支持ROI优先编码策略的自适应码率控制算法

在低码率视频通信中,感兴趣区(ROI)优先编码策略有助于图像主观质量的提高。本文提出了一种简单有效的ROI提取方法,并根据图像复杂度和运动信息给ROI和非感兴趣区(NROI)分别分配码流。对于ROI的编码范畴,文中推导出了高低码率的判断准则,使算法可以自适应地选择码率模型,减少了码率控制误差。另外,本文采用的宏块层编码顺序方案提高了图像的客观质量。实验结果表明,与TMN7和TMN8的算法相比,本文算法能将码率更稳定地控制在目标码率附近,减少了跳帧;图像的客观和主观质量都有了明显的提高。     

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.     

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.     

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。     

高效STDMSD码率控制算法

针对在低码率时 JPEG2000 层 1 编码的大量计算冗余,提出 STDMSD 码率控制算法。本算法通过初始设置一个较大的长度?失真斜率阈值,将每个编码块中长度?失真斜率大于该阈值的通道置为“选入”状态,逐次减小该阈值并重复上述过程,直到状态为“选入”的通道的累积码流长度大于设定的码流长度,得到近似的最优截断点,再采用舍弃最小斜率的方法获得最优截断点以实现码率控制。实验结果表明,在 0.25bpp 比特率时,本算法减少了 84.5%的层 1 编码的计算量,而重构图像的信噪比仅损失 0.094dB。     

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.     

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。     

基于图像熵的分形和改进SPIHT混合编码的遥感影像压缩算法

为了进一步提高遥感影像的编解码效率和重构影像的质量,对分形编码和SPIHT算法进行优化组合,提出一种基于图像熵的分形与改进的SPIHT算法相结合的图像压缩方法。对小波分解后的低频子带进行基于图像熵的快速分形编码,以减少编解码时间;对包含图像细节边缘信息的高频子带进行改进的SPIHT编码,通过二次小波分解和设置阈值,以减少算法的复杂度,提高重构图像的峰值信噪比。实验表明该算法具有很好的有效性和可行性。     

使用子带DCT的任意形状图像段编码

提出了采用子带DCT并结合一种区域分割技术对任何形状的VOP进行编码的方法。该方法可以提高编码效率,改善图像的主观性能,减少方块效应,实验结果证明,在低码率下,使用子带DCT对任意形状的VOP进行编码的方法优于传统的DCT方法和SA－DCT方法。     

基于结构相似性的图像质量评价方法

分析现有图像质量评价方法特点,针对基于失真敏感度的质量评价方法的局限性,提出了一种新的基于结构相似度的图像质量评价方法,从亮度、对比度、结构三个子方面得到一个总的相似性度量作为质量客观评价标准.该方法充分考虑了图像的结构信息和人类视觉的特性,从图像内容的理解功能出发,通过数学建模估算出人眼对图像质量的主观视觉感受,使结构相似性计算模型符合图像处理应用的本质.通过理论推导和算法验证,该方法可以为选择图像压缩算法和评价图像质量提供依据.将采用压缩算法SPIHT编解码后的图像与传统的峰值信噪比方法评价图像相比,实验表明,本文提出的算法是一种更为有效的图像质量评价方法.     

扩展方向树的遥感图像小波包压缩算法

针对遥感图像纹理丰富、空间相关性弱,普通压缩算法容易造成高频信息丢失的特点,本文利用小波包优良的高频分析能力,提出一种结合SPIHT的小波包编码算法.该算法采用类似SPIHT算法的零树结构,通过重新定义方向树,即扩展方向树,改变小波包各节点之间的对应关系,解决小波包分解时产生的"父冲突"问题.同时,对扩展方向树的合理性进行了实验验证,并结合SPIHT算法实现了整个编解码.实验结果表明,对于富含纹理的遥感图像,在1bpp的压缩率下,该算法峰值信噪比(PSNR)超出SPIHT算法0.5-1dB,且视觉效果更好.     

A simplified SPIHT algorithm

Abstract

Based on the SPIHT algorithms, we define two modifications to develop a simpler image coding method. The first concept is obtained from the relationship between the bit‐planes and the target bit‐rate. The second concept is obtained from the relationship between the initial threshold and the target bit‐rate. Based on the abovementioned concepts, we can discard the refinement pass and improve the image quality at different target bit‐rates. The simulation results show that in comparison with the original SPIHT algorithm, the proposed algorithm can reduce memory usage by approximately 50% and computation time by approximately 30% with an acceptable PSNR loss.     

基于整数小波变换与矩阵分解的感兴趣区域可逆水印算法研究

目的针对传统感兴趣区域水印算法抵抗几何攻击能力较弱的缺陷,提出一种基于IWT-Schur的感兴趣区域可逆水印算法。方法首先对载体图像做小波变换,筛选出各子带ROI系数,接着采用Arnold变换加密水印图像,加密水印图像做整数小波变换得到一系列分量。最后结合Schur分解,将水印各分量对应加至载体各子带的ROI。结果采用整数小波变换IWT与矩阵Schur分解的嵌入方式,使得含水印图像的视觉质量良好,算法实现容易。含水印图像没有受到干扰时检测到的水印与原水印一致,含水印图像受到攻击时,也表现出良好的性能,检测到的水印品质较好。结论实验证明,此方案水印提取正确,且感兴趣区域无损恢复。     

一种感兴趣区域防溢出数字水印算法

目的针对工程设计图纸、医学影像等存在大量边缘值像素点的图像在嵌入水印时容易出现像素值溢出的问题,文中提出一种基于感兴趣区域防溢出的水印方案。方法该方案使用改进后的区域生长法分割原始图像得到不规则形状的ROI,再通过填充像素值得到矩形水印嵌入区域,对该区域进行提升小波变换,并经过Arnold置乱,通过对水印嵌入区域的分块和扫描,跳过边缘像素值,使用奇偶映射的方法将制成QR码的水印信息嵌入至宿主图像。结果嵌入水印后图像边缘仍完整,像素值溢出现象得到大大改善,嵌入水印后图像峰值信噪比高于48db,水印不可见性高于一般水印嵌入方案,满足高精度图像对水印不可见度要求,且经过攻击后仍能实现水印的提取。结论该方案充分考虑到含有大面积背景和大量边缘像素值图像的特点,保证认证水印嵌入至图像关键ROI区域,在保证原图质量的基础上实现了防溢出的水印嵌入,经过攻击后提取的水印仍能够读取认证信息,在包装印刷工程中具有实际应用价值。     

嵌入式小波图像编码算法的研究

分析了嵌入式零树小波编码（EZW）算法原理和特点。讨论了两个基于EZW算法的改进算法，即多级树集合分裂算法（SPIHT），集合分裂嵌入块编码（SPECK）。最后，对这些算法原理进行了比较和讨论，说明了嵌入式图像编码的研究方向。     

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.     

Embedded wavelet coder with multistage vector quantization

An embedded image coder based on wavelet transform coding and multistage vector quantization (VQ) is proposed in this research. We have examined several critical issues to make the proposed algorithm practically applicable. They include the complexity of embedded VQ, design of the successive vector quantizer, significance evaluation of a vector symbol, and integration of wavelet transform coding and vector quantization. It is shown in experiments that the new method achieves a superior rate-distortion performance. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 8, 444–449, 1997