码书排序对快速码字搜索算法性能影响的分析

矢量量化快速码字搜索算法中,为了有效地减小搜索范围,必须对原始码书按一定的准则进行重新排序。对现存的两类快速码字搜索算法进行了总结,其中一类是码书按1维顺序关系排序,另一类是码书按2维相邻关系排序。通过实验给出了两类算法的搜索范围和编码时间,并进行了比较和分析,进而提出了在实际编码时如何更好地使用这两种排序关系的准则。     

等和值块扩展最近邻矢量量化码字搜索算法

论文提出一种等和值块扩展最近邻矢量量化码字搜索算法。该算法将码书按和值大小排序分块,并将每一块中间或中间附近的码字的和值作为本码书块的特征和值。编码时,查找与输入矢量和值距离最近的码书块并作为初始匹配码书块。然后在该码书块附近上下扩展搜索相邻码书块中距输入矢量最近的码字。该算法具有无复杂运算的特点,易于VLSI技术实现。仿真结果表明,该算法是一种有效的码字搜索算法。     

矢量量化中码书旋转压缩的研究

普通码书中的码字之间在不同的方向上具有很大的相关性,存在大量的数据冗余。提出了将码书中的码字旋转压缩的理论。该理论是将各个码字按四个方向垂直旋转后进行相似性检查。如果旋转后的码字其中一个方向上与前面的码字存在相似,则将该码字删除,从而达到压缩的目的。编码时将压缩后的码书旋转恢复后进行编码,从而大幅降低了需要存储的码字数量。同时给出了一种将现有1 024阶16维码书旋转压缩成256阶16维的方法,并对该方法得到的码书性能进行了仿真验证。实验结果表明使用压缩后的码书在硬件实现时与普通的矢量量化码书相比减少了75%的存储空间和输入带宽,而PSNR平均只降低0.28 dB。     

基于最小生成树的图数据库索引算法

对复杂数据进行图模式建模近几年越来越流行,因此,在查询执行的优化过程中图索引技术变得至关重要.研究了图模式的索引问题,并且提出了一种近似的索引方法,称为MSTA方法.MSTA方法利用最小生成树结构作为索引特征,依据最小生成树边序列的包含关系和基于最大公共子图的图距离度量,将最小生成树组织到一个称为MST树的索引结构中.MST树索引结构可以高效地支持多种查询,例如子图查询.MSTA方法具备高效的索引性能.在索引大小和索引建立时间方面,传统方法是MSTA方法的数十倍,甚至上百倍.MSTA方法虽然不能返回完整结果,但是可以返回经图距离度量排序最好的部分结果.     

基于CUDA的并行K-近邻连接算法实现

针对大规模空间数据的K-近邻连接查询问题,设计了一种CUDA编程模型下K-近邻连接算法的并行优化方法。将K-近邻连接算法的并行过程分两个阶段:1)对参与查询的数据集P和Q分别建立R-Tree索引;2)基于R-Tree索引进行KNNJ查询。首先根据结点所在位置划分最小外包框,在CUDA下基于递归网格排序算法创建R-Tree索引。然后在CUDA下基于R-Tree索引进行KNNJ查询,其中涉及并行求距离和并行距离排序两个阶段:求距离阶段利用每一个线程计算任意两点之间的距离,点与点之间距离的求取无依赖并行;排序阶段将快速排序基于CUDA以实现并行化。实验结果表明,随着样本量的不断增大,基于R-Tree索引的并行K-近邻连接算法的优势更加明显,具有高效性和可扩展性。     

基于多哈希算法的大规模图像快速检索方法

哈希技术被视为最有潜力的相似性搜索方法,其可以用于大规模多媒体数据搜索场合。为了解决在大规模图像情况下,数据检索效率低下的问题,提出了一种基于分段哈希码的倒排索引树结构,该索引结构将哈希码进行分段处理,对每段哈希码维护一个倒排索引树结构,并结合高效的布隆过滤器构建哈希索引结构。为了进一步提高检索准确性,设计了一种准确的排序融合算法,对多个哈希算法的排序结果分别构建加权无向图,采用PageRank的思想对基于多个哈希算法的排序列表的融合技术进行了详细的说明。实验结果表明,基于分段哈希码的倒排索引树结构能极大地提升数据的检索速度。此外,相比于传统的单个哈希算法排序技术,基于多个哈希算法的排序列表融合技术的检索准确率优势显著。     

MED算法及其在网页搜索中的应用

针对传统方法不能很好地处理网页中简短域和用户查询之间的相关性排序问题,提出一种改进的编辑距离(MED)排序算法,在编码和计算过程中引入查询词分布的位置、顺序和距离等信息,将查询和简短域之间的相关性问题转化为编码字符串的相似性问题。仿真实验结果表明,与传统的相关性排序算法相比,该算法可以提高网页搜索中简短网页域的相关性排序性能。     

一种基于Hilbert排列码的GIS空间索引方法

分析了基于栅格格网的索引数据结构在空间查询中的重要地位,讨论了基于多维数据一维映射的空间排列的优点,对Morton码、Gray码、Hibert码和Sierpinsky码的空间聚类特征进行了分析和比较,得出了Hilbert码在空间查询中效率最高的结论,考虑到基于特征的GIS数据模型的特点,兼顾内存索引与磁盘索引,提出了基于Hilbert空间排列的点特征二叉平衡排序树动态索引结构和基于角点回溯的线特征索引结构,并对其在GIS空间查询中的应用方法进行了论述。     

降低最大距离测试码输入功耗研究

伪随机测试在数字系统的故障测试中已经得到了多年的应用,但传统的伪随机测试存在着效率比较低的缺陷。针对该缺陷提出了在伪随机测试方法中引入测试码之间距离的概念。根据测试码之间距离越大,能检测到不同故障的数目概率也越大的假设,基于测试码之间距离的随机测试法（简称基于距离测试法）可以生成一组测试码序列。但是由于基于距离测试法所生成的测试码相邻间距离的变大,将造成相邻输入码之间的跳变次数增多,使得输入测试码时所需要的功耗急剧增大。针对该情况,提出对伪随机测试法生成的测试码输入顺序进行重新排序和调整的概念,从而达到降低测试功耗的最终目标。     

粒子群优化算法在图像矢量量化码书设计中的应用

鉴于经典的LBG码书设计算法易陷入局部最优解,首次采用粒子群优化算法来设计图像矢量量化的最优码书,并提出了粒子群矢量量化（PSO-VQ）算法和粒子一致性操作（PCO）。在PSO-VQ算法中,每个粒子表示一个码书,以粒子群进化的方式对初始码书进行迭代而获得最优码书,PCO操作对各初始码书中的码矢量按其灰度均值排序,使不同码书的内部结构基于码矢量灰度均值达到基本一致,确保了结果向全局最优解收敛。实验证明,PSO-VQ算法在解码图像的PSNR值和主观效果上都优于LBG算法,同时拓展了粒子群优化算法的应用领域。     

A novel reversible data hiding scheme by introducing current state codebook and prediction strategy for joint neighboring coding

Reversible data hiding (RDH) in compression domain is an important research issue in the security of digital multimedia. Obtaining a high embedding rate and a low compression rate are the main goals of compression domain RDH. This paper proposes a novel RDH scheme to improve joint neighboring coding (JNC) scheme. In embedding process, the first index SC _1st in current state codebook (SC) and median edge detector (MED) prediction P _med are exploited. These two parameters are employed to replace the right-up and left-up neighboring SMVQ indices, which have lower correlation with the current index. As a result, a more concentrated distribution of difference “d” is obtained. Difference “d” is computed by the difference between the current SMVQ index and its left, upper neighboring indices, P _med and SC _1st after embedding secret bits. The experimental results show that our work achieves the average compression rate of 0.45/0.51/0.57 bpp and the average embedding efficiency of 0.28/0.36/0.43 after embedding 2/3/4 bits secret data into each SMVQ index. As demonstrated in the comparative results, it can be observed that the proposed scheme outperforms the other previous works.

     

Reversible data hiding for VQ indices using hierarchical state codebook mapping

In this paper, we present an approach to efficiently hide sensitive data in vector quantization (VQ) indices and reversibly extract sensitive data from encrypted code stream. The approach uses two patterns to compress VQ indices. When an index is equal to its upper neighbor’s index or left neighbor’s index, it is encoded by the corresponding equivalent index; otherwise, it is encoded by a modified VQ codebook mapping named as hierarchical state codebook mapping (HSCM). In the proposed scheme, the hierarchical state codebook mapping (HSCM) is main coding pattern and it is generated according to the side-match distortion method(SMD). By the above two patterns, the size of original code stream is reduced, and more storage space can be used to embed sensitive data. The experimental results indicated that the proposed scheme can achieve a higher embedding capacity than the previous state-of-the-art VQ-index-based data hiding methods.     

PDVQ图像编码系统的算法研究

PDVQ图像编码系统首先将码书进行方向性分类,把每类方向性码书中的码字按码字和值进行升序排列,并根据EBNNS算法将码书分块。编码时,先根据输入图像块的相关性进行PDVQ编码,然后分析输入图像块的方向性来选择相应的分类子码书,在该子码书中根据输入图像块的和值确定码字搜索范围,最后在确定的搜索范围内搜索最匹配码字。仿真结果表明,该系统集合了动态图像块划分（PDVQ）、基于方向性分类编码和等和值块扩展最近邻码字搜索（EBNNS）三种算法的优点,在保证重建图像质量前提下,缩短了编码时间,并提高了压缩比。     

中值滤波编码算法的设计原理与实现

介绍了一种中值滤波编码快速算法的设计思路、基本运算步骤、算法流程及算法分析．该算法利用数据窗口中元素的位置关系，并考虑了相邻的两个中值滤波窗口内数据元素的相关性，采用编码排序的方法保留前面窗口内数据的编码排序信息，作为后一个窗口内数据排序的参考依据．由此，将传统算法中相邻的两次中值滤波运算合并为一次进行，减少了中值滤波过程中比较运算的次数．该算法可将传统算法的复杂度O(n^2)简化为O(n)．     

基于动态SMVQ的图像压缩算法

SMVQ利用相邻图像块之间的相关性来提高编码图像质量。然而，传统的SMVQ当图像边缘位于当前编码图像块右下角时会出现编码误差，为此，研究并提出了一种改进的SMVQ，新算法利用图像所有图像块之间的相关性对当前编码图像块进行预测。对每一个输入图像块，利用边匹配方法从已编码数据中寻找最近块，并用其对输入图像块进行预测，或产生动态码书。然后利用最近块、动态码书或总码书对输入数据进行编码，扩展了编码搜索范围，提高了图像质量。实验结果表明新算法大大降低了比特速率，而且编码图像有较好的视觉效果。     

矢量量化的初始码书算法

矢量量化的初始码书设计是很重要的,影响或决定着其后码书形成算法的迭代次数和最终的码书质量。针对原有的初始码书算法在性能上随机性强与信源匹配程度不高的问题,提出一种对于训练矢量实施基于分量的和值排序,然后做分离平均的初始码书形成算法。算法使用了矢量的特征量,脱离了对于图像结构因数的依赖,能产生鲁棒性较好的初始码书。实验证明了该方法的有效性,与LBG算法结合可进一步提高码书质量。     

基于码本的多用户有限反馈预编码方法

为改善多用户系统中由有限反馈导致的性能缺失,提出了一种基于码本的预处理有限反馈预编码方法。该方法在接收端根据部分子载波信道信息采用最大信干比准则从预置码本中选取码字反馈给发送端,在发送端根据子载波簇的相关性重构各子载波预编码矩阵,对发送信号进行线性变换以达到容量最优,在接收端利用干扰用户信息对接收阵列信号进行预处理消除部分干扰信息,从而补偿由于有限反馈导致的性能缺失。实验结果表明,所提出的方法在保证反馈链路开销与系统误码性能的情况下,有效地改善了系统吞吐量。     

使用2－范数匹配的快速分形图像编码算法

尽管分形图像压缩在高压缩比时具有高的重建图像质量,但由于它编码过程耗时而未能在图像压缩领域广泛应用。为了提高分形图像编码过程的速度,提出了基于2－范数匹配的快速分形图像编码算法,该算法先把码书里的码块按2－范数大小赋序,然后对每个输入Range块,在赋序码书中寻找与它的2－范数最接近的码块,进而在这个码块的领域内搜索Range块的最佳匹配块。计算机仿真结果显示,在不影响基本分形图像编码算法解码图像质量的情况下,该方案大大加快了它的编码速度。     

主干道动态协调控制技术

针对主干道信号协调控制问题, 提出一种新的动态分段协调控制技术. 首先分析路段长度、交通密度以及信号周期时间对关联度的影响, 设计了基于分层结构的关联度模糊计算方法和基于关联度的控制子区划分方法; 然后提出一种子区协调控制算法, 根据一段时间内交通流信息计算子区公共信号周期、上下行相位差和各路口的绿信比. 实际应用表明, 该控制技术能有效降低主干道交通流平均旅行时间和平均停车率, 效果令人满意.

     

A Scalable Parallel Approach to Vector Quantization

Vector quantization is a popular data compression technique due to its theoretical advantage over scalar quantization which enables exploitation of the dependencies between neighboring samples. However, the complexity of the encoding process imposes certain limitations on the size of the codebook population and/or the dimensions of the processed blocks. In this paper, we show that this complexity can be conveniently distributed as subcodebooks over general purpose MIMD parallel processors, to provide almost linearly scalable throughput and flexible configurability. A particular advantage of this approach is that it makes feasible the use of higher dimensional image blocks and/or larger codebooks, leading to improved coding performance with no penalty in execution speed compared with the original sequential implementation. As an example, we show that an implementation with 12 transputers using 8 × 8 blocks and 4096 codebook entries reduces the bit-rate by a factor of 2.625 and runs faster than a sequential implementation based upon 4 / 4 blocks and 256 codebook entries, while producing a similar PSNR.