[发明专利]多视角视频编码中基于低秩结构提取的亮度补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多视角视频编码中的亮度补偿方案，具体是一种基于低秩结构提取的亮度补偿方法。

背景技术

随着三维立体视频技术的发展，多视角视频编码越来越受到关注。多视角视频编码中增加了视角间的预测方案以提高编码效率。由于各个视角间的光照条件不同以及相机校正的不准确性，各个视角间同一场景呈现出亮度差异。这将会恶化视角间的相关性从而降低编码效率，进而影响解码端合成视角的质量。亮度补偿是多视角视频编码中一个非常重要的方面。

经过对现有技术的文献检索发现，U.Fecker，M.Barkowsky和A.Kaup在2008年9月份的IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technoloy期刊上发表的“Histogram-based prefiltering for luminance and chrominance compensation of multiview video”中提出利用直方图匹配的方法进行亮度补偿，该方法匹配目标视角的直方图到参考视角的直方图，所有其余视角的直方图都匹配到参考的视角，该方法不能处理视角间的遮挡问题，且利用直方图匹配没有考虑到像素的位置信息，匹配结果可能会不准确甚至出现过匹配。C.Doutre和P.Nasiopoulos在2009年9月份的IEEE Transadions on Circuits and Systems for Video Technoloy期刊上发表的“Color correction preprocessing for multiview video coding”中利用块匹配的方法找到视角间的对应点，补偿多个视角的亮度值到所有视角亮度的平均值。块匹配的方法找到的对应点不够准确且计算量比较大。Y.Chen，C.Cai和J.Liu在2006年8月份的Proc.IEEEInt.Conf.Pattern Recognition上发表的“YUV Correction for multi-view video compression”中提出基于调制以及平移参数建立全局线性模型补偿视角间的亮度差异，该方法未考虑到亮度的局部差异。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于低秩结构提取的亮度补偿方案，该发明把亮度补偿问题转化为通过低秩矩阵完备的噪声去除问题，该方法对异常值具有稳定性并且有较低的校正度。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种多视角视频编码中基于低秩结构提取的亮度补偿方法，多视角视频序列通过映射函数对各个视角进行补偿，所述方法把亮度补偿问题转化为通过低秩矩阵完备的噪声去除问题，用于补偿的映射函数通过视角间的对应关系建立不完备矩阵，把视角间对应点的亮度差异看作叠加在原始视角上的混合噪声，通过矩阵完备恢复出潜在的低秩结构矩阵，利用完备前后的矩阵建立映射关系得到映射函数，将该映射函数应用于亮度补偿。该补偿方案仅选取可靠的点恢复完备矩阵，对异常值具有稳健性，并且可以在较低的校正度下提高视角间的一致性。

由于光照条件的差异以及相机校正的不准确性，多视角视频中各个视角间呈现出亮度差异从而降低了视角间的相关性，进而恶化了解码端合成视角的质量。本发明把各个视角间的亮度差异看作叠加在原始视角上的混合噪声，利用视角间的对应性建立一个低秩结构矩阵，由于遮挡的存在，该矩阵是不完备的，然后仅选取可靠的点用于矩阵完备恢复出整个矩阵，由此得到用于亮度补偿的映射函数。该方法属于多视角视频编码中亮度补偿的预处理方案，即在编码前进行亮度补偿以得到补偿后视角。