[發明專利]一種應用于2個視點視頻編碼的視點間比特分配方法

有效

• 申請號: 201510018246.6
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104539971B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 元輝;郭志鑫;劉琚
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04N19/597
• 分類號: H04N19/597
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 寧欽亮

技術領域

本發明涉及一種用于提高多視點視頻編碼效率的視點間比特分配方法，屬于多視點視頻編碼標技術領域。

背景技術

三維(3D)視頻作為未來主要的視頻應用技術，是指用戶通過三維視頻顯示設備可以享受到真實的三維視頻內容。三維視頻的相關技術，比如，三維視頻采集、三維視頻編碼、三維視頻的顯示等技術已經得到廣泛的關注。為了推動三維視頻技術的標準化，2002年，運動圖像專家組(Motion Picture Experts Group,MPEG)和視頻編碼專家組(Video Coding Experts Group,VCEG)已經制定了基于H.264的多視點視頻編碼(Multi View Video Coding,MVC)標準(H.264/MVC)。目前MPEG和VCEG正在基于最新的高性能視頻編碼標準(High Efficiency Video Coding,HEVC)制定新一代MVC標準，即MV-HEVC。在多視點視頻中，用戶可以從不同的角度觀看該角度的三維視頻，使得用戶有融入視頻場景中的真實感受。多視點視頻可廣泛應用于廣播通信、娛樂、教育、醫療和視頻監控等領域。當需要更多的視點時，可以采用多視點視頻-深度表示3D場景，并采用3D-HEVC編碼標準進行編碼；用戶終端可以采用基于深度的視圖合成技術(Depth Image Based Rendering,DIBR)合成需要的視點圖像。因此，在現有的MV-HEVC編碼標準框架中，僅定義了2個視點和3個視點的視頻編碼結構。

現有的多視點視頻間比特分配方法是固定比例的比特分配方法，固定比例比特分配的編碼流程如圖1所示，采用預先設定的比例系數為不同的視點分配比特。對于2個視點的視頻，BV和NBV之間的比特比例可以是2:8、4:6、6:4等；對于3個視點的視頻BV和左側非基本視點(NBVL)、右側非基本視點(NBVR)的比特比例可以是4:3:3、6:2:2等。

固定比例的比特分配方法沒有考慮BV的編碼失真對NBV的編碼失真的影響，僅憑經驗設置一個固定的分配比例；因此不具備通用性，重建的多視點視頻的整體質量也不高。由理論分析可知，BV對NBV有較大影響，BV的編碼失真可以直接傳播到NBV中，因此在多視點間的比特分配過程中，應該考慮BV對NBV的影響。

發明內容

針對固定比例的比特分配方法不具備通用性，重建視頻整體質量不高的缺點，本發明依據基本視點(Base View,BV)對非基本視點(Non-Base View,NBV)的影響，提出一種應用于2個視點視頻編碼的視點間比特分配方法。該方法關注多視點視頻的視點間比特分配，確定多視點視頻中，基本視點的失真對非基本視點的影響，設計最優的基本視點和非基本視點之間的比特分配方法，提高多視點視頻的編碼效率，使得在相同編碼碼率的條件下，解碼端重建的多視點視頻質量更高。

本發明的應用于2個視點視頻編碼的視點間比特分配方法，首先確定基本視點的編碼失真對非基本視點的編碼失真的影響，確定基本視點和非基本視點的率失真模型；然后，將視點間的比特分配問題轉換為在有限總比特開銷條件下，最小化基本視點和非基本視點的整體編碼失真的問題，并求出最優解(即最優的視點間比特分配方案)；具體包括以下步驟：

(1)定義基本視點的編碼失真和編碼比特數之間的數學模型為：

D_bv＝(a_bv·R_bv+b_bv)^-1,

其中，D_bv表示基本視點的編碼失真，R_bv表示基本視點的編碼比特數，a_bv和b_bv為模型參數，表示R_bv對D_bv的影響程度；非基本視點的編碼失真D_nbv與非基本視點的編碼比特數R_nbv和基本視點的編碼比特數R_bv之間的關系為：

D_nbv＝η(a_bvR_bv+b_bv)^-1+(a_nbvR_nbv+b_nbv)^-1,