H.264/AVC帧内4×4块预测模式选择算法研究

H.264/AVC是新一代的视频编码标准,其采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率.但由于H.264/AVc帧内预测模式较多,使帧内预测的计算复杂度大幅提高.在详细分析帧内预测模式选择过程的基础上,提出了一种率失真优化(rate distortion optimization,RDO)模式下的快速Intra_4×4模式选择算法.实验结果表明,该算法缩小了模式搜索范围,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,并且基本保持了H.264/AVC的编码性能,同时对空间变化较快的视频序列算法性能更为有效.     

H．264／AVC帧内4×4块预测模式选择算法研究

H．264／AVC是新一代的视频编码标准,其采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率。但由于H.264／AVC帧内预测模式较多,使帧内预测的计算复杂度大幅提高。在详细分析帧内预测模式选择过程的基础上,提出了一种率失真优化（rate distortion optimization,RDO）模式下的快速Intra_4×4模式选择算法。实验结果表明,该算法缩小了模式搜索范围,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,并且基本保持了H．264／AVC的编码性能,同时对空间变化较快的视频序列算法性能更为有效。     

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%。     

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。...     

H.264/AVC中4×4块的快速帧内预测算法的研究

H.264/AVC采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率,但由于帧内预测模式数目较多,使预测的复杂度大幅度增加。本文分析了帧内预测模式的选择过程,根据SATD（Sum of Absolute Transformed Difference）以及相邻块的预测模式之间的相关性等特征提出一种快速预测方法,预先筛选出Intra_4×4候选模式,避免不必要的计算。实验结果显示,该算法大幅度降低运算的复杂度,同时基本保持了H.264/AVC的编码性能。     

H.264帧内预测新快速算法的研究

帧内预测模式选择是影响H.264编码速率的重要问题之一。H.264/AVC是从多个方向进行多种模式的帧内预测,使用率失真优化算法选择最佳模式,造成算法复杂度很高。在分析帧内预测模式快速算法研究现状的基础上,提出了一种新改进的算法;利用描述图像灰度分布信息的直方图作为判断图像平坦程度的依据,进而提出双阈值和邻近模式法;为了减少RD_Cost的计算量,再次提出双阈值,用来判定当前宏块的最有可能模式的有效性。经过大量的实验证明：该算法可以在基本保持图像质量和编码性能的情况下,使得帧内编码效率得到提高。     

基于像素递归失真估计的率失真优化模式选择算法

为了改善视频数据在差错信道上传输的鲁棒性,结合H.264/AVC标准的多模式划分特点,提出了一种基于像素递归失真估计的率失真优化模式选择算法。该算法针对H.264/AVC中的多种帧内和帧间预测模式,对像素的递归失真估计方法进行改进,准确估计了差错环境下的视频失真,并采用二次率失真模型预测运动补偿编码的总码率以进行运动估计,最后运用率失真优化模型进行编码模式判决。实验结果显示,相对于H.264参考软件的模式选择算法,该算法提高了视频的差错恢复性能,能有效改善视频传输的鲁棒性。     

H.264帧内方向预测增强模式

提出了一种衡量帧内模式方向预测能力的新准则,指出H.264/AVC标准中帧内预测模式在不同方向上的预测能力存在非均衡性,因而限制了某些预测模式下帧内预测性能的发挥.为克服这一缺陷,提出了一种H.264的帧内预测扩展模式和一种灵活更改4×4编解码次序的策略.理论分析和实验结果表明,所提出的方法在没有增加新语法元素的同时,使得帧内预测的方向均衡性得到极大的改善,最弱模式的预测能力提高了30%以上,并获得了较为显著的编码增益,甚至超过了使用H.264的均值预测模式所带来的增益.     

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。     

H.264帧内预测快速算法

帧内预测是H.264视频编解码标准中一项重要的技术,极大地提高了H.264的编码效率。然而,帧内预测的亮度块有13种预测模式。为选出最佳模式,全搜索算法需要花费极大的计算量。为了降低帧内预测的复杂度,提出了一种基于变换域的快速帧内预测算法。实验结果表明:与全搜索相比,改进的算法在保持PSNR基本不变和码率增加很小的情况下,使帧内预测编码的速度提高70%左右。     

H.264中基于边缘方向检测的帧内预测模式选择算法

运动估计是H.264中最为复杂的部分,帧内预测是运动估计的重要内容.H.264中帧内预测模式众多,大大增加了编码的复杂度.在帧内预测中,一般是通过率失真优化或者相关特性来减少选择预测模式,但复杂度还是较高.针对此问题,提出了一种改进的基于边缘方向检测的帧内预测模式选择算法.该算法利用方向检测方法来检测模式选择方向上像素的相关性.测试结果显示,本算法在保证视频质量的前提下减小了计算复杂度,大大提高了编码速度.     

基于H.264 I帧编码的块边缘模式特征提取算法

提出了直接从H.264 I帧编码码流中提取块边缘模式特征的算法,并检验了该特征在图像检索中的应用.该算法利用H.264码流中得到的帧内预测模式和预测系数提取出5种边缘模式特征.该特征符合MPEG-7中所定义的边缘描述符,适合基于内容的图像检索算法.实验结果表明,采用该特征进行图像检索具有较高的检索准确率,相对于只采用帧内预测模式纹理描述符的方法,其平均查准率提高了5.07%.     

基于H.264 I帧编码的块边缘模式特征提取

提出了直接从H.264 I帧编码码流中提取块边缘模式特征的算法,并检验了该特征在图像检索中的应用。该算法利用H.264 码流中得到的帧内预测模式和预测系数提取出五种边缘模式特征,该特征符合MPEG-7中所定义的边缘描述符,适合基于内容的图像检索算法。实验结果表明,采用该特征进行图像检索具有较高的检索准确率,相对于只采用Intra预测模式纹理描述符的方法,平均查准率提高了5.07％。     

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.     

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.     

H.264/AVC视频编码新技术研究

从帧内预测、帧间预测、整数变换和SP/SI帧等方面介绍了H.264所采用的各种新技术。     

基于空间相关信息的H.264快速帧内模式选择算法

简要分析了H.264中的帧内预测模式选择，提出一种简单的快速帧内预测模式选择算法.利用视频数据当中的空间相关性，采用相邻编码块的最佳模式来作为当前编码块最佳模式的选择依据，并且加入刷新机制，有效地减小了待选模式的范围，降低了算法的复杂度.试验结果表明：该算法有效地降低了帧内预测的编码时间，降幅达到了50%以上，同时基本保持了原始算法的编码性能.     

帧内预测在多核系统上的并行实现

由于H.264的帧内预测造成了I帧的宏块具有数据依赖性,导致多核系统无法并行处理。针对这种情况,分别对intra4×4和intra16×16类型的宏块进行处理。如果当前宏块是inra4×4类型,则解码完毕任一处于最右边一列的子宏块后就通过邮箱把数据发送给下一个宏块以开始其帧内预测。如果当前宏块是intra16×16类型,则首先对最右边的一列数据进行帧内预测,然后和残差数据相加,得到解码后的数据并通过邮箱传送给下一个宏块以开始其帧内预测。分别对相邻宏块的4种情况做了详细的分析,给出了其并行方法。仿真结果表明,使用该方法后,单个宏块解码时间减少,DSP访问存储器的次数减少。多核系统的并行度得到提高。     

基于场景检测的错误隐藏技术

提出了可以用于H.264/AVC解码器的基于场景变换检测的错误隐藏机制,首先利用H.264/AVC的快速准确的检测是否发生场景切换,根据场景切换检测结果对预测帧和I帧分别提出相应的时间空间自适应的错误隐藏方法. 实验结果表明,所提方法在错误隐藏的重构图像质量在主观感觉和客观PSNR定量上,都比通常的方法有明显的提高;与传统错误隐藏方法相比,本文的基于场景切换检测的错误隐藏机制鲁棒性高,更能适应的H.264/AVC更为复杂的多种应用场合.