电子化评审系统视频编解码技术研究

具备高清、低延时和高压缩率品质的视频编解码技术是确保电子化评审顺利实施的核心关键技术。对高效视频编解码技术进行了深入研究,提出了一种基于动态场景快速预测的可变码率并行编码技术,该技术基于H.264视频编码框架,通过对当前编码画面复杂度和场景变化率的准确分析,并参考若干帧已编码图像的各类编码特性统计信息,为当前画面分配合理的码率,从而不仅有效地节省了带宽,还保证了画面质量的稳定性。另外,为实现高清视频实时编码,还采用了一种可在帧级、块组级、宏块级和像素级等多个层次同时实施的并行编码算法。对大量具有不同运动特征的国际标准视频测试序列进行的测试表明,所提出的视频编解码技术相对于此前综合效果最优的x264编码器,在同等的解码图像质量条件下,带宽平均节省约30%,运算效率提高约1.5倍,延时减少100~200 ms。     

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     

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。     

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H.264的网络视频服务器的设计

本文设计了一种基于H.264视频压缩编码技术的网络视频服务器.硬件设计采用SA7111A芯片完成输入视频A/D转换;以TMS320DM642 DSP芯片为核心硬件平台实现视频压缩编码;利用微处理器SA1110、以太网接口控制器RTL8139C及相应外围设备实现网络控制和传输.软件设计包括视频编码和网络传输控制两个模块.实测结果表明,在普通IP网络环境下,基于H.264的网络视频服务器较好地实现了视频实时编码和传输,同时具有清晰连续的图像质量.     

H.264帧间模式选择快速算法

为了解决H·264采用的全宏块搜索模式带来的巨大运算量问题,本文提出了一种快速模式选择算法。通过对运动矢量差值的判定确定宏块分割模式,从而减少了运算量。实验结果表明,此算法与全宏块搜索模式相比,在图像质量和码率有少量变化的前提下,编码速度显著提高。此算法的提出对实现H·264实时编码有重要意义。     

混合MAP-POCS算法在压缩视频中的应用

压缩视频的超分辨率算法受到视频压缩算法的影响,比一般序列图像的超分辨率算法复杂。本文在POCS的约束条件中采用了去除块效应的约束集,将去除块效应的操作融入混合MAP-POCS算法的框架中,将其应用于实际压缩视频的超分辨率重建。通过仿真实验结果证实,本文采用的算法在较低码率的压缩条件下具有更好的重构效果。     

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。     

MPEG-4编码器

为解决视频压缩编码的实时性,设计基于DSP的MPEG-4编码器.提出预测运动估计算法并研究软件优化技术.实验结果表明该编码器可实现高分辨率视频的实时编码,且具有较低的码率和较好的图像质量.     

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%。     

面向巡防系统的混沌视频加密技术研究

巡防系统具有远程视频图像传输的功能,考虑到视频信息传输过程中存在被恶意盗取造成信息严重缺失的情况,在视频传输前需对视频做加密处理。结合H.264视频压缩编码,采用Logistic混沌序列在CAVLC熵编码阶段对视频进行选择性加密,实现了加密与视频压缩编码兼容。并在Visual Studio 2013中完成了基于Logistic混沌视频加密的仿真,在MATLAB中通过计算视频图像加密前后的PSNR、SSIM及RGB直方图,分析了Logistic混沌视频加密性能。     

高效视频编码标准-H.264

H.264/AVC是ITU-T的视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC的活动图像编码专家组(MPEG)联合开发的一个最新的视频编码标准.其目的是为了获得很好的图像压缩效果并能适应不同的网络环境.文中对H.264/AVC标准的技术特点进行概要介绍.     

某型飞机数字视频记录系统设计

为了解决原有俄制视频记录仪由于磁带存储方式的技术落后所带来的一系列保障问题,利用专用ARM芯片MG3500并采用H.264压缩算法和多路视频分时复用技术设计了新型数字视频记仪,应用表明:新的数字视频记录系统可以对机载6路8Mbit/s的视频码流和1路256Kbit/s的音频码流进行有效的同步压缩、记录和回放,总体性能高于俄制视频记录系统。     

自适应二进制算术编码的动态可重构实现研究

针对H.266/VVC视频编码标准下的上下文自适应二进制算术编码器编码速度慢、资源开销大的问题,面向可重构结构依据算法的内在并行特性优化了编码架构,并基于动态可重构阵列处理器设计实现了CABAC编码器常规编码模式下的并行映射方法,阵列结构能够根据编码输入对优化后的算法进行动态重构,在避免专用硬件编码器较高的资源开销情况下利用软件重构的方法实现熵编码过程,保证编码准确性的同时提高了视频数据流编码效率,为此类运算密集型算法的硬件实现提供了更为灵活高效的参考途径。仿真结果表明,映射实现的编码过程中每个编码周期完成5个二进制序列的编码,平均编码效率达到384.13Mbin/s。基于FPGA的测试结果表明,软件重构方法与专用硬件实现的编码器相比,资源开销降低且编码效率提升5.47%,与同类型可重构视频编码结构相比,编码效率提升7.03%。     

质量可伸缩编码技术在视频会议系统的应用

文章结合湖北电网应急指挥中心高清视频会议系统、视频监控系统的实际应用,围绕应用质量可伸缩的视频编码,开展了如下工作：采用一种小波编码器来实现质量可伸缩的视频编码,着力解决高清视频会议系统在有限通信带宽、复杂网络环境和终端设备异构性等现状下出现图像画面抖动的实际问题。