基于H.264运动矢量域的脆弱水印算法研究

针对H.264/AVC的编码特征,提出一种基于H.264/AVC低比特率视频流的脆弱水印算法。该算法在视频编码端的P帧经过运动矢量搜索和运动矢量预测之后,提取运动矢量残差,将水印嵌入在运动矢量残差中。在视频的解码端进行水印提取和检测,检测不需要原始视频的参与。该算法具有较小的码率变化、视频失真,以及较强的脆弱性。     

面向多媒体传感器网络的视频压缩新算法

视频压缩可以降低多媒体传感器网络中的数据信息量。传统分布式视频编码方案采用区域统一编码,可能导致运动剧烈区域解码估计的失真。提出一种改进的分布式视频编码算法。该算法基于图像梯度场,针对Wyner-Ziv帧不能准确编解码的区域,通过ROI判定准则提取该区域并基于熵编码压缩,图像其他区域则基于LDPC实现分布式编解码,进而实现视频的优化传输。仿真实验表明：本文算法可增强运动剧烈区域的编码效率,在降低码率的同时提高解码图像质量,最终降低传感器节点能耗。     

基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

H.264/AVC中引入多参考帧运动补偿来提高视频编码性能,由此产生的多参考帧运动估计(MRF-ME)却带来了巨大的运算代价。为提高编码速度,降低计算复杂度,提出一种基于空间域相关性的运动估计算法——缩小的菱形算法(DDS)。先运用前向主矢量选择法不断修正预测运动矢量,再根据最佳参考帧位置的统计特性对不同参考帧使用不用模板进行搜索。实验结果表明,与H.264参考模型JM10.2相比,该算法保持了较好的图像质量且码率变化很小,运动搜索点数平均减少接近80%,并能有效地降低编码器复杂度。     

视频图像高压缩比编码算法研究

提出了一种基于DCT变换的矢量自适应分类的全局矢量量化编码算法。为降低码矢的维数和计算复杂度，提高搜索速度和压缩比，将变换的DCT矢量自适应分类为平滑类、边缘类和纹理类，根据矢量的类别构造不同长度的变换矢量和根据矢量的类别分别采用改进的全局矢量量化算法进行相应的码书设计。为提高光照变化时相邻帧间矢量运动补偿的匹配率，在矢量构造中将DC系数单独进行编码。实验结果表明：该算法在信噪比和压缩比方面具有良好的视频压缩性能，比较适合于智能视频监控系统以及水下视频等光照随时间有较大变化的场合。     

帧间码率最优分配的嵌入式编码算法

对视频序列做完运动补偿时域滤波后产生的高低通帧采用一种帧间码率的最优分配的嵌入式编码算法,实验结果表明该算法不但具有很高的压缩性能,而且具有灵活的质量和分辨率可分级功能.     

一种三维小波视频编码方法

基于三维小波变换的视频编码技术成为当今研究的热点。研究了一种时间轴小波分解的改进结构,给出了时间轴分解后各帧的重要性分析,在此基础上提出了一种结合运动补偿的三维小波视频编码新方法。该算法首先将视频序列按帧序的奇偶性分成两组,对各组分别进行改进的时间轴小波分解,然后对两组中的低频帧进行运动补偿,可以进一步减少数据量。在所要达到的目标码率条件下,对各帧根据其重要性分配最优的压缩码率,并利用SPIHT算法进行压缩。实验结果表明,该方法可以获得较好的压缩效果。     

基于H.264/AVC的自适应帧级位分配优化算法*

为了获得精确的帧级目标位分配和提高编码质量,在JVT-G012码率控制算法的基础上,提出一种自适应的帧级位分配优化算法。该算法充分考虑帧之间纹理复杂度,弥补了JVT-G012算法中对帧目标位平均分配算法的不足。大量实验结果表明,改进后的算法在高运动或场景切换情况下,能明显提高视频编码质量,实现目标位的优化分配和输出码率的精确控制。     

基于残差分布特性的运动补偿算法

视频编码中离散余弦变换(DCT)对自然图像有很好的去相关性，而对运动残差的去相关性较差。针对DCT对残差编码效率较低的缺陷，该文提出一种基于残差分布特性的运动补偿算法，即将残差中所有非零量化DCT系数分为I/P系数，针对不同类型的DCT系数进行分类(帧内或帧间)运动补偿。在MPEG4的编码质量对比实验中，推荐算法比标准算法提高了2 dB以上，从而表明推荐算法能有效地提高运动残差的编码效率。     

场景切换视频自适应帧间码率控制

针对视频帧中可能出现的大量场景切换,提出一种基于非连接点的场景切换检测算法,提高编码性能,该场景检测算法复杂度低,在运动估计的同时,完成视频场景切换检测。场景切换将导致GOP(group of pictures)长度的变化,并可能出现GOP长度太短的情况。提出改进的自适应GOP时域滤波技术,避免由于GOP太短引起的编码性能下降。针对视频场景切换检测分割出的不同长度的GOP,提出一种基于率失真模型的帧间码率控制算法,利用视频的失真与码率及视频帧复杂度的关系,对帧间码率分配进行优化,提高重构视频帧的总质量。实验结果表明,基于场景检测的自适应帧间码率控制算法能够获得较好的编码性能。     

基于小波系数块的运动补偿

提出基于小波系数块的运动补偿算法.所谓小波系数块是指图像的部分小波系数,它们只与图像的某个局部相关.该文提出的算法先在时空域进行运动估计,得到预测块的运动矢量.然后利用小波系数的局部空频特性,在小波变换域用参考块的小波系数块对预测块的小波系数块进行补偿.在时空域进行运动估计,可以充分利用视频编码多年来在运动估计方面的研究成果.在小波变换域上进行运动补偿,则避免了产生额外的频率成分.文中的理论分析和实验结果都表明,所提出的算法要优于常用的小波视频编码算法.     

二值alpha平面辅助的视频对象快速运动估计算法

提出了一种任意形状视频对象的快速运动估计方法.详细分析了alpha平面在视频对象的快速运动估计过程中起到的指导性作用,采用边界扩展和边界掩码技术,提出了一种新的二值alpha平面匹配衡量准则WBAMC (weighted binary alpha-plane matching criterion).结合优先搜索策略,提出了二值alpha平面辅助的视频对象快速运动估计算法BAAME(binary alpha-plane assisted motion estimation),.首先,利用alpha平面和WBAMC准则,将边界宏块的搜索范围缩小至两个搜索起点的单调区域,再采用传统的快速运动估计算法确定其运动向量;然后,用边界宏块的运动向量预测内部宏块的搜索起点;最后,采用快速运动估计算法搜索内部宏块的运动向量.这种方法可与多种空间域和频率域运动估计算法相结合,有效地应用于基于对象的视频编码器中.实验结果表明,对于多种类型的标准测试视频流,BAAME算法始终能够保持较高的估计精度和主观质量,运动补偿的平均PSNR(peak signal-to-noise ratio)较DS(diamosd search)和PSA(pdoety search algorithm)(BAAS(binary alpha-plant assisted search) DS)高出0.1dB～0.SdB,略低于FS(full search),但是其计算复杂度与FS相比降低了20倍.     

以运动矢量残差为载体的视频隐写算法

目的 以运动矢量（MV）为载体的视频隐写算法会破坏同一帧内相邻宏块或者相邻帧相同位置宏块的运动矢量之间的相关性,从而容易被基于运动矢量时空相关性（temporal-spatial correlation）特征的隐写分析算法检测到。为了解决这个问题,在H.264/AVC的视频编解码标准下构建了一种能抵抗基于运动矢量时空相关性隐写分析的视频隐算法。方法 通过分析运动矢量残差（MVD）与运动矢量时空相关性的联系,证明了保持运动矢量残差的统计特征的隐写算法能够很好地保持视频运动矢量的时空相关性;通过分析运动矢量残差的统计特征设置了一种能保持其直方图特征的嵌入规则,使用4个标记符和一个队列来记录修改载体造成的特征改变,并进行相应的补偿操作,将秘密信息嵌入到视频压缩过程中的熵编码之前的运动矢量残差中;结合可变长度的矩阵编码,有效降低了嵌入秘密信息对载体的修改量。结果 实验结果表明,该算法能较好地保持运动矢量残差在隐写前后的直方图特征,具有较好的视觉不可见性,对视频峰值信噪比（PSNR）和码率影响都不超过0.5%,满载嵌入的情况下基于运动矢量时空相关性的隐写分析算法对其的检测正确率只有70%左右。结论 本文算法以运动矢量残差为隐写嵌入的载体,使用保持其直方图特征的嵌入规则,结合了矩阵编码以减低对载体的修改量,能较好抵抗基于运动矢量时空相关性的隐写分析。     

基于H.264的模式选择和运动估计快速算法

作为视频编码领域的最新标准,H.264比以前的标准有着更好的编码效率。然而却使得编码器的计算复杂度急剧增加,在模式选择和运动估计部分尤为突出。论文提出了一种新方法,主要包括块合并、中止判别准则、改进的DS和快速亚象素搜索算法,在保持高信噪比和低比特率的同时,有效地降低了编码器复杂度。     

A data embedded video coding scheme for error-prone channels

We propose a novel data embedding scheme for fractional-pixel based video coding algorithms such as H.263 and MPEG-2. By modifying the motion estimation procedure at fractional-pixel precision, two bits data can be embedded in a motion vector (MV) for an inter-mode coded macroblock (MB). For half-pixel precision motion estimation, the resulted bitstream is compatible with the current video coding standards. Performance of the proposed data embedding scheme in terms of compression efficiency is also studied. As an application example of the proposed data embedding scheme, an error-resilient video coding scheme is also presented where some redundant information, which is used to protect MVs and coding modes of MBs in one frame, is embedded into the MVs in the next frame. When errors occur in one group of blocks (GOB), the decoder can exactly recover the MVs of the corrupted GOB if the next frame can be received correctly. Simulations show that the proposed scheme has better performance than standard H.263 coding scheme for transmission over error-prone channels     

基于可变尺寸重叠块运动补偿的小波视频编码器

通过排序算法和四叉树编码的改进以及快速运动矢量搜索算法的应用实现了优化的可变尺寸运动估计局部生长算法,将SPIHT小波图像编码器和可变尺寸重叠块运动补偿算法相结合,设计了一种混合小波视频编码器.仿真试验表明这是一种有效的视频编码方法,对于具有复杂运动的视频序列的编码较为有效.     

基于线性预测的半像素运动估计

在视频编码系统中,半像素精度的运动估计虽可以明显地改善编码效果,但也因此增加了不少运算量。为了降低运算量和提高半像素运动估计的速度,提出了一种全新的半像素搜索算法(half-pixel motion estimation based on linear prediction,简称BLPHME),其关键思想是通过分析整像素搜索和半像素搜索结果之间的相关性来建立一个线性模型,通过动态调整判决门限,以便预测并跳过那些不能从半像素块匹配搜索中得到好处的块。实验结果表明,该算法不仅可以明显地降低运动估计的运算量,同时还能得到与传统算法非常接近的图像质量和码率。此外,该算法还可以和基于整像素和半像素的快速运动估计算法一起使用,以进一步降低运算量。     

一种基于块匹配的运动估计改进算法

运动估计是视频压缩中帧间预测编码的关键技术之一,在各个压缩标准中都广泛使用了基于块的运动估计技术。由于运动估计通常具有较大的运算量,因此对压缩性能具有重要的影响。本文在分析了现有的六边形搜索算法(HEXBS)和视频序列图像帧相邻空间块和对应的运动向量具有高度空间相关性的基础上提出了一种改进的快速运动估计搜索算法,通过实验表明与HEXBS算法具有相似的计算复杂度,但是视频编码质量优于HEXBS算法。     

MC-EZBC中改进的运动编码

在层次式可变大小块匹配(HVSBM)运动估计/补偿中,运动信息由两部分组成:映射信息和运动向量。在传统的运动编码方案中,映射信息为直接编码和Huffman编码,而运动向量为差分算术编码。文章提出了基于上下文的自适应编码方法对这两部分信息进行编码。实验结果表明,采用新方法可以提高运动向量编码效率25%以上,提高视频编码的性能,特别是在低码率场合下。     

H.264运动估计UMHexagonS算法的优化与改进

针对H.264中UMHexagonS算法存在的不足,提出了一种改进的快速运动估计算法。改进算法根据起始预测运动矢量成为最佳点的可能性大小对起始预测运动矢量的检测顺序进行了优化,提高了编码效率;设计了一种改进的5×5螺旋全搜索模板,减少了5×5螺旋全搜索模板的搜索点数;增加了一种针对亚宏块的提前终止策略,进一步减少了运动估计带来的运算量。实验结果表明,改进算法在基本保持UMHexagonS算法编码性能的同时,有效减少了运动估计时间,提高了编码效率,并且可适用于不同运动强度的视频序列。     

一种对残养帧的四叉树分解编码算法

为了克服在低比特率下的块效应,并适应实时编、解码的需要,提出了一种对残差帧的四叉树编码算法,该算法首先采用OBMC的方法生成预测帧以有效消除块效应,并针对残差帧的统计与视觉特性,对每个2×2的小块取灰度平均值作为最小编码单位,然后用四叉树分解方法来大致标记均值大于某阈值的块的位置,并以标量量化和自适应算术编码器编码其灰度值.与基于变换的编码方法相比,该算法简单、高效,码率低,解码质量高,是一种实时的编、解码算法.