H.264编码模式选择快速算法研究

H.264编码标准采用了率失真优化的方法,对各宏块的编码模式逐一进行优化选择,大幅度提高了编码效率和编码质量,但同时也带来了很高的运算复杂度。该文对宏块最佳编码模式进行统计分析,据此在宏块模式选择过程中设计提前终止策略;同时结合宏块的运动和纹理信息分析,根据宏块的特征来选择编码模式。该快速模式选择算法有效地避免了不必要的模式选择过程,大大降低了编码复杂度,加速了编码过程。仿真结果表明,该算法可将编码时间平均降低84%。     

基于图像细节程度的快速帧间模式选择算法

为降低编码过程中宏块进行模式选择的计算复杂度，提出了一种快速模式选择算法．该算法首先计算一个宏块的运动矢量，对运动矢量非零的宏块再进一步计算AC系数能量得到其细节程度，根据细节程度的高低确定待选模式的子集，从而缩小待选模式的数目．实验结果表明，该算法能够在保证对图像质量和码率影响很小的前提下，平均节省33％的编码时间，并获得较好的重建视频图像质量．     

H.264中搜索范围的自适应调整算法

为了降低编码的计算复杂度,提出一种H.264中搜索范围的自适应调整算法.首先利用时空相邻宏块的最佳搜索范围对当前宏块的搜索范围进行预测;然后根据相邻宏块的编码模式对预测的搜索范围进行修正;最后根据当前最佳大尺寸宏块模式与相邻宏块率失真代价的关系确定剩余小尺寸宏块模式的搜索范围.实验结果表明:该算法平均搜索点数节省了95.57 %,而平均峰值信噪比PSNR损失仅为0.033 dB.     

基于 3D 相邻区域宏块相关性的多视点视频快速编码算法

针对多视点视频编码的高复杂度,提出一种利用相邻宏块编码信息的相关性进行编码的快速算法。利用多视点视频相邻宏块率失真代价分布的相关性,对当前宏块进行SKIP模式下的提前判决;根据视点间、时间和空间相邻区域运动矢量差值对当前宏块运动类型进行快速分类;针对不同的运动类型调整搜索范围,选择相应尺寸大小的编码模式。通过对具有不同运动特性的多视点视频编码性能测试,结果表明,相对于联合多视点视频模型（joint multi view video model,JMVM）遍历模式,在增加0．75％输出比特率和降低0．04 dB峰值信噪比的情况下,该快速编码算法能平均减少66％的编码时间。     

采用块匹配的多视点视频编码算法的改进

利用相邻已编码宏块的模式对当前编码宏块的模式选择进行优化,减少部分细化小块的分割及搜索.然后结合传统单视点视频编码中的简化非对称十字型多层次六边形格点搜索,对运动估计搜索算法进行改进.实验表明:在保证其重建视频质量及码率开销的前提下,两种改进算法使不同特性的视频序列的编码时间平均减少78%.     

基于宏块合并的H.264模式选择算法

H.264新技术的引入提高了压缩效率,但同时编解码器运算复杂度也成倍增加.为了减小H.264的编码算法复杂度,对编码选项和模式选择算法进行了优化.算法以运动矢量合并为基础,采用1/4像素精度的细化运动估计以减低码率,对P帧宏块是否采用帧内编码模式,利用平均比特率和宏块平均边缘差值进行预判断.实验结果表明,算法在不增加峰值信噪比和码率的基础上,平均节省运动估计时间35.19%,节省编码时间48.98%.     

一种新的低复杂度监控视频ROI编码方案

在H.264视频编码框架下,针对静止摄像机采集的监控视频的特点,提出并实现了一种基于运动目标检测的感兴趣区域ROI编码方案。该方案以运动目标为ROI编码对象,根据ROI检测结果生成画面分割信息文件,并由此选择各宏块编码模式以及参考帧数量,通过调整相应运动宏块的量化参数值来完成对ROI对象的精细编码,从而达到减少算法复杂度、提高运动目标画面质量的目的。多个标准测试序列的测试表明,与H.264相比,该方案在编码时间上大大缩减,且重建画面的主观评测效果更好。     

H.264视频编码快速宏块模式选择策略

分析了表征前一帧各块运动特征的统计信息(包括各宏块误差值和运动矢量),并以该统计信息预测当前帧各块的运动特征,提出了一系列基于统计信息、宏块分类和自适应判决门限的提前选择某模式为最优模式的快速模式选择策略. 实验数据表明,快速算法能够以43%的计算时间,达到与JM12.2中原参考算法近似的峰值信噪比和码率性能.     

基于改进H.264运动估计算法的120视频压缩方案

院前急救在整个医疗救治过程中占有重要位置。针对120车载终端车内视频传输过程中视频编码实时性要求,提出一种基于H.264编码器的可变尺寸块(variable block size,VBS)运动估计算法。改进的VBS运动估计算法用粗搜索和精细搜索两个阶段快速预测了待编码宏块的最佳模式并精细化宏块各个分区的运动矢量,提高了运动估计的精确度,降低了算法复杂度。实验结果表明该算法在保证平均SNR值和压缩性能的同时,与FS和FME参考算法相比,分别降低了80%和55%的编码时间,效果良好。     

H.264/AVC快速帧间模式选择算法

H.264/AVC利用率失真优化(RDO)技术进行宏块模式选择,提高了编码效率,但大大增加了编码复杂度。文章研究了一种P帧编码的快速帧间模式选择算法,利用宏块模式与avgJmotion之间的关系进行候选搜索块模式分类,再利用帧间条件对分类后的模式进行判决,排除不可能作为最佳模式的宏块模式。实验结果表明,在信噪比降低和码率增加可以忽略不计的情况下,该算法平均节省编码时间约57%。     

双策略高效视频编码帧间模式快速决策算法

为了减少编码复杂度,提出针对编码单元(CU)级和预测单元(PU)级的帧间快速算法.首先,利用当前编码块的3个空间邻近已编码块的深度信息,提前跳过某些CU的编码模式的检测.其次,利用当前编码块执行完Inter_2N×2N模式后,得出的残差块的纹理信息跳过某些PU的编码模式检测.实验结果表明:文中算法可以节省45.03%的编码时间;BD-BR(bjøntegaard delta bit rate)造成1.49%的损失;算法能够很大程度节省编码时间;引入的率失真性能损失忽略不计.     

Joint mode selection and rate control for video transmission over packet loss network

In this paper, we first present a statistics analysis of the picture distortion caused by quantization, channel errors and subsequent error propagation, and propose rate-distortion (R-D) estimation models which are functions of two parameters, i.e. quantization step and intra refreshing ratio. Second, based on our proposed R-D models, a joint optimal quantization step and intra refreshing ratio selection algorithm is developed by using Lagrange multiplier theory. Next, a novel rate control algorithm, combined with macroblock (MB) coding mode selection, is proposed. The algorithm focuses on bit allocation at group of pictures (GOP) level and picture level to improve the encoding quality, and the MB mode selection addresses improving the local subjective quality within a picture. Finally, extensive simulation resultsshow that our algorithm can make the encoder adapting itself in time to the variation of the channel band-width and significantly improve the end-to-end video quality over packet loss network.     

HEVC帧间编码的快速CU尺寸和PU模式决策算法

为了进一步降低高效视频编码(HEVC)帧间编码的复杂度,提出一种快速的编码单元(CU)尺寸和预测单元(PU)模式决策算法.首先,利用SKIP和平均运动矢量提前结束CU分割过程.其次,根据统计的阈值,实现概率较小的PU模式计算过程的跳过.算法在随机方向(RA)和低延时(LD)配置下,编码时间分别平均降低42.2%和36.3%,造成的BDBR(bjentegaard delta bitrate)损失仅为0.624%和0.264%.实验结果表明:CU尺寸和PU模式决策算法在编码质量基本不变的前提下,能正确地决策出最佳CU尺寸和PU模式,有效地提高HEVC的编码效率.     

基于高效率视频帧内编码的快速编码单元和预测模式决策算法

针对高效率视频编码采用四叉树分割和35种模式预测等技术来提高视频编码质量,但引起算法复杂度剧增这一问题,本文利用当前编码单元及其相邻单元空间相关性对当前编码单元分割模式进行预测,从而快速决策编码单元的分割模式.此外,通过跳过若干低概率预测模式的率失真最优化处理过程,实现了一种快速的预测模式决策算法.测试结果显示,提出的算法可以平均减少53%的编码时间,并保持BDBR仅为1.17%的良好编码质量.      

基于分块灰度投影的无人飞行器视频稳像方法

针对传统灰度投影算法局部运动影响全局运动矢量估计精度的问题,结合无人飞行器航摄视频图像的特点,提出一种适用于无人飞行器的视频稳像方法. 该方法将图像划分为若干子区域,剔除灰度特征不明显和物体局部运动等影响全局运动估计精度的子区域,对保留的子区域分别采用灰度投影法计算运动矢量,由局部运动估算出图像的全局运动矢量,经过运动决策,将运动补偿矢量应用于图像补偿,获得稳定的视频图像. 对真实无人飞行器航摄视频稳像实验结果表明,该算法稳像准确度与块匹配全搜索算法相当,而单帧稳像时间只有块匹配全搜索算法的1/3,在准确性和实时性方面均优于传统灰度投影算法.      

Complexity scalable control algorithm for intra coding in H.264 under energy constraints

In this paper,the complexity of intra coding is first analyzed so as to achieve a weight of complexity measurement for each intra mode.Then.a new complexity sealable control algorithm for intra coding in H.264 is proposed,based on the rearrangement of the order of candidate modes and an efficient complexity allocation and control(CAAC)scheme at the macroblock(MB)level.The candidate modes of each MB ale rearranged according to the local-edge information.Experimental results show that our proposed algorithm can make an appropriate cut-off point of the candidate modes sequence adaptively according to the current energy condition of a mobile device,so as to adjust the complexity at any level while maximizing the video quality,which can prolong the operational lifetime of the battery with minimum degradation in video quality.     

基于运动矢量的视频去抖动算法

采用新的几何分析方法建立了视频去抖动处理的数学模型,提出一种基于运动矢量的视频去抖动算法.采用新的快速M鲁棒估计法获得摄像机全局运动参数集;滤波该参数集滤除随机抖动带来的运动噪声.为了提高算法的可靠性,在全局运动估计之前对原始运动矢量进行了时空滤波;在运动校正阶段,引入了"重同步"机制防止差错累积.实验表明,该算法具有良好的去抖动效果,能够用于实时处理.     

一种深度图帧内预测模式决策改进算法

为减小3D-高效视频编码(three dimensional-high efficiency video coding,3D-HEVC)的编码复杂度,提出一种深度图帧内预测模式决策改进算法.一方面,采用拉普拉斯边缘检测法对是否遍历深度模型模式(depth modeling modes,DMMs)进行快速判决;另一方面,利用预测单元(prediction unit,PU)的楔形分割线与其纹理特征的相关性,只对候选预测模式中的帧内角度模式相关的楔形分割进行搜索,减少楔形分割模式遍历的数量,实现DMM1模式的快速决策.经测试,算法在平均编码比特率增加很少的情况下,深度模型模式的平均编码时间降低了53.65％,而深度图的合成质量基本不变.