[发明专利]一种面向VR自适应传输的投影算法

说明书

本发明属于自适应传输技术领域，具体为一种面向VR自适应传输的投影算法。本发明设计的投影算法包括：引入平移因子的立方体投影，将ERP全景图投影至立方体表面，生成6个正方形投影图；对主视面和后面使用投影主视面像素密度调整，减少边缘冗余像素，再经压缩得到投影后图像；对侧面使用像素密度调整的侧面压缩方法，调整像素分布，压缩像素数量，生成最终的投影全景图。本发明算法，投影主视面FOV可以根据需要进行调整，增大了算法的灵活性；使得像素向中心聚集，改善投影面边缘冗余像素问题，提升图像质量；在减少像素冗余的同时，可提高图像质量过渡的平滑性。

技术领域

本发明属于自适应传输技术领域，具体涉及一种面向VR自适应传输的投影算法。

背景技术

VR(Adaptive Streaming)自适应传输技术，利用率VR视频观看特点，其采用非均匀质量传输VR图像，通过降低用户FOV(Field of View)以外的画面质量，减少冗余像素，在保证观看体验的情况下可以有效减少系统带宽消耗。自适应传输的一种方案是采用投影算法将质量均匀的ERP全景图像投影到一种特定的形状的多面体上，通过不同方向上投影面积的不同，使得投影后的全景图像在各个方向上具有不同的像素密度，以实现非均匀质量的自适应传输。投影算法的优劣直接决定了最终VR自适应传输的观看质量，因此具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向VR自适应传输的投影算法，以提升自适应传输性能。

本发明提供的面向VR自适应传输的投影算法，在现有TSP投影算法^[1]的基础上，引入平移因子和像素密度调整技术，有效增强算法的灵活性和图像质量，具体步骤为：

S01，引入平移因子的立方体投影，将ERP全景图投影至立方体表面，生成6个正方形投影图。

S02，对主视面(FOV)(即前面)和后面使用投影主视面像素密度调整，减少边缘冗余像素，再经压缩得到投影后图像。

S03，对侧面使用像素密度调整的侧面压缩方法(3)，调整像素分布，压缩像素数量，生成最终的投影全景图。

步骤S01中，具体流程为：

S0101，使用立方体作为投影图像，初始状态下其中心位于三维空间直角坐标系(左手系)原点处。其中，x轴正方向所指平面为投影主视面(即前面)，x轴负方向所指平面为后面，其余平面均为侧面；

S0102，引入平移因子s，将立方体整体向x轴负方向移动s后进行投影，使得调整后主视面FOV大小为用户观看FOV的1.2倍，以获得更加鲁棒的传输效果，主视面FOV与平移因子s关系如下；

FOV＝2*tan^-1((1-s)^-1) (1)

步骤S02中，具体流程为：

S0201，对投影后图像的主视面(前面)和后面，使用像素密度调整函数对图像进行调整。将投影面中心置于平面直角坐标原点处，横纵坐标均位于[-1,1]。根据针对立方体投影算法优化的ACP^[2]算法，对横纵坐标分别施加如式(2)所示调整函数，得到调整后投影图像：

S0202，对于后面，按照1/4比例下采样得到压缩后图像。

步骤S03中，具体流程为：

S0301，对投影后图像的侧面，在水平和垂直方向上使用不同的调整方法。为使用相同的函数描述横纵坐标上的像素调整，将投影面在水平方向首先进行变换，使其横坐标位于[0,1]，纵坐标仍位于[-1,1]。此时像素密度调整函数如下：