基于視點預測的多視點視頻編碼技術.pdf

1、隨著計算機通信和顯示技術的不斷發(fā)展，視頻信號處理技術也隨之迅猛發(fā)展，其中的二維(2D)視頻壓縮傳輸技術幾近成熟，并逐漸被應用在各個領域。下一代視頻技術將是與人的雙眼三維(3D)視覺更匹配的3D立體視頻技術，以自由視點視頻為代表的3DTV視頻技術在本世紀初迅速發(fā)展起來，其特點是立體感和交互性。自由視點視頻給傳統(tǒng)的視頻處理技術帶來新的挑戰(zhàn)，包括多視點視頻數(shù)據(jù)的采集、編碼壓縮、傳輸、接收端繪制重現(xiàn)等，而多視點視頻編碼壓縮是其中最為關鍵的瓶頸技

2、術。 與單視點和雙目立體視頻序列相比，多視點視頻序列是由攝像機陣列對同一場景的不同角度拍攝得到，其視頻流路數(shù)更多，數(shù)據(jù)量成倍增加，各個視點視頻圖像問也增加了大量的冗余度。多視點視頻編碼應根據(jù)多視點視頻的這些特點，充分利用多個視頻圖像之間的多重冗余信息，更有效地編碼壓縮和傳輸多視點視頻數(shù)據(jù)。 本文對多視點視頻源端采集的攝像機成像過程進行了研究分析，提出一種基于遺傳算法的攝像機自標定方法。利用遺傳算法實現(xiàn)Hartley的基于

3、新Kruppa方程的攝像機自標定過程，消除了極點的影響，將這個過程完全轉化為通過代價函數(shù)的最小化來求得攝像機的內參數(shù)，排除了極點的不穩(wěn)定因素，這樣可得到較精確的標定結果。由于其標定過程簡單易行，該方法適用性強。 本文在攝像機內外參數(shù)標定的基礎上，研究了基于標定參數(shù)的視點預測方法。在完成攝像系統(tǒng)的標定工作后，根據(jù)其內外參數(shù)來預測多個視點的圖像，減少了視差搜索的時間，提高效率。本文對多視點視頻序列的實驗得到了較好的預測效果，表明基于

4、攝像機標定參數(shù)的多視點視頻圖像預測是一種簡便易行、有效的多視點預測方法。 本文針對主流的GoGOP(Group of GOP)預測結構的幀內編碼幀較多從而影響編碼效率的問題，提出一種基于多參考幀視差預測的編碼預測結構。該結構充分利用多視點間和幀間的冗余相關性，減少幀內編碼幀的個數(shù)，擴展視點的預測范圍，采用基于可變塊匹配算法的多參考幀視差預測方式；某些B幀在編碼端不傳送，而在解碼端通過幀估計技術補償重建，以此來提高預測/補償編碼效

5、率。多參考幀的視差預測效果良好，實驗結果顯示預測圖像的峰值信噪比(PSNR)平均提高了2dB左右，提出的預測結構明顯降低了碼率，不同的測試序列在相同碼率下的平均PSNR提高1.1～1.6dB。 本文對上述預測結構中編碼端丟棄的B幀，采用基于多參考幀的幀估計補償方法在解碼端進行重建，選取了具有因果關系的多個參考幀，自適應選擇最佳匹配塊來補償當前幀的當前塊。實驗表明：基于多參考幀的補償效果遠比基于單參考幀的重建效果要好，圖像質量更加