一种基于视觉感知的H.264码率控制算法

针对目前视频编码标准H.264的码率控制算法未考虑人眼视觉感知、易导致编码后视频图像质量波动的不足,提出了一种基于视觉感知的H.264码率控制算法.首先,设计了像素域的恰可察觉失真模型.在此基础上,根据各帧的恰可察觉失真的大小进行帧层比特分配.其次,建立了基于结构相似度的率失真模型,并采用此模型设计了基本单元层（basic unit,BU）的比特分配方案.最后结合二次速率-量化模型得到量化参数.实验结果表明,该算法与目前H.264中典型的码率控制算法相比,错误率降低了0.2％.     

基于Cauchy分布的H.264优化比特分配及码率控制算法

为了提高图像质量和码率控制精度,提出了一种H.264优化比特分配及码率控制算法.该算法首先基于Cauchy分布得出简化的宏块层码率模型,并引入复杂度系数MAD和头信息比特率,使码率模型可随视频内容复杂伸缩;同时采用线性模型对失真度进行预测,通过Lagrange率失真优化来选择每个宏块的量化参数,最小化整帧的失真度以实现宏块层的优化比特分配.实验结果表明,该算法能在降低比特数估计偏差、更好地跟踪目标码率的情况下,获得更好的PSNR性能.     

基于VBR视频的联合信源信道码率控制方法

VBR视频编码与传输相比于CBR具有更大的优势。VBR编码中,需要根据编解码缓冲区和网络的约束进行信源信道码率控制。本文将联合信源信道码率选择问题进行简化,针对最新的视频压缩标准H．264提出准确的码率模型,在此模型下进行VBR信源编码码率控制,并根据缓)中器状态进行信道传输速率选择来获得平滑的网络流量。实验结果表明,这种VBR码率控制方法比CBR可以获得更高和更平稳的视频质量,而且在场景切换时效果更明显。     

基于Dirichlet过程的无线视频码率变化识别算法

研究了通过对终端视频帧质量的聚类分析来识别无线视频传输中码率变化的方法,以便为无线视频传输过程中视频码率自适应调整提供参考依据.针对经典模糊C均值(FCM)算法和K均值(K-means)算法需要设定聚类数目的问题,提出一种基于荻利克雷过程(DP)的FCM算法——DP-FCM算法.该算法将Dirichlet过程和FCM算法相结合,由视频帧信息权重峰值信噪比(IWPSNR)值使用DP过程混合模型模拟估计出聚类数目,然后进行FCM模糊聚类,通过设定合理的阈值,合并聚类结果相似项,完成视频帧的聚类,从而实现视频传输码率变化的识别.以LIVE视频库为试验数据源,对该算法进行了性能测试.试验结果表明,DP-FCM算法能够在无需设定聚类数目的前提下实现视频传输码率变化的分类识别.     

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。     

基于时域失真传递链的宏块级码率控制算法

x264是工业界性能优秀的H.264编码器,时域自适应码率控制算法(MacroblockTree,MBTree)对其性能提升有很大贡献.该算法通过构造时域失真传递链,估算可以反映当前宏块被参考频度的传递代价ρ.再根据传递代价计算量化偏移量δ,实现码率的时域宏块级控制.然而,MBTree算法采用的δ-ρ模型是凭经验得出的,较为粗糙.针对这一问题,提出了一种基于R-D判据寻找性能最优δ-ρ模型的方法.实验证明采用本文模型后的MBTree算法,与之前相比可以获得最高0.14dB的结构相似度提升,或在相同结构相似度下,获得最高5.8%的码率节省量.     

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.     

基于自适应速率模型的低时延视频编码速率控制算法

针对实时视频通信具有的低时延特性,通过研究速率模型形状参数和图像内容之间存在的关系,提出了一种视频图像自适应速率模型,此模型较其它速率模型能够更好地拟合真实码率输出,使得基于该模型速率控制下的输出速率更加平稳。为了避免TMN8模型中使用宏块方差方法得到宏块量化步长所引入的计算量,在帧层一次计算得到视频图像的基本量化步长,并在宏块层对其进行简单调整,从而降低了系统的处理时延。仿真实验表明,此文提出的基于新模型的速率控制算法较TMN8在输出码率稳定性及系统时延上都具有较好的性能。     

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.     

多业务蜂窝中继系统的接入控制算法

以多业务蜂窝中继系统已接入用户的服务质量(QoS)指标、中继负载大小为约束条件,在正交频分多址(OFDMA)方式下,将接入控制问题转化为最大化中继传输下所减少使用的子载波数的问题,并进一步考虑了用户对中继的选择、用户间竞争接入等情况,设计了几种改进的接入控制算法。同时,把这些算法推广到多业务的应用场景中,研究了不同速率业务比例对系统性能的影响。仿真结果表明,所提出的接入算法能支持更多接入用户、降低接入阻塞率和增加节省的子载波数,从而有效地提高了系统容量和资源利用率。     

一种基于动态时间规划的视频特征检索改进算法

针对基于"视频指纹"特征的视频检索算法在实际应用中存在视频亮度整体漂移、突变干扰以及视频再编辑的问题,提出了一种基于动态时间规划的视频特征检索改进算法.该算法在原"视频指纹"算法的基础上采用了新的视频检索策略:首先,对视频帧进行区域分割,将"视频指纹"由单分量扩展到多分量;然后,采用基于粒度的相似性比较算法,用比对每帧视频指纹的变化,取代比较视频指纹本身;最后,采用改进的动态时间规划算法进行视频特征匹配,定位目标视频.在算法评估中,建立了由74段广告视频和154段再编辑视频组成的测试集.通过试验证明,改进算法可以有效应对视频检索过程中的亮度整体漂移、突变干扰和视频再编辑问题,检索算法具有很好的鲁棒性.     

基于帧速率的地形渲染数据量自适应控制算法

针对大规模地形三维可视化系统在不同性能计算机平台上运行速度的差异,提出了一种基于帧速率的地形渲染数据量负反馈自适应控制算法,该算法以数据量与帧速率关系模型为基础,通过获取精确的系统渲染周期耗时,计算符合帧速率要求的地形数据量,并进行动态数据调整.基于FLTK(和OpenGL的系统实验表明,该算法可以根据特定计算机平台的性能,快速调整渲染数据量,使地形可视化系统稳定运行干预先设定的帧速率区间.该算法有效增强了三维地形可视化系统的平台适应能力,同时算法思想对于类似系统负载与耗时关系的研究也有借鉴意义.     

一种基于PSO算法的非线性模型预测控制方法

将微粒群优化(PSO)算法用于输入受限非线性系统,提出了一种基于PSO的非线性模型预测控制算法.该算法采用双模控制策略,将保证预测控制稳定性的终端等式约束转化为终端不等式约束,推导出使系统稳定的不变可行集.在不变集外,利用PSO算法优化求解预测控制律,使系统状态进入不变集;在不变集内,利用线性状态反馈使系统状态渐近稳定.同时对算法的稳定性进行了分析.仿真结果证明了该算法的可行性和有效性.     

基于副气囊和舵面的平流层飞艇姿态控制分配策略

采用副气囊和升降舵作为飞艇俯仰控制的执行机构,分别建立了副气囊和升降舵的俯仰操纵模型.在传统加权伪逆法的基础上,提出了变权增量式伪逆法,以使用基于性能指标的变权方法实现控制分配优化,通过增量方式实现了执行机构主动速率约束.比较副气囊和升降舵操纵能力后,采用相对控制量平方和的变权性能方法,实现了基于执行机构操纵能力的最优分配;通过副气囊和升降舵耗能计算,提出了基于实际能量的变权增量式伪逆法,获得了符合执行机构实际耗能最优的分配结果.仿真结果表明,在高速和低速情况下,两种变权方法都取得了较好的姿态控制效果,基于实际能量的变权方法更能反映飞艇执行机构耗能的真实情况.     

An automatic algorithm for mixed mode crack growth rate based on drop potential method

A new automatic algorithm for the assessment of mixed mode crack growth rate characteristics is presented based on the concept of an equivalent crack. The residual ligament size approach is introduced to implementation this algorithm for identifying the crack tip position on a curved path with respect to the drop potential signal. The automatic algorithm accounting for the curvilinear crack trajectory and employing an electrical potential difference was calibrated with respect to the optical measurements for the growing crack under cyclic mixed mode loading conditions. The effectiveness of the proposed algorithm is confirmed by fatigue tests performed on ST3 steel compact tension–shear specimens in the full range of mode mixities from pure mode I to pure mode II.     

An implementation of the iterated tabu search algorithm for the quadratic assignment problem

In this paper, we describe an implementation of the iterated tabu search (ITS) algorithm for the quadratic assignment problem (QAP), which is one of the well-known problems in combinatorial optimization. The medium- and large-scale QAPs are not, to this date, practically solvable to optimality, therefore heuristic algorithms are widely used. In the proposed ITS approach, intensification and diversification mechanisms are combined in a proper way. The goal of intensification is to search for good solutions in the neighbourhood of a given solution, while diversification is responsible for escaping from local optima and moving towards new regions of the search space. In particular, the following enhancements were implemented: new formula for fast evaluation of the objective function and efficient data structure; extended intensification mechanisms (including randomized tabu criterion, combination of tabu search and local search, dynamic tabu list maintaining); enhanced diversification strategy using periodic tabu tenure and special mutation procedure. The ITS algorithm is tested on the different instances taken from the QAP library QAPLIB. The results from the experiments demonstrate promising efficiency of the proposed algorithm, especially for the random QAP instances.     

基于聚类共晶团算法的蠕墨铸铁形核率预测模型

蠕墨铸铁是一种性能优良的结构材料,蠕化效果对力学性能有重要影响,形核率的准确预测是精准调控蠕化过程的重要前提,进而实现高效蠕化。为了更准确地通过金相照片计算金属材料的形核率,本文采用计算机图形学中的DBSCAN聚类算法来统计试样中的共晶团数,建立了直接描述形核率的模型及相对应的生长模型,并与通过统计金相照片中的石墨个数得到形核率的方法作为对照,对比分析发现,聚类算法计算后得到的冷却曲线和蠕化率与实验结果吻合良好,证明了该算法对应的形核率预测模型的合理性。此外,采用温度场模拟计算,通过对比石墨数统计共晶团数目、聚类数统计共晶团数目的温度场变化,进一步验证了聚类数统计共晶团方法的合理性。