一种用于深度图视差估计的并行实现方法技术

本发明专利技术提供一种用于深度图视差估计的并行实现方法，该方法包括：基于邻接互连的4×4二维处理元阵列构建用于深度图视差估计的并行结构；读取基本视点像素值和参考视点像素值到所述并行结构的所述处理元中，并行地进行时域相邻块和空域相邻块的块匹配操作，计算得到各相邻块的SAD值；根据所述SAD值，并行地进行最优时域相邻块和最优空域相邻块选取，及运动补偿预测和视差补偿预测。本发明专利技术通过构建并行结构，对三维高效视频编码的深度图视差估计算法进行并行化实现，提高其视差估计过程的计算效率，缩短深度图编码时间。

【技术实现步骤摘要】
一种用于深度图视差估计的并行实现方法
本专利技术涉及视频处理
，尤其涉及三维高效视频编码深度图视差估计算法的并行实现方法。
技术介绍
视差指同一像素点在不同视点投影中的位置偏差。视差估计(DisparityEstimation，简称DE)就是寻找不同视点间图像数据的空域相关性，计算视差矢量(DisparityVector，简称DV)的过程。采用视差估计可以大大消除多个视点间的冗余数据，是三维视频编码中进行视点间运动预测、残差预测、光照补偿和视点合成预测的重要环节。JCT-3V提出的三维高效视频编码(3DHighEfficiencyVideoCoding，简称3D-HEVC)，是基于H.264/AVC的扩展部分MVC(Multi-viewVideoCoding，简称MVC)和H.265/HEVC标准的算法基础设计的，采用多视点视频加深度(Multi-viewVideoplusDepth，简称MVD)格式对多个视点的纹理图像和深度图像进行编码。在3D-HEVC中，使用基于相邻块视差估计(DisparityVectorfromNeighboringBlocks，简称NBDV)方法获得深度图的视差矢量。例如，对于一个N×N的基本视点编码块，视差矢量的获取是对基本视点的2个时域相邻块和参考视点的5个空域相邻块的搜索及匹配过程。采用这样的块匹配方式，所带来的问题是与标准二维视频编码相比，需要更多的参考帧信息，带来更高的计算量和更大的数据吞吐量，会严重影响视频编码的效率。如果为了降低计算量而选择过大的编码块，又会导致连续性预测误差，影响视点合成。上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。因此，亟需一种用于三维高效视频编码的深度图视差估计并行实现方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种用于深度图视差估计的并行实现方法，解决现有技术中的视差估计耗时的问题。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术一实施例提供一种用于深度图视差估计的并行实现方法，包括以下步骤：S1、基于邻接互连的4×4二维处理元阵列构建用于三维高效视频编码深度图视差估计的并行结构；S2、基于获取的视频图像读取基本视点像素值和参考视点像素值到所述并行结构的所述处理元中；S3、在所述并行结构的所述处理元中并行地进行时域相邻块和空域相邻块的块匹配操作，计算得到各相邻块的SAD值；S4、根据所述SAD值，选取时域最小SAD值得到最优时域相邻块，进行运动补偿预测，选取最小空域SAD值得到最优空域相邻块，进行视差补偿预测；S5、根据所述运动补偿预测和视差补偿预测结果，计算得到深度图视差矢量。本专利技术的一个实施例中，在步骤S2所述读取基本视点像素值和参考视点像素值之前，还包括：将视频的测试序列的基本视点图像和参考视点图像转换成所述阵列能识别的二进制数据；将所述二进制数据分布在文档中，并存储在数据输入存储DIM中，作为所述基本视点当前像素值、参考视点当前像素值；根据所述视频中的基本视点前一帧处理后的重建图像，存储在数据输出存储DOM中，作为所述基本视点参考像素值。本专利技术的一个实施例中，在步骤S2所述读取基本视点像素值和参考视点像素值到所述并行结构的所述处理元中，包括：通过所述二维处理元阵列中第一行第一列的处理元PE00以邻接互连的方式访问所述DIM以8×8大小读取相应的基本视点当前预测块像素值；通过所述二维处理元阵列中第二行第一列的处理元PE10以邻接互连的方式访问所述DIM以10×10大小读取5个相应的参考视点空域相邻块像素值；通过所述二维处理元阵列中第一行第四列的处理元PE03以邻接互连的方式访问所述DOM以10×10大小读取2个相应的基本视点时域相邻块像素值。本专利技术的一个实施例中，在步骤S2完成后，进行步骤S3之前，还包括：处理元PE00将所述当前预测块并行下发到处理元PE01、PE02的数据存储地址[0]-[63]中，并经由处理元PE10下发到处理元PE11、PE20、PE21、PE30和PE31的数据存储地址[0]-[63]中；处理元PE03依次将2个所述基本视点时域相邻块下发到PE01、PE02的数据存储地址[100]-[199]中；处理元PE10将所述5个参考视点空域相邻块分别下发到处理元PE11、PE20、PE21、PE30和PE31的数据存储地址[100]-[199]中；完成数据下发后处理元PE01、PE02、PE11、PE20、PE21、PE30和PE31被并行地置入同一握手信号。本专利技术的一个实施例中，在步骤S3中所述在所述并行结构的所述处理元中并行地进行时域相邻块和空域相邻块的块匹配操作，计算得到各相邻块的SAD值，包括：处理元PE01、PE02对各自数据存储地址[0]-[63]中的基本视点预测块，与存储地址[100]-[199]中的基本视点时域相邻块并行进行块匹配操作，并计算其SAD值，将结果存入PE12中；处理元PE11、PE20、PE21、PE30和PE31对各自数据存储地址[0]-[63]的基本视点预测块，与存储地址[100]-[199]中的参考视点空域相邻块并行进行块匹配操作，并计算其SAD值，将结果存入处理元PE22中；该方法所述SAD值(SumofAbsoluteDifferences，简称SAD)根据公式(1)计算得到，包括：(1)其中fk(i，j)为基本视点预测块第i行第j列的像素值，gk(i，j)为基本视点参考块或参考视点参考块第i行第j列的像素值，(i,j)为运动矢量，N为编码块的规模。本专利技术的一个实施例中，在步骤S4中所述根据所述SAD值，选取时域最小SAD值得到最优时域相邻块，进行运动补偿预测，选取最小空域SAD值得到最优空域相邻块，进行视差补偿预测，包括：处理元PE12在收到PE01、PE02发来的SAD值的同时，对其进行比较，将相对小的SAD值存入处理元PE12，最后得到最优时域相邻块，进行运动补偿预测计算，然后将结果存入处理元PE32中；处理元PE22在收到PE11、PE20、PE21、PE30和PE31发来的SAD值的同时，对其进行比较，将相对小的SAD值存入处理元PE22，最后得到最优空域相邻块，进行视差补偿预测计算，然后将结果存入处理元PE32中。本专利技术的一个实施例中，在步骤S5中所述根据所述运动补偿预测和视差补偿预测结果，计算得到深度图视差矢量，包括：处理元PE32收到PE12、PE22分别发来的运动补偿预测结果和视差补偿预测结果后，对其计算得到深度图视差矢量。有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的用于深度图视差估计的并行实现方法，通过构建并行结构，对三维高效视频编码的视差估计算法进行并行化实现，提高其视差估计过程的计算效率，能够满足视差矢量计算过程的并行计算要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深度图视差估计的并行实现方法，其特征在于，包括：/nS1、基于邻接互连的4×4二维处理元阵列构建用于三维高效视频编码深度图视差估计的并行结构；/nS2、基于获取的视频图像读取基本视点像素值和参考视点像素值到所述并行结构的所述处理元中；/nS3、在所述并行结构的所述处理元中并行地进行时域相邻块和空域相邻块的块匹配操作，计算得到各相邻块的SAD值；/nS4、根据所述SAD值，选取时域最小SAD值得到最优时域相邻块，进行运动补偿预测，选取最小空域SAD值得到最优空域相邻块，进行视差补偿预测；/nS5、根据所述运动补偿预测和视差补偿预测结果，计算得到深度图视差矢量。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于深度图视差估计的并行实现方法，其特征在于，包括：
S1、基于邻接互连的4×4二维处理元阵列构建用于三维高效视频编码深度图视差估计的并行结构；
S2、基于获取的视频图像读取基本视点像素值和参考视点像素值到所述并行结构的所述处理元中；
S3、在所述并行结构的所述处理元中并行地进行时域相邻块和空域相邻块的块匹配操作，计算得到各相邻块的SAD值；
S4、根据所述SAD值，选取时域最小SAD值得到最优时域相邻块，进行运动补偿预测，选取最小空域SAD值得到最优空域相邻块，进行视差补偿预测；
S5、根据所述运动补偿预测和视差补偿预测结果，计算得到深度图视差矢量。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中所述读取基本视点像素值和参考视点像素值之前，还包括：
将视频的测试序列的基本视点图像和参考视点图像转换成所述阵列能识别的二进制数据；
将所述二进制数据分布在文档中，并存储在数据输入存储DIM中，作为所述基本视点当前像素值、参考视点当前像素值；
根据所述视频中的基本视点前一帧处理后的重建图像，存储在数据输出存储DOM中，作为所述基本视点参考像素值。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S2中所述读取基本视点像素值和参考视点像素值到所述并行结构的所述处理元中，包括：
通过所述二维处理元阵列中第一行第一列的处理元PE00以邻接互连的方式访问所述DIM以8×8大小读取相应的基本视点当前预测块像素值；
通过所述二维处理元阵列中第二行第一列的处理元PE10以邻接互连的方式访问所述DIM以10×10大小读取5个相应的参考视点空域相邻块像素值；
通过所述二维处理元阵列中第一行第四列的处理元PE03以邻接互连的方式访问所述DOM以10×10大小读取2个相应的基本视点时域相邻块像素值。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S2完成后执行步骤3之前，还包括：
处理元PE00将所述当前预测块并行下发到处理元...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晓燕，张西红，朱筠，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61