基于離散小波的多視角視頻編碼系統(tǒng)碼率分配技術研究.pdf

1、隨著通信及網絡技術的發(fā)展，人們對視頻服務和視頻體驗提出了更高的要求。多視角視頻因為具有豐富的場景信息，多視角視頻比單視角視頻的應用將會越來越廣泛，而多視角視頻通信技術的發(fā)展是多視角視頻高效傳輸的瓶頸。在視頻通信中，為了在有限的信道帶寬上傳輸視頻，需要首先對原始視頻信號進行有效的壓縮。碼率分配是視頻壓縮編碼的重要組成部分之一。碼率分配的目標是在壓縮后視頻質量和編碼產生的碼率之間達到適合實際應用需求的平衡點。在實際編碼系統(tǒng)中，碼率分配需要考

2、慮解碼后視頻的客觀質量、主觀質量、實際碼率及特定應用需求的因素。合理有效的碼率分配能夠在保證視頻質量的同時提高信道的利用率，在有限的信道帶寬下高效傳輸視頻信息。
　　基于小波變換視頻編碼器是當前視頻通信中重要的編碼方式，該編碼器發(fā)展成基于小波變換多視角視頻編碼器。編碼器利用編碼過程中生成的率失真信息并在子帶之間優(yōu)化分配碼率。此分配方法造成解碼視頻有較大的波動，使得視頻幀之間產生明顯的質量差異，為觀看者帶來不悅。針對現有分配方法的不

3、足，相繼出現了從不同角度對其進行改進的算法。在本文中，考慮多視角視頻編碼器的實際情況，選擇了多視角視頻編碼器率失真模型、碼率分配方法與碼率分配調整方法等三個方面，進行了深入系統(tǒng)的研究。
　　針對多視角視頻經過小波分解后，子帶系數率失真估計問題，提出了基于多維高斯分布的率失真估計算法，該算法在著重分析了小波子帶系數的統(tǒng)計特性之后，建立了系數的相關性模型，可以高斯分布描述系數與其上下文環(huán)境概率分布。對角化該概率模型協方差矩陣，達到去相

4、關目的，計算子帶系數率失真模型，該率失真模型作為碼率優(yōu)化分配的技術基礎。
　　基于小波變換視頻編碼器利用小波變換去除時間幀及視角之間的相關性，重建幀失真直接由子帶失真決定。論文在分析了視頻幀之間小波分解和合成方式的基礎上，討論了運動估計后奇數幀和偶數幀中像素的分類情況和各種類型像素的誤差傳遞方式，結合各類像素所占比例，計算獲得子帶失真對重建幀失真權重，形成最終基于小波變換視頻編碼器誤差傳遞模型。
　　針對多視角視頻解碼視頻質

5、量波動問題，論文根據波動產生的原因將其分為兩類：GOP間波動和GOP內波動。為了降低GOP間波動，本文提出了一種由時間-空間子帶率失真合成時間子帶率失真，進而合成GOP率失真的估計方法。對視頻編碼時采用兩次掃描，第一次掃描估計GOP率失真，第二次掃描根據估計率失真在GOP間分配碼率使得所有GOP的失真保持一致。為了降低GOP內波動，利用前述運動補償時域濾波誤差傳遞模型建立時間子帶與重建視頻幀失真關系。在此基礎，提出了一種使用二次規(guī)劃尋優(yōu)