An improved fast mode decision algorithm for intraprediction in H.264/AVC video coding

In this article, an improved version of one of the most cited intra mode decision algorithms in H.264/AVC video coding is proposed with the aim to improve its efficiency and performance. The reference algorithm determines the interpolation/extrapolation spatial direction (mode) for achieving the best intra prediction using the Sobel gradient calculation. The proposed algorithm suggests reducing the number of gradients calculated and changing the Sobel operator to that of Roberts. In addition to this, it also proposes including the previously encoded neighboring block modes among the evaluated modes. Experimental results show that the proposed algorithm reduces the computational load of the original algorithm and substantially improves its rate-distortion performance.     

一种基于H.264/AVC帧内预测模式选择的快速算法

依据宏块的空间相关性,并从概率的角度考虑,提出了一种新的快速模式选择算法,该方法减少了对Intra4×4和Intra16×16的预测模式率失真的计算,降低了帧内预测编码的复杂度.与参考软件JM11.0中模式选择算法相比,在PSNR基本保持不变的情况下,新算法的编码时间缩短了大约30%,而比特率仅提高了1%左右.     

H.264/AVC帧内预测模式选择的快速算法研究

H.264/AVC标准引入RDO技术计算帧内预测最优模式,提高编码效率,但同时RDO技术的引入极大提升编码端的计算复杂度.提出了一种针对帧内预测4×4亮度块的快速模式选择算法,该算法利用亮度块SATD值与RDO技术间的相关性,优化原有算法.实验结果表明,算法能在基本不影响图像原有质量的情况下,较大程度减少编码H.264序列所需时间.     

H.264/AVC中并行通用变换结构设计

提出了一种用于H.264/AVC编解码器的通用并行变换结构,并利用Verilog语言进行了电路设计.该并行结构主要包含4个移位器和16个累加器,可以完成H.264/AVC中的全部4×4变换,包括4×4哈达马变换和4×4离散余弦变换和反变换,能够达到每个时钟周期处理一个像素点的速度.使用SMIC 0.18 μm工艺对该并行结构进行了综合,电路面积为3757门,工作在100 MHz时钟频率下的关键路径为10.3 ms.     

A Multi-core Architecture Based Parallel Framework for H.264/AVC Deblocking Filters

Deblocking filter is one of the most time consuming modules in the H.264/AVC decoder as indicated in many studies. Therefore, accelerating deblocking filter is critical for improving the overall decoding performance. This paper proposes a novel parallel algorithm for H.264/AVC deblocking filter to speed the H.264/AVC decoder up. We exploit pixel-level data parallelism among filtering steps, and observe that results of each filtering step only affect a limited region of pixels. We call this “the limited propagation effect”. Based on this observation, the proposed algorithm could partition a frame into multiple independent rectangles with arbitrary granularity. The proposed parallel deblocking filter algorithm requires very little synchronization overhead, and provides good scalability. Experimental results show that applying the proposed parallelization method to a SIMD optimized sequential deblocking filter achieves up to 95.31% and 224.07% speedup on a two-core and four-core processor, respectively. We have also observed a significant speedup for H.264/AVC decoding, 21% and 34% on a two-core and four-core processor, respectively.

基于H.264/AVC的视频信息隐藏算法

在H.264/AVC的帧内预测环节,调制H.264/AVC编码中I帧4×4亮度块的帧内预测模式实现信息隐藏.这种调制基于该模式与待隐藏比特之间的映射规则进行.宿主4×4块的具体位置由各块自身特点结合密钥所指定的嵌入位置模板确定.信息的提取过程不需要原始视频内容,也不需完全解码,而只要对码流中的帧内预测模式进行解码即可.     

抗重量化转码的H.264/AVC视频水印算法

根据H.264/AVC特定的编解码架构,该文提出一种基于残差系数符号编码的新水印方案。在重量化转码分析的基础上,结合纹理复杂度和率失真开销差距选择嵌入水印的宏块,解决了重量化转码过程中宏块模式变化引起水印不同步问题。水印嵌入不是直接对系数进行叠加,而是结合DCT残差系数特点,通过特定的符号编码方式对系数进行轻微调制。实验结果表明,该算法可以抵抗重量化转码、加性白高斯噪声、亮度与对比度调节等攻击,并且能很好地保持视频感知质量。     

视频编码H.264/AVC新技术及其优化

本文详细介绍了视频编码新标准H.264/AVC中的运动估计和运动补偿、预测、证书变换、量化、熵编码环路滤波、帧切换等技术及其优化设计.     

利用变换域信息快速实现H.264帧内预测编码的新算法

新的视频编码标准H.264中采用了帧内预测技术,能够极大地减少空间冗余性,从而进一步提高了对帧内宏块编码的效率,但同时也增大了帧内编码的计算时间。为了减少帧内编码时间和编码延迟,该文提出了一种能够快速实现帧内预测编码的新算法。该文算法先利用变换域的信息得到图像纹理的方向,只在最可能的几个模式中进行模式选择,从而降低了运算量。对不同的视频序列测试的结果表明,使用本算法后帧内编码时间可以减少70%左右,同时保持相近的图像压缩质量和码率水平。对于一些实时性要求苛刻的视频压缩应用,采用该文的快速算法会比较有效。     

基于梯度方向算子的H.264帧内模式选择算法

提出梯度方向算子的概念,基于该算子提出了一种H.264帧内模式快速选择算法。本文首先应用梯度方向算子计算编码宏块中各4×4亮度子块的纹理特征和灰度起伏特征,根据这两种特征参量削减4×4帧内候选预测模式。通过统计宏块中各子块的4×4候选预测模式信息,结合梯度方向强度门限判别法削减宏块的16×16候选预测模式,通过率失真优化算法计算得到最优亮度预测模式。进一步根据亮度宏块和色度宏块的对应关系,在亮度候选预测模式的基础上对色度宏块候选预测模式进行削减,最后计算得到最优色度预测模式。该算法削减了50%以上的帧内预测模式,减少了帧内预测模式选择的运算量,实验表明,该算法能够在峰值信噪比和码流比特率变化轻微的前提下减少50%以上的运算量。      

基于深度图像的H.264快速帧间模式选择算法

H.264编码标准的帧间模式选择算法采用全候选模式搜寻算法,为编码器带来了高运算复杂度。提出一种快速帧间模式选择算法,旨在降低H.264帧间编码的运算复杂度。算法利用深度图像信息从彩色图像中分割出背景区域和运动剧烈的区域,宏块根据所在的区域选择相应的编码策略,从而达到缩小候选模式范围,加快模式选择速度的目的。实验证明,该算法在图像质量基本不变的情况下编码时间平均节省23%以上。     

无SRAM的H.264/AVC去块效应滤波器

针对H.264/AVC中的去块效应滤波器,该文提出了一种新的滤波处理顺序,能够显著减小片上数据缓存容量,并以此为基础设计了一种去块效应滤波器的VLSI硬件新结构。该结构利用数据复用机制减少对片外存储的访问量、节省处理时间,同时不使用片内SRAM,将对片内SRAM的访问降为0。仿真结果显示,该电路在工作频率为100MHz时对HDTV能较好地实现实时滤波;在0.18m工艺下,综合后的等效逻辑门数只有16.8k。     

H.264/AVC中的SP/SI帧技术

SP/SI帧是最新的视频压缩标准ITU-T H.264(也称ISO/IEC MPEG-4/Part 10-AVC)中定义的两种新类型帧.探讨了SP帧技术的主要特性,即使使用不同的预测参考帧也能解码恢复出相同的SP帧;介绍了一般与SP帧联合使用的SI帧技术;分析了SP帧在流间切换、拼接和随机接入等应用中取代I帧的原理.通过仿真结果表明,在提供相同功能时SP帧的编码效率远远高于I帧.     

H.264/AVC中基于全零块检测的运动估计快速算法

全零块检测是面向低比特率的视频编码器常用优化方法之一.特别是与运动估计相结合,可以有效的减少编码器的计算复杂性.本文根据H.264/AVC中整数变换的特点,给出了相应的全零块检测门限,提出了一种基于全零块检测的运动搜索提前中止准则.针对H.264/AVC多编码模式的特点,进一步将全零块检测用于H.264/AVC中多种编码模式的选择,有效的提高了运动估计的效率.利用这种方法,在有效减少编码器的计算复杂性,提高H.264/AVC软件编码器编码效率的同时,可以保持比特率和图像质量基本不变.     

H．264／AVC率失真优化（RDO）策略研究

本文对H.264/AVC中所运用的率失真优化策略进行了深入研究。首先介绍了率失真理论及率失真优化模型,然后参照JM 8.4代码详细分析了H.264/AVC各模块的代价函数,并重点研究了其编码过程中率失真代价函数的运用策略。最后通过对JM 8.4代码的测试,得出率失真优化的性能,并对其优缺点进行了分析,提出进一步改进和优化的方向。     

一种基于H.264/AVC的高效块匹配搜索算法

本文针对H.264/AVC的编码特点,提出了一种利用时空域运动相关性的快速块匹配搜索算法.该算法充分利用了视频序列的运动程度与宏块编码模式间的关联特性以及运动矢量的统计特征,明显减少了运动估计的搜索复杂度.实验表明,本文方法的搜索速度分别比FS和DS算法平均提高了77.96%和32.19%;重建图像的PSNR比DS算法平均提高了0.06dB,更接近FS算法的编码质量.     

基于H.264/AVC视频的低频隐写算法

在分析现有视频信息隐藏算法的基础上,结合H.264/AVC视频低频域系数的特征,提出一种基于H.264/AVC低频域视频信息隐藏算法。在量化后的离散余弦变换(DCT, discrete cosine transform)块低频区中,选取3个绝对值最大的非零系数,用改进的矩阵编码的方法嵌入信息。实验结果表明,该算法能够实现实时嵌入和提取信息,信息嵌入容量大,嵌入效率高,对视频质量影响较小等特点。     

Transparent encryption techniques for H.264/AVC and H.264/SVC compressed video

Transparent encryption of video content requires to provide a video preview that is left in plaintext, while the enhancement information is encrypted. In this paper we propose three algorithms that provide transparent encryption. The first two ones are based on the idea of generating controlled drift in such a way as to obtain the desired quality level, while the third algorithm employs scalable video coding. We provide experimental results on several video sequences, as well as a security analysis, showing that the proposed algorithms provide an effective framework to perform transparent encryption.     

H.264/AVC高保真扩展的概述

联合视频组JVT最近刚刚完成对H.264/AVC标准的一系列功能扩展,这些扩展提供了许多更强大的功能,被统一命名为高保真扩展(FRExt).对高保真扩展进行了概述,并重点说明了高保真扩展的几个主要特征和功能.     

新一代视频编码标准H．264／AVC的关键技术研究

H.264/AVC是继H.263之后的新一代视频编码新标准,它采用了大量的新技术,适合各种媒体的传输和存储,可以面向交互式和非交互式应用.这里主要介绍了它的关键技术,通过仿真实验研究了H.264/AVC的优越性.实验结果表明,H.264/AVC在改善编码性能和提高编码效率以及传输鲁棒性方面与现有的任何标准相比,在同样保真度的条件下,可节省码率50%以上.