车辆行驶产生的颠簸、晃动, 会严重影响红外激光车载云台采集视频的质量, 不利于信息的观察和判读。为了改善视频质量, 提出一种实时有效的车载电子稳像方法。首先, 用非线性扩散滤波建立尺度空间, 使视频帧在无损精度的前提下突出边缘信息; 然后, 采取图像亮度信息与梯度信息相结合的特征提取策略,利用图像亮度信息快速搜索潜在特征点并记录其位置, 并通过分析其梯度信息与预判条件的对比结果来选取优质特征点, 在特征描绘阶段, 通过增强二值特征描绘器之间的显著性和差异性, 提升特征量的辨别力; 最后, 通过位置验证辨别相似特征, 提高全局运动矢量估计精度。时间比对实验表明提出的算法能够满足实时处理的要求,在分辨率为720 P时也能达到每秒处理帧频大于60帧; 有效能力对比实验中, 新方法的重复度均高于65%, 明显提高了特征探测能力, 并且在加入去抖动设计后6组实验的帧间转换精度分别提升了46.8%、30.8%、28.44%、28.1%、33.9%和53.4%, 表明该方法极大地改善了抖动视频的稳定性和视频信息提取的准确度。

提出了一种基于缓冲区状态及梯度算子的低延时高效视频码（HEVC）率控制方法，以解决现有的码率控制算法在无人机机载侦察系统中因比特分配不当引起的视频质量较差的问题。首先，利用剩余比特及缓冲区状态预分配帧层目标比特；然后，以视频中每帧各最大编码单元(LCU)的时空复杂度作为权重，预分配各LCU的目标比特；最后，通过R-λ模型获得目标比特下的编码参数，实现视频压缩编码，并完成模型参数更新。实验结果表明：在8 Mbps的带宽下，提出的算法使码率控制误差缩小到HM16.0的2/5，视频中图像质量波动范围降低到HM16.0的1/4以内。提出的方法有效抑制了帧间比特消耗波动，使得缓冲区占用量能在小范围内平稳波动，图像主观质量也得到了改善，更好地满足了机载侦察系统低延时的应用需求。

由于H.264/AVC采用的码率控制模型忽略了视频特性对初始帧量化参数(Initial Quantization Parameter, QP0)选择的影响, 本文提出了一种新的基于视频特性的QP0估计算法来提高H.264/AVC的码率控制精度。首先, 分析影响QP0的视频特性, 包括每像素比特数(bpp)、视频序列的复杂度和图像组(GOP)长度; 然后, 通过大量的测试仿真建立了QP0与bpp和视频序列复杂度之间的函数关系; 最后, 结合GOP长度对QP0的影响, 修正了QP0模型。实验结果表明: 相比JM12.2中的算法, 提出的算法使四分之一通用中间格式(QCIF)和通用中间格式序列重建帧的平均峰值信噪比(PSNR)分别提高了0.185 dB和0.144 dB; 码率控制误差的控制幅度分别提高了37.3%和11.2%; 序列中每帧图像间的质量波动均降低了约50%。该方法在提高重建帧质量的同时, 大幅度降低了码率控制误差, 有效地抑制了序列间每帧图像的质量波动, 获得了更优质、平稳的编码视频流, 并能很好地适应不同特性的视频序列。

提出了一种基于人眼视觉系统(HVS)特性的H.264/AVC码率控制方案以解决传统的H.264/AVC码率控制算法中由于码率分配不当造成视频质量较差的问题。该方案利用人眼视觉系统对视频场景感知的选择性设计了一种新的基于区域的码率控制算法。首先, 利用当前帧和前一帧的信息快速地检测出运动区域和非运动区域。其次, 根据宏块所在区域的复杂度进一步将非运动区域细分为平坦区域和复杂区域。最后, 对这3种区域依据不同的视觉敏感度权重分配适当的比特数。基于不同区域峰值信噪比(PSNR)、连续帧PSNR、主观评价以及缓冲器充盈度综合评价了本文算法的性能, 结果表明, 提出的基于区域的码率控制方案对不同视觉特性区域的比特分配有较高的鲁棒性, 与JVT-G012的码率控制算法相比能获得较好的主观和客观编码质量。

在DM6467T平台上, 设计了视频编码存储和网络传输系统。介绍了达芬奇平台的特征、系统的硬件框架和达芬奇开发平台的搭建。调用达芬奇平台的编解码引擎中h.264编码算法, 进行了App端多线程应用程序设计, 详细介绍了主线程、视频线程、捕获显示线程、传输线程和写线程的流程以及相互关系。完成了软硬件的集成并进行了相关应用程序测试。测试结果表明: 视频回放清晰流畅, 实时性很高; 网络传输的视频播放性能可以满足实时视频监控系统要求; 存储后的视频数据得到大于100倍的压缩比。

基于中波红外320×240制冷型探测器设计了一套双视场红外光学系统，利用光学被动式补偿温度焦移，实现对系统的无热化设计。介绍光学系统结构参数的求解过程，用Zemax软件进行设计，并对该系统在不同温度下进行仿真以及像质评价。实验结果表明：光学系统采用二次成像结构，使用8片透镜在3.7 μm~4.8 μm波段实现了50 mm和200 mm两档变焦，满足100%冷阑匹配，在-20℃~60℃温度范围内，系统Nyquist频率处MTF值均大于0.5。

基于谐衍射透镜成像理论和变焦系统原理，采用轴向移动式变换视场，同时引入谐衍射透镜，实现了红外谐衍射双波段双视场光学系统的设计。对设计结果进行了像质评价。设计与分析结果表明，该系统使用5片透镜在双波段实现了40~80 mm两档变焦，满足100%冷光阑效率。在3.7~4.3 μm中波红外波段，系统奈奎斯特频率处调制传递函数(MTF)值大于0.5；在8.7~11 μm长波红外波段，系统奈奎斯特频率处MTF值大于0.3。该成像系统具有双波段、高分辨率、体积小、结构简单等特点。