基于SATD的H.265/HEVC拉格朗日因子选择算法

为了进一步提高帧内粗略模式判决的编码性能,提出了一种基于SATD的H.265/HEVC拉格朗日因子选择算法。首先,分析了哈达玛变换的特性,从率失真理论的角度入手,以SATD为失真测量尺度,建立了一种新的拉格朗日因子计算方法。其次,结合离散余弦变换原理,推导出所提方法中涉及的参数获取途径。实验结果表明,所提算法可以更准确地进行帧内预测模式判决,在同等码率的情况下可以有效地提高重构视频质量。

基于梯度的H.265/HEVC帧内预测硬件加速算法研究

HEVC即H.265,是目前最新的视频编码标准。相比于前一代视频编码标准,H.265/HEVC虽然能够明显改善视频压缩效率,但是却带来了更高的计算复杂度,尤其是在帧内预测过程中。为了解决这个问题,提出一种基于梯度的帧内预测硬件加速算法来跳过一些帧内预测模式和划分深度的预测过程,从而达到减少计算的目的。利用图像梯度信息来粗略估计编码单元的纹理方向和纹理复杂度,其中纹理方向用来估计编码单元的最优帧内预测方向,纹理复杂度用来判断是否跳过当前划分深度的预测编码过程。实验表明,相比于H.265/HEVC测试模型HM16.18,本文提出的算法能够减少60.59%的编码时间,仅造成0.38dB的BD-PSNR减少和8.52%的BD-Rate增加。

HEVC帧内编码单元快速划分算法

针对HEVC帧内编码中CU(Coding Units)模式判决过程计算复杂度高的问题,分析了CU四叉树划分结构的特征,提出了一种新的帧内编码单元快速判决算法。首先,提取前一帧相同位置CU的最优划分结构,以预测当前CU的起始划分深度和终止划分深度。然后,结合亮度直方图的密集度特征,设置自适应的双阈值对当前CU划分的深度范围进行精确调整,从而跳过或终止部分不适合此纹理特征的划分模式。测试结果显示,该算法在BD-Rate损失仅为0.374%的情况下,提高了51.654%的编码速度,具有良好的实际应用价值。

分级自适应的HEVC帧内预测模式快速选择算法

针对HEVC帧内预测编码计算复杂度高的问题,提出了一种基于分组自适应的帧内预测模式快速选择算法。该算法抽选12个候选模式进行预测方向初步判断,然后根据初步判断结果再精选预测模式;并根据粗选的HCost代价排除部分可能性较低的候选模式,以达到减少候选模式数量,降低计算复杂度的目的。在HEVC参考软件HM12.0上的测试表明,该算法在BD-PSNR平均损失0.041 d B的情况下,平均可降低36.521%的编码时间,显著提高了编码速度。实验结果显示,该算法的适应性强,对不同尺寸、不同纹理和运动特点的测试序列均有明显效果,具有良好的实际应用价值。

一种HEVC帧内预测模式快速选择算法

针对H.265/HEVC帧内预测模式选择算法编码耗时较长,提出一种帧内预测模式快速选择算法,通过减少参与帧内预测的模式数量,缩短编码时间。实验结果表明,在全帧内、低复杂度编码模式下,提出的算法与H.265/HEVC官方测试模型HM16.0相比,编码时间平均减少22.35%,码率(BR)增加1.623%,峰值信噪比(PSNR)降低0.081dB。

H.264编码器中Intra-Buffer的硬件设计

提出了高性能的Intra-Buffer的硬件设计方案,引入了仲裁机制,提高了编码器运行的速度,并且在FPGA上实现了硬件设计方案。

视频编码与HEVC中帧内编码的简要介绍

视频编码又称视频压缩。随着多媒体时代与网络时代的到来,用户对数字媒体的要求越发提高。由于未经压缩的视频数据过于庞大,视频压缩技术应运而生并随着软硬件设备的迭代而逐渐进化。本文以H.264/AVC编码器原理为基础简单介绍了视频编码的基本原理,并与新一代视频编码标准H.255/HEVC的帧内编码模块进行了比较。

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。

H.264帧内预测模式判定快速算法研究

帧内预测是H.264编码中用来提升帧内编码压缩效率的编码工具,它通过计算和比较多种帧内预测模式下的宏块率失真代价,并选择最优的帧内预测模式来充分消除图像信号的空间冗余,提升视频信号帧内编码的压缩效率,但多种帧内预测模式下的宏块率失真代价计算使帧内编码运算量成倍增长,阻碍了其实际应用。为此,提出一种帧内预测模式判定快速算法,以提升H.264帧内编码的计算效率。该算法包括3个部分:1)加快4 4帧内预测模式判定的两级预测模式判定快速算法;2)加快宏块帧内预测模式判定的亮度分量帧内预测分区类型提前判定算法;3)融合上述2种算法的宏块帧内预测模式快速判定流程。测试结果显示,与H.264标准参考编解码器JM10.1相比,所提算法编码时间节省52%左右,峰值信噪比仅下降0.03 dB,码率增长约为2.5%。由此证明,所提算法能在保持视频压缩效率基本不变的前提下,有效提升视频编码的运算效率。

H.264视频编码在数码监控系统中的应用研究

目前数码视频监控系统大多采用MPEG1、MPEG2的编码标准,导致视频存储成本高,网络负载重.H.264比以前的视频编码标准可以节省50%以上的码率,因此在视频监控中具有很大的应用前景,但其编解码器也很复杂.为了达到实时压缩的目标,文章从三个方面来提高其运算速度:①优化帧间模式的选择;②调整内插算法的运行结构;③采用MMX、SSE汇编优化.

一种基于FPGA的并行H.264/AVC编码器架构

为了提高视频在高性能压缩效率和实时编码方面的性能,提出一种新型的并行处理架构。采用现场可编程门阵列(FPGA)实现整个H.264编码系统设计,包括帧内和帧间预测、变换编码等全部编码过程。针对FPGA的低频工作特点采用高度流水线设计、双缓存机制以及多时域工作等优化处理模式,设计一种快速的宏块匹配预测架构,将图像分辨率设置成可调参数,在Xilinx公司的Virtex-6芯片上应用该硬件系统。测试结果证明,该IP系统在保持较好压缩性能的基础上720P的帧率可达每秒34帧。

基于FPGA的视频编码系统设计与实现

阐述采用FPGA开发板DE2-115,实现除帧间预测外的所有功能,具有基本的H.265编码功能,在Modelsim仿真中实现包括帧间预测在内的完整视频编码器。仿真与实物测试表明,FPGA开发板中的H.265编码系统能够实现基本的编码功能。