视频编码标准H.263中的帧间预测技术

在介绍ＩＴＵ－Ｔ低比特率视频编码建议Ｈ．２６３的基础上，详细阐述了Ｈ．２６３中包含的帧间预测技术，重点介绍了ＰＢ帧模式，高级预测模式，并讨论了运动估计中的几个关键问题。     

低码率活动图像帧间预测编码的研究

主要研究适于窄带低码率活动图像的帧间预测编码算法。依据Ｈ．２６３建议中的算法和编码方案，着重论述了三种先进的帧间预测模式：无约束运动矢量模式、高级预测模式和ＰＢ帧模式，并分别对其编、解码的效果作出计算机仿真及分析。     

H.264帧内预测模式选择算法研究

由于H.264支持的帧内预测模式数较多，使预测的复杂度大幅度增加，因此研究了采用RDO技术下帧内模式选择过程，各种快速帧内模式选择算法的特点及其性能，并指出了快速帧内模式选择算法的未来发展方向。     

基于时域相关性的HEVC快速帧内预测算法

根据视频序列时域相关性强的特性,提出了一种基于时域的HEVC快速帧内预测算法。在帧间预测中,通过在参考帧中运动搜索找到当前预测单元(PU)的帧间最佳匹配块,当搜索当前PU的帧内预测模式时,把帧间最匹配参考块遍历帧内模式时的最佳帧内模式,当作当前PU进行帧内预测时的最佳帧内模式,以达到减少帧内预测模式数量,降低计算复杂度的目的。实验结果表明,在码率和图像质量基本不变的情况下,提出的算法将HEVC帧内预测时间平均减少了33.79%。     

一种基于HEVC的帧内模式快速判决算法

提出了一种HEVC帧内预测优化快速算法。算法在统计总结出当前CU层与其上层CU帧内预测模式、CBF与TU分割深度、相邻CU层之间的色度帧内预测模式之间相关性的基础上,有效地减少了帧内模式的预测,降低了帧内编码计算复杂度。同时,本文根据不同代价函数之间,以及色度与亮度帧内预测模式之间的相关性,分别在亮度和色度帧内预测过程中添加了RMD中cost代价最小的预测模式和最佳亮度预测模式,保证了较低的编码码率和较高的编码图像质量。实验结果表明,本文算法针对各类型、分辨率的视频,在码率和PSNR基本不变的情况下,帧内编码时间平均减少38.2%。     

基于HEVC的帧内模式快速判决算法

提出了一种HEVC帧内预测优化快速算法。算法在统计总结出当前CU层与其上层CU帧内预测模式、CBF与TU分割深度、相邻CU层之间的色度帧内预测模式之间相关性的基础上,有效地减少了帧内模式的预测,降低了帧内编码计算复杂度。同时,根据不同代价函数之间,以及色度与亮度帧内预测模式之间的相关性,分别在亮度和色度帧内预测过程中添加了RMD中cost代价最小的预测模式和最佳亮度预测模式,保证了较低的编码码率和较高的编码图像质量。实验结果表明,该算法针对各类型、分辨率的视频,在码率和PSNR基本不变的情况下,帧内编码时间平均减少38.2%。     

快速帧内预测模式选择新方法

为了提高编码性能,H.264采用了RDO(率失真优化),但与此同时带来的是计算复杂度的增加.本文着重分析了H.264中快速帧内预测模式选择的问题.为了降低帧内预测模式选择的计算复杂度,提出了一种高效的快速帧内预测模式选择算法.首先,对Pan的基于边缘方向直方图的快速算法进行了改进,同时提出了基于参考象素特征的4×4快速帧内预测模式选择算法,并将两者进行了结合.实验结果表明,本文算法和H.264校验模型JM61相比,I帧编码时间降低61%~69%,而PSNR基本保持不变,输出码率仅略有增加;与Pan的基于边缘方向直方图快速算法相比,本文算法的I帧编码时间降低12%~33%,PSNR和输出码率均基本保持不变.     

一种基于预测频度的AVS／H．264快速4×4帧内预测模式选择算法

提出了一种新颖的4×4快速帧内预测模式选择算法。该算法挖掘了帧内预测算法本身的部分性质，即不同像素在不同预测方向中的频度权重不同这个特点，同时利用了子块的平滑性与相关性，设计了3个能快速命中预测模式的自适应门限。实验表明本算法能在几乎不改变PSNR的情况下大幅度降低4×4帧内预测复杂度。     

一种基于预测频度的AVS/H.264快速4×4帧内预测模式选择算法

提出了一种新颖的4×4快速帧内预测模式选择算法。该算法挖掘了帧内预测算法本身的部分性质,即不同像素在不同预测方向中的频度权重不同这个特点,同时利用了子块的平滑性与相关性,设计了3个能快速命中预测模式的自适应门限。实验表明本算法能在几乎不改变PSNR的情况下大幅度降低4×4帧内预测复杂度。     

H.264/AVC解码中帧内预测的硬件实现

根据H．264／AVC的特点，设计出一种适合于帧内预测解码的硬件实现方式，并且引入了帧场自适应模式，有利于提高解码效率，并将该结构配合其他设计好的解码器模块，在FPGA上实现了标准清晰度的H．264视频的实时解码。     

基于宏块相关性的帧间预测模式选择策略

视频编码中,相邻帧之间的景物存在一定相关性,因此各宏块帧间预测模式存在一定相关性。在AVS标准中,帧间预测模式选择是单纯地从代价值大小的角度进行判断,忽略了当前帧与参考帧之间的相关性以及人眼视觉的感官性。为使宏块的预测模式更加合理、更能反映主观质量,提出了基于宏块相关性的帧间预测模式选择策略。在大量实验基础上得出阈值κ来调节率失真代价值与宏块相关性间的平衡关系。综合考虑代价值与阈值κ得出当前块的帧间预测模式。实验结果表明:该算法不仅能提高信噪比PSNR与结构相似度SSIM,而且能使码率略微降低。     

一种HEVC快速帧内模式判断算法

针对HEVC帧内预测模式判断过程较为复杂的问题,提出了一种快速帧内模式判断算法.通过将35种帧内预测模式进行分级计算,利用其中17种模式即能得出最佳预测模式.实验结果表明,与参考编码算法相比,所提出的帧内模式判断算法可以降低约53％的计算量,且编码压缩率几乎不变.     

基于AVS的帧场自适应编码算法研究

介绍了中国音视频编码技术标准AVS中的帧内预测和基于宏块的帧场自适应编码技术.通过分析其中的5种帧内预测模式的空间分布特点,提出了一种新的隔行视频帧内预测模式.实验表明该模式可以在标清、高清隔行视频的帧内预测上获得平均0.24 dB以上的信噪比增益,平均减少3.1%的码流,是一种有效提高编码效率的预测模式.     

H.264帧内模式快速选择算法研究

在对校验模型帧内预测算法分析的基础上,提出了一种帧内模式快速选择算法:在帧内编码中采用亮色分离方案对模式进行选择,在帧间编码中利用最佳帧间模式信息对帧内预测模式进行选择.实验证明,与原校验模型JM72相比,平均编码速度提高约29%,亮度PSNR平均下降在0.01 dB之内,平均比特率上升约0.34%.     

基于时空预测的H.264快速帧内预测模式选择算法

提出了一种基于时空预测的H.264快速帧内预测模式选择算法,算法充分利用视频序列中的空域和时域上的相关性,通过构建空域和时域的最佳帧内模式概率直方图来改进Pan等人提出的基于边缘方向直方图的帧内快速模式选择算法.实验结果表明,基于时空预测的H.264快速帧内预测模式选择算法在保持基本相同的编码图像质量和输出码率的同时,可显著减少编码时间,显著提升H.264的编码性能.     

HEVC帧内彩色边缘检测快速模式选择算法

高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)相较于H.264/AVC,帧内预测模式有35种,编码性能得到提高的同时也引起了算法复杂度的增加,本文提出了一种基于Canny彩色算子的快速帧内预测模式选择算法。该算法基于图像物理边缘的梯度方向提前分析预测块（Prediction Unites,PU）的方向,预先确定帧内预测的模式,避免算法遍历35种帧内预测模式。实验结果表明,该算法能够有效地降低帧内编码的复杂度,算法编码时间平均减少23.36%而仅损失0.69%的BD-Rate,且率失真性能良好。     

AVS解码器中帧内预测算法的硬件实现

概述了AVS视频编解码标准的帧内预测技术,重点分析了帧内预测各种预测模式的算法,并将AVS的帧内预测技术和H.264/AVC标准的帧内预测技术进行了算法复杂度和性能的比较.在此基础上,设计了一种AVS帧内预测模块的硬件实现.并提出了一种可并行处理的计算单元结构.     

DCT域HEVC帧内预测模式映射算法研究

高效视频编码(HEVC)算法支持的帧内预测模式扩展到了35种,使之可实现更精准的预测,从而取得更高的压缩率。通过分析图像数据DCT系数的特性,研究了DCT系数与帧内预测模式的映射关系,提出了一种DCT系数的分布特征与帧内预测模式间的映射方法,该方法可用于提高HEVC的编码速度。     

一种新型H.264/AVC多参考帧预测方法

在H.264/AVC视频压缩标准采用的几项关键技术中,使用多参考帧预测可以增加最佳匹配块的检索概率,进而大大提高了编码效率。受B帧直接(direct)预测模式的启发,提出了一种新的基于扩展帧的多参考帧预测方法,由多参考帧中的共同位置块及其参考块扩展得到一个新的抽取帧,增加了原始序列的时域分辨率,使得扩展帧更加接近当前帧,提高了运动估计中最佳匹配的检索概率,进而提升了编码效率。仿真结果证实该方法的编码性能好于H.264/AVC参考软件。     

New H.264/AVC Multiple Reference Prediction Algorithm

在H.264/AVC视频压缩标准采用的几项关键技术中,使用多参考帧预测可以增加最佳匹配块的检索概率,进而大大提高了编码效率.受B帧直接( direct)预测模式的启发,提出了一种新的基于扩展帧的多参考帧预测方法,由多参考帧中的共同位置块及其参考块扩展得到一个新的抽取帧,增加了原始序列的时域分辨率,使得扩展帧更加接近当前帧,提高了运动估计中最佳匹配的检索概率,进而提升了编码效率.仿真结果证实该方法的编码性能好于H.264/AVC参考软件.