基于分布式的交互式多视点视频编码研究

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交互式多视点视频编码是一种面向未来交互式多媒体应用的关键技术。完整的交互式多视点视频编码系统包含数据采集部分和数据传输部分。数据采集部分负责多视点视频数据的采集工作,并将采集的多视点数据压缩后传输到服务器,由服务器完成多视点视频的解码。为降低摄像机编码的复杂度,避免相机之间大数据量的通信,本文采用分布式多视点视频编码(DistributedMulti-View Video Coding,DMVC)架构,即编码端单独编码,解码端联合解码。数据传输部分为体现多视点视频编码系统的交互性,需根据用户请求进行视点切换,满足用户多角度观看视频的需求。因此数据传输部分采用交互式多视点视频编码(Interactive Multi-view Video Coding,IMVC)架构,即在服务器端联合编码,服务器根据用户请求传输相应的预编码数据到客户端,由客户端完成解码。  由于边信息质量是决定DMVC系统性能的关键因素,本文着重对DMVC的边信息生成技术进行了研究。本文在介绍DMVC常用的边信息生成方法的基础上,提出了一种新的边信息融合算法。此算法采用运动目标检测算法将运动物体和背景分离,分别针对背景、运动物体周围的背景、运动物体采用不同的边信息生成方法生成对应的边信息,然后按照一定的融合法则生成最终的边信息。实验结果表明,在不损失复杂度的情况下,本文所提出的算法很大程度上提高了边信息的质量,从而大大提升了DMVC系统的率失真性能。  对于数据传输部分的IMVC架构,以I帧作为视点切换帧的方案将会引起较高的传输量,以P帧作为切换帧的方案能虽使传输量最小化,但为支持视点切换所需保存的P帧副本将呈指数增长,从而导致其存储量较高。因此有效地IMVC架构需要考虑传输量和存储量的折中。本文在对现有IMVC架构进行介绍的基础上,研究了基于分布式信源编码(Distributed Source Coding,DSC)帧的IMVC架构。从本文给出的理论证明来看,基于DSC帧的IMVC架构无论是从传输量和存储量方面都优于现有的IMVC架构。本文还通过仿真验证了基于DSC帧的IMVC架构在率失真性能上的优势。
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