Adaptive deinterlacing algorithm based on motion compensation

Keywords:de interlace,adaptivemotionestimation,Kalmanfilter,motioncompensation.1.INTRODUCTION Inthecurrentworldwidetelevisionsystems,inter lacedscanningtechniqueisadoptedtoreducethe bandwidthofthevideosignals.Butamajordrawback oftheinterlacingonthecurrentbrighthigh resolu tiondisplaysisthelineflickerandjaggedeffectsof movingedges.Thus,manyde interlacingalgorithms havebeenproposedtoreducethoseartifacts.Theex istingalgorithmscanbeclassifiedintointra field,and inter fieldtechniques[1].Intra…     

基于小波域的运动估计方法的实现

基于块匹配的运动估计是降低视频序列图像帧间冗余度的一项关键技术,但巨大的运动估值运算量和块效应制约了它的实际应用。在小波域中,根据子图像之间的相关性,可以由对最低频子图像作运动估计获得的位移矢量去预测其余子图像的位移矢量,提高了检测精度并减少了运算量和块效应,实验结果证明了这种方案的有效性。     

基于图切割的快速运动分割方法

基于图切割的图像分割是近几年发展的一项新技术,但随着图像大小及空间维数的增加,图切割的运算量成为负担。针对运动分割提出了一种快速图切割方法,利用运动分割的特点将差分图像中不变的背景映射为一点或几点,然后参与网络图的构造和图切割的求解,以减少图切割运算量。通过实验将这种快速方法应用于2D图切割和3D图切割,对图像序列的运动目标分别进行了自动分割。实验结果表明,这种快速图切割方法不仅大大地降低了存储消耗,提高了运算速度,而且也获得了良好的分割结果。结果证明这种方法在运动目标的分割中是行之有效的。     

一种新型椭圆曲线密码系统协处理器的VLSI设计

研究了椭圆曲线运算的方法及椭圆曲线密码系统协处理器VLSI实现问题。基于一种新的投影坐标系,给出了求解椭圆曲线点乘运算的点加与倍点算法,提出了一种新的优化存储单元调度方案。根据研究的算法,得到了一种新型的协处理器VLSI结构。仿真结果表明,在50MHz时钟下,点乘运算速度为平均155次/秒。     

一种新的基于粒子群算法的DOA跟踪方法

针对信号源方向时变情况,分析了样本协方差矩阵的更新,在此基础上提出了一种基于粒子群算法的跟踪方法。该方法直接利用性能优越的最大似然估计器,避免了子空间跟踪类方法需要不断重复的协方差矩阵分解;同时通过锁定目标、大幅度缩小搜索范围和运用群智能搜索,有效降低了算法的计算量。仿真结果表明,与子空间跟踪类算法相比,该方法具备解相干的能力和较好的跟踪精度,并且能够保证算法的实时性。     

一种高分辨率谱估计与数据外推的快速算法

利用信号频谱幅度分布的先验信息，对短时数据序列信号提出了一种实现高分辨率谱估计和数据序列外推的快速算法。该算法利用了算子矩阵的特殊结构，采用简单、快速的矩阵求逆算法，使算法的运算量和数据存储容量大幅度下降。给出了算法在高分辨率谱估计及数据序列外推中的应用实例和仿真结果，证实了该算法的优良性能。     

微弱核四极矩共振信号参数估计新方法

核四极矩共振(nuclear quadrupole resonance, NQR)是一种固态射频谱分析技术,可用于检测高危险爆炸物。然而,核四极矩共振信号本身非常弱,并且易受线圈热噪声和射频干扰的影响,精确估计NQR信号参数成为难题。提出基于改进的快速最大似然估计的残余信号迭代分解算法估计NQR信号参数,该算法将多维搜索问题转化为多个一维搜索,在降低计算复杂度的同时提高了参数估计精度,有效地解决了干扰信号对NQR信号的遮蔽问题。仿真和实测数据的结果证明了该算法的有效性。     

基于深度学习的轻量化目标检测算法

深度卷积神经网络在各个领域都表现出很好的效果, 与之伴随的是庞大的计算量和参数量。针对当前基于深度卷积神经网络的目标检测算法对计算资源需求太大和内存消耗严重的问题, 提出一种高性能轻量化的网络模型。首先将Stem模块和ShuffleNet V2进行融合, 提升网络特征提取能力, 并利用融合后的网络对原始YOLOv5的骨干网络进行重构, 显著降低了网络的计算量和内存占用, 同时, 引入可变形卷积以提升网络的检测性能。道路监控图像和VOC、COCO数据集测试结果表明, 所提出的模型在保持检测精度的前提下, 将参数量和模型尺寸降低了90%, 计算量仅为原始模型的18%, 实现了检测模型的轻量化, 更有助于在计算资源有限和对实时性要求高的场景中部署。     

基扩展模型下基于LSTM神经网络的时变信道预测方法

针对高速移动正交频分复用系统, 提出了一种基扩展模型(basis expansion model, BEM)下基于长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络的时变信道预测方法。为了降低传统BEM的建模误差, 根据高速移动环境中不同列车在相同位置处的无线信道具有强相关性的特点, 首先基于历史时刻的信道状态信息获取最优的基函数, 并利用该基函数对信道进行建模。然后, 通过LSTM神经网络对信道基系数进行线下训练与线上预测来获取未来时刻信道信息, 大大降低了计算复杂度。在线下训练中, 将网络的逼近目标设置为信道估计值, 而不是理想的信道信息, 以增强预测模型的实用性。仿真结果表明, 相比现有方法, 新方法的计算复杂度较低, 且预测精度较高。     

冲击噪声背景下宽频段信号三维参数的估计

提出了一种基于协变异矩阵的宽频段信号频率和二维到达角联合估计的算法。在冲击噪声环境下,该算法能精确地估计宽频段信号的三维参数,无需多维谱峰搜索和参数配对过程。另外,利用L型阵列的分维特点和ESPRIT算法进一步处理,成功地实现了具有频率兼并现象的宽频段信号的三维参数估计。计算机仿真结果验证了算法的有效性。     

基于Metropolis Hastings抽样短采样宽带信号方位估计AML算法

针对短采样宽带信号近似最大似然（approximated maximum likelihood,AML）方位估计计算量大的问题,将马尔科夫链〖CD*2〗蒙特卡罗方法与近似最大似然方位估计相结合,提出一种基于Metropolis Hastings抽样的近似最大似然方位估计方法（AMLMH）。该方法将AML算法的空间谱函数作为信号的概率分布函数,并利用Metropolis Hastings抽样方法从该概率分布函数中抽样。研究结果表明,AMLMH方法不但保持了原近似最大似然方位估计方法的优良性能,而且减小了计算量。     

Fast motion estimation algorithm for H.264/AVC based on centered prediction

H.264/AVC video coding standard can achieve roughly half of the bit-savings over MPEG2 and MPEG4 for a given quality. However, this comes at a cost in considerably increased complexity at the encoder and thus increases the difficulty in hardware implementation. The high redundancy that exists between the successive frames of a video sequence makes it possible to achieve a high data compression ratio. Motion estimation (ME) plays an important role in motion compensated video coding. A fast motion estimation algorithm for H.264/AVC is proposed based on centered prediction, called centered prediction based fast mixed search algorithm (CPFMS). It makes use of the spatial and temporal correlation in motion vector (MV) fields and feature of all-zero blocks to accelerate the searching process. With the initialized searching point prediction, adaptive search window changing and searching direction decision, CPFMS is provided to reduce computation in block-matching process. The experimental results show that the speed of CPFMS is nearly 12 times of FS with a negligible peak signal-noise ratio (PSNR) loss. Also, the efficiency of CPFMS outperforms some popular fast algorithms such as hybrid unsymmetrical cross multi-hexagongrid search and a novel multidirectional gradient descent search evidently.     

基于SVM的跳帧转码快速帧间编码算法

为降低H.264跳帧转码运算复杂度,在帧间模式选择中引入支持向量机(support vector machine, SVM)技术,提出一种SKIP模式提前判决算法,具体讨论了关键的特征向量与核函数的选择方法。同时,利用宏块时域相关性缩减预测模式数量,实现率失真优化提前终止。其次,通过定义宏块运动程度参数,针对不同运动程度的视频序列自适应地选择运动矢量合成算法和运动搜索策略,有效减少在已获得最佳运动矢量后仍进行运动搜索的运算冗余。实验证明,此算法极大降低了算法复杂度（平均84%）的同时保证了较高的视频质量,与现有算法相比,具有更强的鲁棒性和更广泛的适用性。     

带振荡策略的启发式算法求解一类新型分配问题

提出了一种新型的分配问题,该问题来源于钢铁企业中的板坯优化管理.与一般分配问题相比,该问题在将物品分配给背包时,除了需满足背包的容量限制外,还需满足流向限制.此问题可归结为 一般分配问题,因此为NP难问题.针对该问题,提出了带有振荡策略和长期表的启发式算法求解.振荡策略使局部搜索算法在可行区域和不可行区域间振荡,以获得更好的近优解;其次,在算法中引入了禁忌搜索的长期表,根据频率鼓励物品的多样性移动,提高算法的分散搜索能力.为验证算法有效性, 对随机产生的23种规模的数据进行了实验.实验结果表明：对于小规模数据,算法结果与最优解的最大偏差为0.55{\%};在大规模情况下,算法能在快速的时间内获得问题的近优解.     

基于视觉序列图像的月球车自运动估计技术

月球车视觉所获得的环境信息是月球车进行导航的重要信息来源，给出了一套利用月球车立体视觉系统所获得的序列图像来估计月球车运动参数的定位方案，并重点解决了后期的定位问题。该方案首先通过特征提取、特征跟踪与特征匹配等图像处理环节建立运动估计所需要的特征匹配点集，然后针对运动参数估计这一难点，利用鲁棒运动估计方法有效消除匹配特征点集中的误匹配，并初步估计月球车运动参数，以此为迭代初值利用Levenberg-Marquardt非线性估计算法精确估计月球车运动参数，最后通过建立运动估计仿真器验证了该运动估计方案的有效性。     

机载双通道SAR地面慢速运动目标参数估计方法

针对机载双通道合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统中运动目标参数估计,提出了一种利用目标相位历程拟合目标运动参数的方法,包括距离向速度、方位向速度、距离向加速度和方位向加速度估计。对于高信杂噪比目标,直接利用通道之间的相位关系推导了目标运动参数估计的解析表达式;对于低信杂噪比目标,杂波抑制后,利用目标真实合成孔径时间与目标方位向运动参数的关系结合相位历程一起进行参数估计。该方法只对目标相位进行拟合,计算量低,易于工程运用。仿真与实测数据验证了该方法的有效性。     

A hypersonic target coherent integration detection algorithm based on Doppler feedback

The traversal search of multi-dimensional parameter during the process of hypersonic target echo signal coherent integration,leads to the problem of large amounts of calculation and poor real-time performance.In view of these problems,a modified polynomial Radon-polynomial Fourier transform(MPRPFT)hypersonic target coherent integration detection algorithm based on Doppler feedback is proposed in this paper.Firstly,the Doppler estimation value of the target is obtained by using the target point information obtained by subsequent non-coherent integration detection.Then,the feedback adjustment of the coherent integration process is performed by using the acquired target Doppler estimation value.Finally,the coherent integration is completed after adjusting the search interval of compensation.The simulation results show that the algorithm can effectively reduce the computational complexity and improve the real-time performance on the basis of the effective coherent integration of hypersonic target echo signals.     

基于HEVC的亚像素运动估计快速算法

利用在亚像素搜索区域内误差匹配函数以单峰曲面分布的特点,提出了一种改进的亚像素的快速搜索算法。根据整像素搜索的结果建立5点的误差曲面模型,估计1/2像素最佳点的位置,并确定1/2像素点搜索范围和搜索模板;再根据1/2像素搜索结果确定1/4像素点的搜索方式,完成亚像素搜索。实验表明,算法在峰值信噪比平均下降0.043 dB的条件下,减少了亚像素搜索部分近60%的计算量,在保证重建图像的主观质量和客观质量的同时,提高了编码效率。     

宽频段相干信号多维参数联合估计算法

基于非均匀的L型阵列,提出了一种宽频段相干信号频率、二维到达角和极化参数联合估计的算法———JTSS算法。该算法能精确地估计具有相同数字频率的相干信号的多维参数,无需多维谱峰搜索,具有计算量小,参数自动配对的优点。另外,在JTSS算法的基础上,利用阵列的分维特点进一步处理,成功地实现了具有频率兼并现象的宽频段相干信号的多维参数估计。该算法能够并行实现以进一步增强其实时性。计算机仿真结果验证了算法的有效性。     

一种新的H.264基本单元码率控制方法

通过对H.264码率控制原理的分析,提出一种基于峰值信噪比(peak signal noise ratio,PSNR)的图像复杂度估计方法,与平均绝对差值(mean absolute difference,MAD)联合估计基本单元编码复杂度,使基本单元目标比特分配更精确。考虑到MAD线性预测模型计算复杂度高的缺点,利用图像的空间和时间相关性,提出一种加权预测模型的基本单元MAD预测方法,省略参数更新过程以减少计算量。仿真结果表明,提出的加权模型与线性模型预测精度基本相当;所提方法在精确分配目标比特和控制码率的同时,与JM9.6相比,可以令PSNR更为平滑,且平均性能提高0.2 dB。