基于快速Walsh变换的多视角视频编码的研究

发布时间：2017-11-27 16:14

  本文关键词：基于快速Walsh变换的多视角视频编码的研究

  更多相关文章： 4维n阶Walsh变换 多视角视频 多维矢量矩阵 视频图像压缩编码

【摘要】：随着信息技术的发展,传统的平面视频已然不能满足人们的视觉要求。3D电视(3DTV)、高清电视(HDTV)、自由视角电视(FTV)的出现满足了人们获得真实生动场景的需要,它们能够给观看者带来身临其境的视觉感受。而多媒体通信发展趋势已从平面视频转移到多视角视频。多视角视频是不同位置的一系列摄像机在同一时间对同一场景拍摄得到的,由于拍摄的角度不同,人们观看时会产生立体的感觉。目前在电影院广泛流行的3D电影就是最常见的多视角视频,它由两个摄像机拍摄得到,是两个视角的视频,是利用人眼的视角差和汇聚功能制作的。单个平面视频会占用几百Mbits至几个Gbits的存储空间,而多视角视频是很多个单视角视频,它的数据量将会成倍的增加,这将会给视频存储和传输带来困难。摄像机彼此之间具有一定的夹角,视频序列之间还有很强的相关性,且多视角视频本身还含有大量的冗余信息,因此,能够也必须对多视角视频进行压缩编码。已有大量针对传统平面视频压缩编码的研究,而多视角视频的压缩编码尚处于初级阶段。目前多数算法是基于H.264或MPEG-4的结合运动补偿预测(MCP)和差值补偿预测(DCP)的方法。当对立体视频进行编码时,其中一个是主通道,利用H.264或MPEG-4进行编码;而另一个通道作为辅通道,利用MCP和DCP进行编码。结合视频图像自身的特点,本实验室提出了多维矢量矩阵理论。本理论的特点是将传统的矩阵由二维模型推广到多维模型。由于多维矢量矩阵可以将多视角视频的多个维度上的数据表示在一个模型中,因此它能够很好地去除各个维度上的冗余。本文在此基础上提出多维Walsh变换核矩阵,验证了它的正交性。多维Walsh变换能够去除各个视角的相关性,进一步压缩数据。因此,本文实现了基于快速Walsh变换的多视角视频编码,在保证多视角视频重建质量的前提下完成了快速编解码。在本实验中,首先将多视角视频进行分块,考虑到各个视角间的相关性,将分块后的数据按照帧的顺序进行重组,结合已提出的多维矢量矩阵理论,对重组后的数据进行Walsh变换。本文采用量化方法对数据进行进一步的压缩,在保证多视角视频质量的前提下,舍弃部分对视频主观质量影响较小的数据。量化完成后,对数据进行扫描。最后是对经过量化处理的数据进行游程编码。而解码是编码过程的逆过程。对视频在8×8分块方式下进行实验,本文以压缩比、峰值信噪比及编码时间为性能评价标准,实验结果表明本文方法的可行性及有效性。本文的优点在于利用Walsh变换核可分离性及Walsh变换快速的特点,将变换由四维降到了一维,减少了计算复杂度,提高了运算效率。本文所做工作是算法仿真研究,若将成果移植到嵌入式平台上,算法将会表现出更好的性能,能够在实时场合中应用。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.81

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本文编号：1232423