运动补偿的高效插值结构设计

为了减少视频编解码标准H.264/AVC中运动补偿模块插值结构的硬件复杂度,提出了一种高效插值结构,包括“串行输入并行输出”亮度插值结构和只需要2个乘法器和1个加法器的色度插值结构.该插值结构采用串行输入的维纳滤波器来产生水平半像素点中间值;通过分析1/4像素插值的数据相关性来选取整像素点,优化1/4像素的滤波算法;通过分析插值窗口的重叠情况,采用垂直优先插值顺序;并且根据插值的分数像素点的不同读取不同大小的插值窗口.试验结果表明,与现有其他设计相比,该结构可以节省水平方向的6抽头FIR滤波器,减少了寄存器阵列的大小,并且节省了数据读取带宽.在H.264解码器上实现了该插值结构,仿真和综合后的结果表明,与其他设计相比,该结构的硬件复杂度更低.     

H.264中运动估计和补偿新技术的研究

H.264是由ITU-T最新提出的视频压缩国际标准,同以往视频压缩标准相区别的主要特征就是加大了运动估计和补偿部分的比重,通过改善预测误差来提高编码效率.针对H.264中运动估计和补偿采用的新技术,分析了其为提高编码效率采取的关键措施：可变块大小的运动估计,1/4（甚至1/8）象素精度的运动补偿,多参考帧帧间预测模式等,并通过标准测试序列检验了它的性能,证实其能达到更高的编码效率.     

H．264快速运动估计算法研究

在对EPZS和UMHexagonS快速运动估计算法分析研究的基础上，提出一种改进的运动估计算法．该算法采用UMHexagonS的多层次搜索思想．对EPZS算法的钻石模形作适当的变形．有效降低了运动估计的时间．分别应用FS、EPZS、UMHexagonS和改进算法对3种典型的标准图像序列进行测试．测试结果表明，改进算法的图像质量虽略有下降，但运动估计的时间只是FS的30％-40％，EPZS的70％-90％，UMHexagonS的85％-95％．     

基于H.264/AVC的自适应快速多参考帧选择算法

在不同尺寸块编码模式下,时域和空域运动相关性对最优参考帧选取的影响是不同的.本文通过分析视频序列的统计特性和视频帧内的空间相关性,提出了一种基于运动相关性的自适应多参考帧快速选择算法.该算法根据视频序列自身特征,自适应地去除不必要的参考帧,降低编码复杂度.实验结果显示,在保证编码质量的前提下,本算法平均可以节省编码时间40%以上.     

H.264中基于宏块灰度变化梯度的优化插值算法

深入剖析了双线性及立方卷积法在H.264中的应用特点,提出了根据宏块某-部分灰度分布的特定情况选择适当的插值算法.实验表明,在提高插值精度的同时,一定程度上减少了运动搜索及插值运算的工作量,为基于H.264编码器的设计提供了一种新的思路.     

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.     

视频编码新标准H．264／AVC中先进的变换与量化

H．264／AVC是ISO与ITU-T的联合视频组(JVT)开发的一个新的数字视频编码标准．本文将首先简要介绍视频编码新标准H．264／AVC，并详细介绍其变换与量化过程，最后，用实验数据证明该变换与量化的优越性。     

基于H．264的快速运动估计算法研究

在研究H．264多宏块运动估计特点的基础上，提出了一种针对宏块模式的快速搜索准则算法。研究结果表明，在运动估计中加入此准则算法，搜索速度有较大幅度提高，而图像质量和码流基本保持不变。     

一种基于H.264/AVC的多参考帧快速选择算法

最新的视频编码标准H.264/AVC采用了多参考帧运动估计来提高编码效率,增加的计算量与参考帧数目成正比。实际中,多参考帧对编码效率的提高并不完全依赖参考帧数目,而是与序列特征有关。为避免搜索多余的参考帧,提出一种参考帧选择算法来快速确定当前宏块所需的参考帧。该算法利用序列的纹理特征来判定可能的参考帧数目,然后再根据帧间运动信息和RDO(Rate DistortionOptimization)的单调性进一步确定16×16,8×8和4×4模式的最佳参考帧,其它模式可根据与这3种模式的参考帧选择相关性来自适应确定可能选中的参考帧。实验结果表明,这种算法在保持码率和信噪比几乎不变的同时,能够节省约30%的编码时间。     

基于纹理的H．264/AVC帧内预测块选择快速算法

针对帧内预测中的Intra_16×16、Intra_8×8及Intra_4×4预测块选择提出了一种基于纹理的快速帧内预测块模式选择算法.该算法的原理是在做帧内预测之前,首先利用方差对区域纹理的平滑度和粗糙度进行估计,然后从Intra_16×16、Intra_8×8及Intra_4×4中选择一种块进行模式预测.通过方差和阈值相结合的方法来决定块预测模式,减少了算法复杂度,提高了压缩效率.实验结果表明,当考虑Intra_8×8预测块时,编码时间减少了50%以上,当不考虑时。编码时间减少了20%以上.与此同时,码率和峰值信噪比(PSNR)基本保持不变.     

访存带宽最小化的H.264整像素运动估计VLSI结构

面向H.264/AVC整像素运动估计, 提出了一种兼顾数据搬运和计算部件效率的全搜索超大规模集成电路(VLSI)结构. 通过在片上最大化重用参考像素, 使外存访问带宽得到了最小化, 每个参考像素只需访存一次. 通过分布式内存映射和图像边界的假想连接, 使参考像素的搬运过程规则、高效. 处理器单元(PE)结构简单, PE阵列以单指令多数据流(SIMD)方式工作, 数据通信采用脉动方式, 计算部件的利用效率为100％. 搜索过程没有空泡, 每拍处理一个搜索点, 支持7种可变尺寸分块, 同时完成41个分块的绝对差之和(SAD)的计算与比较. 给出了参数化的结构设计描述. 针对标准清晰度数字电视(SDTV)应用, 设计实现了一个具体的结构, 采用Faraday 0.18 μm CMOS标准单元工艺库, 逻辑门数为151×10³门, 关键路径时延为3.86 ns, 片上缓存为23.75 kB, 访存I/O引脚数为8 bit. 在216 MHz钟频下, 实时支持SDTV 720×576@30fps, 搜索范围为［-32, 32］×［-16, 16］, 2个参考图像, 访存带宽为24.9 MB/s.     

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。     

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。     

一种高效的H.264 CABAC解码器的VLSI结构

提出一种H．264／AVC中基于上下文的自适应二进制算术编码（CABAC）解码器的硬件设计方法．在采用并行结构的基础上．给出了一种高效的VLS1实现方案．采用两级有限状态机结构控制宏块解码过程，共通过对残差系数存储器的定时清零解决了数据存储耗时的问题，大大降低了解码控制的复杂度．从而提高解码速度．达到每1至2个时钟解出1比特．仿真结果表明，该方案能满足H.264／AVC main profile CIF 30fps实时解码的要求．     

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。     

一种高效的H.264去块效应滤波器VLSI结构设计

最新的视频压缩编码标准H.264在编解码系统中引入了自适应的去块效应滤波器。去块效应滤波器可以有效地消除块边界的方块效应,但同时也带来了运算量的增加。文中针对H.264去块效应滤波器的硬件原型进行了设计,所设计结构可以大大降低硬件系统的处理周期。在所设计的结构中采用了以下4个关键技术:滤波边界顺序调整、存储单元分配、滤波器架构和双转置寄存器组来提高系统的并行处理能力。仿真结果表明,文中所提出的架构,仅需要288个时钟周期即可实现一个16×16宏块的滤波。滤波器模块只占用16.3 k逻辑门和640 byte的b lock RAM,具有很高的时间-面积效率。     

一种新的H.264快速帧内预测模式选择算法

对H.2641AVC帧内预测模式选择算法进行了分析,通过采用亚采样方案计算边缘方向、利用边缘矢量幅值进行预测模式判决和在一定条件下提前结束Intra_4×4模式等方法对PAN算法进行了改进.结果表明,该方法在不影响图像失真度和码率性能的前提下,降低了帧编码时间,减小了编码复杂度.     

H.264视频鲁棒传输的最优宏块模式选择

分析了受损宏块的信道失真及其差错扩散,研究了宏块编码模式对信源失真和信道失真的影响,提出了结合信源信道编码的一种基于率失真优化的快速模式选择算法。通过估算不同宏块模式的信源失真和信道失真,自适应地选择最佳编码模式,使得视频序列的整体传输失真最小。模拟实验显示,相对于H.264参考软件的模式选择算法,该算法显著降低了计算复杂度并提高了视频差错恢复性能。