一種新的多視點視頻分形編碼壓縮與解壓縮方法技術

本發明專利技術在三維視頻編碼技術領域提出了一種新的多視點視頻分形編碼壓縮與解壓縮方法。該方法對多視點三維視頻的大量數據進行了高效地壓縮以便存儲和傳輸。在編碼過程中，實現了時間空間聯合預測，并提出快速視差估計和基于中心偏置的五邊形運動估計預測結合分形編碼的視頻壓縮方法，有效減少數據冗余。以五個視點視頻為例，K、L、C、R和S依次代表一個視點視頻，提出K←L←C→R→S的預測結構，即視點R和L均用視點C來預測，視點S和K分別用視點R和L來預測，5個視點的起始幀都用I幀。解碼視點順序相同，采用環路濾波去除塊效應。該方法在獲得較好的視頻解碼質量條件下，極大地提高了編碼速度和壓縮比，降低了運算復雜度，為多視點視頻編碼的實時性應用奠定了基礎。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種新的多視點視頻分形編碼壓縮與解壓縮方法，其特征在于實現步驟如下：步驟一：輸入視頻，若當前幀是P幀，則判斷視點，若為中間視點C的圖像轉到步驟二；若為左視點L或右視點R的圖像，轉到步驟七；若為左視點K的圖像，轉到步驟九；若為右視點S的圖像，轉到步驟十一。若當前幀為起始幀或需要幀內編碼的I幀，對于每個當前塊在各種可能的預測方式中選擇具有最小代價的預測模式存儲，完成所有塊的預測后可以得到I幀的預測幀。通過原始幀和預測幀之差得到編碼端殘差幀，對殘差圖像的數據經過DCT、量化之后得到DCT變換系數；轉入步驟六；步驟二：對P幀劃分得到子塊，與前一幀圖像中劃分得到的父塊進行塊匹配。在進行子塊與父塊的匹配過程中，父塊的大小與子塊的大小相同，子塊的位置作為父塊的起始搜索點，搜索窗為矩形，采用基于中心偏置的五邊形運動估計方法和半像素塊匹配，得到最小匹配誤差RMS，搜索出最佳的匹配塊。轉到步驟三；步驟三：判斷步驟二中搜索出的最佳匹配塊是否滿足預匹配條件：0接保存當前的迭代函數系統系數即IFS系數，轉入步驟五；步驟四：依次按照樹狀劃分結構的四種模式對該子塊進行劃分，利用基于中心偏置的五邊形運動估計方法和半像素塊匹配計算匹配誤差RMS，如果RMS小于設定閾值γ，停止劃分并記錄該小塊IFS系數，包括父塊位置(x,y)和比例因子s、偏移因子o，轉入步驟五；否則繼續劃分，直到將當前塊劃分為預先設定的最小塊，記錄IFS系數；轉入步驟五；步驟五：將保存的IFS系數代入解碼方程計算得到預測塊的值，由原始塊和預測塊之差得到殘差塊，對其進行DCT變換和量化處理后，得到DCT系數，轉到步驟六；再將DCT系數經反量化、反DCT變換的得到殘差塊的值與預測塊的值求和得到重建塊（所有的重建塊可得到重建幀，作為下一幀的參考幀）；步驟六：對步驟一和步驟五中得到的DCT系數、步驟三和四中得到的IFS系數進行Huffman編碼，降低數據的統計冗余。如果當前幀所有的宏塊都已編碼完畢，則轉到步驟一；否則，轉到步驟二編碼下一宏塊；步驟七：若P幀為左視點L或右視點S中的圖像，計算參考視點C中對應幀的解碼圖像P幀圖像與P幀前一幀圖像分別進行宏塊和小塊劃分，宏塊是將當前幀劃分為固定大小的互不重疊的圖像塊，小塊是宏塊經過樹狀劃分得到的塊，各宏塊之間、小塊之間互不交迭但又恰好接觸。計算各宏塊與小塊的像素和、像素平方和，同時計算半像素內插值對應塊的像素？和、像素平方和，以減少塊匹配過程中的重復計算；轉到步驟八；步驟八：參考視點C中的對應幀重建圖像中矩形搜索窗內對所有子塊進行塊匹配，充分利用分數像素塊匹配和快速視差估計方法：將上一個視差估計矢量作為為當前幀的搜索中心，在水平方向沿初始點的右側進行搜索，在搜索過程中進行跳躍式搜索；點匹配完之后，向右間隔三個點進行搜索，進行比較，直到找到最小的RMS；然后對分數像素位置進行相同的操作，比較得到更小的RMS1，結束DCP搜索過程。在當前P幀的前一幀矩形搜索窗內利用分數像素和基于五邊形的運動估計對子塊和父塊進行匹配，得到最小匹配誤差RMS2，將RMS2與RMS1比較，選擇誤差最小的作為預測結果，記錄該塊的IFS系數；轉到步驟十三；步驟九：若P幀為左視點K中的圖像，計算左視點L中對應幀的解碼圖像，將當前P幀與前一幀圖像以及左視點L中對應幀的解碼圖像分別進行宏塊和小塊劃分，計算各宏塊與小塊的像素和、像素平方和；轉到步驟十；步驟十：在左視點L中的對應幀重建圖像中矩形搜索窗內首先對所有子塊進行塊匹配，即利用快速視差估計方法得到父塊與子塊的最小匹配誤差：在進行子塊與父塊的匹配過程中，父塊的大小與子塊的大小相同，子塊的位置作為父塊的起始搜索點，得到最小匹配誤差RMS3，搜索出最佳的匹配塊。在左視點K中P幀的前一幀矩形搜索窗內利用分數像素和基于中心偏置的五邊形運動估計方法對子塊和父塊進行匹配，得到最小匹配誤差RMS4；將RMS3與RMS4比較，選擇誤差最小的作為預測結果，記錄該塊的IFS系數；轉到步驟十三；步驟十一：若P幀為右視點S中的圖像，計算右視點R中對應幀的解碼圖像，將當前P幀與前一幀圖像以及右視點R中對應幀的解碼圖像分別進行宏塊和小塊劃分，計算各宏塊與小塊的像素和、像素平方和；轉到步驟十二；步驟十二：在右視點R中的對應幀重建圖像中矩形搜索窗內利用快速視差估計方法對所有子塊進行塊匹配，得到最小匹配誤差RMS5；在右視點S中P...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：祝世平，李麗蕓，張玲，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：