H.264/SVC比特自适应分配的等级B帧码率控制算法

为减少码率控制中实际输出码率与目标码率之间的误差,改善视频序列编码尾部质量下降的缺陷,同时针对可伸缩视频编码中码率控制算法的不足,提出一种自适应比特分配的码率控制算法。算法基于对根据相邻图像帧之间的相关性以及对恒定质量的考虑,在图像组(GOP)之间平均分配目标比特,而在GOP内部则根据编码复杂度自适应分配目标比特,同时适当调整初始量化参数(QP),再根据目标比特分别计算P帧、B帧的QP。对不同的视频序列进行了实验测试,其结果验证了算法的准确性和有效性。     

DVC中基于亚像素MCI的边信息重建

为了提高边信息重建质量从而提升分布式视频编码的压缩性能,在引入一种基于整像素运动补偿内插(MCI)的边信息重建算法的基础上,提出基于1/2像素和基于1/4像素的亚像素MCI边信息重建算法。实验结果表明,2种算法能有效提高边信息质量,在不改变编码端复杂度的情况下,明显提升视频编码系统的率失真性能。     

基于综合因子的H.264码率控制算法

针对H.264的JVT-G012算法在帧层对未编码的P帧采用平均分配比特、忽略了图像复杂度和P帧在图像组(Group of pictures,GOP)中的位置对码率控制影响的问题,提出了一种新的H.264码率控制算法,先利用P帧的图像复杂度和P帧在GOP中位置组成的综合因子来调整P帧的目标比特分配,再利用已编码帧的历史信息来调整当前编码帧的量化参数.通过实验表明,与JVT-G012算法相比,本文算法不仅提高了视频图像的质量,尤其是运动剧烈和纹理复杂的视频序列的图像质量,而且使得输出的实际码率更接近目标码率,提高了码率控制的精准性;与已有算法相比,在保持视频图像质量的情况下,进一步提高了码率控制的精准性.     

场景切换视频自适应帧间码率控制

针对视频帧中可能出现的大量场景切换,提出一种基于非连接点的场景切换检测算法,提高编码性能,该场景检测算法复杂度低,在运动估计的同时,完成视频场景切换检测。场景切换将导致GOP(group of pictures)长度的变化,并可能出现GOP长度太短的情况。提出改进的自适应GOP时域滤波技术,避免由于GOP太短引起的编码性能下降。针对视频场景切换检测分割出的不同长度的GOP,提出一种基于率失真模型的帧间码率控制算法,利用视频的失真与码率及视频帧复杂度的关系,对帧间码率分配进行优化,提高重构视频帧的总质量。实验结果表明,基于场景检测的自适应帧间码率控制算法能够获得较好的编码性能。     

基于自适应GOP的三维提升小波视频编码技术

在三维提升视频编码框架中,视频运动场景切换时相邻视频帧之间的时间相关性将显著减弱,使得解码视频图像在场景切换处质量急剧下降.针对这一问题,提出了一种新的基于视频亮度分量的场景切换检测方法,并根据场景切换自适应分配图像组(groupof picture GOP)大小.实验结果表明,该自适应分配GOP策略有效提高了三维提升小波视频图像的编解码质量,降低了场景切换对视频编码的影响.     

像素级运动矢量场边信息生成算法

在分布式视频编码（DVC）中,解码端生成的边信息的质量对整个系统的率失真(RD)性能有着重要影响。为了提高边信息的质量,进而提升DVC系统的RD性能,提出一种基于像素级运动矢量场的边信息生成算法(SGPMVF)。首先,通过运动估计分别获得前后两关键帧的像素级运动矢量场;然后,为Wyner-Ziv帧的每个像素选择合适的运动矢量;最后,通过帧间内插得到高质量的边信息。算法中提出基于SAD（绝对误差和）差值的搜索范围确定方法与像素级运动矢量选择方法。实验结果表明,对于快速运动的序列,该算法在不增加编码复杂度和码率的情况下使边信息的PSNR最大提高1.45 dB,并使DVC系统的RD性能提高0.3～0.7 dB。     

基于比特平面预测的分布式视频WZ帧重构方法

分布式视频编码(DVC)是建立在Wyner-Ziv(WZ)有损源编码理论基础上的全新视频编码框架,具有编码复杂度低、抗误码性能好的特点.普通的DVC在解码端用插值的方法构造边信息时会丢失部分信息,提出了从用于插值边信息的前后帧中提取特征并预测重构帧的下一个比特值,并利用预测的比特值修改重构概率密度函数.实验结果表明,该方法能在传输较少比特平面时提高重构帧的PSNR和主观质量.     

完全可伸缩视频编码的实现和改进*

提出了一种完全可伸缩视频编码的改进方法。首先给出了一种采用运动补偿时域滤波、二维离散小波变换和EZW编码的传统可伸缩编码方案,该方案将时间、空间、质量三方面的伸缩性有机地结合在一起,实现了完全可伸缩性能。针对运动补偿时域滤波技术中的GOP（group of pictures）结构和更新操作进行了改进,引入GOP结构自适应选择,降低系统内存需求和运算复杂度;采用基于人眼视觉系统特性的最小可觉差对更新操作中所引进的误差进行内容自适应修正。实验结果表明,编码效率和视频序列的重建质量都得到了显著的提高。     

外推结构无反馈DVC码率控制算法研究

针对现有内插结构无反馈分布式视频压缩（DVC）在大图像组条件下存在严重解码延时问题,研究了外推结构的无反馈DVC系统。在编码端,提出一种不等保护码率控制算法,该算法在编码端利用快速运动估计外推产生较高质量的边信息估计,根据比特平面误码率和比特平面重要性,实现比特平面级的码率控制;在解码端提出基于外推内插边信息更新的迭代解码优化,利用更新的边信息对每一分布式帧进行二次解码,在不增加传输码率的条件下进一步提升解码视频质量。实验结果表明,与现有无反馈码率分配算法相比,该算法能够更精确地分配码率,率失真性能提升0.6~1.8 dB,且解码视频图像的主观质量得到明显改善。     

求解固定费用运输问题的遗传算法

为克服基于边集编码的遗传算法求解固定费用运输问题的不足,对采用先根遍历边构成有序边集编码的生成树,提出了森林补充式多点交叉操作的遗传算法.经证明,对于有m个源节点和n个目的节点的固定费用运输问题,该算法的空间复杂度为O((m n-1)2),时间复杂度为Oβ(m n-1)3),β为最大迭代次数.实验数据表明,随着问题规模和求解难度的增加,该算法与边集编码的遗传算法解的质量都呈下降趋势,但所得解的质量优于边集编码的遗传算法.     

无线多媒体传感器网络中基于多类传感器信息的分布式视频处理

无线多媒体传感器网络中的多媒体传感器节点的功率、计算和存储能力及带宽资源受限,迫切需要低复杂度的视频处理技术对大数据量的视频进行压缩传输。基于来自网络中监控同一目标场景的多种类型传感器的信息,给出了一个新的无线多媒体传感器网络分布式视频处理系统框架;提出了一种基于多类型传感数据融合和多视角的GOP（group of picture）划分方法;在解码端,考虑单一视角视频序列之间较强的时间相关性,产生时间相关的边信息;利用来自多个视频传感节点的视频序列间的空间多视角相关性,产生多视角相关的边信息,并提供两种边信息的融合和选择机制,提高边信息的准确度和可靠性。最后仿真实验结果表明该方法的有效性和优越性。     

An error-resilient GOP structure for robust video transmission

Recent advances in technology have resulted in a significant growth in wireless communications and widespread access to information via the Internet, which have resulted in a strong demand for reliable transmission of video data. The challenge of robust video transmission is to protect the compressed data against hostile channel conditions while bringing little impact on bandwidth efficiency. In motion-compensated video-coding schemes, such as MPEG-1 or MPEG-2, an I frame normally is followed by several P frames and possibly B frames in a group-of-pictures (GOP). In error-prone environments, error happening in the previous frames in a GOP may propagate to all the following frames until the next I frame, which is the beginning of the next GOP. In this paper, we propose a novel GOP structure for robust transmission of MPEG video bitstream. By selecting the optimal position of the I frame in a GOP, robustness can be achieved without reducing any coding efficiency. Another advantage of the proposed GOP structure is also analyzed: compared with the conventional GOP structure, it provides reverse-play operation for MPEG video streaming with much less requirement on the network bandwidth. Experimental results demonstrate both the robustness of the proposed GOP structure and the efficient reverse-play functionality it leads to.     

Transform domain distributed video coding with spatial correlations

Distributed Video Coding is a new coding technique which has been evolving very fast recently. However the rate distortion performances of current solutions are below the expectations especially for high motion sequences even at a group of picture (GOP) size of 2. Main reason of this problem is the temporal prediction of the Wyner-Ziv (WZ) frames at the decoder. In this paper we propose a novel transform domain DVC codec architecture which splits each frame into two sub-frames and they are encoded separately as key sub-frame and WZ sub-frame. Pixel interpolation or median prediction techniques are utilized to generate the side information at the decoder. Simulation results show that a significant rate distortion improvement can be obtained with the proposed algorithm over the current DVC solutions.     

基于错误传播模型的非均等视频流丢失保护

提出一种适用于丢包网络、面向图像组（GOP）层的非均等视频流丢失保护方案。利用GOP中不同帧之间的非均等显著性,将不同数量前向错误校正包分配到GOP层的不同帧中。采用帧间包交错机制将突发包丢失分散到不同帧上,提高处理突发包丢失时的鲁棒性。仿真结果表明,在不同信道丢失模式下,该方案能提高视频接收质量。     

广义正交多项式用于时变延时线性系统的参数辨识

应用广义正交多项式(GOP)的展开式估计时变延时线性系统的参数.其基本思想是状态函数和控制函数分别用有限多项广义正交多项式表示,利用GOP的运算矩阵,将时变延时微分方程转化为用展开系数表示的线性方程组,通过输入输出数据,参数能够辨识.     

Adaptive group-of-pictures and scene change detection methods based on existing H.264 advanced video coding information

The H.264 advanced video coding (H.264/AVC) standard provides several advanced features such as improved coding efficiency and error robustness for video storage and transmission. In order to improve the coding performance of H.264/AVC, coding control parameters such as group-of-pictures (GOP) sizes should be adaptively adjusted according to different video content variations (VCVs), which can be extracted from temporal deviation between two consecutive frames. The authors present a simple VCV estimation to design adaptive GOP detection (AGD) and scene change detection (SCD) methods by using the obtained motion information, where the motion vectors and the sum of absolute transformed differences as VCV features are effectively used to design the AGD and SCD algorithms, respectively. In order to avoid unnecessary computation, the above VCV features are obtained only in the 4times4 inter-frame prediction mode. Simulation results show that the proposed AGD with SCD methods can increase the peak signal-to-noise ratio by 0.62 dB on average over the H.264/AVC operated with a fixed GOP size. Besides, the proposed SCD method can reach a scene change detection rate of 98%.     

一种面向视频应用的有效实时码率控制算法

为提供实时视频传输服务,同时保证一定的视频质量,提出了一种基于JVT-G012的动态码率控制算法。在编码过程中,根据图像内容的运动特性,动态决定GOP长度,同时防止输出缓冲器的上溢和下溢;为复杂度较高的宏块（MB）分配较多的比特。实验结果表明,该算法对于场景变化较大的实际视频序列有较好的编码效果。     

Solution of integral equations via generalized orthogonal polynomials

A new approximation method using a generalized orthogonal polynomial (GOP) is employed for solving integral equations. The integration operational matrix of the GOP, which can represent all kinds of individual orthogonal polynomial, is developed. The dependent variables in the integral equation are assumed to be expressed by a GOP series. A set of algebraic equations is obtained from the integral equation. The calculation of coefficients is straightforward and easy. Examples are given, and the results obtained from individual orthogonal polynomial approximations are compared with each other. It is found that nearly all individual orthogonal polynomials, except Hermite polynomials, offer excellent results.