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.     

基于综合因子的H.264码率控制算法

针对H.264的JVT-G012算法在帧层对未编码的P帧采用平均分配比特、忽略了图像复杂度和P帧在图像组(Group of pictures,GOP)中的位置对码率控制影响的问题,提出了一种新的H.264码率控制算法,先利用P帧的图像复杂度和P帧在GOP中位置组成的综合因子来调整P帧的目标比特分配,再利用已编码帧的历史信息来调整当前编码帧的量化参数.通过实验表明,与JVT-G012算法相比,本文算法不仅提高了视频图像的质量,尤其是运动剧烈和纹理复杂的视频序列的图像质量,而且使得输出的实际码率更接近目标码率,提高了码率控制的精准性;与已有算法相比,在保持视频图像质量的情况下,进一步提高了码率控制的精准性.     

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.     

基于H264/AVC的帧层码率控制算法

在研究和分析了H.264/AVC经典码率控制算法的基础上,提出了一种新的帧层码率控制算法.该算法充分利用各帧的复杂度以及目标缓冲区优化比特分配,同时采用了卡尔曼滤波器估计MAD的方法.与以往码率控制算法相比,该算法能更加合理地分配各帧的目标比特数,MAD预测也更加精确,从而提高了量化参数QP预测的准确性.实验结果表明,该算法能提高码率控制的精度,并使图像总体质量有一定程度的提高.     

基于复杂度的H．264帧级目标比特分配算法

针对现有H.264码率控制在剧烈运动场景和场景切换时,目标比特数和量化参数计算存在的缺陷,提出一种基于帧复杂度的改进策略,根据图像序列的运动性和帧间差异显著的特点,利用帧复杂度对目标比特进行重新分配,同时利用帧的复杂度检测场景切换来调整量化参数。仿真结果表明,该方法能使目标比特数更接近实际编码的比特数,提高峰值信噪比,减少峰值信噪比的波动。     

H.264/AVC码率控制中初始量化参数设置的一种改进算法

针对H.264/AVC码率控制算法,提出了一种基于Ⅰ帧复杂度和每像素的比特数的初始量化参数设置算法.实验结果表明,与H.264/AVC标准参考软件JM8.6中的算法相比,改进后的算法在提高峰值信噪比(PSNR)和码率控制精确度的同时减小了PSNR值的波动.     

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。     

一种新的H.264帧层码率控制算法

本文提出一种新型的基于H.264的帧层码率控制算法。综合考虑码率、视频序列空间复杂度和缓冲区状态,提出一种新型的I帧R-Q(码率-量化参数)模型。基于前一个GOP(帧组)的码率产生情况,调整I帧的时间复杂度,实现了I帧量化参数的自适应调整。根据HOD(差图像直方图)和P帧相对位置进行P帧的比特分配修正。仿真结果证明,所提算法相较于G012模型,可以有效提高重建视频的PSNR(峰值信噪比),降低PSNR波动,并大幅减少跳帧情况的发生。     

一种新型的H.264码率控制初始化方法

良好的码率控制对视频信号的编码与传输有重要的影响;基于待编码帧的复杂度和缓冲区状态,提出了一种新型的H.264码率控制初始化方法;第一个I帧和P帧首先进行预编码,以修正第一个I帧的比特分配;根据I帧的图像复杂度建立新型I帧码率-量化参数(R-Q)模型,根据该模型,第一编码帧的量化参数得以确定;仿真结果证明,该初始化方法可以有效提高重建视频的峰值信噪比(PSNR),对实验所用QCIF序列,平均PSNR提高了0.86dB,同时大幅减少了跳帧情况的发生。     

TM5码率控制算法的分析和改进

众所周知,MPEG-2的TM5码率控制算法是一种优秀的码率控制算法,由于它引入了复杂度分析、码率分配、码率控制、自适应量化等概念方法,从而可以较准确地控制视频流的输出码率,鉴于该算法仍有许多不足,为此在对TM5码率控制算法的自适应量化公式的不足之处和码率控制部分的优点和局限性进行分析的基础上;提出了TM5码率控制算法的一种改进方法。实验结果表明,该改进方法不但有效降低了原TM5码率控制算法的复杂度,同时获得了0.8~1.8dB的增益。     

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.     

基于模糊控制的H.264宏块层码率控制算法

针对H.264码率控制模型的不足,提出了一种新的宏块层的码率控制算法.该算法首先利用帧的时空间相关性对宏块的MAD值进行预测,然后引入了智能控制中的模糊控制方法来对码率输出进行控制,使得码率控制不再依赖于以往的各种统计模型.由于省去模型参数的更新,算法的计算复杂度有一定程度的降低.实验结果表明:与JM8.6原算法比较,该算法能在提高码率控制精度的同时,提高图像的恢复质量.     

基于H.264的新型I帧码率控制算法

针对H.264视频编码标准,在综合考虑码率、缓冲区状态和视频序列复杂度的基础上,提出一种新型的I帧码率控制算法。使用边缘信息,建立幂函数形式和指数函数形式的2种R-Q模型。基于前4个待编码帧的预编码,估计首个I帧的时间复杂度,第1个I帧的比特分配得到修正。仿真结果证明,该码率控制算法可以有效提高重建视频的峰值信噪比(PSNR),降低PSNR波动,并大幅减少跳帧情况的发生。     

H.264码率控制跳帧算法的优化

传统的H.264码率控制算法跳帧策略,将缓冲区占有率和图像复杂度作为判断跳帧的依据。然而,图像复杂度虽然可以反映序列的运动剧烈程度,但不能完全刻画相邻帧的时域相关性,从而影响视频编码质量。针对这一问题,首先用相对复杂度代替复杂度,从而更好地反映当前帧与前面帧的时域联系;然后提出比特因子的概念,从缓冲区、相对复杂度、比特因子三方面综合给出跳帧条件。实验结果表明,改进算法跳帧后视频的峰值信噪比PSNR有明显提高,而且视频的流畅性也得到了改善。     

Linear Rate Control and Optimum Statistical Multiplexing for H.264 Video Broadcast

The H.264 video coding standard achieves significantly improved video compression efficiency and finds important applications in digital video broadcast. To enable H.264 video encoding for digital TV broadcast and maximize its broadcast efficiency, there are two important issues that need to be adequately addressed. First, we need to understand the complex coding mechanism of an H.264 video encoder and develop a model to analyze and control its rate-distortion (R-D) behavior in an accurate and robust manner. Second, the R-D behaviors of individual channels in the broadcast system should be jointly controlled and optimized under bandwidth and buffer constraints so as to maximize the overall broadcast quality. In this paper, we develop a linear rate model and a linear rate control scheme for H.264 video coding. We develop an optimum statistical multiplexing system to allocate bits across video programs (each being encoded by an H.264 encoder) and video frames so that the overall video broadcast quality is maximized. We study the bandwidth and buffer constraints in video broadcast and formulate the optimum statistical multiplexing into a constrained mathematical optimization problem. Realizing that it is impossible to find a close-form solution for global optima, we propose a simple yet efficient algorithm to find a near-optimum solution for joint rate allocation under buffer constraints. Our extensive simulation results demonstrate that the proposed statistical multiplexing system achieves about 40–50% saving in bandwidth, provides a smooth video quality change across programs and frames, and maintains robust decoder buffer control.      

Incremental rate control for H.264 AVC scalable extension

The emerging H.264 Scalable Video Coding (H.264/SVC) requires the rate control algorithm to regulate the output bit rate of all the coarse-grain-scalability, temporal, spatial and combined enhancement layers. In order to address this topic, in this research, we propose an incremental rate control algorithm for H.264/SVC to control each layer’s encoding rate close to the target bit rate. The proposed algorithm introduces a number of efficient methods. First, based on our previous work on H.264/AVC rate control, a Rate-Complexity-Quantization (R-C-Q) model is extended in scalable video coding. Second, a complexity measure for Intra-frames based on their gradient and histogram information is used to precisely determine Quantization Parameters (QPs) for Intra-frames using the R-C-Q model. Third, we adopt an incremental approach to compute QPs of inter-frames. Fourth, a Proportional + Integral + Derivative (PID) buffer controller is presented to provide robust buffer control for each layer of H.264/SVC bitstream. Finally the QPs for hierarchical B-frames are adaptively decided by their neighbor inter-frames. Our extensive simulation results demonstrate that, our algorithm outperforms JVT-W043 rate control algorithm, adopted in the H.264/SVC reference software, by providing more accurate output bit rate for each layer, maintaining stable buffer fullness, reducing frame skipping finally, improving the overall coding quality.     

基于H.264码率控制算法的研究与改进

基于对H.264码率控制算法的研究,考虑到图像中各宏块之间的差异,提出了宏块级的码率控制算法。实验结果表明,与JVT-G012提案相比,该方法在准确控制码率的同时,图像的视觉质量也得到了提高。     

一种低码率下的H.264跳帧算法

在低码率情况下采用跳帧技术,可以有效防止缓冲器上溢。但是无选择性的跳帧将导致序列不连贯和停顿等现象,图像质量不能得到保证。针对该问题,提出一种根据图像重要性进行跳帧的算法。根据图像复杂度为重要P帧分配更多码率,并根据图像内容与运动程度来自适应地选择跳帧。为了避免跳帧后的目标数据量过度增大,采用一种新的码率更新机制来保持图像质量的稳定性。实验结果表明,该算法在低码率情况下,可减少跳帧数目,并提高图像质量。