基于改进双域滤波的视频降噪算法

传统的视频降噪滤波在空域或者时域中进行,若视频中的噪声过大,其滤波效果较差。最新的有着较高性能的BM3D算法必须进行块匹配处理,且对于部分有着平滑过渡色彩的图像并不适合。基于双域滤波算法提出了一种改进的算法,其更加适合视频降噪。通过空域和频域分别对分层图像进行降噪, 有效地滤除 大噪点和小噪点,在时域上的双边滤波不仅提高了滤除噪声的能力,而且更好地保留了图像边缘特征。仿真实验表明,改进的双域滤波视频降噪算法在PSNR值上较DCT算法提高了约1dB,与原双边滤波算法相比,无论是在主观视觉还是客观评价上,所提算法均有较好效果及优势。     

基于Non_local means的时空联合视频降噪算法

针对监控视频图像的特点,提出了一种有效的实时视频降噪算法。首先结合多帧图像采用基于Non_local means的运动检测方法自适应地区分图像的运动区域和静止区域,对静止区域采用时域加权均值滤波,对运动区域采用空域ANL滤波。充分利用了视频的时域、空域信息,在去除视频序列噪声的同时很好地保护了图像的细节。实验结果表明,提出的算法在不造成运动拖影的前提下,能够显著提高视频的信噪比和图像的主观质量。     

一种新的全变分块匹配声呐图像降噪算法研究

乘性斑点噪声广泛存在于声呐图像中,严重影响图像质量,该噪声服从瑞利分布 特性。为此,结合基于全变分算法与三维块匹配图像降噪算法(BM3D)设计思路,提出了一种新 的全变分块匹配声纳图像降噪算法。首先对含噪声呐图像利用 2-范数进行块匹配分组;其次由 于声呐图像模糊、纹理细节信息较少等特点,用全变分算法对分组后的图像块进行滤波降噪; 最后对滤波后的图像块进行加权聚类得到降噪后图像。经过实验结果显示,该算法相对于经典 的 Lee 滤波、Frost 滤波、BM3D 和全变分算法有更好的降噪效果。     

一种时空联合的视频去噪方法

传统的图像滤波器在模糊程度与去噪能力之间存在不可调和的矛盾。提出了一种基于时空域联合的方法,从视频的角度出发,同时利用信号的时域和空域相关性进行去噪,以解决这一矛盾。新方法首先通过一种基于自适应阈值、搜索方法切换的快速自适应运动估计方法获得运动轨迹,然后使用自适应窗口大小的中值滤波去除空域噪声,中值滤波中使用了运动轨迹上相邻两帧的对应窗口像素,使用一维卡尔曼滤波器行时域去噪,最后用几何均值结合两次滤波的结果,使信号的时域相关性与空域相关性都得到了充分利用。实验结果证明该算法去噪效果显著,超过了各种时域或空域方法,对椒盐噪声的处理效果尤其突出。实验也表明,由于新方法的时间消耗为时域滤波、空域滤波和运动估计时间的简单累加,因时空联合而增加的计算复杂度属于可接受的范围。     

基于下采样的快速块匹配搜索算法及降噪应用

提出一种基于下采样的快速块匹配搜索算法——下采样三步搜索算法(DTSS)。在视频序列中,通过双线性插值法下采样得到当前帧和参考帧的采样帧,在采样帧中进行基于块的三步法初步运动估计,然后通过下采样恢复进行精细搜索,得到当前帧的运动矢量场。利用双线性插值下采样方法的低通特性,可以实现在噪声干扰情况下对运动矢量的准确搜索;另一方面,采用下采样技术,使得块匹配搜索算法的搜索速度加快,达到快速搜索目的。实验结果表明,在保持搜索准确度和提高搜索速度方面,DTSS明显优于三步法和菱形搜索等经典的块匹配搜索算法。最后结合经典的多假设运动补偿滤波(MHMCF)算法验证了DTSS应用于视频图像降噪中的有效性。     

用于多峰函数优化的小生境差分演化算法

针对监控视频图像的特点,提出了一种有效的实时视频降噪算法。首先结合多帧图像采用基于Non—localmeans的运动检测方法自适应地区分图像的运动区域和静止区域,对静止区域采用时域加权均值滤波,对运动区域采用空域ANL滤波。充分利用了视频的时域、空域信息,在去除视频序列噪声的同时很好地保护了图像的细节。实验结果表明,提出的算法在不造成运动拖影的前提下,能够显著提高视频的信噪比和图像的主观质量。     

基于运动补偿的视频预处理算法

针对预处理算法易在空域产生边缘模糊和在时域产生拖尾等图像扭曲现象,提出一种基于运动估计的时域滤波预处理算法。该方法通过运动补偿技术将时域滤波映射到空域进行处理,有效地去除视频序列时域不相关的细节信息,避免空域模糊和时域拖尾,达到降噪和提高编码效率的目的。实验结果表明,在同等视频质量PSNR下,该预处理算法较预处理前可降低编码码率12％-32％,同等码率下视频序列的平均PSNR值比使用空域预处理方法高4dB～9dg。     

利用运动强度判据的高效自适应运动估计算法

为减少运动估计计算量,提高视频编码效率,提出了基于运动强度的自适应运动估计搜索算法。该算法通过定义运动强度概念来反映帧间图像运动的剧烈程度,依据当前帧的运动强度信息预测下一帧运动情况,并自适应选择算法进行运动搜索:当运动强度高于设定阈值时选用UMHexagonS算法,低于该阈值时选用改进的六边形算法。实验仿真结果表明,该算法能在保证图像质量和压缩效果的基础上,大幅提高编码效率,并可通过调节阈值大小满足不同编码要求。     

一种基于概率矩阵的快速运动估计算法

基于块匹配的运动向量估计算法已被多种国际视频编码标准所采用,但其计算复杂度一直是一个研究热点。为了提高运动向量估计算法的速度和精度,提出了一种新的基于概率矩阵的快速块匹配运动估计算法,该算法首先根据之前宏块的运动向量来估计当前宏块各可能的运动向量对应的概率值,以组成和搜索窗口同样大小的概率矩阵,然后依据概率大小限制搜索的次数,以平衡算法的速度和精度。仿真实验结果表明,和标准菱形搜索法相比,该算法在精度略有提高的同时,还有效地提高了搜索效率。     

运动估计和小波域结合的视频去噪算法

在对视频图像的获取过程中不可避免地会引入噪声[1],导致视觉效果下降。提出一种新的视频去噪算法。第一步时域滤波采用改进的自适应十字算法进行帧间运动估计,对于判别为没有运动的区域运用标准的加权均值时域滤波方法,对于运动区域,则沿运动轨迹进行滤波。第二步空域滤波借鉴小波分析框架和著名的非局部均值NLM(Non Local Mean)去噪算法[2],对视频的每一帧进行空域分频处理。实验结果的分析与对比表明所提出的方法能有效地避免了运动模糊,较好地克服了平坦区域产生虚假纹理信息的问题,更好地保护了图像的边缘等细节信息。     

基于熵准则的可变大小块匹配双向运动补偿

为了克服极低码率视频压缩编码中的方块效应,提出了可变大小块匹配双向运动估计和补偿方法。在编码中,每隔一帧对图像进行一次优化分割,其分割过程是对每一个宏块采用熵准则优化分割,对于非分割帧采用双向运动估计和补偿(即双向补偿帧)。所谓双向运动估计和补偿,是首先按前一帧的分割信息对其进行前向运动估计和补偿,然后由前一帧中的小块对当前帧再进行后向运动估计和补偿,对补偿过程中的重叠部分进行加权滤波。由于采用了可变大小块运动估计和补偿,同时结合后向运动估计和补偿的特点,使得双向补偿帧的预测精度有了提高。实验结果显示,对不同的视频序列,其峰值信噪比均有不同程度的提高。     

基于DSP实现的自适应搜索窗口运动估计算法

针对DSP芯片特点及运动估计精度和效率的要求,提出一种新的自适应搜索窗口快速运动估计搜索算法。该算法充分利用视频图像的时间、空间上的相关性以及运动向量的统计特性,在帧层和块层自适应调整搜索窗口,利用钻石搜索法进行搜索。经实验验证,该算法在保证运动估计精度的情况下,数据传输量比固定搜索窗口算法平均少50%,搜索点数比钻石法平均少3个,对不同类型视频序列都有较好的自适应能力。     

A flexible side information generation framework for distributed video coding

One of the most efficient approaches to generate the side information (SI) in distributed video codecs is through motion compensated frame interpolation where the current frame is estimated based on past and future reference frames. However, this approach leads to significant spatial and temporal variations in the correlation noise between the source at the encoder and the SI at the decoder. In such scenario, it would be useful to design an architecture where the SI can be more robustly generated at the block level, avoiding the creation of SI frame regions with lower correlation, largely responsible for some coding efficiency losses. In this paper, a flexible framework to generate SI at the block level in two modes is presented: while the first mode corresponds to a motion compensated interpolation (MCI) technique, the second mode corresponds to a motion compensated quality enhancement (MCQE) technique where a low quality Intra block sent by the encoder is used to generate the SI by doing motion estimation with the help of the reference frames. The novel MCQE mode can be overall advantageous from the rate-distortion point of view, even if some rate has to be invested in the low quality Intra coding blocks, for blocks where the MCI produces SI with lower correlation. The overall solution is evaluated in terms of RD performance with improvements up to 2 dB, especially for high motion video sequences and long Group of Pictures (GOP) sizes.     

An Efficient Motion Estimation Algorithm for Video Coding Using Kalman Filter

This paper presents a new motion estimation algorithm to improve the performance of the existing searching algorithms at a relatively low computational cost. We try to amend the incorrect and/or inaccurate estimate of motion with higher precision by using Kalman filter. We first obtain a measurement of motion vector of a block by using the existing searching scheme. We then generate the predicted motion vector utilizing the inter-block correlation in both spatial and temporal directions. Based on these two motion information, a three-dimensional (3D) motion model is developed and then a 3D local Kalman filter is designed to obtain the optimal estimate of motion vector.     

基于运动估计与回溯自适应正交匹配追踪的视频压缩传感

为了解决传统视频压缩传感方法中对视频逐帧单独重构所产生的图像模糊,将压缩传感理论与MPEG标准视频编码的相关技术相结合,提出了一种基于运动估计与运动补偿的视频压缩传感方法,以消除视频信号在空域和时域上的冗余。该方法在充分考虑视频序列时域相关性的同时,首先对视频图像进行前、后向和双向预测和补偿,然后采用回溯自适应正交匹配追踪(BAOMP)算法,对运动预测残差进行重构,最后实现当前帧的重构。实验结果表明,该方法较逐帧重构的视频图像质量有较大改善,且可获得更高的峰值信噪比。     

Mean shift clustering-based moving object segmentation in the H.264 compressed domain

This study presents a mean shift clustering-based moving object segmentation approach in the H.264 compressed domain. The motion information extracted from H.264 compressed video, including motion vectors (MVs) and partitioned block size, are used as segmentation cues. The MVs are processed by normalisation, weighted 3D median filter and motion compensation to obtain a reliable and salient MV field. The partitioned block size is used as a measure of motion texture in the process of the MV field. Based on the processed MV field, the authors employ the mean shift-based mode seeking in spatial, temporal and range domain to develop a new approach for compact representation of the MV field. Then, the MV field is segmented into different motion-homogenous regions by clustering the modes with small spatial and range distance, and each object is represented by some dominant modes. Experimental results for several H.264 compressed video sequences demonstrate good performance and efficiency of the proposed segmentation approach.     

一种结合空间预测和CDS的快速块匹配算法

运动估计是根据视频序列中时间上相关的信息估计场景或目标的二维运动向量场的过程. 因为块运动估计的简单性和有效性, 它已经成为目前使用最广泛的运动估计方法. 本文设计了一种结合空间预测和CDS的快速块匹配算法. 若当前块和相邻块的运动相似, 则选择相邻块的运动向量中使当前块的匹配误差最小的一个作为当前块运动向量的预测估计, 再以该预测值为中心, 比较SDSP上搜索点的块匹配误差. 若当前块和相邻块的运动不相关, 则采用CDS算法从原点开始搜索运动向量. 实验结果表明, 本文设计的算法兼顾了搜索速率和精度, 相比N3SS、DS、HEXBS、CDS、CDHS算法, 更好地适用于超分辨率图像复原.     

结合运动搜索的混合域I帧错误隐藏

在数字广播电视,移动视频终端和视频电话中错误恢复是一个必须的部分。最新的视频压缩标准H.264/AVC为一系列视频消费电子应用提供更高的编码效率。但是H.264的视频流仍然容易发生传输错误。根据H.264的编码特性和网络特性众多的错误隐藏方法已经被提出。在H.264中I帧的错误隐藏尤为重要,因为I帧的错误会通过运动估计传播到后续的P帧或B帧中。结合时域和空域错误隐藏算法,本文提出一种用于I帧的低复杂度自适应空域/时域运动估计算法。实验结果显示,本文提出的算法的视觉效果和PSNR都优于原算法。     

一种基于块分割结构的运动估计新算法

运动估计是剔除视频压缩中的时间冗余的关键,现有算法大都是基于全搜索策略的SAD匹配算法,这些算法虽然压缩性能很好,但计算复杂,实时性差。提出一种快速运动估计新算法,将块分割成多个子块,计算每个子块的灰度值之和与灰度值的平方和,将其整体作为一个参数再结合提出的三个匹配准则,求出当前帧和候选帧之间的最优运动估计。通过实验表明,采用该算法后计算的复杂度明显减小,实时性得到较大提高,其压缩性能却非常接近基于全搜索策略的SAD算法。     

融合非局部神经网络的行为检测模型

针对在视频行为检测中卷积神经网络(CNN)对时域信息理解能力不足的问题,提出了一种融合非局部神经网络的行为检测模型.模型采用一种双分支的CNN结构,分别提取视频的空间特征和运动特征.将视频单帧和视频连续帧序列作为网络输入,空间网络对视频当前帧进行2D CNN特征提取,时空网络采用融合非局部模块的3D CNN来捕获视频帧...