基于图像特征的H.264快速帧内模式预测算法①

H.264引入帧内预测技术提高了I帧的编码效率,但也大大增加了编码的计算复杂度。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,提出了一种快速H.264帧内预测模式选择算法。该算法通过预测模式尺寸预先选择原则、帧内预测模式快速选择原则和提前中止原则来加快编码速度。实验结果表明,该算法在保证图像质量和比特率大致不变的前提下,与H.264原有的全搜索算法相比,编码速度能够平均提高41.3%～53.4%;与快速三步法相比,编码速度能够平均提高21.4%～32.4%。     

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。     

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。     

H.264/AVC快速帧内预测模式选择算法

H.264引入帧内预测并采用拉格朗日率失真优化(RDO)技术来选择最佳帧内预测模式,提高I帧的编码效率,但也大大增加了编码的计算复杂度。为了降低计算复杂度,根据帧内预测算法特征提出了一种基于像素方向相关性的帧内预测模式快速选择算法。实验结果表明,该算法在保证图像质量和比特率大致不变的前提下,极大地降低了帧内预测编码的计算复杂度。     

一种应用Radon变换的H.264/AVC帧内预测算法

在H.264/AVC视频编码过程中,编码时间受诸多因素影响,如帧间/帧内模式选择、率失真优化(RDO)等.JVT(Joint Video Team)提供的参考软件采用全搜索算法进行帧内预测,其算法复杂度很高.为此,提出一种基于Radon变换的快速预测算法,通过对4 ×4块进行Radon变换求取其纹理方向,根据求取的纹理方向减少4×4块的预测模式,有效的降低了预测时间.实验结果表明本算法在信噪比和码率变化极小的情况下,编码速度有显著提高.     

H.264快速帧内预测模式选择算法

H.264引入帧内预测技术提高了I帧的编码效率,但也大大增加了编码的计算复杂度。为了降低计算复杂度,根据预测模式算法的特征提出了一种基于像素边缘矢量方差及子块宏块映射关系的帧内预测模式快速选择算法。实验结果表明,该算法在保证图像质量和比特率大致不变的前提下,极大地降低了帧内预测编码的计算复杂度。     

基于H.264帧内预测模式选择算法的研究与改进

H.264中提高编码性能的一个重要手段是帧内编码,它采用了多种预测模式,这些模式在对I、P和B帧编码时,都需要进行逐一计算。因此,可以通过优化快速算法来降低帧内编码的整体复杂度。通过对帧内预测编码的基于边缘直方图的经典快速算法进行仔细地分析和深入的研究,提出了一种改进的基于边缘直方图的快速算法,并在x264平台上加以实现。     

一种基于纹理分析的快速帧内预测算法

H.264是最新的视频压缩标准,帧内预测是其中一个重要组成部分.JVT(Joint Video Team)提供的参考软件采用全搜索算法进行帧内预测,算法复杂度很高,无法满足实时视频的需求.为了降低帧内预测算法的复杂度,提高编码效率,根据灰度共生矩阵及其逆差距提取宏块的纹理特征,对宏块的平坦程度和纹理方向进行预判,提出了一种新的快速帧内预测算法.基于参考软件JM13.2的实验结果表明本算法与全搜索算法相比在信噪比和码率变化极小的情况下,编码速度有显著提高.     

H.264帧内预测模式的快速选择算法

为了降低H.264标准中帧内预测模式选择的复杂度,提出一种快速的帧内预测方法.H.264采用率失真优化(RDO)算法,通过计算所有预测组合模式的率失真代价来确定宏块的最优编码模式,其计算复杂度非常大.提出的帧内预测快速选择方法利用宏块的绝对误差和(SAD)来缩小预测模式的范围,减少帧内预测的计算量,从而提高模式判别的速度.实验结果表明,在图像质量和码率基本保持不变的情况下,该算法使Ⅰ帧的编码速度提高约76%.     

基于全零模块检测的H.264/AVC快速帧内模式选择算法*

H.264/AVC采用多方向、多划分的帧内预测模式,与其他视频编码标准相比具有更高的编码效率,但同时也使计算复杂度明显提升。通过分析各编码模式的特点和最佳模式分布规律,提出了基于全零模块检测的快速帧内模式选择算法,略过不可能进一步降低率失真代价的帧内预测模式,以降低编码过程的计算复杂度。实验结果表明,在保证编码性能的前提下,可以有效地降低H.264/AVC的计算复杂度。     

H.264/AVC中基于决策树的P帧快速模式选择（HHME2013第61号论文）

目的：H.264/AVC帧间预测编码需要对所有可能编码模式计算并比较率失真代价,众多的模式类型导致了P帧编码的计算复杂度非常高。本文提出了一种针对P帧的基于决策树的快速选择候选模式算法。方法：在对宏块进行16×16的帧间运动估计后,首先根据残差宏块中4×4全零系数块个数对部分宏块直接选择出候选模式;然后使用16个4×4块的SATD值,采用决策树分类方法对其余宏块选择候选模式。结果：由于只需对候选模式进行编码,因此有效降低了编码器的计算复杂度。实验结果表明,与原始全搜索编码算法相比,该算法对不同运动程度的视频序列获得了较一致的编码时间节省,同时平均峰值信噪比的损失和平均比特率的增加均较少。结论：本文提出了一种新的P帧帧间预测候选模式选择算法,根据帧间运动估计后的残差宏块信息,采用决策树方法对候选模式集进行分类。实验结果表明,该算法能在保证视频编码质量的前提下,有效地降低编码过程中的计算量,缩短编码时间。     

H.264/AVC中基于决策树的P帧快速模式选择

目的 H.264/AVC帧间预测编码需要对所有可能编码模式计算并比较率失真代价,众多的模式类型导致了P帧编码的计算复杂度非常高。为此提出一种针对P帧的基于决策树的快速候选模式选择算法。方法在对宏块进行16×16的帧间运动估计后,首先根据残差宏块中4×4全零系数块个数对部分宏块直接选择出候选模式;然后使用16个4×4块的变换域系数绝对值之和(SATD)值,采用决策树分类方法对其余宏块选择候选模式。结果由于只需对候选模式进行编码,因此有效降低了编码器的计算复杂度。实验结果表明,与原始全搜索编码算法相比,该算法对不同运动程度的视频序列获得了较一致的编码时间的节省,同时平均峰值信噪比的损失和平均比特率的增加均较少。结论新的P帧帧间预测候选模式选择算法,根据帧间运动估计后的残差宏块信息,采用决策树方法对候选模式集进行分类。实验结果表明,该算法能在保证视频编码质量的前提下,有效地降低编码过程中的计算量,缩短编码时间。     

视频编码中帧内预测算法研究及性能比较

H.264是ITU和ISO联合制定的新一代视频编码标准,在多方面做出了改进.H.264标准中采用的空域帧内预测算法,有效提高了编码效率和预测精度.该文详细对比和分析了MPEG-4、WMV9所使用的频域帧内预测算法和H.264所使用的空域帧内预测算法,通过对各种测试序列的仿真,证明空域帧内预测算法能够有效提高编解码系统的整体性能.     

H.264视频流分辨率缩减转码的快速宏块模式选择算法

H.264视频编码标准采用帧内预测,帧间的宏块分割等新的特性提高了编码效率,同时也较大地提高了模式选择的复杂度,因此H.264视频转码中模式选择算法将显著影响到转码的效率。提出了一种适用于H.264视频流空间分辨率缩减转码的宏块模式选择算法。主要利用输入码流中的宏块模式和运动矢量信息,获得局部的预测方向或者梯度方向,从而根据方向信息,减少需要计算的宏块模式的数目。实验证明,在保持编码效率和视频质量的同时,能够有效地降低H.264下采样转码过程中的宏块模式选择算法的复杂度。     

自适应阈值的宏块MAD快速帧内算法

最新的视频压缩标准H.264/AVC具有极高的压缩率,但其算法极其复杂,编码时间较长,无法达到实时应用的要求。针对其帧内预测算法的特点,提出了一种基于MAD的自适应阈值快速帧内预测算法。算法充分利用宏块的MAD（平均绝对误差,Mean Absolute Differences）信息及时空相关性,在进行帧内预测之前先对宏块预判,同时采用自适应阈值的方法在帧内4×4（I4）和帧内16×16（I16）预测模式之间快速进行选择;然后针对I4预测,采用阈值法在9种预测模式间快速选择,从而减少了算法的复杂度,提高了压缩速度。实验结果表明,所提的算法在码率只有少许增加的情况下,编码时间平均减少61.3%,PSNR值基本不变。     

A first approach to speeding-up the inter mode selection in MPEG-2/H.264 transcoders using machine learning

The H.264 standard achieves much higher coding efficiency than the MPEG-2 standard, due to its improved inter and intra prediction modes which come with a cost of higher computation complexity. Transcoding MPEG-2 video to H.264 is important to enable gradual migration to H.264. However, given the significant differences between the MPEG-2 and the H.264 coding algorithms, transcoding is much more complex and new approaches to transcoding are necessary. In this paper, we introduce and evaluate a low complexity macroblock partition mode decision algorithm, to be used as part of a high-efficient inter-frame prediction in MPEG-2 to H.264 transcoder. The proposed tools are used to compute an optimal MB coding mode decision with significantly reduced computational complexity. Specifically, we achieve the computational savings by using the following MB information coming from MPEG-2: the MB coding modes, the coded block pattern (CBPC) in MPEG-2, and the mean and variance of the 16 4 × 4 sub blocks of the MPEG-2 residual MBs. We use data mining algorithms to develop a decision tree for H.264 coding mode decisions. The decision trees are built using RD optimized mode decisions and result in highly efficient mode decisions, with significantly reduced computational complexity. The proposed transcoder is 35% faster than the RD optimized H.264 reference transcoder without a significant PSNR degradation (0.05 dB on average). The proposed transcoder performs over 0.4 dB better on average than the SAE cost based H.264 transcoding.

基于纹理特征的H.264帧内预测快速算法

H.264/AVC是最新的视频压缩编码标准,在帧内预测过程中,采用了率失真优化技术（RDO）进行预测模式的选择,使编码性能得到显著提高,但同时编码复杂度和计算量也明显增加。研究了现有的典型快速帧内预测算法,并提出一种融合宏块平坦性特征和4×4块纹理特征的快速帧内预测算法。算法通过判断宏块的平坦性提前选定块大小,根据4×4块内部纹理特征,确定预测模式集,降低算法复杂度。实验结果表明,较之JM95,在峰值信噪比(PSNR)基本不变,输出码率略有升高的情况下,本文算法对一个宏块的RDO计算次数平均降低了71.3%。     

一种适用于H.264/AVC的自适应空域帧内预测算法

提出了帧内预测算法中邻块间预测选项的相关性、预测选项和SAD相关性的概念,在此基础上提出了一种适用于H．264／AVC的自适应空域帧内预测算法,该算法利用上述的两种相关性预测当前块的帧内预测选项;利用“半步停”技术自适应地中止预测．实验结果表明,该算法在保证重构图像质量和压缩比的同时,计算复杂度仅相当于原有算法的7％左右．     

基于方向测度的H.264快速帧内预测算法

H.264在空间域上从多个方向进行多种模式的帧内预测,并使用率失真优化算法选择最佳模式,使编码的复杂度大幅增加。为此,提出了一种基于方向测度的快速帧内预测算法。该算法使用方向测度来判断块的平坦程度和纹理方向,它可以预先排除可能性小的预测模式,避免了不必要的代价计算。实验结果表明,算法在保持信噪比平均降低0.05 dB和码率平均增加1.27%基础上,编码时间平均减少了39.16%。     

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。