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多视点视频的码率控制算法研究

卢山  
【摘要】: 随着信息技术、网络技术和多媒体技术的飞速发展,具有立体视觉效果的多视点视频编码技术成为近年来视频研究的热点之一,并具有越来越广泛的应用前景,例如立体视频会议、立体电视、远程机器人控制、远程医疗等等。然而多视点视频带来视频数据的急剧增加,这就导致多视点视频数据的存储和传输变得十分困难,因此对于立体视频进行高效压缩就显得极为重要,而码率控制就是其中的一个关键环节。本文的研究工作就是从人眼立体视觉特性出发,从降低码率和提高立体感两个角度研究多视点视频的码率控制算法。 本文首先介绍立体视频产生的背景,阐述了数字视频编码压缩技术,并从多视点视频的码率控制和适用于前后景分割编码的码率控制两个角度介绍了国内外研究现状,作为后文的技术背景。 然后,本文主要研究了多视点视频编码的基础。通过研究国内外以及标准机构给出的多视点视频编码框架,本文提出了一种基于MEPG-2的多视点视频编码框架,并说明了码率控制在框架中的地位以及和其他模块的关系。此外,本文还介绍了运动估计和补偿技术和视间估计和补偿技术,并指明这两种技术的应用对码率控制有直接的影响。 随后,本文提出了一种基于人眼立体视觉特性的多视点视频的码率控制算法。根据人眼立体视觉特性,引入了一种对PSNR加权的客观质量评价标准,并基于此推导出一种帧级目标码率分配方法。同时,考虑到自适应量化可能引入块效应,提出了宏块级量化的调整方法。仿真结果显示,采用该算法的编码器,能够在取得稳定的比特率的同时提高立体视觉质量。 最后,本文提出了一种适用于前后景分割编码的码率控制算法。该算法的思想是从前景区域与背景区域不同的优先级出发,推导出一种宏块级的目标码率分配方法。同时,考虑到前景和背景的差异以及块效应,提出了宏块级量化的调整方法。实验仿真结果显示,本文的算法在有效的控制输出码率稳定的同时,有效的提高的立体视频的立体感。


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