基于小波子带统计特性的图像量化及质量可分级编码研究

随着数字电视、网上会议和在线点播的出现，越来越多的图像信息需要在网上进行传输，而此时人们不仅要求编码技术具有较好的压缩效果，还要求信息的传输能够满足渐进传输、多质量服务以及图像数据库浏览等一系列的要求。本文提出了一种基于位平面的图像质量可分级编码方法，结合小波子带图像的系数分布特性，利用样本标准差作为量化的依据，对各分辨率级进行分级量化，并且采用了位平面编码和算术编码，使得在解码时可以根据给定解码的数率不同对位平面进行重构以实现图像的质量可分级性。实验结果表明，本文提出的方法实现简单，编解码速度快，在保证具有很好的编码效果的前提下，可以实现图像的质量可分级编码。     

MPEG-4中的运动图像分割算法

MPEG-4采纳了基于对象的编码技术，它要求对图像和视频作更多的分析，甚至是理解。基于对象的编码是MPEG-4的一个重要特点，但是对象的分割问题至今仍未得到满意的解决。为了应用MPEG-4视频标准，视频序列的每一帧应该根据视频对象平面采描述，编码前的首要工作是视频对象的识别，把每一帧分解为若干视频对象平面，每个视频对象平面代表不同的有语义的对象。该论文介绍了MPEG-4的标准、国际上图像分割的发展状况，在此基础上提出了利用空时域信息实现MPEG-4视频对象的自动分割的算法。     

基于位平面的渐近式数字水印技术

将JPEG 2000中的EBCOT编码与现代水印技术相结合提出了基于图像内容中位平面特征的渐近式水印技术，利用位平面特征来同步水印的顺序，图像被分解为多个位平面上的数据，对各个位平面的重要数据按照顺序先后在压缩的同时嵌入水印信息。实验结果证明该方法改善了水印的不可见性和同步性的矛盾。     

基于PBBShift的ROI编码方法

为使观察者提早了解图像的大致情况,提出了基于部分背景位平面位移(PBBShift)的感兴趣区域(ROI)编码方法.该方法将背景(BG)位平面分为两部分,编码时下移剩余的BG位平面,解码时可优先传输ROI系数和重要的BG系数,然后传输剩余的BG系数.实验证明,该方法在低码率下,ROI和BG质量相差无几;在高码率下,ROI获得比BG更好的质量.改进的方法在带宽受限的网络中有很大的实用价值.     

基于公平交易协议的数字图像电子交易方案

随着Internet的广泛应用，对多媒体数据在Internet上的安全传输、分发与交易的安全性保障越来越重要，如何使数字作品在网上直接交易，也是电子商务的一个重要课题，文中综述了公平交易协议，提出了一种基于数字水印和公平交易协议的数字图像电子交易方案，此方案具有交易的公平性和图像作品的版权保护的特点。     

一种检测与校正JPEG数据传输错误的新方法

无线传输JPEG数据时，由于信道存在噪音，经常会发生偶然性错误或突发性错误，因此错误检测与恢复在无线传输JPEG图像中有着举足轻重的作用。由于JPEG图像对传输错误非常敏感，一个bit位的传输错误就会影响后续位的解码，从而造成图像质量的严重下降。传统的处理JPEG传输错误是采用错误掩藏与编码自同步方法。其中错误隐藏是使用插值的方法来恢复数据，但其会在一定程度上降低传输图像的质量；编码自同步方法则会影响传输数据的通用性。为了更好地检测与校正JPEG数据传输错误，提出了一种新的JPEG编码数据传输错误检测与恢复方法。该方法以图像相关性作为判别依据，使用全搜索的方法来恢复数据。通过对该方法可行性进行的理论分析和仿真的实验表明，该方法可以更好地恢复偶然性传输错误，并可极大提高无线传输JPEG图像的质量。     

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。     

基于宏块的渐进、精细可伸缩的视频编

渐进精细可伸缩(PFGS)的视频编码是面向Internet的视频流化应用中的一项重要技术,同MPEG-4标准中的精细可伸缩(FGS)的视频编码相比,PFGS视频编码具有更高的编码效率.然而,由于现有的PFGS方法以帧为单位来选择编码时的参考图像,因此该方法很难同时在编码效率和误差控制方面都取得好的效果.提出了一种灵活、高效的基于宏块的PFGS编码方法,并提出3种帧间(INTER)编码方式用于增强层宏块编码,其中的一个编码方式把原有的PFGS视频编码中的误差控制技术扩展到了宏块层.同时也提出了一个编码方式选择算法以确定每个增强层宏块的编码方式,由于该算法仅需用到时域预测信息,因此实现起来非常简单,并且性能稳定.实验结果表明,基于宏块的PFGS视频编码既能有效地消除低码率下的误差传递和累积,也能提高在其他码率下的编码效率.     

基于形态学膨胀操作的小波图像比率可分级编码研究

图像渐进传输、图像数据库浏览等多分辨率环境下的多媒体应用导致了图像比率可分级性编码算法的产生，比如嵌入式零树小波图像编码方法（EZW）．Servett等人给出了一种基于形态学方法的图像编码方法（MRWD），该方法根据图像小波分解后各子带中重要系数的聚类特性，利用数学形态学中的膨胀算子直接对各子带中的重要系数进行检测、提取和编码，取得了优于EZW的编码效果。然而，该方法还存在着一些值得改进的地方。该文在分析和改进MRWD方法的基础上，提出一种基于形态学方法的小波图像比率可分级编码的新方法，该方法的主要思想如下：（1）针对小波图像分解的不同层次子带，采用了不同的结构元素来实现各子带重要系数的膨胀操作；（2）对剩余空间的重要系数，根据其在不同分解层次上的分布情况，采用了直接提取和膨胀操作相结合的编码方法；（3）根据小波图像分解最低频子带的特殊性，对其进行了单独处理；（4）采用了逐次逼近的量化模式，使生成的嵌入式码流具有比率可分级的特性。该方法除了具有EZW方法的优点外，在一定程度上克服了MRWD方法的不足，取得了较好的效果。试验结果验证了方法的有效性。     

APAIMD算法及基于此算法的APTCP协议

本文提出了一种可调参数AIMD算法和一种在接收端实现该算法的适合在Internet上传输多媒体流的可调参数传输控制协议。UDP不适合传输多媒体数据，因为它没有拥塞控制机制。TCP遇到单个数据包丢失传输速率就减半，会造成速率剧烈抖动，也不适合传输多媒体数据。在APTCP控制下传输的多媒体流具有良好的速率平滑性，并能够与竞争的TCP流公平的分享带宽。APTCP便于升级到组播多媒体业务，可用于非对称网络。     

基于矢量量化的高效BTC图像编码算法

作为一种有损图像编码技术,块截短编码算法（BTC）的计算量较少,速度快,有较好的信道容错力,重建图像质量较高。然而,标准BTC算法的主要缺点是其压缩比特率比其他基于块图像编码的算法（如变换编码和矢量量化）高。为了降低比特率,提出了几种有效的BTC算法,还提出了一种简单的查表算法对每块的BTC量化数据编码,另外还引入了矢量量化技术以减少对位平面编码的比特数。为了减少由改进算法引入的额外失真,在每种提出的算法中,采用最优阈值而不用平均值作为量化阈值。     

减少相邻位平面间冗余度的加密图像可逆信息隐藏

目的 针对现有的加密域可逆信息隐藏算法在对位平面压缩时未能充分利用位平面间的相关性的问题,为了降低位平面的压缩率从而提高嵌入容量,提出一种减少相邻位平面间冗余度的加密域可逆信息隐藏算法。方法 算法将图像进行分块并将块的位置进行置乱,置乱并未改变位平面的块内像素的相关性,使得位平面的块同样利于压缩。将块置乱后的图像的高位平面与次高位进行异或操作后得到新的次高位平面,再用新的次高位异或比它低一位的位平面。依次对其余的低位平面进行同样的操作后得到新的低7个位平面,将它们与原始最高位相结合得到新的图像的8个位平面。使用BBE（binary-block embeding）算法对新的图像的位平面进行压缩为嵌入信息腾出空间。为了保证加密图像的安全性,对腾出空间后的图像进行异或加密。结果 对相邻位平面进行异或后使除了最高位平面外的低位平面更平滑,减少了不能使用BBE算法压缩的块及压缩的不好的块的个数,更有利于用BBE算法对图像进行压缩。提出的算法与现有的基于位平面压缩的算法相比得到了较高的嵌入率,对不同纹理的图像而言,嵌入的容量平均提高了0.4 bit/像素。结论 实验结果表明,提出的算法在保证安全性的同时可以腾出更多的空间来嵌入额外的信息,在实际生活中能根据需求灵活地嵌入信息。嵌入的信息能无损地提取,且图像能完全恢复。总的来说,提出的算法具有良好的性能。     

静态图像编码研究进展

多媒体及Internet的迅速发展导致了对图像编码技术更高的要求。首先以波形编码、第二代编码技术和分形编码技术为线索对静态图像编码技术的发展及编码技术中所存在的一些问题进行了讨论,并从图像编解码的观点讨论了图像在有噪信道上传输的误码率情况和适应于传输的一些图像编码技术;同时对即将成为新的静态图像编码标准的JPEG－2000的目标、编码机制、POI编码的Maxshift方法以及对码流的直接操作等情况进行了讨论。尽管压缩效果一直是任何编码方案所追求的目标,但其它特性,像基于内容的编码、可分级性编码以及鲁棒性编码等也是选择一个好的编码方案时应该考虑的,据此最后对图像编码技术的发展方向进行了展望。     

基于形态学位平面扫描的遥感图像压缩算法

给出了一种基于形态学位平面扫描的小波域遥感图像编码算法。算法对典型的扫描顺序进行了改进,使用形态学重要符号邻域优先的系数扫描策略,改善了上下文条件概率的时变稳定性,提高了编码效率。实验表明,算法较经典的EBCOT编码方法在同码率下PSNR有一定的提高。     

基于零树和位平面的小波图像压缩算法

通过有机结合零树编码、位平面编码和算术编码,提出了一种基于零树和位平面的小波图像压缩算法ZBP(Zerotree and bit plane).ZBP不仅充分利用了零树符号之间的相关性,而且从位数据的层面上挖掘出了小波系数值之间的相关性,从而提高了算术编码的性能.实验结果表明,ZBP的压缩效果优于目前已有的小波图像压缩算法.     

lαβ与组合位平面技术在信息隐藏算法中的应用

利用lαβ域对颜色的控制力和图像位平面的嵌入策略特点,按照提出的组合位平面规则l、α、β分量图进行改变。在l中嵌入鲁棒参数,以RAID4方式在α和β中嵌入隐藏信息。应用混沌映射和遗传算法提高信息与载体一致性,并以骑士巡游路线在各位平面上进行遍历。实验表明,不可见性与鲁棒性平均提高8.94%和9.88%。     

码率可分级小波视频编码算法的研究

对于多种视频传输业务,传统的分层可分级性已不能很好地满足要求,编码器需要提供码率可分级性.采用改进的零树小波编码算法生成了高性能的嵌入式码流,实现了一个码率可分级视频编解码器.而在码率可分级编解码算法中,同一码流需要在较大的码率范围内保持编码效率.目前的解决方案在目标码率提高时,重建图像的质量得不到有效的改善.指出了码率可分级编码算法不仅要考虑误差扩散问题,还要考虑帧间依赖关系,并提出了一种新的算法.实验结果表明,该算法使同一码流能在多种码率下提供更好的重建图像的质量,而且所提算法可用于其他采用运动补偿算     

Internet上图象渐进传输的研究

在Internet环境中,每个用户所占用的网络带宽是不同的,并且随着网络状况的动态变化而变化,不同用户对图象的质量要求也不一样,因此要求服务器端的图象编码器必须具有高度的适应性。1993年,Shapiro提出的小波零树编码算法是一种非常有效的基于小波变换的图象编码方法,该算法编码器输出的比特流是按基重要性排序的,是对原图象一种渐进的二进制表示。在该算法的基础上,提出了一适合Internet环境下的静态图象渐进传输解决方案,最后给出了实验结果。     

基于整数小波变换和子带比特平面编码的图象压缩算法

在分析图象整数小波变换的基础上 ,提出了基于子带比特平面编码的压缩算法 .该算法将整数小波系数按子带分为若干比特平面 ,称之为子带比特平面 ,并采用简单高效的率失真优化算法确定子带比特平面的编码顺序 ,且这一顺序与图象无关 .按此顺序对子带比特平面进行自适应 MQ算术编码 ,便得到嵌入式压缩码流 .该算法可以从无损到有损 ,以任意倍率或质量进行图象压缩 ,压缩效率达到了浮点 EZW算法和 JPEG2 0 0 0整数小波编码方案的水平 ,而速度远快于这两者的速度 .该算法还具有复杂度低 ,占用内存少的优点 .     

A fuzzy control scheme for video transmission in Bluetooth wireless

This paper is concerned with transmission of Moving Picture Expert Group (MPEG) video over a Bluetooth wireless network using a fuzzy approach. MPEG Variable Bit Rate (VBR) video sources suffer from long delay and excessive loss due to the sudden bursts in bit rate. Constant Bit Rate (CBR) encoding scheme may work well for a network with a guaranteed bandwidth. However, a Bluetooth channel is subject to wireless interference and can never guarantee a constant bandwidth. Subsequently, it is impossible to transmit a CBR video over Bluetooth wireless without data loss or image quality degradation. To resolve this problem, a fuzzy control system is introduced at the Host Controller Interface (HCI). The system consists of a traffic-shaping buffer whose role is to prevent excessive back-to-back cells being generated during the peak transmissions of MPEG video sources. The output bit rate of the traffic-shaping buffer is controlled by a fuzzy controller to ensure that the video stream from the host conforms to the traffic condition of the Bluetooth channel. Another fuzzy controller regulates the average arrival bit rate to the traffic-shaper to guarantee that the buffer is neither full nor empty. Computer simulation results demonstrate that the use of the fuzzy controllers reduces excessive data loss at the HCI as compared with an open loop VBR/CBR video transmission in Bluetooth.