网络环境下视频图像传输技术是信息科学与技术的前沿课题,是图像处理、通信和Internet等领域中的共性科学问题,有广泛的应用背景。本项目将对视频压缩和传输中的五个关键问题进行系统的研究。五个研究问题是1)在小波、DCT和Contourlet等变换中自适应选取视频压缩最佳变换的理论和算法;2)变换的快速计算方法;3)图像质量客观评测的理论和方法;4)基于拟合技术的视频图像压缩;5)网络传输中信源编码抗误码性能。项目将采用统计、数值拟合和图像处理方法有机结合思路,对给定图像自适应选择最佳变换、图像质量客观评测和构造对视频图像逼近的时间连续函数三方面进行研究以期取得突破,实现对图像的高效压缩和传输。这些问题的有效解决,将为视频编码和传输问题的研究提供新的理论和算法,为上述应用领域中相关问题的解决提供一系列实用、快速和鲁棒的新技术。因此,项目有很好的理论意义和很大的应用背景。
Image compression;Color space conversion;Video transcoder;H.264/AVC;Discrete wavelet transform
图像/视频处理、压缩与传输技术仍是当今信息科学与技术的前沿课题,受到了理论界和工程应用的广泛重视。本项目对图像/视频处理、压缩与传输技术中的一些关键技术进行研究,为解决这些问题提供新的理论和方法。取得的主要成果如下1)将图像/视频压缩过程中彩色空间转换、离散余弦变换/逆变换过程(DCT/IDCT)和量化/逆量化过程三环节联合实施来减少运算次数,为图像/视频压缩技术提供了一种快速计算算法。该算法在4:4:4彩色采样情形下,彩色转换的乘法次数可减少40%以上,加法次数可减少40%。在其它彩色采样情形下,也有类似结果。2)提出了一种基于支持向量机的H.264视频转码中的宏块类型选择方案,该方案利用解码得到的宏块类型、残差数据、运动矢量、量化参数等信息提取出相应的特征向量,根据支持向量机的分类结果来决定宏块类型的选择,根据实验结果,相对于最新JM17.1中的全搜索法,在保证峰值信噪比损失在0.2-1.1dB前提下,此方法能节省80%的计算量,从而极大地降低了运算复杂度。3)在对图像的离散小波变换(DWT)深入研究的基础上,提出了一种基于DWT域的图像隐藏方案,并通过多种性能实验证实了该算法具有很强的隐藏效果和抗攻击能力。4)提出了一种基于定点DSPs的YCbCr到HSV色彩空间的快速转换算法。实验结果证明,在DSP平台上,本算法的速度比直接运算快10倍左右;在PC平台上,本文算法的速度比直接运算快1.41倍左右。5)将图像Contourlet系数间的依赖关系建模为隐马尔可夫模型(HMT),提出一种新的纹理图像分割算法,并结合贝叶斯理论,得到纹理图像的多尺度粗分割,并为Contourlet变换的隐马尔可夫树模型设计了一种多上下文模型。6)基于离散傅立叶变换域的图像客观质量评价方法研究,提出充分利用相位数据重要性的频域表示的图像客观质量评价指标。项目的成果不仅为明显改善图像、视频实时压缩和传输的质量,提高图像处理的运算效率提供了理论和方法,而且为图像信息隐藏、图像客观质量评价和图像分割等方面的关键问题提供了新的解决途径和技术,具有重要的理论意义和实际应用价值。