分布式压缩视频编码的帧分类重构方法研究

在很多的应用场景中需要具有低复杂度的视频编码器,新兴的分布式视频编码和压缩感知技术正好适用于这些场景中,因而出现了一种新的视频编码方案——分布式压缩视频编码。在现有的一些分布式压缩视频编码方案中,视频帧在编码端是独立编码,在解码端进行联合解码,具体来说就是关键帧独立解码,非关键帧在由关键帧生成的边信息的帮助下进行解码,这就忽略了非关键帧之间的相关性。本文提出一个新的分布式视频编码方案,将非关键帧分为主非关键帧和次非关键帧,主非关键帧利用关键帧生成地边信息进行解码,而次非关键帧先利用相邻的主非关键帧进行观测值预测,然后再利用关键帧生成的边信息进行解码。实验结果表明,在本文提出的框架下,非关键帧的重构质量提高了有2dB~4dB。      

HEVC压缩域的视频摘要关键帧提取方法

为了提高关键帧提取的准确率，改善视频摘要的质量，提出了一种HEVC压缩域的视频摘要关键帧提取方法。首先，对视频序列进行编解码，在解码中统计HEVC帧内编码PU块的亮度预测模式数目。然后，特征提取是利用统计得到的模式数目构建成模式特征向量，并将其作为视频帧的纹理特征用于关键帧的提取。最后，利用融合迭代自组织数据分析算法(ISODATA）的自适应聚类算法对模式特征向量进行聚类，在聚类结果中选取每个类内中间向量对应的帧作为候选关键帧，并通过相似度对候选关键帧进行再次筛选，剔除冗余帧，得到最终的关键帧。实验结果表明，在Open Video Project数据集上进行的大量实验验证，该方法提取关键帧的精度为79.9%、召回率达到93.6%、F-score为86.2%，有效地改善了视频摘要的质量。      

基于关键帧和小波变换的盲视频水印算法

针对现有视频水印算法在抗几何攻击能力方面的一些不足,提出一种基于关键帧和小波变换的盲视频水印算法.依据视频帧间差欧氏距离提取视频关键帧并分块,结合人类视觉系统特性,从关键帧不同的块中选择亮度敏感性和纹理敏感性最高的块构成三维体块,进行三维小波变换,将置乱的水印图像以不同的嵌入强度嵌入到小波系数的低频区域,利用阈值门限实现水印的盲提取.结果表明,该算法提高了水印嵌入容量,对于针对视频水印的攻击具有较好的不可见性和稳健性.     

基于层修复技术的DVC鲁棒传输框架

针对分布式视频编码(DVC)系统鲁棒传输问题,设计了一种基于层修复的DVC系统传输框架。该传输框架首先对关键帧(K帧)同时采用高效视频编码(HEVC)帧内编码和Wyner-Ziv编码,并将校验信息(Wyner-Ziv码流)作为修复层码流存入缓存中。若当前关键帧有丢失,则向编码端请求该帧对应的层修复码流,在解码端对错误块进行修复,获得关键帧解码质量的提升。同时,研究了层修复码率估计算法,利用已成功解码的位平面辅助完成算法重建。实验结果表明,该传输框架利用关键帧的层修复码流对关键帧失真部分进行了修复,提高了关键帧质量,改善了边信息质量,实现了DVC的鲁棒传输。     

分布式视频编码边信息改进技术

高质量的边信息生成技术是分布式视频编码系统实现高压缩效率的关键所在.提出一种边信息的改进方法,对部分译码的Wyner-Ziv(WZ)帧中运动剧烈的区域进行空域修正,使用相邻关键帧对应块的空间预测值与实际值之间的差值来补偿当前部分译码WZ帧中空间预测的误差.仿真结果表明该方法提升了边信息的质量,进而提高了DVC系统的率失真性能.     

运动补偿预测残差稀疏重构的压缩视频传感

针对低复杂度视频编码需求,基于压缩传感(Compressive Sensing,CS)理论,提出了一种分布式压缩视频传感算法。低复杂度的编码器独立随机投影关键帧和CS帧,采集压缩视频数据;在解码端进行运动补偿预测以利用帧间相关性,对预测残差稀疏重构实现CS帧重建。仿真测试表明,与现有的3种压缩视频传感算法相比,所提算法重建的视频质量更好,适合无线视频监控及无线视频传感网络等应用。     

运动补偿预测残差稀疏重构的分布式压缩视频传感

针对低复杂度视频编码需求,基于压缩传感(CS：Compressive Sensing)理论,提出了一种分布式压缩视频传感算法。低复杂度的编码器独立随机投影关键帧和CS帧,采集压缩视频数据;在解码端进行运动补偿预测以利用帧间相关性,对预测残差稀疏重构实现CS帧重建。仿真测试表明,与现有的三种压缩视频传感算法相比,所提算法重建的视频质量更好,适合无线视频监控及无线视频传感网络等应用。     

一种基于交互信息量的视频摘要生成方法

提出了一种基于交互信息量的视频摘要生成方法。该方法首先使用基于交互信息量的方法进行视频镜头检测,通过对检测到镜头帧的聚类提取镜头候选关键帧。然后对候选关键帧按照相邻帧间交互信息量的比较来提取镜头关键帧,最后将镜头关键帧按时序排列在一起形成视频摘要。试验表明,这种关键帧提取算法是有效的,其建立的视频摘要能较好的反映原视频的内容。     

探讨基于Tsallis熵的视频关键帧提取技术

关键帧是视频中的一组有限数量的帧的子集,一个视频的关键帧序列能够合理地概括该视频信息,从而减少过大的视频数据对生产生活带来的承载负重.本文讨论了基于Tsallis熵的Jensen距离公式——JTD在视频关键帧提取中的应用.根据得到的差异性距离值JTD,首先检查子镜头边界,进而从每个子镜头中抽取一帧作为该镜头的代表帧,最终得到该段视频的关键帧序列.     

图像和视频亮度的自动调整

 对曝光不足的图像和视频进行亮度调整具有重要的理论研究意义和实际应用价值,本文提出一种基于梯度域操作的图像和视频亮度自动调整算法.对于静态图像,算法首先将图像分割为不同的亮度区域;然后分别计算各区域的亮度调整算子;最后通过求解一个梯度约束方程得到结果图像.我们进而将该算法延伸到视频,首先选取若干关键帧并使用上述图像亮度调整算法进行处理;然后对非关键帧进行分割并通过光流算法确定非关键帧上的分割区域与前后关键帧区域的对应关系;最后利用对应关系通过关键帧区域的亮度调整算子以及调整后的亮度指导非关键帧上各区域的亮度调整,并生成结果视频序列.本文算法可以有效处理空间和时间上曝光不足和不均的图像和视频,并能够较好地保持图像、视频的细节纹理信息,实验结果表明了算法的有效性.     

云存储下多用户协同访问控制方案

CP-ABE被认为是云存储下最适合的数据访问控制方法之一,但它仅适合用户分别读取或者分别修改不同数据的情况,而直接应用CP-ABE进行多用户协同数据访问时,会存在修改无序、密文文件大量冗余等问题。多用户协同访问云端数据时,应该在保证机密性、抗共谋的前提下控制合法用户有序地修改同一密文文件,同时云端尽可能减少密文文件副本。针对文件和文件逻辑分块,提出了2个多用户协同访问控制方案MCA-F和MCA-B。MCA-F满足单个数据文件作为最小控制粒度的访问控制需求,该方案采用层次加密结构,云服务器承担部分解密计算,以降低用户解密的计算代价;针对多用户同时写数据的访问控制,提出了对多个用户提交的暂存数据的管理方法。MCA-B用于文件的逻辑分块作为最小控制粒度的访问控制,该方案设计了文件的逻辑分块机制、基于索引矩阵的表示方法,提出了子数据掩码表示方法以描述多个用户对同一文件不同逻辑分块的写权限;MCA-B支持用户集合、文件逻辑分块结构的动态变化,而且数据的拥有者和修改者无需一直在线。与现有的方案相比,所提方案不仅具有云存储下多用户协同写数据的访问控制能力,而且读访问控制的用户端存储量和加解密计算量是较小的。     

A novel selective encryption scheme for H.264/AVC video with improved visual security

As cloud storage becomes more popular, concerns about data leakage have been increasing. Encryption techniques can be used to protect privacy of videos stored in the cloud. However, the recently proposed sketch attack for encrypted H.264/AVC video, which is based on the macroblock bitstream size (MBS), can generate the outline images of both intra-frames and inter-frames from a video encrypted by most existing encryption schemes; thus, the protection of the original video may be considered a failure. In this paper, a novel selective encryption scheme for H.264/AVC video with improved visual security is presented. Two different scrambling strategies that do not destroy the format compatibility are proposed to change the relative positions between macroblocks in intra-frames and inter-frames respectively, which in turn substantially distort the sketched outline images so that they do not disclose meaningful information. Moreover, the sign bits of non-zero DCT coefficients are encrypted to contribute to the visual security of our scheme, and an adaptive encryption key related to the intra prediction mode and the DCT coefficient distribution of each frame is employed to provide further security. The experimental results show that our encryption scheme can achieve a better visual scrambling effect with a small adverse impact on the video file size. Furthermore, the security analysis demonstrates that our scheme can successfully resist the MBS sketch attack compared with other related schemes. The proposed method is also proven secure against some other known attacks.     

视频网格中自适应热度变化的条块化存储

针对在基于内容分发网络(Content Delivery Network,CDN)存储机制的视频网格中,用户申请大量未被存储在边缘服务器上的次热度视频文件所造成的传输延迟问题,提出了自适应热度变化的条块化存储机制。在机制中视频文件根据其热度被分块存储、调度和更新,可增加边缘服务器存储的视频文件数量。仿真模拟的结果表明:机制在保证视频服务质量的同时,可以提高用户在本域边缘服务器获得视频服务的命中率。     

一种新的云存储数据容错存储方式检验方法

云存储中,防止数据丢失的关键是实现文件容错。然而,云存储服务商可能没有提供承诺的容错水平,导致用户蒙受数据丢失和经济损失的双重风险。现有云存储数据容错存储方式检验方法存在服务器预读取欺骗攻击,并且效率低、实用性差,不能达到在一定概率范围内,快速、轻量级地检测出犯规的服务器行为的要求。针对上述问题,该文利用磁盘顺序存取和随机存取的差异性设计了一种远程数据容错存储方式检验方法 随机与顺序访问时间差异化(DRST)方法,其原理是文件块被分散地放在不同磁盘上,读取一个磁盘上顺序存储的文件块比随机读取不同磁盘上的文件块所需的响应时间短。最后,对所提方法进行了严格的理论证明和深入的性能分析,结果表明,所提方法能够快速检验出服务器是否为用户提供了其承诺的容错水平,并且比现有方案更安全,更高效。     

一种提高数字电视节目源利用率的方法

为了充分利用已有的数字电视节目,可以通过录制的方式将其以视频文件的形式保存下来,然后针对每一个视频文件生成相应的索引文件,以方便对指定节目的检索。通过这种方式,不仅可以重复利用已有的节目,而且简化了利用节目的流程。     

基于DSP视频系统的CF卡FAT文件系统设计与实现

设计并实现了基于DSP视频处理系统的CF卡FAT文件系统.该系统能在DM642平台上,以CF卡为存储介质对视频数据进行实时存储,存储格式为FAT16文件系统;并与PC机兼容通过PC机对写入CF卡的视频文件进行各种基本操作.     

Securing Cloud Data Using a Pirate Scheme

Inspired by the approach of smart pirates dealing with their treasures, the paper proposed a scheme to protect the data security and privacy in cloud computing. In the proposed scheme, cloud data will be divided into some sequenced or logical blocks. These data blocks will be distributed among cloud storage service providers. Instead of protecting the data themselves, the proposed scheme protects the mapping of the data elements on each provider. Comprehensive analysis and simulation are designed to verify the proposed scheme, the results show that it is secure for cloud data, and the real implementation on Amazon S3 also indicates that the proposed scheme is feasible and efficient for the cloud data storage.     

云计算关键技术及标准化

分析了云计算关键的技术,包括虚拟化/分布式文件系统/分布式数据库等,介绍了相关云方案实现,并对云计算在IETF/ITU等标准组织的最新研究竞争做了说明。     

Selecting salient frames for spatiotemporal video modeling and segmentation.

We propose a new statistical generative model for spatiotemporal video segmentation. The objective is to partition a video sequence into homogeneous segments that can be used as "building blocks" for semantic video segmentation. The baseline framework is a Gaussian mixture model (GMM)-based video modeling approach that involves a six-dimensional spatiotemporal feature space. Specifically, we introduce the concept of frame saliency to quantify the relevancy of a video frame to the GMM-based spatiotemporal video modeling. This helps us use a small set of salient frames to facilitate the model training by reducing data redundancy and irrelevance. A modified expectation maximization algorithm is developed for simultaneous GMM training and frame saliency estimation, and the frames with the highest saliency values are extracted to refine the GMM estimation for video segmentation. Moreover, it is interesting to find that frame saliency can imply some object behaviors. This makes the proposed method also applicable to other frame-related video analysis tasks, such as key-frame extraction, video skimming, etc. Experiments on real videos demonstrate the effectiveness and efficiency of the proposed method.