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基于H.264的多视点视频编码快速算法研究

作　者: 黄君婷
导　师: 冯桂
学　校: 华侨大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 多视点视频编码模式选择快速搜索算法编码时间
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

视频编码技术作为视频处理的环节之一，为视频传输及显示提供技术基础。视频编码技术经历了从H.261到H.264/AVC，从二维视频编码到三维视频编码的变革，不断发展为更成熟的技术。其中，多视点视频编码技术作为3DTV（3DTelevision）的关键技术之一，受到越来越多专家及学者的关注，成为视频领域的研究热点及重点。多视点视频包含了一组摄像机从多个角度获取的图像序列，且这些序列间有高度的相关性。多视点视频给人们带来更生动的画面感，更直接的立体感，但同时也带来了更大的数据量。海量的数据对于传输及存储来说都是巨大的挑战，这就要求多视点视频编码技术比起传统的二维编码技术有更强的数据压缩能力和编码效率，即能够进行高效的压缩。本文基于多视点视频编码模型JMVC（Joint Multi-view Video Coding），在分析和研究多视点视频编码技术之后，针对快速搜索算法及模式选择分别提出了优化算法：首先，对JMVC中的快速搜索算法TZSearch进行分析，将传统单视点视频编码中的快速搜索算法Simplified UMHexagonS（简化非对称十字型多层次六边形格点搜索）与TZSearch相结合，提出一种新的快速搜索算法。这种算法针对视点间预测与帧间预测分别采用不同的搜索算法，减少搜索时间，提高搜索效率。其次，在模式选择中，分析当前宏块的模式与相邻已编码宏块及参考帧相应位置的宏块的模式间的关系，针对宏块模式间的相关性，对当前编码宏块的模式选择算法进行优化，减少部分细化小块的分割及搜索。改进后的快速搜索算法对运动较剧烈或者运动面积较大的序列效果较好，改进后的模式选择算法对运动较缓慢的序列效果较好。因此，将两种算法结合起来，并对10个不同特性的序列进行测试。实验结果表明，两种改进算法综合起来，对不同特性的立体视频序列，在其重建视频质量及码率开销基本不变的前提下，使平均编码时间较JMVC模型中的算法减少了约83%。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章引言  8-13
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 多视点视频编码的研究现状  9-11
  1.3 本文主要研究内容及章节安排  11-13
第2章立体视觉原理和多视点视频系统  13-22
  2.1 立体视觉原理  13-15
  2.2 双目立体图像/视频  15-16
  2.3 多视点视频系统  16-22
    2.3.1 多视点视频系统概述  16-17
    2.3.2 多视点视频技术  17-20
    2.3.3 多视点视频系统的应用  20-22
第3章基于 H.264/AVC 的多视点视频编码算法  22-37
  3.1 视频压缩编码技术研究  22-25
    3.1.1 视频压缩编码原理  22-23
    3.1.2 视频编码标准简介  23-25
  3.2 H.264/AVC 编码器  25-29
    3.2.1 H.264 的编解码器  25-26
    3.2.2 H.264 的关键技术  26-29
  3.3 基于 H.264 的多视点视频编码方案  29-34
    3.3.1 多视点视频编码框架  29-30
    3.3.2 多视点视频编码预测结构  30-33
    3.3.3 多视点视频编码方法  33-34
  3.4 多视点视频编码的性能指标  34-35
  3.5 测试模型及测试条件  35-37
第4章多视点视频编码中的快速搜索算法  37-48
  4.1 块匹配运动估计算法  37-42
    4.1.1 基本原理  37-38
    4.1.2 运动矢量预测  38-39
    4.1.3 运动估计的匹配准则  39-40
    4.1.4 经典运动估计算法  40-42
  4.2 Simplified UMHexagonS  42-44
    4.2.1 Simplified UMHexagonS 算法步骤  42-43
    4.2.2 Simplified UMHexagonS 算法性能分析  43-44
  4.3 TZSearch 算法  44-46
    4.3.1 TZSearch 算法步骤  44-45
    4.3.2 TZSearch 算法性能分析  45-46
  4.4 改进的快速搜索算法  46
  4.5 实验结果与分析  46-48
第5章多视点视频编码中的快速模式选择算法  48-63
  5.1 JMVC 中的模式选择  48-52
    5.1.1 模式分类  48-49
    5.1.2 模式的选择准则  49-50
    5.1.3 JMVC 中的模式选择算法分析  50-52
  5.2 基于宏块复杂度的模式选择算法  52-59
    5.2.1 宏块预测模式复杂度  52-56
    5.2.2 模式分配算法  56-57
    5.2.3 实验结果与分析  57-59
  5.3 两种算法综合改进结果及分析  59-63
第6章总结与展望  63-65
  6.1 论文总结  63-64
  6.2 工作展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  70

基于H.264的多视点视频编码快速算法研究

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