[发明专利]基于不规则匀质块分割的三维视频深度图编码及解码方法

摘要

本发明涉及一种基于不规则匀质块分割的三维视频深度图编码及解码方法，包括以下步骤；1)输入一帧深度图及对应纹理图像；2)采用标准编码方法对纹理视频进行编码；3)对重建纹理视频进行超像素分割；4)将深度图划分为不规则匀质块；5)计算使得不规则匀质块对应合成区域失真最小的深度像素值并用该像素值表示整个不规则匀质块；6)对不规则匀质块表示的深度图进行无损编码；7)接收并解码一帧三维视频图像码流；8)对解码的纹理视频图像进行超像素分割；9)对解码的深度图进行重建；10)对重建深度图采用伪边缘滤波法进行质量增强。本发明充分考虑深度图分片平滑的内部特性和虚拟视点的合成失真，可提高深度图编码效率并显著降低深度图编码的计算复杂度，还可兼容任何标准深度图编码方法。

主权项

1.一种基于不规则匀质块分割的三维视频深度图编码及解码方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：输入一帧三维视频深度图以及对应的纹理视频图像；S2：采用标准视频编码方法对纹理视频进行编码；S3：对纹理视频编码后的重建视频图像采用K均值聚类算法进行超像素分割，将重建的纹理视频图像分割成若干个像素值和面积近似一致的超像素单元块；S4：利用步骤S3得到的纹理视频超像素分割图的位置映射将对应的深度图划分成与纹理视频超像素单元个数一致的不规则均质块；S5：对步骤S4得到的深度图的每一个不规则匀质块计算一个使得对应虚拟视点合成区域失真最小的深度像素值，并用该像素值表示整个不规则匀质块；所述步骤S5具体包括以下步骤：S51：遍历深度图每一个不规则匀质块Ωi中的所有像素点，找出所有不相同的像素值记为集合S＝{s1,s2,…}；S52：对集合S中每一个像素值s_j，计算用该像素值取代整个不规则匀质块所产生的虚拟视点的合成失真合成失真的表达式如下：式中，σΩ为对应纹理视频超像素单元块的方差，ρ为纹理视频超像素单元块平移一个像素点之后与原始超像素单元块之间的协方差系数，ΔP(i)为深度图失真造成的虚拟视点合成位置错误，ΔP(i)的表示式如下：式中，f为摄像机焦距，δx为参考视点与虚拟视点之间的水平偏移，Zfar表示三维场景中最远点的实际深度值，Znear表示三维场景中最近点的实际深度值，di表示深度图不规则匀质块Ω中的每一个像素点；所述三维场景表示三维视频所对应的真实场景；S53：选择集合S中使得虚拟视点合成失真最小的s^opt表示整个不规则匀质块的所有深度像素点，s^opt的表达式如下：S6：对步骤S5得到的深度图采用标准的深度图编码方法进行无损编码；S7：对步骤S2和S6得到的纹理视频和深度图的编码码流进行传输或存储；S8：接收一帧深度图和其对应的纹理视频的码流；S9：解码并得到一帧深度图和对应的纹理视频图像；S10：对步骤S9得到的解码后的纹理视频图像进行与步骤S3相同的超像素分割；S11：利用步骤S10得到的纹理视频图像的超像素分割图对步骤S9得到的解码的深度图进行上采样重建；S12：对步骤S11得到的重建的深度图采用伪边缘滤波方法进行质量增强；S13：重复步骤S1～S12，对三维视频所有帧进行编码及解码。