H.264视频流分辨率缩减转码的快速宏块模式选择算法

H.264视频编码标准采用帧内预测,帧间的宏块分割等新的特性提高了编码效率,同时也较大地提高了模式选择的复杂度,因此H.264视频转码中模式选择算法将显著影响到转码的效率。提出了一种适用于H.264视频流空间分辨率缩减转码的宏块模式选择算法。主要利用输入码流中的宏块模式和运动矢量信息,获得局部的预测方向或者梯度方向,从而根据方向信息,减少需要计算的宏块模式的数目。实验证明,在保持编码效率和视频质量的同时,能够有效地降低H.264下采样转码过程中的宏块模式选择算法的复杂度。     

低复杂度的MPEG-2到H.264快速转码算法

提出一种新的MPEG-2到H.264快速转码算法,利用H.264宏块（MB）模式选择与MPEG-2运动补偿残差间的相关性,将H.264宏块模式的选择转化为数据分类;在MPEG-2解码时,保存相关的宏块信息,包括MB编码模式、编码块类型（CBPC）、MB残差的均值和方差,解码后采用标准的H.264编码器对YUV图像编码,并保存H.264宏块的编码模式,采用机器学习算法得到决策树,用于H.264编码模式的分类,从而大大提高转码效率。     

H.264分辨率缩减快速帧内宏块模式选择算法研究*

H.264视频编码标准对于帧内预测采用了I16×16、I4×4和IPCM三种模式,而前两种模式分别有四种和九种预测方向,这些特性提高了帧内宏块的编码效率,但同时也增加了帧内模式选择的复杂度。提出了一种适用于H.264视频流空间分辨率缩减转码的帧内宏块模式选择算法,主要利用输入码流中的宏块模式信息,推算出下采样后宏块可能的模式及预测方向,从而减少需要计算的宏块模式数目,同时对I4×4宏块采用子块刷新机制,确保转码质量。实验证明,在保持编码效率和视频质量的同时,能有效降低H.264下采样转码过程中帧内宏块模式选择算法的复杂度。     

一种基于快速模式选择的H.264跳帧转码算法的研究

为使视频数据适应异构网络和不同终端设备,基于最新视频编码标准H.264的跳帧转码技术成为当前的研究热点。针对在H.264跳帧转码过程中,对所有帧间候选模式进行运动估计而耗费巨大计算资源等问题,在分析相邻帧对应宏块编码特性的基础上,提出一种基于宏块时域相关性的快速模式选择算法。该算法首先统计不同特性视频序列相邻帧对应宏块编码模式的相关性;选取相关性高的模式作为编码模式可选集合,以减少模式选择遍历数目;在对当前宏块进行编码时,根据前一帧对应宏块的模式从上述集合中选取模式进行遍历,以实现率失真优化算法的提前终止。实验结果表明,该算法在控制比特率增长4%的情况下,缩减编码时间近25%,说明算法在保证视频图像具有较好质量的前提下,能够有效降低算法的时间复杂度。     

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.     

重用运动矢量和预测残差的MPEG-2/H.264空间分辨率转码

本文提出一种新的MPEG-2到H.264的视频转码算法.它通过充分利用MPEG-2解码过程中得到的运动矢量和宏块编码残差等信息,可显著减少H.264编码过程中宏码编码模式确定和运动估计过程的计算复杂度,并得到最终的H.264视频流.几种典型视频测试序列的仿真实验结果表明,本算法对视频质量的损失较小,有稳定的率失真性能,有利于实时转码的实现.     

基于特征建模的H.264到AVS-S2监控视频转码快速帧间模式选择算法研究

针对监控视频从H.264到AVS-S2转码中的高计算复杂度问题进行了研究,提出了一种基于特征建模的快速帧间模式选择算法。首先对少量视频序列通过级联方式转码,根据提取的H.264运动特征和AVS-S2最优模式在线训练建立转码模型,再对后续序列根据模型快速选择转码后的帧间预测候选模式,并基于宏块的前景背景特性进一步减少背景宏块的候选模式数目。实验结果表明算法有效地降低了转码复杂度。由于算法在转码过程中实时训练更新转码模型,因此与传统的模式映射算法相比改善了转码图像质量、降低了转码码率。     

基于H.264的快速帧间预测模式选择算法研究

本文从H.264编码的模式选择算法入手,研究一种基于已编码宏块的运动矢量分析的模式选择算法.该算法利用宏块之间的相关性,对当前编码宏块周围已编码宏块的运动矢量进行聚类分析,然后根据聚类分析的结果进行相应的模式选择,提高编码的效率,降低算法的复杂度.     

基于多尺寸特征融合的快速转码算法

为了降低H.264转码器的运算复杂度,满足视频转码实时应用的要求,提出一种结合多尺寸视频特征的快速视频转码帧内预测算法。首先利用二维直方图提取小尺寸视频中宏块的空间特性,结合双阈值的方法,选择Intra 16×16或Intra 4×4模式。然后从输入的视频码流中提取编码信息组成多维特征向量训练支持向量机(SVM)分类器模型,通过SVM建立大尺寸视频编码信息与小尺寸视频宏块编码模式之间的联系,进而对Intra 4×4中的9种模式进行细分。此算法减少了预测模式数量,实现率失真优化算法的提前终止,在高效转码的同时保证了转码后视频的高质量。     

基于快速帧间预测的H．264视频编码算法研究

为降低H.264的编码复杂度,提出了一种快速帧间预测算法;本算法从以下两个方面进行改进:在选择帧间宏块分割模式时,先根据部分模式的计算结果提前判断出侯选模式组,再从侯选模式组中计算选出最佳模式;与此同时,在分割块的运动估计时,先检测局部典型位置并根据检测结果对块的运动区域进行预测,再据此有针对地采用相应的搜索模板进行搜索;实验表明,与JM(H.264标准参考软件)目前版本的几种预测算法相比,本算法PSNR保持较高,编码速度提高40%～60%。     

Effective algorithms for fast transcoding of AVS to H.264/AVC in the spatial domain

This paper proposes a transcoding scheme from AVS to H.264/AVC. As high-compression video coding standards, H.264/AVC jointly developed by MPEG and ITU and AVS developed by the Audio Video Coding Standard Working Group of China will co-exist in the future market. Therefore, it is worthy to transcode the AVS format to the H.264/AVC format or vice versa. After an insight into the inter transcoding from AVS to H.264/AVC, a simple and effective method is proposed by reusing the mode and motion vectors to achieve high-efficient and fast transcoding. The problem in reusing the skip mode is studied and an effective method to eliminate the artifacts is proposed. Furthermore, a fast intra transcoding algorithm based on the distribution of the DCT coefficients is proposed to speed up the transcoding process. Detailed experiment results demonstrate that the proposed algorithm can effectively reduce the transcoding complexity.

A first approach to speeding-up the inter mode selection in MPEG-2/H.264 transcoders using machine learning

The H.264 standard achieves much higher coding efficiency than the MPEG-2 standard, due to its improved inter and intra prediction modes which come with a cost of higher computation complexity. Transcoding MPEG-2 video to H.264 is important to enable gradual migration to H.264. However, given the significant differences between the MPEG-2 and the H.264 coding algorithms, transcoding is much more complex and new approaches to transcoding are necessary. In this paper, we introduce and evaluate a low complexity macroblock partition mode decision algorithm, to be used as part of a high-efficient inter-frame prediction in MPEG-2 to H.264 transcoder. The proposed tools are used to compute an optimal MB coding mode decision with significantly reduced computational complexity. Specifically, we achieve the computational savings by using the following MB information coming from MPEG-2: the MB coding modes, the coded block pattern (CBPC) in MPEG-2, and the mean and variance of the 16 4 × 4 sub blocks of the MPEG-2 residual MBs. We use data mining algorithms to develop a decision tree for H.264 coding mode decisions. The decision trees are built using RD optimized mode decisions and result in highly efficient mode decisions, with significantly reduced computational complexity. The proposed transcoder is 35% faster than the RD optimized H.264 reference transcoder without a significant PSNR degradation (0.05 dB on average). The proposed transcoder performs over 0.4 dB better on average than the SAE cost based H.264 transcoding.

基于可变尺寸块运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法

针对H.264帧间预测编码的新特点,提出了一种基于可变尺寸块运动矢量恢复的时域差错掩盖算法。该算法首先利用相邻宏块编码模式的相关性,根据周围宏块的编码模式判断受损宏块的编码模式及运动矢量恢复的宏块划分方式,分别对各个划分的子块进行运动矢量的恢复;然后利用相邻块运动矢量参考帧的相关性,根据相邻块运动矢量的参考帧确定匹配使用的参考帧;最后采用边缘失真匹配方法恢复运动矢量。实验结果表明,该算法同传统的差错掩盖算法相比,由于支持不同尺寸块运动矢量的恢复,因此,算法对差错信号能够获得更好的恢复效果。     

基于运动信息分布的帧间预测模式选择算法

多模式预测可以提高H.264标准的编码效率和率失真性能,但会增加编码复杂度。针对上述情况,分析多预测模式帧间预测的复杂度,提出一种基于运动信息分布的帧间预测模式选择算法,以宏块中全零子块的分布情况、各子块的绝对误差和及运动向量的大小作为缩小待选模式集的判据,从而提高编码速度。实验结果表明,该算法的编码质量与全搜索算法相当,编码速度提高了37%~93%。     

基于宏块预判的快速帧内预测模式选择算法

针对H.264/AVC帧内预测模式选择部分计算复杂度问题,提出一种基于宏块预判的快速帧内预测模式选择组合算法.该算法采用低复杂度的三点梯度算子改进了边缘方向直方图帧内预测模式选择算法（Pan算法）中利用Sobel算子得到边缘方向矢量.首先运用平均绝对误差（Mean Absolute Difference,MAD）值对编码宏块类型结合QP下的阈值进行预判;预判后的宏块采用改进的Pan算法进行模式筛选,最后确定最佳的预测模式.实验结果表明,在6个不同视频序列全I帧编码情况下,该算法与全搜索算法相比编码时间平均减少大约72.4%,与Pan算法相比编码时间减少28.6%,而码率仅分别增加4.21%、1.8%,峰值信噪比基本不变.     

Motion mapping and mode decision for MPEG-2 to H.264/AVC transcoding

This paper describes novel transcoding techniques aimed for low-complexity MPEG-2 to H.264/AVC transcoding. An important application for this type of conversion is efficient storage of broadcast video in consumer devices. The architecture for such a system is presented, which includes novel motion mapping and mode decision algorithms. For the motion mapping, two algorithms are presented. Both efficiently map incoming MPEG-2 motion vectors to outgoing H.264/AVC motion vectors regardless of the block sizes that the motion vectors correspond to. In addition, the algorithm maps motion vectors to different reference pictures, which is useful for picture type conversion and prediction from multiple reference pictures. We also propose an efficient rate-distortion optimised macroblock coding mode decision algorithm, which first evaluates candidate modes based on a simple cost function so that a reduced set of candidate modes is formed, then based on this reduced set, we evaluate the more complex Lagrangian cost calculation to determine the coding mode. Extensive simulation results show that our proposed transcoder incorporating the proposed algorithms achieves very good rate-distortion performance with low complexity. Compared with the cascaded decoder-encoder solution, the coding efficiency is maintained while the complexity is significantly reduced.

一种基于AVS卫星数字视频系统的实现

2002年中国开始制定了新一代数字音视频编解码标准———AVS。由于它采纳了近几年来国内研究的先进音视频编码技术,其不仅与H.264/AVS相比,具有较低的复杂度,并可通过一站式授权方式支付少量费用来获得AVS使用权,因此可作为中国卫星电视直接入户方案的一种较好,且具有竞争力的候选标准。在对AVS和MPEG-2的差异进行比较的基础上,分析了两种在传输系统中替代MPEG-2的方法:直接AVS编码和AVS转码,并给出了一种转码方案,最终实现了新一代基于AVS卫星视频广播系统。     

H.264标准中的宏块编码模式的时空相关性预测算法

与以往的各种视频编码标准相比,H．264视频编码标准在编码效率上获得了相当大的提高。但这是以提高编码的计算复杂度为代价的,其中运动估计和模式选择的计算复杂度最大。文中提出一种宏块编码模式的快速预测算法,该算法首先检查根据宏块编码模式的时空相关性预测得到的模式,再与相应的阈值进行比较,判断是否结束模式选择过程,而不用检查所有的模式。试验结果表明：在保持相近率失真性能的同时,该算法可以有效地降低编码的计算复杂度。