视频编码中帧内预测算法研究及性能比较

H.264是ITU和ISO联合制定的新一代视频编码标准,在多方面做出了改进.H.264标准中采用的空域帧内预测算法,有效提高了编码效率和预测精度.该文详细对比和分析了MPEG-4、WMV9所使用的频域帧内预测算法和H.264所使用的空域帧内预测算法,通过对各种测试序列的仿真,证明空域帧内预测算法能够有效提高编解码系统的整体性能.     

视频编码标准中帧内预测技术研究

文章研究和比较了视频编码标准H.263 和H.264中所采用的帧内预测技术,阐明了H.264中的空域帧内预测技术具有比H.263 中的频域帧内预测技术更佳的预测效果,能够更有效地提高压缩性能。     

高效帧内预测模式选择算法

帧内预测技术是H.264不同于以往标准的特点之一.在深入分析帧内预测原理以及预测模式选择过程的基础上,提出了一种新的帧内预测模式选择算法.算法通过相邻宏块预测模式相关性原则、预测模式尺寸预先选择原则、提前中止原则来加快编码速度.实验结果表明,与全搜索算法相比,在编码质量相近的情况下,能够节省51.01%～72.91%的编码时间,与FIMDA算法相比,能够节省15.63%～27.31%的编码时间.     

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。     

基于H.264帧内预测模式选择算法的研究与改进

H.264中提高编码性能的一个重要手段是帧内编码,它采用了多种预测模式,这些模式在对I、P和B帧编码时,都需要进行逐一计算。因此,可以通过优化快速算法来降低帧内编码的整体复杂度。通过对帧内预测编码的基于边缘直方图的经典快速算法进行仔细地分析和深入的研究,提出了一种改进的基于边缘直方图的快速算法,并在x264平台上加以实现。     

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（RDCost）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帧内方向预测的研究

在H.264视频编解码标准中,帧内4×4亮度块的预测模式有9种。在对这些预测模式的预测能力进行分析后,发现在不同帧内预测模式预测能力存在差异。为了解决这一问题,提出了一种更改编解码次序的方法对预测能力较差的模式进行编解码。实验结果表明该方法可以使预测能力较差的模式的预测能力得到改善。     

H．264帧内方向预测的研究

在H．264视频编解码标准中,帧内4×4亮度块的预测模式有9种。在对这些预测模式的预测能力进行分析后．发现在不同帧内预测模式预测能力存在差异。为了解决这一问题,提出了一种更改编解码次序的方法对预测能力较差的模式进行编解码。实验结果表明该方法可以使预测能力较差的模式的预测能力得到改善．     

H.26L中新的帧内预测技术研究

H.26L是ITU-T制定的新一代视频编码国际标准。H.26L在以往的编码标准的基础上采用了新的帧内预测技术,减少了预测误差,改善了图像质量。文章重点分析了H.26L中新的帧内预测技术,包括不同大小的亮度分量预测算法和色度分量预测算法等,并与H.263+中的帧内预测模式进行对比分析,阐明了H.26L的优点,证明其具有比H.263+更佳的预测效果。     

基于Prewitt算子的快速帧内编码算法

本文提出了一种快速帧内编码算法,利用prewitt算子检测亮度信号的边界方向,并根据周围块的编码模式预测出可能的编码模式,将色度信号与亮度信号分开处理,然后利用拉格朗日代价函数计算出最优编码模式。实验数据表明,该算法可以极大地提高帧内编码速度,而对图像质量和码率大小变化影响极小。     

AVS编码器帧内预测模块

通过对AVS(Audio and Video Standard,音视频编码标准)标准中帧内预测算法的分析,提出了一种新的适用于AVS编码器帧内预测模块的优化设计方案.设计中使用两维滤波单元,简化了参考数据选择机制;使用设计的基本预测单元PE(Primary Element)构造运算单元阵列对当前块进行并行处理,提高了预测速度;设计了脉动阵列用于实现复杂色度Plane模式的预测.基于Verilog HDL语言在FPGA上实现该设计并在ModelSim上进行仿真,结果表明,本设计提高了编码效率以及降低硬件资源的消耗,并满足实时编码高清视频的要求.     

可扩展多视点视频编码技术研究

文章设计了一种结合Multi-view Video Coding（MVC）和Scalable Video Coding（SVC）技术的多视点视频编码方案,通过下采样原始图像进行MVC编码形成码率低的基本层,增强层由基本层解码单路图像预测生成其全空域图像。通过实验比较,该方案能获得与MVC相当的编码效率,单路视点的解码代价比SVC方案高出0.5~1.5dB的收益,码流具有可扩展性,能在不同的级别上完整地表述原始视频。     

一种基于帧内预测模式的高容量信息隐藏方案

根据H.264编码标准帧内预测模式的特点,提出一种高容量视频信息隐藏方案.方案中用Tent映射选出待嵌入宏块,根据帧内预测模式及哥伦布编码特点,设计了一种最小角偏移预测模式替换算法,通过修改Ⅰ帧中4×4亮度宏块帧内预测模式来嵌入秘密信息.为增加秘密信息安全性,先用Tent映射加密秘密信息,并用其生成的密钥选出待嵌入宏块.只需对帧内预测模式进行解码,便可从编码后的视频流中直接提取秘密信息.实验结果表明,该方案可有效嵌入秘密信息,不可见性好,视频流长度变化微小,并可通过调控控制因子N来调控嵌入容量,从而调控视频质量.     

一种适用于H.264/AVC的自适应空域帧内预测算法

提出了帧内预测算法中邻块间预测选项的相关性、预测选项和SAD相关性的概念,在此基础上提出了一种适用于H．264／AVC的自适应空域帧内预测算法,该算法利用上述的两种相关性预测当前块的帧内预测选项;利用“半步停”技术自适应地中止预测．实验结果表明,该算法在保证重构图像质量和压缩比的同时,计算复杂度仅相当于原有算法的7％左右．     

基于宏块的渐进、精细可伸缩的视频编

渐进精细可伸缩(PFGS)的视频编码是面向Internet的视频流化应用中的一项重要技术,同MPEG-4标准中的精细可伸缩(FGS)的视频编码相比,PFGS视频编码具有更高的编码效率.然而,由于现有的PFGS方法以帧为单位来选择编码时的参考图像,因此该方法很难同时在编码效率和误差控制方面都取得好的效果.提出了一种灵活、高效的基于宏块的PFGS编码方法,并提出3种帧间(INTER)编码方式用于增强层宏块编码,其中的一个编码方式把原有的PFGS视频编码中的误差控制技术扩展到了宏块层.同时也提出了一个编码方式选择算法以确定每个增强层宏块的编码方式,由于该算法仅需用到时域预测信息,因此实现起来非常简单,并且性能稳定.实验结果表明,基于宏块的PFGS视频编码既能有效地消除低码率下的误差传递和累积,也能提高在其他码率下的编码效率.