多視點(diǎn)視頻編碼方法的研究.pdf

1、為滿足視頻場景自然和真實(shí)再現(xiàn)需求，具有3D視覺功能的多視點(diǎn)視頻技術(shù)正越來越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視，并成為近年來視頻研究的熱點(diǎn)之一。多視點(diǎn)視頻蘊(yùn)涵了景物的深度信息，在自然場景的表征上更具真實(shí)感，在3D電視、自由視點(diǎn)電視、具有臨場感的可視會(huì)議及虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。然而多視點(diǎn)視頻具有巨大的數(shù)據(jù)量，存貯和傳輸十分困難，必須對(duì)其進(jìn)行高效的壓縮。在多視點(diǎn)視頻中，除了各個(gè)視頻流內(nèi)具有很強(qiáng)的空間和時(shí)間相關(guān)性，各視點(diǎn)之間也具有一定的交叉

2、相關(guān)性，如何有效地利用這些相關(guān)性是提高多視點(diǎn)視頻編碼效率的關(guān)鍵。為提高多視點(diǎn)視頻的壓縮效率，本文在多視點(diǎn)視頻編碼的預(yù)測框架、運(yùn)動(dòng)與視差矢量的預(yù)測、基于顏色差異補(bǔ)償?shù)囊暡铑A(yù)測編碼以及碼率控制等方面進(jìn)行了研究。 本文首先分析了多視點(diǎn)視頻中視差預(yù)測特性和各種相關(guān)性的相對(duì)大小，在此基礎(chǔ)上，提出了基于H．264的多視點(diǎn)視頻編碼方案，使用H．264的幀內(nèi)方向預(yù)測和幀間多模式預(yù)測解除多視點(diǎn)視頻的空間相關(guān)性、時(shí)間相關(guān)性和交叉相關(guān)性。在視差預(yù)測中

3、引入全局視差預(yù)測編碼模式，并將其集成到H．264的多模式預(yù)測編碼中，提高了壓縮效率；為減少編碼視差矢量和運(yùn)動(dòng)矢量所需的比特?cái)?shù)，提出了改進(jìn)的視差矢量和運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測方法，該方法除了利用視差矢量和運(yùn)動(dòng)矢量的空間相關(guān)性，還利用了它們?cè)谙噜徱朁c(diǎn)或相鄰時(shí)刻的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，本文還提出了一種基于分層結(jié)構(gòu)的視差預(yù)測框架，使多視點(diǎn)視頻碼流具有“視點(diǎn)可分級(jí)”、“視點(diǎn)隨機(jī)訪問”和“部分視點(diǎn)解碼”的功能。 在多視點(diǎn)視頻中，由于各攝像機(jī)所處方位不同的影響

4、，接收到的光線強(qiáng)度存在差異，同時(shí)各攝像機(jī)的增益、電平等也不能保證完全一致，導(dǎo)致實(shí)際獲得的多視點(diǎn)視頻圖像之間存在著顏色(包括亮度和色差信號(hào))差別，從而嚴(yán)重影響多視點(diǎn)視頻的壓縮性能。為進(jìn)一步提高多視點(diǎn)視頻的壓縮效率，本文深入研究了基于顏色差異補(bǔ)償?shù)囊暡铑A(yù)測編碼。在分析了不同視點(diǎn)圖像之間的顏色差異基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行建模，然后根據(jù)對(duì)模型的簡化程度，提出和實(shí)現(xiàn)了多種基于顏色差異補(bǔ)償?shù)囊暡铑A(yù)測編碼方法：全局線性顏色差異補(bǔ)償、全局非線性顏色差異補(bǔ)償、局

5、部顏色差異補(bǔ)償、全局與局部自適應(yīng)的顏色差異補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文的顏色差異補(bǔ)償方法明顯改善了視差預(yù)測，提高了多視點(diǎn)視頻的壓縮效率。 碼率控制是視頻編碼中非常重要的技術(shù)之一，它是任何視頻編碼都不能回避的問題。對(duì)于單視點(diǎn)視頻編碼，由于傳統(tǒng)的多通道VBR碼率控制算法計(jì)算復(fù)雜度高，不適用于實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用，本文提出了一種低復(fù)雜度的單通道VBR碼率控制算法。該算法根據(jù)圖像復(fù)雜度來分配當(dāng)前圖像的目標(biāo)比特?cái)?shù)，算法中的模型參數(shù)隨輸入視頻自適應(yīng)更新