H.264帧内4×4块预测模式选择快速算法研究

在H.264视频编码过程中,编码时间受诸多因素的影响,如帧间/帧内模式选择、运动估计(ME)、率失真优化(RDO)等。为了以较快速度和较好质量进行编码,针对H.264帧内模式选择,提出了一种适用于H.264帧内4×4块预测的模式选择快速算法。该算法利用帧内4×4块最优预测模式与和它相邻的预测模式之间率失真代价(RD Cost)的高相关性,以及绝对变换误差和(SATD)与率失真(RD)性能之间的强相关性,有效地跳过一些不太可能的预测模式,从而使帧内4×4块模式选择过程只需进行4次率失真代价计算即可。实验结果显示,该算法在编码性能和编码速度之间取得了很好的折衷。     

一种快速H.264/AVC 4×4块帧内预测模式选择算法

H.264/AVC是最新的视频压缩标准,帧内预测是其中一个重要组成部分.JVT(Joint Video Team)提供的参考软件采用全搜索算法进行帧内预测,其算法复杂度很高,无法满足实时视频的需求.本文分析了8×8块内4×4子块最佳预测模式的相关性,并通过计算灰度共生矩阵提取图像的纹理特征,对图像纹理方向进行预判,提出了一种新的4×4块快速预测算法.实验结果表明本算法在信噪比和码率变化极小的情况下,编码速度有显著提高.     

H.264/AVC帧内4×4块预测模式选择算法的研究

在分析H.264帧内预测技术的基础上,提出了一种快速的帧内4×4块预测模式选择算法.该算法计算当前4×4块与空间/时间相邻4×4块之间的相似程度,判断是否跳过其模式选择过程;对未跳过的4×4块,根据变换系数的绝对差值和(SATD)信息及空间/时间相关性,排除一些可能性小的预测模式.实验表明,与JM10.2相比,对于IIII及IPPP编码结构:编码时间平均减少了44.07%和20.49%,码率和Y分量的信号噪声比(SNRY)基本不变.     

基于纹理特征的H.264/AVC帧内预测模式快速选择算法

H.264/AVC视频标准中的帧内编码通常采用率失真优化技术,通过遍历所有可能的编码模式,选择其中一个具有最小率失真代价的模式作为最佳帧内预测编码。率失真优化技术在提高编码可靠性、准确性、抗误码率的同时,增加了编码的复杂度和搜索时间。在分析标准帧内预测的情况下,计算当前4×4块和重建4×4块的残差值,若小于某一阈值可提前结束宏块编码,反之则利用图像块的纹理方向与预测模式选择之间的相关性,提出一种快速的帧内4×4块预测模式选择算法。该算法在结合改进的Canny算子和平方梯度法的基础上,提取出当前块的纹理方向,并详细分析了纹理方向与预测模式之间的对应关系。实验仿真在H.264/AVC的参考模型JM13.2平台上完成。结果表明,与标准算法相比,该算法在编码码率持平和峰值信噪比保持不变的前提下,编码时间有较大幅度的下降。     

H.264/AVC帧内预测模式快速选择算法研究

提出一种H.264/AVC帧内预测模式快速选择算法,该算法利用差值直方图和Prewitt梯度算子检测图像纹理特性来选择编码模式。对于4×4子块首先利用Prewitt算子计算子块四个方向的梯度值,再通过坐标合成法得出该4×4子块的梯度向量,根据梯度向量来选择编码模式。对于16×16和8×8块,首先利用差值直方图判断图像纹理的平整性,然后再根据4×4块的算法计算纹理的方向性,对预测模式数量进行削减。实验结果显示,该算法在不影响图像的质量和码率的情况下,编码时间大约减少了65%。     

H.264中4×4块的快速帧内预测算法

视频压缩标准H.264/AVC的压缩率很高,但其算法复杂,编码时间较长。针对帧内4×4块提出基于方向预测模式度量的快速预测算法,通过对当前4×4块帧内预测方向的度量,利用相邻块和相邻方向预测模式的相关性进行帧内模式预测。实验结果表明,与全搜索算法相比,在采用全I帧编码的情况下,该算法的编码时间减少43%,输出的视频比特率仅增加0.8%,且PSNR基本保持不变。     

一种基于自适应阈值的H.264/AVC帧内预测模式快速选择算法

在H.264/AVC中,帧内编码采用帧内预测来提高编码效率.色度块尺寸为8×8,亮度块包括4×4和16×16两种尺寸,每种块提供多种预测模式,因此这种多模式选择极大地增加了编码复杂性.本文利用色度块和亮度块以及亮度4×4和16×16块模式选择之间的相关性,提出一种基于RDO(Rate distortion optimization)不同判决依据的快速帧内预测模式选择算法,并能够自适应调整阈值.实验结果表明与校验模型JM7.2相比在信噪比和码率变化不大的同时,能够使Ⅰ帧编码速度平均提高6倍,并可节约P帧25%的编码时间.     

基于纹理主方向强度的HEVC帧内快速分层算法

为降低高效视频编码帧内预测过程的计算复杂度,提出一种基于纹理主方向强度的快速帧内预测算法。根据每一深度层编码单元(CU)分布特点,并结合每块CU纹理主方向强度判断CU是否需要进行分割处理。在深度层为0和1的CU块上统计4×4块的纹理方向,确定当前CU的纹理主方向强度,判断其纹理复杂度。在深度为2和3的CU上结合像素方差,以像素点为单位计算相应CU的纹理主方向强度。通过实验训练序列获得恰当的阈值,自适应提前终止编码单元的划分,减少帧内预测的编码复杂度。实验结果表明,在保证信噪比和比特率基本不变的条件下,与平台HM15.0相比,该算法编码时间平均节省51.1%。     

H.264/AVC快速帧内预测模式选择算法

基于像素块的纹理特性,相邻块预测模式的相关性提出了一种H.264/AVC快速帧内预测算法,该算法将4×4亮度块的候选模式从9种降低到1～4种。实验结果表明,与H.264编解码器JM8.6相比,I帧编码时间降低50%～60%,而PSNR和输出码率基本保持不变。     

H.264/AVC快速帧内预测算法的研究

H.264/AVC采用先进的帧内预测技术,进一步提高了编码效率,但计算复杂度也随之增高。提出了一种快速的帧内预测算法。该算法充分利用宏块的MAD信息及时间/空间相关性,对宏块进行预判,在帧内4×4（I4）和帧内16×16（I16）预测模式之间进行选择;然后,针对I4预测,计算当前块与参考块之间的相似程度D(b_x,b_r),据此判断是否跳过当前块的模式选择过程,从而减少了编码时间。实验表明,与JM10.2相比,针对全I帧测试：编码时间平均减少约59.03%;针对IPPP测试：编码时间平均减少22.76%;SNRY和码率基本不变。并且,该算法有利于在硬件平台(FPGA)上实现,可用于实际的视频通信产品。