CN105392012A - 一种基于区域链式编码的码率分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区域链式编码的码率分配方法及装置，该方法包括如下步骤：S1，获取多视点视频的某一视点的深度图；S2，检测所述深度图中尖锐度大于设定尖锐度阈值的边界；S3，对于深度图中的编码单元，将包含有所述边界的编码单元标记为边界编码单元，将不包含所述边界的编码单元标记为非边界编码单元；S4，对所述深度图进行编码过程中，对所述边界编码单元分配的码率大于对所述非边界编码单元分配的码率。本发明可以实现优化的深度图码率分配，提高多视点视频的编码质量。

Description

一种基于区域链式编码的码率分配方法及装置

【技术领域】

本发明涉及一种基于区域链式编码的码率分配方法及装置。

【背景技术】

多视点视频系统因为能够提供多个观看视角从而可以带给观看者真实自然的视觉体验，但是多视点视频系统巨大的数据量给存储和传输带来了巨大的挑战，如何更高效地压缩多视点视频是视频编码领域的重要研究课题。早期的多视点视频编码(multi-viewvideocoding,MVC)方法由于传输的数据量大，编码效率低,使其被新的多视点视频格式——多视点视频加深度(multi-viewvideocodingplusdepth,MVD)所取代。MVD包括N个视点的纹理视频及对应的深度视频。对MVD数据格式的多视点视频进行压缩传输并在解码端解码完成后，得到重建的N个视点的纹理视频和深度视频，执行视点合成算法后就可以得到任意视点的视频图像。深度图的压缩质量对合成视点的图像质量有着非常重要的影响。所以高效地压缩MVD数据格式的多视点视频不仅要求对纹理视频要有更加优化的压缩算法，同时也对深度图的高效压缩提出了要求。

深度图有不同于纹理图的一些特点。深度图的主要特点是尖锐的边界和大面积近乎相同的深度值。最新的视频编码标准HEVC多种帧内预测和变化模式尽管可以对大面积相似区域取得较好的预测效果，但是在深度图的尖锐边界处却经常出现错误，对此面向多视点视频编码的HEVC扩展标准3D-HEVC增添了DMM(深度模型模式)和区域边界链编码模式。两种模式对具有尖锐边界的深度编码单元有更好的编码效果。

如何更加优化地分配码率实现高效的编码也是现在视频编码领域的研究人员的研究方向。有些研究人员提出了针对人眼视觉特性的码率分配方式，有些研究人员提出了优化纹理视频和深度视频的编码量化参数对来实现优化编码。

【发明内容】

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于区域链式编码的码率分配方法及装置，以提高多视点视频的编码质量。

一种基于区域链式编码的码率分配方法，包括如下步骤：

S1，获取多视点视频的某一视点的深度图；

S2，检测所述深度图中尖锐度大于设定尖锐度阈值的边界；

S3，对于深度图中的编码单元，将包含有所述边界的编码单元标记为边界编码单元，将不包含所述边界的编码单元标记为非边界编码单元；

S4，对所述深度图进行编码过程中，对所述边界编码单元分配的码率大于对所述非边界编码单元分配的码率。

在一个实施例中，在步骤S2中，通过如下步骤获取所述边界：

S2.1，针对每一个当前像素点，获取所述当前像素点分别与水平方向和竖直方向上相邻的像素点的像素差，并记录最大的像素差；

S2.2，若所述最大的像素差大于设定的像素差阈值，则将所述当前像素点标记为边界候选点；

S2.3，若某个边界候选点的最大像素差小于相邻的边界候选点的最大像素差，则将较小的最大像素差对应的边界候选点剔除；

S2.4，根据所述边界候选点确定所述边界。

在一个实施例中，所述步骤S2.4包括如下步骤：

对不相连的边界段进行连接，其中，所述边界段由多个依次相连的边界候选点构成；

去除不相连的边界候选点从而获得所述边界。

本发明还提供了一种基于区域链式编码的码率分配装置，包括如下单元：

第一单元，用于获取多视点视频的某一视点的深度图；

第二单元，用于检测所述深度图中尖锐度大于设定尖锐度阈值的边界；

第三单元，用于将所述深度图中的编码单元归类，将包含有所述边界的编码单元标记为边界编码单元，将不包含所述边界的编码单元标记为非边界编码单元；

第四单元，用于对所述深度图进行编码过程中，对所述边界编码单元分配的码率大于对所述非边界编码单元分配的码率。

在一个实施例中，所述第二单元通过如下步骤获取所述边界：

针对每一个当前像素点，获取所述当前像素点分别与水平方向和竖直方向上相邻的像素点的像素差，并记录最大的像素差；

若所述最大的像素差大于设定的像素差阈值，则将所述当前像素点标记为边界候选点；

若某个边界候选点的最大像素差小于相邻的边界候选点的最大像素差，则将较小的最大像素差对应的边界候选点剔除；

根据所述边界候选点确定所述边界。

在一个实施例中，所述第二处理单元还用于：

对不相连的边界段进行连接，其中，所述边界段由多个依次相连的边界候选点构成；去除不相连的边界候选点从而获得所述边界。

本发明的有益效果是：

本发明可以实现优化的深度图码率分配，提高多视点视频的编码质量。

【附图说明】

图1是本发明一种实施例的基于区域链式编码的码率分配方法的流程图。

【具体实施方式】

以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。

如图1所示，一种实施例的基于区域链式编码的码率分配方法，包括如下步骤：

S1、多视点视频是同一个视频场景从多个视点获取的采集视频以及每个视频所对应的深度图视频。编码过程中，同一时刻的纹理图像和深度图像组成一个存取层，存取层内的编码次序是视点A的纹理图像、视点A的深度图像、视点B的纹理图像、视点B的深度图像……以此类推。该方法面向的是深度图编码，所以输入是需要编码的某一视点深度图像。

S2、一般用于纹理视频编码的方法都可以用来编码深度视频，但是深度图因为不同于纹理图的空域特征，对此多视点视频编码系统又增添了专门面向深度图编码的帧内预测模式DMM(深度模型模式)和区域边界链式编码模式。深度图具有尖锐的边界和大面积相同或相似深度值的空域特征，传统帧内预测模式对相近值的区域有很好的效果，但是对于预测深度图尖锐边界就会出现较大的错误。DMM(深度模型模式)和区域边界链式编码模式能够实现对含有尖锐边界的编码块更为有效的预测。其中区域链式编码分为四步，第一步：找到边界；第二步：使用链式编码对边界进行编码；第三步：将链式编码转化为比特流；第四步：计算预测的深度值。

基于此特点，在本步骤S2中，在深度图正式编码之前，可以利用区域边界链式编码模式的第一步的处理方式对深度图进行预处理。在本步骤中，通过如下步骤确定边界：

S2.1，对于深度图中的每一个像素点，计算该像素点分别与水平和竖直方向相邻像素点的像素差值，并记录最大的像素差，例如该像素点与左边、右边、上边、下边相邻的像素点的像素差值分别为1、2、3、4，那么该像素点的最大像素差为4；

S2.2，如果该像素点的最大的像素差大于某个设定的像素差阈值，则将此像素点标记为边界候选点；

S2.3，若某个边界候选点的最大像素差小于相邻的边界候选点的最大像素差，则将较小的最大像素差对应的边界候选点剔除；

S2.4，边界候选点一般包括连续的边界候选点，还可能包括不连续的边界候选点，连续的边界候选点构成边界段，把不相连的边界段连接在一起；

S2.5，去除不相连的边界候选点。经过以上几步就可以得到深度图中含有尖锐边界的编码块。将以上几步操作作为深度图编码之前的预处理，就可以检测出含有尖锐边界的编码块。

S3、编码过程是以CU(编码单元)为基本单位的，CU的大小是64×64，通过S2的处理操作，可以得到含有深度图重要信息即尖锐边界的编码块。为了实现优化编码，在此根据CU中是否含有尖锐边界块，为编码单元CU标记。若含有尖锐边界块，则将该CU标记为边界CU，若不含有边界块则将该CU标记为非边界CU。

S4、经过以上步骤的预处理过程，在深度图编码之前就可以得到关于深度图中每一个CU的标记情况。编码过程中根据当前编码单元是不是边界CU以及当前可用比特数，自适应地调节编码参数实现对非边界CU分配较少的码率，对边界CU分配较多的码率。对于边界CU和非边界CU选择不同的搜索范围，不同的允许模式以及不同的量化参数QP。这样就实现了对深度图的自适应编码，平坦区的编码单元通过调节编码参数，可以获得更高的压缩比，但因为相似的深度值，即使选择较边界区更粗略的编码参数，仍能保证图像质量，从而实现更加优化的码率分配。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种基于区域链式编码的码率分配方法，其特征是，包括如下步骤：

S1，获取多视点视频的某一视点的深度图；

S2，检测所述深度图中尖锐度大于设定尖锐度阈值的边界；

S3，对于深度图中的编码单元，将包含有所述边界的编码单元标记为边界编码单元，将不包含所述边界的编码单元标记为非边界编码单元；

S4，对所述深度图进行编码过程中，对所述边界编码单元分配的码率大于对所述非边界编码单元分配的码率。

2.如权利要求1所述的基于区域链式编码的码率分配方法，其特征是，在步骤S2中，通过如下步骤获取所述边界：

S2.1，针对每一个当前像素点，获取所述当前像素点分别与水平方向和竖直方向上相邻的像素点的像素差，并记录最大的像素差；

S2.2，若所述最大的像素差大于设定的像素差阈值，则将所述当前像素点标记为边界候选点；

S2.3，若某个边界候选点的最大像素差小于相邻的边界候选点的最大像素差，则将较小的最大像素差对应的边界候选点剔除；

S2.4，根据所述边界候选点确定所述边界。

3.如权利要求2所述的基于区域链式编码的码率分配方法，其特征是，所述步骤S2.4包括如下步骤：

对不相连的边界段进行连接，其中，所述边界段由多个依次相连的边界候选点构成；

去除不相连的边界候选点从而获得所述边界。

4.一种基于区域链式编码的码率分配装置，其特征是，包括如下单元：

第一单元，用于获取多视点视频的某一视点的深度图；

第二单元，用于检测所述深度图中尖锐度大于设定尖锐度阈值的边界；

第三单元，用于将所述深度图中的编码单元归类，将包含有所述边界的编码单元标记为边界编码单元，将不包含所述边界的编码单元标记为非边界编码单元；

第四单元，用于对所述深度图进行编码过程中，对所述边界编码单元分配的码率大于对所述非边界编码单元分配的码率。

5.如权利要求4所述的基于区域链式编码的码率分配装置，其特征是，所述第二单元通过如下步骤获取所述边界：

针对每一个当前像素点，获取所述当前像素点分别与水平方向和竖直方向上相邻的像素点的像素差，并记录最大的像素差；

若所述最大的像素差大于设定的像素差阈值，则将所述当前像素点标记为边界候选点；

若某个边界候选点的最大像素差小于相邻的边界候选点的最大像素差，则将较小的最大像素差对应的边界候选点剔除；

根据所述边界候选点确定所述边界。

6.如权利要求5所述的基于区域链式编码的码率分配装置，其特征是，所述第二处理单元还用于：

对不相连的边界段进行连接，其中，所述边界段由多个依次相连的边界候选点构成；去除不相连的边界候选点从而获得所述边界。