專利名稱：自適應(yīng)量化和自適應(yīng)反量化的方法、裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種自適應(yīng)量化和自適應(yīng)反量化的方法、裝置及
其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電視系統(tǒng)中，用戶的視點與視角由攝像機的三維空間位置與方向決定，用戶 不能自由選擇觀看的視點與視角。FTV(Free Viewpoint Television,任意視點電視)系統(tǒng)， 允許用戶自由選擇觀看電視的視點與視角，能夠提供一種更加生動、真實的三維視聽系統(tǒng)。
為實現(xiàn)任意視點選擇，除視頻數(shù)據(jù)外，還必須獲取相應(yīng)的深度數(shù)據(jù)。參見圖l，F(xiàn)TV 系統(tǒng)發(fā)送端生成的數(shù)據(jù)包括位于多個視點的攝像機陣列拍攝得到的視頻數(shù)據(jù)，以及對應(yīng) 的場景深度數(shù)據(jù)；FTV系統(tǒng)接收端，基于視頻數(shù)據(jù)和深度信息，采用虛擬視圖生成技術(shù)，提 供用戶所需的任意視點視頻數(shù)據(jù)。可見，高質(zhì)量深度數(shù)據(jù)的獲取、轉(zhuǎn)換，以及傳輸、處理是 FTV系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。 為了方便存儲和傳輸，需要對獲取的深度數(shù)據(jù)進行有效的數(shù)字化。所謂有效數(shù) 字化，是指在給定輸出比特數(shù)/深度樣點的條件下，深度數(shù)據(jù)平均量化誤差最小，即滿足 Sha皿on(香農(nóng))率失真定理。目前有均勻量化和非均勻量化兩種數(shù)字化方案。
均勻量化，是將圖像的深度數(shù)據(jù)作為輸入，將深度數(shù)據(jù)線性縮放到量化區(qū)間，進行 均勻量化的過程。當輸入數(shù)據(jù)在統(tǒng)計意義上均勻分布時，使用這種方法可以得到最小的量 化誤差。但是，很多場景下輸入信號是非均勻分布的，具有單峰或多峰的分布特性，對其進 行均勻量化，必然會增大量化誤差。 非均勻量化，是將圖像的深度數(shù)據(jù)作為輸入，將深度數(shù)據(jù)經(jīng)非線性變換后縮放到 量化區(qū)間，再進行均勻量化的過程。相對于均勻量化方案，該方法能夠減小近距離物體深度 數(shù)據(jù)的量化誤差。 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題 在給定輸出比特數(shù)/深度樣點的條件下，采用現(xiàn)有技術(shù)對圖像的深度數(shù)據(jù)進行量
化，當量化步長和量化區(qū)間與輸入深度數(shù)據(jù)的分布特性偏差較大時，會導致較大的量化誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)量化和自適應(yīng)反量化的方法、裝置及其系統(tǒng)， 可以減小量化誤差，所述技術(shù)方案如下 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述方法包括
確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；
對所述有效深度子空間進行量化。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種自適應(yīng)反量化的方法，其特征在于，所述方法 包括
確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間； 根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述自適應(yīng)量化
器包括 有效深度子空間確定模塊，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間； 量化模塊，用于對所述有效深度子空間確定模塊確定的有效深度子空間進行量化。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種自適應(yīng)反量化器，其特征在于，所述自適應(yīng)反 量化包括 有效深度子空間確定模塊，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間； 反量化模塊，用于根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種自適應(yīng)量化系統(tǒng)，其特征在于，包括 自適應(yīng)量化器，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，并對所述有效深度子
空間進行量化，得到輸出深度數(shù)據(jù)； 傳輸模塊，用于傳輸所述自適應(yīng)量化器生成的輸出深度數(shù)據(jù)。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種自適應(yīng)反量化系統(tǒng)，其特征在于，包括 接收模塊，用于接收圖像的輸出深度數(shù)據(jù)； 自適應(yīng)反量化器，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，并根據(jù)所述接收模
塊接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。 本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是 通過確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，對有效深度子空間進行量化和反量 化，實現(xiàn)了根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分布特性進行自適應(yīng)量化和反量化，有效減小了量化 誤差，提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供圖2是本發(fā)明實施例圖3是本發(fā)明實施例圖4是本發(fā)明實施例圖5是本發(fā)明實施例圖6是本發(fā)明實施例圖7是本發(fā)明實施例圖8是本發(fā)明實施例圖9是本發(fā)明實施例
圖10是本發(fā)明實施例一提供的構(gòu)造自適應(yīng)量化表的方法流程圖； 圖11是本發(fā)明實施例一提供的FTV系統(tǒng)發(fā)送端自適應(yīng)量化的另一流程圖； 圖12是本發(fā)明實施例一提供的FTV系統(tǒng)接收端反量化的流程圖； 圖13是本發(fā)明實施例一提供的均勻量化、非均勻量化和自適應(yīng)量化三種劃分深
度空間的對比圖；圖14圖15圖16圖17圖18圖19圖20圖21圖22圖23圖24圖2具體實施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方
式作進一步地詳細描述。 實施例一 參見圖2，本實施例提供了一種自適應(yīng)量化的方法，該方法包括
101 :確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；
102 :對該有效深度子空間進行量化。
參見圖3，本實施例提供了一種自適應(yīng)反量化的方法，該方法包括
201 :確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間； 202 :根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對有效深度子空間進行反量化。
本實施例提供的自適應(yīng)量化和自適應(yīng)反量化的方法，通過確定輸入深度數(shù)據(jù)的有
效深度子空間，對有效深度子空間進行量化和反量化，實現(xiàn)了根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分
布特性進行自適應(yīng)量化和反量化，有效減小了量化誤差，提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。 以FTV系統(tǒng)為例，下面詳細闡述FTV系統(tǒng)發(fā)送端AQ (Adaptive Quantization,自適
應(yīng)量化)和FTV系統(tǒng)接收端自適應(yīng)反量化的實現(xiàn)過程。 由深度攝像機拍攝直接獲取，或者采用深度估計算法，如立體匹配算法，或者采 用視差估計算法從拍攝得到的視頻數(shù)據(jù)中得到圖像的深度數(shù)據(jù)，即視差圖像。下面首先介紹深度數(shù)據(jù)的三種描述形式。 參加圖4， D為格式轉(zhuǎn)換后的深度數(shù)據(jù)，Z為物體沿攝像機Z軸到攝像機的真實距
離，I為攝像機間距，f為攝像機焦距，d為雙目視差。 第一，使用物體與攝像機的距離描述深度信息，如(1)式 D = Z (1) 這是最簡單直接的深度數(shù)據(jù)表示方法，具有明確物理含義。隨著深度Z增加，物體 成像變小，而該格式深度值D增大，這導致深度與圖像分辨率兩者變化方向相反的情況。根 據(jù)人的視覺成像特點知道，距離越近的物體要求的成像分辨率越高。因此將這種深度數(shù)據(jù) 格式用于基于深度圖像的虛擬視圖合成，將不滿足近距離物體成像需要高分辨率深度數(shù)據(jù) 的要求。 第二，使用雙目視覺中的視差值來描述深度信息，如(2)式
￡) = d = (2) Z d和Z是非線性關(guān)系。如果對d均勻量化，可以使深度數(shù)據(jù)分辨率與需要的圖像分 辨率匹配，即隨著需要的圖像分辨率增加，深度數(shù)值增大。但是深度數(shù)值與攝像機間距I有 關(guān)，對于相同的物體，使用不同的I將得到不同的深度值。因此在處理這種格式深度數(shù)據(jù)時 需要額外的歸一化過程。 第三，使用歸一化的方法描述深度信息，如(3)式
這種深度數(shù)據(jù)格式結(jié)合了前兩種深度格式的優(yōu)點，是一種歸一化的深度表示方 法，同時滿足深度數(shù)據(jù)分辨率與需要的圖像分辨率匹配的要求。
基于上述深度數(shù)據(jù)的描述形式，在本實施例中定義 圖像的輸入深度數(shù)據(jù)記為d(x， y) ， d(x， y)具有(2)式描述的視差格式，其取值范 圍由立體匹配算法的搜索范圍確定，其中d(x，y) G [dmin， dmax] ， [dmin， dmax]為立體匹配算法 中的視差估計區(qū)間；進一步地，還可以將d(x，y)轉(zhuǎn)化為具有(1)式視差格式的深度圖像數(shù) 據(jù)記為Z(x，y); 圖像的輸出深度數(shù)據(jù)記為D(x， y)，如D。(x， y)和DA(x， y)均屬于輸出深度數(shù)據(jù)， D(x， y)可以選擇(3)式描述的深度格式；具體地，D(x， y)可以為特定比特精度值，以8比 特為例，O《D(x， y)《255 ; 其中0《x《ImageWidth-l，O《y《ImageHeight—1， ImageWidth為圖像寬度， ImageHeight為圖像高度。 結(jié)合圖5，以下詳細介紹FTV系統(tǒng)發(fā)送端進行自適應(yīng)量化的具體流程。
301 :對輸入深度數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換 具體地，采用公式(4)將圖像的輸入深度數(shù)據(jù)d(x， y)轉(zhuǎn)換為(1)式描述的深度 圖像數(shù)據(jù)Z(x，y)。這是因為Z(x，y)是最簡單、最直接的深度數(shù)據(jù)表示方式，具有明確的物 理含義，因此量化操作中首先將輸入深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Z(x， y)這種數(shù)據(jù)格式，再進行量化操 作。
<formula>formula see original document page 10</formula>(4) 302 :構(gòu)造普通量化表 本實施例中，輸出深度數(shù)據(jù)以8比特表示為例進行說明，使用其它比特進行自適 應(yīng)量化的方法與8比特相同，這里不再贅述。 若輸出深度數(shù)據(jù)以8比特表示，則量化輸出值i的范圍為
，量化表的長度 為256。 將每一個量化輸出值i加/減0. 5作為輸入，采用公式(5)，分別得到該量化輸出
值i對應(yīng)的量化區(qū)間的上下界，進而構(gòu)造出普通量化表QT。[256]。<formula>formula see original document page 10</formula>
<formula>formula see original document page 10</formula>(5)
<formula>formula see original document page 10</formula>
其中，QT。[i]為普通量化表中第i個元素，也即量化輸出值i對應(yīng)的量化區(qū)間，Zn 為QT。[i]的下界，Zub為QT。[i]的上界，則QT。[i]的范圍為[Zlb， Zub)。 另外，參見圖6，為了避免計算的深度值超出有效深度區(qū)間[Zne ， ZfaJ， i士0.5必
須限制在
之間，其中，Z^r為預先指定的近端截取平面，Zfar為預先指定的遠端截
取平面。 303 :根據(jù)普通量化表量化 使用普通量化表QT。[256]，對格式轉(zhuǎn)換后的輸入深度數(shù)據(jù)Z(x， y)進行量化操作， 得到輸出深度圖像數(shù)據(jù)D。(x，y)。 具體地，遍歷Z(x， y)中每一個像素點的深度值Z，如果它位于QT。[256]中第k個 輸出量化值對應(yīng)的量化區(qū)間[QT。[k].Zlb， QT。[k].Zj范圍內(nèi)，則輸出深度數(shù)據(jù)D。(x， y)為 k。 經(jīng)過步驟302和303，實現(xiàn)了對輸入深度數(shù)據(jù)進行普通量化，得到輸出深度數(shù)據(jù)。 進一步地，可以將步驟302和303合并，即無須構(gòu)造普通量化表，直接對格式轉(zhuǎn)換后的輸入 深度數(shù)據(jù)Z(x， y)進行量化操作得到輸出深度數(shù)據(jù)，具體可以采用如下公二
<formula>formula see original document page 10</formula>(6) 304 :生成統(tǒng)計直方圖 統(tǒng)計0《k《255共256個預設(shè)的量化輸出值在輸出深度數(shù)據(jù)D。(x，y)中出現(xiàn)的 頻率，并預先設(shè)定頻率的閾值，例如可以將閾值設(shè)為0 ;若頻率小于等于閾值O，則表示該 量化輸出值沒有出現(xiàn)過，同時也說明該量化輸出值對應(yīng)的量化區(qū)間在本次量化中沒有使用 過；若頻率大于閾值O，則表示該量化輸出值出現(xiàn)過，同時也說明該量化輸出值對應(yīng)的量化區(qū)間在本次量化中使用過，則該量化輸出值的量化區(qū)間對應(yīng)的深度子空間為有效深度子空 間。 參見圖7，為統(tǒng)計得到的統(tǒng)計直方圖H[256]， H[k]表示數(shù)值k在D。(x， y)中出現(xiàn)
的頻率，O《k《255。 305 :生成標記直方圖 為了更加直觀的確定量化輸出值在輸出深度數(shù)據(jù)D。(x，y)中是否出現(xiàn)，進一步地， 可以使用二值化數(shù)組0，1對統(tǒng)計直方圖H[256]進行標記，將H[256]中大于閾值的(如非 0值)標記為l，小于等于閾值的(如0值)標記為0，參見圖8，得到標記直方圖F[256]。
F[256]能夠直觀的表示量化輸出值在輸出深度數(shù)據(jù)D。(x， y)中是否出現(xiàn)，也即普 通量化表QT。[256]的使用情況，具體的說，F(xiàn)[i]為1表示QT。[256]中第i個量化區(qū)間在本 次量化中已使用，量化輸出值i在D。(x，y)中出現(xiàn)過，則該量化輸出值i的量化區(qū)間對應(yīng)的 深度子空間為有效深度子空間；反之，F(xiàn)[i]為0表示QT。[256]中第i個量化區(qū)間在本次量 化中沒有使用，量化輸出值i在D。(x，y)中沒有出現(xiàn)過。 由步驟304和步驟305可知，通過統(tǒng)計直方圖或標記直方圖，就可以確定出輸入深 度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；若采用統(tǒng)計直方圖確定有效深度子空間，則可以不生成標記直 方圖，步驟306和步驟307針對統(tǒng)計直方圖分別進行編碼和構(gòu)造自適應(yīng)量化表；若采用標記 直方圖確定有效深度子空間，則步驟306和步驟307針對標記直方圖分別進行編碼和構(gòu)造 自適應(yīng)量化表。 306 :對標記直方圖或統(tǒng)計直方圖編碼 為了便于傳輸，需要對F[256]或H[256]進行編碼，相應(yīng)地，生成F[256]碼流或
H[256]碼流。具體地，可以采用游程編碼、熵編碼或其它編碼技術(shù)對F[256]或H[256]進行
編碼，步驟306涉及的編碼技術(shù)與現(xiàn)有的編碼技術(shù)相同，這里只做簡單介紹。例如，F(xiàn)[256]為11000011111001111111000000，采用游程編碼可以編碼為
1245276，其中1表示初始為1游程，245276分別表式輸入數(shù)據(jù)中交替的1游程與0游程的長度。 熵編碼可以選擇霍夫曼(Huffman)編碼。Huffman碼表可以預先由一組輸入深度 數(shù)據(jù)訓練得到，也可以在編碼過程中自適應(yīng)更新。 進一步地，若生成的是F[256]碼流，則發(fā)送端將F[256]碼流傳送到接收端即可； 若生成的是H[256]碼流，并且頻率的閾值是發(fā)送端與接收端共知的或預先協(xié)商好的，則發(fā) 送端將H[256]碼流傳送到接收端即可；否則，發(fā)送端除了將H[256]碼流傳送到接收端，還 需要將自身設(shè)定的頻率的閾值編碼后一起傳送給接收端，具體編碼方式可以采用與H[256]
相同的編碼方式。 307:構(gòu)造自適應(yīng)量化表 建立有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系，也即將H[256]或 F[256]確定的已使用的量化區(qū)間，重新劃分為256份，將有效深度子空間重新映射到量化 輸出值
的區(qū)間內(nèi)，參見圖9，得到自適應(yīng)量化表QTA[256]。具體映射的過程如下
設(shè)QT。[256]中有K個已使用量化區(qū)間，對每一個已使用量化區(qū)間執(zhí)行步驟 307a-307e，參見圖10，將它們重新映射到全部量化區(qū)間
，得到自適應(yīng)量化表 QTA[256]。設(shè)其中第k個已使用的量化區(qū)間為[Zj，Zubk)，按照步驟307a-307e精細劃分該量化區(qū)間 307a):確定QT。[256]中未分配的已使用量化區(qū)間(即有效深度子空間)的第一 數(shù)量N麗=K_k+1 ; 307b):確定QTJ256]中未分配的量化區(qū)間的第二數(shù)量Nrau ; 307c):根據(jù)第一數(shù)量和第二數(shù)量，計算本次分配中將使用的QTJ256]中量化區(qū)間
的第三數(shù)量A^4UW」，符號L"」表示小于等于a的最大整數(shù)值； 307d):根據(jù)第二數(shù)量和第三數(shù)量，確定本次分配中將使用的Q1U256]中量化區(qū)間
的序號IdXi，具體可采用如下公式計算； IdXi = 256_Nrau+i，0《i《Nau_l (7) 307e):確定本次分配所有量化區(qū)間QTA[IdXi]的界限——下界Zlb與上界Zub，具體
可采用如下公式計算；<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，為避免計算的深度值超出有效深度區(qū)間[Zlbk， Zubk)， i士0.5必須在限制在
之內(nèi)。 308 :根據(jù)自適應(yīng)量化表量化 使用自適應(yīng)量化表QTA[256]，對格式轉(zhuǎn)換后的輸入深度數(shù)據(jù)Z(x， y)進行量化操 作，得到輸出深度圖像數(shù)據(jù)DA(x， y)。 具體地，遍歷Z(x， y)中每一個像素點的深度值Z，如果它位于QTA[256]中第k個 輸出量化值對應(yīng)的量化區(qū)間[QT。[k].Zlb， QT。[k].Zj范圍內(nèi)，則輸出深度數(shù)據(jù)Djx， y)為 k。 經(jīng)過步驟307和308，實現(xiàn)了對輸入深度數(shù)據(jù)進行自適應(yīng)量化，得到輸出深度數(shù) 據(jù)。進一步地，可以將步驟307和308合并，即無須構(gòu)造自適應(yīng)量化表，直接對格式轉(zhuǎn)換后
的輸入深度數(shù)據(jù)Z(x，y)進行j
t化操作得到輸出深度數(shù)據(jù)，具體可以采用如下公式實現(xiàn)
<formula>formula see original document page 12</formula>
以上是將d(x， y)轉(zhuǎn)換后的Z(x， y)作為輸入，轉(zhuǎn)換得到D。(x， y)和DA(x， y)的過 程。參見圖ll，還可以直接將d(x，y)作為輸入，轉(zhuǎn)換得到D。(x，y)和Djx，y)，則公式(5)、 公式(8)可相應(yīng)的替換為公式(10)、公式(11)。 QT。[H(/-0.5).
QTo[r|,Z ,(/ + 0.5).<formula>formula see original document page 12</formula><formula>formula see original document page 13</formula> 其中，cLn和dmax分別表示視差圖像的最小視差值和最大視差值，其它符號的含義
與Z(x，y)作為輸入時符號的含義相同，其它步驟與Z(x，y)作為輸入時步驟相同，這里不再 以上詳細介紹了 FTV系統(tǒng)發(fā)送端進行自適應(yīng)量化的具體流程，參見圖12，下面介 紹FTV系統(tǒng)接收端反量化方法的流程。 401 :對接收到的F[256]碼流或H[256]碼流進行解碼 對接收到的碼流，該碼流可能是F[256]碼流或者H[256]碼流，還可能是H[256] 碼流和發(fā)送端頻率閾值的碼流，根據(jù)發(fā)送端的編碼方式，采用相應(yīng)的解碼方式，如游程解 碼、熵解碼或其它解碼方法，對接收到的碼流進行解碼，得到標記直方圖F[256]，或得到統(tǒng) 計直方圖H[256]，或得到統(tǒng)計直方圖H[256]和頻率閾值。 具體的解碼過程與現(xiàn)有的解碼技術(shù)相同，這里只簡單介紹。若熵編碼采用的 Huffman編碼，根據(jù)Huffman碼表解碼輸入碼流，Huffman碼表可以預先由一組輸入深度數(shù) 據(jù)訓練得到，也可以使用與FTV發(fā)送端相同的技術(shù)在解碼過程中自適應(yīng)更新。若發(fā)送端采 用游程編碼，則接收端相應(yīng)的采用游程解碼。無論采用何種解碼方式，最終得到標記直方圖 F[256]或統(tǒng)計直方圖H[256]。 根據(jù)得到的標記直方圖F[256]，或得到的統(tǒng)計直方圖H[256]，或得到的統(tǒng)計直方 圖H[256]和頻率閾值，采用與發(fā)送端相同的判斷方法，就可以確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深 度子空間。 402 :構(gòu)造自適應(yīng)量化表 具體地，可以采用與發(fā)送端相同的方法，由F[256]或H[256]構(gòu)造自適應(yīng)量化表
QTA[256]，也即建立了有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系。 403:構(gòu)造反量化表 以輸入的深度信息作為索引，重建深度數(shù)據(jù)。具體地，按照如下公式，基于自適應(yīng)
量化

IQTa[Z]:
表QTJ256]構(gòu)造對應(yīng)的反j IQTA[/] = ~~^
t化表IQTA[256] 1.0 <formula>formula see original document page 13</formula>
(12)
另外，當發(fā)送端將d(x，y)作為輸入時，則公式(12)相應(yīng)的可替換為公式(13)。
<formula>formula see original document page 13</formula> 其中， <formula>formula see original document page 13</formula>
，其它符號的含義與發(fā)送端符號的含義相同，這里不再贅述。
404 :反量化 以接收到的輸出深度數(shù)據(jù)DA(x，y)作為索弓I，在反量化表IQTJ256]中查找對應(yīng)的 輸出深度值。具體地，可以按照如下公式進行反量化，輸出重建的深度數(shù)據(jù)f(x，少)。
<formula>formula see original document page 14</formula> 經(jīng)過步驟401-404，就可以得到重建的圖像的深度數(shù)據(jù)，完成反量化的過程。
以上介紹了 FTV系統(tǒng)進行自適應(yīng)量化與反量化的方法，該方法同樣適用于 3DTV(ThreeDimensional Television,三維立體電視)系統(tǒng)等各種需要對深度信息進行轉(zhuǎn) 換和傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，這里不再贅述其過程。 本實施例提供的自適應(yīng)量化和自適應(yīng)反量化的方法，通過確定輸入深度數(shù)據(jù)的有 效深度子空間，對有效深度子空間進行量化和反量化，參見圖13，陰影部分為劃分并選取的 深度子空間，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的均勻量化方法和非均勻量化方法，自適應(yīng)量化和反量化 可以根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分布特性進行自適應(yīng)量化和反量化，有效減小了量化誤差， 提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。
實施例二 參見圖14，本實施例提供了一種自適應(yīng)量化器，該自適應(yīng)量化器包括
有效深度子空間確定模塊501，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；
量化模塊502，用于對有效深度子空間確定模塊501確定的有效深度子空間進行 量化。 進一步地， 參見圖15，有效深度子空間確定模塊501，包括 輸出深度數(shù)據(jù)獲取單元501a，用于對輸入深度數(shù)據(jù)進行量化，得到輸出深度數(shù) 據(jù)； 統(tǒng)計單元501b，用于統(tǒng)計預設(shè)的量化輸出值在輸出深度數(shù)據(jù)獲取單元501a得到 的輸出深度數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的頻率，若所述頻率大于預設(shè)的閾值，則所述量化輸出值的量化區(qū) 間對應(yīng)的深度子空間是有效深度子空間。
參見圖16，量化模塊502，包括 映射關(guān)系建立單元502a，用于建立統(tǒng)計單元501b確定的有效深度子空間與預設(shè) 的量化輸出值之間的映射關(guān)系； 量化單元502b，用于根據(jù)映射關(guān)系建立單元502a建立的映射關(guān)系，對有效深度子
空間進行量化。
進一步地， 參見圖17，映射關(guān)系建立單元502a，包括 第一數(shù)量子單元502al，用于確定未分配的有效深度子空間的第一數(shù)量； 第二數(shù)量子單元502a2，用于確定未分配的量化區(qū)間的第二數(shù)量； 第三數(shù)量子單元502a3，用于根據(jù)第一數(shù)量和第二數(shù)量，確定本次分配中使用的量
化區(qū)間的第三數(shù)量； 量化區(qū)間序號子單元502a4，用于根據(jù)第二數(shù)量和第三數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的序號； 量化區(qū)間界限子單元502a5，用于確定序號對應(yīng)的量化區(qū)間的界限，序號對應(yīng)的量
化區(qū)間的量化輸出值是序號。
具體地， 量化單元502b，具體用于若輸入深度數(shù)據(jù)位于第k個預設(shè)的量化輸出值對應(yīng)的量 化區(qū)間內(nèi)，則輸出深度數(shù)據(jù)是k。
進一步地， 參見圖18，自適應(yīng)量化器，還包括標記模塊503，用于采用二值化數(shù)組對有效深度 子空間進行標記； 自適應(yīng)量化器，還包括編碼模塊504，用于對標記模塊503產(chǎn)生的二值化數(shù)組進行 游程編碼或熵編碼。 本實施例中的自適應(yīng)量化器，其具體的實施過程詳見方法實施例發(fā)送端進行量化 的過程，在此不再贅述。 本實施例提供的自適應(yīng)量化器，通過確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，對有 效深度子空間進行量化，實現(xiàn)了根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分布特性進行自適應(yīng)量化，有效 減小了量化誤差，提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。
實施例三 參見圖19，本實施例提供了一種自適應(yīng)反量化器，包括 有效深度子空間確定模塊601，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間； 反量化模塊602，用于根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對該有效深度子空間進行反量化。 具體地， 參見圖20，有效深度子空間確定模塊601包括 解碼單元601a，用于對接收到的統(tǒng)計直方圖碼流或標記直方圖碼流進行解碼，得 到統(tǒng)計直方圖或標記直方圖； 有效深度子空間確定單元601b，用于根據(jù)該統(tǒng)計直方圖或該標記直方圖，確定輸
入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間。
具體地， 參見圖21，反量化模塊602包括 映射關(guān)系建立單元602a，用于建立該有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的 映射關(guān)系； 反量化單元602b，用于根據(jù)該映射關(guān)系和該輸出深度數(shù)據(jù)，對該有效深度子空間
進行反量化。
具體地， 參見圖22，映射關(guān)系建立單元602a包括 第一數(shù)量子單元602al，用于確定未分配的有效深度子空間的第一數(shù)量； 第二數(shù)量子單元602a2，用于確定未分配的量化區(qū)間的第二數(shù)量； 第三數(shù)量子單元602a3，用于根據(jù)該第一數(shù)量和該第二數(shù)量，確定本次分配中使用
的量化區(qū)間的第三數(shù)量；
量化區(qū)間序號子單元602a4，用于根據(jù)該第二數(shù)量和該第三數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的序號； 量化區(qū)間界限子單元602a5，用于確定該序號對應(yīng)的量化區(qū)間的界限，該序號對應(yīng)
的量化區(qū)間的量化輸出值是該序號。
具體地， 參見圖23，反量化單元602b包括 反量化表構(gòu)造子單元602bl，用于根據(jù)該映射關(guān)系，構(gòu)造反量化表； 反量化子單元602b2，根據(jù)該反量化表和該輸出深度數(shù)據(jù)，對該有效深度子空間進
行反量化。 本實施例中的自適應(yīng)反量化器，其具體的實施過程詳見方法實施例接收端進行反量化的過程，在此不再贅述。 本實施例提供的自適應(yīng)反量化器，通過確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，對有效深度子空間進行反量化，實現(xiàn)了根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分布特性進行自適應(yīng)反量化，有效減小了量化誤差，提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。
實施例四 參見圖24，本實施例提供了一種自適應(yīng)量化系統(tǒng)，包括 自適應(yīng)量化器701，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，并對該有效深度子空間進行量化。 傳輸模塊702，用于傳輸該自適應(yīng)量化器701生成的輸出深度數(shù)據(jù)。
進一步地， 自適應(yīng)量化器701，還用于采用二值化數(shù)組對有效深度子空間進行標記，并對二值化數(shù)組進行游程編碼或熵編碼。 傳輸模塊702，還用于傳輸自適應(yīng)量化器701對二值化數(shù)組編碼后生成的碼流。
本實施例中的自適應(yīng)量化器，其具體的實施過程詳見方法實施例發(fā)送端進行量化的過程，在此不再贅述。 本實施例提供的自適應(yīng)量化系統(tǒng)，通過確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，對有效深度子空間進行量化，實現(xiàn)了根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分布特性進行自適應(yīng)量化，有效減小了量化誤差，提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。
實施例五 參見圖25，本實施例提供了一種自適應(yīng)反量化系統(tǒng)，包括
接收模塊801，用于接收圖像的輸出深度數(shù)據(jù)； 自適應(yīng)反量化器802，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，并根據(jù)該接收模塊801接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對該有效深度子空間進行反量化。
進一步地， 接收模塊801，還用于接收二值化數(shù)組編碼后生成的碼流； 自適應(yīng)反量化器802，進一步用于根據(jù)接收模塊801接收到的碼流，確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間。 本實施例中的自適應(yīng)反量化器，其具體的實施過程詳見方法實施例接收端進行反量化的過程，在此不再贅述。
本實施例提供的自適應(yīng)反量化系統(tǒng)，通過確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間， 對有效深度子空間進行反量化，實現(xiàn)了根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分布特性進行自適應(yīng)反量 化，有效減小了量化誤差，提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以 通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì) 中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁 碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory,廳)等。。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述方法包括確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；對所述有效深度子空間進行量化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間的步驟包括對所述輸入深度數(shù)據(jù)進行量化，得到輸出深度數(shù)據(jù)；統(tǒng)計預設(shè)的量化輸出值在所述輸出深度數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的頻率，若所述頻率大于預設(shè)的閾值，則所述預設(shè)的量化輸出值的量化區(qū)間對應(yīng)的深度子空間是有效深度子空間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述對所述有效深度子空間進行量化的步驟包括建立所述有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系；根據(jù)所 述映射關(guān)系對所述有效深度子空間進行量化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述建立所述有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系的步驟包括確定未分配的有效深度子空間的第一數(shù)量；確定未分配的量化區(qū)間的第二數(shù)量；根據(jù)所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的第三數(shù)量；根據(jù)所述第二數(shù)量和所述第三數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的序號；確定所述序號對應(yīng)的量化區(qū)間的界限，所述序號對應(yīng)的量化區(qū)間的量化輸出值是所述序號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述映射關(guān)系對所述有效深度子空間進行量化的步驟包括若所述輸入深度數(shù)據(jù)位于第k個所述預設(shè)的量化輸出值對應(yīng)的量化區(qū)間內(nèi)，則輸出深度數(shù)據(jù)是k。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述方法還包括采用二值化數(shù)組對所述有效深度子空間進行標記。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)量化的方法，其特征在于，所述采用二值化數(shù)組對所述有效深度子空間進行標記之后還包括對所述二值化數(shù)組進行游程編碼或熵編碼，并傳輸編碼后產(chǎn)生的碼流。
8. —種自適應(yīng)反量化的方法，其特征在于，所述方法包括確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)反量化的方法，其特征在于，所述確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間的步驟包括對接收到的統(tǒng)計直方圖碼流或標記直方圖碼流進行解碼，得到統(tǒng)計直方圖或標記直方圖；根據(jù)所述統(tǒng)計直方圖或所述標記直方圖，確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)反量化的方法，其特征在于，所述根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化的步驟包括建立所述有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系；根據(jù)所述映射關(guān)系和所述輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的自適應(yīng)反量化的方法，其特征在于，所述建立所述有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系的步驟包括確定未分配的有效深度子空間的第一數(shù)量；確定未分配的量化區(qū)間的第二數(shù)量；根據(jù)所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的第三數(shù)量；根據(jù)所述第二數(shù)量和所述第三數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的序號；確定所述序號對應(yīng)的量化區(qū)間的界限，所述序號對應(yīng)的量化區(qū)間的量化輸出值是所述序號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的自適應(yīng)反量化的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述映射關(guān)系和所述輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化的步驟包括根據(jù)所述映射關(guān)系，構(gòu)造反量化表；根據(jù)所述反量化表和所述輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。
13. —種自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述自適應(yīng)量化器包括有效深度子空間確定模塊，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；量化模塊，用于對所述有效深度子空間確定模塊確定的有效深度子空間進行量化。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述有效深度子空間確定模塊包括輸出深度數(shù)據(jù)獲取單元，用于對所述輸入深度數(shù)據(jù)進行量化，得到輸出深度數(shù)據(jù)；統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計預設(shè)的量化輸出值在所述輸出深度數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的頻率，若所述頻率大于預設(shè)的閾值，則所述預設(shè)的量化輸出值的量化區(qū)間對應(yīng)的深度子空間是有效深度子空間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述量化模塊包括映射關(guān)系建立單元，用于建立所述有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系；量化單元，用于根據(jù)所述映射關(guān)系建立單元建立的映射關(guān)系，對所述有效深度子空間進行量化。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述映射關(guān)系建立單元包括第一數(shù)量子單元，用于確定未分配的有效深度子空間的第一數(shù)量；第二數(shù)量子單元，用于確定未分配的量化區(qū)間的第二數(shù)量；第三數(shù)量子單元，用于根據(jù)所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的第三數(shù)量；量化區(qū)間序號子單元，用于根據(jù)所述第二數(shù)量和所述第三數(shù)量，確定本次分配中使用的量化區(qū)間的序號；量化區(qū)間界限子單元，用于確定所述序號對應(yīng)的量化區(qū)間的界限，所述序號對應(yīng)的量化區(qū)間的量化輸出值是所述序號。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述量化單元進一步用于若所述輸入深度數(shù)據(jù)位于第k個所述預設(shè)的量化輸出值對應(yīng)的量化區(qū)間內(nèi)，則輸出深度數(shù)據(jù)是k。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述自適應(yīng)量化器還包括標 記模塊，用于采用二值化數(shù)組對所述有效深度子空間進行標記。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的自適應(yīng)量化器，其特征在于，所述自適應(yīng)量化器還包括編碼與傳輸模塊，用于對所述標記模塊產(chǎn)生的二值化數(shù)組進行游程編碼或熵編碼，并傳輸編 碼后產(chǎn)生的碼流。
20. —種自適應(yīng)反量化器，其特征在于，所述自適應(yīng)反量化包括 有效深度子空間確定模塊，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間； 反量化模塊，用于根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的自適應(yīng)反量化器，其特征在于，所述有效深度子空間確定 模塊包括解碼單元，用于對接收到的統(tǒng)計直方圖碼流或標記直方圖碼流進行解碼，得到統(tǒng)計直 方圖或標記直方圖；有效深度子空間確定單元，用于根據(jù)所述統(tǒng)計直方圖或所述標記直方圖，確定輸入深 度數(shù)據(jù)的有效深度子空間。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的自適應(yīng)反量器，其特征在于，所述反量化模塊包括 映射關(guān)系建立單元，用于建立所述有效深度子空間與預設(shè)的量化輸出值之間的映射關(guān)系；反量化單元，用于根據(jù)所述映射關(guān)系和所述輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進 行反量化。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的自適應(yīng)反量化器，其特征在于，所述映射關(guān)系建立單元包括第一數(shù)量子單元，用于確定未分配的有效深度子空間的第一數(shù)量； 第二數(shù)量子單元，用于確定未分配的量化區(qū)間的第二數(shù)量；第三數(shù)量子單元，用于根據(jù)所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量，確定本次分配中使用的量 化區(qū)間的第三數(shù)量；量化區(qū)間序號子單元，用于根據(jù)所述第二數(shù)量和所述第三數(shù)量，確定本次分配中使用 的量化區(qū)間的序號；量化區(qū)間界限子單元，用于確定所述序號對應(yīng)的量化區(qū)間的界限，所述序號對應(yīng)的量 化區(qū)間的量化輸出值是所述序號。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的自適應(yīng)反量化器，其特征在于，所述反量化單元包括 反量化表構(gòu)造子單元，用于根據(jù)所述映射關(guān)系，構(gòu)造反量化表；反量化子單元，根據(jù)所述反量化表和所述輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行 反量化。
25. —種自適應(yīng)量化系統(tǒng)，其特征在于，包括自適應(yīng)量化器，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，并對所述有效深度子空間 進行量化，得到輸出深度數(shù)據(jù)；傳輸模塊，用于傳輸所述自適應(yīng)量化器生成的輸出深度數(shù)據(jù)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的自適應(yīng)量化系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)量化器，還用于采用二值化數(shù)組對所述有效深度子空間進行標記，并對所 述二值化數(shù)組進行游程編碼或熵編碼；所述傳輸模塊，還用于傳輸所述自適應(yīng)量化器對所述二值化數(shù)組編碼后生成的碼流。
27. —種自適應(yīng)反量化系統(tǒng)，其特征在于，包括 接收模塊，用于接收圖像的輸出深度數(shù)據(jù)；自適應(yīng)反量化器，用于確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間，并根據(jù)所述接收模塊接 收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對所述有效深度子空間進行反量化。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的自適應(yīng)反量化系統(tǒng)，其特征在于， 所述接收模塊，還用于接收二值化數(shù)組編碼后生成的碼流；所述自適應(yīng)反量化器，進一步用于根據(jù)所述接收模塊接收到的碼流，確定輸入深度數(shù) 據(jù)的有效深度子空間。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種自適應(yīng)量化和自適應(yīng)反量化的方法、裝置及其系統(tǒng)，屬于通信領(lǐng)域。自適應(yīng)量化方法包括確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；對有效深度子空間進行量化。自適應(yīng)反量化方法包括確定輸入深度數(shù)據(jù)的有效深度子空間；根據(jù)接收到的輸出深度數(shù)據(jù)，對有效深度子空間進行反量化。自適應(yīng)量化器包括有效深度子空間確定模塊和量化模塊。自適應(yīng)反量化器包括有效深度子空間確定模塊和反量化模塊。自適應(yīng)量化系統(tǒng)包括自適應(yīng)量化器和傳輸模塊。自適應(yīng)反量化系統(tǒng)包括接收模塊和自適應(yīng)反量化模塊。本發(fā)明實現(xiàn)了根據(jù)輸入深度數(shù)據(jù)的概率分布特性進行自適應(yīng)量化和反量化，有效減小了量化誤差，提高了合成虛擬圖像的質(zhì)量。
文檔編號G06T7/00GK101715143SQ200810160900
公開日2010年5月26日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者劉曉仙, 常義林, 楊海濤, 林四新, 高山 申請人:華為技術(shù)有限公司