[发明专利]一种基于分块DCT变换的三维视频深度图非编码传输方法

说明书

本发明涉及一种基于分块DCT变换的三维视频深度图非编码传输方法，属于三维视频传输领域。该方法包括以下步骤：(1)输入一帧三维视频深度图以及对应的纹理图像；(2)对深度图进行分块；(3)计算所有分块的虚拟视点合成失真估计值；(4)选择需传输的分块进行DCT变换；(5)对DCT变换后的分块进行系数重排；(6)对重排后的每个分块计算功率分配因子并对系数进行缩放；(7)依次进行哈德玛变换、稠密星座图映射，并发送到OFDM信道。与传统的深度图传输方法相比，本发明显著提高了接收端的三维视频质量，克服了传统传输方法的悬崖效应，在一个大范围的信道条件下，实现了线性的接收质量变换。

技术领域

本发明属于三维视频传输领域，涉及一种基于分块DCT变换的三维视频深度图非编码传输方法。

背景技术

随着多媒体信息技术的蓬勃发展，三维视频的应用变得更加广泛，例如3D影视娱乐，自由视点电视，视频监控等。为了更有效的描绘三维场景，多视点视频+深度图(Multi-view video plus depth，MVD)格式被广泛应用在三维视频上，其中深度图用于指示三维场景的几何信息。MVD格式的优点是仅需传输少量参考视点的纹理图和深度图，就可以采用基于深度图绘制 (depth-image-based rendering,DIBR)技术合成其余任何位置的虚拟视点。

与此同时，随着无线通信技术的迅速发展以及近年来裸眼3D移动设备的出现，基于移动客户端的3D视频应用呈现出巨大的发展潜力，然而无线信道的剧烈变化对于3D视频传输来说是一个巨大的挑战。传统的视频传输是建立在香农定理之上，信源编码和信道编码是分开设计的，然而这种传输策略在信道条件剧烈变化的无线场景中，会造成“悬崖效应”，即：如果噪声能量低于某一阈值，解码性能会急剧下降；而如果高于这一阈值，解码性能也难以提升。

为了克服“悬崖效应”，MIT的研究人员提出了一种新的无线视频软组播(Softcast)方案，Softcast传输的不再是被编码的二进制码流，而是经过变换后的实数序列，并被调制成稠密星座图进行传输，从而使得传输性能可以随着信道的波动而优雅的变化。

虽然Softcast方案相比传统视频传输方案，克服了“悬崖效应”，然而它显然无法直接应用到三维视频无线传输中，尤其是对于深度图传输。因为，首先深度图并不是直接显示给用户观看，而只是为虚拟视点合成提供几何信息，需要考虑的是合成失真最小，而不是深度图本身。其次，三维视频深度图表现出与纹理视频完全不同的特征，其反映的是物体与摄像机之间的距离关系，这使得深度图通常呈现出分块平滑特性。因此，需要一个高效的深度图传输策略充分利用这些特性，形成一种新的三维视频深度图非编码传输方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于分块DCT变换的三维视频深度图非编码传输方法，该方法充分考虑了深度图分片平滑的内部特性和虚拟视点的合成失真，采用软组播进行三维视频深度图传输。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于分块DCT变换的三维视频深度图非编码传输方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：发送端输入一帧三维视频深度图以及该三维视频深度图对应的纹理图像；

步骤2：通过三维视频纹理图像计算其纹理特征；

步骤3：选择合适的尺寸大小对三维视频深度图进行分块；

步骤4：根据步骤2得到的纹理特征和步骤3得到的分块结果计算每块虚拟合成视点的失真估计值；

步骤5：根据步骤4得到的失真估计值，进行块丢弃；

步骤6：对未丢弃的块进行DCT变换；

步骤7：对DCT系数用zigzag扫描进行系数重排，同时重新进行块划分；

步骤8：根据步骤7得到的块划分结果，对每个块进行功率分配，并对系数进行缩放，使得重构误差最小；