近似拷贝视频联合压缩

摘要

随着视频采集设备的日益普及以及各种视频分享网站的流行，越来越多的人们会通过手中的各种设备拍摄视频，然后上传到各个视频分享网站。对于一些有趣的热点视频，往往在很短的一段时间，网上就会充斥着大量的这些视频的“变种”，包括对于原始视频的拼接、剪辑、加字幕、加logo、二次编码、变换亮度等等。这类视频被称为近似拷贝视频(NDVS，Near-duplicate Videos)，它们之间具有很强的相似性。从信息论的角度说，这些视频之间具有非常大的信息冗余，而冗余会对视频的存储和传输带来巨大的不便。传统的视频压缩方法大都还是集中于如何更高效地单独压缩一个视频，很少有方法着力于减少视频与视频间的冗余（视频集合冗余），来达到更好的压缩效率。因此，本文针对近似拷贝视频的联合压缩这一非常有研究价值的课题，提出了两种方案，具体研究工作如下:
　　(1)提出了一种基于关键帧共享的近似拷贝视频压缩算法(SK-NDVC)。该算法的核心思想是将各个近似拷贝视频的相似关键帧进行融合（求平均），将融合后的关键帧为各个视频所“共享”。通过共享减少了关键帧的数量，从而节省了数据量。实验表明本算法相较于H.264标准单独压缩，可以在PSNR小幅下降的情况下节省10％～20％的比特数。
　　(2)提出了一种基于关键帧帧间预测编码的近似拷贝视频压缩算法(IP-NDVC)。该算法首先提取各个近似拷贝视频的关键帧形成关键帧图像集。利用“并查集”和近邻可逆关系将该关键帧图像集进行排序，对排序好的关键帧利用帧间预测编码的方法进行压缩，以去除这些相似关键帧之间的冗余。实验结果表明本算法相较于H.264标准单独压缩，在PSNR略微下降的情况下节省6％～18％的比特数。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景与意义

1．2 研究现状

1．3 论文的研究工作

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究贡献

1．4 论文的组织结构

1．5 本章小结

2 视频压缩研究概述

2．1 视频压缩的发展与分类

2．2 视频压缩的基本原理

2．3 视频数据组织结构

2．4 视频压缩的衡量标准与评价指标

2．4．1 视频质量评定

2．4．2 码率

2．4．3 率失真曲线

2．5 本章小结

3 基于关键帧共享的近似拷贝视频压缩算法

3．1 引言

3．2 关键帧特征提取

3．3 近邻可逆准则

3．4 关键帧融合

3．5 编码

3．6 解码

3．7 实验验证

3．7．1 实验数据集

3．7．2 实验结果与分析

3．8 本章小结

4 基于关键帧帧问预测编码的近似拷贝视频压缩算法

4．1 相似图像集的压缩

4．2 关键帧图像集排序算法

4．2．1 并查集

4．2．2 深度优先遍历

4．3 编解码框架

4．4 实验验证

4．4．1 实验结果及分析

4．5 两种方案压缩性能对比

4．6 本章小结

5 结论

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集