基于时空相关性的宏块编码模式预测算法

与以往的各种视频编码标准相比，H．264视频编码标准在编码效率上获得了最大50％的提高．但这是以提高编码的计算复杂度为代价的，其中运动估计和模式选择的计算复杂度最大．文中提出一种基于时空相关性的宏块编码模式预测算法，该算法首先检查根据时空相关性预测得到的模式，再根据相应的阈值判断是否结束模式选择过程。而不用对所有的模式进行全搜索．试验结果证明：在保持相近率失真性能的同时，该算法可以有效地降低编码的计算复杂度．     

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。     

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。     

H.264标准中的宏块编码模式的时空相关性预测算法

与以往的各种视频编码标准相比,H．264视频编码标准在编码效率上获得了相当大的提高。但这是以提高编码的计算复杂度为代价的,其中运动估计和模式选择的计算复杂度最大。文中提出一种宏块编码模式的快速预测算法,该算法首先检查根据宏块编码模式的时空相关性预测得到的模式,再与相应的阈值进行比较,判断是否结束模式选择过程,而不用检查所有的模式。试验结果表明：在保持相近率失真性能的同时,该算法可以有效地降低编码的计算复杂度。     

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。     

高效视频编码中变换跳过模式的快速选择

目的新一代高效视频编码(HEVC)标准采用了灵活的块结构和大量新颖的编码工具,有效提高了视频编码效率。变换跳过模式作为一种新增加的模式,可以有效地提高编码效率,但是也显著地增加了编码的复杂度,增加了实时编码应用的难度。因此提出一种针对变换跳过模式的提前剪枝算法。方法通过分析不同率失真代价下是否选择变换跳过模式的残差块的分布情况,最终选取率失真代价的平方根作为阈值,并建立了量化参数与阈值之间的模型。之后可以根据量化参数提前计算得到阈值大小,减少变换跳过模式的编码次数,从而降低变换跳过模式的复杂度。结果由于最终只需要对少量的块进行变换跳过模式编码,并且使用模型得到经验阈值并不会额外增加复杂度,因此能减少编码器的计算复杂度。实验结果表明,与标准编码器相比,该算法对于不同场景的标准测试序列平均峰值性噪比和平均比特率变化都非常小,平均减少了70%的变换跳过模式编码的次数。结论该变换跳过模式的剪枝算法,选取率失真代价的平方根作为阈值,根据本文模型获取不同量化参数下的经验阈值,对是否需要进行变换跳过模式提前判断。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由于加入变换跳过模式增加的编码复杂度。     

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。     

低复杂度的H.264帧间宏块编码模式选择算法

为了减少H．264／AVC帧间编码模式选择的计算复杂度，利用不同编码模式在实际视频序列中的利用率信息及空时域相邻块之间的相关性，提出了一个低复杂度的快速帧间编码模式选择算法。模拟结果表明，该算法在保持率失真性能的前提下可以大幅度减少模式选择的计算复杂度，有利于H．264的实时应用。     

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。     

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%.     

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。     

An Efficient Mode Decision Algorithm for H.264/AVC Encoding Optimization

The H.264 video coding standard significantly outperforms previous standards in terms of coding efficiency. However, this comes as a cost of extremely high computational complexity due to mode decision where variable block size motion estimation (ME) is employed. In this paper, we propose an efficient algorithm to jointly optimize mode decision and ME. A theoretical analysis is performed to study the sufficient condition to detect all-zero blocks in H.264, and thus adaptive thresholds are derived to early terminate mode decision and ME. Besides the aforementioned early termination technique, the proposed algorithm also introduces temporal-spatial checking, thresholds based prediction and monotonic error surface based prediction methods to skip checking unnecessary modes. Experimental results demonstrate that the proposed algorithm can significantly reduce the computational complexity of H.264 encoding while maintaining almost the same rate distortion (RD) performance as the original encoder     

计算资源受限的视频编码多模式决策

由于视频编码技术趋向于采用越来越复杂的分块模式,多模式决策技术也随之成为一种非常重要的编码技术.多模式决策的优劣不仅会大幅度地影响视频编码的计算消耗,而且也对编码性能的高低起到关键的作用.为使多模式决策在计算能力相差悬殊的平台上都能获得优化的率失真性能,给出一种计算复杂度自适应的优化多模式决策算法.首先,利用视频序列中不同宏块模式间的时空相关性,预测这些宏块多模式决策后的拉格朗日代价和计算复杂度的斜率(Lagrangian cost and complexity slope,简称J-C slope).J-C slope越大,说明在该宏块上的模式决策消耗每单位的计算资源可以获取的率失真收益越多.在计算资源有限的情况下,多模式决策应该按照J-C slope的大小顺序执行,也就是性价比优先的顺序,以便保证计算资源优先分配给率失真收益大的宏块.另外,还通过建立J-C slope阈值与实际计算复杂度的关系模型,设计了一种根据给定计算约束自适应调整计算复杂度的算法.根据实验结果,该方法不仅可以准确地控制多模式决策的计算复杂度,而且还能在不同的计算约束下获得优化的率失真性能.     

多视点视频编码快速帧间模式选择算法

为解决多视点视频编码(MVC)可变尺寸块的模式选择计算复杂度过大的问题,提出了基于模式复杂度的多视点视频编码快速模式选择算法。该算法首先分析了多视点视频编码参考模型(JMVC)中各尺寸块的分布特点。然后,提出模式复杂度的概念以确定当前宏块的模式特征。最后,将宏块分成3个不同的模式类型:如果当前宏块属于简单模式,那么仅16×16分块被检查,其他分块均跳过;若当前宏块属于中等模式,则8×8块被跳过;若当前宏块属于复杂模式,所有模式分块都要检查。这样算法对那些不必要的模式选择过程就可以提前终止,从而使得计算量大大减少。实验结果表明:所提算法能保持同JMVC中全搜索算法几乎相同的编码效率,同时使计算复杂度减少62.75%。     

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。     

Fast mode decision algorithm for H.264/SVC enhancement layer

Scalable video coding (SVC) has been standardized to extend the capabilities of the H.264 advanced video coding (AVC). The SVC can compress several video sequences of various resolutions as a single bit-stream. In the SVC enhancement layer, for Joint Scalable Video Model (JSVM) software implementation, an exhaustive mode decision process based on the base layer mode predictions is performed to obtain the best mode for each macroblock (MB). This technique may achieve a higher coding efficiency; however, it induces a significant computational complexity in the encoding engine. In order to speedup the SVC encoder, a fast mode decision algorithm was proposed in this paper. In other words, our aim was to decrease the number of candidate modes to reduce the computational complexity and maintain the same level of coding efficiency, this approach used the spatial and temporal correlation between MB situated at the enhancement layer and its co-located MB at the base layer. Our statistical analyses were made using several HD sequences with different motion characteristics. Experimental results show a significant improvement in terms of time encoding which is a major constraint for any real-time implementation. However, this gain is accompanied with an acceptable loss in video quality and a tolerable bit rate increase for most media supports. In fact, our proposed algorithm permits a major improvement that can reach up to 64.9 % in terms of computational effort. This gain will induce an average loss yield to 10.5 or 13.87 % that is comparable to the 13.12 % of the He Li’s algorithm with an acceptable loss in terms of subjective video quality.     

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。     

Fast CU size decision and mode decision algorithm for intra prediction in HEVC

In the intra prediction process, High Efficiency Video Coding (HEVC) provides a quadtree-based coding unit (CU) block partitioning structure and up to 35 kinds of prediction modes to improve the coding performance. These technologies improve the coding efficiency significantly while the coding complexity is simultaneously increased rapidly as well. In this paper, a novel fast CU size decision and mode decision algorithm is proposed for the intra prediction of HEVC. The overall algorithm consists of two processes, the fast CU size decision and fast mode decision. In the fast CU size decision process, we adopt an adaptive discretization total variation (DTV) threshold-based CU size determination algorithm to skip some specific depth levels. In the fast mode decision process, an orientation gradient-based mode decision is proposed to reduce the candidate modes involved in the rough mode decision (RMD) and the rate distortion optimization (RDO) process. The experimental results on the HEVC reference software HM demonstrate that the proposed algorithm can significantly reduce the coding time with negligible performance loss.