基于雙目融合與抑制的3D視頻感知編碼及碼率控制算法研究.pdf

1、三維電視(3DTV)和自由視點(diǎn)電視(FTV)等視頻格式是新一代交互式視頻信息載體的發(fā)展方向，給人們帶來恍如置身其中的體驗(yàn)，在科教、影視、娛樂、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出及其廣闊的應(yīng)用前景。在視頻信息的傳輸過程中，特別是在面向無線通信或移動(dòng)設(shè)備傳輸時(shí)，更迫切依賴碼率控制技術(shù)來限制編碼比特流輸出速度，以確保碼流傳輸速率與信道帶寬相匹配。多視點(diǎn)視頻在編碼傳輸時(shí)需要對(duì)具有相互參考關(guān)系的多路信號(hào)進(jìn)行壓縮，其采用的碼率控制技術(shù)在進(jìn)行各個(gè)視點(diǎn)的碼率分配時(shí)常常采

2、用的是固定比例的方法，并沒有對(duì)既定的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源進(jìn)行合理地利用，如何對(duì)不同視點(diǎn)進(jìn)行有效的碼率分配及控制是一項(xiàng)非常有意義的研究。傳統(tǒng)的視頻編碼方法往往以MAD/MSE/PSNR等數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)量來作為衡量視頻編碼失真程度的依據(jù)，但事實(shí)證明這些指標(biāo)并不足以忠實(shí)地表現(xiàn)出人眼的主觀感知質(zhì)量，故將視頻編碼中的失真測(cè)度與人類視覺感知特性相結(jié)合，是近年來碼率控制研究的新突破。立體視頻和多視點(diǎn)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，幀與幀之間的預(yù)測(cè)關(guān)系、量化參數(shù)與幀層之間的關(guān)系、碼

3、率與失真之間的關(guān)系都發(fā)生了改變，執(zhí)行碼率分配和質(zhì)量控制時(shí)需要更全面的統(tǒng)籌優(yōu)化，這就要求我們提出新思路新方法。在通過深入研究多視點(diǎn)視頻技術(shù)、立體視頻碼率控制方法和雙目融合與抑制特性等一系列問題之后，本文提出了如下碼率分配與控制算法：
　　1）通過對(duì)多視點(diǎn)視頻系統(tǒng)碼率控制中的視點(diǎn)間碼率分配比例問題的探究，本文提出一種面向多視點(diǎn)視頻通信的碼率分配方法。通過分析視點(diǎn)間碼率分配比例與視點(diǎn)間相關(guān)性內(nèi)在關(guān)系并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，再結(jié)合進(jìn)行預(yù)測(cè)得到的多

4、視點(diǎn)視頻無碼率控制下編碼得到的基視點(diǎn)碼率占比，建立了一種基視點(diǎn)碼率分配占比的計(jì)算模型，同時(shí)給出了其余非基視點(diǎn)的碼率分配方案。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果顯示，與現(xiàn)有的視點(diǎn)層固定比例分配碼率的方法相比，在視點(diǎn)數(shù)量為2和視點(diǎn)數(shù)量為3時(shí)，所提出方法的多視點(diǎn)視頻客觀質(zhì)量 BD-PSNR(Bj-ntegaard delta peak signal-to-noise rate）分別提高了0.22dB和0.23dB，在同等的網(wǎng)絡(luò)帶寬下能夠提高多視點(diǎn)視頻編碼質(zhì)量，獲得

5、更高效的壓縮效率。
　　2）針對(duì)傳統(tǒng)的立體視頻壓縮編碼中的碼率控制技術(shù)未融入雙目視覺中特性的不足，提出了一種基于雙目融合與抑制的立體視頻碼率控制算法。研究綜合利用立體圖像對(duì)的視差信息和內(nèi)容匹配劃分出雙目融合與抑制區(qū)域，利用立體左右圖像提取出感知相關(guān)性更高的區(qū)域，然后根據(jù)圖像區(qū)域劃分的結(jié)果優(yōu)化比特分配，同時(shí)通過基本單元層碼率控制以達(dá)到精準(zhǔn)控制碼流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的算法能有效提高編碼性能，碼率控制偏差可以達(dá)到0.31％，同時(shí)立