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。     

H.264/AVC帧间预测模式的快速分类方法

H.264/AVC采用RDO技术进行帧间模式选择,提高了编码效率,但增加了计算复杂度。该文提出了快速分类算法,利用相邻宏块率失真特征以及预测模式之间的时空相关性,缩小了模式选择的范围,降低了帧间预测的复杂度。结果表明,该方法可减少25%~46%的序列编码时间,保持了H.264/AVC的编码性能与视觉效果。     

H.264/AVC中SP帧技术的应用研究

SP帧技术是H.264/AVC新视频标准中定义的新类型帧技术。其主要特点是:即使使用不同的参考帧也能预测恢复出相同的SP帧,因而SP帧可以在流间切换、拼接、随机插入以及差错控制等应用中取代I帧实现相应功能。文章在介绍基于SP帧技术各种具体应用的基础上,通过大量仿真试验对SP帧进行了各种情况下的研究,并从中获得具有指导性的结论。     

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.     

一种在H.264/AVC压缩域中检测镜头边界的方法

针对像素域和MPEG压缩域镜头边界检测方法的不足,充分利用H.264/AVC视频编码标准的新特性,提出一种从H.264/AVC压缩码流中直接检测镜头边界的方法.首先,对图像帧做4×4块划分,然后,统计相邻帧对应块的帧内预测模式差异或帧间预测模式差异,最后,通过自适应阈值判决,实现对不同类型的视频镜头边界检测.实验结果表明,该方法具有良好的查全率和查准率.     

一种利用宏块直方图的快速帧间预测方法*

针对H.264/AVC编码复杂度高难以实时应用的缺陷,在深入研究H.264/AVC中重要且耗时的帧间预测编码技术的基础上,提出了一种融合宏块直方图分布信息的分层逐级预判的快速帧间预测算法。仿真实验结果表明,提出算法与H.264/AVC标准算法相比,在保持重建视频图像质量和输出码流结构的前提下,平均节省编码时间约70%,改善了编码复杂度与编码实时性,保持了H.264/AVC低码率的编码优势。该算法有效地提高了H.264/AVC的编码效率。     

一种快速的H.264/AVC帧内预测模式选择算法

H.264/AVC采用RDO技术选择帧内和帧间预测模式以进一步提高编码的效率,取得显著效果,但同时大幅度增加了预测的复杂度。该文提出一种RDO模式下的快速Intra_4x4模式选择算法,该算法根据SATD特征以及相邻块的预测模式之间的相关性,可以预先排除约50%可能性小的Intra_4x4模式,避免了不必要的代价(RD_Cost)计算,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,同时基本保持了H.264/AVC的编码性能。     

H.264/AVC帧内预测模式选择算法研究

H.264/AVC采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率,但由于H.264/AVC支持的帧内预测模式数较多,使预测的复杂度大幅度增加。详细分析了帧内预测模式的选择过程,提出一种快速的率失真优化(RDO)模式下的快速Intra_4×4模式选择算法,该算法根据SATD(SumofAbsoluteTransformedDifference)以及相邻块的预测模式之间的相关性等特征,预先排除了超过65%可能性小的Intra_4×4模式,避免了不必要的计算,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,同时基本保持了H.264/AVC的编码性能。     

基于宏块编码信息自适应置换的H.264/AVC视频加密方法

云存储的发展使人们愿意将个人视频数据传输至云端,但伴随而来的数据安全问题日益突出,选择加密是对视频进行隐私保护的有效手段之一.针对目前H.264/AVC视频选择加密方法普遍存在安全性不足的问题,文中提出了一种基于宏块编码信息自适应置换的H.264/AVC视频加密方法.该方法根据宏块的编码类型逐帧自适应生成伪随机序列,利...     

H.264/AVC的特点及其在视频监控中的应用

H．264／AVC是视频编码专家组(VCEG)和活动图像专家组(MPEG)联合制定的新的视频编码标准,其目的就是解决以往标准暴露出来的缺点。文章首先指出目前采用其他标准设计视频监控系统的不足,分析了H．264／AVC视频编码标准的特点,指出H．264／AVC适于视频监控应用的优势所在,最后重点阐述了H．264／AVC标准中分层编码技术和SP／SI帧技术在视频监控中的应用。     

基于H．264／AVC压缩域的实时视频镜头分割算法

随着H．264／AVC压缩标准得到越来越广泛的应用,基于H．264／AVC压缩域的视频镜头分割技术成为视频检索领域的热点问题。根据镜头边缘处前后帧的相关性较低的特征,统计帧在总体上的宏蚺预测模式信息来获取视频的候选镜头边界集．然后利用局部特性对其进行筛选,得出了镜头边界,并通过实验进行验证,实验结果表明,本算法是快速有效的。     

H.264多参考帧技术的探索与应用

为了得到更好的压缩性能和网络友好性,最新的视频编码标准H.264提出了很多新的视频编码技术。在对其中的多参考帧技术进行研究的基础上提出了一种参考帧的选取方案。对相邻的两个P帧或I帧进行分析,然后根据分析的结果选取B帧作为参考帧,从而获得较好的压缩性能。该方案采用H.264/AVC的编码器JM12.2实现,并取得了预期的测试结果。     

A Novel MBAFF Scheme of AVS

Adaptive frame/field coding techniques have been adopted in many international video standards for interlaced sequence coding. When the frame/field adaptation is applied on the picture level, the coding efficiency is improved greatly, compared with the pure frame coding or the pure field coding. The picture-level adaptive frame/field coding （PAFF） selects frame coding or field coding once for one picture. If this frame/field adaptation is extended to Macro Block （MB） level, the coding efficiency will be further increased. In this paper, a novel MB-level adaptive frame/field （MBAFF） coding scheme is proposed. In the proposed MBAFF scheme, the top field of the current picture is used as a reference. The experiments are implemented on the platforms of Audio Video coding Standard （AVS） base profile and H.264/AVC, respectively. On the AVS platform, 0.35dB gain can be achieved averagely, compared with AVS1.0 anchor. On the H.264/AVC platform, 0.16dB gain can be achieved averagely, compared with MBAFF scheme of H.264/AVC. Additionally, an extensive subjective quality enhancement can be achieved by the proposed scheme.     

An enhanced motion estimation approach using a genetic trail bounded approximation for H.264/AVC codecs

Genetic algorithm-based motion estimation schemes play a significant role in improving the results of H.264/AVC standardization efforts when addressing conversational and non-conversational video applications. In this paper, we present a robust motion estimation scheme that uses a noble genetic trail bounded approximation (GTBA) approach to speed up the encoding process of H.264/AVC video compression and to reduce the number of bits required to code frame. The proposed algorithm is utilized to enhance the fitness function strength by integrating trail information of motion vector and sum of absolute difference (SAD) information into a fitness function. Experimental results reveal that the proposed GTBA resolves conflict obstacles with respect to both the number of bits required to code frames and the execution time for estimation.     

基于5/3运动补偿时间提升的可伸缩视频编码

运动补偿时间滤波是一种有效的可伸缩视频编码方案，采用5/3提升小波实现能进一步提高其编码性能。在给出了5/3运动补偿时间提升的计算公式之后，提出了将其实现的有限内存算法，避免了帧组带来的边界效应，也去掉了对视频序列长度的限制。为了提高低码率时5/3时间提升的性能，提出了运动矢量的压缩表示方法，使得真正编码的运动矢量总数不超过每个原始帧一个。针对不相连像素问题，根据像素的不同连接状态设计了不同的运动处理模式。实验结果表明，该方法的性能优于Haar提升滤波0.3dB~0.7 dB，在中高码率时与H.264/AVC也是可以比较的。     

Fast multiframe motion estimation algorithms by motion vector composition for the MPEG-4/AVC/H.264 standard

The MPEG-4/AVC/H.264 video coding standard adopts various coding schemes such as multiple reference frames and variable block sizes for motion estimation. Hence, MPEG-4/AVC/H.264 provides gains in compression efficiency of up to 50% over a wide range of bit rates and video resolutions compared to previous standards. However, these features result in a considerable increase in encoder complexity, mainly regarding to mode decision and motion estimation. The proposed algorithms use the stored motion vectors to compose the motion vector without performing the full search in each reference frame. Therefore, the proposed algorithms can obtain an average speed up ratio of four for encoding, thus benefiting from the prediction of the motion vector for the reference frames in advance and maintaining good performance. Any fast search algorithm can be utilized to further largely reduce the computational load.     

H.264中基于DCT域的视频可控加密研究

提出一种适用于H．264／AVC的DCT系数分层可控加扰算法,按照特定规律修改Intra帧的DCT系数,再利用帧间预测将加扰效果扩散至所有帧。最终实现视频的无级扰乱。实验结果表明,此算法克服以往空间加扰算法造成压缩效率下降的不足,具有很好的加扰效果,适用于H．264／AVC的视频系统中。     

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。     

一种H.264/AVC帧间块模式抉择快速算法

传统的H.264/AVC帧间模式抉择采用的是所有模式全搜索的算法,计算量过大。针对这种情况提出了一种利用均匀区域、零运动矢量和小模式合并原理相结合的快速模式抉择算法,并用JM模型进行实验,结果表明,该算法可以在PSNR降低很少（不超过0.03dB）、码率增加不大(小于4％)的情况下提高编码效率,平均编码时间减少了60％以上。