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%。     

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。     

面向HEVC的Golomb-Rice编码参数自适应策略

为了进一步降低高性能视频编码(HEVC)的输出码率,针对基于上下文的自适应算术编码（CABAC）,提出了一种改进算法。利用大尺寸变换单元（TU）和变换跳过模式系数块大值系数较多的特点,首先在32×32变换单元中,根据已编码4×4系数组（CG）系数值的分布特性,自适应决定下一个CG的哥伦布-莱斯(Golomb-Rice)初始参数值;其次,在变换跳过模式系数块中设置初始Golomb-Rice参数为1,再利用相邻系数的相关性,根据已编码系数绝对值大小自适应决定下一系数的编码参数值。实验结果表明,与HEVC标准算法HM16.0相比,所提算法能达到0.09〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗~2.75〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗的比特率下降,平均有效率90〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗以上,且峰值信噪比（PSNR）无损失,编码时间平均只增加了0.08%。与代表文献相比,所提算法平均节省0.49%比特率,PSNR平均提高0.01 dB。     

基于感兴趣区域的自适应帧内更新编码算法

针对视频压缩码流对信道差错异常敏感的问题,提出了一种基于感兴趣区域的自适应帧内更新编码算法。该算法利用人眼的视觉感知特性设计感兴趣区域提取模型,根据信道差错累积情况自适应调整帧内更新编码策略,将更少的失真分配给人眼感兴趣区域,提高差错信道下传输视频图像的主客观质量。实验结果表明,与基于端到端失真的帧内更新算法相比,在不同的信道丢包条件下,所提算法可以获得更好的主客观质量,感兴趣区域的峰值信噪比（PSNR）平均提高0.87 dB左右,提高了差错信道下视频通信的鲁棒性。     

一种基于区域搜索的全局运动估计与补偿算法

开展全局运动估计与补偿研究是进行动态目标检测中的基础和前提。在总结现有运动估计与补偿方法的基础上,提出一种基于图像分割区域的运动性和大小的全局运动估计与补偿算法。首先,通过建立区域搜索的全局运动模型,同时进行区域定性分割和区域大小排序;然后,根据误差最小化准则在指定的分割区域中进行线性递归搜索,利用门限准则寻找出最佳的运动估计参数;最后,根据双线性内插法获得运动位移量。实验结果比较可知,所提算法较三步搜索算法(TSS)和全局搜索算法(FSA)等传统算法具有更高的准确性(图像平移帧差)和实时性(算法运行时间),能够很好地实现运动背景的全局校正。     

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。     

基于局部极值共生模式和能量分析的烟雾检测

针对烟雾稀薄的场景提出了一种新颖且具有鲁棒性的视频烟雾检测方法,该方法主要由预处理、特征提取和图像分类三个阶段组成。在预处理阶段,使用背景差分算法提取视频帧的运动前景区域,并采用HSV颜色空间作用于运动前景区域识别烟雾像素;然后使用局部极值共生模式(Local Extrema Co-occurrence Pattern,LECoP）计算纹理特征和使用烟雾能量分析计算能量特征;最后,将特征矢量融合训练支持向量机（Support Vector Machine,SVM）用于识别烟雾。实验结果表明该方法能有效检测出烟雾。     

基于固定翼飞机前视近红外图像的实时跑道检测

为实时、精确地提取固定翼飞机前视图像中的跑道区域，提出了一种惯性辅助的近红外图像跑道检测算法。首先利用惯性导航信息和跑道角点的大地坐标，生成虚拟跑道轮廓，并估计跑道感兴趣区域(Region of Interest,ROI)；然后对ROI区域进行细节增强，从中提取直线段；在虚拟跑道轮廓的辅助下拟合跑道边缘线，提取跑道特征。经真实数据验证，所提法可以从机载前视红外图像中实时、精确地检测出跑道特征，在33 frame/s的帧率下检测准确率达97%。     

运动目标检测中背景更新算法研究

针对视频动态目标检测中背景实时更新问题,在运动目标覆盖的平均时间小于不被运动目标覆盖时间的情况下,提出了一种结合近似中位数法和三帧差分法的背景建模算法。该算法首先运用近似中位数法获取更新背景,利用三帧差分法得到差分图像,将差分图像与背景减除法确定的运动目标区域相结合,从而得到可靠的运动区域。通过与三帧差分法、近似中位数法和混合高斯法实验对比,提出的算法准确率高、运行速度快、能满足实时检测的要求。     

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。     

采用图像处理的跳频信号参数盲估计

针对短波复杂信道环境下的跳频信号参数估计问题,提出了一种基于图像处理的跳频信号参数盲估计算法。该算法在时频分析的基础上采用灰度共生矩阵提取信号的纹理特征,通过对纹理特征量的分割实现信号与背景噪声的分割,并运用形态学滤波去除二值化后产生的椒盐噪声;然后根据连通区域标记得到的各个信号在时频图中的位置信息来聚类,从而去除定频、突发等干扰信号,分选出跳频信号;最后根据分选出的跳频信号提取其跳频频线并进行修正,估计出跳频信号的跳周期、跳变时刻和跳频频率。仿真实验表明,该算法切实有效,能够在较低的信噪比条件下精确地估计出跳频信号的参数。     

降低头肩视频序列编码码率的一种新方法

由于会计上遵循权责发生制,财务操纵利润有很大的余地,因而关于会计造假的丑闻屡禁不止,这样,就使基于利润为基础的企业价值评估大打折扣。本文介绍了一种源于西方并已发展成熟的价值评估指标--自由现金流量,美国企业公布的年报都要求披露这一数据。相对于国内现通行的各项指标,它有很多突出优势,对进一步了解企业价值有一定的借鉴作用。最后,根据自由现金流量在实际运用中的局限性,提出几点建议。     

一种利用SA-DWT的任意形状ROI编码方法

对JPEG2000的基于比例移位法进行了有效的扩展，提出了一种基于形状编码的ROI编码方法。此方法应用文中提出的VEDCC（Vertical Edge Differential Chain Coding）算法对任意形状ROI的轮廓进行编码，同时用SA—DWT算法对图像的ROI和背景区域分别进行小波变换。实验结果表明，此方法不仅能够实现多个任意形状的ROI编码，而且重构图像的任意形状ROI边缘不会因为背景区域小波系数的移位而造成图像质量下降。     

三维小波变换结合运动补偿的视频编码器

对三雏小波变换结合运动补偿的视频压缩算法提出了改进方案。针对运动补偿提升（MCLIFT）框架的弱点，结合MPEG的特点，采用新的帧结构对视频序列进行帧间滤波去除时间冗余，再对每个帧在空间上进行小波分解并用SPIHT算法对小波系数进行编码。实验表明，此方法继承了MCLIFT框架的优点，同时又减少了时延和所需的帧缓存，而且这种与MPEG相似的帧结构能进一步降低码率，提高压缩比。     

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。     

实时成像算法在某8mm高分辨机载SAR中的应用

在某8mm高分辨机载合成孔径雷达(SAR)中，根据实时信号处理的要求，对多种算法的优劣进行了比较，并用所选算法(RD和运动补偿算法)对实际回波数据进行处理，验证了算法的有效性。     

一种基于快速搜索的视频时域差错隐藏算法

为了克服视频传输中因传输差错引起的视频质量下降,提出一种基于快速搜索的边框匹配时域隐藏算法(CSBM)。该算法针对时域差错隐藏的运动矢量恢复问题,利用边框匹配算法改善被恢复的物体边缘模糊的情况;采用基于中心偏置的快速搜索样式得到最小边界匹配差值的候选运动矢量,减少了解码器差错恢复的计算复杂度。实验结果显示,针对不同性质的序列,该算法与边界匹配算法(SMA)、棱形搜索的边界匹配法(DSSM)等典型差错隐藏方法相比,平均搜索点数可减少12.5~19个点,亮度分量的峰值信噪比(PSNR)能改善0.93~1.55 dB,证明该算法能获得更好的差错隐藏效果,并减少了运算量。