面向硬件的帧内预测模式选择快速算法与实现

新一代视频编码标准HEVC硬件实现的复杂性较之以前的标准有大幅提高.在保证编码性能的前提下,为了降低硬件实现的复杂度和资源消耗,提高硬件的处理速度与并行度,提出一种面向硬件实现的HEVC帧内编码快速算法.首先在Hadamard-SATD基础上引入头比特估计,简化了率失真代价计算过程;然后使用同层相邻块的最佳模式作为最有可能模式列表的输入,解除计算预测值时对重构数据的依赖性,提高了硬件的处理速度;最后采用新的预测单元处理顺序和基于16点的硬件复用结构,使之更利于硬件实现的情况下减少硬件资源的使用.实验结果表明,与参考软件HM16.7相比,文中算法可以降低约40%的编码复杂度,且没有明显性能损失;在Xilinx的Virtex6综合结果表明,硬件面积比已有算法减少了45%左右,并且可以达到30帧/s 1 080p视频序列的实时编码要求.     

基于VxWorks和DM642视频采集压缩系统的技术研究

介绍了一种基于VxWorks和DM642下应用目前最新的H.264视频编码算法实现视频采集压缩系统的方法,主要内容包括视频采集压缩系统的硬件实现平台、VxWorks下PCI驱动、H.264视频编码算法标准、DSP软件编程及H.264视频编码算法的实现等,最后给出了H.264视频编码器的性能测试。     

基于VxWorks和DM642下视频采集压缩系统的技术研究

介绍了一种基于VxWorks和DM642下应用目前最新的H.264视频编码算法实现视频采集压缩系统的方法,主要内容包括视频采集压缩系统的硬件实现平台、VxWorks下PCI驱动、H.264视频编码算法标准、DSP软件编程及H.264视频编码算法的实现等,最后给出了H.264视频编码器的性能测试。     

用于AVS视频编码的快速子像素运动搜索算法*

AVS视频编码采用1/2像素和1/4像素精度的运动搜索,算法复杂度较高。为此,提出了一种新的基于双线性插值的快速子像素运动搜索算法,该算法大大降低了子像素运动搜索的复杂性,且非常适合硬件实现。实验结果表明,新算法在保证原算法视频质量基本不变的前提下,计算复杂度降低了40%以上。     

雾天视频清晰化系统研究

针对在雾天等恶劣天气条件下普通监控系统不能发挥应有的作用,设计基于DM642数字信号处理器的雾天视频清晰化系统,给出系统硬件结构和软件流程。以Retinex图像增强理论为基础,根据传统Retinex算法的数学定义提出随机喷射Retinex(RSR)算法。RSR算法以2-D像素点集合代替传统路径比较方法,解决了路径依赖、样本噪声问题,优化了计算复杂度。实验结果表明,系统实现了良好的实时性、稳定性和视频图像清晰化。     

基于结构化观测矩阵的低复杂度视频编码

低复杂度视频编码越来越受到人们的关注。压缩感知理论具有同时采样和压缩信号的特点,可用于低复杂度视频编码设计。针对基于随机观测矩阵的传统压缩感知（Compressive sensing, CS)理论很难实际应用这一问题,提出采用结构化观测矩阵的CS算法对视频编解码。探讨了结构化观测矩阵的特点和构造方法,分析了不同类型结构化观测矩阵实现信号精确重构的理论,设计了基于结构化观测矩阵的CS视频编解码算法。实验证明了所提算法的有效性,同时由于结构化观测矩阵高效、易于硬件实现,因此该算法在低复杂度视频场合具有良好的应用前景。     

基于高清编码的自适应Slice划分算法

对于多核高清视频实时编码系统,提出一种自适应Slice划分算法。该算法基于码率控制和熵编码复杂度模型,通过Intra预测得到当前编码图像的纹理复杂度分布,预测编码图像的计算复杂度分布,通过自适应Slice划分实现多核间计算复杂度均匀分配,从而提高多核并行编码效率。实验结果表明,与固定宏块数的Slice划分算法相比,该算法能更有效地提高并行加速比。     

基于片上多核的H.264编码的并行加速性研究

针对便携设备上不断增强的视频处理要求和H.264编解码算法相对较高的计算复杂度之间的矛盾,提出了基于片上多核结构的H.264并行化方案,以达到实时编码的效果。该方案以FPGA为验证平台,通过硬件结构与软件算法协同优化的方式,在单总线双核结构的MPSoC上实现了基于片的H.264并行编码。实验结果表明,在嵌入式环境下利用多核技术实现H.264并行编码可以取得良好的加速效果。     

基于调色板模式的屏幕视频帧内编码快速算法

基于HEVC的屏幕视频编码根据屏幕视频的特征,引入了调色板模式、基于Hash的块匹配算法等新技术。这些新技术虽然提升了编码的质量,但同时增加了编码器的复杂度。为降低屏幕视频编码器的复杂度,提出了一种基于调色板模式的屏幕视频帧内编码快速算法。该算法结合了屏幕视频的特征和帧内编码模式的空间相关性,有效地减少了帧内编码单元的模式搜索范围。该算法可以在保证视频编码质量的前提下,有效降低编码复杂度,减少编码时间。在屏幕内容编码的标准测试平台SCM5.4的实验结果显示,本算法可以降低21%的编码时间,同时只引起0.93%的BD-Rate的上升。     

可伸缩变换编码在H．263下的应用研究

本文给出了一种复杂度可伸缩的实现转换编码器设计方法,实现了计算量与视频转换编码质量之间的平衡。提出了一种基于H．263编码模型的复杂度可伸缩算法。     

在PC机上实现的极低码率数字视频压缩及解压缩算法

随着计算机和网络技术的迅猛发展，多媒体技术开始越来越深刻地影响以致改变我们的生活、工作和受教育的方式。视频技术是多媒体技术的重要组成部分，高效优质的数字视频压缩技术对于多媒体技术的普及是不可少的。已有一些数字视频压缩标准被提出并被广泛应用，本文实现的是ITU最新提出的适用于目前话音线路的极低码率视频压缩和解压缩算法，该技术适合于电话线路上进行的视频电子会议及其它一些相关应用。     

基于3G网络的车辆定位与视频监控系统设计

针对新一代无线车辆监控系统需要传输车辆定位和视频等宽带信息的需求,使用具有宽带传输能力的3G移动通信网络传输;介绍了监控系统的总体设计方案,并着重分析了车载移动监控终端的硬件结构、软件设计、视频的编解码标准、信息传输方案;系统视频方案由于采用了具有我国独立知识产权的AVS标准,规避了国际专利追偿风险,同时,3G网络的传输能力确保了监控质量;试验表明,系统能实现最大分辨率为VGA的动态视频监控,车辆定位精度(≤)10m.     

基于H.264的嵌入式视频编码器的设计与应用

设计了一种适用于工业现场的嵌入式视频编码器，视频压缩按照H.264标准，在Intel 推出的PXA255 Xscale架构的处理机和源码开放的Linux嵌入式操作系统的基础上，实现了视频的实时动态采集、压缩和网络传输，介绍了系统的研制过程，给出了系统架构和关键技术。通过构建网络测试平台，将此编码器接入以太网，服务器端将接收到的压缩码流进行实时解压、回放。此编码器可用于远程视频监控系统中前端视频的实时采集、压缩和跨IP网传输。     

Software defined QCIF simple profile MPEG-4 for portable devices using dynamically reconfigurable DSP

The ISO MPEG-4 standard is emerging as the dominant digital video standard, and efficient, programmable MPEG-4 video codecs are paramount for emerging mobile devices that aggregate telecommunications with features including digital video. Efficient QCIF simple profile MPEG-4 video codec algorithms are developed for typical 16-bit, dual execution unit DSPs and the additional impact of tightly coupled, co-processors used to dynamically reconfigure the DSP data path is quantified. Efficient, programmable solutions consuming approximately 63 Mcycles, significantly lower than estimates as high as 400 Mcycles, are generated, while dynamic reconfiguration reduces this cost an additional 20%.     

基于MPEG-4视频流的QoS映射研究

基于XVID和实时传输协议(RTP)提出了一种MPEG-4视频流的服务质量(QoS)映射管理方法。分析了MPEG-4视频流特点、编解码软件和QoS分层管理方法,提出了基于RTP协议的QoS管理逻辑结构、不同层次上的QoS参数,即应用层和系统层QoS参数,以及应用层到系统层QoS参数的映射算法。在模拟网络环境下的实验结果表明这种QoS参数的映射算法能够保证MPEG-4视频流的服务质量。     

Content-based scalable H.263 video coding for road traffic monitoring

For sending video data through very low bit-rate mobile channels, video codec with high compression rate is the pre-requisite. Although the H.263 video codec is recommended as one of the candidates due to its simplicity and efficiency, it is generally believed that its compression efficiency can be further improved if the content-based scalable video coding technique can be applied. In this paper, we propose a modified H.263 encoder which supports real-time content-based scalable video coding. The proposed technique is applied to real-time video surveillance systems for road traffic monitoring. For the proposed approach, the moving objects, i.e. cars, are first extracted from the steady background. Their activities are then further classified as fast or slow by assessing the regularity of their motion. The information is then passed to a modified H.263 encoder to reduce the temporal and spatial redundancies in the video. As compared with the conventional H.263 encoder using for the same application, the proposed system has a 20% increase in compression rate with negligible visual distortion. The proposed system fully complies with the ITU H.263 standard hence the encoded bit stream is completely comprehensible to the conventional H.263 decoder.     

异构双核处理器的嵌入式视频监控系统研究

基于嵌入式视频处理新技术——达芬奇技术,重点研究了xDM多媒体算法标准、编解码引擎、编解码服务器等理论。以搭载异构双核处理器OMAP3730的开发板为硬件平台,ARM端配置视频编解码引擎,DSP端配置视频编解码服务器,使得系统能在ARM上进行控制操作,在DSP上进行H.264视频编解码。最后在Linux上完成上层应用的编写。     

基于ARM11的H.264硬编解码视频传输系统设计

为了解决视频信息冗余、视频传输系统成本较高,视频编解码效率低等缺陷,研究了一种基于H.264硬编解码器的视频传输系统;该系统采用以ARM11为核心的,包含多媒体硬编解码器MFC的S3C6410作为处理器,使用CMOS摄像头采集实时视频数据;在嵌入式Linux操作系统上构建基于live555的RTSP服务器,监听客户端请求;重点阐述了多媒体硬编解码器MFC对视频数据进行的H.264硬件压缩编码,以及数据包的RTP封装,然后经由live555流媒体服务器转发至PC机;最后,在PC上对接收到的数据流进行解码播放,经实验测试证明,系统设计稳定可靠,具有可扩展性强、性能高、成本和功耗低等优点,图像质量和时延满足实际应用需求。     

Systems, control models, and codec for collaborative observation of remote environments with an autonomous networked robotic camera

Networked robotic cameras are becoming popular in remote observation applications such as natural observation, surveillance, and distance learning. Equipped with a high optical zoom lens and agile pan-tilt mechanisms, a networked robotic camera can cover a large region with various resolutions. The optimal selection of camera control parameters for competing observation requests and the on-demand delivery of video content for various spatiotemporal queries are two challenges in the design of such autonomous systems. For camera control, we introduce memoryless and temporal frame selection models that effectively enable collaborative control of the camera based on the competing inputs from in-situ sensors and users. For content delivery, we design a patch-based motion panorama representation and coding/decoding algorithms (codec) to allow efficient storage and computation. We present system architecture, frame selection models, user interface, and codec algorithms. We have implemented the system and extensively tested our design in real world applications including natural observation, public surveillance, distance learning, and building construction monitoring. Experiment results show that our frame selection models are robust and effective and our on-demand content delivery codec can satisfy a variety of spatiotemporal queries efficiently in terms of computation time communications bandwidth.

一种基于AVS卫星数字视频系统的实现

2002年中国开始制定了新一代数字音视频编解码标准———AVS。由于它采纳了近几年来国内研究的先进音视频编码技术,其不仅与H.264/AVS相比,具有较低的复杂度,并可通过一站式授权方式支付少量费用来获得AVS使用权,因此可作为中国卫星电视直接入户方案的一种较好,且具有竞争力的候选标准。在对AVS和MPEG-2的差异进行比较的基础上,分析了两种在传输系统中替代MPEG-2的方法:直接AVS编码和AVS转码,并给出了一种转码方案,最终实现了新一代基于AVS卫星视频广播系统。