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随着多媒体通信等技术和各种视频终端处理能力的快速发展,3D视频越来越在生活中普及应用。上一代基于H.264的多视点视频编码标准不能满足当前与日俱增的3D视频数据量的高效压缩,因此,立体视频编码联合组(The Joint Collaborative Team on 3D Video Coding Extension Development,JCT-3V)制定了新一代多视点视频编码标准 3D-HEVC(3D-High Efficiency Video Coding)。尽管3D-HEVC取得较高的编码效率,但是其存在计算复杂度较高的问题,严重限制了 3D视频的实际应用。因此,如何在保证编码3D视频质量的前提下,最大幅度的降低3D-HEVC的计算复杂度,成为当前视频技术领域的一个研究热点。目前通用的3D视频格式为纹理视频加深度视频格式(Multi-view Video Plus Depth,MVD),其中深度图对虚拟视点合成具有重要作用,然而也引入了较大的计算复杂度。为此,本文针对3D-HEVC深度图编码,深入分析了深度图特性,提出一系列快速优化算法,以保持编码性能的前提下极大的节省计算复杂度。本文的主要工作如下:1、提出一种基于深度分类的低复杂度深度图帧内预测算法。本算法根据深度图特征把3D-HEVC帧内预测模式分成三类——平滑类,方向角类和深度类。首先采用HOG特征对深度预测块进行特征提取,其次用SVM训练器对所提取的特征进行模式判决,根据判决结果对深度块所属类型中的所有模式进行RD-Cost计算得到最佳的预测模式。实验结果表明,与原有3D-HEVC相比,本算法平均缩短34.85%的编码时间,而BD-Rate仅降低了 0.14%。2、提出了一种加速深度块CU的分割方法。原有3D-HEVC采用递归的方法分割CU,消耗大量的编码时间。对此,本文提出了一种快速终结CU递归划分的方法。首先计算当前编码CU的方差和对角像素差的绝对值之和,通过阈值法比较,判定是否需要提前终止CU的划分。本算法的实验结果表明,与原始3D-HEVC相比,本算法平均减少了 9.73%的编码时间,而BD-Rate仅升高了 0.02%。3、最后,本文针对SDC编码进行优化。通过实验统计发现,SDC编码的选的与当前预测单元PU的平滑性息息相关,若PU比较平滑,则选择SDC编码的可能性较高。因此,本算法在得到全搜索列表后,先计算当前PU外圈像素差的绝对值之和,进行阈值化比较,判定是否跳过非SDC编码,以降低计算复杂度。实验结果表明,该算法平均能减少10.64%的编码时间,而仅造成0.16%BD-Rate的增加,此外本文最后将所提3种算法进行整合,系统的优化深度图的帧内预测过程。实验结果表明,与原有3D-HEVC相比,本算法能减少的编码时间平均能达到43.09%,而BD-Rate仅增加了 1.06%。综上,本文围绕3D-HEVC深度图编码提出了一系列优化算法,在保持3D-HEVC编码效率的前提下,有效的降低了计算复杂度。本文的研究成果对于促进3D-HEVC的应用具有一定的意义和价值。