基本信息
- 項目名稱：
- 基于冗余小波變換的視頻壓縮及其DSP實現(xiàn)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 提出了一種通過冗余小波變換獲得運動特征點和潛在運動區(qū)域,并在時域進行運動估計的變換域、時域相結合的運動估計算法，在保證匹配的準確性同時有效的減少了搜索匹配時間，并且在TI公司的TMS320DM642芯片開發(fā)板上驗證了算法的實時性。
- 詳細介紹：
- 1．冗余小波變換產生特征點： 我們采用相鄰尺度子帶系數(shù)相乘后求和的方法得到模板，計算所有像素點的模板值，如果大于預設的閾值，即確定該點為特征點。 2.潛在運動區(qū)PMA的提取 提出了在冗余小波變換域進行的PMA提取模板，并結合時域方法的運動估計和補償。提取的提取PMA的模板由多子帶組成，包括近似子帶（LL）、低-高子帶（LH）、高-低子帶（HL）、高-高子帶（HH) 3．時域運動估計 不在潛在運動區(qū)域的運動特征點的運動矢量直接設為0，不進行運動估計，只對落在潛在運動區(qū)域的運動特征點進行運動估計。采用絕對幀間差平均準則(SAD) 作為最佳匹配準則。 4. 實驗方法： 標準測試圖像采用Akiyo(144*176，90幀)和Mother(288*352，100幀)。第一幀作為I幀，后面幀都作為P幀，根據(jù)前一幀的預測圖像來估計當前幀。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 運動估計是運動圖像編碼的重要內容,它通過去除圖像序列之間的時間冗余從而達到壓縮的目的,因此,運動估計是運動圖像編碼過程中最耗時的部分之一。我們的作品通過冗余小波變換獲得運動特征點和潛在運動區(qū)域,并在時域進行運動估計的變換域、時域相結合的運動估計算法，在保證匹配的準確性同時有效的減少了搜索匹配時間。 并在TI公司的TMS320DM642芯片開發(fā)板上驗證了算法的實時性。
科學性、先進性
- 由于傳統(tǒng)小波變換在視頻壓縮中的缺陷，所以我們提出一種新型的基于冗余小波變換的視頻壓縮算法： 1．冗余小波變換產生特征點 冗余小波具有平移不變性，各子帶圖像尺寸大小相等，所以便于計算。因此算法采用相鄰尺度子帶系數(shù)相乘后求和的方法得到模板，計算所有像素點的模板值，如果大于預設的閾值，即確定該點為特征點。 2．潛在運動區(qū)PMA的提取 結合了冗余小波變換的各子帶系數(shù)高度相關、方向選擇性、各子帶與輸入信號大小相等以及平移不變的性質，提出了在冗余小波變換域進行的PMA提取模板，并結合時域方法的運動估計和補償。 3．時域運動估計 只對落在潛在運動區(qū)域的運動特征點進行運動估計。運動估計算法類似于傳統(tǒng)的宏塊匹配，理論分析和實驗結果表明本文提出的運動估計方法優(yōu)于時域和Cui的冗余小波變換域運動估計方法。在DM642 在EVM開發(fā)板上實現(xiàn)該算法，從攝像頭端獲取圖像，到DSP芯片算法處理，最后顯示器端重建回放，每秒可以處理25幀左右，基本達到了實時性。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 使用我們提出的運動估計算法進行視頻壓縮后，解碼可疑良好的恢復圖像。同時我們在PC機上分別使用MPEG_4SVP壓縮標準和本文提出的壓縮算法相比較，我們的算法壓縮時間更少。
同類課題研究水平概述
- 目前基于小波的視頻編碼技術可以分為三類： 1.空間域運動補償?shù)男〔ㄗ儞Q(MC-DWT) 這種技術是在空間域進行運動估計和運動補償來消除時間冗余，對其誤差圖像以及幀內圖像采用小波變換進行編碼消除空間冗余。與傳統(tǒng)的基于DCT的混合編碼的主要差別在于對補償幀差的處理，它是用整域小波變換代替分塊DCT變換。這些編碼器的差別僅在于運動補償殘差的小波變換編碼，而且小波變換沒有對運動補償產生任何影響，因此一些學者的研究表明，將小波變換作用于預測誤差這類圖像時，其效果并不能顯著優(yōu)于DCT，因此基于小波的視頻編碼需要在結構上進行更多地改進。 2.小波域運動補償（DWT-MC） 這種視頻編碼方案是先使用整域小波變換消除空間冗余，再通過小波域的運動估計和運動補償技術消除時間冗余，最后對變換域的補償殘差進行小波壓縮編碼。由于小波分解內在的多分辨結構，在小波域內很容易執(zhí)行多分辨運動估計和運動補償（MRMC），同傳統(tǒng)的時域運動估計相比可以節(jié)省大量的搜索匹配時間。目前看來要提高這類編碼器壓縮性能，應設法適當減小小波域的搜索匹配集合，優(yōu)化小波域的運動估計策略，提高小波域運動估計速度。 3.具有或不具有運動估計的三維小波變換 這種編碼方案是根據(jù)是否具有運動估計大致分為兩類：純三維小波變換（3DWC）和具有運動補償?shù)娜S小波變換（MC-3DWC）。由于視頻序列在時間方向上存在著很強的相關性，但這些相關性明顯不同于空間相關性。因此如果不考慮這些因素，簡單地使用三維小波變換進行視頻圖像壓縮，編碼器的性能將大打折扣。 總體來看，目前小波視頻壓縮技術遠不及小波圖像壓縮技術成熟。小波視頻圖像壓縮研究之所以滯后于小波圖像壓縮研究不僅僅因為小波視頻圖像的進展有賴于小波圖像的研究和信號維數(shù)的提高，還由于視頻壓縮的應用背景與圖像壓縮的應用背景有很大的不同。由于視頻應用實時性的原因，視頻壓縮算法要對壓縮算法的復雜度和壓縮效率作綜合考慮。
