基于噪声相关模型的二元水听器组左右舷分辨技术研究

文中针对拖曳线列阵声纳的左右舷模糊问题 ,提出了一种全新的线列阵基阵结构 :二元水听器组 ,并采用噪声相关模型实现左右舷分辨。经过理论分析和仿真实验研究 ,证明了基于噪声相关模型的二元水听器组能够有效地解决单频、多频和宽带情况下的左右舷分辨问题。而且二元水听器组比三元水听器组结构简单、安装精度要求低、花费相对低廉、算法简单、易于实时实现 。

基于变换域Wyner-Ziv视频编码的相关噪声模型

在Wyner-Ziv(WZ)视频编码中,原始WZ帧数据和边信息(Side information,SI)间相关噪声模型是影响编码效率的关键因素。现有文献通常认为边信息和当前解码WZ帧的概率分布近似符合零均值拉普拉斯分布。本文详细研究了变换域WZ帧与相应边信息的残差系数的分布关系,发现其残差变换后直流系数带统计分布相比零均值拉普拉斯分布存在一定偏差,且系数带的相关噪声分布随时间和空间变换。根据变换域残差系数的分布特征,提出了一种基于变换域的相关噪声分布模型及自适应参数估计算法,利用帧内插时前向和后向运动补偿帧变换残差,在解码端估计系数带的分布参数。实验结果表明该算法有效提高了WZ视频编码的编码效率。

结构损伤识别中部分相关噪声模型

详细地讨论了噪声的来源和产生的物理机制,分析了经典不相关噪声模型的物理意义和适用范围,将测试噪声分为与信号大小无关的测试系统基础噪声和与测试信号幅值和相位有关的环境噪声两部分,提出与结构试验实际环境符合的部分相关噪声模型.计算比较了部分相关噪声模型和传统噪声模型下仿真测试信号的信噪比和方差比,并比较了其对结构振型的识别精度和损伤识别定位的影响.结果表明,所提出的部分相关噪声模型较为符合工程测试实际,而传统噪声模型未能有效模拟系统和环境噪声.

分布式编码中广义伽马分布相关噪声模型研究

针对现有相关噪声模型—Laplacian模型不能精确描述相关噪声,导致分布式视频编码(DVC,distributed video coding)系统的率失真性能不高的问题,提出像素域DVC中广义伽马分布相关噪声模型。首先分析了相关噪声的统计特性,发现Laplacian分布的峰值比实际相关噪声分布的低,然后采用广义伽马分布对相关噪声进行拟合,并给出在线估计广义伽马分布参数的方法。实验结果表明,提出的模型能较精确地描述相关噪声,且有效地改善了系统的率失真性能,并减少了解码端计算复杂度。

基于EM算法相关噪声模型估计的Wyner-Ziv分级视频编码

文中提出了一种基于EM算法的相关噪声模型估计的Wyner-Ziv分级视频编码方法,基本层用复杂度相对较低的DISCOVER相关噪声模型参数估计方法,保证了基本的图像质量;增强层利用EM算法在线学习,建立相关噪声模型。实验结果表明,文中提出的噪声模型估计算法与DISCOVER的噪声模型相比,在相关噪声分布有拖尾现象时,能使编码器的率失真性能明显提高。

分布式视频编码中相关噪声模型优化算法

在分布式视频编码中,准确的相关噪声模型(correlaiton noise model,CNM)是影响系统的关键因素。通过研究变换域中WZ帧与相应边信息的残差系数的分布关系,发现实际的残差分布与拉普拉斯分布模型存在一定的偏差。通过分析相关噪声模型的特性,提出相关改进算法。即根据残差系数的大小与实际概率置信度的关系,采用不同的分布参数,使得改进后的拉普拉分布模型更接近实际的残差分布。实验结果表明,该优化算法有效提高了系统的率失真性能,不仅降低了系统解码的码率,同时提升了最小均方误差(minimun mean square error,MMSE)重建的质量。

基于混合相关噪声模型的WZ帧重构算法

为进一步提高分布式视频编码的WZ帧重构质量,在分析现有算法基础上,提出一种WZ帧重构算法。从实际应用角度出发,对Laplacian和Cauchy分布相关噪声模型进行分析,指出其各自特点,在此基础上将二者混合使用,通过设定阈值对残差系数进行分类,分别对应生成边信息质量高和边信息质量低的情况,生成高质量边信息采用Laplacian分布进行建模,反之采用Cauchy分布表示相关噪声,分别推导WZ的条件期望值作为WZ重构值。实验中选用参数0.5,其结果表明,该算法可以显著提高WZ帧质量和系统率失真性能,适用于运动剧烈视频序列和大GOP情况。

分布式视频编码中基于改进FCM聚类的相关噪声模型估计

目的在分布式视频编码中,为了更加准确地描述相关噪声残差子带的变化特性,提出一种基于改进的模糊C均值(FCM)聚类的模型估计方法。方法本文算法针对每一解码子带选取不同的特征矢量;利用改进的模糊C均值进行聚类;采用阈值控制法求取相应的模型参数;然后用重建子带更新下一解码子带的特征矢量,直到一帧中所有子带解码完成。针对模糊C均值对初始聚类中心的敏感性,采用随机生成隶属度矩阵的方法来缓解聚类陷入局部最优的问题。结果从实验效果和算法复杂度角度考虑,将残差样本聚为8类。实验结果表明,本文聚类算法可以更加准确地模拟帧内不同区域的不同信道噪声特性,对于运动越剧烈的序列效果越好,相对于子带级拉普拉斯估计,平均增益达1 dB。结论提出了一种新的相关噪声估计方法,针对不同的子带选取不同的特征矢量,并重建更新。实验结果表明,本文算法能更好地描述相关噪声特性,获得系统性能的提高。

Wyner-Ziv视频编码中无反馈速率控制算法研究

为了避免在分布式视频编码系统中使用反馈信道,提出了一种基于Wyner-Ziv编码的无反馈速率控制算法。首先,利用目标码率和目标帧率进行GOP层码率分配;然后,根据原始图像的帧间相关性动态选择量化因子和量化矩阵来分配每个GOP内关键帧和Wyner-Ziv帧的比特数;接下来,利用系数带级的相关性计算相关噪声模型参数,并选择对应的LDPC校验矩阵,提出Wyner-Ziv帧的无反馈比特面速率控制算法。实验结果表明,在给定目标码率下,所提算法的编码码率误差小于0.57%,且与现有无反馈速率控制算法相比,解码恢复图像的PSNR(峰值信噪比)可以提高1dB。另外,该算法基本没有增加编码端复杂度,可用于实际分布式视频通信系统。

变换域Wyner-Ziv视频编码的码率控制

为了降低变换域Wyner-Ziv视频编码的解码复杂度,利用信道相关特征量及系数带的时间相关性提出了一种有效的码率控制算法.该算法在编码端估计传送的最小码率块,并利用不同系数带的时间相关性及信道的平均反馈次数,对估计的最小码率进行调整,得到实际需要传送的初始码率,从而有效地控制解码反馈次数,降低系统延时和解码复杂度.实验结果表明,该算法在保证编码效率的同时可以大幅降低解码复杂度,最大可降低82%.

无反馈分布式视频编码中码率分配算法研究

码率分配是无反馈分布式视频编码中的关键技术之一.本文研究编码端快速边信息生成方法,基于边信息和Wyner-Ziv帧各个位平面误码率,提出了一种编码端码率分配算法（Bitplane Error Probability based Encoder Rate Control,BEP-ERC）.还提出在编码端精确估计拉普拉斯—柯西混合分布（Laplace-Cauchy Mixture Distribution,LCMD）模型参数α和μ的思想.实验表明本文算法与现有算法相比,率失真性能提升0.1~0.4d B,且降低了编码端计算复杂度.

一种基于新的边信息生成算法的无反馈DVC系统

传统基于反馈信道的分布式视频编码（DVC）方案不适用于反馈信道不存在或时延要求严格的应用场景。针对上述问题，提出了一种新的无反馈分布式视频编码框架，采用离线相关噪声模型（OCNM）和基于3DRS运动补偿外推的边信息生成算法。实验表明，该系统比专家级无反馈DVC系统PSNR性能提升1.5dB，且与DISCOVER系统差距被缩小到了0.1~0.6dB。

像素域基于广义高斯分布的WZ帧重构方案设计

为提高分布式视频编码系统解码WZ帧的图像质量,提出了像素域基于广义高斯分布的WZ帧重构方案.该方案充分考虑了边信息与原始WZ帧间的相关性,以广义高斯分布作为虚拟相关信道模型,提高率失真性能;用广义高斯分布做相关噪声模型,对给定量化区间,计算边信息已知情况下WZ的条件期望作为WZ重构值;为了不过多地增加重构方案的复杂度,将广义高斯分布的形状参数固定为0.5,推导出重构WZ帧的闭式表示.实验结果表明,基于广义高斯分布的WZ帧重构方案能有效提高率失真性能和改善重构WZ帧的图像质量.