基于H.264MVC可分级立体视频压缩编码

摘要

人们对视频享受的要求一直在不断提高，从黑白电视发展到彩色电视，又从模拟电视发展到高清晰数字电视，下一次变革将从平面电视发展到立体电视。立体视频需要存储或者传输的数据量非常庞大，必须对原始视频数据进行压缩。因此，研究高速、高效、高质量的立体视频压缩算法具有较大的实用价值。 联合视频专家组正在积极研究开发H.264的扩展集，其中包括多视点视频编码MVC。MVC继承了H.264优异的性能：高质量的编码效率，自由的编码结构，以及良好的网络亲和性，同时MVC还增加了时间的可分级性，视点的可分级性以及光照补偿，视点间预测，分层次 B 帧等编码工具。由于立体视频是一种特殊的多视点视频，所以MVC非常适合应用于立体视频的压缩。 本文首先概括叙述了立体视频的发展历史以及立体视频压缩编码的研究成果，然后，从人获得立体感的原理开始剖析，并从不同的角度，建立了两个数学模型，得到视差随着距离变化的曲线。接着，详细阐述了基于Davinci DM6446开发平台的立体视频播放器的设计原理，由于系统资源的限制，只有经过压缩的立体视频才能满足实时播放的要求。通过深入研究H.264压缩编码以及MVC压缩编码，针对立体视频的特点，提出了三种改进的MVC编码结构。最后，给出了基于视差峰值信号与噪声比DPSNR的立体感客观评价指标，来测试五个精心设计的立体视频实验。 实验结果表明：三种改进的编码结构在可分级性能上都比原始编码结构好。对于多视点立体视频，各种素材的率失真曲线都表明：结构3的编码性能比原始的MVC编码结构好。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语

声明

第一章 绪论

1.1立体视频的研究背景

1.2立体视频的发展历史

1.2.1立体视频的采集与制作方法

1.2.2立体视频压缩编码

1.2.3立体视频的显示

1.3本文的主要贡献和论文结构

1.4小结

第二章 人眼的结构和特性

2.1人眼的生理解剖学结构

2.2视觉神经

2.3人眼的视场范围

2.4立体视觉

2.4.1单眼立体视觉

2.4.2双眼立体视觉

2.5小结

第三章 基于Davinci DM6446的立体视频显示系统

3.1立体视频的系统构成

3.2 Davinci DM6446的结构特点

3.3 Monta Vista Linux操作系统

3.4 FrameBuffer显示驱动

3.5 AVI文件格式

3.6播放程序的流程图

3.7系统的性能指标和未来的研究方向

3.8小结

第四章 基于H.264 MVC的可分级压缩编码

4.1可分级压缩编码的分类

4.1.1时间分级

4.1.2空间分级

4.1.3质量可分级

4.1.4多视点可分级

4.1.5 YUV采样格式的分级性

4.2 H.264视频压缩编码标准

4.2.1 H.264的编码结构

4.2.2分层编码

4.2.3整数DCT变换

4.2.4熵编码

4.2.5内部预测

4.2.6帧间预测

4.2.7运动估计与补偿

4.2.8去块效应滤波器

4.3基于H.264的多视点视频编码MVC

4.3.1时间分级结构

4.3.2视点间预测

4.3.3多视点的编码结构

4.3.4光照补偿

4.4改进MVC的编码结构

4.5小结

第五章 实验数据分析和结论

5.1实验素材

5.2测试条件

5.3立体视频的评价标准

5.3.1主观质量评定

5.3.2客观质量评定

5.4立体显示设备

5.5实验项目和实验数据

5.5.1实验一：相邻视点之间的相关性

5.5.2实验二：四种结构的编码性能

5.5.3实验三：四种结构的分级性能

5.5.4实验四：四种结构的立体效果

5.5.5实验五：UV分量替代的编码性能和立体效果

5.6小结

第六章 结束语

附录

参考文献

参加科研情况说明

致谢