基于时空域影响图的感知编码算法研究

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1、国内图书分类号：TN919.81密级：公开国际图书分类号：621.39西南交通大学研究生学位论文基于时空域影响图的感知编码算法研究年级2015姓名张乾文申请学位级别硕士专业计算机科学与技术指导老师彭强二零一八年五月十四日ClassifiedIndex:TN919.18U.D.C:621.39SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONPERCEPTUALCODINGBASEDONSPATIO-TEMPORALINFLUENCEMAPGrade:2015Candidate:ZhangQianwenAcadem

2、icDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ComputerScienceandTechnologySupervisor:PengQiangMay.14,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要新一代数字视频压缩编码标准——高效视频编码HEVC仍然采用预测编码、变换编码和统计编码的混合视频编码框架。其压缩思想仍主要停留在数字信号处理的层面，主要从去除视频中的时间冗余、空间冗余及统计冗余方面入手，但较少考虑视觉上的冗余特性。本文通过融合空域、时域的感知特性获得时空域影响图模型，并将其应用到HEVC测试模型HM16.7。本文的主要内容包括：

3、1）介绍了人类视觉系统感知特性，融合空域的掩蔽效应、空域刺激、空域显著图获得空域影响图，将视频序列的绝对运动向量和全局运动向量相减获得的全局运动补偿运动向量GMC-MV作为时域影响图，结合空域影响图、时域影响图获得最终的时空域影响图，根据视频序列的内容验证时空域影响图模型的有效性。2）研究分析HEVC测试模型HM16.7中的码率控制算法，根据时空域影响图模型改进LCU级比特分配算法。实验结果表明，在码率不变的情况下，采用全I帧编码模式，高影响区域的Y-PSNR平均提高0.49dB，采用低延时P帧编码模式，高影响区域的Y-PSNR平均提高0.21dB。3）研究分析HEVC测

4、试模型HM16.7中的率失真优化算法，根据时空域影响图模型改进率失真优化算法。实验结果表明，在码率不变的情况下，采用低延时P帧编码模式，高影响区域的Y-PSNR平均提高0.35dB，同时视频的主观质量采用MOVIE评价指标提高了约5%。关键词：感知编码；HEVC；码率控制；率失真优化；时空域影响图西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractThenewgenerationofdigitalvideocompressioncodingstandardhighefficiencyvideocoding(HEVC)stilladoptsthehybridvideoco

5、dingframeworkofpredictivecoding,transformcodingandstatisticalcoding.Itscompressionideastillstaysindigitalsignalprocessing,mainlyfromremovingtimeredundancy,spatialredundancyandstatisticalredundancyinvideocoding,butseldomconsideringredundancyinhumanvision.Inthisthesis,weextractspatialfeatur

6、esandtemporalfeaturestoobtainspatio-temporalinfluencemap,andthenapplytheinfluencemaptoHEVCtestmodelHM16.7.Themaincontentsofthisthesisinclude:Firstly,theperceptualfeaturesofhumanvisualsystemareintroduced.Thespatialinfluencemapisobtainedbycombiningthespatialmaskingeffect,spatialstimuliandsp

7、atialvisualsaliency.Globalmotion-compensatedMV,whichastemporalinfluencemap,isobtainedbysubtractingtheabsolutemotionvectorsandglobalmotionvectors.Thefinalspatio-temporalinfluencemapisobtainedbycombiningthespatialinfluencemapandthetemporalinfluencemap.Accordingtotheco