纹理的HEVC编码块尺寸决策算法

针对高效视频编码(HEVC)帧内编码算法计算复杂度高的问题,提出了一种基于纹理的HEVC编码块尺寸快速决策算法.首先,提出了编码块四个方向的纹理复杂度衡量指标,再通过训练视频序列选取在不同量化参数(QP)下的最佳阈值,最后根据阈值判断当前编码块的纹理复杂度,纹理复杂度高的编码块跳过率失真(RD)代价的计算,纹理复杂度低的编码块将会终止划分.实验结果表明,在全帧内模式配置下,与HM10.0相比较,该算法的编码时间可缩短45.3%,同时BD-Bitrate(Bjontegaard Delta Bitrate)增加了1.27%,BD-PSNR(Bjontegaard Delta Peak Signal-to-noise Rate)减少了0.058dB;与GEC-LEC算法相比,编码时间可节省3%,BD-Bitrate增加了0.5%,BD-PSNR减少了0.023dB.     

基于二项式R-D模型的多视点视频码率控制算法

针对目前尚未深入研究多视点视频编码(MVC)码率控制的状况,在分析现有视频码率控制中率失真模型的不足和多视点视频编码的特点的基础上,提出了一种基于二次率失真(R-D)模型的多视点视频编码码率控制算法。该算法的核心是先根据视差预测和运动预测的结构关系,将所有图像分成6种类型的编码帧,并改进二项式率失真模型,然后根据已编码信息进行视点间、帧层、基本单元层比特分配与码率控制。实验仿真结果表明,与目前采用固定量化参数的JVT的MVC相比,该算法能够有效地控制多视点视频编码的码率,同时保持高效的编码效率。     

x264中基于参数选择的算法优化

H.264的高压缩率是以高计算复杂度为代价,为了实现编码性能与复杂度之间的最优折中,依据峰值信噪比(PSNR)以度量失真度以及离线搜索率失真性能,通过调整编码器控制参数,来计算不同模式下编码的复杂度以及率失真度性能,使在一定率失真度下编码复杂度尽可能小.今基于主流编码器x264,关注Ref、Partitions、Trellis和Me四个参数,通过大量实验,得出率失真-复杂度(J-C)数据,依据这些数据可以快速计算出单位复杂度的率失真性能,以此寻找最优的编码器控制参数组合.     

回归分析建模的自适应SKIP模式预选算法

SKIP模式在最佳编码模式中占相当大的比例.SKIP模式预选可以有效减少模式选择的计算复杂度.在现有的SKIP模式预选算法中,该阈值往往不能和视频内容自适应.用回归分析建模的思路,提出了一种内容自适应的SKIP模式预选算法(CASMED),通过一个能够反映当前编码宏块特性的变量来自适应地对阈值模型进行调整.结果证明,该算法在编码性能损耗几乎为零的情况下,大大降低了模式选择算法的复杂度.     

一种快速内插滤波方法

自适应内插滤波器的提出,增加了编码器的复杂度。为了降低运算复杂度,分析自适应内插滤波器的编码过程并提出一种快速内插滤波的方法。该算法计算出前后两帧之间相对变化程度,当变化程度在预定范围内,则使用前一帧中内插滤波器,从而避免复杂的计算。实验结果表明:对于运动比较简单的视频序列,在性能降低可以忽略的条件下,可以降低运算复杂度,节省编码时间。     

一种多视点视频编码的宏块模式快速选择新算法

分析了多视点视频编码中宏块模式的选择情况,提出了顺序可选宏块模式集的概念.比较分析了率失真代价最优宏块模式和最省时间可选宏块模式的搜索过程,讨论了编码宏块模式为最省时间可选宏块模式对率失真性能的影响,并在此基础上提出了基于顺序可选宏块模式集的快速宏块模式选择算法.实验结果表明,所提出算法在基本保持率失真性能的情况下,能明显降低宏块模式选择的复杂度,编码速度比多视点视频编码校验模型提高3.2倍到5.8倍.     

数字电影JPEG2000位平面自适应动态多列扫描加速器研究

根据DCI规范,数字电影JPEG2000压缩编码采用了较为复杂的串行模式,在这种模式下,复杂度、串行度、冗余性较高的JPEG2000位平面编解码器的冗余性消减方法只能采用跳过方法。本文研究、分析并验证了现有基于列或列群的跳过方法,指出其主要问题在于列群组合效率较低,并针对此问题,创新地设计了数字电影JPEG2000位平面自适应动态多列扫描加速器。实验表明,本文提出的基于自适应动态多列的跳过方案,对于列或列群的扫描判断次数降低到总列数的10.9%~12.76%,能够极大地提升数字电影JPEG2000位平面扫描速度。     

TCM模型的自适应硬判决量化算法

在视频编码中,DCT系数分布模型是率失真理论模型的基础,视频量化一般可分别为硬判决量化(HDQ)以及软判决量化(SDQ),SDQ算法能实现最优编码性能,但其中维特比算法会导致严重的系数间串行处理依赖.比较而言,基于死区(deadzone)的HDQ算法率失真性能略有损失,但是不考虑系数间的相关性.提出了一种基于分段逼近TCM模型(Transparent Composite Model)的自适应硬判决量化算法,采用更精确的DCT分布估计模型,估算不同频率分量DCT系数的分布参数.根据模型参数及DCT系数分布参数,优化构造自适应的死区偏移量模型.实验表明,相对于固定偏移量HDQ算法,其编码性能非常接近于SDQ算法.     

JPEG2000的一种编码前码率分配算法

针对JPEG2000推荐的码率分配算法导致的计算冗余多、编码速度慢并且编码缓存大的不足,本文提出一种编码前最优分配码率的方法以提高JPEG2000的编码速度.该方法通过对小波系数失真模型的率失真理论分析,得出在总码率限制的情况下,使得总体视觉加权失真最小的最佳码率分配准则,并根据该准则给出可实现的码率分配算法.实验表明,该方法可以实现精确有效的编码前码率预分配,做到了"所编即所需",加速了JPEG2000编码,满足高速编码和低缓存需求的要求.     

一种新的神经网络预失真器及其算法

针对高功率放大器(High Power Amplifier,HPA)的神经网络(Neural Network,NN)预失真器非直接学习方法中存在的预失真性能缺陷和直接学习方法中存在的计算复杂的弊端,本文基于非直接方法得到HPA后逆滤波器的精确辨识,利用非线件算子的运算性质及一种近似方法分别推导出了新的NN预失真器学习结构及其相应的自适应算法.该算法由HPA的后逆滤波器辅助,直接产生HPA的前逆滤波器的输出.与直接学习方法相比,它大大简化了计算复杂度.仿真结果表明,本文提出的NN预失真器学习方法可以有效地改善非直接学习方法的顶失真效果,进一步降低邻信道功率比约5dB.     

基于低复杂度自适应帧的WVSN视频编码方法

针对WVSN视频节点资源受限与视频编码方法复杂度高等问题,提出一种基于低复杂度自适应帧的视频编码方法。由"隔块-对角线"差异值计算方法求得差异值,建立自适应帧传输机制,避免逐帧判断,减少计算量。帧内图像采用多边形DCT裁剪JPEG压缩,减少二维DCT计算复杂度。实验结果表明,该方法在保证视频质量前提下,能有效降低视频编码复杂度,与无裁剪JPEG图像压缩相比,当前帧、差分帧JPEG压缩DCT计算量分别减少9.4%、56.3%;与M-JPEG视频编码相比,平均PSNR减少3.1%情况下,平均文件大小显著减少55.0%。     

基于H.264的自适应可伸缩编码研究

为了更好地适应网络及终端的多样性,本文针对基于H.264的可伸缩编码,提出了一种基于运动区域的自适应可伸缩编码的优化方案.该方案根据基本层的运动信息及编码模式自动提取图像的运动感兴趣区域,并以独立片的形式对其进行时间,空间和质量上的可伸缩编码,实现选择性增强.实验结果表明,该方案不仅能大幅降低编码复杂度,而且使增强层码流集中包含运动区域信息,从而提高运动区域的重建质量及整幅图像的主观质量.     

大孔径静态干涉成像光谱仪图像校正技术

设计了一种基于相位相关与归一化积相关的联合图像校正算法。该算法针对卫星姿态变化对LASIS(大孔径静态干涉成像光谱仪)图像造成的畸变,根据傅里叶变换的旋转平移特性,实现图像序列旋转失真的高精度校正,校正精度达到0.01;同时,基于归一化积相关方法实现图像序列平移失真的校正。针对LASIS数据量大的特点提出了改进的快速自适应模板选取法,使算法的运算复杂度按4n递减。仿真结果表明,该算法能快速有效地校正LASIS图像。     

新颖高效适于复杂模式的JPEG2000位平面扫描综合加速器

根据DCI规范,数字电影JPEG2000压缩编码采用了较为复杂的串行模式,在这种模式下,复杂度、串行度、冗余性较高的JPEG2000位平面编解码器的冗余性消减方法只能采用跳过方法。本文研究、验证并分析了现有基于列或列群的跳过方法,指出其存在的主要问题:1)sig通道全扫描,未消减sig通道的冗余列;2)列群组合扫描判断效率低。针对这两个问题,在现有跳过方法的基础上,创新地提出了5个方法:1)cln通道预判下一位平面各通道每列的跳过或处理状态;2)sig通道单列永久跳过完全属于ref通道的列;3)sig通道临时跳过完全属于cln通道的列;4)单列状态自适应、动态地进行列群组合;5)各通道依据动态列群组合进行编解码的跳过或处理。实验表明,本文提出的基于列群的综合方案,优化后比特总扫描次数降低到优化前比特总扫描次数的51%~55%,对冗余比特扫描的优化效率达到了78%~82%,对于列群的判断次数仅为总列数的10.9%~12.76%,能够显著提升位平面扫描效率。     

帧内预测模式快速选择方法研究

H．264标准中的帧内预测方法在很大程度上提高了帧内编码的效率,但同时也增加了编码复杂度。对其中运算量很大的预测模式选择策略和几种改进方法进行了分析,提出了一种自适应的快速预测模式选择方法。该方法主要基于最可能预测模式的自适应阈值和预测模式的选择计算。实验表明,该方法在基本保持了帧内压缩效率的同时,提高了编码的时间效率,而且能够较好支持SIMD指令,有利于汇编指令优化。     

基于H．264的自适应可伸缩编码研究

为了更好地适应网络及终端的多样性,本文针对基于H．264的可伸缩编码,提出了一种基于运动区域的自适应可伸缩编码的优化方案。该方案根据基本层的运动信息及编码模式自动提取图像的运动感兴趣区域,并以独立片的形式对其进行时间、空间和质量上的可伸缩编码,实现选择性增强。实验结果表明,该方案不仅能大幅降低编码复杂度,而且使增强层码流集中包含运动区域信息,从而提高运动区域的重建质量及整幅图像的主观质量。     

基于小波包分解复杂度可分级的音频编码算法

提出了一种基于小波包分解的复杂度可分级的音频编码算法。该算法对信号进行复杂度可分级的不完全不波包分解,并充分利用人耳的听觉特性和不同子带间小波系数的相关性对系数进行零树编码,不仅可在低码率上获得透明质量的重构信号,而且具有复杂度可分级编,解码和多码率可分级编码的功能,可在具有不同计算能力的计算机上实时实现音频编码的解码。     

RS-LOD方法及其在旋转机械故障特征提取中的应用

局部波动特征分解(LOD)方法是一种新的自适应时频分析方法。该方法通过采用微分、坐标域变换、分段线性变换三种运算,可以高效地将信号自适应分解为一系列的单一波动分量(MOC),非常适合于处理多分量信号。然而,由于分段线性变换的使用,虽可以显著提高算法的计算效率,但会使MOC分量缺乏光滑性,从而导致失真。对此,将样条曲线形状可调可控的有理样条函数引入LOD方法替代分段线性变换,提出了基于有理样条函数的局部波动特征分解(RS-LOD)方法。在详细阐述RS-LOD分解原理的基础上,通过仿真信号将RS-LOD、LOD和经验模态分解(EMD)进行了对比分析,结果表明RS-LOD方法可以明显改善原LOD方法中MOC分量光滑度差的问题。此外,针对旋转机械故障振动信号的多分量调制特点,将RS-LOD方法应用于旋转机械的故障特征提取,对滚动轴承和齿轮箱故障振动信号的分析结果表明,RS-LOD方法可以有效地提取旋转机械振动信号的故障特征。     

基于ZF-DPC机制的多天线下行系统的自适应调制

以系统总速率最大化为目标,基于迫零污纸编码（ZF-DPC）机制提出了MIMO多用户下行系统的一种保障用户QoS的自适应调制方案。根据这一方案,基站应用空分多址接入（SDMA）同时支持多个用户;针对污纸编码（DPC）的极高复杂度,利用次优的ZF-DPC消除用户间的干扰;在理想信道信息情形下实现可变速率可变功率自适应调制。考虑到最优算法的高复杂度,提出了两种可应用到实际系统的低复杂度次优算法。仿真结果表明,次优算法在极大降低系统复杂度的同时,总速率比较接近最优算法的性能。     

阵元失效对克罗内克积波束形成性能的影响

对于一类规则阵型,可以引入克罗内克积提高最小方差无失真响应波束形成器的鲁棒性,同时降低其运算复杂度;然而,对于阵元数较多的规则阵列,阵元失效的可能性大幅增加,当某些阵元失效时,规则阵列不满足克罗内克分解。针对常见阵元失效问题,文章研究了阵元失效的三种情况对最小方差无失真响应波束形成器与克罗内克积自适应波束形成的性能影响。仿真与实验结果证明,信号完全缺失的通道对自适应波束形成器的影响最大,信号重复的通道对自适应波束形成器的影响最小。文章据此提出了一种低复杂度的信号恢复方法,通过使用相邻通道的信号代替信号缺失通道,提升阵元失效情况下的波束形成性能。