基于视觉几何的多视点视频编码研究

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H.264/AVC是目前最新、最有前途的视频压缩标准。它在追求编码效率的同时也提供了非常好的视频质量,是非常高效的视频压缩编码方法。多视点视频是由摄像机阵列从不同角度拍摄同一场景得到的一组视频信号,包含了丰富的3D场景信息,它满足了人们对视频场景自然和真实再现的需求,越来越受到学术和工业界的重视,成为近年来视频领域的研究热点之一,H.264标准也针对其提出了专门的多视点视频编码的增修案。多视点视频的数据量随着摄像机的数目增加而线性增加,各个视点间存在着巨大的视点间冗余。多视点视频编码技术主要致力于如何提高多视点视频的压缩编码效率,如何消除视点间冗余就成了提高多视点视频压缩效率的关键。目前的方法都是使用视差矢量来消除视点间冗余,它是两视点间图像对应编码块的位置偏差。但是由于视差矢量范围通常比运动矢量更大,视差矢量估计的搜索过程需要大量的时间。对极几何是计算机视觉中描述来自同一景物的两幅非定标图像进行分析的基本工具。多视点视频中任意两视点的视频图像均服从对极几何的关系,这个关系就可以用来限制视差搜索的范围,达到提高编码效率的效果。本文针对多视点视频的视点间冗余,利用多视点视频各个视点间的对极几何约束关系,提出了一种基于对极线校正的视差估计快速搜索算法。首先分析了视点间图像基础矩阵的算法,然后提出了一种针对多视点视频的图像校正算法,并建立视点间对应的对极线校正索引表。将其应用到视差估计中来缩小两视点间的视差搜索范围,将原有的视差搜索从二维降到了一维,大大提高了编码效率。本文方法在JVT的MVC编码测试平台JMVC上实现,数据结果表明,本文提出方法在仅提高视差估计的搜索时间的前提下,将编码时间平均提高了30%。另外该方法不需在编码码流中加入任何附加信息。
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