3D-HEVC深度图编码的率失真优化方法研究

摘要

三维视频因其提供生动的视频体验受到人们大量关注。为了迎合市场需求，视频标准化组织运动图像专家组(Moving Picture Experts Group, MPEG)于2011年着手制定支持三维视频应用的新一代视频编码标准的扩展标准(High Efficient Video Coding based3D video coding standard,3D-HEVC)。多视点视频加深度格式因具有良好的兼容性和优秀的灵活性被选为3D-HEVC的通用数据格式。该数据格式支持解码端合成一定范围内的虚拟视频，同时也对编码器的编码性能提出更高的要求。
　　视频编码系统的率失真优化指的是基于率失真优化理论选择最优的编码参数。3D-HEVC重建深度图用于合成虚拟视图而非直接观看，因此深度编码时采用基于虚拟视图失真的率失真优化技术选取最优编码参数。合成视图失真变化量是一种典型的虚拟视图失真计算准则，其具有失真计算准确和高计算复杂度的特点。为了降低深度图编码复杂度，本文探索并提出两个解决方法。
　　论文提出一种基于模型的虚拟视图失真预测方法。此方法首先使用原始纹理图和原始深度图合成虚拟视图，将像素点分为非第一被遮挡点、第一被遮挡点、空洞点和插值点共四种类别；然后在编码深度图时根据记录的像素点类别采用不同的虚拟视图失真计算模型；最后叠加所有像素点的失真作为当前虚拟视图的失真。在3D-HEVC参考软件HTM11.0中实现所提方法，相比于编码复杂度相近的虚拟视图失真预测方法，所提方法编码效率有所提升。
　　论文针对基于合成的虚拟视图失真计算方法提出一种渐进式的率失真优化方法。本文将深度图率失真代价计算分为比特数代价、深度图自身失真代价和虚拟视图失真代价三个阶段。每个阶段的累计率失真代价都与临时最小率失真代价比较，若小于，则计算后续阶段的率失真代价；若大于或等于，则立刻淘汰此模式。在虚拟视图失真代价计算阶段，需计算多个位置的虚拟视图失真，每得到一个虚拟视图失真便与临时最小率失真代价进行比较。所提方法与3D-HEVC参考软件HTM11.0相比，可提前截止非最佳模式率失真代价的计算以降低复杂度，在引入0.1％的码率增加量的同时降低36.9％的深度图编码复杂度。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 论文的主要工作

1.3 论文的组织结构

第二章 HEVC关键编码及优化技术

2.1 HEVC划分结构

2.2 预测编码技术

2.3 率失真优化技术介绍

2.4 率失真优化技术在模式选择方面的应用

2.5 本章小结

第三章 3D-HEVC的关键编码及优化技术

3.1 3D-HEVC编码结构

3.2 虚拟视图合成方法

3.3 基于虚拟视图失真的率失真优化

3.4 本章小结

第四章 基于模型的虚拟视图失真预测及改进

4.1 引言

4.2 虚拟视图失真分析

4.3 基于像素点分类的失真预测模型

4.4 实验结果与性能分析

4.5 本章小结

第五章 基于合成的虚拟视图失真计算及优化

5.1 引言

5.2 深度图编码的率失真优化方法及改进

5.3 实验结果和性能分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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