在如今,3D(Three Dimensional)电影对我们来说不再新鲜,3D电视、3D投影仪等设备也越来越多地进入普通家庭,然而在各种3D设备中播放的立体视频种类和数量与现在层出不穷的2D视频相比仍然很少,这是由于3D视频的数据量巨大,而如何进行有效的数据压缩对研究者来说是一个巨大挑战。现有的3D视频编码标准较好地去除了视频的空域冗余和时域冗余,而对视觉冗余考虑较少。因此,本学位论文基于立体视频编码标准3D-HEVC,从人眼视觉感知的角度出发,对3D视频编码技术展开以下三个方面研究。(1)为了在保证编码重建视频的主观感知质量的同时降低编码码率,从视觉注意模型和视觉敏感度信息的研究出发,采用感兴趣区域和恰可感知阈值联合的方式,提出一种体现人眼感知特性的编码方法。首先基于元胞自动机提取原始视频中感兴趣区域,然后针对该区域利用恰可察觉编码失真(Just Noticeable Coding Distortion,JNCD)阈值来调整编码树单元的量化参数QP,从而在保持较好的编码重建视频的感知质量的情况下,达到节省码率的目的。实验结果表明:与HEVC参考软件相比,本文算法的码率最高下降6.93%,同时FSIM_Y提高了0.013。(2)针对3D-HEVC立体视频码率控制算法中未能充分考虑双目视觉冗余的问题,提出了一种基于双目掩蔽特性的3D-HEVC码率控制算法。首先确定左右视点量化参数阈值模型,然后在编码单元级的量化参数确定时,通过编码目标比特数和λ的关系得到左视点LCU的量化参数,并根据量化参数阈值模型得到右视点相应编码单元的量化参数,最后将右视点目标比特与实际编码比特数相减,将多余比特加到左视点下一个编码单元的目标比特中,直到整个编码过程结束。实验结果表明,本文算法的平均码率控制偏差为3.05%以内,并且本算法与3D-HEVC的码率控制算法相比在率失真性能方面有明显提升。(3)针对3D-HEVC码率控制算法未充分考虑人眼对立体视频中不同深度的场景的失真敏感度不同这一问题,提出了一种基于视差感知JND模型的3D视频码率控制算法。首先将视差感知引入到立体JND模型的建立当中,建立了融合了视差感知和时域中央凹特性的立体JND模型;其次,在最大编码单元层码率分配时加入该JND模型作为感知调节因子,使编码后立体视频感知质量更好。结果表明,与3D-HEVC码率控制算法相比,本方法的码率控制偏差平均减少0.02%,并且与该算法的率失真性能基本一致。