基于综合因子的H.264码率控制算法

针对H.264的JVT-G012算法在帧层对未编码的P帧采用平均分配比特、忽略了图像复杂度和P帧在图像组(Group of pictures,GOP)中的位置对码率控制影响的问题,提出了一种新的H.264码率控制算法,先利用P帧的图像复杂度和P帧在GOP中位置组成的综合因子来调整P帧的目标比特分配,再利用已编码帧的历史信息来调整当前编码帧的量化参数.通过实验表明,与JVT-G012算法相比,本文算法不仅提高了视频图像的质量,尤其是运动剧烈和纹理复杂的视频序列的图像质量,而且使得输出的实际码率更接近目标码率,提高了码率控制的精准性;与已有算法相比,在保持视频图像质量的情况下,进一步提高了码率控制的精准性.     

H.264码率控制算法研究

带宽受限或存储容量受限的条件下,码率控制是影响H.264视频传输的重要因素。码率控制原理就是根据现有的传输条件在GOP层、Frame层和基本单元层分配目标比特数并因此改变量化参数,从而达到控制输出码流的目的。介绍了H.264所使用的两种码率控制算法：基于JVT-G012和基于ρ模型的码率控制算法;在PC平台上对两种算法的性能进行了测试与比较,并分析了它们各自的优劣。     

一种场景自适应的H.264帧层码率控制算法*

在JVT-G012码率控制算法的基础上,提出了一种改进的H.264码率控制算法。首先,利用像素灰度值差值的方法检测场景切换,并对检测到的场景切换进行处理;其次,使用一种新的P帧的比特分配原则,根据P帧在GOP中的位置以及P帧的图像复杂度对P帧进行比特分配。实验结果表明,改进后的码率控制算法能够更加准确地控制输出码率,提高解码图像质量,并能有效地检测与处理场景切换。     

一种H.264帧层码率控制的改进算法

在H.264的现有帧层码率控制算法的基础上,提出了一种新的基于场景切换的码率控制算法。用P帧亮度分量的MAD比率和YUV三分量的均值相对变化的加权和来表示图像的复杂程度,并以此来分配目标码率、调整量化参数,并且编码时利用比特调整因子对分配的目标码率进行修正。在JM10.2平台下的测试结果表明,与JVT-G012中的算法相比,该算法在精确控制码率的同时,图像的视觉质量也得到了提高。     

基于运动检测的H.264码率控制的算法

针对H.264/AVC 经典流控算法JVT-G012对运动剧烈图像流控效率的不足,提出了一种基于图像运动剧烈程度的流控算法。对运动剧烈的图像,在同一复杂度区域内,用前一帧实际编码码率与目标码率的差值调整当前帧目标码率,并且编码时利用最小率失真模式的原始帧和重建帧的SAD估计MAD值,根据二次模型估计量化参数优化拉格朗日参数。仿真试验证明与JVT-G012以及Jiang等对H.264AVC的改进的码率控制算法相比,在运动剧烈或者场景切换时,虽然码率比JVT-G012略有增加但低于Jiang等的改进算法,并且变化剧烈的视频帧图像信噪比有明显的增加,平均信噪比也得到了提高。     

一种低码率下的新型宏块级码率控制算法

针对H．264编码方案，提出了一种实时的无需二次编码的低码率宏块级码率控制策略。为克服H．264码率控制模型的缺陷，首先提出了平均像素信息比特（APIB）的概念及其码率控制模型；然后在宏块层，根据各个宏块不同的编码复杂度进行准确的码字分配；接着通过APIB的变化来自适应地更新码率控制模型的系数；最后提出了完整的基于宏块的码率控制算法，并将其在JVT的JM85平台上实现。试验结果表明，与H．264中的码率控制算法JVT-G012相比，该算法不仅在控制精度上平均提高了0．171kbps，而且峰值信噪比平均提高了0．227dB，同时还较好地控制了输出码率和峰值信噪比的波动。     

一种面向H.264/AVC的帧层码率控制算法

分析了H.264/AVC编码后各帧质量波动大的原因，提出基于反馈原理的帧层码率控制算法——RCBF。该算法在保证缓冲区不上溢和下溢的前提下，按照帧复杂度来分配目标比特数，减少因为目标比特数与帧复杂度不一致引起的编码质量波动。同时根据反馈原理，参考前面帧的分配误差调整分配的目标比特数，使帧层码率控制更加准确。实验结果表明，RCBF算法的峰值信噪比PSNR值波动与JM10.2下的码率控制算法JVT-G012相比明显减小，同时平均PSNR值和控制精度也有提高。     

基于H.264码率控制算法的研究与改进

基于对H.264码率控制算法的研究,考虑到图像中各宏块之间的差异,提出了宏块级的码率控制算法。实验结果表明,与JVT-G012提案相比,该方法在准确控制码率的同时,图像的视觉质量也得到了提高。     

视频图像复杂度估计的H.264/AVC码率控制

为了在相对有限的传输比特率下获得最佳的视觉质量,严格地保证编码比特流满足带宽和假设参考解码缓冲区的限制,码率控制成为视频图像压缩技术中重要的一部分。根据指数型率失真模型,调和平均数预测当前帧的图像复杂度,提出了一种新的H.264/AVC码率控制改进算法。实验数据表明,调和平均数方法相比于线性预测方法更为有效和准确。相比于JVT-G012码率控制算法,新算法获得了较高的比特预测精度,具备更优的缓冲区控制能力,以及更好的视觉质量。     

基于起始量化参数预测的码率控制优化算法

为了提高H.264/AVC中码率控制算法起始量化参数预测的准确性,提出了一种起始量化参数的预测算法.通过分析视频图像编码前的参数信息和Ⅰ帧复杂度的特征量,提出了初始量化参数(QPo)预测模型,并根据前一帧组的实际码率和量化参数对当前帧组(GOP)量化参数的影响,提出了一种新的帧组起始量化参数(QPst)预测模型,然后用提出模型对现有算法进行改进.实验结果表明,该算法能更为准确的预测起始量化参数,在低比特率情况下,对于视频图像的码率控制精度和率失真优化效果较H.264/AVC参考软件中所使用的JVT-G012码率控制算法有所提高,而且可以获得较高的平均峰值信噪比(PSNR)和稳定的重建图像质量.     

一种基于嵌入式零树小波的图像编码算法

在分析嵌入式零树小波图像编码算法的基础上,针对零树小波算法的不足之处,实现了一种改进的零树编码算法,主要包括:单独编码低频子带系数和不重复编码重要系数。改进算法充分利用了小波的特点,同时避免了重要系数进行重复编码,实验证明该算法优于嵌入式零树小波算法。     

一种格式兼容的JPEG彩色图像自适应加密算法

为了保障特殊格式图像的安全应用,需要针对其特点,深入研究与其格式兼容的图像加密算法。通过集成 JPEG压缩标准与自适应加密思想,提出了具有格式兼容特性的JPEG彩色图像自适应加密算法。该算法分别选取JPEG压缩过程中的直流系数和按曲折排序的前16个交流系数构造出对应的系数矩阵。在自适应加密框架下,利用混沌产生随机密钥流,实现对系数矩阵和直流系数符号的加密,保证密文图像不会泄露明文色彩信息。仿真实验和分析证明,该算法加密效果良好,对压缩效果影响很小,且具有格式兼容性和足够的安全性。     

基于字典学习的卫星图像压缩算法研究

针对卫星图像的特点及当前卫星图像在传输和存储上面临的问题,提出了一种基于稀疏表示的卫星图像二级无损压缩算法。通过传输稀疏表示后的稀疏系数来代替图像本身的传输,完成对卫星图像的第一级压缩;对非零稀疏系数先作预处理后实现聚类,然后依据聚类索引对原始非零稀疏系数的位置排序;最后对处理后的非零稀疏系数和位置数据分块,并利用改进的自适应哈夫曼算法对非零稀疏系数的数据块编码,利用差分编码和改进的自适应哈夫曼算法对位置数据块编码,完成对图像数据的第二级压缩。实验结果表明,与传统算法相比,所提算法具有明显优势,改进算法的压缩率是传统算法的1/3~1/2,且可同时实现卫星图像的高倍无损压缩与高分辨率重建。     

基于Contourlet域隐马尔可夫树模型的图像融合

基于Contourlet域的隐马尔可夫树模型能反映不同尺度系数之间、不同方向系数之间的相关性,基于此,提出了一种基于Contourlet域隐马尔可夫树模型的图像融合算法。对源图像进行Contourlet变换,并针对高频子带系数建模并训练得到每一系数的后验概率;利用该后验概率指导高频系数融合的规则,对边缘和背景区域进行不同的融合处理,以尽可能保留原始图像的重要特征;进行Contourlet反变换得到最终融合结果。针对多聚焦图像进行了融合实验,采用联合熵、熵、相关系数、清晰度等指标对融合效果进行评价,实验表明了该算法优于基于Contourlet域的常规融合算法以及小波域隐马尔可夫树融合算法。     

基于多尺度小波变换的高斯混合模型SAR图像去噪

针对合成孔径雷达图像斑点噪声去除问题,提出了一种滤波算法。该算法根据SAR图像小波系数分布的特点,采用高斯混合模型对其进行精确拟舍,并用贝叶斯估计来恢复原图。为了有效地克服对数图像均值不为零对小波滤波的影响,在多尺度小波变换前先对取对数后的图像作了归一化处理。仿真实验结果表明,该方法克服了常用的小波阈值去噪只有一个阈值的缺点,可在去除噪声的同时有效保留图像的边缘细节。     

基于小波变换的工业内窥镜图像融合算法

针对工业内窥镜使用场所特殊而存在采集的图像效果不佳的问题,提出了一种基于多尺度小波变换和不同融合算子的图像融合算法。首先对源图像进行小波变换,然后对代表近似信息的低频系数采用简单的平均算法融合,对代表细节信息的高频系数采用基于区域方差的动态加权平均算法融合,最后对处理的低频和高频系数进行小波逆变换得到融合图像。实验结果表明,与其它几种算法比较,该算法得到的图像参数较好,提高了图像处理效果。     

一种自适应盲灰度水印算法

本文提出了一种基于余数条件稳定性的自适应盲水印算法，并将DC和AC系数结合进行水印的嵌入。使用余数设置的方法在四个系数中嵌入水印，将它们的余数关联起来。并利用视觉掩蔽效应自适应地选择嵌入强度，使得不可见性和鲁棒性得到很好的折中。通过对系数的重组，对灰度水印权值较高的位（高平面位）进行重点保护，使提取的水印质量得以提高。改进了通常在DC系数中嵌入水印是非盲算法和嵌入容量较小的缺陷，同时避免了DC系数改变过大引起的块效应。实验证明该算法取得了很好的效果。     

适用于移动通信视频点播的感知加密算法

在视频点播(VOD)应用中,为刺激用户购买高质量的视频版本,往往希望播放的加密视频仍可部分感知,这就是所谓的“感知加密”,因此,需要研究特别的加密算法对视频进行加密。针对目前适用于移动通信视频点播的H.264视频感知加密算法较为缺乏的问题,提出了一种基于祖冲之(ZUC)算法和压缩感知(CS)的视频加密算法。首先利用ZUC构建随机测量矩阵,之后利用测量矩阵对量化后的离散余弦变换(DCT)系数进行测量,并将测量值作为新的量化后的DCT系数进行编码,使新的系数与原始系数不同,从而实现加密。最后定义了良好的感知加密算法应具备的特征。实验结果表明,该算法对视频的压缩码率影响较小,具有较低的时间复杂度,并且算法对密钥变化敏感,有较好的感知安全性。     

基于子带四叉树合并的图像位平面编码

利用图像经过小波变换后系数的分布特点，能够有效地进行图像编码。为了充分利用小波系数的带内相关性和带间相关性，提出了一种有效的位平面编码算法。该算法将各个子带四叉树合并成一棵扫描树，然后再根据扫描树提供的扫描信息进行位平面编码。该算法能够有效地对纹理丰富的图像区域进行编码，比EZW和SPIHT算法具有更好的编码效果。除此之外，该算法还具有实现简单、执行速度快和消耗存储空间资源少等特点，降低了硬件实现的难度，具有很强的实用性。     

一种具有PID结构的动态矩阵控制

动态矩阵控制（DMC）是基于对象阶跃响应的一种预测控制算法，它具有结构清晰、算法简单、对模型失配适应能力强等优点，适用于纯时滞，开环渐近稳定的线性对象，是一种成功而有效的控制算法。但DMC的输出动态特性受其参数的影响，目前，对DMC参数的选取一般都是采用试凑结合仿真的方法，费时又费力，从而给设计者造成很大的困难。该文提出了一种对DMC的改进方法——DMPIDC，使PID参数整定方法与动态矩阵控制结合起来．用整定出的PID参数作为DMPIDC的加权系数，保证了良好的输出动态特性，仿真结果表明这种方法是可行的。