基于H.264的自适应可伸缩编码研究

为了更好地适应网络及终端的多样性,本文针对基于H.264的可伸缩编码,提出了一种基于运动区域的自适应可伸缩编码的优化方案.该方案根据基本层的运动信息及编码模式自动提取图像的运动感兴趣区域,并以独立片的形式对其进行时间,空间和质量上的可伸缩编码,实现选择性增强.实验结果表明,该方案不仅能大幅降低编码复杂度,而且使增强层码流集中包含运动区域信息,从而提高运动区域的重建质量及整幅图像的主观质量.     

一种室内视频监控图像序列编码方法

在实际高分辨率室内视频监控中,运动物体构成了视频监控的主要内容.本文基于感兴趣区域的检测与恢复,提出了一种高分辨率室内视频监控图像序列的编码新方法,通过对象提取实现基本层和ROI层双层码流传输,其中基本层实现低分辨率图像内容传输,而ROI层用以进行高分辨率图像恢复.新方法有效地降低了视频编码计算复杂度、提高了编码效率.     

区域渐近增强与感受野结合的多核近似学习网

为充分提取图像中可辨识信息、提高分类正确率,提出多核近似学习网,该网络主要由2部分构成。在特征提取部分,利用二维高斯分布对原始图像进行区域渐进增强,局部感受野和全局感受野被用于充分提取原始图像和区域渐进增强图像中的局部和全局特征,并将其串联以组成代表图像的特征向量。在分类部分,提出多核近似算法,将近似核映射编码出的低秩特征矩阵作为网络的隐藏层,以求解网络的输出权重。为验证该网络的有效性,利用USPS、MNIST和NORB数据集进行实验,实验证明所提出的多核近似学习网能够在局部感受野极端学习机的基础上进一步提取出特征信息,有效提高了分类正确率。     

视频图像的压缩传输技术研究

视频图像信号是信息间传递的主要内容之一。介绍视频图像信号的数字压缩传输技术,讨论几种压缩编码方法,给出基于MPEG-2编码的视频图像传输方案,论述JPEG2000编码系统总体流程,并对JPEG2000中感兴趣区域(ROI)算法对视频图像进行压缩的相关技术进行研究。     

支持ROI优先编码策略的自适应码率控制算法

在低码率视频通信中,感兴趣区(ROI)优先编码策略有助于图像主观质量的提高。本文提出了一种简单有效的ROI提取方法,并根据图像复杂度和运动信息给ROI和非感兴趣区(NROI)分别分配码流。对于ROI的编码范畴,文中推导出了高低码率的判断准则,使算法可以自适应地选择码率模型,减少了码率控制误差。另外,本文采用的宏块层编码顺序方案提高了图像的客观质量。实验结果表明,与TMN7和TMN8的算法相比,本文算法能将码率更稳定地控制在目标码率附近,减少了跳帧;图像的客观和主观质量都有了明显的提高。     

嵌入掩膜的SPIHT任意形状ROI编码

感兴趣区域(ROI)编码可以在低码率条件下获得高质量的局部感兴趣区域,或在图像渐进传输中使感兴趣区域获得优先传输.本文在分析了当前各类ROI编码方法的基础上,基于SPIHT算法提出了一种支持多个任意形状感兴趣区域并生成可任意截断码流的ROI编码算法.该算法在SPIHT算法中嵌入了重要系数的ROI掩膜信息,使编码器同步地进行图像和ROI形状的编码,使得生成的码流具有任意可截断的特性.文中还就图像ROI编码的质量评价指标进行了讨论,并给出了一种充分考虑ROI和背景的重要性与面积比例差别的图像质量评价指标,称为重要性.面积加权峰值信噪比(WPSNR).实验结果表明,该算法支持有损到无损的多个任意形状ROI的图像编码,而且ROI优先级可调,能够生成具有嵌入式可截断性质的码流,在任意地方截断仍能保证解码器所需的图像信息和ROI掩膜信息,且计算复杂度和SPIHT相当,压缩效果高于BbB移位算法.适用于低码率应用或感兴趣优先渐进传输的应用.     

简支板振动无线主动控制及驱动器优化布置研究

推导光电层合简支板结构动力学方程及模态控制方程,以规格化后模态控制力指数作为遗传算法的适应度函数,基于二进制编码的遗传算法对用于简支板振动控制的单对、双对光致伸缩驱动器布局进行优化,计算机仿真结果表明优化后的驱动器布局方案可有效提高板结构振动控制的有效性。在此基础上进一步对板结构多模态振动控制进行探讨,提出适用于板结构多模态振动控制的驱动器布局优化方法及振动控制方案,仿真算例表明该方法可有效地对简支板前二阶模态进行振动无线控制。     

采用小波与ALCT的分层图像编码算法

针对纹理较丰富的图像提出了一种分层编码算法。该算法将图像划分成平滑层和纹理层,基于小波变换和自适应局部余弦变换(ALCT)分别编码。为提高平滑层小波零树编码的效率,本算法先对原图像进行恰当的平滑运算,然后再进行小波变换,从而增加零系数的个数。第二层利用改进的折叠运算和快速 DCT 实现残差纹理图像的 ALCT,并且提出了一种 ALCT 系数的重组方案,进而实现了重组系数的嵌入式编码。实验结果表明,本算法在未进行算术编码的情况下,与小波零树 SPIHT 算法相比,峰值信噪比(PSNR)提高了 0.4dB,并在重建图像中更好地保留了原图像的纹理特征。     

基于二项式R-D模型的多视点视频码率控制算法

针对目前尚未深入研究多视点视频编码(MVC)码率控制的状况,在分析现有视频码率控制中率失真模型的不足和多视点视频编码的特点的基础上,提出了一种基于二次率失真(R-D)模型的多视点视频编码码率控制算法。该算法的核心是先根据视差预测和运动预测的结构关系,将所有图像分成6种类型的编码帧,并改进二项式率失真模型,然后根据已编码信息进行视点间、帧层、基本单元层比特分配与码率控制。实验仿真结果表明,与目前采用固定量化参数的JVT的MVC相比,该算法能够有效地控制多视点视频编码的码率,同时保持高效的编码效率。     

基于云模型编码算法的图像消噪研究

为了提高图像消噪的质量,采用云模型编码算法.首先通过正态云发生器产生云滴;接着正云滴映射为图像中大于平均灰度的像素,负云滴映射为图像中小于平均灰度的像素,不同云滴的编码则表示不同的像素的灰度特征;然后根据编码规则将图像子块分为平滑块和非平滑块,平滑块区域保持其增强质量;最后给出了基于云模型编码算法的图像消噪模型和算法流程.实验仿真显示该文算法对图像消噪效果最好,能以较大概率找到全局最优解.     

飞秒激光烧蚀光斑轮廓提取及其链码描述研究

利用飞秒激光对单晶硅材料烧蚀加工时,在烧蚀过程中会出现等离子体发光现象,为得到其中有价值的加工工艺信息,需要对其进行光斑轮廓信息的提取。该文使用Freeman链码描述光斑轮廓,并使用Huffman编码对图像链码进行压缩,减少图像特征处理计算量。首先,对光斑图像进行增强处理,采用多尺度Retinex增强法突出光斑核心区域的边界特征,使得光斑核心区域的形貌特征便于观察。其次,采用最大类间方差(Ostu)阈值分割方法对光斑核心区域目标的分割提取。最后,采用Canny+Gasussian方法分割光斑图像核心区域的轮廓,提取光斑轮廓的Freeman链码,并用Huffman编码对图像链码进行压缩。使用Huffman编码压缩后的链码串在进行计算时,速度快于直接采用Freeman链码计算时的速度。并且使用Huffman编码压缩后的链码串对图像进行描述时,可有效地减少计算量,节省大量时间。     

基于模糊熵的X射线图像局部对比度拉伸增强算法

在基于X射线的工件缺陷检测中,X射线图像往往存在亮度低、对比度低的问题。传统的局部对比度拉伸方法在增强图像的同时,容易引入噪音和光晕效应。针对此问题,提出了一种基于模糊熵的X射线图像局部对比度拉伸增强算法,该算法通过引入图像模糊熵来控制局部区域的对比度拉伸,使图像均匀区域和边缘区域得到了不同程度的对比度拉伸。实验结果表明,该算法在增强图像细节的同时对噪声和边缘光晕现象进行了削弱,增强了图像的整体质量。     

基于行内MPD极值的自适应灰度编码PDP画质提升方法

为改善动态伪轮廓(DFC)及其引起的灰度级损失,提出一种基于行内运动图像干扰(MPD)极值的自适应子场编码方法.该方法通过计算一行图像内出现的DFC极大值及其位置变化判断图像运动状态,再根据图像不同运动状选择DFC极小的灰度编码.对静态图像采用无灰度级损失的全灰阶编码方式,对动态图像采用DFC极小的关键灰度级编码.该方法的运动状态判断和关键灰度级选择均基于行图像的MPD极值完成,实验结果表明:静态图像显示细节丰富完整,动态图像DFC可减轻30％.     

采用小波与神经网络的高效图像数据压缩方案

通过构造特别的映射、整函数和BP神经网络,获得一套基于神经网络的无损数据压缩方案。由于该方案能压缩已被小波编码压缩过的数据,因此将其嵌套入一好的小波编码系统就可以获得一种基于小波与神经网络的高效图像数据压缩方案。实验证明,该高效方案对于Lenna图像的压缩比为43∶1, 并且恢复的图像有较好的视觉效果。     

基于DWT-SVD的可伸缩图像渐进性水印算法

目的提出基于DWT-SVD的可伸缩图像渐进性水印算法,可用于可伸缩图像的版权保护,对可伸缩图像的安全技术具有重要的意义。方法对载体图像进行三级小波分解,确保能量的集中,减小因攻击对水印信息的影响;对各个小波分解的子带都进行H×H不重复分块,对每个子块进行奇异值分解,并计算第1个奇异值,以便选取合适的嵌入强度,经综合考虑,该算法中嵌入强度选为5;将灰度水印图像进行8个位平面分解,根据重要性降低的次序依次嵌入到载体图像三级小波分解和量化后的重要性排序降低的分辨率子带中。结果压缩比从90~20,随着压缩比的减小,提取灰度水印图像的位平面增加,图像质量不断改善,NC值逐渐增大。当压缩比在70以下时,对最低频子带系数无影响;当压缩比增大至80以上时,对最低频子带信息产生一定的影响,但水印图像依然可以提取。不同攻击和常规的信号处理攻击后各级分辨率均可提取到水印信息,水印质量随着分辨率增加逐渐变好。结论渐进性提取和鲁棒性仿真实验表明该算法能很好地抵抗压缩攻击和剪切攻击,并对常规的信号处理攻击具有很好的鲁棒性。     

一种感兴趣区域防溢出数字水印算法

目的针对工程设计图纸、医学影像等存在大量边缘值像素点的图像在嵌入水印时容易出现像素值溢出的问题,文中提出一种基于感兴趣区域防溢出的水印方案。方法该方案使用改进后的区域生长法分割原始图像得到不规则形状的ROI,再通过填充像素值得到矩形水印嵌入区域,对该区域进行提升小波变换,并经过Arnold置乱,通过对水印嵌入区域的分块和扫描,跳过边缘像素值,使用奇偶映射的方法将制成QR码的水印信息嵌入至宿主图像。结果嵌入水印后图像边缘仍完整,像素值溢出现象得到大大改善,嵌入水印后图像峰值信噪比高于48db,水印不可见性高于一般水印嵌入方案,满足高精度图像对水印不可见度要求,且经过攻击后仍能实现水印的提取。结论该方案充分考虑到含有大面积背景和大量边缘像素值图像的特点,保证认证水印嵌入至图像关键ROI区域,在保证原图质量的基础上实现了防溢出的水印嵌入,经过攻击后提取的水印仍能够读取认证信息,在包装印刷工程中具有实际应用价值。     

一种基于局部极值搜索的快速运动估计算法

为了减少运动估计在图像编码中所占用时间,提出了一种基于局部极值搜索的运动估计算法。首先根据搜索块的大小将搜索区域进行完全分割。然后从搜索原点进行螺旋扫描,确定扫描点所处分割区域的局部极小值位置,与前面极小值进行比较得到现阶段最小值。并根据一系列提前终止条件和标记跳过机制,在全局扫描的同时保持快速性。最后得到所有分割区域的最小值作为全局最小值,并进行步长为1的菱形细化搜索,确定最佳位置。实验表明,与UMH算法相比,该算法可在码率上升最大不超过0.03 kb/s、信噪比下降最大不超过0.005 dB的情况下提高编码速度,特别是对于中高运动复杂度图像的编码速度可比UMH算法提高10%左右,具有应用价值。     

基于遗传算法的层间等级网络编码优化

面向单信源异构信宿网络,研究了层间等级网络编码的编码类型优化。基于遗传算法,提出了一种最优编码类型的快速搜索方案。该方案充分考虑了信源输出链路上进行的层间等级网络编码的编码类型对整个网络传输性能的影响,将网络总吞吐量作为评价编码类型优劣的标准,设计了符合层间等级网络编码本质特性的遗传操作。实验结果表明,与分层组播网络编码和基于现有启发式算法的层间等级网络编码相比,基于本文方案实现的层间等级网络编码能够为单信源异构信宿网络获得更高的网络总吞吐量。     

灵活可变的运动图像的分割算法

运动图像的分割在基于内容的视频编码及视频检索中占有重要的地位。利用运动图像帧中的时空域信息，提出了一种分割运动对象的方法。其最大的特点是灵活性，可以根据序列的实际情况来选择算法。实验证明分割效果较好并节省了处理时间。     

区域特征耦合DS证据理论的图像融合算法

目的提高融合图像视觉质量。方法提出区域多特征与改进的DS证据理论规则的聚焦图像融合算法。首先,引入二代Curvelet变换,对源图像进行分解,获取图像的粗尺度系数、细尺度系数;然后,根据区域中粗尺度系数的绝对值,构造最大值融合规则,完成粗尺度系数的融合;再联合区域方差、信息熵以及区域能量等特征,提取细尺度层的区域特征,并通过定义概率约束条件,改进DS证据理论的融合规则,增强DS合成规则的可信度,对图像的细尺度系数进行有效融合,使得融合图像保留更多的细节信息;最后,通过逆Curvelet变换完成图像的融合。结果与当前的图像融合算法相比,在对聚焦图像融合时,文中算法的融合图像具有更丰富的细节信息,其视觉质量更高,且融合时耗较短。结论所提算法考虑了像素之间的互相关性,进一步优化了图像融合质量,可用于遥感探测与包装印刷检测等领域。