面向視覺感知的3D視頻碼率控制算法研究.pdf

1、3D(Three Dimensional)視頻能給觀眾帶來身臨其境的真實(shí)感，但是數(shù)據(jù)量大對(duì)帶寬和存儲(chǔ)提出了較高的要求，如何在一定的比特?cái)?shù)下提高視頻感知質(zhì)量并使比特流適應(yīng)復(fù)雜多變的傳輸網(wǎng)絡(luò)成為3D視頻發(fā)展中的關(guān)鍵問題，碼率控制技術(shù)是解決這些問題的有效途徑。3D視頻的表示形式有立體視頻、多視點(diǎn)視頻以及多視點(diǎn)彩色加深度視頻，其碼率控制方法需要考慮視點(diǎn)間的比特分配；此外，研究表明傳統(tǒng)3D視頻碼率控制所采用的PSNR(Peak Signal to

2、 Noise Ratio)評(píng)價(jià)方式不能很好地反映人眼主觀感知質(zhì)量。本文深入研究立體視頻、多視點(diǎn)視頻碼率控制方法和人眼視覺感知特性，提出了以下三個(gè)碼率控制算法：
　　（1）針對(duì)傳統(tǒng)立體視頻碼率控制方法中因?yàn)閳?chǎng)景變換導(dǎo)致立體圖像對(duì)的復(fù)雜度估計(jì)不夠準(zhǔn)確以及未考慮人眼對(duì)于各區(qū)域失真敏感程度不同的問題，提出了一種基于恰可察覺失真(Just Noticeable Distortion,JND)的立體視頻碼率控制算法。首先，根據(jù)宏塊運(yùn)動(dòng)特征預(yù)測(cè)

3、立體圖像對(duì)的復(fù)雜度，優(yōu)化立體圖像對(duì)層比特分配；其次，構(gòu)建了一種包含深度特性的立體JND模型，將宏塊化的立體JND值作為視覺敏感因子優(yōu)化宏塊層比特分配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)立體視頻碼率控制算法相比，本方法平均碼率控制偏差減少0.12％，而且在率失真性能不下降的情況下提高了視覺敏感區(qū)域的主觀質(zhì)量。
　?。?）針對(duì)現(xiàn)有立體視頻碼率控制算法未能充分考慮雙目之間存在的視覺冗余，提出了一種基于雙目掩蔽特性的立體視頻碼率控制算法。首先，通過統(tǒng)計(jì)

4、分析建立了左、右?guī)g的碼率比例-量化參數(shù)(Rate Ratio and Quantization, RRQ)模型，結(jié)合該模型和雙目掩蔽閾值優(yōu)化左、右?guī)g的比特分配，在雙目視覺閾值的允許下提高視覺權(quán)重較高的視點(diǎn)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本算法的碼率控制偏差在0.19%以內(nèi)，與對(duì)稱質(zhì)量算法和 Wang的算法相比，本算法的立體視頻客觀質(zhì)量分別提高0.23dB和0.06dB，且質(zhì)量波動(dòng)較為穩(wěn)定。
　?。?）針對(duì)多視點(diǎn)視頻碼率控制方法未能很好