H.264快速多参考帧选择算法

提出了一种新的快速多参考帧选择算法。用边缘检测及相关性信息确定候选参考帧集合,并利用P8×8模式下的运动矢量分布情况判断宏块的运动特性。该算法在JM10.2平台上进行了实验验证,在编码质量下降不大的情况下,大大提高了编码速度。     

一种基于H.264/AVC的多参考帧快速选择算法

最新的视频编码标准H.264/AVC采用了多参考帧运动估计来提高编码效率,增加的计算量与参考帧数目成正比。实际中,多参考帧对编码效率的提高并不完全依赖参考帧数目,而是与序列特征有关。为避免搜索多余的参考帧,提出一种参考帧选择算法来快速确定当前宏块所需的参考帧。该算法利用序列的纹理特征来判定可能的参考帧数目,然后再根据帧间运动信息和RDO(Rate DistortionOptimization)的单调性进一步确定16×16,8×8和4×4模式的最佳参考帧,其它模式可根据与这3种模式的参考帧选择相关性来自适应确定可能选中的参考帧。实验结果表明,这种算法在保持码率和信噪比几乎不变的同时,能够节省约30%的编码时间。     

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。     

MPEG-4到H.264转码中多帧参考运动估计快速算法

针对将其他格式视频转码为H.264的过程中运动估计耗费大量时间的问题,提出了一种快速运动估计算法,以实现快速转码.该算法充分利用未转码压缩视频流中包含的信息,结合时间相关预测与空间相关预测来实现MPEG-4到H.264转码过程中的多帧参考运动估计快速算法;在此基础上提出一种自适应搜索范围选择算法,以进一步减少运动估计的计算量.该算法同样适用于其他编码标准到H.264的转码.实验结果表明,该算法在图像质量和比特率方面的表现相比参考快速算法略为逊色,但转码速度有了很大的提高.     

DTR-UWB帧级快速低复杂度同步算法

超宽带通信系统同步的精确度是影响系统性能的关键问题,为减少差分传输引导波超宽带通信系统同步算法的平均捕获时间和提高同步算法的精确度,设计了一种变换同步算法积分区间和门限值比较法相结合的帧级快速同步算法.同步算法在保证精确度的同时,减少了算法的平均捕获时间.依据马尔科夫理论和Z变换理论,结合算法的信号流程图,从理论上推导了同步算法的平均捕获时间和平均捕获概率.通过仿真,验证了同步算法优于已有的帧级同步算法.     

H.264/AVC快速帧间模式选择算法

提出了一种针对H.264的快速帧间模式选择算法。该算法从三个方面提高编码效率:SKIP模式提前判决;引入视频分割算法分离前景和背景,确定候选模式;提出了快速帧内模式选择方法。该算法避免了不必要的运动估计和率失真代价(RDO)的计算,节省了编码时间,同时保证了编码质量。     

基于H.264帧内模式快速选择算法

H．264采用RDO技术选择帧内预测模式以进一步提高编码的效率,但同时大幅度增加了预测的复杂度．本文提出一种快速帧内模式选择算法,该算法首先依据图像的纹理特征从9种Intra-4×4的预测模式中选出4种备选模式,然后再根据SATD的特征以及相邻块的预测模式之间的相关性,选出最佳预测模式,从而有效减少预测模式,避免了不必要的RD_Cost计算．实验证明,该算法提高编码时间效率约为35%,而峰值信噪比的减少很小．     

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．     

H.264编码器复杂度分析

通过多组试验,具体分析了H.264的编码工具Inter预测块尺寸、Hadamard转换、率失真优化、B-帧、CABAC、搜索范围及多参考帧的编码性能与复杂度.试验表明,不同的编码工具对编码器性能的影响有较大的差异:⑴某些工具或设置对编码性能影响很小,却增加了计算的复杂度,如Inter预测块的4×4块、Hadamard转换、搜索范围大于16、参考帧多于5等.⑵适当的选择编码工具可在编码效率和计算复杂度之间取得平衡.⑶复杂的设置对低比特率视频的压缩性能提高有限,但对高比特率视频的压缩性能提高较多.     

H.264帧内快速预测算法的研究

新一代视频压缩标准H.264/AVC使用率失真优化算法在提高压缩率的同时增加了计算复杂度。为了减少计算复杂度,提出了一种快速帧内预测算法。通过MAD（平均绝对误差）均值对宏块进行4×4块和16×16块预判,再根据SATD（残差绝对值总和）代价函数计算Cost值,排除较小可能性的模式,缩小4×4块的预测模式范围。用标准视频序列对该算法验证,结果表明该算法在保证峰值信噪比的前提下,节省了预测时间.     

基于纹理的H．264/AVC帧内预测块选择快速算法

针对帧内预测中的Intra_16×16、Intra_8×8及Intra_4×4预测块选择提出了一种基于纹理的快速帧内预测块模式选择算法.该算法的原理是在做帧内预测之前,首先利用方差对区域纹理的平滑度和粗糙度进行估计,然后从Intra_16×16、Intra_8×8及Intra_4×4中选择一种块进行模式预测.通过方差和阈值相结合的方法来决定块预测模式,减少了算法复杂度,提高了压缩效率.实验结果表明,当考虑Intra_8×8预测块时,编码时间减少了50%以上,当不考虑时。编码时间减少了20%以上.与此同时,码率和峰值信噪比(PSNR)基本保持不变.     

H.264视频鲁棒传输的最优宏块模式选择

分析了受损宏块的信道失真及其差错扩散,研究了宏块编码模式对信源失真和信道失真的影响,提出了结合信源信道编码的一种基于率失真优化的快速模式选择算法。通过估算不同宏块模式的信源失真和信道失真,自适应地选择最佳编码模式,使得视频序列的整体传输失真最小。模拟实验显示,相对于H.264参考软件的模式选择算法,该算法显著降低了计算复杂度并提高了视频差错恢复性能。     

一种新的H.264快速帧内预测模式选择算法

对H.2641AVC帧内预测模式选择算法进行了分析,通过采用亚采样方案计算边缘方向、利用边缘矢量幅值进行预测模式判决和在一定条件下提前结束Intra_4×4模式等方法对PAN算法进行了改进.结果表明,该方法在不影响图像失真度和码率性能的前提下,降低了帧编码时间,减小了编码复杂度.     

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．     

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／AVC运动补偿的高效插值结构设计

为了减少视频编解码标准H.264/AVC中运动补偿模块插值结构的硬件复杂度,提出了一种高效插值结构,包括"串行输入并行输出"亮度插值结构和只需要2个乘法器和1个加法器的色度插值结构.该插值结构采用串行输入的维纳滤波器来产生水平半像素点中间值;通过分析1/4像素插值的数据相关性来选取整像素点,优化1/4像素的滤波算法;通过分析插值窗口的重叠情况,采用垂直优先插值顺序;并且根据插值的分数像素点的不同读取不同大小的插值窗口.试验结果表明,与现有其他设计相比,该结构可以节省水平方向的6抽头FIR滤波器,减少了寄存器阵列的大小,并且节省了数据读取带宽.在H.264解码器上实现了该插值结构,仿真和综合后的结果表明,与其他设计相比,该结构的硬件复杂度更低.     

访存带宽最小化的H.264整像素运动估计VLSI结构

面向H.264/AVC整像素运动估计, 提出了一种兼顾数据搬运和计算部件效率的全搜索超大规模集成电路(VLSI)结构. 通过在片上最大化重用参考像素, 使外存访问带宽得到了最小化, 每个参考像素只需访存一次. 通过分布式内存映射和图像边界的假想连接, 使参考像素的搬运过程规则、高效. 处理器单元(PE)结构简单, PE阵列以单指令多数据流(SIMD)方式工作, 数据通信采用脉动方式, 计算部件的利用效率为100％. 搜索过程没有空泡, 每拍处理一个搜索点, 支持7种可变尺寸分块, 同时完成41个分块的绝对差之和(SAD)的计算与比较. 给出了参数化的结构设计描述. 针对标准清晰度数字电视(SDTV)应用, 设计实现了一个具体的结构, 采用Faraday 0.18 μm CMOS标准单元工艺库, 逻辑门数为151×10³门, 关键路径时延为3.86 ns, 片上缓存为23.75 kB, 访存I/O引脚数为8 bit. 在216 MHz钟频下, 实时支持SDTV 720×576@30fps, 搜索范围为［-32, 32］×［-16, 16］, 2个参考图像, 访存带宽为24.9 MB/s.     

H.264/AVC视频可逆信息隐藏算法

结合H.264压缩编码标准的特性,提出一种基于H.264/AVC的视频可逆信息隐藏算法。数据隐藏借鉴了图像领域的直方图平移算法,嵌入区域选择在4×4子块的中高频段,保证了视频嵌入后的视觉感知质量。在解码端,可以准确提取嵌入的隐秘信息,并能无失真的恢复原始载体视频。实验结果表明,该算法对视频质量和码率的影响较小。     

一种高效的H.264去块效应滤波器VLSI结构设计

最新的视频压缩编码标准H.264在编解码系统中引入了自适应的去块效应滤波器。去块效应滤波器可以有效地消除块边界的方块效应,但同时也带来了运算量的增加。文中针对H.264去块效应滤波器的硬件原型进行了设计,所设计结构可以大大降低硬件系统的处理周期。在所设计的结构中采用了以下4个关键技术:滤波边界顺序调整、存储单元分配、滤波器架构和双转置寄存器组来提高系统的并行处理能力。仿真结果表明,文中所提出的架构,仅需要288个时钟周期即可实现一个16×16宏块的滤波。滤波器模块只占用16.3 k逻辑门和640 byte的b lock RAM,具有很高的时间-面积效率。