Delaunay三角形模型基視頻及立體視頻編碼算法研究.pdf

1、圖像/視頻壓縮編碼是實(shí)現(xiàn)多媒體通信的關(guān)鍵。傳統(tǒng)基于塊的視頻/立體視頻壓縮編碼算法，因其平移的塊運(yùn)動(dòng)/視差模型不能反映圖像的真實(shí)運(yùn)動(dòng)/視差場(chǎng)，所以在甚低碼率下，預(yù)測(cè)圖像幾乎不可避免地都會(huì)出現(xiàn)塊效應(yīng)，直接影響編碼效果。為克服該類(lèi)問(wèn)題，基于對(duì)象的壓縮編碼算法將視頻分割為各個(gè)對(duì)象，采用接近物體真實(shí)運(yùn)動(dòng)/視差的模型來(lái)描述圖像的運(yùn)動(dòng)/視差場(chǎng)，但其難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)視頻對(duì)象分割?；诰W(wǎng)格模型的壓縮編碼方法則可利用網(wǎng)格的連續(xù)形變有效地補(bǔ)償視頻對(duì)象的平移、旋轉(zhuǎn)

2、和縮放等造成的圖像運(yùn)動(dòng)變化，同時(shí)網(wǎng)格的生成比視頻對(duì)象的分割相對(duì)簡(jiǎn)單，因而成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。DT(Delaunay Triangulation)模型是壓縮編碼模型中常用的網(wǎng)格模型之一。基于DT網(wǎng)格的圖像描述方法，其三角形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在圖像變化劇烈的地方比較密集，而在平坦的地方較為稀疏，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)可看成是圖像的特征點(diǎn)。這種特性是許多應(yīng)用(如圖像編碼、圖像識(shí)別等)所需要的。 本文以DT模型基圖像描述為基礎(chǔ)，對(duì)。DT模型基編碼技術(shù)進(jìn)行了深

3、入系統(tǒng)的研究：通過(guò)分析DT模型基應(yīng)用于圖像/視頻編碼的優(yōu)缺點(diǎn)，改進(jìn)了DT模型基的圖像描述方法；深入研究了DT模型基視頻及立體視頻編碼的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，諸如運(yùn)動(dòng)/視差估計(jì)、殘差圖像處理等。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新如下： 1)針對(duì)DT模型基圖像編碼方法不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼的不足，根據(jù)圖像的多分辨率表示方法，采用分層搜索的思想，提出了一種快速DT模型基圖像描述方法。該方法通過(guò)逐漸精細(xì)的搜索步長(zhǎng)搜索網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，減少了逐點(diǎn)搜索的次數(shù)，從而節(jié)約了時(shí)間，提高了

4、運(yùn)算效率，為實(shí)現(xiàn)DT模型基圖像和視頻實(shí)時(shí)編碼奠定了一定的基礎(chǔ)。 2)利用DT網(wǎng)格分析了彩色視頻亮度和色度分量中目標(biāo)之間的相關(guān)性，并利用這種相關(guān)性提出了DT模型基彩色視頻編碼方案。該方案僅對(duì)亮度分量進(jìn)行DT網(wǎng)格描述，通過(guò)相似變換完成對(duì)色度分量的DT網(wǎng)格描述。在幀間編碼時(shí)還采用了連續(xù)網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)，避免了對(duì)每一幀都進(jìn)行DT描述，同時(shí)與IVIPEG-4標(biāo)準(zhǔn)對(duì)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)過(guò)程中DT結(jié)構(gòu)要保持不變的要求相一致。因此，該方案節(jié)約了編碼時(shí)間和編

5、碼比特?cái)?shù)，提高了編碼效率。 3)深入研究了DT模型基立體圖像/視頻編碼算法。首先，提出了一種可以保持DT網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的視差估計(jì)方法。其次，將這種視差估計(jì)算法和互對(duì)應(yīng)(Cross Correspondence：CC)約束條件相結(jié)合給出了立體圖像的編碼方案，其中CC用來(lái)判斷視差估計(jì)的準(zhǔn)確性。然后，利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)和視差估計(jì)中要保持網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變這一前提條件，提出了一種基于DT網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)和視差估計(jì)相聯(lián)合的立體視頻預(yù)測(cè)算法。該算法以三

6、角形為補(bǔ)償單元，根據(jù)圖像內(nèi)容靈活地在運(yùn)動(dòng)估計(jì)和視差估計(jì)之間做選擇，從而使得預(yù)測(cè)圖像的質(zhì)量最優(yōu)。最后，把這些算法集成到立體視頻編碼中，給出了DT模型基立體視頻完整的編碼方案。 4)對(duì)適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腄T模型基漸進(jìn)式視頻編碼進(jìn)行了初步研究。按照DT網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在圖像描述中的重要性順序提出了DT模型基視頻I幀圖像漸進(jìn)式編碼方案。根據(jù)DT網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)估計(jì)的特點(diǎn)，結(jié)合比特平面編碼技術(shù)，提出了基于DT網(wǎng)格的視頻P幀圖像的漸進(jìn)式編碼方案。這些方案和MP