分布式视频编码在视频压缩和容错视频传输中的应用

本文阐述了分布式视频编码的理论基础,即Slepian-Wolf无损源编码理论和Wyner-Ziv有损源编码理论.介绍了分布式视频编码技术在视频压缩及容错视频传输中的应用,并对其中关键技术的最新研究进展进行了综述.最后给出了结论及今后的研究方向.     

分布式视频编码中相关噪声模型优化算法

在分布式视频编码中,准确的相关噪声模型(correlaiton noise model,CNM)是影响系统的关键因素。通过研究变换域中WZ帧与相应边信息的残差系数的分布关系,发现实际的残差分布与拉普拉斯分布模型存在一定的偏差。通过分析相关噪声模型的特性,提出相关改进算法。即根据残差系数的大小与实际概率置信度的关系,采用不同的分布参数,使得改进后的拉普拉分布模型更接近实际的残差分布。实验结果表明,该优化算法有效提高了系统的率失真性能,不仅降低了系统解码的码率,同时提升了最小均方误差(minimun mean square error,MMSE)重建的质量。     

基于MapReduce的分布式期望最大化算法

利用MapReduce编程模型的简化性和期望最大化算法(Expectation maximization,EM)的高精度、恒收敛性,提出了一种对数据集规模无限制的数据处理算法;并通过对高斯混合模型的参数估计进行算法性能的测试。结果表明,算法能改善传统EM算法在处理大规模数据集时效率低的缺点,具有较好的加速比及可扩展性。     

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.     

分布式视频编码

随着网络的发展和无线视频的应用,分布式视频编码(DVC)理论越来越受到大家的重视.本文主要介绍了分布式视频编码的理论基础及其应用方法,并简要介绍了目前该领域的研究方向和成果.     

基于小波变换的分布式视频编码改进方案研究

针对以小波变换为基础的分布式视频编码架构,提出若干改进思路.首先引入整数小波简化算法,提升编码端效率.其次,为了节省信道带宽,首次提出高频边信息直接填充方法.最后,采用传统编码领域的分级传输思想适应不同的传输带宽.仿真结果表明,该方案在降低传输码率的同时,保证了良好的视频传输质量.     

像素域分布式视频编码双向运动补偿重建算法

为提高分布式视频编码系统解码视频的主客观质量,提出了像素域双向运动补偿重建算法(BMCR).该算法充分考虑了视频中帧内和帧间的相关性,对于边信息落在译码符号对应量化区间内的像素,直接用边信息值进行重建;对于边信息落在译码符号对应量化区间外的像素,利用结合量化区间的双向运动补偿得到合理的重建值.实验结果表明,在Wyner...     

基于PCA稀疏描述的分布式视频编码

在研究视频信号的非局部稀疏模型的基础上,提出了一种适合分布式视频编码的视频信号稀疏描述算法.在解码端,对非关键帧解码时,首先由已重建的关键帧生成边信息SI,然后在这两帧中寻找非关键帧当前块的L个相似块,作为一个类,最后利用这个类生成PCA子字典,并将所有块的子字典集合起来构成非关键帧的字典,进行视频重建.通过与典型的信号稀疏描述方法进行对比,实验结果显示,重建的PSNR值平均提高2 dB,主观视觉质量也有较大的提高.     

基于块的分布式视频编码边信息生成技术

为了提高分布式视频编码中由运动补偿帧内插技术生成的边信息的质量,提出一种基于块的边信息生成方案.首先在编码端进行模式决策,将WZ帧中的宏块分为WZ模式和帧内/WZ模式;然后对WZ模式的宏块采用运动补偿帧内插技术生成边信息,而对于帧内/WZ模式宏块,编码端先将低质量的帧内块传送到译码端,再通过运动补偿质量增强技术来辅助生...     

基于高斯混合模型的视频对象分割算法

针对应用高斯混合模型（GMM）进行视频建模与分割时的模型选择及参数估计初值选择的难点，提出了一种基于GMM的视频对象分割算法．首先进行特征提取，在特征矢量中引入加权运动信息，可根据不同需要选择合理的加权系数，然后通过分割投影进行模型选择及期望最大化（EM）算法的参数初始化并估计参数，这种初值选择方案使得EM算法的初值和真实值较接近，加快了迭代运算的收敛速度，从而提高了视频对象的分割速度，最后对特征矢量进行聚类分割．仿真实验表明，在保持良好分割效果的同时，所提算法的运算速度约为常规方案的76％，并且具有良好的稳定性．     

基于期望极大化算法的转弯机动目标跟踪

针对目标做转弯机动时产生的运动模式的不确定性问题，提出了基于期望极大化（EM）算法的转弯机动目标跟踪算法，采用转弯速率来描述目标的转弯机动，并将转弯速率作为待估量，用EM算法对转弯速率序列进行估计，从而获得对目标状态的精确估计．最后，给出了该算法的批处理形式和递推形式．新算法有效地提高了目标的跟踪精度．Monte—Carlo仿真表明，与标准的交互式多模型算法相比，批处理EM算法使目标的位置和速度的跟踪精度提高了70％以上，当转弯速率处于稳态时，递推EM算法使目标的位置和速度的跟踪精度提高了20％以上．     

基于期望最大化加速算法的正交频分复用信道估计

针对基于期望最大化（EM）迭代算法的正更频分多路复用（OFDM）信道估计方法复杂度高、收敛慢，严重制约OFDM的传输速率的缺陷，提出了一种基于EM加速算法的OFDM信道估计方法．该方法基于拟牛顿加速算法，并结合一种带调整参数的Broyden对称秩1校正公式来实现，具有二次收敛性，提高了EM的计算速度，降低了计算复杂度．仿真结果表明，相比于空间选择期望最大算法，在性能损失只有0．1dB的情况下，EM算法的复杂度得到很大的降低，且其计算速度可提高十几倍．     

无线网络中自适应阵列处理算法的性能比较

信道间干扰是无线局域网在标准制定和实用中较重要的问题,如使用OFDM技术的高速率无线局域网标准802.11a,工作在国家信息基础设施频段5GHz(许多国家无需频段许可),因此,可能出现多个用户使用相同子载波连接接入点。该类系统中,选用最大似然法进行参数估计是最优的,但计算复杂度大;选用次优但低复杂度的期望极大法作参数估计更具实用价值。在多用户使用同一载波接入时,实际仿真证实了期望极大算法可有效地抵抗信道间干扰。     

一种基于信息最大准则的盲源分离新算法

提出了一种基于信息最大准则的盲源分离新算法。新算法在当前时刻的系数更新时充分利用先前迭代过程的信息 ,并在每一步迭代时归一化权系数矩阵。仿真表明 ,新算法应用于盲图像信号分离时得到了很好的分离效果。     

一种基于信息最大化的时延混合盲分离算法

Bell和Sejnowski提出了一种基于信息最大化的方法能够分离瞬时混合信号,一般称之为传统的信息最大化方法.本文对传统的信息最大化方法进行了扩展,使之能够适用于更普遍存在的时延混合情况,并给出了一个能够处理时延混合信号的网络结构.通过最大化网络传输的信息量,本文推导出了网络中的时延和权的自适应方程.     

一种基于降采样的块匹配三步搜索改进算法

在视频图像处理中,运动估计对于提高视频信号去隔行和降噪的效果具有举足轻重的作用,是整个运动补偿视频图像处理算法的关键部分.在视频处理芯片的硬件实现中,运动估计的性能和算法复杂度直接决定了芯片的速度、面积和功耗;同时,运动估计在视频图像编码中也同样决定了整个编码算法的效率.在新三步算法的基础上权衡运动估计算法的性能和运算复杂度,提出了一种块内降采样的搜索算法(down-sampled diamond NTSS,DSD-NTSS).该算法利用图像的局部相似性特征,对搜索块的内部像素采用交叉采样方式做块匹配的运算以降低算法复杂度.仿真结果表明,在保证了同等的图像处理质量的情况下,该算法与新三步法相比运算量降低了一半左右;而与全搜索、菱形搜索、三步搜索等其他快速算法相比,该算法在性能和算法复杂度上的综合表现更为优秀.     

基于Gabor字典的低速率视频编码

针对匹配跟踪冗余信号分解的视频编码器搜索最佳匹配误差结构的原子函数时,实现所需运算量复杂的问题.提出基于可分离Gabor字典的匹配跟踪算法,利用一种改进的最佳时频原子搜索策略,使实现算法的计算量显著下降.实验结果表明,在保持原有编码性能的基础上,该算法在视频编码应用中有效地降低了算法复杂度.     

基于LDPC的分布式信源编码算法

分布式信源编码是一种新的编码方式,它实现相关信源的独立编码和联合解码。在保证解码输出质量的基础上有效降低信源编码复杂度。本文提出了一种基于LDPC的分布式信源编码算法,该算法针对高斯信源,基于陪集分割原理,采用LDPC码来实现。实验结果表明：相对于采用网格码和Turbo码实现的分布式信源编码,该算法直观简单且更具良好的性能。