基于SP帧技术的非平衡多描述视频编码方法

提出了一种基于SP帧技术的非平衡多描述视频煽码方法(SP-UMD),SP帧能够参照不同参考帧重构出相同的图像帧,利用这种特性SP帧可防止错误传播,并且SP帧的编码效率远远高于I帧.在本方法中,视频序列按照两种编码参数被编码成具有高分辨率的描述(HR)和低分辨率的描述(LR),在两个描述中周期性的插入SP帧,当网络发生错误时可利用LR和SP帧来防止错误传播.实验结果表明,相对于周期性插入I帧的方法,本方法在节约码率和防止错误传播方面具有一定的优越性.     

基于P2 P流媒体的分层多描述编码

网络异构性与传输可靠性是视频通信存在的两大问题.在视频编码中,分层编码用来解决网络传输异构性问题,多描述编码是解决传输可靠性的有效手段,而分层多描述视频编码则是二者的结合.在分层编码技术的基础上,提出了基于像素空间分解的分层多描述编码,同时给出了提高用户节点视频服务质量的视频子层合成算法和像素估值算法;并通过对像素量化值与估值误差之间关系的分析,建立了一种分层多描述编解码数学模型.实验结果表明,所提出的方案在P2P网络的异构性上有较好的优越性,同时较好地解决了网络传输的可靠性.     

一种适合3G网络传输的H.264 实时视频容错编码

为了在3G网络上传输H.264实时视频流,提出了一种鲁棒性容错编码策略.该系统首先将视频序列分成两个子序列分别进行编码,并在不同路径中传输,以降低因信道突发错误而造成连续丢包的概率,对丢失的数据则采用高精度的双向加权运动补偿进行预测.为了使出错子流快速恢复正常解码状态,采用多参考帧策略,使用正确解码子流的参考帧作为出错子流的参考帧来进行预测编码,以消除误差扩散.实验结果表明,该方法在无线网络环境中不仅能有效地抵抗误码和丢包对传输图像质量的影响,而且能保证视频流的正常播放和改善图像质量.与相关方法比较,该方法提高重建图像质量超过0.6dB.     

基于概率估计的分层视频传输算法

针对可扩展视频编码在无线网络中的自适应传输问题,提出一种基于概率估计的分层视频传输算法。通过分析前一帧的实际传输速率,预测后一帧可能的传输速率,从而选择合适的层进行传输,以达到在有效利用网络带宽的同时减少丢帧的目的。仿真结果表明,该算法能保证传输视频具有较高的图像质量和较低的丢帧率。     

一种鲁棒灵活的非平衡多描述视频编码和传输方案

在网络上传输的视频经常因为丢包而影响终端接收到的视频的质量.由于现有的视频编码器通常使用预测编码技术来减少时域冗余提高压缩率,所以一个包的丢失都会引起错误的传播,直到解码器收到帧内编码的帧为止.针对这个问题,文中提出一种灵活鲁棒的非平衡多描述编码和传输方案.其编码器借助不同描述间的"同步帧",能够迅速从包丢失中恢复解码,并保证终端视频的连续播放;同时,该方案能够灵活适应多路径传输和单路径传输两种情况.文中还研究了单路径传输时不同描述间的码率分配问题,并提出一种近似最优的快速码率分配方案.实验结果充分验证了文中提出的非平衡多描述编码和传输方案的有效性、鲁棒性和灵活性.     

基于端到端质量优化的无线视频传输错误控制

帧内更新是在视频编码中提高视频应用容错能力的一种常见方法。过多的帧内编码宏块会降低编码的效率。在实时视频传输系统中,为了能获得最佳的端到端的视频质量,在容错能力和编码效率之间取得平衡是一个很重要的因素。基于对视频质量影响其他因素(视频压缩的量化步长,信道条件等)的分析,本文提出一种端到端跨层优化机制,通过联合自适应优化视频编码的帧内更新比例,编码的量化参数和物理层的自适应调制编码(AMC,adaptive modulation and coding)模式最小化接收端的视频失真。仿真结果表明,优化后视频的抗错误能力得到明显提高,在不同信道条件下的视频峰值信噪比(PSNR)能够提高0.5到7dB。     

结合运动搜索的混合域I帧错误隐藏

在数字广播电视,移动视频终端和视频电话中错误恢复是一个必须的部分。最新的视频压缩标准H.264/AVC为一系列视频消费电子应用提供更高的编码效率。但是H.264的视频流仍然容易发生传输错误。根据H.264的编码特性和网络特性众多的错误隐藏方法已经被提出。在H.264中I帧的错误隐藏尤为重要,因为I帧的错误会通过运动估计传播到后续的P帧或B帧中。结合时域和空域错误隐藏算法,本文提出一种用于I帧的低复杂度自适应空域/时域运动估计算法。实验结果显示,本文提出的算法的视觉效果和PSNR都优于原算法。     

基于凸优化和遗传算法的分层多播自适应优化

针对无线网络上视频多播效用优化问题,提出了一种新的结合自适应调制编码的分层多播自适应优化方法。具体做法是将视频的各层对应传输于不同的自适应调制编码模式,并对各视频层分配合适的带宽,如果效用函数为凸函数,则系统效用的优化问题转换成凸优化问题,若效用函数无凸性限制,并考虑实际因素,即视频分层编码的层数限制以及有限的、可选择的各层速率之后,新的系统优化问题则通过遗传算法求解。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于反馈的可伸缩视频编码容错策略

为提高可伸缩视频编码(SVC)在易错传输环境下的解码质量,研究帧内宏块刷新和参考帧选择2种容错技术,根据视频空间分层下SVC的层间预测特性,提出2种改进策略并进行对比。测试结果表明,在码率控制的情况下,改进的参考帧选择策略传输后重建图像的平均亮度峰值信噪比较高,更适用于低码率的传输环境。     

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。     

基于MPEG4高效视频DCT编码器的实现

提出并实现了一个基于MPEG4的快速高效存储的DCT视频编码器，用它把H.261视频数据流转换为低比特率、低空间分辨率的MPEG4流，并进行无线视频处理。和现有编码器相比，它不仅能够大大地节省存储空间，计算复杂度也降低了许多，实验结果表明用该编码器得到的视频质量与用象素领域方法得到的视频质量相当。     

一种适用于H.264的时域差错掩盖改进算法

视频压缩码流在信道传输时 ,由于受到信道带宽或者稳定性的影响 ,容易发生数据的损坏或者丢失 ,这样不仅会对当前的视频帧产生影响 ,而且差错会延续到随后的视频帧 ,因此 ,需要采用某种技术来降低差错的影响。针对这一问题 ,在对最新视频压缩标准 H.2 6 4研究的基础上 ,基于 H.2 6 4标准的框架 ,对已有的差错掩盖算法进行了改进 ,提出了适合 H.2 6 4编码标准的时域子块匹配差错掩盖算法。该算法首先采用 8× 8的子块代替 16× 16的宏块 ,作为差错掩盖的运算单元 ,然后对不同的子块采用不同的边界像素 ,利用边界匹配算法 ,并通过改进的 1/ 4像素精度菱形搜索法在参考帧内找到最佳匹配块。实验结果证明 ,由于该算法有效地利用了 H.2 6 4压缩码流里的信息 ,因此 ,同传统的时域差错掩盖算法相比 ,对差错信号有更好的恢复效果。     

Adaptive interface selection over cloud-based split-layer video streaming via multi-wireless networks

As mobile devices such as tablet PCs and smartphones proliferate, the online video consumption over a wireless network has been accelerated. From this phenomenon, there are several challenges to provide the video streaming service more efficiently and stably in the heterogeneous mobile environment. In order to guarantee the QoS of real-time HD video services, the steady and reliable wireless mesh is necessary. Furthermore, the video service providers have to maintain the QoS by provisioning streaming servers to respond the clients’ request of different video resolution. In this paper, we propose a reliable cloud-based video delivery scheme with the split-layer SVC encoding and real-time adaptive multi-interface selection over LTE and WiFi links. A split-layer video streaming can effectively scale to manage the required channels on each layer of various client connections. Moreover, split-layer SVC model brings streaming service providers a remarkable opportunity to stream video over multiple interfaces (e.g. WiFi, LTE, etc.) with a separate controlling based on their network status. Through the adaptive interface selection, the proposed system aims to ensure the maximizing video quality which the bandwidth of LTE/WiFi accommodates. In addition, the system offers cost-effective streaming to mobile clients by saving the LTE data consumption. In our system, an adaptive interface selection is developed with two different algorithms, such as INSTANT and EWMA methods. We implemented a prototype of mobile client based on iOS particularly by using iPhone5S. Moreover, we also employ the split-layer SVC encodes in streaming server-side as the add-on module to SVC reference encoding tool in a virtualized environment of KVM hypervisor. We evaluated the proposed system in an emulated and a real-world heterogeneous wireless network environments. The results show that the proposed system not only achieves to guarantee the highest quality of video frames via WiFi and LTE simultaneous connection, but also efficiently saves LTE bandwidth consumption for cost-effectiveness to client-side. Our proposed method provides the highest video quality without deadline misses, while it consumes 50.6% LTE bandwidth of ‘LTE-only’ method and 72.8% of the conventional (non-split) SVC streaming over a real-world mobile environment.     

无线多路视频传输调度协议模型的设计

针对无线视频传输中如何对多个场景实现实时监控的问题,提出一种无线多路视频流传输调度的协议模型。该协议模型主要包括视频传输起始阶段通信双方的确立方式、基于连接状态的多路视频传输调度以及通信数据流的加密控制方法。该模型适用于任何面向IP网络的无线多路视频传输,已在基于窄带CDMA1x网络的无线视频传输系统中取得了良好的应用效果。     

将MPEG2转换为MPEG4标准的视频编码器的实现

该文提出并实现了一个基于MPEG4的快速高效存储的视频编码器,用它把一个MPEG2视频数据流转换为一个低比特率、低空间分辨率的MPEG4流,并进行无线视频处理。与现有编码器相比,它不仅能够大大地节省实际需要存储空间,计算复杂度也降低了许多,实验结果表明该编码器得到的视频质量与像素领域方法得到的视频质量相当。     

一种分形与小波混合视频编码算法FEZW*

将小波变换与分形理论相结合成为一种具有可伸缩性的混合视频编码算法FEZW(分形-嵌入式零树小波编码),该算法在嵌入式零树小波编码的基础上,应用分形理论进行帧间预测,不需运动估计和补偿.实验结果表明,该算法具有较好的视频质量可伸缩性,能有效改进图像码率下降时视频质量下降迅速的情况,适合于无线网络等高差错网络的视频传输.     

MPEG VBR视频流—统计特性及其模型

该文分析了已有的MPEG VBR视频流模型及其缺点,并在此基础上对VBR视频流的统计特性进行了研究,实验结果表明,通过对整个视频流进行场景划分（聚类）,聚类间用Markov调制链建模,而每一聚类中独立的场景则可以采用TES模型基于GOP（Group Of Picture)而非帧进行建模,则该方法既能避免状态空间过大,又能避免帧间周期性的自相关,因而能够更好地拟合VBR视频流序列的一阶和二阶统计特性,同时,对独立场景的GOP分布函数可以采用Gamma函数进行拟合,自相关函数则可以采用双指数函数更好地拟合。     

易错环境中视频传输空域差错恢复的优化方法

在易错环境如因特网、无线通信网中传输视频流,误码率相当高。讨论了一种有效的在易错网中传输视频信号时,提高空域差错恢复能力的方法。同步标记可限制空域差错在视频帧之问传播。但是,如果其使用太频繁,会导致不必要的开销。为优化同步标记插入过程,给出一个同步标记插入算法。最后,为验证该算法,提供了仿真实验结果。     

Delay-Constrained and R-D Optimized Transrating for High-Definition Video Streaming Over WLANs

In this study, we propose bit-rate adaptation techniques for compressed high-definition video transmission over wireless home networks. Application-layer methods are developed to minimize quality impairments caused by wireless channel degradations. A transrater located at a home video server adjusts the transmission rate of the video stream based on bandwidth measurements. We consider delay constraints of multiple video frames across various time scales, and dynamically select an appropriate time scale for bit-rate adjustments. This novel feature prevents playout buffer underflows and avoids unnecessary rate reductions. Furthermore, distortion due to transrating is minimized by coding type-dependent rate allocation among the frames to be transmitted in the projected time scale. Using a realistic simulation setup, we demonstrated that the proposed technique significantly reduces video glitches. Up to 3.12 dB average PSNR improvement is achieved, compared to a non-delay constrained rate adaptation method, which also utilizes bandwidth measurements. Our approach maintains compliance with existing wireless local area (WLAN) devices and standards, as well as consumer video standards and applications.      

基于量化的差错网络下高效多描述图像编码

将多描述标量量化与SPIHT编码联合起来,得到无线差错网络环境下的高效多描述图像编码。对两描述的多描述标量量化进行多维索引扩展,并对由粗量化边索引所形成的多个描述进行SPIHT编码,得到多个可独立传输的多描述码流。实验结果表明,该方法适合于无线差错网络环境中的图像传输,能够在较大的信道差错率和严格的带宽限制下,获得较好的图像传输差错鲁棒性。