H.264视频解码器中帧内预测模块的硬件设计

提出一种能实时处理的H.264/AVC帧内预测硬件结构.通过对H.264/AVC各个预测模式的分析,设计了一个通用运算单元,提高了硬件资源的可重用性.采用4个并行运算单元计算预测值,对运算比较复杂的plane模式预处理,并设计模式预测器,加快了系统处理速度.硬件电路结构已通过RTL级仿真及综合,并在Altera公司的C...     

AVS解码器帧内预测模块硬件优化设计

根据AVS标准中的帧内预测算法特点提出一种用于AVS解码器的帧内预测硬件模块优化设计方案,该设计使用两维滤波单元对参考数据进行处理,每个块的帧内预测运算在8个时钟周期内完成.与此同时,结合寄存器的移位操作简化参考数据选择机制,避免大量高位宽数据选择器的使用,减少资源的消耗.综合结果表明,该设计满足高清图像的实时解码需求.     

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。     

H.264帧内预测的FPGA实现

实现H.264实时性面临的主要障碍是计算量大,预测操作占其总计算量的30%以上。该文使用FPGA实现一种以梯度作为判据的快速帧内预测算法。该算法借助FPGA逻辑资源丰富、高速并行运算、I/O接口丰富的特点,采用多级流水线、乒乓操作的电路结构。相应的帧内预测模块结构清晰,处理速度较DSP（TMS320C6211）提高46.41倍,满足了视频图像处理的实时性要求。     

H.264/AVC中CAVLC解码器的硬件设计与实现

设计了一种基于H.264标准的CAVLC解码器,码流输入单元采用桶形移位器,以实现单周期解一个句法元素,在各解码模块中采用码表分割、算术逻辑替代查表、零码字跳转等关键技术,在减少路径延迟和提高系统吞吐率的同时,节省了硬件开销。整个设计采用Verilog语言实现,在XILINX的ISE8.2开发环境下通过FPGA验证,使用Design Compiler在SMIC0.18μm CMOS单元库下综合,时钟最高频率可以达到165MHz。本设计可满足实时解码H.264高清视频的要求。     

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。     

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帧内预测快速算法

为了减小基于率失真优化(RDO)和Hadamard变换的帧内预测算法的计算量,H.264编码器同时给出了不采用RDO和不采用Hadamard变换的低复杂度帧内预测算法(H.264参考软件JM11.0的参数RDOptimization和UseHadamard被置0);这种低复杂度算法大大地减小了计算量,然而在实时性较强的场合,帧内预测算法的计算量仍需进一步减小,为此文章提出了一种快速帧内预测算法;该算法首先根据宏块的奇偶性仅选择同一位置的两个色度宏块中的一个宏块的数据来确定这两个色度宏块的预测模式,接着根据低分辨率图像和简化的代价标准确定出亮度宏块的最佳16x16预测模式,最后根据最佳16x16预测模式、快速4x4帧内预测模式选择算法及灵活的代价比较确定出亮度宏块的编码类型及预测模式;试验结果表明,与低复杂度的帧内预测算法相比,在图像质量和码率变化不大的同时,文章的预测算法的平均帧内预测时间能减少50%以上。     

AVS解码器自适应帧内预测的硬件实现

分析了先进音视频编码标准（Audio and Video Standard,AVS）的帧内预测算法,提出了实现自适应帧内预测的硬件架构。该硬件架构采用8×8块级自适应流水线,利用滑动窗口获取片上存储器中的参考样本,使用8个并行的处理单元（PE）计算预测值,用脉动阵列实现复杂色度Plane模式预测值的计算。基于Verilog HDL硬件描述语言实现设计并进行功能验证,仿真和综合结果表明设计符合要求。     

H.264及AVS视频解码器中IQ/IDCT的设计与实现

H.264及AVS解码器中IQ/IDCT(反量化/反离散余弦变换)模块的设计和实现。设计中考虑到解码速度、算法复用、系统耦合的情况,给出了一种系统解码时间消耗与系统资源占用较少的硬件设计方案,并给出最终仿真及后端设计结果。     

Simple intra prediction algorithms for heterogeneous MPEG-2/H.264 video transcoders

Recent developments have given birth to H.264/AVC: a video coding standard offering better bandwidth to video quality ratios than MPEG-2. It is expected that the H.264/AVC will take over the digital video market, replacing the use of MPEG-2 in most digital video applications. The complete migration to the new video-coding algorithm will take several years given the wide scale use of MPEG-2 in the market place today. This creates an important need for MPEG-2/H264 transcoding technologies. However, given the significant differences between both encoding algorithms, the transcoding process of such systems is much more complex to other heterogeneous video transcoding processes. In this work, we start by analyzing the methods defined in the H.264 video coding standard for the intra prediction: a central element of every H.264 encoder. We then introduce and evaluate six fast intra mode decision algorithms which should enable the development of MPEG-2 to H.264 transcoders. Having evaluated all the proposed methods, we have come out with a high-efficient method, namely DC-ABS pixel. Our results show that our algorithm considerable reduces the complexity involved in the intra prediction with respect the mode decision algorithms used in H.264 JM reference software, while exhibiting a slight degradation on the RD function.. Finally, we analyze a comparative study with two of the most prominent fast intra prediction methods presented in the literature. The results show that the proposed DC-ABS pixel method achieves the best results for video transcoding applications.

基于H.264的高分辨率序列帧内预测的改进算法

针对高清视频序列帧内预测的编码特点,得出禁用Intra4×4预测模式,使用Intra8×8和Intra16×16模式进行亮度预测,可显著提高编码速度,同时码率和SNR基本不变。基于上述结论,提出一种新的帧内预测快速算法。该算法在帧内预测之前进行预判决,从Intra8×8和Intra16×16中选择一种预测模式,从而减少了算法复杂度。实验结果表明,算法在码率只有少许增加的情况下,编码速度提高了27.8%,SNR值基本不变。     

一种用于H.264的快速帧内预测模式判别方法

提出了一种快速帧内预测模式判别的方法来减少H.264中帧内预测模式判别的时间。H.264采用拉格朗日率失真优化(RDO)模式判别方法来对帧内预测模式进行判别,但由于H.264提供了大量的帧内编码模式,使得计算量非常大,目的是在RD性能没有明显下降的情况下,减少帧内预测的计算量。提出的快速模式判别方法采用绝对变换差值和(SATD)以及绝对梯度和(SAG),来减少4×4和8×8块的帧内预测模式的数目,从而提高模式判别的速度。实验结果表明,该算法在编码增益减少不大的情况下,I帧的编码时间减少了50%~70%,整体的编码时间减少了大约10%~20%。     

基于Directshow的H.264解码器的设计与实现

为实现视频监控系统中视频的解码,提出了一个H.264视频解码器在Directshow中的实现方案.Directshow应用程序编程接口是一个基于Windows平台的优秀流媒体架构,它为在Windows 平台上处理各种格式的媒体文件回放、音视频采集等高性能要求的多媒体应用提供了完整的解决方案.     

H.264帧内快速模式选择算法

帧内编码是H.264标准的一个重要组成部分,针对原标准的全搜索算法运算复杂度高,不能支持实时视频需要的问题,提出了一种基于模板和双阈值的快速算法,可以有效地减少计算复杂度。实验结果表明该算法可以在信噪比和码率变化不大的情况下,使编码时间平均减少42%。     

一种基于BP网络的H.264快速帧内模式选择算法

H.264/AVC采用17种预测模式和率失真优化模型来进行帧内模式的选择,复杂度很高。目前的快速帧内模式选择算法能有效减少模式选择的复杂度,但还存在很大的不足。提出了一种基于BP神经网络的快速帧内模式选择算法。该算法使用BP神经网络对大量视频序列预先训练的结果对宏块进行预判,得出当前宏块采用Intra16×16或Intra4×4模式,然后使用Pan Feng的方法判断具体选择何种模式。实验结果表明,该算法在保证视频质量几乎不变（PSNR平均降低约0.01 dB）的同时,可以有效减少计算复杂度,与JM86相比减少75%～83%,与Pan Feng的方法相比减少30%～70%。     

一种基于H.264与近邻预测的无损视频压缩H.264-LS

提出了一种无损视频压缩方案H.264-LS。该方案为适应无损压缩的需要,根据运动补偿后残差系数的特点,使用了一种二维近邻预测技术以取代H.264原有的变换。实验测试结果表明,该算法的整体表现要优于现有的一些无损视频压缩方案,特别是对于运动量大的视频序列优越性很突出。     

基于纹理特征的H.264帧内预测快速算法

H.264/AVC是最新的视频压缩编码标准,在帧内预测过程中,采用了率失真优化技术（RDO）进行预测模式的选择,使编码性能得到显著提高,但同时编码复杂度和计算量也明显增加。研究了现有的典型快速帧内预测算法,并提出一种融合宏块平坦性特征和4×4块纹理特征的快速帧内预测算法。算法通过判断宏块的平坦性提前选定块大小,根据4×4块内部纹理特征,确定预测模式集,降低算法复杂度。实验结果表明,较之JM95,在峰值信噪比(PSNR)基本不变,输出码率略有升高的情况下,本文算法对一个宏块的RDO计算次数平均降低了71.3%。