基于H.264的内容自适应分数像素运动估计算法

分数像素精确运动估计的改进是整个运动估计模块优化的关键,本文提出了基于H.264的内容自适应分数像素运动估计算法。首先,提出基于平坦区域宏块预测的无效分数像素运动矢量(MV)搜索省略算法(SMBP);然后,改进H.264采用的基于中心的分数像素搜索算法(CBFPS),提出基于预测矢量的增强型菱形模板(EDSP)搜索算法。实验结果表明,内容自适应分数像素运动估计算法比分数像素全搜索算法(FFPS)在峰值信噪比(PSNR)有微小降低(0.095～0.209 dB)的情况下,平均减少了75.6%的分数像素搜索点,整个运动估计模块平均节省了38.5%的计算量。     

H．264快速运动估计算法研究

在对EPZS和UMHexagonS快速运动估计算法分析研究的基础上，提出一种改进的运动估计算法．该算法采用UMHexagonS的多层次搜索思想．对EPZS算法的钻石模形作适当的变形．有效降低了运动估计的时间．分别应用FS、EPZS、UMHexagonS和改进算法对3种典型的标准图像序列进行测试．测试结果表明，改进算法的图像质量虽略有下降，但运动估计的时间只是FS的30％-40％，EPZS的70％-90％，UMHexagonS的85％-95％．     

ATETS: 针对H.264的自适应提前终止搜索算法

为了解决H.264可变大小块运动估计技术使得运动估计运算量剧增的问题，提出了一种自适应提前终止搜索算法.根据整数DCT变换和量化的特性，通过提前判定全零系数块来终止没有意义的运动搜索过程.利用运动矢量和预测运动矢量之间的高度相关性，采用预测块作为提前终止判决块.使用基于量化步长的自适应阈值以获得最佳性能.实验表明，该算法与已被H.264标准采纳的快速整像素搜索算法(UMHexagonS)结合使用，能够在保证图像质量和编码压缩率的前提下，进一步减少60%左右的搜索点数.该算法对量化步长具有良好的鲁棒性，适用于固定码率的实时应用环境.     

H.264帧间编码模式选择快速算法

作者针对H．264帧间编码宏块模式选择计算复杂度较高的缺点,提出了一种模式选择快速算法。该算法根据帧间编码宏块的树状分割模式特点,应用了若干简单有效的终止搜索准则,并采用动态阈值以进一步加快模式选择的速度。模拟实验表明：提出算法减少了编码器无效遍历过程,在取得相近PSNR和比特率条件下。编码速度得到较大提高,适合实时视频应用。     

H.264中运动估计算法研究与对比

自从视频编解码标准H.264发布以来,国内外学者专家提出了大量的基于此标准的运动估计算法。本文将介绍一些典型的算法,对其性能进行分析比较。     

H.264中基于预测的快速模式决策算法

针对H.264采用多模式运动估计和模式决策等一系列新算法而引入的高计算复杂度问题,提出了一种基于预测的H.264编码快速模式决策算法.使用一种基于自适应阈值的提早退出检测算法,以较高识别率检测出静止宏块和区域运动宏块,及早作出模式决策;对未被判定的宏块使用基于预测的快速搜索算法得到所有4×4块的运动矢量;利用自底向上合并检测,得到其他模式块的运动矢量和最佳模式.实验结果表明,该算法与参考实现中的快速算法相比,仅损失了少量的图像质量和码率,但平均编码速度提高了30％.     

H.264/AVC快速帧间模式选择算法

提出了一种针对H.264的快速帧间模式选择算法。该算法从三个方面提高编码效率:SKIP模式提前判决;引入视频分割算法分离前景和背景,确定候选模式;提出了快速帧内模式选择方法。该算法避免了不必要的运动估计和率失真代价(RDO)的计算,节省了编码时间,同时保证了编码质量。     

一种基于分类的运动估计快速搜索算法

提出一种基于块分类的快速搜索改进算法,按图像块的运动量来把图像块分成变化剧烈块、变化中等块和变化缓慢块,对于不同的块采用不同的搜索方法．对于变化激烈块,采用双十字与大小钻石融合算法;对于变化中等块,采用大小钻石法;对于变化缓慢块,采用正方形搜索法．通过实验验证,这种方法能有效减少搜索时间．     

H.264中运动估计和补偿新技术的研究

H.264是由ITU-T最新提出的视频压缩国际标准,同以往视频压缩标准相区别的主要特征就是加大了运动估计和补偿部分的比重,通过改善预测误差来提高编码效率.针对H.264中运动估计和补偿采用的新技术,分析了其为提高编码效率采取的关键措施：可变块大小的运动估计,1/4（甚至1/8）象素精度的运动补偿,多参考帧帧间预测模式等,并通过标准测试序列检验了它的性能,证实其能达到更高的编码效率.     

带有模式选择的快速运动估计算法

为了减少视频编码标准H.264运动估计模块的计算复杂度，提出了一种带有模式选择的快速运动估计算法.基于编码块模式最终选择结果的统计分析，讨论了图像特征与模式选择之间的关系，得出大块模式选择的比例远高于小块模式.采用运动估计块匹配过程中得到的中间结果绝对值误差和（SAD）与运动矢量，分别给出了三条模式选择准则.将运动估计的直接搜索过程改进为先进行编码块模式判断，再进行选中块匹配搜索过程.实验结果表明，与全搜索算法相比，该算法平均搜索时间明显减少，同时保持了非常近似的解码图像质量和编码码率，保持了多模式运动估计的优点.     

Novel video coding distortion estimation algorithm for H.264/AVC

A novel video coding distortion estimation algorithm is proposed for H.264/AVC. First, a new linear method is used to compute the variance of the direct current (DC) coefficient. Then, with the assumption that the DC coefficient follows a Gaussian distribution, the distortion of the Gaussian source under the quantization of the dead-zone plus-uniform threshold quantization (DZ-UTQ) with the uniform reconstruction quantizer (URQ) is derived, and according to the distortion of the Gaussian source and the variance of the DC coefficient, the coding distortion of the DC coefficient called DC distortion is calculated. Thirdly, a new function is employed to compute the ratio of video coding distortion to DC distortion. Finally, video coding distortion is estimated using the ratio and DC distortion. Compared with the algorithm with the best performance in the existing algorithms, the proposed algorithm decreases the averaged estimation error by up to 36％. Experimental results show that the proposed algorithm can provide the estimation of video coding distortion more accurately than the existing algorithms.     

MPEG-4到H.264转码中多帧参考运动估计快速算法

针对将其他格式视频转码为H.264的过程中运动估计耗费大量时间的问题,提出了一种快速运动估计算法,以实现快速转码.该算法充分利用未转码压缩视频流中包含的信息,结合时间相关预测与空间相关预测来实现MPEG-4到H.264转码过程中的多帧参考运动估计快速算法;在此基础上提出一种自适应搜索范围选择算法,以进一步减少运动估计的计算量.该算法同样适用于其他编码标准到H.264的转码.实验结果表明,该算法在图像质量和比特率方面的表现相比参考快速算法略为逊色,但转码速度有了很大的提高.     

一种新的H.264快速帧内预测模式选择算法

对H.2641AVC帧内预测模式选择算法进行了分析,通过采用亚采样方案计算边缘方向、利用边缘矢量幅值进行预测模式判决和在一定条件下提前结束Intra_4×4模式等方法对PAN算法进行了改进.结果表明,该方法在不影响图像失真度和码率性能的前提下,降低了帧编码时间,减小了编码复杂度.     

基于H.264运动估计的音视频同步编码技术

提出了一种在H.264运动估计过程中嵌入音频的音视频同步编码方法,利用1/4像素精度的运动搜索,解决了音视频同步编码问题。在发送端,根据1/4像素搜索点和音频的对应关系,在1/4像素运动估计过程中通过调整最优匹配点将音频压缩流嵌入视频中,然后对嵌入音频的视频流进行压缩编码。在解码端,根据嵌入准则,提取音频信息,再对音频和视频信号进行重构和恢复。实验表明,本文方法在不增加音视频压缩数据量、在音视频质量下降较小的情况下,实现了音视频同步压缩编码和传输。     

H.264帧内预测快速算法

在研究H．264帧内预测算法的基础上，提出一种新颖实用的自适应帧内预测快速算法．首先，利用前一帧和当前帧对应位置宏块的帧内预测模式进行预测，从而减少当前宏块的预测模式数量，降低编码复杂度；然后根据量化因子。自适应地插入使用各种帧内预测模式的修正帧，并改变候选预测块的数量来保证帧内预测快速算法的准确性．实验结果表明，在码率增加小于3％，恢复图像平均峰值信噪比下降不到0．04dB的情况下，使用帧内预测快速算法，编码速度可提高22％～35％，满足实时视频通信的要求．该算法与H．264标准兼容，可用于实际视频通信产品．     

访存带宽最小化的H.264整像素运动估计VLSI结构

面向H.264/AVC整像素运动估计, 提出了一种兼顾数据搬运和计算部件效率的全搜索超大规模集成电路(VLSI)结构. 通过在片上最大化重用参考像素, 使外存访问带宽得到了最小化, 每个参考像素只需访存一次. 通过分布式内存映射和图像边界的假想连接, 使参考像素的搬运过程规则、高效. 处理器单元(PE)结构简单, PE阵列以单指令多数据流(SIMD)方式工作, 数据通信采用脉动方式, 计算部件的利用效率为100％. 搜索过程没有空泡, 每拍处理一个搜索点, 支持7种可变尺寸分块, 同时完成41个分块的绝对差之和(SAD)的计算与比较. 给出了参数化的结构设计描述. 针对标准清晰度数字电视(SDTV)应用, 设计实现了一个具体的结构, 采用Faraday 0.18 μm CMOS标准单元工艺库, 逻辑门数为151×10³门, 关键路径时延为3.86 ns, 片上缓存为23.75 kB, 访存I/O引脚数为8 bit. 在216 MHz钟频下, 实时支持SDTV 720×576@30fps, 搜索范围为［-32, 32］×［-16, 16］, 2个参考图像, 访存带宽为24.9 MB/s.     

基于H.264标准的视频混沌密写算法

基于目前最新的视频编码标准H.264,运用混沌加密和混沌密写,提出一种视频混沌密写算法。采用标准视频序列进行了仿真,并分析了算法的性能。结果表明:该算法不仅能快速和有效地进行密写,而且解码后视频序列的视觉效果和峰值信噪比(PSNR)基本上不受密写影响。     

基于H.264视频压缩技术的网络视频传输系统设计

闭路电视监控作为一项先进的高科技防范手段,特别是由于系统本身具有直观、实时、记录、回放等特点,在许多领域得到越来越广泛的应用。着重介绍了H.264视频压缩技术和视频网络传输技术的同时,对前端视频处理、传输系统设计、远程联网集中平台管理以及视频存储、转发与显示等全方面的纯数字高清网络视频监控系统进行了研究设计。     

H．264／AVC运动补偿的高效插值结构设计

为了减少视频编解码标准H.264/AVC中运动补偿模块插值结构的硬件复杂度,提出了一种高效插值结构,包括"串行输入并行输出"亮度插值结构和只需要2个乘法器和1个加法器的色度插值结构.该插值结构采用串行输入的维纳滤波器来产生水平半像素点中间值;通过分析1/4像素插值的数据相关性来选取整像素点,优化1/4像素的滤波算法;通过分析插值窗口的重叠情况,采用垂直优先插值顺序;并且根据插值的分数像素点的不同读取不同大小的插值窗口.试验结果表明,与现有其他设计相比,该结构可以节省水平方向的6抽头FIR滤波器,减少了寄存器阵列的大小,并且节省了数据读取带宽.在H.264解码器上实现了该插值结构,仿真和综合后的结果表明,与其他设计相比,该结构的硬件复杂度更低.