一种4×4整数变换的设计实现

在H.264编码算法中,引入了一种基于4×4像素块的整数变换。文章给出了一种4x4整数变换的快速VLSI实现方式。通过引入分步式算法(DA),实现了基于LUT的快速4×4整数变换。该算法采用流水操作,提高了视频编解码整体系统的处理能力。仿真结果显示设计满足功能和时序要求,并且大幅提高了处理速度。     

H.264/AVC帧内4×4块预测模式选择算法的研究

在分析H.264帧内预测技术的基础上,提出了一种快速的帧内4×4块预测模式选择算法.该算法计算当前4×4块与空间/时间相邻4×4块之间的相似程度,判断是否跳过其模式选择过程;对未跳过的4×4块,根据变换系数的绝对差值和(SATD)信息及空间/时间相关性,排除一些可能性小的预测模式.实验表明,与JM10.2相比,对于IIII及IPPP编码结构:编码时间平均减少了44.07%和20.49%,码率和Y分量的信号噪声比(SNRY)基本不变.     

一种基于Kalman滤波的4×4块运动估计方法

为了更加准确的估计运动矢量,提高运动补偿性能,提出了一种基于Kalman滤波的4×4块运动估计方法。该方法通过宏块内相邻子块的运动相关性形成基于4×4块Kalman滤波器,根据Kalman滤波器多子块预测自修正来自三步搜索(TSA)的16×16宏块级运动矢量值,从而估算出最优宏块级运动矢量值,有效的提高的运动估计精度。试验表明,特别是在运动较为剧烈和局部场景瞬时变化时,该方法比TSA和16-KF提供了一个更大的平均PSNR。     

高性能基4快速傅里叶变换处理器的设计

研究并设计高性能基4快速傅里叶变换(FFT)处理器。采用基4算法、流水线结构的蝶形运算单元,提高了处理速度,使芯片能在更高的时钟频率上工作。运用溢出检测状态机对每个蝶形运算单元输出的数据进行块浮点检查,确保对溢出情况进行正确判断。验证与性能评估结果表明,该FFT处理器具有较高性能。     

一种基于分块DCT变换和水印置乱的嵌入算法

本文提出一种以图像为水印的DCT变换的数字水印算法,为实现数字水印的嵌入后原始图像不会出现块效应,首先我们对水印图像进行了置乱,为使分块后每块水印图像能完整的嵌入到原图像每块的直流和低频分量部分,我们对水印和原始图像分别进行了4×4和8×8分块DCT变换,为了增加水印嵌入的鲁棒性,我们把水印的每个子块都同时嵌入到多个原图像的子块中。试验结果证明该算法具有较好的不可见性,鲁棒性和抗攻击性。     

H.264/AVC帧内4×4块预测选择算法

给出了一种基于统计的4×4块帧内预测模式选择算法,其核心思想是利用进行帧间预测和16×16块帧内预测后产生的已知信息,判断是否可以跳过4×4块帧内预测,从而减少了计算花费。与已有的快速算法相比,不需要增加额外计算,实现简单。实验结果显示,改进后4×4预测时间消耗平均降低7.5倍,PSNR平均只有0.032dB的损失,且比特率也呈减小趋势。     

一种针对H．264的高性能反变换结构

H.264的整数变换存在8×8和4×4两种尺寸大小,这增加了硬件设计的复杂性.同时,高清视频应用要求解码器具有更强的处理能力.针对这两个问题,文章提出了一种高性能的反变换硬件实现结构.对于4×4整数反变换,重构一个8×8亚宏块的4个4×4块,从而使两种尺寸大小的整数反变换具有相同的结构.采用优化的数据存储和流水设计,行列反变换能够同时执行.处理一个8×8亚宏块平均只需要32个时钟周期.转置存储器采用一个32×32bits的双口SRAM和8组寄存器组实现,和以前的设计相比,可以节省53.7%的存储器面积.在108 MHz工作频率下,本文提出的硬件结构能够有效执行H.264高清实时解码的反变换运算.     

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。     

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Intra4×4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0．4dB的PSNR编码性能增益。     

一种彩色图像的自适应灰度级数字水印算法

提出一种基于DWT(Discrete Wavelet Transformation)与DCT(Discrete Cosine Transformation)相结合的彩色图像自适应灰度级数字水印算法。算法首先将载体图像转入YIQ空间,取Y分量经2级DWT变换后的低频子带进一步作8×8分块DCT变换,根据各子块的AC能量自适应地确定水印嵌入强度。将作为水印的灰度图像在置乱后作4×4分块DCT变换,根据获取的各子块嵌入强度实现了灰度水印的自适应嵌入。实验结果表明算法对于常见的图像处理具有较强的鲁棒性。     

一种适用于H.264/AVC的新型整数变换与量化算法

H.264/AVC中4×4整数变换和分级量化技术对编码性能的大幅度提升起到很重要的作用,但另一方面整数变换和分级量化在编解码器中占有24%的计算复杂度。本文根据4×4残差数据块、4×4亮度DC系数块和2×2色度DC系数块整数变换的特点,提出了一种基于全零模块预判的变换与量化选择算法,通过对各种全零模块进行准确的预测从而省略对应块的变换与量化过程,达到减小计算量、简化编解码器复杂度的目的。实验结果表明,与全模式算法相比,在造成视频质量少量下降的情况下运算量减少了大约21.29%。     

MPEG-4中四运动向量运动估计的预先排除算法

为了提高运动补偿的效率,在M PEG-4压缩编码中采用了变尺寸块(8x8和16x16)运动估计算法,这种算法复杂度高,是影响M PEG-4编码整体效率的关键。本文研究了M PEG-4中率失真框架下四运动向量运动估计的预先排除算法(4M VPE),在已知一个宏块的16x16运动向量的情况下,通过简单的计算和判断,排除相当一部分宏块不再需要4次8x8块运动估计(四运动向量运动估计),从而简化整个编码过程。实验表明,4M VPE算法使变尺寸块运动估计的速度得到了很大的提高,而峰值信噪比(PSNR)则下降很小。     

一种针对H264的高性能反变换结构

H264的整数变换存在8×8和4×4两种尺寸大小,这增加了硬件设计的复杂性。同时,高清视频应用要求解码器具有更强的处理能力。针对这两个问题,文章提出了一种高性能的反变换硬件实现结构。对于4×4整数反变换,重构一个8×8亚宏块的4个4×4块,从而使两种尺寸大小的整数反变换具有相同的结构。采用优化的数据存储和流水设计,行列反变换能够同时执行,处理一个8×8亚宏块平均只需要32个时钟周期。转置存储器采用一个32×32bits的双口SRAM和8组寄存器组实现,和以前的设计相比,可以节省537%的存储器面积。在108 MHz工作频率下,本文提出的硬件结构能够有效执行H264高清实时解码的反变换运算。     

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。     

H.264中4×4块的快速帧内预测算法

视频压缩标准H.264/AVC的压缩率很高,但其算法复杂,编码时间较长。针对帧内4×4块提出基于方向预测模式度量的快速预测算法,通过对当前4×4块帧内预测方向的度量,利用相邻块和相邻方向预测模式的相关性进行帧内模式预测。实验结果表明,与全搜索算法相比,在采用全I帧编码的情况下,该算法的编码时间减少43%,输出的视频比特率仅增加0.8%,且PSNR基本保持不变。     

新的基于小波对比度的LSB密写

利用图像块的小波对比度可以判定图像各像素的LSB（Least Significant Bit）嵌入深度,以提高嵌入容量并保持载密图像的质量。提出了一种新的基于小波对比度的密写方案,将图像块像素的低4位置0后进行小波变换并计算小波对比度作为嵌入深度的判决信息,由嵌入深度逐块逐像素密写。实验结果表明,该方法不仅保持了较高的嵌入容量,而且提取秘密信息时不需任何附加信息。     

一种应用Radon变换的H.264/AVC帧内预测算法

在H.264/AVC视频编码过程中,编码时间受诸多因素影响,如帧间/帧内模式选择、率失真优化(RDO)等.JVT(Joint Video Team)提供的参考软件采用全搜索算法进行帧内预测,其算法复杂度很高.为此,提出一种基于Radon变换的快速预测算法,通过对4 ×4块进行Radon变换求取其纹理方向,根据求取的纹理方向减少4×4块的预测模式,有效的降低了预测时间.实验结果表明本算法在信噪比和码率变化极小的情况下,编码速度有显著提高.     

一种快速H.264/AVC 4×4块帧内预测模式选择算法

H.264/AVC是最新的视频压缩标准,帧内预测是其中一个重要组成部分.JVT(Joint Video Team)提供的参考软件采用全搜索算法进行帧内预测,其算法复杂度很高,无法满足实时视频的需求.本文分析了8×8块内4×4子块最佳预测模式的相关性,并通过计算灰度共生矩阵提取图像的纹理特征,对图像纹理方向进行预判,提出了一种新的4×4块快速预测算法.实验结果表明本算法在信噪比和码率变化极小的情况下,编码速度有显著提高.     

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。     

基于相似块线性旋转变换的分形图象编码方法

针对Jacquin分形编码算法中选取的相似块数目较少,从而与图象块匹配的效率不高的缺点,提出了通过线性旋转变换来扩充相似块数目,以进行最佳匹配的分形编码方法,与通常方法不同,为了充分发掘图象自身的相似性,该方法首先在图象中的多个方向上选取相似块,然后通过对称变换和线性旋转变换生成新的相似块集来进行编码,当旋转方向数取4时,就可以将Jacquin提出的Isometries变换归结为该方法的一种特例,通过调整旋转方向的数目,能有效地改善Isometries变换相似块数目不足的缺点,并得到了较优的压缩结果。另外,针对线性旋转变换还提出了基于查找表的加速算法,从而显著减少了编码时间。