一种用于H.264的自适应十字交叉六边形运动搜索算法

最新的视频编码标准H.264实现了更高效的压缩，但同时也增加了运算上的复杂度.尤其是为了实现高效压缩采用的帧间块匹配全搜索算法占用了相当多的时间.利用分数级运动矢量实现了十字、“×”字、六边形三种模板的自适应变换，在信噪比基本不变的情况下使搜索速度有了明显的提高.     

基于率失真代价的快速帧间编码模式确定算法

介绍了率失真函数在视频编码中的应用,基于率失真函数代价值,提出一种帧间编码快速模 式确定的算法,基于本序列各类编码模式的率失真函数代价动态统计值,分别在SKIP模式和帧间IN- TER编码8×8块尺度和4×4块尺度间插入两层判定阀值,提前判定宏块的编码模式和帧间编码宏 块内部划分模式,减少了不必要的穷尽试探计算率失真代价．且阈值的选取具有时变、适应图像序列、 计算简单性．实验证明,在对图像质量影响极小的情况下,编码速率提高20％～30％左右．     

视频通信中基于场景切换检测的H.264帧层码率控制

H.264采用的码率控制算法JVT-G012在信道带宽和压缩后图像质量之间取得了不错的平衡.然而,由于没有考虑到场景切换,在JVT-G012控制下包含场景切换的视频序列压缩后的视频质量往往有较大波动.为应对视频通信中可能出现的场景切换,提出了一种新颖的基于场景切换检测的H.264帧层码率控制算法.首先,提出了一种基于宏块级亮度直方图差异的场景切换检测方法.然后,使用结合跳帧控制的可变长GOP处理检测到的场景切换.仿真结果显示,和JVT-G012相比,所提码率控制算法能够有效应对视频序列中可能出现的场景切换,在同等码率下显著提高整个序列的平均PSNR,并且保持了较低的编码器缓冲区占用度.     

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.     

基于多模注意力机制的密集型视频描述

为了解决密集型视频描述(dense video captioning, DVC)任务中视频特征利用不充分，视频定位分段不准确，语义描述效果不丰富的问题，采用多模注意力机制的密集型视频描述方法，提取视频中的视觉特征、音频特征和语音特征.通过多模注意力机制，在编码器中计算不同模态视频帧特征间的关联程度，在解码器中计算描述词序列特征与编码器输出的多模态视频帧特征间的关联程度，并将编码器、解码器输出特征分别作用于视频定位分段模型和语义描述模型获得视频分段和分段描述.提出的方法在ActivityNet Captions数据集上进行了理论分析和实验验证，其中F1-score达到60.09,METEOR指标达到8.78.该方法有效提高了视频定位分段和语义描述的准确性.     

联合结构预测和运动补偿的视频自适应压缩感知

视频压缩感知是解决无线多媒体网络中海量数据存储和传输问题的有效方法,但常规基于单帧处理的压缩重构质量较差,限制了应用效果。文中提出了基于BCS的结构预测和运动补偿的提高视频GOP序列重构质量的方法。对视频GOP序列,首先,利用分块压缩感知对关键帧和压缩帧分别进行压缩采样,并给出了一种视频稀疏性定量估算方法,实现了压缩采样率自适应选择;然后,基于迭代阈值投影重构算法,对关键帧和压缩帧分别进行压缩重构。在此基础上,利用视频帧区域块的结构相关性进行帧内结构预测,提高重构质量;最后,利用帧间的时间冗余性,通过运动估计和运动补偿进一步提高重构质量。仿真结果表明,结构预测和运动补偿能提高视频重构的峰值信噪比(PSNR)。该算法考虑了视频序列帧内和帧间相关性进行预测和补偿,提高了GOP序列的重构质量。     

基于压缩感知的视频信号采集观测值渐进量化算法

在基于压缩感知的视频信号采集中,观测值的量化方法会对重构质量产生重大的影响.为了设计一种性能较优的观测值量化方法,根据视频信号的帧间相关性和压缩感知的视频采集信号观测值特性,提出了基于压缩感知的视频采集信号观测值渐进量化算法.该算法将非关键帧观测值均匀量化后只传输若干不太重要的码平面,在重构端利用邻近的已解码帧通过运动估计生成该非关键帧的边信息帧,再通过观测得到该非关键帧观测值的估计,结合接收到的不太重要码平面信息,通过渐进量化的逆量化得到精确的观测值.实验结果表明:与均匀量化算法相比,文中算法在不增加编码端复杂度和不降低视频序列重构质量的基础上,能大幅降低码率;在相同码率下,不同序列获得的平均增益在0.5~2.0 d B之间,具有较高的率失真性能.     

视频通信中基于场景切换检测的H．264帧层码率控散

H．264采用的码率控制算法JVT-G012在信道带宽和压缩后图像质量之间取得了不错的平衡。然而,由于没有考虑到场景切换,在JVT-G012控制下包含场景切换的视频序列压缩后的视频质量往往有较大波动。为应对视频通信中可能出现的场景切换,提出了一种新颖的基于场景切换检测的H．264帧层码率控制算法。首先,提出了一种基于宏块级亮度直方图差异的场景切换检测方法。然后,使用结合跳帧控制的可变长GOP处理检测到的场景切换。仿真结果显示,和JVT-G012相比,所提码率控制算法能够有效应对视频序列中可能出现的场景切换,在同等码率下显著提高整个序列的平均PSNR,并且保持了较低的编码器缓冲区占用度。     

矢量量化及其硬件实现

介绍了矢量量化的基本原理。采用矢量量化方法对分辨率为512×512的数字图像进行了计算机模拟,使由原图像的8 bit/像素降到了0.5bit/像素,同时用硬件实现了矢量量化编码.在硬件实现中,其主要部件采用74S器件,用绝对值减法器作为失真运算器以及编码器.与计算机的数据交换采用DMA方式,大大降低了编码时间.完成一幅分辨率为512×512的数字图像的16:1压缩仅需9s时间。     

一种新的H.264自适应帧层码率控制算法

本文提出了一种基于宏块亮度直方图差异(BH, Block Histogram difference)和带宽充裕度估计的H.264帧层码率控制算法。该算法使用基于BH的相对复杂度检测场景切换,并在各场景的开始阶段对当前信道带宽充裕度做出判断。之后在帧层码率控制中,根据基于BH的相对复杂度对各帧的目标比特进行加权调整。最后根据信道带宽充裕度的判断结果做进一步调整。仿真结果表明所提算法能够适应信道带宽和视频序列编码复杂度之间的不同关系,并在视频序列使用的信道带宽和压缩后的图像质量之间取得了比JVT-G012更好的平衡。     

一种新的H.264/AVC标量量化并行VLSI结构

针对H.264视频编码标准关键技术52级标量量化的VLSI实现过程中,传统结构的速度和面积不能有效满足H.264在高速高并行编码应用中的实时要求,通过采用部分CSD码无符号压缩移位加法树、参考电平连线、对量化系数和步长重新进行分组分段编码等方法,有效替代了H.264标量量化过程中出现的矩阵乘法、查表、除法等不利于硬件加速的算法,提出了一种非常适合流水加速的基于4×4块并行的VLSI结构,通过控制级联加法器级数就可以有效调节其速度性能,当级数为2时,其块处理速率可以达到121.6MHz, 能够满足4096×2304@120Hz视频的实时处理要求。该结构在面积和功耗方面较传统结构也有较大的改进,采用SMIC 0.13μm工艺单元库,综合时钟频率设为100MHz时,等效门和功耗分别节省了38%和30％。     

煤矿视频编码帧内预测模式快速算法

针对煤矿井下这一特殊环境下的视频监控要求和视频序列特点，提出了基于H．264／AVC标准的煤矿井下视频编码的一种帧内预测模式快速算法。通过仿真实验证明，该算法与原H264／AVC标准算法相比，对于IPPPP类型帧序列，可节约15％左右的编码时间；对于全I帧视频序列,可节约30％左右的编码时间，而视频质量（PSNR）和码率几乎不变。     

面向3G的H.264/AVC压缩视频通信技术

第3代移动通信系统(3G)的出现使在无线网络中提供各种视频业务成为可能.3GPP/3GPP2支持的视频编码标准具有压缩效率高、网络适应能力强等特点.由于无线信道具有时变、误码率高以及网络带宽资源有限等特点,使得在3G网络中传输的H.264/AVC压缩视频流也具有了不同的特性.     

基于数据隐藏的H.264视频传输抗误码方法研究

针对如何改善H.264无线视频传输抗误码性能,提出了一种基于数据隐藏的H.264视频传输I帧误码恢复方法。该方法在编码端自适应地提取I帧宏块的重要数据,并将提取的重要数据隐藏到下一帧RTP报文的扩展头部,然后在解码端提取重要数据并采用空时自适应算法对I帧进行误码恢复。实验结果表明,该方法相比于同类方法显著提高了I帧的误码恢复效果。     

双DSP实现MPEG-2到H.264转码硬件系统的研究

现阶段在视频通信领域存在多种视频编码标准,这些标准在码流格式、压缩效率、输出码率、分辨率等方面不尽相同,分别适用于不同的领域。H.264和MPEG-2是当前较为通用的两种数字视频压缩格式。该文就MPEG-2编码概述及应用、H.264技术特点及应用优势、MPEG-2转码H.264常用算法、MPEG-2转码H.264系统的搭建等几个方面详细阐述了双DSP实现MPEG-2到H.264码流的转换技术。     

A novel dynamic frame rate control algorithm for H.264 low-bit-rate video coding

The goal of this paper is to improve human visual perceptual quality as well as coding efficiency of H. 264 video at low bit rate conditions by adaptively adjusting the number of skipped frames. The encoding frames are selected according to the motion activity of each frame and the motion accumulation of successive frames. The motion activity analysis is based on the statistics of motion vectors and with consider- ation of the characteristics of H. 264 coding standard. A prediction model of motion accumulation is pro- posed to reduce complex computation of motion estimation. The dynamic encoding frame rate control algorithm is applied to both the frame level and the GOB （Group of Macroblocks ） level. Simulation is done to compare the performance of JM76 with the proposed frame level scheme and GOB level scheme.     

多参考帧选择技术的内存控制策略研究

本文系统分析了支持多帧预测编码的低码率视频传输标准和技术(H26L与H264),认为在视频实时通信过程中,若采用多参考帧选择技术(MRPS)进行差错控制确保通信质量,则对解码器内存中的参考帧进行有效的调度和控制数目将减少解码的算复杂度。仿真实验表明,相对于RPS技术,在相同的视频质量下,多参考帧选择技术有效降低解码算法复杂度,数据压缩效率高于传统参考帧选择技术(SRPS),略低于MRPS技术。