基于視覺感知的視頻編碼算法研究

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1、幸ｆｉ計(jì)ｆ乂廖ＣＨＩＮＡＩＬＩＡＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪ碩±學(xué)位論文ＭＡＳＴＥ民ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于視覺感知的視頻編碼算法研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｖｉｄｅｏｃｏｄｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｖｉｓｕａｌｅｒｃｅｐｔｉｏ打ｐ作者王忠霄導(dǎo)師殷海兵教授學(xué)科信號(hào)與信息處理中國計(jì)量大學(xué)二〇—六年四月？獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究Ｘ作和取得的研究成果，除了文中特別加標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已巧發(fā)表或撰寫過

2、的研巧成果，也不包含為獲巧中國計(jì)量大學(xué)或巧他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)一位或證書而使用過的材料。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：主簽字曰期：〇＾叫年月《曰ｉ幫／？學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解中國計(jì)量大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)中國計(jì)量大學(xué)可將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編Ｗ供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件巧磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本

3、授權(quán)說明）軒導(dǎo)師簽讀Ｃ爲(wèi)學(xué)位論文作者簽名：王扛ｆ立簽：＊字曰期月曰簽曰期許字？／曰Ｖ知【巧７作ResearchonvideocodingalgorithmbasedonvisualperceptionByZhongxiaoWangADissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChinaJiliangUniversityApril,2016中圖分

4、類號(hào)TP37學(xué)校代碼10356UDC654.9密級(jí)公開碩士學(xué)位論文MASTERDISSERTATION基于視覺感知的視頻編碼算法研究Researchonvideocodingalgorithmbasedonvisualperception作者王忠霄導(dǎo)師殷海兵教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士培養(yǎng)單位中國計(jì)量大學(xué)學(xué)科專業(yè)信號(hào)與信息處理研究方向數(shù)字視頻處理二〇一六年四月致謝時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼三年的碩士研究生生涯已經(jīng)接近尾聲。首先真誠的感謝我的導(dǎo)師殷海兵教授。在我攻讀碩士學(xué)位的兩年中，殷老師在我科研上給予耐心的指導(dǎo)，以身作則展示出對(duì)科研負(fù)責(zé)、創(chuàng)新的態(tài)度及淡泊名利、博

5、學(xué)篤行的榜樣；處事為人上嚴(yán)于律己，寬以待人的品質(zhì)讓我記憶深刻。這些都將使我終生受益，必將激勵(lì)我不斷前進(jìn)。感謝我的師兄徐寧、潘芝力，師姐譚晶晶、關(guān)爽、孟雷雷以及師弟馮金哲、王洪奎對(duì)我的幫助和支持，與你們一起的科研交流為我的學(xué)術(shù)成長插上了翅膀。感謝賽北612實(shí)驗(yàn)室全體同學(xué)，很懷念與你們一起學(xué)習(xí)、生活的快樂時(shí)光！感謝我的父母，哥嫂，是你們從不改變的、默默的關(guān)愛和支持給予我前進(jìn)的動(dòng)力和信心！感謝百忙之中抽出時(shí)間審閱論文的各位老師，辛苦了！王忠霄2016年4月I基于視覺感知的視頻編碼算法研究摘要：隨著數(shù)字圖像技術(shù)的快速發(fā)展和人們對(duì)視覺體驗(yàn)效果要求的不斷

6、提升，視頻編碼算法的研究已占據(jù)了重要地位。傳統(tǒng)基于塊的混合編碼方案對(duì)視頻編碼性能提升都是以極高編碼復(fù)雜度為代價(jià)的，近年來，生物醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展給基于人眼視覺感知(HVS)的編解碼技術(shù)帶來了可能。基于HVS的編解碼技術(shù)將人眼視覺感知特性與視頻編解碼技術(shù)相結(jié)合，目的是更大限度的去除視頻信息中的視覺冗余。該技術(shù)將成為未來視頻編解碼技術(shù)研究領(lǐng)域的趨勢(shì)和熱點(diǎn)。本文對(duì)主流編碼器使用的關(guān)鍵視覺感知技術(shù)進(jìn)行了學(xué)習(xí)與研究，主要工作和貢獻(xiàn)如下：(1)對(duì)應(yīng)用廣泛的HVS特性及基于HVS特性的編碼方法進(jìn)行了概述。具體而言，對(duì)學(xué)者們提出的基于HVS特性的編解碼算法模型、

7、質(zhì)量評(píng)價(jià)模型等進(jìn)行了介紹；對(duì)視覺感知率失真優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了理論分析，該技術(shù)把作為視頻編碼理論基礎(chǔ)的率失真優(yōu)化技術(shù)與HVS編碼方法相結(jié)合，可以充分利用視頻視覺冗余信息，實(shí)現(xiàn)碼率與失真更合理分配。(2)對(duì)感知率失真優(yōu)化技術(shù)在H.264、HEVC等主流編碼器中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。首先對(duì)X264編碼器中感知率失真優(yōu)化技術(shù)在編碼各模塊的應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析；并對(duì)感知率失真優(yōu)化的碼率控制算法進(jìn)行了理論分析；對(duì)學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界缺少理論分析文檔的兩個(gè)關(guān)鍵視覺感知技術(shù)，空域VAQ與時(shí)域MBTree算法，進(jìn)行了理論分析和性能評(píng)測(cè)；并針對(duì)MBTree算法映射模型基于經(jīng)驗(yàn)性

8、的，且與眾多編碼參數(shù)存在復(fù)雜相關(guān)性的特點(diǎn)，提出編碼復(fù)雜度不變的分辨率自適應(yīng)量化參數(shù)調(diào)優(yōu)模型。實(shí)驗(yàn)證明該模型可以有效提升視頻編碼質(zhì)量。(3)提出了基于競爭決策與率失真