基于视差补偿预测立体视频图像压缩编码.pdfVIP

第 l七卷 第四期 信 号 处 理 Vo1．17． No4 2001年 8月 SIGNALPROCESSING Aug．200I 基于视差补偿预测的立体视频图像压缩编码 张勇东 李桂苓 天津大学电子信．孽工程学院 300072) 【摘要 】本文介绍 了立体视频编码方法 ，并对其关键 投术-视差补偿预测技术进 行深入研究 。本文所提 出 的基于视差分割 的视差补偿预测算法是建立在可变尺寸块匹配算法的基础上，充分利用视差f青息实现对 日标 图像帧的有效分割 ，并采用相适应的视差向量编码方案 。与传统算法相比，在相 同预测精度 下，明显降低 了 视差信息编码开销 。 关键词：立体视频编码 视差补偿预铡 可变块J寸匹配 分割 一 af言 、 √l 口 近年米 ，由于三维 (3D)显示技术的进步 ，再攻掀起 了对 体视频技术的研究热荆 。 ．体视频 由两个位 置略有差别的相机同步摄取而得。在同一时刻 ，空间景物在左右相机的成像平面上形成的两个圈像称为 徘 图像对 。立体 图像增加了景物深度信息的表征，增强了视觉现实感和逼真感， 在 电视 、自动导航、虚拟现实 等领域有广泛应用前景 。 立体视频具有两倍于单 目视频的数据，必须研究高效立体视频j缩技术，才能使其 实用化 。 立体序列由左右两个序列组成 ，脒各序列 自身有空间和时间相关性外，立体图像对还有高度的交叉相关 性 。立体视频压缩技术充分利用这些相关性 ，即可提高编码效率 日前立体视频压缩经常采用与运动补偿预 测 (MCP)相似 的视差补偿预测 (DCP)技术消除 芷体图像对 的冗余度 视差是指立体对的两个图像 问的差 异 ，沿视差 向量 ，立体图像对具有高度的相似性。研究人 的视觉系统 (HVS)表 明ll『，对两个序列图像进行 同质量编码不会 引起明显的视觉失真 此一般对左序列 (主序列)采用 MPEG．2高质量编码，实现与单 通道视频编码系统 的兼容 ：而对右序列 (辅助序列)则采用 DCP进行低码率编码，其 中未能较好补偿的区域， 进一步利用J事列 内的MCP进行补偿 在立体视频编码 方案中，DCP足关键步骤，也足率文研究的重点 。在第 2节对传 统DCP算法进行分析 ， 并指 出其缺陷后 ，第 3节提出r新的DCP算法 ．而第 4、5节分别给 出r实验结果和结论 。 二 、传统的视差补偿预测算法 应用最广泛 的足 十固定块尺 寸匹配 (FSBM) 口的 DCP算法 ，其基本思想是将 日标 像分割为周定 尺寸 (一般为 8~8或 16x16象素)的块，拽出各块在参考 圈像中的最佳匹配块 FBSM 虽简单，但存在明显 缺 陷：i)若采用较大尺寸块 ，当其藩在视差突变区时，会产生误匹配 ，降低预测精度，而增加预测误差 图像 的编码开销： i)若采用较小尺寸块，虽然可能提高预测精度 ．但小能很好利用图像 中的视差平黹区，J劬J』『J 显增加视差编码 开销 ：iii) 比特率下，草矬图像会…m愉^的方块敢 ：iv)计算开销过大。 基 于 口J变块尺寸 匹配 (VSBM)的DCP方法… 较好地克服 rI：SBM 的缺陷，它能 自适成地按图像的内 容分割 图像，在视差平滑区采用较大尺寸块 ，在视差突变 区采用较小尺寸块，并用 四叉树结构表 ；分割信息 ， 在较低祝差编码开销下，提高预测精度 。但足，由于擞有采用有效的区域台并策略，a】能产生小必要的分割 和过多小J寸块，加之产生块的位置和尺寸受四叉树结构严格限制 ，使之不能充分利用 圈像中的视差信息来 国家 自然科学基金资助项 目 (N 336 信 号 处 理 第十七卷 效降低视差编码开销 。此外 人块拆分还会导致预测误差图像中沿了块边界产生 频分量 。 困在守体视频编码方案 中，对辅助序列进行低码率编码 故