近些年来多媒体通信技术和显示技术得到了高速发展,三维视频在人们生活中的应用场景也越来越多元化,如3D电影,3D家庭投影机,3D触控一体机以及VR虚拟现实体验系统等。相对于2D视频来说,3D视频除了包含了多视点的纹理图之外,还包含了更多距离信息的多视点深度图以及其他大量的辅助信息,这无疑导致了3D视频数据量与日俱增的问题。为了解决3D视频占用较大传输带宽和存储空间的难题,国际3D视频编码扩展开发联合合作团队(The Joint Collaborative Team On 3D Video Coding Extension Development,JCT-3V)在传统的2D视频压缩标准HEVC(High Efficiency Video Coding)的基础上制定了新一代3D视频压缩标准3D-HEVC(3D-High Efficiency Video Coding)。3D-HEVC从HEVC继承的帧内预测模式和编码单元四叉树分割结构可以极大的提升3D视频纹理图的压缩效率。3D视频深度图的最大特点是具有大面积的平滑区域和尖锐的边缘。HEVC原始的帧内预测模式不能合适地表现深度图尖锐边缘。为了提升深度图尖锐边缘的压缩质量,3D-HEVC对深度图编码采用了深度建模模式,但同时也加大了整个编码过程复杂度。编码单元四叉树分割一直是编码纹理图时计算复杂度最大的环节之一。深度图编码较纹理图编码来说,存在更多四叉树分割的冗余计算和递归计算。为了提高3D-HEVC深度图在帧内预测模式选择和编码单元四叉树划分时的编码效率,本文做以下优化:1、提出了基于小波变换的深度图帧内DMMs模式skip算法。因为小波矩阵的高频系数能很好地体现图像的离散程度,该算法在深度图预测单元进行帧内预测之前生成对应的小波矩阵,通过小波矩阵高频系数和是否为0的条件来判断当前预测单元是否含有尖锐边缘。如果不含尖锐边缘,可以直接跳过深度建模模式的选择和相应的率失真计算,从而降低深度图在帧内预测编码过程中的计算复杂度。实验结果表明,该算法与原始HTM13.0相比,在同等视频质量下,整体编码时间减少了4.6%。2、提出了基于小波变换的提前终止深度图四叉树分割算法。该算法是对编码单元进行小波变换。首先,通过生成的小波矩阵高频系数和是否为0的来判断当前预测单元是否是绝对的平滑;其次,再通过计算预测单元四周像素平均值是否小于给定阈值来判别当前编码单元是否是相对的平滑。对于满足绝对平滑和相对平滑的编码单元,直接跳出四叉树划分的递归运算,提前终止编码单元继续向下分割过程。实验结果表明,该算法与原始HTM13.0相比,在编码比特率节约1.3%的同时,也节省了23.3%总体编码时间。3、提出了一种基于信息熵的提前终止深度图四叉树分割算法。该算法利用图像的二维熵值反映了图像纹理丰富程度的特点,通过设定固定阈值来判断当前的编码单元是否需要进行进一步划分处理。首先,我们利用官方算法中率失真比较得到分割与不分割的编码单元数据集。其次,通过数据统计得到最大程度区分分割与不分割编码单元的信息熵数值,将该数作为判断深度图是否平滑的阈值。最后在深度图编码单元进行四叉树分割前,先计算它的信息熵,如果小于先前统计数据得到的信息熵阈值,就直接终止接下来的率失真递归计算。实验结果表明,该算法与原始HTM13.0相比,在节省36.7%的总体编码时间上,编码比特率仅增加了0.5%。