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。

基于H.264无线视频传输系统的研究

由于无线信道易错、时变和带限的特点,给视频数据的无线传输带来了巨大的挑战。本文设计了一种带有反馈的无线信道视频传输系统,为了加强系统的抗误码性,重点研究了基于错误隐藏的联合信道率失真算法,对原有视频容错编码方法进行改进,并提出了一种基于丢包反馈的自适应数据分割选择模式,在低带宽高误码的无线信道环境下,提高了视频图像的质量。

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Slice的H.264并行视频编码算法

从H.264视频编码标准的特点出发,提出了基于Slice级别的H.264视频编码并行算法,该算法不仅能够保证节点间的负载平衡,减少各节点间数据的依赖关系,还充分利用了已有的计算能力。最后给出了在曙光3000上的实验结果。

基于感兴趣区域的H.264视频加密算法

为了解决现有的基于H.264的加密算法无法满足安全性和加密效率之间较好折衷的问题,提出两种基于感兴趣区域的H.264加密算法,将感兴趣区域的提取和基于熵编码的H.264加密算法相结合,只对提取出来的感兴趣区域进行加密.设计了一种基于人脸检测的加密算法,并通过修改模式选择算法,去掉了使得非人脸区域参考人脸区域的帧间宏块预测类型,解决了由帧间预测引起的人脸加密区域变形的问题.将运动对象的检测与提取和H.264的编码过程结合,设计了一种基于运动对象检测的H.264加密算法.实验结果表明,这两种加密算法能够在不降低算法安全性的情况下获得安全性和加密效率之间的较好折衷,可以满足实时应用的需求.

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.

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。

基于半脆弱水印的H.264/AVC视频流的内容级认证

针对低码率的H.264/AVC视频流,提出了一种基于半脆弱水印的内容级视频认证方案。利用I帧内块组之间能量不变的特点构建基于内容的特征码,并根据DCT系数特点,通过符号编码方式嵌入到幅值较小的DCT系数。为了保持嵌入前后视频流码率的基本恒定,引入了误差准则函数。此外,根据P帧中低频AC系数的正负符号统计特性,将帧号嵌入到AC系数。通过对提取出的水印信息和重构的认证码进行比较可实现篡改检测。仿真实验结果验证了本方案的有效性。

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。

基于达芬奇技术的H.264视频编码器的实现

介绍了H.264视频编码标准和达芬奇技术内部的编解码引擎(Codec Engine)框架,描述了如何利用Codec Engine来实现H.264编码器的方法。

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。

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TI C64x+内核DSP的H.264压缩关键模块优化

整数变换、反整数变换、量化、反量化及之字形扫描函数的执行速度对H.264视频编码的实时性有较大影响。在支持TI公司C64x+内核系列DSP平台上对这些函数进行讨论,提出了一种新的结构以简化以上函数执行复杂度,并在此结构基础上使用C64x+内核指令进行线性汇编优化。实验结果显示调整后的结构结合线性汇编优化能更充分发挥DSP并行处理的特点,将上述耗时函数的执行速度大幅提高了38～72倍。

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。