一种基于H.264/AVC的宏块级码率控制优化算法

为了在网络带宽和延迟的限制条件下获得持续稳定的视频编码质量,提出一种优化的宏块级码率控制算法.这种算法基于平均绝对误差(mean absolute difference,MAD)线性预测模型和二元率失真模型,充分利用视频序列的时空相关性,有效降低了MAD预测复杂度和目标位率与实际位率的误匹配率.大量实验结果表明,与JM8.6中的码率控制算法相比,提出的算法大大降低了编码时间,能够实现位优化分配和输出码率的精确控制.     

考虑全帧间参考依赖性的监控视频高效视频编码码率控制算法

针对高效视频编码(HEVC)标准中的码率控制算法在计算目标码率分配权重时未考虑帧间参考依赖性、编码效率低的问题,提出了一种面向监控视频考虑全帧间参考依赖性的HEVC图像级码率控制算法。调研了HEVC低时延结构中编码帧与其所有帧间参考帧之间的参考依赖关系,在此基础上构建了适用于监控视频的考虑全帧间参考依赖性的失真模型。利用构建的失真模型,基于拉格朗日率失真优化理论,建立了拉格朗日率失真代价函数。求解此代价函数,获得每幅图像对应的优化的目标码率分配权重,提出了适用于监控视频的图像级码率控制算法。实验结果表明,与HEVC测试模型HM中使用的平均比率目标码率分配权重的码率控制算法相比,所提算法可以获得更加准确的码率估计,并且所提算法的德尔塔码率(ΔR)可平均降低9.54%。     

九宫图格式视频的帧内优化编码

提出一种基于3DTV九宫图格式视频的帧内优化编码算法,充分利用帧内图像所特有的相关性,极大地减小了编码码率。针对九宫图格式的视频预处理,提出了一种适合该特殊格式视频显示的图像下采样方法,实验证明该方法能进一步减小码率,并且能使图像质量改善。整个编码算法完全基于最新的HEVC视频编码标准平台进行实现。在相同PSNR的情况下,相比传统的九宫图视频帧内编码算法,本文算法可以有效地减小码率。     

一种有效的JPEG2000压缩率控制算法

JPEG2000是一种新型的图像编码标准,它具有优于JPEG标准的率-失真性能.但JPEG2000标准的压缩后率失真(PCRD)优化算法效率较低,尤其在低比特率时JPEG2000编码的熵编码部分(EBCOTTier-1)将有很大一部分计算浪费,因为许多经过编码的比特流在经过JPEG2000压缩码率控制算法后被截断丢弃.提出一种有效的压缩码率控制算法,它利用率-失真斜率的两个属性得到优化的截断点,不需要所有的编码过程,并给出了整个处理过程.与JPEG2000原有的PCRD算法相比,所提出算法可以快速搜索到优化截断点并可减少存储空间尺寸,还可获得与PCRD算法几乎相同的图像质量.     

3G视频传输中码率自适应调整算法

为了实现移动视频监控,介绍了一种基于中国联通3G网络的视频监控系统,并提出一种码率自适应调整算法.分析了3G网络视频传输中自适应调整码率的必要性,指出引起网络状况变化的两个主要因素.为了减小丢包率和获得平稳的视频流,提出了一种基于改进的AIMD算法来调整视频码率的流量控制算法.根据丢包率和视频延时把网络状况分为5个等级,对5个等级采取不同的码率调整策略:网络状况越差,码率减小越快,网络状况越好,码率增长越快.另外,为了保证视频质量,在减小码率的同时,减小帧率.实验结果表明,该算法可以正确地判断网络质量变化,把丢包率控制在很小的范围内,有效地改善了视频质量.在3G网络环境下,相比于现有的码率自适应调整算法,该算法在码率波动和丢包率方面都有一定的优势.     

一种基于变换系数拉普拉斯分布的HEVC码率控制算法

基于变换后残差信号的拉普拉斯分布特性, 提出了一种面向高效视频编码(high efficiency video coding, HEVC) 的编码树单元(coding tree unit, CTU) 级码率控制算法. 首先, 研究了量化参数、拉普拉斯分布参数以及拉格朗日乘数之间的关系, 并建立了模型. 然后, 根据每个CTU 的变换残差的拉普拉斯分布特性动态调整其量化参数, 以获取高效的编码性能. 此外, 通过与帧级码率控制算法相结合, 获得了更加精确的码率控制效果以及良好的编码性能. 实验结果表明, 所提出的码率控制算法可以获得比HEVC标准提案JCTVC-H0213和JCTVC-K0103中所述码率控制算法更优的编码性能.     

面向H.264SVC空域-时域可伸缩编码的码率分配算法

提出一种面向H.264 SVC空域时域可伸缩编码的码率分配算法。通过对SVC编码过程的分析,设计了一个两阶段基于模型的码率分配算法框架。在每一阶段中沿空域或时域可伸缩性方向上,码率分配问题都被描述为一个优化问题进行求解。在充分挖掘层次间相关性的基础上,提出空域、时域视频层的失真和码率模型。利用所得到的率失真模型,使用拉格朗日乘数法,求取该分配问题的最优数值解。实验结果表明,新的率失真模型所提供的高效码率分配算法,大幅度提高了现有参考代码JSVM的性能,其编码效率平均增益达1.22 dB。     

基于场景切换的H.264码率控制技术

在H.264/AVC编码器中,由于采用了固定长度的图像组(GOP)结构,不能有效地处理视频序列中的场景切换,导致场景切换帧后续各帧编码质量严重下降。为了有效解决该问题,提出了一种自适应的码率控制算法,通过场景切换的快速检测方法检测视频序列中的场景切换,在场景切换帧处终止当前GOP并对GOP层的码率分配算法做出修正。仿真结果表明:采用该算法可以有效地降低场景切换对后续帧编码质量的影响,而且合理地分配码率资源,提高了整个视频序列的编码质量。在相同码率条件下,整体编码质量可以提高0.3-0.5dB。     

基于H.264的码率控制算法

为了更好地控制视频压缩码流的输出,该文基于最新的视频编码标准H.264提出一种改进的码率控制算法.该算法解决标准中原算法码率分配过于平均和不能充分利用已编码帧历史信息的问题.该算法引入内容复杂度因子使得码率分配更加准确,并在预测量化参数时引入量化参数调整因子,根据已编码帧的历史信息更准确地调整当前帧要使用的量化参数.实验结果表明: 与原算法比较,该算法在更能准确控制码率的情况下,视频输出序列的峰值信噪比平均提高0.23 dB, 取得更好的码率控制效果,便于接收端获得更加稳定的压缩视频流.     

面向H.264 SVC空域-时域可伸缩编码的码率分配算法

提出一种面向H.264 SVC空域?时域可伸缩编码的码率分配算法。通过对SVC编码过程的分析, 设计了一个两阶段基于模型的码率分配算法框架。在每一阶段中沿空域或时域可伸缩性方向上, 码率分配问题都被描述为一个优化问题进行求解。在充分挖掘层次间相关性的基础上, 提出空域、时域视频层的失真和码率模型。利用所得到的率失真模型, 使用拉格朗日乘数法, 求取该分配问题的最优数值解。实验结果表明, 新的率失真模型所提供的高效码率分配算法, 大幅度提高了现有参考代码JSVM的性能, 其编码效率平均增益达1.22 dB。     

VBR视频业务的混沌特性与混沌信源建模

信源建模是研究不同业务量条件下网络特性的基本课题之一 ,近年来视频业务的信源建模已成为宽带综合业务数据网 (B- ISDN)的研究重点。该文从混沌的角度出发 ,对实测的 MPEG及会议电视数据进行混沌特性分析 ,并由此提出了一种基于混沌映射的建模方法。从仿真结果可以看到 ,混沌映射模型既能刻划出可变比特速率 (VBR)视频业务所特有的长时相关性 (L RD)又能相当精确地把握了 ATM节点的丢失 -延迟特性 ,是一种简单实用的信源模型     

面向应用层QoS的实时视频优化码率控制

基于传统视频信源编码在应用层QoS的联合信源信道优化，研究了信源编码和信道编码之间合理分配带宽以及信道与信源联合编码下的有效码率控制问题．依据视频编码的实时可变帧率下的VBR视频网络传输信道模型，提出了网络接入带宽统计复用基础上的优化信道码率分配；根据信道传输失真，推导出基于图像帧的全局信源信道联合失真估算递归模型，按照模型运算率失真优化下的跳帧参数和帧内宏块刷新率，实现整体的图像编码质量优化控制．相对于普遍采用的基于宏块的局部优化控制策略，所提出的优化码率控制策略能获取更一致的图像质量和更高的性能增益．     

并行视频序列MPEG-2编码的优化联合码率控制

针对数字电视广播以及视频点播(VOD)应用环境中的多路视频节目并行编码传输，提出了一种优化的联合分层码率控制模型。该模型吸取了基于TM5码率控制策略中采用全局图像编码复杂度的统计测度，在GOP(Group of Pictures)结构中建立多路视频序列并行图像合帧的统计编码复杂度测度；根据变换编码器的信源模型和各序列图像帧平均量化误差的码字预测，在图像层进行并行序列的联合码率分配。实验结果表明，各路视频节目图像质量趋于一致。     

视频会议中前后景均衡技术研究

提出一种实现视频会议中前后景分割和比特数分配的技术．在帧间预测的基础上，对序列图像中的运动目标或感兴趣区域(视频会议中为人脸区域)进行检测和跟踪，从而实现前后景的分割．该技术可以进一步提高图像数据的压缩比，而且还可以更合理地分配码流，能在较低比特率的限制下获得更好的主观视频质量。     

EPON中实时可变比特率视频业务的自适应线性流量预测动态带宽分配算法

根据视频数据流的长程相关性特点,提出一种以太无源光网络中面向实时可变比特率视频的动态带宽分配算法.该算法利用自适应线性单步预测器对未来到达的平均视频流量进行预测,实时预测结果用于对下一个发送时隙的计算,使得带宽分配算法能够充分满足实时视频流量需求.仿真实验表明,所提出的算法能够准确地对实时可变比特率视频流量进行预测,有效地降低排队时延,减小队列长度并提高带宽利用率.     

视频编码中的一种率失真模型研究与实现

使用基于块的预测编码产生的视频流对包交换网络及无线网络中的传输错误异常敏感。如果能够在编码时准确估计出失真度，从而在率失真（R—D）优化的条件下选取最优的编码模式，就可以保证最佳的解码效果。研究了一种端到端的通用率失真模型，按照视频包在网络信道上传输的实际情况，通过对可能产生失真的几部分，包括编码器量化失真、网络传输失真及解码器掩盖失真，分别进行计算并应用于最新的视频编码标准H．264之中。实验表明，通用率失真模型能够较好的估算出从编码端到解码端的失真度，得到较好的编码效果。     

省略零平面的彩色视频编码

为提高彩色视频的压缩比,在定义四维矩阵零平面的基础上,提出了一种"省略零平面"的编码方法.彩色视频在经过四维矩阵离散余弦变换(4DMDCT:Four-dimensional Matrix Discrete Cosine Ttansform)和四维矩阵量化后,量化系数中存在着大量的零系数.在对这些系数进行游程编码时,过多的零系数使得互不相同的游程数目多而分散,从而降低了熵编码的效率."省略零平面"编码使得大多数描述零系数的游程变短,而且变得较为集中.而对于每个子矩阵中省略的零平面信息,用额外的几个比特来表示,并对其进行DPCM(D卅erential Pulse Code Modulation)编码.实验结果表明,在保证较好视觉效果的前提下,该方法的压缩比一般可达到200倍以上.     

基于加权预测的宏块级码率控制算法

针对H.264的简单线性预测模型的误差,考虑视频序列的时空相关性,提出了基于加权预测的宏块层码率控制算法。实验结果表明,与JVT-G012提案相比,该方法在准确控制码率的同时,图像的视觉质量也得到提高。     

改进的用于增强层码流的差错鲁棒编码

在MPEG-4标准的视频流化框架中,精细的可伸缩性视频编码FGS是关键的编码技术。FGS编码框架所生成的分层码流具有可伸缩性和出错恢复能力,这使得FGS码流适合在易发生差错的信道中传输。由于增强层之间的关联关系,任何一个发生在增强层的传输差错都会导致大量接收到的增强层码字因不能解码而被丢弃。为此提出了在进行增强层的位平面编码时,使用再同步变长编码RVLC来代替变长编码,从而将错误的影响尽可能地限制在一个块中,以提高编码的鲁棒性。     

An Improved Rate Control Method Based on Modification at Scene Change for H.264

This paper presents an improved rate control method for H.264. First, the scene changes are detected by the average absolute difference of the brightness histograms between the adjacent frames. Then, the bit allocation and quantization parameters are adjusted, using a certain threshold. In addition, the calculation of the mean absolute difference （MAD） is modified in an alternative way, which makes the rate distortion optimization （RDO） more accurate. Extensive simulation results show that the proposed method, compared with G012, can improve the average peak signal-to-noise ratio （PSNR） and moderate the image quality.