基于运动检测的H.264码率控制的算法

针对H.264/AVC 经典流控算法JVT-G012对运动剧烈图像流控效率的不足,提出了一种基于图像运动剧烈程度的流控算法。对运动剧烈的图像,在同一复杂度区域内,用前一帧实际编码码率与目标码率的差值调整当前帧目标码率,并且编码时利用最小率失真模式的原始帧和重建帧的SAD估计MAD值,根据二次模型估计量化参数优化拉格朗日参数。仿真试验证明与JVT-G012以及Jiang等对H.264AVC的改进的码率控制算法相比,在运动剧烈或者场景切换时,虽然码率比JVT-G012略有增加但低于Jiang等的改进算法,并且变化剧烈的视频帧图像信噪比有明显的增加,平均信噪比也得到了提高。     

基于综合因子的H.264码率控制算法

针对H.264的JVT-G012算法在帧层对未编码的P帧采用平均分配比特、忽略了图像复杂度和P帧在图像组(Group of pictures,GOP)中的位置对码率控制影响的问题,提出了一种新的H.264码率控制算法,先利用P帧的图像复杂度和P帧在GOP中位置组成的综合因子来调整P帧的目标比特分配,再利用已编码帧的历史信息来调整当前编码帧的量化参数.通过实验表明,与JVT-G012算法相比,本文算法不仅提高了视频图像的质量,尤其是运动剧烈和纹理复杂的视频序列的图像质量,而且使得输出的实际码率更接近目标码率,提高了码率控制的精准性;与已有算法相比,在保持视频图像质量的情况下,进一步提高了码率控制的精准性.     

一种快速H.264帧内模式选择算法

H.264帧内预测计算复杂,是帧内编码中的瓶颈问题。根据H.264多模式帧内预测特点分析,提出了一种基于纹理和参考像素特性的帧内预测快速算法。算法首先通过Prewitt算子计算得到图像的纹理,根据纹理方向选择相应的帧内预测模式,然后计算参考像素的差异特性,删除已选Intra4x4模式中不必要模式,减少候选模式数目,降低了计算复杂度。对4组不同运动特点序列仿真结果表明:与JM13.2算法相比,本文算法编码时间平均降低75.7%,而图像峰值信噪比平均降低0.16dB,输出码率平均增加3.45%,综合性能优于已有算法。     

一种H.264帧级码率控制改进算法

H.264是现在最新、最有前途的视频压缩标准.它的码率控制算法JVT-G012能获得良好的效果,但该算法在帧级码率控制上存在不足.在JVT-G012算法基础上,采取了一些帧级码率优化策略,用P帧亮度分量的平均绝对值差(MAD)比率来表示图像复杂度,同时根据编码图像复杂度和距离I帧的远近来合理有效的分配码率,增加了跳帧控制防止缓冲区发生上溢或者下溢,并且进行了场景切换检测.仿真采用Jm10.0,模拟了在恒定比特率(Constant Bit Rate,CBR)条件下,对算法和JVT-G012算法产生的编码质量进行对比.仿真结果表明,与JVT-G012算法相比,算法能使码率控制算法具有更高的效率、更有效地提高编码图像质量.     

基于H264/AVC的帧层码率控制算法

在研究和分析了H.264/AVC经典码率控制算法的基础上,提出了一种新的帧层码率控制算法.该算法充分利用各帧的复杂度以及目标缓冲区优化比特分配,同时采用了卡尔曼滤波器估计MAD的方法.与以往码率控制算法相比,该算法能更加合理地分配各帧的目标比特数,MAD预测也更加精确,从而提高了量化参数QP预测的准确性.实验结果表明,该算法能提高码率控制的精度,并使图像总体质量有一定程度的提高.     

基于边缘差分的运动目标检测方法

针对视频序列中的运动目标检测问题,提出了一种新的基于边缘差分的运动目标检测方法.通过改进的边缘检测算法提取视频序列中相邻帧的边缘图像并作差分,采用改进的Otsu法对差分图像进行阈值分割,得到运动目标检测的结果.结合Prewitt算子和Sobel算子改进的边缘检测算法能够获取纹理丰富、细节显著的边缘图像,边缘差分结果更加理想;改进的Otsu法联合类内方差能够很好地抑制噪声,保留更多的纹理细节.实验结果表明,提出的方法能够提取更加完整的目标区域,对背景噪声更加鲁棒.与最近一些同类算法相比,在背景运动和光照变化条件下,该方法具有更加优越的运动目标检测性能.     

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。     

一种H.264帧层码率控制的改进算法

在H.264的现有帧层码率控制算法的基础上,提出了一种新的基于场景切换的码率控制算法。用P帧亮度分量的MAD比率和YUV三分量的均值相对变化的加权和来表示图像的复杂程度,并以此来分配目标码率、调整量化参数,并且编码时利用比特调整因子对分配的目标码率进行修正。在JM10.2平台下的测试结果表明,与JVT-G012中的算法相比,该算法在精确控制码率的同时,图像的视觉质量也得到了提高。     

基于H.264/AVC的自适应帧级位分配优化算法*

为了获得精确的帧级目标位分配和提高编码质量,在JVT-G012码率控制算法的基础上,提出一种自适应的帧级位分配优化算法。该算法充分考虑帧之间纹理复杂度,弥补了JVT-G012算法中对帧目标位平均分配算法的不足。大量实验结果表明,改进后的算法在高运动或场景切换情况下,能明显提高视频编码质量,实现目标位的优化分配和输出码率的精确控制。     

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。     

Rate control of hierarchical B prediction structure for multi-view video coding

Rate control plays an important role in regulating bit streams in video coding. In order to obtain good coding performance, the hierarchical B prediction structure has been adopted in Multi-view Video Coding (MVC). However, the conventional rate control scheme is not efficient in the hierarchical B prediction structure. In this paper, we propose a rate control algorithm to address this problem. First, the accurate estimation of Mean Absolute Distortion (MAD) of the current frame is desired for both quantization parameter (QP) selection and Rate Distortion Optimization (RDO). Considering the hierarchical B structure, a bi-directional MAD prediction model is proposed to predict the MAD of the current frame by using the actual MADs of the encoded frames in the lower Temporal Layers (TLs). Second, the number of header bits has a close relationship with the TLs in the hierarchical B prediction structure. Therefore, we propose an enhanced prediction method in which a proportional relationship of the header bits is introduced if the frames are located in different TLs. Experimental results show that our proposed algorithm can achieve both accurate target bit rate and good coding performance.     

面向对象的H.264码率控制算法

提出了H.264码率控制改进算法。首先,基于帧间运动估计残差(mean absolutely difference,MAD)的空间和时间相关性提出了十字MAD预测模型;为了平衡缓冲的占有率,在分配帧比特时将前一帧的比特使用情况作为当前帧比特分配时的惩罚因子;最后,结合视频文字对象提取技术实现了基于文字对象的宏块比特分配以及量化步长的计算。实验结果表明,改进算法能在准确控制码率的情况下,提高输出序列的峰值信噪比。     

Effective macroblock layer rate control algorithm for H.264/AVC

Rate control plays a critical role in the video encoder. In this paper, an effective macroblock (MB) layer rate control algorithm is proposed for H.264/AVC to improve video quality and reduce the computational complexity. By thoroughly analyzing the temporal–spatial correlation and object direction, the mean absolute difference (MAD) value of current MB is a weighted combination of temporal MAD predicted by previous frame and spatial MAD predicted by current frame, and then four directional patterns are chosen adaptively for data point selection in quadratic rate-quantization (R-Q) model parameters estimation. Finally, a more accurate header bits prediction model is developed to improve the accuracy of allocated bits which can be used for quantization parameter (QP) calculation. Extensive experiment results show that compared with JVT-G012, the proposed algorithm achieves higher average peak signal to noise ratio (PSNR) up to 0.51 dB improvements and more accurate target bit rates.     

低比特率视频编码中一种有效的码率分配算法

引入能较好地反映视频图像运动特性的差分帧直方图（HOD）来预分配码率.对于运动较为平稳的序,提出了基于HOD的分段常数码率预分配算法.帧级码率预分配根据视频原始序列HOD的统计特性来决定;对于运动程度变化较大的序列,采用修正后的线性HOD模型来预分配码率.实验结果表明,相对于H.264 JM76中的分配算法,该算法使得R-D性能平均提高0.35/dB,视频主观质量的下降也得到了有效的改善.     

一种低复杂度码率控制算法研究

文章研究了一种基于MAD(MeanAbsoluteDifference)的码率控制算法,通过对宏块的MAD、量化参数QP(QuantizationParameter)和宏块DCT(DiscreteFourierTransform,离散傅立叶变换)并量化后产生的比特数进行建模,导出一个线性模型,该模型有足够的精度可以达到稳定的码率控制。与TMN8的码率控制方案相比较,文中的算法相当简单但很有效,适用于对实时要求很高的场合。     

改进的宏块层视频码率控制方法

提出了一种新的宏块层码率控制方法,根据宏块运动剧烈程度,分配不同的量化步长,以便给图像复杂区分配更多的比特。并采用优化的编码顺序,有效地避免了传统编码顺序造成的质量下降问题。仿真结果表明,该方法能减少跳帧数,同时平均峰值信噪比也有所提高。     

一种面向对象速率控制方法

该文提出了一种面向对象的速率控制算法,对重要对象区域根据宏块运动剧烈程度分配量化步长,在控制输出速率为常数的同时,该算法能让人类视觉更敏感的运动宏块分配到更多的比特。另外该算法比以率失真模型为基础的速率控制算法具有更低的计算复杂度。从模拟实验的结果可以看出该算法能有效提高指定区域的视觉质量。     

一种基本单元层码率控制的改进算法

由于JVT-G012在基本单元层采用线性预测MAD的方法,且使用相同的QP量化,带来运算量大且不够精确的问题。为此,提出一种基于基本单元层码率控制的改进算法。首先,用时空加权模型来预测MAD;然后,采用宏块层码率控制策略来分配目标比特;最后,依然采用JVT-G012中的二次R-Q模型计算QP。仿真结果显示,采用改进算法的H.264编码器,在取得更低比特率的同时,有效地提高了PSNR。     

一种视频编解码技术码率控制算法的改进

H.264标准是最新的视频编码国际标准。与以前的视频压缩标准相比,H.264标准的编码可以实现高质量、低比特率的编码效果。但它的码率控制算法JVT-G017在帧级码率控制上存在不足,平均分配目标比特,线性预测目标平均绝对误差值(MAD),这导致了计算复杂度大和峰值信噪比低。对此,在JVT-G017算法基础上,对其画面组(GOP)层、帧层和基本单元层码率控制算法进行了优化改进,改进了分配目标比特数、初始量化参数(QP)和平均绝对误差值的计算方法。实验结果表明,与JVT-H017算法相比,改进算法可以更精确地分配目标比特和控制码率,并能获得较高的峰值信噪比(PSNR)。     

基于相关性分析的MVC比特分配算法

针对目前尚未深入研究多视点视频编码（Multi—view Video Coding,MVC）码率控制的问题,提出了一种基于相关性分析的多视点视频编码码率控制算法。该算法的核心是先根据视差预测和运动预测的结构关系,将所有图像分成6种类型的编码帧,并改进二项式率失真模型,然后根据多视点视频相关性分析在各个视点之间进行合理的码率分配,将码率控制分成4层结构进行多视点视频编码的码率控制。其中,帧层码率控制考虑分层B帧等因素分配码率,基本单元层码率控制根据宏块的内容复杂度采用不同的量化参数。实验结果表明该码率控制算法实际码率与目标码率平均误差能控制0．6％。