基于FPGA的CAVLC编解码器设计与实现

H．264标准在基本档次和扩展档次中采用CAVLC熵编码，完成对变换系数残差块的编码。提出一种基于FPGA的H．264标准的CAVLC编解码器，程序代码用verilog硬件描述语言编写，并在QuartusⅡ中进行了仿真验证，可以实现对每个残差块数据的编解码并将其按照宏块光栅扫描的顺序输出到存储器，因此适合于嵌入在最终的码流中。仿真结果表明此CAVLC编解码器达到H．264标准中基本档次和扩展档次level3．0的性能要求。     

Grouped Approach for the Design of H.264/AVC Motion Estimation Architectures

This letter presents a novel approach for organizing computational resources into groups within H.264/AVC motion estimation architectures, leading to reductions of up to 75% in the equivalent gate count with respect to state‐of‐the‐art designs.     

H.264/AVC可伸缩扩展集

可伸缩视频编码是目前国际上研究的热点。联合视频组（JVT）在过去的一年中围绕SVC展开了大量的研究工作，提出了作为H.264／AVC扩展集的SVC方案。实现了时间、空间和质量（SNR）的可伸缩性。本文介绍H.264／AVC可伸缩扩展集的基本结构和技术要点。     

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。     

一种改进的H.264帧内预测模式选择算法

针对H.264帧内预测模式选择中失真估计不准确和计算量大的问题,提出一种改进的H.264帧内预测模式选择算法。该算法首先对像素的递归失真估计方法进行改进,较为准确地估计了多种帧内预测模式下的预测失真,然后利用相邻块预测模式的相关性预先筛除部分预测模式,降低了H.264中帧内预测的复杂度。与JM参考软件的对比结果表明,该优化算法能在保证很好的图像质量的同时,将帧内预测模式选择的时间减少60%以上,有效地提高了视频图像的编码效率和视觉质量。     

快速自适应运动估计算法

为降低H.264中运动估计的复杂性,通过对自然图像序列的分析,提出了一种基于块的运动特征的快速自适应搜索算法。该算法充分利用视频序列中当前块的运动状态,根据不同块的运动情况合理选择运动搜索模板。实验表明,该算法在保证重构图像质量的前提下,编码速度有了显著提高,保证了实时应用的要求。     

一种基于H.264/AVC的快速帧间模式选择算法

为了解决帧间模式选择计算量大的问题,提出了一种快速算法。算法利用编码模式的利用率信息和时空相关性来预先判定当前宏块最可能的编码模式,从而大大加快了模式选择的过程。算法缩小了候选模式的范围,并采用阈值来提高预测准确度。仿真结果表明,该算法在编码质量只有轻微下降的情况下明显降低了计算复杂度。     

H.264/AVC快速帧内预测模式选择算法

基于像素块的纹理特性,相邻块预测模式的相关性提出了一种H.264/AVC快速帧内预测算法,该算法将4×4亮度块的候选模式从9种降低到1～4种。实验结果表明,与H.264编解码器JM8.6相比,I帧编码时间降低50%～60%,而PSNR和输出码率基本保持不变。     

基于线性插值填充的帧内运动补偿

帧内运动补偿被认为是H.264/AVC中具有潜力的改进方向之一。提出了一种线性插值填充算法来改进帧内运动补偿的编码效率。与Dong等人提出的自适应填充算法相比,线性插值填充能更精确地预测出填充区域内的像素,从而使得帧内运动补偿效率更高。实验测试表明,基于线性插值填充的改进算法可以使帧内运动补偿块数量增加4.58%~84.7%,从而令帧内编码的率失真性能得到提高。     

一种面向H.264/AVC的运动估计算法

提出了一种使用具有方向偏向性搜索模板和基于预测模式自适应选择运动估计方案的EPZS(enhanced predictive zonal search)改进算法。该算法将运动估计过程与H.264/AVC中多参考帧、多预测模式等编码工具紧密结合,充分利用视频中运动具有高度时空相关性的特点,综合考虑速度、图像质量及压缩效率等方面的性能。实验结果表明,该算法以极小的计算量得到了与全搜索方法接近的效果;与EPZS算法相比,运动估计的处理速度有了较大幅度的提高,同时保持了与之相当、有时甚至更优的率失真性能。此外,该算法具有很好的鲁棒性,并且能够产生平滑的运动矢量场。