基于感知的多视点视频编码宏块模式选择快速算法

多视点视频编码(MVC)采取可变块模式选择技术和 多参考帧技术显著提高了编码的压缩效率,但同时带来了巨大的 编码计算复杂度。为了降低MVC的计算复杂度,提出基于感知的快速MVC宏块模式选择 算法。基于人眼视觉感知的特点,利用视觉恰可察觉失真(JND)的概念建立MVC宏块的最优模 式和JND的联系,并利用该联系确定早期结束最优宏块模式选择过程的阈值,根据当前编码 宏块的JND与阈值的 关系自适应地减少每个编码宏块的模式搜索次数,进而减少MVC的方向搜索和参考帧搜索的 次数,以降 低编码的复杂度,提高MVC速度。实验结果显示,对于不同运动特性、内容、纹理信息、相 机间距和图像 尺寸的测试序列,提出的快速算法在率失真性能几乎不变的情况下平均节约76.00% 编码时间。     

基于熵掩蔽的DCT域恰可察觉失真模型

为提高离散余弦变换（discrete cosine transform,DCT）域恰可察觉失真（just noticeable distortion,JND）模型阈值精度并避免跨域操作，将熵掩蔽效应引入DCT域JND模型。首先，从自由能理论和贝叶斯推理出发，设计基于DCT域纹理能量相似性的自回归模型模拟视觉感知过程中的自发预测行为；其次，探索视觉感知与预测残差的映射关系得到块级无序度，并将熵掩蔽效应建模为关于无序度的JND阈值调节因子；最后，结合空间对比敏感度函数、亮度自适应掩蔽以及对比度掩蔽，提出基于熵掩蔽的DCT域JND模型。与现有DCT域JND模型相比，所提模型所有运算均在DCT域执行，更高效简洁。主观、客观实验结果表明，所提模型在感知质量相同或更好的情况下，噪声污染图的平均峰值信噪比（peak signal-to-noise ratio,PSNR）值比其他4个JND对比模型低2.04 dB，更符合人眼视觉系统的感知特性。     

一种基于最小可察觉失真的立体图像质量客观评价方法

立体图像质量是评价立体视频系统性能的有效途径,而如何利用人类视觉特性对立体图像质量进行有效的评价是目前的研究难点。本文通过分析最小可察觉失真(JND,just noticeable distortion)视觉感知模型,并结合反映图像结构信息的奇异值矢量,提出了一种基于JND的立体图像质量客观评价方法。评价方法由图像质量评价和深度感知评价两部分组成,首先提取反映图像质量和深度感知的特征信息作为立体图像特征信息,然后根据立体图像的不同失真类型情况对其特征进行融合,通过支持向量回归(SVR,support vector Regression)预测得出立体图像质量的客观评价值。实验结果表明,采用本文提出的客观评价方法对立体数据测试库进行评价,在不同失真类型或混合失真评价结果中,Pearson线性相关系数(CC)值均在0.94以上,Spearman等级相关系数(SROCC)值均在0.92以上,符合人眼视觉特性,能够很好地预测人眼对立体图像的主观感知。     

基于人眼对比度感知特性的数字图像防伪技术研究

结合人眼视觉特性和数字图像傅里叶变换频谱图的特点,提出了一种新的人眼对图像感知的最小可觉察误差即JND阈值的计算方法,根据计算的JND阈值提出了一种基于人眼对比度敏感视觉特性的数字图像水印算法,并加以实现和攻击测试;实验结果得出:经过不同质量因子QF的JPEG压缩,峰值信噪比在QF大于40％时均大于30 dB,提取的水...     

中值滤波算法在人眼视觉系统中的增强改进

本文提出一种在中值滤波算法基础上利用人眼视觉特性改进的图像去噪增强算法。该方法首先利用人眼特性将灰度级进行调整以提高图像背景亮度,然后在滤波模版中利用JND曲线特性提高像素间的对比度,从而在去除噪声的同时提高了图像的清晰程度,使人眼获得更多的信息量。实验结果表明:该方法与传统滤波算法相比,处理过的图像更利于人眼观察。     

基于人眼亮度阈值特性的图像增强算法

结合人眼视觉特性,提出一种面向人眼视觉的图像增强算法。在保持原图像所有像素灰度大小关系不发生倒序的前提下,以人眼可分辨的像素对数作为目标函数。为使目标函数实现最大化,首先根据人眼亮度阈值特性测试指定显示器的人眼最多可分辨的灰度级数;然后结合图像本身的灰度级数与人眼最多可分辨的灰度级数使用一种动态规划灰度级合并算法,使得灰度合并后图像中包含的灰度级数不多于人眼最多可分辨灰度级数;最后对合并后的灰度按人眼视觉亮度阈值特性做一一映射。本文算法充分考虑了图像观测过程中人眼感知与显示器显示亮度,具有明确的目标函数,图像增强效果优于目前常用算法。     

基于Contourlet视觉模型和奇异值分解的图像质量评价

针对基于像素值的图像质量评价方法忽视图像结构信息和需要完全参考图像等问题,提出了一种基于Contourlet域奇异值分解CW-SVD,部分参考图像质量评价方法(contourlet weighted singular value decomposition)。在Contourlet域中,利用奇异值向量对图像结构的表征能力,结合人眼视觉敏感性确定每个子带的视觉权重,得到每个子带的评价测度,再综合得出图像的最终评价指标。实验表明,该方法应用于4种类型的降质图像质量评价时,比峰值信噪比(PSNR、MSSIM)等算法具有更好的稳定性和更好的主客观评价一致性。     

面向HEVC的恰可察觉编码失真模型

为进一步提高现有视频编码技术的压缩效率及解 码重建图像的主观视觉感知质量,在现有人眼恰可 察觉失真(JND,just noticeable distortion)模型的基础上, 提出了恰可察觉编码失真(JNCD,just noticeable coding dist ortion)模型。首先,通过主观实验,对恰可察觉梯 度幅值差异(JNGD,just noticeable gradient difference)进 行了研究,分析其变化规律并建立JNGD模型。使用全变 分(TV,total variation)方法将图像分解为结构图和纹理图后,分别求 取其梯度信息得到结构梯度图和纹理梯度图, 利用JNGD模型分别滤除结构梯度图和纹理梯度图中的人眼不可察觉的梯度幅值 ;其后,分析了人眼感知对于不同 梯度幅值的编码失真敏感性,设计了梯度幅值与JNCD值的主观实验,得到两者的关系模型; 最后,考虑人眼对图 像中的边缘、平坦和纹理3类区域失真感知程度的差异性,利用滤波后的结构梯度和纹理梯 度信息将图像划分为上 述3类区域,最终建立整幅图像的JNCD模型。为验证本文提出的JNCD模型的可靠性,在高效 视频编码(HEVC)标准测试平台上进行的模型验证结果表明,在本模 型指导下的编码其解码重建 图像获得了较好的主观视觉效果,可为人眼视觉感知冗余的分析及感知编码的改 进提供依据。     

基于对比敏感度函数的高动态范围视频编码

考虑到HDR视频高动态范围和高精度的特殊性以及人眼视觉感知的复杂性,提出一种基于 对比敏感度函数的高动态范围(HDR)视频编码率失真优化算法。首先,根据对比敏感度函数( CSF)的定义得出对比敏感度(CS)与人眼对误差敏感 程度的关系;然后,针对10比特HDR视频的亮度分量,以树形编码单 元(CTU,coding tree un it)为基本单位,求取影响视觉对比敏感度的适应亮度值以及空间频率的大小;最后,进 一步修正对比敏感度值作为视觉感知因子,对HEVC编码过程中每个CTU的拉格朗日因子 进行缩放,实现更加符合视觉感知的码率分配,去除感知冗余。实验结果显示,在相同 HDR-VDP-2.2的Q因子和PSNR_DE分值下,和原始编码平台相比 ,码率平均节省5.6%和8.3%,有效提升HDR视频编码压缩的性能。     

一种HEVC的快速帧间编码新方法

为了降低新一代高效视频编码(HEVC)的计算复杂度 ,融合基于人眼恰可察觉失真(JND)的快速帧间 模式选择和自适应编码单元深度范围(ACUDR)两种算法,提出了一种快速帧间 编码新方法。首先,通过建立时空域JND和最佳预测模式的统计关系,利用JND 阈 值指导帧间预测模式的快速选择,以减少遍历的模式个数从而降低复杂度;然后,利用编码 的前一帧定义与当前帧 的平均深度差(ADD),通过ADD自适应加权时空域相邻最大CU(LCU) 的平均深度值预测当前LCU的深度范围(DR)类型,减少当前LCU遍 历的深度个数从而降低算法复杂度; 最后,融合这两种算法以进一步降低了视频编码的计算复杂度。结果表明,所提出方法 在低延时和随机访问两种 编码结构下,降低了40%以上的计算复杂度,但编码性能降低很小,在同等码率下的峰值信 噪比(BDPSNR)仅分别降低0.058dB和0.037dB,同等客观质量下 的码率(BDBR)仅分别增加1.71%和1.06%。     

一种低编码复杂度可分级的视频编码系统

在可分级视频编码（SVC,scalable video coding）的框架下,利用分布式视频编码（DVC,distributed video coding）技术,设计了一种低编码复杂度的SVC方案。该系统具有空间可分级的特性,各分层中仅用到了传统的帧内编码技术和DVC技术,最大限度的减小了SVC系统的编码复杂度。在该...     

广东有线数字电视节目中心平台的建设

从节目的收录采集、编辑制作、管理到播出，应建立一个自动化程度高的制作流水线，节目的编码格式应严格遵循DVB标准，各个子系统之间应具有良好的交互性和开放式接口，以提高系统构建的灵活性，从而降低整个系统的运作风险。     

基于SSIM的HEVC帧内编码率失真优化

率失真优化(RDO)是视频编码压缩中的关键技术之 一。传统的率失真优 化技术使用误差平方和(SSE)或绝对差和(SAD)度量失真, 不能获得较好的视觉感知质量。本文针对新一代视频编码标准高效视频编码(H EVC)帧内编码RDO,提出了一种基于结构相似度(SSIM)度量失真的 RDO方法。首先,根据HEVC编码树形单元(CTU)结构设计了基于SSIM的失真计算方法; 然后,提出了一种基于量化器推导的码率-量化步长(R-Δ)模型和一种基于统计分析的失 真 -量化参数(DSSIM-QP)模型,用于求取拉格朗日乘数;最终,使用多QP优化方法求 取模 型参数。实验表明,相对于HEVC 传统的RDO,针对全I帧(即所有帧都为帧内编码)固定QP编码和多QP优化编 码,在相同的SSIM条 件下,码率分别平均降低8.4%和13.9%左右,同时编码复杂度分别平均增加约3%和2%。     

基于单向有线电视网络的“交互式”视频点播

在视频点播领域的关键性挑战就是以合理的成本为成千上万的潜在用户提供交互式点播服务。主要对在单向有线电视网络上实现“交互式”视频点播进行分析,并对相关的关键技术进行探讨。     

基于VxWorks的视频会议系统

提出了一种基于VxWorks的视频会议嵌入式系统的设计与实现方法.系统主要由编码、解码终端和网管中心3部分组成.编码终端基于VxWorks操作系统和嵌入式微处理器MPC860硬件平台,进行实时视频采集压缩,通过网络接口传输数据,同时根据接收的通过串口以及网口到达的控制信令,动态修改终端工作参数配置.解码终端工作过程与编码相反.网管中心基于Windows操作系统,利用WinSock套接字应用程序接口(API),实现终端之间数据包的定向转发、终端控制信令的发送与接收、终端状态的查询以及压缩数据的存储.     

一种基于多视点视频的低复杂度自适应环路滤波算法

自适应环路滤波(ALF)是面向高清的多视点视频编码(MVC)中的一项新的滤波技术,虽然能提高视频压缩的主观质量和客观质量,但是其复杂度过高阻碍了其实时应用。本文提出了一种低复杂度的ALF算法,充分利用了视点间相关性和层间相关性以减少亮度和色度分量的分割次数,并且能自适应跳过大部分帧的块控制(DBC)处理过程。实验结果表明,所提出的算法能在保证视频主观质量和客观质量基本不变的情况下减少61%左右的ALF处理时间。因此,所提出的方法在编码效率和复杂度上做到了很好的折中处理,并且能很好地改善ALF的性能。     

基于多点通讯服务的视频点播系统

介绍了一种基于多点通讯服务（MCS）的视频点播系统（以下简称MVOD）的设计与实现技术。系统采用VOD服务器和点播用户集成在同一个功能单元的新方式,支持通道管理、视频数据管理、连接管理、点播服务、播放服务、用户接入管理等多种功能。该系统能够运行在Internet网上,具有强的管理能力和很好的扩展性能。     

一种HEVC帧内快速编码算法

高效视频编码(HEVC)采用编码单元(CU)四叉树的 分割结构,相比H.264/AVC显著地提升了编码效 率,但却使编码复杂度急剧增加。为此,本文提出一种帧内快速编码算法。首先,根据视 频图像纹理复 杂度,提前判断是否进行最大编码单元(LCU)分割。然后,根据空域相邻CU的深度预测当前C U的深度范围, 跳过不必要的计算;最后,根据预测模式被选为最优预测模式的统计特性,去掉可能性小的 帧内预测模式。本文算法在HM14.0的基础上实现。 仿真结果表明,本文算法在全I帧模式下与HM14.0相比,帧内编码时 间平均减少38%,码率(BR)只增加1.41%,峰值信噪比(PSNR)只降低0.29dB,在保证编码性能和视频质量几乎不变的 情况下,本文算法降低了编码的计算复杂度。     

基于空域相关性的快速HEVC帧间预测方法

分析了对应CU分块与其空域上相邻的4个CU之间的相关性,根据分析的最大出现概率的PU模式,以及当前PU分块与前一帧对应不同尺寸CU分块之间的空域相关性,提出了一种基于时域和空域相关性的快速HEVC帧间模式判决方法,跳过当前最大编码单元中各层CU中冗余的PU模式,从而降低了编码的计算复杂度。实验结果显示,与HM7.0相比,该方法在仅仅损失了0.21%~1.66%压缩率和0.01~0.09 dB峰值信噪比的前提下,降低了52.3%~63.5%的编码时间。     

基于多视点视频特征的3D-HEVC深度视频信息隐藏算法

为了更安全地传输秘密信息和保护3D视频,提 出基于多视点视频特征的3D-HEVC深度视频信息隐 藏算法。首先结合彩色视频的纹理特征,考虑深度视频不同区域对绘制视点的质量和编码效 率的影响,对 深度视频进行区域分割。然后针对不同的区域,采用不同的方式调制最大编码单元(LCU) 的QP值嵌入 秘密信息。最后,用修改后的QP值进行编码压缩,传输视频信息。实验仿真结果表明,相 比于原始HTM13.0, 本算法编码重建深度视频绘制视点质量的PSNR平均下降0.0015dB, 码率平均增加0.035%。本文算法 能较好地保证绘制视点的质量,对视频流的码率影响较小,且能实现秘密信息的盲提取。