一种适用于深度图编码的拉格朗日因子计算方法

摘要

本发明公开了一种适用于深度图编码的拉格朗日因子计算方法，该方法首先是确定虚拟视图失真与深度图编码误差之间的关系，依据摄像机参数计算深度图的编码误差对虚拟视图失真的影响程度，进而采用深度图对应的纹理视频估算模型参数，最后计算拉格朗日因子。本发明依据深度图的压缩失真对合成虚拟视图质量的影响，更好的反映深度图的压缩失真对合成虚拟视图质量的影响，提高三维立体视频编码的效率，可应用于三位立体视频的编码标准中。

主权项

一种适用于深度图编码的拉格朗日因子计算方法，其特征是：具体步骤如下：（1）建立虚拟视图失真Dv与深度图编码误差之间的关系为， D v = SS D i = Σ j = 0 M - 1 [ T ( j ) - T i ( j ) ] 2 ≈ A 0 + A 1 · i + A 2 · i 2 = A 0 + A 1 · α · | e d | + A 2 · α 2 · | e d | 2 = A 0 + A 1 · α · | e d | + A 2 · α 2 · D d 其中，Dv表示虚拟视图的失真，T为深度图对应的纹理视频图像，Ti为将该纹理视频图像平移i个像素所得到的图像，SSDi表示T与Ti之间的平方差和，j为纹理视频图像中的第j个像素，M为纹理视频图像中像素的数量，|ed|为深度图的编码误差，Dd为深度图的编码失真，A0，A1，A2表示像素投射位置的变化对虚拟视图失真的影响程度，参数α表示深度图的编码失真对像素投射位置的变化的影响程度，（2）依据摄像机焦距f、当前视点与虚拟视点之间的距离L、场景的最近物体的深度值Znear以及最远物体的深度值Zfar计算参数α， α = f · L 255 · ( 1 Z near - 1 Z far ) , （3）确定深度图对应的纹理视频图像T，将该纹理视频图像依次平移i个像素，记为Ti，i的取值范围是[1,N]，其中，N须小于该纹理视频图像的宽度；（4）计算T与Ti之间的平方差和，即SSDi， SS D i = Σ j = 0 M - 1 [ T ( j ) - T i ( j ) ] 2 , 其中，j为纹理视频图像中的第j个像素，M为纹理视频图像中像素的数量；（5）依据SSDi的计算方法， SS D 1 = Σ j = 0 M - 1 [ T ( j ) - T 1 ( j ) ] 2 . . . SS D i = Σ j = 0 M - 1 [ T ( j ) - T i ( j ) ] 2 . . . SS D N = Σ j = 0 M - 1 [ T ( j ) - T N ( j ) ] 2 首先计算出N个SSD数据，SSD1,…SSDi,…SSDN；然后依据SSDi与i之间的关系，建立N个方程组， SS D 1 ≈ A 0 + A 1 · 1 + A 2 · 1 2 . . . SS D i ≈ A 0 + A 1 · i + A 2 · i 2 . . . SS D N ≈ A 0 + A 1 · N + A 2 · N 2 , 即， SS D 1 . . . SS D i . . . SS D N = 1 1 1 2 . . . 1 i i 2 . . . 1 N N 2 A 0 A 1 A 2 , 通过矩阵运算即可计算出参数A0、A1和A2；为便于计算，将矩阵运算过程转换为求解以下三元一次方程组的问题， A 1 · Σ i = 1 N i + A 2 · Σ i = 1 N i 2 + A 0 · N = Σ i = 1 N SS D i A 1 · Σ i = 1 N i 2 + A 2 · Σ i = 1 N i 3 + A 0 Σ i = 1 N i = Σ i = 1 N ( SS D i · i ) A 1 · Σ i = 1 N i 3 + A 2 · Σ i = 1 N i 4 + A 0 · Σ i = 1 N i 2 = Σ i = 1 N ( SS D i · i 2 ) 其中A0、A1和A2为待求的参数，i,N,SSDi为已知数据；（6）计算深度图编码中拉格朗日因子λd， λ d = - A 1 · α · λ mode - A 2 · α 2 · λ mode , 其中，λmode为H.264/AVC中模式判决过程中采用的拉格朗日因子，λmode的计算方法如下， λ mode = - ∂ D d ∂ R d = - ∂ D d ∂ Q d · ∂ Q d ∂ R d = 0.85 · 2 ( QP - 12 ) / 3 , 其中，Dd为深度图的编码失真，Qd为深度图的量化步长，Rd为深度图的编码码率，QP为深度图的量化参数。