一种H.264帧内预测模式快速选择算法

H.264使用率失真优化提高了编码效率,但也增加了计算复杂度,不利于编码的实时实现。本文分析了H.264中计算复杂度较高的帧内预测模式选择部分,提出一种快速的帧内预测模式选择算法。根据隶属度函数预先判断宏块类型,通过求取各像素点的方向得到4×4块的纹理方向,由此确定候选模式,减少预测模式的数量。实验结果表明,在图像性能和码率基本保持不变的情况下,编码时间平均下降了约38%,大大提高了编码速度。     

基于层间预测的空间可扩展帧内编码算法

利用空间可扩展编码中的层间预测技术,提出了一种基于层间预测的空间可扩展帧内编码算法.对于空间基本层上的图像宏块,采用与H.264/AVC标准兼容的帧内编码方法进行编码.对于空间增强层上的图像宏块,除了本层中的邻块数据之外,进一步利用基本层上的对应宏块数据对其进行帧内预测编码.特别是在无法获取本层邻块数据的情况下,使用基本层上的对应宏块数据作为扩展数据源来预测编码,以提高编码效率.实验结果表明,与传统的单层帧内预测算法相比,本算法提高了增强层编码的信噪比,同时编码码率和计算复杂度基本不变.     

DCT域下采样中的宏块变换算法的研究

针对视频转码的下采样过程中，因P帧中包含帧内宏块而需要在多宏块合成中对不同宏块编码方式进行转换的问题，提出一种DCT（Discrete Cosine Transform）域下的可行算法。该算法通过在DCT域下完成对参考帧的部分解码，实现帧内宏块和帧间宏块相互转化，从而高效地解决因下采样过程中多个宏块合成而导致的宏块编码方式冲突问题。     

一种基于变换域信息的H.264/AVC帧内4×4快速预测

为了在保持较好H.264编码效果的同时,用尽可能少的额外计算量来减少H.264帧内预测候选模式数,从而降低编码复杂度,提高帧内编码速度,提出了一种基于变换域信息的帧内4×4快速预测算法。该算法利用帧内预测过程中的中间结果提取块的方向信息,以此指导帧内4×4预测;只搜索与块方向相近方向的几种高概率模式,而不再进行全搜索。...     

一种基于H.264的自适应快速模式选择算法

提出了一种基于H.264的快速模式选择算法.该算法首先进行Skip模式的判断.如果Skip模式不适合当前宏块,则继续利用宏块的空间同质性和时间静态性进行其他帧间模式的筛选.然后根据帧间模式选择的结果判断是否继续进行帧内预测.算法设计过程中,充分考虑Quan-tize Parameter对模式选择的影响,从而可以适用于不同码率的环境.实验证明,该算法在高低码率下都能在保证图像质量的同时大幅度提升编码速度.     

一种基于H．264的白适应快速模式选择算法

提出了一种基于H．264的快速模式选择算法．该算法首先进行Skip模式的判断．如果Skip模式不适合当前宏块，则继续利用宏块的空间同质性和时间静态性进行其他帧间模式的筛选．然后根据帧间模式选择的结果判断是否继续进行帧内预测．算法设计过程中，充分考虑Quan—tize Parameter对模式选择的影响，从而可以适用于不同码率的环境．实验证明，该算法在高低码率下都能在保证图像质量的同时大幅度提升编码速度．     

一种基于H.264的自适应空域错误隐藏算法

H.264/AVC中I帧的传输错误不仅会破坏当前的解码帧,还会在时间上扩散,对后续P帧的预测带来严重的影响。因此本文提出了一种通过计算受损宏块周围边缘方向的信息熵来自适应的选择双线性内插或方向性内插的错误隐藏方法。实验表明,该方法与单独使用双线性内插法或方向内插法相比,具有较好的误码掩盖效果,PSNR相比至少提高了0.27dB。     

一种基于Internet信道的增强H.26L鲁棒性的方法

为了提高典型Internet信道条件下H．26L帧内编码宏块的鲁棒性，提出了一种新的方法。在编码端按适当的判断策略为部分帧内编码宏块提供了运动向量，同时结合对数据包的不均等保护机制，使得解码端对帧内编码宏块的时域错识掩盖能力大大增强。实验结果表明，该方法使H．26L视频流具有更强的误码抵抗能力。     

基于H.264的双向帧内预测研究

双向帧内预测（Bi-directional Intra Prediction,BIP）为了提高H.264的帧内编码效率,提出了两个方案：一是改变了宏块中子块的编码顺序;二是使用两种预测模式生成新的预测模式。本文采用三个典型的视频序列对双向帧内预测进行了实验,并将其与H.264标准帧内预测算法进行对比,从实验结果可以得出,使用双向帧内预测算法比不使用双向帧内预测算法的PSNR值平均增加0.25,码率平均减少了2.96%,编码时间平均增加了222%。     

面向虚拟视点合成的深度图编码

针对H.264/AVC标准采用统一量化参数对深度图进行压缩, 并不能很好地保留深度图的边缘, 解码后深度图像严重影响虚拟合成视点主观质量这一问题, 在H.264/AVC扩展多视点编码（JMVC：Joint Multi-view Video Coding）框架基础上, 引进一种新的面向虚拟视点合成的深度图编码方法。根据深度图结构特点, 使用Sobel算子分析深度图当前块的边缘信息。如果当前块中含有目标边缘信息, 则通过减少Q_P值进行压缩编码; 如果当前块中不含边缘信息, 则增加Q_P值进行压缩编码。通过计算所有16×16,8×8,4×4块的率失真代价, 选择最小的率失真代价的预测模式。实验结果表明, 使用解码后的深度图合成虚拟视点, 该方法在与原JMVC几乎同等比特率的情况下, 提高了虚拟视点的主观合成质量。     

基于多核的并行混合交通微观仿真系统

为了提高混合交通微观仿真的运行速度,基于多核并行计算技术构建了一个混合交通微观仿真平台.文中首先从平台功能结构、并行混合交通微观仿真流程设计与实现两个方面对平台进行介绍;其次,设计并实现了该仿真平台的关键并行算法,包括初始路网分割算法、车辆穿越边界算法及动态负载平衡算法;最后,通过仿真实验验证了多核并行计算技术能够大大提高混合交通微观仿真的运行效率.     

基于OpenMP矩阵相乘并行算法的设计

目的设计并实现一种基于数据划分的矩阵乘法的并行算法,将划分的数据交给多个线程同时执行,充分挖掘计算机的性能。方法根据OpenMP并行编程的基本风格,并在Visual Studio2005上搭建能够实现并行编程的环境平台。结果并行算法所花费的时间较非并行算法短。结论通过与非并行矩阵乘法性能进行比较,验证该算法可以有效地利用多核处理器的优势。     

基于H.264的内容自适应空域误码掩盖算法

针对视频传输中的丢包,空域误码掩盖技术使用丢失像素的相邻信息在解码端对它进行恢复。为了提高算法恢复的准确性,该文提出了一种内容自适应的H.264空域误码掩盖算法。该算法根据受损块的边缘像素和编码模式信息,将其内容分为平滑块和边缘块:对于平滑块采用双线形插值的方法;对于边缘块,则结合其边缘像素与编码模式信息选择较好的插值方向。仿真结果表明,对于多种视频序列和不同宏块丢失率,其性能均稳定的优于H.264标准的算法,在25%宏块丢失率下,恢复视频峰值信噪比相对H.264标准算法提高0.5～3dB。     

HEVC帧内率失真优化预测模式的并行流水线硬件设计

近年来，随着人们对视频数据需求的不断增加，视频的分辨率和帧率也在不断地提高，而实时视频序列的压缩编码速度往往受到帧率和分辨率的影响，分辨率和帧率越大，编码所需要的时间越长。为了实现更高分辨率和更高帧率的视频序列实时压缩编码，文中设计了一种新的帧内率失真优化预测模式的并行流水线硬件架构，该架构支持最大64×64编码树单元的帧内预测编码。首先设计了9路预测模式并行方案；然后，按照Z型扫描顺序实现以4×4块为基本处理单元的流水线硬件架构，并复用32×32预测单元的预测数据，用以代替64×64预测单元的预测数据，减少运算量；最后，基于该流水线架构，提出了一种新的哈达玛变换电路，用以实现高效的流水线处理。实验结果表明：在Altera Arria 10系列的现场可编程门阵列上，该9路模式并行架构仅占用75 kb的查找表和55 kb的寄存器资源，主频可以达到207 MHz，完成一个64×64编码树单元的预测仅需要4 096个时钟周期，最大能够支持1 080 P分辨率99 f/s全I帧的实时编码；与已有设计方案相比，文中方案能够用更小的电路面积实现更高帧率的1 080 P实时视频编码。     

消息传递型片上多核系统的设计

基于消息传递的编程模型设计了一款片上多核系统，该系统在4SymboltB@4的2D mesh片上网络中集成了16个小型RISC处理器，这些处理器各自使用一个可配置的私有SRAM用于指令和数据的存储，而处理器间的数据包通信则通过虫孔交换的路由器及网络接口实现.此外，在软件层面实现了基本的数据传输与进程同步接口，并采用SPMD并行模式设计了3个应用案例，以对该系统进行验证和性能分析.仿真及FPGA测试结果表明，对于整数矩阵乘法、浮点FFT计算以及基于灰度图像的模板匹配问题，该多核系统的并行加速比最高可分别达到7.6，10.5和15.9.     

基于网络处理器的高性能入侵防护系统研究

提出一种基于网络处理器的入侵防护系统模型,该模型基于异构多核计算架构,采用通用x86/IA多核处理器作为应用和控制CPU,运行检测和控制模块,专用网络处理器作为协处理器实现网络层面的处理,两者之间通过PCIE实现高速通信,从而实现高效能、自适应、可扩展的入侵防护系统.用NFE-i8000网络处理器和Intel Xeon E5620四核八线程的通用处理器实现系统原型,并用PHAD异常检测系统作为入侵检测器进行了模拟实验.仿真结果表明,模型不但可提高系统性能,而且按协议类型进行负载均衡的检测结果比按五元组要好.     

一种新的基于FPGA的HEVC帧内预测硬件结构

在保证视频编码性能的前提下,为降低硬件实现复杂度、减少硬件资源、提高硬件的处理速度,提出一种新的基于现场可编程门阵列(FPGA)的高效视频编码标准(HEVC)帧内预测硬件结构.设计的硬件结构可以支持64×64到4×4的块大小以及所有的模式预测,而且经过实验,实现一个完整的64×64大小的编码树单元(CTU)的编码过程需要3.3×10~4左右的周期数,主频能够达到160 MHz.     

一种高效多标准视频解码器架构研究与设计

针对目前视频解码器实现方案存在的灵活度低、开发周期长、不能适应快速变化的算法升级等问题,提出一种面向多种视频编解码标准的通用视频解码器架构设计方案.采用软硬件协同设计方法,基于可编程同构多核处理器+协处理器的硬件架构,同构多核处理器采用指令级和任务级并行加速,协处理器采用硬件定制单元实现矢量加速,同时利用分布式片上便笺式存储器(Scratchpad Memory,SPM)代替数据Cache实现高效的数据存储系统,以应用广泛的H.264视频标准为验证实例.实验结果表明,基于本文所提架构实现的H.264视频解码器高效可行,平均并行加速比为9.12,相比于传统多核并行解码算法提高了1.31倍.     

基于OpenCL的图像灰度化并行算法研究

随着图像数据量的增加,传统单核处理器或多处理器结构的计算方式已无法满足图像灰度化实时处理需求.该文利用图像处理器(GPU)在异构并行计算的优势,提出了基于开放式计算语言(OpenCL)的图像灰度化并行算法.通过分析加权平均图像灰度化数据处理的并行性,对任务进行了层次化分解,设计了2级并行的并行算法并映射到“CPU+GPU”异构计算平台上.实验结果显示:图像灰度化并行算法在OpenCL架构下NVIDIA GPU计算平台上相比串行算法、多核CPU并行算法和CUDA并行算法的性能分别获得了27.04倍、4.96倍和1.21倍的加速比.该文提出的并行优化方法的有效性和性能可移植性得到了验证.