基于虚拟参考帧的交通视频编码技术研究

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1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC:004学校代码：10005论文题目：基于虚拟参考帧的交通视频编码技术研究论文作者：贾国强学科：计算机科学与技术指导教师：尹宝才论文提交日期：2015年12月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201207036密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于虚拟参考帧的交通监控视频编码技术研究英文题目：RESEARCHONTRAFFICSURVEILLANCEVIDEOCODINGTECHNOLOGYBASEDONVIRTUALREFERENCEFRAME论文作者：

2、贾国强学科专业：计算机科学与技术研究方向：计算机应用技术申请学位：工学硕士指导教师：尹宝才所在单位：城市交通学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：贾国强日期：2016年12月15日关于论文使用授权的说

3、明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：贾国强日期：2015年12月15日导师签名：尹宝才日期：2015年12月15日摘要摘要交通视频指的是交通监控系统将监视区域内的现场图像利用监控摄像进行记录并保存下来的图像序列。随着城市文明的不断发展进步，城市规模不断扩张，交通网络体系不断健全，智能交通监控系统的不断完善，越来越多的摄像头被安放在交通要道、干道，每时每

4、刻都有大量的交通监控图像被记录并保存。与一般自然图像不同的是，交通监控图像具有较为独特的前背景差异明显、明暗变化小、背景基本不变等特性，现有的图像或视频压缩技术和标准并不能高效的适用于交通视频的压缩。考虑到交通视频的重要性，寻求高效的交通视频的压缩方案显得日益迫切。新一代视频压缩标准HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)引入了新的编码工具来改进交通视频的压缩性能。最新的编码标准HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)，在2013年1月颁布。与先前的编码标准相同，HEVC依然选用的是混合编码框架，

5、并且提出了很多更为先进的编码技术。本文紧跟HEVC标准框架，针对HEVC帧间编码，跟踪研究了帧间编码使用参考帧对当前帧进行预测，设计相关测试平台，提出了使用虚拟参考帧改进参考帧预测方案，主要分为以下两个方面：第一，考虑到视频图像的特征和图像与图像之间的相关性，提出了基于虚拟参考帧的交通视频编码方案，主要包含虚拟参考帧生成和参考帧管理两部分。为了有效利用交通视频前背景差异明显、明暗变化小的特点，提出虚拟参考帧来对帧间预测进行补充，所谓虚拟参考帧即在块或者像素级别上，利用一定的组织策略生成的背景帧。将图像之间对应块匹配程度或相同像素的频率作为衡

6、量是否为背景帧组成部分的关键因素，从而利用图像序列得到背景参考帧，然后改进RPS(ReferencePictureSet)参考帧管理机制，将虚拟背景帧加入参考帧列表。实验结果表明，与HEVC相比，基于虚拟参考帧的交通视频编码方案明显提高了编码性能。第二，为了更好的利用虚拟参考帧的特性来提高编码性能，提出虚拟参考帧更新方案，主要包括虚拟参考帧的实时更新和阶段更新两种方案。当编码一帧或者若干帧后，对现有虚拟帧进行更新操作。通过虚拟参考帧更新操作，可以有效减小光线明暗变化影响以及摄像角度变化等其他原因造成的影响。实验证明，当对虚拟帧进行有效的更新

7、后，实验方案的确取得了一定的增益，尤其当视频图像数量增多后，方案将显著提高HEVC编码性能。关键词：HEVC；帧间编码；虚拟参考帧ⅠAbstractAbstractTrafficvideodenotesimagesequencethatrecordedandsavedbytrafficmonitoringsystemwithmonitoringequipment.Withthedevelopmentofurbanconstructionandsocialcivilizationprogress,continuousexpansionofci

8、tysize,constantlyimprovingoftransportationsystem,continuousimprovementofintelligentmonito