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传统的二文视频仅能提供单一的视觉信息，这已不能满足现代人追求更高的视觉体验。在这种条件下，交互式多媒体系统和3D显示器的发展推动了3D视频技术的产生，这种新兴媒体技术能够给用户带来逼真的效果和强烈真实的临场感，被广泛应用于立体电影、3D电视、DVD、3D电脑游戏等方面。但是视频数据量也比通过传统技术来压缩编码视频所产生的数据量要大了很多倍，这对3D视频的存储和传输来说是一个很大的负担，同时也对视频编码压缩技术提出了更具有挑战的研究方向，在全球范围内激发了学术界和工业界的研究热情。
3D 视频由于其显示系统的独特性，可以将不同视点的视频投射到用户的视网膜上，这样就可以将场景的深度信息提供给观看者。目前的3D视频主要由以下几种格式：双目立体视频(Stereo video)、多视点视频 (Multiview video)、多视点视频+深度 (Multiview video plus depth，MVD)等。其中比较先进的是多视点和多视点加深度这两种格式，可以给用户提供全新的视觉体验。多视点加深度视频格式和多视点视频格式相比，在每个视频信号增加了深度序列。它引入的深度图像不仅包含了3D场景中的几何信息，还可将有限视角的视频扩展到任意视角，给了用户自由的选择，可以观看任意位置和角度，克服了纯视频格式中的固有缺陷，例如视角固定、视角数目有限、传输压力大等，极具发展潜力。图1.1所示是纹理图，图1.2所示为深度图。把图1.1中的纹理视频和图1.2 中的深度视频合成，就是一个2 个视点的多视点加深度表示的3D 视频格式。
图1.1 纹理图
图1.2 深度图
为了进一步发展多视点加深度视频格式，很有必要为其确立一种世界通用的标准，这种国际通用的深度增强3D视频格式，将可以适应3D影院、家用电视以及移动设备等不同类型、不同尺寸的立体显示设备。2011年4月国际三文视频编码(3D Video Coding，3DVC)标准正式发布征求提案，2012年8月明确了4类3D视频编码的研究计划，包括MVC+D、3D-ALVC、MV—HEVC以及3D-HEV．C，在后向兼容已有的H．264，AVC、H．264／MVC、HEVC标准的基础上，采用多视角视频加深度序列(Multi-view Video plus Depth,MVD)的数据形式，利用每个视角附加的深度图像序列在解码端进行自由视点的绘制，它不仅仅可以减少需要编码传输的视角数目，而且还可以使3D视频系统具有交互性和可调节性。另外，它还能根据观看者的要求生成任意视角，根据显示设备的尺寸和类型相应地调整场景的深度，提高人眼观看3D视频的舒适度。
1.2 课题研究的目的和意义
深度图表示场景中的物体和摄像机的距离，在3D 视频系统中扮演着重要角色，因此对其编码和处理研究的工作也意义重大。引入深度图像序列可以更好的对3D视频进行编码。一系列新理论、新技术正积极尝试为3DVC标准的制定做出贡献，包括视角合成预测、深度图辅助纹理图编码、纹理图辅助深度图编码以及深度视图像本身的压缩编码。这一切都为3D视频编码技术的发展注入了活力，为3D视频在未来的广泛应用奠定了坚实的基础。
深度图不仅仅是支持视角合成技术的重要工具，也是一种辅助信息，用来提高纹理视频压缩效率，使得3D视频深度图像本身的压缩编码成为3D视频整体压缩编码方案中的研究热点之一。在深度图像中，由于对应点到摄像机的距离是用像素来表示，这就导致其结构特征非常明显。通常情况下，一个物体的内部和背部部分，在深度图像里显示的是大片的平坦或渐变区域；而在物体边缘或者前后背景交界处，它们的深度值会发生突变，从而形成锐利的深度边缘。这种结构非常特殊，如果在深度图像中直接套用自然视频的编码工具，获得的效果将不会很理想。尤其在锐利边缘的地方，这里的预测偏差将会比较大，带来的问题就是不但会使变换域的系数大大增加从而耗费较多的比特进行编码，还会在深度边缘的重建过程中形成明显的振铃效应，这对于合成视角来说，不论是主观质量还是客观质量，都会带来严重的破坏。振铃现象如图1.3所示。因此如何处理锐利边缘是深度图编码技术中的重要环节。
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