3D视频编码中深度信息优化及场景背景编码技术研究

发布时间：2017-08-11 12:17

  本文关键词：3D视频编码中深度信息优化及场景背景编码技术研究

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【摘要】：随着科技的进步,网络通信技术、数字多媒体技术以及计算机视觉技术都得到快速的发展,进而促进了图像采集水平的不断提高以及多媒体应用中数字视频业务的不断扩大。现如今,多媒体应用终端显示的内容也越来越丰富,基于国内外各种标准的视频应用早已成为人们日常生活、工作、学习、娱乐、交际等方面不可缺少的东西,其中最为普遍的是三维(3D,3 Dimensional)视频应用。3D视频因其恢弘的场景、逼真的视觉效果以及强烈的视觉冲击而深受消费者喜爱。3D视频主要是基于多视点视频纹理加深度图(Multi-view texture image plus depth map,MVD)的格式进行编码的,因此,数据量非常庞大。而当前有限的网络传输带宽和硬件存储资源都无法承受如此大的数据量,进而对3D视频的存储、传输以及播放造成很大的困难。因而采用多视点视频纹理加深度图信息编码格式编码的3D视频序列的高效率压缩,就成了当前3D视频编码的一个关键因素。因此本文针对3D视频编码,开展了两项工作,意在提升3D视频编码效率。本文的主要研究工作是:1.提出了基于四叉树划分方式的深度-纹理间的运动矢量继承当前3D-AVS 2.0编码标准中对纹理图和深度图是分别进行独立编码的,但是,纹理图和其相对应的深度图都是同一相机在同一时间同一位置同一角度对同一地点捕获到的相同场景图像,它们的运动特征是相似的。当前3D-AVS 2.0编码平台并没有考虑它们之间的相关性,进而造成编码比特的浪费。因此,针对3D-AVS 2.0编码标准平台的不足,本文提出了一种基于四叉树划分的方式用于实现深度图纹理图之间的运动矢量继承,减少了信息存储冗余,提升了视频编码效率。实践表明,我们提出的方法加入平台标准与未加入平台标准相比,取得较好的编码性能。2.提出了辅助视频压缩与分割的场景背景编码方法现今,3D-HEVC编码标准平台HTM 10.0采用的是多视点纹理视频加深度的编码格式。但是,多视点纹理视频加深度格式编码的序列是通过多个不同位置的摄像机同时对同一场景物体进行拍摄得到的。因此,相邻视点的纹理图有大量重叠的背景信息,即存在严重的背景冗余。为了减少存在的背景冗余信息,本文提出基于3D-HEVC视频编码的辅助视频压缩和分割的场景背景合成编码技术。也就是说,对每个视点进行视频分割,分离前景和背景,根据相机参数以及各个视点相应深度图的关系,将所有视点的背景进行合成,消除了背景原有的冗余信息。合成的背景图以及分离出来的三个前景图替代多个视点本来的纹理图进行编码。与3D-HEVC原参考软件HTM 10.0相比较,我们的方法可以在保证图像视觉质量的前提下,BD-rate平均编码比特率提升了2.5%、0.73%、0.4%。分析原因,是编码比特数降低近一半的同时,视点的PSNR也随之降低2个d B左右。在后期研究工作,我们会在我们搭建的编码框架中,应用更多的视点(如10视点18视点)进行研究,希望进一步降低编码比特数,提升编码效率。
【关键词】：3D视频编码 深度图 多视点纹理加深度 视频分割 背景合成
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-11
• 1.2 视频编码标准11-13
• 1.2.1 视频编码的国际标准11-12
• 1.2.2 视频编码的国内标准：AVS/3D-AVS12-13
• 1.3 基于 3D视频编码深度图编码的研究现状13-18
• 1.4 基于 3D视频编码场景背景编码的研究现状18-23
• 1.4.1 基于帧的视频编码技术19-20
• 1.4.2 基于对象的视频编码20-23
• 1.5 本文的主要研究内容以及组织结构23-26
• 第2章 相关技术介绍26-34
• 2.1 视频数据压缩原理26-28
• 2.2 视频编码技术基本原理及核心概念28-33
• 2.2.1 预测编码技术29-31
• 2.2.2 变换编码技术31
• 2.2.3 量化技术31-32
• 2.2.4 熵编码技术32-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 基于 3D-AVS 2.0 编码标准平台的深度信息编码优化技术研究34-42
• 3.1 引言34-35
• 3.2 3D-AVS 2.0 编码标准平台的不足35-37
• 3.3 基于四叉树划分的纹理-深度运动参数继承37-39
• 3.4 实验结果与分析39-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第4章 基于 3D-HEVC的场景背景编码技术研究42-53
• 4.1 引言42-43
• 4.2 辅助视频压缩和分割的场景背景编码过程43-51
• 4.2.1 背景合成过程45-50
• 4.2.2 背景拆分过程50-51
• 4.3 实验结果与分析51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 结论53-55
• 参考文献55-58
• 攻读学位期间发表的论文及其它成果58-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高文,黄铁军;信源编码标准AVS及其在数字电视中的应用[J];电视技术;2003年11期

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本文编号：656059