H.264/AVC率失真优化(RDO)策略研究

本文对H.264/AVC中所运用的率失真优化策略进行了深入研究。首先介绍了率失真理论及率失真优化模型,然后参照JM 8.4代码详细分析了H.264/AVC各模块的代价函数,并重点研究了其编码过程中率失真代价函数的运用策略。最后通过对JM 8.4代码的测试,得出率失真优化的性能,并对其优缺点进行了分析,提出进一步改进和优化的方向。

H.264/AVC率失真优化技术综述

基于视频标准H.264/AVC,对率失真优化技术进行了较为详细的介绍,分析了其运动估计和宏块编码模式的率失真优化,并对当前的率失真优化算法进行了总结,给出了测试模型JM7.6的率失真优化算法及改进算法。

H.264/AVC中基于编码复杂度的率失真优化算法

提出了一种基于复杂度的率失真联合优化算法,该算法在H.264/AVC视频编码标准中率失真优化算法的基础上考虑了视频编码算法复杂度因素,以求达到对视频编码复杂度和率失真性能联合优化的效果,并通过引入复杂度控制因子对编码复杂度进行控制调节。实验结果表明,该算法可以在保证率失真性能降低很小的情况下降低视频编码的复杂度,在率失真和复杂度之间取得了很好的均衡效果。

H.264视频编码率失真优化和码率控制技术研究进展

在H.264率失真优化和码率控制(RC)技术研究的基础上,根据控制目的将率失真优化和RC的发展分为3个阶段:即率失真建模,考虑质量波动对主观质量的影响,以主观失真为指导的RC.分析了各阶段有代表性的RC技术及其特点,指明了RC需要进一步研究的关键和难点问题.对面向传输的错误弹性编码、可分级编码、多描述编码、以及立体与多视编码中的RC技术进行总结,分析进一步发展趋势.对下一代高性能视频编码(HEVC)中的RC应该如何发展进行了探讨.

一种H.264视频流自适应率失真优化编码算法

为了提高编码视频流在丢包网络环境中的抗误码性能,目前比较常用的是采用帧内刷新算法。在率失真框架之内的帧内优化编码刷新算法,则被认为是更为直接和有效的解决办法。在视频编码标准H.264/JVT中采用的就是这种算法。然而由于没有考虑到信道丢包率对编码器端进行仿真解码次数的影响,从而导致在进行率失真优化编码时的计算量较大,编码耗时较长,严重影响了编码器的编码效率。基于以上分析,提出了一种改进的自适应率失真优化编码算法。将H.264标准率失真优化编码算法中计算解码器端视频帧期望失真度的代数平均值算法,改进为加权平均值算法。仿真实验表明,提出的算法可根据信道丢包率和模拟信道状态个数信息来自适应地决定编码器端进行仿真解码计算的次数,从而有效降低H.264标准率失真优化编码算法中的计算冗余和计算复杂度,节省编码耗时。在模拟信道状态个数默认为30个时,本算法最多可节省近55%的编码耗时。

率失真优化在H.264预测编码模式选择中的应用

文章论述信息率失真理论,在平均失真度D约束下,通过构造拉格郎日代价函数求解率失真R-D代价值.在H.264帧内、间预测编码模式选择中,采用率失真优化方法,选择率失真R-D代价值最小的模式为最优预测编码模式.通过H.264/AVC参考软件JM12.4,从峰值信噪比PSNR、码率bitrate和编码时间time 3方面分析预测模式选择中使用和未使用率失真优化方法对视频序列编码性能的影响.

H.264标准率失真优化编码算法的改进

要提高编码视频流在丢包信道中对误码的鲁棒性,基于率失真理论的帧内刷新优化编码算法是一种较为有效的解决办法。在分析了H.264标准采用的率失真优化编码算法的技术特点和不足的基础上,提出了一种改进算法。仿真实验表明,提出的算法可以有效降低H.264标准算法中存在的计算冗余,提高编码效率。

基于Cauchy分布的H.264/AVC码率控制优化算法

由于通信信道带宽有限,有必要对视频编码的输出码率进行控制。通过引入能量均方误差(EMSE),进行视频序列统计分析,建立了一种简单的线性图像失真模型,并基于编码器中量化系数的概率分布特性,提出了改进的Cauchy分布码率模型,然后利用Lagrangian方法实现了率失真优化的位分配。实验结果表明,与H.264参考软件所采用的JVT-G012算法相比,该算法提高了码率控制精度和峰值信噪比,从而改善了解码图像的质量。

一种面向H.264/AVC的码率控制算法

码率控制是视频编码中非常重要的技术之一 ,任何标准离开码率控制其应用都会受到限制 .H .2 6 4 /AVC是目前最新的视频编码标准 ,本文根据H .2 6 4 /AVC编码标准的特性及其HRD部分对码率控制的要求 ,提出了一种新的适合H .2 6 4 /AVC的码率控制算法 ,该算法实现了率失真优化与码率控制的结合 ,使得在达到码率控制的同时也能保证较高的编码效率 ,同时在码率控制的过程中根据HRD缓冲区状态进行位分配调整 ,保证了编解码缓冲区既不上溢又不下溢 .该算法作为技术提案已被H .2 6 4 /AVC接受 ,并集成到H .2 6 4

率失真理论及在H.264/AVC中的应用

率失真理论主要是研究在限定失真条件下能够恢复信源符号所需的最小信息率.本文首先分析视频图像编码中的率失真思想,接着具体分析目前最先进的视频编码标准H.264/AVC中是如何利用率失真理论来指导编码以获得较高的编码性能的,并具体分析率失真优化理论在运动估计和宏块编码模式选择中的具体应用,最后给出了H.264/AVC验证模型JM12.2中的宏块编码的率失真优化算法的实现流程.

基于结构相似的H.264主观率失真性能改进机制

H.264以客观失真作为失真准则进行码率控制(RC)和率失真优化(RDO)模式选择,无法得到最优的主观质量。该文在作者之前研究成果的基础上将基于结构相似(SSIM)的主观失真用于指导H.264基于RDO的帧间模式选择,进一步提出了宏块(MB)层自适应的分析型拉格朗日(Lagrange)乘子来更好地平衡码率和SSIM失真。实验结果表明:在给定目标码率下,该文算法相比基于客观质量的编码算法及基于SSIM的RC算法(但未进行基于SSIM的RDO帧间预测)更有效地编码了图像结构信息,得到了更好的主观率失真性能和主观图像质量。

基于H.264的帧级码率控制和率失真技术研究

提出了在H.264帧级码率控制模型中引入平均绝对残差(MAD)和系数调整方案,分析了H.264标准推荐的率失真算法的不足并给出了仿真信道失真度改进算法。实验结果表明,前者较好地解决了比特分配和跳帧问题,提高了性能增益,后者则有效降低了计算冗余。

H.264/AVC码率控制技术

码率控制技术是视频标准的关键技术之一,决定视频编码器的输出码率的稳定性和图像质量的好坏。首先对码率控制技术进行介绍,然后基于视频标准H.264/AVC,对其GOP层、帧层、基本单元的比特分配及量化参数QP的设置等方面进行较为详细的分析,并在此基础上分析测试模型JM7.6的码率控制算法及其不足。

H.264中率失真代价估计模型研究

提出了一种新的率失真代价估计模型。首先为提供更加精确的帧内/帧间宏块的编码比特数的估算,提出了一种新的码率估计模型,该码值为一序列编码参数的线性组合,这些参数跟熵编码和变换系数相关,从而得出新的性能更加优越的率失真代价估计模型。最后在率失真代价估计模型的效果分析、性能分析等多个方面进行详细的分析测试。实验结果表明,该模型在保证PSNR和码长变化不大的情况下大大地加快了编码速度。

基于H.264率失真模型联合码率控制算法研究

提出一种基于H.264视频压缩标准的低复杂度、高精度的码率控制算法,该算法研究建立在ρ域率失真线性模型的基础上,比较分析图像压缩前后的信息。通过统计不同量化步长q的DCT零系数百分比ρ,建立基于视频内容的ρ-q一一映射分布规律,直接把非线性R-QP控制转换为间接的R-ρ-QP控制,避免了R-QP之间的非线性影响,从而实现了基于视频内容的高精度码率控制的目的。

H.264/AVC帧间预测快速模式选择优化算法

为了提高编码效率,H.264/AVC采用了许多新技术,多种分割模式是其重要技术,但全模式遍历法大大增加了编码复杂度。为了减小H.264/AVC的编码算法复杂度,提出了一种快速的帧间模式选择算法。该算法采取的主要方法包括:SKIP模式早期终止;利用空时相关性,在候选模式范围内采取自适应阈值早期终止技术;判断是否跳过帧内模式。实验结果表明,与JM10.2相比,编码时间减少最大超过30%;与JVT算法相比,编码时间减少最大超过10%,而码率和峰值信噪比基本不变。

基于编码模式的H.264/AVC视频信息隐藏算法

本文提出一种基于编码模式的H.264/AVC信息隐藏方法,通过调制某些宏块的编码模式,分别在I帧、P帧和B帧中嵌入隐秘信息。对帧内4×4预测模式的宏块,是通过调整宏块中某个4×4块的编码模式嵌入隐秘信息;对P帧和B帧其它类型的宏块,则是通过调整宏块的编码模式嵌入隐秘信息,模式调整后对宏块做了优化处理。在模式调制过程中引入率失真代价,取得了较好的率失真平衡,减小了隐秘信息嵌入后对视频质量和视频码流的影响。该算法可以实现隐秘信息的快速提取,满足视频实时处理的要求,实验仿真结果证明了该算法的有效性。

H.264/AVC快速帧间模式选择研究

在帧间预测编码过程中,常采用多种模式和多参考帧进行精确的运动估计,使用穷举搜索模式选择算法获取最佳模式,提高H.264/AVC的率失真性能,但穷举搜索的计算量非常大。该文研究了快速模式选择算法,改进了H.264时间效率、提高了实时性,提出了模式选择优化算法的基本思路,讨论了几种有代表性的快速帧间模式选择算法,分析了各种快速算法的优化依据和性能,探讨了快速帧间模式选择算法的研究方向。

H．264／AVC快速帧内预测算法的研究

H.264/AVC采用先进的帧内预测技术,进一步提高了编码效率,但计算复杂度也随之增高。提出了一种快速的帧内预测算法。该算法充分利用宏块的MAD信息及时间/空间相关性,对宏块进行预判,在帧内4×4(I4)和帧内16×16(I16)预测模式之间进行选择;然后,针对I4预测,计算当前块与参考块之间的相似程度D(bx,br),据此判断是否跳过当前块的模式选择过程,从而减少了编码时间。实验表明,与JM10.2相比,针对全I帧测试:编码时间平均减少约59.03%;针对IPPP测试:编码时间平均减少22.76%;SNRY和码率基本不变。并且,该算法有利于在硬件平台(FPGA)上实现,可用于实际的视频通信产品。

基于感兴趣区域的率失真优化帧内刷新算法研究

由于视频图像中不同区域的重要性存在着很大差异,人眼对其主观质量的要求也不一样,因此对感兴趣区域的前景图像和非感兴趣区域的背景图像的主观质量要求也可以不一样,尽管目前对感兴趣区域的研究已有不少,但是将全局率失真优化、码率控制、帧内宏块刷新和感兴趣区域结合的相关研究并不多见。基于此提出了基于人眼感兴趣区域的率失真优化帧内宏块刷新算法,该算法采用端到端的全局率失真理论,对感兴趣区域和非感兴趣区域进行分析处理,使感兴趣区域的宏块能得到更及时的帧内刷新,由于受到码率的限制,必须对感兴趣区域和非感兴趣区域重新进行码率分配。最后,在JVT的JM12.2平台上实现该算法。大量实验结果表明,与传统的基于率失真优化的帧内刷新算法相比,基于感兴趣区域的率失真优化帧内刷新算法在感兴趣区域能够取得更好的主观质量。