H.264视频编码的关键技术分析及复杂度研究测试

H.264比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率和稳定性,但其运算复杂度也大大增加。为了在不影响编码效率的前提下,降低编码运算的复杂度,提高编码的实时性,有必要对H.264的复杂性做出详细研究。H.264通过对传统的帧内预测、帧间预测、变换编码和熵编码等算法的改进来提高压缩率。本文分析H.264上述关键技术,给出基于JM86的模块复杂度测试。测试结果表明H.264编码的复杂性主要体现在帧间预测模块中,要加快H.264的编码速度,就必须对这个模块进行优化。     

一种新型H.264快速模式选择算法的研究

多模式运动估计使H.264比其他视频编码算法具有更高的编码效率，但同时也使计算复杂度明显提升。该文提出了一种新的适用于H.264的快速模式选择算法。此算法提前对块的细节程度和纹理方向进行分析，根据块细节程度缩小模式选择的范围，并根据块纹理方向对模式进行进一步筛选，从而大大提高了模式搜索速度，将性能损失控制在可以忽略的范围内。仿真实验的结果证明了本算法的有效性。     

H.264/AVC中基于全零块的预测模式选择

多种预测模式的采用是H.264/AVC的特点,但带来了大量的计算。针对该问题,将全零块检测技术推广应用于H.264/AVC视频编码中对多种预测模式的快速选择,提出一种模式选择的快速算法。使用该算法,通过一些简单的比较等操作,就能跳过对某些预测模式的选择,减少了H.264/AVC视频编码器的运算复杂度。     

H.264/AVC快速帧间模式选择算法研究

H.264/AVC标准采用可变块运动估计和率失真优化技术进行帧间模式选择,提高了编码效率,但极大地增加了计算复杂度。为了解决这一问题,提出一种快速帧间模式选择算法,它利用了SKIP模式在视频序列中的使用率信息和时空域相邻宏块与当前宏块编码模式之间的高度相关性。该算法缩小了模式选择的范围,并采用阈值来提高预测准确度。仿真结果表明,该算法在保持图像质量和比特率的前提下可以大幅度减少计算复杂度。     

基于运动复杂度的快速模式选择算法

H.264/AVC是ITU-T和ISO/IEC联合制定的最新视频压缩标准。它采用了可变块运动估计和率失真优化模式判决。H.264需要对10 种模式进行率失真优化计算才能得到一个宏块的最优编码模式,极大地增加了编码器的复杂度。为了提高模式选择效率,提出了一种基于运动复杂度的快速模式选择算法。实验结果表明,在PSNR仅有微小下降情况下,该算法可大幅提升编码速度。     

H.264/AVC的复杂度分析以及实时实现

新发展的H.264/AVC比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率,但其运算复杂度也大大增加,影响了其推广。本文简要分析了H.264/AVC的复杂度,并指出对其优化的途径,提出了对其中的帧内预测编码和多尺度块模式搜索运动估计等主要模块的优化算法。实验结果显示可以实现对CIF格式的图像进行实时编码。     

H.264中高效块匹配运动估计方法研究

为降低在视频编码标准H.264中运动估计的高计算复杂度问题,通过对H.264运动估计算法的深入研究,提出了一种利用时空域运动相关性的高效块匹配搜索算法。该算法充分利用视频序列的运动程度与宏块编码模式间的关联特性以及运动矢量的统计特征进行运动模式判定,实现了一种简单高效的块匹配方法,并且根据不同的运动模式动态改变搜索策略。实验结果表明,在保持PSNR方面性能不受损失的同时,减少了运动估计的搜索复杂度,降低了运算复杂度,提高了编码的实时性。     

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。     

一种改进的H.264帧内预测算法

为降低H.264/AVC高编码的复杂度,提出一种改进的H.264帧内预测算法来选择最优预测模式。该算法利用宏块之间以及宏块内像素之间的相关性进行方向检测,并且优先考虑直流模式,从而判断最可能的模式选择方向。实验表明,该算法能够在保持信噪比和比特率几乎不变的情况下,减少70%左右的编码时间,从而降低编码复杂度。     

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。     

低复杂度的MPEG-2到H.264快速转码算法

提出一种新的MPEG-2到H.264快速转码算法,利用H.264宏块（MB）模式选择与MPEG-2运动补偿残差间的相关性,将H.264宏块模式的选择转化为数据分类;在MPEG-2解码时,保存相关的宏块信息,包括MB编码模式、编码块类型（CBPC）、MB残差的均值和方差,解码后采用标准的H.264编码器对YUV图像编码,并保存H.264宏块的编码模式,采用机器学习算法得到决策树,用于H.264编码模式的分类,从而大大提高转码效率。     

一种利用宏块直方图的快速帧间预测方法*

针对H.264/AVC编码复杂度高难以实时应用的缺陷,在深入研究H.264/AVC中重要且耗时的帧间预测编码技术的基础上,提出了一种融合宏块直方图分布信息的分层逐级预判的快速帧间预测算法。仿真实验结果表明,提出算法与H.264/AVC标准算法相比,在保持重建视频图像质量和输出码流结构的前提下,平均节省编码时间约70%,改善了编码复杂度与编码实时性,保持了H.264/AVC低码率的编码优势。该算法有效地提高了H.264/AVC的编码效率。     

MPEG-2到H.264/AVC转码中的快速模式选择算法

为了降低MPEG-2到H.264/AVC的转码复杂度,针对转码过程中H.264/AVC编码的多模式预测,提出一个有效的快速模式选择算法.算法用MPEG-2中已有的运动矢量的差异来衡量宏块的运动情况,对运动矢量进行聚类,进而用聚类结果来选择预测模式.实验结果表明,算法可以在视频质量损失很小的情况下大幅度降低转码中再编码的复杂度.     

H.264视频编解码技术在视频无线通信系统中的应用

为了进一步提高压缩性能,重点进行了H.264编解码器的优化.依据应用需求,对H.264编码中运算复杂度最高的运动估计模块进行了算法改进.在对参考代码JM10.2解码器的性能进行复杂度分析的基础上,提出了一种基于码头分组的快速变长熵解码方法.     

重用运动矢量和预测残差的MPEG-2/H.264空间分辨率转码

本文提出一种新的MPEG-2到H.264的视频转码算法.它通过充分利用MPEG-2解码过程中得到的运动矢量和宏块编码残差等信息,可显著减少H.264编码过程中宏码编码模式确定和运动估计过程的计算复杂度,并得到最终的H.264视频流.几种典型视频测试序列的仿真实验结果表明,本算法对视频质量的损失较小,有稳定的率失真性能,有利于实时转码的实现.     

一种提前进行模式选择的H.264编码优化算法

H.264编码标准利用基于各种不同大小块的运动估计和补偿,从而显著的提高了编码效率.但运动估计和离散余弦变换(DCT)也大大的增加了计算复杂度,使编码时间随之增加.本文提出了一种提前进行模式选择的算法,先进行16×16大小全零块的检测,然后在此基础上预先进行模式选择的判断,用以控制编码复杂度.实验结果显示在信噪比略有下降的同时,总的编码时间平均可以节省75.11%,而用以进行运动估计的时间平均可以节省84.25%.     

一种基于H.264的可变块快速运动估计算法

H.264是最新的视频编码标准,它相对于以前的视频编码标准在编码效率上有了巨大的提高。高编码效率得益于采用了一系列新的编码技术,这也导致了较高的计算复杂度。H.264运用了可变块运动估计方法,这也是H.264编码过程中最耗时的模块。提出了一种基于H.264的可变块快速运动估计算法。该算法基于以下3种策略:静止块的预测、非静止块的预测搜索和合并过程中的自适应精细搜索。试验结果证明,该算法能够将计算复杂度降低到快速全搜索运动估计算法的3%,而PSNR和码率几乎与快速全搜索算法得到的结果相当。     

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。     

低复杂度的H.264帧间宏块编码模式选择算法

为了减少H．264／AVC帧间编码模式选择的计算复杂度，利用不同编码模式在实际视频序列中的利用率信息及空时域相邻块之间的相关性，提出了一个低复杂度的快速帧间编码模式选择算法。模拟结果表明，该算法在保持率失真性能的前提下可以大幅度减少模式选择的计算复杂度，有利于H．264的实时应用。     

基于时空相关性的宏块编码模式预测算法

与以往的各种视频编码标准相比，H．264视频编码标准在编码效率上获得了最大50％的提高．但这是以提高编码的计算复杂度为代价的，其中运动估计和模式选择的计算复杂度最大．文中提出一种基于时空相关性的宏块编码模式预测算法，该算法首先检查根据时空相关性预测得到的模式，再根据相应的阈值判断是否结束模式选择过程。而不用对所有的模式进行全搜索．试验结果证明：在保持相近率失真性能的同时，该算法可以有效地降低编码的计算复杂度．