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.     

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.     

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。     

AVS-H.264视频转码快速算法

根据AVS标准和H.264标准的特点,提出一种适用于AVS向H.264转码的快速算法。该算法利用AVS标准中帧间编码宏块的分割模式信息,采用模式映射方法避免H.264编码过程中重新确定每个宏块分割模式,加快了转码速度。仿真实验结果表明,该算法在不影响视频质量的前提下,极大降低了转码的计算复杂度,提高了转码效率。     

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。     

面向移动设备的MPEG-2到H.264降空间分辨率转码*

针对无线网络中移动设备低码率、低分辨率的视频流要求,提出一种MPEG-2到H.264降空间分辨率转码的快速编码模式选择算法。在视频序列2∶1下采样后,利用MPEG-2解码端运动矢量的距离和方向信息决定是否将相邻8×8块合并成8×16、16×8、16×16块,若不能合并,则用解码端AC系数的组合判断是否将8×8块继续分割为8×4、4×8、4×4块,既考虑到H.264编码中的所有块大小,又避免了传统率失真选择算法的庞大计算量。实验结果显示,该方法在保证相当的视频质量情况下,平均节约87.02%的编码模式选择时间。     

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。     

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转码中的运动矢量优化算法

在视频转换编码技术中,通常利用输入码流中的运动矢量等信息来降低转码处理的计算量.该文介绍一种MPEG-2到H.264的转码器,针对MPEG-2和H.264标准中运动估计算法的不同特点,提出用于转码处理的运动矢量优化算法,并对不同算法进行分析比较.结果表明该优化算法可以在保证转码质量的前提下,降低转码处理的计算量.     

MPEG-2到H.264转码中的运动矢量优化算法

在视频转换编码技术中,通常利用输入码流中的运动矢量等信息来降低转码处理的计算量。该文介绍一种MPEG-2到H.264的转码器,针对MPEG-2和H.264标准中运动估计算法的不同特点,提出用于转码处理的运动矢量优化算法,并对不同算法进行分析比较。结果表明该优化算法可以在保证转码质量的前提下,降低转码处理的计算量。     

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.

MPEG-4 FGS架构的视频编码器的研究与应用

文章介绍了一种基于MPEG-4的精细的可伸缩性编码(FGS)架构的视频编码器的软硬件架构。MPEG-4的FGS是为Internet视频流应用的需要最近发展出来的一种有效的视频编码方案。并结合FGS算法的特点,选择FGS算法中最适当的数据存储类型,节省了大量的外存带宽。     

基于压缩感知的改进MPEG-2编码方案

为寻找压缩感知在视频编码上的应用并提高MPEG-2的编码效率,提出了基于压缩感知和MPEG-2的改进方案。该视频编码改进方案从标准重构方法与像素域最小全变分重构算法中选出最终重构方法,使最终重构出的图像具有较小均方误差和。像素域最小全变分重构算法的提出,基于原始图像的梯度比残差图像的梯度更稀疏这个特征。实验结果表明,所提出的方案对于各类序列都有性能的提升。对于有比较锐利边缘物体的序列,平均峰值信噪比(PSNR)提高0.5dB以上;而对于具有较多平坦区域或复杂纹理的序列,平均PSNR也有0.26dB~0.41dB的提高。     

H.264/AVC帧间多种块模式的编码性能分析与研究

H.264/AVC是最新的国际视频标准,与其它视频编码标准相比,其在编码效率方面有强大的优势:在相同的重建图像质量下,H.264/AVC比MPEG-2H.263++和MPEG-4的第2部分分别节约64.46%、、48.80%和38.62%的码率。但H.264/AVC中编码效率的提高是以增加巨大的运算量为前提的。该文在介绍H.264/AVC中的宏块分块模式、运动估计及模式选择算法的基础上,重点对各种帧间块模式下的运动估计及4×4亮度变换与量化操作进行了分析,然后对各种帧间块模式的组合进行了实验研究,实验结果表明,当帧间只用块模式1～4时,在相同的比特率下客观图像质量亮度分量的PSNR比帧间使用全部块模式时平均降低0.13dB,而编码的时间平均能减少40%左右。     

Fast Inter Mode Decision Using Spatial Property of Motion Field

Variable size motion estimation with multiple reference frames has been adopted by the new video coding standard H.264. It can achieve significant coding efficiency compared to coding a macroblock (MB) in regular size with single reference frame. On the other hand, it causes high computational complexity of motion estimation at the encoder. Rate distortion optimized (RDO) decision is one powerful method to choose the best coding mode among all combinations of block sizes and reference frames, but it requires extremely high computation. In this paper, a fast inter mode decision is proposed to decide best prediction mode utilizing the spatial continuity of motion field, which is generated by motion vectors from 4 $, times ,$4 motion estimation. Motion continuity of each MB is decided based on the motion edge map detected by the Sobel operator. Based on the motion continuity of a MB, only a small number of block sizes are selected in motion estimation and RDO computation process. Simulation results show that our algorithm can save more than 50% computational complexity, with negligible loss of coding efficiency.      

基于DirectShow的视频流媒体存储系统的设计与实现

针对流媒体需求的日益增加，改进传统的视频录像模式，选择开发视频应用程序的好的设计模式-Direct Show技术，分析其体系结构的特点与组成，设计了一个视频流媒体存储系统。详细阐述了根据系统功能构造的过滤器图并描述了设计模式中的每个过滤器及其添加方法。该系统实现了视频的实时捕捉、预览，图像清晰，利用MPEG-4实时编码技术存储图像，节省存储空间，实现长期录像。     

基于MPEG-4的数字监视系统解码器的设计

MPEG-4是基于第二代视音频编码技术制定的压缩标准,主要用于视频存贮、视频广播和视频流媒体;而数字监视系统则是将所有的视频信息输入计算机,由MPEG-4编码器将模拟视频信号转化成数字视频信号,完成视频信息的采集、浏览、传输等功能,其涉及到的技术主要有视频采集、数据存储、采样量化编码、解码、显示等技术。故又引入了H.264标准,该标准是由ITU-T与ISO/IEC联合进行开发的,主要用于实时视频通信。本文从MPEG-4编解码原理开始讲起,对MPEG-4多种编解码技术进行分析,同时又引入了数字监视系统解码器的模型,在此基础上,实现了数字监视系统解码器的方法。     

一种基于MPEG-4的帧间差分能量视频水印算法

针对视频水印的盲检测特性和对时间轴上帧操作的鲁棒性,论文提出了一种基于相邻帧间相关性的视频水印算法,即在预测帧的编码过程中,根据编码器的运动估计和补偿模块提供的运动向量和宏块的编码模式,在残差中嵌入水印数据。在该算法中,用能量替换函数保证嵌入数据不影响视频质量,用重同步策略来保证水印提取时的鲁棒性,并且在水印提取的过程中不需要任何附加信息,是一种盲检测算法。水印的嵌入和提取是在视频的编、解码过程中直接利用编码器提供的信息进行的,因此该算法具有计算复杂性低的特点。实验证明这种方法能够抵抗重编码操作,并且对于帧删除、帧插入和帧置换等攻击也有一定的鲁棒性,而且由于该算法是在预测帧的残差中进行,水印的隐藏效果比较好,生成码流的信噪比也较高。     

H．264中基于零块检测的模式选择算法

H．264是最新的国际视频标准。与其它视频编码标准相比，它在编码效率方面有强大的优势：在相同的重建图像质量下，H．264比H．263＋＋和MPEG-4的第2部分节约近50％的码率。但是，H．264中编码效率的提高是以增加巨大的运算量为前提的。本文提出了在模式选择算法中引入零块检测机制，并主动放弃对部分小系数块进行编码的新的模式选择算法。实验结果表明：该算法在保证图像主观质量不下降的前提下，可以大幅度提高H．264高码率下的编码效率，加快中低码率下的视频编码速度。     

IP网络MPEG-4视频流的自适应差错掩盖算法

针对IP网络上的MPEG-4视频传输,采用面向差错控制的打包方案,提出了一种结合时域差错恢复和空域差错恢复方法的快速自适应差错恢复混合算法。该算法根据视频帧的编码模式、丢失宏块的邻域宏块的编码模式、运动程度和运动矢量一致性自适应地选择差错恢复方法。仿真实验结果验证了自适应算法具有较好的差错恢复能力。