H.264及AVS双模视频解码器中帧内预测的硬件设计与实现

根据H.264/AVC及AVS的特点,设计出一种适合于帧内预测解码的硬件实现方式,并根据H.264和AVS帧内预测运算上的相似性提出了基于可重构的并行结构,有利于提高解码速度,并将该结构配合其他设计好的解码器模块,在FPGA上实现了高准清晰度的H.264及AVS视频的实时解码。     

一种H.264/AVC的自适应去块效应滤波快速算法

去块效应滤波在H.264视频编解码中起到了很重要的作用,对H.264中去块效应滤波的理论进行了再分析,提出了一种以4×4块为单位,对帧内预测帧和帧间预测帧分别计算边缘强度（Bs）的快速去块效应滤波算法。实验仿真结果表明,该算法同时适应于编码和解码中的去块效应滤波,在有效提高去块效应滤波效率的同时不影响已有编解码的码流和图像质量。     

一种可重构的H.264帧内预测硬件结构

H.264中的帧内预测是宏块解码的一部分,用来去除当前图像中的空间冗余,提高编码效率.本文根据帧内预测的特点,提出了一种合并运算的可重构硬件解码结构,将不同预测模式的相同运算进行整合,提高硬件模块的可重用性,在压缩硬件面积的同时,保证帧内预测的解码效率.基于上述方法实现的帧内预测模块已经通过了RTL级仿真和综合,在133MHz时钟频率下能够满足Baseline档次30帧/秒,分辨率为352x288视频序列的实时编解码对质量和速度的要求,被应用于符合H.264标准的网络视频会议平台中.     

空间可扩展视频编码中增强层上的帧内预测算法研究

针对空间可扩展视频编码,提出了一种新的增强层上的帧内预测算法。该算法充分考虑了相邻层间所固有的空域相关性,在无法正确获取本层邻块预测值的情况下,利用基本层上插值放大后的解码,通过重构宏块来对增强层上的编码宏块进行帧内预测。此外,还在预测过程中,通过引入与图像纹理特征相关联的自适应加权因子对(Wv,Wh)来进一步提高新算法的编码性能。实验结果表明,与H.264标准中的帧内预测算法相比,新算法在保持原有码率和不增加额外的计算复杂度的前提下,可一定程度地提高亮度分量的PSNR值,因此可以作为空间可扩展视频编码中增强层上的帧内编码方案。     

一种利用宏块直方图的快速帧间预测方法*

针对H.264/AVC编码复杂度高难以实时应用的缺陷,在深入研究H.264/AVC中重要且耗时的帧间预测编码技术的基础上,提出了一种融合宏块直方图分布信息的分层逐级预判的快速帧间预测算法。仿真实验结果表明,提出算法与H.264/AVC标准算法相比,在保持重建视频图像质量和输出码流结构的前提下,平均节省编码时间约70%,改善了编码复杂度与编码实时性,保持了H.264/AVC低码率的编码优势。该算法有效地提高了H.264/AVC的编码效率。     

一种基于H.264的快速帧间预测模式选择算法

提出了一种基于H.264的快速帧间预测模式选择算法,该算法针对H.264中帧间预测模式采用的对所有候选模式进行全搜索的方法,提出了一种基于图像运动剧烈程度分级的模式选择算法,达到快速选择预测模式的效果。实验证明,本文提出的模式选择算法与H.264原算法相比在基本保持原算法率失真特性良好的同时较大幅度的提高了编码效率。     

AVS帧内预测算法及其解码器的硬件实现

文章介绍了AVS帧内预测解码模块的硬件实现,概述了AVS视频编解码标准的帧内预测技术,重点讨论了AVS帧内预测各模式的算法,并将AVS的帧内预测技术与H.264的帧内预测技术进行了性能比较,分析了AVS帧内预测的算法复杂度,在此基础上设计了AVS帧内预测解码模块的硬件实现,并提出了一种可重构的帧内预测计算单元的实现方法。     

基于感兴趣区域的H.264视频加密算法

为了解决现有的基于H.264的加密算法无法满足安全性和加密效率之间较好折衷的问题,提出两种基于感兴趣区域的H.264加密算法,将感兴趣区域的提取和基于熵编码的H.264加密算法相结合,只对提取出来的感兴趣区域进行加密.设计了一种基于人脸检测的加密算法,并通过修改模式选择算法,去掉了使得非人脸区域参考人脸区域的帧间宏块预测类型,解决了由帧间预测引起的人脸加密区域变形的问题.将运动对象的检测与提取和H.264的编码过程结合,设计了一种基于运动对象检测的H.264加密算法.实验结果表明,这两种加密算法能够在不降低算法安全性的情况下获得安全性和加密效率之间的较好折衷,可以满足实时应用的需求.     

基于结构相似的H.264帧间预测改进算法

H.264/AVC通过帧间多模式预测、率失真优化及其它新技术.大大提高了视频压缩效率.失真测度的选择对帧间预测模式及运动估计中匹配块的选择有很大影响.在H.264帧间预测过程中,失真测度选用的是当前块和候选块之间的绝对差和(SAD)及平方差和(SSD).结构相似度(SSIM)是新提出的一种图像质量评价方法,与其他评价方法相比,它更加符合人眼视觉系统(HVS)且计算量不大.文中将SSIM引入到H.264帧间预测作为失真测度,提出了基于结构相似的帧间预测方法(IPBSS).该方法是在作者前期工作积累上的进一步改进.实验结果显示,该算法可以在保持视觉质量不下降的前提下,平均节约13%的码流.     

基于GPU的H.264并行解码优化

H.264视频编码标准因其很好的压缩率而成为目前的主流标准之一;针对H.264解码复杂度提高、计算量增大的现状,根据GPU适合通用并行计算的特性,提出其基于GPU的并行解码优化。使用GPU对帧内预测与滤波器模块解码,CPU负责控制GPU以及对剩余部分解码。通过对帧内预测解码的分析,提出一种优化的帧内预测并行算法,经实验证明相比有优化前算法解码效率被提高20%;通过对滤波器模块的研究,提出一种滤波强度并行求取算法以及并行滤波执行算法,经实验证明滤波器的处理速度提升了30%,且相比原图像△PSNR最大为0.10,△SSIM为0.01。最终通过实验证明,使用GPU对视频解码的关键模块处理,能大大提高处理效率。