[发明专利]一种立体视频码率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频信号的处理方法，尤其是涉及一种立体视频码率控制方法。

背景技术

进入本世纪以来，随着数字2D(二维)视频技术日趋成熟，以及计算机、通信及网络技术的快速发展，引发了人们对新一代视频系统的强烈需求。现行的二维视频系统在表现自然场景时，难以满足用户的立体感和视点交互等的需求。三维视频系统由于能够提供立体感、视点交互性的全新视觉体验而越来越受到人们的欢迎，在视频通信、影视娱乐、数字动漫、虚拟战场、旅游观光、远程教学等领域有广泛的应用前景。国际标准组织MPEG与ITU-T也开展了立体视频压缩应用标准制定的相关工作。

现有的立体视频编码的研究更多地考虑了视点间的冗余信息，但对于立体视频的视觉冗余信息却缺乏足够的重视。心理学研究结果表明，立体视觉中存在掩蔽效益，即立体视频的左右视点图像之间存在最小可察觉变化步长(JND)阈值，构成立体视频的两个视点图像，质量好的视点图像的质量对立体视觉的整体质量贡献较大，利用人类立体视觉系统的这一特性，对立体视频采用非对称编码方式来达到进一步节省码流的效果，即对左视点视频进行正常编码，对右视点视频进行低质量编码，但是需要在立体视频编码过程中对左右视点视频的码率和质量进行合理的控制，以保证能呈现最佳的立体视觉掩蔽效应。

目前已提出了一些针对单视点视频的码率控制方法，如MPEG-2的TM5、H.263的TMN8、MPEG-4的VM8、H.264的JVT-G012等算法，然而，这些码率控制算法并不能直接应用于双通道的立体视频，这是因为：一方面，由于现在的码率控制方法采用不同的率失真模型来反映信源编码特性，忽略了对左右视点视频的质量进行控制；另一方面，由于对立体视频编码进行码率控制的输出码率与输出的左右通道的质量之间存在一个折中，如何在编码过程中即对目标码率进行控制，又使左右通道的质量差距在人眼最小可察觉变化步长阈值范围内，并且保持相对稳定性，以提高方法的有效性，都是在对立体视频进行码率控制过程中需要研究解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够合理地分配立体视频左右视点的编码码率，有效地控制左右视点质量的立体视频码率控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种立体视频码率控制方法，其特征在于包括以下步骤：

①将外部立体视频捕获工具捕获得到的未经处理的且颜色空间为YUV的立体视频定义为原始立体视频，在空域上该原始立体视频包括左视点原始视频和右视点原始视频，左视点原始视频主要由若干个帧组的左视点图像组成，右视点原始视频主要由若干个帧组的右视点图像组成，左视点原始视频的帧组和对应的右视点原始视频的帧组构成立体帧组，一个立体帧组由包含左视点图像和右视点图像的若干个立体图像对组成，其中，YUV颜色空间的三个颜色分量中的第1个颜色分量为亮度分量，记为Y，第2个颜色分量为第一色度分量，记为U，第3个颜色分量为第二色度分量，记为V；

②根据设定的总的目标比特数和初始量化参数，在编码第i个立体帧组之前(i≥1)，对当前立体帧组的目标比特数和初始量化参数进行预算，将对当前立体帧组的左视点图像进行编码的初始量化参数记为QP_L(i，1)，对当前立体帧组的右视点图像进行编码的初始量化参数记为QP_R(i，1)，对当前立体帧组进行编码的目标比特数记为T_SGOP(i，1)，对于第1个立体帧组(i＝1)，QP_L(1，1)直接采用设定的初始量化参数，QP_R(1，1)＝QP_L(1，1)+1，对于其他的立体帧组(i＞1)，其中，表示第i-1个立体帧组中所有采用P帧编码的立体图像对的左视点图像的平均量化参数，表示第i-1个立体帧组中所有采用P帧编码的立体图像对的右视点图像的平均量化参数，u(i，1)表示编码第i个立体帧组第1个立体图像对时可获取的信道带宽，F_r表示帧率，N_SGOP表示一个立体帧组中立体图像对的数目，B_SGOP表示编码完上一个立体帧组之后缓冲区的大小；