H.264帧内预测编码的优化与实现

通过帧内预测对H.264/AVC编码器软件进行了优化,并通过JM86软件模型进行仿真验证.验证结果表明,在保证图像质量的情况下,优化方法降低了运算的复杂度,提高了编码效率.     

基于梯度方向算子的H.264帧内模式选择算法

提出梯度方向算子的概念,基于该算子提出了一种H.264帧内模式快速选择算法。本文首先应用梯度方向算子计算编码宏块中各4×4亮度子块的纹理特征和灰度起伏特征,根据这两种特征参量削减4×4帧内候选预测模式。通过统计宏块中各子块的4×4候选预测模式信息,结合梯度方向强度门限判别法削减宏块的16×16候选预测模式,通过率失真优化算法计算得到最优亮度预测模式。进一步根据亮度宏块和色度宏块的对应关系,在亮度候选预测模式的基础上对色度宏块候选预测模式进行削减,最后计算得到最优色度预测模式。该算法削减了50%以上的帧内预测模式,减少了帧内预测模式选择的运算量,实验表明,该算法能够在峰值信噪比和码流比特率变化轻微的前提下减少50%以上的运算量。      

基于FPGA的H.264帧内预测算法研究

采用FPGA以并行处理方式实现了H.264的帧内预测.系统被划分成多个功能模块,采用层次化、模块化的设计思想,并采用流水线结构和乒乓操作来提高系统的并行性、运行速度和总线利用率.所有模块用Verilog语言设计,由Modelsim仿真和集成开发环境ISE9.1综合,最后通过Spartan3E开发板进行实验验证.仿真结果表明,该设计能够很好地满足实时性要求.     

H.264编码中帧内预测算法研究

提出了一种适用于H.264的帧内预测快速算法,利用H.264帧内模式判决统计特性、绝对变换误差(SATD)与率失真(RD)的相关性,有效减少了预测模式的频率。实验表明,和H.264相比,编码速度平均提高63.92%,而图像质量和输出码率基本不变。     

H.264快速帧间编码模式选择算法

本文提出了一种用于H.264编码的快速帧间编码模式选择算法.这种算法有效地减少了原图像编码过程中待测编码模式的数量,从而提高了编码速度.     

利用变换域信息快速实现H.264帧内预测编码的新算法

新的视频编码标准H.264中采用了帧内预测技术,能够极大地减少空间冗余性,从而进一步提高了对帧内宏块编码的效率,但同时也增大了帧内编码的计算时间。为了减少帧内编码时间和编码延迟,该文提出了一种能够快速实现帧内预测编码的新算法。该文算法先利用变换域的信息得到图像纹理的方向,只在最可能的几个模式中进行模式选择,从而降低了运算量。对不同的视频序列测试的结果表明,使用本算法后帧内编码时间可以减少70%左右,同时保持相近的图像压缩质量和码率水平。对于一些实时性要求苛刻的视频压缩应用,采用该文的快速算法会比较有效。     

H.264快速帧间编码模式选择算法

本文提出了一种用于H.264编码的快速帧间编码模式选择算法。首先对低分辨率缩略图进行编码和R-D优化,选出该分辨率下帧间编码宏块中每个8x8块使用的最优帧间编码模式,然后将该模式映射为原始分辨率图像中对应16x16宏块的候选帧间编码模式子集,最后用通常的R-D优化方式从中选出原始分辨率下的最优模式。这种算法有效地减少了原图像编码过程中待测编码模式的数量,从而提高了编码速度。测试表明,此算法能够使编码速度提高将近一倍,同时码率增加不超过3%,PSNR下降不超过0.2dB。     

基于H.264帧内预测模式的信息隐藏算法

根据H.264标准编码的特点,提出一种较高性能的信息隐藏方案。文章分析H.264中I4×4亮度块的9种帧内预测模式,以及最优模式的选择策略,将I4×4亮度块的9种帧内预测模式作为备选宿主,利用信息嵌入算法将信息嵌入到视频中。这样降低了信息隐藏过程中预测模式调整对视频质量的影响,并能提高嵌入信息数据量。     

H．264编码技术

本文主要介绍H．264几项关键技术，H．264的特点等。     

H.264帧内模式快速选择算法研究

在对校验模型帧内预测算法分析的基础上,提出了一种帧内模式快速选择算法:在帧内编码中采用亮色分离方案对模式进行选择,在帧间编码中利用最佳帧间模式信息对帧内预测模式进行选择.实验证明,与原校验模型JM72相比,平均编码速度提高约29%,亮度PSNR平均下降在0.01 dB之内,平均比特率上升约0.34%.     

H.264图像复杂度自适应的I帧码率控制算法

该文针对H.264帧内编码码率控制(RC)效果不佳的问题,提出了一种新颖的图像复杂度自适应I帧RC算法。首先用Sobel算子检测I帧亮度像素的梯度,建立44块的边缘方向直方图,得到每个44块最可能的帧内预测模式和相应重构块,最终获得与实际编码相近的残差图像。用残差的平均绝对值表达I帧编码复杂度,并提出了一种经验型码率-量化(R-Q)模型,同时考虑缓冲区状态和序列特性为I帧分配合适的目标比特,最后为每一个图像组(GOP)得到了合适的I帧量化参数(QP)。实验结果表明,该文算法能更准确地控制I帧输出码率,有效阻止缓冲区溢出和跳帧,得到更加平稳的视频质量,序列PSNR波动减少了60%以上。     

H.264中的运动估计和帧内预测算法研究

 针对一些算法过早的确定搜索方向,容易陷入局部最优点缺失搜索准确度的情况,提出一种新的基于搜索方向预测的运动估计算法.实验结果表明,与单一搜索图形相比,该算法具有更高的搜索精度和搜索速度.帧内预测技术作为影响帧编码效率的关键,一直被广泛研究,为此,本文提出了一种快速的帧内预测算法,对宏块划分提出了新的"模板"宏块对比算法思想,并在已有的抽样算法和搜索窗算法的基础上,提出了改进方法.实验结果证明,算法在不降低图像质量的基础上,编码速度平均提高80%.     

基于转码器H.263+/H.264 Intra的帧转码技术研究

数据在不同系统和设备间互通互连的问题是视频通信领域的研究重点．文中研究了H．263＋到H．264转码器中Intra帧的转码问题，对快速得到转码后的预测模式及预测方向做了深入的研究．仿真试验表明：文中提出的转码算法在保证转换编码效率的同时，灵活性和鲁棒性较好．     

基于H.264图像编码的语音编码

语音编码、图像编码技术作为现代通信的核心技术之一,一般是分开编码的,主要原因在于语音信号和图像信号二者差异很大,依据各自的特点需要采用不同的编码方法。然而它们也有很多共同的特征,采用了许多相同的编码技术。提出并仿真验证了一种利用H.264图像编码方法实现语音编码的算法,在7.7kbps的编码速率下,获得了较高的合成音质。算法计算量适中,对实现多媒体融合编码有重要意义。     

Adaptive Scanning for H.264/AVC Intra Coding

In this letter, an adaptive scanning that improves intra coding efficiency in the H.264/AVC standard is proposed. The proposed adaptive scanning utilizes the prediction directions (modes) that include the horizontal and vertical edge information in a block. Depending on the prediction directions, the proposed method uses three scanning methods: zigzag scanning, horizontal scanning, and vertical scanning. In the proposed method, horizontal and vertical scanning are used in vertical and horizontal prediction modes, respectively, and the normal zigzag scanning in the H.264 standard is used in all other intra prediction modes. The proposed method reduces the bit rate by approximately 2.5% compared with H.264/AVC, without the degradation of video quality.     

基于H.264的自适应选择增强FGS视频编码

提出了一种新的选择增强FGS编码方法,基本层仍采用H.264编码方式,增强层直接利用基本层的模式判决结果对不同运动分割宏块进行不等程度的增强.H.264采用了树型结构运动补偿,较大的宏块分割尺寸适用于平坦区,而较小的宏块分割尺寸可以刻画精细的运动细节;分析表明,对于特定类型的图像序列,精细的运动细节又较为集中于视觉感兴趣区(ROI).本文利用这一特点,对较小分割尺寸的宏块进行位平面提升以保证精细运动细节区的优先编码,使它们更容易被包括进截断码流,从而在不必预先确定ROI位置的条件下仍能有效提高ROI的重建质量.     

一种基于二维直方图的H.264/AVC快速帧内预测判决算法

最新的视频压缩标准H.264/AVC具有极高的压缩率,但由于其算法极其复杂,编码时间较长,无法达到实时应用的要求。该文针对其帧内预测算法的特点,提出了一种基于二维直方图的快速帧内预测算法。该算法在进行帧内预测之前先对宏块预判,从两种帧内预测模式中选择一种,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,编码速度提高了16.26%,PSNR值基本不变。     

基于H．263编码标准的H．264实时编码器的优化设计

从实时应用角度出发,参考H.263编码标准,对H.264视频编码器进行精简,并对耗时较大的算法进行改进.仿真结果表明,简化后的H.264编码器编码速度达到20f/s(帧/秒),达到实时编码要求,且编码性能优于H.263编码标准的编码器.     

Fast motion estimation for H.264

Several specific features have been incorporated into Motion estimation (ME) in H.264 coding standard to improve its coding efficiency. However, they result in very high computational load. In this paper, a fast ME algorithm is proposed to reduce the computational complexity. First, a mode discriminant method is used to free the encoder from checking the small block size modes in homogeneous regions. Second, a condensed hierarchical block matching method and a spatial neighbor searching scheme are employed to find the best full-pixel motion vector. Finally, direction-based selection rule is utilized to reduce the searching range in sub-pixel ME process. Experimental results on commonly used QCIF and CIF format test sequences have shown that the proposed algorithm achieves a reduction of 88% ME process time on average, while incurring only 0.033 dB loss in PSNR and 0.50% increment on the total bit rate compared with that of exhaustive ME process, which is a default approach adopted in the JM reference software.