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，在科教、影視、娛樂、醫(yī)療等領域展現(xiàn)出及其廣闊的應用前景。在視頻信息的傳輸過程中，特別是在面向無線通信或移動設備傳輸時，更迫切依賴碼率控制技術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。多視點視頻在編碼傳輸時需要對具有相互參考關系的多路信號進行壓縮，其采用的碼率控制技術在進行各個視點的碼率分配時常常采

2、用的是固定比例的方法，并沒有對既定的網(wǎng)絡帶寬資源進行合理地利用，如何對不同視點進行有效的碼率分配及控制是一項非常有意義的研究。傳統(tǒng)的視頻編碼方法往往以MAD/MSE/PSNR等數(shù)學統(tǒng)計量來作為衡量視頻編碼失真程度的依據(jù)，但事實證明這些指標并不足以忠實地表現(xiàn)出人眼的主觀感知質(zhì)量，故將視頻編碼中的失真測度與人類視覺感知特性相結合，是近年來碼率控制研究的新突破。立體視頻和多視點視頻編碼標準中，幀與幀之間的預測關系、量化參數(shù)與幀層之間的關系、碼

3、率與失真之間的關系都發(fā)生了改變，執(zhí)行碼率分配和質(zhì)量控制時需要更全面的統(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視頻技術、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）通過對多視點視頻系統(tǒng)碼率控制中的視點間碼率分配比例問題的探究，本文提出一種面向多視點視頻通信的碼率分配方法。通過分析視點間碼率分配比例與視點間相關性內(nèi)在關系并進行實驗驗證，再結合進行預測得到的多

4、視點視頻無碼率控制下編碼得到的基視點碼率占比，建立了一種基視點碼率分配占比的計算模型，同時給出了其余非基視點的碼率分配方案。實驗仿真結果顯示，與現(xiàn)有的視點層固定比例分配碼率的方法相比，在視點數(shù)量為2和視點數(shù)量為3時，所提出方法的多視點視頻客觀質(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)絡帶寬下能夠提高多視點視頻編碼質(zhì)量，獲得

5、更高效的壓縮效率。
　　2）針對傳統(tǒng)的立體視頻壓縮編碼中的碼率控制技術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性更高的區(qū)域，然后根據(jù)圖像區(qū)域劃分的結果優(yōu)化比特分配，同時通過基本單元層碼率控制以達到精準控制碼流。實驗結果表明，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到0.31％，同時立