基于FPGA的可重构视频编码器设计

针对现场可编程门阵列（FPGA）平台,提出可重构视频编码（RVC）的硬件实现方案.为提高系统吞吐量和功能单元（FU）的可重用及可扩性,提出分层的、多颗粒度并存的、可重用的功能单元设计方法;为重构的简单性及降低实现复杂度,提出在功能单元之间采用不同的存储结构作为数据连接方式.最终实现支持H.264/AVC和AVS的全I帧可重构视频编码器.结果表明,该编码器在Xilinx Virtex-5 330上能够分别实现H.264/AVC标准下25帧及AVS标准下37帧1 920×1 080视频的实时编码,比2个标准单独的设计实现代价降低了33%.     

基于率失真优化的H.264参考帧选择算法

为了有效抑制H.264/AVC压缩视频流的传输错误扩散,提出一种基于率失真优化的H.264参考帧选择算法。该算法针对H.264/AVC中的多种预测模式,在像素级准确估计了差错环境下的视频传输失真,并将该失真模型与率失真优化准则结合,在率失真框架内选择最合适的参考帧,使解码段的失真度达到最小。实验结果表明,改进算法相比传统的预测编码方法PSNR值大约提高了1²dB,能有效改善H.264视频传输的抗差错性能。     

基于H.264/AVC的帧内4×4预测模式快速选择算法

在H.264/AVC视频编解码标准中,帧内预测利用周围像素预测当前块来降低空间冗余,能极大地提高H.264/AVC的编码效率。然而,帧内预测的4×4预测有9种模式,为选出最佳模式,全搜索算法需要花费极大的计算量。为了降低帧内预测的复杂度,文章结合9种预测模式的各自特点和整数变换的线性性质,提出一种适用于H.264/AVC帧内4×4模式选择的快速变换和量化算法来减少对应模式变换和量化操作步骤的计算量。实验结果表明,优化算法可以有效地减少整数变换和量化操作的计算量。     

H.264/AVC到HEVC快速帧内转码算法

为加快H.264/AVC到HEVC的转码速度,提出一种快速帧内转码算法。针对H.264/AVC和HEVC两标准间帧内预测块尺寸的差别提出一种合并宏块的方法,利用该方法得出的编码信息预判HEVC中最可能的帧内预测尺寸及最可能的帧内预测模式并简化HEVC中四叉树划分过程,从而降低转码过程中帧内预测的计算复杂度。实验结果表明,在编码效率和视频质量损失很小的情况下,所提出的转码算法平均节省了63.20%的编码时间。     

H.264去块效应滤波器的混合递增滤波流水线设计

针对H.264/AVC主要档次去块效应滤波器的特点,提出一种混合递增的滤波流水线及片上存储架构.采用混合递增的去块效应滤波顺序,通过6级流水线实现像素点的并行滤波.该流水线的存储器架构可以有效支持主要档次的行/列和帧/场数据访问模式,利用滤波数据的相关性提高重用粒度,减少流水线阻塞和片外DRAM的访问.实验结果表明：与其他相关工作比较,流水线架构能够取得较好的性能和资源消耗比,在25.7K门和768Byte SRAM的硬件资源代价下,可以实现3路1080P HDTV的H.264主要档次视频实时去块效应滤波.     

网络机器人遥操作系统H.264帧内编码改进算法

H．264／AVC标准算法是目前最适合低速率下进行图像压缩传输的算法之一,但是帧内图像压缩编码后数据量依然比较大,对于网络机器人遥操作系统应用来说依然影响系统的实时性．结合基于网络的机器人遥操作系统中机器人控制的特点,文中对H．264／AVC标准算法中帧内编码提出了一种改进算法,即对于机器人本体部分图像采用帧内预测编码,而对背景部分图像采取帧问运动补偿编码．利用图像投影原理和机器人运动学方程,能够快速实现机器人部分视频对象分割,从而满足帧内编码改进算法的要求。     

基于H.264的低复杂度参考帧确定的算法

H.264/AVC采用的多参考帧技术,在提高图像质量的同时,也极大地增加了编码器的计算复杂度.文中提出一种基于H.264/AVC的低复杂度参考帧确定的算法,利用相邻宏块预测模式之间的时空相关性,缩小了参考帧的选择范围,从而快速确定当前宏块所需的参考帧.实验表明,这种算法在保持码率和信噪比几乎不变的同时,能够大大的节省编码时间.     

一种新的H.264/AVC帧内编码快速算法

针对H.264/AVC帧内编码算法采用率失真优化(RDO)算法提升编码性能导致运算复杂度增加这一问题,提出了一种新的帧内编码快速算法。该算法采用待预测块的纹理方向误差值判断待编码块的纹理特征,结合相邻块的预测模式相关性减少须遍历预测模式的数量,并结合全零块检测的提前终止判定准则加快编码速度。实验结果表明,与标准算法相比,该算法在保证输出码率和图像质量基本不变的情况下能够将帧内编码时间减少约67.2%,显著提高了H.264的帧内编码效率。     

一种基于H.264的帧内模式选择快速算法

帧内预测模式选择是影响H.264编码速率的瓶颈问题。在分析H.264帧内预测算法基础上,提出了一种快速模式选择算法。该算法利用16×16块帧内预测后的SAD值判断是否能够跳过4×4块帧内预测;在4×4块帧内预测中根据SAD特征缩小候选模式范围。实验结果表明：该算法较大地提高了帧内编码速度,同时保证图像质量下降在可接受范围之内。     

SCTP传输H.264/AVC视频流的性能研究

本文提出了在Internet上传输H.264/AVC视频流的一种端到端的视频单播系统,该系统基于一种新的传输层协议--流控制传送协议(SCTP).本文还分析了H.264/AVC的网络友好性和SCTP适合多媒体传输的新技术特性,并把两者有机结合起来,使得该系统具有很高的自适应性和灵活性.通过仿真和分析SCTP传输H.264/AVC视频流的性能,证明了在各种丢包环境下,本文的单播系统仍可保持较好的视觉质量.     

H.264帧内预测快速算法

在研究H．264帧内预测算法的基础上，提出一种新颖实用的自适应帧内预测快速算法．首先，利用前一帧和当前帧对应位置宏块的帧内预测模式进行预测，从而减少当前宏块的预测模式数量，降低编码复杂度；然后根据量化因子。自适应地插入使用各种帧内预测模式的修正帧，并改变候选预测块的数量来保证帧内预测快速算法的准确性．实验结果表明，在码率增加小于3％，恢复图像平均峰值信噪比下降不到0．04dB的情况下，使用帧内预测快速算法，编码速度可提高22％～35％，满足实时视频通信的要求．该算法与H．264标准兼容，可用于实际视频通信产品．     

无线显示适配器帧内预测设计与FPGA实现

针对无线显示适配器实时处理和低成本的设计需求,对帧内压缩部分采用新一代视频压缩标准H．264／AVC的帧内预测技术。通过分析帧内预测的所有方式,利用它们计算上的相似性,设计了公共的处理单元PE,并利用16个PE单元并行处理,1个时钟周期可预测出16个像素值,该设计结构使系统处理速度得到很大的提高。实验结果表明,在60MHz的频率下,该结构可实时编码1280×720（4：2：0）@30fps视频序列,且资源消耗相对较少,适用于无线显示适配器的实现。     

基于Sobel边缘算子的H.264/AVC码率控制方案

提出了一种基于Sobel边缘算子的宏块层H.264码率控制方案. 该方案利用Sobel边缘
算子,提高了平均绝对误差预测准确性和头信息比特预测准确性,继而在Sobel边缘算子计
算结果的基础上采用一种新的历史数据点选择方法,进一步提升了码〖JP9〗率-〖JP〗量化
模型的准确性. 实验表明,与传统的H.264/AVC码率控制算法相比,该方案能更精确地控
制码率并获得最大08?dB的峰值信噪比增益.     

一种高效的H.264 CABAC解码器的VLSI结构

提出一种H．264／AVC中基于上下文的自适应二进制算术编码（CABAC）解码器的硬件设计方法．在采用并行结构的基础上．给出了一种高效的VLS1实现方案．采用两级有限状态机结构控制宏块解码过程，共通过对残差系数存储器的定时清零解决了数据存储耗时的问题，大大降低了解码控制的复杂度．从而提高解码速度．达到每1至2个时钟解出1比特．仿真结果表明，该方案能满足H.264／AVC main profile CIF 30fps实时解码的要求．     

一种降低预测模式开销的帧内预测方法

提出一种新颖的帧内预测方法．比较每种预测模式的预测块与直流(DC)预测模式的预测块之间的绝对差和．进而判断当前块在各种预测模式下的预测块是否相似．若当前块的各种预测块都相似,则将所有预测块的均值作为当前块的最终预测结果,且不必编码预测模式．实验结果表明,提出的方法较H.264/AVC能够获得更高的编码性能,在恢复视频客观质量PSNR相同时,码率平均下降2.40％,编码时间平均减少25.83％．     

一种改进的H.264帧内预测模式选择算法

针对H.264帧内预测模式选择中失真估计不准确和计算量大的问题,提出一种改进的H.264帧内预测模式选择算法。该算法首先对像素的递归失真估计方法进行改进,较为准确地估计了多种帧内预测模式下的预测失真,然后利用相邻块预测模式的相关性预先筛除部分预测模式,降低了H.264中帧内预测的复杂度。与JM参考软件的对比结果表明,该优化算法能在保证很好的图像质量的同时,将帧内预测模式选择的时间减少60%以上,有效地提高了视频图像的编码效率和视觉质量。     

H.264/AVC的核心技术及应用分析

H.264/AVC是ITU-T视频编码专家组和ISO/IEC运动图像专家组共同开发编著的最新视频编码标准。在描述该标准系统层结构的基础上,着重分析其视频编码层的技术特点,并研究阐述该标准在IP网络及无线网络中的应用情况。