多阶上下文自适应二进制算术编码实现

提出了一种基于多阶上下文自适应的二进制算术编码算法.考虑了编码符号序列之间的相关性,用符号序列的大概率值代替单个符号的较小概率值,由此建立了多阶上下文概率模型,降低符号间的冗余度.将此模型应用到二进制算术编码中,形成了一种比传统二进制算术编码更有效的方法,能让平均码长变短并使得码字的信息量逼近符号的熵率,从而显著提高二进制算术编码的数据压缩比(可高达90%).对不同类型的数据文件进行实验测试,结果显示其压缩编码效果良好.

基于上下文的自适应二进制算术编码——一种适用于视频压缩的新型熵编码

CABAC是一种适用于视频压缩的高效熵编码技术。它采用上下文建模来降低符号间的冗余度;采用递归的二进制算术编码使输出码字的信息量逼近符号的熵率,并有利于实时视频编码;采用自适应机制对视频流进行实时统计特性的跟踪。实验表明,CABAC与UVLC相比,能非常有效地节省码率,但是其复杂度要高一些。

一种改进的二进制自适应算术编码数据转换方法

本文提出了一种用于二进制自适应算术编码的数据转换方法，并通过实验和理论分析，与直接数据转换法、适于灰度图像的数据转换法进行了比较。

二进制算术编码的分段计算算法及应用

算术编码作为一种无损压缩方法得到广泛应用,但该算法对区间参数的运算采用递推模式,这种串行流程在多核及并行等资源环境下不适用,且执行效率较低。从固定概率空间二进制算术编码角度,先推导出编码序列区间参数非递推模式计算公式,进而得出序列分段各自编码,再合并计算原序列区间参数的计算公式,并从理论上证明了算法可行性。给出了算法物理意义描述和典型编码流程,针对多核和并行等资源环境提出了纵向和横向分段思路,并采用实际序列验证了算法正确性。该算法在某情报网关设备中应用可见,在确保压缩效果不变基础上,可使各中央处理器(CPU)核之间负载基本持平,有效利用了多核计算资源,将情报报文吞吐量提升近1倍,效果良好。

H.264/AVC中基于上下文的自适应二进制算术编码

基于上下文自适应二进制算术编码(CABAC)是H.264/AVC采用的高效熵编码方法之一,它由二进制化、上下文建模、算术编码三个步骤构成。详细阐述了CABAC的整个编码过程,并对它与VLC/CAVLC在编码性能上作了比较。

自适应二进制算术编码的动态可重构实现研究

针对H.266/VVC视频编码标准下的上下文自适应二进制算术编码器编码速度慢、资源开销大的问题,面向可重构结构依据算法的内在并行特性优化了编码架构,并基于动态可重构阵列处理器设计实现了CABAC编码器常规编码模式下的并行映射方法,阵列结构能够根据编码输入对优化后的算法进行动态重构,在避免专用硬件编码器较高的资源开销情况下利用软件重构的方法实现熵编码过程,保证编码准确性的同时提高了视频数据流编码效率,为此类运算密集型算法的硬件实现提供了更为灵活高效的参考途径。仿真结果表明,映射实现的编码过程中每个编码周期完成5个二进制序列的编码,平均编码效率达到384.13 Mbin/s。基于FPGA的测试结果表明,软件重构方法与专用硬件实现的编码器相比,资源开销降低且编码效率提升5.47%,与同类型可重构视频编码结构相比,编码效率提升7.03%。

JPEG2000中的二进制算术编码及其DSP实现

算术编码作为一种高效的数据编码方法在图像压缩中有广泛的应用。介绍了国际静态图像压缩新标准JPEG2 0 0 0中的自适应二进制算术编码技术。算术编码的工程实现需要高性能信号处理器的支持 ,研究了在TMS32 0VC5 40 2上实现二进制算术编码的快速算法及优化汇编程序设计 ,证明了其硬件算法的实用性和高效率。该技术可实现对图像压缩编码 。

视频编码中算术编码的二进制化研究

二进制化是自适应二进制算术编码中的重要步骤,在二进制级别进行概率估计与编码,能有效降低编解码计算复杂度。本文提出一种新型二进制化方法,根据相邻变换块的非零系数个数存在的高度相关性,对变换块的非零系数个数进行自适应二进制化;在设计二进制化算法的过程中,还针对概率分布近似对称的情况,提出一种简化的将语法元素映射为码字序号的规则。实验结果表明,与传统方法相比,新的算法能在压缩效率相当的前提下,有效降低计算复杂度。

一种快速有效的自适应算术编码

介绍了算术编码的原理和基于模型的自适应算术编码算法,并利用二进制索引树这样一个高效率的数据结构对传统的0阶自适应算术编码进行了改进。实验表明,无论对于高度集中的数据集还是对于分布较为均匀的数据集,在运行时间上新算法都有极大的改进。

CABAC算术编码器硬件优化实现

为了解决上下文自适应二进制算术编码器(CABAC,Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coder)硬件实现吞吐率难以提高的问题,提出了基于数据流动态特性的电路优化方法.通过建立算法的数据流模型,提取出限制硬件实现性能的数据流反馈环路.针对上下文环路,采用3条迭代周期不同的子环路更新具有不同依赖周期的上下文变量,提高了时钟频率和吞吐率;对于字节打包环路,通过提取一类可简化电路结构的数据元素,并为之构建快速旁路,增加了环路的处理速度.基于上述方法并辅以基本的电路优化手段,设计实现在现场可编程门阵列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)平台上频率可达309MHz,并且每个时钟周期处理一个编码符号.

算术熵编码CABAC

文中研究基于上下文的自适应二进制算术熵编码(CABAC),并对其计算复杂度进行了深入的分析。CABAC被新一代视频编码标准H.264所采用,使得H.264的压缩性能得到极大提升。

H.264/AVC自适应算术解码器结构设计

限制基于上下文的二进制算术解码(CABAD)速度的几个主要环节入手,提出了优化的上下文存储模式,改进的重归一化单元,并使用流水线提高解码速度.在Synopsys公司的CoCentric System Studio平台进行了二进制算术解码器体系结构设计,仿真结果表明,本结构能够满足主要档次(main profile)CIF 30fps的实时解码的要求.

改进的CABAC与SPIHT编码算法研究

为提高图像压缩效率,提出了分段自适应二进制算术编码CABAC与SPIHT算法相结合的混合编码算法,并从理论和仿真实验两个方面证明了该算法的有效性。根据SPIHT算法产生码流概率的特点及二进制熵编码的特性将SPIHT算法产生的二进制码流分为符号和数据两段,并按照SPIHT编码阈值对数据码流再次分段,采用优化的CABAC对各二进制码流段分别编码,在不增加计算量的情况下能够得到更好的图像压缩效果。

基于熵编码CABAC的信源信道联合解码器

H.264的熵编码都采用基于上下文自适应二进制算术编码(CABAC),能达到较高的压缩性能,但对信道误码非常敏感.文中提出了一种基于CABAC的算数码变长码联合解码算法,联合信源信道算数码解码之后的信息作为变长码的输入信息,再通过变长码格状图搜索获得最佳的符号序列.同时,在算数码解码部分可以利用变长码的码字结构信息来删除无效搜索路径,提高解码性能.仿真实验表明,该联合迭代解码算法明显优于传统的分离解码器.

基于CAC的数字视频安全编码研究

对于视频压缩领域,基于上下文的自适应编码(CAC)是一类新出现的高效熵编码方法。为了对数字视频进行实时安全编码,提出了一种基于CAC的数字视频安全编码方案,并首先建立了以CAC安全编码器为核心的安全编码链,然后给出了基于上下文的自适应二进制算术安全编码(CABASC)和基于上下文的自适应变长安全编码(CAVLSC)两种安全编码操作。实验结果表明,该方案具有较好的安全性、实时性和软件易实现性,可作为进一步研究CAC安全编码的基础。

一种低硬件消耗的CABAC编码器研究与实现

基于上下文的自适应算术编码(CABAC)是H.264标准中的一个重要创新。通过算术编码与自适应上下文模型的结合使其可以获得很高的压缩比,相对于CAVLC其可以获得9%～14%码率的降低。CABAC作为一种新型的熵编码方法,其将自适应技术、上下文模型化和二进制算术编码有效的结合在了一起,并采用查表的乘法与概率估计,使得CABAC在硬件实现方面比较方便。在此提出了一种适用于1080P(@30Hz)的低硬件消耗的CABAC编码器,采用SMIC0.18μm CMOS工艺实现,其理想速度可以达到200MHz。该编码器可以应用于高清视频编码领域。

探究新一代视频编码标准H.264

新的国际视频编码标准H.264,目的在于能够比先前的标准,更好地改善编码效率以及误差鲁棒性。为了克服帧内宏块编码带来的大量比特数,H.264对原始输入信号采用空间域的帧内预测方法;帧间编码利用基于块的运动矢量做帧间预测,以减少不同的图像间的时间冗余。熵编码采用基于内容的自适应变长编码(CAVLC)和基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)两种方法。为了减少块边界的块效应和防止累加的编码噪声的传播,H.264采用了去块效应滤波器。

高清CABAC解码器的优化设计和实现

针对基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)解码过程中数据依赖性强、并行度低的问题,提出一种优化的硬件结构来实现H.264/AVC高级档次高清视频序列的实时解码。该结构基于二级存储结构,采用语法元素合并和预测技术,对解码判决过程进行优化并对反二值化模块的电路进行复用。测试结果表明,该系统在较小的面积下能达到较高的性能,在FPGA上可以满足高清视频序列的实时CABAC解码需求。

一种高效的CABAC解码器硬件结构设计

相对于其他熵编码而言,基于上下文的自适应二进制算术熵编码(CABAC)具有更大的数据压缩率,但由于其运算复杂,访问存储设备频繁,导致编/解码率较低。针对影响CABAC解码速度的“瓶颈”问题,提出了一种高效的CABAC解码器硬件结构,包括新的存储访问方式、优化的解码核心单元结构以及子解码器级联的方式。实验结果表明,该硬件结构可显著提高CABAC的解码效率。

基于改进遗传算法的自动组卷问题研究

为了解决传统遗传算法在自动组卷中容易出现未成熟收敛和收敛速度慢等问题,提出了一种基于改进遗传算法的自动组卷方法。采用分段二进制编码策略,对每个子空间进行初始种群选择,保证了初始种群含有丰富的模式,从而增加搜索收敛于全局最优的可能性。并对交叉算子和变异算子进行了优化,实现了交叉和变异概率随解的变化而自适应调整。实验结果表明,改进的遗传算法能有效地解决自动组卷问题,提高了收敛速度和组卷的成功率。