面向H.264SVC空域-时域可伸缩编码的码率分配算法

提出一种面向H.264 SVC空域时域可伸缩编码的码率分配算法。通过对SVC编码过程的分析,设计了一个两阶段基于模型的码率分配算法框架。在每一阶段中沿空域或时域可伸缩性方向上,码率分配问题都被描述为一个优化问题进行求解。在充分挖掘层次间相关性的基础上,提出空域、时域视频层的失真和码率模型。利用所得到的率失真模型,使用拉格朗日乘数法,求取该分配问题的最优数值解。实验结果表明,新的率失真模型所提供的高效码率分配算法,大幅度提高了现有参考代码JSVM的性能,其编码效率平均增益达1.22 dB。     

考虑全帧间参考依赖性的监控视频高效视频编码码率控制算法

针对高效视频编码(HEVC)标准中的码率控制算法在计算目标码率分配权重时未考虑帧间参考依赖性、编码效率低的问题,提出了一种面向监控视频考虑全帧间参考依赖性的HEVC图像级码率控制算法。调研了HEVC低时延结构中编码帧与其所有帧间参考帧之间的参考依赖关系,在此基础上构建了适用于监控视频的考虑全帧间参考依赖性的失真模型。利用构建的失真模型,基于拉格朗日率失真优化理论,建立了拉格朗日率失真代价函数。求解此代价函数,获得每幅图像对应的优化的目标码率分配权重,提出了适用于监控视频的图像级码率控制算法。实验结果表明,与HEVC测试模型HM中使用的平均比率目标码率分配权重的码率控制算法相比,所提算法可以获得更加准确的码率估计,并且所提算法的德尔塔码率(ΔR)可平均降低9.54%。     

一种基于H.264/AVC的宏块级码率控制优化算法

为了在网络带宽和延迟的限制条件下获得持续稳定的视频编码质量,提出一种优化的宏块级码率控制算法。这种算法基于平均绝对误差(mean absolute difference,MAD)线性预测模型和二元率失真模型,充分利用视频序列的时空相关性,有效降低了MAD预测复杂度和目标位率与实际位率的误匹配率。大量实验结果表明,与JM8.6中的码率控制算法相比,提出的算法大大降低了编码时间,能够实现位优化分配和输出码率的精确控制。     

一种基于H.264/AVC的宏块级码率控制优化算法

为了在网络带宽和延迟的限制条件下获得持续稳定的视频编码质量,提出一种优化的宏块级码率控制算法.这种算法基于平均绝对误差(mean absolute difference,MAD)线性预测模型和二元率失真模型,充分利用视频序列的时空相关性,有效降低了MAD预测复杂度和目标位率与实际位率的误匹配率.大量实验结果表明,与JM8.6中的码率控制算法相比,提出的算法大大降低了编码时间,能够实现位优化分配和输出码率的精确控制.     

面向应用层QoS的实时视频优化码率控制

基于传统视频信源编码在应用层QoS的联合信源信道优化，研究了信源编码和信道编码之间合理分配带宽以及信道与信源联合编码下的有效码率控制问题．依据视频编码的实时可变帧率下的VBR视频网络传输信道模型，提出了网络接入带宽统计复用基础上的优化信道码率分配；根据信道传输失真，推导出基于图像帧的全局信源信道联合失真估算递归模型，按照模型运算率失真优化下的跳帧参数和帧内宏块刷新率，实现整体的图像编码质量优化控制．相对于普遍采用的基于宏块的局部优化控制策略，所提出的优化码率控制策略能获取更一致的图像质量和更高的性能增益．     

高效视频编码中帧内码率控制改进算法

针对失真漂移现象造成码率拉格朗日因子(R-λ)模型编码效率低的问题,提出一种考虑区域间失真关联性的高效视频编码(HEVC)帧内码率控制改进算法。首先根据帧内预测编码原理,对编码区域间的失真关联性进行分析,得到漂移的失真、当前失真与总失真之间的关系;然后利用编码像素值、参考像素值和参考像素重构值,准确地预测出漂移的失真值;最后结合传统的R-λ模型,获取基于失真漂移的拉格朗日因子λ,继而建立更准确的R-λ模型。实验结果表明,与原始的帧内码率控制算法相比,在相同的码率下所提算法可将编码码率平均降低1.7%,重构视频的峰值信噪比平均提高0.1 dB,证明所提算法的编码效率得到提升,且编码时间增幅非常小。     

基于预测的JPEG2000码率控制算法

在低码率下JPEG2000的压缩后率失真最优化算法(PCRD-opt)在运算量和存储量上冗余较大。针对这一问题,该文提出一种基于预测的码率控制算法。该算法通过对目标码率所对应的率失真斜率进行预测,提前截断块编码,避免不必要的编码扫描过程,从而有效降低了运算量和存储量,同时保持图像的质量。在目标码率为0.1 bit/像素时,与PCRD-opt相比,本算法Tier-1层块编码部分的运算时间和存储空间各减少了大约90%,而峰值信噪比(PSNR)基本没有降低。     

基于小波包变换的混合域声音编码

研究了小波包变换在声音编码中的应用,通过利用小波包变换在时域和频域都具有良好局部性的特点,提出了一种新的中低码率混合域声音编码算法。这是一种可调码率算法,它根据输入信号段的特性来进行变换和编码,使得编码过程可以同时在时域、频域以及从时域向频域过渡的任一时频域中进行,从而使编码算法不仅在量化编码阶段,而且在变换阶段就对输入信号具有自适应性。其编码效果比在单一固定时频域中进行变换与编码有较大改善,有助于和高码率的声音编码算法相接轨。     

一种改进的HEVC编码单元划分方法

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测中的率失真优化(RDO)算法计算复杂度高的问题,该文提出了一种基于统计学的率失真优化的改进方法。通过对不同量化参数的率失真代价概率分布图产生的阈值进行统计,得到最大编码单元(LCU)划分过程中不同深度的阈值方程,并利用该阈值提前终止编码单元的划分从而达到降低计算复杂度的目的。实验表明该文所提出的改进方法与HEVC的测试模型HM10.0相比,在保证视频质量和码率基本不变的前提下(码率仅增加了0.5%,Y-PSNR只降低了0.019d B),减少了26.7%的编码时间,提高了编码效率。     

基于运动估计的H.264/AVC BU层码率控制算法

为解决H.264/AVC视频编码标准中码率预测不准确的问题,基于JM80提出了一种改进的BU层码率控制算法.该算法假设编码复杂度均匀分布在图像宏块的每个点上,根据宏块运动矢量预测出下一帧的编码复杂度,进而预测出宏块的量化步长和输出比特数的关系,因而比JM80采用的模型更直接和准确.该算法同时采用基于Lagrange乘子法的率失真最优准则的比特分配策略.仿真结果显示出经该算法控制后的输出码率非常接近目标码率,且和JM80中方法相比,对所有测试序列都有明显的峰值信噪比(PSNR)增益.     

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.     

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．     

MPEG-4码率控制方案的改进研究

针对低码率、低时延视频通信中MPEG-4 Q2码率控制方案导致的图像质量波动问题,利用拉格朗日乘子法,提出了一个率失真优化的目标比特估计算法(LAG-BA),根据前一帧图像的编码信息和虚拟缓存器状态预测当前帧的目标比特数.LAG-BA不但降低了连续图像质量变化的幅度,而且保证了算法与输入图像内容的自适应性.针对LAG-BA的误差累积效应,根据最小二乘支持向量机的原理,进一步提出了一个考虑到多个相关图像编码信息的目标比特估计算法(LSSVM-BA),并用LAG-BA和LSSVM-BA取代MPEG-4 Q2方案中的比特分配算法设计了两个改进的MPEG-4 Q2方案.实验结果表明,与原始的MPEG-4 Q2方案相比,两种改进的MPEG-4 Q2方案不但取得了更加平稳的图像质量,而且分别使编码的峰值信噪比提高了0.12 dB和0.44 dB.     

低复杂度的MIMO-OFDM系统自适应调制方案

以最小化发射总功率为目标,提出了一种低复杂度的MIMO-OFDM无线通信系统的自适应调制方案.在发射端,基于已知信道状态信息,应用奇异值分解将空分复用信道转化为并行的子信道,并将表征信道增益的信道矩阵特征值用于子信道自适应调制优化设计中.针对MQAM调制,采用变步长的贪婪算法得到优化的子信道比特加载及功率分配方案.仿真结果表明,所提出的简化算法与一种近似最优的自适应调制算法性能接近,但复杂度降低了30%以上.     

一种提高低信噪比OFDM系统频谱效率的资源分配算法

为了提高OFDM系统在平均信噪比较低条件下的系统性能,提出一种新的资源分配算法.首先将子载波数作为参变量优化系统容量,分析子载波选择对系统容量的影响,计算使系统容量最优的子载波数,并且考虑系统对误比特率的限制,确定子载波的选择准则.然后,在选定的子载波上进行自适应调制,通过信道容量的近似计算为各子载波初始分配比特数,能加快收敛速度,有效降低等功率OFDM系统资源分配算法的复杂度.仿真结果表明,在接收端获得完美和非完美信道增益信息条件下,所提出的资源分配算法都可提高自适应调制OFDM系统在低信噪比条件下的系统性能.     

小波包基多载波系统无线分级图像的传输

研究了一种基于小波包变换的多载波系统无线分级图像传输的新方法．该方法信源采用基于小波变换的SPIHT编码，信道部分采用小波包基多载波调制，并将SPIHT输出码流分成重要性不同的若干层，然后引入一种联合信源信道的自适应子载波、比特和功率的分配算法，实现对不同SPIHT层的不等错误保护，在总发送功率一定并满足各层QoS要求的条件下，使各层的比特速率达到最大．在上述方法中．对重要层加以高级别的信道保护，得到了更好的传输效果．仿真结果表明：在低信噪比下，系统采用上述自适应算法比不采用该算法的峰值信噪比要高出10dB以上；在同等条件下，基于小波包变换的多载波系统的图像传输性能也好于基于傅里叶变换的正交频分复用多载波系统．     

多用户OFDM系统中的快速自适应分配策略

将自适应技术应用于多用户正交频分复用(OFDM)系统,能够提高频谱利用率,降低系统发射功率,从而使系统的整体性能达到最优．文中给出了多径频率选择性衰落信道下多用户OFDM系统中自适应比特和功率分配的数学模型,提出了一种次优快速自适应分配算法,根据信道特性的瞬时估计值,自适应地为各用户分配子信道和比特,在给定误码率的条件下使总的发送功率最小、仿真结果表明,该算法计算简单,优化效率高,可以达到接近理论上的最优水平．     

多中继放大转发协同通信系统功率分配方法

功率分配一直是无线通信系统中的一项最主要的关键技术,研究如何提高能量利用率对无线通信系统有重大意义.针对多中继放大转发协同通信系统,提出一种新型的功率分配方法,以最小化发送功率为目标,将模拟退火(simulated annealing,SA)算法应用于求功率分配因子.仿真结果表明,该方法在误码率性能和系统容量方面都明显优于等功率分配方法.在给定误码率情况下,该方法能够节省发送功率。     

一种用于两跳中继网络的节能调度方案

针对两跳OFDMA中继蜂窝网络,提出一种节能比例公平调度方案.根据不同业务类型的时延需求和单位比特能耗等QoS参数来设计业务调度优先级因子,并给出一种高效的资源分配方案.数值仿真结果表明,本文给出的调度方案在保证不同类型业务QoS需求的同时,能有效降低系统能耗,提高系统吞吐量.     

基于小波变换的图像空间可分级压缩编码算法

图像压缩算法如EZW和SPTHT都具有较高的压缩率,为了能使图像压缩编码算法同时具有较高的压缩率和良好的压缩性能,就SPIHT的算法进行分析,得出结论:随码率的增大,基础层所占的比率越来越低,同时,对包含边缘较多的图像,其基础层码率所占的比率也较低