H．264视频编码器中指数哥伦布编码的硬件设计

H．264／AVC是ITU—T和ISO／IEC两大国际组织共同制定的新一代视频压缩编码标准。指数哥伦布编码是熵编码的重要主要组成模块。对从码流中提取的句法元素进行编码。它与基于上下文自适应的可变长编码（CAVLC）或基于上下文自适应的算术编码（CABAC）共同构成了熵编码。本文全面介绍了指数哥伦布的基本原理及本设计中指数哥伦布编码的句法元素,重点阐述了指数哥伦布编码器的硬件实现方法。实验结果表明,该设计能满足分辨率为1920×1080的视频序列的实时编码对质量和速度的要求。     

AVS中可变长解码器的硬件设计

AVS是我国自主制定的音视频编码技术标准。简要介绍AVS标准视频压缩部分的特点,重点研究AVS可变长熵解码的原理和技术方法并进行优化,主要采用并行解码结构以达到实时解码。在此基础上提出了一种针对AVS视频编码标准的变长码——指数哥伦布码解码的硬件设计结构,最后给出实现该硬件结构对应FPGA实验仿真结果。     

H.264指数哥伦布码解码部件的硬件设计和实现

提出了一种针对H.264视频编码标准的变长码-指数哥伦布码解码的硬件设计结构,对传统的桶形移位器进行优化,主要采用基于PLA的并行解码算法以达到实时解码,同时辅助使用串行解码算法降低硬件资源消耗,保证在能够对符合H.264标准baseline Profile的码流实时解码的基础上优化了电路资源,给出实现该硬件结构对应的FPGA仿真结果及其ASIC硬件规模.     

AVS高清视频变长码解码器算法与电路实现

提出一种适用于AVS高清视频解码的变长码解码结构.该结构在一个周期内完成一个指数哥伦布码的解码、查表、语法元素计算和更新码表的操作;通过组合逻辑映射查表,完全避免了对存储器的访问,大大减少面积;采用流水线技术计算输出结果,提高系统性能.对该模块进行了仿真和综合,在0.18μm工艺下,频率为176MHz,面积为8k等效逻辑门.     

CABAC中等概率符号的并行解码算法

在CABAC中,较大的MV和Level首先二进制化为指数—哥伦布码,然后由算术编码引擎作为等概率符号逐位编码。指数-哥伦布码由前导1部分和定长编码部分组成。针对前导1部分和定长编码部分分别提出一种多二进制位并行解码算法。实验结果表明该算法相比逐位解码可以提供多达2.5倍的加速。     

高效的H．264指数哥伦布解码器设计

H．264视频压缩标准凭借高压缩比和较好的图像质量，已经作为一种新型的标准被广泛接受。由于H.264的解码复杂度很高，软件实现难以满足实时性的要求，所以需要采用硬件解码。本文提出了一种针对H．264视频编码标准的可变长指数哥伦布码解码的硬件设计结构，给出了一种系统解码时间消耗与系统资源占用较少的硬件设计方案，最后给出了设计最终的仿真以及后端设计的结果。     

H．264中指数哥伦布编码器的硬件设计及实现

H.264标准中熵编码由指数哥伦布与基于上下文自适应的可变长编码(CAVLC)或基于上下文自适应的算术编码(CABAC)构成,本文全面介绍了H.264视频压缩标准中熵编码以及指数哥伦布的基本原理,重点阐述了指数哥伦布编码器的硬件实现方法并给出了硬件综合结果。     

高速指数哥伦布编解码器的VLSI设计与实现

指数哥伦布编码是H.264/AVC标准和AVS标准中熵编码的重要组成部分,其硬件实现好坏直接决定了编码器熵编码的性能。文中根据哥伦布编码和解码的特点,设计了一种高速的哥伦布编解码器。首先,用查找表的方式代替了首1检测等复杂操作,通过查找直接得出要编解码码字的长度;直接取出特定的要操作的数据,同时进行相应的操作,代替了传统的先移位,再进行相应操作的方式,使得指数哥伦布编解码器的关键路径变短,速度变快。其次,对哥伦布编解码器采用了多级流水的方式,进一步提升了主频。最后,在virtex5平台上进行测试,该编解码器的吞吐率均可达到400MPixel/s。这将远胜于当今图像解码专用芯片的编解码速度,也为图像高速压缩提供了硬件实现基础。     

指数哥伦布码的快速平稳解码算法

在研究分析H.264指数哥伦布码特点的基础上,抛弃了变长码只能逐位读取、逐位判断计算的思路,采用了n比特读取并用设定的公式计算的方法,不仅使得解码时间比较平稳,而且使得统计平均速度是原来的2．6倍。     

H.264/AVC标准中的CABAC应用研究

H.264／AVC是由国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO)共同制定的新一代视频编码标准。他的熵编码方案采纳了基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)。CABAC是一种高效的熵编码，他利用上下文建模来降低符号间的冗余度，并且能够自适应码流的统计信息，获得很高的编码效率。深入研究了CABAC中的二进制化、上下文建模和自适应二进制算术编码器，并进行了相应的试验。实验结果表明：在相同的图像质量下，CABAC和CAVLC相比节省6％～15％的码率。     

Efficient Level and Zero Coding Methods for H.264/AVC Lossless Intra Coding

Since H.264/AVC was designed mainly for lossy video coding, the entropy coding methods in H.264/AVC are not appropriate for lossless video coding. Based on statistical differences of residual data in lossy and lossless coding, we develop efficient level and zero coding methods. Therefore, we design an improved context-based adaptive variable length coding (CAVLC) scheme for lossless intra coding by modifying the relative entropy coding parts in H.264/AVC. Experimental results show that the proposed method provides approximately 6.8% bit saving, compared with the H.264/AVC FRExt high profile.      

Packet-by-Packet Adaptive Scheme for Video Coding and Transmission Over Wireless IP Networks Using Rate-Compatible Punctured Turbo (RCPT) Codes

In this paper, we consider real-time video coding and transmission over packet-switched wireless IP networks, such as WLAN, using RCPT codes and joint source-channel coding (JSCC) with concentration on a packet-by-packet adaptive scheme. We present a systematic design methodology to enable the applicability of JSCC techniques. The performance of H.263+ video coding and transmission over wireless channel modeled as slow Rician fading channels using this approach is studied. Results indicate that a packet-by-packet adaptive RCPT-JSCC approach is of significant advantage for real-time video applications and leads to more acceptable video delivery quality over interference-limited and time-varying wireless networks.     

视频流传输中的差错复原视频编码技术

视频压缩技术在采用预测技术、变换编码技术和可变长熵编码技术以减少冗余信息的同时,也降低了视频流的容错能力.传输信道中的差错,不仅严重损害了视频服务质量,甚至会使通信系统崩溃,因此,在有错信道上进行视频传输,差错复原视频编码技术就显得尤为重要.对差错复原视频编码技术进行了概括和总结,首先指出在视频传输过程中存在的由于传输错误而引发的比特流同步丢失及错误蔓延问题,然后研究了解决这些问题的差错复原视频编码方法,最后指出:可伸缩视频编码和多描述视频编码是差错复原视频编码的发展方向;多描述编码同多路径技术相结合,能显著提高压缩视频信号的错误恢复能力和传输信道的性能.     

一种高效的运动补偿三维小波视频编码方案

该文提出了一种高效的运动补偿三维小波视频编码方案。该方案采用运动补偿时域分析技术,以有效去除视频序列中存在的时间冗余。然后,基于视频序列的运动特征,自适应确定帧组结构,在提高编码效率的同时降低内存需求和运算复杂度。最后,根据小波图像系数特性,采用基于四叉树分裂的小波图像编码方法对三维时/空子带进行编码,以获得更高的压缩效率。实验结果表明,与其它运动补偿三维小波视频编码方法相比,该文提出的编码方案能够获得更好的性能。     

Adaptive Pre‐/Post‐Filters for NRT‐Based Stereoscopic Video Coding

Non‐real‐time delivery of stereoscopic video has been considered as a service scenario for 3DTV to overcome the limited bandwidth in the terrestrial digital television system. A hybrid codec combining MPEG‐2 and H.264/AVC has been suggested for the compression of stereoscopic video for 3DTV. In this paper, we propose a stereoscopic video coding scheme using adaptive pre‐/post‐filters (APPF) to improve the quality of 3D video while retaining compatibility with legacy video coding standards. The APPF are applied adaptively to blocks of various sizes determined by the macroblock coding mode and reference frame index. Experiment results show that the proposed method achieves up to 24.86% bit rate savings relative to a hybrid codec of MPEG‐2 and H.264/AVC including the inter‐view prediction.     

视频编码失真两步补偿法及其参数描述

为了减少视频编码失真,论文提出了一种新颖的视频编码失真补偿方法两步补偿法。该方法优先补偿解码恢复图像的直流失真,再利用直流补偿后的恢复图像设计维纳滤波器,进一步减弱解码恢复图像中的交流失真。实验数据表明两步补偿法的编码效率优于现有自适应环路滤波方法,提高H.264/AVC的编码效率最高可达26.31%。此外,利用分析得到的交流补偿滤波器系数和为1的特点,提出相应的滤波器系数的量化编码方法,去除了滤波器系数表示方法中的冗余。     

全数字化HDTV传输系统图像信源编码的研究

本文研究了一种全数字化HDTV传输系统图像信源编码方案。将运动补偿帧间预测,离散余弦变换编码和二维熵编码技术结合起来,通过对码率的自适应调节,实现HDTV图像信号的压缩编玛。在14.38Mb/s和20Mb/s码率,取得了良好的图像质量。应用数字调制技术,如16-QAM,能够实现在一个基带8MHz射频信道中传输全数字化HDTV。     

Adaptive Scanning Method for Fine Granularity Scalable Video Coding

One of the recent and most significant technical properties can be expressed as “digital convergence,” which is helping lead the technical paradigm into a ubiquitous environment. As an initial trial of realizing a ubiquitous environment, the convergence between broadcasting and telecommunication fields is now on the way, where it is required to develop a scalable video coding scheme for one‐source and multi‐use media. Traditional scalable video coding schemes have, however, limitations for higher stable picture quality especially on the region of interest. Therefore, this paper introduces an adaptive scanning method especially designed for a higher regional‐stable picture quality under a ubiquitous video coding environment, which can improve the subjective quality of the decoded video by most‐preferentially encoding, transmitting, and decoding the top‐priority image information of the region of interest. Thus, the video can be more clearly visible to users. From various simulation results, the proposed scanning method in this paper can achieve an improved subjective picture quality far better than the widely used raster scan order in conventional video coding schemes, especially on the region of interest, and without a significant loss of quality in the left‐over region.     

AVS视频编码中熵编码器的硬件设计

简要介绍了AVS标准视频压缩部分的特点,重点研究AVS可变长熵编码的算法、结构,提出并行扫描的游程扫描方式和分段寻址的码表查表方式,提高了系统的速度以满足实时编码的要求.在此基础上,给出了主要的块变化系数熵编码器硬件结构.最后给出仿真波形及硬件综合结果,符合AVS视频编码标准,满足硬件加速的要求.     

一种空域可分级的自适应视频码流控制方法

在传统的CBR码流控制中,为防止缓冲器上溢,通常采用跳帧的方法来保持码率恒定。由于跳帧引起解码端运动补偿误差增大,客观上造成跳帧期间图像PSNR降低,图像失真度迅速增加,在主观上造成图像有跳跃感,画面不流畅。针对以上缺陷,该文基于H.263+的TMN8帧级码流控制算法,提出了一种空域可分级的自适应码流控制方法。该方法在编码端对原跳帧方法中不编码的帧进行自适应下采样编码,解码端通过上采样恢复。实验结果证明,该文提出的码流控制算法在低带宽条件下,图像质量较跳帧方法有较大提高。在低码率条件下,对于高运动图像该方法的平均PSNR值比采用跳帧的码流控制方法高0.3~0.8dB;比采用增大量化步长的方法高0.1~0.4dB,而对于跳帧阶段PSNR值,该算法比传统的跳帧方法高1~2dB左右。