全景视频编码算法研究

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1、￣￣￣￣￣硕士学位论文｜ｍｆ：全景视频编码算法研宄＾Ｊ作者姓名翅＿指导教师姓名、职称杨付正＿＿＆ｍ＿申请学位类别工学硕土学校代码10701学号1501120250分类号TN919密级公开西安电子科技大学硕士学位论文全景视频编码算法研究作者姓名：李璞一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：杨付正教授学院：通信工程学院提交日期：2018年6月ResearchonPanoramicVideoCodingAlgor

2、ithmAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByLiPuSupervisor:YangFuzhengTitle:ProfessorJune2018摘要摘要近年来，随着虚拟现实技术的不断发展，人们的视听体验得到了极大的丰富。全景视频作为虚拟场景的主要构造方式之一，被广泛应用于诸多场景，

3、受到了工业界与学术界的一致关注。相对于传统视频，全景视频在为用户提供良好沉浸感的同时，对网络带宽以及存储空间提出了更高的需求，所以针对全景视频编码算法的研究显得尤为重要。然而，目前主流的编码算法均无法对全景视频直接进行压缩。通常需要先将其映射至平面后再进行相应处理。因此，映射方式的不同对于编码性能具有十分显著的影响，相关研究已成为该领域内的热点问题。本文研究了全景视频编码算法中的映射问题，提出了一种基于球面距离的Lanczos（SDL）插值算法以及一种分割纬线可变的ERACP格式，提高了全景视频编码

4、算法的性能。针对映射变换过程中的插值算法未利用真实距离为参考像素分配权重的问题展开研究。分析了Lanczos插值算法在映射变换过程中，为所选像素赋予权重时存在的问题。在此基础上，本文通过像素在球面上的距离为所选参考像素分配权重，提出了一种基于球面距离的Lanczos（SDL）插值算法。根据特定映射格式的变形特征，确定相应的SDL插值算法为所选参考像素分配对应权重。实验结果表明，在ERP和CPP映射变换过程中，本文提出的SDL算法较Lanczos插值算法，PSNR在Y、U、V分量上平均提高了3.52d

5、B，1.85dB，1.82dB。同样，在ERP和CMP，ERP和ACP映射变换过程中，本文提出的算法比Lanczos插值算法性能也有一定程度提高。针对映射格式展开研究，分析了ERP和ACP两种格式在球面不同区域的特点。在综合考虑球面均匀采样及映射面间连续性的基础上，通过对球面进行分区域，以及在不同区域采用不同映射方法，本文提出了45纬线分割ERACP格式。实验结果表明，提出的算法较ERP编码性能有一定程度提高。最后，将分割纬线从45推广至一般情况，提出了分割纬线可变的ERACP格式，并研究了该映

6、射格式下的最佳分割纬线。利用映射面上采样点数均匀分布的特点，推导了最佳分割纬线的取值范围。结合编码性能测试，确定了在本文所选测试序列下的最佳分割纬线。实验结果表明，最佳分割纬线下的ERACP较ERP下的全景视频编码算法，E2E-SPSNR-NN下的BD-rate在Y、U、V分量上平均下降了8.02%，3.07%，4.15%，最多下降了18.54%，13.08%，13.28%。通过实验结果可以看出，本文算法相比ERP有明显的编码性能提升。关键词：全景视频，插值算法，映射格式，全景视频编码算法IABST

7、RACTABSTRACTRapiddevelopmentsofvirtualrealitytechnologyhavegreatlyenrichedtheaudiovisualexperienceofpeopleinrecentyears.Asoneofthemainconstructiontechnologiesofvirtualscenes,panoramicvideosarewidelyusedinmanyapplicationsandhaveattractedtheattentionofbo

8、thindustryandacademia.Comparedwithtraditionalvideos,thepropertyofhighimmersionofpanoramicvideosbringtheusersbetterexperience.However,theyalsobringgreatchallengestothebandwidthofnetworkandstorage.Furthermore,allofthecurrentvideocodingsta