基于DSP平台的H.264编码与网络传输的实时实现

针对H.264编码器计算复杂度高的问题,结合TMS320DM642芯片的具体特点,从算法、数据传输、内存和Cache的使用以及线性汇编等几个方面提出了优化实现方案,最终在DSP平台上实时实现了H.264基本档次编码器.实验结果表明,对于CIF格式的视频序列,优化后的H.264编码器可以达到24帧/s以上的编码速度,可以满足实时编码要求.基于优化后的H.264编码器,在实时操作系统DSP/BIOS上实现了视频数据的实时采集、编码以及网络传输等功能,证明了提出的优化方案具有实用价值.     

基于H.264/AVC的帧内4×4预测模式快速选择算法

在H.264/AVC视频编解码标准中,帧内预测利用周围像素预测当前块来降低空间冗余,能极大地提高H.264/AVC的编码效率。然而,帧内预测的4×4预测有9种模式,为选出最佳模式,全搜索算法需要花费极大的计算量。为了降低帧内预测的复杂度,文章结合9种预测模式的各自特点和整数变换的线性性质,提出一种适用于H.264/AVC帧内4×4模式选择的快速变换和量化算法来减少对应模式变换和量化操作步骤的计算量。实验结果表明,优化算法可以有效地减少整数变换和量化操作的计算量。     

一种基于多参考块的多视点视频编码方案

为了能获得更加优良的视频压缩性能和图像效果,新一代视频编码标准H．264提出了许多新的视频编码技术,其中多参考帧技术已经被证实有优秀的压缩效果。结合H．264标准中多参考预测特性的基础上,提出一种基于多参考宏块匹配的多视点视频编码方案,通过将相邻I／P帧对的残差与预定义的闽值比较,自适应地选取B帧作为参考帧。该方案采用H．264／AVC的JM编码器下实现,取得了预期的测试结果。实验表明,该方案在兼顾随机访问性能的同时,实现了较高的编码效率,尤其适合视点间相关性较高的运动图像序列。     

可编程的帧内预测器结构设计与实现

针对超低成本超低功耗便携式移动应用,基于可编程的思想,提出了一种独特的适用于H.264/AVC和AVS双模解码器的帧内预测器架构。该架构利用H.264/AVC和AVS帧内预测在数据通路上的相似性,通过定制专有的8位微指令集和高效的数据通路,实现了一个专用可编程内核,该内核仅包含一个16位累加器和一个16位桶形移位器。实现结果表明,在0.18 μm工艺下,逻辑规模仅为6.3K等效逻辑门;电路在35 MHz工作频率下可以实时处理D1(720×480)格式30 f/s的H.264/AVC和AVS视频序列;在1.8 V电压下功耗仅为0.53 mW,具有面积小、功耗低、灵活性好的特点。     

H.264/AVC到HEVC快速帧内转码算法

为加快H.264/AVC到HEVC的转码速度,提出一种快速帧内转码算法。针对H.264/AVC和HEVC两标准间帧内预测块尺寸的差别提出一种合并宏块的方法,利用该方法得出的编码信息预判HEVC中最可能的帧内预测尺寸及最可能的帧内预测模式并简化HEVC中四叉树划分过程,从而降低转码过程中帧内预测的计算复杂度。实验结果表明,在编码效率和视频质量损失很小的情况下,所提出的转码算法平均节省了63.20%的编码时间。     

新一代视频编码标准HEVC关键技术及其应用

ITU-T/VCEG和ISO-IEC/MPEG两大国际标准组织联合推出下一代视频编码标准 (high efficient video coding, HEVC) , 主要为高清/超高清以及3D视频编码服务, 目标是实现在保证H.264/AVC视频质量基础上, 压缩率可提高50%.针对之前的编码标准, 在介绍HEVC技术发展背景的同时, 重点介绍了其预测编码和变换编码相结合的混合编码器框架, 基于4叉树和扩分块单元的数据结构, 多角度的帧内预测模式和采用先进运动矢量预测技术的帧间预测模式, 以及其对并行化特有的数据处理方式和针对3D视频编码应用.最后, 总结了HEVC的最新应用并对其未来发展方向进行了展望.     

基于H.264的低复杂度参考帧确定的算法

H.264/AVC采用的多参考帧技术,在提高图像质量的同时,也极大地增加了编码器的计算复杂度.文中提出一种基于H.264/AVC的低复杂度参考帧确定的算法,利用相邻宏块预测模式之间的时空相关性,缩小了参考帧的选择范围,从而快速确定当前宏块所需的参考帧.实验表明,这种算法在保持码率和信噪比几乎不变的同时,能够大大的节省编码时间.     

基于Android系统的H.264视频监控设计

为解决移动终端传输视频图像质量低、传输速度慢的问题,将移动互联网中的Android系统开发技术和H.264视频编码方法相结合,设计并实现了H.264视频监控。采用了将Android系统移植到ARM（AdvancedRisc Machines）平台的方法和ARM平台采集视频数据的方法,分析了Android操作系统架构及其启动原理。该H.264视频编码采用基本档次的编码方法,平均峰值信噪比（PSNR：Peak Signal to Noise Ratio）达到38.210dB,编码帧速率达到136.66帧/s,与主要档次和高级档次的编码方法相比,具有更高的编码帧速率,实现了实时稳定的视频监控效果。     

网络机器人遥操作系统H.264帧内编码改进算法

H．264／AVC标准算法是目前最适合低速率下进行图像压缩传输的算法之一,但是帧内图像压缩编码后数据量依然比较大,对于网络机器人遥操作系统应用来说依然影响系统的实时性．结合基于网络的机器人遥操作系统中机器人控制的特点,文中对H．264／AVC标准算法中帧内编码提出了一种改进算法,即对于机器人本体部分图像采用帧内预测编码,而对背景部分图像采取帧问运动补偿编码．利用图像投影原理和机器人运动学方程,能够快速实现机器人部分视频对象分割,从而满足帧内编码改进算法的要求。     

融合空域相关和率失真代价的HEVC帧内编码算法

新一代视频编码标准HEVC采用基于编码单元(CU)四叉树递归的分割结构,与上一代视频压缩标准H.264/AVC的高档次相比,最高能够节省50%的比特数.然而,由于HEVC增加了更多的划分块尺寸和预测模式,导致了编码复杂度急剧上升.因此,本文提出了一种融合空域相关信息和率失真代价值的帧内编码模式.本文首先根据各序列的不同运动和纹理特性,通过寻找编码单元深度预测值和实际值之间的误差,从训练帧得到最佳的加权系数,最后决定编码单元是否继续分割;其次,将每个编码单元划分为四个子单元,计算每层的率失真代价总和,据此计算出率失真代价的阈值,按照每秒训练两帧情况更新阈值,以此阈值决定该编码单元是否继续分割.实验结果表明,本文算法相对于原始编码器,平均可以降低48%的编码复杂度,平均比特率BDBR仅增加0.91%,平均峰值信噪比BDPSNR仅下降0.05 d B.     

H.264标准中Exp-Golomb编解码器的VLSI设计

为提高Exp-Golomb码的编解码效率,提出了一种基于快速“首位1检测”的Exp-Golomb编解码器硬件实现方法,降低了计算量并节省了硬件资源。该Exp-Golomb编解码器已通过RTL（Register Transfer Level）级仿真和综合,并在FPGA（Field Programmable Gate Array）开发平台进行了验证,在133 MHz时钟频率下编解码器的综合门数分别为765门和632门。该编解码器能满足Baseline档次（30帧/s）,分辨率为352×288视频序列的实时编解码对质量和速度的要求。     

H.264帧内预测快速算法

在研究H．264帧内预测算法的基础上，提出一种新颖实用的自适应帧内预测快速算法．首先，利用前一帧和当前帧对应位置宏块的帧内预测模式进行预测，从而减少当前宏块的预测模式数量，降低编码复杂度；然后根据量化因子。自适应地插入使用各种帧内预测模式的修正帧，并改变候选预测块的数量来保证帧内预测快速算法的准确性．实验结果表明，在码率增加小于3％，恢复图像平均峰值信噪比下降不到0．04dB的情况下，使用帧内预测快速算法，编码速度可提高22％～35％，满足实时视频通信的要求．该算法与H．264标准兼容，可用于实际视频通信产品．     

H.264/AVC的核心技术及应用分析

H.264/AVC是ITU-T视频编码专家组和ISO/IEC运动图像专家组共同开发编著的最新视频编码标准。在描述该标准系统层结构的基础上,着重分析其视频编码层的技术特点,并研究阐述该标准在IP网络及无线网络中的应用情况。     

H.264/AVC视频可逆信息隐藏算法

结合H.264压缩编码标准的特性,提出一种基于H.264/AVC的视频可逆信息隐藏算法。数据隐藏借鉴了图像领域的直方图平移算法,嵌入区域选择在4×4子块的中高频段,保证了视频嵌入后的视觉感知质量。在解码端,可以准确提取嵌入的隐秘信息,并能无失真的恢复原始载体视频。实验结果表明,该算法对视频质量和码率的影响较小。     

一种兼容H．264标准的多描述视频编码方法

首先提出了一种与H.264标准兼容的多描述视频编码方法。通过空域滤波把原始的视频序列分解为多个具有低空间分辨率的子序列,然后采用H.264编码器对每个子序列进行高效的压缩编码,得到与H.264标准兼容的压缩码流.在接收端,解码器根据信道误码所造成的描述丢失或受损的具体情况,利用正确接收的描述对丢失的描述进行恢复,提高视频的重建质量.另外,为了抑制解码端的误码扩散,该方法对丢失描述解码器的参考帧进行刷新,以提高重建视频的主观质量.实验结果表明:与H.264单描述编码方法相比,在信道误码率高的情况下,该方法可以提供更好的传输鲁棒性.     

面向交互应用的HEVC编码性能分析

结合现行的视频编码标准H.264/AVC,分析HEVC的具体编码技术,并对HEVC编码算法的编码效率和编码复杂度进行了对比研究。以交互应用视频序列为样本,对HEVC的具体性能进行测试,结果表明,在交互领域,和H.264/AVC相比,HEVC编码效率获得有大约50%的提升,编码复杂度也增加到了170%左右。     

基于H.264的FGS实时编码技术及实现

分析了基于H．264的FGS编码器框架及增强层残差系数的编码方法,提出了一种在PC平台上实现实时FGS编码器的方法．实验结果表明,经过优化后的FGS编码器能够满足实时要求,与优化前结果相比,编码器速度幅度提高,但码率有所增加．     

H．264嵌入式实时视频编码器设计与实现

基于高速定点DSP处理器TMS320DM642,设计并实现了一款嵌入式实时H,264视频编码器,提出了局部自适应预测运动估计算法．采用C64xCPU的软件优化技术,解决了视频编码的实时性问题．实验结果表明,H．264编码器对分辨率为320x288YUV格式视频信号的编码速率达到每秒13帧以上,且具有极低的码流速率和较高的图像编码质量．