三維視頻編碼技術(shù)研究.pdf

1、三維視頻使用戶(hù)能夠自由選擇觀看的視點(diǎn)與視角，并體驗(yàn)三維視覺(jué)感知，可廣泛應(yīng)用于三維電視、娛樂(lè)、視頻通話(huà)、視頻監(jiān)控、藝術(shù)展覽、教育、醫(yī)療和軍事等各個(gè)領(lǐng)域。典型的三維視頻數(shù)據(jù)包括多視點(diǎn)視頻與相應(yīng)的深度圖像序列。三維視頻信息量巨大，是制約其應(yīng)用的瓶頸，因此三維視頻壓縮技術(shù)成為近幾年的研究熱點(diǎn)，尤其是基于H．264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的三維視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作成為運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組（Moving Picture Experts Group，MPEG）近年來(lái)的主

2、要活動(dòng)內(nèi)容之一。 本論文深入研究了基于H．264/AVC的三維視頻壓縮編碼方法及相關(guān)技術(shù)，主要研究?jī)?nèi)容與成果如下： 1．提出一種基于深度特征的多視點(diǎn)視頻圖像區(qū)域分割算法，并可同時(shí)估計(jì)得到每一個(gè)圖像區(qū)域的視差。已有基于深度特征的區(qū)域分割算法的一個(gè)共同特點(diǎn)是需要先估計(jì)得到基于像素或圖像塊的視差場(chǎng)，再分割得到不同深度層區(qū)域。提出的算法能夠避免計(jì)算和分割圖像視差場(chǎng)，直接提取圖像中各對(duì)象的深度特征計(jì)算得到區(qū)域視差，并基于這些區(qū)域視

3、差進(jìn)行圖像分割得到不同深度層次區(qū)域。 2．總結(jié)與分析了已有的普通視頻與可伸縮視頻的運(yùn)動(dòng)信息預(yù)測(cè)編碼方法，提出一種多視點(diǎn)視頻視點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)編碼方法——基于精細(xì)粒度運(yùn)動(dòng)匹配的視點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)跳過(guò)模式。運(yùn)動(dòng)跳過(guò)模式是一種已有的視點(diǎn)間預(yù)測(cè)編碼技術(shù)，它能夠節(jié)省編碼宏塊運(yùn)動(dòng)信息所需的比特開(kāi)銷(xiāo)，提高多視點(diǎn)視頻編碼總體效率。提出的精細(xì)粒度運(yùn)動(dòng)匹配方法在鄰近視點(diǎn)圖像中搜索得到當(dāng)前編碼宏塊的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)信息，再將該運(yùn)動(dòng)信息用于視點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)跳過(guò)模式，從而顯著改進(jìn)

4、已有運(yùn)動(dòng)跳過(guò)模式的編碼效率。該項(xiàng)技術(shù)已被聯(lián)合視頻小組（Joint Video Team，JVT）納入多視點(diǎn)視頻編碼參考軟件。 3．視頻圖像與對(duì)應(yīng)深度圖像間具有極強(qiáng)的相關(guān)性，表現(xiàn)為對(duì)象邊界的相似性和對(duì)象運(yùn)動(dòng)的相似性。因此本論文提出一種視頻-深度聯(lián)合預(yù)測(cè)編碼方法，包括視頻．深度運(yùn)動(dòng)信息復(fù)制與視頻．深度運(yùn)動(dòng)信息預(yù)測(cè)兩種機(jī)制，可在編碼深度圖像過(guò)程中重用視頻圖像編碼產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)信息，從而提高深度圖像壓縮效率。此外，對(duì)多視點(diǎn)視頻．深度聯(lián)合預(yù)測(cè)

5、編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步研究，設(shè)計(jì)出一種預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒁延懈鞣N預(yù)測(cè)編碼工具納入其中，靈活使用這些工具可以有效去除各種冗余信息。 4．視頻編碼預(yù)處理能夠消除或降低視頻圖像采集過(guò)程中引入的各種噪聲和畸變失真，改善視頻圖像質(zhì)量，并能提高后續(xù)的視頻壓縮編碼效率。本論文對(duì)其中的自動(dòng)曝光功能進(jìn)行了深入研究，提出一種基于圖像亮度直方圖的自動(dòng)曝光控制方法。算法從亮度直方圖分布中推導(dǎo)得到不感興趣區(qū)域，為這些不感興趣區(qū)域分配相對(duì)較小的權(quán)值來(lái)降低它在計(jì)算加