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高效率视频编码快速模式判决算法

西安交通大学学报 2013年第8期47卷 104-109,140页

作者：李维张和仙杨付正西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071

为了降低高效率视频编码(HEVC)的编码复杂度,提出一种新的快速模式判决算法。考虑到视频帧的纹理特性和编码中所采用的量化参数影响最优编码单元(CU)模式的选择,首先提取前一帧的平均分割层数和其最大编码单元(LCU)的最小分割层数来预... 详细信息

为了降低高效率视频编码(HEVC)的编码复杂度,提出一种新的快速模式判决算法。考虑到视频帧的纹理特性和编码中所采用的量化参数影响最优编码单元(CU)模式的选择,首先提取前一帧的平均分割层数和其最大编码单元(LCU)的最小分割层数来预测当前帧对应位置处LCU的最小分割层数,以跳过部分大块CU的模式判决;然后计算当前CU的运动矢量差值和预测残差系数来决定CU的最大分割层数,以避免小块CU的模式判决。实验结果表明,与原始的HEVC编码方法相比,高效率视频编码快速模式判决算法可平均降低51%的编码复杂度,而编码比特率平均只上升了0.69%。

关键词：高效率视频编码快速模式判决编码单元量化参数

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高效率视频编码中基于块整合的错误隐藏算法

计算机应用 2015年第6期35卷 1744-1748页

作者：高文华张义云王海东太原科技大学电子信息工程学院太原030024

针对新一代视频编码标准高效率视频编码(HEVC)编码单元(CU)尺寸较大所导致的丢包后错误隐藏恢复效果不佳的问题,提出了对CU下的分割块进行块融合的错误隐藏方法。首先,分析了残差能量与块分割的相关性;然后,通过参考帧残差能量与所设阈... 详细信息

针对新一代视频编码标准高效率视频编码(HEVC)编码单元(CU)尺寸较大所导致的丢包后错误隐藏恢复效果不佳的问题,提出了对CU下的分割块进行块融合的错误隐藏方法。首先,分析了残差能量与块分割的相关性;然后,通过参考帧残差能量与所设阈值进行比较判决,对当前丢失CU分割块进行融合,得到丢失CU的块分割方式;其次,对矢量外推法进行权值优化,保证了算法在HEVC错误隐藏的适用性;最后,对融合块采用优化后的矢量外推法进行错误隐藏。实验结果表明,与经典错误隐藏方法如拷贝法、运动补偿法等相比,基于块融合的错误隐藏在保证解码视频结构相似性(SSIM)的同时提高了不同运动性的解码视频峰值信噪比(PSNR),验证了算法的可行性。

关键词：高效率视频编码编码单元残差能量块融合矢量外推

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高效率视频编码码率控制算法研究

高效率视频编码码率控制算法研究

作者：许鹤重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着移动互联网和多媒体技术的迅猛发展以及生活水平的不断提高,人们对视频内容和质量提出了越来越高的要求。由于内容丰富及高清、超高清视频包含很大的信息量,使得数字化后的视频数据量巨大,因此数字视频在传输或存储前必须进行压缩编... 详细信息

随着移动互联网和多媒体技术的迅猛发展以及生活水平的不断提高,人们对视频内容和质量提出了越来越高的要求。由于内容丰富及高清、超高清视频包含很大的信息量,使得数字化后的视频数据量巨大,因此数字视频在传输或存储前必须进行压缩编码,以降低对传输带宽或存储空间的需求。在视频通信中,由于通信网传输带宽有限,视频编码器大多采用了码率控制技术以产生匹配传输带宽的码流,并保证视频质量。新一代视频编码标准HEVC采用基于R-λ模型的码率控制算法,提高了码率控制精度和视频质量,但其帧层比特分配未考虑视频内容特性与缓冲区状态,导致帧层比特分配不太合理,而其最大编码单元层比特分配也未能充分利用图像空域复杂度与时域复杂度的相关性,以及模型参数更新过程存在不足,导致最大编码单元层比特分配不准确。本文针对基于R-λ模型的码率控制算法在帧层比特分配与最大编码单元层比特分配上存在的不足,对应提出了两种码率控制优化算法。针对帧层比特分配不合理的问题,本文提出了一种帧层码率控制优化算法。首先,对图像信息熵、最小变换域绝对误差之和以及基于R-λ模型码率控制算法中帧层固定权重进行加权,得到一种度量帧层图像复杂度的综合因子,并将其作为新帧层比特分配权重;其次,根据目标缓冲级与缓冲区剩余比特计算出缓冲区反馈比特;最后,根据计算获得的新帧层比特分配权重和缓冲区反馈比特对帧层进行比特分配。本文算法在HM16.0上进行了实现和性能测试,结果表明:与HEVC原始的码率控制算法相比,优化算法的码率控制误差平均下降了2.008%,峰值信噪比平均提高了0.21dB。针对最大编码单元层比特分配不合理的问题,本文提出了一种最大编码单元层码率控制优化算法。首先,利用图像的梯度和平均绝对差构建一种新复杂度,以此来度量最大编码单元层图像复杂度;其次,利用获得的新复杂度与图像梯度定义一种调整因子,以此来对量化参数进行调整;最后,利用牛顿法与视频失真对模型参数进行有效地更新。实验结果表明,与HEVC原始的码率控制算法相比,优化算法的码率控制误差平均下降了0.062%,峰值信噪比平均提高了0.07dB。

关键词：高效率视频编码码率控制 R-λ模型图像复杂度参数更新

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高效率视频编码快速帧内预测算法

计算机应用 2015年第8期35卷 2327-2331页

作者：张峻董兰芳余家奎中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测过程中,编码单元四叉树划分算法计算复杂度极高的问题,提出一种基于多重纹理特征的HEVC帧内编码单元快速划分算法,该算法能够缩小划分的深度区间。首先,使用自定义的纹理提取方法提取出编码单元中的多... 详细信息

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测过程中,编码单元四叉树划分算法计算复杂度极高的问题,提出一种基于多重纹理特征的HEVC帧内编码单元快速划分算法,该算法能够缩小划分的深度区间。首先,使用自定义的纹理提取方法提取出编码单元中的多重纹理特征;其次,使用支持向量机(SVM)对多重纹理特征参数进行训练,得出决策函数;最后,根据决策函数,跳过前面不必要的划分和提前终止划分。实验结果表明,同原始HM 12.0相比,快速划分算法编码时间平均减少43.23%,码率平均增加0.84%,明显提高了帧内编码效率。此外,所提算法容易与其他算法进行融合,进一步降低HEVC的帧内计算复杂度。

关键词：高效率视频编码帧内预测编码单元四叉树划分支持向量机

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高效率视频编码帧内快速算法

计算机应用 2014年第8期34卷 2375-2379页

作者：许东旭林其伟华侨大学信息科学与工程学院福建厦门361021

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测过程中较高的计算复杂度,首先在编码单元(CU)决策的层面上,提出了一种基于绝对误差和(SATD)的CU分割提前终止方案:对于每个深度级的CU,判断该CU最小的SATD值是否小于给定的阈值;若是,则终止该CU的分割... 详细信息

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测过程中较高的计算复杂度,首先在编码单元(CU)决策的层面上,提出了一种基于绝对误差和(SATD)的CU分割提前终止方案:对于每个深度级的CU,判断该CU最小的SATD值是否小于给定的阈值;若是,则终止该CU的分割过程。同时,基于统计的分析,依照各候选模式成为最优预测模式的概率,进一步排除低概率的候选模式。实验结果表明,同原始HM10.1相比,所提算法可以节省编码时间30.5%,并且保持视频质量几乎不变(平均Y方向峰值信噪比仅降低0.02 dB)。此外,所提算法软硬件实现简单,而且容易与其他算法进一步融合,进一步降低HEVC的帧内编码复杂度。

关键词：高效率视频编码帧内预测编码单元快速模式选择深度

基于硬件实现的高效率视频编码整像素运动估计算法优化

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福州大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 595-601页

作者：聂宇鑫施隆照黄霖福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

为减少运动估计模块周期数,提高硬件工作效率,从硬件实现的角度对小菱形搜索算法进行优化,调整PU和CU的迭代与处理顺序,解决处理过程中流水线停滞的问题.对小块PU采取并行计算,进一步提高处理速度.用Matlab实现搜索算法,使用Verilog语... 详细信息

为减少运动估计模块周期数,提高硬件工作效率,从硬件实现的角度对小菱形搜索算法进行优化,调整PU和CU的迭代与处理顺序,解决处理过程中流水线停滞的问题.对小块PU采取并行计算,进一步提高处理速度.用Matlab实现搜索算法,使用Verilog语言描述硬件电路,两个版本在数据上使用相同的激励文件,对比各模块中间值进行功能验证.通过对多组序列的测试,硬件电路对一个64 px×64 px的CTU进行先进的运动矢量预测技术和整像素处理,估计需要平均消耗5800个时钟周期,在QuartusII平台上选中Arria 10AX115N3F40E2SG型号的开发板,主频能够达到186 MHz,整像素运动估计模块综合性能能够达到1080p@61 f·s^(-1).

关键词：高效率视频编码整像素运动估计视频编码标准硬件实现小菱形搜索算法

基于高效率视频帧内编码的快速编码单元和预测模式决策算法

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北京理工大学学报 2017年第6期37卷 620-624页

作者：马越刘兆矣仲顺安任仕伟北京理工大学信息与电子学院北京100081

针对高效率视频编码采用四叉树分割和35种模式预测等技术来提高视频编码质量,但引起算法复杂度剧增这一问题,本文利用当前编码单元及其相邻单元空间相关性对当前编码单元分割模式进行预测,从而快速决策编码单元的分割模式.此外,通过跳... 详细信息

针对高效率视频编码采用四叉树分割和35种模式预测等技术来提高视频编码质量,但引起算法复杂度剧增这一问题,本文利用当前编码单元及其相邻单元空间相关性对当前编码单元分割模式进行预测,从而快速决策编码单元的分割模式.此外,通过跳过若干低概率预测模式的率失真最优化处理过程,实现了一种快速的预测模式决策算法.测试结果显示,提出的算法可以平均减少53%的编码时间,并保持BDBR仅为1.17%的良好编码质量.

关键词：高效率视频编码帧内编码编码单元预测模式率失真最优化

高效率视频编码中基于R-λ模型的帧层码率控制优化算法

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现代信息科技 2018年第12期2卷 59-61页

作者：郑秋菊许鹤重庆邮电大学移通学院通信与物联网工程学院重庆401520 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆401520

针对高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)在编码过程中的帧层比特分配未考虑视频内容特性与缓冲区的状态而导致帧层比特分配不合理及编码性能低等问题,本文提出一种基于R-λ模型的帧层码率控制优化算法。首先,通过计算... 详细信息

针对高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)在编码过程中的帧层比特分配未考虑视频内容特性与缓冲区的状态而导致帧层比特分配不合理及编码性能低等问题,本文提出一种基于R-λ模型的帧层码率控制优化算法。首先,通过计算得到一种度量帧层图像复杂度的综合因子,并作为新帧层比特分配权重;其次,根据目标缓冲级与缓冲区剩余比特计算出缓冲区反馈比特;最后,根据计算获得的新帧层比特分配权重和缓冲区反馈比特对帧层进行比特分配。本文算法在HM16.0上进行了实现和性能测试,结果表明,与HEVC原始的码率控制算法相比,优化算法的码率控制误差平均下降了2.008%,峰值信噪比平均提高了0.21dB。

关键词：高效率视频编码码率控制 R-λ模型综合因子缓冲区反馈比特

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面向高效率视频编码标准的快速码率控制算法

计算机应用 2013年第5期33卷 1251-1254页

作者：吴敏公衍超杨楷芳西北工业大学电子信息学院西安710129

在详细分析高效率视频编码标准HEVC现有码率控制算法JCTVC-H0213的基础上,提出了一种快速有效的改进算法。该算法根据前一帧的目标比特和实际比特的比值来确定当前帧量化参数。在恒定比特率情况下将该算法与JCTVC-H0213进行比较,实验结... 详细信息

在详细分析高效率视频编码标准HEVC现有码率控制算法JCTVC-H0213的基础上,提出了一种快速有效的改进算法。该算法根据前一帧的目标比特和实际比特的比值来确定当前帧量化参数。在恒定比特率情况下将该算法与JCTVC-H0213进行比较,实验结果表明该算法对于大部分内容特性序列峰值信噪比变化值提高2.4 dB以上,达到了很好的码率控制效果;并且该算法非常简单,适用于实时的码率控制应用。

关键词：高效率视频编码码率控制目标比特实时应用 HM6 3