立体视频编码优化方法

论文摘要

随着视频信号的处理、显示技术以及通信技术的发展,立体视频编码技术的发展越来越成熟,其应用也越来越广泛。本文针对双通道立体视频编码中的编码和传输问题进行优化研究。首先,根据人眼关于立体视频的视觉特性提出一种降低人眼视觉冗余的立体视频编码方法。人眼观看立体视频时,具有视觉掩盖效应。只要立体视频左右通道图像的质量在某个阈值范围内,则整体的质量取决于图像质量较高的那个通道。本文研究了利用该阈值的方法。通过在左右通道之间维持一定的质量差距(即目标值),在不降低主观质量的同时,节省了比特率,即提高了提高编码效率。为了维持左右通道的质量差距,研究了立体视频编码中左右通道质量差距与左右通道量化参数之间的关系模型。利用此关系模型来计算编码量化参数,使左右通道的质量差距接近于目标值。该方法比较充分地利用了人眼的视觉冗余,可以提高编码效率。其次,在控制左右通道质量相对稳定性的同时,为了控制输出的比特率,使之符合信道带宽的限制,提出了立体视频的码率控制算法。在该算法中,在图像组层、图像组中的图像对层和图像对的左右图像之间进行码率分配,然后结合二次模型计算出左通道的量化参数,之后利用质量的约束计算右通道的量化参数。实验结果表明,在保持质量比较稳定的同时,总的输出码率与目标码率相接近,控制误差在2%以下,而且相对于固定编码提高了编码效率。最后,为了更加准确的控制码率的输出,以及降低码率控制的复杂度,提出了一种比传统的二次模型更加稳定、更加准确的码率与量化参数关系模型——指数模型,并将之用于码率控制当中。通过固定模型参数,减少了参数更新环节,降低了码率控制的复杂度。实验结果表明,在较高的带宽下取得了较为准确的控制效果。同时在码率控制中利用了人眼视觉冗余,提高了编码效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外立体视频编码的发展历史与研究进展
• 1.3 论文的主要工作及创新之处
• 1.4 论文的结构安排
• 2 立体视频系统的理论基础
• 2.1 立体视频成像与显示原理
• 2.1.1 人眼立体视觉机制
• 2.1.2 立体视觉成像模型
• 2.1.3 立体视频采集与显示设备
• 2.2 立体视频的人眼视觉特性
• 2.2.1 传统视频的视觉特性——对比灵敏度
• 2.2.2 立体视频的视觉掩盖特性
• 2.2.3 立体视频的恰可识别差异
• 2.3 立体视频系统
• 2.4 传统视频的码率控制技术
• 2.4.1 码率控制的方式和方法
• 2.4.2 典型的码率控制算法
• 2.4.3 单通道码率控制与立体视频码率控制
• 2.5 本章小结
• 3 质量非对称的立体视频码率控制
• 3.1 立体视频质量和量化参数的关系模型
• 3.1.1 左右通道质量差的确定
• 3.1.2 单通道视频中质量与量化参数的关系
• 3.1.3 立体视频中质量与量化参数的关系
• 3.1.4 左右通道质量控制的方法
• 3.2 立体视频码率控制算法
• 3.2.1 G012 算法以及其在立体上的改进
• 3.2.2 立体视频码率控制算法
• 3.3 立体视频码率控制评价指标
• 3.3.1 传统视频码率控制性能评价
• 3.3.2 立体视频码率控制性能评价
• 3.4 立体视频码率控制结果
• 3.4.1 实验方法
• 3.4.2 实验结果
• 3.5 本章小结
• 4 基于指数模型的立体视频码率控制
• 4.1 指数模型
• 4.2 指数模型而二次模型的比较
• 4.2.1 指数模型与R-Qstep 形式二次模型的比较
• 4.2.2 指数模型与R-QP 形式二次模型的比较
• 4.3 基于指数模型在立体视频码率控制中的应用
• 4.4 指数模型的码率控制结果
• 4.4.1 实验方法
• 4.4.2 实验结果
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 本论文工作总结
• 5.2 进一步研究方向
• 参考文献
• 附录A 立体视频测试序列
• 在学研究成果
• 致谢