基于率失真优化的ARQ比特分配

针对易错信道视频传输的ARQ（automatic repeat request）系统，综合考虑了基于错误隐藏的帧内刷新方法与ARQ重传比特数分配，提出一种率失真优化方法．实验结果表明，该方法在给定信道带宽和报文丢失率的情况下，相对于不带比特分配的ARQ系统，能够取得更好的图像质量，在低码率情况下尤为明显．     

H.264中基于边缘方向检测的帧内预测模式选择算法

运动估计是H.264中最为复杂的部分,帧内预测是运动估计的重要内容.H.264中帧内预测模式众多,大大增加了编码的复杂度.在帧内预测中,一般是通过率失真优化或者相关特性来减少选择预测模式,但复杂度还是较高.针对此问题,提出了一种改进的基于边缘方向检测的帧内预测模式选择算法.该算法利用方向检测方法来检测模式选择方向上像素的相关性.测试结果显示,本算法在保证视频质量的前提下减小了计算复杂度,大大提高了编码速度.     

考虑丢包特性的无参考网络视频质量评估模型

针对相同丢包率条件下不同的包丢失集中度对视频质量影响不同的问题,提出一种考虑丢包特性并且不需要对视频解码的无参考网络视频质量评估模型.首先依据码流信息在压缩域计算视频的时域复杂度,然后在压缩域计算包丢失集中度和包丢失率对视频质量的影响因子.考虑到人眼视觉系统的空域掩盖效应和时域掩盖效应,进而提出由于丢包引起的视频质量下降的视频质量评估模型.该模型不需要对视频进行完全解码,具有资源开销小、实时性好的特点,适合对实时传输的视频流进行质量评估.实验结果表明,使用该视频质量评估模型测得的视频包丢失质量评分与其主观质量评分有很好的一致性,相比于国际标准G.1070中的丢包视频质量评价模型,无参考网络视频质量评价模型与主观质量评价的相关性平均提高了6.18%.     

Joint mode selection and rate control for video transmission over packet loss network

In this paper, we first present a statistics analysis of the picture distortion caused by quantization, channel errors and subsequent error propagation, and propose rate-distortion (R-D) estimation models which are functions of two parameters, i.e. quantization step and intra refreshing ratio. Second, based on our proposed R-D models, a joint optimal quantization step and intra refreshing ratio selection algorithm is developed by using Lagrange multiplier theory. Next, a novel rate control algorithm, combined with macroblock (MB) coding mode selection, is proposed. The algorithm focuses on bit allocation at group of pictures (GOP) level and picture level to improve the encoding quality, and the MB mode selection addresses improving the local subjective quality within a picture. Finally, extensive simulation resultsshow that our algorithm can make the encoder adapting itself in time to the variation of the channel band-width and significantly improve the end-to-end video quality over packet loss network.     

Research on the Bit Computation Model for Time Variable Channel Bandwidth

For the encoding bit-rate problem in H.264 wireless video communication,this paper analyzes the bit-rate computation model and the Mean Square Error distortion model,establishes the relation between the quantization parameter of the encoding bit-rate and the intra frame refresh rate of the macro block,and put forward a new ideal about the coding rate on the basis of general binomial computation model theory. Furthermore,this method not only can adaptively adjust the bit allocation and quantization parameter and prevents buffer from overflowing downward or upward under given network bandwidth,but also can apply the rate-distortion to optimize the solution method,control the encoding bits accurately and optimizes the allocation between the intra and inter frame encoding macro block.     

基于HVS的DWT图像压缩混合编码算法

为提高数字图像在高压缩比下重构图像的质量,分析研究现有离散小波变换（discrete wavelet transform,DWT）图像压缩的相关算法以及小波系数特性,提出一种基于人眼视觉系统（human visual system,HVS）特性对小波系数进行加权,结合小波各子带系数特性,采用差分脉冲编码调制（differential pulse code modulation,DPCM）与多级树集合分裂排序（set partitioning in hierarchical trees,SPIHT）相结合的编码方法．经视觉信息保真度分析实验验证,与传统的嵌入式零树小波（embeddedzero—tree wavelet,EZW）和SPIHT算法相比,在相同的比特率下该算法重构的图像具有更好的主观视觉效果．     

适用于地毯编织图像处理的误差扩散改进算法

常规误差扩散方法会导致图像细节轮廓损失问题,为满足地毯编织图像处理中对图像细节处理的要求,本文提出一种基于HVS模型及边缘检测的像素点误差扩散半色调算法。该算法首先对图像进行边缘检测处理,提取图像的边缘点信息,然后采用基于HVS模型误差扩散系数对图像进行误差扩散处理,处理过程中对于边缘点不进行误差叠加,以保留图像边缘信息。仿真结果表明该算法能够更好地减少图像细节损失,保留图像细节信息,进而满足地毯编织图像处理的需要。     

基于H.264的双向帧内预测研究

双向帧内预测（Bi-directional Intra Prediction,BIP）为了提高H.264的帧内编码效率,提出了两个方案：一是改变了宏块中子块的编码顺序;二是使用两种预测模式生成新的预测模式。本文采用三个典型的视频序列对双向帧内预测进行了实验,并将其与H.264标准帧内预测算法进行对比,从实验结果可以得出,使用双向帧内预测算法比不使用双向帧内预测算法的PSNR值平均增加0.25,码率平均减少了2.96%,编码时间平均增加了222%。     

丢包网络中鲁棒的视频码率控制算法

在率失真统计分析的基础上，提出了一种丢包网络中联合控制图像级量化参数和最佳宏块编码模式选择的优化算法．该算法克服了以往码率控制方法和误码复原技术互不关联的弊病，利用Lagrange数乘理论，在给定的受限码率下求得最优的图像量化参数和帧内刷新率，使得视频信源编码和信道传输总失真最小．实验结果表明，本算法能够获得比传统算法更高的性能增益．     

一种基于遮蔽效应的图像质量评价研究

针对梯度结构相似性指标（Gradient Structure Similarity,GSSIM）无法对近阈值失真图像做出很好的判断,导致其判断结果与人类视觉系统（Human Visual System,HVS）不完全一致的问题,为提高GSSIM的准确性及其与HVS的一致性,提出了一种基于梯度遮蔽和视觉显著性的图像质量评价指标（Visual Saliency-Gradient Structure Similarity,VS-GSSIM）. 首先,根据梯度信号之间存在的遮蔽效应优化梯度性相似性模型;然后,结合显著性模型提高指标和HVS评判的一致性;最后,调整图像局部区域感知质量水平的相对重要性并池化最终得分. 实验结果表明所提模型在一致性和单调性的评价指标上均超过GSSIM,并且优于目前绝大多数算法.     

基于人眼视觉特征的立体图像质量客观评价方法

在充分利用人类视觉特性的基础上,模拟人眼感知立体图像的方式,提出了一种立体图像质量客观评价方法。该方法考虑了对比度敏感度、多通道结构和掩盖特性等多种人眼视觉特性．在处理HVS模型的多通道中,将图像的空间频率按视觉系统的掩盖效应特点分成5个带分别进行滤波,以改变原始图像的空间频率实验结果表明,所提出的方法与主观评价结果基本一致,能够反映图像质量以及立体感的优劣．     

一种基于视觉熵的图像分割压缩方法

基于视觉熵概念提出了一种静止图像分割压缩方法．通过对人类视觉系统特性的归纳,总结了基于视觉熵的图像分割原理,提出了用于量化图像特征的数学定义和基于视觉嫡的分割算法．实验结果表明,这种基于视觉熵的图像分割压缩算法既提高了压缩比,又能保证压缩后的重建图像整体上具有高的主观视觉感知质量．     

基于矩法估计量的无线传感器网络路由度量

采用有效的路由度量来计算开销是无线传感器网络路由协议设计的基础.首先通过实验研究,发现无线传感器网络的底层通信链路存在着丢包、非对称等特点,但是现今的路由度量大多是假设底层链路在理想的状况下提出来的;其次,通过测量无线传感器网络链路的正向与反向的包接收率,求出了二者之间的矩法估计量,并建议以此作为新的路由度量方法;接着,对传统的AODV协议进行了修改,将矩法估计量代替原有的最小跳数度量,并用NS-2进行了仿真,结果表明基于矩法估计量的路由性能比原有以最小跳数为度量的协议性能在端到端的吞吐量、丢包率等方面有了很大的改进.     

一种新的信源模型分析

从Oechslin提出的模型出发,对媒体流的业务模型进行了理论分析.讨论了丢失率随网络利用率ρ、中间态的转移速率β的变化情况,发现对称三态ON/OFF模型能产生比标准ON/OFF模型更大的丢失率.而且对称三态ON/OFF模型计算相对简单,对于某些特殊的信源,采用对称三态ON/OFF模型能提供更好的近似和估计.     

基于工业以太网的地铁通信网络仿真研究

现有的地铁通信网络传输速率较小,不能够适应视频监视和故障诊断等大容量信息的传输,而工业以太网在传输速率方面有着明显优势。建立工业以太网地铁通信网络的网络模型并进行仿真,研究不同链路速率下以太网延时、端到端丢包率和误码率的变化。     

一种基于地理位置预测的高性能路由算法

提出了基于ARIMA预测模型的高效路由算法.该算法中节点通过前向与反向成功转发率、数据传输速率等计算链路的丢包率和期望传输次数来获取干扰感知期望传输时间(i ETT),代替DSR路由算法中的最短跳数判据.并引入ARIMA模型来预测节点下一时刻的运动位置,防止链路频繁断裂造成的网络丢包,并在链路失效之前预先选择最稳定的路径进行数据传输.仿真结果表明,所提路由算法相比DSR判据吞吐量提高6%~9%,平均端到端时延降低2%~6%,提高了网络整体性能.     

一种基于HVS模型的图像质量信噪比评价方法

从研究人体视觉系统的角度出发,给出了一种基于人体视觉系统HVS模型的客观图像质量评价方法,提出了基于HVS模型的SNR和PSNR评价标准,并给出了对典型图像的评测结果,同时也验证了与主观评价结果的一致性。     

缓冲区有限流量整形器性能参数的最小加代数表示

针对目前在流量整形器建模中将整形器视为无限缓存设备的缺陷,基于网络演算,使用最小加代数建立了有限缓冲区的流量整形器(FSS)模型,获得了FSS的分组时延和分组丢失与预留缓存空间的关系,给出了FSS性能参数的最小加代数表示.研究结果表明:当贪心整形器的服务曲线大于业务流的到达曲线时,整形器的引入不会额外增加业务流丢失的分组数,而整形器的缓冲特性能够减少网络中业务流丢失的分组数;在给定目标服务质量参数的前提下,相关结论可用于确定资源预留的上界,以改进网络的规划与设计.     

基于小波包最优树的图像数字水印

本水印系统利用小波包在图像处理上的优势和适于图像加密的特点,采用”熵”最优树的标准来确定小波包最优基,结合人眼视觉特性和图像压缩特点,选择在图像受影响较小的中频子块范围嵌入水印,即达到了抗压缩的目的,提高了水印的安全性和稳健性,又使嵌入的水印在视觉上具有很好的隐蔽性能。