An oblivious fragile watermarking scheme for images utilizing edge transitions in BTC bitmaps

As one of the famous block-based image coding schemes,block truncation coding(BTC) has been also applied in digital watermarking.Previous BTC-based watermarking or hiding schemes usually embed secret data by modifying the BTC encoding stage or BTC-compressed data,obtaining the watermarked image with poorer quality than the BTC-compressed version.This paper presents a new oblivious image watermarking scheme by exploiting BTC bitmaps.Unlike the traditional schemes,our approach does not really perform the BTC compression on images during the embedding process but utilizes the parity of the number of horizontal edge transitions in each BTC bitmap to guide the watermark embedding and extraction processes.The embedding process starts by partitioning the original cover image into non-overlapping 4×4 blocks and performing BTC on each block to obtain its BTC bitmap.One watermark bit is embedded in each block by modifying at most three pixel values in the block to make sure that the parity of the number of horizontal edge transitions in the bitmap of the modified block is equal to the embedded watermark bit.In the extraction stage,the suspicious image is first partitioned into non-overlapping 4×4 blocks and BTC is performed on each block to obtain its bitmap.Then,by checking the parity of the number of horizontal edge transitions in the bitmap,we can extract one watermark bit in each block.Experimental results demonstrate that the proposed watermarking scheme is fragile to various image processing operations while keeping the transparency very well.     

基于宏块的渐进、精细可伸缩的视频编

渐进精细可伸缩(PFGS)的视频编码是面向Internet的视频流化应用中的一项重要技术,同MPEG-4标准中的精细可伸缩(FGS)的视频编码相比,PFGS视频编码具有更高的编码效率.然而,由于现有的PFGS方法以帧为单位来选择编码时的参考图像,因此该方法很难同时在编码效率和误差控制方面都取得好的效果.提出了一种灵活、高效的基于宏块的PFGS编码方法,并提出3种帧间(INTER)编码方式用于增强层宏块编码,其中的一个编码方式把原有的PFGS视频编码中的误差控制技术扩展到了宏块层.同时也提出了一个编码方式选择算法以确定每个增强层宏块的编码方式,由于该算法仅需用到时域预测信息,因此实现起来非常简单,并且性能稳定.实验结果表明,基于宏块的PFGS视频编码既能有效地消除低码率下的误差传递和累积,也能提高在其他码率下的编码效率.     

高性能的EBCOT编码及其VLSI结构

提出了比特平面与编码过程全并行处理的EBCOT(embedded block coding with optimizedtruncation)编码结构.通过分析JPEG2000和国内外提出的EBCOT编码结构,指出不仅每一个比特平面,而且对应的编码过程的编码信息可以同时获得,从而给出了比特平面与编码过程全并行处理的块编码方法,并且详细说明了实现的VLSI结构.理论分析以及具体实验结果表明,比特平面与编码过程全并行处理所需的时钟周期最少,FPGA原型系统最高时钟频率可达65MHz,对于512×512的灰度图像,处理速度可达30fps,完全可以实时处理,图像质量达到了公布的JPEG2000标准.     

ATM网络的视频编码

该文研究了ＡＴＭ网络环境下的视频压缩编码技术。给出了ＡＴＭ网络的视频压缩编码方案,它是以基于小波变换的分层编码和基于遗传算法的矢量量化技术为基础,其中主要讨论了视频的运动估计、优先级的分配和信元的构成、丢失信元的补偿和比特率的平滑及缓冲技术。     

基于整数小波变换和子带比特平面编码的图象压缩算法

在分析图象整数小波变换的基础上 ,提出了基于子带比特平面编码的压缩算法 .该算法将整数小波系数按子带分为若干比特平面 ,称之为子带比特平面 ,并采用简单高效的率失真优化算法确定子带比特平面的编码顺序 ,且这一顺序与图象无关 .按此顺序对子带比特平面进行自适应 MQ算术编码 ,便得到嵌入式压缩码流 .该算法可以从无损到有损 ,以任意倍率或质量进行图象压缩 ,压缩效率达到了浮点 EZW算法和 JPEG2 0 0 0整数小波编码方案的水平 ,而速度远快于这两者的速度 .该算法还具有复杂度低 ,占用内存少的优点 .     

静态图像编码研究进展

多媒体及Internet的迅速发展导致了对图像编码技术更高的要求。首先以波形编码、第二代编码技术和分形编码技术为线索对静态图像编码技术的发展及编码技术中所存在的一些问题进行了讨论,并从图像编解码的观点讨论了图像在有噪信道上传输的误码率情况和适应于传输的一些图像编码技术;同时对即将成为新的静态图像编码标准的JPEG－2000的目标、编码机制、POI编码的Maxshift方法以及对码流的直接操作等情况进行了讨论。尽管压缩效果一直是任何编码方案所追求的目标,但其它特性,像基于内容的编码、可分级性编码以及鲁棒性编码等也是选择一个好的编码方案时应该考虑的,据此最后对图像编码技术的发展方向进行了展望。     

Bit plane modification for improving MSE-near optimal DPCM-based block truncation coding

A hybrid method of block truncation coding (BTC) and differential pulse code modulation (DPCM) offers better visual quality than the standard BTC for small block sizes due to its inherent multitone representation. Recently, a two-level quantizer design method has been proposed to increase the coding performance of the DPCM-BTC framework. However, the design method is near optimal in the sense that its coding performance depends on the initial bit plane patterns. In this paper, we propose a bit plane modification (BPM) algorithm to achieve further performance improvement. The BPM algorithm, inspired by error diffusion, effectively distributes large quantization error at a certain pixel to its neighboring pixels having small quantization errors by changing partial bit patterns. Experimental results show that the proposed algorithm successfully achieves much higher coding performance than various conventional BTC methods. The average PSNR performance of the proposed method is 2.31 dB, 5.15 dB, and 5.15 dB higher than that of BTC, DPCM-BTC, and a recently developed BTC scheme using error diffusion and bilateral filtering, respectively.     

一种基于Contourlet的图像低码率SPIHT算法

Contourlet是一种优于小波的不可分离图像表示方法,它除了具有一般小波变换的多尺度、局部性外,还具有方向性、各向异性。为此,本文提出了一种基于Contourlet变换的SPIHT编码方法。首先,对图像Contourlet变换各子带系数的分布情况进行了统计分析;进而设计了一种基于Contourlet变换的空间方向树结构,该结构具有类似图像小波变换域中“零树”的特性;在此基础上实现了一种基于Contourlet变换的渐进式编码算法（CSPIHT）,该算法除了具有一般基于小波变换的零树编码算法的特性外,还具有方向性和各向异性的特点,特别对图像的边缘方向信息和纹理信息具有很好的捕捉能力和解码的视觉效果。实验结果表明,所提出的算法CSPIHT在低码率下其重构图像的PSNR要高于SPIHT算法;而对于中等码率,尽管重构图像的PSNR略低于SPIHT,但重构图像纹理和边缘区域的视觉效果要优于SPIHT。     

Data hiding based on compressed VQ indices of images

The VQ-based data hiding technique has not received much attention compared to various spatial domain-based data hiding techniques in digital images. Consequently, a new data hiding scheme, applied in the VQ-compressed domain of cover images, is introduced in this article. To provide more hiding capacity for secret data and to keep an acceptable bit rate for the compressed cover images, the search-order-coding (SOC) algorithm was implemented to compress the VQ indices of the cover images in the process of data hiding. During the process of data hiding, the proposed scheme embeds secret data into the compressed VQ indices of the cover image adaptively, adjusting the bit rate according to the size of the secret data and the compressed cover image. In addition, the hiding process induces no extra coding distortion. Experiments show that the receiver can efficiently receive both the secret data and the compressed cover image simultaneously with an acceptable bit rate. Simulation results also demonstrate that our proposed scheme outperforms earlier proposed methods.     

一种基于图像纹理分析的分形和SPIHT混合编码

从研究分形图像编码和零树编码各自的优劣点以及它们之间的结合点出发,寻找了一种基于图像纹理分析的分形和SPIHT混合编码,目的在于充分利用景物特征和人眼的视觉特性,提高分形变换和零树在图像编码领域内的协同能力。该方法利用SPIHT算法位平面编码的渐进特性,用基于灰度模型的统计特征分类方法将分形和SPIHT相结合,得到更符合人眼视觉特性的编码方案。实验结果表明,该方法能进行较好的图像块分类,并取得较高的压缩比,而且在人眼视觉允许的范围内且同时又要求高压缩比的情况下具有优势。     

基于小波变换的空间可分级图像压缩编码算法

图像压缩算法如EZW和SPTHT都具有较高的压缩率,为了能使图像压缩编码算法同时具有较高的压缩率和良好的压缩性能,本文分析了SPTHT算法,在相同压缩效率的情况下,将其进一步改进,使之具有空间可分级性。在编码过程中,单个像素的相关信息按其所在的分辨率层输出到基础层或增强层码流中,而对于集合的测试信息按其最高层像素所在的分辨率层以较大的概率输出到相应的码流中。这样,虽然低频子带与高频子带相关联而编码,但实验结果显示与低频子带单独编码的性能非常接近。同时给出了一种基础层和增强层之间的码率分配方案。实验结果显示,随码率的增大,基础层所占的比率越来越低,同时,对包含边缘较多的图像,其基础层码率所占的比率也较低。     

MC-EZBC中改进的运动编码

在层次式可变大小块匹配(HVSBM)运动估计/补偿中,运动信息由两部分组成:映射信息和运动向量。在传统的运动编码方案中,映射信息为直接编码和Huffman编码,而运动向量为差分算术编码。文章提出了基于上下文的自适应编码方法对这两部分信息进行编码。实验结果表明,采用新方法可以提高运动向量编码效率25%以上,提高视频编码的性能,特别是在低码率场合下。     

面向对象分配带宽的极低比特率视频编码器

在低比特率环境下,如何提高图象编码质量是许多人感兴趣的课题,针对此问题,提出了一种面向对象分配带宽（OOBA）的视频编码器,用以提高低比特率环境下编码图象的主观质量,在充分考虑人的主观视觉特性的基础上,该编码器把图象序列分成不同的视频对象,而每个对象以宏块为单位构成,并且对每个对象单独分配大小不同的带宽,以把更多的比特分配人主观感兴趣的对象,来达到在低比特率环境下提高编码图象主观视觉质量的目的。虽然每个对象独立编码,但在比特流的组织上却能与H．263兼容。为了合理地在多个对象间分配带宽,还给出了基于速率－失真（R－D）模型、基于序列分析和比值加权法等3种带宽分配方法。实验结果表明,该编码器与传统的基于帧的编码器相比,在极低的速率下,峰值信噪比虽略有降低,但图象的视觉质量却得到较大的提高。从而表明了该编码器的有效性,也说明在低比特率环境下,仅以客观准则作为评价编码器好坏的标准是不够的。     

基于对象的三维医学图像形状自适应编码算法

提出了一种针对三维医学图像已知诊断对象区域的形状自适应小波编码方法.该算法仅对对象区域内的像素应用形状自适应小波变换去相关,变换后,对象在变换域中的系数个数与图像域的像素保持相同.为了实现快速无损变换,提出一种基于提升的形状自适应小波变换方法.通过分析形状自适应变换后无效系数的位置,又提出一种改进的OB-3DSPECK(object-based set partitioned embedded block coder)算法,取消了对象区域外无效块或系数的符号输出,即只输出两种符号码流到自适应算术编码器.对于三维医学图像的对象区域,该算法能够提供有损到无损的渐进编解码.实验结果表明,该算法平均SNR比OB-3DSPECK提高0.5dB.此外,由于减少了一种符号输出,使得算术编码过程可选.     

一种新的感兴趣区域编码方法

感兴趣区域(ROI)编码和渐进解码都是JPEG2000的重要特性。当前的ROI编码算法不能控制渐进解码图像的相对质量或是计算量太大。基于位面组移动法和分段的思想,该文提出了位面群移动法,使位面的排列更加灵活,不同码率的解码图像相对质量更加稳定。该方法仅增加少量数据开销,计算复杂度也没有明显增加,实现比较简单。     

H.26L视频编码算法性能分析

H.2 6 L 是新一代的视频编码标准 .同现有的视频编码标准相比 ,新标准具有更高的编码效率和图象质量 ,在容错能力和网络适应性方面也有新的特点 .采用 Bjntegaard提出的性能评估方法比较了 H.2 6 L 和 H.2 6 3的编码性能差异 ;在此基础上 ,用标准图象序列对 H.2 6 L 独有的几种编码技术进行了仿真 ,定量分析了它们对提高编码性能的贡献 ,这对算法的进一步改进和优化具有很高的参考价值 .     

一种改进的最佳时频原子搜索策略

在极低编码速率条件下，Neff和Zahor提出的基于匹配跟踪信号分解的视频编码器不仅具有比H．263编码器更高的编码性能，而且能够避免产生人眼敏感的方块效应，但由于该算法需要在一个冗余字典里搜索最佳匹配误差结构的原子函数，其实现所需要的运算量比传统的编码器要高很多，因而影响了该编码器的效率。为了提高编码效率，在对能量优先原子搜索策略进行分析的基础上，提出了一种改进的全搜索策略和加权能量优先搜索策略，从而改进了最佳时频原子搜索策略。最后还对搜索策略的编码性能和运算效率进行了评价和实验。     

VQ indexes compression and information hiding using hybrid lossless index coding

For the compression of memoryless vector quantization (VQ), most of the lossless index coding algorithms are not suitable for various test images. As a result, we present a hybrid dynamic tree-coding scheme (DTCS) and modified search order coding scheme (MSOC) to re-encode the output index map efficiently without causing any extra coding distortion. The main idea behind this scheme is that the adjacent left and upper around the current processed block usually provide more useful information than its adjacent left-upper and right-upper block, thus we employ two different coding methods according to their corresponding left or upper spatial relations. In addition, we applied the HLIC method to the information hiding. The proposed method does not modify the contents of the secret data and the compressed image. Experimental results show that the newly proposed algorithm achieves significant reduction of bit rate compared to the other lossless index coding schemes for various test images and different codebook sizes. The proposed information hiding scheme can hide a huge amount of information in the index map of an image and allows complete reconstruction of the indexes of the image.     

主对角和特征的快速分形图像编码

分形图像编码十余年来在图像处理尤其是图像压缩领域引起了人们的极大兴趣。但编码过程耗时长限制了它的应用范围。为了缩短编码时间,根据匹配均方根误差与新定义的规范块主对角和特征间的关系,提出了一个限制搜索空间的算法：对一个待编码range块,仅在与该range块主对角和特征值最接近的domain块的邻域范围内搜索它的最佳匹配块。同时融入两个措施：一是预先从码书Ω中排除小标准差domain块;二是对小方差range块用其均值块代替。该算法不仅从理论上证明是可行的,而且三幅标准测试图像的仿真实验结果也表明,它确实能够在重建图像质量略好的情况下,平均加快全搜索分形图像编码算法的编码速度30余倍。     

四叉树分块的高光谱图像分布式无损编码

目的 近年来随着光谱成像技术的快速发展,使得高光谱遥感图像能够提供更加丰富的地物信息,然而其所具有的极大数据量给图像的存储、传输和实用带来较大的困难。因此,如何对高光谱遥感图像进行有效编码成为研究热点。方法 基于陪集码的分布式信源编码因其具有良好的压缩性能和较低的编码复杂度而受到重视,在此基础上提出一种基于自适应四叉树分块的高光谱图像分布式无损编码方案。设每个高光谱帧组的第1帧为关键帧,其他帧为普通帧,首先对关键帧进行自适应四叉树分块,然后对每一块与普通帧相应的块进行最佳线性预测,进而根据预测残差确定所需传输的陪集码索引位数以及每个像素的k个最低比特位。结果 本文通过自适应四叉树分块,增强了所形成陪集码的自适应性。所提出的编码方案很好地实现了压缩效果和编码效率的折中。结论 提出的方案能够较好地适应低复杂度环境下对高光谱图像无损编码的需求。