多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究【開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)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1.1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(mǎn)足視頻場(chǎng)景自然和真實(shí)再現(xiàn)需求，具有3D視覺(jué)功能的多視點(diǎn)視頻

2、技術(shù)正越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視，并成為近年來(lái)視頻研究的熱點(diǎn)之一，已經(jīng)吸引了越來(lái)越多的國(guó)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(guò)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)，提供給用

3、戶(hù)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(méi)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、高清晰度是

4、今后的趨勢(shì)，這將帶來(lái)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(lái)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(guò)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(wú)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，能夠在保證編碼性能的

5、前提下提高編碼的3擇算法，實(shí)現(xiàn)在不影響率失真性能的情況下，提高它的編碼速度。2.1.1多視點(diǎn)視頻編碼的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)多視點(diǎn)視頻編碼的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)為了消除多視點(diǎn)視頻信號(hào)時(shí)間上的冗余和視點(diǎn)間的空間冗余，學(xué)者們提出了基于Simulcast、順序視點(diǎn)預(yù)測(cè)(SequentialViewPrediction)、M幀預(yù)測(cè)(MultidirectionPrediction)、GoGOP預(yù)測(cè)(GroupofGOPPrediction)和分層B幀(Hierarchi

6、calBPicturesHBP)等預(yù)測(cè)編碼結(jié)構(gòu)，其中，HBP編碼預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)是一種典型的多視點(diǎn)視頻編碼結(jié)構(gòu)。如圖21所示。圖中，HBP編碼結(jié)構(gòu)的GOP長(zhǎng)度為8，S0~S7表示8個(gè)視點(diǎn)，T0~T7為GOP的8個(gè)時(shí)刻。圖中箭頭表示幀間參考關(guān)系，如幀S1T4參考了幀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。ViewTimeI0B3B2B3B1B3B2P0B3B2B3B

7、1B3B2B1b4B3b4B2b4B3B1b4B3b4B2b4B3B3B3b4b4I0P0B1B1P0B3B2B3B1B3B2B3P0……………P0B3B2B3B1B3B2B1b4B3b4B2b4B3B3b4P0B1……P0B3B2B3B1B3B2B3P0……S0S1S2S3S4S5S6S7T0T1T2T3T4T5T6T7T8圖21基于HBP的多視點(diǎn)編碼結(jié)構(gòu)2.1.2JMVM的宏塊模式選擇的宏塊模式選擇通過(guò)完成基于各種編碼結(jié)構(gòu)的多視點(diǎn)視

8、頻序列的編解碼。在編碼過(guò)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(lái)進(jìn)行宏塊模式的選擇。2.1.3JMVM的宏塊模式分類(lèi)的宏塊模式分類(lèi)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(guò)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)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