H.264帧间预测编码的块匹配模式的优化选择

H.264编码标准采用了率失真优化的方法,对各宏块的编码模式逐一进行优化选择,大幅度提高了编码效率和编码质量,但同时也带来了很高的运算复杂度。通过分析H.264编码过程,对多模式的块匹配运动估计计算量巨大这一问题提出改进措施,提出了一种利用图像序列的时/空相关性,正确选择预测编码模式的快速算法,并使用MATLAB进行实验仿真验证。通过仿真结果表明：在保证图像质量的情况下,降低了运算的复杂度,提高编码效率。     

H.264帧内4×4块预测模式选择快速算法研究

在H.264视频编码过程中,编码时间受诸多因素的影响,如帧间/帧内模式选择、运动估计(ME)、率失真优化(RDO)等。为了以较快速度和较好质量进行编码,针对H.264帧内模式选择,提出了一种适用于H.264帧内4×4块预测的模式选择快速算法。该算法利用帧内4×4块最优预测模式与和它相邻的预测模式之间率失真代价(RD Cost)的高相关性,以及绝对变换误差和(SATD)与率失真(RD)性能之间的强相关性,有效地跳过一些不太可能的预测模式,从而使帧内4×4块模式选择过程只需进行4次率失真代价计算即可。实验结果显示,该算法在编码性能和编码速度之间取得了很好的折衷。     

H.264/AVC快速帧间模式选择算法研究

H.264/AVC标准采用可变块运动估计和率失真优化技术进行帧间模式选择,提高了编码效率,但极大地增加了计算复杂度。为了解决这一问题,提出一种快速帧间模式选择算法,它利用了SKIP模式在视频序列中的使用率信息和时空域相邻宏块与当前宏块编码模式之间的高度相关性。该算法缩小了模式选择的范围,并采用阈值来提高预测准确度。仿真结果表明,该算法在保持图像质量和比特率的前提下可以大幅度减少计算复杂度。     

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%.     

基于运动信息分布的帧间预测模式选择算法

多模式预测可以提高H.264标准的编码效率和率失真性能,但会增加编码复杂度。针对上述情况,分析多预测模式帧间预测的复杂度,提出一种基于运动信息分布的帧间预测模式选择算法,以宏块中全零子块的分布情况、各子块的绝对误差和及运动向量的大小作为缩小待选模式集的判据,从而提高编码速度。实验结果表明,该算法的编码质量与全搜索算法相当,编码速度提高了37%~93%。     

H.264/AVC帧内预测模式选择算法研究

H.264/AVC采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率,但由于H.264/AVC支持的帧内预测模式数较多,使预测的复杂度大幅度增加。详细分析了帧内预测模式的选择过程,提出一种快速的率失真优化(RDO)模式下的快速Intra_4×4模式选择算法,该算法根据SATD(SumofAbsoluteTransformedDifference)以及相邻块的预测模式之间的相关性等特征,预先排除了超过65%可能性小的Intra_4×4模式,避免了不必要的计算,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,同时基本保持了H.264/AVC的编码性能。     

H.264/AVC帧间预测模式的快速分类方法

H.264/AVC采用RDO技术进行帧间模式选择，提高了编码效率，但增加了计算复杂度。该文提出了快速分类算法，利用相邻宏块率失真特征以及预测模式之间的时空相关性，缩小了模式选择的范围，降低了帧间预测的复杂度。结果表明，该方法可减少25%~46%的序列编码时间，保持了H.264/AVC的编码性能与视觉效果。     

基于纹理特征的H.264/AVC帧内预测模式快速选择算法

H.264/AVC视频标准中的帧内编码通常采用率失真优化技术,通过遍历所有可能的编码模式,选择其中一个具有最小率失真代价的模式作为最佳帧内预测编码。率失真优化技术在提高编码可靠性、准确性、抗误码率的同时,增加了编码的复杂度和搜索时间。在分析标准帧内预测的情况下,计算当前4×4块和重建4×4块的残差值,若小于某一阈值可提前结束宏块编码,反之则利用图像块的纹理方向与预测模式选择之间的相关性,提出一种快速的帧内4×4块预测模式选择算法。该算法在结合改进的Canny算子和平方梯度法的基础上,提取出当前块的纹理方向,并详细分析了纹理方向与预测模式之间的对应关系。实验仿真在H.264/AVC的参考模型JM13.2平台上完成。结果表明,与标准算法相比,该算法在编码码率持平和峰值信噪比保持不变的前提下,编码时间有较大幅度的下降。     

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。     

H.264视频最佳宏块模式快速选择

H.264现有的高复杂度多模式运动估计和模式选择占据了大部分编码时间,提出了一种新的最佳宏块模式选择算法来加速模式选择过程。通过对宏块模式的时间与空间预测,并结合宏块率失真代价的统计特性,对宏块所有编码模式划分成不同优先级的集合,实现最佳宏块模式的快速判定。实验表明,该算法在大幅度降低编码时间的同时,对宏块模式判断的准确性有了进一步的提升。     

基于混合特征的H.264/AVC快速帧内预测模式决策

H.264/AVC中采用率失真优化(RDO)代价函数对多种帧内预测模式进行全搜索决策,为了克服这种决策方法运算复杂度较大的弊端,提出了一种基于混合特征的快速帧内预测模式决策算法。该方法针对最耗时的4×4亮度块模式决策环节,强调了DC模式的重要性,并将其与混合代价函数特征相结合形成混合决策信息,以此对候选模式进行预先筛选,从而加快了决策速度。实验结果表明,该方法可以使图像序列的I帧编码速度提高近30%,且与原全搜索算法相比,其峰值信噪比(PSNR)的减少和比特率的增加均小到可以忽略不计。     

Improved rate-distortion optimized video coding using non-integer bit estimation and multiple Lambda search

Many modern video encoders use the Lagrangian rate-distortion optimization (RDO) algorithm for mode decisions during the compression procedure. For each encoding stage, this approach involves minimizing a cost, which is a function of rate, distortion and a multiplier called Lambda. This paper proposes to improve the RDO process by applying two modifications. The first modification is to increase the accuracy of rate estimation, which is achieved by computing a non-integer number of bits for arithmetic coding of the syntax elements. This leads to a more accurate cost computation and therefore a better mode decision. The second modification is to search and adjust the value of Lambda based on the characteristics of each coding stage. For the encoder used, this paper proposes to search multiple values of Lambda for the intra-4×4mode decision. Moreover, a simple shift in Lambda value is proposed for motion estimation. Each of these modifications offers a certain gain in RDO performance, and, when all are combined, an average bit-rate saving of up to 7.0% can be achieved for the H.264/AVC codec while the same concept is applicable to the H.265/HEVC codec as well. The extra added complexity is contained to a certain level, and is also adjustable according to the processing resources available.     

Fast Inter Mode Decision Using Spatial Property of Motion Field

Variable size motion estimation with multiple reference frames has been adopted by the new video coding standard H.264. It can achieve significant coding efficiency compared to coding a macroblock (MB) in regular size with single reference frame. On the other hand, it causes high computational complexity of motion estimation at the encoder. Rate distortion optimized (RDO) decision is one powerful method to choose the best coding mode among all combinations of block sizes and reference frames, but it requires extremely high computation. In this paper, a fast inter mode decision is proposed to decide best prediction mode utilizing the spatial continuity of motion field, which is generated by motion vectors from 4 $, times ,$4 motion estimation. Motion continuity of each MB is decided based on the motion edge map detected by the Sobel operator. Based on the motion continuity of a MB, only a small number of block sizes are selected in motion estimation and RDO computation process. Simulation results show that our algorithm can save more than 50% computational complexity, with negligible loss of coding efficiency.      

H.264/AVC帧内4×4块快速帧内预测算法

H.264引入帧内预测并采用率失真优化（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,提出了一种基于DCT变换的能量函数的快速帧内预测选择算法。实验结果表明,该算法在保证图像质量和基本保持编码效率的前提下降低了近一半的编码时间。     

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帧内预测快速算法的研究

H-264视频编解码标准中,帧内预测是很重要的组成部分,它显著提高了压缩率,但增加了计算复杂性。文章研究了采用率失真优化（RDO）技术进行帧内模式选择以及目前常用的快速帧内模式选择方法。     

Fast block mode decision algorithm in H.264/AVC using a filter bank of Kalman filters for high definition encoding

In this paper, we propose a fast mode decision algorithm using a filter bank of Kalman filters for H.264/ AVC. For the highest coding efficiency in H.264/AVC, a macroblock can be coded with seven different block sizes for motion compensation in an inter mode and various spatial prediction modes in an intra mode. The conventional encoder employs a complex technique for mode decision based on a rate-distortion (RD) cost of all possible modes. Hence, for the purpose of selecting the best block mode with the minimum RD cost, the conventional procedure requires much computational burden and a very complex encoding structure. In order to reduce the complexity, we propose a fast algorithm for mode decision based on Kalman filtering to estimate RD cost of a specific block mode. Furthermore, we propose an optimized structure of H.264/AVC encoder to implement the proposed algorithm. Without considerable performance degradation, using SIMD technology, the computer simulation shows that the proposed methods are dramatically faster than the original JM 9.6 encoder.     

一种H.264帧内预测模式的快速选择算法

H.264/AVC视频编码标准采用码率—失真度最优化(RDO)算法,以保证更高的压缩效率和更好的图像质量,但同时也大大增加了编码器的复杂度和运算负担。本文提出了一种新型的帧内预测模式的快速选择算法,该算法基于图像内部信息的变化剧烈程度进行判断,并通过方向矢量来减少候选帧内预测模式。试验结果表明,该算法可以将整个编码时间减少到原来采用RDO算法时的40%~50%,而且和RDO算法比较,最终压缩后的视频图像质量基本没有下降。     

基于边缘特征的H.264/AVC帧内模式选择算法

为降低H.264帧内预测模式的计算复杂度,提出了一种率失真优化（RDO）准则下的基于边缘特征的快速帧内模式选择算法。该算法根据主要边缘强度（KES）等边缘方向特征,选择出与该特征相对应的模式子集进行RDO计算,大幅度降低了帧内预测的模式选择数;同时将亮度宏块和色度宏块分别优化以降低计算复杂度。仿真结果表明,与原H.264相比,所提出的算法在比特率略有增加和信噪比基本保持不变的条件下,大约减少75%的计算时间,大大降低了算法的计算复杂度;与PAN FENG等人提出的基于Sobel算子的边缘矢量检测算法相比,两者的比特率基本相同,但算法的平均峰值信噪比明显高于PAN的算法,编码时间也有明显降低,同时运算简单规则,更易于VLSI的实现。