蒲亚坤[1]2010年在《远程视觉控制系统中的视频传输与目标定位》文中进行了进一步梳理随着Internet、无线网络的普及,计算机处理能力的提高以及视频压缩技术的发展,远程视觉控制系统成为近年来研究的热点。本论文的工作基于一个机械臂远程视觉控制系统展开,在一个C/S模式的远程网络控制系统中,用户通过远程操作实现对机械臂的远程监控。通过安装在本地端的摄像机采集机械臂运动现场的图像,采集后的图像送入本地计算机进行图像分析和压缩,得到机械臂末端执行器在图像中的位置以及压缩图像数据,位置数据经过图像坐标与实际坐标的转换后得到实际位置数据,该位置数据与压缩图像数据通过Internet送至远程客户端,在客户端根据接收到的位置数据向本地端发送控制指令,完成对本地端的反馈控制,同时解压接收到的图像数据并显示,实现用户对运动现场的实时监控。本论文采用叁种方法实现了图像数据的压缩传输,并提出了鲁棒性较好的目标跟踪与定位算法。在图像压缩部分,分别采用了基于DCT(discrete cosine transform)的图像压缩方法、嵌入式零树小波(EZW)图像压缩方法以及基于混合预测/DCT与小波相结合的视频压缩方法。1)对DCT变换和量化系数的存储方法加速了编码速度,同时采用在解码端嵌入基于自适应邻域的块效应滤波器的方法消除DCT解压缩图像的块效应;2)利用提升格式的小波变换提高小波的运行速度,利用嵌入式零树小波(EZW)算法编码小波系数,实现图像的渐进压缩编码。针对EZW算法对低频数据和高频数据采用同样方法编码导致的低频数据损失,以及主表和副表扫描的空间复杂度高的问题,进行了叁个方面的改进:首先,直接存储数据量较少的低频数据,并将其数值调整到一个字节范围内;其次,设置标记矩阵来取消对主表和副表的扫描,并对每一个重要系数同时进行主扫描和副扫描;将副扫描的精度提高一个比特,以增加每次扫描的有效数据量。3)在混合MC(运动补偿)/DCT与小波相结合的视频编码算法中,为了加快搜索速度,统一采用4×4块匹配;针对传统快速块匹配算法易陷入局部极小值的问题,提出一种新的快速算法:首先判断是否静止块,若是,则停止搜索,若否,则通过运动矢量预测确定搜索中心点,并沿着由内而外的搜索路径,结合搜索停止条件,完成匹配块的搜索,在保证搜索速度的前提下,根本解决了陷入局部极小值的问题;同时,对I帧图像采用小波编码来实现视频序列的重同步,P帧图像经过预测后,采用4×4整数变换编码残差数据,最后采用哥伦布码表输出码流。在原来的远程视觉控制系统中,机械臂末端执行器的跟踪与定位采用的是灰度模板匹配,该算法较简单,但是在光照和背景变化以及阴影发生移动时,很容易出现错配,导致反馈误差过大,引起机械臂运动过调,从而不能按照预定轨迹绘制曲线。本论文利用梯度方向角不受光照及阴影变化的影响,采用了二维梯度方向编码进行匹配的定位方法,并针对全局搜索存在的搜索量大的问题,结合Kalman滤波对机械臂末端位置进行预测,由于预测位置与实际位置一般只有几个像素的距离,因此可在一个较小的范围内搜索匹配位置,极大地减少了计算量。该算法对刚性物体且无旋转情况下的灰度视频序列都具有适用性。
杨永刚[2]2007年在《基于不可分离二维小波变换的视频编码技术研究》文中研究表明小波变换由于具有时频局域特性,所以一直是图像压缩编码研究的热点。目前有很多优秀的编码方法如EZW,SPIHT,SPECK,EBCOT等。JPEG2000将EBCOT编码纳为标准,不仅具有良好的压缩性能,而且具有如渐进传输、基于感兴趣区域编码(ROI)等扩展特性。虽然小波变换在图像编码中被广泛应用,但在视频压缩领域却相对滞后。目前也有很多学者正致力于小波变换在视频编码领域的研究。MPEG-4将小波变换应用于该标准,进行基于对象的编码。可以预见,随着更优秀的编码方案的出现和硬件水平的提高,小波变换必将广泛应用于视频压缩编码领域。目前小波视频压缩的研究主要包括针对更好的压缩效果和良好的可扩展特性,主要有叁个分支:OBMC+DWT,DWT+MC,3D-DWT。这叁种方案各具有自身的优势。本论文仅对前两种二维的情况进行研究。纯二维小波变换因为不区分方向性,可以利用各方向的像素对当前像素进行预测和更新,所以在编码中相比可分离小波变换具有一定的优势。对不可分离小波变换应用于图像压缩,目前也有一些研究成果。本论文将基于APDICSF内插滤波器的不可分离二维提升小波变换和相应二叉树SPIHT编码应用于视频序列压缩。首先构造了OBMC+DWT视频编码器,通过实验为I帧和P帧分别选择了合适的滤波器,与可分离情况下的编码结果进行了实验比较;接着构造了DWT+MC,即小波域运动补偿编码器。利用纯二维小波变换的方向特性,给出了两种小波域运动补偿方法。并通过实验,给出了低频子带的最优运动搜索范围和高频子带的精细搜索范围,最后也与可分离二维小波域运动补偿进行了实验比较。
王成优[3]2010年在《全相位双正交变换理论及其在图像编码中的应用研究》文中进行了进一步梳理目前,正交变换理论已相当成熟,尤其是对DCT的研究最为深入。然而,在图像编码中采用正交变换并不一定是最优选择。其缺点之一是量化表比较复杂,并且在低码率时分块DCT变换编码存在着严重的块效应。为解决以上问题,本论文在研究全相位滤波的基础上,提出全相位双正交变换(APBT)并探索其在图像编码中的应用,具有重要的理论意义和应用价值。论文的主要创新点如下:(1)在研究全相位列率滤波的基础上,提出了全相位双正交变换与对偶基向量的新概念,基于Walsh-Hadamard变换(WHT)、DCT和IDCT,推导出了任意阶全相位双正交变换矩阵的数学表达式,并分析了其性质;给出了全相位双正交变换的基图像,并分析了基图像的能量分布特点。(2)提出了基于APBT和方向性APBT的类JPEG图像编码算法。在基于APBT的类JPEG图像编码中,将APBT代替传统的JPEG压缩算法中的DCT变换,相应地,在量化时采用均一量化,省去了复杂的量化表,在低码率时,取得了比传统JPEG算法更好的客观质量和主观效果。并且,为去除低码率时重建图像中出现的块效应,给出了一种有效的去块效应算法;在研究方向性DCT及其编码应用的基础上,提出了基于方向性APBT的图像编码算法,该算法考虑除水平和垂直方向以外的其它方向,对方向性较强的图像,取得了较好的压缩效果。(3)借鉴基于小波变换的SPIHT编码算法,提出了基于APBT的嵌入式图像编码算法,在低码率时取得了比JPEG更好的压缩效果,该算法的优点是码率精确可控;初步探索了APBT域矢量量化编码,取得了比标量量化编码更好的压缩效果,进一步拓展了全相位双正交变换在图像编码中的应用。(4)利用全相位DCT低通滤波器良好的低通特性和全相位延拓DCT内插良好的内插特性,提出了基于DCT、APBT和卷曲DCT的低比特率块编码算法;针对Bayer模式彩色图像的特点,提出了基于9/7小波变换和全相位内插的Bayer模式彩色图像压缩算法。仿真实验表明,本文所提出的算法更适合对Bayer模式图像进行压缩。
韩芳芳[4]2004年在《基于小波理论的数字视频图像的压缩编码》文中认为随着现代通信技术的飞速发展和通信业务的不断拓展，图像信息传输已经成为现代通信系统所提供的基本服务。但是具有庞大数据量的数字图像难以传输和存储，数字图像通信与通信网容量的矛盾日益突出，极大地制约了图像通信的发展，已经成为图像通信领域中的“瓶颈”问题。为了解决数字图像数据量巨大的问题，必需对图像数据进行有效地压缩。因此，数字图像特别是数字视频图像的压缩编码，已经成为现代信息社会中一个研究的热点问题。在傅立叶分析基础上发展起来的小波分析，提供了一种自适应的时域和频域同时局部化的分析方法，通过伸缩和平移等运算功能进行多尺度细化分析，能够有效地从信号特别是非平稳信号中提取信息。因此，小波分析成为数字图像处理及压缩编码的有力工具，也是近年来研究的热点。本文首先对数字图像的特性及其进行压缩的必要性、可行性进行了分析，并对传统压缩编码方法进行了比较和综述。针对小波信号分析的特点，对小波理论在数字视频图像压缩中的应用进行了研究，并对小波基的选择问题和小波变换域内的运动估计补偿问题做了探讨。本文还提出了一种基于数学形态算法的运动估计补偿方法，这是本文的一个创新点，它跳出了传统的以“块”为单位的思想，使运动估计补偿基于对象进行。最后，本文给出了基于高速通用DSP芯片的实时视频压缩系统的设计方案。其中的算法方案主要是采用帧间预测、小波变换、量化编码和游程编码，并通过编写C语言程序在PC机和DSP实验箱上进行了算法的仿真实验，对可能影响压缩效果的几个主要问题做了比较和讨论。压缩系统设计以美国TI公司的TMS320VC5416 DSP芯片为主，它的高运算速度、特殊指令字以及代码流水线处理能力使得它能够很好地执行实时视频压缩。本文分析了TMS320VC5416的结构特点，对算法方案在DSP上的程序实现所应该考虑的几个问题做了探讨。在文章最后，对压缩系统的其它功能模块进行了芯片选型和设计，并给出了压缩系统构成的总框图。
董世都[5]2003年在《基于小波的图像压缩方法及其在视频压缩中的应用》文中研究表明图像压缩在多媒体存储和传输中扮演十分重要的角色，小波变换因具有时域频域局部性、多分辨等性质在图像压缩中正在逐步取代DCT变换，并已得到广泛的应用。基于小波的图像压缩已成为图像压缩研究的主流，一些小波系数模型也随之产生，如EZW、SPIHT和用于JPEG2000的EBCOT，这叁种模型都具有SNR可扩展性质，其中EBCOT还具有分辨率可扩展性质。这些可扩展性质对于在互联网上传送图像非常重要。上下文模型因能显着地提高图像的编码效率，在图像压缩中也得到广泛的应用。JPEG-LS和CALIC模型都利用了上下文模型，他们的平均无损压缩比高于EZW、SPIHT和JPEG2000。受Glicbawls、CALIC、ECECOW和 EZW编码方法的启发，本文提出了一种新的用于图像压缩的小波系数的上下文模型(PCW)。它通过量化当前系数的线性预测值形成上下文，把系数作为一个整体进行自适应的算术编码。实验结果表明，利用这种模型获得的平均无损压缩比高于SPIHT和用于JPEG2000的EBCOT。另外，这种模型充分利用了小波变换的多分辨率性质，具有分辨率可扩展性质，并且在每个分辨率下的压缩比也高于EBCOT。现在一些用于图像压缩的小波系数模型扩展到了叁维小波，并应用于视频压缩。同样地，本文把经过修改的PCW也扩展到叁维小波，提出了空间和时间分辨率可扩展的3D-PCW模型。它首先利用人眼视觉模型(HVS)对子带的系数进行量化；然后利用空间和时间相邻的系数对当前系数进行预测，以预测值的量化值作为上下文，对系数进行基于上下文的算术编码。由于3D-PCW把系数作为一个整体进行编码，每个系数只需要计算一次上下文，并编码一次，而EBCOT的扩展3D-ESCOT每个系数在每个平面上都需要计算一次上下文并编码一次，因而3D-PCW比3D-ESCOT算法的时间复杂度更低。实验数据也表明，对于每个量化幅度和每个空间及时间分辨率，3D-PCW不仅获得了比3D-ESCOT更高的压缩比，而且算法执行所需要的时间也更少。
郭兰英[6]2005年在《第二代小波基本理论及其在图像压缩中的应用》文中研究说明目前,小波分析的应用范围极广,遍历自然科学、应用科学乃至经济领域等诸多方面,而提升格式以其灵活、简单、应用更广的等优点已经成为现今小波分析的研究热点,对其基本理论的挖掘以及应用层面的探索是数学和信息科学领域一个重要问题之一。 论文分析了传统小波变换的一些重要理论,如多分辨率分析、Mallat算法以及双正交小波滤波器组等。接着引入了构造第二代小波的提升格式,将传统基于滤波器的第一代小波和基于提升格式的第二代小波作了比较。给出了用提升格式实现传统Mallat算法的过程,以及自适应的选择提升系数来构造新的小波的方法,分析了提升格式在算法复杂度和小波构造方面的优势。 文章构造性的证明了改进提升系数能增加小波函数的消失矩,而消失矩的增加意味着能获得更好的能量集中特性。本文将haar小波和增加消失矩后的haar小波分别用于图像压缩,并给出了对比实验分析结果,表明后者有更好的压缩效果。最后论文讨论了编解码系统中的小波分析技术及其实现,小波变换作为JPEG2000算法的核心,在实际应用中采用了提升实现,提高了算法的效率。另一方面,可以用基于提升格式构造新的小波基代替JPEG2000中用到的小波以满足特殊的应用要求。 熟悉和理解提升格式可以更灵活的应用小波进行信号分析。在信号和图像分析中,利用提升格式的原理,可以进一步的研究新的图像压缩算法,从而获得更好的压缩效果。
钱方远[7]2008年在《基于H.264的视频压缩技术及其在网络视频监控系统中的应用研究》文中认为随着信息技术的发展,对静止图像和视频序列图像的压缩编码技术的应用越来越广泛,图像压缩技术已经成为电视广播、视频监控和多媒体娱乐等中最重要的一部分。由ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG联合组成的JVT开发的H.264/MPEG 14496-10 AVC(文中后面将统一称其为H.264)是最新一代的视频压缩标准,也是目前图像通信领域研究的热点。本文对H.264标准进行了系统深入的分析,并对新标准的性能进行了仿真实验;深入分析了H.264应用在网络传输抗误码中的一些最新技术,对新标准的抗误码性能进行了仿真实验;采用TCP/IP协议在局域网上开发了基于H.264标准的网络视频监控系统的实验演示平台;文章最后给出了一个网络视频监控系统的应用实例。论文的主要内容如下:第一章综述了课题的研究背景、视频压缩的意义、目的以及压缩的可行性,分析了目前国内外在该领域的研究现状,阐述了本论文所研究的网络视频监控系统的一些关键技术。最后,提出了论文的主要研究内容,并给出了论文的总体框架。第二章对H.264标准进行了系统深入的分析,总结出了H.264标准区别于以往标准的新技术,利用H.264标准的测试模型对其进行了仿真实验。第叁章对网络传输中误码产生原因以及其对网络视频传输的影响进行了简要的分析;在分析常用的一些抗误码技术的基础上,深入分析了最新一代的视频压缩标准H.264应用在网络传输抗误码中的一些最新技术;对新标准的抗误码性能进行了仿真实验。第四章在研究了H.264编解码的原理基础上,采用TCP/IP协议在局域网上开发了基于H.264标准的网络视频监控演示平台。第五章在前述内容的基础上,给出了一个叁层网络视频监控系统的应用实例。第六章对全文进行了总结,并对未来的发展提出了展望。
王谦[8]2008年在《基于混沌加密的视频编码算法研究》文中认为本课题的研究工作是结合导师科研课题“部队油料库无线网络视频监控系统”展开的。视频通信系统已经发展到以数字化和网络化为特征的第叁代视频通信系统,在得到越来越广泛应用的同时,也不断面临着新的需求和挑战。网络化的进一步发展,使得对多媒体以及视频流传输的速度和保密性的研究成为了一种趋势,这对视频图像的压缩率和安全性提出了更高的要求。本文在分析现有的视频图像压缩和加密算法局限性的基础上,提出了本课题的研究任务和目标。论文围绕着视频图像的压缩率和安全性这两个重要指标,设计了对视频图像进行压缩加密处理的方案。分形理论应用于图像压缩领域能够获得较高的压缩比和较快的解压缩速度。本文研究了灰度图像的分形压缩原理并论述了分形理论在视频图像压缩方面的发展状况,在此基础上提出了一种自适应合并法的分形压缩算法。这种方法将传统的图像分割方法逆向操作,先进行最小尺寸的分割,然后根据合并误差的大小,将这些子块进行合并。仿真表明这种方法不但能够缩短分形压缩的时间,而且能够有效地提高分形图像的压缩比。混沌具有对初值和参数较为敏感的特性,而且还有很好的混迭、扩散性,所以特别适合被应用在加密系统中。传统的基于猫映射的二维可逆图像加密方案能够获得较高的安全性,但由于混沌具有短期的可预测性,低维的混沌映射还有其应用的局限性。本文提出一种将二维猫映射扩展到叁维的算法,获得了更大的密钥空间。用其加密经过分形压缩的视频图像,在获得更高的安全性的同时,大大提高了加密和解密速度。系统测试表明该设计方案能够达到预期目的。本文给出的基于分形压缩混沌加密的视频编码算法可以被应用于无线网络视频监控系统中,为视频图像的传输和接收提供了一定的安全保证,适用于安全性要求较高的场合。
王丽宁[9]2008年在《纯二维提升小波设计及其在数据压缩中的应用》文中研究说明图像编码是数字图像处理的重要分支,广泛应用在各种图像/视频编码的传输、存储和检索系统中。自20世纪80年代以来,小波变换因其特有的多分辨率分析能力被广泛应用于图像/视频编码领域,取得了很好的效果。小波编码是变换编码新的、重要的发展方向,随着JEPG2000的推出,可以预见小波编码将成为图像/视频编码的主流技术。本论文主要研究了纯二维小波及其提升格式,以及适用于该变换的二叉树编/解码压缩算法。文中首先简要地介绍了一维小波变换、多分辨分析以及正交小波的分解与重构算法。接着研究了二维可分离小波的分解与重构算法和小波提升方案。结合小波变换图像编码的基本思想,介绍了SPIHT编码算法。基于全相位列率滤波理论,设计了全相位内插滤波器组,对其加窗得到一维加窗全相位IDCT滤波器。将设计的全相位内插滤波器用做小波提升格式中的预测和更新滤波器,详细介绍了纯二维小波变换提升格式的实现过程。经过纯二维小波变换后,分析各分解子带小波系数金字塔排列的特点,借鉴典型的SPIHT小波编码算法的思想,设计了二叉树小波编/解码算法,并详细给出了二叉树编/解码实例。最后用Matlab程序实现了图像的纯二维提升小波变换和二叉树编码算法,二叉树解码和小波反变换重建图像。对经典的测试图像做压缩,将得到的实验结果与传统的小波编码算法SPIHT做比较,在低比特率情况下,得到了好的压缩效果。
师小琳[10]2005年在《基于DSP的多媒体压缩系统研究与设计》文中研究指明本文提出了一个多媒体压缩系统方案,系统采用TI公司生产的DSP芯片TMS320C5410实现对音视频数据流的打包、解包及摄像系统的控制等。系统通过网卡等入网设备可以将压缩后的数据在网络上传送,从而实现多媒体数据的远程通信。论文首先分析了小波变换以及小波变换在图像处理中的应用,并介绍了小波芯片ADV611;然后对语音压缩标准ITU—T G.723.1进行了分析,选用了DSP Group公司的CT8021芯片实现语音压缩解压缩;最后提出了整体系统的具体设计方案,给出了系统硬件框图,主程序流程及DSP中断程序流程。本文对于开发多媒体压缩系统具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]. 远程视觉控制系统中的视频传输与目标定位[D]. 蒲亚坤. 中国科学技术大学. 2010
[2]. 基于不可分离二维小波变换的视频编码技术研究[D]. 杨永刚. 天津大学. 2007
[3]. 全相位双正交变换理论及其在图像编码中的应用研究[D]. 王成优. 天津大学. 2010
[4]. 基于小波理论的数字视频图像的压缩编码[D]. 韩芳芳. 燕山大学. 2004
[5]. 基于小波的图像压缩方法及其在视频压缩中的应用[D]. 董世都. 重庆大学. 2003
[6]. 第二代小波基本理论及其在图像压缩中的应用[D]. 郭兰英. 武汉大学. 2005
[7]. 基于H.264的视频压缩技术及其在网络视频监控系统中的应用研究[D]. 钱方远. 北京邮电大学. 2008
[8]. 基于混沌加密的视频编码算法研究[D]. 王谦. 山东科技大学. 2008
[9]. 纯二维提升小波设计及其在数据压缩中的应用[D]. 王丽宁. 天津工业大学. 2008
[10]. 基于DSP的多媒体压缩系统研究与设计[D]. 师小琳. 西北工业大学. 2005
标签：电信技术论文; 小波变换论文; 论文格式论文; 图像编码论文; 图像压缩论文; 预测编码论文; 量化分析论文; 网络编码论文; 编码转换论文; 网络标准论文; 通信论文; 二维论文; 数据压缩论文; 算法论文;