多視點(diǎn)視頻編碼中的碼率控制.pdf

1、碼率控制是視頻編碼中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。對于視頻通信來說，由于通信帶寬有限，必須將碼率控制在一定的范圍，以達(dá)到在給定目標(biāo)碼率的條件下，盡可能達(dá)到解碼圖像的高質(zhì)量。多視點(diǎn)視頻編碼(MVC)是三維立體電視與任意視點(diǎn)電視等多種新興媒體通信方式中的關(guān)鍵技術(shù)，在多視點(diǎn)視頻編碼中同樣存在著如何使壓縮后的多視點(diǎn)視頻數(shù)據(jù)適應(yīng)信道傳輸?shù)拇a率控制問題，因此碼率控制也是多視點(diǎn)視頻編碼器不可缺少的部分，碼率控制算法的優(yōu)劣也成為衡量多視點(diǎn)視頻編碼器好壞的重要指標(biāo)之一

2、。本文對多視點(diǎn)視頻編碼中的碼率控制進(jìn)行了深入研究，主要研究工作以及創(chuàng)新成果如下：
　　 簡要介紹了碼率控制的基本原理，概括了2D視頻碼率控制經(jīng)典算法JVT-G012的實(shí)現(xiàn)步驟。通過分析總結(jié)得出：該算法只針對Ⅰ幀和P幀進(jìn)行控制，對B幀不進(jìn)行碼率控制，只是簡單的根據(jù)相鄰的Ⅰ幀與P幀或相鄰的兩個P幀的QP值確定B幀QP值。多視點(diǎn)視頻編碼為提高編碼效率，設(shè)置了更多的B圖像，因此多視點(diǎn)視頻編碼的碼率控制應(yīng)當(dāng)考慮增加對B幀的碼率控制。

3、>　　 研究了多視點(diǎn)視頻編碼中多個視點(diǎn)連續(xù)編碼的問題。在分析當(dāng)前多視點(diǎn)視頻編碼中存在的幾種預(yù)測結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對比發(fā)現(xiàn)HHI提出的預(yù)測結(jié)構(gòu)在編碼效率和復(fù)雜度方面優(yōu)于其他幾種方法，因此選擇HHI的預(yù)測結(jié)構(gòu)作為進(jìn)行多視點(diǎn)視頻編碼碼率控制的基本預(yù)測結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上建立了多個視點(diǎn)連續(xù)編碼的框架。
　　 針對恒定比特率碼率控制中存在的視頻質(zhì)量波動較大的問題，本文實(shí)現(xiàn)了一種二次編碼的多視點(diǎn)視頻編碼碼率控制方法。通過利用第一遍編碼產(chǎn)生的碼率

4、、實(shí)際消耗比特數(shù)、量化參數(shù)、失真、圖像復(fù)雜性以等信息，在第二遍編碼的過程中進(jìn)行有效的比特分配調(diào)節(jié)以及主觀效果控制，從而實(shí)現(xiàn)在一定程度上減小視頻質(zhì)量的波動性，獲得較為恒定的圖像質(zhì)量，能夠滿足一些要求圖像間質(zhì)量波動盡可能小的實(shí)際應(yīng)用，如DVD存儲等，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能顯著降低視頻質(zhì)量的波動性，并提高解碼圖像的質(zhì)量。
　　 針對視頻編碼中因缺乏對B幀的碼率控制很容易造成碼率控制精度嚴(yán)重下降的問題，研究了多視點(diǎn)視頻編碼中B幀的碼率控

5、制問題。多視點(diǎn)視頻編碼的碼率控制是對逐個視點(diǎn)GOP進(jìn)行的，而視點(diǎn)GOP所采用的編碼結(jié)構(gòu)與H.264/AVC可分級擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)JSVM類似，均采用的是分層B幀的編碼結(jié)構(gòu)。因此多視點(diǎn)視頻編碼碼率控制必然要考慮分層B幀的碼率控制策略，為此在幀層碼率控制上采用了一種視點(diǎn)GOP比例因子自適應(yīng)更新的分層B幀碼率控制方法。
　　 在分析總結(jié)的基礎(chǔ)上提出了一種多視點(diǎn)視頻編碼的宏塊級碼率控制方法。采用JVT-G012的分層比特分配和碼率控制的思想，將

6、碼率控制分解為GGOP層、GOP層、Frame層和Macroblock層四層來執(zhí)行。首先根據(jù)視點(diǎn)數(shù)目和GOP大小進(jìn)行GGOP層比特分配和碼率控制；然后根據(jù)相關(guān)性函數(shù)在視點(diǎn)間合理分配碼率，實(shí)現(xiàn)GOP層的比特分配；其次根據(jù)分層B圖像比特分配策略實(shí)現(xiàn)幀層的比特分配；最后根據(jù)拉普拉斯率失真模型實(shí)現(xiàn)宏塊層的碼率控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的方法計算復(fù)雜度較低，碼率控制的誤差在1％之內(nèi)，并有平均0.1dB左右的解碼圖像PSNR增益。本方案在視點(diǎn)間進(jìn)行了