一种降低硬件HEVC帧间编码器存储器开销的方法

高分辨率视频中使用了更多的像素来描述空间中相同幅度的运动,这会导致帧间编码过程中需要搜索的范围与所需要的参考帧像素存储器大小随着视频中图像对角线像素数目的平方增长,从而给硬件帧间编码器的设计带来巨大的困难.本文提出了一种以编码树单元为单位,利用当前帧及时域相邻帧中的信息,确定搜索起点的方法;而且在编码效率仅下降约1.6%的情况下,将参考帧像素存储器的规模减小约91.5%.     

一种采用内预测模式的HEVC视频信息隐藏算法

针对最新的视频编码标准高效率视频编码(HEVC),提出一种基于帧内模式选择的视频信息隐藏算法.首先,对一幅二值图像进行Arnold置乱和turbo码编码,形成待嵌入的二值信息序列.然后,结合帧内模式选择过程,调制I帧亮度16×16编码单元最优预测模式的奇偶性来实现信息隐藏.由于只在I帧进行信息隐藏,提取时只需部分解码即可提取隐藏信息,无需完全解码与原始视频的参与,实时性较好.实验结果表明:算法对视频质量和比特率的影响较小,且能保证一定的信息隐藏容量,符合视频隐藏算法的基本要求.     

采用HEVC的视频内容认证

提出一种基于高效视频编码(HEVC)的视频内容认证算法.根据图像纹理特征产生特征码,将特征码用于修改帧间8×8编码单元的分割模式、帧间预测模式和运动向量,并保留最佳的编码单元分割模式及相应的预测模式和运动向量.实验结果表明:该算法对视频质量影响很小,嵌入水印后码率的变化也很小;同时,该算法具有较好的脆弱性,可以用于视频认证.     

一种HEVC快速帧内模式判断算法

针对HEVC帧内预测模式较为复杂的过程,提出一种适合HEVC帧内预测的快速算法.本文提出的算法充分利用了相邻PU块之间的结构相似性(SSIM),以及在候选模式中,MPM、PLANAR模式和DC模式最终被选为最佳预测模式的概率的规律,以达到减少帧内模式数量,降低计算复杂度的目的.实验结果表明,与参考编码算法相比,该算法可以稳定减少HM12.1编码时间35.6%,相应平均码率减少2.29%,PSNR-Y平均增加0.5058 dB,本算法具有实用价值.     

基于三角形分块的快速运动补偿算法

提出了一种基于二阶灰度信号模型的快速六边形匹配算法,用于三角形分块运动补偿．分析及实验表明,该算法提高了快速运动估计算法的精度,改善了运动预测图的图象质量,增加了ＰＳＮＲ信噪比．     

基于分块帧差的视频图像运动检测

在常用的图像运动检测方法基础上提出了一种改进的运动目标检测算法,即将连续2帧差图像和背景差图像直接相乘,再将相乘的结果进行二值化处理得到运动检测结果,从而将运动目标从背景图像中分离出来,最终得到视频序列图像中运动存在与否的一个二值运动模板,提高了运动检测的效果。     

一种基于四维离散余弦变换的视频编码方法

为有效地去除Y,U,V3帧之间内在的相关性,提出了一种基于四维离散余弦变换理论的彩色视频压缩编码方法。该方法将彩色视频放在四维数学模型中考虑,将彩色视频的图象宽度、图像高度、彩色空间的3帧（Y,U,V）,以及视频序列的连续3帧分别看作四维数学模型中的“四维”,利用四维离散余弦变换去除彩色视频中图象的相邻像素之间、Y,U,V3帧之间、以及视频序列相邻帧之间的相关性,并结合矢量量化进行压缩。实验结果表明,利用该方法对“Miss America”彩色视频进行压缩编码,在同等信噪比的条件下,可获得比标准MPEG-2压缩编码方法约4倍的压缩比。     

一种基于空时域相关性的HEVC帧间预测模式快速决策算法

为了减小高性能视频编码（high efficiency video coding,HEVC）的复杂度,提出一种基于四叉树结构类型分析的帧间预测模式快速决策改进算法。一方面,统计并分析空时域相邻编码单元（coding unit,CU）和 CU 深度之间的相关性,确定其深度遍历区间,跳过一些冗余 CU 的分割,从而减少 CU 深度划分的复杂度;另一方面,通过分析遍历区间内 CU 的运动特征和预测单元（prediction unit,PU）模式特性,确定不同运动特征所对应的 PU 模式,减少所需遍历候选 PU 模式的数量和所需要进行的率失真代价计算的数量。与 HM14．0相比,采用该算法的 HEVC 编码器在输出比特率增加很小的情况下,平均编码时间降低了46．9％,而编码后的视频质量基本不变。     

完全可伸缩的小波视频编码方法

提出以小波编码的方法实现适应网络传输的完全可伸缩视频编码．在时间方向完成运动可逆的时域滤波,滤波过程通过提升小波方式实现．为提高编码效率,对运动连接的像素进行分类,分别自适应地选择滤波器系数．给出了基于零系数聚类特性的变零块系数编码方法,以四叉树结构表达零块,大大提高了编码效率．与其他几种可伸缩视频编码方法相比,该方法不仅实现了完全可伸缩性,而且具有更高的编码性能,是一种较好的适应网络传输特点的视频编码方法．     

HEVC标准的多层视频编码扩展

随着网络和视频技术的飞速发展,越来越多新的视频应用需要制定相应的国际标准,如3D视频、多视点视频、可分级视频、超高清视频、屏幕内容等。为此,JCT-VC和JCT-3V针对这些需求进行HEVC多层视频编码扩展标准的开发,形成了HEVC的4个附录。针对多层视频编码,HEVC扩展有多处重要改进,提供了多项先进的编码工具,文中对此进行简要分析和介绍。     

HEVC分数运动估计快速算法

文章提出一种新的分数运动估计快速搜索算法,该算法充分利用最佳整数像素点周围的8邻域整数像素点,用带5个参数的二次型曲面函数2次模拟误差曲面,得到2个候选分数像素点,将其加权作为最终的分数像素点。实验结果表明该算法图像质量基本不变,计算复杂度有较大的降低,编码效率有较大的提高。     

一种用于视频编码的块运动估计新算法

提出了一种连续排除的像素子抽样轮换(SASE)块运动估计新算法,用四分之一子抽样模式轮换法实现对参考区域的全搜索．实验表明具有和穷尽式块匹配相近的效果,而搜索的计算量只有穷尽式搜索的四分之一同时在每一个子块的计算过程中,利用图像帧间不等式进行连续位置排除,进一步有效地减小了搜索计算量,提高了搜索效率．     

采用可逆水印的HEVC视频完整性认证方案

针对最新的视频编码标准HEVC/H.265,提出一种基于可逆水印的视频完整性认证方案.首先,算法根据第一个I帧中相邻块的直流系数(DC)系数之间的大小关系提取特征码;然后,从第二个图像组(GOP)的P帧开始,通过修改运动矢量某一分量的幅值嵌入水印,并且把修改前幅值的最低有效位信息嵌入到该块最后一个离散余弦转换(DCT)系数上以实现视频还原.实验结果表明:算法简单有效,具有较好的脆弱性,同时能够对视频进行无失真还原.     

基于像素特征的运动块补偿算法

提出一种基于像素特征的运动块补偿算法.该算法充分利用视频图像的亮度特征与运动关系,实现了基于目标亮度特征进行分割运动块.同时针对视频图像目标运动特点,求得相应的运动方程,更加准确的反映了目标物体的真实运动,得到较为真实的运动矢量场.实验结果表明,与传统的快速分类搜索(CFS)、全搜索法(FS)相比,使用本文算法得到的视频图像帧,具有更加真实的运动矢量场,并且PSNR值相对CFS大约有20 dB的提高.     

基于运动矢量的视频隐写算法

视频信息隐藏是一种将秘密信息嵌入到视频中实现隐蔽传输的技术.基于运动矢量(motion vector,MV)的视频隐写造成的运动矢量特性异常容易被隐写分析所检测,隐蔽通信的安全性降低.为了保持运动矢量相邻相关性和局部最优性,提出了一种基于运动矢量的视频隐写算法能够降低对运动矢量特性的破坏.首先,实验验证已有基于运动矢量的视频隐写算法对运动矢量不同分量的影响存在差异.然后,引入归一化互信息(normalized mutual information,NMI)衡量运动分量的相邻相关性,根据载体选择策略选择相邻相关性小的分量作为嵌入载体.最后,定义宏块纹理复杂度作为载体修改的失真代价,利用校验格编码(syndrome-trellis code,STC)对载体进行信息嵌入.实验结果表明,隐写视频的峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和结构相似性(structural similarity,SSIM)降低不超过0.4％,一般低于0.25％;比特率增加0.29％ ～2.35％;算法被相关异常特征检测的错误率较高,具有更均衡的安全性.可见,算法各项性能指标表现良好,具有较好的抗隐写分析能力,隐写视频不可感知性较好.     

一种基于HEVC视频编码的快速运动估计方法

运动估计是影响下一代视频编码标准高效率视频编码(HEVC)性能的关键因素,它通常利用当前帧的图像块在多重参考帧中对应的搜索窗口中寻找最佳匹配块来完成的.针对HEVC编码标准提出了一种快速的运动估计方法快速分级搜索(FHS).首先,根据多个备用的运动矢量确定起始搜索点的位置,以起点为中心,执行搜索半径依次扩大的三圈钻石搜索,如果执行了内部两圈钻石搜索,最佳匹配点仍位于起点,则提前终止搜索.否则,根据最佳匹配点在内圈、中圈和外圈菱形边缘的情况,提出了不同的后续搜索策略.测试结果表明,提出的快速运动估计算法相对HM14.0提供的算法,平均搜索较少的点数,同时对编码后视频的质量只造成轻微的损失.     

快速 HEVC 帧间预测编码单元深度选择算法

为提高编码效率, 提出一种快速 CU(Codizy Unit)深度选择算法。 首先, 计算当前 CU 的平均深度预测值 (MPD: Mean Predrition Depth), 根据 MPD 值对当前 CU 进行初步分类以减少 CU 深度选择的冗余遍历; 然后, 根据获得的参考帧同位置 CU col (Co-located CU)的率失真(RD: Rate Distortion)代价与其深度总和的比值作为参 数对当前 CU 深度选择做进一步终止判断。 实验结果表明, 与原始算法 HM16 相比, 快速 CU 算法在平均比特 率减少 0. 10%, 峰值信噪比仅降低 0. 08 dB 的情况下, 编码平均时间减少了 59%, 与文中参考文献[9]和 文献[13]算法相比, 编码时间平均减少了 11%, 有效降低了编码复杂度, 提高了编码效率。     

基于空间相关预测的快速块匹配运动估计算法

为了提高自适应十字搜索(adaptiveroodpatternsearch,ARPS)算法中运动估计的速度和准确性,提出一种基于空间相关预测的快速块匹配运动估计算法.根据块匹配度量准则,将邻域块中与当前块相似度最高和次高的两个运动向量(motionvector,MV)的均值作为当前块的预测MV,改进了传统ARPS算法的固定单块预测模式,增强了起始搜索中心位置的预测,减小了由于运动变化而引起的预测误差.实验结果表明所提算法与ARPS和其他标准快速块匹配运动估计方法相比,有效地减少了计算复杂度,提高了配准精度.     

隔行扫描图像编码的快速位移估值算法

本文针对隔行扫描图像,提出了一种基于“场子宏块匹配法”和“4:1抽样子块匹配法”的快速位移估值算法,将总的运算量缩减到穷举搜索法的1/32数量级,而重建图像的主观质量下降甚少。     

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.