基于内容的视频压缩改进算法

由于时间的连续性,视频前后帧图像有很大的相似性,视频图像前后帧存在着很大的时间冗余.针对视频图像的帧间冗余,在传统的视频编码算法基础上,提出一种基于匹配内容的视频压缩改进算法,根据实际视频图像的不同,选取不同的编码策略,并采用零树小波变换算法,使压缩比和实时性得到很大的提高.     

基于图像分量自适应的层间空域插值算法

可伸缩视频编码(SVC)技术作为下一代视频编码国际标准中的关键技术,正成为领域研究热点.其中层间空域插值算法的效率将直接影响空间可伸缩性方面的编码性能.文中提出了一种基于图像分量自适应的层间空域插值算法.新算法以人眼视觉系统所固有的分辨率差异识别特性为理论出发点,采用区别图像分量的上采样滤波器设计,力求在保持算法插值精度的同时降低计算复杂度.理论分析和实验结果表明.与非自适应算法相比,新算法能够节省一半左右的算法执行时间,并保持空间可伸缩性的RD编码性能基本不变,可有效地应用到支持空间可伸缩性的视频编码技术中去.     

基于冗余小波DT网格技术的单通道视频编码*

提出了一种新型的基于冗余小波DT(Delaunay triangle)网格技术的单通道视频编码算法,该算法通过冗余小波变换提取视频流中的运动信息,结合DT和仿射变换算法对单通道视频流进行压缩。实验结果表明,该算法在提高PSNR值的基础上减少了编码系统的复杂度,具有一定的应用价值。     

基于视觉敏感的视频差错复原算法

根据人眼更多的注意感兴趣的区域和倾向对背景的改变不太敏感的视觉特性,提出基于视觉敏感图像分割的视频差错复原算法,实现支持该算法的H.264编解码器。利用灵活宏块排序技术(FMO)对图像帧进行分割,将图像帧分割为前景子图像和背景子图像。与背景子图像相比,对前景子图像按更高图像质量的要求进行编码,并且对前景子图像的传输进行更有效的保护。实验结果表明,提出的基于图像分割的差错复原算法具有良好的容错性能,重建图像的主客观质量良好。     

水下视频图像高效编码算法

提出了一种水下视频图像高效压缩编码的算法。该算法主要由水下图像预处理、全局运动估计、全局运动与局部运动混合补偿三部分组成。图像预处理模块采用基于小波变换的方法,可以有效去除水下图像中的视觉冗余;全局运动估计采用基于特征点的快速、鲁棒估计算法;提出的全局运动与局部运动混合补偿方案简单易行。实验结果表明,提出的水下视频压缩算法在保证视觉质量的前提下,具有较高的压缩效率,特别适合于海底视频图像在甚低比特率下的压缩传输,以满足有限带宽水声信道的要求。     

基于人眼感知特性的亮度系数压缩方法

在传统视频编码系统中,尽管失真大多由均方误差(MSE)度量,但是基于MSE的失真往往难以衡量不同视频流的主观差异,因此,人眼视觉系统对视频流的感知特性有必要被编码器利用。为了进一步提高编码效率,针对人眼对不同亮度的信号敏感程度不同的特性,提出了一种基于人眼感知特性的亮度系数压缩算法,该算法通过前向量化将人眼不能察觉的冗余信息丢掉来提高编码器压缩效率,并保证了人眼对损失的信息不可见。实验结果表明,采用该算法的AVS参考编码器,其输出码率的下降幅度达到8%～40%,而解码图像的主观观测质量却同未采用该算法的编码器相当。     

盲环境下稀疏编码监控视频图像降噪仿真

针对盲环境监控视频图像降噪问题,以及当前图像降噪方法中存在的运行效率较低、降噪图像失真度较高等不足之处,结合稀疏编码技术,提出盲环境下稀疏编码监控视频图像降噪方法。根据稀疏表示理论,将其扩展应用到监控视频图像中,利用正交匹配追踪算法对待处理图像进行稀疏编码;采用自适应方式从含噪图像块样本中获取字典,结合自变量分解及拉格朗日算法进行相关问题求解,并据此对图像稀疏编码系数进行优化;结合噪声模型与图像系统的观察模型,对待处理图像进行噪声估计,根据全部噪声估计均值进行图像降噪处理。仿真结果表明,所提盲环境下稀疏编码监控视频图像降噪方法的图像降噪效果优于实验对比方法,且降噪处理时间更短,具有较好的鲁棒性。     

多模式3维视频形状编码

目的 具有立体感和高端真实感的3D视频正越来越受到学术界和产业界的关注和重视,未来在3D影视、机器视觉、远程医疗、军事航天等领域将有着广泛的应用前景。对象基3D视频是未来3D视频技术的重要发展趋势,其中高效形状编码是对象基3D视频应用中的关键问题。但现有形状编码方法主要针对图像和视频对象,面向3D视频的形状编码算法还很少。为此,基于对象基3D视频的应用需求,提出一种基于轮廓和链码表示的高效多模式3D视频形状编码方法。方法 对于给定的3D视频形状序列逐帧进行对象轮廓提取并预处理后,进行对象轮廓活动性分析,将形状图像分成帧内模式编码图像和帧间预测模式编码图像。对于帧内编码图像,基于轮廓内链码方向约束和线性特征进行高效编码。对于帧间编码图像,采用基于链码表示的轮廓基运动补偿预测、视差补偿预测、联合运动与视差补偿预测等多种模式进行编码,以充分利用视点内对象轮廓的帧间时域相关性和视点间对象轮廓的空域相关性,从而达到高效编码的目的。结果 实验仿真结果显示所提算法性能优于经典和现有的最新同类方法,压缩效率平均能提高9.3%到64.8%不等。结论 提出的多模式3D视频形状编码方法可以有效去除对象轮廓的帧间和视点间冗余,能够进行高效编码压缩,性能优于现有同类方法,可广泛应用于对象基编码、对象基检索、对象基内容分析与理解等。     

基于重组的DPCM和位平面编码的高光谱图像压缩方案

高光谱图像压缩技术是遥感数据存储和传输中的一个迫切需要解决的问题。高光谱图像的特点是存在着两类冗余：空间冗余和谱间冗余。高光谱图像的压缩要同时利用图像的空间冗余和谱间冗余。基于重组的DPCM和位平面编码的压缩方法，是通过重组的DPCM，去除帧间相关性，消除超光谱图像帧间的冗余；然后对残差图像的压缩采用基于小波变换和位平面编码技术，去除空间冗余。实验取得了令人满意的效果，证明了该算法的有效性和实用性。     

基于OBDD的灰度图像无损压缩算法

提出一种基于有序决策二叉图(OBDD)的灰度图像无损压缩算法,该算法将灰度图像划分成独立的位平面,利用二值图像的开关性,用OBDD模型来表征位平面,然后对OBDD进行有效的编码,最后用算术编码压缩进一步减少冗余.实验结果表明,本算法的压缩比优于WinZIP.     

一种适合实时变比特率视频传输的IP区分服务调度算法

在建立的区分服务网络模型的基础上，提出一种针对实时变比特率突发业务的调度算法，称为加权开关赤字轮循(weighted switch deficit round robin，WSDRR)算法．根据不同的队列等级分配加权的带宽，并根据队列中分组状况动态调节服务量．该策略是针对网络拥塞下传输实时突发视频业务而提出的．基于一种吞吐量公平测度的比较，WSDRR算法与传统赤字轮循DRR算法具备相同的公平性．实验结果表明，与DRR算法相比，WSDRR算法能够降低实时突发视频业务的端对端延时和延时抖动，从而进一步使实时视频传输的要求得到满足．     

Multiresolution video object extraction fitted to scalable wavelet-based object coding

To enable content based functionalities in video processing algorithms, decomposition of scenes into semantic objects is necessary. A semi-automatic Markov random field based multiresolution algorithm is presented for video object extraction in a complex scene. In the first frame, spatial segmentation and user intervention determine objects of interest. The specified objects are subsequently tracked in successive frames and newly appeared objects/regions are also detected. The video object extraction algorithm includes discrete wavelet transform decomposition multiresolution Markov random field (MRF)-based spatial segmentation with emphasis on border smoothness at different resolutions, and an MRF-based backward region classification that determines the tracked objects in the scene. Finally, a motion constraint, embedded in the region classifier, determines the newly appeared objects/regions and completes the proposed algorithm towards an efficient video segmentation algorithm. The results are applicable for generic segmentation applications, however the proposed multiresolution video segmentation algorithm supports scalable object-based wavelet coding in particular. Moreover, compared to traditional object extraction algorithms, it produces smoother and more visually pleasing shape masks at different resolutions. The proposed effective multiresolution video object extraction method allows for larger motion, better noise tolerance and less computational complexity     

全景视频双环带映射算法

针对全景视频映射过程中局部区域变形过大、冗余数据量极高的问题,提出了一种双环带映射算法（DRP）。首先,根据球面视频的几何特点,结合人眼视度（HVS）这一视觉特性,用两个相互正交的环形区域,将球面视频分割成14个大小相近的区域;然后根据空域采样定理,采用兰索斯插值法,将这14个区域对应的球面视频内容映射为14个大小相等的矩形视频;最后,根据最新视频编码标准的特点,重新排列这14个矩形视频,得到符合编码器标准的紧凑的全景视频。实验结果表明,与经纬图映射算法（ERP）、八面体映射算法（OHP）、二十面体映射算法（ISP）相比,DRP算法在视频压缩性能方面有良好的表现;其中同最流行的ERP算法相比,码率平均降低8.61%,明显提升了视频编码效率。     

An unequal error protection mechanism for video streaming over IEEE 802.11e WLANs

A Cross-Layer Mapping Unequal Error Protection (CLM-UEP) mechanism is proposed for video streaming over IEEE 802.11e wireless networks. In the proposed approach, the transmitted video frames are assigned a different number of redundant packets in accordance with their video coding significance. An adaptive cross-layer mapping algorithm is then applied in the Media Access Control (MAC) layer to map the video and redundant packets to appropriate Access Category (AC) queues based on their coding significance and the network load. The numerical results show that the UEP mechanism provides an effective protection against wireless transmission losses. Moreover, the CLM algorithm maximizes the utilization efficiency of the AC queues and minimizes network congestion. As a result, a significant improvement is obtained in both the Playable Frame Ratio (PFR) and the peak signal-to-noise ratio of the transmitted video.     

A novel H.264 rate control algorithm with consideration of visual attention

In video coding, a well-designed rate control scheme should be concerned with both the objective and subjective quality. However, the existing H.264 rate control algorithms mainly aim at improving the objective quality without considering the human visual system. In this paper, we propose a novel rate control algorithm that takes into account visual attention. In a group of pictures, bits allocated to each frame are related to the local motion attention in it, and more bits are allocated to the frames with strong local motion attention. Similarly, in each frame, more bits are assigned to visually significant macroblocks (MBs), and fewer to visually insignificant MBs. Experiment results show that the proposed algorithm improves the coding quality in frames with strong local motion, and reduces PSNR fluctuation across frames by up to 22.15%. In addition, PSNR in visually important regions is increased by up to 1.45 dB as compared to the standard H.264 rate control scheme that improves the subjective quality. Increased computation complexity of the proposed algorithm is less than 4%, which is negligible.     

基于视觉显著性的多视点纹理视频编码算法

针对多视点视频的压缩问题,提出一种基于视觉显著性分析的编码算法。该算法根据人眼对显著性区域的失真更加敏感这一特性,通过控制显著性区域与非显著性区域的编码质量来有效提高多视点视频编码的效率。首先,利用融合颜色与运动信息的视频显著性滤波器提取出多视点视频图像像素级精度的视觉显著性图;然后,将所有视点视频的视觉显著性图转换为编码宏块的显著性表示;最后,利用感知视频编码的原理实现基于显著性的宏块质量自适应控制。实验结果表明,该算法有效地提高了多视点视频编码的率失真效率及主观视频质量。     

视频传感器网络中基于相关性图像融合算法

基于图像相关性信息,从系统层面提出了一种图像融合算法.该算法充分考虑到视频传感器节点的有限资源及相邻节点间冗余视觉信息,将同一场景的视觉监测任务分配到相关度较大的2个视频传感器节点上,每个视频传感器节点仅负责传输一部分视觉场景信息.特别地,利用极线约束性质融合多路传输来的部分图像信息,最终实现场景视觉信息的重建.实验结果表明:该算法简单易行,既可以减少网络传输量、节约网络能量,又可以实现场景视觉信息的有效监测.     

Key Frame Extraction of Surveillance Video based on Moving Object Detection and Image Similarity

For the traditional method to extract the surveillance video key frame, there are problems of redundant information, substandard representative content and other issues. A key frame extraction method based on motion target detection and image similarity is proposed in this paper. This method first uses the ViBe algorithm fusing the inter-frame difference method to divide the original video into several segments containing the moving object. Then, the global similarity of the video frame is obtained by using the peak signal to noise ratio, the local similarity is obtained through the SURF feature point, and the comprehensive similarity of the video image is obtained by weighted fusion of them. Finally, the key frames are extracted from the critical video sequence by adaptive selection threshold. The experimental results show that the method can effectively extract the video key frame, reduce the redundant information of the video data, and express the main content of the video concisely. Moreover, the complexity of the algorithm is not high, so it is suitable for the key frame extraction of the surveillance video.     

利用平稳光流估计的海上视频去抖

目的 海上拍摄的视频存在大面积的无纹理区域,传统基于特征点检测和跟踪的视频去抖方法处理这类视频时往往效果较差。为此提出一种基于平稳光流估计的海上视频去抖算法。方法 该算法以层次化块匹配作为基础,引入平滑性约束计算基于层次块的光流,能够快速计算海上视频的近似光流场;然后利用基于平稳光流的能量函数优化,实现海上视频的高效去抖动。结果 分别进行了光流估计运行时间对比、视频稳定运行时间对比和用户体验比较共3组实验。相比于能处理海上视频去抖的SteadyFlow算法,本文的光流估计算法较SteadFlow算法的运动估计方法快10倍左右,整个视频去抖算法在处理速度上能提升70%以上。本文算法能够有效地实现海上视频去抖,获得稳定的输出视频。结论 提出了一种基于平稳光流估计的海上视频去抖算法,相对于传统方法,本文方法更适合处理海上视频的去抖。