一种改进的H.264 Intra 4×4帧内预测算法

H.264帧内编码通过空间预测减小变换编码输入值的大小,提高编码压缩性能。由于块编码总按照从左往右和从上往下的顺序,帧内预测可选的参考像素限制于块的左边和上边,因此预测结果不理想。该文提出一种基于宏块内部灵活的子块编码顺序的Intra 4×4预测编码算法,自适应地选择最佳预测参考像素集,同时对空间预测模式进行了改进。通过有限的子块分组和子块顺序选择,可以实现宏块内部编码最优化。仿真试验表明,和H.264相比,该算法可以取得平均0.4 dB 的PSNR编码性能增益。     

H.264分辨率缩减快速帧内宏块模式选择算法研究*

H.264视频编码标准对于帧内预测采用了I16×16、I4×4和IPCM三种模式,而前两种模式分别有四种和九种预测方向,这些特性提高了帧内宏块的编码效率,但同时也增加了帧内模式选择的复杂度。提出了一种适用于H.264视频流空间分辨率缩减转码的帧内宏块模式选择算法,主要利用输入码流中的宏块模式信息,推算出下采样后宏块可能的模式及预测方向,从而减少需要计算的宏块模式数目,同时对I4×4宏块采用子块刷新机制,确保转码质量。实验证明,在保持编码效率和视频质量的同时,能有效降低H.264下采样转码过程中帧内宏块模式选择算法的复杂度。     

H.264帧内4×4块预测模式选择快速算法研究

在H．264视频编码过程中，编码时间受诸多因素的影响，如帧间／帧内模式选择、运动估计（ME）、率失真优化（RDO）等。为了以较快速度和较好质量进行编码，针对H．264帧内模式选择，提出了一种适用于H．264帧内4×4块预测的模式选择快速算法。该算法利用帧内4×4块最优预测模式与和它相邻的预测模式之间率失真代价（RDCost）的高相关性，以及绝对变换误差和（SATD）与率失真（RD）性能之间的强相关性，有效地跳过一些不太可能的预测模式，从而使帧内4×4块模式选择过程只需进行4次率失真代价计算即可。实验结果显示，该算法在编码性能和编码速度之间取得了很好的折衷。     

改进的H.264快速帧内预测模式选择算法

为了减小H.264编码算法的复杂度,提出一种快速的帧内模式选择算法。根据宏块内部相邻像素差的特点判定宏块预测类型,对基于边缘方向直方图的Pan算法进行改进,利用改进的算法对选定了预测类型的宏块进行预测,选出最佳的预测模式。实验结果表明,该算法在保证失真率和码率性能的前提下,编码时间平均减少了71.6%,大大提高了编码效率。     

H.264快速帧内预测模式选择算法

H.264引入帧内预测技术提高了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,根据预测模式算法的特征提出了一种基于像素边缘矢量方差及子块宏块映射关系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。     

基于时/空相关性的H.264帧内预测算法

为了降低H.264编码复杂度,提出一种基于时空相关性的快速帧内预测算法。该算法充分利用视频序列的时间相关性,自适应地根据先前编码宏块对当前宏块进行预判,在Intra_4×4和Intra_16×16预测方式之间进行选择;对Intra_4×4预测方式,依据模式聚集特性,参考先前帧和当前帧已编码宏块的预测模式统计特征,确定当前4×4子块的候选模式。实验结果表明,该算法在保证信噪比和比特率几乎不变的情况下,编码时间减少约40%,提高了编码效率。     

简单的4×4块帧内模式选择算法

帧内预测的模式选择问题是H.264帧内编码中的瓶颈问题。参考算法中对每个4×4子块的9种预测模式进行遍历运算寻找最佳模式,耗费了极大的计算量,不利于实现实时编码。文章提出了一种快速帧内预测4×4子块模式选择算法。该算法采用子抽样模型和边界纹理信息提取技术,按照“足够好就停止”原则,提前中止算法,减小备选模式数量,简化模式选择过程,降低了模式选择的复杂度。实验结果表明:对全I帧序列,与H.264参考代码中模式遍历算法相比较,该算法的帧内模式选择计算复杂度减小56%～78%,由于不同序列内容不同,在不同QP参数下,该部分代码运行时间节约不等(1%～30%),而同时保证图像质量下降在可接受范围之内。     

H.264帧内4×4块预测模式选择快速算法研究

在H.264视频编码过程中,编码时间受诸多因素的影响,如帧间/帧内模式选择、运动估计(ME)、率失真优化(RDO)等。为了以较快速度和较好质量进行编码,针对H.264帧内模式选择,提出了一种适用于H.264帧内4×4块预测的模式选择快速算法。该算法利用帧内4×4块最优预测模式与和它相邻的预测模式之间率失真代价(RD Cost)的高相关性,以及绝对变换误差和(SATD)与率失真(RD)性能之间的强相关性,有效地跳过一些不太可能的预测模式,从而使帧内4×4块模式选择过程只需进行4次率失真代价计算即可。实验结果显示,该算法在编码性能和编码速度之间取得了很好的折衷。     

基于纹理估计的H.264帧内预测快速算法

帧内预测是H.264取得高编码效率的关键技术之一,但其计算复杂度是H.264帧内编码中的瓶颈问题。结合H.264帧内预测特点,提出一种基于纹理估计的帧内预测快速算法。首先通过计算相邻宏块的边界像素差值,估计图像的纹理方向,再根据此方向选择相应的帧内预测模式,减小候选模式数量,简化模式选择过程,降低了帧内预测的计算复杂度。实验结果表明,在保证图像质量和编码码率的前提下,本算法能有效提高H.264的编码速度,有利于实时应用。     

基于时间相关的H.264帧内预测算法*

为了降低H.264编码器的计算复杂度,提出了一种快速帧内预测模式选择算法,通过分析帧内预测模式在时间和空间上的相关性,将已编码帧中宏块的帧内预测模式作为当前宏块的候选预测模式,减少了计算的开销。实验结果表明,在图像性能和码率变化不大的情况下,编码时间减少约10%,有利于实时编码的实现。     

H.264视频流分辨率缩减转码的快速宏块模式选择算法

H.264视频编码标准采用帧内预测,帧间的宏块分割等新的特性提高了编码效率,同时也较大地提高了模式选择的复杂度,因此H.264视频转码中模式选择算法将显著影响到转码的效率。提出了一种适用于H.264视频流空间分辨率缩减转码的宏块模式选择算法。主要利用输入码流中的宏块模式和运动矢量信息,获得局部的预测方向或者梯度方向,从而根据方向信息,减少需要计算的宏块模式的数目。实验证明,在保持编码效率和视频质量的同时,能够有效地降低H.264下采样转码过程中的宏块模式选择算法的复杂度。     

基于纹理特征的H.264帧内预测快速算法

H.264/AVC是最新的视频压缩编码标准,在帧内预测过程中,采用了率失真优化技术（RDO）进行预测模式的选择,使编码性能得到显著提高,但同时编码复杂度和计算量也明显增加。研究了现有的典型快速帧内预测算法,并提出一种融合宏块平坦性特征和4×4块纹理特征的快速帧内预测算法。算法通过判断宏块的平坦性提前选定块大小,根据4×4块内部纹理特征,确定预测模式集,降低算法复杂度。实验结果表明,较之JM95,在峰值信噪比(PSNR)基本不变,输出码率略有升高的情况下,本文算法对一个宏块的RDO计算次数平均降低了71.3%。     

基于小波变换的新型帧内模式预测快速选择算法

为了进一步提高视频的压缩比,提出了一种基于小波变换的新型帧内模式预测快速选择算法。该算法利用小波变换后的低频子图结合改进后的Pan算法作帧内模式选择,由此判断宏块中每个4×4予块可能的预测模式。实验结果表明,该方法在保证了视频图像良好效果的情况下,H．264／AVC帧内编码速度得到显著提高。     

基于方向测度的H.264帧内预测快速算法

帧内预测的主要目的是消除相邻像素间的空间冗余,通过邻近块中已解码图像的像素块来预测当前块,介绍H.264帧内预测的基本原理和算法步骤,对现有的改进方法进行深入的探索和分析,提出基于方向测度的快速帧内预测模式选择算法.通过基于视觉感知效应宏块层划分,对纹理区域提出了基于方向测度的快速模式选择算法.实验结果表明,编码时间平均减少45％,峰值信噪比基本保持不变,满足实时视频通信的要求.     

一种基于对称的H.264帧内预测模式

为了减少视频编码中帧内预测的数据量，进一步提高帧内预测的精确度，提出一种基于对称的帧内预测模式IPMBS以及在该模式下的帧内预测编码的模式选择算法。该模式利用自然图像的对称性和图像相邻块的数据相关性进行帧内块预测，其算法综合考虑了相邻块中的若干像素，利用H.264中帧内预测编码的RD优化原则来自适应选择预测模式，达到提高预测精度以及提高压缩率的目的。基于H.264参考模型JM10.1的实验结果表明，该预测模式和算法在仅增加很少复杂性的前提下可以获得较好的压缩编码性能，并为帧内预测研究提供了新的思路。     

基于相关性的H.264自适应模式判决算法*

提出了一种基于时空相关性的H.264自适应模式快速判决算法。该算法首先根据前帧已编码宏块各模式的比率大小顺序来确定当前宏块模式判决顺序;利用前帧中宏块编码模式的平均率失真及当前帧的图像复杂度自适应地预测当前帧宏块相应编码模式的阈值。实验表明,本算法平均可以节省编码时间75%以上,同时PSNR下降约为0.07 dB,有利于实时应用。     

H.264帧内预测快速算法

为了减小基于率失真优化(RDO)和Hadamard变换的帧内预测算法的计算量,H.264编码器同时给出了不采用RDO和不采用Hadamard变换的低复杂度帧内预测算法(H.264参考软件JM11.0的参数RDOptimization和UseHadamard被置0);这种低复杂度算法大大地减小了计算量,然而在实时性较强的场合,帧内预测算法的计算量仍需进一步减小,为此文章提出了一种快速帧内预测算法;该算法首先根据宏块的奇偶性仅选择同一位置的两个色度宏块中的一个宏块的数据来确定这两个色度宏块的预测模式,接着根据低分辨率图像和简化的代价标准确定出亮度宏块的最佳16x16预测模式,最后根据最佳16x16预测模式、快速4x4帧内预测模式选择算法及灵活的代价比较确定出亮度宏块的编码类型及预测模式;试验结果表明,与低复杂度的帧内预测算法相比,在图像质量和码率变化不大的同时,文章的预测算法的平均帧内预测时间能减少50%以上。     

H.264/AVC高档次标准快速帧内模式选择算法研究

针对H.264/AVC高档次标准中帧内模式选择计算复杂度高的问题,提出一种新颖的基于纹理信息的快速帧内模式选择方法。利用绝对误差均值检测宏块的复杂度,选择块尺寸模式;利用平均绝对相邻像素差来检测图像块的纹理方向,筛选候选预测模式。实验结果表明,上述两部分算法单独使用都能够有效降低帧内模式选择的计算复杂度,使编码速度分别提高27%和64%,并且对率失真性能的影响可以忽略不计。利用整合后的综合算法,在率失真性能几乎保持不变的情况下,帧内编码速度提高超过70%以上。     

基于运动信息分布的帧间预测模式选择算法

多模式预测可以提高H.264标准的编码效率和率失真性能,但会增加编码复杂度。针对上述情况,分析多预测模式帧间预测的复杂度,提出一种基于运动信息分布的帧间预测模式选择算法,以宏块中全零子块的分布情况、各子块的绝对误差和及运动向量的大小作为缩小待选模式集的判据,从而提高编码速度。实验结果表明,该算法的编码质量与全搜索算法相当,编码速度提高了37%~93%。     

H.264/AVC快速帧内预测算法的研究

H.264/AVC采用先进的帧内预测技术,进一步提高了编码效率,但计算复杂度也随之增高。提出了一种快速的帧内预测算法。该算法充分利用宏块的MAD信息及时间/空间相关性,对宏块进行预判,在帧内4×4（I4）和帧内16×16（I16）预测模式之间进行选择;然后,针对I4预测,计算当前块与参考块之间的相似程度D(b_x,b_r),据此判断是否跳过当前块的模式选择过程,从而减少了编码时间。实验表明,与JM10.2相比,针对全I帧测试：编码时间平均减少约59.03%;针对IPPP测试：编码时间平均减少22.76%;SNRY和码率基本不变。并且,该算法有利于在硬件平台(FPGA)上实现,可用于实际的视频通信产品。