H.264/AVC快速帧间模式选择研究

在帧间预测编码过程中,常采用多种模式和多参考帧进行精确的运动估计,使用穷举搜索模式选择算法获取最佳模式,提高H.264/AVC的率失真性能,但穷举搜索的计算量非常大.该文研究了快速模式选择算法,改进了H.264时间效率、提高了实时性,提出了模式选择优化算法的基本思路,讨论了几种有代表性的快速帧间模式选择算法,分析了各种快速算法的优化依据和性能,探讨了快速帧间模式选择算法的研究方向.     

一种基于H.264/AVC的帧内预测模式选择快速算法

视频编码标准H.264/AVC用帧内和帧间模式预测来提高率失真性能。但是这种多模式选择和穷举式搜索大大增加了编码复杂度。本文提出了一种帧内预测模式选择快速算法,其i核心思想是根据已确定的Intra_16x16最优预测模式来削减Intra_4x4块的预测模式数。通过本算法,可在比特率和PSNR值基本上不变的情况下使得H.264/AVC编码时间大为降低。     

H.264帧间预测模式选择的快速算法优化

在H.264视频编码器帧内预测模式下,为确定一个宏块的帧内预测模式,会带来很大的运算复杂度,基于图像差分的帧间预测模式快速选择算法,采用测定图像序列平坦度的思想,能够实现快速帧间模式选择。可以有效减少模式搜索次数并能保证视频编码的质量,从而可大幅度降低编码时间和视频压缩的计算量,有效地减少了帧间模式选择算法运算复杂度,有利于实际应用。     

一种基于H.264的快速帧间预测模式选择算法

提出了一种基于H.264的快速帧间预测模式选择算法,该算法针对H.264中帧间预测模式采用的对所有候选模式进行全搜索的方法,提出了一种基于图像运动剧烈程度分级的模式选择算法,达到快速选择预测模式的效果。实验证明,本文提出的模式选择算法与H.264原算法相比在基本保持原算法率失真特性良好的同时较大幅度的提高了编码效率。     

H.264帧间模式快速预测算法研究

H．264采用时间域上的帧间预测技术,进一步提高了编码效率,为降低H．264的编码复杂度,提出了一种快速帧间预测算法。此算法从以下两个方面进行改进：在选择帧闻宏块分割模式时,先根据部分模式的计算结果提前判断出侯选模式组,再从侯选模式组中计算选出最佳模式;与此同时,在分割块的运动估计时,先检测局部典型位置并根据检测结果对块的运动区域进行预测,再据此有针对性地采用相应的搜索模板进行搜索。实验表明,与JM（H．264标准参考软件）目前版本的几种预测算法相比,此算法PSNR保持较高,编码速度明显提高。     

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。     

基于快速帧间预测的H．264视频编码算法研究

为降低H.264的编码复杂度,提出了一种快速帧间预测算法;本算法从以下两个方面进行改进:在选择帧间宏块分割模式时,先根据部分模式的计算结果提前判断出侯选模式组,再从侯选模式组中计算选出最佳模式;与此同时,在分割块的运动估计时,先检测局部典型位置并根据检测结果对块的运动区域进行预测,再据此有针对地采用相应的搜索模板进行搜索;实验表明,与JM(H.264标准参考软件)目前版本的几种预测算法相比,本算法PSNR保持较高,编码速度提高40%～60%。     

一种基于H.264的快速帧间预测算法

为降低H.264的编码复杂度,本文提出了一种快速帧间预测算法。本算法从以下两个方面进行改进:在选择帧间宏块分割模式时,先根据部分模式的计算结果提前判断出侯选模式组,再从侯选模式组中计算选出最佳模式;与此同时,在分割块的运动估计时,先检测局部典型位置并根据检测结果对块的运动区域进行预测,再据此有针对地采用相应的搜索模板进行搜索。实验表明,与JM(H.264标准参考软件)目前版本的几种预测算法相比,本算法PSNR保持较高,编码速度提高40%～80%。     

基于H.264的快速帧间模式选择算法*

为了降低H.264编码器的计算复杂度,提出了一种快速帧间模式选择算法.该算法利用宏块的图像内容特征和量化参数,对宏块帧间编码模式进行预选择,从而有效跳过不必要的帧间预测待选模式,提高了编码速度.实验结果表明,该算法在保持图像质量和码率变化很小的前提下,平均编码时间减少了39.14%.     

H.264编码中的帧内预测模式选择算法

H.264使用率失真优化提高了编码的效率,但也增加了计算复杂度,不利于编码的实时实现。该文分析了H.264中计算复杂度较高的帧内预测模式选择部分,提出一种快速的帧内预测模式选择算法。对方向性较强的几种模式进行SATD计算,分析其中较小的两个模式的相关性来选择新的模式添加到模式选择的计算范围中,从而减少了预测模式的数量。实验结果证明,在图像性能和码率基本保持不变的情况下,总的编码时间下降了约25％,I帧的编码时间下降了约62％,满足了实时视频通信的要求。     

基于H.264的快速帧间模式选择算法

针对H.264视频编码器中计算量大的帧间模式选择过程,提出一种快速帧间模式选择算法。根据编码块的边缘特征信息和模式相关性,预测当前宏块可能的候选模式类型。统计并分析帧间编码的最佳模式分布,通过设定基于统计数据的自适应提前中止门限,对预测模式进行筛选,以获取最匹配块模式。实验结果表明该算法能在保证重构图像质量与编码性能的情况下,减少51%~68%的编码时间,降低编码器的计算复杂度。     

一种适用于AVS的快速帧间模式选择算法

音视频编码标准和H.264在帧间编码时采用变长块编码,导致在使用全部模式时计算复杂度较高。为此,提出一种基于运动向量场同质性测量和宏块时空相关性预测的帧间模式选择算法。利用相邻块和参考帧的对应块判断当前宏块是否使用帧间16×16模式,如果不使用该模式,则利用帧间8×8模式产生的运动向量预测宏块的帧间模式。实验结果证明,在峰值信噪比几乎相同的情况下,该算法与全模式相比可平均减少41.2%的编码时间。     

基于H.264编码的帧间预测块划分视频水印算法

研究一种针对H.264编码的帧间预测块划分视频水印算法,该算法先对水印图像进行二值处理并经Arnold置乱,然后在H.264帧间预测编码时,根据水印二值序列选择不同的区块划分将水印值嵌入进去。实验结果表明,该算法具有较好的实时性、鲁棒性。     

Fast block mode decision algorithm in H.264/AVC using a filter bank of Kalman filters for high definition encoding

In this paper, we propose a fast mode decision algorithm using a filter bank of Kalman filters for H.264/ AVC. For the highest coding efficiency in H.264/AVC, a macroblock can be coded with seven different block sizes for motion compensation in an inter mode and various spatial prediction modes in an intra mode. The conventional encoder employs a complex technique for mode decision based on a rate-distortion (RD) cost of all possible modes. Hence, for the purpose of selecting the best block mode with the minimum RD cost, the conventional procedure requires much computational burden and a very complex encoding structure. In order to reduce the complexity, we propose a fast algorithm for mode decision based on Kalman filtering to estimate RD cost of a specific block mode. Furthermore, we propose an optimized structure of H.264/AVC encoder to implement the proposed algorithm. Without considerable performance degradation, using SIMD technology, the computer simulation shows that the proposed methods are dramatically faster than the original JM 9.6 encoder.     

H.264/AVC快速帧间模式选择算法研究

H.264/AVC标准采用可变块运动估计和率失真优化技术进行帧间模式选择,提高了编码效率,但极大地增加了计算复杂度。为了解决这一问题,提出一种快速帧间模式选择算法,它利用了SKIP模式在视频序列中的使用率信息和时空域相邻宏块与当前宏块编码模式之间的高度相关性。该算法缩小了模式选择的范围,并采用阈值来提高预测准确度。仿真结果表明,该算法在保持图像质量和比特率的前提下可以大幅度减少计算复杂度。     

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。     

基于可变码长的音视频同步编码改进算法

针对音视频同步的问题提出一种基于H.264帧间预测的音视频同步编码的改进算法。该算法引入可变码长的概念,将音频编码数据分为若干码组,每个码组为2或3比特的待嵌入数据。在H.264的帧间预测环节,可变尺寸块与码组之间根据公式确定映射关系。根据待嵌入数据来动态决定宏块分割模式的编码方式,以及根据映射关系提取数据的解码方法,使用4×4宏块分割模式表示嵌入数据的结束。实验结果表明,该算法使视频采集样本的峰值信噪比(PSNR)下降了0.031dB,码率变化率为5.16%,产生1.97%的嵌入开销,但是所嵌入的音频编码数据可以正确完整地提取。因此该算法能够在增加数据嵌入容量、保持视频质量、保证数据正确性和完整性的基础上实现音视频同步编码。     

一种利用宏块直方图的快速帧间预测方法*

针对H.264/AVC编码复杂度高难以实时应用的缺陷,在深入研究H.264/AVC中重要且耗时的帧间预测编码技术的基础上,提出了一种融合宏块直方图分布信息的分层逐级预判的快速帧间预测算法。仿真实验结果表明,提出算法与H.264/AVC标准算法相比,在保持重建视频图像质量和输出码流结构的前提下,平均节省编码时间约70%,改善了编码复杂度与编码实时性,保持了H.264/AVC低码率的编码优势。该算法有效地提高了H.264/AVC的编码效率。     

H.264/AVC标准中帧内预测宏块模式选择的优化

为了减小H.264的编码算法复杂度,提出了一种快速的帧内模式选择算法。根据中心8×8块边界信息判定宏块预测类型,利用改进的pan算法对选定了预测类型的宏块进行模式筛选,采取RDO准则选出最佳的预测模式。实验结果表明：对全I帧序列,与JM10.2中全模式遍历算法相比较,该算法编码时间平均减少了大约70%,而码率和峰值信噪比基本不变。与pan算法相比,编码时间减少最大超过40%。因此,该算法更便于实时应用。