率失真优化

摘要： 针对非完全嵌入编码的图像压缩算法难以实现精确的码率控制问题,提出了一种结合码率预测和压缩后率失真优化的高精度自适应码率控制的图像压缩(HTJ2K-RPRD)算法。首先,根据二维离散小波变换高频子带数据的高斯分布特性,计算量化前高频子带数据的信息熵得到最小平均比特数,用最小平均比特数来估计量化编码后高频子带数据的码率预测值;接着,采用与JPEG2000标准压缩质量相当但复杂度比其低的HTJ2K标准进行图像压缩,根据HTJ2K标准中清理通道的编码特点,粗略计算二维离散小波变换低频子带数据在码流中嵌入的平均比特数,用嵌入的平均比特数来估计编码后低频子带数据的码率预测值;然后,统计所有编码后子带数据的码率预测值来估计基础截断位平面;最后,从基础截断位平面编码产生多个编码通道,对产生的编码通道进行率失真优化以实现自适应码率控制的图像压缩。实验结果表明:HTJ2K-RPRD算法在自适应码率控制的情况下可实现带宽受限压缩系统的定码率压缩,且复杂度更低;在不同位深和像素大小的图像上的压缩码率控制精度可达99.997%。

摘要： 率失真(R-D)优化是视频编码器中一项关键技术,然而当前广泛采用的独立率失真优化远未达到全局最优性能。为了进一步提升高效视频编码(HEVC)的压缩性能,提出了一种结合率失真依赖性和率失真特性的二次编码优化算法。首先,采用原始HEVC的方法对当前帧进行第一次编码,从而得到当前帧消耗的比特数和每个编码树(CTU)单元的率失真模型参数;然后,结合时域依赖率失真优化,根据当前帧比特预算和率失真模型参数计算每个CTU的最佳拉格朗日乘子及量化参数;最后,对当前帧中每个CTU采用不同的优化目标重新编码。实验结果表明,在低延迟B帧和P帧编码配置下,与HEVC基准相比,所提视频编码优化算法在同样编码质量下节省了3.5%和3.8%的码率,获得了显著的率失真性能提升。

摘要： 视频编码中,率失真优化是提升编码性能的重要环节。在新一代视频编码标准——多功能视频编码(Versatile Video Coding,VVC)中,率失真优化关键参数λ的确定仍是基于与量化参数(Quantization Parameter,QP)之间相对固定的映射关系模式,而人眼对于视频内容特征的感知并未得到充分考虑,因此提出了用于多功能视频编码标准VVC的感知率失真优化算法。首先提取视频帧中编码树单元(Coding Tree Unit,CTU)的纹理和运动特征,其次结合人眼对于纹理复杂度和运动程度的不同感知,对用于CTU编码的拉格朗日乘子λ进行自适应调节。在VVC标准测试软件VTM12.0平台的低延时P帧配置下,采用多尺度结构相似性和峰值信噪比作为视频质量评价指标,在保持视频质量不变的情况下,码率平均节省0.15%和0.09%,VVC编码器率失真性能得以提升。

摘要： 针对高效视频编码(HEVC)率失真优化过程中复杂的码率与失真计算,提出一种高准确性的快速率失真估计模型.该算法评估熵编码中不同语法元素的贡献百分比,并逐个开发语法元素的码率模型以构建整个TU级模型.首先,对系数进行自适应加权,以区分不同系数对码率的不均匀贡献.然后,定义位置参数以描述一个块内非零系数可能的分布模式.通过统计方式对大量样本的模型参数进行微调,得出最终线性码率模型.最后,建立了变换域失真模型来省略不必要的重构过程.实验结果表明,所提算法在RA配置下,可以实现49.76％的复杂度降低,而BD-BR仅增加1.74％.

摘要： 基于视频阵列处理器高效视频编码HEVC实现中,HEVC灵活的编码块增加了率失真优化算法硬件实现的难度,难以实现阵列规模和不同块的灵活切换.针对这一问题,提出一种动态可重构的率失真优化实现方法.基于上下文切换的动态重构机制,完成不同规模、不同块大小算法之间的灵活切换,并以率失真优化算法作为帧内模式选择的判别依据,实现帧内预测的模式重构.实验结果表明,与专用硬件实现的率失真优化算法相比,在算法灵活切换的同时,硬件面积减少了8.2％,算法执行的时钟周期数减少了16.5％.

摘要： 针对高效视频编码(HEVC)实时编码高清视频和超高清视频而带来视频编码速度慢、计算复杂度高的问题,提出了基于异构多核CPU+GPU处理平台上的并行实时编码算法以及在GPU中基于率失真优化快速搜索算法,以提高视频编码的速度和降低计算复杂度。经实验验证,所提算法简单且有效,在不牺牲率失真性能的前提下,使编码速度得到明显提升,并进一步接近了实时编码的要求。

摘要： 随着视频编码和视频传输技术的广泛应用,视频需求量剧增,实时视频通信成为视频行业的一项重要研究内容,核心目标是提供更好的用户体验和更低的延迟.低延迟视频编码是实时视频通信应用的关键部分,通过降低编码延迟可以有效地降低系统的整体延迟.首先,分析了视频传输系统的延迟来源,从通用的视频编码框架出发着重介绍了编码延迟的产生机制;其次,概述了国内外主流的视频编码标准,介绍了率失真优化技术的原理和模型,为低延迟视频编码器的设计提供了理论基础;最后,从参考结构、流水线设计、编码模式搜索、码率控制和硬件加速多个维度描述了优化编码延迟的技术手段,并总结了业界具有代表性的低延迟视频编码方案,简要说明了现有低延迟视频编码技术的局限性,并对未来的发展方向做了展望.

摘要： 针对高效视频编码(HEVC)实时编码高清视频和超高清视频而带来视频编码速度慢、计算复杂度高的问题,提出了基于异构多核CPU+GPU处理平台上的并行实时编码算法以及在GPU中基于率失真优化快速搜索算法,以提高视频编码的速度和降低计算复杂度.经实验验证,所提算法简单且有效,在不牺牲率失真性能的前提下,使编码速度得到明显提升,并进一步接近了实时编码的要求.

摘要： 为降低新一代高效视频编码标准H.266/VVC的编码复杂度,提出一种快速的帧内预测模式判决方法.从率失真理论的角度出发,分析变换域残差的分布特性,根据标量量化技术对码率的影响推导出编码码率预测模型.结合帧内预测原理,利用当前块预测残差、参考块预测残差及其编码失真提出编码失真预测模型,并根据率失真代价确定最优的帧内预测模式.实验结果表明,该判决方法在保证编码效率的同时约节省了31％的编码时间.

摘要： 多视点视频编码采用了率失真优化技术来进行最优编码模式的选择，使得图像质量和编码比特率上达到平衡,大大提高了视频压缩效率。失真测度的选择对运动/视差估计中匹配块的选择有很大影响。在多视点视频编码校验模型中，失真测度选择的是当前块与参考块之间的绝对差和(SAD)和平方差和(SSD)，但传统的失真测度并没有考虑人眼的视觉特性。结构相似度(SSIM)是新提出的一种图像质量评价方法,与其他评价方法相比,它更加符合人眼视觉系统且计算量不大,为进一步提高多视点视频编码中压缩效率,本文将SSIM代替传统的SAD和SSD作为失真测度，提出了一种视觉感知率失真模型算法(VPRDO)。实验结果显示，该算法可以在保持视觉质量不下降的前提下，平均节约12%左右的码流。

摘要： 考虑到多相机阵列间通信困难，且计算能力有限，基于虚拟帧预测技术、网络中心节点率失真优化预测技术，提出一种低复杂度无线视频传感阵列编码方法。该方法将率失真优化及视点间预测编码过程移至网络中心节点完成，使得自由视点编码器复杂度大幅降低，可实现实时编码要求，同时提出虚拟帧预测技术以提高了运动矢量外推技术运动矢量的精确度。实验表明，本文方法在降低了编码器复杂度的情况下，与现有运动矢量外推技术的多视点视频编码方案相比，率失真性能提高0.7dB以上，与H.264帧内编码相比率失真性能提高6dB左右。

摘要： 介绍了一种基于信源信道联合编码原理,利用无线信道状态和视频编码代价建立了率失真优化的无线视频传输方案,希望能提高无线视频抗丢包能力；在H.264 编码平台上通过动态模拟数据包丢失进行仿真,结果表明该方案能达到在无线信道上更佳的视频编码传输质量,可以应用于丢包较严重的无线信道视频传输。

摘要： 针时H.264/AVC运用基于率失真优化的模式选择决策,而引入的巨大的计算复杂度问题,提出一种快速帧间模式选择算法。该算法利用图像内容特征和纹理特征,以及宏块间的运动相关性,对宏块帧间编码模式进行预,从而有效预先排除不妊要的帧间预测待选模式,提高了编码速度.实验结果表明,该算法在保证图像质量和码率变化较小的前提下,显著缩减了编码时间.

摘要： H.264引入帧内预测并采用拉格朗日率失真优化(RDO)技术来选择最佳帧内预测模式,提高I帧的编码效率,但也大大增加了编码的计算复杂度.为了降低计算复杂度,本文根据帧内预测算法特征提出了一种基于像素方向相关性的帧内预测模式快速选择算法.实验结果表明:该算法在保证图像质量和比特率大致不变的前提下,极大地降低了帧内预测编码的计算复杂度。

摘要： 本文根据率失真算法的原理提出了一种AVS-M中的快速模式算法。它利用宏块的空间相关性,预测当前模块的预测模式。实验结果表明,与AVS工作参考软件的算法相比,在图像质量和率失真性能不变的条件下编码时间明显减少。

摘要： 本文根据率失真算法的原理提出了一种AVS-M中的快速模式算法。它利用宏块的空间相关性,预测当前模块的预测模式。实验结果表明,与AVS工作参考软件的算法相比,在图像质量和率失真性能不变的条件下编码时间明显减少。

摘要： 本文根据率失真算法的原理提出了一种AVS-M中的快速模式算法。它利用宏块的空间相关性,预测当前模块的预测模式。实验结果表明,与AVS工作参考软件的算法相比,在图像质量和率失真性能不变的条件下编码时间明显减少。

摘要： 本文根据率失真算法的原理提出了一种AVS-M中的快速模式算法。它利用宏块的空间相关性,预测当前模块的预测模式。实验结果表明,与AVS工作参考软件的算法相比,在图像质量和率失真性能不变的条件下编码时间明显减少。

摘要： 本文根据率失真算法的原理提出了一种AVS-M中的快速模式算法。它利用宏块的空间相关性,预测当前模块的预测模式。实验结果表明,与AVS工作参考软件的算法相比,在图像质量和率失真性能不变的条件下编码时间明显减少。

摘要： 公开了一种使用参变速率－失真(RD)模型提供简单而有效的分层视频编码技术的系统和方法。视频编码系统可以包括速率－失真优化数据划分编码器和解码器。概括地讲，RD－DP编码器逐块地修改划分点，这大大提高了基本层位流的编码效率，而不用明示传输划分点，从而明显节省了带宽。而且，即使对于非参变速率－失真曲线，参变速率－失真模型也能够防止发生基本层的不足划分，并且参变模型在编码器和解码器处是同时更新的，以实现同步。

摘要： 本发明属于视频编解码技术领域，具体涉及一种基于失真类型传播分析的时域率失真优化方法。本发明根据LD结构下的时域依赖关系以及skip模式和inter模式下失真传播分析，重新归纳了基于时域失真传播的依赖率失真优化问题，通过构造了时间传播链，估计当前编码单元及受影响的未来编码单元的聚合失真，计算时域失真传播模型中编码单元的传播因子，进而通过更加准确的传播因子调整拉格朗日乘子实现时域依赖率失真优化，同时对I帧使用二次编码技术实现I帧的时域依赖率失真优化。

摘要： 本发明涉及一种基于局部纹理特性的HEVC多失真准则率失真优化方法，包括步骤如下：(1)基于最大编码单元LCU的局部纹理特征分析：求取每个最大编码单元的纹理强度、结构强度，并分析每个最大编码单元的纹理特性，即判断该每个最大编码单元属于纹理简单区域，纹理复杂区域，规则区域中的哪一种；(2)率失真优化：采用本发明基于局部纹理特性的HEVC多失真准则率失真优化方法进行视频编码后，不仅重建视频的主观质量得到了提高，而且，当用PSNR衡量重建视频的失真时，率失真性能只有很小的下降。

摘要： 本发明涉及一种基于HDR‑VDP‑2度量失真的率失真优化方法，并根据修正后的λ‑QP关系更正拉格朗日乘子λ，以进一步优化HDR视频编码过程中编码参数的选取策略，提高HEVC Main 10编码HDR视频的性能。首先，设计了一种基于HDR‑VDP‑2的失真计算方法并应用于HEVC的编码树单元结构，并建立了基于HDR‑VDP‑2失真准则的率失真代价函数模型；接着，为了确定率失真代价函数中的拉格朗日乘子λ，本发明采用固定的拉格朗日乘子λ进行编码，并利用多QP优化技术统计最优QP值，从而修正λ‑QP函数关系；最后，基于修正λ‑QP之间的关系确定当前编码视频帧的拉格朗日乘子λ，并将提出的率失真代价函数模型应用于HEVC Main 10编码器。同时，本发明能够保留编码重建视频更多纹理细节信息，能够提升HEVC编码HDR视频性能。

摘要： 本发明属于视频编解码技术领域，具体涉及一种基于失真类型传播分析的时域率失真优化方法。本发明根据LD结构下的时域依赖关系以及skip模式和inter模式下失真传播分析，重新归纳了基于时域失真传播的依赖率失真优化问题，通过构造了时间传播链，估计当前编码单元及受影响的未来编码单元的聚合失真，计算时域失真传播模型中编码单元的传播因子，进而通过更加准确的传播因子调整拉格朗日乘子实现时域依赖率失真优化，同时对I帧使用二次编码技术实现I帧的时域依赖率失真优化。

摘要： 本发明涉及一种基于局部纹理特性的HEVC多失真准则率失真优化方法，包括步骤如下：(1)基于最大编码单元LCU的局部纹理特征分析：求取每个最大编码单元的纹理强度、结构强度，并分析每个最大编码单元的纹理特性，即判断该每个最大编码单元属于纹理简单区域，纹理复杂区域，规则区域中的哪一种；(2)率失真优化：采用本发明基于局部纹理特性的HEVC多失真准则率失真优化方法进行视频编码后，不仅重建视频的主观质量得到了提高，而且，当用PSNR衡量重建视频的失真时，率失真性能只有很小的下降。

摘要： 本发明涉及一种基于HDR‑VDP‑2度量失真的率失真优化方法，并根据修正后的λ‑QP关系更正拉格朗日乘子λ，以进一步优化HDR视频编码过程中编码参数的选取策略，提高HEVC Main 10编码HDR视频的性能。首先，设计了一种基于HDR‑VDP‑2的失真计算方法并应用于HEVC的编码树单元结构，并建立了基于HDR‑VDP‑2失真准则的率失真代价函数模型；接着，为了确定率失真代价函数中的拉格朗日乘子λ，本发明采用固定的拉格朗日乘子λ进行编码，并利用多QP优化技术统计最优QP值，从而修正λ‑QP函数关系；最后，基于修正λ‑QP之间的关系确定当前编码视频帧的拉格朗日乘子λ，并将提出的率失真代价函数模型应用于HEVC Main 10编码器。同时，本发明能够保留编码重建视频更多纹理细节信息，能够提升HEVC编码HDR视频性能。

摘要： 本发明公开了基于多色彩空间进行率失真优化的视频处理方法及应用，涉及数字图像处理技术领域。所述方法包括步骤：预定义候选色彩空间列表中的N个色彩空间YUiVi；将输入视频分为多个单元，对每一个单元，分别转换到前述N个色彩空间进行编码，记录单元在各色彩空间编码后的比特数Bi；对编码单元进行去量化和逆变换得到失真解码单元，将失真解码单元统一转换到初始的标准色彩空间得到失真单元，与原始输入单元对比后计算单元在各色彩空间上的失真度Di；计算各色彩空间的率失真代价Ji=Di+λBi，将Ji最小的色彩空间确定为当前单元的编码色彩空间。本发明可针对视频图像内容灵活地、自适应地选择最合适的色彩空间进行编码。

摘要： 本发明涉及一种基于时间依赖率失真优化的H.264到H.265转码方法，属于通信技术领域。转码方案主要分解码器H.264和重编码器H.265两个部分。解码器部分包括、熵解码、反量化、反变换。重编码部分包含信息提取模块、帧内预测、帧间预测、变换、量化、熵编码部分。重编码器信息提取模块利用了解码器得到的运动矢量信息，来加速重编码。为了提升编码质量，重编码器部分加入了时间依赖率失真优化算法，并对时间依赖率失真优化算法的时域失真传播链路做了针对性改进。所提方案在不明显降低编码质量的同时极大地提升率编码速度。

摘要： 本申请公开了一种基于运动检测的率失真优化方法，包括如下步骤。步骤S10：采用运动检测技术识别当前待编码图像块的运动、静止特征。步骤S20：根据当前待编码图像块的运动、静止特征以及邻近已编码图像块的运动、静止特征，从多个预设的拉格朗日乘数中为当前待编码图像块选择合适的拉格朗日乘数。步骤S30：将所选择的拉格朗日乘数与当前待编码图像块的运动估计的拉格朗日常数相乘，然后将相乘结果取代运动估计的拉格朗日常数再进行当前待编码图像块的运动估计的率失真优化运算。本申请通过运动检测的方法改进率失真优化过程中使用的拉格朗日常数，从而提升视频编码效率。