[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种深度视频的编码方法，特别是一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法。

背景技术

3D视频能给观众提供三维深度的视觉效果，增强视觉现实感和逼真感。现有的一种基于深度的多视立体系统，该系统首先利用深度估计算法从两路彩色视频中得到深度信息；然后对一路或多路彩色视频和深度信息编码、传输；最后，在解码端，利用基于深度图像的绘制（Depth Image Based Rending, DIBR）技术合成8个视点。因此基于深度的多视立体系统与彩色视频的多视立体系统相比，传输的数据量明显下降，可以在有限带宽内实现实时传输。

深度视频是由一帧帧的深度图组成的。深度图是8比特量化的灰度图像，灰度值为0到255，表示场景物体的距离信息，即每个像素的灰度值表示该像素与摄像机的相对距离。灰度值255（白色）表示像素距离摄像机最近；灰度值0（黑色）表示像素距离摄像机最远。与传统的彩色视频相比，深度图纹理单一、边缘锐利、特征点少。在3DV系统中深度图不直接用于显示，而是用于解码端虚拟视点的合成，因此深度图的质量对于终端合成视的质量至关重要。

针对深度视频的编码方法可分为两种，一种是将深度视频作为独立的灰度视频来编码的方法，该方法直接用编码纹理视频的方法对深度视频编码；另一种是将深度视频和纹理视频联合起来编码的方法。由于深度图和纹理图的特点不同，因此将深度视频作为独立的灰度视频来编码的方法其编码效率低，并且编码后的深度图质量差；而将深度视频和纹理视频联合起来编码的方法虽然克服了将深度视频独立编码的不足，但是算法复杂度太高。例如，文献[1]提出一种基于自适应的空间变换框架的深度视频编码算法，该方法属于将深度视频和纹理视频联合起来编码的方法，它利用深度图与纹理图中边缘结构的相似性，使用彩色图中的边缘分解深度图。这种方法充分利用了深度图中边缘与平滑区域的尖锐过渡，从而在保证虚拟视质量的前提下提高了深度图的编码效率，但是对编码效率的提升有限。

文献[1]: Kwan-Jung Oh; Vetro A, Yo-Sung H. Depth Coding Using a Boundary Reconstruction Filter for 3-D Video Systems[J].  IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, March 2011,vol.21, no.3, 350-359。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于边缘的面向虚拟视绘制的深度视频的编码方法。与传统的将深度视频作为独立的灰度视频来编码的方法相比， 本发明是针对虚拟绘制视提出的一种深度视频的编码方法，利用边缘检测算法检测出深度图的宏块的边缘值，将深度图划分为边缘区域和平坦区域，再对边缘区域和平坦区域分别选择编码预测模式，最后用中值三边滤波处理深度图，该算法在保证虚拟视视频主观质量基本不变的前提下，提高深度图的压缩速率、虚拟视的质量。

为达到上述目的，本发明的构思是：首先用边缘检测算法将深度图的宏块（Microblock，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。

根据上述构思，实现本发明的技术方案是：

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，具体如下 ：

(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；