嵌入掩膜的SPIHT任意形状ROI编码

感兴趣区域(ROI)编码可以在低码率条件下获得高质量的局部感兴趣区域,或在图像渐进传输中使感兴趣区域获得优先传输.本文在分析了当前各类ROI编码方法的基础上,基于SPIHT算法提出了一种支持多个任意形状感兴趣区域并生成可任意截断码流的ROI编码算法.该算法在SPIHT算法中嵌入了重要系数的ROI掩膜信息,使编码器同步地进行图像和ROI形状的编码,使得生成的码流具有任意可截断的特性.文中还就图像ROI编码的质量评价指标进行了讨论,并给出了一种充分考虑ROI和背景的重要性与面积比例差别的图像质量评价指标,称为重要性.面积加权峰值信噪比(WPSNR).实验结果表明,该算法支持有损到无损的多个任意形状ROI的图像编码,而且ROI优先级可调,能够生成具有嵌入式可截断性质的码流,在任意地方截断仍能保证解码器所需的图像信息和ROI掩膜信息,且计算复杂度和SPIHT相当,压缩效果高于BbB移位算法.适用于低码率应用或感兴趣优先渐进传输的应用.     

卫星应用中基于视觉显著性的感兴趣区域图像编码算法

为了满足遥感图像在卫星应用中有限信道下高保真传输的需求,本文提出了一种基于视觉显著性的感兴趣区域图像编码算法.首先,基于CCSDS标准的编码框架可以降低编码算法复杂度,便于实时实现,适合于卫星应用场合.其次,引入视觉注意机制,采用一种基于视觉显著性的自动提取算法提取感兴趣区域.最后,通过使用掩模来确定ROI区域,可以对任意形状的ROI区域进行编码.实验结果表明,与JPEG2000中的感兴趣区域图像编码算法相比,本文算法结构简单,便于实现;拥有优秀的主观视觉质量,符合人眼的感知,在高压缩比下能够为用户提供更多的信息.另外,本文算法可以作为CCSDS标准中的感兴趣区域编码算法.     

基于分级位平面偏移的多感兴趣区图像编码

被JPEG2000推荐的Maxshift方式能够高效完成单一感兴趣区(ROI)图像编码,但无法支持不同兴趣度下的多ROI编码.本文提出一种采用分级位平面偏移框架的多ROI编码方式-CBShift.新方法将所有ROI与背景位平面按重要性不同分为重要ROI与背号位平面区(MSRB)、一般重要ROI与背景位平面区(GSRB)及不重要背景区(LSB).当图像中含有多个ROI时,通过调节每个ROI在GSRB区的位平面偏移量支持不同兴趣度下的多ROI编码.实验显示,新方式不仅具有Maxshift方式的优点,而且支持不同兴趣度下无需ROI形状信息的多ROI编码.     

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。     

面向ROI编码的立体图像比特分配策略分析

为了提高基于感兴趣区域(ROI)的立体图像编码的效率,从人眼视觉感知的角度提出了一种探寻合理的立体图像比特分配策略的方法.该方法设计了两个主观实验,其中实验I对各种比特分配策略下的失真立体图像进行视觉质量评价,而实验II在实验I的基础上对所有失真立体图像进行两两对比实验.实验结果表明:合理的比特分配策略对基于ROI的立...     

视频图像的压缩传输技术研究

视频图像信号是信息间传递的主要内容之一。介绍视频图像信号的数字压缩传输技术,讨论几种压缩编码方法,给出基于MPEG-2编码的视频图像传输方案,论述JPEG2000编码系统总体流程,并对JPEG2000中感兴趣区域(ROI)算法对视频图像进行压缩的相关技术进行研究。     

一种室内视频监控图像序列编码方法

在实际高分辨率室内视频监控中,运动物体构成了视频监控的主要内容.本文基于感兴趣区域的检测与恢复,提出了一种高分辨率室内视频监控图像序列的编码新方法,通过对象提取实现基本层和ROI层双层码流传输,其中基本层实现低分辨率图像内容传输,而ROI层用以进行高分辨率图像恢复.新方法有效地降低了视频编码计算复杂度、提高了编码效率.     

基于码率预分配编码技术的高分辨率航测图像压缩

由于需要对大面阵航空CCD相机带来的庞大航测图像数据进行压缩,在研究多种图像压缩算法的基础上提出了一种基于比特位平面编码的码率预分配图像压缩算法(RPCA)。首先将图像进行多级整数小波变换,以去除图像像素之间相关冗余。根据率失真理论并结合各个子带对图像重建质量的重要性原则,编码前事先确定每个子带在总码率一定的情况下各个子带在实际编码中应当分配的码率大小,再利用自适应MQ算术编码对每个子带比特平面进行熵编码,从而得到细致的嵌入式码流。实验仿真结果表明,该RPCA码率分配精准,图像压缩质量与JPEG2000标准相当,且支持无损到有损的任意倍率图像压缩,但复杂度低于JPEG2000标准,适合于硬件的高速实现。     

基于感兴趣区域的图像质量评价算法研究

目的降低计算量,提高计算效率,达到评价算法与人眼观察的一致性。方法首先提取感兴趣区域,利用眼动仪记录人眼在观察图像时的关注点、关注时长、眼球运动轨迹以及眼跳数据,然后提取显著区域。将感兴趣区域引入客观视觉模型中评价图像质量,通过测量图像的有效感知跃变百分数,客观评价图像质量的优劣,并且与传统算法进行比较。结果感兴趣区域包含了图像大部分的关键信息,即人眼关注的信息。基于不同增强方法的图像感兴趣区域内的有效感知跃变百分数均大于原始图像的有效感知跃变百分数(20.3%)。结论提出的算法优于传统客观评价算法,且客观质量评价的结果更符合人眼视觉特性。     

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。     

IMAGE COMPRESSION SCHEME WITH EMBEDDED MULTILEVEL BLOCK TRUNCATION CODING BASED ON HUMAN VISUAL EFFECT

ABSTRACT

In this paper, we first propose a new embedded multilevel block truncation coding (BTC) technique. Unlike Differential pulse code modulation (DPCM), Vector quantization (VQ), and general multilevel BTC algorithms which determine the image quality at a time, the embedded multilevel BTC improves the image quality largely and progressively until obtaining an image with excellent quality. In order to reduce the bit rate efficiently, we propose a perception model and utilize it to develop a pruning algorithm. The pruning algorithm removes the useless information, which the human eyes are not sensitive, generated by the embedded multilevel BTC. The simulation results indicate that the bit rate with the proposed method is much less than that with the DPCM and general multilevel BTC under the same objective criterion, PSNR, or subjective criterion. This paper also shows that the computation complexity of the proposed method is much less than that with VQ under the same high quality reconstructed image.     

Intra mode decision and frame layer Lagrange multiplier adjustment scheme for H.264 based on structural similarity

H.264 takes rate distortion optimisation (RDO) technique to perform intra and inter mode decision and achieves higher coding efficiency, but the objective distortion metric such as mean square error (MSE) is employed in traditional RDO framework, which cannot acquire optimal subjective quality. In this paper, structural similarity (SSIM)-based subjective distortion is applied to RDO-based intra mode decision in H.264 I frame video coding, and a linear SSIM distortion model is firstly proposed and SSIM-based rate distortion cost function for intra mode decision is defined. Furthermore, a content adaptive frame layer Lagrange multiplier adjustment scheme is proposed to balance the tradeoff between rate and SSIM distortion better. Experimental results show that, the proposed method encodes image structural information more effectively and thus acquires better perceptual quality and subjective RDO performance compared with objective distortion-based RDO method. Under the same perceptual quality, our scheme achieves about 8·03% I frame bit rate reduction on average for various sequences over MSE-based RDO employed in JM reference software.     

超低速率MELP语音编码算法研究

在语音编码算法中,混和激励线性预测(MELP)算法因为能更好的模拟自然语言特征,在低速率上能合成较高质量的语音,而成为现代低速率语音编码中最有潜力的算法之一。但在无线通信、卫星通信以及军用和保密通信中,信道带宽成为一个突出的问题,因此对更低速率语音压缩编码技术乃至超低速率的语音压缩编码技术的研究是非常有必要的。针对语音通信中关于极低速率的要求,深入分析了现今的几种基于MELP的低速率语音编码算法,对其原理以及关键技术进行了归纳总结,并对语音质量进行了比较。     

拼凑块矢量量化方法

提出了拼凑块矢量量化编码方法,利用四步部分匹配预测技术获得一个拼凑块,作为当前图像块的预测被编码,只需一位便可以完成当前图像块的编码。在此编码方案当中,根据预先定义的匹配失真阈值,图像可以有选择地利用拼凑块、动态码本及码本库编码。四步部分匹配预测技术利用优化了每个图像编码块的像素空间连续性,改善编码性能,降低了误差传递效率。实验结果表明PBVQ在0.27bpp时得到了30.92dB的峰值信噪比,明显优于IFMFSVQ的29.82dB,CSMVQ的28.56dB,GSMVQ的28.64dB,很大程度地改善了重构图像质量,尤其在低比特率下。     

自适应六边形-菱形运动估计算法及其在H.264中应用

运动估计是视频图像编码中运算量很大的部分,也是影响系统实时性能的瓶颈。为了减少图像编码的运算量,文章介绍和分析了用于视频编码标准H.264的基于六边形的搜索算法(HS),在此基础上根据H.264多模式的运动估计提出自适应六边形-菱形整像素算法,它体现了粗定位和准确定位的并行处理思想,仿真结果表明在获得与HS快速算法相当的图像质量和信噪比的情况下,可提高H.264视频编码的速度和效率。     

基于印刷量子点的多重组合信息可靠性编解码算法

目的 针对印刷量子点的点阵图像用于实现信息记录、信息隐藏和信息防伪时,存在因打印信息污损和图像识读信息误判引起的误码率高这一突出问题,设计一种信息可靠性编解码算法.方法 该算法采用二维奇偶校验码+BCH码+交织编码+帧同步组合方式.结果 经实验测试验证,该组合方式得到的印刷量子点图像与汉明码和RS编码相比,随机性更高,具有更加突出的纠错能力,信息解码识读速率更快、鲁棒性更好.结论 该算法可很好地解决印刷量子点信息的突发性错误和随机性错误,同时也解决了印刷量子点图像在信息防伪领域应用推广的瓶颈问题,扩展信息增值服务功能.     

A hybrid approach of wavelet packet and directional decomposition for image compression

In this paper, a novel image compression technique, the combination of wavelet packet transform and directional decomposition is proposed. Wavelet packet transform is an increasingly remarkable image compression approach that outperforms the standard wavelet transform in image coding. The directional filtering coding technique, one of the second‐generation image coding techniques, first introduced the concept of directional decomposition. By placing emphasis on edge detection to preserve edge information to exploit the fact that human visual systems are more sensitive to image edge features, a relatively high compression ratio can be obtained. The approach proposed in this paper decomposed an image into a low‐frequency component and a number of highfrequency components, with the edges on each high‐frequency component in its own direction. By a combined process of Cartesian coordinate rotation transform, interpolation, wavelet packet transform, and a coding algorithm, the image can be reconstructed at an improved visual quality at the same bit rate compared with the common wavelet pyramid algorithm. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol 12, 51–55, 2002; Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). DOI 10.1002/ima.10010     

Sub‐band coding of digital images

Abstract

An efficient sub‐band coding method for encoding images is presented in this paper. In this method a frequency band decomposition of the image is carried out by means of two‐dimensional separable quadrature mirror filters (QMF's), which split the image spectrum into sixteen uniform sub‐bands. In the coding process, we employ special quantizers and encoding algorithms which are designed according to the characteristics (including the visual perceptual property) of the sub‐bands to quantize and to encode these subimages, separately. The simulation results are presented in terms of average bit rates and the quality (in subjective as well as mean squared senses) of the reconstructed images. These results indicate that a good quality reproduction can be achieved at high compression rates. The paper also shows that a seven‐band decomposition has very high performance in quality, compression rate, and economy.