[发明专利]一种3D视频深度图像帧内预测模式选择方法

说明书

本发明公开了一种3D视频深度图像帧内预测模式选择方法。步骤如下：1)对于任意深度图像，使用自适应角点检测算法寻找帧内的角点，并保存其位置；2)对PU块由模式粗糙选择方法RMD选出HEVC常用的帧内编码模式CHIMs，并加入候选预测模式列表中；3)判断当前PU是否满足平滑条件，如果满足则直接跳到6)，否则继续4)；4)引入分类器对PU进行分类，若当前PU被分为C₀类，表示当前PU为平滑块则跳至6)，否则继续5)；5)进行DMM模式计算，寻找出最优楔形模式分割并添加到模式候选列表；6)对候选模式列表进行率失真计算，选出最佳的预测模式。本发明有效地降低了帧内预测模式选择的数目，减少了帧内预测所需的编码时间，同时保证了最终解码端合成视角的视频质量。

技术领域

本发明属于视频编解码技术领域，特别是一种3D视频深度图像帧内预测模式选择方法。

背景技术

H.265作为新一代的国际视频编码标准，继承了上一代H.264，使用宏块作为编码的基本单元。主体架构与H.264相似，主要包含帧内预测、帧间预测、转换、量化、熵编码等模式；同时H.265整体分为编码单位、预测单位和转换单位三个部分。H.265能在有限带宽下传输更高质量的视频，即H.265只需H.264一半的带宽就可以传输相同质量的视频。H.265使用多种方式降低码率：提高压缩效率和编码质量、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延和信道获取时延和随机接入时延、降低复杂度等。

H.264采用固定大小的宏块进行编码，造成大范围平滑区域编码码率的增加和细小纹理编码的清晰度不足。H.265的编码单元可以根据图像特点选择不同大小的编码单元，编码单元的大小可从8x8至64x64。在实际编码过程中，编码器首先将预编码图像分成64x64的最大编码单元(LCU)。针对每个编码单元，编码器采用四叉树的划分方式确定最优编码单元(CU)划分。最优CU划分的寻找需要编码器进行85次不同划分方式的率失真代价计算，增加了计算的复杂度。同时H.265为了更好的利用图像特别是纹理图像空间的相关性，将帧内预测模式增加到35种，其中有用于纹理区域预测的33种角度帧内预测模式和用于平坦区域预测的DC和Planar两种模式，如图1所示。预测模式的选择并不是以CU为基本单元而是以PU作为基本单元进行的。PU就是预测单元是由CU进一步分割得到。帧内预测模式的增多使得每个PU都要进行35次率失真计算可能找到最优的预测模式，这也增加了计算的复杂度。

H.265相较于H.264，一个重要的扩展标准就是3D-HEVC。3D-HEVC采用编码端和解码端非对称的多视点加深度图像格式。这种格式在解码端可以利用渲染DIBR技术合成虚拟视点。深度图像和纹理图像不同，它的像素值反应的是场景到镜头的距离的远近。深度图的特点主要包含：1)大部分的平坦区域；2)锐利的边缘；3)不用于直接观看。深度图像的编码与纹理图像编码不同，要保留图形中的边缘。因此3D-HEVC采用新的技术来保留物体的边缘。其中最重要的是采用四种新的深度模型模式：边界链式编码模式(RBC)、显示的楔形分割模式(DMM1)、隐式的楔形分割模式(DMM3)、contour分割模式(DMM4)。楔形分割模式如图2所示，其中(a)为连续时楔形分割方式示意图，(b)离散时楔形分割方式示意图，(c)为最终的楔形分割模式，通过起点S、终点E连成一条直线将预测块PU分成两个部分。

在实际编码过程中在选择最优帧内预测模式时，不仅要计算35中帧内预测模式的率失真代价，还要计算楔形分割模式的率失真代价，计算复杂度的增加严重阻碍了3D-HEVC的实时应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D视频深度图像帧内预测模式选择方法，能够在保证合成视角中视频质量的前提下，减少深度图像帧内预测模式数目并降低深度图像帧内预测模式选择的计算复杂度。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种3D视频深度图像帧内预测模式选择方法，包括如下步骤：

步骤1：对于任意深度图像，使用自适应角点检测算法寻找帧内的角点，并保存角点的位置；