深度视频编码快速模式选择算法研究

摘要

3D视频能够为观众带来更真实的立体感知，在电影电视等领域受到了广泛的关注。MVD（Multi-view Video Plus Depth）是当前主要的3D视频格式之一。它在彩色视频格式的基础上加入了深度视频，从而可以通过基于深度图像的绘制技术绘制已编码视点间的虚拟视点。MVD视频在压缩彩色视频的基础上，需要对深度视频进行压缩。传统的 H.264/AVC标准和最新的高效视频编码标准（HEVC）都提出了较有效地压缩编码方法，但同时又带来了巨大的编码复杂度。为了解决这一问题，许多学者提出了各种快速模式选择算法。考虑到深度视频有着与彩色视频不同的特性，本文针对多视点深度视频编码过程中的模式选择问题进行了研究，并着重探索了视点间相关性和分量间相关性对深度视频模式选择快速算法的影响。
　　传统的H.264/AVC将视频的每一帧平均划分为若干16×16的宏块，以宏块为单位逐个进行运动估计等编码过程。对于运动估计，H.264/AVC也给出了多种帧间、帧内预测模式，并通过遍历所有模式以及比较率失真代价，得到最佳模式。模式选择所带来的编码复杂度是本文关注的重点。考虑到MVD格式中深度视频具有视点间相关性，深度视频彩色视频间具有分量间相关性，本文结合两种相关性提供的先验信息，基于JMVC平台，提出了一种基于视点间与分量间相关性的深度视频快速模式选择算法。实验结果表明，本文所提出的算法可以在保证视频质量的前提下有效地提高编码速度。
　　3D-HEVC是一种支持MVD视频格式的新兴标准，也是HEVC的一种扩展。它采用了HEVC中的编码结构，将编码块划分为编码树单元，对每一个编码单元都要进行预测编码。预测编码过程中仍存在模式选择过于复杂的问题。本文对于HEVC中的MERGE模式进行研究，并在HTM平台上探索了参考视点间、分量间相关性的MERGE模式提前截止方法。实验结果表明，所提出的方法可以在视频质量基本不变的条件下减少编码时间。

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第一章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外的研究现状

1.3本文的主要工作和结构安排

第二章 MVD视频系统概述

2.1 MVD视频系统框架

2.2 MVD视频的采集

2.3基于深度图的虚拟视点绘制

2.4本章小结

第三章 视频编码标准发展及关键技术

3.1视频编码标准发展过程

3.2 H.264标准的编码框架及关键技术

3.3 HEVC的编码框架及关键技术

3.4本章小结

第四章 基于视点间与分量间相关性的深度视频快速模式选择算法

4.1 JMVC模型的模式选择

4.2基于视点间与分量间相关性的深度视频快速模式选择

4.3实验结果与分析

4.4本章小结

第五章 基于双方向相关性的深度视频MERGE模式快速选择算法

5.1 3D-HEVC编码结构

5.2基于双方向相关性的深度视频MERGE模式快速选择

5.3实验结果与分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢