H.266/VVC帧内预测模式快速判决方法

为降低新一代高效视频编码标准H.266/VVC的编码复杂度,提出一种快速的帧内预测模式判决方法.从率失真理论的角度出发,分析变换域残差的分布特性,根据标量量化技术对码率的影响推导出编码码率预测模型.结合帧内预测原理,利用当前块预测残差、参考块预测残差及其编码失真提出编码失真预测模型,并根据率失真代价确定最优的帧内预测模...     

基于帧内预测模式多划分的HEVC鲁棒视频水印算法

针对现有基于高效视频编码（HEVC）标准的水印算法鲁棒性不足的问题,提出一种基于帧内预测模式多划分的HEVC鲁棒视频水印算法。首先,针对嵌入水印后帧内误差传播的问题,对4×4亮度块进行可嵌区域的选择,并计算4×4亮度块的纹理方向;其次,将33种角度预测模式划分为四种模式集,依次记为：上水平、下水平、上垂直、下垂直;最后,将当前以及下一待嵌入水印的值与模式集建立映射关系,通过判断当前4×4块属于哪个模式集来进行水印的嵌入,并将33种角度模式截断为其中一种模式集。解码端通过纹理方向和预测模式集提取水印。实验结果表明,所提算法的平均峰值信噪比维持不变,且在重编码攻击下的误码率（BER）为14.1%。由此可知,该算法对视频质量影响很小,在鲁棒性上可以抵抗重编码的攻击。     

基于H.264编码的帧间预测块划分视频水印算法

研究一种针对H.264编码的帧间预测块划分视频水印算法,该算法先对水印图像进行二值处理并经Arnold置乱,然后在H.264帧间预测编码时,根据水印二值序列选择不同的区块划分将水印值嵌入进去。实验结果表明,该算法具有较好的实时性、鲁棒性。     

基于调色板模式的屏幕视频帧内编码快速算法

基于HEVC的屏幕视频编码根据屏幕视频的特征,引入了调色板模式、基于Hash的块匹配算法等新技术。这些新技术虽然提升了编码的质量,但同时增加了编码器的复杂度。为降低屏幕视频编码器的复杂度,提出了一种基于调色板模式的屏幕视频帧内编码快速算法。该算法结合了屏幕视频的特征和帧内编码模式的空间相关性,有效地减少了帧内编码单元的模式搜索范围。该算法可以在保证视频编码质量的前提下,有效降低编码复杂度,减少编码时间。在屏幕内容编码的标准测试平台SCM5.4的实验结果显示,本算法可以降低21%的编码时间,同时只引起0.93%的BD-Rate的上升。     

基于纹理方向的高效视频编码鲁棒视频水印

针对现有基于高效视频编码的视频水印算法鲁棒性不足的问题,提出一种基于纹理方向的鲁棒视频水印算法。算法根据水印值将帧内角度预测模式分为水平方向和垂直方向两组,计算N×N分割编码时每个预测单元的纹理方向。当纹理方向与水印所表示的方向一致时,将当前预测单元的33种角度预测模式截断为水平方向或者垂直方向的预测模式,随后根据率失真代价函数决策出最优的预测模式,并判断水印是否嵌入。记录最终水印嵌入位置作为密钥,用于解码端提取。实验结果表明,该算法具有较小的码率增长和视频失真,在历经噪声、滤波和重编码等攻击后能保持较低的误码率(BER),说明该方案能用于视频版权保护。     

H.264/AVC快速帧内预测模式选择算法

H.264引入帧内预测并采用拉格朗日率失真优化(RDO)技术来选择最佳帧内预测模式,提高I帧的编码效率,但也大大增加了编码的计算复杂度。为了降低计算复杂度,根据帧内预测算法特征提出了一种基于像素方向相关性的帧内预测模式快速选择算法。实验结果表明,该算法在保证图像质量和比特率大致不变的前提下,极大地降低了帧内预测编码的计算复杂度。     

基于模式特征的H.264/AVC可逆视频水印

目的 针对当前可逆视频水印隐蔽性和篡改定位能力不足问题,提出一种新颖的基于帧内预测模式的可逆视频水印算法。方法 首先,深入分析I帧亮度分量的预测模式对不同类型篡改的敏感性,提取每个帧内编码宏块的预测模式,通过预测模式生成特征码。然后,结合H.264/AVC编码特性和误差补偿算法,在每个亮度4×4残差块中筛选出误差最小系数。最后,运用差值扩展的方法将特征信息作为水印可逆的嵌入到所选系数。结果 在含水印视频未受到篡改时,解码端提取水印后可对原始视频进行无损恢复。当视频受到篡改时,算法能精确定位篡改区域并且篡改定位精度达到4×4子块级。由于水印嵌入在误差最小的系数中,能够有效地降低水印嵌入对于视频质量的影响,嵌入水印后图像的PSNR值比现有的基于H.264/AVC可逆水印方案平均提高10%,测试序列的码率增量平均降低了22%左右。结论 本文算法较现有算法具有更好的嵌入率、隐蔽性、篡改检测精度, 适用于医学、军事、卫星等领域。     

H.264/AVC帧内预测模式选择算法研究

H.264/AVC采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率,但由于H.264/AVC支持的帧内预测模式数较多,使预测的复杂度大幅度增加。详细分析了帧内预测模式的选择过程,提出一种快速的率失真优化(RDO)模式下的快速Intra_4×4模式选择算法,该算法根据SATD(SumofAbsoluteTransformedDifference)以及相邻块的预测模式之间的相关性等特征,预先排除了超过65%可能性小的Intra_4×4模式,避免了不必要的计算,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,同时基本保持了H.264/AVC的编码性能。     

基于SAD和SATD的H.264快速帧内预测算法

H.264在空域上进行多模式帧内预测,用RDO准则选择最优模式,提高了压缩率,但是增加了计算复杂度。该文提出一种快速帧内预测算法,利用SAD值对Intra_4×4方式进行预判,根据SATD特征排除可能性小的Intra_4×4预测模式。实验结果表明,该算法在保持峰值信噪比基本不变和码率略增的情况下,可节省69.3%的帧内编码时间。     

可伸缩视频编码的快速帧内模式选择算法

提出了一种适用于SVC增强层的快速帧内模式选择算法。首先利用基本层和增强层模式分布的相关性,优化了增强层的帧内预测过程;并提出了一种能优化SVC的INTRA_BL模式选择过程的算法。实验结果证明,在比特率和PSNR值保持相近的情况下,该算法的编码时间可减少59.6%。     

H.266合并模式候选决策的研究与改进

针对H.266中基于历史块的运动矢量预测（HMVP）技术在换行更新列表过程中无法参考之前运动信息,以及HMVP候选列表在加入Merge列表过程中存在繁琐的去冗余过程的问题,提出一种改进的H.266合并模式候选决策算法。通过临时存储一个HMVP候选列表来解决原有HMVP列表在换行清空时存在的无法参考之前运动信息的不足,从而更好地预测运动信息。通过Merge候选列表中原有的空时域候选数量来确定需要进行去冗余的HMVP候选数量,以简化去冗余过程。实验结果表明,与H.266标准算法相比,该算法在随机接入的配置下,测试图像序列的亮度分量能够平均节省0.46%的码率,编码总时间平均缩短4.09%,帧间预测时间平均缩短10.87%,能够提高编码性能同时降低编码复杂度。     

基于HEVC的帧内预测模式决策和编码单元划分快速算法

针对高效视频编码（HEVC）帧内预测过程中的高计算复杂度问题,提出一种基于纹理特征的预测模式选择和编码单元划分的快速帧内预测算法。利用每一深度层纹理方向强度判断编码单元是否需要进行分割,并且减少候选模式数量。首先,在每一深度层编码单元上结合像素方差,以像素点为单位计算相应的纹理方向强度,确定其纹理复杂度并结合阈值策略预测最终划分深度;其次,比较垂直和水平方向强度关系及统计预测候选模式概率分布,以减少预测模式数量,确定最优候选模式子集,进一步降低编码复杂度。所提算法与平台HM15.0相比,编码时间平均节省51.997%,BDPSNR（Bjontegaard Delta Peak Signal-to-Noise Rate）仅降低0.059 dB,BDBR（Bjontegaard Delta Bit Rate）仅上升了1.018%。实验数据表明,在保证信噪比和比特率基本不变的同时,所提算法能有效降低编码复杂度,利于HEVC的实时视频应用。     

基于质量可伸缩高性能视频编码的帧内快速算法

为了提高质量可伸缩高性能视频编码（SHVC）的编码速度,提出一种基于质量SHVC的帧内预测算法。首先,利用层间相关性来预测可能的深度,排除可能性较小的深度;其次,对可能的编码深度,采用层间预测（ILR）模式进行编码,并对得到的残差系数进行分布拟合检验,判断是否满足拉普拉斯分布从而跳过帧内模式;最后,对深度编码得到的深度残差系数判断是否满足深度提前终止判断条件,如果满足该条件则提前终止以提高编码速度。实验结果表明,所提算法能够在保证编码效率损失很小的情况下使编码速度提高79%。     

高效率视频编码快速帧内预测算法

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测过程中,编码单元四叉树划分算法计算复杂度极高的问题,提出一种基于多重纹理特征的HEVC帧内编码单元快速划分算法,该算法能够缩小划分的深度区间。首先,使用自定义的纹理提取方法提取出编码单元中的多重纹理特征;其次,使用支持向量机(SVM)对多重纹理特征参数进行训练,得出决策函数;最后,根据决策函数,跳过前面不必要的划分和提前终止划分。实验结果表明,同原始HM 12.0相比,快速划分算法编码时间平均减少43.23%,码率平均增加0.84%,明显提高了帧内编码效率。此外,所提算法容易与其他算法进行融合,进一步降低HEVC的帧内计算复杂度。     

可分级视频编码空域增强层的快速帧间模式选择算法

针对可分级视频编码(SVC)技术中层间残差预测(ILRP)大大增加了编码复杂度的问题,提出一种快速算法。带残差的帧间预测和不带残差的帧间预测都采用全搜索的预测算法,编码复杂度很大,所提算法分析了增强层带残差的帧间预测和不带残差的帧间预测之间的率失真代价(RDCost)差异,动态判定增强层是否需要采用层间残差预测以减少层间残差预测过程;同时依据层间预测模式相关性,利用基本层最优帧间预测模式指导增强层最优帧间预测模式的选择过程,进一步节省编码时间。实验结果表明,与参考模型JSVM中的算法相比,改进的快速算法在编码质量降低小于0.01dB,码率提高不大于3%的前提下,可节省平均编码时间50%左右,有效地降低了编码复杂度,对于编码器的优化方面有理论参考价值和实际应用意义。     

基于H.264的高分辨率序列帧内预测的改进算法

针对高清视频序列帧内预测的编码特点,得出禁用Intra4×4预测模式,使用Intra8×8和Intra16×16模式进行亮度预测,可显著提高编码速度,同时码率和SNR基本不变。基于上述结论,提出一种新的帧内预测快速算法。该算法在帧内预测之前进行预判决,从Intra8×8和Intra16×16中选择一种预测模式,从而减少了算法复杂度。实验结果表明,算法在码率只有少许增加的情况下,编码速度提高了27.8%,SNR值基本不变。     

基于H.264 CAVLC熵编码的视频加密方案

基于块的数字视频编码一般包括运动估计、残差块变换和熵编码三个阶段。针对传统的视频加密方案——对第二阶段中的残差变换系数进行的加密,提出了一种基于H.264 CAVLC熵编码的视频加密方案,该方案充分利用了流密码加密简单、运算快的优点,将加密过程置于视频编码的第三个阶段。理论分析和实验结果表明,该方案具有较高的安全性和较低的计算复杂度,加密运算不改码流结构,加密后的视频仍具有可操作性,不影响压缩性能,且可以根据应用需求进行分级加密,具有很大的灵活性。