H.264帧内预测模式判定快速算法研究

帧内预测是 H.264编码中用来提升帧内编码压缩效率的编码工具,它通过计算和比较多种帧内预测模式下的宏块率失真代价,并选择最优的帧内预测模式来充分消除图像信号的空间冗余,提升视频信号帧内编码的压缩效率,但多种帧内预测模式下的宏块率失真代价计算使帧内编码运算量成倍增长,阻碍了其实际应用.为此,提出一种帧内预测模式判定快速算法,以提升 H.264帧内编码的计算效率.该算法包括3个部分:1)加快4×4帧内预测模式判定的两级预测模式判定快速算法;2)加快宏块帧内预测模式判定的亮度分量帧内预测分区类型提前判定算法;3)融合上述2种算法的宏块帧内预测模式快速判定流程.测试结果显示,与H.264标准参考编解码器 JM10.1相比,所提算法编码时间节省52%左右,峰值信噪比仅下降0.03 dB,码率增长约为2.5%.由此证明,所提算法能在保持视频压缩效率基本不变的前提下,有效提升视频编码的运算效率     

一种基于H264编码标准的快速运动估计算法

运动估计历来是视频压缩编码中最重要也是最耗时的环节之一。本文基于H264编码标准提出一种快速运动估计算法,该算法结合UDO（ratedistortionoptimal）的分布特点和块运动相关性,对块的运动区域分类,并按类采用不同的模板进行搜索。实验结果表明,本算法在编码恢复图像的效果在PSNR（peakofsignaltonoiserate）方面与全搜索方式相当,但在编码速度上有较大提高,较JM参考软件中其他几种快速搜索算法有30％左右的提高。     

基于残差下采样的立体视频编码算法

基于立体视频数据压缩的目的,提出了一种基于残差宏块自适应下采样立体图像编码方案。该方案采用H.264标准,独立编码左通道参考图像。应用视差估计和运动估计联合补偿技术编码右通道目标图像,在目标图像的编码过程中,根据目标图像运动场景的不同,对图像残差块进行选择性的下采样编码。与原始的JMVM算法相比,在相同的峰值性噪比下,该算法具有更高的编码效率。     

基于预测激励和时空相关的H.264码率控制算法

码率控制是H.264中极为重要的一个环节,参考软件Joint Model(JM)已给出了相应的算法.由于JM模型采用线性模型预测平均绝对差值(MAD)以获得模式选择所需要的量化步长,因此算法运算量较大,而且MAD预测准确度十分有限.针对上述问题,本文提出了一种新的基于预测激励和时空相关的MAD预测算法,并在此基础之上提出一种根据修正空间来进一步控制码率的方法.实验结果显示,采用本文算法的H.264编码器在取得更低比特率的同时,能够更有效地提高峰值信噪比.     

快速帧间模式选择算法

文中介绍快速帧间模式选择方法.在H.264的相关标准中,已经对宏块类型选择进行详细的介绍.但是,为减少计算复杂度和编码时间,文中提出快速帧内模式选择技术.最后,试验结果表明该方案是可行的.     

基于起点预测的十字-六边形-菱形运动估计算法

为了解决运动估计算法精度不高和运算量大的问题,有必要寻找一种有效的运动估计算法。本文在讨论块运动类型的判定和起始搜索点预测的基础上,分析了针对整像素的六边形-菱形（HDSP）的搜索过程和针对半像素的十字形（CSP）的搜索条件,从而提出了基于起点预测的十字-六边形-菱形的运动估计算法（IPP-CHDS）。文中详细研究了该算法的搜索过程和流程,并利用三个序列进行测试,测试结果表明,IPP-CHDS算法的搜索精度与FS算法接近,但它的运算量却大大的减少。     

一种适用于实时交通监控的视频编码方法

提出了一种修改的基于内容的实时可伸缩H.264编码器,该技术适用于实时交通视频监控系统.在提出的方法中,首先对视频序列进行滤波,从而去掉噪音,之后从罔像中首先提取运动区域,然后从运动区域中提取运动窗,大大提高了运算速度,然后使用零块的预先判决算法来加快其编码速度,最后根据运动窗的速度和大小将其分为快速运动窗、慢速运动窗和远处运动窗,根据其特点来分别降低其时间冗余度和空间冗余度,以便适合于实时传输.实验证明该方法与其他方法相比,其压缩率和编码时间都有较大提高,同时视觉质量也没有明显的下降,适合实时交通视频监控,另外提出的系统完全能够遵从H.264编码器标准,完全符合传统H.264解码器.     

一种H.264码率控制的改进算法

码率控制作为H.264里极为重要的一个环节,在参考软件Joint Model(JM)中已给出算法.由于JM模型采用线性模型预测MAD以获得模式选择所需要的量化步长,这种算法运算量较大且MAD预测不够准确,因而造成码率控制的结果不准确.本文针对这种缺点,在原有算法的基础上提出一种新的基于预测激励和时空相关的MAD预测算法,同时还给出一种根据修正空间来调节码率的方法.仿真结果显示,采用这种改进算法的H.264编码器不仅取得更低比特率,而且有效提高了PSNR,控制的精确度也有所提高.     

变电站视频监控系统的高效视频压缩方法研究

为提高视频编码效率,满足监测用户对变电站视频监控系统高清图像质量的要求,通过分析国际上视频编码相关技术的研究现状,结合MPEG-x系列标准技术和H.26x系列标准技术,提出基于动态纹理建模的视频编码方法,改进了帧间预测的精度。仿真实验结果：对于分辨率为176 dpi×144 dpi的视频序列,该方法比H.264标准算法图像质量提高了0.06 dB,码率减小了1.05%;对于分辨率为416 dpi×240 dpi的视频序列,该方法比H.264标准算法图像质量提高了0.17 dB,码率减小了3.22%。仿真实验结果表明该方法相比目前主流的H.264标准算法,进一步提升了压缩效率。     

适可而止的基于节点搜索的可变形块运动补偿

基于节点搜索的可变形块搜索是一种新型的运动估计方法,它比传统的基于平移的运动搜索有更高的精度,但该方法运算量比较大.本文在基于节点搜索可变形块运动补偿算法中采用适可而止的措施,对搜索精度足够的非平移块终止当前搜索,直接跳到半像素精度搜索.实验结果表明,只要门限选择得当,就能以预测质量降低很小的代价换来运算速度的大幅提高.     

H.264/AVC的分级帧间预测算法研究

在H.264/AVC标准中,帧间预测一直是编码过程最耗时的部分。为减少帧间预测编码时间,提高编码速度,在保持全部功能的情况下修改了JM代码中帧间预测的结构流程,并在新的结构的基础上提出新的预测算法:Skip模式的优先选择和多参考帧选择的新判断标准。实验结果表明,在PSNR和码率基本保持不变的情况下,编码时间减少了51%~67%。     

基于指数率失真模型的增量式码率控制算法

高速增长的视频通信需求促进了视频压缩技术的快速发展。为了进一步提高H.264/AVC的码率控制性能,提出了一种新的码率控制算法。新算法包含一种新型的指数型率失真模型,一种增量式QP计算方法,一种基于权重的帧比特位分配策略和一种线性回归模型参数更新方法。基于指数率失真模型的一阶微分特性和拉格朗日中值定理,提出的增量式QP计算方法成功地解决H.264/AVC中的"QP悖论"。编码实验结果表明,新算法与JM模型中推荐的码率控制算法相比,实际比特率更接近目标比特率,达到了更精确的缓冲控制,明显地提高了平均解码视觉质量QCIF为0.23dB,CIF为0.75dB,720p为0.12dB。     

An efficient inter prediction mode selection scheme for advanced video coding based on motion homogeneity and residual complexity

Modern video coding standards such as High Efficiency Video Coding (HEVC) and H.264/MPEG‐4 advanced video coding (AVC) supersede the previous coding standards because of their improved coding efficiency. These standards adopt variable block sizes in frame coding ranging from 4 × 4 to 16 × 16 and 4 × 4 to 64 × 64 for H.264/AVC and HEVC, respectively. The use of variable block sizes for inter prediction provides a significant coding gain compared to coding a macroblock (MB) using regular block size. However, this new feature greatly increases the computational complexity of the encoder when brute‐force rate distortion optimization (RDO) algorithm is used for coding parameter selection. This paper proposes an efficient inter prediction mode selection scheme based on motion homogeneity and residual complexity measures of an MB to speed up the encoding process. The motion homogeneity is assessed through the normalized motion vector (MV) field, and residual complexity is evaluated by the sum of absolute difference (SAD). To acquire the MVs and SADs, motion estimation at 8 × 8 block size is performed using a lightweight recursive motion estimator in which the vector field tends toward true object motion. Based on motion homogeneity and residual complexity of an MB, only a small number of inter prediction modes are selected for the RDO process. The experimental results for H.264/AVC show that the proposed scheme reduces the encoding time by 64% on average without any significant degradation of coding efficiency. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

H.264帧内预测模式的研究

H.264帧内预测技术是提高视频压缩比的关键,一方面,可以提高I帧的压缩效果,有利于视频码流速率的控制,这在实际的网络传输中具有重要的意义;另一方面,当帧间预测找不到匹配块的时候,可用帧内预测来达到好的压缩效果.介绍了H.264帧内预测模式,分析了采用RDO技术下帧内模式选择过程,并详细研究了X264开源代码的帧内预测...     

H.264在电力视频监控系统中的应用

为了研究H.264在输电视频监控系统中的应用,研究如何将前端采集的视频通过3G网络连接至Internet后接入输电视频监控主站系统,视频压缩效率和视频传输的实时性之间的矛盾成为亟待解决的问题。为此,根据H.264编码算法的压缩率高、网络适应性强等特点,研究了H.264在输电视频监控系统中应用的必要性和可行性,分析了其在输电视频监控系统中的优势,并介绍了H.264在输电视频监控系统中应用的实际案例。在输电视频监控系统中使用H.264,能够在保证视频质量前提下,提高网络利用率,降低占用带宽,节约建设成本。     

基于H．264算法的网络视频传输系统实现

本文介绍了基于H.264算法的网络视频传输系统的实现方案。该方案采用目前最新的视频压缩标准——H.264作为视频编解码算法,i．MX27作为系统的中心处理器,嵌入式Linux作为操作系统,RTP／UDP作为网络传输协议,实现了视频实时的在网络上传输。系统运行结果表明：该系统可以在Internet上实现视频的实时传输,显示帧率为10帧／秒以上（CIF格式）。除此之外,为了保证视频信息在传输过程中的安全性,在压缩视频的过程中,给信息提供了加密功能。本课题研究的基于H264视频编码算法的网络视频传输系统可以实现30帧／秒的视频信息传输效果。