一种基于PID控制器的H.264单元层线性码率控制算法

本文提出一种新的集成PID控制器和线性码率模型的H.264单元层码率控制算法.人眼不仅对空域图像质量敏感,而且对时域图像质量敏感.为了在空域图像质量和时域图像质量之间获得更好的折中,在保持高空域重建图像质量的情况下获得更好的时域重建图像质量,本文将PID控制器引入到H.264的单元层线性码率控制中,并对场景切换情况进行单独处理.实验结果表明,本文算法不但具有线性码率控制算法的准确跟踪目标码率,显著降低比特率估计偏差的优点,而且在保持较高空域重建图像质量的同时提高时域重建图像质量,并可显著地提高场景切换时的重建图像质量.     

基于人眼视觉系统的H.264/AVC码率控制算法

提出了一种基于人眼视觉系统（HVS）特性的H.264/AVC码率控制方案以解决传统的H.264/AVC码率控制算法中由于码率分配不当造成视频质量较差的问题。该方案利用人眼视觉系统对视频场景感知的选择性设计了一种新的基于区域的码率控制算法。首先,利用当前帧和前一帧的信息快速地检测出运动区域和非运动区域。其次,根据宏块所在区域的复杂度进一步将非运动区域细分为平坦区域和复杂区域。最后,对这3种区域依据不同的视觉敏感度权重分配适当的比特数。基于不同区域峰值信噪比（PSNR）、连续帧PSNR、主观评价以及缓冲器充盈度综合评价了本文算法的性能,结果表明,提出的基于区域的码率控制方案对不同视觉特性区域的比特分配有较高的鲁棒性,与JVT-G012的码率控制算法相比能获得较好的主观和客观编码质量。     

一种基于复杂度改进的帧级码率控制算法

针对MPEG-4 Q2码率控制算法在帧级比特分配上的不足,将图像静态复杂度和动态复杂度应用到待编码帧目标比特率的分配上,提出了一种改进的帧级码率控制算法.实验结果表明在相同的情况下,改进后的码率控制算法不但减小了缓冲区的波动幅度,避免了跳帧,而且恢复图像的PSNR值也得到了提高.     

H.264/AVC码率控制中初始量化参数的估计

由于H.264/AVC采用的码率控制模型忽略了视频特性对初始帧量化参数（Initial Quantization Parameter,QP₀）选择的影响,本文提出了一种新的基于视频特性的QP₀估计算法来提高H.264/AVC的码率控制精度。首先,分析影响QP₀的视频特性,包括每像素比特数（bpp）、视频序列的复杂度和图像组（GOP）长度;然后,通过大量的测试仿真建立了QP₀与bpp和视频序列复杂度之间的函数关系;最后,结合GOP长度对QP₀的影响,修正了QP₀模型。实验结果表明：相比JM12.2中的算法,提出的算法使四分之一通用中间格式（QCIF）和通用中间格式序列重建帧的平均峰值信噪比（PSNR）分别提高了0.185 dB和0.144 dB;码率控制误差的控制幅度分别提高了37.3%和11.2%;序列中每帧图像间的质量波动均降低了约50%。该方法在提高重建帧质量的同时,大幅度降低了码率控制误差,有效地抑制了序列间每帧图像的质量波动,获得了更优质、平稳的编码视频流,并能很好地适应不同特性的视频序列。     

基于率失真最佳的视频编码码率控制方法

提出一种通过图像层和宏块层相结合的途径来实现视频编码器码率控制的策略。在图像层首先在总体上对每帧图像的编码速率进行预分配，从而确定一个参考量化系数。然后在对每帧图像具体编码时，根据率失真定理，在保证失真最小的情况下，为帧内不同的宏块选用最佳的量化系数。仿真结果表明：采用此视频编码码率控制策略能有效地减少或避免缓冲区出现上、下溢，使得输出码流趋于稳定，同时提高重建视频信号的信噪比。     

基于双目视觉特性的立体视频编码码率控制算法

为了使立体视频中的比特分配更加符合人眼视觉感知特性,提出了一种非对称质量的立体视频编码码率控制算法。首先,建立了左右帧的码率分配比例与量化参数差值之间的立体指数RRQ(Rate-ratio Quantization)模型。然后,将码率控制算法分为SGOP(Stereoscopic Group of Pictures)层、立体图像对层和帧层等3个码率控制层。在SGOP层计算每个SGOP的目标码率和关键帧的量化参数;在立体图像对层根据剩余比特数和缓冲区饱和度计算每个立体图像对的目标比特;在帧层则通过分析双目视觉掩蔽效应,用一种适合于立体视频的率失真优化方法合理分配左右帧的目标码率。实验结果表明,本文算法的码率控制偏差平均值为0.21%;立体视频客观质量比对称质量算法和Wang的算法分别提高了0.23dB和0.06dB,且质量波动较为稳定。因此,该算法基本满足网络带宽传输要求。由于充分利用了人眼双目视觉特性,可满足人们对立体视频的视觉需求。     

基于块匹配的H.264/AVC帧内预测算法

基于H.264/AVC标准的帧内预测算法是一种减小宏块间空间冗余的预测算法.针对进一步提高H.264/AVC帧内预测性能的问题,提出了一种基于块匹配算法的帧内预测算法,该算法将帧内预测中的DC模式与BM模式两种模式相结合,形成了一种新的预测模式,替代了原有的帧内预测中的模式2.并应用H.264标准的相关参考软件JM18.2对算法性能做了测试.测试结果表明,相较于标准的H.264/AVC算法,该算法可从总体上提高峰值信噪比0.1 dB～0.4 dB,有效地改善了编解码性能.     

基于分形和H.264的视频编码系统

基于具有快速编解码速度的分形编码技术,提出了新的H.264中P帧预测方法,用于减少视频压缩编码时间并降低码流输出.首先,分析了H.264的帧内预测算法、帧间预测算法和P帧预测算法的优缺点,介绍了本文提出的基于分形编码的新型视频压缩编码方法,讨论了该方法的优缺点.然后,结合H.264和分形的优点,用分形预测的方式对H.264中的P帧进行预测.最后,给出了在H.264中用分形预测改进P帧编码所产生的分形系数的编码和残差的编码.实验结果表明:与目前国际视频压缩标准H.264的标准测试模型JM15.1相比,在忽略峰值信噪比的情况下(平均降低0.09 dB),改进的P帧预测方法的码流和压缩时间分别降低为JM15.1的65％和19％,并且能够适应各种运动类型的视频序列.研究显示,改进的P帧预测方法显著提高了H.264的总体编码性能.     

一种改进的广义预测控制算法

为了解决广义预测控制(GPC)算法本身计算量大以及无法兼顾快速性和超调的问题,提出了一种改进的广义预测控制算法。首先介绍了广义预测控制的基本算法和一种新型算法,包括算法的基本理论和优缺点,然后经过一定的数学分析,提出了一种改进算法,最后对3种算法进行了Matlab仿真,以比较静态误差。实验结果表明,该改进算法不仅能大大减少计算量,而且能很好地抑制超调,同时兼顾了快速性。     

H.264中基于图像差值的编码模式快速选择

分析了现有的基于率失真优化的图像帧编码模式选择方法,指出了该算法运算复杂度高的原因。提出了一种基于图像差值的快速编码算法,详细介绍了该算法的提出思想和可行性分析。给出了基于该算法编码模式的具体选择方法,以及其参考帧的选取依据。给出了算法流程,最后从编码速度、比特率等角度测试了算法的性能。     

针对样品视频的H.264空域SVC快速模式决策算法

在电子显微镜等大型科学仪器样品图像远程实时传输中,为了解决其网络适应性问题,采用IPPP结构的H.264空域SVC压缩样品视频.针对SVC模式决策的高计算复杂度问题,提出了一种快速模式决策算法.该算法精简了预测模式,并将其划分为不同的模式集,针对各模式集设计了自适应提前退出阈值及阈值比较策略,以尽快结束模式决策.对不同仪器样品视频的测试表明,该算法与参考算法相比,在PSNR和比特率保持相近的情况下,编码时间可减少73%～83%.     

基于Blackfin533的H.264解码系统方案

H．264标准在提高压缩性能的同时,也极大地增加了算法的复杂度。Blackfin处理器是ADI公司推出的低功耗,高性能的定点DSP芯片,有极高的性价比。本文探讨了在Blackfin处理器上实现H．264实时解码器的优化技术。     

H．264在远程视频监控加工系统中的应用

介绍了数控机床远程视频监控加工系统的基本结构及功能。针对当前制造业远程加工视频传输存在实时性低、图像质量差的突出问题,提出了将高效视频压缩算法H．264应用到远程加工系统。实验结果表明,采用优化的H.264算法实现了视频流的实时传输,改善了制造业加工系统的性能。     

H．264ABT与量化器的硬件设计与实现

基于自适应块划分尺寸变换(ABT)和8×8整数 DCT(IDCT) 与量化的实现算法,改进了现有的4×4 整数 DCT 与量化算法.利用两种变换算法可合并性和量化的相似性,设计了可复用 ABT 和量化器的硬件电路,并使用 Verilog 语言对该设计进行了超大规模集成电路(VLSI)实现,采用SMIC 0.18μm工艺,综合后的电路关键路径最大延时为11.94 as,电路面积为1.20 mm2.实验对比结果表明,本设计在基本不增加面积的情况下,使得原来只能处理 8×8 的 IDCT 和量化器也能处理 4×4 IDCT 与量化,增强了硬件电路的适应性,同时也提高了系统的灵活性.     

基于DSP的H.264关键模块技术的研究及实现

本文介绍了视频编码标准H.264的技术特点,研究了基于DM642关键模块的技术,在此基础上着重讨论了最耗时的整数变换、运动估计的实现算法.实验结果表明,对其进行并行汇编优化,可提高指令的并行度,达到提高程序执行效率的目的.