一种三阶频域帧内预测算法

帧内预测是视频编码的一项核心技术,它根据图像中相邻子块进行预测得到当前子块的预测值,编码时只对像素值和预测值的残差进行编码,因而能有效降低I帧所占用的比特数。提出了一种三阶频域帧内预测算法(TOIP),该算法在左方、上方、左上方相邻块中选择最优邻块进行DC预测,充分利用不同方向纹理特性的频域系数进行AC预测,能有效提高预测精度。实验结果证明了本算法的有效性。     

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。     

空间可扩展视频编码中增强层上的帧内预测算法研究

针对空间可扩展视频编码,提出了一种新的增强层上的帧内预测算法。该算法充分考虑了相邻层间所固有的空域相关性,在无法正确获取本层邻块预测值的情况下,利用基本层上插值放大后的解码,通过重构宏块来对增强层上的编码宏块进行帧内预测。此外,还在预测过程中,通过引入与图像纹理特征相关联的自适应加权因子对(Wv,Wh)来进一步提高新算法的编码性能。实验结果表明,与H.264标准中的帧内预测算法相比,新算法在保持原有码率和不增加额外的计算复杂度的前提下,可一定程度地提高亮度分量的PSNR值,因此可以作为空间可扩展视频编码中增强层上的帧内编码方案。     

基于自适应门限的快速AVS帧内预测算法

主要研究了AVS标准的编码部分,详细介绍了帧内预测过程.帧内预测是整个编码系统中较为耗时的模块,对其进行优化可以提高编码效率.根据AVS的分块特点,利用子决与子块之间的相关性和存在平滑块的特征,提出了一种新颖的基于自适应门限的AVS帧内预测模式快速选择优化算法,以减少冗余的搜索方向.实验结果表明,在比特率略微上升,信噪比几乎不改变的情况下,该算法能有效的缩短编码时间,减少计算复杂度.     

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。     

适合于空间可伸缩编码的帧内快速算法

根据空间可伸缩编码的特征,提出一种适合于增强层的帧内快速编码算法.首先根据基本层和相邻宏块提出当前宏块的块模式选择,并利用残差预测来加快编码速度;然后提出Intra16和Intra42种块模式的方向模式选择.在Intra16模式中,根据宏块纹理来预测采用各种方向模式的可能性,按照其从大到小顺序编码,并结合残差预测来加快编码速度;在Intra4中,根据基本层子块和相邻子块的方向预测当前子块可能的方向模式和各种方向模式的可能性,并结合零块提前预测来进一步加快编码速度.实验结果证明,与标准算法相比,文中算法的计算复杂度平均降低了75%,同时对编码质量和比特率几乎没有影响.     

基于能量谱纹理分析的帧内预测算

H.264标准采用多种帧内编码模式,编码效率高但同时运算复杂度也高,为降低帧内预测计算复杂度,提出一种新的快速帧内预测算法。先对宏块进行傅里叶变换,将其从空域转换到频域,求出能量谱并提取它的两种度量:环特征和楔特征,这两种特征能描述纹理相关信息,再利用相邻块的空间相关性来减少帧内预测模式数量。实验表明,在保持图像质量和码率大致不变的基础上,极大地降低了计算复杂度,提高了编码速度。     

基于可变尺寸块运动矢量恢复的H.264时域差错掩盖算法

针对H.264帧间预测编码的新特点,提出了一种基于可变尺寸块运动矢量恢复的时域差错掩盖算法。该算法首先利用相邻宏块编码模式的相关性,根据周围宏块的编码模式判断受损宏块的编码模式及运动矢量恢复的宏块划分方式,分别对各个划分的子块进行运动矢量的恢复;然后利用相邻块运动矢量参考帧的相关性,根据相邻块运动矢量的参考帧确定匹配使用的参考帧;最后采用边缘失真匹配方法恢复运动矢量。实验结果表明,该算法同传统的差错掩盖算法相比,由于支持不同尺寸块运动矢量的恢复,因此,算法对差错信号能够获得更好的恢复效果。     

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。     

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。     

基于一维数据块的AVS视频帧内编码算法

针对AVS（Audio Video Coding Standard,音视频编码标准）视频部分帧内预测中固定三抽头滤波器难以适应纹理类型变化、预测精度低的问题,基于相邻一维数据块（像素行或者像素列）之间纹理一致性更强的特点,提出了基于一维数据块的帧内自适应滤波编码算法,将固定三抽头滤波器扩展为自适应滤波器,以一维数据块为单位生成预测,解决参考像素与预测像素之间距离较远所带来的相关性差、预测不准确的问题。利用最小二乘方法,对已编码的相邻一维数据块进行自适应滤波预测,计算得到最优的三抽头滤波器,将其直接作为当前一维数据块的自适应滤波器,从而避免了自适应滤波器系数的传输开销。实验结果表明：新的帧内编码方法能够提高现有AVS视频帧内编码效率平均达到0.324 dB,最高达到0.879 dB,而且编码性能高于帧内模板匹配方法平均0.120 dB。所提出的方法在新一代的视频编码标准AVS2.0的制定中具有广阔的应用前景。     

一种适用于H.264/AVC的自适应空域帧内预测算法

提出了帧内预测算法中邻块间预测选项的相关性、预测选项和SAD相关性的概念,在此基础上提出了一种适用于H．264／AVC的自适应空域帧内预测算法,该算法利用上述的两种相关性预测当前块的帧内预测选项;利用“半步停”技术自适应地中止预测．实验结果表明,该算法在保证重构图像质量和压缩比的同时,计算复杂度仅相当于原有算法的7％左右．     

H.264帧内预测快速模式选择

H.264/AVC视频编码标准中用率失真优化(RDO)方法为一个宏块(MB)判决最佳编码模式来提高编码效果,加大了算法复杂度并且计算冗余大。为了克服这一缺点,一种快速帧内预测模式选择算法被提出。在色度预测中,根据宏块的色度纹理复杂度,把原先的4种模式降到1或2种;在亮度16×16块模式判决中,根据最小哈达玛变换的绝对误差和(SATD)来选择最佳模式;在亮度4×4块模式判决中,该算法在9种模式中选择3种可能模式作为候选模式。通过比较16个4×4块总代价与1个16×16块的代价来选择最佳块选择模式,实验表明,该算法能在节省69%左右编码时间的情况下,比特率与峰值信噪比(PSNR)保持不变。     

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%。     

H.26L中新的帧内预测技术研究

H.26L是ITU-T制定的新一代视频编码国际标准。H.26L在以往的编码标准的基础上采用了新的帧内预测技术,减少了预测误差,改善了图像质量。文章重点分析了H.26L中新的帧内预测技术,包括不同大小的亮度分量预测算法和色度分量预测算法等,并与H.263+中的帧内预测模式进行对比分析,阐明了H.26L的优点,证明其具有比H.263+更佳的预测效果。     

基于全零模块检测的H.264/AVC快速帧内模式选择算法*

H.264/AVC采用多方向、多划分的帧内预测模式,与其他视频编码标准相比具有更高的编码效率,但同时也使计算复杂度明显提升。通过分析各编码模式的特点和最佳模式分布规律,提出了基于全零模块检测的快速帧内模式选择算法,略过不可能进一步降低率失真代价的帧内预测模式,以降低编码过程的计算复杂度。实验结果表明,在保证编码性能的前提下,可以有效地降低H.264/AVC的计算复杂度。     

自适应阈值的宏块MAD快速帧内算法

最新的视频压缩标准H.264/AVC具有极高的压缩率,但其算法极其复杂,编码时间较长,无法达到实时应用的要求。针对其帧内预测算法的特点,提出了一种基于MAD的自适应阈值快速帧内预测算法。算法充分利用宏块的MAD（平均绝对误差,Mean Absolute Differences）信息及时空相关性,在进行帧内预测之前先对宏块预判,同时采用自适应阈值的方法在帧内4×4（I4）和帧内16×16（I16）预测模式之间快速进行选择;然后针对I4预测,采用阈值法在9种预测模式间快速选择,从而减少了算法的复杂度,提高了压缩速度。实验结果表明,所提的算法在码率只有少许增加的情况下,编码时间平均减少61.3%,PSNR值基本不变。     

改进的H.264视频编码方案

提出了一种改进的H264视频编码方案。针对H264中具有7种不同块模式运动估值的特点,在帧间预测过程中使用一种扩展的变换编码概念——自适应块变换,把运动估值的块大小和变换块大小联系起来,通过限制最大的变换块尺寸对自适应块变换做了简化,以适应实际应用的需要;通过扩展帧内预测的块模式,将简化的自适应块变换也应用到帧内预测编码中：鉴于不同块尺寸的变换系数矩阵的概率分布不同,提出在熵编码过程中采用自适应通用变长编码对码表进行动态重组,以进一步提高编码效率。比较了与现有H．264视频编码方案的性能差异。