分布式视频编码中自适应图像组结构算法的改进

针对分布式视频编码系统中固定的图像组结构没有充分利用图像帧间的相关性,提出了一种在编码端自适应调节图像组结构和在解码端自适应图像组的内插算法.该算法通过帧间宏块匹配来估计相关性,将帧动态划分为关键帧和Wyner-Ziv帧,以此达到充分利用帧间相关性,提高系统压缩性能.实验结果表明,通过本文算法生成的边信息峰值性噪比(PSNR)提高约0.1～1.3 dB.     

分布式多视点视频编码容错传输研究

在分布式多视点视频编码(Distributed Multi-view Video Coding, DMVC)数据传输过程中,编码方式不同导致K帧与WZ帧受信道误码影响也不相同,因此本文提出了一种DMVC整体容错传输框架,针对K帧及WZ帧特性设计了不同的容错保护传输方案并进行有效融合。针对于K帧的容错传输问题,首先根据左、右相邻视点的对应K帧,利用DIBR算法产生的空间边信息对丢失块进行初始修复;然后根据K帧同一视点内的相邻已解码帧,生成它的时间参考帧,对K帧的丢失块进行重修复。针对WZ帧的容错传输问题,本文提出了基于不等错误保护(Unequal Error Protection, UEP)的编码算法,根据不同频带的各个比特面的重要性不同,对低频带、高比特面进行更加合理的码率分配,在不增加编码端复杂度的前提下提高了WZ帧的误码容错性能。实验结果表明：在K帧和WZ帧均出现丢包的情况下(丢包率为5%~15%),相比K帧采用传统的帧内错误隐藏加WZ帧采用参考文献码率的算法,本文方案对视频序列重建图像的BD-PSNR平均提升了2.39~4.68 dB,且随着丢包率的增加,提升效果更加显著。     

基于时空冗余及不等错误保护的分布式多视点视频编码容错传输

在分布式多视点视频编码(distributed multi-view video coding,DMVC)数据传输过程中,编码方式不同导致K帧与WZ帧受信道误码影响也不相同,因此提出了一种DMVC整体容错传输框架,针对K帧及WZ帧特性设计了不同的容错保护传输方案并进行有效融合。针对K帧的容错传输问题,首先根据左、右相邻视点的对应K帧,利用DIBR算法产生的空间边信息对丢失块进行初始修复;然后根据K帧同一视点内的相邻已解码帧,生成它的时间参考帧,对K帧的丢失块进行重修复。针对WZ帧的容错传输问题,提出了基于不等错误保护(unequal error protection,UEP)的编码算法,根据不同频带的各个比特面的重要性不同,对低频带、高比特面进行更加合理的码率分配,在不增加编码端复杂度的前提下提高了WZ帧的误码容错性能。实验结果表明:在K帧和WZ帧均出现丢包的情况下(丢包率为5%～15%),相比K帧采用传统的帧内错误隐藏加WZ帧采用参考文献码率的算法,本文方案对视频序列重建图像的BD-PSNR平均提升了2.39～4.68 d B,且随着丢包率的增加,提升效果更加显著。     

基于自适应冗余片嵌入的容错视频转码方法

为提升视频码流在传输中的容错能力,提出了一种容错视频转码方法,通过向原码流嵌入冗余片来保护图像的感兴趣区域.引入了一种感兴趣区域的提取方法,利用肤色和运动信息确定每一帧图像的感兴趣区域.为避免不必要的比特消耗,通过计算感兴趣区域的率失真性能来判断是否需要对当前帧的码流嵌入冗余片.若选择需要嵌入,则会在熵编码过程中生成冗余片并嵌入码流,避免二次编码.实验结果表明:该方法能够显著改善丢包传输时视频的主观质量,实现较好的率失真性能.     

基于WinCE的无线视频监控系统

提出了一种基于winCE平台的无线视频监控系统。由于无线网络带宽的波动性和高误码率,系统引入了RTP速率控制单元,优化了传统的RTcP拥塞控制,在客户端中加入丢包处理模块,通过采用分级速率调节,重传关键帧I帧数据包等策略为无线视频传输提供了有效的QoS保障,提高了视频传输质量和稳定性。     

自适应采样率分配的分布式压缩感知视频编码

提出了一种基于压缩感知理论的分布式视频编码方案,它是建立在压缩感知理论的基础上全新的具有动态测量率分配的分布式视频编码框架,具有编码端简单、抗误码能力强、编码效率较高的特点.在编码端,关键帧和非关键帧独立编码,关键帧采用高采样率的压缩感知测量,非关键帧采用自适应的压缩感知测量.在解码端,利用非局部稀疏模型和字典训练更新算法,关键帧和非关键帧联合进行压缩感知重建.实验结果表明,本文的编码算法能获得较好的率失真性能和主观图像质量.     

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%.     

基于场景参考帧的预测帧刷新

为了阻止无线网络视频传输中由于丢包和误码而引发的差错扩散,提出了一种基于场景参考帧的预测帧刷新的抗差错策略.通过对视频序列的分割,对场景内需要同步刷新的视频帧进行基于场景参考帧的预测编码,获得相应预测帧,在编解码端同步场景标志和刷新标志,从而实现预测帧刷新.试验结果表明,与传统的I帧刷新策略相比,在需要高I帧刷新率的不可靠无线网络中,文中策略能够在保持相似重建视频质量的前提下,使帧比特率显著下降.     

基于率失真优化的AVS-M关键参考帧选择算法

在综合分析AVS-M视频编码传输过程中扩散失真和掩盖失真的基础上,从像素级对端到端的视频传输失真情况进行了研究。采用了一种通用的传输失真度估算模型,根据该失真度估计模型,实现了一种无反馈的关键参考帧选择算法。通过评价选择不同参考帧情况下的端到端失真度期望,在编码器率失真框架内选择最合适的参考帧,使有损传输情况下解码端的失真度达到最小。有反馈信道条件下,提出了基于反馈的关键参考帧选择算法,在帧存开销不大的条件下,极大的提高视频传输的抗差错性能。实验表明,采用的失真度估计模型能够较好地适应AVS-M标准,可以较好地估计出端到端的失真情况。实验还显示,基于率失真优化的关键参考帧选择算法,在3-20%丢包率（128kbps）情况下,无反馈和有反馈关键参考帧选择方法较AVS-M标准,PSNR值分别提高了1.9~6.4dB和2.7~10.9dB,较大提高了AVS-M视频差错恢复性能。     

最优距离聚类和特征融合表达的关键帧提取

为了提高视频关键帧提取的质量和效率,提出一种基于最优距离聚类和特征融合表达的视频关键帧提取算法。在视频帧间差异性分析基础上,寻找并确定最优帧间距离阈值,采用无监督聚类算法对帧间距离进行聚类,获得类别数目最优的类图像集;计算图像的颜色复杂度和信息熵并融合,按照类中图像特征值"平均"的思想提取类代表帧,组成视频关键帧。对4个监测视频进行实验,结果显示:该算法提取关键帧的平均保真度为96.72%、平均压缩率为96.42%,运行时间也较短,与两种典型的基于聚类的关键帧提取方法相比,在相同的压缩率情况下,算法保真度大幅度提高,而运行时间较小或相当。该算法解决了无监督聚类对阈值的依赖性问题,兼顾了视频中运动目标变化和环境异常两种情况,具有良好的性能和适应性。     

基于生成对抗网络的面部修复

如何更好地对受损的面部图像实施相应的修复,根据此问题指出了一类基于生成对抗网络改良以后的面部修复算法.首先,在生成模型中把编码器和解码器的中间层的全连接换成逐信道全连接,在编码和解码阶段使用卷积操作代替池化操作,针对损失函数采用的激活函数进行改进,增加tanh函数,提高图像补全效果.然后,在保证功能上不受损并且输入、输出尺寸保持原状的条件下对判别器的模型进行了相应的改良,最后,对损失函数引进TV损失、重建损失这二者来实现对生成网络的优化处理,由此提升细节图像方面的修复实力.通过实验表明,使用该方法修复后的面部图像,比先前的方法更清晰更连贯.     

基于改进遗传算法的空间信息网恢复策略

由于空间网络的高动态性及资源受限等原因,其可靠性面临严峻考验,亟需一种合理的风险评估及性能恢复方案.针对空间信息网的弹性恢复策略,采用基于改进遗传算法的恢复策略确定受损元件的修复顺序,以加快弹性恢复;采用网络拓扑控制方法,弱化受损关键节点的重要程度,降低网络弹性损失.实验仿真了不同恢复资源数量下采用不同恢复策略的网络弹性损失,结果表明两种方案分别在恢复资源受限及恢复资源匮乏的情况下具有较好的恢复性能.     

一种新的基于FPGA的立体图像差异性算法

提出了一种新的基于FPGA的立体图像差异性算法,它以块匹配算法为基础,根据FPGA的特点,对图像相关性的公式进行设计优化,并结合穷尽方式搜索和预测方式搜索,提高算法的执行速度.设计基于FPGA的立体图像差异性算法IP核,充分利用FPGA独特的并行处理机制和强大的运算能力以提高系统的处理速度和性能.系统测试结果表明,基于FPGA的立体图像差异性算法,可以达到每秒33帧的处理能力,处理速度能够达到PC机的二百倍以上,具有较好的实时性;且能够连续处理500帧图像数据,具有较好的稳定性.     

两相流电容层析成像系统

基于电容层析成像技术设计了一套两相流型可视化系统。硬件部分采用交流激励的电容数据采集系统，具有较高的采集速度和分辨率；软件部分采用改进的线性反投影算法与Landweber迭代法进行图像重建，保证流型可视化的实时性和有效性；成像速度可达20幅／s，基本满足工业应用要求。实验测试与成像结果表明，该系统改进了数据采集速度。     

基于局域网的实时图像传输的压缩改进算法

针对已有的图像压缩算法占用主机资源或者消耗网络带宽的现状,提出一种基于局域网的实时图像传输的压缩改进算法．通过对图像的数据帧对比分析,只传输图像变化部分的数据信息,缩短压缩时间,提高压缩效率,增强图像传输的流畅性．并进行了算法的性能分析,可用于局域网中的网络监控类的软件开发．     

基于改进YOLO的虹膜快速定位检测算法

虹膜定位是虹膜识别系统中不可或缺的环节,针对传统的虹膜定位方法对镜面反射、眨眼等复杂环境下质量差的虹膜图像定位准确率低、计算复杂度高和鲁棒性差等问题,提出了一种基于改进YOLOv3模型的虹膜快速定位方法。针对眼周图像中虹膜内、外圆尺寸变化不大,将YOLOv3网络的多尺度结构改进为双尺度检测;引入了轻量级网络Mobilev3中bneck块来改进特征提取网络,减小模型复杂度;利用kmeans++算法对虹膜数据集进行类聚,获得更优的锚点框;模型边框损失函数采用改进的损失函数代替原均方差(MSE)损失函数;利用虹膜特有几何特征,将模型矩形预测框更改为圆形预测框。在CASIA-IrisV4数据集验证表明,改进模型定位准确率为96.32%,mAP为99.37%,检测速度为49.4帧/s,模型参数减少到4.13M。结果表明改进后的模型较小,并且能够快速精准对虹膜区域定位,具有较高鲁棒性,能够满足虹膜实时定位的场景。     

一种面向交互应用的多视点视频编码方案

视点切换是交互式多视点视频应用需要解决的难题之一,该文为此提出一种交互式多视点视频的编码方案。通过消除预测帧之间的相关性,改善视点切换的性能,以共享关键帧和时-空预测编码方式,在时间和空间上去除多视点视频数据的冗余,提高编码效率。该方案不增加任何辅助数据,即可在任意的P帧上进行快速视点切换,具有极低的视点切换延时,并且兼顾了编码效率和单一视点的解码代价。采用H.264/AVC编码器实现该方案,并得到满意的测试结果。     

向量小波在活动图像数据压缩中的应用

研究了向量小波在活动图像数据压缩中的应用．利用序列图像中相邻两帧之间数据无多大变化的特点,改进了重复行预滤波方法,采取相邻两帧重复行方法,获得了较高的分解、重构速度;由于采取了适当的量化与编码,在图像质量主观评价好的情况下,序列图像压缩比可达到１４６．２．     

一种基于卷积神经网络的区域调光技术

由于光线串扰,像素补偿算法难以根据提取出的背光信息进行准确补偿,同时,单一补偿曲线难以适应具有不同亮度特点的图像内容,导致补偿图像的平均质量不高.为了提高像素补偿算法对复杂图像内容的适应性,本文引入神经网络中的编码和解码思想,通过编码网络提取图像深层特征,在解码网络中利用浅层特征的信息对深层特征进行解码,提出了一种联合分类回归的液晶像素补偿神经网络.实验结果表明,此网络得到的像素补偿图像不仅可以提高图像的主观质量,还在对比度、峰值信噪比等客观指标上取得了较好的效果.