面向H.264标准的改进码率控制方法

为降低H.264/AVC编码器码率控制的计算复杂度,提高码率估计的精确性和视频输出质量,提出了一种简单高效的率失真码率控制方法.基于残差信息服从拉普拉斯分布的假设,推导出精确的率失真模型.并利用线性模型和二次模型拟合率失真曲线,得到优化的R-1/Q和D-Q模型,极大地降低了算法的计算负担,而头信息预测模型的引入进一步提高总码率估计的精确性.自适应的分配各层目标码率,确定最优的量化参数.实验结果表明,与JVT-G012码率控制算法相比,该算法获得更高的编码效率,视频解码质量更加平稳,输出码率更精确.     

一种简单有效的帧层码率控制策略

H.264/AVC码率控制算法对运动剧烈及存在场景切换的视频序列存在着码率控制不够精确,视频图像PSNR值波动较大的问题.本文提出了一种简单有效的帧层码率控制算法,通过改变传统的目标缓冲级别设置平滑PSNR值波动,并充分利用已编码帧信息对当前帧计算出的量化参数进行调整,有效控制码率.实验结果表明:与H.264/AVC原算法相比,本文算法在精确控制码率的同时平均PSNR值也有一定的提高.     

基于起始量化参数预测的码率控制优化算法

为了提高H.264/AVC中码率控制算法起始量化参数预测的准确性,提出了一种起始量化参数的预测算法.通过分析视频图像编码前的参数信息和Ⅰ帧复杂度的特征量,提出了初始量化参数(QPo)预测模型,并根据前一帧组的实际码率和量化参数对当前帧组(GOP)量化参数的影响,提出了一种新的帧组起始量化参数(QPst)预测模型,然后用提出模型对现有算法进行改进.实验结果表明,该算法能更为准确的预测起始量化参数,在低比特率情况下,对于视频图像的码率控制精度和率失真优化效果较H.264/AVC参考软件中所使用的JVT-G012码率控制算法有所提高,而且可以获得较高的平均峰值信噪比(PSNR)和稳定的重建图像质量.     

H.264/AVC码率控制优化算法

提出了一种新颖的编码特性预测机制,较为充分地利用了视频信源的时空相关性,改进了率失真建模的有效性;利用Lagrangian优化理论推导出两种率失真优化的位分配方案,并实现了相应的码率控制算法,即线性模型算法和二次模型算法.大量实验数据表明:线性模型算法和二次模型算法的编码效率基本上相同,而前者的码率控制能力稍优于后者;和H.264/AVC参考软件中所采用的JVTG012码率控制算法相比,两种新算法在获得更高编码效率的同时,能够更加准确地控制输出码率.     

基于运动检测的H.264码率控制的算法

针对H.264/AVC 经典流控算法JVT-G012对运动剧烈图像流控效率的不足,提出了一种基于图像运动剧烈程度的流控算法。对运动剧烈的图像,在同一复杂度区域内,用前一帧实际编码码率与目标码率的差值调整当前帧目标码率,并且编码时利用最小率失真模式的原始帧和重建帧的SAD估计MAD值,根据二次模型估计量化参数优化拉格朗日参数。仿真试验证明与JVT-G012以及Jiang等对H.264AVC的改进的码率控制算法相比,在运动剧烈或者场景切换时,虽然码率比JVT-G012略有增加但低于Jiang等的改进算法,并且变化剧烈的视频帧图像信噪比有明显的增加,平均信噪比也得到了提高。     

基于H.264运动矢量域的脆弱水印算法研究

针对H.264/AVC的编码特征,提出一种基于H.264/AVC低比特率视频流的脆弱水印算法。该算法在视频编码端的P帧经过运动矢量搜索和运动矢量预测之后,提取运动矢量残差,将水印嵌入在运动矢量残差中。在视频的解码端进行水印提取和检测,检测不需要原始视频的参与。该算法具有较小的码率变化、视频失真,以及较强的脆弱性。     

基于双模预测的精确码率控制

精确的码率控制是进行高效视频编码与传输的关键。针对现有码率控制技术的不足,提出了在视频编码中采用两个率失真模型进行码率预测的思想以提高码率控制的精度。对H.264的G012码率控制框架进行改进,给出一种基于双模预测的自适应码率控制方法。实验仿真结果显示,与传统的单模码率控制方法相比,基于双模预测的码率控制算法能保证在不影响编码质量的前提下有效地提高码率控制的精度。     

视频图像复杂度估计的H.264/AVC码率控制

为了在相对有限的传输比特率下获得最佳的视觉质量,严格地保证编码比特流满足带宽和假设参考解码缓冲区的限制,码率控制成为视频图像压缩技术中重要的一部分。根据指数型率失真模型,调和平均数预测当前帧的图像复杂度,提出了一种新的H.264/AVC码率控制改进算法。实验数据表明,调和平均数方法相比于线性预测方法更为有效和准确。相比于JVT-G012码率控制算法,新算法获得了较高的比特预测精度,具备更优的缓冲区控制能力,以及更好的视觉质量。     

H.246/AVC中的码率控制方案及算法实现

H.264/AVC是一种先进的视频编码标准，码率控制作为视频编码和网络传输的一项重要技术在H.264的应用中必不可少。提出了一种基于JVT-G012的H.264码率控制方案及其算法实现，对JVT-G012框架中用于调整宏块层比特量的二次模型作了修改，提出了一种更加简洁的比特量控制算法，使得控制算法对其控制参数初始值的设定依赖很小，可自动根据编码序列的复杂程度自适应地调整控制参数。     

一种基于视觉感知的H.264 码率控制算法

针对目前视频编码标准H.264 的码率控制算法未考虑人眼视觉感知、易导致编码 后视频图像质量波动的不足,提出了一种基于视觉感知的H.264 码率控制算法。首先,设计了 像素域的恰可察觉失真模型。在此基础上,根据各帧的恰可察觉失真的大小进行帧层比特分配。 其次,建立了基于结构相似度的率失真模型,并采用此模型设计了基本单元层(basic unit, BU) 的比特分配方案。最后结合二次速率-量化模型得到量化参数。实验结果表明,该算法与目前 H.264 中典型的码率控制算法相比,错误率降低了0.2%。     

基于卡尔曼滤波的H．264头信息量估计及其在帧级码率控制中的应用

由于H．264算法中宏块划分的灵活性导致了头信息的数据量变化剧烈而难以预测，同时由于变换系数的数据量大大的减小，又使头信息量在码流中所占的比重远高于在先前各个标准的码流中的比重，因此准确估计头信息量能有效提高H．264码率控制算法的性能。为了准确估计头信息，提出了一种应用卡尔曼滤波器估计帧级总头信息比特数的方法，并将该方法应用于帧级的码率控制。实验结果表明，该算法能准确估计头信息，并能在一定程度上提高相同码率下的总体图像质量。     

Effective macroblock layer rate control algorithm for H.264/AVC

Rate control plays a critical role in the video encoder. In this paper, an effective macroblock (MB) layer rate control algorithm is proposed for H.264/AVC to improve video quality and reduce the computational complexity. By thoroughly analyzing the temporal–spatial correlation and object direction, the mean absolute difference (MAD) value of current MB is a weighted combination of temporal MAD predicted by previous frame and spatial MAD predicted by current frame, and then four directional patterns are chosen adaptively for data point selection in quadratic rate-quantization (R-Q) model parameters estimation. Finally, a more accurate header bits prediction model is developed to improve the accuracy of allocated bits which can be used for quantization parameter (QP) calculation. Extensive experiment results show that compared with JVT-G012, the proposed algorithm achieves higher average peak signal to noise ratio (PSNR) up to 0.51 dB improvements and more accurate target bit rates.     

一种面向H.264/AVC的帧层码率控制算法

分析了H.264/AVC编码后各帧质量波动大的原因，提出基于反馈原理的帧层码率控制算法——RCBF。该算法在保证缓冲区不上溢和下溢的前提下，按照帧复杂度来分配目标比特数，减少因为目标比特数与帧复杂度不一致引起的编码质量波动。同时根据反馈原理，参考前面帧的分配误差调整分配的目标比特数，使帧层码率控制更加准确。实验结果表明，RCBF算法的峰值信噪比PSNR值波动与JM10.2下的码率控制算法JVT-G012相比明显减小，同时平均PSNR值和控制精度也有提高。     

Low-delay rate control for real-time H.264/AVC video coding

This paper presents an efficient rate control scheme for the H.264/AVC video coding in low-delay environments. In our scheme, we propose an enhancement to the buffer-status based H.264/AVC bit allocation method. The enhancement is by using a PSNR-based frame complexity estimation to improve the existing mean absolute difference based (MAD-based) complexity measure. Bit allocation to each frame is not just computed by encoder buffer status but also adjusted by a combined frame complexity measure. To prevent the buffer from undesirable overflow or underflow under small buffer size constraint in low delay environment,the computed quantization parameter (QP) for the current MB is adjusted based on actual encoding results at that point. We also propose to compare the bits produced by each mode with the average target bits per MB to dynamically modify Lagrange multiplier (/spl lambda//sub MODE/) for mode decision. The objective of QP and /spl lambda//sub MODE/ adjustment is to produce bits as close to the frame target as possible, which is especially important for low delay applications. Simulation results show that the H.264 coder, using our proposed scheme, obtains significant improvement for the mismatch ratio of target bits and actual bits in all testing cases, achieves a visual quality improvement of about 0.6 dB on the average, performs better for buffer overflow and underflow,and achieves a similar or smaller PSNR deviation.     

一种面向H.264/AVC的新型宏块级码率控制算法

针对H.264/AVC码率控制模型的不足，提出了平均绝对变换量化误差（MATQD）的概念，以及基于MATQD的加权预测模型和新的二次R-D（Rate-Distortion）模型，然后给出完整的宏块级码率控制算法，其中，在预测宏块纹理码字分配时，提出了用MATQDratio计算宏块目标码字以及一个头码字的加权预测模型。实验结果表明，与JM8.5下的标准码率控制算法JVT-G012相比，本文提出的算法的码率控制精度更高，输出码流更加平稳，图像的平均质量更好。     

低比特率视频编码中一种有效的码率分配算法

引入能较好地反映视频图像运动特性的差分帧直方图（HOD）来预分配码率.对于运动较为平稳的序,提出了基于HOD的分段常数码率预分配算法.帧级码率预分配根据视频原始序列HOD的统计特性来决定;对于运动程度变化较大的序列,采用修正后的线性HOD模型来预分配码率.实验结果表明,相对于H.264 JM76中的分配算法,该算法使得R-D性能平均提高0.35/dB,视频主观质量的下降也得到了有效的改善.     

一种低码率下的新型宏块级码率控制算法

针对H．264编码方案，提出了一种实时的无需二次编码的低码率宏块级码率控制策略。为克服H．264码率控制模型的缺陷，首先提出了平均像素信息比特（APIB）的概念及其码率控制模型；然后在宏块层，根据各个宏块不同的编码复杂度进行准确的码字分配；接着通过APIB的变化来自适应地更新码率控制模型的系数；最后提出了完整的基于宏块的码率控制算法，并将其在JVT的JM85平台上实现。试验结果表明，与H．264中的码率控制算法JVT-G012相比，该算法不仅在控制精度上平均提高了0．171kbps，而且峰值信噪比平均提高了0．227dB，同时还较好地控制了输出码率和峰值信噪比的波动。     

Incremental rate control for H.264/AVC video compression

In this study, the authors propose a new rate-complexity-quantisation model and an incremental rate control algorithm for H.264/AVC video coding. One unique property of this algorithm is that, the picture complexity estimation and rate-quantisation modelling are jointly designed with an incremental rate control for P-frames. In addition, the proposed algorithm also introduces a number of efficient rate control techniques, including accurate rate control for intra-frames, enhanced proportional--integral--derivative (PID) buffer controller, and adaptive quantisation parameter determination for B-frames. The proposed algorithm has low computational complexity while providing robust rate control. Our extensive experimental results demonstrate that the proposed algorithm outperforms the current rate control algorithm adopted in the H.264/AVC reference software JM13.2 by achieving more accurate rate control, reducing frame skipping, depressing quality fluctuation and improving the overall coding quality by up to 2.83 dB.     

一种面向SVC的码率控制算法

H.264/AVC可伸缩性扩展视频编码系统(JSVM)提供了一种可伸缩视频编码(SVC)的解决方案,然而它本身并没有提供一种有效的码率控制算法.文中基于JSVM的分层预测结构,提出了一种全新的码率控制算法.首先在码率分配方面,考虑到分层B帧预测(或运动补偿时间域滤波(MCTF))结构,给出一种分层的码率分配方案;然后,针对不同类型和不同时间分解层各自的统计特性,分别为它们设计了不同的率失真(R-D)模型.实验结果表明,文中算法能够有效地控制码率,使得目标码率跟实际产生码率之间的偏差最大不超过2%;同时文中算法较大地提高了解码图像的质量,使得峰值信噪比(PSNR)在低码率端可提高1dB;另外,JSVM是通过不断调整量化参数(QP)使得实际产生的码率逐次逼近目标码率,较之这种尝试型的码率控制算法,文中基于模型的码率控制是在一次编码中产生最终的目标码率,从而大大降低了计算复杂度.     

一种H.264/AVC帧间块模式抉择快速算法

传统的H.264/AVC帧间模式抉择采用的是所有模式全搜索的算法，计算量过大。针对这种情况提出了一种利用均匀区域、零运动矢量和小模式合并原理相结合的快速模式抉择算法，并用JM模型进行实验，结果表明，该算法可以在PSNR降低很少（不超过0.03dB）、码率增加不大(小于4％)的情况下提高编码效率，平均编码时间减少了60％以上。