[发明专利]一种立体视频非对称编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频信号的编码压缩方法，尤其是涉及一种立体视频非对称编码方法。

背景技术

与二维(2D，Two Dimensional)视频显示相比，立体/三维(3D，Three Dimensional)视频显示与人的视觉更加匹配，它使人们在屏幕上观看图像时富有立体感和沉浸感。近年来，美、欧、日、韩等政府和企业纷纷投入巨资进行立体电视/三维电视(3DTV，ThreeDimensional Television)的研究和开发，包括美国国家自然科学基金会、美国海军研究能源部、美国先进的可视技术中心、欧盟第六框架协议的3DTV计划、欧盟ATTEST计划、欧洲信息技术计划、德联邦政府教育研究科学技术部以及英国工程与自然科学研究委员会等，日本和韩国各自正在发展集获取、编码、传输以及立体显示于一体的3DTV系统或具有立体视觉感的3D远程通信。国际标准组织ISO/IEC MPEG与ITU-T VCEG也开展了立体视频压缩应用标准制定的相关工作。

立体视频摄取系统常用的摄取方法是从左右两个视角对同一场景进行拍摄，立体视频摄取系统摄取得到的立体视频包括左右两个视点视频，左视点视频中某一时刻的图像与右视点视频中同一时刻的图像即两个视点视频的图像对之间存在很强的数据相关性。针对立体视频编码，国际标准组织MPEG-3DAV提出了四种立体视频编码方法：第一种，左右视点均采用独立的MPEG-4编码；第二种，考虑左右视点相关性而不考虑右视点视差预测的残差；第三种，考虑左右视点相关性和右视点视差预测的残差；第四种，利用MPEG-4时域分级编码应用于立体视频编码过程中的相关信号处理技术包括快速视差与运动估计、视差场与运动场的关联性等等，这四种立体视频编码方法在近几年都取得了一定的进展。

现有的立体视频编码的研究更多地考虑了视点间的冗余信息，但对于立体视频的视觉冗余信息却缺乏足够的重视。心理学研究结果表明，立体视觉中存在掩蔽效益，即构成立体视频的两个视点视频，质量好的视点视频的质量对立体视频的整体质量贡献较大。考虑到移动3DTV无线网络带宽的限制，利用人类立体视觉系统的这一特性，对立体视频采用非对称编码方法，即对左视点视频进行正常编码，对右视点视频进行下采样或多分辨率滤波，这种非对称编码方法通过降低右视点视频的质量来达到进一步节省码流的效果。但是采用这种非对称编码方法，为了在编码端进行视点间预测，需要对下采样的右视点视频重新进行上采样，因此，编码复杂度会有所增加，并且码流节省被限制在一定的范围之内，导致该非对称编码方法仍不能很好地应用于移动3DTV。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够充分地消除立体视频的视觉冗余信息，有效地提高立体视频的编码效率，并能够降低编码复杂度的立体视频非对称编码方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种立体视频非对称编码方法，包括以下步骤：

①将外部立体视频捕获工具捕获得到的未经处理的且颜色空间为YUV的立体视频定义为原始立体视频，在空域上该原始立体视频包括左视点原始视频和右视点原始视频，左视点原始视频主要由若干个帧组的左视点图像组成，右视点原始视频主要由若干个帧组的右视点图像组成，其中，YUV颜色空间的三个分量的第1个分量为亮度分量并记为Y、第2个分量为第一色度分量并记为U及第3个分量为第二色度分量并记为V；

②从原始立体视频中选取一幅左视点图像的峰值信噪比与右视点图像的峰值信噪比差值最小的立体图像，将该立体图像作为测试图像；然后令测试图像中的左视点图像的质量不变，且测试图像中的右视点图像的质量变化，通过主观实验测定人眼可感知立体视觉变化时测试图像中的左视点图像的最小可辨变化值；

③首先任取一个编码量化参数作为左视点图像的基本编码量化参数，根据左视点图像的基本编码量化参数和最小可辨变化值，获取一个值大于等于左视点图像的基本编码量化参数的最佳的编码量化参数作为右视点图像的基本编码量化参数；然后根据设定的编码预测结构，采用左视点图像的基本编码量化参数，在时域上以帧组为编码单元对左视点原始视频的各个帧组中的各个左视点图像的亮度分量Y、第一色度分量U和第二色度分量V分别进行编码，得到左视点码流，采用右视点图像的基本编码量化参数，在时域上以帧组为编码单元对右视点原始视频的各个帧组中的各个右视点图像的亮度分量Y进行编码，得到右视点码流；

④采用块匹配法计算右视点原始视频中每一时刻的右视点图像和左视点原始视频中对应时刻的左视点图像之间的视差图像，然后对每一时刻的视差图像进行无失真熵编码得到每一时刻的视差场码流；