本文選題：可伸縮高性能視頻編碼 + 多視角聯(lián)合深度信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)�。� 參考：《中國科學技術(shù)大學》2015年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著微博和微信等新型社交媒體迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)中視頻數(shù)據(jù)量急劇增加,網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲資源的缺口越來越大,視頻壓縮的重要性日益凸顯。2013年1月,視頻編碼國際標準組織JCT-VC發(fā)布了最新一代的視頻編碼國際標準—高性能視頻編碼(HEVC)。相對于上一代視頻編碼國際標準H.264/AVC, HEVC編碼效率提升了50%。為了滿足市場中對視頻各種各樣的需求,在標準發(fā)布的同時,JCT-VC和JCT-3V積極推進HEVC擴展版本的研究。其中主要的擴展版本包括：支持可伸縮編碼的可伸縮高性能視頻編碼(SHVC)、支持多視角編碼的多視角高性能視頻編碼(MV-HEVC),支持三維視頻中多視角聯(lián)合深度視頻(MVD)數(shù)據(jù)格式的三維高性能視頻編碼(3D-HEVC)。多個擴展版本能夠很好地滿足市場需求,但在實際應(yīng)用中,可能造成用戶不知如何選擇和使用合適的版本。如果用統(tǒng)一的HEVC擴展版本能夠很好地應(yīng)對以上幾種需求,會顯著提升標準的易用性。 在視頻傳輸中,和傳統(tǒng)的采用有狀態(tài)的協(xié)議如RTSP協(xié)議相比,基于HTTP無狀態(tài)的協(xié)議能夠提供漸進式服務(wù),降低了服務(wù)器和客戶端的負擔,提升了通信的效率,已逐漸成為市場的主流。2012年,由MPEG組織制定的基于HTTP的自適應(yīng)流媒體傳輸技術(shù)(MPEG-DASH),能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶需求的變化動態(tài)調(diào)整多媒體資源碼率,為用戶提供了一個動態(tài)自適應(yīng)的方法傳輸視頻。為了支持在MPEG-DASH中的場景切換,通常需要在碼流段的邊界插入隨機接入點。在底層編碼隨機接入點時,由于采用開放圖片集使得場景切換點處的一些圖片無法解碼而產(chǎn)生碼流中斷,所以一般采用閉合的圖片集的形式保證DASH場景順利切換。 本文利用SHVC編碼框架的靈活性,做了兩方面的研究。一方面僅僅通過高層語法的改動,使得SHVC能夠較好地編碼MVD數(shù)據(jù),從而將HEVC的主要擴展版本統(tǒng)一用SHVC編碼。另一方面提出了在MEPG-DASH中利用SHVC提升其編碼性能的方法。具體來說,本文的主要工作以及創(chuàng)新之處在于： 1.提出了改進的SHVC編碼MVD數(shù)據(jù)框架,并在此基礎(chǔ)上提出了分量間預(yù)測,提升了深度視頻和合成視頻的編碼性能。由于MV-HEVC和SHVC采用的都是Reference-index-based編碼結(jié)構(gòu),二者可以自然統(tǒng)一。采用本文提出的SHVC編碼MVD數(shù)據(jù)方法,可以將HEVC三個主要的擴展版本統(tǒng)一用SHVC編碼,提高了標準的易用性。實驗表明,本文所提出的分量間預(yù)測方法在深度序列編碼性能和合成性能分別提升了3.6%和1.0%,很好地去除了MVD數(shù)據(jù)中紋理-分量之間的冗余。 2.提出了三種方法使得在MPEG-DASH中,利用開發(fā)圖片集編碼提升MPEG-DASH編碼性能的同時,避免場景切換而產(chǎn)生碼流中斷。第一種方法不需要修改標準解碼器,容易獲取市場認同,但編碼效率提升有限。第二種方法能夠很好地提升編碼效率,但是需要對HEVC標準解碼器做簡單的修改。基于此,在本文充分利用了SHVC編碼靈活性基礎(chǔ)上,提出了第三種方法—冗余自適應(yīng)分辨率切換法,很好地解決了第一種方法編碼效率低的問題,同時不需要修改標準解碼器。因此相對于前兩種方法,第三種方法更有利于市場推廣和認同。實驗表明,本文提出的冗余自適應(yīng)分辨率切換法相對于原來的MPEG-DASH采用閉合圖片集編碼,平均編碼性能提升了5.6%,同時解碼的圖片的主觀質(zhì)量未有明顯下降。
[Abstract]:In recent years, along with micro-blog and WeChat and other new social media rapid development, a sharp increase in the amount of video data in the network, network bandwidth and storage resources gap is more and more big, the importance of video compression has become increasingly prominent in January.2013, the video encoding of JCT-VC international standards organization released a video encoding standard - the new generation of high performance video encoding (HEVC). Compared to the previous generation of video encoding of H.264/AVC international standard, HEVC encoding efficiency of 50%. in order to meet the needs of a variety of video market, in the standard JCT-VC JCT-3V released at the same time, and actively promote the HEVC extended version of the study. The extended version mainly include: support for scalable high scalable encoding the performance of video encoding (SHVC), high performance multi view video encoding support multi view encoding (MV-HEVC), support multi view 3D video and depth video (MVD) data Three dimensional high performance video encoding format (3D-HEVC). An extended version is able to meet the market demand, but in practical application, may make users do not know how to choose and use the appropriate version. If using a unified HEVC extended version can cope well with the above requirements, will significantly enhance the ease of use standard.
In video transmission, stateful protocols such as RTSP protocol and compared with traditional HTTP, a stateless protocol can provide incremental service based on reducing the server and the client's burden, improve the efficiency of communication, has gradually become the mainstream market.2012, developed by MPEG HTTP based adaptive streaming media transmission technology (MPEG-DASH), according to the dynamic changes of network environment and user needs to adjust the rate of multimedia resources, provides a method for dynamic adaptive video transmission for users. In order to support the scene switching in MPEG-DASH, usually need to insert a random access point in the stream segment boundary. At the bottom of encoding random access point. Because of the open picture set makes some pictures the scene change point cannot be decoded and stream interruption, it is generally used in the form of closed set the picture to ensure DASH scene Switch smoothly.
Using the SHVC encoding framework flexibility this paper, do the research from two aspects. On the one hand only by changing high-level syntax, so that SHVC can better encoding MVD data, which will be the main extended version of HEVC with SHVC encoding is proposed. A unified method of using SHVC in MEPG-DASH to enhance its encoding performance. On the other hand, specifically and the main work and innovations:
1. proposed SHVC encoding MVD data frame improved, and put forward the component prediction, enhance the performance of video encoding and video synthesis depth. Because MV-HEVC and SHVC are used in Reference-index-based encoding structure, two can be naturally unified. Using SHVC MVD data encoding method proposed in this paper, the HEVC can be three the main extended version use SHVC encoding, improves usability standards. Experimental results show that the proposed component prediction method in depth sequence encoding performance and synthesis performance were improved by 3.6% and 1%, very good to eliminate the redundant data between texture component MVD.
2. this paper puts forward three ways to make use of the development in MPEG-DASH, encoding MPEG-DASH encoding images to enhance performance and avoid the scene change caused interruption. Stream first method does not need to modify the standard decoder, easy to gain market recognition, but the encoding efficiency is limited. The second methods can well improve the encoding efficiency, but need to do a simple modification of the standard HEVC decoder. Based on this, in this paper makes use of SHVC encoding based on flexibility, puts forward third kinds of method of redundancy resolution adaptive switching method, a good solution to the first method of encoding the problem of low efficiency, also do not need to modify the standard decoder. Compared to the previous two methods, more third methods for market promotion and recognition. Experimental results show that the adaptive redundancy resolution switching method is discussed with respect to the original MPEG-DASH with closed Picture set coding, the average coding performance is improved by 5.6%, while the subjective quality of the decoded images is not significantly reduced.

【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.81

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