一种利用宏块直方图的快速帧间预测方法*

针对H.264/AVC编码复杂度高难以实时应用的缺陷,在深入研究H.264/AVC中重要且耗时的帧间预测编码技术的基础上,提出了一种融合宏块直方图分布信息的分层逐级预判的快速帧间预测算法。仿真实验结果表明,提出算法与H.264/AVC标准算法相比,在保持重建视频图像质量和输出码流结构的前提下,平均节省编码时间约70%,改善了编码复杂度与编码实时性,保持了H.264/AVC低码率的编码优势。该算法有效地提高了H.264/AVC的编码效率。     

H.264/AVC快速帧间模式选择算法研究

H.264/AVC标准采用可变块运动估计和率失真优化技术进行帧间模式选择,提高了编码效率,但极大地增加了计算复杂度。为了解决这一问题,提出一种快速帧间模式选择算法,它利用了SKIP模式在视频序列中的使用率信息和时空域相邻宏块与当前宏块编码模式之间的高度相关性。该算法缩小了模式选择的范围,并采用阈值来提高预测准确度。仿真结果表明,该算法在保持图像质量和比特率的前提下可以大幅度减少计算复杂度。     

基于重建编码信息的视频ROI提取算法

针对H.264/AVC视频编码标准计算复杂度高、难以实时应用的缺陷,利用重建块的运动矢量和帧间预测模式,并结合人类视觉感知特征,提出一种视频感兴趣区域快速提取算法及其优化编码方案。仿真结果表明,与H.264/AVC算法相比,该算法能够在码率平均增加0.17%、峰值信噪比平均下降0.052 dB的前提下,节省53.11%的编码时间。     

H.264/AVC的复杂度分析以及实时实现

新发展的H.264/AVC比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率,但其运算复杂度也大大增加,影响了其推广。本文简要分析了H.264/AVC的复杂度,并指出对其优化的途径,提出了对其中的帧内预测编码和多尺度块模式搜索运动估计等主要模块的优化算法。实验结果显示可以实现对CIF格式的图像进行实时编码。     

一种针对H.264/AVC的帧间模式快速选择算法

为了进一步减小宏块的帧间预测误差,新的视频编码标准H.264/AVC采用了可变块划分运动估计,极大地增加了编码器的复杂度.针对此问题,提出了一种快速的帧间模式选择算法,该算法利用已编码相邻宏块的时间和空间相关性信息预先检测图像,对图像各区域可能采用的编码模式进行判定,从而大大简化了模式选择的过程.实验结果表明,算法可以在图像质量基本保持不变的基础上,有效地降低编码的复杂度.     

基于运动搜索预处理的H.264/AVC帧间块划分模式快速选择算法

为了进一步减小宏块的帧间预测误差,新的视频编码标准H. 264 /AVC采用了灵活多样的块划分类型。不同于以往视频编码标准中规定的16×16, 8×8固定块尺寸,H. 264 /AVC中采用的块尺寸包含16×16到4×4七种类型。然而在提高编码效率的同时却带来了巨大的计算复杂度,尤其是采用率失真全搜索算法时。提出了一种基于运动搜索预处理及残差纹理分析的快速帧间块划分模式预测算法,并通过实验证明了本算法在几乎不牺牲图像质量和压缩效率的基础上,有效地减少了计算复杂度。     

基于时空相关的H.264多参考帧快速选择算法

H.264/AVC视频编码标准采用的多参考帧技术改善了视频质量,但同时也增加了编码复杂度。为避免搜索多余的参考帧,提高H.264编码器的编码效率,基于视频序列帧间具有较强时间相关性、相邻宏块具有较强时空相关性,提出了一种多参考帧选择算法。该算法根据视频序列的帧间时间相关程度确定参考帧个数;由相邻宏块的时空相关性自适应确定当前宏块的编码模式及其最佳参考帧。实验结果表明,与校验模型JM16.2相比,该算法在编码质量几乎不变的情况下,平均可节约60%的编码时间。     

运动矢量加速度预测起始搜索点的块匹配算法

块匹配运动估计是去除图像序列时间冗余的重要手段,在MPEG-4、H.264/AVC等视频编码标准中都得到了应用,但消耗了巨大的运算量.论文阐述了块匹配算法原理,归纳了当前运动估计中采用的各种手段,建议使用一种运动矢量加速度预测搜索起点的算法,利用相邻的若干参考帧中对应块的运动加速度来预测待编码块的起始运动矢量.仿真结果证明该方法效果明显,减少了搜索次数且准确度高.     

H.264编码器的SSE-2优化实现

目前,ITU-T和ISO正在联合制定新一代的视频编码标准H.264(或称MPEG-4 Part10).H.264采用了多种复杂的编码技术,包括1/4像素精度的运动估计,8种块划分模式以及帧内预测等,在提升编码效率的同时,也使运算复杂度大大增加.本文中使用Tntel的SSE-2技术对H.264的运算密集部分包括运动估计、1/4插值、量化和正反整数变换等进行了优化.优化后,编码器在P4-1.7G,256M内存的主机上的编码速度可达25帧/s(QCIF图象).     

MPEG-2到H.264/AVC转码中的快速模式选择算法

为了降低MPEG-2到H.264/AVC的转码复杂度,针对转码过程中H.264/AVC编码的多模式预测,提出一个有效的快速模式选择算法.算法用MPEG-2中已有的运动矢量的差异来衡量宏块的运动情况,对运动矢量进行聚类,进而用聚类结果来选择预测模式.实验结果表明,算法可以在视频质量损失很小的情况下大幅度降低转码中再编码的复杂度.     

H．264中基于零块检测的模式选择算法

H．264是最新的国际视频标准。与其它视频编码标准相比，它在编码效率方面有强大的优势：在相同的重建图像质量下，H．264比H．263＋＋和MPEG-4的第2部分节约近50％的码率。但是，H．264中编码效率的提高是以增加巨大的运算量为前提的。本文提出了在模式选择算法中引入零块检测机制，并主动放弃对部分小系数块进行编码的新的模式选择算法。实验结果表明：该算法在保证图像主观质量不下降的前提下，可以大幅度提高H．264高码率下的编码效率，加快中低码率下的视频编码速度。     

Fast multiframe motion estimation algorithms by motion vector composition for the MPEG-4/AVC/H.264 standard

The MPEG-4/AVC/H.264 video coding standard adopts various coding schemes such as multiple reference frames and variable block sizes for motion estimation. Hence, MPEG-4/AVC/H.264 provides gains in compression efficiency of up to 50% over a wide range of bit rates and video resolutions compared to previous standards. However, these features result in a considerable increase in encoder complexity, mainly regarding to mode decision and motion estimation. The proposed algorithms use the stored motion vectors to compose the motion vector without performing the full search in each reference frame. Therefore, the proposed algorithms can obtain an average speed up ratio of four for encoding, thus benefiting from the prediction of the motion vector for the reference frames in advance and maintaining good performance. Any fast search algorithm can be utilized to further largely reduce the computational load.     

一种新的基于H.264/AVC的零块判决方法

在基于运动估计和预测编码的视频编码方案中，有一种简单而有效的快速实现方法——零块判决方法，H．264／AVC使用的也是基于运动估计和预测编码的视频编码方案，所以也可以运用零块判决方法来加快其编码速度．根据H．264／AVC视频编码标准的新特点，对其中的零块判决阈值进行了推导，提出了新的适合于H．264／AVC的零块判决方法，并进行了仿真测试，实验结果表明，在中低码率的视频编码中，该方法在编码效率基本保持不变的条件下，编码时间减少了20％～47％．     

Adaptive group-of-pictures and scene change detection methods based on existing H.264 advanced video coding information

The H.264 advanced video coding (H.264/AVC) standard provides several advanced features such as improved coding efficiency and error robustness for video storage and transmission. In order to improve the coding performance of H.264/AVC, coding control parameters such as group-of-pictures (GOP) sizes should be adaptively adjusted according to different video content variations (VCVs), which can be extracted from temporal deviation between two consecutive frames. The authors present a simple VCV estimation to design adaptive GOP detection (AGD) and scene change detection (SCD) methods by using the obtained motion information, where the motion vectors and the sum of absolute transformed differences as VCV features are effectively used to design the AGD and SCD algorithms, respectively. In order to avoid unnecessary computation, the above VCV features are obtained only in the 4times4 inter-frame prediction mode. Simulation results show that the proposed AGD with SCD methods can increase the peak signal-to-noise ratio by 0.62 dB on average over the H.264/AVC operated with a fixed GOP size. Besides, the proposed SCD method can reach a scene change detection rate of 98%.     

基于子区域最佳运动矢量搜索的UMHexagonS改进算法

H．264标准是由ITU—T视频编码专家组（VCEG）和ISO／IEC动态图像专家组（MPEG）提出的视频编解码器标准,运动估计是H．264标准中耗时最高的部分。分析一些经典的运动估计算法,结合最佳运动矢量分布特性,提出了一种基于子区域的UMHexagonS改进算法。该算法将搜索区域分成9个子区域,在最佳子区域进行精确搜索,在其它子区域进行粗略搜索。仿真实验结果表明,在信噪比和比特率基本不变的情况下,改进算法的时间复杂度有明显的改善。     

一种针对MPEG-4 AVC/H.264的用于快速码流生成的运动信息描述算法

由于MPEG-4 AVC/H.264采用了可变块尺寸(variable block size)和率失真最优化(rate distortion optimization)两项技术,视频编码流程中复杂度最高的运动估计(motion estimation)模块变得更加复杂.另一显著的变化就是,所获取的运动信息与目标码率紧密相关.这给传统的快速转码技术带来了很大困难.该文首先提出了一种分层模型,按由粗到细的方式描述每个宏块(macroblock)的运动信息.基于这个分层模型,文中提出了一种通过预编码获取运动信息的算法,从而生成视频序列运动特性的完整描述.有了这种运动信息描述,在编码或是转码的过程中,编码器可以跳过运动估计过程,编码复杂度因此大大减少.为进一步加快编码速度,还提出了从运动信息描述中抽取最优运动信息的快速算法.实验结果验证了所提算法的有效性,在大大降低编码复杂度的同时,编码性能与最优的MPEG-4 AVC/H.264非常接近.     

利用参考像素相似度检测的帧内预测编码

为进一步提高帧内预测的编码性能,提出一种新的帧内预测算法。算法对用于预测的参考像素进行相似度检测,当参考像素相似度高时,直接使用平均模式预测,省略了用于编码预测模式的比特,节省了码率,并减少了用于率失真优化所需的计算量,降低了计算复杂度;在各参考像素差异较大时,则按H.264/AVC中率失真优化的方法进行模式选择。实验结果表明,该算法在同样的峰值信噪比（PSNR）下,平均码率降低1.42%,编码速度提高了32.2%。     

H.264/AVC帧间预测模式的快速分类方法

H.264/AVC采用RDO技术进行帧间模式选择，提高了编码效率，但增加了计算复杂度。该文提出了快速分类算法，利用相邻宏块率失真特征以及预测模式之间的时空相关性，缩小了模式选择的范围，降低了帧间预测的复杂度。结果表明，该方法可减少25%~46%的序列编码时间，保持了H.264/AVC的编码性能与视觉效果。     

一种适用于AVS的快速帧间模式选择算法

音视频编码标准和H.264在帧间编码时采用变长块编码,导致在使用全部模式时计算复杂度较高。为此,提出一种基于运动向量场同质性测量和宏块时空相关性预测的帧间模式选择算法。利用相邻块和参考帧的对应块判断当前宏块是否使用帧间16×16模式,如果不使用该模式,则利用帧间8×8模式产生的运动向量预测宏块的帧间模式。实验结果证明,在峰值信噪比几乎相同的情况下,该算法与全模式相比可平均减少41.2%的编码时间。