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.     

MPEG-4码率控制算法的改进

尽管码率控制本身不作为视频标准的一个组成部分,但有效的码率控制机制对于视频编码系统来说是一个必不可少的组成部分.因此,每一个视频标准都有相应地的一个或者多个码率控制方案.本文提出了一种基于MPEG-4码率控制方案SRC(Scalable Rate Control)的改进码率控制算法MP4ADV,在编码比特率和图像质量之间有效地实现了恰当的折中.最后给出了SRC、MP4ADV以及H.264参考软件JM9.2中的码率控制算法的比较结果,在对图像质量的提高上更好的体现出了MP4ADV的优越性.     

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%。     

帧存储器容量受限条件下编码视频码率变换的研究

提出了一种帧存储器容量受限条件下编码视频码率变换结构。在这种结构中，将压缩的参考图像存入帧存储器中以节省存储空间，同时通过截除适量与高频ＤＣＴ系数对应的码字以适应任意容量的帧存储器，而运动补偿直接在ＤＣＴ域实现，避免频域怀空间域转换所需的运算量，这种结构的性能随配置帧存储器容量的增加呈单调递增的关系，为存储器容量受限的情况下获得满意的变换图像质量提供了有效途径。     

高效视频编码中帧内码率控制改进算法

针对失真漂移现象造成码率拉格朗日因子(R-λ)模型编码效率低的问题,提出一种考虑区域间失真关联性的高效视频编码(HEVC)帧内码率控制改进算法。首先根据帧内预测编码原理,对编码区域间的失真关联性进行分析,得到漂移的失真、当前失真与总失真之间的关系;然后利用编码像素值、参考像素值和参考像素重构值,准确地预测出漂移的失真值;最后结合传统的R-λ模型,获取基于失真漂移的拉格朗日因子λ,继而建立更准确的R-λ模型。实验结果表明,与原始的帧内码率控制算法相比,在相同的码率下所提算法可将编码码率平均降低1.7%,重构视频的峰值信噪比平均提高0.1 dB,证明所提算法的编码效率得到提升,且编码时间增幅非常小。     

基于剩余率失真信息的码率控制算法及其VLSI结构设计

引入JPEG2000图像片编码的实时剩余率失真信息,并用它和当前编码通道的率失真斜率在编码过程中判定当前编码通道是否被截断,使得Tier1编码和码流截断并行。最后还设计本算法的VLSI体系结构。实验结果表明：本算法在编码过程中实时截断编码码流,实时性高,资源损耗小;并且重建图像质量高。     

HEVC码率控制技术的研究进展

鉴于码率控制在视频编码应用中的重要性,综述了针对新一代国际视频编码标准HEVC (high efficiency video coding)的码率控制技术研究进展。介绍了码率控制的基本工作原理,通过调节编码器参数使输出码率符合信道带宽限制或满足存储设备的容量需求,主要包含比特分配和比特控制2个部分。然后,介绍了HEVC开发过程中接收的2个重要码率控制技术提案,从码率模型和比特分配两方面阐述了提案中的URQ (unified rate-quantization) 模型码率控制算法和R-λ模型码率控制算法。依据比特控制中的码率模型选择,把近年出现的HEVC码率控制算法分为Q域或λ域方法,并分别展开论述和技术点归纳;对HEVC扩展及其相应的码率控制进行了简要阐述。最后,结合码率控制仍需解决的问题,提出一些值得进一步探索的工作。     

面向无线信道的H.26L编码模式判决策略

在对H．26L视频编码中帧内帧间宏块编码失真和传输误码失真及扩散的理论分析基础上，提出了一种面向无线信道的H．26L编码模式率失真优化判决策略。考虑在编码模式选择时结合信道误码扩散模型，通过简化的率失真判决策略，使编码视频流具有很好的自适应误码恢复能力，且计算复杂度较低。典型无线信道环境中的测试结果表明，在增加不多计算量的情况下，该算法比传统方法具有更强的抗误码鲁棒性。     

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.     

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。     

基于率失真理论的联合码率控制方法

在图像通信领域中,对多路节目的复用一般采用各路节目分别独立编码的方式．针对此方式易导致各路重建图像间的显著质量差异的缺陷,文中以率失真理论为基础,采用联合码率控制的方法,根据图像的复杂程度在各路节目之间动态分配比特,以维持节目图像质量的均衡．试验表明,它优于传统的独立编码方法     

Efficient Rate Control Algorithm for Hierarchical Video Coding

For rate control (RC) of hierarchical structure coding,an independent rate-quantization (R-Q) model was proposed based on mean absolute differences (MADs) in different temporal levels (TLs).In the prop...     

Joint mode selection and rate control for video transmission over packet loss network

In this paper, we first present a statistics analysis of the picture distortion caused by quantization, channel errors and subsequent error propagation, and propose rate-distortion (R-D) estimation models which are functions of two parameters, i.e. quantization step and intra refreshing ratio. Second, based on our proposed R-D models, a joint optimal quantization step and intra refreshing ratio selection algorithm is developed by using Lagrange multiplier theory. Next, a novel rate control algorithm, combined with macroblock (MB) coding mode selection, is proposed. The algorithm focuses on bit allocation at group of pictures (GOP) level and picture level to improve the encoding quality, and the MB mode selection addresses improving the local subjective quality within a picture. Finally, extensive simulation resultsshow that our algorithm can make the encoder adapting itself in time to the variation of the channel band-width and significantly improve the end-to-end video quality over packet loss network.     

压缩域MPEG-2视频流无缝拼接中的码率控制算法

为防止由视频流无缝拼接造成的解码缓冲器溢出问题。结合TM5码率控制算法和拼接过程中已解码图像的信息，提出了一种有效的码率控制算法．该算法首先通过计算待拼接视频流中的vd(vbv—delay)值来求取拼接期的目标比特数。然后根据图像原来的量化参数估计宏块的空间活动性，最后利用已解码图像中的比特数分布情况来指导虚拟缓冲器充溢度的调整．实验结果表明：该算法能非常有效地实现无缝拼接，且拼接后视频流的vd值与新视频流的vd值非常吻合，并能有效保证图像的降质在允许的范围之内．     

Optimal Rate Allocation Algorithm for Multiple Source Video Streaming

Video streaming is one of the most important applications used in the best-effort Internet. This paper presents a new scheme for multiple source video streaming in which the traditional fine granular scalable coding was rebuilt into a multiple sub-streams based transmission model. A peak signal to noise ratio based stream rate allocation algorithm was then developed based on the transmission model. In tests, the algorithm performance is about 1 dB higher than that of a uniform rate allocation algorithm. Therefore, this scheme can overcome bottlenecks along a single link and smooth jitter to achieve high quality and stable video.     

基于有损率失真优化的AVS—M帧内更新算法

基于运动补偿混合编码的AVS—M低速率视频流,对信道误码十分敏感．网络丢包造成的错误信息不仅影响当前帧的重建质量,还会在其后续帧的时域和空域上迅速蔓延和扩散,使得视频质量急剧下降．为此,分析了AVS—M无损率失真优化和有损率失真优化模型,研究了受损MB的扩散失真和掩盖失真,通过比较在模拟丢包网络中MB在不同编码模式下的Lagrangian代价函数,实现了一种基于有损率失真优化的AVS—M帧内更新算法．同时,将该算法与AVS—M的随机帧内更新以及行更新算法进行了比较．实验表明,基于有损率失真优化的帧内更新算法,在计算复杂度增加不大的情况下,较大地提高了AVS—M视频的差错恢复性能．     

基于高效率视频帧内编码的快速编码单元和预测模式决策算法

针对高效率视频编码采用四叉树分割和35种模式预测等技术来提高视频编码质量,但引起算法复杂度剧增这一问题,本文利用当前编码单元及其相邻单元空间相关性对当前编码单元分割模式进行预测,从而快速决策编码单元的分割模式.此外,通过跳过若干低概率预测模式的率失真最优化处理过程,实现了一种快速的预测模式决策算法.测试结果显示,提出的算法可以平均减少53%的编码时间,并保持BDBR仅为1.17%的良好编码质量.