运动补偿预测残差稀疏重构的分布式压缩视频传感

针对低复杂度视频编码需求,基于压缩传感(CS：Compressive Sensing)理论,提出了一种分布式压缩视频传感算法。低复杂度的编码器独立随机投影关键帧和CS帧,采集压缩视频数据;在解码端进行运动补偿预测以利用帧间相关性,对预测残差稀疏重构实现CS帧重建。仿真测试表明,与现有的三种压缩视频传感算法相比,所提算法重建的视频质量更好,适合无线视频监控及无线视频传感网络等应用。     

利用视频非局部相似性的分布式压缩感知重构

为了提高分布式视频压缩感知（Distributed Video Compressive Sensing,DVCS）的率失真性能,仅利用稀疏先验知识不能很好地保护视频帧的边缘与纹理细节,本文提出利用视频非局部相似性形成正则化项融入联合重构模型以有效去除边缘与纹理区域的模糊和块效应现象。仿真实验表明,本文所提出的联合重构算法可有效地改善主客观视频重构质量,能以一定计算复杂度为代价提高分布式视频压缩感知系统的率失真性能。      

运动补偿预测残差稀疏重构的压缩视频传感

针对低复杂度视频编码需求,基于压缩传感(Compressive Sensing,CS)理论,提出了一种分布式压缩视频传感算法。低复杂度的编码器独立随机投影关键帧和CS帧,采集压缩视频数据;在解码端进行运动补偿预测以利用帧间相关性,对预测残差稀疏重构实现CS帧重建。仿真测试表明,与现有的3种压缩视频传感算法相比,所提算法重建的视频质量更好,适合无线视频监控及无线视频传感网络等应用。     

自适应PCA稀疏基底的分布式视频压缩感知重构

为了提高分布式视频压缩感知(Distributed Video Compressive Sensing,DVCS)的率失真性能,提出利用自适应稀疏基底进行联合重构.算法利用帧间运动信息形成样本数据矩阵,再利用主成分分析(Principle Components Analysis,PCA)训练出其显著主成分构成稀疏字典,该稀疏字典不仅可根据视频时空统计特征自适应变化而且可有效地抑制噪声.仿真实验表明,该联合重构算法可有效地改善主客观视频重构质量,能够以一定的计算复杂度为代价提高DVCS系统的率失真性能.     

基于变采样率的多假设预测分块视频压缩感知

现有的分块视频压缩感知通常对所有图像块均采用相同的测量矩阵进行测量,这种平均分配采样率的测量方式忽略了视频中不同区域的结构复杂度和变化程度不同的事实。针对这一问题,该文根据视频帧间相关性的分布特点提出了一种自适应分配采样率的变采样率压缩感知方法。将图像块按照帧间相关性的大小分类并分配不同的采样率,重构过程采用变采样率多假设预测算法以充分利用帧间相关性。实验结果表明该文算法能够在低采样率下重构出高质量的视频图像,而且这种变采样率测量的方式有利于提高运动剧烈区域的重构质量。     

基于自适应PCA稀疏基底的分布式视频压缩感知重构

为了提高分布式视频压缩感知（Distributed Video Compressive Sensing,DVCS）的率失真性能,本文提出利用自适应稀疏基底进行联合重构。提出算法利用帧间运动信息形成样本数据矩阵,再利用主成份分析（Principle Components Analysis,PCA）训练出其显著主成份构成稀疏字典,该稀疏字典不仅可根据视频时空统计特征自适应变化而且可有效地抑制噪声。仿真实验表明,本文所提出的联合重构算法可有效地改善主客观视频重构质量,能够以一定的计算复杂度为代价提高DVCS系统的率失真性能。     

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%。     

基于模式分组的帧内预测模式快速选择算法

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测中增加的预测模式引起的的粗选择模式(RMD)与率失真优化(RDO)算法计算复杂度高的问题。本文充分利用候选模式集中排列第一的预测模式与最优预测模式之间的强相关性,提出了一种基于模式分组的帧内预测模式快速选择算法,有效的降低了HEVC帧内预测算法的计算复杂度。实验表明本文所提出的算法与HEVC的测试模型HM10.0相比,在保证视频质量和码率基本不变的前提下(码率仅增加了0.78%,Y-PSNR只降低了0.12dB),减少了41.8％的编码时间,提高了编码效率。     

基于零块分析的高效视频编码通信

为了实现高清、超高清视频实时编码通信传输, 针对高效视频编码(HEVC)帧间编码计算复杂度过高的问题,根据图像的文理复杂度和 编码单元的零块统计特征,提出一种新的HEVC快速帧间模式判决算法。根据Merge模式下 整单元一分为四的4个子编码单元纹 理相似度确定是否提前终止编码单元(CU)划分,同时利用帧间2N×2N预测模式下零系数与非零系数分布的区域统计特征,选择符合零块分 布特征的最佳预测单元(PU)模式。实验结果表明,在低延迟B(LDB,low-delay B)和随机访 问(RA,random access)配置条件下,提出的算法在保持编码 性能基本不变的情况下,HEVC帧间预测编码时间分别平均减少了60.2%与59.4%。     

基于运动特征的HEVC快速帧间预测编码研究

为了降低高效视频编码(HEVC,high efficiency v ideo coding)的帧间预测复杂度,提出了一种基于运动特征的HEVC快速帧间预测新方 法。首先利用视频相邻帧的时域相关性,通过计算 每个待编码单元(CU)及其子块的帧差离散度(FDD)确定该CU的最佳编码深度d ;再依据该深度下CU的区 域运动特征(RMF_d)将待编码CU划分为3类运动区域,进而确 定该CU的候选帧间预测模式,减少 不必要的帧间预测模式遍历过程。试验结果表明,本算法可以在保证编码性能损失不大的前 提下显著提高编码效率;与标准算法相比,在低延时和随机访问两种编码结构下,同等客观 质量下码率(BDBR)分别增加0.89% 和0.83%,同时节省了51.6%和48.5%的编码时间。     

Video super-resolution reconstruction using a mobile search strategy and adaptive patch size

In this study, a new video super-resolution (SR) reconstruction approach using a mobile search strategy and adaptive patch size is proposed. Based on the modified nonlocal-means (NLM) SR algorithm, a mobile search strategy for motion estimation and adaptive patch size are proposed to reduce the computational complexity of the proposed approach and improve the visual quality of the final video SR reconstruction results, respectively. Based on the experimental results obtained in this study, the performance (visual quality and PSNR values) of the proposed approach is better than those of three comparison approaches.     

Fast inter-prediction mode decision algorithm for HEVC

The high efficiency video coding (HEVC) is superior to the previous video coding standards in compression performance, while the computational complexity is introduced simultaneously. The complexity increases mainly due to the novel flexible partitioning scheme that allows the inter-prediction mode partition split via exhaustive rate-distortion optimization (RDO). In this paper, a fast inter-prediction mode decision algorithm is proposed, which contains adaptive threshold determination based on quantization parameter and fast inter-prediction mode partition decision. The proposed algorithm utilizes the edge information of the partition to simplify the RDO and then accelerates coding time of inter-prediction mode decision structure for the original HEVC encoder. The experimental results show that the proposed algorithm can achieve 39.5 % coding time reduction with just 1.97 % bitrate increase on average under random access condition and 35.2 % coding time reduction with just 1.89 % bitrate increase on average under low-delay B condition, compared to the original HEVC encoder.     

融合宏块平坦度和时空相关性的预测模式选择算法

H.264/AVC以巨大编码复杂度为代价,在获得更高压缩率的同时,编码实时性也随之降低。针对视频编码中重要且耗时的帧间预测技术,分析了宏块平坦度和时空相关性,提出了一种快速的预测模式选择算法。仿真实验结果表明,本文提出算法与H.264/AVC(JM12.2)标准算法相比,在保持重建视频图像质量和输出码流结构的前提下,平均节省约70%的编码时间,并继承了H.264/AVC低码率的编码优势。     

采用双网络结构的压缩视频超分辨率重建

在实际应用中,为了节省带宽和方便存储,图像和视频通常被下采样和压缩,而降质的图像与视频无法满足人们的实际需求。针对这一问题,采用了一种双网络结构的超分辨率重建方法,首先建立下采视频与压缩后的低分辨率视频的映射关系,然后建立质量增强的压缩视频与原始视频的映射关系,最终在输出端可以得到质量提升的视频帧。在网络中,采用密集残差块来提取压缩视频中丰富的局部分层特征,并结合全局残差学习恢复视频中的高频信息。在压缩环节,采用高性能视频编码来验证所提算法的有效性。实验结果表明,相比于主流的视频编码标准和先进的超分辨率重建算法,所提方法能有效提升编码视频的率失真性能。     

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...     

SSIM-based error-resilient cross-layer optimization for wireless video streaming

The traditional Sum of Squared Error (SSE)-based cross-layer optimization has been shown to be an effective way to improve the quality of service for wireless video streaming. However, recent research works show that the SSE-based optimization metric does not always provide the video distortion measurement that matches well with the video quality degradation observed by the human vision system. Taking advantage of the Structural SIMilarity (SSIM) metric in measuring the video perceptual quality, a SSIM-based error-resilient cross-layer optimization scheme is proposed to improve the perceptual quality for the real-time wireless video streaming in this paper. Besides the video data rate adjustment and the link adaption including the Modulation and Coding Scheme (MCS) selection, the error-resilient Rate-Distortion Optimization (RDO) for each encoding unit is introduced into the cross-layer optimization process to ensure that the video data are transmitted efficiently and reliably over the time-varying wireless channel. In addition, to ensure that cross-layer optimization scheme is more practical, a low-complexity optimal parameter selection algorithm that exploits the MCS-SNR relationship and the Rate-Quantization (R-Q) model is proposed. Experimental results show that significant performance improvements in terms of the perceptual video quality and the computational complexity are achieved for the proposed cross-layer optimization scheme.     

结合深度信息的多视点视频编码快速模式选择算法

多视点视频加深度(MVD,multi-view video plus depth)的编码格式包含多个纹理视频序列及其对应的深度图,深度图与对应的纹理视频具有相似的边缘信息。传统的编码模式不考虑两者的联系,单独编码导致复杂度高、编码时间过长。因此,合理利用深度图与纹理图的相似性进行编码,可以有效降低编码复杂度,同时应该确保编码质量不受影响。本文利用深度图的这一特点辅助纹理视频的编码,提出一种帧间快速模式选择算法,充分利用深度图与纹理图之间的相似性,建立一种联合复杂度模型,根据模型得到每个宏块的复杂度。对于复杂度低的宏块,在计算率失真代价之前跳过编码中一些不必要的模式,从而降低编码复杂度。实验表明,本文提出的快速模式选择算法,在保证率失真性能基本不变的情况下,能减少60.57%的编码复杂度,并最高能减少80.64%的编码时间。     

省略B帧运动补偿的转码算法实现 MPEG-2到MPEG-4视频流转码

MPEG-2和MPEG-4作为最流行的通用编码国际标准,将长期并存于不同的系统和网络服务中.为实现不同视频系统和网络间对以上两种压缩标准的兼容性,本文在详细分析它们压缩算法运算复杂度的基础上,提出三种压缩视频流转码算法.重点讨论了两种高性能转码算法的原理与实现过程,它们均是运算复杂性和视频质量之间的折衷方案:一是针对演播室和后处理环境的最高目标视频质量要求的运动参数重用算法;另一个是针对网络服务器和用户终端系统处理性能有限,具有最小延时要求的实时低复杂度转码算法.大量测试序列的仿真结果证明了算法的良好性能.