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基于方向场和中止模式的H.264帧内模式选择方法

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计算机应用 2006年第2期26卷 421-423页

作者：黄慧娟李挥北京大学深圳研究生院广东深圳510855

利用图像边界具有的方向性特征,提出了一种快速的基于方向场和中止模式的H.264的帧内模式选择方法,并将它嵌入到H.264的参考代码JM9.3中。试验结果表明,这种方法在PSNR和比特率改变很少的情况下,可以减少平均46%的计算量。

关键词： H.264 帧内模式选择方向场中止模式

基于CABAC和去耦合码率估计技术的H.264/AVC帧内模式选择方法研究

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计算机工程与科学 2010年第2期32卷 107-110,149页

作者：陈胜刚陈书明孙书为国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

本文提出了一种简单有效的帧内模式选择方法,通过分析CABAC熵编码中色度分量与量度分量的交织信息,去除耦合,同时在率失真优化过程中部分引入部分码率估计方法,降低模式选择的计算复杂度,提高模式选择速度。大量的实验结果表明,本文提... 详细信息

本文提出了一种简单有效的帧内模式选择方法,通过分析CABAC熵编码中色度分量与量度分量的交织信息,去除耦合,同时在率失真优化过程中部分引入部分码率估计方法,降低模式选择的计算复杂度,提高模式选择速度。大量的实验结果表明,本文提出的方法对全I帧序列能够带来66.4%的时间节省,同时几乎不损失编码图像质量;对IBBP序列能够达到平均10%的时间节省,同时部分序列甚至比JM有更好的R-D曲线。

关键词：帧内模式选择 H.264/AVC 去耦合

基于RDO和SSIM的AVS帧内模式选择算法

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电视技术 2013年第17期37卷 12-14页

作者：杨俊斌武淑红太原理工大学计算机科学与技术学院山西太原030024

AVS帧内模式选择算法中,常采用率失真优化(RDO)方法作为最后模式选择的代价函数来对帧内的5种预测模式进行选择。虽然该方法可以选出相较绝对误差和(SAD)方法更优的预测模式,但是仍不能很好地满足人眼视觉系统的主观性。结构相似度(SSIM... 详细信息

AVS帧内模式选择算法中,常采用率失真优化(RDO)方法作为最后模式选择的代价函数来对帧内的5种预测模式进行选择。虽然该方法可以选出相较绝对误差和(SAD)方法更优的预测模式,但是仍不能很好地满足人眼视觉系统的主观性。结构相似度(SSIM)作为一种新的图像质量评价方法,不仅算法简单且包含符合人眼视觉感知的结构信息,故更优于传统的PSNR等评价方法。对原有帧内模式选择算法进行改进,将SSIM和RDO结合在一起共同作为帧内模式选择的代价函数。实验结果表明,该新的模式选择算法获得了更好的编码质量和更高的编码效率。

关键词： RDO SSIM AVS 帧内模式选择

结合梯度结构相似度的AVS帧内模式选择算法

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太原理工大学学报 2014年第3期45卷 376-379页

作者：常娟山西工程职业技术学院计算机工程系太原030009

结合帧内模式选择主客观评价方法,提出了一种新的帧内模式选择算法,提高了主观质量,同时兼顾了算法处理效率。传统AVS帧内模式选择率失真优化使用绝对误差和(SAD)作为失真度度量,方法简单,但不能很好符合人眼视觉系统(HVS);基于梯度幅... 详细信息

结合帧内模式选择主客观评价方法,提出了一种新的帧内模式选择算法,提高了主观质量,同时兼顾了算法处理效率。传统AVS帧内模式选择率失真优化使用绝对误差和(SAD)作为失真度度量,方法简单,但不能很好符合人眼视觉系统(HVS);基于梯度幅度值的结构相似度图像质量评价方法(GSIM)符合HVS的特性,且能评价严重模糊的降质图像,但计算复杂,不利于实时编码。本算法结合SAD和GSIM的优点,采用两者的结合作为失真度度量,并利用预测模式间的相关性进行帧内预测模式选择。取SAD的最优值和次优值,计算其差值,根据差值和阈值的比较判断是否需要GSIM计算,其中阈值的选择根据预测模式间相关性自适应确定。需要计算GSIM值时,根据GSIM的最优值和次优值的情况判断是否需要对帧内模式进行修正。实验结果表明,本算法较传统算法有较好的主观质量,编码时间增加很少。

关键词：第二代信源编码标准梯度结构相似度率失真优化帧内模式选择

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HEVC帧内预测的快速模式选择算法研究

HEVC帧内预测的快速模式选择算法研究

作者：王丹阳北京邮电大学

学位级别：硕士

HEVC(High Efficiency Video Coding)作为最新一代视频编码标准,具备更好的视频压缩性能、能够满足更多的应用场景。以其出色的编码效率和网络适应能力,应用领域十分广泛,为人们带来更加优越的视频体验。HEVC在仍然采用传统的混合编码... 详细信息

HEVC(High Efficiency Video Coding)作为最新一代视频编码标准,具备更好的视频压缩性能、能够满足更多的应用场景。以其出色的编码效率和网络适应能力,应用领域十分广泛,为人们带来更加优越的视频体验。HEVC在仍然采用传统的混合编码框架的同时引入了许多新的编码技术,使得HEVC标准的编码效率相对于上一代的H.264/AVC提高了约50%。然而,这些技术在带来更好的视频编码性能的同时也带了复杂度大大提升的问题,这导致不适用于某些对实时性要求较高的应用。模式选择是整个帧内预测过程中的重要模块,也是帧内预测算法复杂度的主要来源。本文针对HEVC帧内预测编码过程,研究其模式选择模块的快速算法,主要工作如下:1、介绍了 HEVC标准作为最新一代视频编码标准的发展过程和视频编码的基本原理。阐述了 HEVC编码的整体流程和其中涉及的关键技术,其中对与帧内模式选择相关的块划分结构、帧内预测编码作详细的说明。分析了 HEVC帧内模式选择算法,得出导致其复杂度高的递归块划分和率失真优化过程。2、针对帧内模式选择的递归快划分方式,提出了一种基于快速块划分的帧内模式选择快速算法。算法主要基于对图像复杂度的分析,对复杂度高的编码块从一定划分深度开始向下遍历,而对复杂度低的编码块将提前终止继续向下划分。3、针对帧内模式选择率失真优化过程的复杂性,提出了一种基于SATD的帧内模式选择快速算法。算法保留了粗略模式选择和率失真优化选择过程并基于SATD再增加一次粗选,从而减少参与率失真代价计算的模式数目来降低编码时间。官方标准测试平台HM16.0中实现了本文提出的两种快速算法,实验结果证明了算法可以在较好的保持编码性能的基础上,分别节省了 16.30%和13.14%的编码时间。

关键词： HEVC 帧内模式选择快速块划分图像复杂度率失真优化 SATD

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H.264/AVC快速模式选择算法研究

H.264/AVC快速模式选择算法研究

作者：聂菁合肥工业大学

学位级别：硕士

在H.264/AVC中,采用了许多新的编码技术,比如,多参考帧、可变块大小运动估计以及率失真优化技术等。这些编码技术提高了H.264/AVC视频编码的压缩效率但同时也大大增加了运算复杂度。如何在保证压缩效率的同时降低编码复杂度具有重要的... 详细信息

在H.264/AVC中,采用了许多新的编码技术,比如,多参考帧、可变块大小运动估计以及率失真优化技术等。这些编码技术提高了H.264/AVC视频编码的压缩效率但同时也大大增加了运算复杂度。如何在保证压缩效率的同时降低编码复杂度具有重要的研究价值。模式选择是H.264/AVC编码过程中相当耗时的环节,本文重点对帧内模式选择和帧间模式选择进行了研究。本文研究了通过缩小预测模式的选择范围来进行模式选择的两个代表性的算法,对不同分辨率、不同纹理复杂度的标准序列在两种算法下分别进行测试,从率失真RD曲线和解码图像的主观质量两个方面验证了算法的有效性。然后研究了H.264/AVC中采用的遍历的帧间模式选择算法,给出了一种P帧编码的快速帧间模式选择算法。该算法利用宏块模式与avgJmotion之间的关系,根据代价函数值Jmotion(16×16)的范围对候选搜索块模式进行分类,再利用最佳模式和次最佳模式的率失真代价值之间的关系以及时间相关性提前排除一部分宏块模式,从而缩小了候选预测模式的选择范围,降低了运算的复杂度。

关键词： H.264/AVC 帧间模式选择帧内模式选择视频编码

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VVC/H.266快速帧内编码方法

VVC/H.266快速帧内编码方法

作者：张志杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着新型互联网应用的崛起,全球视频流量持续高速增长,视频已经变成信息获取的一种很重要的方式,因此对于视频的压缩编码是整个视频行业高效发展的基础。新一代国际视频编码标准,通用视频编码(Versatile Video Coding,H.266/VVC)标准的... 详细信息

随着新型互联网应用的崛起,全球视频流量持续高速增长,视频已经变成信息获取的一种很重要的方式,因此对于视频的压缩编码是整个视频行业高效发展的基础。新一代国际视频编码标准,通用视频编码(Versatile Video Coding,H.266/VVC)标准的正式版本已经于2020年7月发布,主要用于弥补上一代高效视频编码(High Efficiency Video Coding,H.265/HEVC)标准中的一些不足,这也是视频压缩编码发展的趋势所在。VVC标准相比较HEVC标准拥有更加出色的编码性能以及能够适用更多的应用场景,其性能的提升是以牺牲编码复杂度为代价的,这使得VVC标准难以应用于视频的实时压缩编码。本文在详细研究VVC编码特点的基础之上,针对VVC中帧内的块划分和模式选择两部分编码复杂度过高的问题提出了两个优化方法,主要贡献如下:(1)针对VVC标准中块划分过程编码复杂度过高的问题,提出基于上下文的帧内CU快速划分算法。所提出的算法主要包含两部分,首先基于图像纹理分布将CU分为复杂纹理块和简单纹理块,对简单纹理的CU提前终止所有的划分判断;对于复杂纹理的CU,首先对于三种占比较高的正方形尺寸的CU,利用帧内模式的预测方向关联当前块上下文特征,对不同的划分结构进行提前判决。其次对于其它尺寸的CU,利用二叉树划分的先验信息结合帧内模式的预测方向对三叉树划分结构进行优化。所提出算法仿真结果表明,该算法极大简化了帧内CU的划分过程,平均可以节省52.27%的时间复杂度,同时编码码率仅增加了1.89%,在实际中有很大的应用前景。(2)针对VVC中帧内预测模式选择的编码复杂度过高的问题,通过对帧内编码不同阶段的特点以及最佳预测模式分布情况的分析,提出基于模式相关性的帧内模式选择优化方法。首先利用相邻的预测角度之间的空间相关性,简化得到新的初始角度模式集合来替代编码器原始的候选模式,同时为了进一步提高帧内粗选阶段预测的准确度,在初始角度模式选择的基础之上通过小范围搜索的方式增加相邻的角度模式。然后在细选阶段,利用粗选阶段得到的角度模式与最有可能模式(Most Probable Mode,MPM)以及最佳预测模式三者的相关性,同时结合自适应阈值,相应地减少帧内细选阶段模式的个数。所提出算法的仿真结果表明,在比特率仅损失了1.12%的条件下可以节省28.17%的编码时间,该算法在有效降低帧内编码复杂度的同时保证了编码后的视频质量。

关键词：通用视频编码(VVC) 帧内预测编码块划分帧内模式选择

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基于分层卷积变换器的快速帧内编码方法

基于分层卷积变换器的快速帧内编码方法

作者：诸承广杭州电子科技大学

学位级别：硕士

新一代视频编码标准HEVC通过显著增加编码复杂度来获得编码效率的提升,它提供了丰富多样的单元表示类型。而利用刚性的传统推理模型来预测高效的编码决策变得越来越具有挑战性,因此使用深度学习技术来降低HEVC的复杂性,在近年来引起了... 详细信息

新一代视频编码标准HEVC通过显著增加编码复杂度来获得编码效率的提升,它提供了丰富多样的单元表示类型。而利用刚性的传统推理模型来预测高效的编码决策变得越来越具有挑战性,因此使用深度学习技术来降低HEVC的复杂性,在近年来引起了越来越多的关注。在此背景下,为了降低HEVC帧内编码的复杂度,实现快速编码,本论文提出了两种快速编码算法:（1）提出了一种基于HCT的HEVC帧内快速CU划分算法。本文通过设计一种具有强大学习能力的深度神经网络-分层卷积变换器（hierarchical convolution transformer,HCT）来自动提取视频图像的纹理特征,从而预测出编码单元的划分结果,再利用该预测结果来提前终止CU划分,以此来跳过复杂的率失真优化过程,除此之外还利用阈值优化的方法实现编码性能与复杂度的权衡。实验结果表明,与HEVC官方参考软件HM16.9相比,本方法在保持一定编码性能的同时,编码时间最多能减少64.40%,有效地降低了HEVC帧内模式下的计算复杂度。（2）提出了一种基于CU和PU联合优化的HEVC帧内快速编码方法。该方法包含两个方面的内容:1)提出了一种基于轻量级HCT网络的PU快速模式选择方法。首先在HCT模型的基础上进行简化,设计了一种轻量级的HCT模型用于预测PU最佳模式在粗选后的候选列表位置,通过去除该位置后的模式来减少后续率失真优化（rate distortion optimization,RDO）计算的模式数量,并对最有可能模式（most probable mode,MPM）进行优化,减少加入候选列表中的MPM数量,以此来降低HEVC帧内模式下的计算复杂度。2)针对快速编码的要求,本文将CU划分和PU模式选择相结合,进一步降低了RDO的计算复杂度。与原始编码相比,该方法的编码时间减少了69.59%,而BDBR仅增加1.94%。

关键词：高效视频编码深度神经网络块划分帧内模式选择快速编码

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H.264中的一种快速帧内预测判决算法

电视技术 2007年第4期31卷 10-11,24页

作者：刘代如宋昊李晓辉崔逊田安徽大学电子科学与技术学院安徽合肥230039

利用SATD特征和图像空间相关性提出一种快速预测算法,避免了不必要的率失真计算,从而大大减少了复杂度。试验表明,该算法与JM86的原算法相比大大地节省了编码时间,而图像质量和输出码率基本不变。

关键词： H.264标准帧内预测帧内模式选择