[发明专利]彩色与深度视频联合编码的比特分配及码率控制算法

摘要

本发明属于3D视频编码领域，为解决JVT‑G012中码率控制与彩色深度视频之间比特分配不兼容的问题，同时更加准确的实现彩色/深度层及帧层的联合码率控制，为此，本发明采取的技术方案是，彩色与深度视频联合编码的比特分配及码率控制算法，包括如下步骤1)建立虚拟视点失真模型2)建立彩色及深度视频的失真模型Dt‑Rt和Dd‑Rd3)建立Dv‑Rt‑Rt模型4)计算当前编码视频的目标比特5)基于计算的最优目标比特率进行编码。本发明主要应用于3D视频编码。

主权项

一种彩色与深度视频联合编码的比特分配及码率控制方法，其特征是，包括如下步骤：1)建立虚拟视点失真模型：在不同的给定目标比特RT下预编码彩色视频及与之对应的深度视频，并采用虚拟视点绘制方法绘制虚拟视点；统计虚拟视点失真Dv、深度视频失真Dd与彩色视频失真Dt，建立模型，拟合模型参数，具体虚拟视点失真模型表示为：Dv＝A·Dt+B·Dd+C0其中，A、B分别代表Dt和Dd对虚拟视点失真Dv的影响因子，C0是一个常数；2)建立彩色及深度视频的失真模型Dt‑Rt和Dd‑Rd：统计彩色视频和深度视频编码失真，输出比特率及对应的目标比特率，建立模型；3)建立Dv‑Rt‑Rt模型：统计虚拟视点失真Dv、深度视频目标比特Rd与彩色视频目标比特Rt，并建立模型；由步骤1和2可以推导出Dv‑Rt‑Rt，具体表示为：其中，μ，ν分别代表Rt和Rd在虚拟视点的失真Dv的影响因子，C是一个常数；4)计算当前编码视频的目标比特：比特分配方案为：在总比特率RC的约束下，最小化的虚拟视点的失真，表示为arg min Dvs.t.Rt+Rd≤RC基于Dv‑Rt‑Rd模型，最优比特分配如下：argmin(Rt,Rd)∈Ω(μ·exp(-βt·Rt)+v·exp(-βd·Rd)+C)]]>s.t.Rt+Rd≤RCs.t.表示使满足，采用拉格朗日乘数法来解决在限制条件下求比特分配的最优解、将限制条件下求极值映射到等价的无约束条件的求极值，公式如下：min(Rt,Rd)J={μ·exp(-βt·Rt)+v·exp(-βd·Rd)+C+λ(Rd+Rt-RC)}]]>其中，λ是拉格朗日乘子，最优的彩色及深度视频的目标比特率Rt和Rd通过求解以下解方程组得到∂J∂Rt=-μ·βt·exp(-βt·Rt)+λ=0∂J∂Rd=-v·βd·exp(-βd·Rd)+λ=0∂J∂λ=Rd+Rt-RC=0]]>从而，最优目标比特率Rt和Rd的计算如下：Rt=βd·RC+ln(μ·βtv·βd)βt+βdRd=βt·RC-ln(μ·βtv·βd)βt+βd]]>5)基于计算的最优目标比特率进行编码。