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随着互联网的日益普及、移动通信的迅猛发展、网络传输以及各种新多媒体业务的出现,图像/视频编码技术已经成为当今信息科学与技术的研究热点。但是网络信道具有时变、误码率以及带宽资源有限等特点,而终端设备在处理能力、内存容量、显示能力等方面存在很大的差异,因此在网络环境下进行图像和视频传输面临着诸多问题。
本论文对不可靠网络中传输图像/视频编码进行了研究,包括可伸缩视频编码技术、静态图像编码和多描述图像编码等的研究。
本论文已取得的研究成果有以下四点:
1.基于小波空间的运动补偿预测。可伸缩视频编码最近成为研究的热点,运动补偿时间域滤波是关键技术。可伸缩性是从空间,时间, SNR(质量)三个方面来提供的,同时还保持了高压缩率。其中基本层视频序列是从上一层经过下采样得到的视频序列。一次下采样后,分辨率降为原视频序列的一半,基本层的运动向量与增强层的运动向量有很大的相关性。目前的做法是使用MPEG滤波器来进行下采样,层间的运动向量的关系减弱了。本文提出使用小波变换对输入的增强层的视频序列进行下采样,基本层就是小波空间的低频部分,这样在基本层的运动估计补偿可以通过相位平移在低频子带中预测,减少运动估计残差,同时,增强层的运动向量可以由基本层小波空间中的运动向量给出估计值。
2.基于时间域滤波的分层静态图像编码。在无线通信环境下,图像传输因数据包出错和丢失而导致图像质量的下降,因此需要一种可靠的传输技术,其中分层编码是解决该问题的有效途径之一。本文提出一种新的分层静态图像编码算法,给出了分层的算法和规则,并结合运动补偿时间域滤波(Motion Compenstated Temporal Filtering,简称为MCTF)进行层间的编码。实验结果表明,提出的分层静态图像编码(Spatial Layer Image Coding,简称为SLIC)算法有效利用的MCTF编码的特点,提高了编码性能,同时对于收到单个层或部分层,解码的图像仍能获得较好的重构图像。
3.基于方向小波变换多描述图像编码。在不可靠网络中图像传输问题是当前研究的热点,多描述编码是解决此类问题的技术之一。传统的多描述图像编码编码效率不是很高。因此提出了一个新的多描述图像编码方法,提出的方法基于方向小波变换,去除了空域和频域的冗余。结果表明,提出的技术优于目前存在的方法。
4.再生核滤波器的图像插值方法。图像插值是数字图像处理中的一个关键问题,本文提出一种基于再生核的滤波器和全局纹理方向的图像插值方法。在H<2>®空间中,可以构造出再生核滤波器并推出插值公式。根据范数理论,再生核滤波器具有良好的逼近效果。同时,用二维Gabor变换计算图像纹理的局部特征,决定图像的插值方向。实验结果表明提出的插值方法与其它方法相比,具有良好的主观和客观效果。