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《浙江大学》 2006年
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多视点视频编码方法的研究

陈建乐  
【摘要】: 为满足视频场景自然和真实再现需求,具有3D视觉功能的多视点视频技术正越来越受到学术界和工业界的重视,并成为近年来视频研究的热点之一。多视点视频蕴涵了景物的深度信息,在自然场景的表征上更具真实感,在3D电视、自由视点电视、具有临场感的可视会议及虚拟现实等领域展现了广阔的应用前景。然而多视点视频具有巨大的数据量,存贮和传输十分困难,必须对其进行高效的压缩。在多视点视频中,除了各个视频流内具有很强的空间和时间相关性,各视点之间也具有一定的交叉相关性,如何有效地利用这些相关性是提高多视点视频编码效率的关键。为提高多视点视频的压缩效率,本文在多视点视频编码的预测框架、运动与视差矢量的预测、基于颜色差异补偿的视差预测编码以及码率控制等方面进行了研究。 本文首先分析了多视点视频中视差预测特性和各种相关性的相对大小,在此基础上,提出了基于H.264的多视点视频编码方案,使用H.264的帧内方向预测和帧间多模式预测解除多视点视频的空间相关性、时间相关性和交叉相关性。在视差预测中引入全局视差预测编码模式,并将其集成到H.264的多模式预测编码中,提高了压缩效率:为减少编码视差矢量和运动矢量所需的比特数,提出了改进的视差矢量和运动矢量预测方法,该方法除了利用视差矢量和运动矢量的空间相关性,还利用了它们在相邻视点或相邻时刻的对应关系。另外,本文还提出了一种基于分层结构的视差预测框架,使多视点视频码流具有“视点可分级”、“视点随机访问”和“部分视点解码”的功能。 在多视点视频中,由于各摄像机所处方位不同的影响,接收到的光线强度存在差异,同时各摄像机的增益、电平等也不能保证完全一致,导致实际获得的多视点视频图像之间存在着颜色(包括亮度和色差信号)差别,从而严重影响多视点视频的压缩性能。为进一步提高多视点视频的压缩效率,本文深入研究了基于颜色差异补偿的视差预测编码。在分析了不同视点图像之间的颜色差异基础上,对其进行建模,然后根据对模型的简化程度,提出和实现了多种基于颜色差异补偿的视差预测编码方法:全局线性颜色差异补偿、全局非线性颜色差异补偿、局部颜色差异补偿、全局与局部自适应的颜色差异补偿。实验结果验证了本文的颜色差异补偿方法明显改善了视差预测,提高了多视点视频的压缩效率。 码率控制是视频编码中非常重要的技术之一,它是任何视频编码都不能回避的问题。对于单视点视频编码,由于传统的多通道VBR码率控制算法计算复杂度高,不适用于实时视频应用,本文提出了一种低复杂度的单通道VBR码率控制算法。该算法根据图像复杂度来分配当前图像的目标比特数,算法中的模型参数随输入视频自适应更新,适应了视频的场景变化。 实验结果表明,该算法在满足码率条件下可获得相对稳定的视频质量。目前,对多视点视频编码码率控制的研究尚未深入,本文提出了一种适合本文多视点视频编码方案的码率控制算法。该算法根据每个视点图像的编码复杂度来分配图像的目标编码比特数;另外该算法为每个视点的图像建立了独立的二次信源模型,能够精确控制每个视点的实际编码比特数。实验结果表明,该算法能够有效地控制多视点视频的码率,同时获得了较高的编码效率。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN919.81

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【引证文献】
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3 李淳;马力妮;;多视点视频编码技术研究[J];计算机与现代化;2009年01期
4 李振纲;安平;严涛;鲁锋;张兆杨;;面向多视点视频编码的宏块级码率控制[J];应用科学学报;2009年05期
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1 郭锐;基于LDPC码不等错误保护的立体视频通信研究[D];浙江大学;2007年
2 霍俊彦;提高多视点视频编码效率的技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
3 马行;基于四维矩阵的立体视频压缩算法研究[D];吉林大学;2009年
4 许士芳;多视点视频编码及虚拟视点生成[D];浙江大学;2009年
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1 刘华杰;3D视频编码算法研究[D];大连理工大学;2010年
2 明泉水;多视点视频码率控制研究[D];华南理工大学;2011年
3 熊婕;面向多视点视频编码的比特分配与码率控制技术[D];南京邮电大学;2011年
4 柯仲华;立体视频编码优化方法[D];宁波大学;2009年
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7 王超;多视点视频中视点绘制技术研究[D];华中科技大学;2011年
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9 杜凤双;立体视频编码与显示相关技术研究[D];南京理工大学;2009年
10 杨劼;基于视觉几何的多视点视频编码研究[D];西安电子科技大学;2010年
【参考文献】
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【共引文献】
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4 耿英楠;赵岩;陈贺新;;基于运动估计的置信度传播立体视频匹配算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2010年04期
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7 杜歆;徐钢梅;朱云芳;王贻术;;一种基于单相机三维重建的简单方法[J];传感技术学报;2007年08期
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10 王雪峰;张青;张超;;基于立体视觉的郁闭林分主要测树因子的重建[J];东北林业大学学报;2006年04期
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1 王晨升;王飞;;双路视觉的自适应立体影像合成及显示[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
2 张凯;葛文兵;汪国平;董士海;;基于立体视觉的自然手势识别[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
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4 ;A Fast Quasi-Dense Matching Algorithm with an Adaptive Window[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
5 王建民;孔令富;范通让;侯爽;;结构光三维视觉检测[A];2005年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2005年
6 周秀芝;王润生;;基于自适应窗口的稠密立体匹配[A];立体图象技术及其应用研讨会论文集[C];2005年
7 刘晓丽;徐光柱;雷帮军;孙水发;冯德鸿;;立体匹配技术研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
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9 赵亮亮;黎宁;;一种基于全局约束的立体匹配算法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
10 赵杰;彭京;李戈;王晨;;基于粗细结合匹配方法的立体视觉研究[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
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1 朱清波;序列图像三维重建方法研究[D];华中科技大学;2010年
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4 王富治;视觉检测的几个关键问题研究[D];电子科技大学;2011年
5 孙超;增强现实环境下基于手势的自然交互[D];浙江大学;2010年
6 高飞;基于多视几何的三维脚型测量技术与系统[D];浙江大学;2010年
7 韩慧健;真实物体表面细节属性建模与映射技术研究[D];山东大学;2010年
8 李诗高;立体影像压缩方法研究[D];武汉大学;2010年
9 赖小波;机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D];浙江大学;2010年
10 沐光雨;基于时间飞行深度传感器对三维物体的建模应用研究[D];吉林大学;2011年
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1 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
2 荣宪伟;立体图像序列编码的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 袁斌;视觉辅助无人直升机自主着降技术研究[D];大连理工大学;2010年
4 丁莎莎;基于控制点和图像分割的稠密深度获取技术研究[D];大连理工大学;2010年
5 周秋红;基于多示例学习的运动目标跟踪算法研究[D];大连理工大学;2010年
6 施万利;基于双目立体视觉的人脸三维数据获取方法研究[D];河南工业大学;2010年
7 孔相澧;基于全局优化的高精度多视图三维重建[D];浙江大学;2011年
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9 王彬;结合矫正误差的多摄像机定标方法[D];浙江大学;2011年
10 李士强;基于SURF算法的视频拼接技术研究[D];浙江工商大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李达;黎洪松;;一种改进的立体图像编码算法[J];北京师范大学学报(自然科学版);2007年01期
2 蔡圣燕;色适应及ICC色彩管理中的色适应转换[J];北京印刷学院学报;2004年04期
3 何颂华;刘真;;CIELAB色空间与色貌模型的关系[J];包装工程;2009年05期
4 杜相文,陈贺新,赵志杰;彩色视频的四维MDCT及矩阵量化编码[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年S1期
5 樊国栋;范小九;;立体视频右通道整帧丢失的差错掩盖算法[J];成都信息工程学院学报;2009年05期
6 卢京晶;方中华;孙胜利;;一种自适应的加权均值滤波器[J];传感技术学报;2005年04期
7 谭晓军;余志;李军;;一种改进的立体摄像机标定方法[J];测绘学报;2006年02期
8 陈嘉健;李崇荣;;基于下一代互联网的立体视频传输[J];大连理工大学学报;2005年S1期
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10 朱仲杰,蒋刚毅,郁梅,吴训威;一种基于MPEG-2的立体视频编码中的视差匹配快速算法[J];电路与系统学报;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩军功;立体图像和视频编码的理论及算法研究[D];西安电子科技大学;2004年
2 曹旸;MIMO-OFDM系统的频域移位自相关同步与LDPC新参数解码[D];清华大学;2005年
3 李子印;视频压缩中的运动估计和码率控制算法研究[D];浙江大学;2006年
4 周树民;无线视频传输关键技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
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6 马思伟;基于率失真优化的视频编码研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
7 李协;精细粒度可分级编码技术和传输技术研究[D];上海交通大学;2007年
8 邵枫;自由视点视频信号处理中的关键技术研究[D];浙江大学;2007年
9 郭锐;基于LDPC码不等错误保护的立体视频通信研究[D];浙江大学;2007年
10 方健;新一代视频压缩标准算法和应用研究[D];浙江大学;2008年
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1 顾莹;基于压缩感知的分布式视频编解码及其图像超分辨率重建研究[D];南京邮电大学;2011年
2 谢洪途;基于冗余小波变换的视频压缩运动估计与补偿算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 潘泰鹏;无线传感器网络中分布式压缩感知关键技术[D];南京邮电大学;2012年
4 方波;网络立体视频播放器的设计与实现[D];华中科技大学;2005年
5 胡静俊;立体图像校正与视频编码[D];浙江大学;2006年
6 吴学勇;基于机械臂的远程监控系统研究[D];西安电子科技大学;2006年
7 徐彬;立体视频编码中的相关技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
8 李世平;面向网络的立体视频编码和传输技术研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
9 丁琴;真三维立体显示中旋转体扫描显示技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
10 朱徐华;网络环境下移动机器人的建模与控制方法研究[D];南京理工大学;2006年
【二级引证文献】
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1 严云;何小海;卿粼波;李明媚;吴笛;;多视点视频编码中图像分组技术的研究[J];电视技术;2011年09期
2 姜益中;沈礼权;王向前;张兆杨;;一种基于分层B帧架构的高效比特分配算法[J];电视技术;2012年01期
3 雷海军;杨辉;何业军;;高效率的多视点视频编码预测结构[J];电视技术;2012年18期
4 张昕;;索贝E7高清非编系统制作《曾国藩家族》应用体会[J];电视技术;2013年18期
5 张骏凡;张倩;王沛;黄继风;;一种快速参数估计的多视点图像颜色校正方法[J];电视技术;2014年15期
6 汤秀丽;戴声奎;杨中华;;联合多视点视频编码中的快速搜索算法分析[J];华侨大学学报(自然科学版);2011年04期
7 朱晓瑞;卓力;;立体视频误码恢复技术综述[J];测控技术;2012年05期
8 杨中华;戴声奎;;新的多视点视频编码优化算法[J];计算机应用;2011年09期
9 霍俊彦;常义林;李明;马彦卓;;多视点视频编码的研究现状及其展望[J];通信学报;2010年05期
10 李晓波;孟利民;;H.264多媒体数据在嵌入式系统中的存储机制的设计[J];浙江工业大学学报;2012年04期
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1 程小辉;李辉勇;;基于数据分割和非规则LDPC的不等错误保护研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 曹一卿;下一代移动通信系统中的差错控制技术研究[D];北京邮电大学;2011年
2 张庆明;单/多视点视频编码的率失真优化技术研究[D];西南交通大学;2010年
3 王宝亮;基于H.264的多视点立体视频关键技术研究[D];天津大学;2010年
4 郭大波;网格基单目和立体视频编码及相关技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 马行;基于四维矩阵的立体视频压缩算法研究[D];吉林大学;2009年
6 杨志敏;逼近香农限的检测解码算法与差错控制技术研究[D];浙江大学;2009年
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1 于文斌;基于视频业务的非等差错码流分类研究[D];西安电子科技大学;2011年
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3 赵欣;多维矢量矩阵可变分割彩色视频流压缩编码[D];吉林大学;2011年
4 何沛思;基于经验模态分解和融合的多视点图像编码研究[D];华南理工大学;2011年
5 明泉水;多视点视频码率控制研究[D];华南理工大学;2011年
6 熊婕;面向多视点视频编码的比特分配与码率控制技术[D];南京邮电大学;2011年
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8 裴中威;基于LDPC码的BICM系统性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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10 袁振;多视点立体视频编解码算法的研究与应用[D];天津大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 俞天力,章毓晋;基于全局运动信息的视频检索技术[J];电子学报;2001年S1期
2 贺玉文,赵黎,钟玉琢,杨士强;快速鲁棒的全局运动估计算法[J];软件学报;2001年08期
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1 卢雅伟,邱俊海,张春田;MPEG-2视频编码数据流的头部信息[J];电视技术;1996年04期
2 常义林,孙献璞,吴剑;视频变速率编码的统计模型研究[J];西安电子科技大学学报;1996年02期
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4 王福龙;余英林;;变时长变速XYZ视频编码[J];计算机科学;2004年01期
5 罗智勇,张会汀;基于DirectShow与DMO的视频采集与编码实现[J];计算机工程;2005年14期
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7 董志平;陈水仙;艾浩军;;视频编码中环路滤波的SSE2优化方法研究[J];计算机工程与应用;2006年08期
8 夏惊涛;卢娜;穆道生;;视频监控系统浅析[J];兵工自动化;2006年02期
9 唐田野;刘钊;;基于内容复杂度的视频编码码率控制[J];电子与信息学报;2006年06期
10 李志欣;李建华;侯建党;;一种改进的运动估计新算法[J];计算机工程与应用;2007年18期
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1 李春辉;袁春;;基于可扩展视频编码和网络编码的P2P流媒体系统[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
2 李晓辉;;基于DCT系数分布特性的视频编码码率控制策略[A];第十五届电工理论学术年会论文集[C];2003年
3 张雄;毕笃彦;熊磊;;MPEG-4基于内容的视频编码与视频图像分割[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
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5 高攀;彭强;刘祥凯;;基于多视点视频编码的率失真优化编码模式选择[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
6 许鹏飞;罗建书;;基于模糊-C划分的矢量量化及其在视频编码中的应用[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
7 梁宇钒;王景中;;视频编码软件系统的稳定性设计方法[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2007年
8 郭红星;韩卫芳;田婷;程立;;突出人脸感兴趣区域的低比特率视频编码方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
9 贺文伟;张玉玲;;H.264中运动估计算法的研究与改进[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
10 瞿晓;陈伟;;面向传输的精细可扩展编码的研究[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
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3 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(7)[N];电子报;2009年
4 王伟;3DAV中的多视点视频编码及解码端视点绘制研究 获2006年度国家自然科学基金资助项目[N];科技日报;2007年
5 北京航空航天大学计算机系 李炜;探寻视频编码技术发展的足迹[N];中国计算机报;2000年
6 记者 徐建华;我国先进音视频标准制定更具开放性[N];中国质量报;2009年
7 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(10)[N];电子报;2009年
8 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(20)[N];电子报;2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 国玫;分布式视频编码关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 国玫;分布式视频编码关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张冬冬;三维小波可伸缩视频编码技术研究[D];上海交通大学;2007年
4 黄爱爱;可伸缩视频编码快速算法与质量优化方法研究[D];浙江大学;2011年
5 王尊亮;分布式视频编解码算法研究[D];北京邮电大学;2009年
6 张文豪;可分级与高效视频编码中关键技术的研究[D];北京邮电大学;2010年
7 汪大勇;可伸缩视频编码的快速算法研究[D];电子科技大学;2010年
8 丁贵广;面向通信的视频编码技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
9 韩军功;立体图像和视频编码的理论及算法研究[D];西安电子科技大学;2004年
10 朱政;信源解码系统设计与多视点视频编码方法研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田晓华;AVS视频编码中整数变换与熵编码研究[D];华中科技大学;2004年
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3 王海玲;视频编码码率控制策略的研究[D];郑州大学;2004年
4 陶钧;视频流媒体中的可伸缩性小波编码MC-EZBC及其应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
5 高嵩;可伸缩视频编码算法实现与优化设计[D];浙江大学;2011年
6 张军;基于小波的可伸缩性视频编码研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 邓兵;可伸缩性视频编码中的码率控制算法研究[D];浙江大学;2010年
8 邢璐;基于DSP平台的视频编码优化与SIP协议实现[D];北京邮电大学;2010年
9 罗桂华;基于多小波的视频编码技术研究[D];江西财经大学;2010年
10 区骋;基于运动补偿技术和三维小波变换的视频编码器研究[D];广西大学;2004年
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