H.264视频编码新标准及性能分析

重点介绍了视频编码新标准H.264/MPEG4-10AVC的关键技术,并用该标准与H.262,H.263,MPEG-4等标准在性能上进行了分析比较。

H.264/AVC压缩域鲁棒视频水印

针对现有H.264/AVC压缩域开环水印方法存在误差漂移及鲁棒性差的问题,分析了该类水印算法的特点及误差漂移机制,提出了一种无误差漂移的鲁棒视频水印算法。首先,基于视频重建过程,分析了开环回路水印方法的误差漂移机制,得到由水印信息造成的独立重建误差。然后,采用误差间的线性组合得到4个可以避免误差漂移的水印模板。最后,通过调制残差系数与相应水印模板之间的正负相关性,将水印嵌入在非零系数多的4×4子块上,而不像以往算法将水印直接添加在残差系数上。实验结果表明:所提算法造成的平均结构相似度下降在0.005以内;码率的增长在1.00%左右;对重量化转码、加性高斯白噪声、亮度调节等常见水印攻击,误码率均在0.15以下。得到的结果满足视频水印算法对透明性,码率稳定性,鲁棒性的要求。

基于变步长分组的H.264系数码表优化

H.264标准采用内容自适应变长编码CAVLC,针对不同的编码系数采用多组码表分别进行编码,在提高熵编码效率的同时,结构各异的码表使解码算法的复杂度过高。本文通过分析码表的结构特点和码字查找的统计规律,提出了一种基于变步长分组的系数码表优化方法,将遍历二叉树的全搜索过程简化为分级逐层查找。实验结果表明,本文给出的快速CAVLC解码算法与原有解码算法相比,可以提高解码速度达3倍以上,且编码码率越高,算法的优化性能越好。

基于H.264压缩域的实时运动对象分割算法

在压缩域内直接分割运动对象对于有实时要求的应用而言是十分必要的,H.264以其优越的压缩效率已经在许多应用中逐渐取代了MPEG-2/4,但有关在H.264压缩域内进行运动对象分割的研究还很少。为此提出了一种从H.264压缩域实时分割运动对象的算法,该算法首先对从H.264视频中提取出的原始运动矢量场进行时域和空域的归一化,接着通过对连续多帧的运动矢量场进行累积来增强显著的运动信息;然后对累积运动矢量场进行全局运动补偿,同时利用快速的统计区域生长算法按照运动相似性将其分割成多个区域;最后利用运动矢量场的方向角直方图来判断出属于运动对象的分割区域,以组成运动对象。通过对多个MPEG-4测试序列的实验结果表明,该方法不仅能够从H.264压缩域中实时地分割出运动对象,且具有良好的分割质量。

基于H.264的远程视频监控系统的设计与实现

采用高性能的H.264视频编码标准,设计开发了一套远程视频监控系统,实现了视音频实时编码同步,及1～24路视频图像的压缩、显示、存储、回放、网络监控等功能。并对该系统进行了分析和测试。

H.264/AVC视频编码器在DM642平台上的实现与优化

文章介绍了H.264视频压缩标准的原理和DM642数字信号处理器的结构,并在该平台上实现了H.264视频编码器。对H.264标准中的几个主要模块进行了理论分析,并结合该数字信号处理器的特点对程序进行了优化,有效降低了整个编码器的运行时间。实验结果表明文章实现的视频编码器在性能和效率方面都达到了良好的效果。

H.264/AVC快速帧内预测模式选择算法

基于像素块的纹理特性,相邻块预测模式的相关性提出了一种H.264/AVC快速帧内预测算法,该算法将4×4亮度块的候选模式从9种降低到1～4种。实验结果表明,与H.264编解码器JM8.6相比,I帧编码时间降低50%～60%,而PSNR和输出码率基本保持不变。

基于双DSP的实时高清H.264视频编码器实现

针对H.264标准的高清视频编码在实现时对硬件有较高要求,提出了一种使用双DSP处理的方案。针对双DSP执行时的并行性、协调性及通信的问题进行了详细讨论,提出了相应的解决方法。DSP芯片选用TI的TMS320C6455,双DSP间的数据通信采用串行RapidIO(SRIO)接口。实验结果表明,该方案对高清720p的处理时间在40ms以内,满足了对高清视频的实时处理要求。

利用变换域信息快速实现H.264帧内预测编码的新算法

新的视频编码标准H.264中采用了帧内预测技术,能够极大地减少空间冗余性,从而进一步提高了对帧内宏块编码的效率,但同时也增大了帧内编码的计算时间。为了减少帧内编码时间和编码延迟,该文提出了一种能够快速实现帧内预测编码的新算法。该文算法先利用变换域的信息得到图像纹理的方向,只在最可能的几个模式中进行模式选择,从而降低了运算量。对不同的视频序列测试的结果表明,使用本算法后帧内编码时间可以减少70%左右,同时保持相近的图像压缩质量和码率水平。对于一些实时性要求苛刻的视频压缩应用,采用该文的快速算法会比较有效。

基于H.264/AVC整数变换的全零块检测方法

在低比特率视频压缩编码中,全零块的检测是一种常用的技术,用来减少编码器的计算复杂性。该文提出了一种基于H.264/AVC整数变换的全零块检测方法,并在仿真实验中取得较好的效果。

一种基于预测模式的H.264/AVC视频信息隐藏改进算法

提出了一种基于帧内预测模式调制的H.264/AVC视频信息改进隐藏算法。选择参考像素亮度值接近的帧内4×4块,通过对预测模式值进行调制以实现隐秘信息的嵌入,而预测模式调制过程是将最优预测模式变为满足嵌入条件的具有率失真开销最小的预测模式,以尽量减小预测模式的改变对视频客观质量的影响。信息的提取过程不需要原始载体视频,也不需要完全解码,只需对视频流中的预测模式进行解码即可。实验结果表明,该算法能很好地保持视频的感知质量,并且对视频流的比特率影响很小。

基于视频压缩标准H.264的视频加密算法

提出一种混沌的视频加密算法,该算法利用混沌函数产生加密序列,根据视频压缩标准H.264的原理和特点,先对离散余弦进行变换,并将量化后的矩阵块作空间置乱和数值扩散,再对熵编码后的二进制序列进一步加密处理,解决了视频信息传输的加密问题.并在H.264参考软件JM12.4上实现了混沌的视频加密算法.

H.264视频压缩关键技术及其应用前景

ISO/IEC和ITU-T联合制定的H.264标准,标志着视频压缩技术的最新进展。H.264视频编码新标准采用一系列最新的压缩技术,提高了压缩率。该文重点介绍了视频编码新标准H.264的关键模块,并阐述了它在数字电视、高清晰度电视以及移动通信等方面的应用前景。

基于H.264的嵌入式Web网络视频监控系统设计

针对传统的视频压缩技术不适合在恶劣的网络环境下应用的问题,提出了一种基于H.264的远程视频监控系统的设计方案。该系统将嵌入式技术、网络技术和视频编码技术结合在一起,嵌入式系统中的摄像头采集到的视频信号经H.264标准编码压缩后,通过系统内置的Web服务器实时地传递给远程监控端,从而实现了远程监控端的浏览器与嵌入式Web服务器之间的互联通信。测试结果表明,该系统的视频压缩率高、图像清晰、实时性强。

基于FFmpeg的H.264格式转换器的设计与实现

针对视频编码压缩传输需要,给出了一种基于FFmpeg的H.264格式转换器的设计方法,实现了对H.264码流数据的快速解码、压缩、再编码的功能。该转换器具有工作效率较高等特点,适合于实时传输应用。实验结果表明,转换后的码流经过一系列处理之后,在客户端接收到的视频画面稳定无抖动、播放流畅。

基于H.264压缩域的运动目标检测算法

基于H.264压缩域的运动目标检测算法。首先,从压缩码流中提取原始运动矢量场,采用中值滤波法滤除运动场中由噪声引起的运动矢量;再利用从压缩码流中提取的宏块分割类型初步排除一些分块较大的伪运动块;然后采用自适应阈值选取法定位出运动区域;最后,通过已定位的运动区域的特征进一步精确识别出运动目标。算法充分利用了H.264码流中的运动矢量信息,简单易于实现,适用于智能监控,视频分析等领域。试验结果表明,该算法检测效果较好,且不需要对压缩码流进行全部解码。

压缩域H.264视频转换编码及其关键技术分析

在分析最新的视频编码标准H.264与以前的编码标准差异基础上,针对压缩域的H.264视频转码,系统地研究了其关键技术的进展,并按DCT到HT的系数变换、运动矢量快速重估计、修正和帧内/间编码模式和速率控制等4个方面进行了分类归纳,还对未来本领域值得研究的问题进行了展望和预测。

H.264帧内预测模式的快速选择算法

为了降低H.264标准中帧内预测模式选择的复杂度,提出一种快速的帧内预测方法。H.264采用率失真优化(RDO)算法,通过计算所有预测组合模式的率失真代价来确定宏块的最优编码模式,其计算复杂度非常大。提出的帧内预测快速选择方法利用宏块的绝对误差和(SAD)来缩小预测模式的范围,减少帧内预测的计算量,从而提高模式判别的速度。实验结果表明,在图像质量和码率基本保持不变的情况下,该算法使I帧的编码速度提高约76%。

基于分形和H.264的视频编码系统

基于具有快速编解码速度的分形编码技术,提出了新的H.264中P帧预测方法,用于减少视频压缩编码时间并降低码流输出。首先,分析了H.264的帧内预测算法、帧间预测算法和P帧预测算法的优缺点,介绍了本文提出的基于分形编码的新型视频压缩编码方法,讨论了该方法的优缺点。然后,结合H.264和分形的优点,用分形预测的方式对H.264中的P帧进行预测。最后,给出了在H.264中用分形预测改进P帧编码所产生的分形系数的编码和残差的编码。实验结果表明:与目前国际视频压缩标准H.264的标准测试模型JM15.1相比,在忽略峰值信噪比的情况下(平均降低0.09dB),改进的P帧预测方法的码流和压缩时间分别降低为JM15.1的65%和19%,并且能够适应各种运动类型的视频序列。研究显示,改进的P帧预测方法显著提高了H.264的总体编码性能。

基于自适应叠加的H.264时域错误隐藏算法

为了减小视频传输错误对解码端重建视频质量的影响,根据H.264标准的特点,提出一种基于多模式自适应叠加的时域错误隐藏算法。该算法以不同分割模式对丢失宏块进行4次隐藏,得到4个隐藏块,并计算各模式的绝对帧差和,使该值最小的2个隐藏块自适应加权叠加作为最终的替代块。仿真结果表明,与传统方法相比,该算法的错误隐藏性能得到较大提高。