无线视频传感阵列低复杂度多视点视频编码方案

基于网络中心节点的运动矢量外推技术,提出了一种无线视频传感阵列的低复杂度多视点视频编码方法。该方法考虑到密集型视频传感阵列各视点间通信复杂、布线繁重、且位于各相机节点内的编码器由于计算能力、功耗等限制难以完成复杂的编码过程等特点,利用运动矢量外推逼近技术将大量的运动估计运算从视频编码端移到了网络中心节点,使得新编解码框架下编码器的运动估计的计算复杂度只有传统全搜索运动估计运算的0.3%,降低了系统传感阵列编码端功耗。实验结果表明,该方法的率失真性能比H.264-I帧高出4 dB以上,接近H.264-P帧编码,优于基于Wyner-Ziv理论的分布式多视点视频编码方法。     

基于模式相关性的多视点视频编码宏块模式快速选择算法

针对多视点视频编码计算量大的问题,提出了一种多视点视频编码快速宏块模式选择算法.详细分析了多视点视频编码校验模型的宏块模式选择结果的分布特性以及率失真特性,提出了宏块模式相关性和模式聚集度的概念.对测试序列的宏块模式相关性分析表明当前宏块的最优模式和大多数相邻宏块的最优模式相同.从相邻宏块区域聚集度的角度分析了当前宏块模式预测准确度.在算法实现中采用相邻宏块的率失真代价均值形成的阈值条件决定是否进行全搜索.实验结果表明该算法在保持编码率失真性能的基础上,能提高多视点视频编码的速度2.43～4.08倍.     

个数可变脉冲线性预测编码研究

不同语音帧的激励信号复杂性不同,所以采用相同个数的脉冲作为激励信号并不合理。针对这一点,提出了个数可变脉冲线性预测编码算法。该算法不固定脉冲个数,而是根据激励信号的复杂度而确定。个数可变脉冲线性预测编码的目的是用尽量少的脉冲数来满足误差约束,这可以看作一个稀疏表示问题。进而,给出了具体的脉冲搜索算法以及个数可变脉冲线性预测编码方案。实验结果发现增加脉冲可以减少误差,但是前面搜索出的脉冲对误差的贡献要大于后搜索出的脉冲。与G.723.1和G.729比较发现,个数可变脉冲线性预测编码可以在约4.2 kbps的编码速率下获得优于G.723.1的合成语音,但略差于G.729。本文算法的编码时间较长,是下一步需要解决的问题。     

基于谱间和帧内差分脉冲编码调制的超光谱图像无损压缩

以超光谱遥感图像为研究对象,分析了干涉成像光谱仪获取图像的谱间和空间相关性,提出一种三维差分脉冲编码调制（ DPCM）无损压缩方案。首先进行了谱间DPCM预测;然后,对残差图像进行帧内DPCM预测;最后,对差分码流进行二值自适应算术编码。实验表明,该算法可实现无损压缩,压缩比平均可达1.662,较二维整数小波变换算法提高了15.6％,且算法复杂度较低,仅有加减和移位运算,易于硬件实现。     

基于平均预测残差的H.264宏块层码率控制算法

针对H.264码率控制模型的“蛋鸡悖论”，提出一种用平均预测残差来表示当前宏块编码复杂度的算法。首先根据各个宏块不同的编码复杂度进行准确的比特分配,然后根据改进的二次R-D预测模型来计算宏块的量化参数，并进行率失真优化,最后进行码率控制模型系数的更新。将算法在JM8.6平台上进行实验，结果显示，在相同码率下，本文算法的平均控制精度比JVT-H017提高0165 kb/s，平均PSNR比JVT-H017提高013 dB，表明本算法能够更准确控制码率并获得更高质量的主观视觉。     

一种基于自适应补偿的快速帧速率上转换算法

提出一种基于自适应补偿的快速帧速率上转换算法.算法在塔型结构数据上进行运动估计并利用相邻块运动矢量对上层传递矢量进行修正,减少计算量的同时获得了平滑的运动矢量场.在匹配搜索过程中采用动态调整搜索窗策略,避免了过搜索和搜索不足的问题.运动补偿克服了传统的补偿算法仅采用一种插值方法的不足,根据运动矢量的可靠性分别采用了3种不同的插值方法.为了减少块边缘的失真,采用了重叠块运动补偿的插值方法.在遮挡区域,设计了加权多候选运动矢量插值方法,对前后两帧补偿结果分别赋予不同的权值以减少失真.实验结果表明,该算法与传统算法相比不仅可以大幅度降低计算量,且插值图像的质量有所提高.     

基于双边信息的分布式视频压缩感知模型研究

针对传统视频编码技术计算量大和复杂度高的缺点,提出一种基于双边信息的分布式视频压缩感知算法。该算法将压缩感知技术与分布式视频编码技术相结合,把视频序列分为Key帧和CS帧,Key帧运用传统的帧内编码和解码,CS帧编码端运用压缩感知编码,解码端运用视频块内与视频块间的双边信息和梯度投影算法进行优化重构。通过双边信息的运动估计和压缩编码器的设计,实现基于双边信息的分布式视频压缩感知模型的构建。仿真结果表明该模型既可以实现高效编码,又可以实现复杂度由编码端向解码端转移,在较低的采样率下,提高视频的压缩能力和传输速度。     

一种视频编码的运动估计的快速算法

在活动图象名称编码中,广泛采用了块匹配运动补偿技术,其中全局搜索法（ＦＳ）性能最好,但速度最慢。传统的运动估计快速算法如三步法、四步法、较分搜索运动估计法而言减少了搜索次数。其于低分辨率图象的运动估计能大大降低计算能大大降低计算量。文章将二者结合起来,不仅减少计算量,而且信噪比ＳＮＲ介于全局搜索法和三步法之间。     

利用反向投影的flash场景自适应视频编码算法

针对闪光造成的光照变化会导致视频帧之间巨大的强度差异问题,提出利用反向投影的flash场景自适应视频编码算法。根据直方图差异提取闪光和非闪光帧,相应地为每个帧分配适当的编码类型,并在加权预测(WP)参数集确定中采用运动向量导数,通过反向投影保证flash场景的全局一致性。实验结果表明,相比其他几种加权预测算法,本文算法在峰值信噪比(PSNR)及计算复杂度方面获得了更加优越的编码性能。     

基于梯度和运动估计的视频质量评价

数字视频质量评价在视频压缩、处理以及视频通信领域中有着十分重要的作用.本文在现有视频质量评价方法以及对人类视觉特性研究的基础上,提出了一种基于梯度和运动估计的视频质量评估方法.该方法充分考虑了视频图像的边缘特性、各帧之间的时间相关性以及画面中场景的变化对视频质量的影响等因素.实验结果表明,该方法对基于H.264编码的失...     

基于改进零树编码的图像联合压缩加密算法

在认真研究算术编码和算术加密的基础上,提出了一种基于改进零树编码的图像联合压缩加密算法.使用密钥对图像压缩产生的原始上下文和原始判决进行修正,实现了图像联合加密.阐述了上下文修正和判决修正算法的规则,对其安全性进行分析.结合比特平面编码技术,可以使用不同密钥对不同小波分辨率的系数分别加密,实现分辨率选择性加密,以满足不同应用需求.对零树编码进行改进,加入自适应算术编码,并对联合压缩加密算法进行仿真.结果表明:相对原始图像压缩算法而言,所提出的图像联合压缩加密算法具有基本相当的压缩效率;相对区间分裂的联合加密算法而言,所提出算法具有更好的安全性.     

环境卫星多光谱图像压缩算法

基于环境卫星多光谱图像特点的分析,提出了一种新的基于三维等级树集合划分算法(3D-SPI HT)和感兴趣区域(ROI)编码相结合的多光谱图像压缩算法。首先在谱间采用两种小波基相结合的三维离散小波变换(3D-DWT),去除多光谱图像在空间和谱间的冗余信息,减少恢复光谱的误差值,然后采用部分三维等级树集合划分算法和小波系数提升的感兴趣区域编码相结合的方法。该方法对小波系数从空间方向树上按对恢复光谱信息的重要性不同进行合理的码率分配,使得恢复光谱具有更好的分辨率,并依据比特平面层中重要系数的统计概率来自适应地进行3种编码模式的选择,提高了编码效率。实验数据结果表明,该算法比传统算法更好地保护了多光谱图像中的光谱信息,在压缩比为8∶1的情况下,满足了环境卫星多光谱图像压缩系统的要求。     

光电轴角编码器的编码方式及其发展趋势

光电轴角编码器是以码盘或计量圆光栅为核心元件的测角传感器。近年来,为满足光电轴角编码器小型化、智能化、集成化,特别是小型化的要求,各国在缩小光电轴角编码器的尺寸方面做了大量的研究工作,尤其是对编码方式的研究。本文主要介绍了目前光电轴角编码器的编码方式及编码原理,在对现有编码方式详细解读的基础上对制约光电轴角编码器快速小型化的因素进行了分析,认为影响编码方式成功实施的主要因素是发光和接收元件的尺寸。文中展望了光电轴角编码器编码方式的发展趋势,提出编码方式多样化和码道数量少量化有助于缩小光电编码器尺寸,加速其小型化的发展。      

基于遗传算法的输电线路无人机巡检路径规划

针对无人机有效、安全巡检输电线路的路径问题,提出了一种基于遗传算法的输电线路无人机巡检路径规划方法,采用极坐标编码方式对无人机巡检路径构造染色体。结合实际情况中的无人机巡检各种约束问题,设计了适合于无人机巡检路径规划的遗传算子。实验结果证明算法能综合考虑各种因素,提高了全局寻优能力,是解决实际输电线路无人机巡检路径规划问题的较好办法。     

基于Markov性质的一阶安全算术编码及应用

基于压缩编码的加密方式能够同时完成加密和压缩的功能,通过压缩减少了信息的冗余,同时引入加密使对试图推测出明文信息和找到密钥的攻击具有非常好的鲁棒性.本文提出了一种基于一阶Markov模型的安全算术编码,在编码过程中通过随机密钥保证图像压缩编码的安全性,且显著提高编码的压缩效率,使其方便在网络中安全传输.实验结果和安全性分析表明,算法能够抵抗现有的各种基于算术编码的安全性攻击和其他密码学分析。     

定点脉冲线性预测编码方法研究*

在多脉冲线性预测编码的基础上,本文提出了位置无关脉冲搜索算法。该算法不需要搜索脉冲位置,而是根据给定的脉冲位置一次性解出脉冲幅度矢量。这就保证了得到的脉冲组合在最小二乘意义下是最优的,为改进合成语音质量提供了理论基础。进而在激励脉冲与位置无关的理论基础上,提出了定点脉冲线性预测编码方法。对所提出的算法在MATLAB下进行了仿真,仿真结果发现位置无关脉冲搜索算法得到的合成语音质量优于序贯法,编码时间也要比序贯法短。定点脉冲线性预测编码方法可以在2.7 kbps的编码速率下获得与G.729相近的合成语音。     

基于分布式信源编码的干涉多光谱图像压缩

根据干涉多光谱图像的特点.提出一种基于分布式信源编码的干涉多光谱图像压缩箅法.干涉多光谱图像序列的相邻图像之间具有明显的平移特性,编码端通过块匹配算法检测出相邻帧间的相对位移量,联合块匹配算法估计的边信息帧进行比特平面码率估计,采用基于率失真提升的感兴趣区域编码,调整图像不同区域的率失真斜率来进行更合理的码率分配.实验结果表明.该算法比传统算法更好地保护了多光谱图像的光谱信息,在不同压缩比的情况下.满足卫星干涉多光谱图像压缩系统要求.易于硬件实现,更适于星上环境的应用.     

Source Symbol Purging-Based Distributed Conditional Arithmetic Coding

A distributed arithmetic coding algorithm based on source symbol purging and using the context model is proposed to solve the asymmetric Slepian–Wolf problem. The proposed scheme is to make better use of both the correlation between adjacent symbols in the source sequence and the correlation between the corresponding symbols of the source and the side information sequences to improve the coding performance of the source. Since the encoder purges a part of symbols from the source sequence, a shorter codeword length can be obtained. Those purged symbols are still used as the context of the subsequent symbols to be encoded. An improved calculation method for the posterior probability is also proposed based on the purging feature, such that the decoder can utilize the correlation within the source sequence to improve the decoding performance. In addition, this scheme achieves better error performance at the decoder by adding a forbidden symbol in the encoding process. The simulation results show that the encoding complexity and the minimum code rate required for lossless decoding are lower than that of the traditional distributed arithmetic coding. When the internal correlation strength of the source is strong, compared with other DSC schemes, the proposed scheme exhibits a better decoding performance under the same code rate.     

An image joint compression-encryption algorithm based on adaptive arithmetic coding

Through a series of studies on arithmetic coding and arithmetic encryption, a novel image joint compression- encryption algorithm based on adaptive arithmetic coding is proposed. The contexts produced in the process of image compression are modified by keys in order to achieve image joint compression encryption. Combined with the bit-plane coding technique, the discrete wavelet transform coefficients in different resolutions can be encrypted respectively with different keys, so that the resolution selective encryption is realized to meet different application needs. Zero-tree coding is improved, and adaptive arithmetic coding is introduced. Then, the proposed joint compression-encryption algorithm is simulated. The simulation results show that as long as the parameters are selected appropriately, the compression efficiency of proposed image joint compression-encryption algorithm is basically identical to that of the original image compression algorithm, and the security of the proposed algorithm is better than the joint encryption algorithm based on interval splitting.     

结合稀疏编码和空间约束的红外图像聚类分割研究

提出了结合稀疏编码和空间约束的红外图像聚类分割新算法, 在稀疏编码的基础上融合聚类算法, 扩展了传统的基于K-means聚类的图像分割方法. 结合稀疏编码的聚类分割算法能有效融合图像的局部信息, 便于利用像素之间的内在相关性, 但是对于分割会出现过分割和像素难以归类的问题.为此, 在字典的学习过程中, 将原子的聚类算法引入其中, 有助于缩减字典中原子所属类别的数目, 防止出现过分割; 考虑到像素及其邻域像素具有类别属性一致性的特点, 引入了空间类别属性约束信息, 并给出了一种交替优化算法. 联合学习字典、稀疏系数、聚类中心和隶属度, 将稀疏编码系数同原子对聚类中心的隶属程度相结合, 构造像素归属度来判断像素所属的类别. 实验结果表明, 该方法能够有效提高红外图像重要区域的分割效果, 具有较好的鲁棒性. 关键词： 图像分割 稀疏编码 聚类 空间约束