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自由视点四维空间视频编码系统的编码方法技术方案

技术编号:7789680 阅读:218 留言:0更新日期:2012-09-22 00:24
自由视点四维空间视频编码系统的编码方法,属于视频压缩编码技术领域。将自由视点四维空间视频的编码系统分为两个通道,通道一对亮度和色度信息进行压缩编码,通道二对深度信息进行压缩编码。并且,实际应用中可根据需要使能或者禁止此编码系统中相应的部分,从而得到相应的柱面全景视频编码码流、平面立体视频编码码流或者二维视频编码码流。本发明专利技术的自由视点四维空间视频编码系统具有较强的扩展性和适用性,具有不可限量的广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种,属于视频压缩编码

技术介绍
随着信息技术的快速发展,各种形式的立体视频处理及应用已经涌入人们的生活,如全景环幕电影,平面立体电视与电影、立体医学图像成像与传输、机器人控制立体成像、虚拟现实系统等。与此同时,立体视频处理算法及系统研究近年来已经成为国际上发展最快的研究热点之一。目前,国内外对自由视点立体视频的研究从空间构成上不外乎两种形式柱面/·球面ニ维视频与平面立体视频。平面立体视频是指具有深度信息的平面三维视频序列,由具有一定视差的多个视频序列组成,表示为(X,Y, V)。其利用多个视频序列的运动、视差及深度预测和增强算法,在平面视角范围内进行立体视频处理。而柱面/球面ニ维视频则是以平面视频处理为基础,进行柱面/球面的ニ维视频处理从而达到全景立体效果。其中,柱面ニ维视频是平面ニ维视频序列在柱面弧度维空间扩展后得到的360度全景视频,表示为(x, y, O。平面立体视频是基于平面的具有深度信息的空间三维结构视频,柱面ニ维视频是基于柱面的具有弧度信息的空间三维结构视频。两者虽然都能够实现一定程度的自由视点立体视频显示,但是都有不足。平面立体视频不具有弧度信息,无法显示360度全方位立体视频,而柱面ニ维视频不具有深度信息,无法显示基于柱面的三维视频。因此就有了自由视点四维空间视频概念。自由视点四维空间视频将柱面空间的ニ维视频与平面空间的三维视频结合起来,共同组成具有空间四维结构的自由视点四维空间视频系统。该系统在空间范围内具有四维数据结构,表示为平面坐标(x,y)、深度信息维V及弧度信息维α的四维空间结构(x,y,v,α )0弧度维对平面立体视频进行柱面扩展,深度维对柱面ニ维视频进行深度扩展,在空间上构成了既具有深度信息,又具有弧度信息的视频序列。其同时继承了柱面空间的全方位特性及平面视角的三维视觉特性,能够在柱面空间进行立体视频显示,弥补了平面立体和柱面ニ维视频的空间缺陷,从真正意义上重现和展示真实世界中360度全方位立体场景。自由视点四维空间中的视频图像帧分为两类自由视点弧度立体视频序列及自由视点视频序列组中的具有一定弧度距离的对应视频图像帧分别进行拼接而成的自由视点360度柱面全景视频序列。自由视点弧度立体视频序列编码基于现有视频处理标准,进行自由视点的弧度视差估计与弧度深度图像估计,对运动矢量、视差矢量进行旋转和变焦纠正,即针对像素点间的弧度值计算得到弧度运动矢量与弧度视差矢量。在平面立体视频中,视差与物点深度值之间有公式(I)的计算关系。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由视点四维空间视频编码系统的编码方法,将自由视点四维空间视频的编码系统分为两个通道;通道一包含平面图像到柱面图像的映射模块、帧内预测模块、预测模式选择模块、离散余弦变换模块、量化模块、重排序模块、熵编码模块、运动估计模块、运动/视差补偿模块、视差估计以及优化模块、反量化模块、反离散余弦变换模块、滤波模块、柱面全景图像拼接模块;通道二包括深度信息的计算和优化模块、深度信息补偿模块、深度信息的离散余弦变换模块、深度信息的量化模块、深度信息的重排序模块、深度信息的熵编码模块、深度信息的反量化模块、深度信息的反离散余弦变换模块;通道一的视差估计以及优化模块与通道二的深度信息的计算和优化模块连接;其特征在于,编码方法如下 平面图像到柱面图像的映射模块对当前待编码的图像进行映射处理,增加弧度维的信息;一方面帧内预测模块对处理后的带有弧度维的图像帧进行帧内预测,找到帧内预测的最佳预测模式和预测像素值以及相应的绝对误差和SAD的值;另一方面,处理后的带有弧度维的图像帧还需要进行帧间预测;在进行帧间预测过程中,为了充分利用不同视点间图 像帧之间的相关性,选用同一视点间和不同视点间的已编码的图像作为参考图像,提高编码效率;运动估计模块对处理后的带有弧度维的图像帧在时域参考图像帧搜索目标范围内进行运动估计,找到当前编码的宏块在时域参考图像中的最佳匹配以及相应的运动矢量;视差估计以及视差优化模块对处理后的带有弧度维的图像帧在视点间参考图像帧搜索目标范围内进行视差估计,得到当前编码的宏块在视点间参考图像中的最佳匹配以及相应的三维视差矢量;运动/视差补偿模块对运动估计模块和视差估计以及视差优化模块得到的具有弧度维的运动矢量和视差矢量经过进行补偿,得到帧间预测的三维运动/视差矢量和预测像素值以及相应的SAD值;预测模式选择模块通过对帧内预测模块得到的帧内预测SAD值和运动/视...

【专利技术属性】
技术研发人员:周莉王少伟孙涛康晓
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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