一种H.264码率控制的改进算法

码率控制作为H.264里极为重要的一个环节,在参考软件Joint Model(JM)中已给出算法.由于JM模型采用线性模型预测MAD以获得模式选择所需要的量化步长,这种算法运算量较大且MAD预测不够准确,因而造成码率控制的结果不准确.本文针对这种缺点,在原有算法的基础上提出一种新的基于预测激励和时空相关的MAD预测算法,同时还给出一种根据修正空间来调节码率的方法.仿真结果显示,采用这种改进算法的H.264编码器不仅取得更低比特率,而且有效提高了PSNR,控制的精确度也有所提高.     

基于指数率失真模型的增量式码率控制算法

高速增长的视频通信需求促进了视频压缩技术的快速发展。为了进一步提高H.264/AVC的码率控制性能,提出了一种新的码率控制算法。新算法包含一种新型的指数型率失真模型,一种增量式QP计算方法,一种基于权重的帧比特位分配策略和一种线性回归模型参数更新方法。基于指数率失真模型的一阶微分特性和拉格朗日中值定理,提出的增量式QP计算方法成功地解决H.264/AVC中的"QP悖论"。编码实验结果表明,新算法与JM模型中推荐的码率控制算法相比,实际比特率更接近目标比特率,达到了更精确的缓冲控制,明显地提高了平均解码视觉质量QCIF为0.23dB,CIF为0.75dB,720p为0.12dB。     

H.264帧内预测模式判定快速算法研究

帧内预测是 H.264编码中用来提升帧内编码压缩效率的编码工具,它通过计算和比较多种帧内预测模式下的宏块率失真代价,并选择最优的帧内预测模式来充分消除图像信号的空间冗余,提升视频信号帧内编码的压缩效率,但多种帧内预测模式下的宏块率失真代价计算使帧内编码运算量成倍增长,阻碍了其实际应用.为此,提出一种帧内预测模式判定快速算法,以提升 H.264帧内编码的计算效率.该算法包括3个部分:1)加快4×4帧内预测模式判定的两级预测模式判定快速算法;2)加快宏块帧内预测模式判定的亮度分量帧内预测分区类型提前判定算法;3)融合上述2种算法的宏块帧内预测模式快速判定流程.测试结果显示,与H.264标准参考编解码器 JM10.1相比,所提算法编码时间节省52%左右,峰值信噪比仅下降0.03 dB,码率增长约为2.5%.由此证明,所提算法能在保持视频压缩效率基本不变的前提下,有效提升视频编码的运算效率     

H.264/AVC的分级帧间预测算法研究

在H.264/AVC标准中,帧间预测一直是编码过程最耗时的部分。为减少帧间预测编码时间,提高编码速度,在保持全部功能的情况下修改了JM代码中帧间预测的结构流程,并在新的结构的基础上提出新的预测算法:Skip模式的优先选择和多参考帧选择的新判断标准。实验结果表明,在PSNR和码率基本保持不变的情况下,编码时间减少了51%~67%。     

H.264帧间模式选择快速算法

为了解决H·264采用的全宏块搜索模式带来的巨大运算量问题,本文提出了一种快速模式选择算法。通过对运动矢量差值的判定确定宏块分割模式,从而减少了运算量。实验结果表明,此算法与全宏块搜索模式相比,在图像质量和码率有少量变化的前提下,编码速度显著提高。此算法的提出对实现H·264实时编码有重要意义。     

变电站视频监控系统的高效视频压缩方法研究

为提高视频编码效率,满足监测用户对变电站视频监控系统高清图像质量的要求,通过分析国际上视频编码相关技术的研究现状,结合MPEG-x系列标准技术和H.26x系列标准技术,提出基于动态纹理建模的视频编码方法,改进了帧间预测的精度。仿真实验结果：对于分辨率为176 dpi×144 dpi的视频序列,该方法比H.264标准算法图像质量提高了0.06 dB,码率减小了1.05%;对于分辨率为416 dpi×240 dpi的视频序列,该方法比H.264标准算法图像质量提高了0.17 dB,码率减小了3.22%。仿真实验结果表明该方法相比目前主流的H.264标准算法,进一步提升了压缩效率。     

基于TMS320DM642的H.264解码器的实现与优化

本文描述了基于TMS320DM642 DSP多媒体平台的H.264解码器的实现和优化.简单介绍了该解码器的硬件平台之后,讲述了移植解码器的过程,包括将基于PC的H.264解码程序DSP化;随后介绍了针对各解码模块的优化方法.实验结果表明:与原始的H.264解码器(JM74)相比,该解码器提高了运行速度,可以进行实时应用.     

基于嵌入式的PSO-BP神经网络码率控制算法研究

在多变的4G移动网络信道中,针对嵌入式移动端视频传输时出现的网络拥塞现象,利用神经网络与码率控制算法相结合的方法,减轻或预防网络拥塞的发生。接收端产生RTCP包并解析出最能直接反映信道情况的延时、丢包和抖动3个信道参数,同时将其作为输入参数反馈给神经网络,将想要预测的码率值作为输出参数,X264编码器根据最佳预测码率更新编码速率。对BP神经网络和PSO-BP神经网络算法编码速率的预测结果进行了比较,说明优化过的码率控制算法的预测误差更小。为了贴近实际,NS2仿真通过添加不同干扰流的实验及分析得到预测性能和结果,该方法可以将反映视频质量的参数PSNR值控制在32~37之间,码率的预测误差控制在±60 kb/s左右。实验结果表明,该算法在拥塞情况下能够有效调整码率,实现流畅、清晰的视频传输。     

基于改进型MAD算法的地形辅助惯性导航

平均绝对差(MAD)算法是一种经典的匹配导航算法,首先针对MAD算法中的计算问题,提出了一种改进型MAD算法.随后在SRTM数据的基础上,采用改进型MAD算法进行仿真实验得到最佳匹配位置.针对传统的SITAN模式的地形辅助导航系统由于仅使用高程差作为观测量而易发散的问题,提出将匹配位置误差也作为观测量,通过卡尔曼滤波算法对惯导系统误差进行最优估计.最终的仿真结果表明,该导航方式能够有效抑制惯导的累积误差,有一定的稳定性,同时具有良好的动态定位效果.     

表贴式永磁同步电机多步预测控制简化算法

针对表贴式永磁同步电机多步模型预测转矩控制优化过程运算量大的问题,提出一种多步预测控制新型简化算法。首先,建立了多步模型预测转矩控制模型,分析未简化算法(T-MPTC)的实施过程和运算量;其次,在“精简电压矢量集合”法(S-MPTC)基础上,提出了“电压矢量保持”算法(P-MPTC),一定条件下避免遍历备选电压矢量集中的所有电压矢量以简化运算;最后,定义运算量的评价指标,将所提出的P-MPTC算法与T-MPTC、S-MPTC算法进行仿真对比,分析3种算法的控制性能和运算量的变化情况,并在STM32H743单片机平台上实际对比了3种算法的执行时间,验证了所提出算法的简化效果。结果表明,相比于其他两种算法,提出的简化算法在保证电机控制性能基本不变的同时,能大幅度减少多步模型预测的运算量。以六步预测为例,P-MPTC算法运算量仅为T-MPTC算法运算量的0.02%,极大减少了多步预测的计算量。     

一种基于H264编码标准的快速运动估计算法

运动估计历来是视频压缩编码中最重要也是最耗时的环节之一。本文基于H264编码标准提出一种快速运动估计算法,该算法结合UDO（ratedistortionoptimal）的分布特点和块运动相关性,对块的运动区域分类,并按类采用不同的模板进行搜索。实验结果表明,本算法在编码恢复图像的效果在PSNR（peakofsignaltonoiserate）方面与全搜索方式相当,但在编码速度上有较大提高,较JM参考软件中其他几种快速搜索算法有30％左右的提高。     

H.264帧内预测模式的研究

H.264帧内预测技术是提高视频压缩比的关键,一方面,可以提高I帧的压缩效果,有利于视频码流速率的控制,这在实际的网络传输中具有重要的意义;另一方面,当帧间预测找不到匹配块的时候,可用帧内预测来达到好的压缩效果.介绍了H.264帧内预测模式,分析了采用RDO技术下帧内模式选择过程,并详细研究了X264开源代码的帧内预测...     

An efficient inter prediction mode selection scheme for advanced video coding based on motion homogeneity and residual complexity

Modern video coding standards such as High Efficiency Video Coding (HEVC) and H.264/MPEG‐4 advanced video coding (AVC) supersede the previous coding standards because of their improved coding efficiency. These standards adopt variable block sizes in frame coding ranging from 4 × 4 to 16 × 16 and 4 × 4 to 64 × 64 for H.264/AVC and HEVC, respectively. The use of variable block sizes for inter prediction provides a significant coding gain compared to coding a macroblock (MB) using regular block size. However, this new feature greatly increases the computational complexity of the encoder when brute‐force rate distortion optimization (RDO) algorithm is used for coding parameter selection. This paper proposes an efficient inter prediction mode selection scheme based on motion homogeneity and residual complexity measures of an MB to speed up the encoding process. The motion homogeneity is assessed through the normalized motion vector (MV) field, and residual complexity is evaluated by the sum of absolute difference (SAD). To acquire the MVs and SADs, motion estimation at 8 × 8 block size is performed using a lightweight recursive motion estimator in which the vector field tends toward true object motion. Based on motion homogeneity and residual complexity of an MB, only a small number of inter prediction modes are selected for the RDO process. The experimental results for H.264/AVC show that the proposed scheme reduces the encoding time by 64% on average without any significant degradation of coding efficiency. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.