基于残差分布式压缩感知的视频软组播研究

提出了一种基于压缩感知理论的新型无线视频传输方案残差分布式压缩感知组播(RDCScast).在编码端,我们提出运用残差压缩感知技术来表示非参考帧,然后把参考帧的原始观测值和非参考帧的残差观测值一起打包进行传输,最主要的是我们提出了对每一个包里面的残差观测值和原始观测值进行最佳能量分配方案。在解码端,不同信道特性的接收者能够获得相应数量的包,最后运用运动估计重建视频帧。实验结果表明对于无线视频组播,RDCS-cast方法比现有的Softcast和DCS-cast方法更有效且保持了低复杂度的编码。     

基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失的误码掩盖

为增强视频传输的稳健性和提高视频传输的质量,提出了一种基于H.264的多描述视频编码方案以及整帧丢失时的误码掩盖方案。该方案在编码器端编码之前进行必要的预处理工作,利用标准的H.264编码器产生多描述码流及相关的编码信息,在解码器端解码之后进行必要的后处理,再根据接收到的编码信息进行多路视频的加权合成以得到较好的视频质量。整帧丢失时的误码掩盖方案利用其他描述正确解码的相应帧进行替换的方法,误码掩盖之后进行视频加权合成。实验结果证明该方案在各种条件下均取得了相当大的增益,特别是当2路视频质量相差较大时,增益可以达到2.38 dB,在发生整帧丢失的时,也有几个dB的增益。     

H.264/AVC帧内4×4块预测模式选择算法研究

H.264/AVC是新一代的视频编码标准,其采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率.但由于H.264/AVc帧内预测模式较多,使帧内预测的计算复杂度大幅提高.在详细分析帧内预测模式选择过程的基础上,提出了一种率失真优化(rate distortion optimization,RDO)模式下的快速Intra_4×4模式选择算法.实验结果表明,该算法缩小了模式搜索范围,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,并且基本保持了H.264/AVC的编码性能,同时对空间变化较快的视频序列算法性能更为有效.     

实时H.264视频流的低密度生成矩阵不等差错保护

在有损网络中进行视频传输时,通常采用FEC来保护视频码流。文中提出了一种基于LDGM-UEP的实时H.264视频传输抗误码方法。发送端编码时,依据视频分组的重要性采用LDGM码对多个视频帧分组进行不等差保护,由于校验分组直接附加在数据分组之后,无编码时延。接收端对I帧直接译码,P帧只需根据子GOP中某一帧分组就可以解码显示该帧。若该帧出现误码,则不需等待子GOP中的所有分组都接收而直接对该帧进行误码掩盖,无解码时延。在接收端接收到子GOP中后续的分组后,LDGM译码器将尝试恢复出该子GOP的所有分组,防止误码扩散。实验结果表明,该方法明显优于现有的实时H.264视频通信,可提高实时视频传输的主观感受质量。     

一种采用内预测模式的HEVC视频信息隐藏算法

针对最新的视频编码标准高效率视频编码(HEVC),提出一种基于帧内模式选择的视频信息隐藏算法.首先,对一幅二值图像进行Arnold置乱和turbo码编码,形成待嵌入的二值信息序列.然后,结合帧内模式选择过程,调制I帧亮度16×16编码单元最优预测模式的奇偶性来实现信息隐藏.由于只在I帧进行信息隐藏,提取时只需部分解码即可提取隐藏信息,无需完全解码与原始视频的参与,实时性较好.实验结果表明:算法对视频质量和比特率的影响较小,且能保证一定的信息隐藏容量,符合视频隐藏算法的基本要求.     

H．264／AVC帧内4×4块预测模式选择算法研究

H．264／AVC是新一代的视频编码标准,其采用空间域上的帧内预测技术,进一步提高了编码效率。但由于H.264／AVC帧内预测模式较多,使帧内预测的计算复杂度大幅提高。在详细分析帧内预测模式选择过程的基础上,提出了一种率失真优化（rate distortion optimization,RDO）模式下的快速Intra_4×4模式选择算法。实验结果表明,该算法缩小了模式搜索范围,从而大幅度降低帧内预测的复杂度,并且基本保持了H．264／AVC的编码性能,同时对空间变化较快的视频序列算法性能更为有效。     

用于视频多播传输的压缩传感实现方法研究

 在较高的包丢失率和噪声信道环境下,提高视频传输的图像质量是通信技术应用的关键。基于压缩传感理论,提出一种实现多播传输的视频图像解码方法。通过研究测量矩阵与稀疏基的最佳配置关系以及视频帧间相关性,实现了一种视频帧内重加权l₁范数解码和基于运动矢量的帧间解码。在噪声和包丢失信道模型下,通过与软投影解码实验比较,说明了实现方法的有效性。     

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.     

CVS中基于多参考帧的最优多假设预测算法

现有的视频压缩感知(CVS)多假设预测方法均以当前块在参考帧对应搜索范围内的所有搜索块为假设块,造成求解线性权值系数的计算复杂度过高和预测精度受限.针对该问题,文中提出了一种基于多参考帧的最优多假设预测视频压缩感知重构算法.该算法首先从多个参考帧中选取出与当前块测量域绝对差值和(SAD)最小的一部分搜索块作为当前块的最优假设块集,然后对假设块进行自适应线性加权,充分地挖掘视频帧间相关信息,提升了预测精度,同时降低了求解线性权值系数的计算复杂度;最后对测量值进行帧间DPCM量化,以提高视频压缩效率和率失真性能.仿真实验表明,与现有的视频压缩感知重构算法相比,文中算法具有更高的视频重构质量.     

基于H.264/AVC改进的时空域错误掩藏算法

对H.264编码的视频流解码出现宏块丢失进行错误掩藏时,使用传统的时空域错误掩藏算法,并不能很好地恢复出原始视频帧,影响了主观观赏效果和客观视频质量.因此,分别对时空域提出了相应的改进算法.时域通过增加参考帧、运动矢量,改进匹配算法等,提高了运动矢量的搜索精确度和运动剧烈视频帧的错误恢复质量.空域通过自适应的选择加权像素平均插值和方向插值,并改进了方向插值算法,明显提高了视频帧的恢复质量,避免了错误边缘的产生.实验结果表明,改进的时空域错误掩藏算法,不仅提高了方向插值的准确性和宏块匹配的精确度,而且可以减少块效应的出现,从而有效地提高了丢失宏块的恢复质量.     

一种改进的RPS技术对差错重建帧的编码效率测试

在视频压缩标准H．26L平台上改进了单参考帧选择技术（Reference Picture Slection）,实现多参考帧选择技术（Multi—RPS）。并对多个标准序列进行测试。在实验数据的基础上对比分析了基于反馈信道的差错跟踪（ErrorTracking）和单参考帧选择技术（RPS）在编码效率方面的不足,相对于单参考帧选择技术,本方法较大的提高了视频压缩的编码效率。     

基于H．264标准的运动估计参数性能分析

H．264是新一代的视频编码标准，在相同图像质量下，编码比特率比MPEG-2、H．263HLP和MPEG-4ASP分别减少64．46％、48．80％和38．62％，但是H．264编码性能的提升是以计算复杂度的大幅度增加为代价的．在介绍多预测块模式搜索及率失真优化模式选择这2种带来高编码效率的技术的基础上，通过实验研究来分析这2种技术对编码性能的影响．结果表明，这两项技术一般都只能带来编码性能的微略提高，而编码时间即计算复杂度却显著增加．从而为H．264标准在实际视频编码工程应用中的参数选择提供一个重要参考．     

一种CAVLC解码器的研究与实现

熵解码算法性能好坏是H.264视频解码器性能高低的关键因素之一.基于上下文的自适应可变长编码CAVLC是H.264中采用的两种熵编码方案之一,通过对其解码过程的分析,用Verilog HDL实现了CAVLC解码器的硬件设计,用简单的加法操作代替耗时的查表操作,加快了解码速度,并实现仿真验证及综合,可达到1080p(@30Hz)视频的实时解码要求.     

联网监控图像转码平台技术实现

针对当前高速公路联网视频监控中,多种异构图像兼容的瓶颈,设计了基于H.264转码的联网视频监控平台.H.264编码在相同画质下带宽只需要MPEG2编码的1/5,MPEG4编码的1/2.虽然H.264较之传统的编码格式效率高出很多,但后者使用广泛,短期之内无法将其全部取代,而且低带宽所带来的是编码和解码复杂度的提高,传统编码格式与H.264格式的共存和传统编码格式向H.264格式的转码便成为问题的关键.传统编码格式到H.264转码算法可分为级联像素域转码和DCT域转码,级联像素域转码是将出入图像解码至像素域后进行重新编码,转码前后图像编码方式差别较大时,适合采用此算法 DCT域转码是对输入图像进行部分解码,获取其运动矢量,宏块类型等参数后进行宏块编码类型映射,压缩域运动补偿等进而完成转码,转码前后图像编码方式相类似时,适合采用DCT域转码.联网监控平台中转码服务器由接收模块,管理控制模块,核心转码模块和网络发送模块构成,采用DCT域转码算法对输入图像进行转码,转码后数据封装为IP包发送.转码平台测试实验使用的视频采集自江苏省宁连,宁通,通启高速公路视频监控系统,采用DELL490服务器,CPU：IntelCore2 Q6600（1.86GHz）四核,内存：DDR2 667 1GB,结果表明,在25帧/秒条件下,可以同时完成16路CIF或4路D1视频的转码,平台运行至今,工作稳定,图像清晰,实现了区域监控视频的联网.     

用于AVS码流复制控制的数字水印

为应对日益严重的盗版问题,针对AVS视频标准提出了一种基于哥伦布码字调制的码流域水印嵌入算法,实现对视频码流信息的完整性保护并用于复制控制．在AVS码流中,基于码字与待嵌入比特之间的映射规则,采用等码长对码调制算法,调制相应的哥伦布码字实现水印信息的嵌入．信息的嵌入过程中,为了不影响视频重建图像的主客观质量,限制了水印信息的嵌入点,增强了水印信息的隐蔽性．信息的提取过程不需要原始视频内容,也不需完全解码,而只要对码流中的哥伦布码字进行解码即可．实验结果表明,所提出的水印算法在获得较高嵌入率的同时,不改变码流的比特率,基本不影响视频的主客观质量,没有增加大量的运算,复杂度低,速度快,能有效将水印信息嵌入到视频码流中,实现视频数据的复制控制功能．     

一种新的低复杂度监控视频ROI编码方案

在H.264视频编码框架下,针对静止摄像机采集的监控视频的特点,提出并实现了一种基于运动目标检测的感兴趣区域ROI编码方案。该方案以运动目标为ROI编码对象,根据ROI检测结果生成画面分割信息文件,并由此选择各宏块编码模式以及参考帧数量,通过调整相应运动宏块的量化参数值来完成对ROI对象的精细编码,从而达到减少算法复杂度、提高运动目标画面质量的目的。多个标准测试序列的测试表明,与H.264相比,该方案在编码时间上大大缩减,且重建画面的主观评测效果更好。     

喷泉码在多接口无线多媒体传输中的应用

讨论了一种GF(m)随机线性喷泉码及其译码的在线高斯消元算法,分析了其译码开销和译码复杂度,并给出了其参数选取方案。为了论证该方案的有效性,对应用该方案的多接口无线多媒体传输系统进行了测试分析,测试结果表明,该方案的系统传输速率和可靠性都接近最优。     

基于固定增益中继选择技术的无线通信系统

为了提高多输入多输出MIMO中继通信系统的可靠性和有效性,对中继节点采用的相关选择技术的研究很有必要.本文在阐述MIMO通信系统的调制、检测等相关关键技术与固定增益中继选择技术的基础上,创新性地设计了基于MIMO固定增益中继选择技术的无线通信系统,并进行了仿真实验.仿真结果表明:中继选择技术在整体上提高了系统的传输性能,降低了误码率,使通信系统有较强的抗干扰能力.     

Unequal error protection system for robust video transmission

With the development of multimedia communication services, robust video transmission over wireless environment poses many challenges. A new UEP_BTC_STBC_OFDM system is proposed to provide unequal error protection for the source coded video stream in dispersive fading channel. The scheme concatenates the Block Turbo Code （BTC） with the Space-Time Block Code （STBC） for an OFDM system. With the proposed system, both the good error correcting capability of BTC and the concurrent large diversity gain characteristic of STBC can be achieved simultaneously with low encoding and decoding complexity. Furthermore, by combining with the data partition of H. 264 and different BTC codes, this system can guarantee high QoS control of video transmission. Simulation result shows that the proposed system outoerforms other reported schemes and has good performance of video transmission.     

基于HEVC的自适应插值滤波算法

为进一步提高自适应分像素插值算法的视频图像质量,降低计算复杂度,提出一种基于HEVC(high efficiency video coding)的自适应插值滤波算法.该算法首先在新一代视频编码标准H.265/HEVC框架下进行编码,以提高视频编码效率;其次通过滤波器系数对称优化,降低码流所需滤波器系数和解码计算的复杂度.复杂度分析结果表明,与其他算法相比,该算法乘法复杂度最高降低229%,加法复杂度最高降低245%.仿真结果表明,与其他算法相比,该算法对不同分辨率视频序列均具有较好的编码性能及鲁棒性.