[发明专利]一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法

权利要求书

1.一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法，其特征在于，首先用边缘检测算法将深度图的宏块（MB）划分为边缘区域和平坦区域， 对边缘区域和平坦区域分别采用不同的编码预测模式；然后利用深度图与纹理图边缘的相似性，构建中值三边滤波器，以提高编码效率和深度图编码质量，其具体步骤是：

(1)、边缘检测：采用Sobel边缘检测算法对深度图的宏块作处理，检测出深度图的宏块的边缘值；

(2)、划分深度图的宏块类型：设定用于划分宏块的的阈值                                                ，将上述步骤(1)所述的每个深度图的宏块得到的边缘值G与设定的阈值作比较，如果边缘值G大于阈值，则将该深度图的宏块判定为边缘区域；如果边缘值G小于阈值，则将该深度图的宏块判定为平坦区域，将宏块划分为边缘区域和平坦区域，如果深度图宏块是边缘区域，转步骤(3-1)，如果是平坦区域，则转步骤(3-2)；

(3)、对深度图的宏块编码获得编码后的深度图的宏块；

(4)、对深度图的宏块中值三边滤波：构造中值三边滤波器，该滤波器对像素位置空域滤波函数、深度值滤波函数、纹理图滤波滤波函数归一化，然后采用该中值三边滤波器对上述步骤(3)所述的编码后的边缘区域的深度图的宏块去除块效应，保护边缘。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法，其特征在于所述步骤（1）中的边缘检测： 采用Sobel边缘检测算法对深度图的宏块（Microblock,MB）作处理，检测出视频序列Ballet的深度图的宏块的边缘值；例如图3a和3b所示，具体步骤如下：

(1-1)、设Sobel算子的横向矩阵，记为：

； 

   设Sobel算子的纵向矩阵，记为：

 ；

设深度图的宏块MB，记为：

，

将Sobel算子的横向矩阵和纵向矩阵分别与深度图的宏块MB作平面卷积，得出深度图的宏块横向亮度差分值G_x和深度图的宏块纵向的亮度差分值G_y，其表达式如下： 

                                (1)

                               (2)

得到G_x和G_y具体如下，

其中，表示深度图的宏块的位置(i,j)上的深度值；

(1-2)、计算深度图的宏块的边缘值记为G， 其计算式为：

                                   (3) 。

3.根据权利要求1所述的一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法，其特征在于所述步骤（2）中的划分深度图的宏块类型，其具体步骤是：

设定用于划分宏块的的阈值，将上述步骤(1)所述的每个深度图的宏块得到的边缘值G与设定的阈值作比较，如果边缘值G大于阈值，则将该深度图的宏块判定为边缘区域，如果边缘值G小于阈值，则将该深度图的宏块判定为平坦区域， 将宏块划分为边缘区域和平坦区域，如果深度图宏块是边缘区域， 转步骤(3-1)，如果是平坦区域，则转步骤(3-2)。

4.根据权利要求1所述的一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法，其特征在于所述步骤（3）中的对深度图的宏块编码获得编码后的深度图的宏块，具体步骤如下 ：

(3-1)． 对上述步骤(2)所述的被判为边缘区域的深度图的宏块采用SKIP的预测模式或16×16块的编码预测模式或16×8块编码预测模式或8×16块编码预测模式或4×4块预测模式编码，获得编码后的边缘区域的深度图宏块；(3-2). 对上述步骤(2)所述的被判为平坦区域的深度图的宏块采用SKIP预测模式或者16×16块的编码预测模式编码，获得编码后的平坦区域的深度图的宏块。

5.根据权利要求1所述的一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法，其特征在于所述步骤（4）中的对深度图的宏块作中值三边滤波：构造中值三边滤波器，该滤波器对像素位置空域滤波函数、深度值滤波函数、纹理图滤波滤波函数归一化，然后采用该中值三边滤波器对上述步骤(3)所述的编码后的边缘区域的深度图的宏块去除块效应，保护边缘，具体步骤如下：

(4-1)、设置像素位置空域滤波函数、深度值滤波函数、纹理图滤波函数，具体如下：设置像素位置空域滤波函数，记为，其表达式为：

其中，p为深度图的中心像素， q为邻域内的像素， 为像素位置空域滤波函数的阈值，

设置深度值滤波函数，记为，其表达式为：

其中， 为深度图中心像素的深度值， 为邻域内的像素q的深度值， 为深度值滤波函数的阈值，      

设置纹理图滤波函数，记为，其表达式为：

其中， 为与深度图相对应的纹理图在p处的像素值， 为邻域内与深度图相对应的纹理图在q处的像素值， 为纹理图滤波函数的阈值；

(4-2)、设置矩形函数，记为，表达式如下：

其中，为滤波函数计算得到的数值， 为阈值；

(4-3)、将像素位置空域滤波函数、深度值滤波函数、纹理图滤波滤波函数归一化，得到中值三边滤波器，记为，其表达式为：

             (3) 

其中，为归一化系数，为深度图中心像素p的邻域；

(4-4)、采用中值滤波器对上述步骤(3)所述的编码后的深度图的宏块去除块效应，保护边缘。