An efficient intra-frame rate control algorithm for H.264/AVC video coding

Intra-frame plays a significant role in improving video quality for rate control of H.264/AVC.In this paper,an efficient intra-frame rate control algorithm is proposed for H.264/AVC video coding.The proposed scheme adjusts the quantization parameter (QP) of intra-frame adaptively according to intra-frame buffer fullness ratio,current buffer fullness ratio,and skipped frame ratio.Experimental results demonstrate that for a set of typical testing sequences,the proposed scheme can obtain accurate target bit rate,better peak signal-to-noise ratio (PSNR) performance and reduce the number of skipped frames significantly,when compared with existing schemes.More importantly,the proposed scheme is very flexible for different initial QPs and target bits.     

实时视频编码中的低复杂度码率控制算法设计

针对H.264原有码率控制提案中的不足,并考虑到H.264实时编码对编码效率的要求,设计了低复杂度的宏块层码率控制方案.对于图像复杂度的预测,充分挖掘图像的时空相关性,结合运动矢量对MAD进行预测,将G012的MAD预测算法中线性回归的算法复杂度降低为加权平均的算法复杂度.对于率失真模型,采用运算复杂度低的线性拟合代替G0l2算法中的二次拟合,并结合SSIM讨论了这种简化的可能性.针对运动量大的图像编码后PsNR的波动问题,对GOP层初始QP确定和P帧比特分配进行了改进,并充分利用已编码单元信息对当前量化参数进行调整,有效的控制码率.实验证明,改进后的算法对平稳输出序列的PSNR波动和降低运算复杂度有比较好的效果.     

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.     

基于宏块合并的H.264模式选择算法

H.264新技术的引入提高了压缩效率,但同时编解码器运算复杂度也成倍增加.为了减小H.264的编码算法复杂度,对编码选项和模式选择算法进行了优化.算法以运动矢量合并为基础,采用1/4像素精度的细化运动估计以减低码率,对P帧宏块是否采用帧内编码模式,利用平均比特率和宏块平均边缘差值进行预判断.实验结果表明,算法在不增加峰值信噪比和码率的基础上,平均节省运动估计时间35.19%,节省编码时间48.98%.     

基于场景切换的B帧量化参数分配方法

H.264/SVC实现了对基本层码率控制,但对于视频序列中场景切换并没有有效的检测,也没有考虑到场景切换对视频编码质量的影响.本文结合H.264/SVC特有的分层B帧预测金子塔编码结构,首先提出一种改进的基于图像复杂度的实时场景切换检测算法,结合场景切换的类型,再对存在场景切换的GOP编码单元中时间分级的高层B帧量化参数进行修改.实验结果表明在不产生信道码率突变的前提下,明显改善了场景切换处的视频质量.     

一种具有可分级转码能力的无线视频鲁棒传输方法

结合空时正交频分复用(OFDM)和转换编码技术,提出一种无线衰落信道下具有可分级转码能力的鲁棒视频传输方法.该方法可将高质量的MPEG-2压缩视频转换为低码率、低分辨率H.264可分级码流,以满足网络带宽和终端设备显示的要求.同时,考虑分级码流的重要性,转码输出的可分级码流经过分层空时编码的OFDM系统实现不对等保护传输.实验结果表明:在典型的随机突发错误的无线环境下,本文可分级转码能力的视频传输系统性能优于非分级转码的视频传输系统.     

基于H.264视频编码技术的研究

介绍和分析了H．264采用的新编码技术，诸如1／4和1／8像素精度运动估计，可变大小的图像分块。多参考帧，新的熵编码算法等．新编码技术的采用使H．264的编码性能得到大幅提升；通过与H．263编码模型的实验性能对比测试，比较分析了H．264新编码技术的优缺点．     

一种新的低复杂度监控视频ROI编码方案

在H.264视频编码框架下,针对静止摄像机采集的监控视频的特点,提出并实现了一种基于运动目标检测的感兴趣区域ROI编码方案。该方案以运动目标为ROI编码对象,根据ROI检测结果生成画面分割信息文件,并由此选择各宏块编码模式以及参考帧数量,通过调整相应运动宏块的量化参数值来完成对ROI对象的精细编码,从而达到减少算法复杂度、提高运动目标画面质量的目的。多个标准测试序列的测试表明,与H.264相比,该方案在编码时间上大大缩减,且重建画面的主观评测效果更好。     

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。     

分布式多视点视频编码容错传输研究

在分布式多视点视频编码(Distributed Multi-view Video Coding, DMVC)数据传输过程中,编码方式不同导致K帧与WZ帧受信道误码影响也不相同,因此本文提出了一种DMVC整体容错传输框架,针对K帧及WZ帧特性设计了不同的容错保护传输方案并进行有效融合。针对于K帧的容错传输问题,首先根据左、右相邻视点的对应K帧,利用DIBR算法产生的空间边信息对丢失块进行初始修复;然后根据K帧同一视点内的相邻已解码帧,生成它的时间参考帧,对K帧的丢失块进行重修复。针对WZ帧的容错传输问题,本文提出了基于不等错误保护(Unequal Error Protection, UEP)的编码算法,根据不同频带的各个比特面的重要性不同,对低频带、高比特面进行更加合理的码率分配,在不增加编码端复杂度的前提下提高了WZ帧的误码容错性能。实验结果表明：在K帧和WZ帧均出现丢包的情况下(丢包率为5%~15%),相比K帧采用传统的帧内错误隐藏加WZ帧采用参考文献码率的算法,本文方案对视频序列重建图像的BD-PSNR平均提升了2.39~4.68 dB,且随着丢包率的增加,提升效果更加显著。     

H.264中基于编码模式的自适应重叠块运动补偿

为进一步提高视频压缩效率,该文将重叠块运动预测补偿与H.264视频编码框架中的可变大小块运动预测相结合,根据不同块的编码模式,自适应调整重叠块运动补偿的加权系数。实验结果表明,该文提出的基于编码模式的自适应重叠块运动补偿对于较复杂的序列,在较高目标码率下,最大编码增益可达0.21dB,显著提高了H.264的编码效率。     

H.264中基于编码模式的自适应重叠块运动补偿

为进一步提高视频压缩效率,将重叠块运动预测补偿与H.264视频编码框架中的可变大小块运动预测相结合,根据不同块的编码模式,自适应调整重叠块运动补偿的加权系数。实验结果表明,所提出的基于编码模式的自适应重叠块运动补偿对于较复杂的序列,在较高目标码率下,最大编码增益可达0.21 dB,显著提高了H.264的编码效率。     

基于Android系统的H.264视频监控设计

为解决移动终端传输视频图像质量低、传输速度慢的问题,将移动互联网中的Android系统开发技术和H.264视频编码方法相结合,设计并实现了H.264视频监控。采用了将Andro
id系统移植到ARM（Advanced Risc Machines）平台的方法和ARM平台采集视频数据的方法,分析了Android操作系统架构及其启动原理。该H.264视频编码采用基本档次的编码方法,平均峰值信噪比（PSNR：Peak Signal to Noise Ratio)达到38.210 dB,编码帧速率达到136.66 帧/s,与主要档次和高级档次的编码方法相比,具有更高的编码帧速率,实现了实时稳定的视频监控效果。     

三维和二维平移运动估计算法分析研究

运动估计和补偿预测编码是视频编码标准中的一项关键技术,其核心问题在于如何利用当前帧和参考帧来估算运动矢量.文章结合H.264/AVC视频编码标准的新特征,对传统运动估计和运动补偿算法和三维平移运动估计和算法进行了分析.通过计算复杂性的分析,认为在视频预测编码中,可以根据视频编码要求,采用二维运动估计或三维平移运动估计,提高压缩编码性能.     

H.264标准在视频监控系统中的应用

针对H.264的编码特性,选择了编码代价最小的帧间编码模式,通过改变搜索范围来优化多帧运动估计。实验结果验证,该编码算法可以平均节省H.264编码时间的30%。     

基于编码复杂度的帧层和宏块层自适应码流控制方法

码流控制在实时视频编码通信中起到非常重要的作用。分析了H.264率失真优化和码流控制之间存在“蛋鸡悖论”问题并给出JVT-G012中的码流控制方案,提出了基于编码图像复杂度的帧层和宏块层自适应码流控制方法。模拟仿真表明:与JVT-G012方法相比,以稍微降低缓冲区平稳性的代价,换取编码图像的平均PSNR值提高和主观质量的改善,以及码流控制算法复杂度的降低,具有一定的实际应用价值。     

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。     

一种面向交互应用的多视点视频编码方案

视点切换是交互式多视点视频应用需要解决的难题之一,该文为此提出一种交互式多视点视频的编码方案。通过消除预测帧之间的相关性,改善视点切换的性能,以共享关键帧和时-空预测编码方式,在时间和空间上去除多视点视频数据的冗余,提高编码效率。该方案不增加任何辅助数据,即可在任意的P帧上进行快速视点切换,具有极低的视点切换延时,并且兼顾了编码效率和单一视点的解码代价。采用H.264/AVC编码器实现该方案,并得到满意的测试结果。     

基于DSP平台的H.264运动补偿解码优化

H.264 视频编码标准的编码性能比先前相关标准有较大提高.但解码器复杂度有很大程度的增加,其中运动补偿解码模块是H.264解码器中耗时较多的模块之一.首先简要介绍H.264运动补偿解码原理,然后分别从运动补偿解码算法和ADI Blackfin533汇编指令优化两个方面对该模块进行优化.PC仿真实验结果和ADI Blackfin533硬件测试实验结果表明,此优化措施能够很大程度上提高运算效率.     

基于运动矢量的H.264信息隐藏算法

提出了一种基于H.264的视频信息隐藏算法.该算法引入菱形编码,通过轻微调制运动矢量实现信息的嵌入过程.菱形编码不仅可以有效减少运动矢量修改率,同时可以提高嵌入容量.在嵌入过程为减少信息嵌入对码率和视频图像质量的影响,选择纹理复杂区域和较大运动矢量为嵌入点.实验结果表明,该算法在确保良好视频质量的条件下,可以满足大容量信息嵌入的要求,对压缩码率的影响较小.