基于KVM视频的H.264预测模式选择算法

针对H.264/AVC编码器计算复杂度高,难以应用于存在大量局部场景切换的KVM视频序列编码问题,提出一种P帧宏块编码模式选择优化策略。在不采用操作系统GUI、显示驱动等获得视频变化区域的情况下,根据宏块的亮度相关性和宏块的运动信息,检测局部场景切换的发生,跳过INTER模式进入INTRA模式预测决策过程。仿真结果表明,与RDO决策过程相比,该方法可缩短KVM视频序列的P帧20%左右的编码时间。     

H.264/AVC帧内4×4块预测模式选择算法的研究

在分析H.264帧内预测技术的基础上,提出了一种快速的帧内4×4块预测模式选择算法.该算法计算当前4×4块与空间/时间相邻4×4块之间的相似程度,判断是否跳过其模式选择过程;对未跳过的4×4块,根据变换系数的绝对差值和(SATD)信息及空间/时间相关性,排除一些可能性小的预测模式.实验表明,与JM10.2相比,对于IIII及IPPP编码结构:编码时间平均减少了44.07%和20.49%,码率和Y分量的信号噪声比(SNRY)基本不变.     

基于梯度的H.265/HEVC帧内预测硬件加速算法研究

HEVC即H.265,是目前最新的视频编码标准。相比于前一代视频编码标准,H.265/HEVC虽然能够明显改善视频压缩效率,但是却带来了更高的计算复杂度,尤其是在帧内预测过程中。为了解决这个问题,提出一种基于梯度的帧内预测硬件加速算法来跳过一些帧内预测模式和划分深度的预测过程,从而达到减少计算的目的。利用图像梯度信息来粗略估计编码单元的纹理方向和纹理复杂度,其中纹理方向用来估计编码单元的最优帧内预测方向,纹理复杂度用来判断是否跳过当前划分深度的预测编码过程。实验表明,相比于H.265/HEVC测试模型HM16.18,本文提出的算法能够减少6059%的编码时间,仅造成0.38 dB的BD PSNR减少和8.52%的BD-Rate增加。     

一种新的HEVC快速帧间预测单元模式判决算法

针对HEVC中帧间预测模式判断所带来的高复杂度计算,根据视频时域上高度相关性的特点,提出了一种减少AMVP模式执行次数的低计算复杂度的快速帧间预测模式判决的方法。基于相邻帧的相同位置编码单元(CU)的预测单元(PU)模式上的时域相关性,跳过当前PU模式选择过程中一些冗余的AMVP模式的计算,以此来降低编码的复杂度。实验结果表明,在编码效率和峰值信噪比(PSNR)损失很小的情况下,比现有HEVC帧间预测算法减少了33.04%的编码时间。     

基于纹理特征的HEVC帧内编码快速算法

为了降低高效视频编码（HEVC）帧内编码的复杂度,提出了一种基于编码块纹理特征的帧内编码快速算法.首先,对当前编码单元（CU）进行预处理,获取CU的纹理复杂程度和方向特性.其次,根据纹理复杂度决定部分CU是否划分,跳过率失真代价计算,减少不必要的划分与裁剪.然后,根据纹理方向减少帧内预测模式的数量,降低帧内预测过程的复杂度.实验结果表明,在全I帧模式下快速算法与HM10.0相比,码率（BR）上升0.649%,峰值信噪比（PSNR）降低0.059 dB,帧内编码时间平均减少56.18%.     

H.264/AVC帧间预测快速模式选择优化算法

为了提高编码效率,H.264/AVC采用了许多新技术,多种分割模式是其重要技术,但全模式遍历法大大增加了编码复杂度.为了减小H.264/AVC的编码算法复杂度,提出了一种快速的帧间模式选择算法.该算法采取的主要方法包括:SKIP模式早期终止;利用空时相关性,在候选模式范围内采取自适应阈值早期终止技术;判断是否跳过帧内模式.实验结果表明,与JM10.2相比,编码时间减少最大超过30%;与JVT算法相比,编码时间减少最大超过10%,而码率和峰值信噪比基本不变.     

H.264/AVC中基于模式归类的快速模式选择算法

针对H.264/AVC中复杂的模式选择问题,通过分析一幅编码图像内最终选择的模式的分布规律,将所有编码模式分成若干子集,利用前一帧模式分布情况,对当前帧选择合适的子集进行编码.同时在场景变化较大时激活所有编码模式并提出检测场景变化的机制.实验结果表明:在信噪比和比特率保持相近的前提下,减少的总编码时间在48%～66%之间.     

高效帧内预测模式选择算法

帧内预测技术是H.264不同于以往标准的特点之一.在深入分析帧内预测原理以及预测模式选择过程的基础上,提出了一种新的帧内预测模式选择算法.算法通过相邻宏块预测模式相关性原则、预测模式尺寸预先选择原则、提前中止原则来加快编码速度.实验结果表明,与全搜索算法相比,在编码质量相近的情况下,能够节省51.01%～72.91%的编码时间,与FIMDA算法相比,能够节省15.63%～27.31%的编码时间.     

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HEVC帧内编码的快速算法

针对高效视频编码（HEVC）帧内预测复杂度高和耗时长的缺点,提出一种HEVC帧内编码的快速算法。首先根据相邻编码单元的时空域相关性,缩小编码单元深度遍历范围,提前中止或跳过不必要的深度,同时在选择当前编码单元的最佳模式时,根据Planar模式是否可为最佳模式,分别采取不同的方案减少预测模式数量。实验结果表明,与HM10.0相比,提出的算法能在保持编码性能的同时将编码时间减少约30%,加快了帧内编码的速度,具有很好的实用性。     

改进的H.264帧间模式选择算法

针对H.264帧间模式选择算法存在的问题,提出一种帧间模式选择快速算法.算法采用8×8块运动矢量同质性分析对宏块模式进行选择,缩小候选模式范围,降低H.264帧间模式选择算法的计算复杂度;使用模式相关和运动矢量合并对UMHexagonS算法进行优化,减少大量的运动估计搜索点数,取得了较高的编码效率.实验结果表明,与使用UMHexagonS的帧间模式选择算法相比,该算法在峰值信噪比及输出码流码率基本不变的前提下,可以平均减少大约50％的运动估计时间.     

Optimization algorithm based on texture feature and frame correlation in HEVC

Newly proposed video standard High Efficiency Video Coding (HEVC) achieves higher compression performance than previous ones. In this paper, we propose a novel algorithm for intra prediction, which scales the complexity of pictures’ texture to perform different levels of simplification on Most Probable Mode(MPM) selection. And the proposed algorithm for inter prediction initializes current Coding Unit(CU) depth information with that information of temporally adjacent frame’s co-located CU. These two proposed algorithms, utilizing the texture feature and correlation of adjacent frames, reduce the computational complexity to improve the efficiency of encoder. The proposed algorithms decrease more than 30 % of encoding time with nearly negligible increment in bit-rate, especially work well when encoding sequences with high definition.     

利用反向投影的flash场景自适应视频编码算法

针对闪光造成的光照变化会导致视频帧之间巨大的强度差异问题,提出利用反向投影的flash场景自适应视频编码算法;根据直方图差异提取闪光和非闪光帧,相应地为每个帧分配适当的编码类型,并在加权预测(WP)参数集确定中采用运动向量导数,通过反向投影保证flash场景的全局一致性;实验结果显示,提出的算法在Lena、Peppers、Building、Baboon、Nestling 5个视频上的峰值信噪比(PSNR)值分别可高达32.31 dB、34.14 dB、34.76 dB、34.94 dB、35.05 dB,非常接近原始图像的PSNR;相比其他几种加权预测算法,提出的算法在PSNR及计算复杂度方面均获得了更加优越的编码性能。     

H.264中基于上下文的参考帧选择算法

多参考帧选择技术提高了有暴露背景或新增景物区域的编码效率,但对视频编码性能的提升不大。该文提出基于上下文的多参考帧选择算法,利用宏块的运动特性决定当前宏块搜索的最大参考帧数目,通过分析当前参考帧预测的结果,动态地判断是否需要进行下一参考帧预测。实验结果表明,在编码质量接近全搜索算法的基础上,该算法搜索速度为全搜索算法的2.10倍~2.65倍。     

Robust global motion estimation and novel updating strategy for sprite generation

A new global motion estimation technique for sprite coding systems is presented. The proposed system can accurately register frames to a sprite without referencing to the sprite. This allows the motion estimation process to be performed in an environment independent of the quality of the sprite. The frame having the highest resolution of the scene is determined and all other frames can be projected on to the space of this chosen frame such that information loss due to decimation can be avoided. The static sprite is strategically updated, according to the major camera motion during decoding, to alleviate the problem of error propagation from the sprite image. Experimental results indicate that the proposed technique is very accurate and robust, which makes it suitable for MPEG-4 sprite coding     

Fast Inter Mode Decision Using Spatial Property of Motion Field

Variable size motion estimation with multiple reference frames has been adopted by the new video coding standard H.264. It can achieve significant coding efficiency compared to coding a macroblock (MB) in regular size with single reference frame. On the other hand, it causes high computational complexity of motion estimation at the encoder. Rate distortion optimized (RDO) decision is one powerful method to choose the best coding mode among all combinations of block sizes and reference frames, but it requires extremely high computation. In this paper, a fast inter mode decision is proposed to decide best prediction mode utilizing the spatial continuity of motion field, which is generated by motion vectors from 4 $, times ,$4 motion estimation. Motion continuity of each MB is decided based on the motion edge map detected by the Sobel operator. Based on the motion continuity of a MB, only a small number of block sizes are selected in motion estimation and RDO computation process. Simulation results show that our algorithm can save more than 50% computational complexity, with negligible loss of coding efficiency.      

Adaptive group-of-pictures and scene change detection methods based on existing H.264 advanced video coding information

The H.264 advanced video coding (H.264/AVC) standard provides several advanced features such as improved coding efficiency and error robustness for video storage and transmission. In order to improve the coding performance of H.264/AVC, coding control parameters such as group-of-pictures (GOP) sizes should be adaptively adjusted according to different video content variations (VCVs), which can be extracted from temporal deviation between two consecutive frames. The authors present a simple VCV estimation to design adaptive GOP detection (AGD) and scene change detection (SCD) methods by using the obtained motion information, where the motion vectors and the sum of absolute transformed differences as VCV features are effectively used to design the AGD and SCD algorithms, respectively. In order to avoid unnecessary computation, the above VCV features are obtained only in the 4times4 inter-frame prediction mode. Simulation results show that the proposed AGD with SCD methods can increase the peak signal-to-noise ratio by 0.62 dB on average over the H.264/AVC operated with a fixed GOP size. Besides, the proposed SCD method can reach a scene change detection rate of 98%.     

基于光流场动态参与介质绘制算法

为了解决动态参与介质场景连续帧的实时绘制问题,提出了一种基于光流场动态参与介质场景的绘制算法。首先,采用区域匹配的方法计算关键帧之间的光流场;然后,通过插值的方法计算中间帧之间的光流场,采用帧间光流连贯性函数表示帧与帧之间光流一致性的度量,保证帧与帧之间介质运动不会发生突变;最后,按照所产生的光流场,绘制连续动态变化的参与介质场景。在连续5帧动态参与介质场景绘制中,所提算法比基于径向基函数模型(RBF)参与介质的光子映射算法效率提高了近3倍,能够达到连续帧的实时绘制,且绘制质量比较高。     

利用时空相关性的HEVC帧内编码块快速划分

目的 为了提升高效视频编码（HEVC）的编码效率,使之满足高分辨率、高帧率视频实时编码传输的需求。由分析可知帧内编码单元（CU）的划分对HEVC的编码效率有决定性的影响,通过提高HEVC的CU划分效率,可以大大提升HEVC编码的实时性。方法 通过对视频数据分析发现,视频数据具有较强的时间、空间相关性,帧内CU的划分结果也同样具有较强的时间和空间相关性,可以利用前一帧以及当前帧CU的划分结果进行预判以提升帧内CU划分的效率。据此,本文给出一种帧内CU快速划分算法,先根据视频相邻帧数据的时间相关性和帧内数据空间相关性初步确定当前编码块的编码树单元（CTU）形状,再利用前一帧同位CTU平均深度、当前帧已编码CTU深度以及对应的率失真代价值决定当前编码块CTU的最终形状。算法每间隔指定帧数设置一刷新帧,该帧采用HM16.7模型标准CU划分以避免快速CU划分算法带来的误差累积影响。结果 利用本文算法对不同分辨率、不同帧率的视频进行测试,与HEVC的参考模型HM16.7相比,本文算法在视频编码质量基本不变,视频码率稍有增加的情况下平均可以节省约40%的编码时间,且高分辨率高帧率的视频码率增加幅度普遍小于低分辨率低帧率的视频码率。结论 本文算法在HEVC的框架内,利用视频数据的时间和空间相关性,通过优化帧内CU划分方法,对提升HEVC编码,特别是提高高分辨率高帧率视频HEVC编码的实时性具有重要作用。     

Fast mode decision on H.264/AVC baseline profile for real-time performance

In this paper a new fast mode decision (FMD) algorithm is proposed for the recent H.264/AVC video coding standard, aiming to reduce its computational load without loosing coding efficiency. This algorithm identifies redundancy and selects the minimum sub-set of modes for each macroblock (MB) required to provide high rate-distortion (RD) efficiency. It is based on a fast analysis of the histogram of the difference image between frames which classifies the areas of each frame as active or non-active by means of an adaptive thresholding technique. More coding effort is devoted to active areas with the selection of a large sub-set of Modes, as these areas are expected to be the most relevant in terms of RD cost. Results show reduction values around 35–65% of motion estimation (ME) time, preserving the RD cost for the Baseline Profile, by using P-Slices and without needing B-Slices. Moreover, the strategy works as an intelligent tool for real-time applications with constrained number of operations per frame: it wisely uses the given operational resources distributing them among those MBs that need it.