考虑内容复杂度的HEVC帧层码率控制优化

为了克服高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)的R-λ模型速率控制算法现使用的比特分配策略缺乏对图像内容的复杂性的参考的问题，提高标准码率控制算法的码率控制精度和编码器率失真性能，提出一种基于新的R-λ模型的帧层码率控制算法。首先引入一种新的图像复杂度的表示方法，改进帧层比特分配，然后采用重新计算的目标比特参与率失真模型参数更新，以提高参数精度，改善编码器率失真性能。实验结果显示，在恒定比特率的情况下，与参考算法相比，该算法的实际输出码率更接近目标码率，较标准算法相比峰值信噪比平均提高0.681 7 dB。在低延时的测试环境下，算法的BD-Rate值为-3.2%，率失真性能较好；对于具有更复杂纹理的视频，优化效果尤为明显，并且视频的编码质量得到显著提高。     

结合空时域下采样与重建的H.264/AVC压缩性能优化

为提高H.264/AVC标准在带宽资源严重受限时的压缩效率,采用空时域相结合的编码思路,提出了一种基于运动检测的自适应抽帧方法,并结合空域下采样与重建研究了一种改进的H.264/AVC压缩性能优化框架。在编码端,原视频先空域下采样以减少空间分辨率,然后根据视频运动特征,采用不同抽帧模式自适应地降低帧率,再经H.264/AVC编码,有效降低了编码码率。在解码端,解码视频则采用与抽帧模式相对应的运动估计与补偿插帧方法重建出抽取帧,再利用超分辨率重建技术将视频恢复到原空间分辨率。实验结果表明,所提方法在低码率段的视频压缩性能优于H.264/AVC标准编解码及相关文献方法。     

DCT域视频图像转码的下采样算法

研究了DCT域视频图像转码的下采样算法，包括DCT域帧内编码帧Ⅰ帧的两种下采样算法——线性内插法和DCT系数截断法，以及DCT域帧间编码帧P帧的下采样算法——DCT域反运动补偿和DCT域运动补偿算法。对stefan视频序列第一帧（Ⅰ帧）分别采用两种下采样算法进行转码下采样，通过峰值信噪比（PSNR）值的比较说明线性内插法转码下采样的效果要优于DCT系数截断法。采用DCT域反运动补偿算法实现在DCT域重构stefan视频序列第四帧（P帧）的帧内数据。     

基于Syntax级分组和多线程处理的HEVC熵编码并行算法

新一代视频编码标准HEVC获得了较高的编码效率,但是同时需要较大的计算量。HEVC并行算法能够提高编码速度,如何开发适用于多核处理器的并行编码算法对于满足高清视频实时传输和大规模共享具有十分重要的意义。提出了一种基于Syntax级分组和多线程处理的HEVC熵编码并行算法。该算法首先将HEVC中一个编码树单元的编码信息按照语法元素进行分组;其次,根据编码块数据间的相关性构建Syntax级并行编码器;然后结合多线程技术实现HEVC帧级编码的并行计算。实验结果表明,在编码图像的主客观质量上没有太大损失的情况下,该并行算法框架与传统的串行算法框架相比具有65%~70%的加速效果。     

采用双网络结构的压缩视频超分辨率重建

在实际应用中，为了节省带宽和方便存储，图像和视频通常被下采样和压缩，而降质的图像与视频无法满足人们的实际需求。针对这一问题，采用了一种双网络结构的超分辨率重建方法，首先建立下采视频与压缩后的低分辨率视频的映射关系，然后建立质量增强的压缩视频与原始视频的映射关系，最终在输出端可以得到质量提升的视频帧。在网络中，采用密集残差块来提取压缩视频中丰富的局部分层特征，并结合全局残差学习恢复视频中的高频信息。在压缩环节，采用高性能视频编码来验证所提算法的有效性。实验结果表明，相比于主流的视频编码标准和先进的超分辨率重建算法，所提方法能有效提升编码视频的率失真性能。     

基于L曲线的自适应时空正则化视频超分辨率重建

为了解决视频超分辨率重建的病态问题,以得到良好的重建效果,提出了一种新颖的视频超分辨率重建算法。在算法中引入了时空联合正则化算子,通过视频帧本身的空间平滑信息和视频相邻帧的帧间相关先验信息的引入,提高了解的质量;同时,为了选择合适的时空正则化系数,提出了基于L曲线的自适应时空正则化系数计算方法,可以自适应地计算合适的正则化系数。通过对模拟图像序列和真实视频序列的实验结果表明,算法能得到较为精确的解,重建出具有良好视觉效果的高分辨率视频。     

一种用于补偿卫星通信信道记忆非线性的数字基带预失真技术

研究了卫星通信系统中记忆非线性信道的自适应数字基带预失真线性化技术，提出了一种基于记忆多项式的非直接学习结构的自适应基带预失真方案，给出了自适鹰算法。仿真结果表明，该方案能有效抑制带外频谱扩散，减小带内失真，降低误比特率，实现卫星通信系统中记忆非线性失真的自适应预失真。     

基于脉冲调制的GSM语音信道数据传输方法

针对全球移动通信系统 (GSM) 的安全机制不能实现端到端安全通信问题,提出了一种低复杂度基于脉冲调制的数据传输方案及优化方法。分别设计了基于脉冲位置调制及脉位结合极性调制的类语音信号,给出了基于跳时脉冲的帧同步方法。搭建了基于脉冲调制的GSM语音信道数据传输仿真平台,分析比较了不同调制阶数和不同自适应多速率编码 (AMR) 码率下系统的性能。为了提高系统可靠性,引入卷积码进一步降低了系统误码率。仿真结果表明,4阶脉冲调制最适用于语音信道,所提脉冲调制方法与传统低复杂度频移键控 (FSK) 调制方式误码率近似,但传输速率高,且提出的脉位结合极性调制进一步提高了传输速率,总提高比例达到36%。     

结合像素域JND阈值空间相关性与图像块类型的残差滤波算法

为了更好地将人眼视觉感知特性应用于视频压缩系统,从而去除视频的视觉冗余成分,在利用像素域的恰可察失真(Just Noticeable Distortion,JND)阈值的基础上,结合JND阈值的空间相关性与图像块类型,提出了一种改进的残差滤波算法。该算法首先在像素域计算出每个像素的JND阈值,然后在变换单元(Transform Unit,TU)中挖掘每个像素JND阈值与其周围邻近像素JND阈值之间的空间相关性,再利用索贝儿(Sobel)边缘检测算子将TU分成不同类型的图像块,并且计算出对应的复杂度因子,最后结合上述像素JND阈值的空间相关性和TU复杂度因子对TU残差进行滤波。提出的算法模型可以嵌入到高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)框架。实验结果表明,在全I帧配置下,提出的算法与标准算法HM16.0相比,在人眼主观感知质量基本一致的情况下,平均可节省16.1%的码率。     

基于邻近值的HEVC帧内预测优化

高性能视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)标准中的帧内编码模式利用当前帧中像素点之间的空间相关性作出有效预测。为了解决待编码像素远离参考像素时预测不准确的问题,提出了一种基于邻近值的HEVC帧内预测优化算法。该算法的主要思想是,对于当前像素,先根据传统HEVC帧内编码方法得到其预测值,再使用该像素点左边、左上、上边位置的修正值以及该像素本身的预测值对该预测值进行修正。因为将当前像素与周围像素的相关性进行了有效的数学建模,所以HEVC帧内编码性能得到了提升。实验结果显示,所提算法与HEVC标准相比,最高节省了2.7%的码率,平均节省的码率为1.3%。     

利用SRUDP的3G无线网络视频监控系统设计

为促进无线视频监控领域新技术的开发和应用,立足解决工程实际问题,提出了一种利用简 单可靠用户数据报协议(SRUDP)的3G无线网络视频监控系统的新型设计方案。系统可以对H 264视频流进行分层 模式的高效编码、压缩纠错和实时传输控制,并重新封装用户数据报协议(UDP)、SRUDP和IP 报头。系统采用滑 动窗口机制和重传机制来进行消息的收发同步和流量控制,可以实现任意用户终端对任意监 控点的有效监控。系统视频QoS的控制方式运用迭代算法,发送端可以根据反馈信息通过编 码器进行自适应调整速率,并参考SRUDP缓存进行参数修改,实现鲁棒控制。仿真实验表明 ,在3G网络环境下,基于SRUDP的视频应用在降低视频时延和包丢失率、减少网络拥塞、提 高传输速率和改善视频质量等方面具有明显的优越性。     

超混沌视频加密系统的FPGA设计与实现

随着多媒体技术的不断发展，视频信息安全愈发受到人们的关注。为解决视频信息的安全问题，提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的超混沌视频加密方法。在加密过程中，一方面FPGA控制数字摄像头实现实时彩色视频信息的采集；另一方面，在计算机密钥指令下，利用FPGA使超混沌系统产生有效的伪随机序列，实现对所采集视频信息的数据和地址的双重超混沌加密。给出了具体的超混沌视频加密算法和设计流程以及FPGA实现结果。安全性分析表明，明密文主观视觉对比显著不同，密钥空间大，视频图像统计特性的相关性弱，说明基于FPGA的超混沌视频加密系统加密效果良好可靠。     

无人机H.265双路视频传输系统的设计与实现

针对无人机视频传输设备接口兼容能力差、编码速率高的现状，设计了兼容高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）、串行数字接口（Serial Digital Interface，SDI）、复合同步视频广播信号(Composite Video Broadcast Signal,CVBS)三种接口的低码率视频传输系统。系统以Hi3519为核心，采用H.265的方式编码。在接口兼容方面，通过搭配不同的视频接口芯片，兼容多种视频输入接口；在编码效率方面，同时压缩两路1080p60视频仅需3.2 Mb/s的压缩码率。相比采用H.264编码方式、需要视频接口转换器的方案，采用一片主处理器和多种视频接口芯片的方案具有低成本、低功耗、小体积的优点，更适用于无人机。通过搭建无线链路测试了系统的视频传输性能，结果表明，系统连接可靠、易于操作，可以实现实时、稳定的传输。     

视频节目复用情况下的一种码率控制方法

针对图像通信中多路节目复用的情况，采用联合码率控制的方法，通过参量反映图像的统计特性，进而根据图像的复杂程度在各路节目之间动态分配比特，以维持节目图像质量的均衡。试验表明，它优于传统的独立编码方法。     

基于网络编码的衰落信道频谱感知算法

针对传统认知无线电网络中频谱状态转换频繁和频谱检测时延长的问题,提出基于随机线性网络编码的累积和能量检测频谱感知算法。该算法在主用户信道中引入随机线性网络编码,利用网络编码对频谱的整形作用,使频谱状态转换稀疏,频谱结构更规律化,减小频谱检测时延,提高系统吞吐率。此外,针对传统累积和能量检测算法抗衰落性能差的问题,通过比较该算法在五种衰落信道下的检测时延和吞吐率,研究该算法的抗衰落性能。实验结果表明,在一定的虚警概率下,该算法有效降低了检测时延,提高了吞吐率及抗衰落能力,能够更好地适应复杂的衰落信道环境。     

基于感兴趣区域的HEVC压缩性能优化

根据人类视觉系统(HVS)对纹理复杂及运动区域具有较强感知度的特点,提出了一种基于感兴趣区域的高效率视频编码(HEVC)压缩性能优化算法。首先使用Sobel梯度检测算子和运动矢量分别检测纹理复杂区域和运动区域,把检测到的纹理复杂及运动区域定义为感兴趣区域;再对感兴趣区域分级,通过调整量化参数(QP),优化比特分配。实验结果表明,与HEVC标准算法相比,所提算法码率平均减少了15.29%,时间平均节省了11.38%。     

快速Internet小波图像传输

对发展中国家的经济发展来说,当贸易因自由化而可能致使国家总体利益遭受损失时,对自由进行限制的修正自由规则是所取对应措施中最常见的做法,诸如补助金制度、投资限制政策、环境政策、竞争政策等.应该看到这些强有力的限制手段在束缚自由贸易而保护了自身利益的同时,却有悖于通过世界贸易的扩大可以增进宏观福利.在WTO这一多边贸易组织一时还难以协调发展中国家的国家利益与发达国家的自由贸易利益时,区域联合不失是对发展世界贸易的一种补充.     

基于稀疏编码的鲁棒型人脸超分辨率重建

为了减少人脸超分图像的边缘伪影和图像噪点，利用基于稀疏编码的单幅图像超分辨率重建算法，在字典学习阶段，结合L1范数引入在线字典学习方法，使字典根据当前输入图像块和上次迭代生成的字典逐列更新，得到更加精确的超完备字典对，用于图像重建。实验中进行的仿真结果表明，改进算法超分结果的峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）比同类型的稀疏编码超分法（SCSR）和应用在线字典学习算法的超分方法（ODLSR）均有较大幅度提升，比后者平均提升0.72 dB和0.018 7。同时，视觉上有效地消除了边缘伪影，且在处理含噪人脸图像时，具备更强的去噪能力和更好的鲁棒性。