Integrated Joint Source-Channel Decoding for H.264 Video Transmission

This paper proposes an integrated joint source-channel decoder （I-JSCD） using Max-Log-MAP method for sources encoded with exp-Golomb codes and convolutional codes, and proposes a system applying this method to decoding the VLC data, e.g. motion vector differences （MVDs）, of H.264 across an AWGN channel. This method combines the source code state-space and the channel code state-space together to construct a joint state-space, develops a 3-D trellis and a maximum a-posterior （MAP） algorithm to estimate the source sequence symbol by symbol, and then uses max-log approximation to simplify the algorithm. Experiments indicate that the proposed system gives significant improvements on peak signal-to-noise ratio （PSNR） （maximum about 15 dB） than a separate scheme. This also leads to a higher visual quality of video stream over a highly noisy channel.     

A rate-distortion optimized rate shaping scheme for H.264 data partitioned video bitstream

To enable quality scalability and further improve the reconstructed video quality in rate shaping, a rate-distortion optimized packet dropping scheme for H 264 data partitioned video bitstream is proposed in this paper. Some side information is generated for each video bitstream in advance, while streaming such side information is exploited by a greedy algorithm to optimally drop partitions in a rate-distortion optimized way. Quality scalability is Supported by adopting data partition instead of whole frame as the dropping unit. Simulation results show that the proposed scheme achieves a great gain in the reconstructed video quality over two typical frame dropping schemes, with the help of the fine granularity in dropping unit as well as rate-distortion optimization.     

基于H.264视频编码技术的研究

介绍和分析了H．264采用的新编码技术，诸如1／4和1／8像素精度运动估计，可变大小的图像分块。多参考帧，新的熵编码算法等．新编码技术的采用使H．264的编码性能得到大幅提升；通过与H．263编码模型的实验性能对比测试，比较分析了H．264新编码技术的优缺点．     

高速视频会议系统H.264编码的优化

为了提高视频会议系统的图像传输速度,将视频帧预测模式按照在实际的模式选择中所占比例高低以及宏块间的相似性分成四类,从实际选择中所占比例高的模式优先开始搜索,代替原来的树状全搜索模式,来缩短帧预测的时间,从而提高系统的图像传输速度.实验结果表明,优化后的算法在不影响图像视觉效果的情况下,较优化前的算法平均每帧编码时间明显缩短,说明通过按实际模式选择中所占比例高低,进行预测模式分类搜索的方法可以有效提高图像帧编码的速度,从而提高视频会议系统的图像传输速度.     

H.264标准在视频监控系统中的应用

针对H.264的编码特性,选择了编码代价最小的帧间编码模式,通过改变搜索范围来优化多帧运动估计。实验结果验证,该编码算法可以平均节省H.264编码时间的30%。     

保持语义格式兼容的H.264/AVC视频加密算法

针对以往视频加密研究成果不能直接适用于H.264的现状和保持语义格式兼容的难点问题,对H.264编码码流中量化步长、预测模式字、运动矢量和残差系数相关的重要信息进行了深入分析,提出了保持语义格式兼容的自适应的选择性加密方法;同时提出了一种将残差块按照其nC值和非零系数个数进行分组,然后在组内产生置乱码表,最后统一置乱的加密方法.实验结果表明:该加密算法在保证视频内容信息安全性的前提下,能保持语义格式兼容和码流大小不变,满足视频的实时传输.     

H.264视频编码中的快速失真与速率估计算法

H.264视频编码标准采用率失真优化技术追求更高的编码效率。针对每一个宏块,编码器需要遍历多种帧内和帧间模式,复杂度较大,提出了模式选择中速率和失真的快速估计算法。该算法省去了模式判决中的反变换和熵编码过程,利用频域系数来直接估计宏块的编码失真和速率,且失真的估计能适于不同的宏块类型,速率的估计能自适应于视频的内容。仿真结果表明,对于多种类型的视频序列,该算法相对于参考算法能够提供较高的估计准确度,在保持编码率失真性能下降不多的条件下,节省了约35%的模式决定时间。     

一种新的H.264/AVC标量量化并行VLSI结构

针对H.264视频编码标准关键技术52级标量量化的VLSI实现过程中,传统结构的速度和面积不能有效满足H.264在高速高并行编码应用中的实时要求,通过采用部分CSD码无符号压缩移位加法树、参考电平连线、对量化系数和步长重新进行分组分段编码等方法,有效替代了H.264标量量化过程中出现的矩阵乘法、查表、除法等不利于硬件加速的算法,提出了一种非常适合流水加速的基于4×4块并行的VLSI结构,通过控制级联加法器级数就可以有效调节其速度性能,当级数为2时,其块处理速率可以达到121.6MHz, 能够满足4096×2304@120Hz视频的实时处理要求。该结构在面积和功耗方面较传统结构也有较大的改进,采用SMIC 0.13μm工艺单元库,综合时钟频率设为100MHz时,等效门和功耗分别节省了38%和30％。     

H.264帧内预测标准分析

H.264作为新一代的图像压缩标准,提供了诸多优越的性能和特征。在技术上,H.264标准中有多个闪光之处,如统一的VLC符号编码,帧内预测,高精度、多模式的运动估计,基于4×4的整块变换与量化、分层的编码语法等。这些措施使得H.264算法具有很高的编码效率。本文研究分析帧内预测,评估算法的性能,对设计快速编码算法有着重要的意义。     

一种H.264帧内预测模式快速选择算法

H.264使用率失真优化提高了编码效率,但也增加了计算复杂度,不利于编码的实时实现。本文分析了H.264中计算复杂度较高的帧内预测模式选择部分,提出一种快速的帧内预测模式选择算法。根据隶属度函数预先判断宏块类型,通过求取各像素点的方向得到4×4块的纹理方向,由此确定候选模式,减少预测模式的数量。实验结果表明,在图像性能和码率基本保持不变的情况下,编码时间平均下降了约38%,大大提高了编码速度。     

抗H.264压缩的鲁棒视频水印算法

本文提出了一种基于分块离散余弦变换(DCT)、奇异值分解(SVD)和粒子群优化算法(PSO)的鲁棒视频水印方案.在其嵌入方案中,利用DC系数和奇异值的稳定性,首先将帧内所有块的DC系数置乱,并进行4×4奇异值分解,调制第3大奇异值实现水印的嵌入,由粒子群优化算法得到合适的水印嵌入强度.实验结果表明,相对于固定的嵌入强度,采用粒子群优化算法可以在保持原有视频序列视觉质量的基础上,提高水印自身的鲁棒性.同时算法能够有效抵抗H.264压缩.     

基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失的误码掩盖

为增强视频传输的稳健性和提高视频传输的质量,提出了一种基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失时的误码掩盖方案。该方案在编码器端编码之前进行必要的预处理工作,利用标准的H.264编码器产生多描述码流及相关的编码信息,在解码器端解码之后进行必要的后处理,再根据接收到的编码信息进行多路视频的加权合成以得到较好的视频质量。整帧丢失时的误码掩盖方案利用其他描述正确解码的相应帧进行替换的方法,误码掩盖之后进行视频加权合成。实验结果证明该方案在各种条件下均取得了相当大的增益,特别是当2路视频质量相差较大时,增益可以达到2.38 dB,在发生整帧丢失的时,也有几个dB的增益。     

A novel dynamic frame rate control algorithm for H.264 low-bit-rate video coding

The goal of this paper is to improve human visual perceptual quality as well as coding efficiency of H. 264 video at low bit rate conditions by adaptively adjusting the number of skipped frames. The encoding frames are selected according to the motion activity of each frame and the motion accumulation of successive frames. The motion activity analysis is based on the statistics of motion vectors and with consider- ation of the characteristics of H. 264 coding standard. A prediction model of motion accumulation is pro- posed to reduce complex computation of motion estimation. The dynamic encoding frame rate control algorithm is applied to both the frame level and the GOB （Group of Macroblocks ） level. Simulation is done to compare the performance of JM76 with the proposed frame level scheme and GOB level scheme.     

一种新的H.264/AVC标量量化并行VLSI结构(英文)

针对H.264视频编码标准关键技术52级标量量化的VLSI实现中,综合考虑速度和面积因素,传统结不适用H.264在高速高并行编码应用中的实时要求,通过采用部分CSD码无符号压缩移位加法树、参考电平连线、对量化系数和步长重新进行分组分段编码等方法,有效替代了H.264标量量化过程中出现的矩阵乘法、查表、除法等不利于硬件加速的算法,提出了一种非常适合流水加速的基于4×4块并行的VLSI结构,通过控制级联加法器级数就可以有效调节其速度性能,当级数为2时,其块处理速率可以达到121.6 MHz ,能够满足4096×2304 @120 Hz视频的实时处理要求。该结构在面积和功耗方面较传统结构也有较大的改进,采用SMIC 0.13μm工艺单元库,综合时钟频率设为100 MHz时,等效门和功耗分别节省了38 %和30 %。     

An improved intra-prediction algorithm for H.264

H.264 improves the coding efficiency by adopting rate distortion optimization (RDO); however,it yields high computa-tional complexity. In order to reduce the intra-frame coding time,a fast and effective intra-prediction mode selection algorithm is proposed. The minimum sum of absolute differences between sub-block and its marginal weighted-pixels are used for selecting the candidates of prediction modes to speed up the intra-prediction process with an early termination criterion. Experimental results show that the proposed method can reduce the encoding time by more than 63% comparing with JM (Joint Model) software and is better than the previous algorithms,with negligible loss of coding performance.     

一种H.264的帧间宏块模式选择算法

H.264视频编码标准采用多种块模式运动估计,可以有效减少块匹配预测误差;但随着模式选择的增多,算法计算量成倍增加。对H.264的帧间宏块编码模式的选择进行了统计分析,在此基础上,提出了一种根据前一帧搜索结果判断小块模式搜索中途停止(Halfway-Stop)算法。实验表明,本算法能在获得与全搜索算法相当的图像质量、信噪比和比特率的情况下,大大降低多种块模式运动估计算法的复杂度。     

Mode decision for H.264 down-scaling video transcoding

0 IntroductionBecause of the heterogeneous structure of today’snetwork,video compressedin one application may not besuitable for another application unless transcoding isadopted. For example , more and more portable deviceshave become capable of accessingthe Internet .Adistinctproperty of these devicesistheir small sizes .As a result ,the resolutions of these devices are usually low. Whenthese devices receive a highresolution video,it can’t becorrectly displayed. Astraightforward approach …     

基于运动矢量的H.264信息隐藏算法

提出了一种基于H.264的视频信息隐藏算法.该算法引入菱形编码,通过轻微调制运动矢量实现信息的嵌入过程.菱形编码不仅可以有效减少运动矢量修改率,同时可以提高嵌入容量.在嵌入过程为减少信息嵌入对码率和视频图像质量的影响,选择纹理复杂区域和较大运动矢量为嵌入点.实验结果表明,该算法在确保良好视频质量的条件下,可以满足大容量信息嵌入的要求,对压缩码率的影响较小.     

用于H.264/AVC水印嵌入的低复杂度误差补偿算法

直接在H.264/AVC比特流中嵌入水印可以极大地提高水印算法的效率, 但是由此而引入的传播误差效应会使视频质量严重降低。针对该问题, 提出一种低复杂度的误差补偿算法来消除传播误差。该算法中, 水印被嵌入到量化之后的DCT系数中, 利用一个新的误差预测模块对当前块进行误差计算, 然后将其动态补偿到当前块以消除传播误差对视频质量的影响。实验结果表明, 所提出的算法具有低复杂度、高视频质量以及较小比特率增加等优点, 可以应用于实时的视频水印嵌入方案。     

基于数据隐藏的H.264视频传输抗误码方法研究

针对如何改善H.264无线视频传输抗误码性能,提出了一种基于数据隐藏的H.264视频传输I帧误码恢复方法。该方法在编码端自适应地提取I帧宏块的重要数据,并将提取的重要数据隐藏到下一帧RTP报文的扩展头部,然后在解码端提取重要数据并采用空时自适应算法对I帧进行误码恢复。实验结果表明,该方法相比于同类方法显著提高了I帧的误码恢复效果。