[发明专利]基于DIS遗传性的3D视频深度图像帧内快速编码方法

说明书

本发明公开了一种基于DIS遗传性的3D视频深度图像帧内快速编码方法。该方法步骤为：首先在进行当前编码块的率失真优化时，得到一个完全复杂度计算阶段的预测模式集，包括DIS模式以及若干个其他的帧内模式；然后基于这些模式在当前编码块的预测结果，计算当前编码块进一步划分的四个附属编码块的率失真估计值；最后如果当前编码块和四个附属小编码块的最优预测模式都是DIS模式，则提前终止当前编码块的四叉树编码结构划分。本发明降低了深度图像帧内预测编码的复杂度，减少了预测所需的编码时间，并保证了最终解码端合成视角的视频质量。

技术领域

本发明属于视频编解码技术领域，特别是一种基于DIS遗传性的3D视频深度图像帧内快速编码方法。

背景技术

新兴的多视点加深度图的视频格式是下一代3D视频系统的最主要的格式。它采用少量视点的纹理图信息和附加的相应视点的深度图信息来表示一个3D视频场景，而更多的视点信息可由基于深度图像的3D渲染技术来合成出来。由于在当前的3D视频系统中，深度图对于提供视差信息并引导合成过程起着关键性的作用，所以深度图编码的研究有其重要的实用意义。

3D-HEVC中的深度图像帧内编码允许编码单元进行递归的四叉树结构划分，这种编码结构划分方式为编码带来了极大的复杂度。特别是考虑到每一层划分深度上的每一个编码块的率失真优化过程都将遍历所有的预测模式。目前，学术界已有很多针对深度图预测模式选择过程简化的研究。文献1(H.B.Zhang,C.H.Fu,Y.L.Chan,S.H.Tsang,andW.C.Siu,“Probability-based Depth Intra Mode Skipping Strategy and Novel VSOMetric for DMM Decision in 3D-HEVC,”IEEE Trans.on Circuits and Syst.for VideoTech.,Vol.PP,No.99,pp.1-1,2017)中提出了一种简化DMM模式搜索过程中的率失真计算的方法。文献2(E.G.Mora,J.Jung,M.Cagnazzo and B.Pesquet,“Initialization,limitation,and predictive coding of the depth and texture quadtree in 3D-HEVC,”IEEE Trans.on Circuits and Syst.for Video Tech.,Vol.24,No.9,pp.1554-1565,Sept.2014)中提出了一种用于基于对应纹理视图的四叉树结构来限制当前深度视图四叉树结构的方法。而在文献3(Miok,K.,Nam,L.,and Li,S.:‘Fast single depth intramode decision for depth map coding in 3D-HEVC’,Int.Conf.on ICMEW,Turin,Italian,June 2015,pp.1-6)中，Mirk M等人设计了一种通过考虑方差和估计失真来提前确定四叉树结构的快速方法。

然而，现有的快速深度图像帧内编码技术并没有充分考虑到DIS的特点。通过对真实编码结果的研究，我们发现DIS在不同的四叉树划分深度中表现除了极强的遗传性。这种DIS遗传性的特征可以进一步解释为，当编码块在低的划分深度选择DIS作为其最优预测模式时，其对应更高划分深度下的众多小的附属编码块也大概率地选择了DIS作为他们的最优预测模式。同时，这些编码区域会以遗传性出现时的最初的编码单元被编码进编码比特流。而通过预测这种DIS遗传性是否会出现在当前编码块对应的小的附属编码块中，我们可以选择性地提前终止当前编码块的进一步四叉树结构划分。

总而言之，现有的深度图快速编码技术并没有充分考虑到DIS在不同划分深度中体现出的遗传特性，且现有的深度图模式选择算法的复杂度依然有待降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DIS模式遗传性的3D视频深度图像帧内快速编码方法，在保证合成视角中视频质量的前提下，简化深度图像预测模式选择的计算过程。