CABAC熵编码机制下有效的变换域码率估计技术

 CABAC是H.264/AVC视频压缩标准中采用的一种熵编码机制,结合RDO模式选择技术,可以降低20％的码率.在RDO模式选择过程中,需要对编码块的每一种候选模式进行熵编码以获得编码位数,这在很大程度上增加了视频编码的计算复杂度.为了避免复杂的Lagrange耗费计算,本文第一次提出了一种CABAC熵编码机制下的变换域码率估计方法,基于量化变换系数和运动向量差对熵编码位数进行估计.在此基础上,本文将码率估计技术应用在RDO模式选择中,提出了基于码率估计的快速模式选择算法,减少了模式选择的计算时间.模拟结果显示,本文提出的CABAC熵编码机制下的变换域码率估计技术在对编码性能影响不大的情况下,减少了模式选择中51％的率失真耗费计算时间,采用全搜索运动估计算法时,节省33％的总编码时间.     

高效的CABAC熵编码器体系结构

CABAC是H.264/AVC视频压缩标准主要档次中采用的熵编码机制,其压缩效率比基本档次采用的CAV-LC高20%.由于其中的上下文管理和算术编码需要进行很多存储器访问和ALU操作,CABAC计算复杂度较高,在传统的可编程器件中实现效率较低.本文设计实现了一种七级流水的CABAC熵编码器体系结构,通过将上下文存储器访问、算术编码和正规化、码流输出等任务均衡地分配到七栈流水线中,可以高效地进行二进制算术编码,最终实现每个节拍处理一个二进制符号.采用Verilog HDL语言实现该体系结构的RTL级模型,模拟结果显示其编码结果和JM10.2完全一致;在0.13μm CMOS标准单元工艺典型条件下进行综合,提出的流水线结构工作频率可以达到1.2GHz,从而可以满足RDO模式下SIF格式视频和非RDO模式下HD视频的熵编码需求.     

"银河飞腾"高性能数字信号处理器研究进展

YHFT-DSP/700是2004年研制成功的“银河飞腾”系列超长指令字结构高性能浮点DSP,其主频达238MHz,峰值性能为每秒14亿次浮点运算和19亿条指令·介绍了YHFT-DSP/700的体系结构、设计方法和编译器等关键技术;介绍了同时多线程YHFT-DSP/SMT的体系结构,它可以将DSP的性能提高40%;分析了国际主流高性能DSP的体系结构和发展趋势·     

高效的H.264并行编码算法

 CABAC是H.264/AVC视频压缩标准主要档次中采用的熵编码机制,结合RDO模式选择技术,可以降低20％的编码码率,但是编码器计算复杂度却同时大大增加.对算法进行并行化是有效加快编码速度的方法,但是,由于CABAC具有自适应编码的特点和RDO模式选择对熵编码的使用,使得顺序编码的宏块之间存在着严格的数据相关性,限制了并行编码算法的开发.本文结合基于宏块区域划分的数据级并行编码机制MBRP和码率估计技术,为采用CABAC熵编码机制的H.264编码算法提供了一种高效的并行编码方案:将H.264编码算法划分为模式选择和码流生成两个部分,使之构成典型的生产者-消费者关系;将RDO模式选择中的CABAC替换为码率估计,去除模式选择过程中因CABAC导致的严格数据相关性;对模式选择部分采用MBRP并行机制;码流生成部分由单独的处理器完成,并和模式选择部分实现流水化并行处理.通过4处理器系统模拟器进行实验,发现在保持视频压缩性能几乎不变的情况下,该并行算法的加速比可以达到4.7.     

基于梯度的H.265/HEVC帧内预测硬件加速算法研究

HEVC即H.265,是目前最新的视频编码标准。相比于前一代视频编码标准,H.265/HEVC虽然能够明显改善视频压缩效率,但是却带来了更高的计算复杂度,尤其是在帧内预测过程中。为了解决这个问题,提出一种基于梯度的帧内预测硬件加速算法来跳过一些帧内预测模式和划分深度的预测过程,从而达到减少计算的目的。利用图像梯度信息来粗略估计编码单元的纹理方向和纹理复杂度,其中纹理方向用来估计编码单元的最优帧内预测方向,纹理复杂度用来判断是否跳过当前划分深度的预测编码过程。实验表明,相比于H.265/HEVC测试模型HM16.18,本文提出的算法能够减少6059%的编码时间,仅造成0.38 dB的BD PSNR减少和8.52%的BD-Rate增加。     

基于CABAC和去耦合码率估计技术的H.264/AVC帧内模式选择方法研究

本文提出了一种简单有效的帧内模式选择方法,通过分析CABAC熵编码中色度分量与量度分量的交织信息,去除耦合,同时在率失真优化过程中部分引入部分码率估计方法,降低模式选择的计算复杂度,提高模式选择速度。大量的实验结果表明,本文提出的方法对全I帧序列能够带来66.4%的时间节省,同时几乎不损失编码图像质量;对IBBP序列能够达到平均10%的时间节省,同时部分序列甚至比JM有更好的R-D曲线。     

支持多种标准的高清视频运动估计协处理器

针对运动估计的各种实现方案难以同时满足实时计算性能和灵活性需求的问题,提出了一种支持多种标准的运动估计协处理器.该协处理器采用6流出超长指令字结构,可执行多种运动估计算法.协处理器中包含一个可二维数据重用的处理单元阵列、一个SAD加法树和一个多模编码耗费比较器.处理单元阵列和加法树可满足运动估计巨大的计算复杂度,而耗费...     

多搜索中心的运动估计快速算法

块大小可变的运动估计方法能提高视频编码性能,但也增加了计算时间.为了加快运动估计计算,本文提出了一种基于多搜索中心预测和搜索范围动态调整的快速算法.多搜索中心预测方法对当前宏块时间和空间上相邻块的运动向量进行分析,得出多个预测向量作为运动估计的搜索中心.相比传统预测方法,多搜索中心预测最高可提高约14.6%的预测精度....