[发明专利]用于立体视频编码的优化的差异估算方法

说明书

本发明涉及立体数字视频信号的编码，以改善图象质量的方法。具体地，尤其是涉及优化左和右视野象素亮度值之间的差异估算的方法。

最近，已经建议了立体视频传输格式，比如运动图象专家组(MPEG)MPEG-2多视野廓(MVP)系统，这在1995年11月的名为″Proposed Draft Amendment No.3 to 13818-2(Multi-view Profile)″的文献ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N1088中描述了，在此作为参考。立体视频提供有轻微差异的相同图象，以组合具有场景深度的图象，因此产生三维(3D)效果。在这样的系统中，双摄像机距离两英寸之远，以两个分离的视频信号来记录一个事件。摄像机之间的间距相似于人眼左右眼之间的距离。而且对于某些立体视频摄录机，在一个摄录头中安装两个透镜，因此可同步运动，例如，在图象中扫换。该两个视频信号可被发射，并在接收机中组合，以产生与普通人眼所看到的场景相应的具有场景深度的图象。

MPEG MVP系统包括以多路复用信号发射的两个视频信号。首先，基层代表三维目标的左视野。其次，增强(即附加的)层代表目标的右视野。由于左和右视野具有相同的目标并只有轻微的差别，在基层和增强层的视频图象中通常具有很大程度的相关性。该相关性可用来压缩与基层相关的增强层的数据，因此，减少为获得给定的图象质量在增强层需要发射的数据量。

MPEG MVP系统包括三种视频图象；具体为帧内编码图象(I图象)，预测编码的图象(P图象)和双向预测编码图象(B图象)。I图象完全描述了单个视频图象，而不需参考任何其它图象。在基层，基于前面的I图象或P图象来预测P图象。B图象是从前面最近的I或P图象和后面最近的I或P图象来预测的。基层可以按照MPEG-2标准来编码，其细节可从1994年3月25日出版的，名为″Information Technology-generic Coding of MovingPictres and Associated Audio，Recommendation H.262，″的文献ISO/IECJTC1.SC29/WG11 NO702中找到，在此作为参考。

在增强层中，以显示次序，可以从增强层中最近解码的图象预测到P图象，而不管图象的类型，或者从最近的基层图象中预测，而不管图象的类型。而且，对于增强层中的B图象，以显示次序，向前的参考图象是增强层中最近解码的图象，向后的参考图象是基层中最近的图象。以公知为差异预测的交叉层预测方法，可以从基层的图象中预测增强层的图象。在一层中从一帧到另一帧的预测被公知为时间预测。

可是，对于增强层帧的差异预测，由于在基层与增强层象素亮度值之间的不平衡，经常会引入误差。这种不平衡可由基层和增强层摄像机之间的性能变化而引起，这使得差异估算和预测更困难。而且，该不平衡可由场景的消失或场景中亮度和/或对比度的重大变化比如强烈的闪光引起。该交叉信道亮度的不平衡的结果是图象质量会显著地损坏。

已经开发出某些用于减少交叉信道亮度不平衡效果技术的方案。例如，R.Franich等人在1996年3月在Firenze公开的，名为″balance Compensation for StereoscopicImage Sequence Sequences，″的文献ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG 96中讨论了用于调整右视野图象序列的线性变换，以得到与左视野信道的相同的高密度中间值和偏差。A.Puri等人在1995年11月在Dallas公开的，名为″Gain Corrected StereoscopicCoding Using SEASIC for MPEG-4 Multiple Concurrent Streams，″文献ISO/IECJTC1/SC29/WG11 MPEG 95/0487中讨论了用增益和偏差来校正右视野。可是，这些方案不能使亮度不平衡的最小平方误差最小。

因此，为立体视频系统比如MPEG MVP系统提供差异估算方法是有益的，它使由于摄像机的变化和场景的亮度或对比度重大变化引起的交叉信道亮度不平衡的效果最小。而且，该方案将在图象水平整体实现或在宏块水平局部地实现。另外，该方案应与MPEG-2的视频序列的有效预测编码和类似的编码协议兼容。本发明提供上述和其它优点。