[發明專利]一種快速深度圖序列幀間模式選擇分形編碼方法

有效

• 申請號: 201310453269.0
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103546758A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 祝世平;趙冬玉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N19/597
• 分類號: H04N19/597;H04N19/61;H04N19/90;H04N19/176;H04N19/19
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技術領域：

本發明屬于三維視頻壓縮編碼領域，涉及深度圖序列的壓縮編碼，為三維立體視頻編碼的實時性應用奠定了基礎，進一步提高了基于深度圖的立體視頻壓縮編碼的性能。

背景技術：

深度圖所代表的是場景到攝像機成像平面的距離信息，它將實際深度值量化到[0,255]，以獲得代表深度信息的灰度圖（參見Tanimoto?M,Fujii?T,Suzuki?K,et?al.Multi-view?depth?map?of?Rena?and?Akko&Kayo[C],ISO/IEC?JTC1/SC29/WG11,MPEG-M14888,China:Shenzhen,2007.）。

深度圖壓縮是三維視頻系統中的核心技術。目前，對深度圖序列壓縮的方法，主要是基于H.264/AVC標準。如楊旭等針對三維視頻編碼復雜度較高的問題，提出一種快速深度圖像幀內編碼方法，該方法基于視頻圖像與深度圖像的相關性，利用視頻圖像的最優幀內預測模式信息，優化深度圖像幀內編碼預測模式的選擇范圍，減少率失真代價函數的計算量，從而降低深度圖像幀內編碼復雜度（參見楊旭,常義,林霍等.一種三維視頻深度圖像快速幀內編碼方法[J].西安電子科技大學學報（自然科學版）,2012,39(3):7-13.）。Byung?Tae?Oh等定義了一個深度失真函數（參見Byung?Tae?Oh,Jaejoon?Lee,Du-sik?Park.Depth?map?coding?based?on?synthesized?view?distortion?function[J].IEEE?Journal?of?Selected?Topics?in?Signal?Processing.2011,5(7):1344-1352.）。D.V.S.X.De?Silva等提出了新的模式選擇方法（參見D.V.S.X.De?Silva,W.A.C.Fernando,S.T.Worrall.Intra?mode?selection?method?for?depth?maps?of3D?video?based?on?rendering?distortion?modeling.IEEE?Transactions?on?Consumer?Electronics,2010,56(4):2735-2740.）。

近年來分形理論也被應用到視頻序列的壓縮上，其基本思想是在視頻編碼過程中將每視頻幀（首幀除外）上的子塊從前一幀而不是同一幀找相匹配的父塊。其中最為經典和影響較大的參見（C.S.Kim,R.C.Kim,S.U.Lee.Fractal?coding?of?video?sequence?using?circular?prediction?mapping?and?noncontractive?inter?frame?mapping[J].IEEE?Transactions?on?Image?Processing,1998,7(4):601-605.）。該方法采用類似于標準視頻編碼方法所采用的運動估計/補償技術，利用了相鄰幀之間的時間強相關性，對視頻序列壓縮取得了較好的效果。Koji?Ohse與Masahiro?Nakagawa提出將視頻序列變換到頻率域，再應用分形視頻壓縮方法將不同分量的序列壓縮編碼（參見Koji?Ohse,Masahiro?Nakagawa.Fractal?video?coding?with?the?orthogonal?transformation[J],Electronics?and?Communications?in?Japan,2007,90(3):36-47），此方法提供了在確定壓縮比的情況下，實現對視頻較好的壓縮。張喻平與豐洪才提出了一種利用遺傳算法提高視頻分形壓縮編碼搜索速度的算法。（參見張喻平,豐洪才.利用遺傳算法提高視頻分形壓縮編碼搜索速度[J].計算機與數字工程,2007,35(1):28-30.）這種基于遺傳算法的視頻分形壓縮編碼改進了遺傳算法中搜索空間的構造機理，結合運用合適的迭代函數系統和仿射變換，從而縮短了壓縮編碼時間，并且視頻的恢復質量略優于全搜索算法和傳統的分形壓縮算法。

為了解決目前基于深度圖的三維視頻編碼復雜度高的問題，本發明方法實現了一種利用深度圖序列幀宏塊與相應彩色視頻宏塊編碼模式相關性，預先計算深度圖序列幀宏塊的編碼模式復雜度，以達到深度圖序列分形編碼時快速幀間模式選擇的目的。實驗證明，該方法實現了深度圖序列壓縮編碼，并且編碼時間及編碼碼率明顯減少。

發明內容：