基于自适应量化器选择的编码率失真优化判决算法

针对高效率视频编码标准(high efficiency video coding, HEVC)编码复杂度高的问题,提出一种高效的自适应量化器选择的率失真优化量化判决算法.通过对变换系数量化水平是否相等以及量化水平和是否小于设定阈值来进行量化器判决.若量化水平相等或为零,则直接采用率失真优化量化;否则进行阈值判决,从而最终确定最佳量化器.结果表明,提出的算法能有效地对计算量小的均匀量化和比特率小的率失真优化量化这两种量化方法进行自适应选择,降低了编码器计算复杂度.采用该算法节省了大约10.52%的编码时间.     

H.264/AVC零值量化DCT系数分级预判算法

在H.264/AVC标准算法中,运动补偿后的残差块经过4×4整数离散余弦变换(DCT)及量化过程后,往往出现大量的零值量化系数(ZQDCT),而这些零值系数完全可以通过提前判别来省略其变换量化过程.为了减少ZQDCT的冗余计算,在分析提取出最佳全零块判决阈值的基础上,结合高斯分布模型和DCT系数能量"Z"形分布特性,提出了基于该新阈值的零值量化系数分级预判算法,在残差块DCT变换之前按分级模式预判出ZQDCT,从而跳过其变换量化操作.实验结果表明,与标准算法相比,该算法明显降低了编码数据量,同时减少了最高达42%的离散余弦变换(DCT)、量化(Q)、反量化(IQ)以及离散余弦反变换(IDCT)过程计算时间.     

H.264整数变换零块的预先判决算法

基于H.264整数变换和量化的特点,在选择最佳预测编码模式的过程中,预先判决变换系数量化后可能全部为零的块,特别是假定图像块未发生位移,其帧差信号变换系数判决为零的块,则可省去位移估值、变换、量化等复杂过程．与不用预先判决零块算法相比,在恢复图像平均峰值信噪比下降不到0.1dB的情况下,使用预先判决快速算法,编码速度可以提高58.4%,满足实时视频通信的要求．     

ATETS: 针对H.264的自适应提前终止搜索算法

为了解决H.264可变大小块运动估计技术使得运动估计运算量剧增的问题，提出了一种自适应提前终止搜索算法.根据整数DCT变换和量化的特性，通过提前判定全零系数块来终止没有意义的运动搜索过程.利用运动矢量和预测运动矢量之间的高度相关性，采用预测块作为提前终止判决块.使用基于量化步长的自适应阈值以获得最佳性能.实验表明，该算法与已被H.264标准采纳的快速整像素搜索算法(UMHexagonS)结合使用，能够在保证图像质量和编码压缩率的前提下，进一步减少60%左右的搜索点数.该算法对量化步长具有良好的鲁棒性，适用于固定码率的实时应用环境.     

一种结合全零块检测和纹理特征的快速帧内 预测模式选择算法

在H.264的帧内编码算法中,提出了从多个方向进行多种模式预测。为使率失真性能最优,需要对所有17种候选模式进行遍历,从中选择最适合的模式,这无疑会大大增加了编码器的计算复杂度。为避免多余候选模式的遍历,提出了一种快速H.26帧内预测模式选择算法。该算法结合了3个准则来加快编码速度,一是相邻块预测模式相关性准则,二是基于结合全零块提前中止准则,三是基于纹理特性的预测模式尺寸预先选择准则。先根据相邻宏块的预测模式来预先判别待编码宏块的预测模式;若预测模式不符合提前中止准则,就根据纹理的复杂度来预先选择预测模式的尺寸;对已选择尺寸的各种模式进行搜索,在搜索过程中同样遵循全零块提前退出的准则。实验结果表明,在编码效率相近的情况下,与H.264原有的全搜索算法相比,编码速度能够平均提高42.45%~73.71%。与单纯基于纹理特性的FIPAMP算法相比,编码速度能够平均提高23.19%~55.83%。     

针对H．264的自适应提前终止搜索算法

H．264可变大小块运动估计技术使得运动估计运算量剧增，为了解决这个问题，文章提出了一种自适应提前终止搜索算法．根据整数DCT变换和量化的特性，通过提前判定全零系数块来终止没有意义的运动搜索过程．利用运动矢量和预测运动矢量之间的高度相关性，采用预测块作为提前终止判决块．使用基于量化步长的自适应阈值以获得最佳的性能．实验表明，该算法与已被H．264标准采纳的快速整像素搜索算法（UMHexagonS）结合使用，能够在保证图像质量和编码压缩率的前提下，进一步减少60％左右的搜索点数．该算法对量化步长具有良好的鲁棒性，适用于固定码率的实时应用环境．     

基于全局和局部残差复杂度的帧间模式选择

针对H.264/AVC传统帧间模式选择算法的高复杂度,提出了一种适合各种视频分辨率格式的快速帧间模式选择算法.该算法基于全局残差复杂度(General residual complexity,GRC)和局部残差复杂度(Local residual complexity,LRC),通过GRC与QP来近似计算一个阈值,然后通过对局部残差复杂度跟该阈值比较来决定宏块的活跃度,再根据宏块的活跃度选出候选的帧间模式,由此进行率失真优化(Rate-distortion Optimization,RDO)计算,从而减少了不必要帧间模式的RDO计算,取得了较高的编码效率.实验结果表明,与JM18.4默认的帧间模式选择算法相比,该算法在峰值信噪比和码率基本不变的前提下,可以平均减少大约60%的帧间编码时间.     

基于率失真理论的低复杂度码率控制算法

为降低计算复杂度和提高图像质量，提出了一种新的码率控制算法.基于率失真理论，推导出了基于平均绝对差（MAD）的码率（R-Q）模型.编码过程中根据图像的复杂度分配帧层的目标比特数，在宏块层利用宏块的复杂度和运动信息计算其权重，并使用拉格朗日方法最小化失真度，确定宏块的最优量化器.实验结果表明，与测试模型8（TMN8）算法相比，该算法不用计算方差，计算量得到明显降低.与测试模型7（TMN7）和TMN8的算法相比，该算法能将码率更精确地控制在目标码率附近，减少了跳帧，图像质量更加稳定且有所提高.     

格缩减辅助MIMO检测的非线性量化

针对格缩减辅助(LRA)多入多出(MIMO)检测中,采用格缩减技术后导致星座畸变、引起变换域信号非线性联合量化复杂度高的问题,提出了一种排序反馈的非线性量化算法. 该算法同时考虑了变换星座的边界和各元素间的相关性,且根据量化误差的大小选择信号量化判决的顺序,依次量化判决信号的各元素. 仿真证明,基于该算法的格缩减辅助MIMO检测性能优于无排序反馈量化和逐元素独立量化的格缩减辅助MIMO检测,且能很好地逼近最大似然检测的性能;在平坦块衰落信道下,计算复杂度为多项式复杂度.     

一种新的H.264/AVC帧内编码快速算法

针对H.264/AVC帧内编码算法采用率失真优化(RDO)算法提升编码性能导致运算复杂度增加这一问题,提出了一种新的帧内编码快速算法。该算法采用待预测块的纹理方向误差值判断待编码块的纹理特征,结合相邻块的预测模式相关性减少须遍历预测模式的数量,并结合全零块检测的提前终止判定准则加快编码速度。实验结果表明,与标准算法相比,该算法在保证输出码率和图像质量基本不变的情况下能够将帧内编码时间减少约67.2%,显著提高了H.264的帧内编码效率。     

一种基于小波变换的非均匀量化索引调制水印算法

为了提高数字水印的稳健性与不可见性,将图像小波变换与量化索引调制算法相结合,提出了一种基于小波变换的非均匀量化索引调制数字水印算法。该算法对原始图像进行离散小波变换,将中频小波系数分成3×3的系数子块作为水印载体,对子块的系数均值采用非均匀量化索引调制,实现二值水印的嵌入。根据人类视觉特性,不同的系数子块采用不同的量化间隔并自适应于子块内相邻系数的差值。实验结果表明,该算法透明性好,安全性高,对高斯白噪声、剪切、滤波以及JPEG压缩等常见攻击具有较强的稳健性。     

一种格缩减辅助MIMO检测的非线性量化算法

针对格缩减辅助MIMO检测中,采用格缩减技术后导致星座畸变,引起变换域信号非线性联合量化复杂度高的问题,提出了一种排序反馈的非线性量化算法。该算法同时考虑了变换星座的边界和各元素之间的相关性,且根据量化误差的大小选择信号元素量化判决的顺序,依次量化判决信号的各个元素。仿真证明,基于该算法的格缩减辅助MIMO检测其性能要优于无排序反馈量化和逐元素独立量化的格缩减辅助MIMO检测,且能很好的逼近最大似然检测的性能,在平坦块衰落信道下,算法复杂度为多项式复杂度。     

矢量量化的几何方法

矢量量化是一种非常重要的数据压缩技术.其应用最多的聚类算法复杂度随着码率和维数的乘积指数增长.为了减小复杂度,本文给出几种适用于特定信源的几何矢量量化方法如适用于高斯信源的椭球矢量量化(EVQ),适用于拉普拉斯信源的棱锥矢量量化(PVQ).最后,针对几何分布不规则的一般信源,给出一般的几何矢量量化方法--标量矢量量化(SVQ).     

基于DCT系数分布的全零DCT系数块的预先判别方法（增刊）

低码率视频编码时，经帧间预测后得到的运动补偿数据通常很小，对这些数据再进行DCT和量化后其DCT系数往往全为零。为减少编码器的运算量，提出了预先判断全零DCT系数块的方法。在分析现有判别方法对全零系数块的误判与漏判的基础上，从二维整数DCT 变换,量化和DCT系数的分布特性出发，提出了一种全新的判断方法，提高了判别效率，并给出了具有一般表示的判别式，可以应用于不同尺寸的变换块。实验结果表明，所提出的判别方法提高了全零DCT系数块的判别效率，与现有的方法比有高达35%的检出率。     

JPEG合成图像的盲篡改检测及定位

提出一种经过JPEG压缩且保存为BMP格式的图像盲篡改检测方法。该算法基于原始量化表不一致性实现篡改定位。首先根据压缩图像特性定位DCT块;然后依据块划分估计原始量化表;最后计算图像块偏离量化表程度,并寻找合适阈值,实现篡改区域的自动检测和定位。改进原始量化表估计算法的实验结果表明:改进算法能实现直流(DC)分量的量化系数估计,并提高量化表估计的正确率,且能有效检测单次JPEG压缩图像的篡改及定位。     

一种基于正弦模型的变码率低速率宽带语音编码算法

基于语音正弦模型,采用能量谱熵和子谐波谐波比率方法进行语音分析。根据最小二乘估计准则提取语音参数,引入多形态量化方法和幅度参数拟合量化模型,在对分裂矢量量化过程中采用动态时间归整的方法快速搜索码本,提出了一种变码率、低速率、宽带语音编码算法。仿真结果表明:在有效降低码率和算法复杂度的前提下,该算法具有语音参数分析精度高、实时性好和语音合成质量较高的特点,并能在汽车及音乐背景噪声下重建高质量语音。     

一种改进的3维块匹配视频去噪算法

针对Video Block-Matching and 3-D Filtering(VBM3D）算法耗时高且去噪视频存在块效应的问题进行了改进。在对变换域系数进行收缩时,采用连续阶导数阈值法,代替原算法中的硬阈值法,减少块效应;在帧内匹配时,采用基于积分图思想的图像块距离计算加速方法;在帧间匹配时,使用帧间预测性匹配方法,减少计算量,提高算法效率。理论分析和实验结果表明,改进后的算法不仅能有效改善原VBM3D算法中的块效应,且算法复杂度大大降低。     

低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法

提出了一种低复杂度的多用户多输入多输出(MIMO)下行链路块对角化预编码算法,证明了该算法能够实现与传统块对角化算法完全相同的系统总容量.算法基于迫零方法进行改造,通过对迫零向量实施格拉姆-施密特正交,可以快速实现等效下行链路的全局块对角化,从而获得最终的预编码矩阵.由于算法避免了传统块对角化算法求解零空间所进行的矩阵...