基于H.264感兴趣区域平稳视频主观质量的码率控制

为提高低延时低码率条件下的视频质量,提出一种H.264帧层和宏块层的码率控制算法,实现平滑主观质量和平稳缓冲区波动的一种新的权衡。帧层采用比例-积分-微分算法进行帧层码率分配;在宏块层建立一种新的基于运动外推的编码复杂度传播模型,在保证感兴趣区域具有平稳质量的前提下,在感兴趣区域和非感兴趣区域之间进行比特分配;在各区域中,根据编码复杂度传播模型,基于率失真优化选择宏块量化参数。仿真结果表明:和传统JM算法相比,感兴趣区域的质量波动可减少达35.5%～57.1%。该算法在保证较低缓冲区波动的前提下,具有平滑的主观视频质量。     

基于H.264感兴趣区域平稳视频主观质量的码率控制

为提高低延时低码率条件下的视频质量,提出一种H.264帧层和宏块层的码率控制算法,实现平滑主观质量和平稳缓冲区波动的一种新的权衡。帧层采用比例-积分-微分算法进行帧层码率分配;在宏块层建立一种新的基于运动外推的编码复杂度传播模型,在保证感兴趣区域具有平稳质量的前提下,在感兴趣区域和非感兴趣区域之间进行比特分配;在各区域中,根据编码复杂度传播模型,基于率失真优化选择宏块量化参数。仿真结果表明:和传统JM算法相比,感兴趣区域的质量波动可减少达35.5%～57.1%。该算法在保证较低缓冲区波动的前提下,具有平滑的主观视频质量。     

基于混合搜索的匹配跟踪位分配

提出了一种基于混合搜索的匹配跟踪位分配策略,该方法依据人眼高级视觉特性在编码过程中动态确定编码质量优先的区域,并以此作为依据调整原有原子搜索策略,使得原子函数分布集中在感兴趣区域附近,从而改善整个匹配跟踪视频编码器的图像恢复质量.实验结果表明,利用该法所获得的图像恢复质量基本符合人眼的主观判断,而且算法复杂度较低,具有较高实用价值.     

一种针对全景视频编码器的复杂度优化算法

相比于普通平面视频,全景视频能给用户提供更加沉浸式的体验,但其编码复杂度也急剧上升,阻碍了其推广应用。为解决此问题,本文首先结合全景视频纬度特性和帧间相关性构建复杂度预测模型,以更好地分配帧内复杂度资源;其次,构建一个转换模型将编码复杂度转换为时间复杂度,以确保帧内编码时间的稳定性;最后,综合上述两个模型提出一种自适应复杂度优化算法。实验结果表明,本文所提算法能在复杂度与编码质量之间取得更优的平衡,以适应不同应用场景的需求。     

一种基于H.264的快速运动估计算法

在视频编码中,运动估计发挥着相当重要的作用,在很大程度上影响图像精度和压缩比例;同时运动估计也是编码器中复杂度高、运算量特别大的一部分,因此影响了H.264视频编码的实时应用.为了降低计算复杂度并保持图像质量,本文提出了一种整像素运动估计算法.结合UMHexagonS(非对称十字型多层次六边形格点搜索)算法和EPZS(增强的区域搜索)算法的特性,本文算法根据图像的运动类型不同采用不同的模板,同时加入了提前终止技术.实验结果证明该算法与FS(全搜索)、UMHexagonS和EFZS算法相比,在峰值信噪比(PSNR)基本相同的情况下减少了运动估计的时间.     

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.     

基于感兴趣区域的H.265样点自适应补偿算法优化

针对目前H.265环路滤波器样点自适应补偿(sample adaptive offset,SAO)算法复杂度高、计算量大的问题,提出了一种基于人眼感兴趣区域的样点自适应补偿技术.人眼感兴趣区域在视频的空间域对应纹理复杂的区域,在时间域对应运动剧烈的对象.利用图像的时域和空域的二维信息,使用编码单元深度和运动矢量分别检测...     

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.     

基于纹理特性的能量差调制视频水印算法

针对现有视频水印算法复杂度高、鲁棒性差的问题,提出一种基于残差纹理特征的能量差调制视频水印算法. 该算法首先利用视频编码过程得到的残差DCT系数进行区域纹理强度建模,然后依据纹理强度对DCT中高频系数的能量进行自适应调制实现水印的嵌入. 算法在不引入额外复杂计算过程的条件下,针对不同区域自适应地嵌入不同强度的水印信息,保证视频质量的同时提高水印的鲁棒性. 算法以H.264/AVC视频编解码器为测试实例,实验结果表明,本文提出的水印算法在保证视频质量和编码码率的情况下,对重编码、滤波和噪声等攻击具有很好的鲁棒性,水印提取过程满足盲检测应用需求.     

梯度优化的多尺度视频光流估计

提出一种基于梯度优化的不同运动幅度视频图像光流估计的新算法。先用Loggabor滤波器对原视频图像进行相位、尺度滤波,再用所得的特征图像来计算时空梯度,最后根据时空梯度计算光流。该算法模型同时运用由粗到精的图像金字塔方法对视频图像分层处理。理论分析和实验结果表明,该算法适用于大幅度的视频运动光流估计,不仅能得到适合人眼视觉分辨率特性的图像,而且使时空梯度更加优化,光流计算更准确。并且在时间复杂度上与传统光流计算方法相当,在计算精度上优于Horn和Schunck、段先华等人提出的算法。     

一种面向新型视频编码器的快速算法

为降低多功能视频编码标准(VVC)编码的复杂度,提出一种面向VVC的帧内快速编码算法.首先,根据视频内容的时空域相关性,使用反向传播(BP)神经网络对CU的划分深度进行预测;然后,使用统计概率对CU的划分模式进行选择;最后,编码时跳过不必要的划分模式以节省编码时间.实验结果表明,与原始编码器相比,该算法平均可节省59.82%的编码时间,且在同等编码质量情况下比特率的平均增加值(BDBR)仅为2.05%.     

一种差分分布式压缩感知视频编解码器

分析了分布式信源编码理论和分布式压缩感知理论,应用差分编码思想到分布式压缩感知视频编解码器,采用差分联合稀疏模型(DJSM),设计并实现了一种差分分布式压缩感知视频编解码器(DDCS-VC);它具有结构简洁,实现复杂度较低,码流可分级传输等特点,可广泛应用与无线传感网或泛在网络中的多点分布式视频应用场合。     

MPEG-4视频编解码器结构的优化设计

从数据处理、存储器访问以及地址计算等方面详细分析了现有MPEG-4视频编码系统的运算复杂度,并对MPEG-4视频编解码算法的数据处理和数据传输性能进行了分析.在此基础上对MPEG-4视频编解码器的结构进行了优化设计,并给出一个优化后的实时MPEG-4视频编解码系统结构.通过分析发现:利用软件实现该结构下的MEPG-4编解码能有效的利用计算资源,达到提高系统性能的目的.     

双域无参考视频质量评价算法

为了提高视频质量评价的精确度,降低计算复杂度,提出了一种双域无参考视频质量评价算法.在压缩域,利用从码流中提取的编码信息,结合视频内容复杂度来计算视频相似度;在像素域,结合人类视觉系统的特性,通过块效应和模糊效应评估来计算视频失真度;最后,综合视频相似度和失真度得出视频客观质量.文中选用LIVE Video QualityDatabase对算法效果进行了评估,结果表明:该算法的预测精确性和单调性分别达到0.801 3和0.786 1,优于全部10种对比的视频客观质量评价方法;同时,该算法具有较低的计算复杂度,可以满足实时应用要求.     

无线环境下的视频加密问题研究

首先分析无线环境下三种典型视频应用的特点,然后按照应用层和网络层两个方面,回顾了当今各种数字视频加密算法的研究成果,首次分析了无线环境下视频内容加密难点并给出相应解决措施,最后展望了未来无线环境下视频内容加密的研究方向.研究表明随着硬件技术的发展,加密计算复杂度不再是主要问题.对于基于非可伸缩编码,无线视频加密需要进一步研究如何优化网络传输性能的问题;对于基于可伸缩编码,需要考虑编码效率和图像质量之间平衡的问题.     

一种自适应最大相关性数字图像插值算法

提出了一种基于图像多方向最大相关性的数字图像插值算法．数字图像插值过程中不可避免会产生图像细节模糊和边缘锯齿化．同时在处理视频信号时要求有较低复杂度以满足实时信号处理．针对以上问题和要求．本根据图像空域内邻近像素点多个方向的内容相关性和几何相似性．得到一种基于图像最大相关性的自适应优化插值算法．该算法能有效解决插值后图像的锯齿效应及边缘模糊等问题．实验结果表明．该方法插值后的图像信噪比性能明显优于双线性方法．插值倍率较小时接近两次立方法．随着插值倍率增大性能也优于两次立方法．且计算量不大．经适当改进后可以用于实时视频信号处理．     

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．     

一种新的自适应图像组结构算法

运动补偿时域滤波(MCTF)将若干连续的视频帧组成一个图像组进行时域小波分解以获得时域可分级性。与图像组大小固定的结构相比,自适应图像组结构(AGS)提高了编码效率,但实现复杂度也大大增加。提出了一种新的自适应图像组结构(NAGS),利用帧间预测判断视频序列的时域变化特性,并根据视频序列的时域变化特性选择不同的图像组结构。新的自适应图像组结构大大降低了自适应图像组结构的计算复杂度,并解决了自适应图像组结构时延的振荡性问题。实验结果表明,新的自适应图像组结构的编码性能与自适应图像组结构基本一致。