[发明专利]一种深度视频编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码领域，尤其涉及一种深度视频编码方法。

背景技术

随着人们对视听要求的提高，对更接近现实的媒体渴望，三维立体（3D）技术取得了快速的发展。三维电视和自由视点电视被工业界和学术界广泛研究并逐步进入市场。MPEG工作组已经将H.264/AVC视频编码标准在多视点方向进行扩展，将多视点视频编码技术（MVC）设为多视点视频的编码标准。MVC可以支持多个视点的同时传输，并能够利用视点间的冗余对多视点视频进行有效的压缩，但是传输的视点数目有限，而且不能实现自由视点电视，所以包含深度视频的视频格式应运而生。深度视频记录了彩色视频中物体的表面，与彩色视频有相似的物体边界，而且与彩色视频有相似的运动；其次深度视频记录了物体的距离信息，所以深度视频由尖锐的边界和平滑的表面组成。深度视频独有的特性使深度视频既可以使用传统的视频编码方法编码，又可以有针对其特点的独立于普通视频的编码方法。

目前国内外的深度视频编码方法主要基于H.264/AVC框架，根据与彩色视频的关系可以分为两类：一类为联合编码方法，一类为独立编码方法。联合视频编码方法主要利用深度视频和彩色视频之间的相关性对深度视频进行有效的编码。已有的方法大部分采用彩色视频和深度视频的运动相关性，在深度视频编码过程中直接利用彩色视频的运动矢量进行编码或者直接利用彩色视频的运动矢量进行预测然后编码。这种运动矢量共享可以提高深度视频编码的效率，但是因为彩色视频和深度视频运动矢量不完全匹配，上述方法会在深度视频编码过程中引入额外失真。另一部分联合编码方法利用彩色视频与深度视频相似的边界信息，在深度视频编码过程中跳过部分相关性强的宏块编码，从而节省码流，但是对于需要编码的宏块并未有效率的显著性提高。深度视频独立编码方法主要利用深度视频独有的特征——平滑区域和尖锐边界对深度视频进行有效编码。但是独立编码方法没有利用深度和彩色视频的相关性，所以编码效率还有待提高。

发明内容

本发明提供了一种深度视频编码方法，本发明减少了编码失真，提高了编码效率，详见下文描述：

一种深度视频编码方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将深度视频待编码帧宏块分为跳过宏块、普通宏块和多预测宏块；

（2）采用跳过模式对所述跳过宏块进行编码；

（3）采用最优率失真优化运动矢量共享方法对所述普通宏块进行编码；

（4）采用多预测方向模式、右方向预测模式、下方向预测模式和H.264标准中定义的预测模式中产生最小率失真代价的模式对所述多预测宏块进行编码；

其中，所述跳过宏块具体为：在深度视频对应的彩色视频中，如果宏块采用所述跳过模式，则将深度视频中对应的宏块定义为所述跳过宏块；并经编码后的所述跳过宏块标定为已编码宏块；

所述普通宏块具体为：深度视频待编码帧中宏块的邻块中在上或者左或者上和左方向存在已编码宏块；

所述多预测宏块具体为：深度视频待编码帧中宏块的邻块中在下或者右或者下和右方向存在已编码宏块。

所述采用跳过模式对所述跳过宏块进行编码具体为：

通过当前块对应的彩色视频的运动矢量指向的深度视频块取代当前待编码的跳过宏块。

所述采用最优率失真优化运动矢量共享方法对所述普通宏块进行编码具体为：

1）提取与深度视频待编码帧相应的彩色视频宏块模式，并根据所述彩色视频宏块模式获取运动矢量信息；

2）将所述运动矢量信息分解为以4*4块为基础的运动矢量单元；

3）通过深度视频编码帧宏块对应的16个运动矢量单元对该宏块整体进行预测，获取当前宏块像素值和对应运动矢量单元指向的预测帧区域像素值之间的残差；

4）通过深度视频编码帧宏块的当前8*8亚宏块对应的4个运动矢量单元对该8*8亚宏块进行预测，获取当前8*8亚宏块像素值和对应运动矢量单元指向的预测帧区域像素值之间的残差；

5）通过深度视频编码帧宏块的当前4*4亚宏块对应的1个运动矢量单元对该4*4亚宏块进行预测，获取当前4*4亚宏块像素值和对应运动矢量单元指向的预测帧区域像素值之间的残差；

6）对各种模式的残差进行编码，并对各种模式进行率失真优化选择，将率失真代价最小的模式作为普通宏块的编码模式。

所述根据所述彩色视频宏块模式获取运动矢量信息具体为：

如果彩色视频宏块为帧内模式，则将运动矢量设置为0，获取所述运动矢量信息；否则直接提取所述运动矢量信息。

所述采用多预测方向模式对多预测宏块进行编码具体为：