【摘要】：三維視頻(3DV)可為觀眾帶來(lái)身臨其境的立體感覺,是近期視頻編碼領(lǐng)域的一個(gè)研究點(diǎn)。多視點(diǎn)視頻加深度(Multiview video plus depth,MVD)因其具有后向兼容、支持交互等優(yōu)點(diǎn)被運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)選作新一代3DV標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式。由于多視點(diǎn)視頻信息和多視點(diǎn)深度信息均需要編碼傳輸至解碼端,使得碼率明顯增加,因此提高3DV編碼效率顯得尤為重要。三維高效率視頻編碼(Three dimension high efficiency video coding,3D-HEVC)是MEPG正在孵化的標(biāo)準(zhǔn),其在HEVC的基礎(chǔ)上研究高效編碼MVD。3D-HEVC針對(duì)3DV的特點(diǎn)提出了多項(xiàng)編碼工具,新增約50%的碼率提供立體視覺體驗(yàn)。本文重點(diǎn)研究用于提高3DV編碼效率的先進(jìn)殘差預(yù)測(cè)技術(shù)及利用視點(diǎn)間相關(guān)性的3DV快速編碼技術(shù)。具體研究?jī)?nèi)容如下:先進(jìn)殘差預(yù)測(cè)技術(shù)(advanced residual prediction,ARP)是基于視點(diǎn)間的殘差相關(guān)性提出的一種3D視頻編碼技術(shù),該技術(shù)可有效降低非基本視點(diǎn)的編碼碼率。其關(guān)鍵點(diǎn)在于利用已有運(yùn)動(dòng)信息為當(dāng)前殘差構(gòu)造殘差預(yù)測(cè)值以進(jìn)一步預(yù)測(cè)。若基本視點(diǎn)對(duì)應(yīng)塊采用幀內(nèi)編碼塊,則其不包含運(yùn)動(dòng)信息,這一定程度上限制了先進(jìn)殘差預(yù)測(cè)的使用。針對(duì)上述問題,本文提出了一種改進(jìn)的先進(jìn)殘差算法。該算法利用幀內(nèi)編碼塊的相鄰塊運(yùn)動(dòng)矢量代替幀內(nèi)編碼塊的零矢量,以提高預(yù)測(cè)精度,改善ARP的編碼效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用本文所提算法,非基本視點(diǎn)的編碼碼率平均降低了0.12%。對(duì)于多視點(diǎn)視頻,同一時(shí)刻不同視點(diǎn)的視頻在圖像內(nèi)容上具有非常強(qiáng)的相關(guān)性。3D-HEVC中采用了精細(xì)預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐炙惴ㄒ蕴岣呔幋a效率。本文基于視點(diǎn)間相關(guān)性提出了一種幀間預(yù)測(cè)單元優(yōu)化算法以降低3D-HEVC編碼復(fù)雜度。根據(jù)視點(diǎn)間PU模式之間的相關(guān)性,對(duì)當(dāng)前PU的劃分模式構(gòu)建候選列表,精簡(jiǎn)PU候選模式。在3D-HEVC的變換部分,TU采用殘差四叉樹變換結(jié)構(gòu),通過遍歷比較不同深度的變換單元的率失真代價(jià)得到最佳TU劃分。殘差四叉樹變換結(jié)構(gòu)在提升編碼效率的同時(shí),計(jì)算復(fù)雜度顯著增加。而3D-HEVC中提出的先進(jìn)殘差預(yù)測(cè)技術(shù)充分利用殘差的相關(guān)性,降低了殘差能量。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)約97.38%的使用先進(jìn)殘差預(yù)測(cè)技術(shù)的TU塊并未進(jìn)行劃分�；诖�,本文通過定義使用先進(jìn)殘差預(yù)測(cè)技術(shù)的標(biāo)志位,提出了提前終止TU劃分優(yōu)化算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在編碼效率和峰值信噪比損失很小的情況下,相比于3D-HEVC公共測(cè)試平臺(tái),本文所提兩種優(yōu)化算法對(duì)非基本視點(diǎn)的紋理圖像的編碼時(shí)間平均減少32.2%。
[Abstract]:3D video (3DV) is a research point in the field of video coding. Multi-view Video with depth (Multiview video plus depth,MVD) has been chosen as the new data format of 3DV standard by (MPEG) because of its backward compatibility and support for interaction. Since both the multi-view video information and the multi-view depth information need to be encoded and transmitted to the decoding end, the bit rate is obviously increased, so it is particularly important to improve the efficiency of 3DV coding. Three dimensional high efficiency video coding (Three dimension high efficiency video coding,3D-HEVC) is a standard that MEPG is hatching. Based on HEVC, the efficient coding MVD.3D-HEVC is studied and many coding tools are put forward according to the characteristics of 3DV. Add about 50% bit rate to provide stereoscopic vision experience. This paper focuses on the advanced residual prediction technology used to improve the efficiency of 3DV coding and the 3DV fast coding technology which utilizes the interview correlation. The main contents of this paper are as follows: the advanced residual prediction technique (advanced residual prediction,ARP) is a 3D video coding technique based on the residual correlation between viewpoints, which can effectively reduce the coding rate of non-basic viewpoints. The key point is to use the existing motion information to construct the residual prediction value for the current residuals. If the basic viewpoint corresponding block adopts the intra coding block, it does not contain motion information, which limits the use of advanced residual prediction to some extent. In order to solve the above problems, an improved advanced residual algorithm is proposed in this paper. In order to improve the prediction accuracy and improve the coding efficiency of ARP, the motion vectors of adjacent blocks of intra coding blocks are used to replace the zero vectors of intra coding blocks. The experimental results show that with the proposed algorithm, the coding rate of the non-basic viewpoint is reduced by 0.12 on average. For multi-view video, video with different viewpoints at the same time has strong correlation in image content. In 3D-HEVC, fine prediction unit partition algorithm is used to improve coding efficiency. In this paper, an inter-frame prediction unit optimization algorithm based on inter-view correlation is proposed to reduce the complexity of 3D-HEVC coding. According to the correlation between PU modes, the candidate list of current PU partitioning mode is constructed, and the PU candidate mode is simplified. In the transformation part of 3D-HEVC, TU adopts the residual quadtree transform structure, and obtains the best TU partition by traversing and comparing the rate-distortion cost of the transformation units of different depths. The residuals quadtree transform structure not only improves the coding efficiency, but also increases the computational complexity significantly. The advanced residual prediction technique proposed in 3D-HEVC makes full use of the correlation of the residual error and reduces the residual energy. Experimental statistics show that 97.38% of TU blocks using advanced residual prediction technology are not divided. Based on this, this paper proposes a preemptive TU partition optimization algorithm by defining the symbol bits using advanced residual prediction techniques. The experimental results show that when the coding efficiency and PSNR loss are very small, compared with the 3D-HEVC common test platform, the two optimization algorithms proposed in this paper reduce the average coding time of non-basic viewpoint texture images by 32.2b.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN919.81

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本文編號(hào)：2418271