DVC边信息估计中块匹配准则算法的研究

对在采用插值法生成边信息的过程中通常用到的块匹配算法进行了分析,指出了常用算法存在的问题即对于运动比较剧烈的视频序列或采用的搜索步长比较大的情况下,通常的匹配准则方法估计出来的运动矢量与实际的运动矢量之间存在较大的偏差,因此为了提高运动矢量的精度,采用一个平滑系数将运动矢量的代价值应用到加权SAD中作为新的块匹配的估计准则,实验结果表明,该方法能有效去除图像的方块效应并能提高边信息的质量。     

基于H.264视频压缩域运动矢量的目标跟踪

目前,目标跟踪算法大多在像素域进行,即先将视频解码成图像,再用像素域的方法计算,但像素域算法复杂度高、计算量大。在视频编码过程中,产生了对目标跟踪有利的信息,如运动矢量(MV)和DCT系数,而且直接利用压缩域信息进行目标跟踪可减少解码的时间。文章提出了一种基于像素运动矢量的H.264压缩域跟踪算法,与宏块运动矢量算法相比,该算法显著提高了跟踪准确率。     

Wyner-Ziv视频编码中边信息生成算法研究

在Wyner-Ziv视频编码系统中,针对生成边信息容易出现块效应和重影现象的问题,提出了一种基于原始图像相关性的重叠块双向运动补偿算法.在编码端计算原始图像相关性,并将相关性数据发送到解码端辅助运动估计,得到较精确的运动矢量,最后通过重叠块双向运动补偿生成边信息.实验结果表明,与现有的双向运动补偿内插算法相比,提出的算法生成边信息的平均PSNR可以提高1.5~3dB,且边信息的主观质量也有明显改善.     

基于稠密矢量场及自适应补偿的帧率上变换

为了有效解决视频帧率上变换中物体边缘出现的模糊和块效应等问题,结合运动估计,优化了矢量化后处理和运动补偿算法.在基于块的运动估计中,结合运动的时空相关性优化块匹配算法,提高物体边缘运动矢量的准确性;通过基于像素块相关性的插值算法,获取像素矢量场,并保持物体结构完整性;在运动补偿时,结合矢量后处理的分类信息,自适应地进行加权插值计算,提高内插帧的质量.实验结果表明,与传统方法相比,该方法在主观和客观质量上都有较大的提升.     

基于运动连续性的遗帧率上变换算法

为了解决高清视频序列固有的运动模糊、残影等问题,同时提高低比特率通信的质量,提出了一种新的帧率上变换算法.该算法将遗传算法引入到运动估计中并结合现有运动估计算法进行了改进,使其充分利用视频在时间上和空间上的连续性,提高算法性能,同时减小算法的复杂度;对得到的运动矢量场进行了矢量细化处理,减小了块效应;并利用邻域运动矢量进行加权的重叠块运动补偿,提高内插块的精度.实验结果表明,与传统算法相比,该算法在主客观评估中都有较大的性能提升.     

分布式视频编码边信息改进技术

高质量的边信息生成技术是分布式视频编码系统实现高压缩效率的关键所在.提出一种边信息的改进方法,对部分译码的Wyner-Ziv(WZ)帧中运动剧烈的区域进行空域修正,使用相邻关键帧对应块的空间预测值与实际值之间的差值来补偿当前部分译码WZ帧中空间预测的误差.仿真结果表明该方法提升了边信息的质量,进而提高了DVC系统的率失真性能.     

一种改进的块匹配准则

块匹配算法是视频图像编码的核心技术。通过块匹配算法得到当前块和匹配块之间的残差和运动矢量,并对它们进行编码,从而大大提高了编码效率。在分析常用块匹配准则的基础上,提出一种改进的准则用于视频编码中的运动估计。相对于原始像素灰度值计算均方误差,同时在该准则中加入了一个反映灰度值变化符号的惩罚项。仿真实验表明该准则是有效的。     

基于仿射运动模型的运动矢量的教学视频水印算法

现有的视频水印算法稳健性不足,对于普遍的运动目标检测效果不佳,针对这个问题,结合教育视频本身噪声复杂等多方面特性,在新一代编码标准(HEVC)框架下,提出一种基于仿射运动模型的运动矢量视频水印生成算法.与传统基于平移运动模型的运动矢量视频水印相比,所提的基于仿射运动模型的运动矢量生成策略可以在保证视频压缩质量的前提下准确确定运动矢量.在此基础上,利用当前宏块与周围宏块的运动相关性,根据运动矢量依次选择嵌入水印信息,有效地控制了运动矢量的修改,从而保证了视频解码后的视频质量以及水印提取的准确性.     

分布式视频编码中一种基于混合模型的边信息生成算法

提出了一种基于块匹配模型和光流模型的混合式边信息生成方法.该方法对块匹配效果较差的区域采用光流法重新估计其运动矢量,得到了更为精确的运动场.实验表明,该算法生成的边信息质量明显高于传统的基于块匹配的运动估计内插法.     

一种面向视频应用的实时差错控制算法

为提高实时视频服务的差错恢复能力,提出了一种基于改进的参考图像选择和数字水印的差错控制算法。在编码过程中,根据图像内容的运动特性,自适应选择参考图像,同时进行差错恢复信息提取,利用改进的FM0进行宏块分组和恢复信息嵌入;在宏块出错时,从对应的宏块组中提取出错恢复信息。实验结果表明,该算法对提高视频序列的差错恢复能力有一定的作用。     

Improved side information generation algorithm for Wyner-Ziv video coding简

Side information has a significant influence on the rate-distortion（RD） performance of distributed video coding（DVC）. In the conventional motion compensated frame interpolation scheme, all blocks adopt the same side-information generation method regardless of the motion intensity inequality at different regions. In this paper, an improved method is proposed. The image blocks are classified into two modes, fast motion and slow motion, by simply computing the discrete cosine transformation（DCT） coefficients at the encoder. On the decoder, it chooses the direct interpolation and refined motion compensated interpolation correspondingly to generate side information. Experimental results show that the proposed method, without increasing the encoder complexity, can increase the average peak signal-to-noise ratio（PSNR） by up to 1~ 2 dB compared with the existing algorithm. Meanwhile, the proposed algorithm significantly improves the subjective quality of the side information.     

分布式视频编码中边信息的产生

阐述了分布式视频编码中边信息的产生原理,介绍了几种主要的边信息产生方法,提出了一种新的算法,即基于对称运动矢量和hash码字的运动补偿内插法.最后,对不同的边信息产生方法进行了计算机仿真,仿真结果表明,提出的方法可明显提高边信息的精度.     

Neural fuzzy motion estimation and compensation

Neural fuzzy systems can improve motion estimation and compensation for video compression. Motion estimation and compensation are key parts of video compression. They help remove temporal redundancies in images. But most motion estimation algorithms neglect the strong temporal correlations of the motion field. The search windows stay the same through the image sequences and the estimation needs heavy computation. A neural vector quantizer system can use the temporal correlation of the motion field to estimate the motion vectors. First- and second-order statistics of the motion vectors give ellipsoidal search windows. This algorithm reduced the search area and entropy and gave clustered motion fields. Motion-compensated video coding further assumes that each block of pixels moves with uniform translational motion. This often does not hold and can produce block artifacts. We use a neural fuzzy system to compensate for the overlapped block motion. This fuzzy system uses the motion vectors of neighboring blocks to map the prior frame's pixel values to the current pixel value. The neural fuzzy system used 196 rules that came from the prior decoded frame. The fuzzy system learns and updates its rules as it decodes the image. The fuzzy system also improved the compensation accuracy. The paper derives both the fuzzy system and the neural learning laws that tune its parameters     

一种快速、鲁棒的压缩视频光流场估计算法

该文针对视频运动特性的快速分析需求,提出了一种压缩域中的光流场估计算法。首先利用DCT变换后的两个AC系数估计出图像的空间偏导数,在此基础上再利用预测残差以及运动矢量对图像的时间偏导数进行估计。另外对编码过程中未进行前向运动预测的宏块特性进行了详细的分析,给出了这些宏块相对于前向参考帧的运动信息估计方法,并对时域不连续的图像块给出了一种修正的偏导数估计方法,以此解决遮挡、切换等现象。然后通过最小二乘法并结合图像的偏导数进行光流场估计。实验表明该方法在准确度上可以达到或超过像素域中的L-K估计方法,比起现有的压缩域估计方法也有一定提高,而在计算时间上相比像素域估计有了大幅度降低。     

Overlapped block motion compensation: an estimation-theoreticapproach

We present an estimation-theoretic analysis of motion compensation that, when used with fields of block-based motion vectors, leads to the development of overlapped block algorithms with improved compensation accuracy. Overlapped block motion compensation (OBMC) is formulated as a probabilistic linear estimator of pixel intensities given the limited block motion information available to the decoder. Although overlapped techniques have been observed to reduce blocking artifacts in video coding, this analysis establishes for the first time how (and why) OBMC can offer substantial reductions in prediction error as well, even with no change in the encoder's search and no extra side information. Performance can be further enhanced with the use of state variable conditioning in the compensation process. We describe the design of optimized windows for OBMC. We also demonstrate how, with additional encoder complexity, a motion estimation algorithm optimized for OBMC offers further significant gains in compensation accuracy. Overall mean-square prediction improvements in the range of 16 to 40% (0.8 to 2.2 dB) are demonstrated     

一种自适应视频水印检测算法

提出了一种空间域视频水印自适应检测算法，充分利用视频解码过程中提取的附加倍息，根据水印信息在视频编码过程的损失程度，对重建视频图像中的每个像素计算其可信度因子，并以此实现对传统相关检测算法的改进。该算法能够在既定的水印嵌入算法条件下，进一步提高系统提取和检测水印信息的精度。     

自适应联合相邻运动矢量的运动补偿插值算法

帧率上采样作为一种视频后处理技术,通过对原始视频插值得到高帧率视频,满足人们对高帧率视频的需求.传统基于重叠块的插值补偿算法会带来块效应或鬼影现象.为了解决这一问题,人们提出联合匹配块及其相邻块预测的方法,但是复杂度高,效果不明显.基于以上几点,本文提出一种自适应联合相邻运动矢量的运动补偿插值算法(Joint Motion-Compensated In-terpolation Algorithm Using Adjacent Block Motion Vectors Adaptively,AJ-MCI).在该算法中,将运动矢量矫正和运动补偿插值算法相结合,同时运动补偿模块中自适应地联合相邻匹配块,以最大限度刻画真实运动轨迹.实验结果表明,本文算法能很好的提升视频的主客观质量,同时保持较低计算复杂度.     

小数像素运动估计快速算法

高精度的匹配和补偿可以减少预测误差，提高压缩视频图像的质量。提出了一种小数像素精度视频运动估计的快速算法，根据半像素精度运动估计的中间结果，直接推算出最高精度的运动估计。根据该算法可以快速得到任意小数像素精度的运动估计。     

一种基于多参考帧的时域误码掩盖算法

视频压缩码流对于信道误码十分敏感,可导致重建图像质量严重下降,在接收端就要使用误码掩盖技术对损坏的视频进行掩藏。文中提出一种基于多参考帧的时域误码掩盖算法,首先计算受损宏块的相邻块的运动矢量的均值,然后遍历所有参考帧得到待选的误码掩盖宏块,最后用外边界匹配算法找出替代受损宏块的宏块。研究结果表明,该算法能更精确地恢复错误宏块的运动矢量,从而获得比传统的时域掩盖算法更好的视频质量。     

Frame Error Concealment Using Pixel Correlation in Overlapped Motion Compensation Regions

In low bit‐rate video transmission, the payload of a single packet can often contain a whole coded frame due to the high compression ratio in both spatial and temporal domains of most modern video coders. Thus, the loss of a single packet not only causes the loss of a whole frame, but also produces error propagation into subsequent frames. In this paper, we propose a novel whole frame error concealment algorithm which reconstructs the first of the subsequent frames instead of the current lost frame to suppress the effects of error propagation. In the proposed algorithm, we impose a constraint which uses side match distortion (SMD) and overlapped region difference (ORD) to estimate motion vectors between the target reconstructed frame and its reference frame. SMD measures the spatial smoothness connection between a block and its neighboring blocks. ORD is defined as the difference between the correlated pixels which are predicted from one reference pixel. Experimental results show that the proposed algorithm effectively suppresses error propagation and significantly outperforms other conventional techniques in terms of both peak signal‐to‐noise ratio performance and subjective visual quality.