多視點視頻編碼方法的研究.pdf

1、為滿足視頻場景自然和真實再現(xiàn)需求，具有3D視覺功能的多視點視頻技術(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之一。多視點視頻蘊涵了景物的深度信息，在自然場景的表征上更具真實感，在3D電視、自由視點電視、具有臨場感的可視會議及虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。然而多視點視頻具有巨大的數(shù)據(jù)量，存貯和傳輸十分困難，必須對其進行高效的壓縮。在多視點視頻中，除了各個視頻流內(nèi)具有很強的空間和時間相關(guān)性，各視點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)性是提高多視點視頻編碼效率的關(guān)鍵。為提高多視點視頻的壓縮效率，本文在多視點視頻編碼的預(yù)測框架、運動與視差矢量的預(yù)測、基于顏色差異補償?shù)囊暡铑A(yù)測編碼以及碼率控制等方面進行了研究。 本文首先分析了多視點視頻中視差預(yù)測特性和各種相關(guān)性的相對大小，在此基礎(chǔ)上，提出了基于H．264的多視點視頻編碼方案，使用H．264的幀內(nèi)方向預(yù)測和幀間多模式預(yù)測解除多視點視頻的空間相關(guān)性、時間相關(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動矢量所需的比特數(shù)，提出了改進的視差矢量和運動矢量預(yù)測方法，該方法除了利用視差矢量和運動矢量的空間相關(guān)性，還利用了它們在相鄰視點或相鄰時刻的對應(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，使多視點視頻碼流具有“視點可分級”、“視點隨機訪問”和“部分視點解碼”的功能。 在多視點視頻中，由于各攝像機所處方位不同的影響

4、，接收到的光線強度存在差異，同時各攝像機的增益、電平等也不能保證完全一致，導(dǎo)致實際獲得的多視點視頻圖像之間存在著顏色(包括亮度和色差信號)差別，從而嚴(yán)重影響多視點視頻的壓縮性能。為進一步提高多視點視頻的壓縮效率，本文深入研究了基于顏色差異補償?shù)囊暡铑A(yù)測編碼。在分析了不同視點圖像之間的顏色差異基礎(chǔ)上，對其進行建模，然后根據(jù)對模型的簡化程度，提出和實現(xiàn)了多種基于顏色差異補償?shù)囊暡铑A(yù)測編碼方法：全局線性顏色差異補償、全局非線性顏色差異補償、局

5、部顏色差異補償、全局與局部自適應(yīng)的顏色差異補償。實驗結(jié)果驗證了本文的顏色差異補償方法明顯改善了視差預(yù)測，提高了多視點視頻的壓縮效率。 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。對于單視點視頻編碼，由于傳統(tǒng)的多通道VBR碼率控制算法計算復(fù)雜度高，不適用于實時視頻應(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)比特數(shù)，算法中的模型參數(shù)隨輸入視頻自適應(yīng)更新