基于CART决策树的HEVC帧间CU快速划分算法

针对高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)帧间编码过程中编码单元(Coding Unit,CU)划分复杂度过高的问题,提出一种基于CART决策树的CU快速划分算法。该算法包括CART决策树建模和CU快速编码算法两部分。首先,将CU划分问题归为二分类问题,以当前CU的空间相邻CU的深度划分信息作为最优特征属性,建立CART模型且进行测试评估;然后利用建立的CART模型对当前CU进行快速划分。实验结果表明,在保持编码性能的同时,该算法比HM16.0算法节省43.34%的编码时间,有效地提高了编码效率。     

基于运动特性的帧间预测模式快速选择算法

高效视频编码（High Efficiency Video Coding,HEVC）大部分编码时间消耗在帧间预测,为了缩短编码时间,本文提出了一种基于CU （Coding Unit）块运动特性的帧间模式快速选择算法。首先,运用本文定义的运动特征对帧间预测模式分类;然后让CU进行尺寸N×N的帧间预测,获取子PU （Prediction Unit）块运动矢量,根据4个运动矢量的关系确定当前CU块的运动特性;最后通过运动特性确定要遍历的帧间预测模式,从而实现快速编码算法。实验结果表明,与HM16.15相比,本文提出的算法在低时延和随机接入配置下分别降低了31.6%和27.4%的编码时间,而编码器的编码性能基本不受影响。     

基于人体区域深度信息的HEVC快速分割算法

为了降低新一代视频编码的计算复杂度,减少不必要的CU(Coding Unit)划分,同时保证较好的视频质量,提出一种基于深度信息的快速分割算法。该算法根据深度信息区分人体区域,将人体区域作为感兴趣区域(ROI),在CU分割过程中,依据分割的不同区域快速做出抉择,以减少率失真计算量,从而降低CU深度划分的计算复杂度。实验结果表明,在输出比特率增加4.84%的情况下,采用该算法的HEVC(High Efficiency Video Coding)编码器比传统编码器平均编码时间降低63%,而编码后的视频质量基本保持不变。     

基于全局和局部残差复杂度的帧间模式选择

针对H.264/AVC传统帧间模式选择算法的高复杂度,提出了一种适合各种视频分辨率格式的快速帧间模式选择算法.该算法基于全局残差复杂度(General residual complexity,GRC)和局部残差复杂度(Local residual complexity,LRC),通过GRC与QP来近似计算一个阈值,然后通过对局部残差复杂度跟该阈值比较来决定宏块的活跃度,再根据宏块的活跃度选出候选的帧间模式,由此进行率失真优化(Rate-distortion Optimization,RDO)计算,从而减少了不必要帧间模式的RDO计算,取得了较高的编码效率.实验结果表明,与JM18.4默认的帧间模式选择算法相比,该算法在峰值信噪比和码率基本不变的前提下,可以平均减少大约60%的帧间编码时间.     

质量可伸缩高性能视频编码中增强层快速算法

针对质量可伸缩高性能视频编码(SHVC)中递归式的四叉树编码单元(CU)划分引起的高计算复杂度的问题,提出了一种增强层快速编码算法。该算法充分利用层间编码单元深度值的相关性,根据基本层编码单元的深度信息预测增强层编码单元的深度值范围,跳过一些小概率的编码深度;在每一编码深度层下,利用当前预测单元(PU)与时间、空间以及父辈相邻PUs之间的相关性判断当前编码区域的复杂度,然后根据该区域的复杂度快速选择预测模式,从而进一步提高编码速度。实验证明,该算法与SHVC参考代码中的标准算法相比,在保证编码效率的前提下,编码时间可以平均节约78%左右。     

利用信息熵判定HEVC预测单元尺寸快速算法

为提高HEVC编码器的帧内预测速度,提出一种基于信息熵的high efficiency video coding(HEVC)帧内预测单元(PU)尺寸快速判定算法.利用图像的信息熵随图像中细节的丰富程度产生不同的值这一特性,判断PU是否需要进行分割处理.首先计算每个LCU的信息熵,根据信息熵的结果从64×64至4×4的PU中找到最优的分割尺寸,进而确定最佳编码深度,再从该编码深度内进行帧内角度预测.实验结果表明,在保证编码性能基本不变的前提下,帧内预测编码时间平均缩短了约22.6%.该算法精简了遍历搜索模式中不必要的率失真代价计算过程,在保证图像质量的前提下,缩短了帧内预测编码时间.     

HEVC快速帧内模式和深度决策算法

针对HEVC帧内预测过程计算复杂度较大的问题,提出基于隔点模式抽取、像素梯度统计和子PU残差相对比的快速帧内预测算法.对应HEVC的33种帧内角度模式,按区间划分33类梯度方向并计算PU各个像素的梯度方向.先对偶数编号的角度模式计算排序,再快速比较得到候选模式集.然后根据所属各类梯度方向的像素累计个数,舍弃部分候选模式.在计算当前PU的哈达玛变换预测残差（Sum of Absolute Transformed Difference, SATD）的同时,记录该PU内4个子PU的SATD,并通过对这4个SATD之间的相对比,跳过当前PU之后深度的计算.实验结果表明,与HEVC标准测试模型HM13.0的算法相比,本文所提出的算法可节省约54%的帧内编码时间,而码率只有约1%的增加.     

一种新的多视点分布式视频编码算法

提出一种新的分布式视频编码(DVC)算法,在编码端对原始视频帧进行块分类后,对其稀疏块进行编码;在解码端应用复杂的重构算法并结合DVC边信息融合算法。提出的算法具有复杂度低、码率较低、码率控制灵活等优点,同时编解码端互相独立、无须反馈通道。仿真实验表明,提出的算法具有降低编码复杂度和保持压缩效率的优点。     

H.264的帧间/帧内预测模式快速选择算法

多模式运动估计使H.264比其它视频编码算法具有更高的编码效率,但同时也使计算复杂度明显提升.如果能在搜索进行之前先对模式进行筛选,除去不适用的模式,就可以减少不必要计算,大大提高运动估计的运算速度.通过分析各编码模式的特点和最佳模式分布规律,提出了帧间/帧内预测模式快速选择算法.按照从帧间模式到帧内模式、从大尺寸划分到小尺寸划分的模式选择顺序准则,基于最优匹配的检测来进行帧间/帧内模式的快速选择,略过不可能进一步降低率失真代价的模式,以降低编码过程的计算复杂度,从而提高编码速度.实验结果表明,该模式与全模式搜索相比,在图像质量和码率有少量变化的前提下,编码速度显著提高.     

一种新的H.264/AVC帧内编码快速算法

针对H.264/AVC帧内编码算法采用率失真优化(RDO)算法提升编码性能导致运算复杂度增加这一问题,提出了一种新的帧内编码快速算法。该算法采用待预测块的纹理方向误差值判断待编码块的纹理特征,结合相邻块的预测模式相关性减少须遍历预测模式的数量,并结合全零块检测的提前终止判定准则加快编码速度。实验结果表明,与标准算法相比,该算法在保证输出码率和图像质量基本不变的情况下能够将帧内编码时间减少约67.2%,显著提高了H.264的帧内编码效率。     

一种新颖的H.264帧内预测快速算法

提出了一种新颖的H.264帧内预测算法．该算法把9种4×4帧内预测(Intra_4×4)模式分为3类,用左面和上面相邻块的模式类预测当前4×4块适合采用的模式类;基于定义的变换系数索引加权绝对值和设计了一种新颖的Intra_4×4模式选择方法;利用连续I帧中16×16帧内预测(Intra_16×16)宏块位置的准平稳性降低了帧内预测的计算复杂度;利用亮度块和色度块帧内预测模式间的相关性加速了色度块的模式选择过程．实验结果表明,本文提出的帧内预测快速算法比Joint Video Team (JVT)-G013平均节省了25%的编码时间,且编码率失真性能较好． :     

HEVC编码单元尺寸快速选择算法

针对高性能视频编码标准(HEVC)采用递归式的四叉树编码单元划分而引起的高计算复杂度问题,提出一种编码单元尺寸快速选择算法.该算法充分利用时空相邻编码单元深度的相关性.根据当前编码单元与左侧编码单元深度信息的相关性,提出深度单一性,利用这种特性,预测当前编码单元的深度搜索范围;根据前一帧中编码单元的深度信息判断编码单元所覆盖图像区域的复杂度,并根据该区域的复杂度进一步缩减可能的深度搜索,从而提高编码单元划分速度.结果表明,该算法与HEVC参考代码中的标准算法相比,在保证编码效率的前提下,编码时间可以平均节省约25%.该算法可以与HEVC编码器中的快速算法结合使用,进一步提高编码速度.     

快速分形图象压缩算法

分形块编码法能提供高压缩比、高质量的图象,其美中不足之处在于搜索最佳匹配块时耗时过长。本文提出的快速算法,采用二叉树和链表结构进行搜索,大大提高了匹配速度,从而缩短了编码时间。本算法分两次使用分形块编码,第二次是对第一次编码还原图和原图之间的误差进行编码,减少了图象失真。仿真结果表明,本算法较传统分形块编码法速度提高了几十倍。在高压缩比下,图象质量高于 Ｊ Ｐ Ｅ Ｇ算法。     

Fast algorithm for intra prediction in quality SHVC

In order to reduce the coding complexity of quality Scalable High efficiency Video Coding (SHVC), a fast algorithm for intra prediction is proposed. First, inter-layer correlation and spatial correlation are combined to predict the coding unit depth range of the enhancement layer. Then, at each depth level, the residual coefficients are tested by Jarque-Bera to determine whether the inter layer reference mode is optimal. If the inter layer reference mode is optimal, the high-complexity intra prediction can be skipped directly. Finally, in order to terminate the depth division ahead of time, hypothesis tests are carried out to determine whether the residual coefficients in the coding unit show significant differences. Experimental results demonstrate that compared with standard SHVC encoder, the proposed algorithm reduces the coding time of the enhancement layer by 79% on average with almost the same coding efficiency.     

一种XML文档树节点编码的动态调整算法的研究

结合局部编码思想和全局编码思想提出了一种支持动态调整的XML文档树节点编码方案,设计了节点的动态调整算法.在动态调整算法中引入了局部编码块增位的方式,有效地解决了现存编码在动态变化的XML数据的重新编码方面效率较低的问题.     

CAVLC熵编码器的FPGA高效实现

针对H.264标准中基于上下文自适应可变长编码(CAVLC)算法运算复杂度高、不易于实时实现的问题,提出了CAVLC熵编码算法的高效实现体系结构．该设计实现了对宏块数据经分解后的块流中不同类型数据块的编码,克服了传统方案中只能处理一种类型数据块的局限;提出在上游模块采用逆锯齿扫描替代锯齿扫描以省去逆序操作,在不增加上游模块运算量的同时提高了CAVLC模块的效率．现场可编程门阵列(FPGA)验证结果表明,该体系结构的编码系统时钟可达147.78MHz,编码的首次延迟为32个时钟周期,吞吐延迟为16个时钟周期,可以满足高清、实时应用的编码要求．