多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究【開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究一、選題的背景與意義1.1研究目的與意義隨著計(jì)算通信和顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，2D音頻技術(shù)已經(jīng)走向成熟，并逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，然而，人們對(duì)于數(shù)字視頻的要求日益提高，人們希望看到表征自然景物的數(shù)字視頻能夠更加地清晰、更加地真實(shí)。為滿足視頻場(chǎng)景自然和真實(shí)再現(xiàn)需求，具有3D視覺功能的多視點(diǎn)視頻技術(shù)正越來越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視，并成為近年來視頻研究的熱點(diǎn)之一，已經(jīng)吸引了越來越多的國(guó)內(nèi)外的學(xué)者，并在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。如具有臨場(chǎng)感的可視會(huì)議任意視點(diǎn)視頻、三維電視、交融式會(huì)議電視、遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)診療、虛擬現(xiàn)實(shí)以及視頻監(jiān)視系統(tǒng)等多

2、種正在興起的多媒體業(yè)務(wù)。多視點(diǎn)視頻（Multi-viewVideo）是單通道視頻信號(hào)在空間方面的擴(kuò)展，是一種新型的具有立體感和交互操作功能的視頻，通過在場(chǎng)景中放置多臺(tái)攝像機(jī)，記錄下多個(gè)視頻數(shù)據(jù)，提供給用戶以視點(diǎn)選擇和場(chǎng)景漫游的交互能力。由于技術(shù)條件的限制，立體視頻一直沒有得到快速的發(fā)展，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著三維顯示技術(shù)的進(jìn)步，多視點(diǎn)視頻技術(shù)得到了全世界學(xué)者的關(guān)注，成為了一個(gè)研究的熱點(diǎn)。多視點(diǎn)視頻與單通道視頻系統(tǒng)相比，多視點(diǎn)視頻信號(hào)采集自多個(gè)相機(jī)，其數(shù)據(jù)量隨著相機(jī)數(shù)目的增加而成倍增加。所以必須采用更高效的數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)，才能對(duì)多視點(diǎn)視頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)和傳輸。同

3、時(shí)，隨著人們對(duì)視頻觀看質(zhì)量要求的提高，高分辨率、高清晰度是今后的趨勢(shì)，這將帶來視頻數(shù)據(jù)量的急劇增加。要將多視點(diǎn)視頻運(yùn)用到實(shí)際系統(tǒng)中，必須對(duì)多視點(diǎn)視頻信息進(jìn)行壓縮編碼，緩解多視點(diǎn)視頻信息帶來的存儲(chǔ)和傳輸壓力。多視點(diǎn)視頻編碼快速算法的主要目的，是研究如何通過提高壓縮效率以及有效消除各個(gè)視頻流內(nèi)的時(shí)空冗余及交叉冗余并提高多視點(diǎn)視頻壓縮效率的技術(shù)，為提高多視點(diǎn)視頻編解碼的處理速度提供技術(shù)支持。而目前處理高壓縮的單視點(diǎn)視頻尚無法達(dá)到這個(gè)要求，這將嚴(yán)重阻礙多視點(diǎn)視頻的應(yīng)用和發(fā)展。于是，能夠在保證編碼性能的前提下提高編碼的速度54，成了多視點(diǎn)視頻編碼中的關(guān)鍵技術(shù)之一。本課題的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容

4、是在幾乎不影響編碼率失真的情況下，提高多視頻編碼的速度。1.2多視點(diǎn)視頻快速選擇算法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1多視點(diǎn)視頻快速選擇算法JVT（jointvideoteam）提出了多視點(diǎn)視頻編碼(MVC,multiviewvideocoding)的概念，并長(zhǎng)期致力于視頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前正在提出多視點(diǎn)視頻編碼校驗(yàn)?zāi)Ｐ托停↗ointMultiviewVideoModel，JMVM），作為多視點(diǎn)視頻編碼的研究平臺(tái)。在編碼過程中，采用了率失真優(yōu)化技術(shù)來進(jìn)行宏塊模式的選擇，可以在獲得好的畫面質(zhì)量和代碼率之間獲取平衡。相關(guān)學(xué)者提出了最省時(shí)間可選宏塊模式的概念和基于動(dòng)態(tài)多閾值的快速宏塊模

5、式選擇算法，在一定程度上節(jié)省了編碼時(shí)間。1.2.2多視點(diǎn)快速選擇算法研究現(xiàn)狀在多視點(diǎn)視頻編碼技術(shù)的研究過程中，國(guó)內(nèi)外的一些研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)提出了一些多視點(diǎn)視頻編碼的快速算法。目前，國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)和高等院校仍在積極探索高精度、高效率的視頻編碼宏塊模式快速選擇算法，取得了很大的進(jìn)展，提出了許多宏塊模式快速選擇算法。這些方法從不同的角度或不同的目的對(duì)視頻編碼問題進(jìn)行了研究?；贘MVM的宏塊模式選擇情況，國(guó)內(nèi)外研究針對(duì)降低宏塊模式選擇方法中的計(jì)算復(fù)雜度，提出了各種改進(jìn)的算法?；趧?dòng)態(tài)多閾值、多視點(diǎn)視頻編碼、H.264的幀間宏塊模式、虛擬視點(diǎn)合成算法、塊匹配的運(yùn)動(dòng)估計(jì)等，有選擇地對(duì)某

6、個(gè)或某幾個(gè)預(yù)測(cè)塊模式進(jìn)行搜索計(jì)算，從而達(dá)到降低計(jì)算復(fù)雜度的效果。1.2.3多視點(diǎn)快速選擇算法發(fā)展趨勢(shì)在JMVM編碼過程中，采用了在所有宏塊模式中搜索最優(yōu)模式的方法。這種方法雖然可以獲得較高的重建圖像質(zhì)量，但宏塊模式全搜索的方法導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度非常高，很難擁有較高的編碼速度。現(xiàn)有的快速算法和JMVM編碼一樣，雖然在壓縮效率上得到了很大的提高，然而多視點(diǎn)視頻編碼技術(shù)還未達(dá)到成熟和完全實(shí)用的階段，在諸多環(huán)節(jié)及關(guān)鍵算法上依然存在較大的改進(jìn)余地。因此要繼續(xù)深入研究?jī)?yōu)化的編碼算法，在保證編碼性能的前提下對(duì)現(xiàn)有的快速算法進(jìn)行改進(jìn)，提供更有效的快速算法，以便在更多的領(lǐng)域中得以推廣并應(yīng)用。二、研究

7、的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題：2.1研究的基本內(nèi)容本課題在JMVM宏塊模式選擇的基礎(chǔ)上，采用一種基于動(dòng)態(tài)多閾值的快速宏塊模式選擇算法，實(shí)現(xiàn)在不影響率失真性能的情況下，提高它的編碼速度。2.1.1多視點(diǎn)視頻編碼的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)54為了消除多視點(diǎn)視頻信號(hào)時(shí)間上的冗余和視點(diǎn)間的空間冗余，學(xué)者們提出了基于Simulcast、順序視點(diǎn)預(yù)測(cè)(SequentialViewPrediction)、M幀預(yù)測(cè)(Multi-directionPrediction)、GoGOP預(yù)測(cè)(Group-of-GOPPredict