虚拟现实视频图像编码优化算法研究

发布时间：2023-04-26 01:45

　　随着多媒体技术的发展,一种名为虚拟现实的新技术应运而生,这种技术可以通过实时演算为用户提供沉浸式的虚拟世界仿真系统。虚拟现实的360°视频图像能够表示完整的球面信息,这些信息会以二维数据的形式存放在存储介质中,但从球面数据投影至二维数据时极易引入畸变以及像素冗余。因此,对于虚拟现实的360°视频序列,直接使用传统的二维编码器进行压缩编码难以获得令人满意的效果。如何设计畸变和像素冗余更少的投影方式,如何获得更好的重建图像质量是这个领域的研究重点。(1)分析了时域率失真优化的拉格朗日乘子失准现象,定义了帧级编码单元及其比特的计算方法,通过分析时域临近编码帧的比特热度图分布来反馈调节当前编码帧中所有编码单元的拉格朗日乘子,使得编码单元的拉格朗日乘子逼近最优拉格朗日乘子,优化编码单元的比特分配,提升编码效率。(2)分析了经纬图中纬度与有效像素的关系,建立了纬度决定比特分配的算法模型。该算法能够针对经纬图中编码单元所处位置的有效信息为编码单元分配合理的目标比特,该算法能够为经纬图的编码带来显著的编码性能提升。(3)深入研究了PID控制理论,结合PID控制器与本文提出的两种编码优化算法,提出了一种...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 视频编码框架
    1.3 虚拟现实视频编码研究现状
        1.3.1 虚拟现实视频投影
        1.3.2 虚拟现实视频的编码优化与控制算法
    1.4 主要研究内容
    1.5 论文的组织结构
第二章 理论基础
    2.1 率失真优化简介
        2.1.1 率失真理论
        2.1.2 率失真优化基础
        2.1.3 率失真优化模型
            2.1.3.1 二次模型
            2.1.3.2 ρ-域模型
            2.1.3.3 指数模型
            2.1.3.4 R-λ模型
    2.2 码率控制算法研究
        2.2.1 码率控制分类
        2.2.2 H.264/AVC码率控制模型
            2.2.2.1 GOP级码率控制
            2.2.2.2 帧级码率控制
            2.2.2.3 宏块级码率控制
            2.2.2.4 总结
        2.2.3 HEVC/H.265码率控制模型
            2.2.3.1 R-λ模型
            2.2.3.2 各层级码率分配机制
            2.2.3.3 总结
        2.2.4 AVS2玛率控制模型
            2.2.4.1 模糊控制原理
            2.2.4.2 控制流程
            2.2.4.3 总结
    2.3 小结
第三章 基于比特热度图的比特重分配算法
    3.1 时域率失真优化λ失准问题
    3.2 最优拉格朗日乘子推导
    3.3 最优拉格朗日乘子估计
        3.3.1 构建帧级编码单元
        3.3.2 时域临近近似
        3.3.3 最优拉格朗日乘子估计值计算
    3.4 实施流程
    3.5 测试与分析
    3.6 小结
第四章 最大编码单元级拉格朗日乘子优化方法
    4.1 视频客观质量评价
    4.2 视频编码单元级优化
        4.2.1 有效像素比分析
        4.2.2 λ-θ模型
    4.3 拉格朗日乘子的修正
    4.4 算法流程
    4.5 测试与分析
        4.5.1 测试序列及测试条件
        4.5.2 编码性能测试结果
    4.6 小结
第五章 基于PID的VR码率控制算法
    5.1 PID控制原理
    5.2 PID码率控制系统
        5.2.1 PID控制器解析
        5.2.2 缓冲区码率偏差计算
        5.2.3 目标比特率更新
        5.2.4 编码参数调整
    5.3 码率分配
    5.4 算法流程
    5.5 分析与测试
        5.5.1 测试序列及测试条件
        5.5.2 编码测试结果
    5.6 小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
个人简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3801483