全景视频是近年来视频处理领域的一大热点。相比普通二维视频，全景视频描述了360°×180°的全方向场景内容，用户可以通过头戴显示设备自由选择视点朝向观看覆盖全视野的视窗内容。但高沉浸感的视觉体验也带来了巨大数据量的挑战。数据量剧增对全景视频在传输、存储环节造成很大的负担。为了沿用现有平面视频的高效编码技术，全景视频需要将球面内容映射表达为二维平面，而不同的表达格式会直接影响最终的压缩效率。此外，如何准确评价比较不同表达格式、不同编码技术的优劣是全景视频面临的新问题。因此，全景视频亟需制定合理的测试评价框架，并基于该框架提高全景视频的表达、编码效率。
　　本文围绕全景视频客观信号质量评价、基于客观质量评价的编码优化、高效表达格式以及面向主观感知的编码优化四个方面的研究内容，取得了以下创新性成果：
　　提出了全景视频客观质量评价指标WS-PSNR，通过雅可比行列式得到全景视频任意二维表达格式中每个像素映射到球面的面积，以球面积各向均匀的程度综合评价全景视频的客观信号失真，避免了数字图像的重采样，达到精确评价的效果。WS-PSNR被国际视频编码标准组织JVET和MPEG分别用于360度全景视频和沉浸式视频编码标准化活动。
　　提出了一种全景视频全局量化调整方法，无需在码流中传输量化调整信息，仅需根据全景视频的二维表达格式，即利用WS-PSNR中的面积加权值导出统计最优的空间自适应量化调整量。对于全景视频典型的经纬图投影(ERP)和立方体投影(CMP)表达格式，采用基于空间位置自适应调整的量化参数进行编码相比帧级固定量化参数的编码方案分别有4.5%和3.21%的编码性能增益。
　　提出一种在平行于坐标轴的方向等弧度均匀采样的六面体投影格式(PAU)，实现了采样点在球面的尽可能均匀分布。采用PAU格式表达的全景视频，编码效率相比填充的经纬图投影格式(PERP )提高了11.65%，处于国际领先水平。实验表明全景视频的固定采样表达格式的编码性能已接近饱和。
　　提出了一种去除由于全景视频映射表达不连续而在编码中引入的“线条”伪影的方法，结合表达格式的不连续边界填充与融合的前后处理、编码中Tile划分和量化参数控制，在不改变现有的视频编码标准情况下，有效避免了伪影的出现，提高了全景视频编码的主观质量，对实际应用具有重要意义。