[发明专利]一种基于功率失真的三维视频纹理和深度联合功率分配方法

说明书

本发明涉及一种基于功率失真的三维视频纹理和深度联合功率分配方法，属于三维视频传输领域，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)进行SoftCast分块，并计算分块过程中每个块平均能量；(3)对原始纹理视频和深度图进行加扰处理计算相关参数；(4)利用相关参数计算出该序列最佳功率分配比例；(5)根据功率分配比例对视频图像组进行SoftCast传输。与传统的三维传输方法相比，本发明根据三维视频以及SoftCast框架的特点进行定制化设计，有效的进行功率分配，可以显著提高接收端的三维视频质量，并克服传统传输方法的悬崖效应，实现线性质量转换。

技术领域

本发明属于三维视频传输领域，涉及一种基于功率失真的三维视频纹理和深度联合功率分配方法。

背景技术

三维视频利用双目成像原理，通过两个或者多个摄像机对同一场景进行数据采集，从而将单调的平面纹理图像信息扩展到三维空间，相比于二维视频拥有更丰富的立体深度感知。

传统的视频传输方案建立在香农定理的基础上，信源与信道编码分离设计。信源编码用于消除原始视频信号内的冗余，信道编码用于对抗无线信道上的传输误差。假设信道条件已知，香农定理可以通过合理分配获得最佳性能。不过，由于无线信道的时变效应，传统传输策略，会造成“悬崖效应”。

近年来，一种新的非编码传输方案SoftCast被用于无线视频传输，消除了传统传输方案的“悬崖效应”，实现了广泛信噪比范围内的线性质量转换。然而，目前只有少量的研究集中在基于SoftCast的三维视频传输问题上。

功率分配方案是影响SoftCast性能的重要因素，而原始SoftCast方案只是对二维视频进行传输，其功率分配方案只需要考虑各个系数块的影响。三维视频编码则需要同时对多个视点的纹理视频和对应的深度图进行压缩传输，而发射机的功率资源是有限的，因此，如何将有限的功率预算合理分配到纹理视频和深度图上使得接收端整体质量最优，这是一个高效的传输策略所需要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于功率失真的三维视频纹理和深度联合功率分配方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于功率失真的三维视频纹理和深度联合功率分配方法，包括以下步骤：

S1：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进行预处理；

S2：进行SoftCast分块，并计算分块过程中纹理视频和深度图的块平均能量；

S3：对原始纹理视频和深度图添加不同等级的噪声(δ_t,n，δ_d,n)，其中δ_t,n是添加在纹理视频上的噪声方差，δ_d,n是添加在深度图上的噪声方差；

S4：利用和方差(Sum Squared Error,SSE)计算平均失真其中是纹理视频K个参考视点平均失真，是深度图K个参考视点平均失真；

S5：利用步骤S4得到的加扰视频序列进行虚拟视点合成，并与原始序列合成的虚拟视点进行对比，计算合成失真其中代表第n组第i个虚拟视点的合成失真；

S6：利用步骤S4和步骤S5中数据计算得出α_i，β_i，其中α_i和β_i是合成失真模型中的两个参数；

S7：计算最佳功率分配比率(Power Allocation Ratio,PAR)；

S8：根据PAR对纹理视频和深度图传输所需功率进行分配；

S9：分别将纹理视频和深度图在分配功率下进行SoftCast传输；