一种高效的CABAC熵编码硬件设计

本设计是一种以基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)为熵编码的高效视频编码方案,通过(CABAC)硬件结构的输入输出模块优化和算术编码模块优化来提高整体架构的效率及主频.在输入模块优化方面,采用四级缓存输入和残差系数优化传输;在算术编码模块优化方面,通过上下文模型索引预读取、预归一化查表和并入串出码流输出设计,提高整体架构的工作效率及主频,降低资源消耗,实现高效流水线高主频硬件架构.硬件设计使用90 nm标准单元库进行综合,可在工作频率为370 MHz下实现流水线,使用电路门数为43.49×10~3.该处理速率及吞吐率可支持HEVC标准的通用测试条件下1 080 P视频30帧·s~(-1)的实时编码.     

H.264/ACV标准中的熵编码技术研究

H.264/ACV标准压缩系统由视频编码层（VCL）和网络适配层（NAL）两部分组成。在视频编码层VCL中的熵编码（entropy coding）技术采用基于内容的自适应变长编码CAVLC与—致变字长变码UVLC相结合的编码和基于内容的自适应二进制算术编码CABAC。自适应的算术编码可以使编码器自适应采用动态的符号概率统计,因此可以利用已编码符号的概率统计使算术编码更好地适应当前符号的概率,从而提高编码效率。     

AVS 中熵编码算法的研究与实现

AVS+(audio and video coding standard of china)是2012年颁发的新一代视频编码标准。CAVLC(基于上下文的自适应变长编码)和CABAC(基于上下文的自适应二进制算术编码)是该标准在熵编码部分采用的两种算法,相关领域对其研究甚少。分别介绍这两种算法的原理,并将其用C语言在x AVS中实现,最后通过实验对两种算法深入分析与测试。结果表明,CABAC算法复杂度较CAVLC稍有增加,但其获得的PSNR提高0.37 d B,码率降低11.4%,即编码压缩效果好,图像失真小,这种优势在低码率情况下尤其明显。综合两种算法利弊来看,CABAC算法的应用性和发展前景更广。     

多阶上下文自适应二进制算术编码实现

提出了一种基于多阶上下文自适应的二进制算术编码算法.考虑了编码符号序列之间的相关性,用符号序列的大概率值代替单个符号的较小概率值,由此建立了多阶上下文概率模型,降低符号间的冗余度. 将此模型应用到二进制算术编码中,形成了一种比传统二进制算术编码更有效的方法,能让平均码长变短并使得码字的信息量逼近符号的熵率,从而显著提高二进制算术编码的数据压缩比(可高达90%).对不同类型的数据文件进行实验测试,结果显示其压缩编码效果良好.     

用于图像压缩的小波系数的上下文模型

结合GlicBawls编码方法的线性预测思想和CALIC编码方法通过量化减少上下文个数的思想，提出了一种新的用于图像压缩的小波系数的上下文模型。它通过量化当前系数的线性预测值形成上下文，进行自适应的算术编码。实验结果表明，利用这种模型获得的无损压缩比高于无损的SPIHT和用于JPEG2000的无损的EBCOT。另外，这种模型充分利用了小波变换的多分辨率性质，能以渐近分辨率(progressive resolution)方式压缩图片，并且它获得的原图片的各个比例尺(scale)的小图片的压缩比也高于EBCOT。     

小波域内的分形视频编码方案

探讨了使用分形映射实现小波子带系数自量化编码的改进方案.利用小波系数父子节点之间的相似性,对Range块进行快速的分形匹配,并且在算法中采用了DPCM、算术编码;对视频序列则采用条件补充帧间编码,以减少算法运算量.实验结果表明了该算法的有效性.     

JPEG2000中的二进制算术编码及其DSP实现

算术编码作为一种高效的数据编码方法在图像压缩中有广泛的应用。介绍了国际静态图像压缩新标准JPEG2000中的自适应二进制算术编码技术。算术编码的工程实现需要高性能信号处理器的支持，研究了在TMS320VC5402上实现二进制算术编码的快速算法及优化汇编程序金计，证明了其硬件算法的实用性和高效率。该技术可实现对图像压缩编码，在其他数据压缩领域也可以直接利用。     

一种改进的微种群遗传算法

 采用种群隔离机制、算术交叉、杰出者保留策略等对微种群遗传算法进行了改进。减少了重启动次数,增强了两次重启动之间遗传优化过程的全局和局部搜索能力,使算法在尽可能保有模式识别信息的前提下进行智能搜索;采用了实数编码,减少了编码和解码过程中的计算开销;引入了自适应随机变异算子,使之在不增加循环次数的前提下,增加了利用现有种群已经获得的遗传信息进行有效搜索的次数;引入了异种机制,有效提高了微种群遗传算法收敛于全局最优解的概率,加快了收敛速度。最后,标准测试函数的测试结果证明了这一改进的微种群遗传算法能够用远低于标准遗传算法的计算代价获得更佳的优化效果。     

H.264中CAVLC算法改进

简要分析了H.264中的上下文自适应变长编码（CAVLC），并研究其采用的Golomb编码，提出了一种基于最优Golomb编码参数选择的改进算法.利用前一个需编码的数值的Golomb编码最优参数，对当前编码参数进行预测，使当前编码参数更逼进它的最优编码参数.试验结果表明：该算法较原有算法能更好的压缩残差数据，在量化参数QP较小时，能带来一定的压缩增益.     

基于块分割和上下文模型的视频编码算法

树结构的构造适合小波图像编码,但并不适合视频编码,利用熵编码原理,提出了视频图像编码算法,先将每帧的残差补偿到原始序列,并通过块分割编码和上下文模型进行视频编码.研究结果表明：该算法在视觉质量、算法性能和编码效率上要优于传统的视频编码算法.     

一种高效并行处理结构的H.264去块滤波器

针对H.264视频编码标准中的去块滤波部分提出了一种基于时间的高效并行处理方法。为了降低对存储器的要求,同时提高中间数据的复用效率,采用了一种改进的滤波顺序,使得对外部存储器的读/写操作可以与滤波操作并行执行。另外,由于外部数据的预先载入技术,有效地降低了外部存储器的结构复杂度。与过往技术相比,这种单数据口外部存储结构的去块滤波器单宏块滤波处理周期总数减少了9.6%～74.4%,有效地提高了处理能力。     

一种高效并行处理结构的H.264去块滤波器(英文)

针对H.264视频编码标准中的去块滤波部分提出了一种基于时间的高效并行处理方法。为了降低对存储器的要求,同时提高中间数据的复用效率,采用了一种改进的滤波顺序,使得对外部存储器的读/写操作可以与滤波操作并行执行。另外,由于外部数据的预先载入技术,有效地降低了外部存储器的结构复杂度。与过往技术相比,这种单数据口外部存储结构的去块滤波器单宏块滤波处理周期总数减少了9·6%~74·4%,有效地提高了处理能力。     

JPEG2000 DWT变换器和EBCOT编码器的VLSI结构设计

为了进行符合新一代静止图像压缩标准 JPEG2 0 0 0的图像编码 IP核设计 ,提出了基于 JPEG2 0 0 0标准的离散小波变换器 (DWT)和优化截断的嵌入式分块编码器 (E-BCOT)的 VL SI结构。DWT采用的空间组合推举体制算法(SCL A)将基于 9/ 7滤波器的标准推举 (lifting)算法体制快速的运算量降低了 5 / 12。EBCOT采用的并行运算和动态内存控制 (DMC)结构 ,在保证编码速度的前提下 ,最大限度减小了片内小波系数缓存量和访问频率。这 2项设计均可以作为单独的 IP核应用在其他需要高速图像处理的领域 ,如远程监控、数码相机等。     

基于方向小波变换的分层多描述图像编码

为了达到在不可靠网络中传输和自适应带宽的目标,提出了一种新的多描述图像编码。该方法采用不同的分层比例实现分层传输,将基本层传输给低带宽的客户端,而基本层和增强层传输给高带宽的客户端;采用多描述编码方法解决不稳定网络信道中传输的问题。在图像编码过程中,采用自适应的方向小波变换来消除图像相邻像素间的冗余信息以提高压缩效率。实验结果表明该算法具有很好的鲁棒性,在高误码率信道上相对于传统的多描述图像编码可以得到更好的重建图像质量。     

采用HEVC的精细可分级编码

针对新一代的视频编码标准HEVC(high efficient video coding),提出一种改进的精细可分级编码方案.该方案的基本层采用HEVC的编码器,提高了基本层的编码效率;通过统计编码单元的分割方式,自适应找到图像中的细节区域;采用选择增强技术,提高细节区域的图像质量.实验结果表明:编码方案能够精细匹配信道带宽的变化,且基本层与增强层相互独立,不会带来误差传递;利用HEVC编码单元的分割方式,可以自适应找到视频序列图像中的细节区域,对运动区域进行提升,视频图像的主观质量有了很大的改善.     

AVS-M整数变换算法分析及实现

AVS-M的目的是为迅速发展的无线网络、手机和PDA等移动设备提供音视频编解码的规范和标准.本文主要基于AVS-M,面向移动设备,需要为其提供高压缩比、低复杂度的视频编解码器.对AVS-M整数变换算法进行了分析,采用快速算法提高了解码速度.AVS-M软件具有高编码效率可以适应低网络带宽、低计算复杂度和低内存需求的手持移动设备,算法便于硬件实现.     

一种基于小波变换的图像压缩编码方法

在分组霍夫曼编码的基础上提出了一种更有效的编码方法,即自适应分组霍夫曼编码方法．采用自适应分组霍夫曼编码方法及小波变换相结合对图像数据进行压缩．与基于小波变换的霍夫曼编码方法相比,压缩比大大提高,而计算复杂度只是略有增加实验证明这是一种具有良好性能和计算量较少的静止图像压缩编码方案。     

基于网络编码的流量感知路由协议研究设计

介绍了网络编码的基本理论及相关技术,详细分析了无线网络的基本架构和路由技术,在此基础上分析了无线网络中流量分布对网络编码的性能影响,进一步提出了基于网络编码的流量感知路由协议,并在AODV路由协议基础上对流量感知路由协议进行了研究设计。     

图象锥形编码

本文提出了一种与文献[1]不同的实现图象锥形编码的方法。文中给出了最优量化器设计的方法和结果,讨论了用分块编码实现锥形编码的方法。计算机模拟实验的结果表明,重建图象可以获得1.2bit/pel的压缩效果,而且重建图象的质量是令人满意的。     

汉字笔画编码输入法研究

提出一种基于笔画的汉字编码输入法,将汉字的所有笔画按特征分为8类,以简单的规则形成汉字的简易编码,易学易记;在此基础上增加少量几个高频部件形成高效编码,大大地降低了重码率;同时提出容错编码,使有错误笔顺习惯的人都能正确输入汉字;最后,对实现过程中的有关问题进行讨论.