优化的Hierarchical B码率控制算法

H.264/AVC可伸缩视频编码系统（SVC）在时间域采用的可分级B帧（Hierarchical B）结构,与传统的IPPP或者IBBP编码结构相比,编码性能有较大提高。其采用调整单位时间内编码和显示的图像帧数来适应不同的码率。但信道带宽变化较大时,帧率波动较大,会造成视频的不连续性。因此,针对各分层不同特点给出相应的码率控制方案,并通过对B帧选择合适的量化参数限制图像帧率的波动范围。实验结果表明该算法能够有效地控制码率,帧数波动小,视频质量较好,与其他同类算法相比PSNR平均能提高0.45 dB。     

一种HEVC低延时编码码率控制算法

传统码率控制方法常常引起视频编码器的率失真性能降底。为了在满足码率控制精度的同时改善编码器率失真性能,提出一种基于改进R-λ模型的帧级码率控制算法。根据帧率把待编码视频序列划分成多个控制单元,并为当前控制单元分配目标比特;根据控制单元层的可用比特数为当前GOP分配目标比特;根据GOP层的可用比特数为当前待编码帧分配目标比特,再利用改进的R-λ模型计算得到拉格朗日乘子λ进行编码。在通用测试条件下的实验结果显示,该算法具有较高的码率控制精度,同时改善了编码器的率失真性能。其平均码率相对误差为0.095%;以不开启码率控制的HM16.7作为基准,平均码率节省(BD-Rate)达到了2.6%。     

一种低延迟限制下H.264码率控制算法

对于实时、双向视频通信而言,减少传输时所造成的延迟是十分重要的。本文针对H.264视频压缩编码标准,提出了一种在低延迟条件下,仍可维持高画质并避免缓存区溢出的码率控制算法。鉴于I帧量化参数的选择对于整个GOP编码比特及失真的影响,本文通过对整个GOP的预测码率和失真做率失真优化,来选择可以平衡整个GOP编码量和失真的量化参数。同时增加一个主动跳帧策略,在缓存区未达饱和状态时,仍主动跳过一些并不重要的图像,而留出区空间使那些相对重要的图像可以保留。实验结果表明,在低延迟条件下,本文的方法不论在避免跳帧和维持画质方面均高于JVT新近采纳的JVT-H017提案。     

H.264/SVC比特自适应分配的等级B帧码率控制算法

为减少码率控制中实际输出码率与目标码率之间的误差,改善视频序列编码尾部质量下降的缺陷,同时针对可伸缩视频编码中码率控制算法的不足,提出一种自适应比特分配的码率控制算法。算法基于对根据相邻图像帧之间的相关性以及对恒定质量的考虑,在图像组(GOP)之间平均分配目标比特,而在GOP内部则根据编码复杂度自适应分配目标比特,同时适当调整初始量化参数(QP),再根据目标比特分别计算P帧、B帧的QP。对不同的视频序列进行了实验测试,其结果验证了算法的准确性和有效性。     

一种面向视频应用的有效实时码率控制算法

为提供实时视频传输服务,同时保证一定的视频质量,提出了一种基于JVT-G012的动态码率控制算法。在编码过程中,根据图像内容的运动特性,动态决定GOP长度,同时防止输出缓冲器的上溢和下溢;为复杂度较高的宏块（MB）分配较多的比特。实验结果表明,该算法对于场景变化较大的实际视频序列有较好的编码效果。     

基于率失真优化的可伸缩视频编码码率分配

可伸缩视频编码的主要目标是生成空域、时域、质量可伸缩的视频流,其中如何进行有效的码率分配,以截取特定条件下最优的一段码流,对视频信号的网络传输十分重要。在研究现有JVTSVC中码率分配算法的基础上,提出了通过划分FGSNAL单元建立其近似的率失真特性曲线,从中选择构成凸壳的点作为率失真最优的候选截断点,并以此进行优化的码率分配的方法。在参考软件JSVM上的实现表明,对标准测试集中的序列截取相同需求条件下的码流时,相对于JVTSVC中现有率失真优化的码率分配方法,新方法的解码视频质量均有进一步的提高。     

H.264可伸缩视频编码层间码率控制算法

为H.264/AVC标准的可伸缩编码(SVC)扩展提出了一种自适应的层间码率控制算法。该算法提出了一个选择模型,通过当前层的前一帧或者前一层的当前帧来预测Inter帧所需比特数。首先,将码率—复杂度—量化因子(R-C-Q)模型引入可伸缩的视频编码;接着,使用一个已有的比例—积分—微分(PID)缓冲区控制器来根据缓冲区状态提供当前Inter帧的比特数估计;然后,为了在视频画面发生急剧变化时获得更为精确的估计,利用前一层中的当前帧所用实际比特数来进一步进行当前Inter帧比特数估计;最后,使用选择模型决定最终的预测比特数,并通过R-C-Q模型计算出量化因子(QP)。实验结果表明,相对于推荐的JVT-043码率控制算法,所提出的算法可以在SVC的每层获得更加精确的实际输出比特率,保持缓冲区充盈度的稳定,同时减少跳帧和质量波动,提高整体编码质量。     

基于H.264的码率控制算法优化

H.264的编码算法与以往的标准有些不同,采用了R-D优化模式判别。本文对已有的R-D模型进行了全面分析对调节器的设计进行了改进。在新的调节器中,限制了量化步长(Q)的范围,消除单个或者少数几帧产生的编码误差。实验结果表明证引入改进后的R-D模型进行预测有效的控制了码率。     

基于可分级编码基本层的码率控制方法

在P域的码率控制中，由于编码比特尺和一帧图像的变换量化系数中的零的百分比之间的关系起着非常重要的作用，因此为了更好地进行码率控制，首先研究了线性率失真函数在可分级视频编码（scalable video coding，SVC）中基本层上的可适用性，然后分别对模型参数进行统计，结果表明，统计曲线显示了在同一个时间子带上的帧有着相近的线性模型参数。结合以上特征，通过最小二乘法实现了线性模型在SVC基本层上的码率控制应用，并且在JSVM1．0上实现了该算法。实验表明，该码率控制算法很有效，与TM5算法相比，峰值信噪比（Peak signal noise ratio．PSNR）增加。     

码率可分级小波视频编码算法的研究

对于多种视频传输业务,传统的分层可分级性已不能很好地满足要求,编码器需要提供码率可分级性.采用改进的零树小波编码算法生成了高性能的嵌入式码流,实现了一个码率可分级视频编解码器.而在码率可分级编解码算法中,同一码流需要在较大的码率范围内保持编码效率.目前的解决方案在目标码率提高时,重建图像的质量得不到有效的改善.指出了码率可分级编码算法不仅要考虑误差扩散问题,还要考虑帧间依赖关系,并提出了一种新的算法.实验结果表明,该算法使同一码流能在多种码率下提供更好的重建图像的质量,而且所提算法可用于其他采用运动补偿算     

一种可伸缩性视频编码的帧速率有效控制方法

可伸缩性视频编码（SVC）技术是图像和视频处理中一个新的研究领域，近年来取得了很多成果。在介绍SVC的有关概念和国内外研究现状的基础上，提出了一种有效的帧速率控制方法。该方法对视频序列建立了图像组（GOP）结构，并给出了对其采用分层运动补偿时间滤波器（MCTF）实现方案以记录帧间的相关性信息。实验结果表明，分层运动补偿时间滤波器结构能提供较高的处理速度和良好的性能，并且能灵活地实现SVC的时间伸缩性。     

可扩展多视点视频编码技术研究

文章设计了一种结合Multi-view Video Coding（MVC）和Scalable Video Coding（SVC）技术的多视点视频编码方案,通过下采样原始图像进行MVC编码形成码率低的基本层,增强层由基本层解码单路图像预测生成其全空域图像。通过实验比较,该方案能获得与MVC相当的编码效率,单路视点的解码代价比SVC方案高出0.5~1.5dB的收益,码流具有可扩展性,能在不同的级别上完整地表述原始视频。     

基于可伸缩视频编码Hierarchical-B结构的恒定质量控制

针对H.264视频编码标准可伸缩扩展部分采用Hierarchical-B结构实现了时域上的可分级特性.同时与传统的IPPP或者IBP编码结构相比,在编码增益上也有较大的提高。但其特殊的预测结构会造成图像质量的抖动,在有快速运动和场景切换时此现象尤甚。提出了一种简单的基于PSNR和MAD的恒定质量控制算法,通过在帧级选择合适的量化参数来限制图像质量的波动范围。该算法在JVT规定的标准基础上进行了仿真,实验结果表明,PSNR的方差大幅减小,并基本接近目标PSNR。     

一种新的低时延视频编码码速率控制算法

基于DCT交流系数均方和与其变换前的像素域方差相等,该文用DCT交流系数的均方和代替像素域的方差,在视频编码的TMN8码速率控制算法中采用一种新的率模型,从而提出了一种新的TMN8码率控制算法——RC_TMN8_MSACC．这种新的算法不仅在保持性能的同时降低了运算复杂度,还具有鲁棒性好和应用范围广的特点,适用于视频转码编码中．实验表明该算法具有性能好和运算复杂度低的优点．     

多线性子空间可伸缩视频编码方法

针对DCT方法用单一变换核处理所有图像块而忽略图像信号的复杂统计分布的问题,通过论证视频中的图像数据和运动预测残差存在的多线性子空间分布特性,提出一种可伸缩性视频编码方法.该方法用广义主成分分析(GPCA)取代传统视频编码中所采用的DCT来对I帧和预测残差图像编码,通过对编码结果进行适当排序,使得码流可以在任意点被截断,实现精细粒度的质量可伸缩性;并借助多线性子空间的分割,实现依据人类视觉注意特性的差错保护及更好的错误隐藏.对文中方法和基于DCT的可伸缩性编码效果进行比较的结果表明,在同等压缩比的情况下,采用该方法普遍可获得比DCT更好的图像质量.     

基于宏块的渐进、精细可伸缩的视频编

渐进精细可伸缩(PFGS)的视频编码是面向Internet的视频流化应用中的一项重要技术,同MPEG-4标准中的精细可伸缩(FGS)的视频编码相比,PFGS视频编码具有更高的编码效率.然而,由于现有的PFGS方法以帧为单位来选择编码时的参考图像,因此该方法很难同时在编码效率和误差控制方面都取得好的效果.提出了一种灵活、高效的基于宏块的PFGS编码方法,并提出3种帧间(INTER)编码方式用于增强层宏块编码,其中的一个编码方式把原有的PFGS视频编码中的误差控制技术扩展到了宏块层.同时也提出了一个编码方式选择算法以确定每个增强层宏块的编码方式,由于该算法仅需用到时域预测信息,因此实现起来非常简单,并且性能稳定.实验结果表明,基于宏块的PFGS视频编码既能有效地消除低码率下的误差传递和累积,也能提高在其他码率下的编码效率.     

渐进、精细的可伸缩性视频编码

精细的可伸缩性的视频编码FGS（Fine Granular Scalable)是MPEG-4标准的视频流化框架中的关键性编码技术,由于在FGS编码方案中运动补偿是参考一个最低质量的重构层,因而编码效率较低。在这篇文章中,我们首先提出了一个渐进的精细可伸缩性的视频编码框架,简称为PFGS（Progressive Fine Granular Scalable),与MEPG-4中的FGS相比,PFGS编码框架试图在增强层的编码过程中采用多个高质量的参考来提高编码效率,这是因为高质量的参考可使运动预测更准确。但是,高质量的参考也会带来一些问题,首先,增加多个参考会使得PFGS编码需要更多的内存,同时也会增加其计算复杂性,因而在这篇文章中,首先将PFGS编码框架简化为只需采用一个额外的缓存来存储参考图像,而得到的编码效率几乎和原来多个参考一样,其次,在编码过程中,由于转换参考图像会造成增强层间编码系数的振荡,从而部分地抵消了采取高质量参考的优势。文中同时提出了一个有效的消除振荡的方法,即采用高质量的参考对所有增强层进行编码而用低质量的参考来重构以解决误差传播问题。实验结果表明,我们所提出的PFGS编码框架的编码效率能比MPGE-4中的FGS提高1dB以上,同时保留了FGS所有的优点,比如精细可调性,自适应网络带宽变化和差错恢复能力等。     

MPEG视频编码比特速率控制算法的改进

针对MPEG-2测试模型5(TM5)比特速率控制算法进行了以下改进:①引入一种智能积分作用,有利于提高比特速率的控制精度;②采用DCT交流系数定义宏块和图象的编码难度测度,然后提出了改进的目标编码量分配策略,即根据编码难度测度自适应调整图象和宏块的目标编码量,有利于提高包括场景变化在内的图象解码质量及其一致性.模拟实验结果表明:采用智能积分作用能达到很高的控制精度,与TM5相比,相对误差降低了约一个数量级;采用目标编码量的改进分配策略,平均峰值信噪比(PSNR)有明显提高,而且也能改善由于场景切换所带来的对图象解码质量的影响.