基于失真估计和码率控制的视频传输新方案

针对差错信道上的实时视频编码和传输问题,提出一种基于逐帧失真估计和码率控制的新型时域不等差错保护方案。该方案给出一种低复杂度逐帧传输失真估计模型,估计差错信道下的视频传输失真,结合码率控制算法,通过对编码量化参数的简单搜索,逐帧求出最优的压缩编码和信道保护策略。仿真结果表明,与现有方案相比,该方案不但延迟小、复杂度适中,而且能提高重建视频序列的平均质量,减少逐帧之间的质量波动。     

基于视频通信的信道码码率分配方法

针对差错信道下视频信源的不等差错保护问题,设计一个新的信道码码率分配策略,对一个图片组中不同位置的帧给予不同强度的保护。该策略考虑了视频信源的误码扩散问题,分析了差错掩盖方法与信道失真计算的关系,通过在编码端有效估计信道差错所引入的失真并建立最优码率分配问题,利用遗传算法快速得到最优的信道码码率分配方案。实验采用H.264视频编码标准,结果证明该策略能较好地提升视频传输系统性能。     

传输流不等差错保护的研究

就DVB over IP的网络电视传输,提出了一种针对传输流的不等差错保护算法,还提出了一种新的视频质量评估标准——预期受损条块数和基于该评估标准的一种数据交织策略,实验结果表明,该算法有效地提高了视频传输的可靠性,减少了网络丢包对视频质量的影响。     

视频流传输中的网络编码综述

网络视频应用增长迅猛,利用网络编码（NC）来提高网络吞吐量和传输可靠性进而改善视频流传输质量成为研究热点。针对如何优化网络编码进行视频流传输这一问题,必须要结合视频流自身特性作出改进并综合考虑所处的网络环境,才能充分发挥网络编码的优势。首先回顾了网络编码的基本概念和方法;然后对网络编码应用于视频流传输时需要考虑的视频业务特性,包括进行不等差错保护以优先保障重要等级视频数据包、降低数据包传输延迟以满足视频流实时性需求、增强网络差错恢复策略以提升传输可靠性等作了分析和归纳;接着阐述了基于网络编码的视频流传输策略在包括P2P、多源协作及内容中心网络等典型场景中的应用;最后对网络编码应用于视频流传输的研究趋势进行展望。     

转置容错熵编码

为提高视频传输的鲁棒性,通过对容错熵编码(EREC)方法的研究,提出一种将数据块进行转置操作的容错熵编码(TEREC)方法。将数据进行空频变换编码,如小波变换或者离散余弦变换(DCT),优先传输所有数据块中的低频系数。由于变换后的低频系数对解码的重要性高于高频系数,在通过不等差错保护信道编码后,可以明显降低丢包造成的解码错误。容错熵编码和转置容错熵编码的对比结果表明,使用后者能使性能得到平均2dB的提高。     

基于有条件ARQ分层编码的视频传输

分层编码的基本层视频流如果受到损伤,将严重影响重建的视频质量,通常采用ARQ技术对基本层视频流进行保护,但是在信道状况恶劣时,大量的重传会影响系统的实时性。提出一种有条件ARQ分层编码方法,根据解码端错误掩盖后的视频损失量,决定是否需要采用ARQ技术重传受损的基本层视频。仿真结果显示该方案不但可以有效增强BL层视频包的抗差错能力,而且减少重传次数,大大降低由于完全采用ARQ所带来的系统延迟,提高视频传输的实时性。     

时空域相结合的视频差错掩盖方法

为了克服视频解码端时域差错掩盖技术不能准确估计丢失块运动矢量的缺点,提出了一种将解码端运动估计和隐藏运动模型相结合的误码差错掩盖方法。首先,利用丢失块 周围正确接收像素估计丢失块运动矢量,并计算估计的准确性。然后根据准确性,通过隐藏运动模型充分利用丢失块的空域和时域相关性进行差错块的掩盖。仿真结果表明,与现 有的算法相比,该方法能有效提高重建视频图像质量平均近1dB。     

基于视觉敏感的视频差错复原算法

根据人眼更多的注意感兴趣的区域和倾向对背景的改变不太敏感的视觉特性,提出基于视觉敏感图像分割的视频差错复原算法,实现支持该算法的H.264编解码器。利用灵活宏块排序技术(FMO)对图像帧进行分割,将图像帧分割为前景子图像和背景子图像。与背景子图像相比,对前景子图像按更高图像质量的要求进行编码,并且对前景子图像的传输进行更有效的保护。实验结果表明,提出的基于图像分割的差错复原算法具有良好的容错性能,重建图像的主客观质量良好。     

基于ROI的动态FMO视频抗差错算法研究

本文提出了一种基于感兴趣区域(ROI)的动态FMO(DFMO)的视频抗差错算法,该算法采用分层编码的思想,对于ROI区域采用抗差错性能好的FMO模式,而非ROI区域则采用抗差错性能次之的FMO模式,以此达到抗差错性能和编码效率的平衡。仿真结果表明,相比于传统FMO模式,本文提出的DFMO算法在保证较低额外比特开销的情况下,可以有效地提高重建视频的主客观质量。     

改进的块复制不等差错保护喷泉码

在多媒体传输、深空通信等应用中,由于数据的重要性程度不同,需要喷泉码具有不等差错保护的特性,根据数据重要性给予不同程度的保护。对基于块复制的不等差错保护喷泉码的机制进行了理论分析,提出了改进的信息符号选取策略,让度1编码符号全部在重要信息比特中选取,一定数量的度2编码符号分别在重要信息比特和次要信息比特中选取,从局部上提升对重要信息比特的保护。仿真结果表明,相比于现有的基于块复制的不等差错保护喷泉码,改进方法在进一步提高重要信息比特保护的同时没有降低对次要信息比特的保护,且有更好的不等恢复时间性能。     

RA码在分布式信源编码中的应用

介绍了分布式信源编码的基本原理和实现方法,说明了RA码的编译码原理,然后重点将RA码应用于分布式信源编码中并进行了仿真,在BSC信道下比较了与普通的基于LDPC的分布式信源编码的性能。仿真结果证明,使用基于RA码的分布式信源编码性能上略差于基于LDPC的方法,但编码复杂度却由原来的O（n²）降为O（n）。因此基于RA码的分布式信源编码器更适用于实时业务和需要低功耗的场合,并且能降低成本,应用前景乐观。     

多进制LDPC码在分布式视频编码中的应用

分布式视频编码是一种新的视频编码框架,主要用来处理具有相关性的多视频源。这种编码算法大大降低了编码端的复杂度,从而在终端受限的无线视频通信中具有很大的实用价值。介绍了分布式信源编码的原理,接着介绍了这种编码方式在视频编码上的应用,并对基于LDPC码的分布式视频编码作了分析。分别就二进制和多进制LDPC进行了讨论,由于多进制的编码方式避免了视频数据源转为二进制过程中带来的相关性丢失,因此性能上有了很大的提高。为了比较,分别基于四进制和八进制编码做出仿真,结果显示,多进制码字性能优于二进制,在分布式视频编码中有更好的应用。     

高效率视频编码中基于块整合的错误隐藏算法

针对新一代视频编码标准高效率视频编码(HEVC)编码单元(CU)尺寸较大所导致的丢包后错误隐藏恢复效果不佳的问题,提出了对CU下的分割块进行块融合的错误隐藏方法。首先,分析了残差能量与块分割的相关性;然后,通过参考帧残差能量与所设阈值进行比较判决,对当前丢失CU分割块进行融合,得到丢失CU的块分割方式;其次,对矢量外推法进行权值优化,保证了算法在HEVC错误隐藏的适用性;最后,对融合块采用优化后的矢量外推法进行错误隐藏。实验结果表明,与经典错误隐藏方法如拷贝法、运动补偿法等相比,基于块融合的错误隐藏在保证解码视频结构相似性(SSIM)的同时提高了不同运动性的解码视频峰值信噪比(PSNR),验证了算法的可行性。     

高效视频编码帧内快速深度决策算法

针对新一代高效视频编码（HEVC）帧内预测中编码单元（CU）的编码深度选择过程中计算复杂度较高的问题,提出了一种基于空域相关性的帧内快速深度决策算法。首先,利用相邻已编码树单元（CTU）的深度通过线性加权得到当前CTU深度估计值;然后,对当前CTU深度估计值设置较为合适的深度双阈值提前终止编码树单元的划分或跳过CTU的某些深度,来缩小当前CTU的深度范围,从而减少不必要的深度计算。实验结果表明：与HM12.0相比,所提算法对比较简单的视频序列编码时间的减少比较明显,在亮度峰值信噪比（Y-PSNR）几乎不变的情况下（平均降低0.02 dB）,编码时间平均减少了34.6%。此外,所提算法容易与其他算法进行融合,能进一步降低HEVC的帧内计算复杂度,最终达到实时传送高清视频的目的。     

基于自适应遗传算法的SVC非均等错误保护算法

为提高可伸缩视频编码(SVC)在丢包的网络传输环境下的抗误码性能,提出了一种基于自适应遗传算法的SVC非均等错误保护算法。首先针对可伸缩视频编码的网络抽象层单元数据包头的特点,设计了一种新的网络抽象层单元的封装方案。然后将前向纠错编码的校验位在各层的分配转化为多约束条件下的优化问题,再引入惩罚函数将多约束优化问题转化为无约束优化问题,进而采用自适应遗传算法进行求解。仿真实验结果表明,与目前典型的非均等错误保护算法相比,该算法使重建的可伸缩视频编码的峰值信噪比的平均值提高了0.8dB~1.95dB,并有效提高了可伸缩视频编码在接收端的解码速度和重建质量。     

SVC在无线信道传输中的非均衡差错保护

针对H.264的可伸缩视频编码扩展标准(SVC)在噪声信道中的传输,采用低密度奇偶校验码(LDPC)提出一种非均衡差错保护的方案。在所提的方案中,根据时间、分辨率和质量把原视频序列按重要性分成不同的层。由于不同层的数据对错误的敏感性不同,对其进行不同码率的LDPC信道编码,实现非均衡差错保护。根据视频流中每一帧不同层的PSNR增量不同,和不同信道码率下正确解码的概率不同,反复计算每一帧所有码率组合的PSNR增量值并找出最大组,从而进行信道编码并传输。实验表明,在相同的平均码率条件下,提出的方案相比其他方案的PSNR值增加了2.8 dB,更适合无线信道的传输。     

基于depth-map和分布式视频编码的多视点视频传输方法

针对多视点视频传输系统数据量庞大的问题,提出一种基于深度图(depth-map)和分布式视频编码(DVC)的不等错误保护(UEP)传输方法。该方法首先基于多个视点提取深度图;然后,在传输过程中传输一个视点及其深度图;最后,经过网络传输,在解码端由一个视点图及其深度图生成其他视点。由于视点图和深度图在解码端的重要程度不同,对需要传输的视点图和深度图采用不同的分布式视频编码方法,进行不平等的错误保护。仿真实验结果表明,所提传输方法比传统的分布式多视点视频编码传输系统具有更好的抗误码性能,提高了传输可靠性,图像的峰值信噪比(PSNR)约提高1.5dB。     

Design of efciently encodable nonbinary LDPC codes for adaptive coded modulation

This paper is concerned with constructions of nonbinary low-density parity-check(LDPC)codes for adaptive coded modulations(ACM).A new class of efciently encodable structured nonbinary LDPC codes are proposed.The defining parity-check matrices are composed of scalar circulant sub-matrices which greatly reduce the storage requirement when compared with random LDPC codes.With this special structure of paritycheck matrix,an efcient encoding algorithm is presented.Based on the proposed codes,a family of variablerate/variable-field nonbinary LDPC codes is designed for the ACM system.When combined with matched-size signal constellations,the family of constructed codes can achieve a wide range of spectral efciency.Furthermore,the resultant ACM system can be implemented via a set of encoder and decoder.Simulation results show that the proposed nonbinary LDPC codes for the ACM system perform well.     

基于凸优化和遗传算法的分层多播自适应优化

针对无线网络上视频多播效用优化问题,提出了一种新的结合自适应调制编码的分层多播自适应优化方法。具体做法是将视频的各层对应传输于不同的自适应调制编码模式,并对各视频层分配合适的带宽,如果效用函数为凸函数,则系统效用的优化问题转换成凸优化问题,若效用函数无凸性限制,并考虑实际因素,即视频分层编码的层数限制以及有限的、可选择的各层速率之后,新的系统优化问题则通过遗传算法求解。仿真结果证明了该方法的有效性。     

DVC中基于亚像素MCI的边信息重建

为了提高边信息重建质量从而提升分布式视频编码的压缩性能,在引入一种基于整像素运动补偿内插(MCI)的边信息重建算法的基础上,提出基于1/2像素和基于1/4像素的亚像素MCI边信息重建算法。实验结果表明,2种算法能有效提高边信息质量,在不改变编码端复杂度的情况下,明显提升视频编码系统的率失真性能。