[发明专利]对全息图案进行编码的方法及对应的编码设备

说明书

技术领域

本发明通常涉及图像处理领域，更确切地涉及对三维(3D)图像及三维图像序列进行编码。

更具体地，本发明涉及对至少一个全息图案进行编码，该全息图案存储代表由场景中的至少一个全景对象所接收的光的光信号。

本发明可具体而非排他地应用于通过使用当前视频编码方案及其修订(MPEG、H.264、H.264 SVC、H.264 MVC等)或未来的修订(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO/MPEG(HEVC))来执行的视频编码，以及对应的解码。

背景技术

以已知的方式，全息图案是全息方法的结果，其包含通过在半透明底片上记录该单色类型波前的值来记录来自场景或对象的光波前。通过干扰与所述光波前同频率的参考光波前来减少光前的相位中的时间变化，使得此记录成为可能。

以这种方式创建的全息图案是单色图像，其包含来自场景或对象的光波前的波长顺序的细节。所述图像可作为来自场景或对象的波前的菲涅耳变换来建模，该变换具有分散空间频率细节的特性。全息图案的信息因而难于局部化，因此不适于传统的编码技术。

对这种图案进行编码的第一示例在E.Darakis和T.Naughton于2009年发表于Proc.SPIE，Vol.7358的标题为“Compression of digital hologram sequence MPEG-4”的文章中有所描述。在该文中，编码在包含一组时间索引的全息图案的帧中执行，所述帧由此定义全息视频。以与视频序列中的图像相同的方式，该帧的每个图案连续放置作为符合MPEG-4标准的视频编码器的输入，以经历使用预测方案进行的块编码，该预测方案利用图案之间的空间冗余(帧内编码)或利用图案之间的时间冗余(帧间编码)。

对所述图案进行编码的第二示例在M.Liebling和M.Unser于2003年1月发表于IEEE Trans.Image Processing，Vol.12，No.1的标题为“Fresnelets: new multiresolution wavelet bases for digital holography”的文章中有所描述。如同在上述文章中，使用一组时间索引的全息图案来对帧进行编码，所述帧由此定义全息视频。所述帧的每个图案通过应用了滤波器组的函数来建模，以在给定函数的基础(例如小波)上获得分解。

这些对全息图案进行编码的示例的缺点在于它们的计算成本非常高，且所获得的已编码数据在想要具体进行解码的流中传输的成本非常高。另外，这些编码方法没有考虑这样的事实，即全息图案包括原本在空间域很好地局部化的分布式信息。

发明内容

本发明的目的之一是补救上述现有技术的缺点。

为此，第一方面，本发明提供一种对至少一个全息图案进行编码的方法，该全息图案记录代表由场景中的至少一个全景对象所接收的光的光信号。

本发明的编码方法的值得注意之处在于它执行包含如下的步骤：

·从光信号为全息图案的每个点x_j(1≤j≤M)确定一组N条光线，该光线穿过该点并分别对应于用于观察图案的N个不同的观察位置；

·通过使M条已确定的线在每个观察位置相交，从M组N条已确定的光线生成分别与所述图案的N个观察位置对应的所述对象的N个二维视图，这些观察位置被包含在与包含所述全息图案的平面平行的观察平面内；

·将N个已生成的视图排列成所述对象的多视图图像，这N个视图分别对应于所述多视图图像的子图像；

·压缩所述多视图图像。

借助以这种方式以空间域中多条线的形式重构光信号，而不是通过运用反菲涅耳变换来重构所述信号，使得可能以不可忽略的方式减少执行编码全息图案的计算所需的时间和复杂度。

另外，该重构结合了以分别代表相同3D场景的多个视域的多个视图的形式利用光线，因而使得可能以最优方式利用存在于不同视图之间的空间和时间上的多重冗余，以对全息图案进行有效的编码。

通过不在用于传输的已编码信号中包括冗余的编码信息，即传输中没有意义的信息，可能获得信令成本的显著减少。

在具体实施中，确定步骤包含对光信号的幅度和频率进行解调，以为全息图案的每个点x_j(1≤j≤M)发送一组N个数据对，考虑中的成对数据分别与经过考虑中的点的光线的幅度和方向相关联。

这样的措施有助于显著地优化编码成本。

在另一具体实施中，解调由Gabor(伽柏)变换或小波变换执行。