多視點視頻編碼及碼率控制的研究.pdf

1、隨著數(shù)字視頻的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們對視頻的質(zhì)量和內(nèi)容的多樣性要求越來越高，傳統(tǒng)的二維(2D)圖像已不能滿足要求，因此，人們已將目光轉(zhuǎn)向三維(3D)視頻技術(shù)。三維電視/自由視點電視(3DTV/FTV)將成為繼高清晰度電視( HDTV)之后的下一代電視技術(shù)。然而多視點視頻的原始數(shù)據(jù)量巨大，給其存儲、壓縮以及傳輸都帶來了巨大的挑戰(zhàn)，這成為制約多視點視頻技術(shù)發(fā)展的瓶頸，因此多視點視頻編碼(multi-view coding， MVC)成為近

2、幾年的研究熱點。
　　 本論文深入研究了基于H.264/AVC的多視點視頻編碼方法及相關(guān)技術(shù)，主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新成果如下：
　　 1．針對多視點視頻編碼采用固定的視點間預(yù)測結(jié)構(gòu)，難以適應(yīng)情況復(fù)雜的多視點視頻編碼的問題，本文提出了一種新的視點間預(yù)測結(jié)構(gòu)。首先根據(jù)多視點視頻相關(guān)性分析確定Ⅰ-視點的位置，然后綜合考慮編碼效率和用戶隨機訪問等因素確定Ⅰ-視點和P-視點之間插入B-視點的數(shù)目，自適應(yīng)調(diào)整視點間預(yù)測結(jié)構(gòu)，以獲得較好的

3、編碼綜合性能。本文對不同序列分別采用靈活的視點間預(yù)測結(jié)構(gòu)，提高了多視點視頻的壓縮效率。
　　 2．為了滿足不同用戶端的需求，本文在MVC中融入視點可分級編碼。根據(jù)多視點視頻序列的相關(guān)性確定基本視點以及各個增強層視點，并進行合理的視點間預(yù)測的視點可分級視頻編碼。該算法在保證較高編碼性能的同時，實現(xiàn)了視點可分級。
　　 3．為了滿足用戶端的視點質(zhì)量一致性和不同信道比特率的需求，本文在分析現(xiàn)有視頻碼率控制中率失真模型的不足和多

4、視點視頻編碼的特點后，提出了基于二項式率失真(rate-distortion, R-D)模型的幀層和宏塊層兩種多視點視頻編碼碼率控制算法。幀層碼率控制主要是利用已編碼信息進行MVC碼率控制，雖能保持較高的編碼效率，但碼率控制偏差比較大。宏塊層碼率控制除了根據(jù)已編碼的信息在視點間進行合理的碼率分配外，還利用幀復(fù)雜度和時域活動度在幀層進行碼率分配。實驗結(jié)果表明，與目前采用固定量化參數(shù)的JVT-MVC相比，該算法能夠有效地控制多視點視頻編碼的

5、碼率，同時保持高效的編碼效率。
　　 4．在上述多視點視頻編碼碼率控制算法的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)視差預(yù)測和運動預(yù)測的結(jié)構(gòu)關(guān)系將所有圖像分成6種類型的編碼幀，并改進二項式率失真模型，提出了基于相關(guān)性分析的幀層以及宏塊層兩種多視點視頻編碼碼率控制算法。幀層碼率控制主要是利用視點間相關(guān)性在視點間進行比特分配。仿真實驗結(jié)果表明該算法，與MVC相比，解碼圖像PSNR平均能提高0.05dB，但碼率控制偏差比較大，平均碼率控制誤差為1.7％。為此