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  • 高效率视频编码帧内预测编码单元划分快速算法
  • 1、帧内预测编码 2、帧间预测编码 2.1 运动估计(寻找最佳匹配块并找运动矢量) 运动估计是寻找当前编码的块在已编码的图像(参考帧)中的最佳对应块,并且计算出对应块的偏移(运动矢量)。 P为当前帧,...

    1、帧内预测编码

    2、帧间预测编码

     

    2.1 运动估计(寻找最佳匹配块并找运动矢量)

    运动估计是寻找当前编码的块在已编码的图像(参考帧)中的最佳对应块,并且计算出对应块的偏移(运动矢量)。

    P为当前帧,Pr为参考帧,B为当前码块,Br是Pr中与B块相减残差最小的块,Br称为B的最佳匹配块。

    B*与B在图像中的坐标位置相同,Br坐标为(Xr,Yr),B*坐标为(Xr,Yr)。Br坐标减去B*的坐标就是运动矢量MV。

     

    由于全局搜索耗费时间太多,所以可考虑采用散步搜索法

    2.1.1 运动矢量

     

     

    2.2 运动补偿

     运动补偿是根据运动矢量和帧间预测方法,求得当前帧的估计值过程。其实说白了就是将运动矢量参数贴到参考帧上获取当前帧。另外运动补偿是一个过程

    转载于:https://www.cnblogs.com/qing1991/p/10085171.html

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  • 帧内预测编码

    一、VVC中帧内预测的基本原理

    帧内预测的基本原理是利用图像的空间相关性,以此相关性为依据通过一些邻块信息来预测当前编码块,值得注意的是这些块信息必须是编码之后生的重构块,去除空间信息的冗余来实现数据的压缩。H.266/VVC 的帧内预测在 H.265/HEVC 的基础上提出了一些新的技术,并且对之前的一些技术进行了扩展。为了在自然图像中获得任意角度方向的边缘,H.266/VVC 在 H.265/HEVC 的 33 种帧内角度模式的基础之上,增加到了现在 65 种。具体如图所示,红色的虚线表示新增的角度,黑色实线表示 HEVC 中已经存在的角度。该技术可以应用在亮度和色度的任意尺寸块的帧内预测过程中。
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    由上图可以看出,该预测方向按照顺时针方向定义为45 至-135 。H.266/VVC在矩形块上使用了宽角度模式来代替传统的角度模式。即用一些传统的角度模式的索引来表示矩形长边方向参考像素的一些拓展,但总体的角度数量不变。这样做的好处是,分割为矩形块后,一些边缘角度例如 45 方向,所指向的参考像素对于长边的可参考范围较小,而-135 方向的角度所指向短边的参考像素距离当前块过远,参考性不大,所以将-135 方向的角度代表为指向长边更远处的参考像素,以便于更精确地预测。

    二、VVC中帧内预测新增加的技术CCLM

    在色度的预测过程中,H.266/VVC 添加了新的预测技术,称为跨分量线性模型预测(Cross-component linear model prediction,CCLM)。该技术的基本思想是使用当前块的重建亮度值,通过一个线性模型预测得到色度分量的预测值,使用的公式如下所示:
    PredC(i,j)=αRecL(i,j)+β Pred_C\left( i,j \right) =\alpha \text{Re}c_L\left( i,j \right) +\beta

    其中:

    在这里插入图片描述

    上式中 PredC(i,j)Pred_C\left( i,j \right)表示一个 CU 的色度预测值,RecL(i,j)Rec_L\left( i,j \right)表示相同 CU的亮度重建值经过下采样后所得的重建值。α\alphaβ\beta为线性模型的参数。其中L(n)L\left( n \right)为经过下采样的左侧和上侧相邻参考亮度值,C(n)C\left( n \right)为左侧和上侧相邻参考色度值, N 为相邻参考色度值的个数。


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  • 帧内预测编码

    千次阅读 2009-05-11 16:53:00
    可以利用这种像素间的相关性进行压缩编码,例如当前像素X可用前一个像素a或b或c或三者的线性加权来预测。这些 a、b、c 被称为预测像素。 编码器通过下式压缩像素X 压缩:X-a 解码器通过上式的逆运算恢复原像素X ...

    一幅图像中的像素之间具有较强的相关性,两像素距离越近相关性越高,通俗的讲,即两个像素的值越接近。换句话说,两个相邻像素的值发生突变的概率极小。可以利用这种像素间的相关性进行压缩编码,例如当前像素X可用前一个像素a或b或c或三者的线性加权来预测。这些 a、b、c 被称为预测像素。

     

    编码器通过下式压缩像素X
     压缩:X-a

     

    解码器通过上式的逆运算恢复原像素X
     解压:(X-a)+a

     

    这种方式称为帧内预测编码,由于像素的相关性,上式a与X的值非常接近,X-a 要比 X 小的多,这是视频压缩的基本思想。

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  • 帧内预测编码是指利用视频空间域的相关性,使用当前图像已编码的像素预测当前像素,然后将预测残差(当前像素真实值与预测值之间的差值)作为后续编码模块的输入,进行下一步编码处理。在解码端解码时使用同样的...

            帧内预测编码是指利用视频空间域的相关性,使用当前图像已编码的像素预测当前像素,然后将预测残差(当前像素真实值与预测值之间的差值)作为后续编码模块的输入,进行下一步编码处理。在解码端解码时使用同样的方式计算出当前像素的预测值,结合从码流中得到的预测残差重建出真实的像素值。帧内预测技术是消除视频空间冗余的主要技术之一。

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    一、帧内预测模式

    1、亮度帧内预测模式

            H.265/HEVC亮度分量的帧内预测支持5种大小的预测单元PU:4x4、8x8、16x16、32x32、64x64。每种PU都对应了35种预测模式,包括Planar模式、DC模式以及33种角度模式。所有预测模式使用相同的预测模板如图4.15所示。35种预测模式的编号:模式0为Planar模式,模式1为DC模式,模式2~34为33种角度模式。33种角度模式的预测方向如图4.16所示。
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    1.1 Planar模式

            Planar模式适用于在水平方向和垂直方向都呈线性变化的视频内容。Planar模式像素预测值的计算入下图所示。
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    1.2 DC模式

            DC模式适用于大面积平坦区域,使用当前块的预测值由预测模板左侧和上侧(注意不包含左上角、左下方和右上方)参考像素的平均值得到。

    1.3 角度模式

            角度模式是使用预测模板上侧和左侧的33种角度上的参考像素来计算当前块的预测值。

    2、亮度模式的编码

            在视频中相邻块之间往往存在较强的相关性,因此相邻PU的帧内预测模式相同或相似的概率较大。为了去除这部分冗余信息,H.265建立了预测模式候选列表candModelList,表中有3个候选预测模式。利用candModelList可以降低编码当前PU最优模式的码率。
            候选预测模式的使用方法:
            (1) 如果当前PU的最优模式(记为ModeC)在candModelList中,则只需要编码该模式在candModelList中的序号;
            (2) 如果当前PU的最优预测模式不在candModelList中,将candModelList中的三种模式按照编号从小到大的顺序重新排列,并依次与ModeC进行比较。记录candModelList中小于ModeC的个数n,编码ModeC – n得到的最终值。
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            候选列表参考块位置关系如图4.18所示,candModelList的创建过程如下:
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    3、色度模式的编码

            H.265中色度分量帧内预测一共有五种模式:模式0为Planar模式、模式1为垂直模式、模式2为水平模式、模式3为DC模式、模式4为与对应亮度分量相同的预测模式。色度的预测模式只编码五种模式的编号。解码端根据亮度分量的模式编号和色度分量的模式编号推断出色度分量准确的帧内预测模式。
            具体编码规则如下:
            (1)若当前色度分量对应的亮度分量不是前4种模式中的一种,则直接对模式编号进行编码;
            (2)若当前色度分量对应的亮度分量是前4种模式中的一种,分两种情况进行编码:
              a. 如果最优色度模式与亮度模式相同,则将色度模式编码为模式4;
              b. 如果最优色度模式与亮度模式不同,则按照表4.2中的不同组合推断出色度模式的编号。在表4.2,第一列是编码的色度分量的模式号(0-4),第一行是亮度分量的模式号,其余表格内容是不同组合下色度分量使用的帧内预测模式的编号(0-34)。
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    二、帧内预测过程

            在H.265/HEVC中规定PU可以以四叉树的形式划分TU,且一个PU内的所有TU共享同一种预测模式。帧内预测的具体过程是以TU为单位的,主要分为以下三个步骤:
            1)判断当前TU相邻参考像素值是否可用并做相应的处理;
            2)对参考像素进行滤波;
            3)根据滤波后的参考像素计算当前TU的像素预测值。

    1、相邻参考像素的获取

            参考像素的位置见图4.15,如果当前块位于图像边界或者Slice、Tile的边界(H.265规定相邻Slice或Tile不能相互参考),则相邻像素可能不存在或不可用,不存在或不可用的相邻像素使用固定值填充,该固定值为:
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    2、参考像素的滤波

            为了更好的利用邻近像素之间的相关性,H.265对某些帧内预测模式的参考像素进行滤波。一方面,H.265/HEVC针对不同大小的TU选择不同数量的模式进行滤波;另一方面,采用了常规滤波和强滤波两种方式。详情如下:
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    3、预测像素的计算

            简单来说,Planar模式是使用左侧和上方的参考像素线性插值求平均得到预测值,DC模式是使用参考像素的均值作为预测值,角度模式是使用对应角度的上方的相邻参考像素加权计算得到。详情见参考文献。

    参考文献:新一代高效视频编码H.265HEVC原理、标准与实现 [万帅,杨付正 编著] 2014年版

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  • 提出了一种能够快速实现帧内预测编码的新算法,该算法先利用宏块分割进行宏块边界方向检测,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 。对不同的视频测试序列的仿真结果表明,使用该...
  • 帧内预测编码参考像素赋值函数fillReferenceSamples
  • 快速算法研究 H.264帧内预测编码模式选择的快速算法研究
  • H.265/HEVC帧内预测编码

    万次阅读 2019-05-24 20:24:22
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  • X264帧内预测编码模式

    2011-10-13 15:18:36
    16X16模式的预测 , X264中的代码分析
  • 模糊神经网络参数学习是一个函数优化问题。针对已有优化方法收敛精度不高的缺点,提出基于文化量子粒子群算法的模糊神经网络参数优化,并将其应用于混沌时间序列预测。仿真实例结果证实了该算法的优越性。
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  • 1、调用 ... idx++) //m_max_mb_number一数据中的所有16*16的宏块 { m_macroblocks[idx] = new CMacroblock(m_pSODB, macroblockOffset, idx); m_macroblocks[idx]->Set_paramaters(m_pps_ac
  • “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,只有自己按照标准文档以代码的形式操作一遍,才能对视频压缩编码标准的思想和方法有足够深刻的理解和体会!链接地址:H.264/AVC视频编解码技术详解GitHub代码地址:点击这里
  • “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,只有自己按照标准文档以代码的形式操作一遍,才能对视频压缩编码标准的思想和方法有足够深刻的理解和体会!链接地址:H.264/AVC视频编解码技术详解GitHub代码地址:点击这里
  • H.264预测编码帧内预测

    千次阅读 2016-04-08 13:55:33
    预测编码是视频压缩中最基本的编码工具,常见的预测编码为帧间预测和帧内预测。 帧间预测编码主要是消除时域冗余信息,利用之前编码过的图像来预测现在要编码的图像。...帧内预测编码主要是空间冗余信息。
  • 帧内、帧间预测编码效率比较

    千次阅读 2017-08-22 16:30:21
    在之前的各种文献中都看到过这样的结论:帧间预测的编码增益要高于帧内预测。可是从来没看过详细解释,今天来总结一下。首先来看原理: 帧内预测——基于同一帧内已编码块预测,构造预测块,计算与当前块的残差,对...
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