高速超分辨率图像处理系统

为了对遥感图像进行实时脱机的超分辨率增强处理,设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)的超分辨率图像处理系统,系统在视频预处理部分利用FPGA来实现对视频的降采样处理,在超分辨率处理部分分别用FPGA和DSP来完成对视频源的两种经典超分辨率算法的硬件实现.达到了对视频图像进行高速实时超分辨率处理的目的.     

视频图像的3D DIWT数据隐藏算法

利用视频信号在空域和时域的高度相关性,通过三维离散整数小波变换(3D DIWT)对视频帧的分解,提出一种视频图像的数据隐藏算法.该算法结合优化的最低有效位(LSB)嵌入方法和3D DIWT良好的空时多分辨率特性,具有嵌入数据量大、操作简便以及易于硬件电路实时实现的优点.实验结果表明,与基于场景分割的3D DWT数据隐藏...     

双线性插值放大算法在视频图像实时放大处理系统中的应用

文章设计并实现了基于FPGA的视频图像实时双线性插值放大。针对双线性插值算法的特点,对算法的硬件实现框架进行了深入研究,提出了一种合理的双一维线性插值模块框架,完成算法的硬件实现,并将其设计应用在视频图像实时处理系统。仿真结果表明,应用该方法进行插值计算不仅结构简单、实时性好,而且可实现变倍率的视频图像实时放大。     

视频遥测系统中小波变换算法的硬件实现

随着遥测系统的发展,对视频图像信号的传输成为急待解决的课题。针对视频遥测图像传输的特殊性,采用了基于整数提升的小波变换算法,该算法具有运算简单、重建图像质量好、便于实时实现等优点。在此基础上设计了一种基于该算法的硬件实现结构,使得处理过程能达到最低存储量和最小延迟,并采用FPGA对该算法进行了工程实现。结果表明:硬件实现结果与用Matlab软件仿真结果基本一致,并能满足实时性要求。     

基于FPGA的图像超分辨率算法的实现

为了能够在硬件上实现高质量、高效果的视频图像超分辨率,本文提出了一种基于FPGA的自相似性超分辨率算法的实现。首先介绍了基于自相似性的超分辨率算法的基本原理和算法流程,接着提出了视频超分辨率引擎硬件设计的系统结构,并详细叙述了超分辨率引擎系统的各个模块的设计及实现,分析了系统的速度、带宽及资源。最终,在Xilinx K7 FPGA上实现了该视频超分辨率引擎。结果表明,本设计可以实时处理1080p@25Hz视频放大为4K@25Hz视频并在图像质量上取得明显的效果。     

基于FPGA的三维视频系统实时深度估计

深度估计是基于视频加深度图像的三维视频系统中前端预处理的核心技术,其主要技术难题包括准确性、实时处理和大分辨率深度图获取等。本文提出一种实时深度估计的硬件实现方案,主要解决处理速度问题,并兼顾了准确性和大分辨率问题。本方案采用单片FPGA实现深度估计,其中采用census变换与SAD(Sum of Absolute Differences)混合的算法进行逐点匹配得到稠密深度图。硬件设计充分利用FPGA的大规模并行能力,并采用流水线设计提高数据通路的数据吞吐量,提升整个设计的时钟频率。实验表明,所提出的方案可实现全高清(1 920×1 080)分辨率视频实时深度估计。为了支持大分辨率图像并能观测距离相机较近的物体深度,本文方案视差搜索范围可以达到240pixels,帧率最高可达69.6fps,达到了实时和高清的处理目的。     

实时视频流缩放系统设计

针对目前视频源的分辨率与显示器支持的分辨率不对应,导致无法在目标显示器上播放的问题,提出一种实时视频流缩放系统的硬件结构设计。该系统基于双三次插值图像算法,采用了流水线的设计思路对算法的浮点运算进行优化,采用乒乓操作的思想避免了视频流输入与输出不同步的情况,减少了计算延时,易于FPGA的实现,在提高系统运算速度的同时减少了对硬件资源的消耗,并在VIVADO环境中对该设计进行测试验证,实现了任意比例缩放。实验结果表明,该图像缩放系统支持分辨率为3 840×2 160的实时图像缩放,并以最低100×100的分辨率输出,达到了预期的效果。     

基于FPGA的视频实时去雾算法及其硬件实现

单幅图像去雾技术虽然已经取得较大的进展,但是算法较为复杂,运行时间较长.为了实现视频实时去雾,以硬件实现为目的,对暗通道先验算法进行改进,降低其时间复杂度.提出了一种暗通道图优化方法,保留了图像的边缘信息,消除了光晕效应,省去了透射率细化的复杂操作;提出了适应于硬件实现的大气光值估计和调节及透射率补偿方法,解决了视频帧间闪烁及天空等明亮区域的色彩失真问题.基于现场可编程门阵列(FPGA)对所提出算法进行了硬件实现.结果表明,该算法可以实时处理帧速为60 f/s、分辨率为1 920×1 080的视频图像,相比传统去雾算法速度更快,去雾质量更高.     

BM3D算法中块匹配模块的架构设计

BM3D（块匹配和3D去噪）算法是目前降噪性能最高的通用图像/视频降噪算法,这种算法利用的视频的空间相关性和时间相关性进行有效的降噪。BM3D算法的第一步是块匹配,但是块匹配的计算量相当大。文中提出了一种用于BM3D算法的块匹配模块的架构,该架构只需要系统频率为98MHz,带宽为177MB/s的硬件就可以实现720＊576的PAL场格式BT656的视频的实时块匹配。     

基于DSP的AVS实时压缩系统设计与实现

介绍了一种基于TMS320DM642 DSP的视频压缩系统,该系统采用高性能的AVS视频编码标准,能实现视频图像的实时压缩、显示、存储和回放等功能。主要介绍了该系统的硬件结构原理,然后实现了系统软件的设计,并对AVS视频编码算法进行了优化。     

基于FPGA的视频图像处理算法的研究与实现

为有效提高视频监控应用领域中多屏幕画面显示的清晰度、分辨度等问题,提出了一种基于FPGA的实时视频图像处理算法。文中介绍了系统的整体结构,然后针对FPGA模块介绍了视频图像的缓存及图像分割,并针对视频的输出显示要求,重点介绍了基于双线性插值算法的实现。ModelSim的仿真结果表明,该算法符合多屏幕显示系统的要求。     

基于自适应牛顿算法的LED视频显示系统的研制

LED显示屏已被广泛应用于各种场合,通常情况下,需要对视频图像进行缩放处理,从而符合LED显示屏的物理分辨率.针对传统LED插值缩放算法在插值后导致图像边缘模糊的现象,提出了一种自适应牛顿播值算法,通过在插值之前进行像素相关度的自适应判断,可以较好地保留图像的高频信息,消除图像边缘模糊的问题.同时,给出了基于自适应牛顿算法的LED视频显示系统的FPGA实现,系统最终可以实现较好的显示效果.     

SPATIAL ERROR CONCEALMENT BASED ON MOJETTE TRANSFORM

This letter presents a novel spatial error concealment algorithm for the H.264 video coding. The error concealment algorithm is based on directional interpolation. Mojette transform is used to estimate the orientation features of the damaged blocks,and the image is interpolated in the appro-priate directions. The proposed method is compared with bilinear interpolation algorithm in the ref-erence implementation of H.264 and all directional interpolation. Experimental results prove that the proposed algorithm has better subjective and objective image reconstruction quality.     

SPALTIAL ERROR CONCEALMENT BASED ON MOJETTE TRANSFORM

This letter presents a novel spatial error concealment algorithm for the H.264 video coding.The error concealment algorithm is based on directional interpolation.Mojette transform is used to estimate the orientation features of the damaged blocks,and the image is interpolated in the approDriate directions.The proposed method is compared with bilinear interpolation algorithm in the reference implementation of H.264 and all directional interpolation.Experimental results prove that the proposed algorithm has better subjective and objective image reconstruction quality.     

Concealment of damaged block transform coded images usingprojections onto convex sets

An algorithm for lost signal restoration in block-based still image and video sequence coding is presented. Problems arising from imperfect transmission of block-coded images result in lost blocks. The resulting image is flawed by the absence of square pixel regions that are notably perceived by human vision, even in real-time video sequences. Error concealment is aimed at masking the effect of missing blocks by use of temporal or spatial interpolation to create a subjectively acceptable approximation to the true error-free image. This paper presents a spatial interpolation algorithm that addresses concealment of lost image blocks using only intra-frame information. It attempts to utilize spatially correlated edge information from a large local neighborhood of surrounding pixels to restore missing blocks. The algorithm is a Gerchberg (1974) type spatial domain/spectral domain constraint-satisfying iterative process, and may be viewed as an alternating projections onto convex sets method.     

自适应联合相邻运动矢量的运动补偿插值算法

帧率上采样作为一种视频后处理技术,通过对原始视频插值得到高帧率视频,满足人们对高帧率视频的需求.传统基于重叠块的插值补偿算法会带来块效应或鬼影现象.为了解决这一问题,人们提出联合匹配块及其相邻块预测的方法,但是复杂度高,效果不明显.基于以上几点,本文提出一种自适应联合相邻运动矢量的运动补偿插值算法(Joint Motion-Compensated In-terpolation Algorithm Using Adjacent Block Motion Vectors Adaptively,AJ-MCI).在该算法中,将运动矢量矫正和运动补偿插值算法相结合,同时运动补偿模块中自适应地联合相邻匹配块,以最大限度刻画真实运动轨迹.实验结果表明,本文算法能很好的提升视频的主客观质量,同时保持较低计算复杂度.     

VC中图像全屏显示及打印算法的实现

在开发图像显示程序以及视频应用程序时,常常需要全屏显示特性。介绍如何实现图像的全屏显示,以及在非全屏下,如何实现对任一图像的完整显示,并提供了相应的快捷切换键,同时也实现了对任一图像的完整打印算法。本文涉及的算法主要是针对真彩色图像进行处理的,考虑处理速度上的要求,在全屏显示算法中采用了最邻近插值算法进行图像缩放变换。综合比较证实这种算法比较适用。     

分布式视频编码中的边信息优化算法*

在分布式视频编码中的运动补偿插值算法通常采用正方形分块方案,然而考虑到视频中物体的运动和复杂的图像纹理结构,仅采用正方形分块不能得到优异的匹配效果.因此在基于小波域的分布式视频编码系统基础上,采用非规则分块方案来提取物体的边缘信息,从而提高运动估计时的匹配精度.实验结果表明,该方案在一定程度上能提高边信息质量.     

Invertible temporal subband/wavelet filter banks with half-pixel-accurate motion compensation

Three-dimensional (3-D) subband/wavelet coding with motion compensation has been demonstrated to be an efficient technique for video coding applications in some recent research works. When motion compensation is performed with half-pixel accuracy, images need to be interpolated in both temporal subband analysis and synthesis stages. The resulting subband filter banks developed in these former algorithms were not invertible due to image interpolation. In this paper, an invertible temporal analysis/synthesis system with half-pixel-accurate motion compensation is presented. We look at temporal decomposition of image sequences as a kind of down-conversion of the sampling lattices. The earlier motion-compensated (MC) interlaced/progressive scan conversion scheme is extended for temporal subband analysis/synthesis. The proposed subband/wavelet filter banks allow perfect reconstruction of the decomposed video signal while retaining high energy compaction of subband transforms. The invertible filter banks are then utilized in our 3-D subband video coder. This video coding system does not contain the temporal DPCM loop employed in the conventional hybrid coder and the earlier MC 3-D subband coders. The experimental results show a significant PSNR improvement by the proposed method. The generalization of our algorithm for MC temporal filtering at arbitrary subpixel accuracy is also discussed.     

基于运动相似性的帧率提升算法

为提升低比特率通信接收端的视频帧率,解决快速运动中的图像模糊问题,提出了一种基于运动相似性的帧率提升算法,其三维递归搜索来减少运动估计的计算复杂度,利用自适应的判决窗口减少非相似运动对运动矢量预测的影响,提高运动估计的精度;同时构建运动相似因子,对不同的运动相似块进行不同的运动矢量细化操作,减小块效应;利用对应的相似运动窗口来进行重叠块补偿插值,提高插值的精度.实验结果表明,该算法在主客观方面有较好的性能提升.