H.264帧内预测模式的研究

H.264帧内预测技术是提高视频压缩比的关键,一方面,可以提高I帧的压缩效果,有利于视频码流速率的控制,这在实际的网络传输中具有重要的意义;另一方面,当帧间预测找不到匹配块的时候,可用帧内预测来达到好的压缩效果.介绍了H.264帧内预测模式,分析了采用RDO技术下帧内模式选择过程,并详细研究了X264开源代码的帧内预测...     

VLSI implementation of a configurable IP Core for quantized discrete cosine and integer transforms

In this paper, a low‐complexity and highly integrated IP Core for image/video transformations is presented. It can perform quantized 8×8 DCT and quantized 8 × 8/4 × 4 H.264 integer transforms on the presented configurable architecture using integer shift–add arithmetic operations. The MPEG‐4/H.264 experimental and circuit simulation results show that the reconfigurable modules and the CORDIC‐Scaler can not only approximate the arbitrary scaling values for different video standards efficiently but also achieve very high throughput and retain good transformation quality compared with the default methods in terms of PSNR. Therefore, the proposed IP Core is very suitable for low‐complexity multi‐purpose Video Codecs in SoC designs. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

高效视频编码标准-H.264

H.264/AVC是ITU-T的视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC的活动图像编码专家组(MPEG)联合开发的一个最新的视频编码标准.其目的是为了获得很好的图像压缩效果并能适应不同的网络环境.文中对H.264/AVC标准的技术特点进行概要介绍.     

一种基于H264编码标准的快速运动估计算法

运动估计历来是视频压缩编码中最重要也是最耗时的环节之一。本文基于H264编码标准提出一种快速运动估计算法,该算法结合UDO（ratedistortionoptimal）的分布特点和块运动相关性,对块的运动区域分类,并按类采用不同的模板进行搜索。实验结果表明,本算法在编码恢复图像的效果在PSNR（peakofsignaltonoiserate）方面与全搜索方式相当,但在编码速度上有较大提高,较JM参考软件中其他几种快速搜索算法有30％左右的提高。     

Visual tracking in HEVC compressed videos

We present a robust visual tracking algorithm to track a rigid object in high efficiency video coding (HEVC) compressed‐domain. Based on a Markov random field model, we estimate the target object state by using motion vector extracted from compressed bitstream. Especially, we employ residual discrete cosine transform (DCT) coefficient (RDC) in the bitstream as the shape information of the target object to prevent the drift problem. The measurements of motion vector and RDC are adaptively reflected through our potential functions for the target state. Our experiments on test sequences compressed by an HEVC encoder show that it is robust to track rigid objects. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于残差下采样的立体视频编码算法

基于立体视频数据压缩的目的,提出了一种基于残差宏块自适应下采样立体图像编码方案。该方案采用H.264标准,独立编码左通道参考图像。应用视差估计和运动估计联合补偿技术编码右通道目标图像,在目标图像的编码过程中,根据目标图像运动场景的不同,对图像残差块进行选择性的下采样编码。与原始的JMVM算法相比,在相同的峰值性噪比下,该算法具有更高的编码效率。     

基于深度学习的VVC快速帧内模式决策

新一代视频压缩标准（H.266/VVC）在帧内预测中提供了67种预测模式,这使得编码效率得到大大提升,但同时也带来了极高的计算复杂度。本文提出了一种基于深度学习的帧内模式决策快速算法。首先针对编码块尺寸划分后块的大小形状不同的问题,对提取的亮度块进行预处理,并通过随机剪裁、重采样和卷积神经网络（CNN）上采样的方式,保证块的大小和质量。然后精心设计了CNN架构来降低帧内预测复杂度,并提出将当前编码块、相邻参考块以及残差块三者作为网络的输入,把率失真决策过程转换为分类问题,减少不必要的模式遍历。为训练所提出的深度学习网络,本文针对H.266的特点建立了模式决策数据集。实验结果表明,文章提出的算法与VTM10.0相比,编码时间平均降低了39.56%~43.45％,有效的降低了编码的计算复杂度,同时率失真性能基本保持不变,与最新参考文献相比综合性能也有所提升。     

可伸缩视频编码研究现况综述

可伸缩视频编码是H．264／AVC的标准的扩展。随着科学技术的发展,视频传输、存储系统和计算能力的不同,比特流需要能够适应用户的不同需要和爱好、终端能力和网络状况,可伸缩视频编码是解决上面问题的一个很吸引人的技术。可伸缩视频编码可以传输和解码部分比特流以提供更低的时间、空间和质量同时保持相对于部分比特流较高的重建质量。本文介绍了一些可伸缩性编码的3种重要的可伸缩编码方式即：时间可伸缩性编码、空间可伸缩性编码和质量可伸缩性编码,主要介绍了它们的实现原理和关键技术以及根据它们的具体特征提出的一些快速算法。     

基于指数率失真模型的增量式码率控制算法

高速增长的视频通信需求促进了视频压缩技术的快速发展。为了进一步提高H.264/AVC的码率控制性能,提出了一种新的码率控制算法。新算法包含一种新型的指数型率失真模型,一种增量式QP计算方法,一种基于权重的帧比特位分配策略和一种线性回归模型参数更新方法。基于指数率失真模型的一阶微分特性和拉格朗日中值定理,提出的增量式QP计算方法成功地解决H.264/AVC中的"QP悖论"。编码实验结果表明,新算法与JM模型中推荐的码率控制算法相比,实际比特率更接近目标比特率,达到了更精确的缓冲控制,明显地提高了平均解码视觉质量QCIF为0.23dB,CIF为0.75dB,720p为0.12dB。     

H.264帧内预测模式判定快速算法研究

帧内预测是 H.264编码中用来提升帧内编码压缩效率的编码工具,它通过计算和比较多种帧内预测模式下的宏块率失真代价,并选择最优的帧内预测模式来充分消除图像信号的空间冗余,提升视频信号帧内编码的压缩效率,但多种帧内预测模式下的宏块率失真代价计算使帧内编码运算量成倍增长,阻碍了其实际应用.为此,提出一种帧内预测模式判定快速算法,以提升 H.264帧内编码的计算效率.该算法包括3个部分:1)加快4×4帧内预测模式判定的两级预测模式判定快速算法;2)加快宏块帧内预测模式判定的亮度分量帧内预测分区类型提前判定算法;3)融合上述2种算法的宏块帧内预测模式快速判定流程.测试结果显示,与H.264标准参考编解码器 JM10.1相比,所提算法编码时间节省52%左右,峰值信噪比仅下降0.03 dB,码率增长约为2.5%.由此证明,所提算法能在保持视频压缩效率基本不变的前提下,有效提升视频编码的运算效率     

H.264/AVC的分级帧间预测算法研究

在H.264/AVC标准中,帧间预测一直是编码过程最耗时的部分。为减少帧间预测编码时间,提高编码速度,在保持全部功能的情况下修改了JM代码中帧间预测的结构流程,并在新的结构的基础上提出新的预测算法:Skip模式的优先选择和多参考帧选择的新判断标准。实验结果表明,在PSNR和码率基本保持不变的情况下,编码时间减少了51%~67%。     

高清晰视频会议系统中主要技术标准的分析

高清晰视频会议系统目前所采用的技术体制还没有完全的标准化。文章通过对当前视频技术发展现状的分析及对各厂家产品的了解,对视频会议系统中视频编解码标准及系统体制2个主要部分进行了分析。在视频编解码技术方面,主要是将目前高清视频会议系统所采用的H.264和MPEG-2两种主要标准进行比较;在系统体制上则是对H.320和H.323两种标准进行比较,并通过这种比较,对国家电网公司高清晰视频会议系统的建设方案提出一点建议。     

实时网络视频监控系统在河南电力的应用

结合河南电网实际情况和新型图像监控技术,介绍了河南省重要变电站实时网络数字视频监控系统的设计方案。根据具体工程,分析了H.264/AVC标准视频压缩技术、流媒体服务器技术、通道虚级联技术和IP组播技术的应用,并详细阐述了该系统的建设和运行情况。该系统的竣工投运填补了省网长距离、大范围、多站点图像监控的空白,为实现电网调度多媒体化奠定了良好的理论和实践基础。     

变电站视频监控系统的高效视频压缩方法研究

为提高视频编码效率,满足监测用户对变电站视频监控系统高清图像质量的要求,通过分析国际上视频编码相关技术的研究现状,结合MPEG-x系列标准技术和H.26x系列标准技术,提出基于动态纹理建模的视频编码方法,改进了帧间预测的精度。仿真实验结果：对于分辨率为176 dpi×144 dpi的视频序列,该方法比H.264标准算法图像质量提高了0.06 dB,码率减小了1.05%;对于分辨率为416 dpi×240 dpi的视频序列,该方法比H.264标准算法图像质量提高了0.17 dB,码率减小了3.22%。仿真实验结果表明该方法相比目前主流的H.264标准算法,进一步提升了压缩效率。     

一种适用于实时交通监控的视频编码方法

提出了一种修改的基于内容的实时可伸缩H.264编码器,该技术适用于实时交通视频监控系统.在提出的方法中,首先对视频序列进行滤波,从而去掉噪音,之后从罔像中首先提取运动区域,然后从运动区域中提取运动窗,大大提高了运算速度,然后使用零块的预先判决算法来加快其编码速度,最后根据运动窗的速度和大小将其分为快速运动窗、慢速运动窗和远处运动窗,根据其特点来分别降低其时间冗余度和空间冗余度,以便适合于实时传输.实验证明该方法与其他方法相比,其压缩率和编码时间都有较大提高,同时视觉质量也没有明显的下降,适合实时交通视频监控,另外提出的系统完全能够遵从H.264编码器标准,完全符合传统H.264解码器.     

基于AVS的变电站远程视频监控系统

AVS是我国具有自主知识产权的视频编码标准,其性能基本上与H.264持平,而实现成本和算法(以及芯片)复杂度却大大低于H.264,具有较高的性价比.文章探讨将AVS标准引入变电站视频监控中,实现AVS视频编码技术对视频图像的压缩、传输和解压缩等功能,内容涉及系统的结构设计、传输控制方案、AVS编解码标准的运用等问题.对变电站视频监控系统的改革带来的优越性进行了详尽地描述.     

H264/AVC去块滤波算法研究及FPGA实现

去块效应滤波在有效改善图像质量和压缩效率的同时,也引入了极大的计算复杂度,另外去块滤波过程需要从片外存储器读取待滤波的数据并将滤波后的数据写入片外存储器,这对于读写时钟有很高的要求,为了改善去块滤波提出了一种基于FPGA的改进的滤波算法。相对于基本的滤波方法,可以尽快得到滤波结果,减小片内缓存的中间数据量,同时减少整个滤波过程所需要的时钟周期数,采用5级流水线电路结构,具有较高的数据吞吐量,整个设计划分为多个功能模块,全部采用Verilog HDL硬件描述语言实现,通过matlab和modelsim联合仿真验证。可以满足对H264图像实时解码的要求。     

H.264帧间模式选择快速算法

为了解决H·264采用的全宏块搜索模式带来的巨大运算量问题,本文提出了一种快速模式选择算法。通过对运动矢量差值的判定确定宏块分割模式,从而减少了运算量。实验结果表明,此算法与全宏块搜索模式相比,在图像质量和码率有少量变化的前提下,编码速度显著提高。此算法的提出对实现H·264实时编码有重要意义。     

高效视频编码（HEVC）帧内预测的硬件实现方案

为了满足实时性要求,提出了基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)的帧内预测并行化设计架构.通过并行架构来减少运算等待时间,通过查找表简化了参考像素选取过程,通过预测运算单元来降低计算复杂度和硬件实现的难度.实验代码通过Verilog HDL编写,通过Modelsim SE 10.1a进行仿真,并在Xilinx Virtex6 XC6VLX760 FPGA上综合.结果表明,该结构完成32×32块的预测需要570个时钟周期,在100 MHz时钟频率下,可以对60 f/s,分辨率为1 920×1 080的视频帧序列进行实时编码,满足实时性要求.     

基于H.264的网络视频服务器的设计

本文设计了一种基于H.264视频压缩编码技术的网络视频服务器.硬件设计采用SA7111A芯片完成输入视频A/D转换;以TMS320DM642 DSP芯片为核心硬件平台实现视频压缩编码;利用微处理器SA1110、以太网接口控制器RTL8139C及相应外围设备实现网络控制和传输.软件设计包括视频编码和网络传输控制两个模块.实测结果表明,在普通IP网络环境下,基于H.264的网络视频服务器较好地实现了视频实时编码和传输,同时具有清晰连续的图像质量.