FGS视频均等质量流化算法

细粒度扩展编码(FGS:Fine-Granularity-Scalability)由于具有很强的灵活性和较好的视频流化性能已经被MPEG-4和H.26L等标准所采用。论文在相关研究的基础上,采用了基于滑动窗口的算法来进行FGS视频的均等质量流化。该算法通过FGS的失真模型,使用二分法对当前窗口中的所有帧进行速率分配。实验表明,该算法可以较好地实现速率的优化分配,使连续图像质量的变化更加平滑。     

结合全色度HEVC和有损字典算法的屏幕图像编码

鉴于传统视频压缩算法对屏幕视频编码的效果不理想,提出了一种误差限自适应的有损字典编码方案,并和全色度HEVC有机融合,形成LDSC(Lossy Dual-coder Single Chroma-sampling-rate)算法。该算法根据屏幕内容中不同类型区域的编码特性,自适应地选择率失真性能较好的编码结果放入码流。为了评价有损字典编码的性能,提出了基于匹配长度和匹配失真的LD-Cost(Length Distortion Cost)模型,并使用拉格朗日乘子法对模型进行分析和计算。对于有损字典编码过程中可能出现的误差积累现象,给出了可行的解决方案。实验结果表明,与基于无损字典编码的双编码器方案相比,在不损伤主观图像质量的前提下,LDSC算法能明显提高编码性能,对连续色调内容居多的屏幕视频也表现出更好的编码适应性,全I帧配置下BD-rate性能比基于无损字典编码的方案提高了3%~15%,与单纯使用HEVC相比,BD-rate性能提高了7%~49%。     

一种改进的基于滑动窗口的FGS码率分配算法

FGS使用灵活性强的位平面编码技术可平滑适应带宽变化。首先分析了现有基于滑动窗口的FGS码率分配算法时延大的不足,进而提出了一种低时延的改进算法。其根据相邻帧的差异程度,通过小滑动窗口插帧的方法来达到原来算法中大滑动窗口的效果。实验表明,在不降低太多码率分配效能的前提下,该算法能充分达到低时延的目的。     

一种新的固定背景视频压缩算法

为了提高固定背景视频的压缩比,对JPEG静止图像压缩标准进行改进,提出了一种新的固定背景视频压缩算法.该算法将J PEG编码分解为有损处理和无损处理前后两部分,通过在有损处理后进行帧间异或运算来减小压缩后数据量.经MATLAB仿真和FPGA实现表明,该算法能够有效地提高固定背景视频的压缩比,解压后的视频中不会引入明显的噪声,并且具有硬件可实现性.     

基于预取的流视频带宽适应性传输算法

IP网络带宽的动态特性是流视频要面临的关键问题.可伸缩编码的视频具有带宽适应性,但由于其每一层编码通常是变比特率的,那么在视频传输中,为迎合动态传输带宽,如何裁减这种分层的变比特率视频,并极大化一定的目标性能,需要传输优化.针对上述问题,提出了一个预取或缓冲优化的流视频带宽适应性传输框架,将裁减策略放到一个窗口来考虑,解决了窗口内的最小裁减量问题,其带宽适应性粒度在理论上可以细化到"比特位",并为其他裁减算法提供综合优化的计算平台.     

基于单环和肤色选择的FGS视频编码

提出了一种在增强层中引入肤色选择的检测算法,利用该算法定位出人脸区域,并将其作为感兴趣区域,进行位平面提升、优先编码和传输。由于该算法会在一定程度上降低整体的编码效率,因此在基本层上引入了单环算法来提高整体的编码效率。试验结果表明,基于单环和肤色选择的FGS视频编码算法能够很好地改善视频的主观质量,也能够较大程度地提高FGS的编码效率。     

基于TD-SCDMA无线视频监控编码研究

该文在基于MPEG-4的FGS的基础之上,对其编码算法进行优化,提出适于TD-SCDMA无线网络的无线视频监控编码方案,仿真的结果表明基于MPEG-4的FGS具有较高的信噪比及视觉质量,能够较好的满足无线视频监控的需要。     

基于小波域和时域的视频质量评价

目前多数视频质量评价算法将视频所有帧的图像质量平均值作为整个视频的质量,但该方式只考虑空间图像质量,忽略视频固有时域上的特性,因而无法准确地描述客观视频质量评价和主观评价的相关性。为此,结合视频的时域特性,提出一种改进的视频质量评价算法。该算法将视频帧图像分为边缘区域与平滑区域,分别对2个区域进行小波变换,并利用小波系数求得各个区域视频帧的图像质量度量值,进行加权后得出视频单帧图像质量的度量值,对连续单帧图像进行时域融合,从而求得整个视频的质量度量值。在LIVE视频数据库上的实验结果表明,该算法与人类主观评价结果具有较好的一致性,斯皮尔曼相关系数达到0.7885。     

二维帧内串匹配屏幕图像编码算法

针对一维帧内串匹配(ISC)算法虽然较好地提高了屏幕图像编码效果,但是其将二维图像逐个编码单元(CU)一维化,使图像中相邻区域被分割,空间相关性得不到利用的问题,提出二维帧内串匹配(2D ISC)算法。该算法在编码器和解码器几乎不增加额外内存消耗的情况下,在高效视频编码(HEVC)的重建缓存内,利用字典编码工具,对当前CU内的像素,实现不受CU边界限制的任意二维形状的搜索和匹配;同时引入色彩量化预处理技术和水平、垂直搜索顺序自适应技术,进一步提升编码效果。通用测试条件的实验结果显示,对于典型的屏幕图像,在全帧内(AI)、随机接入(RA)和低延迟(LB)三种配置下,与HEVC相比,无损编码模式分别最多节省码率46.5%、34.8%、25.4%,有损编码模式分别最多节省码率34.0%、37.2%、23.9%;与一维帧内串匹配算法相比,无损编码模式分别最多节省码率18.3%、13.9%、11.0%,有损编码模式分别最多节省码率19.8%、20.5%、10.4%。实验结果表明了该算法的可行性和有效性。     

端到端MPEG-4 FGS视频TCP友好的平滑传输

着重研究了Internet上MPEG-4 FGS(fine grained scalable)视频流的自适应平滑传输,其主要目的在于,在网络带宽变化的情况下,提供稳定的视频回放质量.提出了一种新的基于TFRC(TCP-friendly rate control)的MPEG-4 FGS端到端视频流传输系统框架,在此框架的基础上,首先假设完整的可用带宽变化已知,并且提出了一种离线的自适应平滑算法.此后,给出一种基于改进的ARAR(autoregressive autoregressive)预测技术的在线自适应平滑算法.最后,以NS-2为实验平台进行了模拟实验.模拟实验表明,提出的离线和在线自适应平滑算法可以充分利用可用网络带宽,并且能够在可用网络带宽持续波动的情况下保证接收方的回放尽可能地平稳,从而达到获得最佳视觉效果的目的.     

基于MPEG-4 FGS的视频流量模型

目前MPEG-4精细颗粒度可伸缩性(Fine Graruldty Scalability，FGS)编码视频正成为视频流服务的一种主要的业务流，因此，针对MPEG-4FGS视频流量进行建模对于网络性能仿真和通信网络设计具有十分重要的意义。该文首先介绍了MPEG-4FGS编码原理，然后对MPEG-4FGS视频流量的统计特性进行了分析，在此基础上，提出了基于MPEG-4FGS的视频流量模型。实验结果表明，该模型能较好地拟合原视频帧序列大小，且能根据网络带宽的动态变化进行适应的码率分配。     

一种基于单环结构的扩展基本层FGS视频编码方法

可分级编码是解决Internet流视频应用中网络带宽不断波动的一种有效方法，所以MPEG-4标准中采用了FGS(fine granularity scalability)编码方法来获得精细颗粒可分级能力，但其代价是编码效率的下降。为解决此问题，现提出在增强层中采用运动补偿的MC加FGS(motion compensation加FGS)结构，用于去除FGS方案中增强层在时域上的冗余，以提高FGS方案编码效率的双环和单环两种方法。在比较了两种结构各自的优缺点后，选定了一种复杂度小、实现简单、效率高的单环结构，并提出了对单环结构的缺陷进行改善的方法。实验结果表明，该方法的编码性能优于MPEG-4 FGS方法。     

The MPEG-4 fine-grained scalable video coding method for multimediastreaming over IP

Real-time streaming of audiovisual content over the Internet is emerging as an important technology area in multimedia communications. Due to the wide variation of available bandwidth over Internet sessions, there is a need for scalable video coding methods and (corresponding) flexible streaming approaches that are capable of adapting to changing network conditions in real time. In this paper, we describe a new scalable video-coding framework that has been adopted recently by the MPEG-4 video standard. This new MPEG-4 video approach, which is known as Fine-Granular-Scalability (FGS), consists of a rich set of video coding tools that support quality (i.e., SNR), temporal, and hybrid temporal-SNR scalabilities. Moreover, one of the desired features of the MPEG-J FGS method is its simplicity and flexibility in supporting unicast and multicast streaming applications over IF     

运动感知基于缓存的自适应视频流传输

目的 基于缓存的自适应视频流传输策略无需估测实时带宽,直接通过缓存变化量与码率的映射函数选取符合当前网络状况的最佳质量码流传输。传统基于缓存的自适应视频传输不考虑内容特征,在码率选择上为不同运动级别视频内容均使用相同的码率映射函数,在不稳定的无线网络环境中高运动强度内容的码率急剧降低会严重伤害用户体验质量（QoE）,提出运动感知基于缓存的自适应视频流传输（MA-BBA）算法。方法 MA-BBA算法根据片段运动级别确定码率映射函数,对运动强度高的内容快速切换到较高码率,而对于运动强度较低的内容则使用较为保守的码率,从而使得缓存资源能够位于安全边界之上且较多分配给高级别运动内容,提高不同运动强度内容的平均质量,使整体QoE得到优化。结果 在公开的无线网络带宽数据集上实现本文MA-BBA算法,基于吞吐量的自适应传输算法（TBA）和基于缓存的自适应传输算法（BBA）。MA-BBA在高运动强度内容的平均质量上比TBA和BBA分别提高1.7%和1.2%,且质量波动区间更小。MA-BBA在平均缓存利用率上达到72%,大大高于TBA的45.9%和BBA的45.4%。结论 MA-BBA算法与现有的码率自适应算法TBA和BBA相比,大大提高了缓存资源利用率,提高了对资源要求最苛刻的高级别运动内容的传输质量,减小码率切换幅度频率,优化了视频服务的整体QoE。     

基于MPEG-4的FGS视频压缩技术的研究

精细可伸缩性视频编码FGS(Fine Granular Scalable)是MPEG-4标准的视频化框架中的关键性的编码技术。FGS编码方法生成两个视频流：基本层码流和增强层码流。基本层码流是必须传输的，并且码率低；增强层码流则根据带宽的实际情况来决定传多少，甚至不传，这种分级性的编码方式和传输方式使视频流有较好的鲁棒性。     

A Multilayered Audiovisual Streaming System Using the Network Bandwidth Adaptation and the Two-Phase Synchronization

Synchronous audiovisual streaming and playout are two of the major issues in the multimedia communication network. However, the past corresponding researches of media synchronization mainly focused on the mono-quality and single-layer (nonscalable) audiovisual data. To overcome challenges of ubiquitous multimedia streaming, a scalable audiovisual coder that can provide flexible scalabilities and adaptive streaming control to adapt to complicated network situations are both required. This paper proposes a multilayered audiovisual streaming scheme to deliver layered audiovisual data synchronously, which is called ML-AVSS. Fine-granular scalability (FGS) and bit-sliced arithmetic coding (BSAC) techniques are used to segment video and audio data into one base-layer and multiple enhancement-layer bitstreams. With advantages of audiovisual layer coding, a de-jitter procedure, a conditional retransmission mechanism and a playout synchronization mechanism are designed to transmit hybrid multilayered audiovisual bitstreams in consideration of the result of a network bandwidth adaptation and the distinct decoding time-complexity. Experimental results show that the proposed ML-AVSS is a feasible streaming scheme to overcome challenges of ubiquitous multimedia streaming, e.g., constrained channel bandwidth, quality degradation, unsmooth playout, etc.     

FGS码流在Internet上的鲁棒性传输研究

研究了在存在丢包的Internet环境下FGS(精细粒度可分级)码流的鲁棒性传输。分析了应用于网络视频流的FGS视频编码方案在存在丢包环境下的鲁棒性，并与不分级编码方案比较；利用FGS的分级特点，设计合适的数据包保护策略来增强它的传输鲁棒性，实验结果表明使用不等数据包保护策略，FGS比不分级编码方案有更好的传输鲁棒性。     

基于区分服务的流媒体传输模型

流媒体在网络上的应用经常会受到数据包丢失或错误以及网络带宽资源不足的干扰,使得接收方播放质量受到严重影响。本文建立了一种适合流媒体传输的区分服务模型,该模型能够使高优先级数据流（实时流媒体数据流）占用更多的带宽。仿真结果表明：该策略能使流媒体数据流获得较高的吞吐量和较低的丢包率,有效提高流媒体传输的可靠性和实时性。