变换域Wyner-ziv视频编码的码率控制

为了降低变换域Wyner-Ziv 视频编码的解码复杂度,利用信道相关特征量及系数带的时间相关性提出了一种有效的码率控制算法.该算法在编码仨计传送的最小码率块,并利用不同系数带的时间相关性及信道的平均反馈次数,对估计的最小码率进行调整,得到实际需要传送的初始码率,从而有效地控制解码反馈次数,降低系统延时和解码复杂度.实验结果表明,该算法在保证编码效率的同时可以大幅度降低解码复杂度,最大可降低82%.     

一种新的H.264/AVC帧内编码快速算法

针对H.264/AVC帧内编码算法采用率失真优化(RDO)算法提升编码性能导致运算复杂度增加这一问题,提出了一种新的帧内编码快速算法。该算法采用待预测块的纹理方向误差值判断待编码块的纹理特征,结合相邻块的预测模式相关性减少须遍历预测模式的数量,并结合全零块检测的提前终止判定准则加快编码速度。实验结果表明,与标准算法相比,该算法在保证输出码率和图像质量基本不变的情况下能够将帧内编码时间减少约67.2%,显著提高了H.264的帧内编码效率。     

基于运动复杂度的码率控制算法研究

针对采用运动估计/补偿（MC/ME）技术的具有多种宏块划分模式的视频编码标准,提出一种基于运动复杂度的码率控制（MBRC）算法.该算法在宏块级把运动估计、模式选择后得到的运动矢量信息(MV)、纹理信息以及宏块编码模式信息作为运动复杂度,并利用它确定宏块的类型,再根据宏块类型调整每个宏块的量化参数,使得人类视觉系统（HVS）更为敏感的运动区域分配到更多的目标比特;利用每帧图像编码后的反馈信息进行帧级码率控制,在信道码率受限的情况下,获得了较好的视觉效果.MBRC不需要额外计算运动矢量信息、纹理信息和宏块编码模式信息,提高了编码器的时间效率.     

H.264 SVC快速模式选择算法

为了减小可伸缩视频编码(SVC)的编码复杂度,提出了一种H.264 SVC快速模式选择算法.通过分析SVC各编码模式的使用频率和条件概率情况,对出现概率高的模式进行优先搜索,当满足局部最优和率失真代价单调性条件时,提早结束模式搜索.同时,利用层间模式相关性,除去不适用的模式.缩小候选模式搜索范围.实验结果表明,与模式全搜索方法相比,本文算法在图像质量和码率损失极小的前提下,编码速度显著提高.     

基于H.264的快速运动估计和帧间模式选择算法

H.264采用可变块尺寸的运动估计,支持多种宏块分割模式,从而使运动估计更为精确,编码效率进一步提高,但这导致了编码端计算复杂度的大幅增加.本文提出了一种基于分裂与合并的快速运动估计和帧间模式选择算法,该算法以8×8为初始块尺寸,并以8×8块进行运动搜索,在此基础上,根据块间运动向量的相关性,结合块的边缘特性完成运动估计和块模式选择.实验证明该算法能在码率和压缩质量基本不受影响的情况下极大地提高编码速度.     

基于全局和局部残差复杂度的帧间模式选择

针对H.264/AVC传统帧间模式选择算法的高复杂度,提出了一种适合各种视频分辨率格式的快速帧间模式选择算法.该算法基于全局残差复杂度(General residual complexity,GRC)和局部残差复杂度(Local residual complexity,LRC),通过GRC与QP来近似计算一个阈值,然后通过对局部残差复杂度跟该阈值比较来决定宏块的活跃度,再根据宏块的活跃度选出候选的帧间模式,由此进行率失真优化(Rate-distortion Optimization,RDO)计算,从而减少了不必要帧间模式的RDO计算,取得了较高的编码效率.实验结果表明,与JM18.4默认的帧间模式选择算法相比,该算法在峰值信噪比和码率基本不变的前提下,可以平均减少大约60%的帧间编码时间.     

面向H.264/AVC的宏块级码率控制算法

为了降低计算复杂度和提高H.264/AVC编码器的效率，基于一种相对简单的率失真（R－D）模型提出了新的宏块级码率控制算法，并在新算法中引入了一种自适应方法对目标码率分配和编码复杂度进行调整.相比以往算法在码率分配和参数更新中只利用了宏块绝对平均误差预测值的情况，新算法充分利用了已编码宏块的实际绝对平均误差值和相邻帧之间编码特性的相似性，保证了输出码率的稳定性和解码图像的质量.新算法还采用了一种跳块预判断策略来进一步降低编码复杂度.与JVT-G012码率控制算法相比，新算法在信噪比和输出码率基本不变的条件下，整个编码速度平均提高了约10%.     

H.264的帧间/帧内预测模式快速选择算法

多模式运动估计使H.264比其它视频编码算法具有更高的编码效率,但同时也使计算复杂度明显提升.如果能在搜索进行之前先对模式进行筛选,除去不适用的模式,就可以减少不必要计算,大大提高运动估计的运算速度.通过分析各编码模式的特点和最佳模式分布规律,提出了帧间/帧内预测模式快速选择算法.按照从帧间模式到帧内模式、从大尺寸划分到小尺寸划分的模式选择顺序准则,基于最优匹配的检测来进行帧间/帧内模式的快速选择,略过不可能进一步降低率失真代价的模式,以降低编码过程的计算复杂度,从而提高编码速度.实验结果表明,该模式与全模式搜索相比,在图像质量和码率有少量变化的前提下,编码速度显著提高.     

基于场景突变的码率控制算法

在视频编码中实际的视频序列一般是由不同的场景组成,在场景突变处,由于前后两帧在不同的场景中,空间相关性减小,导致视频编码质量下降,码率控制偏差较大.为了解决H.264视频编码中因场景突变而导致的编码质量下降等问题,提出一种改进的码率控制算法.用图像信噪比比值检测场景突变,在场景突变处提前结束编码当前GOP,将当前GOP未编码帧和下一个GOP合并为一个新的GOP,并修正码率分配.仿真结果表明,新算法在不增加编码器复杂度的前提下可以精确检测场景突变,提高后续帧的编码质量,减少编码时间.     

基于H.264的低复杂度参考帧确定的算法

H.264/AVC采用的多参考帧技术,在提高图像质量的同时,也极大地增加了编码器的计算复杂度.文中提出一种基于H.264/AVC的低复杂度参考帧确定的算法,利用相邻宏块预测模式之间的时空相关性,缩小了参考帧的选择范围,从而快速确定当前宏块所需的参考帧.实验表明,这种算法在保持码率和信噪比几乎不变的同时,能够大大的节省编码时间.     

证据推理的近似计算研究

在Dempster-Shafer证据推理中,计算复杂度是它应用面临的主要问题之一,主要方法是减少焦元的数目.通过对置信函数近似的定性和定量分析论证,提出了最优近似算法,并利用遗传算法进行近似计算,给出多步近似和一步近似两个快速算法.仿真表明,两者较其他算法有明显的改进.     

适用于时间可伸缩的帧间快速编码算法

为实现时间可伸缩性,可伸缩视频编码采用分级B帧结构进行编码,但是该结构较大地增加了计算的复杂度。对此,本文深入分析了模式选择的基本原理,提出一种适合于分级B帧结构的快速编码算法,首先根据参考模式进行预测,然后根据宏块的运动和纹理预测可能的编码模式,排除可能性较小的模式从而提高编码速度。实验表明,本文算法在视觉质量和网络带宽影响很小的情况下,能够显著地提高编码速度。     

基于RBF网络的欠定盲分离源信号恢复

基于优化近似(l0)范数的算法应用于欠定盲分离源信号恢复时,存在算法复杂度较高,恢复精度受步长影响较大的问题,为此,提出了基于径向基函数(RBF)网络的欠定盲分离源信号恢复算法.该算法借助RBF网络进行交替优化,同时引入修正牛顿法对最小化近似l0范数进行求解,避免了传统的近似(l0)范数重构算法因步长选择不当造成恢复精度较低的缺点.仿真结果表明,与现有的基于平滑(l0)范数的算法相比,所提方法在保证较高恢复精度的同时复杂度明显降低.     

一种有效的MIMO-OFDM系统时变信道估计算法

为了在快速时变环境下减小多普勒效应对系统性能的影响,提出了一种适用于快速时变环境下M I-MO-OFDM系统的两步信道估计方法.第1步运用最小二乘算法及内插算法对非导频处传输的数据进行初始估计;第2步运用第1步得到的数据估计值结合提出的降低信道估计矩阵维数的方法,从而获得精确的信道参数.仿真结果表明,与其简化估计算法和最小二乘(Least Square)估计算法相比,提出的方法有效的降低了信道估计的误码率及最小均方误差,并且具有较低的复杂度,可很好地满足快速时变信道环境的要求.     

多波束卫星系统中低复杂度预编码技术

针对减格辅助Tomlinson-Harashima预编码(LRA-THP)算法复杂度高的问题,提出一种适用于多波束卫星系统的低复杂度预编码算法. 该算法根据用户间的距离对用户进行分组,然后利用矩阵求逆及正交三角分解(QR)计算预处理矩阵,用于抑制分组间干扰. 计算过程中充分利用多波束卫星系统特点,减小预处理矩阵的维度,从而进一步降低算法运算量. 各分组内分别采用LRA-THP,消除残留用户间干扰. 仿真结果表明,相比LRA-THP,该算法的运算复杂度能降低92.5%,同时性能损失控制在0.2 dB. 另外,该算法能获得与已有的分组预编码算法相近的误码性能,同时使运算量降低69.7%. 该算法的低复杂度及灵活性使其具有较强的实用价值.     

运动估计中的一种前处理算法

为降低视频编码中运动估计的算法复杂度,提出一种针对运动估计的前处理算法.该算法首先通过前两帧来对当前帧的矢量分布进行预测,并对大概率的运动矢量进行优先估计,使得一部分宏块的运动估计工作在前处理过程中完成,并且这些宏块的运动矢量需要的搜索点数仅为一次,因而该算法显著地提高运动估计的效率.理论分析结果表明,算法针对视频序列中的运动矢量中心偏置分布特性非常有效.把该算法分别应用于三步搜索(TSS)以及菱形搜索(DS)等算法中的实验结果表明,本算法在保持与以上算法相当的绝对误差的条件下能够大幅度降低平均搜索点数,使得运动估计的计算复杂度有了显著的降低,从而进一步降低整个视频编码的计算复杂度.     

块运动估计中具有可扩展性的高精度三步搜索算法

由于基于块匹配的快速运动搜索算法中三步法的小运动估计效果较差，使其运动估计精度明显下降，还导致三步法缺乏良好的扩展性，因此对三步法进行了改进，即在前两步总是将搜索步长减半继续搜索，模拟结果表明，改进后的新三步法同时解决了运动估计精度下降和可扩展性问题，且新算法与原三步法在“最坏情形“下计算复杂度是相同的，保持了原三步法的高效率。     

H.264中帧内预测模式选择算法的研究

H.264标准中的帧内预测模式在带来高效的压缩编码性能的同时,也带来了极大的运算量。针对这种情况,在对现有的优化思想进行研究的基础上,提出一种新算法,通过对各种预测模式的方向性进行分析,利用相邻模式之间的相关性,跳过一些小概率模式,从而降低模式选择的复杂度。通过仿真实验,对两种算法的编码时间、比特率以及PSNR进行了比较。实验结果表明,在采用新的模式选择算法后,运算复杂度大大降低,极大地减少了编码时间,有效地提高了视频压缩编码效率。     

Iterative Detection and Decoding Algorithm in Dual Polarized Land Mobile Satellite MIMO Systems

An iterative detection and decoding algorithm with outer code decision feedback is proposed for the dual polarized （DP） land mobile satellite （LMS） MIMO systems using concatenated codes. A feedback structure is added after the outer decoder in the proposed algorithm. The feedback information is exploited to control the detecting list in the MIMO detector and reduce the number of symbols which have to be processed at each iteration. As a result, the computational complexity is reduced. Meanwhile, the successfully decoded outer code words are used to calculate the more reliable initial information for the inner decoder and the system performance can be improved by this step. The simulation results show that the proposed algorithm can reduce the computational complexity compared to the traditional iterative detection and decoding algorithm and achieve better performance.