[发明专利]对积分图像进行编码和解码的方法、对积分图像进行编码和解码的装置及对应的计算机程序

说明书

技术领域

本发明通常涉及图像处理，更具体而言，涉及对积分图像以及积分图像序列进行编码和解码。

本发明可特别地，但不仅限于，应用于在现有的视频编码器及其修正(MPEG，H.264，H.264SVC，H.264MVC等)、或将来的视频编码器(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO/MPEG))中使用的视频编码以及相应的解码。

背景技术

积分图像是一种鲜明地显示图像的技术。它被认为在3D电视的发展中尤其有前景，特别是因为它提供了一种完全视差的，而不是立体的图像显示。

积分图像通常包含大量代表三维场景的不同角度的基本图像。因此，积分图像的压缩实际就是压缩所有这些基元图像。

已知的用于压缩积分图像的方法包含使用MPEG-4AVC视频格式来对积分图像的每个基本图像进行编码。这个方法相对直接，因为它只涉及把积分图像当做传统的视频序列来处理。

这种方法的缺点在于这样的事实，那就是空间和时间冗余被不加区别地减少了。根据该积分图像的具体形式，基元图像彼此间可能呈现大量空间和时间冗余，因此积分图像的具体形式没有被最佳地利用。

不超出MPEG-4AVC标准的更有效的用于压缩积分图像的方法牵涉重组所述基元图像。这使得基元图像之间的冗余可以得到利用，但是大量的冗余信息仍未被利用，特别是在当前积分图像的基元图像与其相邻积分图像的对应基元图像之间的显著相关性。

另一种已知方法牵涉使用3D-DCT压缩算法来对积分图像进行编码，这在R.Zaharia，A.Aggoun和M.McCormick发表于Signal Processing:Image Communication，2002年第17期，231–242页的文章“Adaptive3D-DCT compression algorithm for continuous parallax3D integral imaging”里有所描述。这种方法比较接近于前述的基于MPEG-4AVC标准的方法。事实上，对于基元图像的重组是相同的。这另一种已知方法与前述方法的区别在于图像序列的编码结构。这种方法无疑改进了积分图像的压缩，但没有使得积分图像的冗余特性减少。

发明内容

本发明的目标之一是克服前述现有技术的缺点。

因为这个目的，根据第一方面，本发明涉及一种用于对至少一个积分图像进行编码的方法，该积分图像代表场景视域中的至少一个对象，并包含多个基元图像，这种方法实现其中从多个基元图像中生成多个K个子图像的步骤。

根据本发明的编码方法的值得注意之处在于它实现了下列步骤：

-以预定模式排列所述子图像，以形成对象的多视角图像，这些视角分别对应于所述子图像。

-作为场景中对象运动类型的函数来自适应地压缩所形成的多视角图像。

由于根据预定模式彼此相关地排列的子图像的重组，这种排列使得最佳利用在积分图像的基元图像之间的空间和时间的多重冗余成为可能。这让积分图像的编码更有效率。

这种子图像的重组连同这些子图像的自适应压缩也消除了在要传送的信号中包括冗余的需要，并因此也不需要在所述信号中包括编码信息。这使得信令成本显著减少。

根据具体的实施例，自适应压缩步骤为当前多视角图像实现了下列子步骤：

-作为先前已编码并然后解码的参考多视角图像的K个参考子图像的函数来相应地预测当前多视角图像的K个当前子图像中的每个子图像，传送所预测的K个子图像，

-通过比较与K个当前子图像中的每个、并相应地与所预测的K个子图像中的每个相关的数据来确定残余数据，

-计算用于描述在K个当前子图像和相应的K个参考子图像之间的运动的K个运动矢量，

-如果计算出的与位于当前多视角图像中心的当前子图像相关的运动矢量有零值，则计算对象在场景中移动的深度，

根据本发明的编码方法还将实现：

-如果计算出的与位于当前多视角图像中心的当前子图像相关的运动矢量具有值零，则传送至少包括所确定的残余数据和所计算的深度值的数据信号，

-如果计算出的K个运动矢量有相同的值，则传送至少包含所确定的残余数据和所计算的K个运动矢量之一的值的数据信号，

-如果计算出的K个运动矢量中的至少两个具有不同的值，则传送至少包含确定的残余数据和所计算的K个运动矢量的相应值的数据信号。

这种安排使得显著地减少编码成本成为可能，特别是在下列两种情况下：

-如果对象仅在水平方向上在场景中移动，