本文關(guān)鍵詞：基于3D-HEVC質(zhì)量?jī)?yōu)化和高效視頻編碼方法研究

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【摘要】：多紋理多深度視頻包含拍攝對(duì)象的景深信息,可以實(shí)現(xiàn)任意三維場(chǎng)景的重建,對(duì)拍攝對(duì)象的表征上更具有真實(shí)感和立體感,滿足了人們對(duì)于自由視點(diǎn)視頻臨場(chǎng)感和交互性的需求,是目前最有效的三維視頻表現(xiàn)方式�？蓮V泛應(yīng)用于自由視點(diǎn)電視、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、醫(yī)學(xué)手術(shù)導(dǎo)航、自然用戶界面等領(lǐng)域,但其實(shí)際應(yīng)用依賴于視頻質(zhì)量?jī)?yōu)化以及高效編碼等關(guān)鍵技術(shù)的突破與發(fā)展。目前JCT-3V小組正致力于三維視頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)化工作,提出了3D-HEVC的多紋理多深度三維視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)并發(fā)布了測(cè)試平臺(tái)HTM。在3D-HEVC帶來高壓縮率的同時(shí),也帶來了較高的編碼復(fù)雜度,其編碼質(zhì)量也有待進(jìn)一步提升。所以本文對(duì)其中廣泛使用且影響編碼性能的紋理圖視差矢量獲取以及深度圖編碼進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量?jī)?yōu)化和高效快速的壓縮編碼方法,以滿足未來在應(yīng)用方面的需求。本論文深入研究基于3D-HEVC質(zhì)量?jī)?yōu)化和高效視頻編碼方法,主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:1.提出一種基于分級(jí)化小搜索窗的相鄰視差矢量修正算法。通過對(duì)候選塊位置的視差矢量的出現(xiàn)率展開分析,探索最有可能出現(xiàn)視差矢量的候選塊位置,對(duì)這些優(yōu)先候選塊位置的視差矢量進(jìn)一步做出分析,找到其在獨(dú)立視點(diǎn)紋理圖中的視差矢量參考?jí)K;在視差矢量參考?jí)K的周圍建立一種分級(jí)化的小搜索窗,通過小搜索窗內(nèi)的參考?jí)K對(duì)初步獲取的相鄰視差矢量進(jìn)行分級(jí)修正,并根據(jù)最后得到視差矢量率失真代價(jià)指標(biāo)修正小搜索窗大小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該算法能夠在維持現(xiàn)有編碼時(shí)間的情況下提升紋理視頻編碼質(zhì)量。2.提出一種利用多重虛擬深度圖參考?jí)K修正的相鄰視差矢量質(zhì)量?jī)?yōu)化算法。通過對(duì)初步獲取的相鄰視差矢量進(jìn)行分析,找到其在獨(dú)立視點(diǎn)紋理圖中的視差矢量參考?jí)K,并通過此參考?jí)K的視差矢量計(jì)算與當(dāng)前編碼單元相關(guān)的虛擬深度圖參考?jí)K;對(duì)虛擬深度圖參考?jí)K以及其周圍虛擬深度圖參考?jí)K的深度值進(jìn)行分析,將所有虛擬深度圖參考?jí)K的最大深度值進(jìn)行范圍劃分,并用其轉(zhuǎn)化的視差矢量值對(duì)當(dāng)前已獲取的相鄰視差矢量進(jìn)行率失真優(yōu)化。最后可通過與于分級(jí)化小搜索窗的相鄰視差矢量修正算法的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)聯(lián)合優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該算法能夠在損失較小的編碼時(shí)間性能的情況下有效提升紋理視頻編碼質(zhì)量。3.提出一種基于分組搜索和比例組合的相鄰視差矢量快速獲取算法。通過對(duì)候選塊位置的視差矢量的采用率做出分析,找出視差矢量率失真代價(jià)最小的候選塊位置,并對(duì)候選塊位置進(jìn)行刪減和優(yōu)化操作;針對(duì)刪減后的候選塊位置視差矢量相關(guān)度進(jìn)行分析,提出按比例結(jié)合的方法,并根據(jù)率失真代價(jià)指標(biāo)提出一種自適應(yīng)的結(jié)合比例調(diào)整策略,通過結(jié)合不同的量化參數(shù)指標(biāo)將獲取的相鄰候選塊的視差矢量相結(jié)合來形成優(yōu)化后的視差矢量;并針對(duì)候選塊位置是否能獲取到視差矢量的情況進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)分組搜索策略,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)相鄰視差矢量快速獲取;最后提出基于比例結(jié)合和分組搜索的相鄰視差矢量獲取算法,在視差矢量快速獲取的同時(shí)保證視差矢量準(zhǔn)確性。4.提出一種基于方磚和模式?jīng)Q策集的深度圖的幀內(nèi)模式快速選擇算法。結(jié)合深度圖的自身空間結(jié)構(gòu)特性以及編碼模式分布特性,同時(shí)利用深度圖幀內(nèi)編碼模式的空間相關(guān)性以及對(duì)應(yīng)的紋理圖中參考?jí)K的幀內(nèi)編碼模式的相關(guān)性,提出基于方磚(TILE)結(jié)構(gòu)的深度圖平坦區(qū)域快速劃分方法;然后根據(jù)深度圖的當(dāng)前編碼單元、子劃分單元周邊相鄰的參考?jí)K的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式,以及對(duì)應(yīng)紋理圖中的參考?jí)K、周邊相鄰的參考?jí)K的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式建立幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策集;通過模式?jīng)Q策集對(duì)初始劃分后的結(jié)果進(jìn)行再次幀內(nèi)模式判定,提前找出采用率最高的平坦幀內(nèi)模式的情況并提前跳出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法能夠顯著提高三維深度視頻編碼效率。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN919.81

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本文編號(hào)：1284240