本文關(guān)鍵詞：基于3D-HEVC質(zhì)量優(yōu)化和高效視頻編碼方法研究

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【摘要】：多紋理多深度視頻包含拍攝對象的景深信息,可以實現(xiàn)任意三維場景的重建,對拍攝對象的表征上更具有真實感和立體感,滿足了人們對于自由視點視頻臨場感和交互性的需求,是目前最有效的三維視頻表現(xiàn)方式�？蓮V泛應(yīng)用于自由視點電視、增強現(xiàn)實、醫(yī)學手術(shù)導(dǎo)航、自然用戶界面等領(lǐng)域,但其實際應(yīng)用依賴于視頻質(zhì)量優(yōu)化以及高效編碼等關(guān)鍵技術(shù)的突破與發(fā)展。目前JCT-3V小組正致力于三維視頻編碼的標準化工作,提出了3D-HEVC的多紋理多深度三維視頻編碼標準并發(fā)布了測試平臺HTM。在3D-HEVC帶來高壓縮率的同時,也帶來了較高的編碼復(fù)雜度,其編碼質(zhì)量也有待進一步提升。所以本文對其中廣泛使用且影響編碼性能的紋理圖視差矢量獲取以及深度圖編碼進行研究,實現(xiàn)質(zhì)量優(yōu)化和高效快速的壓縮編碼方法,以滿足未來在應(yīng)用方面的需求。本論文深入研究基于3D-HEVC質(zhì)量優(yōu)化和高效視頻編碼方法,主要研究內(nèi)容與成果如下:1.提出一種基于分級化小搜索窗的相鄰視差矢量修正算法。通過對候選塊位置的視差矢量的出現(xiàn)率展開分析,探索最有可能出現(xiàn)視差矢量的候選塊位置,對這些優(yōu)先候選塊位置的視差矢量進一步做出分析,找到其在獨立視點紋理圖中的視差矢量參考塊;在視差矢量參考塊的周圍建立一種分級化的小搜索窗,通過小搜索窗內(nèi)的參考塊對初步獲取的相鄰視差矢量進行分級修正,并根據(jù)最后得到視差矢量率失真代價指標修正小搜索窗大小。實驗結(jié)果證明該算法能夠在維持現(xiàn)有編碼時間的情況下提升紋理視頻編碼質(zhì)量。2.提出一種利用多重虛擬深度圖參考塊修正的相鄰視差矢量質(zhì)量優(yōu)化算法。通過對初步獲取的相鄰視差矢量進行分析,找到其在獨立視點紋理圖中的視差矢量參考塊,并通過此參考塊的視差矢量計算與當前編碼單元相關(guān)的虛擬深度圖參考塊;對虛擬深度圖參考塊以及其周圍虛擬深度圖參考塊的深度值進行分析,將所有虛擬深度圖參考塊的最大深度值進行范圍劃分,并用其轉(zhuǎn)化的視差矢量值對當前已獲取的相鄰視差矢量進行率失真優(yōu)化。最后可通過與于分級化小搜索窗的相鄰視差矢量修正算法的結(jié)合,實現(xiàn)聯(lián)合優(yōu)化。實驗結(jié)果證明該算法能夠在損失較小的編碼時間性能的情況下有效提升紋理視頻編碼質(zhì)量。3.提出一種基于分組搜索和比例組合的相鄰視差矢量快速獲取算法。通過對候選塊位置的視差矢量的采用率做出分析,找出視差矢量率失真代價最小的候選塊位置,并對候選塊位置進行刪減和優(yōu)化操作;針對刪減后的候選塊位置視差矢量相關(guān)度進行分析,提出按比例結(jié)合的方法,并根據(jù)率失真代價指標提出一種自適應(yīng)的結(jié)合比例調(diào)整策略,通過結(jié)合不同的量化參數(shù)指標將獲取的相鄰候選塊的視差矢量相結(jié)合來形成優(yōu)化后的視差矢量;并針對候選塊位置是否能獲取到視差矢量的情況進行分析,設(shè)計分組搜索策略,進一步實現(xiàn)相鄰視差矢量快速獲取;最后提出基于比例結(jié)合和分組搜索的相鄰視差矢量獲取算法,在視差矢量快速獲取的同時保證視差矢量準確性。4.提出一種基于方磚和模式?jīng)Q策集的深度圖的幀內(nèi)模式快速選擇算法。結(jié)合深度圖的自身空間結(jié)構(gòu)特性以及編碼模式分布特性,同時利用深度圖幀內(nèi)編碼模式的空間相關(guān)性以及對應(yīng)的紋理圖中參考塊的幀內(nèi)編碼模式的相關(guān)性,提出基于方磚(TILE)結(jié)構(gòu)的深度圖平坦區(qū)域快速劃分方法;然后根據(jù)深度圖的當前編碼單元、子劃分單元周邊相鄰的參考塊的幀內(nèi)預(yù)測模式,以及對應(yīng)紋理圖中的參考塊、周邊相鄰的參考塊的幀內(nèi)預(yù)測模式建立幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q策集;通過模式?jīng)Q策集對初始劃分后的結(jié)果進行再次幀內(nèi)模式判定,提前找出采用率最高的平坦幀內(nèi)模式的情況并提前跳出。實驗結(jié)果表明該方法能夠顯著提高三維深度視頻編碼效率。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.81

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