MPEG—2可分级图像编码的实时传输的实现

本文介绍了基于MPEG－2国际标准的可分级编码方法,并以数据分割可分级方法对一个视频源产生的具有不同视频质量的视频层,用基本层编码提供基本视频质量,增强层则被编码来增强基本层。实验结果证明,增强层对基层的图像质量确实有相当的增强作用,并能自动适应网络信道的状况满足实时视频传输的要求。     

小波去方块算法在空间分级视频编码中的应用

可分级视频编码适用于网络环境变化较大的视频传输领域，它为用户提供不同质量的视频。但是，在空间可分级编码器中，基本层图像的方块效应会影响增强层的预测，降低其编码效率。如果采用去方块滤波器对基本层的恢复图像进行滤波，可以期望减轻块效应带来的不良影响。该文针对分块DCT压缩编码产生的方块效应，将小波域软阈值去方块滤波算法应用到空间可分级视频编码中，实验验证该方法能较好地改善图像质量，具有良好的效果。     

HEVC完全内部模式空间可分级编码

空间可分级扩展编码使码流在不同层中包含不同的视频分辨率。本文提出基于HEVC标准的一种空间可分级模式,这种模式在基本层中采用基于纹理判断的方法,节省了划分更小CU的时间,得到更加有效的内部预测模式,并通过基本层的内部预测模式信息和增强层的相互关系来提高增强层的内部模式编码效率。本文提出的模式与同时联播高分辨率视频编码比较,增强层平均亮度BD率达到35.1%,层间内部预测能有更好的显示效果并能有效减少冗余。     

改进的多视点立体视频FGS可分级方案

针对现有多视点立体视频FGS（Fine-Granular-Scalability）可分级方案编码效率低的问题进行改进,充分利用相邻视点之间的相似性,适应解码端质量优先或视点优先的不同需求,提出一种折衷方案,其中分I、P、B帧三种情况,以中间视点作为基本层进行编码,其他视点均预测自相邻视点部分恢复的FGS增强层,以此为基础产生当前视点的FGS增强层。实验证明,该方案具有更为灵活、广泛的可分级性能,更能适应用户对视点图像质量和立体观感的需求。     

适用于增强层的帧间快速编码算法*

视频可伸缩视频编码方式有着较高的编码效率,然而也有着较高的编码时间代价,因此,结合可伸缩编码的特征来提高其编码速度显得很有必要。本文根据空间可伸缩编码的特征,提出了一种适合于增强层的帧间快速编码算法,具体来讲,如果基本层宏块采用帧内模式,则增强层对应宏块采用Intra-BL模式;否则,根据相关宏块模式的和采用不同的算法同时结合提前终止算法。实验证明,该算法在视频序列不太复杂或者复杂视频序列但是编码量化参数不太大的情况下,编码速度有着显著地提高,同时编码质量差别很小。     

基于MPEG-4的FGS视频压缩技术的研究

精细可伸缩性视频编码FGS(Fine Granular Scalable)是MPEG-4标准的视频化框架中的关键性的编码技术。FGS编码方法生成两个视频流：基本层码流和增强层码流。基本层码流是必须传输的，并且码率低；增强层码流则根据带宽的实际情况来决定传多少，甚至不传，这种分级性的编码方式和传输方式使视频流有较好的鲁棒性。     

基于统计的SVC层间编码快速模式决策算法

可分级视频编码提供了较为灵活的编码方式,但层间模式决策算法增加了编码器的计算复杂度。该文分析了基本层和增强层间模式分布的相关性,设计一种层间编码快速模式决策算法。实验结果表明,在PSNR平均仅降低0.04 dB、码率减少0.096%的前提下,该优化算法能使编码时间平均减少50.34%。     

基于感兴趣区域的小波变换可分级视频编码研究

随着Internet和无线通信的飞速发展,人们在网络上实时获取视频数据已经成为可能。由于传输网络和接收终端的多样性,所以需要视频流能适应多种不同传输、解码和显示的要求,由此产生了可分级视频编码。文中在可分级视频编码的基础上对其进行改进,把感兴趣区域的检测和小波变换应用到可分级编码中,该方法中对视频流进行感兴趣区域检测,利用小波变换对增强层中的感兴趣区域进行编码,由于小波变换具有良好的空间方向选择性,与人眼的视觉特性十分吻合,从而得到很好的效果。     

基于感兴趣区域的小波变换可分级视频编码研究

随着Internet和无线通信的飞速发展,人们在网络上实时获取视频数据已经成为可能.由于传输网络和接收终端的多样性,所以需要视频流能适应多种不同传输、解码和显示的要求,由此产生了可分级视频编码.文中在可分级视频编码的基础上对其进行改进,把感兴趣区域的检测和小波变换应用到可分级编码中,该方法中对视频流进行感兴趣区域检测,利用小波变换对增强层中的感兴趣区域进行编码,由于小波变换具有良好的空间方向选择性,与人眼的视觉特性十分吻合,从而得到很好的效果.     

可分级视频编码空域增强层的快速帧间模式选择算法

针对可分级视频编码(SVC)技术中层间残差预测(ILRP)大大增加了编码复杂度的问题,提出一种快速算法。带残差的帧间预测和不带残差的帧间预测都采用全搜索的预测算法,编码复杂度很大,所提算法分析了增强层带残差的帧间预测和不带残差的帧间预测之间的率失真代价(RDCost)差异,动态判定增强层是否需要采用层间残差预测以减少层间残差预测过程;同时依据层间预测模式相关性,利用基本层最优帧间预测模式指导增强层最优帧间预测模式的选择过程,进一步节省编码时间。实验结果表明,与参考模型JSVM中的算法相比,改进的快速算法在编码质量降低小于0.01dB,码率提高不大于3%的前提下,可节省平均编码时间50%左右,有效地降低了编码复杂度,对于编码器的优化方面有理论参考价值和实际应用意义。     

基于流量控制的视频网格结构设计与性能分析

在二级视频网格和三级视频网格结构的基础上,提出当某区域服务器的网络带宽占用达到所设定的阈值时,将部分具有较高配置的客户端主机作为加盟服务器使用,以降低区域服务器的工作负载,同时原有的结构被扩展为树状的多级结构.详细论述了这种基于数据流量控制的多级视频网格结构的设计和工作模式,以及当加盟服务器突然失效时点播服务的平稳迁移策略.通过视频网格模拟器VGSim对这3种结构的视频网格服务能力进行模拟,结果表明,基于数据流量控制的多级视频网格结构的服务能力被有效增强.     

一种基于多描述编码的应用层组播模型*

为解决流媒体系统中基于多描述编码的多树模型所存在的同步问题,提出了一种基于多描述编码的层次组播模型。该模型中,相邻层的节点之间采用多对一的传输方式,并通过描述资源的均匀分布实现系统的快速收敛,以最大覆盖算法为节点获取最大的描述集和请求分布,在获得高质量视频的同时提高系统的鲁棒性。仿真实验表明,该模型以较小的协议开销获得了较好的视频质量,实现了动态环境中较高的系统可靠性。     

全自主移动机器人分层递阶控制研究

本文提出了一种基于多CPU的分层递阶控制策略,应用于全自主移动机器人的结构化设计。以分层递阶控制为核心思想的自主机器人采用智能级、协调级和执行级级连的结构,其中智能级和协调级配备独立的微处理器。实验表明,所设计的自主机器人系统具备良好的环境感知能力和控制精度,可以通过开放的VC++平台实现对机器人的控制。     

An efficient multi-layer reference frame motion estimation for video coding

Most of the fast search motion estimation algorithms reduce the computational complexity of motion estimation (ME) greatly by checking only a few search points inside the search area. In this paper, we propose a new algorithm—multi-layer motion estimation (MME) which reduces the computational complexity of each distortion measure instead of reducing the number of search points. The conventional fast search motion estimation algorithms perform ME on the reference frame with full distortion measure; on the contrary, the MME performs ME on the layers with partial distortion measures to enhance the computational speed of ME. A layer is an image which is derived from the reference frame; each macro-pixel value in the layer represents the sum of the values of the corresponding pixels in the reference frame. A hierarchical quad-tree structure is employed in this paper to construct multiple layers from the reference frame. Experimental results on different video sequences show evidence that many motion vectors have been found similar both in the reference frame and the layers. The effectiveness of the proposed MME algorithm is compared with that of some state-of-the-art fast block matching algorithms with respect to speed and motion prediction quality. Experimental results on a wide variety of video sequences show that the proposed algorithm outperforms the other popular conventional fast search motion estimation algorithms computationally while maintaining the motion prediction quality very close to the full-search algorithm. Moreover, the proposed algorithm can achieve a maximum of 97.99 % speed-improvement rate against the fast full-search motion estimation algorithms which are based on hierarchical block matching process. The proposed MME performs the motion estimation on the layers by using three types of search patterns. The derivation of these search patterns exploits the characteristic of the center-biased motion vector distribution and that of less intensive block distortion measurement of the layers.     

分布式视频编码中关键帧丢失错误保护

目的 分布式视频编码较其传统视频编码具有编码简单、误码鲁棒性高等特点,可以很好地满足如无人机航拍、无线监控等新型视频业务的需求。在分布式视频编码中,视频图像被交替分为关键帧和Wyner-Ziv帧,由于受到信道衰落和干扰等因素的影响,采用传统帧内编码方式的关键帧的误码鲁棒性远不如基于信道编码的Wyner-Ziv帧。关键帧能否正确传输和解码对于Wyner-Ziv帧能否正确解码起着决定性的作用,进而影响着整个系统的压缩效率和率失真性能。为此针对关键帧在异构网络中的鲁棒性传输问题,提出一种基于小波域的关键帧质量可分级保护传输方案。方法 在编码端对关键帧同时进行传统的帧内视频编码和基于小波域的Wyner-Ziv编码,解码端将经过错误隐藏后的误码关键帧作为基本层,Wyner-Ziv编码产生的校验信息码流作为增强层。为了提高系统的分层特性以便使系统的码率适应不同的网络条件,进一步将小波分解后图像的各个不同层的低频带和高频带组合成不同的增强层,根据不同信道环境,传输不同层的Wyner-Ziv校验数据。同时对误码情况下关键帧的虚拟噪声模型进行了改进,利用第1个增强层已解码重建的频带与其对应边信息来获得第2个和第3个增强层对应频带的更加符合实际的虚拟信道模型的估计。结果 针对不同的视频序列在关键帧误码率为1%20%时,相比较于传统的帧内错误隐藏算法,所提方案可以提高视频重建图像的主观质量和整体系统的率失真性能。例如在关键帧误码率为5%时,通过传输第1个增强层,不同的视频序列峰值信噪比（PSNR）提升可达25 dB左右;如果继续传输第2个增强层的校验信息,视频图像的PSNR也可以提升0.51.6 dB左右;如果3个增强层的校验信息都传输的话,基本上可以达到无误码情况下关键帧的PSNR。结论 本文所提方案可以很好地解决分布式视频编码系统中的关键帧在实际信道传输过程中可能出现的误码问题,同时采用的分层传输方案可以适应不同网络的信道情况。     

Scalable video transmission for the Internet

Information systems and distributed applications for the Internet show a growing demand for real-time audiovisual services. Support for those services within the Internet protocol layer will be widely available in the near future. Nevertheless, the heterogeneous structure of the Internet remains to be a great obstacle for establishing real-time video services. Scalable video codecs, generating bit-streams decodable at different rates, have been proposed to address the heterogeneity problem. In this article we present a scalable codec based on a spatio-temporal resolution pyramid combined with lattice vector quantization for efficient compression. With this approach additional lower bit-rate layers can be transmitted at the same overall bit-rate as needed by an H.263 single-layer transmission. The complexity of the codec is sufficiently low to allow software-only implementations of Internet video services. This is demonstrated on an Internet video server application.     

LVMSR: an efficient algorithm to multicast layered video

Layered video is a video-compression technique to encode video data in multiple layers. It typically consists of a base layer and some additional layers that provide enhanced video quality. The multicasting operation of layered video consists of many receivers dynamically joining and leaving different multicast sessions of different layers depending on their network condition. A layered video multicasting system needs to satisfy: (i) bounded end-to-end delay from the video source to each receiver; (ii) minimum total cost; and (iii) minimum delay jitter between the various video streams received by each receiver. The problem of computing such data distribution paths is NP-complete. This paper presents a new heuristic algorithm, called layered video multicast super-tree routing algorithm, with O(Rn²) time complexity and O(R²) message complexity, where n is the number of nodes in the network and R is the receiver group size. Our investigation shows that the multicast data paths computed by our algorithm can always satisfy the delay constraint with reasonably low total cost.     

危险区域无线侦测指挥系统

基于无线技术,提出一种在危险区域进行侦测及指挥的解决方案。系统采用分层结构,分为探测球层、终端层与指挥中心层。探测球层包含了音视频、空气质量等检测模块。终端层基于Liod开发板和Linux系统,配合无线模块实现音频视频采集、空气质量检测、区域报警等功能,通过Ad Hoc无线自组网络与其他终端以及指挥中心进行通信。指挥中心担负着整体调度的职责。利用该系统,可以实现现场指挥、图片传输、实时音频传输、人员定位、现场地图绘制及远程传输等操作,为危险区域的信息收集以及指挥人员的决策提供有力支持。     

H.264/SVC的RTP封装算法及其应用

可伸缩视频编码（Scalable Video Coding,SVC）一般采用实时传输协议（Real-time Transport Protocol,RTP）保证视频数据流的实时传输和质量监测。在分析SVC码流结构和RTP 协议的基础上实现了H.264/SVC视频数据的RTP 封装算法,提出基本层与增强层分离的方法用于模拟可伸缩视频流在模拟测试环境中的传输,提出基于RTP 封装的差错隐藏方法解决质量增强层数据丢失问题。实验结果证明了封装算法的有效性、标准兼容性和可扩展性。