一种VR三维图像压缩方法技术

本发明专利技术涉及一种VR三维图像压缩方法及设备，所述方法包括如下步骤：(a)获取多帧原始三维图像；(b)区分所述原始三维图像中的关键帧图像和非关键帧图像；(c)剔除所述非关键帧图像中的冗余数据；(d)将所述关键帧图像数据划分为若干宏块；(e)根据自适应模板获得所述宏块的预测残差；(f)根据波动状态获得所述预测残差的量化残差以形成传输码流。本发明专利技术通过对VR采集的三维图像进行帧间冗余剔除进行帧间压缩，并对关键帧采用基于自适应模板和波从状态的帧内压缩编码方法，提高了VR图像的压缩率且减小压缩损失，进一步减小传输带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种VR三维图像压缩方法
本专利技术属于VR数据压缩
，具体涉及一种VR三维图像压缩方法。
技术介绍
虚拟现实(VirtualReality，VR)技术是近年来出现的图形图像领域的高新技术，也称灵境技术。其中，基于图像素材的虚实融合场景生成技术正在成为虚拟现实和增强现实方向的技术发展趋势和典型研究热点。对置入图像中的虚拟物体进行三维重构和融合，首先要获取图像中现实物体的三维图像信息，现有的三维成像技术主要通过传感器获取物体的彩色信息和深度信息，对彩色信息和深度信息进行融合，得到三维图像。三维图像的数据量很大，直接传送三维图像将占用大量带宽，现有技术采用压缩编码方法对采集的三维图像进行压缩后进行传输，但现有的压缩编码方法的压缩比和压缩损失还不能达到很好的性能，因此，如何研制出一种高压缩比、第压缩损失的VR三维图像压缩方法是该
的重点研究方向。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种VR三维图像压缩方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种VR三维图像压缩方法，包括如下步骤：(a)获取多帧原始三维图像；(b)区分所述原始三维图像中的关键帧图像和非关键帧图像；(c)剔除所述非关键帧图像中的冗余数据；(d)将所述关键帧图像数据划分为若干宏块；(e)根据自适应模板获得所述宏块的预测残差；(f)根据波动状态获得所述预测残差的量化残差以形成传输码流。在本专利技术的一个实施例中，所述关键帧为I帧，所述非关键帧为B帧或者P帧。在本专利技术的一个实施例中，步骤(b)之前还包括：将所述原始三维图像转换为灰度数据。在本专利技术的一个实施例中，步骤(e)包括：(e1)利用若干所述宏块对所述自适应模板进行初始化；(e2)获取若干剩余所述宏块作为待压缩宏块；(e4)获取所述待压缩宏块的若干不同方位的参考宏块；(e5)对所述参考宏块进行一致性检验并更新所述自适应模板；(e6)根据所述自适应模板获取所述待压缩宏块的最优预测像素阵列；(e7)根据所述最优预测像素阵列获取所述待压缩宏块的预测残差。在本专利技术的一个实施例中，所述自适应模板的表位与所述宏块的大小相同。在本专利技术的一个实施例中，步骤(f)包括：(f1)获取所述预测残差的量化残差和预估反量化残差；(f2)根据所述预估反量化残差和所述预测残差获得残差损失；(f3)根据所述残差损失获得波动系数；(f4)根据所述波动系数和波动状态获得最优波动状态。在本专利技术的一个实施例中，步骤(f4)包括：(f41)根据所述波动系数、所述波动状态计算所述残差损失对应的绝对误差和；(f42)获取所述绝对误差和最小时对应的所述波动状态作为所述最优波动状态。在本专利技术的一个实施例中，所述波动系数满足：其中，lossresi表示当前处理宏块第i位像素的残差损失，pixnumnone0为残差损失内非0的残差数量，round为四舍五入运算符。在本专利技术的一个实施例中，所述波动状态CT满足如下公式：CT＝{c0,c1,ci,…,cMBnum-1}其中，ci为0或1或-1，MBnum为所述宏块长度，ci为所述波动状态的第i位的值。一种VR三维图像处理设备，用于执行如上述实施例任一项实施例所述的VR三维图像压缩方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术实施例通过对VR采集的三维图像进行帧间冗余剔除进行帧间压缩，并对关键帧采用基于自适应模板和波从状态的帧内压缩编码方法，提高了VR图像的压缩率且减小压缩损失，进一步减小传输带宽。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种VR三维图像压缩方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种VR三维图像压缩方法的自适应模板的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种VR三维图像压缩方法的的波动状态表结构示意图；图4(a)为本专利技术实施例提供的一种VR三维图像压缩方法的关键帧压缩编码原理图；图4(b)为本专利技术实施例提供的一种VR三维图像压缩方法的非关键帧压缩编码原理图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种VR三维图像压缩方法的流程示意图；该VR三维图像压缩方法包括如下步骤：(a)获取多帧原始三维图像；(b)区分所述原始三维图像中的关键帧图像和非关键帧图像；(c)剔除所述非关键帧图像中的冗余数据；(d)将所述关键帧图像数据划分为若干宏块；(e)根据自适应模板获得所述宏块的预测残差；(f)根据波动状态获得所述预测残差的量化残差以形成传输码流。本专利技术实施例通过对VR采集的三维图像进行帧间冗余剔除进行帧间压缩，并对关键帧采用基于自适应模板和波从状态的帧内压缩编码方法，提高了VR图像的压缩率且减小压缩损失，进一步减小传输带宽。实施例二请继续参考图1，本实施例在上述实施例的基础上，重点对一种VR三维图像压缩方法进行详细描述。具体地，该三维图像的压缩方法的实施主体为VR系统中的图像压缩设备，该VR三维图像压缩方法包括：(S01)获取多帧原始三维图像；采用VR系统中的三维图像采集器对拍摄目标进行连续拍摄，得到拍摄目标的多帧原始三维图像。(S02)区分所述原始三维图像中的关键帧图像和非关键帧图像；对每帧三维图像进行线性变换，得到每帧三维图像的灰度数据，根据每帧三维图像的灰度数据确定该帧三维图像为关键帧或者为非关键帧。其中，关键帧为I帧，非关键帧为B帧或者P帧。(S03)剔除所述非关键帧图像中的冗余数据；对于每个非关键帧，与相邻的关键帧进行比较，将非关键帧与关键帧之间相同的数据标记为冗余数据。同时，从非关键帧数据中将冗余数据剔除。通过步骤S03，对原始三维图像中帧间进行压缩编码，节省传输比特数。(S04)将所述关键帧图像数据划分为若干宏块；接下来，需要对关键帧进一步进行帧内压缩，以进一步节省传输比特数。获得任一帧关键帧图像数据的原始像素矩阵，按照原始像素矩阵的位置关系，依次分成若干宏块MB，其中，宏块MB为包含m×n个像素的子像素矩阵，将原始像素矩阵按序分成若干大小相同的宏块。本实施例中以宏块的大小为16×1的子像素矩阵进行说明，设原始像素矩阵共分成S个宏块，序号为第1宏块～第S宏块。(S05)根据自适应模板获得所述宏块的预测残差；请参考图2，图2为本专利技术实施例提供的一种VR三维图像压缩方法的自适应模板的结构示意图；在进行压缩编码之前即步骤S01之前，需要定义自适应模板大小，该自适应模板需要同时存储在VR系统中的图像压缩设备和图像解压缩设备中；其中，自适应模板包含若干表位，表位的数量可以设置为4个、8个、16个或32个；本实施例中以表位数量为16进行说明，其它表位数量同理。自适应模板的表位数量为16，表位序号从0到15依次排列，序号越小，优先级越高。其中，自适应模板的每个表位大小与一个宏块的大小相同，每个表位记录一个宏块的一组像素值。宏块的大小为16×1为例，即每个表位的大小也为16×1的矩阵。首先，利用若干宏块对所述自适应模板进行初始化；选择若干宏块作为初始化填充宏块对自适应模板进行初始化填充，其中，填充时可以用初始化填充宏块的原始像素值，也可以先通过现有图像压缩编码方式先对初始化填充宏块进行图像压缩编码得到初始化填充宏块每个像素的重建值；其中，现有图像压缩编码本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VR三维图像压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)获取多帧原始三维图像；(b)区分所述原始三维图像中的关键帧图像和非关键帧图像；(c)剔除所述非关键帧图像中的冗余数据；(d)将所述关键帧图像数据划分为若干宏块；(e)根据自适应模板获得所述宏块的预测残差；(f)根据波动状态获得所述预测残差的量化残差以形成传输码流。

【技术特征摘要】
1.一种VR三维图像压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)获取多帧原始三维图像；(b)区分所述原始三维图像中的关键帧图像和非关键帧图像；(c)剔除所述非关键帧图像中的冗余数据；(d)将所述关键帧图像数据划分为若干宏块；(e)根据自适应模板获得所述宏块的预测残差；(f)根据波动状态获得所述预测残差的量化残差以形成传输码流。2.根据权利要求1所述的图像压缩方法，其特征在于，所述关键帧为I帧，所述非关键帧为B帧或者P帧。3.根据权利要求1所述的图像压缩方法，其特征在于，步骤(b)之前还包括：将所述原始三维图像转换为灰度数据。4.根据权利要求1所述的图像压缩方法，其特征在于，步骤(e)包括：(e1)将所述若干宏块中划分为待填充宏块和待压缩宏块；(e2)对所述待填充宏块进行一致性检验；(e3)将所述待填充宏块填充到所述自适应模板的表位中；(e4)获取所述待压缩宏块的若干不同方位的参考宏块；(e5)对所述参考宏块进行一致性检验并更新所述自适应模板；(e6)根据所述自适应模板获取所述待压缩宏块的最优预测像素阵列；(e7)根据所述最优预测像素阵列获取所述待压缩宏块的预测残差。5.根据权利要求4所述的图像压缩方法，其特征在于，所述自适应模板...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雯，冉文方，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61