支持随机浏览的渐进几何压缩

由于三维物体的自遮挡,浏览三维网格是一个典型的随机访问问题.如果在将网格压缩后,只传输与解码当前视点下可见区域的数据,就可以节约网络带宽和解码资源.目前的网格压缩方法基本上没有考虑随机访问.提出一种基于小波变换且支持随机访问的渐进几何压缩方法,基本思想是将网格表面分成很多块,对每块的细节信息独立进行编码,然后只传输当前视点下可见块的细节信息.代表细节信息的小波系数被组织成零树,设计了一种修正的SPIHT算法来对每棵小波零树独立进行压缩.实验结果表明,该方法取得了与PGC方法相当的压缩效率,但如果只传输可见区域的细节信息,该方法需要传输的数据量只是PGC方法的60%左右.     

三维网格单一位率压缩统一框架的设计与实现

三维网格单一位率压缩技术将网格的几何信息和拓扑连接信息分开独立压缩.进行连接信息压缩时,通常对某种结构表示的网格连接信息进行某种形式的遍历,对遍历过程进行信息编码压缩;压缩几何信息时,一般需要经过量化、预测和熵编码3个处理过程.通过对该类算法进行研究总结,提出并设计了一个针对三角网格的单一位率压缩统一模式框架,并基于OpenGL和Visual C 6.0,以Edgebreaker算法为例进行了实验.     

基于小波变换的非渐进网格压缩

为了取得较好的三角形网格压缩性能，提出了一种基于小波变换的三角形网格非渐进压缩方法。该压缩方法先利用重新网格化来去除大部分连接信息，然后利用小波变换的强去相关能力来压缩几何信息。在进行重新网格化和小波变换后，再按一个确定的次序将所有的小波系数扫描为一个序列，然后对其做量化和算术编码。另外，对重新网格化得到的自适应半正规采样模式，还设计了一种自适应细分信息编码算法，以便使解码端知道每一个小波系数应该放置在哪一个顶点上。实验表明，用该压缩方法对由三维扫描仪获取的复杂网格进行压缩，取得了比Edgebreaker方法明显要好的率失真性能；10比特量化时，压缩倍数在200倍左右，为Edgebreaker方法的2倍多。     

渐进网格中真实选择细化技术的探讨

三维几何模型的选择性细化,是在几何网格LOD技术基础上,依据某种标准(如视点的位置、角度)对网格进行局域精简或细化,以尽可能少的顶点数来再现原模型的细节.其核心是顶点拓扑信息记录、检索方式.真实选择细化技术的优点在于将精简和细化操作局限在顶点及其领域上,不会产生可能失控的连锁反应.就此方法应用于采用半边缩减的渐进网格上,提出了具体的拓扑压缩数据结构方案,并对该结构的实现条件提出建议.该方案结构紧凑,适用于大型三维几何模型通过互联网进行传榆并适于在个人电脑上进行动态显示.     

一种适用于网络环境的三维网格压缩算法

为了使位流可以适应网络带宽的异构、时变以及各个网络终端的不同图形处理能力,提出了一种基于小波变换的三维网格分块渐进传输的压缩算法。利用细分曲面的模型表示方法,按照控制网格将几何体分块,采用嵌入式位平面编码方法对小波变换后每个小波子带的系数进行独立编码,生成多条独立的渐进压缩码流。该算法支持动态的质量可扩展性和分辨率可扩展性,能够从压缩结果中直接获得视点相关的模型表示。实验结果表明,该算法有利于提高多分辨率表示和传输效率,降低网络带宽需求。     

一种适用于网络环境的三维网格压缩算法

为了使位流可以适应网络带宽的异构、时变以及各个网络终端的不同图形处理能力，提出了一种基于小波变换的三维网格分块渐进传输的压缩算法。利用细分曲面的模型表示方法，按照控制网格将几何体分块，采用嵌入式位平面编码方法对小波变换后每个小波子带的系数进行独立编码，生成多条独立的渐进压缩码流。该算法支持动态的质量可扩展性和分辨率可扩展性，能够从压缩结果中直接获得视点相关的模型表示。实验结果表明，该算法有利于提高多分辨率表示和传输效率，降低网络带宽需求。     

基于码率优化分配的感兴趣区域编码算法

提出一种基于码率优化分配的感兴趣区域(ROI)编码算法,根据码率优化分配的原理,在压缩后率失真优化理论基础上,通过感兴趣因子对ROI有贡献的码块进行失真估计的缩放,为ROI码块分配较多的码率,以提高ROI在编码时的优先权。实验结果表明该算法实现了低码率时ROI的优先编码,同时保持一定的背景效果。     

基于法线网格的渐进压缩

多分辨率分析(Multi resolutionAnalysis)和法线网格(Normalmeshes)是近年来进行三维网格图形处理和网格压缩的新方法。该文在这两项技术的基础上,提出并实现了三维网格的多分辨率分析及其渐进几何压缩(ProgressiveGeometryCompression)方案, 研究了基于细分的法线网格在多分辨率分析中的边界处理问题。实验结果表明,利用法线网格的多分辨率分析结合法向多边形构造方法来处理边界,可以取得非常高的压缩率和较好的重构效果。     

多码流渐进几何压缩

提出一种几何模型分组渐进压缩算法．利用偏移细分曲面的模型表示方法，通过网格分块准则将模型的控制网格划分为多个chart．在对曲面的偏移量进行小波变换后，采用零树编码算法对每个chart上的小波系数压缩编码，生成多条相互独立的渐进压缩码流．该算法支持动态多分辨率解码，能够从压缩结果中直接获得模型的视点相关多分辨率表示．实验结果表明，该算法有利于提高多分辨率模型表示和绘制的效率，降低分布式系统的网络带宽需求．     

渐进网格简化模型的改进算法

渐进网格模型可以用于层次细节的实现、三维网格的简化及重建等.改进并实现了一种渐进网格生成算法,针对渐进网格在简化和重建过程中各边权值计算中出现的误差,给出一种改进的权值公式,以便更精确地确定各边的优先级.同时针对简化过程中,各个块之间会出现裂缝,提出裂缝消除的方法.实验结果表明,该方法可以有效的简化模型,以满足用户的需求并提高效率.     

Transform-domain distributed video coding with rate-distortion-based adaptive quantisation

This study presents a transform-domain distributed video coding (DVC) system with a rate-distortion (R-D)-based Adaptive QuanTisation (AQT) scheme. In the proposed system, the transform-domain Wyner-Ziv frame is divided into partitions and is adaptively quantised based on estimated local R-D characteristics for each partition. The R-D estimation is performed based on a correlation model between the original source information and the side information and can be applied at the decoder without adding complexity to the encoder. Coding results and comparisons with existing DVC schemes and with H.264/AVC interframe and intraframe coding are presented to illustrate the performance of the proposed system.     

Hybrid Model to Detect Zero Quantized DCT Coefficients in H.264

In H.264 coding, there are a large number of discrete cosine transform (DCT) coefficients of the prediction residue which are quantized to zeros. Therefore, it is desired to design a method which can early detect zero quantized DCT coefficients (ZQDCT) before implementing DCT and quantization (Q) and thus reduce redundant computations for H.264 coding. To achieve this, a hybrid model is proposed in this paper in order to predict ZQDCT coefficients. First, the Gaussian distribution is applied to study the integer DCT coefficients in H.264 and hence an adaptive scheme with multiple thresholds is derived to realize different types of DCT and Q implementations. Then the adaptive scheme is further optimized by considering a more efficient condition to sufficiently detect all-zero DCT blocks. As a result, a hybrid model is developed. Compared with other methods in the literature, the proposed hybrid model is able to detect more ZQDCT coefficients and hence reduce more computations for H.264 encoding. It is shown by experimental results that the proposed hybrid model can achieve the best performance in reducing computations and obtain almost the same rate-distortion (R-D) performance as the original encoder in the H.264 reference software JM9.5     

基于率失真特性的视频编码优化算法

率失真（R-D）优化是视频编码器中一项关键技术,然而当前广泛采用的独立率失真优化远未达到全局最优性能。为了进一步提升高效视频编码（HEVC）的压缩性能,提出了一种结合率失真依赖性和率失真特性的二次编码优化算法。首先,采用原始HEVC的方法对当前帧进行第一次编码,从而得到当前帧消耗的比特数和每个编码树（CTU）单元的率失真模型参数;然后,结合时域依赖率失真优化,根据当前帧比特预算和率失真模型参数计算每个CTU的最佳拉格朗日乘子及量化参数;最后,对当前帧中每个CTU采用不同的优化目标重新编码。实验结果表明,在低延迟B帧和P帧编码配置下,与HEVC基准相比,所提视频编码优化算法在同样编码质量下节省了3.5%和3.8%的码率,获得了显著的率失真性能提升。     

联合率失真模型的帧级码率控制方法

在H.264/AVC视频编码框架下,基于联合率失真模型,提出了一种新的帧级码率控制方法。利用分块数量和平均运动矢量信息,发展了一种精确的头信息估计模型;联合头信息与残差信息模型,并结合残差失真模型,提出新的联合头信息与残差率失真模型;利用精确的估计方法进一步提高率失真性能。相对于最新的JVT H.264/AVC参考软件JM10.2中采用的JVT-G012方法,该方法提高了实际码率与目标码率之间的匹配率达到了98.06%,重构视频的平均亮度PSNR值增加了0.27 dB。     

Secure variable-capacity self-recovery watermarking scheme

Since existing watermarking schemes usually cannot recover the tampered position, a secure variable-capacity self-recovery watermarking scheme is proposed. Both watermark embedding capacity and security are taken into account. The original image is divided into texture blocks and smooth blocks, and the texture blocks not only save traditional information, and save the “details” information. The so-called “details” information refers to the texture information, which not only can effectively resist mean attack, but also help to improve the quality of the recovered image to meet the needs of practical work. And then according to the characteristics of different blocks, the different length compound watermarks are produced. The so-called “compound watermarks” include the authentication watermarks and information watermarks. Authentication watermarks are used to detect the tampered region, and the information watermarks which include basic watermark and additional watermark are used to recover image. Then the compound watermarks are inserted into the other blocks based on the new proposed scheme called three level secret-key embedding scheme (TLSES). And then detect the tamper blocks and recover them by the three level tamper detection scheme (TLTDS). The experimental results show that the paper can not only accurately detect the tamper region and recover image, but also can effectively resist mean attack and collage attack.

     

Linear Rate Control and Optimum Statistical Multiplexing for H.264 Video Broadcast

The H.264 video coding standard achieves significantly improved video compression efficiency and finds important applications in digital video broadcast. To enable H.264 video encoding for digital TV broadcast and maximize its broadcast efficiency, there are two important issues that need to be adequately addressed. First, we need to understand the complex coding mechanism of an H.264 video encoder and develop a model to analyze and control its rate-distortion (R-D) behavior in an accurate and robust manner. Second, the R-D behaviors of individual channels in the broadcast system should be jointly controlled and optimized under bandwidth and buffer constraints so as to maximize the overall broadcast quality. In this paper, we develop a linear rate model and a linear rate control scheme for H.264 video coding. We develop an optimum statistical multiplexing system to allocate bits across video programs (each being encoded by an H.264 encoder) and video frames so that the overall video broadcast quality is maximized. We study the bandwidth and buffer constraints in video broadcast and formulate the optimum statistical multiplexing into a constrained mathematical optimization problem. Realizing that it is impossible to find a close-form solution for global optima, we propose a simple yet efficient algorithm to find a near-optimum solution for joint rate allocation under buffer constraints. Our extensive simulation results demonstrate that the proposed statistical multiplexing system achieves about 40–50% saving in bandwidth, provides a smooth video quality change across programs and frames, and maintains robust decoder buffer control.      

丢包环境中H.264视频编码的快速模式判决

目的 视频编码中传统的快速模式判决算法通常基于对视频源特性的分析,但如果考虑到信道传输中的差错,编码模式的率失真特性就会随之改变,快速模式判决算法的性能也会随之下降,需要考虑丢包环境对快速模式判决算法进行优化。方法 为了解决这一问题,首先分析了丢包环境下各种编码模式的端到端率失真特性,在此基础上提出了一个分层结构的快速模式判决算法。通过快速估计出丢包环境下skip和intra模式的编码率失真代价,进而将模式判决的路径划分为non-intra和non-skip。结果 将本文算法与基于遍历算法的容错视频编码算法进行对比实验,本文算法平均可以降低50%左右的编码时间,同时几乎不会降低率失真性能。结论 实验结果表明,在对丢包环境下端到端率失真代价进行估计的基础上,所提出的分层结构快速模式判决的算法,可以在保证解码端图像质量的同时,显著节省编码时间,满足实时视频通信中对低复杂度和鲁棒性的要求。     

低比特率视频编码中一种有效的码率分配算法

引入能较好地反映视频图像运动特性的差分帧直方图（HOD）来预分配码率.对于运动较为平稳的序,提出了基于HOD的分段常数码率预分配算法.帧级码率预分配根据视频原始序列HOD的统计特性来决定;对于运动程度变化较大的序列,采用修正后的线性HOD模型来预分配码率.实验结果表明,相对于H.264 JM76中的分配算法,该算法使得R-D性能平均提高0.35/dB,视频主观质量的下降也得到了有效的改善.     

MPEG-4 FGS流媒体的常质量GOP带宽分配机制

分析MPEG-4FGS的位平面R-D模型，提出一种基于场景的常质量GOP带宽分配机制及GOP带宽分配的静态算法和动态算法，以保证同一场景内连续GOP的质量稳定．实验结果表明：常质量GOP带宽分配机制能够平滑一场景内连续GOP的质量，并且连续帧的质量波动也较小．