子带内运动补偿时域滤波的优化

在用提升算法实现子带内运动补偿时域滤波时,为了提高运动模型的有效性,探索了利用多假设预测技术以改善运动补偿。提出了更新算子的优化设计,以提高低码率下视频编码的可扩展性,并取得改善的重建视频质量。实验结果显示,优化的子带内运动补偿时域滤波,在保证运动估计精度下,通过合理选择时间滤波器,结合改善的提升实现中的更新操作,提高了编码系统的编码效率和可扩展性能。     

运动补偿时间滤波技术研究

基于运动补偿时间滤波的可伸缩视频编码因其能有效去除时间相关性,而成为视频标准组织目前研 究的热点。描述和分析了运动补偿时间滤波技术及其发展状况,对运动补偿时间滤波的图像组大小的选择、 小波提升更新技术的优化及自适应时域分解级数技术进行了研究和探讨;最后给出了运动补偿时间滤波技术 的展望。     

基于RDWT-子带运动补偿的可扩展视频编码方法

随着技术的发展，视频编码方法要求的不再仅是压缩效率，还包括码流的可扩展性．本文提出了一种基于RDWT-子带运动补偿的可扩展视频编码方法．首先对输入帧组进行空域DWT分解，在其后集成运动补偿过程的时域分解步骤中，使用冗余离散小波变换（RDWT）分解得到的各相位子带作为候选，选取一个最佳相位子带作为预测，提高运动补偿效率；在编码阶段，提出基于子带扫描顺序的改进3DSPIHT技术，保障码流的扩展特性．实验表明，所提出的方法获得较高编码效率的同时，提供了码流的高度可扩展特性。     

滑动窗运动补偿时域滤波在可扩展小波视频编码中的应用

针对可扩展小波视频编码,改进了原有滑动窗运动补偿时域滤波结构,在最高级MCTF采用Haar小波提升算法代替原有的自适应MCTF结构.实验结果表明,改进算法在少量降低PSNR的情况下,减少内存开销约28%,减少编码时间约35%.     

一种基于小波域规则三角形网格运动补偿的可扩展视频编码方法

可扩展视频编码是指已编码码流在解码端能够进行部分解码,且重构图像的质量与接收到的信息量成比例变化,同时空域分辨率和时域分辨率可以根据解码端的要求改变。为了提供小波编码视频码流的高度可扩展性,提出了一种基于小波域规则三角形网格运动补偿的可扩展视频编码方法。该方法首先对参考帧使用冗余离散小波变换(RDWT)进行分解,并在RDWT小波域使用网格运动模型进行运动补偿,以提高运动补偿效率;其次在编码阶段则采用基于子带扫描顺序的改进SPIHT技术来保障码流的可扩展特性。实验表明,该方法在获得较高编码效率的同时,还提供了码流的高度可扩展特性。     

用于可分级视频编码的MCTF方法

提出用于可分级视频编码的3带小波提升与运动模型自适应结合的方法,将3带小波的提升步与运动补偿自适应相结合来实现时间域的小波变换,扩展了经典的运动补偿时域滤波,实现了时间分级的灵活性,同时又可以根据实际的视频序列选择适当的运动模型,从而达到更好的编码效果。仿真结果验证了该方法的有效性和性能的优越性。     

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。     

完全可伸缩视频编码的实现和改进*

提出了一种完全可伸缩视频编码的改进方法。首先给出了一种采用运动补偿时域滤波、二维离散小波变换和EZW编码的传统可伸缩编码方案,该方案将时间、空间、质量三方面的伸缩性有机地结合在一起,实现了完全可伸缩性能。针对运动补偿时域滤波技术中的GOP（group of pictures）结构和更新操作进行了改进,引入GOP结构自适应选择,降低系统内存需求和运算复杂度;采用基于人眼视觉系统特性的最小可觉差对更新操作中所引进的误差进行内容自适应修正。实验结果表明,编码效率和视频序列的重建质量都得到了显著的提高。     

运动补偿时域滤波中基于残差图像滤波的更新策略

现有的比较成熟的可伸缩编码框架是基于运动补偿时域滤波技术的。改进了运动补偿时域滤波中的更新操作，并引入去块滤波。更新操作过程中，要求更新块中的像素所对应的预测运动向量完全一致，否则不参与更新操作。更新操作前，对残差图像在边缘级和采样点级进行滤波控制。通过对高通信号的去块滤波，减少更新块中的伪边界成分，同时减轻块效应对后继预测操作的影响，改善编码效率。实验结果表明该方法能够改进图像的主观质量，提高低运动量的图像序列的编码性能。     

基于H.264的运动及纹理自适应去隔行算法

在分析空间和时间二维插值去隔行算法特点的基础上,提出一种基于H.264编码的运动及纹理自适应去隔行算法。对H.264编码过程中的运动估计、运动补偿和帧内预测结果进行研究,将视频序列划分为运动区域、静止纹理复杂区域和静止纹理简单区域,分别采用沿自适应插值、竖直时域滤波和行平均插值方法进行去隔行处理。实验结果表明,该算法在处理运动区域和静止区域图像时,能有效抑制由于运动检测失误造成的梳齿和虚影问题,提升图像质量。     

采用改进Levenberg-Marquardt法的快速弹性运动估计

弹性运动估计是近年来出现的一种有效的时间维视频预测编码技术,但其基于高斯-牛顿法的优化求解仍存在计算量高、收敛不稳定的问题.为此提出一种基于改进Levenberg-Marquardt（L-M）法的弹性运动估计算法.首先,根据弹性基函数和黑塞矩阵的数值对称性,给出了L-M黑塞矩阵的快速计算方法,将其计算量降低了62.5%.其次,通过理论和实验分析发现,L-M对角矩阵阻尼系数的更新因子对弹性运动估计性能有明显影响,进而采用最近2次迭代的搜索步长的平方商自适应地确定更新因子,并对该阻尼系数进行正、负交替更新.实验结果表明,对于具有不同空间分辨率和场景特点的视频序列,算法始终能够保持较高的估计精度,运动补偿的平均峰值信噪比较之基于块平移模型的全搜索和基于改进高斯-牛顿法的弹性运动估计分别提高2.54dB、1.77dB.并且,所提算法收敛速度快,一般只需1~2次迭代就能取得高于传统弹性运动估计和块平移全搜索的峰值信噪比.     

An improved 3D wavelet-based scalable video coding codec for MC-EZBC

With the rapid growth of modern multimedia applications, 3D wavelet-based scalable video coding (SVC) codec has received considerable attention lately because of its high coding performance and flexibility in bitstream scalability. It combines the motion-compensated temporal filtering (MCTF) together with the spatial decomposition to produce an embedded bitstream offering various levels of video quality over the heterogeneous networks. However, in the existing 3D wavelet-based SVC schemes, where the block types for block matching algorithms are limited, weighting matrices for block-wise motion compensation are fixed, and variations in activities of temporal subbands are not considered in the selection of the Lagrange multiplier for mode decision. In this paper, our major contribution is to provide some recent extensions to the well-known scalable subband/wavelet video codec Motion-Compensated Embedded Zero Block Coding (MC-EZBC) using three novel and content adaptive algorithms. Firstly, the enhanced hierarchical variable size block matching (Enhanced HVSBM) algorithm is proposed for the variable block size motion estimation. Then, the rate-distortion optimization (RDO) based adaptive Lagrange multiplier selection model for mode decision is presented. Finally, we introduce the adaptive weighting matrices design for overlapped block motion compensation (OBMC). Experimental results show that all the three proposed algorithms significantly improve the overall coding performance of MC-EZBC. Comparisons with other popular wavelet-based SVC codecs demonstrate the effectiveness of our improved codec in terms of both video quality assessment and computational complexity.     

基于可分级视频编码的双向双维运动信息可分级*

为进一步提高基于一种运动信息可分级模型的可分级视频编码的编码效率,减小运动信息可分级的最低码率限制,对该运动可分级模型的二维多向性进行了具体研究与改进,更新了运动估计的流程,提出了多向上的两个运动可分级维度的运动分级等级一致性原则以及二维数据的渐进式存储存取结构,从而实现了二维多向上的运动可分级。实验测试结果证明该二维多向的运动信息模型优于不可分级的运动信息,能有效提高可分级视频编码系统的效率。     

Algorithm/Architecture Co-Design of 3-D Spatio–Temporal Motion Estimation for Video Coding

This paper presents a new spatio-temporal motion estimation algorithm and its VLSI architecture for video coding based on algorithm and architecture co-design methodology. The algorithm consists of the new strategies of spatio-temporal motion vector prediction, modified one-at-a-time search scheme, and multiple update paths derived from optimization theory. The hardware specification is for high-definition video coding. We applied the ME algorithm to H.264 reference software. Our algorithm surpasses recently published research and achieves close performance to full search. The VLSI implementation proves the low cost feature of our algorithm. The algorithm and architecture co-design concept is highly emphasized in this paper. We provide some quantitative example to show the necessity of algorithm and architecture co-design     

A Motion Compensated Lifting Wavelet Codec for 3D Video Coding

A motion compensated lifting (MCLIFT) framework for the 3D wavelet video coding is proposed in this paper. By using bi-directional motion compensation in each lifting step of the temporal direction, the video frames are effectively de-correlated. With the proper entropy coding and bit-stream packaging schemes, the MCLIFT wavelet video coder is scalable at frame rate and quality level. Experimental results show that the MCLIFT video coder outperforms the 3D wavelet video coder without motion by an average of 0.9-1.3dB, and outperforms MPEG-4 coder by an average of 0.2-0.6dB.     

基于H.264的复杂度-失真最优的运动估计算法

为了满足嵌入式、移动设备的实时视频编码应用，提出一种可分级的复杂度-失真最优的运动估计算法，通过调整复杂度控制参数来实现视频编码器计算复杂度的可分级性，确保视频质量达到最优，在编码效率最高和失真最小间取得相对最佳平衡。实验结果表明，随着处理器计算能力的变化，该算法能自动调整编码器的计算复杂度，大大减少运动估计的运算量，同时图像质量和码率变化不大。     

基于宏块的具有时域和SNR精细可伸缩性的视频编码

提出了一个高效灵活的视频编码方法，称为基于宏块的具有时域和SNR精细可伸缩性的视频编码方法（简称为PFGST视频编码方法），将原有的基于帧的渐进精细可伸缩的视频编码技术扩展为基于宏块的编码技术，即增强层编码中运动补偿和重建时所用的参考信息是基于宏块选择的而不是基于帧、然后将时域可伸缩特性引入到基于宏块的渐进精细可伸缩的视频编码中，从而实现了PFGST编码方案，在时域可伸缩的增强层编码中，根据运动补偿中使用的参考宏块的不同，提出了时域可伸缩增强层宏块编码的两种方法，由于在时域可伸缩的增强层编码中使用高质量的参考宏块不会造成任何误差传播，因此通过选用最佳的参考宏块，PFGST方法的编码效率得到了显著的提高，实验结果显示，同MPEG－4标准中的FGST编码方法相比，基于宏块的PFGST视频编码技术的编码效率提高了2．8dB，并且同样具有FGST的所有特性，即可以根据不同的通道，客户和服务器的需求来分别支持精细的SNR可伸缩特性，时域可伸缩特性和SNR－时域混合可伸缩特性。