本發(fā)明屬于3D視頻編碼領域，涉及一種利用灰度值相似性的深度視頻編碼快速算法。
背景技術：
：多視點彩色視頻加深度視頻(Multiviewvideoplusdepth,MVD)是一種有效的3D視頻數(shù)據(jù)格式。深度圖表示場景的幾何信息，是僅有亮度分量的灰度圖，其中每一個像素表示在3D空間中當前物體與相機平面的相對距離。深度視頻由被銳利邊緣分割成的平坦區(qū)域組成，有著與彩色視頻不同的特性。MVD視頻通過利用基于深度圖的繪制技術可以繪制出多個虛擬視點。高效視頻編碼標準(HighEfficiencyVideoCoding,HEVC)的3D擴展版本(3D-HEVC)為編碼MVD視頻引入了新的預測技術和編碼工具，如視差補償預測技術、運動矢量繼承、深度模型模式(DepthModelingMode,DMM)和視點合成優(yōu)化(ViewSynthesisOptimization,VSO)等。DMM模式利用兩種不同的分割樣式將一個深度塊分割成兩個非矩形區(qū)域，即楔形分割。每個分割區(qū)域由恒定的分區(qū)值表示。DMM可以更好地表示深度圖的邊界并能獲得更精確的預測，目前已作為候選集成到幀內預測中。分量間編碼工具運動參數(shù)繼承(MotionParameterInheritance,MPI)利用已編碼彩色視頻的運動信息進行深度圖編碼。對于深度視頻，3D-HEVC通過引入視點間和分量間編碼工具已達到很好的編碼效率。但由于在編碼深度視頻時DMM的楔形分割決策、復雜的率失真優(yōu)化和VSO過程等，3D-HEVC的計算復雜度也在成倍的增加。目前國內外學者，對于降低3D-HEVC計算復雜度，節(jié)省編碼時間也提出了一些有效的方法。Tohidypour等人提出一種自適應地提前決策幀間幀內預測模式搜索的方案，該方案主要利用視點間運動一致性、預測模式以及率失真(RateDistortion,RD)代價關聯(lián)性減少了3D-HEVC計算復雜度。Shen等人提出一種快速且有效的模式?jīng)Q策算法，通過利用空時域相鄰編碼單元(CodingUnit,CU)以及視點間和深度層間關聯(lián)信息節(jié)省編碼時間。Gu等人提出一種深度幀內編碼快速DMM模式選擇算法，該方法利用最有可能模式選擇結果提前終止DMM全RD代價計算過程從而獲得編碼時間節(jié)省。技術實現(xiàn)要素：為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在依據(jù)深度圖的灰度值相似性，對3D-HEVC深度視頻進行快速編碼，在保證編碼性能沒有明顯損失的情況下有效地降低3D-HEVC計算復雜度，節(jié)省編碼深度視頻的時間。充分考慮深度視頻幀間灰度值相似性，實現(xiàn)有效的深度視頻編碼快速算法。本發(fā)明采用的技術方案是，深度視頻編碼快速方法，步驟如下：1.灰度值相似判斷采用深度圖的灰度值相似性判斷已編碼的時域參考幀的CU深度層信息能否用來作為當前CU編碼的參考信息，在當前CU與其參考幀中對應CU的平均灰度值差小于相似門限時，當前CU的編碼深度借鑒已編碼參考CU深度層范圍，限制自身的深度層范圍；CU最大編碼深度層計算基于上面計算的灰度值相似性，利用當前CU與時域參考CU的相關性計算當前CU的最大編碼深度層，即當前CU四叉樹遞歸的最大深度值，當前CU的最大編碼深度層Dmax定義如下：Dmax=Dref,ifSG=trueDorg,otherwise.]]>其中Dorg是HTM原始算法中最大編碼深度層，通常為3；Dref是其時域參考幀中對應CU的最大編碼深度層，當Dmax確定后，限制當前CU的劃分深度從而避免非必要的更大深度層的RD代價計算過程；2.CU最小編碼深度層計算首先定義當前CU的預測深度層Dpre如下：Dpre＝α·(Dleft+Dabove)+β·Dco其中Dleft表示當前CU相鄰的左邊CU的最大深度層，Dabove表示當前CU相鄰的上方CU的最大深度層，Dco表示當前CU其時域參考幀中對應位置CU的最大深度層，α和β是權重因子；當前CU的最小深度層Dmin根據(jù)Dpre和SG的值預測如下式：3.基于灰度相似的PU模式提前決策在當前CU與其參考幀對應CU灰度相似時，且參考CU選擇融合Merge模式或幀間Inter2N×2N模式作為其最佳預測模式時，當前CU的模式?jīng)Q策過程被提前決策；在率失真優(yōu)化(RateDistortionOptimization，RDO)過程中當前CU需要檢測的模式Mc根據(jù)參考CU的模式定義如下：其中Mr表示參考幀對應CU的最佳預測模式，Allmodes代表HTM原始算法中RDO過程需要遍歷的模式?；叶戎迪嗨菩缘臉酥維G定義：SG=true,if|Gcur-Gref|<THfalse,otherwise.]]>其中Gcur是當前CU的平均灰度值，Gref是其時域參考幀中對應CU的平均灰度值，TH是灰度相似的門限。通過相似門限TH判斷灰度相似性SG；在Gcur和Gref的差值小于相似門限TH時，則兩個CU有著相似平均灰度值，SG為真即兩個CU灰度相似；否則SG為假，即兩個CU灰度不相似；本發(fā)明的特點及有益效果是：本發(fā)明對于深度視頻編碼提出一種新的基于灰度值相似性的深度視頻編碼快速算法。本發(fā)明在保證編碼性能的同時獲得可觀的編碼時間節(jié)省，降低了3D-HEVC計算復雜度。附圖說明：圖1為技術方案的流程圖。具體實施方式本發(fā)明為降低3D-HEVC計算復雜度，對深度視頻編碼提出一種新的基于灰度值相似性的CU深度層和PU模式快速決策方法，從而節(jié)省深度圖編碼時間。具體的技術方案分為下列步驟：1.灰度值相似判斷采用深度圖的灰度值相似性判斷已編碼的時域參考幀的CU深度層信息能否用來作為當前CU編碼的參考信息。在當前CU與其參考幀中對應CU的平均灰度值差小于相似門限時，當前CU的編碼深度可借鑒已編碼參考CU深度層范圍，限制自身的深度層范圍?；叶戎迪嗨菩缘臉酥維G定義：SG=true,if|Gcur-Gref|<THfalse,otherwise.]]>其中Gcur是當前CU的平均灰度值，Gref是其時域參考幀中對應CU的平均灰度值，TH是灰度相似的門限。通過相似門限TH判斷灰度相似性SG。在Gcur和Gref的差值小于相似門限TH時，則兩個CU有著相似平均灰度值，SG為真即兩個CU灰度相似；否則SG為假，即兩個CU灰度不相似。2.CU最大編碼深度層計算基于上面計算的灰度值相似性，利用當前CU與時域參考CU的相關性計算當前CU的最大編碼深度層，即當前CU四叉樹遞歸的最大深度值。當前CU的最大編碼深度層Dmax定義如下：Dmax=Dref,ifSG=trueDorg,otherwise.]]>其中Dorg是HTM原始算法中最大編碼深度層，通常為3；Dref是其時域參考幀中對應CU的最大編碼深度層。當Dmax確定后，可以限制當前CU的劃分深度從而避免非必要的更大深度層的RD代價計算過程。3.CU最小編碼深度層計算首先定義當前CU的預測深度層Dpre如下：Dpre＝α·(Dleft+Dabove)+β·Dco其中Dleft表示當前CU相鄰的左邊CU的最大深度層，Dabove表示當前CU相鄰的上方CU的最大深度層，Dco表示當前CU其時域參考幀中對應位置CU的最大深度層，α和β是權重因子。當前CU的最小深度層Dmin根據(jù)Dpre和SG的值預測如下式：4.基于灰度相似的PU模式提前決策在當前CU與其參考幀對應CU灰度相似時，且參考CU選擇Merge或Inter2N×2N模式作為其最佳預測模式時，當前CU的模式?jīng)Q策過程被提前決策。在RDO過程中當前CU需要檢測的模式Mc根據(jù)參考CU的模式定義如下：其中Mr表示參考幀對應CU的最佳模式，Allmodes代表HTM原始算法中RDO過程需要遍歷的模式。下面通過三視點彩色和深度視頻編碼說明本發(fā)明的最佳實施方式：本發(fā)明以3D-HEVC的參考模型HTM為基礎，其中用3D-HEVC定義的各種模式對三視點彩色和深度視頻進行編碼，利用深度視頻的前一幀編碼信息為深度視頻當前幀提供幀間參考信息用于預測，詳見下文描述：1.灰度值相似判斷采用深度圖的灰度值相似性判斷已編碼的時域參考幀的CU深度層信息能否用來作為當前CU編碼的參考信息。首先，計算當前CU和時域參考幀對應CU的平均灰度值Gcur和Gref值；接著通過相似門限TH判斷灰度相似性SG灰度值相似性，在當前CU與其參考幀中對應CU的平均灰度值差小于相似門限時，當前CU的編碼深度可借鑒已編碼參考CU深度層范圍，限制自身的深度層范圍。灰度值相似性的標志SG定義：SG=true,if|Gcur-Gref|<THfalse,otherwise.]]>其中Gcur是當前CU的平均灰度值，Gref是其時域參考幀中對應CU的平均灰度值，TH是灰度相似的門限。具體地，在Gcur和Gref的差值小于相似門限TH時，則說明兩個CU有著相似平均灰度值，SG為真即兩個CU灰度相似；否則SG為假，即兩個CU灰度不相似。相似門限TH設置為1，通過大量測試并權衡編碼時間和編碼性能得到。2.CU最大編碼深度層計算在灰度值相似的情況下，時域參考幀中對應CU的深度層信息Dref可以作為參考信息指導當前CU的編碼。因此，基于前面計算的灰度值相似性，當前CU的最大編碼深度層Dmax依據(jù)SG的值進行計算。利用當前CU與時域參考CU的相關性計算當前CU的最大編碼深度層，即當前CU四叉樹遞歸的最大深度值。當前CU的最大編碼深度層Dmax定義如下：Dmax=Dref,ifSG=trueDorg,otherwise.]]>其中Dorg是HTM原始算法中最大編碼深度層，通常為3；Dref是其時域參考幀中對應CU的最大編碼深度層。當Dmax確定后，即當前CU深度層遞歸遍歷的最大深度層確定，通過Dmax可以限制當前CU的劃分深度從而避免非必要的更大深度層的RD代價計算過程。3.CU最小編碼深度層計算最小深度層限制條件利用當前CU已編碼的空域相鄰CU和時域參考幀中對應CU的編碼信息計算。最小深度層限制條件首先定義當前CU的預測深度層Dpre如下：Dpre＝α·(Dleft+Dabove)+β·Dco其中Dleft表示當前CU相鄰的左邊CU的最大深度層，Dabove表示當前CU相鄰的上方CU的最大深度層，Dco表示當前CU其時域參考幀中對應位置CU的最大深度層，α和β是權重因子，分別設為0.25和0.5。當前CU的最小深度層Dmin根據(jù)計算出的當前CU的預測深度層Dpre和當前CU與其時域參考幀對應CU的灰度值相似性SG的值預測如下式：在SG為真值時，即灰度相似的條件下，Dmin根據(jù)Dpre大小不同取值不同；在灰度不相似的條件下，當前CU的最小深度值不會被限定，Dmin會按照HTM原始算法設置為0。4.基于灰度相似的PU模式提前決策在RDO過程中當前CU需要檢測的模式Mc根據(jù)時域參考幀中對應CU的最佳預測模式確定。在當前CU與其時域參考CU灰度相似且參考CU選擇Merge模式進行預測的條件下，當前CU只檢測Merge模式跳過其它模式的RD代價計算過程；若參考CU選擇Inter2N×2N模式作為最佳預測模式時，則當前CU檢測Merge模式和Inter2N×2N模式而跳過其它模式的RD代價計算。在RDO過程中當前CU需要檢測的模式Mc根據(jù)參考CU的模式定義如下：其中Mr表示當前CU的時域參考幀中對應CU的最佳預測模式，Allmodes代表HTM原始算法中RDO過程需要遍歷的模式。綜上所述，本發(fā)明提供了一種基于灰度值相似性的深度視頻編碼快速算法，三視點彩色加深度視頻中深度視頻分量通過基于灰度值相似性的CU最大最小深度層范圍限定以及PU模式的提前決策算法，簡化了原始HTM平臺深度視頻的CU深度層遍歷和PU模式預測過程，從而減少了深度視頻編碼時間。當前第1頁1 2 3