视频编码去像虚块的运动补偿新算法

超低码率视频压缩边界上出现的明显的不连续灰度即像虚块，影响了视频序列的压缩上界，限制了它的应用范围。为减轻或消除像虚块的影响，本文针对运动视频图像的特点，在经典的去块滤波算法基础上，对编码器结构和滤波特性加以改进。算法中使用了重叠运动补偿和方向滤波联合处理的方法，操作简捷，移植性好。理论分析和试验仿真都证明了本文方法能够获得比标准算法更好的重建结果。     

基于场景切换的H.264码率控制技术

在H.264/AVC编码器中,由于采用了固定长度的图像组(GOP)结构,不能有效地处理视频序列中的场景切换,导致场景切换帧后续各帧编码质量严重下降。为了有效解决该问题,提出了一种自适应的码率控制算法,通过场景切换的快速检测方法检测视频序列中的场景切换,在场景切换帧处终止当前GOP并对GOP层的码率分配算法做出修正。仿真结果表明:采用该算法可以有效地降低场景切换对后续帧编码质量的影响,而且合理地分配码率资源,提高了整个视频序列的编码质量。在相同码率条件下,整体编码质量可以提高0.3-0.5dB。     

基于场景切换的H.264码率控制技术

在H.264/AVC编码器中,由于采用了固定长度的图像组(GOP)结构,不能有效地处理视频序列中的场景切换,导致场景切换帧后续各帧编码质量严重下降。为了有效解决该问题,提出一种自适应的码率控制算法,通过场景切换的快速检测方法检测视频序列中的场景切换,在场景切换帧处终止当前GOP并对GOP层的码率分配算法做出修正。仿真结果表明:采用该算法可以有效地降低场景切换对后续帧编码质量的影响,而且合理地分配码率资源,提高了整个视频序列的编码质量。在相同码率条件下,整体编码质量可以提高0.3~0.5 dB。     

一种基于运动检测的码率控制算法

运动检测和码率控制是面向监控的视频编码器重要的组成模块.传统视频编码器需要增加大量额外的存储器和电路完成以运动检测功能,且码率控制算法也比较复杂.为解决这两个问题,提出了一种基于运动检测的码率控制算法.在视频编码器的传统架构上,以较少的硬件消耗实现了运动检测,并以上述运动检测为基础实现了视频向量的复杂度分析和码率控制.实验结果证明,相对于传统算法,现提出的算法以较少的硬件消耗完成了运动检测和码率控制, 大幅降低了码率控制算法的计算量,达到了很好的效果,并对多种视频制式有较好的兼容性.     

H.264中基于编码模式的自适应重叠块运动补偿

为进一步提高视频压缩效率,该文将重叠块运动预测补偿与H.264视频编码框架中的可变大小块运动预测相结合,根据不同块的编码模式,自适应调整重叠块运动补偿的加权系数。实验结果表明,该文提出的基于编码模式的自适应重叠块运动补偿对于较复杂的序列,在较高目标码率下,最大编码增益可达0.21dB,显著提高了H.264的编码效率。     

视频通信中基于场景切换检测的H.264帧层码率控制

H.264采用的码率控制算法JVT-G012在信道带宽和压缩后图像质量之间取得了不错的平衡.然而,由于没有考虑到场景切换,在JVT-G012控制下包含场景切换的视频序列压缩后的视频质量往往有较大波动.为应对视频通信中可能出现的场景切换,提出了一种新颖的基于场景切换检测的H.264帧层码率控制算法.首先,提出了一种基于宏块级亮度直方图差异的场景切换检测方法.然后,使用结合跳帧控制的可变长GOP处理检测到的场景切换.仿真结果显示,和JVT-G012相比,所提码率控制算法能够有效应对视频序列中可能出现的场景切换,在同等码率下显著提高整个序列的平均PSNR,并且保持了较低的编码器缓冲区占用度.     

运动惯性信息在视频编解码中的应用

为了改善视频编解码器的性能,提出了一种惯性预补偿技术,可以跟踪由物体运动惯性引起的视频序列在时域上的相关性。借助这种技术,为视频编码器的运动估计单元寻找到相当精确的初始运动矢量,给运动补偿结果带来近1dB的增益。同时,结合简单的前背景分割,这种预补偿技术可以使解码端在仅使用块运动矢量的情况下得到比传统帧插值技术更平滑的重建效果,有效地提高了视频回放的帧率。H.263编解码器的实验表明:上述方法可以提高视频编解码器的实际性能。     

基于提升技术的三维小波视频时域滤波方案设计

提出了一种新的三维小波视频时域滤波方案,通过小波提升技术实现运动补偿时域滤波,编码效率因为自适应滤波方式和子像素运动补偿的使用而大大提高;实验结果证明,该方案能较为有效地提高时域滤波后零系数的个数,为后面的熵编码中实现较高的压缩率提供了可能.     

视频三维小波分解系数的统计分析

运动补偿的3D小波变换的模型已经成为视频处理系统的热点.视频序列经过时间分解和空间分解,生成不同的小波子带,小波子带分成时间和空间上相互不重叠的编码块独立编码.使用两种拟合优度方法.即KS和χ2,研究视频序列的亮度分量的编码块小波系数分布情况.实验结果表明,认为高通帧的编码块小波系数近似符合广义高斯分布是合理的.这样的认识对于率失真模型的建立和码率优化分配具有重要的作用,最终确保编码器具有更好的编码效率.     

视频通信中基于场景切换检测的H．264帧层码率控散

H．264采用的码率控制算法JVT-G012在信道带宽和压缩后图像质量之间取得了不错的平衡。然而,由于没有考虑到场景切换,在JVT-G012控制下包含场景切换的视频序列压缩后的视频质量往往有较大波动。为应对视频通信中可能出现的场景切换,提出了一种新颖的基于场景切换检测的H．264帧层码率控制算法。首先,提出了一种基于宏块级亮度直方图差异的场景切换检测方法。然后,使用结合跳帧控制的可变长GOP处理检测到的场景切换。仿真结果显示,和JVT-G012相比,所提码率控制算法能够有效应对视频序列中可能出现的场景切换,在同等码率下显著提高整个序列的平均PSNR,并且保持了较低的编码器缓冲区占用度。     

数字视频时域和时-空域去噪方法研究

视频去噪的目的是将原始视频从观测到的含噪视频中还原出来.通过详细说明视频图像序列在时域和时-空域的滤波方法,更加清楚地认识到视频图像序列的本质.同时也详细研究其中的一些算法.最后对数字视频去噪处理提出了自己的一些想法,对去噪效果和算法进行了横向比较.     

面向H.264的快速运动估计算法

最新的H.264视频编码标准的性能比先前的相关标准有很大的提高.但增加了编码器的复杂度.尤其是使用穷举搜索算法的时候,运动估计和模式判定占用相当多的编码时间,从而降低了编码器的速度.该文提出了一种面向 H.264 的快速整像素运动估计算法-UCMRGS算法.该算法使用多分辨率网格搜索策略,结合运动矢量预测和非对称交叉搜索,有效地降低了运动估计的计算量,同时保证非常好的视频质量.实验结果表明,该文提出的快速运动估计算法,可以大大提高MPEG-4 AVC/H.264编码器的运行速度,相比穷举运动搜索算法视频质量没有下降.     

一种基于互信息量的自适应快速视频编解码方案

为了对不同运动剧烈程度的视频序列提出一种重构质量高并且快速的自适应编码算法,引入视频序列的互信息量(mutual information,MI).利用视频序列帧间的互信息量自适应地调整运动向量估计和运动向量多重估计的门限值(absolute error,AE).通过大量的统计得出了互信息量与高通帧方差之间的关系,利用方差作为反馈进一步调整AE,从而实现了一种自适应快速算法.利用此算法同时达到了控制编码复杂度和重构视频质量的目的.实验数据表明,此种算法编码时间比传统运动补偿时域滤波(motion compensated temporal filtering,MCTF)结构缩短约15%,而重构视频的质量几乎没有下降.     

基于AHB总线的3级流水线H.264编码器设计

由于H.264编码器计算量非常大,为了降低编码器运行速度,使用了3级流水线,采用AHB作为总线接口.为了获得比较大的压缩率和编码质量,支持I帧、P帧,CABAC/CAVLC,16×16和8×8块的运动估计,支持最大分辨率为720×576.CIF Foreman视频序列的压缩平均码率为320 kbps左右,平均运行速度50 MHz,D1电影视频序列平均压缩码率为1.0 Mbps左右,平均运行速度为100 MHz.     

使用前景/背景区域率失真特性的码率控制方法

为提高视频编码器码率控制的性能,根据视频内容将视频帧划分成包含主要运动物体的前景区域和相对静止背景的背景区域,分析各区域的率失真特性,提出一种适用于H.264/AVC编码器的基于区域的宏块层码率控制方法. 比特分配中,根据宏块的区域信息确定加权因子,自适应地为重要宏块分配较大的目标比特预算. 不同区域使用对应参数的二次模型确定宏块量化参数(quantization parameter,QP),并以已编码宏块的QP为参考调整计算所得QP,以降低前景与背景区域间、相邻宏块间的编码质量波动. 宏块编码结束后,根据实际编码信息更新各区域的码率控制参数. 实验测试表明,提出方法能够有效降低实际码率与目标码率之间的相对偏差,提高编码效率和解码恢复视频的主观质量。     

H.264中基于编码模式的自适应重叠块运动补偿

为进一步提高视频压缩效率,将重叠块运动预测补偿与H.264视频编码框架中的可变大小块运动预测相结合,根据不同块的编码模式,自适应调整重叠块运动补偿的加权系数。实验结果表明,所提出的基于编码模式的自适应重叠块运动补偿对于较复杂的序列,在较高目标码率下,最大编码增益可达0.21 dB,显著提高了H.264的编码效率。     

聚束SAR模式下ω-k和PFA算法的比较

研究波数域算法(ω-k)和极坐标形式算法(PFA)两种聚束SAR成像算法,并对其进行了定性比较分析.将SAR回波信号的预处理分为时域去调频处理和频域匹配滤波处理,给出了与此相应的两种算法的不同实现形式,并对其信号模型和成像原理进行了比较,从残留视频相位(RVP)、算法的近似和假设以及插值等角度分析比较了这两种算法的性能.比较结果表明,去调频信号预处理方法极大地降低了信号处理量,但是存在残留视频相位(RVP);匹配滤波预处理不存在RVP,但计算量可观.     

聚束SAR模式下ω-k和PFA算法的比较

研究波数域算法(ω-k)和极坐标形式算法(PFA)两种聚束SAR成像算法,并对其进行了定性比较分析.将SAR回波信号的预处理分为时域去调频处理和频域匹配滤波处理,给出了与此相应的两种算法的不同实现形式,并对其信号模型和成像原理进行了比较,从残留视频相位(RVP)、算法的近似和假设以及插值等角度分析比较了这两种算法的性能.比较结果表明,去调频信号预处理方法极大地降低了信号处理量,但是存在残留视频相位(RVP);匹配滤波预处理不存在RVP,但计算量可观.     

空时自适应混合高斯模型复杂背景运动目标检测

为克服传统基于单像素建模方法存在的缺陷,解决复杂背景下的运动目标检测问题,将视频图像序列的空间信息引入背景建模过程中,研究了邻域更新、二维联合直方图信息熵判别、空时平滑等方法.采用引导滤波方法对视频图像进行预处理,以消除图像噪声,并保留图像中目标的边缘信息,给出了算法处理流程和实现步骤.在不同的评测数据库及现实捕获的视频图像上进行了定性及定量实验,结果表明,本文提出的算法在目标检测准确度和完整性等指标上优于传统的同类型算法,为复杂背景环境下的运动目标检测提供了一种新的解决方法.      

并行视频序列MPEG-2编码的优化联合码率控制

针对数字电视广播以及视频点播(VOD)应用环境中的多路视频节目并行编码传输，提出了一种优化的联合分层码率控制模型。该模型吸取了基于TM5码率控制策略中采用全局图像编码复杂度的统计测度，在GOP(Group of Pictures)结构中建立多路视频序列并行图像合帧的统计编码复杂度测度；根据变换编码器的信源模型和各序列图像帧平均量化误差的码字预测，在图像层进行并行序列的联合码率分配。实验结果表明，各路视频节目图像质量趋于一致。