基于压缩感知的高效视频解码算法

无线多媒体传感器网络系统存在无线信道随机衰落以及高误码率等问题,对视频应用的影响尤为突出。压缩感知理论应用于视频信号编码提供了一种抗无线信道随机衰落以及降低误码率的思路,但由于压缩感知重构算法的高复杂度,使得在解码端很难高效实时地恢复出视频序列。本文通过改进SL0算法的迭代搜索方向、迭代搜索方法 以及循环终止条件等提出了一种快速高效的基于平滑范数的压缩感知视频解码算法（Accurate direction smooth l0 algorithm,ADSL0）。算法采用严格的下降方向以及修正的迭代步长,保证了迭代路径的最优。实验结果表明,本文所提算法在重构精度和重构耗时上都明显优于其他同类算法。     

基于双边信息的分布式视频压缩感知模型研究

针对传统视频编码技术计算量大和复杂度高的缺点,提出一种基于双边信息的分布式视频压缩感知算法。该算法将压缩感知技术与分布式视频编码技术相结合,把视频序列分为Key帧和CS帧,Key帧运用传统的帧内编码和解码,CS帧编码端运用压缩感知编码,解码端运用视频块内与视频块间的双边信息和梯度投影算法进行优化重构。通过双边信息的运动估计和压缩编码器的设计,实现基于双边信息的分布式视频压缩感知模型的构建。仿真结果表明该模型既可以实现高效编码,又可以实现复杂度由编码端向解码端转移,在较低的采样率下,提高视频的压缩能力和传输速度。     

基于无线噪声信道的编码端码率控制算法研究

针对分布式视频编码系统的关键帧在无线信道中传输受到噪声污染的情况,提出一种基于无线噪声信道的编码端码率控制算法。首先对解码端边信息携带的无线信道噪声进行了理论和实验分析,建立了边信息中无线信道噪声的分布模型;然后结合相关噪声模型推导出编码端的噪声联合模型,并根据分布式视频编码的率失真理论,提出了在无线信道下WZ帧不同系数带的码率控制算法,同时将新的码率控制算法引入基于无线噪声信道的Wyner-Ziv编码器中。实验表明,与现有的编码端码率控制算法相比,所提出的算法在不同无线信道噪声下可使解码重构视频的PSNR值平均提高约0.1～1.8 dB,且未增加复杂度。     

基于DCS的WMSN多视角视频编解码

为了有效解决无线多媒体传感器网络中多视角视频监控传输数据量大以及网络能量、资源受限的问题,提出了一种基于分布式压缩感知的高压缩率多视角视频编解码方法.对多视角视频序列进行分组处理,并将图像组分为关键帧和非关键帧;对关键帧采用基于压缩感知(compressed sensing,CS)的编解码方法进行处理;而在非关键帧的编码端采用联合稀疏表示方法对残差图像稀疏表示,解码端利用帧间时间相关性和多视角空间相关性预测生成当前视频帧,并借助差异补偿方法进一步提高预测准确性,同时提高了重构效果.实验结果表明,该方法取得较高的压缩率,重构出的图像质量比参考方法更高,且PSNR值得到了较大的提高.     

基于结构化观测矩阵的低复杂度视频编码

低复杂度视频编码越来越受到人们的关注。压缩感知理论具有同时采样和压缩信号的特点,可用于低复杂度视频编码设计。针对基于随机观测矩阵的传统压缩感知（Compressive sensing, CS)理论很难实际应用这一问题,提出采用结构化观测矩阵的CS算法对视频编解码。探讨了结构化观测矩阵的特点和构造方法,分析了不同类型结构化观测矩阵实现信号精确重构的理论,设计了基于结构化观测矩阵的CS视频编解码算法。实验证明了所提算法的有效性,同时由于结构化观测矩阵高效、易于硬件实现,因此该算法在低复杂度视频场合具有良好的应用前景。     

无线视频通信中MPEG-4差错控制研究

由于无线环境误码率较高,为研究信道误码对压缩视频质量的影响,以及评估视频编码的差错恢复性能,在基于ITU-T无线终端协议H.324/M仿真平台上,本文测试了MPEG-4编码器差错控制工具中的编码参数对解码端重建视频质量的影响,并提出了根据VOP运动信息的大小调整Nair和VP的算法.实验证明它们能提供更继壮的视频码流,在解码端能得到更好的视频质量.     

残差分布式视频压缩感知*

压缩感知(CS)是一种能同时进行数据采集和压缩的新理论,为简化编码算法提供了依据,同时,分布式视频编码(DVC)为低复杂度的视频编码提供了思路。因此,通过整合DVC和CS各自的特性以构建编码简单的视频编码框架,并采用残差技术来提高系统性能,最终提出了一种残差分布式视频压缩感知(RDCVS)算法:对关键帧进行传统的帧内编、解码;而对非关键帧,编码端采用一种基于残差联合稀疏模型的随机观测,解码端利用边信息和改进的梯度投影重建(GPSR)算法进行优化重构。由于将运动估计和变换编码等复杂度较高的运算转移到解码端进行,因而RDCVS保持了低复杂度的编码特性。实验结果表明,RDCVS算法比参考方案的恢复质量提高了2～3 dB。     

分布式视频编码中关键帧编码方式的改进

在分布式视频编码中关键帧间的时间相关性没有被利用, 据此提出一种基于频带划分的关键帧编码模式的选择方法。关键帧经过DCT后得到的系数带划分为低频带和高频带, 低频带部分采用Wyner-Ziv编解码, 然后对高频带进一步进行编码模式的选择, 分别进行Wyner-Ziv编解码和传统的帧内编解码, 且在解码端完成编码模式的选择, 通过反馈信道向编码端传送编码模式的选择。仿真结果表明, 在不增加编码端复杂度的情况下, 所提出的方法改善了解码后视频的质量, 使系统的峰值信噪比（PSNR）提高约1~5 dB。     

视频通信中的抗误码技术

随着第三代移动通信和宽带无线技术的发展,视频抗误码与纠错技术是近年来多媒体通信领域研究的热点之一。该文从视频通信的系统模型出发,对视频通信中抗误码方法的研究及新进展进行了全面的总结。分别对信源编码端的抗误码、信道的差错控制技术、信源信道联合编码、解码端误码检测和误码隐藏方法等进行了详细评述,并总结了国际编码标准H.263+、H.263++、MPEG-4、H.264中的抗误码技术的发展,同时,指出了视频抗误码技术的发展方向和研究重点。     

CDMA2000无线网络中MPEG-4传输性能评估

对CDMA2000无线网络中的MPEG-4视频传输进行了跨层性能评估,研究无线信道误码引起丢包的情况下MPEG-4视频编码参数对经信道传输后解码得到的图像质量的影响。以3GPP2的CDMA2000网络仿真器为基础搭建了软件仿真系统,对不同无线信道模型以及不同丢帧率条件下MPEG-4编码参数对视频数据传输的影响进行分析和比较,为跨层优化提供有价值的参考。