[发明专利]一种快速多视点视频颜色校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频的处理方法，尤其是涉及一种快速多视点视频颜色校正方法。

背景技术

进入本世纪以来，随着数字2D(二维)视频技术日趋成熟，以及计算机、通信及网络技术的快速发展，引发了人们对新一代数字电视系统的强烈需求，其具有视点交互、立体感等现有数字电视系统所不具备的特征，自由视点电视(FTV，Free Viewpoint Television)能够让用户从不同的视角欣赏场景，被认为是下一代数字电视系统的发展方向。在FTV系统中，如何提高多个视频信号的视频压缩效率以降低传输带宽资源占用，以及如何在三维视频系统用户端合成高质量的任意视点图像是需要解决的两个核心问题。由于FTV系统在采集图像的过程中各相机的基线不在同一水平轴上，场景光照、相机CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)噪声、快门速度和曝光等要素不一致，因此会导致不同相机采集的图像的颜色值差别很大，将给后续的视频编码、虚拟视点绘制和多视点视频三维显示带来极大的困难，可能会使三维视频系统用户端在任意视点图像合成时出现错误。因此，有效的多视点视频颜色校正方法是提高视频压缩效率，特别是改善任意视点图像质量的关键技术。

目前已提出了一些针对多视点图像的颜色校正方法，如动态规划、K-L变换、Retinex颜色恒常性理论、规正参数调节、噪声预处理与主成分分析、区域分割与跟踪等算法。然而，这些颜色校正方法更多地考虑如何提升校正精确性，而对多视点视频的颜色校正应当有别于现有的多视点图像的颜色校正，这是因为：一方面，由于多视点视频在视点间和时间上同时进行参考，如何对多视点视频进行合理的颜色校正，以保证在时间和空间上的颜色一致性是一个亟需解决的问题；另一方面，由于颜色校正方法的复杂度一般都比较高，如何通过利用多视点视频的时域相关性进行快速跟踪、如何根据多视点视频系统对跟踪的不同要求而自适应地选择跟踪的方式，以降低颜色校正计算复杂度、提高颜色校正精确性，都是对多视点视频进行颜色校正的过程中需要研究解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证多视点视频颜色校正精确性的同时，能够有效降低颜色校正计算复杂度的快速多视点视频颜色校正方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种快速多视点视频颜色校正方法，其特征在于包括以下步骤：

①将由多视点视频系统拍摄的未经处理的且颜色空间为YUV的多视点视频定义为原始多视点视频，将原始多视点视频中的一个视点定义为目标视点，记为T，将原始多视点视频中的其它视点定义为源视点，记为S；在空域上该原始多视点视频包括目标视点原始视频和源视点原始视频，目标视点原始视频主要由若干个帧组的目标视点图像组成，源视点原始视频主要由若干个帧组的源视点图像组成，其中，YUV颜色空间的三个颜色分量中的第1个颜色分量为亮度分量，记为Y，第2个颜色分量为第一色度分量，记为U，第3个颜色分量为第二色度分量，记为V；

②将目标视点原始视频中第i个帧组第j时刻的目标视点图像记为{^(T)I_i，j，k(x，y)}，将源视点原始视频中第i个帧组第j时刻的源视点图像记为{^(S)I_i，j，k(x，y)}，将目标视点原始视频中每个帧组第1时刻的目标视点图像定义为目标视点关键帧图像，将目标视点原始视频中除每个帧组第1时刻的目标视点图像外的目标视点图像定义为目标视点非关键帧图像，将源视点原始视频中每个帧组第1时刻的源视点图像定义为源视点关键帧图像，将源视点原始视频中除每个帧组第1时刻的源视点图像外的源视点图像定义为源视点非关键帧图像，其中，1≤i≤N，N为目标视点原始视频和源视点原始视频包含的帧组的个数，1≤j≤N_GOP，N_GOP表示帧组的长度，i·N_GOP+j表示第i个帧组第j时刻的目标视点图像或第i个帧组第j时刻的源视点图像的帧号，k＝1，2，3分别表示YUV颜色空间的三个颜色分量，(x，y)表示图像中的像素点的坐标位置，^(T)I_i，j，k(x，y)表示{^(T)I_i，j，k(x，y)}中坐标位置为(x，y)的像素点的第k个颜色分量的颜色值，^(S)I_i，j，k(x，y)表示{^(S)I_i，j，k(x，y)}中坐标位置为(x，y)的像素点的第k个颜色分量的颜色值；