多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電子信息科學(xué)與技術(shù)多視點(diǎn)視頻編碼快速算法研究摘要：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。本文介紹了多視點(diǎn)視頻編碼技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，分析比較了幾種快速算法，特別是多宏塊快速算法。每種快速算法均可以提高編碼效率，但是性能方面卻不太相同。大多數(shù)算法采用率失真代價(jià)這一評(píng)價(jià)手段來衡量所提出的快速算法，最后提出了多視點(diǎn)視頻今后的研究方向。關(guān)鍵詞：多視點(diǎn)視頻；視頻編碼；快速算法；宏塊模式選擇一、背景1.1傳統(tǒng)的單視點(diǎn)視頻

2、編碼技術(shù)傳統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)上一種單路視頻信號(hào)，同時(shí)其對(duì)應(yīng)的深度視頻也是單路的。單路是視頻信號(hào)由于對(duì)物體圖像的采集只是從單一的一個(gè)視點(diǎn)出發(fā)的，因此在圖像呈現(xiàn)上存在不夠立體，不夠真實(shí)，同時(shí)存在遮擋的問題。在傳統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)中以ISO/IEC（InternationalOrganizationforStandards/InternationalElectro-TechnicalCommission國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會(huì)）制定的MPEG-x系列[1]和ITU-T（InternationalTelecommunicationUnion國際電子聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化局）制定的H.2

3、6-x系列編碼技術(shù)最為人們所熟悉和應(yīng)用。1.2多視點(diǎn)視頻編碼技術(shù)在視頻技術(shù)領(lǐng)域中，主要的發(fā)展趨勢(shì)是追求對(duì)自然景物更加真實(shí)、清晰的表征。立體電視和立體電影表征出來的3D顯示效果；在進(jìn)行可視電話或者遠(yuǎn)程可視會(huì)議時(shí)，用戶的臨場(chǎng)感；遠(yuǎn)程診療時(shí)，醫(yī)生需要病人全方位的視頻信息；網(wǎng)上購物，人們也希望能夠看到物品在多個(gè)視角的描述。多視點(diǎn)視頻技術(shù)越來越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視，并且成為當(dāng)前視頻研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一[2-4]。1.3多視點(diǎn)視頻編碼技術(shù)研究現(xiàn)狀國外對(duì)于多視點(diǎn)視頻的研究從20世紀(jì)90年代就開始展開了[5]，十多年來，其研究成果已經(jīng)覆蓋多視點(diǎn)視頻各個(gè)領(lǐng)域，包括多視點(diǎn)的捕獲、編碼、傳輸

4、以及呈現(xiàn)等。其中德國、法國、美國、日本和韓國等對(duì)多視點(diǎn)的研究比較深入[6]，比如歐洲幾個(gè)國家從1992年開始聯(lián)合開展的DISTIMA項(xiàng)目，采用MPEG2標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的立體視頻系統(tǒng)。另外，德國的HHI研究所致力于研究沉浸式立體視頻會(huì)議系統(tǒng)[7]。國內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)多視點(diǎn)視頻的研究開始于90年代后期，到目前為止，已在多視點(diǎn)視頻編碼壓縮以及虛擬視點(diǎn)合成等領(lǐng)域取得了一定的研究成果，其中主要有清華大學(xué)、上海大學(xué)、天津大學(xué)、寧波大學(xué)等高校。一、多視點(diǎn)視頻編碼技術(shù)2.1多視點(diǎn)視頻快速算法研究現(xiàn)狀JVT（jointvideoteam)[1]提出了多視點(diǎn)視頻編碼(MVC,multi

5、viewvideocoding)的概念，并長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）[8]，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。在多視點(diǎn)視頻編碼技術(shù)的研究過程中，國內(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

6、的對(duì)視頻編碼問題進(jìn)行了研究。基于JMVM的宏塊模式選擇情況，國內(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。基于動(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。2.2各種多視點(diǎn)視頻快速算法H.246采用的全新編碼技術(shù)包括幀內(nèi)預(yù)測(cè)多宏塊、多參考幀、率失真優(yōu)化等。文獻(xiàn)[9][9]一文中提出的一系列基于統(tǒng)計(jì)信息、宏塊分類和自適應(yīng)判決門限的提前選擇某模式為最優(yōu)模式的快速模式選擇策略；文獻(xiàn)[10][10]一文中利用圖像序列的時(shí)/空相關(guān)性提出

7、了一種H.246中幀間預(yù)測(cè)的快速預(yù)測(cè)模式選擇法；文獻(xiàn)[11][11]一文中提出了基于率失真優(yōu)化的復(fù)雜度可分級(jí)碼率控制算法等。多宏塊模式有效地提高了編碼效率，對(duì)于圖像細(xì)節(jié)分布不均勻的視頻序列效果尤其明顯；多參考幀進(jìn)一步提高了預(yù)測(cè)精度和編碼效率，但基于多宏塊模式、多參考幀所帶來的編碼高性能是以算法的高復(fù)雜性為代價(jià)。文獻(xiàn)[12][12]一文中提出基于H.264多宏塊模式多參考幀運(yùn)動(dòng)估計(jì)的一種快速搜索算法，此快速搜索算法能有效降低搜索算法的運(yùn)算量，提高H.264編碼速度，但是增加了算法的復(fù)雜性。因此，能夠在保證編碼性能的前提下提高編碼