基于APBT的类JPEG图像压缩以及HEVC视频编码与水印算法研究
[Abstract]:With the rapid development of multimedia technology and network communication technology, people can obtain high-definition picture and video information very conveniently through the Internet. The transmission of multimedia data brings more and more pressure on CPU and network. At the same time, the transmission of multimedia data also brings about copyright protection and authentication of digital products such as image and video. In order to solve the above problems, the research background, significance and current situation of image and video compression standards, graphics processor (Graphics Processing Unit,GPU (graphics processor) parallelism and video watermarking technology are described in this paper. Then the GPU-based parallel image compression coding and the latest video coding standard HEVC (High Efficiency Video Coding), are studied and the related technologies in HEVC are analyzed deeply. At the same time the improvement of its performance is explored. Finally, based on the new generation of video compression standard HEVC, the watermarking preprocessing scheme and the video watermarking embedding scheme are deeply studied. The main contents and innovations of this thesis are as follows: (1) the JPEG image compression standard is analyzed in depth. Aiming at the slow speed of JPEG image coding, a parallel JPEG image coding scheme based on GPU is proposed. Compared with the traditional JPEG image coding scheme, it can improve the efficiency by nearly a hundred times. (2) aiming at the block effect problem of the block discrete cosine transform (Discrete Cosine Transform,DCT) in the traditional JPEG coding at low bit rate, The construction process of all-phase biorthogonal transform (All Phase Biorthogonal Transform,APBT) is used for reference, and the theory of discrete sine transform (Discrete Sine Transform,DST) and all-phase digital filtering (All Phase Digital Filtering,APDF) is combined. In this paper, all-phase discrete sinusoidal biorthogonal transform (All Phase Discrete Sine Biorthogonal Transform,APDSBT) is proposed, and the theory of all-phase biorthogonal transform is further perfected. The JPEG-like coding based on parallel APDSBT is realized by applying it to JPEG coding instead of traditional DCT transform. The parallel APDSBT-JPEG image coding algorithm not only solves the block effect caused by the traditional JPEG coding at low bit rate, but also improves the efficiency of the algorithm. Compared with the traditional JPEG coding, the subjective and objective performance of the HEVC video coding is improved. (3) the HEVC video coding framework is deeply analyzed, and the HEVC video coding algorithm based on APBT transform is proposed. The APBT transform is used to replace the DCT transform in the original standard. By analyzing the effect of APBT transform on the performance of HEVC video coding under different coding units (Coding Unit,CU), an optimal replacement scheme is proposed, and the integer APBT transform is derived, and the relationship between APBT and DCT is studied. Without increasing the complexity of the algorithm, the coding performance of HEVC is improved. (4) A video watermarking algorithm based on HEVC compressed domain is proposed, which embeds watermark information in the quantized coefficients. The accumulated error caused by watermark embedding can be solved well. In the pre-processing stage of digital watermarking, the watermark data is simply compressed by APBT transform, and the watermark embedding scheme is optimized, and the embedding capacity of video watermarking is improved. Because of the characteristics of HEVC video coding standard, HEVC video watermarking based on compressed domain can not resist the attack of re-compression. Therefore, a video watermarking algorithm based on APBT and singular value decomposition (Singular Value Decomposition,SVD) is proposed in this paper. This algorithm can resist HEVC compression very well and shows excellent stability.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN919.81
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本文编号:2470897
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