H.264/AVC中基于决策树的P帧快速模式选择（HHME2013第61号论文）

目的：H.264/AVC帧间预测编码需要对所有可能编码模式计算并比较率失真代价,众多的模式类型导致了P帧编码的计算复杂度非常高。本文提出了一种针对P帧的基于决策树的快速选择候选模式算法。方法：在对宏块进行16×16的帧间运动估计后,首先根据残差宏块中4×4全零系数块个数对部分宏块直接选择出候选模式;然后使用16个4×4块的SATD值,采用决策树分类方法对其余宏块选择候选模式。结果：由于只需对候选模式进行编码,因此有效降低了编码器的计算复杂度。实验结果表明,与原始全搜索编码算法相比,该算法对不同运动程度的视频序列获得了较一致的编码时间节省,同时平均峰值信噪比的损失和平均比特率的增加均较少。结论：本文提出了一种新的P帧帧间预测候选模式选择算法,根据帧间运动估计后的残差宏块信息,采用决策树方法对候选模式集进行分类。实验结果表明,该算法能在保证视频编码质量的前提下,有效地降低编码过程中的计算量,缩短编码时间。     

基于时/空相关性的H.264帧内预测算法

为了降低H.264编码复杂度,提出一种基于时空相关性的快速帧内预测算法。该算法充分利用视频序列的时间相关性,自适应地根据先前编码宏块对当前宏块进行预判,在Intra_4×4和Intra_16×16预测方式之间进行选择;对Intra_4×4预测方式,依据模式聚集特性,参考先前帧和当前帧已编码宏块的预测模式统计特征,确定当前4×4子块的候选模式。实验结果表明,该算法在保证信噪比和比特率几乎不变的情况下,编码时间减少约40%,提高了编码效率。     

改进的H.264帧间模式选择算法

针对H.264帧间模式选择算法存在的问题,提出一种帧间模式选择快速算法.算法采用8×8块运动矢量同质性分析对宏块模式进行选择,缩小候选模式范围,降低H.264帧间模式选择算法的计算复杂度;使用模式相关和运动矢量合并对UMHexagonS算法进行优化,减少大量的运动估计搜索点数,取得了较高的编码效率.实验结果表明,与使用UMHexagonS的帧间模式选择算法相比,该算法在峰值信噪比及输出码流码率基本不变的前提下,可以平均减少大约50％的运动估计时间.     

H.264分辨率缩减快速帧内宏块模式选择算法研究*

H.264视频编码标准对于帧内预测采用了I16×16、I4×4和IPCM三种模式,而前两种模式分别有四种和九种预测方向,这些特性提高了帧内宏块的编码效率,但同时也增加了帧内模式选择的复杂度。提出了一种适用于H.264视频流空间分辨率缩减转码的帧内宏块模式选择算法,主要利用输入码流中的宏块模式信息,推算出下采样后宏块可能的模式及预测方向,从而减少需要计算的宏块模式数目,同时对I4×4宏块采用子块刷新机制,确保转码质量。实验证明,在保持编码效率和视频质量的同时,能有效降低H.264下采样转码过程中帧内宏块模式选择算法的复杂度。     

一种基于快速模式选择的H.264跳帧转码算法的研究

为使视频数据适应异构网络和不同终端设备,基于最新视频编码标准H.264的跳帧转码技术成为当前的研究热点。针对在H.264跳帧转码过程中,对所有帧间候选模式进行运动估计而耗费巨大计算资源等问题,在分析相邻帧对应宏块编码特性的基础上,提出一种基于宏块时域相关性的快速模式选择算法。该算法首先统计不同特性视频序列相邻帧对应宏块编码模式的相关性;选取相关性高的模式作为编码模式可选集合,以减少模式选择遍历数目;在对当前宏块进行编码时,根据前一帧对应宏块的模式从上述集合中选取模式进行遍历,以实现率失真优化算法的提前终止。实验结果表明,该算法在控制比特率增长4%的情况下,缩减编码时间近25%,说明算法在保证视频图像具有较好质量的前提下,能够有效降低算法的时间复杂度。     

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。     

一种针对H.264/AVC的帧间模式快速选择算法

为了进一步减小宏块的帧间预测误差,新的视频编码标准H.264/AVC采用了可变块划分运动估计,极大地增加了编码器的复杂度.针对此问题,提出了一种快速的帧间模式选择算法,该算法利用已编码相邻宏块的时间和空间相关性信息预先检测图像,对图像各区域可能采用的编码模式进行判定,从而大大简化了模式选择的过程.实验结果表明,算法可以在图像质量基本保持不变的基础上,有效地降低编码的复杂度.     

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。     

H.264中基于时空相关性的帧间模式选择算法

帧间块模式选择是H.264视频编码器巾比较耗时的模块之一,为降低H.264视频编码器帧间模式选择的复杂度,提出了一种利用宏块的时空相关性实现帧间模式快速选择的方法.该算法通过对视频序列连续帧的时间相关性和相邻宏块的空间相关性进行统计、分析,首先得到宏块模式转换的统计分布规律,并根据此规律得到宏块的初始候选模式;然后利用基于主宏块的宏块跟踪,找到最相关宏块,再由率失真门限筛选出最佳编码模式.仿真实验结果表明,该快速模式选择算法可以在保证视频编码质量的同时,很大程度上降低了编码器的计算复杂度,平均节省编码时间约64%,平均信噪比下降约0.31 dB.     

基于H.264的快速帧间模式选择算法

针对H.264视频编码器中计算量大的帧间模式选择过程,提出一种快速帧间模式选择算法。根据编码块的边缘特征信息和模式相关性,预测当前宏块可能的候选模式类型。统计并分析帧间编码的最佳模式分布,通过设定基于统计数据的自适应提前中止门限,对预测模式进行筛选,以获取最匹配块模式。实验结果表明该算法能在保证重构图像质量与编码性能的情况下,减少51%~68%的编码时间,降低编码器的计算复杂度。     

H.264/AVC中基于全零块的预测模式选择

多种预测模式的采用是H.264/AVC的特点,但带来了大量的计算。针对该问题,将全零块检测技术推广应用于H.264/AVC视频编码中对多种预测模式的快速选择,提出一种模式选择的快速算法。使用该算法,通过一些简单的比较等操作,就能跳过对某些预测模式的选择,减少了H.264/AVC视频编码器的运算复杂度。     

H.264帧内预测快速模式选择

H.264/AVC视频编码标准中用率失真优化(RDO)方法为一个宏块(MB)判决最佳编码模式来提高编码效果,加大了算法复杂度并且计算冗余大。为了克服这一缺点,一种快速帧内预测模式选择算法被提出。在色度预测中,根据宏块的色度纹理复杂度,把原先的4种模式降到1或2种;在亮度16×16块模式判决中,根据最小哈达玛变换的绝对误差和(SATD)来选择最佳模式;在亮度4×4块模式判决中,该算法在9种模式中选择3种可能模式作为候选模式。通过比较16个4×4块总代价与1个16×16块的代价来选择最佳块选择模式,实验表明,该算法能在节省69%左右编码时间的情况下,比特率与峰值信噪比(PSNR)保持不变。     

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.     

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。     

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%。     

基于特征建模的H.264到AVS-S2监控视频转码快速帧间模式选择算法研究

针对监控视频从H.264到AVS-S2转码中的高计算复杂度问题进行了研究,提出了一种基于特征建模的快速帧间模式选择算法。首先对少量视频序列通过级联方式转码,根据提取的H.264运动特征和AVS-S2最优模式在线训练建立转码模型,再对后续序列根据模型快速选择转码后的帧间预测候选模式,并基于宏块的前景背景特性进一步减少背景宏块的候选模式数目。实验结果表明算法有效地降低了转码复杂度。由于算法在转码过程中实时训练更新转码模型,因此与传统的模式映射算法相比改善了转码图像质量、降低了转码码率。     

Motion mapping and mode decision for MPEG-2 to H.264/AVC transcoding

This paper describes novel transcoding techniques aimed for low-complexity MPEG-2 to H.264/AVC transcoding. An important application for this type of conversion is efficient storage of broadcast video in consumer devices. The architecture for such a system is presented, which includes novel motion mapping and mode decision algorithms. For the motion mapping, two algorithms are presented. Both efficiently map incoming MPEG-2 motion vectors to outgoing H.264/AVC motion vectors regardless of the block sizes that the motion vectors correspond to. In addition, the algorithm maps motion vectors to different reference pictures, which is useful for picture type conversion and prediction from multiple reference pictures. We also propose an efficient rate-distortion optimised macroblock coding mode decision algorithm, which first evaluates candidate modes based on a simple cost function so that a reduced set of candidate modes is formed, then based on this reduced set, we evaluate the more complex Lagrangian cost calculation to determine the coding mode. Extensive simulation results show that our proposed transcoder incorporating the proposed algorithms achieves very good rate-distortion performance with low complexity. Compared with the cascaded decoder-encoder solution, the coding efficiency is maintained while the complexity is significantly reduced.

复杂度可伸缩的帧间模式选择

针对H.264/AVC中复杂度无法满足终端设备异构性的问题,提出一种新的帧间模式选择算法。利用相邻宏块的空间相关性和时间相关性,进行模式预测,并通过复杂度伸缩因子,控制参与预测的模式的数目,使复杂度在20%到100%之间灵活变化。实验结果表明,该算法能在视频质量和复杂度之间形成良好的折中,适应从高端设备到低端设备的计算能力差异。