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。     

MPEG-4多路视频编码器硬件解决方案

采用视频A/D(模拟/数字)芯片和FPGA(现场可编程门阵列)技术,实现了多路视频整合输入。该方案用MPEG-4专用编码芯片对多路视频进行编码,通过FPGA实现PCI桥,从而形成完整的多路视频编码器。实践证明,该方案具有效果好、方案灵活、性能价格比高等优点。     

基于双核DSP的MPEG-4标清视频编码器

文中详细阐述了针对ADSP-BF561双核DSP芯片的MPEG-4视频编码算法的优化方法.实验数据表明,优化后的编码器性能得到了全面提升,实现了基于ADSP-BF561双核平台上的4CIF视频实时编码.     

基于DSP的H.263图像实时编码研究与实现

主要介绍基于TMS320DM642EVM开发的用于局域网视频监控系统中的视频编码器。该系统对CIF格式的图像充分利用了实时压缩编码技术,即ITU-T H．263视频压缩标准,结合DSP的编程特点,对C代码进行优化。并针对DsP结构的特点,对程序代码和应用数据进行合理的存储分配,使系统的编码速率可以达到25帧／s,满足实时性要求。     

高吞吐率的高效视频编码熵编码并行硬件架构设计

针对超高清视频编码的实时性需求以及高效视频编码熵编码系统中存在的数据吞吐率瓶颈,提出了一种基于波前并行处理(WPP)技术的硬件架构,在提高编码并行度的同时保留了行与行的依赖性,提升了编码系统的数据吞吐率与压缩效率。该架构可以进行三线程编码树单元同步编码,提高了近3倍的编码并行性;采用同步更新单元保证线程之间概率模型的同步更新;单线程内的概率模型支持多个二元的符号的并行更新;初始化单元支持对多种模式下编码单元的概率初始化;支持在线模式和离线模式,可以更好地平衡熵编码与其他模块的吞吐差异。本设计实现的熵编码器单周期处理的平均数据量为5b,在SMIC 55nm工艺下,其综合频率达到300MHz,吞吐率为1 512Mb/s,与参考设计相比,数据吞吐率提升了89%。本设计提出的熵编码器性能满足超高清视频的实时编码需求。     

AVS-M中基于全零块检测的运动估计快速算法

AVS-M标准是中国最近自主制订的数字音视频编码系列标准(AVS)中的第七部分:移动视频编码标准.根据AVS-M视频编码标准的新特点,对其中的全零块检测阈值进行了推导,提出了一种基于全零块检测的运动搜索提前终止准则.针对AVS-M的多编码模式,进一步将全零块检测用于AVS-M中多种编码模式的选择,有效地提高了运动估计的效率.实验结果表明,该方法在保持AVS-M编码器编码性能的同时,可显著提高编码器的编码速度.     

一种结合H.264/AVC CABAC熵编码器特征的视频选择性内容加密算法

为了对数字视频内容进行快速高效加密,提出了一种新的选择性内容加密算法.在H.264/AVC的场景自适应算术编码（CABAC）熵编码器的“二进制算术编码”阶段引入伪随机化.通过CABAC熵编码器的M编码器,自身完成视频数据单元的加密操作,无需额外的加密模块.实验表明：新算法不会降低CABAC熵编码器的压缩效率,加密后的视频码流有效地隐藏了源视频的可视信息.     

基于TMS320 DM642的MPEG-4视频编码算法优化

给出基于TMS320DM642实验平台的MPEG-4实时编码实现方法．为了达到实时编码，在分析DM642硬件结构和指令特点的基础上，讨论了视频编码器的实现和优化策略，最后达到CIF格式（352X288）图像的实时编码．说明采用高性能性的DM642芯片，可满足视频实时编解码的要求．     

基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失的误码掩盖

为增强视频传输的稳健性和提高视频传输的质量,提出了一种基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失时的误码掩盖方案。该方案在编码器端编码之前进行必要的预处理工作,利用标准的H.264编码器产生多描述码流及相关的编码信息,在解码器端解码之后进行必要的后处理,再根据接收到的编码信息进行多路视频的加权合成以得到较好的视频质量。整帧丢失时的误码掩盖方案利用其他描述正确解码的相应帧进行替换的方法,误码掩盖之后进行视频加权合成。实验结果证明该方案在各种条件下均取得了相当大的增益,特别是当2路视频质量相差较大时,增益可以达到2.38 dB,在发生整帧丢失的时,也有几个dB的增益。     

基于VC的T-DMB编码器的研究与实现

通过对T-DMB(terrestrial-digital multimedia broadcasting)手机电视标准技术的研究,构建并实现了T-DMB编码器。该编码器主要包括声音/图像采集、声音压缩、图像压缩、音视频同步及外部编码等5个模块,采用VC编码实现,能实时采集麦克风和摄像头数据并作编码处理,生成符合T-DMB标准的传输数据流。测试结果显示该编码器可以稳定地完成相关编码工作,用DMBPlayer播放器能流畅地播放编码后的数据,基于该编码器可组建多媒体广播站。     

针对编码器的参考帧有损压缩算法设计

日益增长的视频分辨率需求使视频编解码系统对片外存储器的读写造成严重的负担,为此提出一种针对视频编码器的参考帧有损压缩算法。该算法基于DPCM(differential pulse code modulation)和Golomb-Rice编码,以8×4像素块为编码单元,对参考帧的Y/U/V分量分别压缩,并且在视频编码前端引入前置滤波,以降低参考帧的压缩难度。算法在H.264的参考软件JM18.0上实现并验证,在50%的压缩率下,仍能保证可接受的视频质量。     

基于视频编码流的视频传输端到端失真度估算

研究了基于信源量化、信道错误和差错隐藏的视频传输端到端失真问题.提出了一种基于视频编码流结构的端到端失真度估算方法.采用帧间递归,以宏块为单位根据信道平均误比特率和视频编码信息在编码器端实时估算端到端失真.仿真结果表明,对于绝大部分视频测试序列,在不同信道误比特率下,该方法模型估算的平均相对偏差小于8%,平均绝对偏差控制在0.9 dB以内,准确度高,为基于率失真或联合功率率失真优化中的失真估算提供一个有力的工具.     

使用前景/背景区域率失真特性的码率控制方法

为提高视频编码器码率控制的性能,根据视频内容将视频帧划分成包含主要运动物体的前景区域和相对静止背景的背景区域,分析各区域的率失真特性,提出一种适用于H.264/AVC编码器的基于区域的宏块层码率控制方法. 比特分配中,根据宏块的区域信息确定加权因子,自适应地为重要宏块分配较大的目标比特预算. 不同区域使用对应参数的二次模型确定宏块量化参数(quantization parameter,QP),并以已编码宏块的QP为参考调整计算所得QP,以降低前景与背景区域间、相邻宏块间的编码质量波动. 宏块编码结束后,根据实际编码信息更新各区域的码率控制参数. 实验测试表明,提出方法能够有效降低实际码率与目标码率之间的相对偏差,提高编码效率和解码恢复视频的主观质量。     

基于对象的视频编码技术研究

基于对象的视频编码主要包括视频对象分割和视频对象编码两部分,本文重点研究在实现了视频对象分割的基础上的视频对象编码技术,重点研究基于BAB的运动补偿和DCT的形状编码方法.     

自适应视频流的源端编码优化

针对不允许多次重传的实时交互性无线视频业务,优化源端的自适应编码器.主要结合多重描述编码的特点以及无线信道的特性,以编码器输出码流的R-D参数为变量,并基于信道反馈信息,筛选出编码策略.确定拉格朗日公式中各参量的表达式时,重点分析了与源端自适应编码相关的错误隐藏带来的影响,对解码端失真传播进行了详细讨论与推导.此优化策略的计算复杂度低,易于控制.经实验证明:优化编码后的自适应视频流,即使通过误码率较高的无线信道传输,也能在接收端获得良好的回放视频质量.     

基于视频分析的可分层的容错编码算法

为了改善传统视频编码器在无线网络传输条件下的容错性能,并减轻由于丢帧引起的误差传播效应,基于经典的视频分析概念和理论,提出了一种新的视频容错算法。该技术参照视频分析中关键帧搜索理论,结合视频容错的特点和实际网络传输条件,在不改变码流结构的情况下,是一种适合无线网络传输的可分层的视频容错编码算法。通过H.263编解码器的试验证明:所提出的算法可以很好地缩短由无线传输丢包引起的误差传播范围,从而得到比较好的视频主客观评价效果。     

基于小波理论的视频和图像压缩技术

将小波理论应用于视频和图像的压缩是目前国内外十分重视的图像压缩技术。小波分析技术和多分辨分析理论改善了基于分块DCT变换的压缩编码技术的方块效应和飞蚊噪声的不足。小波理论将是未来视频和图像压缩标准的一项核心技术。目前基于小波变换的视频压缩算法主要可以分为基于空域运动补偿的小波视频编码(MGDWT)、基于变换域运动补偿的小波视频编码(DWT—MC)和含运动补偿的三维小波视频编码(MC-3DWC),小波视频和图像压缩的发展及研究热点主要为小波图像压缩新技术的研究、运动补偿技术的研究、利用人的视觉生理特性进行小波视频和图像压缩的应用研究,以及小波视频压缩的应用研究。     

基于Gabor字典的低速率视频编码

针对匹配跟踪冗余信号分解的视频编码器搜索最佳匹配误差结构的原子函数时,实现所需运算量复杂的问题.提出基于可分离Gabor字典的匹配跟踪算法,利用一种改进的最佳时频原子搜索策略,使实现算法的计算量显著下降.实验结果表明,在保持原有编码性能的基础上,该算法在视频编码应用中有效地降低了算法复杂度.     

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。     

基于ACELP和TCX的嵌入式宽带语音编码器

;为了应对以分组交换为基础的IP网络上出现的分组丢失和分组延时现象,该文提出了一种嵌入式宽带语音编码器.该编码器是国际电信联盟标准化组织(ITU-T)G.VBR候选方案之一.编码器可形成8～32kbit/s 5层具有嵌入式结构的码流,其中,前3层的码流利用嵌入式代数码激励线性预测(algebraic code-excited linearprediction,ACELP)编码技术生成,后2层的码流利用变换码激励(transform coded excitation,TCX)编码技术生成.当出现帧丢失时,利用了先前帧的语音分类信患和参数编码信忠来恢复丢失帧的语音信号.本套编码器经过ITU-T组织的测试,多项指标已经达到了ITU-T对G.VBR提出的参考要求.