应用模糊隶属度的H.264帧内预测模式快速选择

H.264中采用的率失真优化技术虽然提高了编码效率,但也使计算复杂度增加,影响编码的实时实现。针对这一问题,通过分析H.264中计算复杂度较高的帧内预测模式选择部分,提出一种新的帧内预测模式选择算法。根据模糊隶属度函数预先判断宏块类型,从Intra_4×4和Intra_16×16两种预测模式中选择一种,并通过判断4×4块的纹理方向,减少候选预测模式的数量。实验结果表明,在保持图像性能和码率基本不变的情况下,该算法能有效提高H.264的编码速度,有利于实时应用。     

低复杂度的多视点视频编码宏块模式决策算法

为了降低多视点视频编码(MVC)的计算复杂度,提出了一种基于全局-局部率失真代价的低复杂度宏块模式决策算法。首先根据宏块候选模式的块尺寸和率失真代价特点,将所有候选模式分为大尺寸模式(Skip/Direct、Inter16×16和Intra16×16)和小尺寸模式(Inter16×8、Inter8×16、Inter8×8、Intra8×8和Intra4×4);接着统计已编码帧中这两类宏块模式的平均率失真代价,并利用这些平均率失真代价计算当前帧宏块模式决策的全局率失真代价;最后利用得到的全局率失真代价,并结合当前宏块已估计模式的局部率失真代价和空间邻近宏块的模式信息提前终止模式决策,具体包括对大尺寸宏块模式进行提前判定以及对小尺寸候选模式进行逐级选择。实验结果表明:与MVC参考代码中的全搜索模式决策算法相比,本文算法在时域预测视点和视点域预测视点上分别节省了74%和82%的平均编码时间,同时保持了良好的编码率失真性能;与现有模式决策快速算法相比,本文算法降低了更多的编码时间,并具有更好的编码率失真性能。     

一种新的H.264/AVC快速帧内预测模式选择判决算法

针对H.264视频编码标准帧内预测模式选择部分计算量大的问题,本文提出了一种快速帧内预测模式选择判决算法。该算法首先提出了一个新的算子,用来描述图像灰度分布信息,作为判断图像复杂程度的依据,进而提出两个对量化系数(QP)自适应的阈值,将图像分为平滑、变化剧烈和特征模糊3种。平滑图像宏块使用Intra_1616模式预测,变化剧烈的宏块使用Intra_44模式预测,特征模糊的宏块使用标准算法预测。实验结果表明,该优化算法能在保证很好的图像质量的同时,使帧内模式选择计算次数减少30%以上,而且对传输码率基本没有影响。     

H.264/AVC帧内预测模式选择的快速算法研究

H.264/AVC标准引入RDO技术计算帧内预测最优模式,提高编码效率,但同时RDO技术的引入极大提升编码端的计算复杂度.提出了一种针对帧内预测4×4亮度块的快速模式选择算法,该算法利用亮度块SATD值与RDO技术间的相关性,优化原有算法.实验结果表明,算法能在基本不影响图像原有质量的情况下,较大程度减少编码H.264序列所需时间.     

一种新的H.264/AVC帧内模式快速选择算法

利用改进的模糊积分准则提前对宏块的类型进行判定,实现Intra_4×4和Intra_16×16模式的快速选择,对于Intra_4×4模式,采用改进的平方梯度法估计块的纹理方向,从而排除可能性小的预测模式,提高帧内编码速度.试验表明该算法在基本保持编码性能的同时,可显著降低帧内预测的复杂度.     

H.264/AVC帧内4×4块预测模式判别的改进算法

H.264提供了4×4的亮度块帧内预测,其共有9种预测模式.在判断其预测模式中要求4×4块的每种预测模式都要判断,因此计算复杂度很高.有效减少4×4块预测模式的判断次数,在实时视频编码过程中很有价值.基于此,提出了一种帧内4×4块预测模式判断提前退出的优化算法,并对其进行了试验,得到了很好的效果.     

一种基于H.264/AVC帧内预测模式选择的快速算法

依据宏块的空间相关性,并从概率的角度考虑,提出了一种新的快速模式选择算法,该方法减少了对Intra4×4和Intra16×16的预测模式率失真的计算,降低了帧内预测编码的复杂度.与参考软件JM11.0中模式选择算法相比,在PSNR基本保持不变的情况下,新算法的编码时间缩短了大约30%,而比特率仅提高了1%左右.     

基于HEVC的帧内模式快速判决算法

提出了一种HEVC帧内预测优化快速算法。算法在统计总结出当前CU层与其上层CU帧内预测模式、CBF与TU分割深度、相邻CU层之间的色度帧内预测模式之间相关性的基础上,有效地减少了帧内模式的预测,降低了帧内编码计算复杂度。同时,根据不同代价函数之间,以及色度与亮度帧内预测模式之间的相关性,分别在亮度和色度帧内预测过程中添加了RMD中cost代价最小的预测模式和最佳亮度预测模式,保证了较低的编码码率和较高的编码图像质量。实验结果表明,该算法针对各类型、分辨率的视频,在码率和PSNR基本不变的情况下,帧内编码时间平均减少38.2%。     

H.264帧内预测宏块融合置乱技术安全通信研究

基于I,P,B帧中所有帧内预测宏块与整数离散余弦变换DCT(Discrete Cosine Transform)提出了一种融合加密方案。判断当前宏块的属性是帧内预测宏块,则将其DCT系数分层即宏块系数矩阵进行转置变换,获得16个新的4×4子宏块,用混沌系统产生的密钥序列置乱子宏块后再加密子宏块中的系数符号。实验结果表明,该融合加密方案不仅能有效防止块间相关性攻击和密钥攻击,同时也能满足视频的安全性和传输的实时性要求。     

基于区域最大概率准则的帧内预测模式编码算法

,H.264标准中亮度分量的9种帧内预测模式的序号是预先设定的,这对于具体的视频序列并不是最优的.为了进一步提高帧内编码的效率,通过对帧内预测编码算法的深入研究,利用相邻宏块间的纹理相关性和预测模式的方向性,提出一种新的帧内预测模式编码算法.通过在和当前编码块纹理相关性最大的区域中动态的统计出各个预测模式的使用概率,然后根据预测模式使用概率的大小来计算当前块的最可能编码模式.实验结果表明:与H.264参考模型JM86相比,该算法可以显著提高当前图像块的最优预测模式和最可能预测模式的匹配概率,使预测模式信息编码所需要的比特数平均减少5%～7%,从而降低了编码后的码率,而峰值信噪比(PSNR)基本保持不变.     

Gravity direction-based ultra-fast intraprediction algorithm for H.264/AVC video coding

The H.264/AVC video coding standard uses in intraprediction, 9 directional modes for 4 × 4 and 8 × 8 luma blocks, and 4 directional modes for 16 × 16 luma macroblocks, and 8 × 8 chroma blocks. The use of the variable block size and multiple modes in intraprediction makes the intracoding of H.264/AVC very efficient compared with other compression standards; however, computational complexity is increased significantly. In this paper, we propose a fast mode selection algorithm for intracoding. This algorithm is based on the vector of the block’s gravity center whose direction is used to select the best candidate prediction mode for intracoding. On this basis, only a small number of intraprediction modes are chosen for rate distortion optimization (RDO) calculation. Different video sequences are used to test the performance of proposed method. The simulation results show that the proposed algorithm increases significantly the speed of intracoding with negligible loss of peak signal-to-noise ratio quality.     

基于纹理方向和空域相关的HEVC帧内快速编码算法

为了降低高效视频编码(HEVC)的复杂度,提出了一种基于纹理方向和空域相关性的帧内快速编码算法。一方面,利用相邻编码单元(CU,coding unit)的最佳分割尺寸确定相关性的权重,并根据已编码CU的率失真代价值定义了CU分割尺寸的相关性因子,通过比较该因子提前终止CU分割;另一方面,利用Sobel算子求取预测单元(PU,prediction unit)子块的纹理方向,通过判定其纹理方向显著性确定相应的候选模式集,然后根据PU大小对所得的预测模式修正处理,最后遍历这些候选模式选取最优模式。实验结果表明:本文算法相对于原始HEVC编码方法,在全I帧模式下编码时间平均减少36.84%,BDBR(Bjntegaard delta bit rate)上升约0.81%,BDPSNR(Bjntegaard delta peak signal-to-noise rate)降低了0.047dB。     

基于H.264/AVC的视频信息隐藏算法

在H.264/AVC的帧内预测环节,调制H.264/AVC编码中I帧4×4亮度块的帧内预测模式实现信息隐藏.这种调制基于该模式与待隐藏比特之间的映射规则进行.宿主4×4块的具体位置由各块自身特点结合密钥所指定的嵌入位置模板确定.信息的提取过程不需要原始视频内容,也不需完全解码,而只要对码流中的帧内预测模式进行解码即可.     

基于频域和空域分析的帧内预测模式快速选择算法

基于DCT变换的能量聚集和方向特性,首先利用AC系数对块尺寸进行预先选择,然后利用AC系数的方向性对16×16块进行模式预先选择,接着利用空域相关性对4×4块进行快速模式选择,有效缩小了模式选择的范围。实验表明,与现有同类算法相比,在质量几乎相当的情况下,本算法速度明显提高。     

H.264图像复杂度自适应的I帧码率控制算法

该文针对H.264帧内编码码率控制(RC)效果不佳的问题,提出了一种新颖的图像复杂度自适应I帧RC算法。首先用Sobel算子检测I帧亮度像素的梯度,建立44块的边缘方向直方图,得到每个44块最可能的帧内预测模式和相应重构块,最终获得与实际编码相近的残差图像。用残差的平均绝对值表达I帧编码复杂度,并提出了一种经验型码率-量化(R-Q)模型,同时考虑缓冲区状态和序列特性为I帧分配合适的目标比特,最后为每一个图像组(GOP)得到了合适的I帧量化参数(QP)。实验结果表明,该文算法能更准确地控制I帧输出码率,有效阻止缓冲区溢出和跳帧,得到更加平稳的视频质量,序列PSNR波动减少了60%以上。     

A Fast Intra Skip Detection Algorithm for H.264/AVC Video Encoding

A fast intra skip detection algorithm based on the rate‐distortion (RD) cost for an inter frame (P‐slices) is proposed for H.264/AVC video encoding. In the H.264/AVC coding standard, a robust rate‐distortion optimization technique is used to select the best coding mode and reference frame for each macroblock (MB). There are three types of intra predictions according to profiles. These are 16×16 and 4×4 intra predictions for luminance and an 8×8 intra prediction for chroma. For the high profile, an 8×8 intra prediction has been added for luminance. The 4×4 prediction mode has 9 prediction directions with 4 directions for 16×16 and 8×8 luma, and 8×8 chrominance. In addition to the inter mode search procedure, an intra mode search causes a significant increase in the complexity and computational load for an inter frame. To reduce the computational load of the intra mode search at the inter frame, the RD costs of the neighborhood MBs for the current MB are used and we propose an adaptive thresholding scheme for the intra skip extraction. We verified the performance of the proposed scheme through comparative analysis of experimental results using joint model reference software. The overall encoding time was reduced up to 32% for the IPPP sequence type and 35% for the IBBPBBP sequence type.     

A Segmentation-Based Chroma Intra Prediction Coding Scheme for H.264/AVC

In this paper, we propose a novel segmentation-based intra prediction coding scheme for low-bitrate video coding. Different coding schemes are separately designed for the luma and chroma components in our proposed method. The traditional block-based coding scheme is still used for the luma components, and the segmentation-based coding scheme is developed for the chroma components. The segmentation operation is used for the reconstructed luma components, which groups similar pixels together and produces a set of homogenous regions. Here, these local and homogenous regions are referred to superpixels. By utilizing the spatial correlation between the luma and chroma planes, we transfer the segmentation result of the luma components to the chroma components, which will not induce any side information in the chroma intra prediction coding. Instead of using the macroblock (MB) as the coding unit, the proposed method implements the chroma intra prediction in each superpixel, and the original pixels in each superpixel are employed to substitute the neighboring reconstructed samples in the prediction process. The experimental results show that the proposed method can achieve an average 0.20 dB and up to 0.63 dB coding gains in comparison to the directional intra prediction scheme for H.264/AVC low-bitrate video coding.     

一种H.264/AVC帧内预测模式的快速选择算法

H.264/AVC帧内预测技术采用率失真优化策略进行最优化编码模式选择,提高了I帧的编码效率,但同时也提高了计算复杂度。本文提出了一种帧内预测模式的快速选择算法,基于亮度块的方向特性,通过一些复杂度不大的计算,选择少数几个可能性较大的预测模式进行率失真代价计算,得到最佳亮度预测模式,并以 计算代替率失真代价计算选择最佳色度预测模式,降低了计算复杂度,提高了编码速度。实验结果表明,本文提出的算法在保证图像质量的同时,编码时间平均降低了48%,而码率增加很小。     

H.264解码器的帧内预测优化

通过对H.264帧内预测加以优化,以提高其速度。采用4×4块级流水线方式代替串行处理方式,以及自适应的流水线协调不同种类块、不同预测模式下的帧内预测,用四路并行的多功能处理单元在1个周期内计算出1列4个像素点的预测值;以“种子”法取代平面预测模式的直接计算方式。基于FPGA开发平台设计出优化后的预测电路,验证结果表明,优化电路处理一个宏块平均只需196个时钟周期。     

利用纹理结构的HEVC快速帧内模式选择算法

高性能视频编码（HEVC）是刚确立的最新一代的视频编码标准。对于帧内编码,HEVC最大的特点是采用了从64×64至8×8的编码单元划分和35种帧内预测模式,HEVC通过遍历所有的分块和帧内预测模式,选取最优的预测方式,这种帧内预测方式在提高预测精度的同时也大大增加了编码的计算复杂度。为了降低帧内预测的计算复杂度,HM2.0版以上的HEVC测试软件采用一种基于两步预测的快速帧内模式选择算法。在此基础上本文首先提出了一种基于纹理方向的快速粗选方案,减少参与计算的粗选模式数,进而提出基于结构相关的决策方法,利用同质图像区域的纹理相似性,减少参与率失真代价函数计算的候选模式数量,进一步降低了帧内预测计算复杂度。实验结果表明,本文所提出的快速算法,在保持编码质量基本不变的条件下,可以使基于两步预测的快速帧内模式选择时间缩短25%。