基于视点质量一致性的多视点视频码率控制

多视点视频是未来视频技术的重要发展方向,而码率控制是影响多视点视频传输质量的重要因素.基于多视点视频编码统计特性,提出了一种面向多视点视频编码的比特分配与码率控制算法.该比特分配算法分为三层:GGOP层、GOP层和帧层,其中13重点研究了GOP层比特分配,即视点间的比特分配策略,利用拉格朗日乘子法,提出了一种基于视点质量一致性优化的视点间比特分配模型.实验结果表明,与固定量化参数的控制策略相比,本算法能在精确控制输出码率的前提下,使得各视点视频质q更加均匀.     

灵活的多视点视频编码预测结构

多视点视频的时空相关性不仅随着序列的变化而改变,而且视频序列内的相关性特征随着时间的推移也会发生变化,固定的预测结构难以适应复杂情况下多视点视频编码的各种要求。在分析分层B帧预测结构和多视点视频图像中当前帧及其参考帧之间时间相关性和视点间相关性的基础上,提出一种灵活的预测编码结构,根据该多视点视频的时间及视点间相关关系和当前帧与其时间参考帧之间的距离来确定该帧是否采用耗时的视点间预测。实验结果表明,与分层B帧的改进算法——可扩展性预测结构多视点编码算法相比,本文算法在保证编码效率基本不变的前提下,编码复杂度降低了约45%,随机访问性能提高28%,解码图像缓冲区要求降低46%左右。     

一种线性视频编码码率控制方法

利用ρ域的线性码率模型,提出了一种高效的线性视频编码码率控制方法.该方法包括改进的帧级比特分配和宏块级码率控制两部分,并首先介绍了ρ域的线性码率模型;然后在图象层根据线性码率模型对帧的编码复杂度进行预测,并根据复杂度进行准确的帧级比特分配;在宏块级,则根据宏块特性,提出自适应的ρ域量化级选取算法,以用其准确控制比特数;最后提出完整的线性码率控制算法.实验证明,用该方法码率控制得非常准确,并可以将码率误差控制在2%以内,而且图象质量比TM5有了明显提高,在相同的目标码率下,其恢复图象的PSNR平均提高0.8～1.7dB.     

H.264/SVC比特自适应分配的等级B帧码率控制算法

为减少码率控制中实际输出码率与目标码率之间的误差,改善视频序列编码尾部质量下降的缺陷,同时针对可伸缩视频编码中码率控制算法的不足,提出一种自适应比特分配的码率控制算法。算法基于对根据相邻图像帧之间的相关性以及对恒定质量的考虑,在图像组(GOP)之间平均分配目标比特,而在GOP内部则根据编码复杂度自适应分配目标比特,同时适当调整初始量化参数(QP),再根据目标比特分别计算P帧、B帧的QP。对不同的视频序列进行了实验测试,其结果验证了算法的准确性和有效性。     

一种HEVC低延时编码码率控制算法

传统码率控制方法常常引起视频编码器的率失真性能降底。为了在满足码率控制精度的同时改善编码器率失真性能,提出一种基于改进R-λ模型的帧级码率控制算法。根据帧率把待编码视频序列划分成多个控制单元,并为当前控制单元分配目标比特;根据控制单元层的可用比特数为当前GOP分配目标比特;根据GOP层的可用比特数为当前待编码帧分配目标比特,再利用改进的R-λ模型计算得到拉格朗日乘子λ进行编码。在通用测试条件下的实验结果显示,该算法具有较高的码率控制精度,同时改善了编码器的率失真性能。其平均码率相对误差为0.095%;以不开启码率控制的HM16.7作为基准,平均码率节省(BD-Rate)达到了2.6%。     

基于H.264的SSIM预测模型及其帧层应用

为使H.264帧层码率控制算法得到更好的主观视频质量,提出一种基于结构相似性因子的码率控制算法。提出结构相似性线性预测模型;通过预测模型预测当前帧的结构相似性,由结构相似性定义一个表征帧主观复杂度的结构相似性因子,根据它来分配当前帧的目标比特数。实验结果表明,该算法有效提高了重建视频帧结构相似性,得到了更好的主观视频质量。     

一种基于小波视频编码器的码率控制算法

码率控制是视频编码的重要组成部分。根据小波视频编码器的特点,提出了一种基于小波视频编码器的码率控制算法,给出了I帧根据缓冲器的容量分配固定的比特数的策略;提出了基于能量的P帧的码率分配策略,实验效果验证了所提出算法的有效性。     

一种基于小波视频编码器的码率控制算法

码率控制是视频编码的重要组成部分。根据小波视频编码器的特点,提出了一种基于小波视频编码器的码率控制算法,给出了I帧根据缓冲器的容量分配固定的比特数的策略;提出了基于能量的P帧的码率分配策略,实验效果验证了所提出算法的有效性。     

一种基于视觉感知的H.264 码率控制算法

针对目前视频编码标准H.264 的码率控制算法未考虑人眼视觉感知、易导致编码 后视频图像质量波动的不足,提出了一种基于视觉感知的H.264 码率控制算法。首先,设计了 像素域的恰可察觉失真模型。在此基础上,根据各帧的恰可察觉失真的大小进行帧层比特分配。 其次,建立了基于结构相似度的率失真模型,并采用此模型设计了基本单元层(basic unit, BU) 的比特分配方案。最后结合二次速率-量化模型得到量化参数。实验结果表明,该算法与目前 H.264 中典型的码率控制算法相比,错误率降低了0.2%。     

一种面向H.264/AVC的帧层码率控制算法

分析了H.264/AVC编码后各帧质量波动大的原因,提出基于反馈原理的帧层码率控制算法——RCBF。该算法在保证缓冲区不上溢和下溢的前提下,按照帧复杂度来分配目标比特数,减少因为目标比特数与帧复杂度不一致引起的编码质量波动。同时根据反馈原理,参考前面帧的分配误差调整分配的目标比特数,使帧层码率控制更加准确。实验结果表明,RCBF算法的峰值信噪比PSNR值波动与JM10.2下的码率控制算法JVT-G012相比明显减小,同时平均PSNR值和控制精度也有提高。     

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.     

基于率失真特性的视频编码优化算法

率失真(R-D)优化是视频编码器中一项关键技术,然而当前广泛采用的独立率失真优化远未达到全局最优性能.为了进一步提升高效视频编码(HEVC)的压缩性能,提出了一种结合率失真依赖性和率失真特性的二次编码优化算法.首先,采用原始HEVC的方法对当前帧进行第一次编码,从而得到当前帧消耗的比特数和每个编码树(CTU)单元的率失...     

可扩展多视点视频编码技术研究

文章设计了一种结合Multi-view Video Coding（MVC）和Scalable Video Coding（SVC）技术的多视点视频编码方案,通过下采样原始图像进行MVC编码形成码率低的基本层,增强层由基本层解码单路图像预测生成其全空域图像。通过实验比较,该方案能获得与MVC相当的编码效率,单路视点的解码代价比SVC方案高出0.5~1.5dB的收益,码流具有可扩展性,能在不同的级别上完整地表述原始视频。     

基于运动特性的HEVC帧间模式快速决策算法

针对高性能视频编码采用四叉树结构大大增加了编码复杂度的问题,提出了一种基于运动特性的帧间模式快速决策算法。首先,对不同运动区域下的编码单元（Coding Unit,CU）块,利用当前CU与空时域相邻CU深度相关性减少当前CU深度的遍历范围;然后,依据当前CU与其时空域相邻CU及上一深度CU对应的预测单元（Prediction Unit,PU）在空间划分上的相似性,减少PU模式的遍历范围,加速帧间预测过程。实验结果表明,相比于HM16.9,在不同编码接入方式下该算法可平均降低54%左右的编码时间,且输出比特率增加较少。     

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.     

基于主观质量的JPEGXR量化参数选择

在JPEGXR图像标准的基础上,提出一种提高其压缩效率的编码方法。该方法利用人类视觉系统对图片的感知特点,设计基于图像内容的自适应量化参数选择算法。根据最小可觉差模型,以图像的局部纹理和局部亮度为参数,将图像压缩过程中的宏块分为6类,对每类宏块的直流、低频、高频系数赋予不同的量化参数,从而使得整幅图像的码率根据纹理复杂度和亮度合理分布,在保持主观质量不变的情况下,减小图像码率,最终提高压缩效率。实验结果表明,相对于固定量化参数算法,该算法可使图像压缩效率得到最高10％的提升。     

H.264可伸缩视频编码层间码率控制算法

为H.264/AVC标准的可伸缩编码(SVC)扩展提出了一种自适应的层间码率控制算法。该算法提出了一个选择模型,通过当前层的前一帧或者前一层的当前帧来预测Inter帧所需比特数。首先,将码率—复杂度—量化因子(R-C-Q)模型引入可伸缩的视频编码;接着,使用一个已有的比例—积分—微分(PID)缓冲区控制器来根据缓冲区状态提供当前Inter帧的比特数估计;然后,为了在视频画面发生急剧变化时获得更为精确的估计,利用前一层中的当前帧所用实际比特数来进一步进行当前Inter帧比特数估计;最后,使用选择模型决定最终的预测比特数,并通过R-C-Q模型计算出量化因子(QP)。实验结果表明,相对于推荐的JVT-043码率控制算法,所提出的算法可以在SVC的每层获得更加精确的实际输出比特率,保持缓冲区充盈度的稳定,同时减少跳帧和质量波动,提高整体编码质量。     

基于相关性分析的多模式多视点视频编码

多视点视频编码方法除需具有较高编码效率外,还必须支持视点或时间的随机访问、低延时编解码、视点可分级等性能.多视点视频信号的时间、视点间相关性随相机密度、光照、对象运动等因素不同而变化.文中提出基于多视点视频信号相关性分析的多模式多视点视频编码方法,改变传统单一预测模式的多视点编码结构,将多种性能优良的预测编码模式有机结合,根据多视点视频相关性分析灵活选择合适的预测编码模式,以获得优异的编码综合性能.实验结果表明,所提出的多模式多视点视频编码方法在保证高压缩效率的前提下,可进一步降低复杂度,提高随机访问性能.