基于快速walsh变换的多视角视频编码的研究

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1、基于快速Walsh变换的多视角视频编码的研究第1章绪论1.1本文研究背景及意义计算机图形学、信息技术飞速发展，人们对多媒体技术的需求也随之提高，已经从传统的二维平面场景发展到任意角度的场景。目前标清、高清电视占据着人们大部分视野，但已然不能满足人们的视觉需求，全高清、超清电视的出现已经慢慢改善了这一状况，2K电视、4K电视甚至8K电视已将像素提高到千万级，观看者能看清画面的任何细节。它们能够给人们带来逼真的视觉效果，但它们依然是二维平面视频。二维平面视频序列是由放置在固定位置的一台摄像机对一幅场景拍摄得到的，也是日常生活

2、中经常接触到的视频[1]。而多视角视频则是由放置在不同位置的一系列摄像机在同一时间对同一幅场景拍摄得到的视频序列，由于摄像机的角度不同，能生动准确的表现场景[2]。目前我们接触的最多的也是最简单的多视角视频就是3D电影，它是两个视角的多视角视频，是由两个不同位置的摄像机对相同场景拍摄得到的，这两台摄像机模拟了人的双眼，在播放时同步播放，利用双眼的视差和汇聚功能产生立体效果。图1.1是我们观看的裸眼3D电影。普通的平面视频会占用几百Mb甚至几个Gb的存储空间，而多视角视频相当于多个平面视频，原理如图1.2，其数据量将会更加

3、庞大，在实际应用中，不利于存储和传输。如何在现有的存储空间和传输带宽条件下，对巨大的数据量进行有效地压缩编码是视频图像编码领域极为现实的问题[3]。..........1.2国内外研究现状及可行性分析立体视频是两个视角的视频，是一种较常见的多视角视频，因此有必要先对立体视频进行研究。ZhebinZhang[4]等通过扩充立体视频转化过程中的副产品来紧凑地编码立体视频。深度线索于从2维到立体视频转化的相互标记过程中，他们是图像区域的轮廓点和相应的深度模型。使用2维视频帧中的线索和图像特征，场景深度能准确可靠的恢复，应用此方

4、法能降低编码所需比特率。FengShao[5]等提出了一种利用非对称亮度和色度质量的立体视频编码方法，此方法是基于以下两种假设的：一定量的显著失真门限存在于左右视角中，右视角的色度恶化不会影响立体效果。在数据量方面，可将多视角视频理解为是数个平面视频，因此会占用很大空间，针对多视角编码已有很多研究。YongfangaryamHomayouni[9]等提出了自适应下采样模式选择方法。此方法中把视频内容分成了不同条纹，然后提出了一种基于频率的方法用来估计由于下采样和编码引起的图像质量退化的数量。..........第2章理论

5、基础2.1编码方法1.从信息在压缩前后有无丢失情况划分，有无损压缩和有损压缩。有损压缩是指在压缩过程中扔掉了一部分信息，而这部分信息对图像的影响很小，但却换来了较大的压缩比，有利于存储传输[20]。而无损压缩则是没有在压缩前后造成信息损失，只是丢掉了冗余。无损压缩则在压缩过程中没有丢失信息，因而图像能够完全复原，细节没有丢失，但其压缩比较低[21]。2.若按编码是基于图像数学统计特性划分[22]，则可分为霍夫曼编码，游程编码，预测编码，变换编码，算术编码[23]。3.若按编码是基于人眼视觉特性划分[24]，则可分为纹理编

6、码，多分辨率编码，矢量量化编码，子带编码，形状编码[25]。变换编码没有直接对图像进行处理，是一种间接编码，应用某种函数变换对图像进行预处理，使数据从一个空间到另一个空间，常见的是空间域到频域[26]。变换后会得到一组系数，接下来对这组系数进行运算处理。对这些变换系数进行压缩编码在某些情况下比直接压缩这些原始图像数据的压缩率还要高[27]。图2.2为变换编码原理图。.........2.2视频压缩标准H.261标准1990年诞生，是ITU-T针对会议电视和可视制定的，其码率范围是*64kbs，p的取值范围为~。H.261

7、建议采用CIF格式，即公共中间格式（monIntermediateFormat）。它对CIF格式(52288)视频和QCIF格式视频进行编码，在编码时占用带宽减少且CPU运算量也减少。图2.7为H.261编码框图。H.263是国际电信联盟提出的一种针对会议电视的低码率编码标准，一般低于64kbps，但又不限于64kbps，常常会比这个范围低很多，同时也可使用高码率进行编码[37]。H.263算法在编码上与H.261基本相同，但又在H.261基础上做出了改进，因此在很多实际应用中可以将其取代。图2.8为H.263编码框图。

8、.........第3章基于快速SE（MeanSquareError）是均方误差，它代表原始视频与重建视频的均方误差[55]。峰值信噪比表明原始视频与重建视频的之间存在的差异[56]。峰值信噪比是普遍通用的来评价视频图像质量的性能指标。PSNR越大，说明重建视频图像清晰度高，质量好，与原始视频存在的差别小。在压缩比和