为了解决消费级无人机(UAV)视频图像在传输过程中出现的高时延、低可靠性等问题,提出一种适用于消费级无人机的视频传输算法。发送图像时,对视频流进行分帧分片,采用分量变换,对Y,Cr,Cb三分量进行三级离散小波正变换、位平面分解、组织编码、并行传输处理。接收过程与发送过程相逆,将接收的完整图像存入二级缓存区以进行后续处理。小波变换保证了图像传输的可靠性,图像编码减轻了图像传输的负荷,图像并发及二级缓存接收进一步提高了图像的实时性。在传输距离为20m的WIFI环境下,对分辨率为640×480、1280×720图像分别进行测试。640×480图像下,接收帧率均值为47.7frame/s,时延均值为35.7ms,结构相似性(SSIM)均值为0.984,方均根误差(RMSE)均值为1.61;1280×720图像下,指标依次为28.8frame/s、45.9ms、0.978、2.68。实验结果表明,当消费级无人机在超低空拍摄时,所提算法能够满足高清视频流实时可靠传输的要求,也可应用在其他图像传输领域。

为了探索虚拟绘制视点之间的强相关性, 提高光场图像的压缩效率, 提出一种基于视点相关性的光场图像压缩算法。该算法基于高清视频编码屏幕内容编码扩展平台, 利用线性加权算法以及帧内块拷贝混合预测算法来提升编码块的预测精度; 并利用率失真优化过程来自适应地选择最优的编码块大小以及预测模式。结果表明, 所提算法相比于高清视频编码标准可以获得2.55dB的平均BD-峰值信噪比编码增益, 同时可以获得较好的虚拟视点绘制质量。该算法充分利用虚拟绘制视点之间的强相关性, 提高了光场图像的编码效率。

为了实现对细胞工厂中细胞的实时监测, 设计一款高分辨率、长工作距离的视频显微镜。采用卡塞格林式物镜与折射式显微系统相结合的设计方法, 在反射式系统中加入厚弯月形透镜补偿系统产生的像差, 缩短光学系统的横向尺寸, 校正像差。针对被观察细胞的具体特征, 设计了一种工作距离100mm、分辨率1.2μm、线视场2mm的视频显微镜, 达到高清水平, 系统很好地校正色差、球差、场曲和畸变, 达到了平场消色差显微镜的要求。实现对细胞状态的高清实时监测。

为了提高硅基微显示器灰度等级及分辨率,同时保持像素灰度线性度,结合模拟幅值调制和数字脉宽调制的优点,对数模融合扫描策略进行研究。介绍了子空间位权值扫描算法及其对扫描效率提高的作用,介绍了数模融合扫描的比特位和灰度调制,以及256级灰度案例推导。结果表明:所述方法能有效降低数据传输所需频率,且随着灰度等级及分辨率增加这一优势更加明显。在256级灰度、1920 pixel×1080 pixel的分辨率时,所需数据传输频率只需52.49 MHz,扫描效率达到92.58%,且线性度为100%。该方法缩小了所需数据传输频率,有效降低了对显示器件的要求。

在一个典型的视频编码系统中, 其中运动估计(ME)的运算量大约占总运算量的60%~90%, 尤其未来的数字电视将以高清和超高清标称, 意味着在保持一定的信噪比条件下更大的搜索范围。本文提出了一种基于以上算法优势特点的运动估计算法及其硬件实现――分层全搜索运动估计(HFSME), 该算法支持AVS标准的多参考帧技术(B,P帧均采用2幅图像作为参考帧)、率失真优化(RDO)和4种宏块分块模式(16×16,16×8,8×16,8×8), 并满足AVS高清实时编码器的需求。从性能上该算法及其硬件实现支持AVS Baseline级高清1080P, 帧率达到30 fps, 搜索面积达到234×98像素, 相较于同样性能下的全搜索算法, 峰值信噪比(PSNR)相差不大, 但运算量只有全搜索算法运算量的1/4。同时, 相较于文献<参考文献原文>中的结构, 本文设计的基于HFSME算法的IME(整像素运动估计)结构设计, 在处理单元(PE)规模上是文献<参考文献原文>结构的2倍, 但是搜索范围能力是其4倍, 并且吞吐率是其10倍, 具有最优的性能, 带来了良好的性价比。

为了实现高清数字化医疗内窥成像,使用成像质量良好的耦合透镜系统耦合内窥镜目镜和CCD相机,成为高清视频内窥镜。基于实际应用的要求,设计了一个适用于耳鼻喉科内窥镜耦合CCD相机的透镜系统,该系统可以用于1/1.8 in(1 in=25.4 mm)、200万像素的CCD相机成像,并且具有12°视场角,4.4的F数。在调制传递函数(MTF)大于0.1判据下,透镜系统各视场的分辨率都在111 lp/mm以上,在全视场范围都能取得很好的成像效果。实际测试表明,该系统光学成像清楚,图像细节表现明显,分辨率达到了高清成像的要求,虽然结构简单,但达到了预期的设计目标,不但有利于加工和装配,而且降低了大量的成本。

为了满足用户对高分辨率、大屏幕、大色域图像的追求,设计了一种基于激光光源照明系统的超高清(UHD) DLP投影光学引擎,样机应用单片式4K TRP DMD芯片,采用红(638 nm)、绿(532 nm)、蓝(447 nm)三色激光器作为光源。介绍了DLP UHD照明光学系统的两种典型设计方案,采用复眼透镜阵列作为匀光方案来提高光能利用率和光源均匀度。还介绍了TI的TRP技术和XPR技术,对比了适合于TRP技术的TIR和RTIR棱镜的优缺点,给出了光学仿真,设计了双DDPP4422+FPGA的驱动系统, 实现了投射比为0.248的激光投影样机。样机色彩饱和度高,显示效果好。光学系统结构简单、集成化程度高、易于实现批量化生产。

超高清电视（UHDTV，Ultra High Definition TV）凭借其超高的屏幕分辨率可以更细腻地展现视频的内容，受到越来越多用户的青睐，然而目前超高清节目源发展有限，通常只能将低于超高清电视屏幕分辨率的视频经过插值后播放，这样处理可能会对用户主观体验带来一定的影响。如何准确评估UHDTV多分辨率视频源对视频显示质量的影响，对UHDTV业务的部署和优化起到指导性的作用。本文通过主观实验，利用SSIM算法预测视频源编码质量，并进一步分析视频源分辨率对UHDTV视频显示质量的影响，提出一种面向UHDTV的视频显示质量评估模型。实验结果表明，相比SSIM、VIFp和MOVIE三种经典的视频质量评估算法，本文模型所得视频显示质量和主观质量之间的皮尔森系数分别提高1.13%、1.89%和2.31%，斯皮尔曼等级相关系数分别提高1.35%、1.53%和2.24%，RMSE降低35.05%、3694%和39.71%。所提模型可以更加准确地评价UHDTV视频显示质量。

采用UV2A技术的像素较之MVA, 其穿透率可以提升20%, 这意味着UV2A技术可以大幅度降低系统功耗及背光成本。采用光配向技术, 开发了165 cm(65 in)UHD液晶面板, 其具备出色的显示性能, 比如全视角, 更快的响应时间, 超高的对比度等等。采用Cs-Swing八畴技术, 进一步降低了色偏现象。采用网状结构的Cs线设计, 降低了其电阻电容信号延迟。开发了一种新型的hG-2D像素结构及其驱动电路, 解决了65 in UHD面板在120 Hz驱动下充电时间严重不足的难题。

采用ARM+DSP高性能双核DM3730处理器,结合CMOS图像传感器OV2715,设计一套具有人脸检测跟踪功能的高清智能视频采集处理系统,并已用于车载智能人脸分析摄像机中。详细介绍了该系统软件平台各功能模块的设计及基于相关改进算法的DSP实现。测试结果表明该系统人脸检测率达到98.59%,且每秒能检测25帧,基本满足实时性的要求,同时在遮挡、相似色干扰下也能够准确检测跟踪人脸,可以广泛应用于安防监控领域。