[發(fā)明專利]空間遙操作環(huán)境下立體視頻編碼優(yōu)化方法

無效

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• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102917233A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 沈威;董戴
• 申請（專利權）人: 中航華東光電有限公司
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N7/26
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 丁瑞瑞

技術領域

本發(fā)明涉及一種編碼方法，具體是一種立體視頻編碼的優(yōu)化方法。

背景技術

隨著三維技術的日趨成熟，由多視點攝像系統(tǒng)采集的立體視頻信號的應用正在迅速發(fā)展，視頻顯示技術在未來的發(fā)展方向必定由單純的平面顯示向立體顯示轉變。和普通的單通道視頻相比，立體視頻增加了景物的深度信息，增強視覺的現(xiàn)實感和逼真感。立體視頻信號將是未來多媒體通信的重要內(nèi)容，將被廣泛應用于數(shù)字電視、遠程教育、遠程工業(yè)控制、三維視頻會議系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)等多個方面，但是與普通的單通道視頻相比，立體視頻傳輸和存儲的數(shù)據(jù)量至少增加一倍以上；而在空間遙操作環(huán)境下，由于通訊帶寬有限，為了對立體視頻數(shù)據(jù)進行有效的存儲和傳輸，必須充分利用空間、時間和兩個通道之間的信息冗余，采用運動補償預測技術和視差補償預測技術來對立體圖像視頻數(shù)據(jù)進行有效壓縮。

立體視頻是由相距65mm左右的兩個平行光軸攝像機同時對一個場景進行拍攝得到，因此圖像對之間有很強的雙目視相關性。

立體視頻總體框架如圖1所示，采集部分采用多通道數(shù)據(jù)采集技術，利用兩個攝像頭，對現(xiàn)場的立體景象進行實時數(shù)據(jù)采集，并且同步傳輸給視頻數(shù)據(jù)編碼器，編碼器對采集的視頻數(shù)據(jù)進行實時壓縮，并且進行存儲或者傳輸，視頻數(shù)據(jù)解碼器根據(jù)接收到的碼流進行解碼處理，解碼后的圖像分為左右兩路后再進行立體顯示。

該系統(tǒng)攝取的視頻包括左右兩個通道，兩個通道的圖像對之間有很強的雙目相關性，H.264是一種高效的單通道視頻編碼標準，但是對于立體視頻編碼而言，并不是對左右通道分別采用高效的單通道視頻編碼，就可以達到很好的壓縮效果。這是由于立體視頻編碼中除了要考慮每個通道幀內(nèi)圖像的空間冗余度和幀間圖像之間的時間冗余度外，還要考慮左右通道圖像之間的空間冗余度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有良好壓縮效果的的空間遙操作環(huán)境下立體視頻編碼優(yōu)化方法。

本發(fā)明采用以下技術方案解決上述技術問題的：在兩路視頻信號中，將左路視頻作為參考圖像，使用經(jīng)典的基于運動補償預測的視頻編碼方法進行編碼，去除圖像之間的空間相關性和時間相關性，將右路視頻作為目標圖像，采用視差估計/補償技術消除圖像對之間的冗余。這里的視差是指立體圖像對之間的幾何差異。

具體的，本發(fā)明是基于H.264編碼技術，提出下面的立體視頻編碼方案：考慮左右通道相關性和右通道視差預測的殘差，左通道采用H.264編碼，右通道采用基于左通道的DCP?(視差補償預測)編碼，右通道視差預測的殘差也采用H.264方式進行編碼，在進行H.264編碼過程中，結合實際需要，并對該編碼進行了部分優(yōu)化。

本發(fā)明進一步具體為：在左通道采用的H.264編碼中，對幀內(nèi)預測算法和運動估計算法做了優(yōu)化；

對幀內(nèi)預測算法優(yōu)化的方法為：利用周圍宏塊的已知信息，對當前編碼宏塊的可能預測模式按照概率進行排序，然后依次計算各個模式的SATD值，如果SATD值低于設置的閾值，那么停止計算剩余模式的SATD值，色差分量和亮度分量均采用此算法；

對運動估計算法優(yōu)化的方法為：使用三步搜索法進行運動估計，三步搜索法的實現(xiàn)步驟如下：

①?以“1”點為中心，步長為4，搜索其±4范圍內(nèi)9個標記為“1”的點，依據(jù)評測準則函數(shù)，從這9個像素中找到具有最小MSE或最小均方絕對差的點，作為該步驟的最佳匹配像素點；

②?圍繞在步驟?①?中被選擇作為最佳匹配的像素點，選擇步長為2，搜索其±2范圍內(nèi)所選擇的8個標記為“2”的點，與步驟①相類同，依據(jù)準則函數(shù)找到一個最佳匹配像素點；

③?選擇步長為1，在步驟?②?的最佳匹配點±1范圍內(nèi)搜索，得到的最佳匹配像素點將作為三步搜索的最終結果。

優(yōu)化的，在運動估計算法的運動搜索過程中，使用的率失真方程如下：