多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究【開題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究一、選題的背景與意義一、選題的背景與意義1.11.1研究目的與意義研究目的與意義隨著計(jì)算通信和顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，2D音頻技術(shù)已經(jīng)走向成熟，并逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，然而，人們對(duì)于數(shù)字視頻的要求日益提高，人們希望看到表征自然景物的數(shù)字視頻能夠更加地清晰、更加地真實(shí)。為滿足視頻場(chǎng)景自然和真實(shí)再現(xiàn)需求，具有3D視覺功能的多視點(diǎn)

2、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，已經(jīng)吸引了越來越多的國內(nèi)外的學(xué)者，并在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。如具有臨場(chǎng)感的可視會(huì)議任意視點(diǎn)視頻、三維電視、交融式會(huì)議電視、遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)診療、虛擬現(xiàn)實(shí)以及視頻監(jiān)視系統(tǒng)等多種正在興起的多媒體業(yè)務(wù)。多視點(diǎn)視頻（MultiviewVideo）是單通道視頻信號(hào)在空間方面的擴(kuò)展，是一種新型的具有立體感和交互操作功能的視頻，通過在場(chǎng)景中放置多臺(tái)攝像機(jī)，記錄下多個(gè)視頻數(shù)據(jù)，提供

3、給用戶以視點(diǎn)選擇和場(chǎng)景漫游的交互能力。由于技術(shù)條件的限制，立體視頻一直沒有得到快速的發(fā)展，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著三維顯示技術(shù)的進(jìn)步，多視點(diǎn)視頻技術(shù)得到了全世界學(xué)者的關(guān)注，成為了一個(gè)研究的熱點(diǎn)。多視點(diǎn)視頻與單通道視頻系統(tǒng)相比，多視點(diǎn)視頻信號(hào)采集自多個(gè)相機(jī)，其數(shù)據(jù)量隨著相機(jī)數(shù)目的增加而成倍增加。所以必須采用更高效的數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)，才能對(duì)多視點(diǎn)視頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)和傳輸。同時(shí)，隨著人們對(duì)視頻觀看質(zhì)量要求的提高，高分辨率、高清晰

4、度是今后的趨勢(shì)，這將帶來視頻數(shù)據(jù)量的急劇增加。要將多視點(diǎn)視頻運(yùn)用到實(shí)際系統(tǒng)中，必須對(duì)多視點(diǎn)視頻信息進(jìn)行壓縮編碼，緩解多視點(diǎn)視頻信息帶來的存儲(chǔ)和傳輸壓力。多視點(diǎn)視頻編碼快速算法的主要目的，是研究如何通過提高壓縮效率以及有效消除各個(gè)視頻流內(nèi)的時(shí)空冗余及交叉冗余并提高多視點(diǎn)視頻壓縮效率的技術(shù)，為提高多視點(diǎn)視頻編解碼的處理速度提供技術(shù)支持。而目前處理高壓縮的單視點(diǎn)視頻尚無法達(dá)到這個(gè)要求，這將嚴(yán)重阻礙多視點(diǎn)視頻的應(yīng)用和發(fā)展。于是，能夠在保證編碼性

5、能的前提下提高編碼的速度，成了多視點(diǎn)視頻編碼中的關(guān)鍵技術(shù)之一。本課題的一個(gè)重要研究內(nèi)容是在幾乎不影響編碼率失真的情況下，提高多視頻編碼的速度。1.21.2多視點(diǎn)視頻快速選擇算法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)多視點(diǎn)視頻快速選擇算法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.2.11.2.1多視點(diǎn)視頻快速選擇算法多視點(diǎn)視頻快速選擇算法幀S1T0、幀S1T8、幀S0T4和幀S2T4，其中幀S1T0和幀S1T8為時(shí)間參考幀，幀S0T4和幀S2T4為視點(diǎn)參考幀。ViewTimeI

6、0B3B2B3B1B3B2P0B3B2B3B1B3B2B1b4B3b4B2b4B3B1b4B3b4B2b4B3B3B3b4b4I0P0B1B1P0B3B2B3B1B3B2B3P0……………P0B3B2B3B1B3B2B1b4B3b4B2b4B3B3b4P0B1……P0B3B2B3B1B3B2B3P0……S0S1S2S3S4S5S6S7T0T1T2T3T4T5T6T7T8圖21基于HBP的多視點(diǎn)編碼結(jié)構(gòu)2.1.22.1.2JMVMJMVM

7、的宏塊模式選擇的宏塊模式選擇通過完成基于各種編碼結(jié)構(gòu)的多視點(diǎn)視頻序列的編解碼。在編碼過程中，計(jì)算最小率失真代價(jià)，利用率失真優(yōu)化技術(shù)來進(jìn)行宏塊模式的選擇。2.1.32.1.3JMVMJMVM的宏塊模式分類的宏塊模式分類根據(jù)各幀編碼宏塊模式選擇的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律。引入?yún)?shù)N(C)和T(C)分別表示在幀編碼過程中，最優(yōu)宏塊模式屬于宏塊模式C的概率和率失真代價(jià)平均值，得出具體計(jì)算方法。采用幀間宏塊選擇算法，對(duì)各種多視點(diǎn)視頻測(cè)試序列的各個(gè)

8、視點(diǎn)采用圖21所示的HBP編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼，得到幀宏塊模式選擇情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。分析在JMVM中，各個(gè)宏塊模式的統(tǒng)計(jì)特征。并根據(jù)分析所得的結(jié)果對(duì)宏塊模式進(jìn)行分類。2.1.42.1.4宏塊模式類失真均值作為閾值的快速宏塊模式選擇算法宏塊模式類失真均值作為閾值的快速宏塊模式選擇算法由于在快速算法中，如果采用單閾值作為宏塊模式搜索過程提前終止條件，搜索到最優(yōu)的宏塊模式會(huì)比較困難，因此進(jìn)行多閾值的實(shí)現(xiàn)。利用模式分類可以實(shí)現(xiàn)多閾值。假設(shè)分析在JMV

9、M中各個(gè)宏塊模式的統(tǒng)計(jì)特征的結(jié)果，可以將宏塊模式分為四類。于是，為了避免采用單閾值作為宏塊模式搜索過程中難以搜索到最優(yōu)的宏塊模式的情況，提出采用三個(gè)閾值的快速宏塊模式選擇算法。2.1.52.1.5閾值的獲取及其動(dòng)態(tài)更新閾值的獲取及其動(dòng)態(tài)更新通過分析研究類失真均值和各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，得出近似的計(jì)算方法。在編碼過程中，如果采用固定閾值，隨著時(shí)間的推移，圖像內(nèi)容發(fā)生變化，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的宏塊誤匹配現(xiàn)象，導(dǎo)數(shù)編碼率失真性能的下降。因此可以對(duì)閾