基于同构多核处理器的H.264多粒度并行编码器

H.264码率低和视频质量高的优越性能以增加编码计算的复杂度为代价,如何开发适用于多核处理器平台的并行编码算法是提高其编码速度的重要研究内容,对于满足高清视频实时传输和大规模共享具有十分重要的意义.利用H.264开源编码器项目X264,在片级和数据级并行编码算法的基础上,通过分析图像帧之间的参考关系,提出并实现了B帧个数可变的帧级并行算法;根据宏块之间的参考关系,设计了一种类似流水线的宏块级并行方法;基于Intel同构多核平台,提出融合帧级、片级、宏块级和数据级4种不同粒度的并行编码方案,开发了H.264多粒度并行编码器.实验结果表明,在码率增加不大的情况下,H.264多粒度并行编码器可以很好地提升编码加速比,视频编码质量符合高质量的要求.     

基于H.264 的视频存储加密方案

随着视频和互联网技术的发展,视频信息的存储安全问题越来越紧迫。本文针对新一代国际视频压缩编码标准H.264 的编码特点,提出一种将流密码与H.264 熵编码相结合的视频加密算法,通过加密码字索引达到保密目的。实验证明,此算法在安全性、计算复杂度、压缩比以及率失真等方面性能良好,适用于政治、军事、商务机要视频信息以及PC 机、移动存储设备中的私密视频信息的安全存储管理。     

H.264编码器的SSE-2优化实现

目前,ITU-T和ISO正在联合制定新一代的视频编码标准H.264(或称MPEG-4 Part10).H.264采用了多种复杂的编码技术,包括1/4像素精度的运动估计,8种块划分模式以及帧内预测等,在提升编码效率的同时,也使运算复杂度大大增加.本文中使用Tntel的SSE-2技术对H.264的运算密集部分包括运动估计、1/4插值、量化和正反整数变换等进行了优化.优化后,编码器在P4-1.7G,256M内存的主机上的编码速度可达25帧/s(QCIF图象).     

基于H．264的嵌入式视频编码器

嵌入式视频服务器具有成本低、性能高、运行稳定的优点,已成为视频监控行业的主流产品。以海思公司多媒体处理芯片Hi3510为核心,提出一种新的视频编码器实现方案,介绍该服务器的架构及其主要功能模块的硬件连接,讨论并解决时序匹配问题和信号完整性问题。实验结果表明,该服务器的关键技术指标满足应用要求。     

H.264编码器存储带宽分析及DRAM控制器设计

在分析H.264/AVC编码过程中存储器带宽需求的基础上,提出一种DRAM控制器结构,并实现了几种不同调度策略的DRAM控制器结构设计。实现了令牌环、固定优先级和抢占式等三种结构,结合已有的存储空间映射方法,通过减少换行及Bank切换过程中的冗余周期,进一步提高存储器的带宽利用率。实验结果表明,提出的三种存储器结构中抢占式调度具有最高的宽利用率,可满足150 MHz时钟频率条件下HDTV1080P实时编码的应用。     

使用异类处理器实现H.264算法

嵌入式多媒体设备要求具有更高的处理能力、极低的功耗,以延长电池供电设备的工作时间.提高CPU的工作频率或者增加CPU内并行的工作单元可提高CPU处理能力,但相同工艺下更高的频率要求更高的工作电压和更大的功耗,并行的工作单元只能利用局部指令的并行性,一些单元得不到充分利用,造成功耗的浪费.使用不同类型的处理器并行工作,充分发挥各个CPU的处理优势,可有效降低多媒体设备的功耗.     

使用异类处理器实现H.264算法

嵌入式多媒体设备要求具有更高的处理能力、极低的功耗,以延长电池供电设备的工作时间。提高CPU的工作频率或者增加CPU内并行的工作单元可提高CPU处理能力,但相同工艺下更高的频率要求更高的工作电压和更大的功耗,并行的工作单元只能利用局部指令的并行性,一些单元得不到充分利用,造成功耗的浪费。使用不同类型的处理器并行工作,充分发挥各个CPU的处理优势,可有效降低多媒体设备的功耗。     

H.264软件编码器的优化

为降低编码复杂度以满足实时应用的需求,以联合专家组（JVT）发布的H．264参考模型JM9．4为基础,分析H．264软件编码器的结构,指出影响编码速度的瓶颈所在,给出具体的优化方案,并结合MMX／SSE技术,对H．264软件编码器进行全面优化,其编码速度完全可以满足实时性应用的要求,而图像的重建质量基本不变。     

基于H.264算法的嵌入式视频服务器

介绍了基于H．264算法的视频服务器系统的实现，在设计中采用TI公司的多媒体处理芯片DM642作为核心，以H．264优化算法实现视频编解码。重点阐述了嵌入式视频服务器的系统架构，DM642的性能和特点，H．264算法在DM642芯片上的实现和优化。     

基于H.264的运动估计优化

针对运动估计非常耗时这一特点,本文从算法和代码两个方面对运动估计进行优化。实验证明改进后的算法明显减少了编码时间,而图像质量只有少量变化。     

H.264/AVC编码器子象素插值快速实现方法

子象素运动估计是H.264/AVC等混合编码标准中普遍使用的用于提高预测精度的技术,使得预测精度达到1/4象素,甚至1/8象素,从而提高编码性能。在做运动估计之前需要对参考图像插值,由于插值算法复杂度较高,计算资源耗费很大,所以如何简化和优化其插值算法,实现一个快速的插值过程,对编码器的实时性极其重要。论文提出了一种H.264/AVC编码器子象素插值的快速实现方法,首先简化运算的复杂度,然后通过优化数据结构来消除数据相关性,最后使用SIMD指令优化算法,从而高效地实现了标准的插值过程。实验证明,使用提出的方法实现的插值过程比H.264/AVC参考软件JM10的插值过程快25倍以上。     

H．264／AVC解码器优化的研究

视频编码新标准H．264／AVC与先前的标准如MPEG2、H．263、MPEG4第2部分相比，虽具有更高的编码效率和差错鲁棒性，但是这些编码效率的提高是以增加编码器和解码器的复杂度为代价的。研究表明，由于H．264／AVC编解码器的计算复杂度比其他视频压缩标准高出几倍甚至十几倍，因此实现实时编解码器需要寻找高效的优化方法。为了对解码器进行优化，从软件和硬件平台的角度提出了一种解码器的优化方法，最后进行了实验，实验结果显示，优化后的软件解码器能够达到实时解码。     

基于统计学习的H.264/AVC快速帧间模式选择方法

H.264采用了可变块大小的运动补偿和基于率失真优化的模式选择来提高压缩比和视频质量,这些技术使H.264比其他现有的编码标准都要好,然而,却计算强度大而且非常耗时.本文提出了一种快速的帧间模式选择方法.首先,先编码的几帧作为统计学习对象,得到相应的阈值;然后,后面的帧就根据这些阈值来选择备选模式,只对已选的模式进行运动估计.本文提出的方法适用于所有现有的运动搜索算法,而且阈值是针对每个序列线上计算的.结果显示,本文的方法可使编码时间平均降低57.2%,而对视频质量的降级可忽略.     

H．264／AVC中计算复杂度可调的快速模式选择算法

H．264／AVC视频编码标准采用多模式编码技术虽显著提高了编码效率，但由于该技术计算复杂度极高，因此为了降低计算复杂度，提出了一种计算复杂度可调的快速模式选择算法。该算法依据编码模式的特点和最佳模式分布规律，利用运动活性及已测试模式所得残差的量化系数来预测尚未测试模式的编码性能，并略过不必要测试的模式，通过选择恰当的阈值即可实现计算复杂度的调整。实验表明，与全模式选择算法相比，采用该算法编码速度可以提高2～4倍，而且重建质量和编码效率损失极小。     

基于H.264/AVC的视频通信抗分组丢失方法研究

H．264／AVC是新的视频编码标准,其高效的编码效率和良好的网络适配性,使它在多媒体通信中得到广泛应用,然而由于Internet网络是一种不保证QOS的“尽力”网络,基于Internet网络的视频业务将不呵避免地受到数据分组丢失的影响,因此文中基于H．264编码算法的特点提出多种新颖的视频抗分组丢失方法,包括Tornado码的不等保护,利用SEI域自适应改变纠错能力和交互式防误码扩散等．综合使用该文提出的多种抗分组丢失方法,在高丢包率环境下,与使用简单误码掩盖算法相比,恢复图像的平均PSNR可以提高8～15dB,且算法与H．264标准兼容,没有过多增加信道负担和运算复杂度,具有实用价值．     

H.264/AVC视频编码核基于FPGA验证的设计与实现

H.264相比以前的标准具有更高的压缩率、图像质量、容错功能及网络适应性,成为当前最流行的一种高性能的视频编解码技术.基于H.264嵌入式的快速发展,对H.264编码器的验证也进入到了白热化的状态.在验证过程中,如何缩短验证时间、提高验证效率和质量从而加快芯片的上市时间也是一项艰巨的任务.文中基于H.264/AVC视频编码技术原理搭建了FPGA验证平台,从编码正确性、图像质量及性能设计了完备的验证用例,对编码核展开全面的FPGA验证.验证结果表明,H.264/AVC视频编码核功能完善,性能优良,为后续芯片提供有力的保证.     

基于H．264／AVC的快速帧内预测模式决策方法

为了降低编解码复杂度,本文在对不同方向纹理块变换域系数特性分析的基础上,提出了一种简单有效的快速帧内预测模式决策算法.根据二维正交变换系数特性确定的决策准则,将可能性较小的部分预测模式在进行率失真优化(RDO,Rate distortion optimization)计算前排除,仅挑选可能性较大的几种模式作为候选模式进行RDO计算,并采用用期插入穷尽搜索和自适应门限的方法采防止误差扩散.仿真结果表明,该算法在保证必要的图像保真度和低码率的条件下,帧内编码速度平均提高5倍.     

H．264帧内编码和JPEG2000对静止图像进行编码的性能比较

国际最新静止图像压缩标准——JPEG2000代表了离散小波变换（DWT）编码的最高水平，最新的视频压缩编码标准——H．264代表了离散余弦变换（DCT）编码的最高水平。由于H．264的帧内编码采用了一些新方法，如帧内空间预测、不同大小块的DCT变换等，使得H．264帧内编码效率高于其他的DCT变换编码方法，因此可以认为，H．264的帧内编码代表了DCT变换的最高静止图像编码水平。大量的仿真实验比较发现。H．264的帧内编码方法比JPEG2000的编码效率高。据此可以预测，基于帧内空间预测和不同大小块DCT变换的H．264帧内编码方法具有成为下一代静止图像压缩标准的潜能。     

H.264/AVC帧间预测快速模式选择优化算法

为了提高编码效率,H.264/AVC采用了许多新技术,多种分割模式是其重要技术,但全模式遍历法大大增加了编码复杂度.为了减小H.264/AVC的编码算法复杂度,提出了一种快速的帧间模式选择算法.该算法采取的主要方法包括:SKIP模式早期终止;利用空时相关性,在候选模式范围内采取自适应阈值早期终止技术;判断是否跳过帧内模式.实验结果表明,与JM10.2相比,编码时间减少最大超过30%;与JVT算法相比,编码时间减少最大超过10%,而码率和峰值信噪比基本不变.