基于内容复杂度的HEVC帧层码率控制算法

针对高效视频编码(high efficiency video coding,HEVC)在码率控制中采用平均绝对误差对图像复杂度估计不准确和比特分配偏差较大问题,提出一种基于内容复杂度的HEVC码率控制改进算法。该算法首先从帧层出发,估计出待编码帧的预测方差,并由此方差构建内容复杂度模型,然后通过复杂度模型对参数更新,实现对帧层码率的重新分配。以4种不同类型的测试序列为研究对象,实验结果表明,与R-λ模型标准算法及低复杂度的码率控制算法相比,提出的改进算法的输出码率更加接近目标码率,实际编码码率偏差平均减少了3.35‰和1.50‰,峰值信噪比的平均值分别提高0.27dB和0.09dB,视频视觉质量较好。所提算法可用于HEVC编码的码率控制中。     

基于场景突变的码率控制算法

在视频编码中实际的视频序列一般是由不同的场景组成,在场景突变处,由于前后两帧在不同的场景中,空间相关性减小,导致视频编码质量下降,码率控制偏差较大.为了解决H.264视频编码中因场景突变而导致的编码质量下降等问题,提出一种改进的码率控制算法.用图像信噪比比值检测场景突变,在场景突变处提前结束编码当前GOP,将当前GOP未编码帧和下一个GOP合并为一个新的GOP,并修正码率分配.仿真结果表明,新算法在不增加编码器复杂度的前提下可以精确检测场景突变,提高后续帧的编码质量,减少编码时间.     

无反馈分布式视频编码中Wyner-Ziv帧码率控制算法

基于分布式视频编码系统,提出一种Wyner-Ziv帧的码率控制算法.首先,通过理论推导和实验,提出了针对Wyner-Ziv帧不同系数带的率失真估计模型,并通过训练学习的方法针对不同系数带分别确定模型参数;然后,使用提出的率失真模型估计当前帧的编码码率,并结合目标码率约束确定最优量化矩阵;最后,为每个比特面分配相应数目的校验位,完成LDPC编码并输出.实验结果表明,在相同目标码率下,与现有无反馈码率控制算法相比,使用本算法可提高解码恢复视频峰值信噪比0.3～1dB,且编码端运算复杂度增加很小.     

三维子带视频编码的率失真优化码率控制

在基于运动补偿时域滤波（MCTF）的三维小波/子带分级编码系统中,质量分级或者码率分级通过从全分辨率嵌入式总码流中提取相应的子码流来实现。本文首先阐述目前广泛使用的位平面截断算法的理论依据并指出其次最佳性。提出均方误差最小意义上的最佳三维子带码率分配算法,在任意给定码率限制条件下都能获得最优率失真性能。对比实验还表明比特分配策略的选择将严重地影响子带分级编码系统的压缩性能。     

面向分层B帧编码的帧级别码率控制算法

为了更有效地支持分层B帧编码结构, 提出了一种帧级别码率控制算法.首先, 根据编码内容的复杂度和可用信道带宽自适应选择最佳初始量化参数;其次, 根据分层B帧的编码结构特点, 分别从图像组级别、时域层级别以及帧级别进行码率分配;最后, 采用二次码率-量化模型计算量化参数并进行调整.实验结果表明, 该算法与传统的码率控制方法相比, 在提高码率控制精度的同时, 能带来最高1.5 dB的峰值信噪比增益.     

一种改进的H.264帧层码率控制算法

针对H.264码率控制算法在缓冲区控制上的不足,提出一种改进的帧层码率控制算法.对缓冲区进行监视,根据已编码帧实际缓冲与目标缓冲占用率的情况进行量化参数的调整.当实际缓冲偏离目标缓冲较大时,适当增大或者减小量化参数,使编码后实际缓冲更接近目标缓冲,防止缓冲发生上溢或下溢.仿真结果表明,对于纹理简单的序列,改进的算法在PSNR几乎不变的情况下,得到了更精确的码率控制,实际缓冲更接近目标缓冲,缓冲区占有率更稳定.     

单通道视频编码的可变码率控制方法

为提高实时视频编码的图像质量,提出了一种低复杂度单通道视频编码的可变码率(VBR)控制算法.通过简化经典率失真R-D模型推导得到图像复杂度和空间活动性的线性公式,根据运动估计过程的残差信息计算当前编码图像的复杂度.在编码过程中,动态地改变该公式的参数来适应各种不同的视频场景.利用图像复杂度和编码比特数的线性模型来分配当前图像的目标编码比特数,同时结合先前实际编码比特率和期望比特率之间的偏差调整目标比特数.实验结果表明,该算法可以有效地进行码率控制,对场景复杂度变化有很强的适应性,得到相对平稳的图像质量.与TM5算法相比,平均峰值信噪比(PSNR)提高了0.7～1.0dB.     

基于H.264标准的视频码率控制算法的改进

继MPEG和H.263标准之后,H.264标准作为新一代视频压缩编码标准,在当今社会的许多方面都有广泛的应用。码率控制作为H.264的一项重要技术,在平稳码率与保证良好的接收端质量方面起着十分重要的作用。因此,在分析H.264视频标准码率控制的基础上,对帧层码率控制算法进行了改进,针对JVT-G012算法中的MAD值提出了自适应调整算法。     

基于图像亮度差加权估算的视频码率控制算法

在对G012码率控制算法进行分析和研究的基础上,针对平均绝对误差(mean absolute difference,MAD)预测以及基本单元层(basic unit,BU)码率控制的不足提出了改进。在MAD预测中结合图像的亮度梯度值来估算,在BU层码率控制中提出基于峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)来分配编码比特的方法。实验结果表明,与H.264标准参考软件JM中的算法相比,改进后的算法在PSNR上得到了提高。     

H.264码率控制中mad预测的一种改进算法

码率控制是H．264中的一个重要的组成部分。好的码率控制可以有效地提高压缩图像的质量。而目标比特数的来准确估计，对码率控制的工作的好坏，起着不可忽略的作用。该文针对jm模型以及以往研究中，目标比特数的分配和实际比特数存在差值较大的缺点，分析了其不良影响，并提出了对mad预测的改进措施，以此来提高R—Q模型的准确性，从而提高QP预测的精确度，并通过实验结果证明其的合理性。     

质量均衡的FGS率优化分配策略

为了保证在带宽约束信道下的视频传输能够获得最小的失真,同时降低接收端的视频失真波动,提出了一种精细粒度可扩展编码（FGS）率优化鲁棒传输策略.该策略首先根据网络可用带宽和丢包特性对FGS视频增强层进行率分配,然后根据FGS视频增强层之间存在的不同重要性,采用不均等前向冗余纠错(FEC)方法进行错误保护.在率分配和FEC非均等保护这两个步骤中,都考虑了网络丢包对视频质量波动的影响.试验结果表明,该方法能够有效减小接收端因丢包引起的视频质量失真,同时能大幅度降低视频质量的波动.     

无线显示适配器码率控制算法与FPGA实现

对无线视频数据流的码率可变性、无线信道的高误码率引起的传输问题,提出了一种基于H．264码率控制技术草案JVT—H017的信道信源联合码率控制算法;结合无线信道状态和图像复杂度的预测,建立了有效的码率控制模型;在实际应用中,依靠降低计算复杂度,保证了实时性传输,同时保证一定的视频质量,实现帧层和宏块层的控制,并完成了算法的FPGA硬件设计。实验结果显示,在工作主频28．1MHz下,消耗逻辑门数约为4．8万门,可实时控制编码器编码,用于无线显示适配器。     

基于视觉保真的匹配跟踪位分配

提出一种改进的匹配跟踪视频编码的位分配策略,它能够根据人类视觉的某些高级特性在编码过程中动态确定视觉关注优先的区域,然后以此作为依据调整原有的原子搜索策略,使得原子函数分布集中在感兴趣区域附近,因此这些区域的图像质量能够得到相对提升,从而改善整个匹配跟踪视频编码器的图像恢复质量.最后的实验结果表明,改进后的位分配策略能够有效地提高恢复图像帧的主观视觉质量,具有较强的应用价值.     

适合硬件实现的JPEG2000码率控制算法及其VLSI结构设计

为了简化硬件实现的复杂度和降低存储量,提出一种采用码率预分配的JPEG2000码率控制算法,并给出相应的VLSI结构设计．原始图像经过小波变换和量化后,对EBCOT码块的有效比特平面进行独立熵估计,计算出所有码块的估计熵总和．依据每个码块的估计熵在所有码块的估计熵总和中所占的比例,指导分配每个码块的码率,EBCOT编码器根据分配到的码率实时截断码流和编码通道,减少了T1编码的时间．码块经过T1编码后直接打包输出,无需率失真斜率计算和率失真优化截取．实验结果表明,本算法很大程度上减少了编码计算量和存储量,易于硬件实现．     

感知信道失真的GOP结构视频编码速率控制

针对采用GOP结构的低码率视频,提出了一种结合了信源失真特性与信道失真特性的信源编码的速率控制算法。该方法基于以GOP为单元的端到端的动态率失真模型,利用最小代价优化法搜索各帧的最佳量化参数。在不改变信源编码速率限制的条件下,通过合理地调整各帧之间的比特分配,有效提高了端到端的视频质量。实验表明,与JVT-G012相比,本文提出的速率控制算法对于中高速运动的视频序列PSNR的平均增益可达1dB以上。     

基于率失真理论的低复杂度码率控制算法

为降低计算复杂度和提高图像质量，提出了一种新的码率控制算法.基于率失真理论，推导出了基于平均绝对差（MAD）的码率（R-Q）模型.编码过程中根据图像的复杂度分配帧层的目标比特数，在宏块层利用宏块的复杂度和运动信息计算其权重，并使用拉格朗日方法最小化失真度，确定宏块的最优量化器.实验结果表明，与测试模型8（TMN8）算法相比，该算法不用计算方差，计算量得到明显降低.与测试模型7（TMN7）和TMN8的算法相比，该算法能将码率更精确地控制在目标码率附近，减少了跳帧，图像质量更加稳定且有所提高.