[发明专利]基于视角间相关性的多视角视频编解码系统运动估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多视角视频编解码系统的运动估计方法，属于图像处理领域。

背景技术

多视角视频序列一般是由多个摄像机按照特定的排列方式采集得到的，包括了同一场景不同角度的视觉信息。对于多视角视频编码主要有两种方案，一种为联合视频组JVT(Joint Video Team)提出的基于H.264/AVC的多视角视频编码系统JMVT；另一种方案为基于小波变换技术的多视角视频编码系统。在基于小波变换技术的方案中，可以充分利用小波变换的多分辨分析特性，实现可伸缩编码。

由于在多视角视频序列中需要编码的数据量十分巨大，而在编码过程中大部分时间都消耗在运动估计上。因此，如何提高运动估计速度是提高编码速度的关键问题。YongtaeKim等人提出了多视角视频编码中的快速视差和运动估计算法，该方法利用多视点摄像机几何关系或存在于视差矢量之间的关系自适应调整搜索范围，以降低运动估计的计算量。该算法相对于全搜索可以节省70-80％的时间。该方法需要摄像机几何参数信息，并不适合所有的序列。L.Shen等人提出快速搜索算法的基本思想是利用预测过程中运动域的空间特性，通过周围宏块的运动矢量来计算运动的相似性，并利用该参数来进行视差估计和选择宏块类型。该方法采用JMVM编码平台平均可以节省76％的编码时间，平均降低0.03dB的PSNR，增加了1.23％的比特率。在这些多视角视频编码的快速运动估计算法中，没有充分的利用视角间及帧间的相关性，搜索和运动估计过程中用时间长。且这些方法对于场景变化剧烈的序列，搜索效果不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视角间相关性的多视角视频编解码系统运动估计方法，以解决现有的运动估计方法在估计过程中用时间长的缺陷。本发明的方法是基于视角间、帧间和帧内相关性的运动矢量预测模型来实现，所述预测模型中前一帧同一位置参考矢量M_t、零矢量M₀、中值矢量M_s和前一视角同一帧同一位置的参考矢量M_v为预测矢量的四个状态，这四个状态组成一个状态空间：

S＝{M_t，M_o，M_s，M_v}

其中：M_t代表时域预测；M₀代表零矢量预测；M_s代表空域预测；M_v代表视角间预测；这个状态空间为预测矢量所有可能值的集合；在这里，设i表示前一帧当前位置宏块的预测矢量状态，j表示当前帧当前位置宏块的预测矢量状态，P_ij则表示从状态i到状态j转移的概率；以P表示各状态之间转移概率矩阵，从而