一种高性能高清视频编码分像素插值滤波算法

为提高高清晰度视频编码的效率,基于一维立方卷积滤波原理提出了一种新的分像素插值滤波算法.实验结果表明,该插值算法与H.264/AVC标准中规定的6抽头插值滤波相比,在相同码率下,对高清晰度视频的编码信噪比可以提高0.5dB;同时,解码端存储复杂度降低了19%,计算复杂度相当.     

H．264／AVC编码器中分数像素的插值算法优化

文中基于H．264/AVC视频编码器的系统芯片设计,对分数像素运动估计(FME)的亮度像素插值算法进行了简化调整;使用JM7．3参考代码模拟了不同分数像素插值算法对编码器性能的影响,通过分析这些插值算法的编码效率和芯片上的实现代价,提出了可以有效节约硬件实现代价的分数像素插值算法。试验结果表明优化后的插值算法可以使分数像素插值结构的硬件实现代价降低30%以上,而平均编码峰值信噪比(PSNR)和压缩率只有很小的损失。     

H.26L中基于双线性和立方卷积的混合插值算法

本文根据对H.26L视频编码算法的研究,提出一种基于双线性和立方卷积的混合插值算法.通过分析比较H.26L中的双线性插值和立方卷积插值,指出单一插值算法的局限性,并在H.26L软件编解码中实现了混合插值算法.实验表明,该算法可以较大幅度改善主客观图像质量,提高图像压缩编码效率.     

基于亚像素运动矢量的AVS编码快速搜索算法

针对AVS视频编码系统中运动搜索模块运算量较大的问题,提出一种基于亚像素运动矢量的快速搜索算法.该算法利用整像素点进行分区域预测,并采用二步搜索法快速定位出最匹配亚像素点.实验结果表明,与传统方法相比,在峰值信噪比下降不足0.1 dB的情况下,该算法减少超过50%的亚像素搜索次数,视频编码时间缩短18%～30%.     

H.264标准半像素精度运动估计的硬件结构设计

设计了一种实时的基于可变块的半像素精度运动估计模块,包括半像素插值模块和半像素搜索模块,插值模块采用6阶FIR滤波器进行插值,搜索模块采用分级搜索算法.此模块应用在H.264标准便携视频设备的编码部分,用Verilog语言编写,采用Xilinx公司XC4VSX25的FPGA芯片作为硬件实现的运算核心.     

H.264/AVC中分像素插值模块的可重构设计

针对H.264/AVC中分像素插值算法,提出并实现了4×4基本块的分像素插值模块的可重构流水线结构,具有可并行处理数据和连续插值等优点,同时利用该结构设计了其他块模式.在UMC 0.18 μm工艺下,最大频率140 MHz时,综合逻辑门数为32×103门,能够满足HDTV视频图像实时处理的要求.     

基于H.264帧间预测的快速算法

本文在H.264编码算法的基础上,提出了改变图像存储结构的1/4像素精度插值,快速搜索位移矢量的四步法,以及快速准确选择预测编码模式等多种新颖的帧间预测快速算法.实验结果表明,与未使用快速算法相比,综合使用本文提出的多种快速算法,在码率增加不到1%,恢复图像平均PSNR(峰值信噪比)下降0.1dB的情况下,编码速度提高13~17倍,满足实时视频通信的要求.算法与H.264标准兼容,可用于实际产品.     

基于FPGA的实时视频图像几何校正系统设计

基于后向映射查找表结构的几何校正算法的研究,针对双线性插值算法的特殊性,提出了四邻域像素的图像存储和插值方法,实现了图像插值时对静态存储器SRAM的快速随机读写。根据该方法设计的基于FPGA的实时视频图像几何校正系统的视频延时小于一帧,只需要改变视频图像的后向映射查找表,就可实现不同映射的视频图像几何校正。     

一种基于边缘判决的空域差错掩盖算法

提出了一种基于边缘判决的解码视频空域差错掩盖算法。该算法首先对丢失块邻域中的像素进行边缘检测,并对检测出的边缘判断其是否会穿过丢失块。然后使用方向选择过程提取多个候选插值方向,并通过边界像素灰度差决定最终插值方向。实验结果表明本算法有效地提高了错误图像的掩盖效果。     

H.264运动补偿插值算法的优化及硬件设计

运动补偿是H.264/AVC视频编码标准中重要的组成部分,而分数像素的运动补偿是其中最复杂的部分.因此提高分数像素的运算时间,减小运算的复杂度尤为重要.对原始的分数像素的插值算法进行了改进,将计算半像素所用传统的6阶滤波器改进为4阶滤波器,并使用了并行流水线的输入的方式,一次性可以处理输入的12个像素.该硬件结构采用Verilog进行描述并综合到Xilinx Virtex6FPGA器件.结果表明,所设计的半像素插值算法的硬件实现,其工作频率为213MHz,时钟周期数减少到36个,且硬件复杂度有所降低.     

Low Power Complexity-Reduced ME and Interpolation Algorithms for H.264/AVC

This paper presents efficient memory reuse and the modified normalized partial distortion search algorithms for motion estimation of H.264/Advanced Video Coding. In addition, this paper presents multiplication-free sub-pixel interpolation and adaptive sub-pixel interpolation algorithms. The proposed memory reuse algorithm utilizes the position similarity of the predicted motion vectors among neighboring sub-macro blocks and the modified normalized partial distortion search algorithm uses an adaptive search range and the dynamic threshold methods. It can reduce a large number of memory access and can save power consumption by sharing the search range of the current block. In addition, simplifying weights of a sub-pixel interpolation filter can eliminate multiplications and the adaptive sub-pixel interpolation can reduce the number of sub-pixel search points, which can reduce memory access and hardware complexity. Therefore, the proposed algorithms are quite suitable for low power video compression.     

基于微粒子群优化算法的数字散斑图像相关方法

为了能够通过一步搜索同时得到数字散斑图像中所测点的整像素和亚像素位移信息,采用灰度插值的方法构造了亚像素子区,改进了基于微粒子群算法的数字图像散斑相关方法。对含有平移信息的模拟散斑图和具有应变的模拟散斑图进行相关计算,验证了该方法的适用性;在对具有微小面内位移转动的试件进行测量时,比较了整像素的微粒子群算法和不同量级的灰度插值下的亚像素微粒子群算法。结果表明,基于微粒子群算法的亚像素数字散斑图像相关方法在测量小位移方面具有一定的优越性。     

A Sub-pixel Disparity Refinement Algorithm Based on Lagrange Interp olation

A sub-pixel disparity refinement algorithm based on Lagrange interpolation is proposed to calculate the sub-pixel disparity and the elevation of the target con-struction on the remote sensing image. The accurate in-teger matching feature points are obtained by improved affine scale invariant feature transform. A series of inter-polation samples can be estimated through the three times magnification results of each feature matching point and its close neighbor pixels. The final sub-pixel deviation can be calculated by the interpolation samples. Experiment re-sults show that a more accurate elevation information can be obtained on the remote sensing image with corrective epipolar line, and an accurate sub-pixel disparity result can be estimated without the epipolar line constraint as well.     

表面贴装元件识别的一种亚像素边缘检测方法

亚像素算法是一种高精度的边缘检测算法.分析了亚像素边缘检测的原理及现有算法的优缺点,根据现有用亚像素对表面贴装元器件图像检测的算法,提出了三次样条插值的亚像素算法进行边缘提取.通过实验比较,认为该方法提高了边缘提取的精度,满足了贴片机视觉检测的要求.     

基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量

针对传统频域数字散斑相关法在测量物体面内位移测量精度较低的问题,提出一种基于分形插值的频域数字散斑相关法。该方法在频域数字散斑相关法的基础上,引入Hanning窗函数对图像进行滤波处理,克服了图像边缘效应对最终位移值的影响;同时利用散斑图像的子区域与整幅图像在结构形态和灰度特征的自相似性,采用分形插值的方法进行亚像素插值,进而能精确定位相关点,得到更精确的亚像素位移值。实验结果表明:该方法保持了频域散斑相关法的测量速度,且将测量的绝对误差降低在0.01~0.03 pixel以内,并进一步通过刚体平移实验测试了算法的可靠性。     

多线阵CCD亚像元成像超分辨率重构技术研究

为实现以多片线阵CCD亚像元成像为基础,提出一种超分辨率重构算法。首先,在高分辨率网格上建立插值模型;然后,辨识插值重构图像在线阵列方向和扫描方向的模糊核,得到整幅图像的模糊核;最后,采用带有Neumman边界条件(BCs)的梯度平滑Richard-Lucy(GSRL)滤波复原算法去除模糊,抑制了振铃效应。实验结果表明,用本文算法重构超分辨率图像的灰度平均梯度(GMG)值较双线性插值法提高了7.63,主观目视清晰、细节丰富;可以实现对多片线阵CCD亚像元成像的超分辨率重构,获取更高的系统分辨率。     

一种快速的亚像素图像配准算法

图像超分辨率重建是在现有红外探测器基础上提升空间分辨率的一种有效方法。超分辨率图像重建是利用一组相互之间存在亚像素位移的低分辨率图像构造出一幅高分辨率的图像,快速、高精度估计图像间的位移是其关键技术之一。提出了一种用于超分辨率重建的亚像素配准算法,算法由特征检测、像素级配准和亚像素级配准三个处理过程组成。在特征检测过程,首先采用梯度算子对图像进行边缘检测,然后对边缘点进行角点预检测,排除非角点像素点,之后再进行Harris角点检测,大大减少了计算量;在像素级配准过程,用NCC算法进行像素级配准,用统计方法去除误匹配点对;在亚像素级配准过程,先对像素级匹配点的邻域进行插值放大,再进行亚像素匹配,误匹配点剔除,相对偏移量计算。对提出的算法进行了仿真实验,结果显示本算法的速度较类似算法速度有较大的提高。     

基于图像处理的建筑物振动位移测量算法

针对地震后高层建筑物结构损伤监测问题,该文提出一种基于方向码匹配(OCM)和边缘增强匹配(EEM)算法的微小位移测量算法。该算法先将原始图像梯度信息与像素强度融合,增强图像信息;采用相位相关法进行匹配运算,匹配速度比归一化互相关法提升了96.1%;最后使用亚像素插值法,使测量结果达到亚像素精度。实验结果表明,该文算法避免了OCM和EEM算法量化过程中图像梯度信息的损失,大大提高了模板匹配精度,匹配速度比OCM提升了43.3%,比EEM提升了19.6%。     

基亏视觉图像的微小零件边缘检测算法研究

高精度的微小零件边缘检测中,传统边缘检测算法存在实际应用可操作性较差,检测结果难以达到精度要求等问题。为了提高边缘检测精度,提出了基于Soble算子的改进算法,该算法扩展了Sobel算子边缘检测的模板,并对扩展的梯度方向图进行了细化处理,而后在梯度图像上实现多项式插值亚像素细分,从而完成对目标边缘的精确定位。实验结果表明,该方法的定位精度为0.20pixel,满足微小零件在实际检测的精度要求。     

H.264/AVC解码器亚象素点插值滤波优化

亚象素点插值滤波是H.264/AVC解码过程中计算量比较大的步骤之一,大约占全部解码计算量的25%左右.通过分析插值滤波操作的计算复杂度,从算法级和结构级对亚象素点插值滤波进行了改进,对软件或硬件的实现都有较大的指导意义.在ARM9实验平台上进行了性能分析,实验表明,经过优化的亚象素点插值滤波比直接实现大约有43%的性能提高.