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多视点视频码率控制研究

作　者: 明泉水
导　师: 孙季丰
学　校: 华南理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多视点视频 码率控制 视差估计 HOD DOH
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


计算机科学技术和通信技术的飞速发展给我们的生活带来了日新月异的变化,传统二维视频兴起已有些时候,多视点视频正逐渐步入人们的生活。多视点视频与二维视频不同,它采用三维显示技术给观众一个立体的视觉效果,给人更加逼真、现实的感觉。无论是在个人用户看来,还是在商业领域,多视点视频必将是未来的发展方向,随着信息技术的飞速发展、信道带宽的增大、三维显示技术的成熟,多视点视频必将取代二维视频,当然这个过程需要一定的时间。在多视点视频的普及应用过程中,因为多视点视频巨大的数据量,有很多技术问题需要解决。面对如此巨大的数据量,如何有效地存储、传输多视点视频是个首当其冲的问题。二维视频的压缩与存储技术已经相对成熟,并提出了一些列的视频编码标准,比如MPEG-4、H.264等等,但是如果将这些编码标准直接应用于多视点视频,必将不能收到预期的效果,因为多视点视频不仅仅具有二维视频的时间冗余、还有很大的视点间冗余,为了实现高效的压缩就必须将视点间冗余考虑进去,而这引发了很多技术问题的研究,其中之一就是多视点视频的码率控制。本文在上述背景下,总览已经存在的码率控制算法,分析各种算法的优点与不足,在单视点视频方面,针对很多码率控制算法不能有效解决场景切换和剧烈运动的问题,引入DOH和HOD理论,并提出了基于HOD的单视点码率控制方案,该方法用HOD衡量图像编码复杂度,用DOH处理场景切换问题,获得了不错的实验效果。针对多视点视频的码率控制,为克服在多视点视频码率控制中出现比特分配方法过于粗糙、计算复杂度偏高、码率控制算法过于简单、没有利用视点之间的交叉相关性来进行比特分配和码率控制等问题,本文提出了一个新算法,该算法利用视点间相关性来分配比特,同时考虑到各视点不同的复杂度。在帧层,也同时利用线性预测模型和HOD预测策略对MAD进行预测,将前述的单视点码率控制方法引入到多视点视频的码率控制当中来。实验结果表明,该算法能有效地控制多视点视频编码的码率,同时保持高效的编码效率。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-18
  1.1 论文研究背景  11-12
  1.2 码率控制研究现状  12-16
    1.2.1 基于缓存状态的简单码率控制  13
    1.2.2 具有前馈输入的码率控制  13-14
    1.2.3 基于率失真的码率控制  14-15
    1.2.4 可分级编码及其码率控制  15-16
  1.3 本文主要研究内容  16
  1.4 论文章节安排  16-18
第二章 视频编码基础  18-35
  2.1 视频编码中的关键技术  18-23
    2.1.1 变换编码  18-19
    2.1.2 运动估计  19-22
    2.1.3 量化步长  22-23
  2.2 单视点视频码率控制  23-26
    2.2.1 码率控制的一般结构  23-24
    2.2.2 率失真模型  24-26
  2.3 多视点编码及视频码率控制概述  26-30
    2.3.1 多视点视频摄像机系统  26-27
    2.3.2 多视点视频编码  27-28
    2.3.3 多视点视频码率控制  28-30
  2.4 视差估计  30-33
    2.4.1 动态规划法  30-31
    2.4.2 图切割法  31-32
    2.4.3 基于置信度传播的视差估计  32-33
  2.5 本章小结  33-35
第三章 基于HOD 的单视点码率控制算法  35-45
  3.1 码率控制中的MAD 预测  35-36
  3.2 H.264/AVC 的JVT-G012 码率控制算法  36-39
    3.2.1 GOP 层码率控制  37-38
    3.2.2 Frame 层码率控制  38
    3.2.3 BasicUnit 层码率控制  38-39
  3.3 HOD 与DOH 理论  39-40
  3.4 基于HOD 的码率控制算法  40-43
    3.4.1 新的帧复杂度预测模型  41-42
    3.4.2 基于HOD 的帧层比特分配  42-43
  3.5 实验结果与分析  43-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章 多视点视频码率控制算法  45-64
  4.1 引言  45
  4.2 相关函数数学基础  45-48
    4.2.1 随机过程  45-46
    4.2.2 平稳随机过程  46-47
    4.2.3 图像信号的相关函数及其性质  47-48
  4.3 传输模型与码率控制框架  48-50
    4.3.1 各视点同时编解码码率控制框架  49
    4.3.2 各视点先后编解码码率控制框架  49-50
  4.4 多视点视频码率控制新算法  50-55
    4.4.1 GGOP 层比特分配  50-51
    4.4.2 GOP 层比特分配  51-52
    4.4.3 Frame 层比特分配  52-53
    4.4.4 基于视差估计的基本单元层比特分配  53-55
  4.5 实验结果及分析  55-62
  4.6 本章小结  62-64
结论与展望  64-66
  本文的工作及主要成果  64
  展望  64-66
参考文献  66-69
攻读硕士学位期间取得的研究成果  69-70
致谢  70-71
附件  71

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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