移動(dòng)可視媒體智能處理與傳輸方法研究.pdf

1、可視媒體已經(jīng)成為信息處理和信息資源建設(shè)的主體?？梢暶襟w的智能處理是數(shù)字生活與經(jīng)濟(jì)發(fā)展等重大需求中的共性技術(shù)。移動(dòng)圖形計(jì)算作為可視媒體的主要內(nèi)容之一，成為無線網(wǎng)絡(luò)和圖形學(xué)高速發(fā)展產(chǎn)生的新研究領(lǐng)域。隨著無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)步發(fā)展、數(shù)字媒體應(yīng)用的豐富，以及移動(dòng)設(shè)備的普及，新興的數(shù)字媒體終端在快速發(fā)展，如：手機(jī)、PDA等，移動(dòng)三維圖形的需求也隨之迅速增長，所涉及到的產(chǎn)品、應(yīng)用眾多，移動(dòng)可視媒體已經(jīng)成為移動(dòng)用戶亟需的媒體內(nèi)容。如何通過移動(dòng)終端進(jìn)行可視媒體

2、的處理成為移動(dòng)可視媒體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，是移動(dòng)圖形計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域新的挑戰(zhàn)。任意網(wǎng)格的三維幾何模型，由于模型數(shù)據(jù)占用了巨大的存儲(chǔ)空間，使模型數(shù)據(jù)很難在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。以往的三維圖形簡化與壓縮算法多數(shù)關(guān)注的是模型壓縮的效率與精度，而忽略簡化后模型重建的速度，其算法僅考慮在盡可能保持原始模型特征的情況下，最大限度地減少原始模型的頂點(diǎn)和三角形數(shù)目。以往的方法不能滿足移動(dòng)環(huán)境下應(yīng)用的特定需求：(1)由于無線網(wǎng)絡(luò)帶寬和移動(dòng)終端設(shè)備顯示分辨率的限制，對(duì)三

3、維圖形的精度要求相對(duì)較低，而對(duì)圖形顯示的速度要求較高，(2)移動(dòng)用戶要求實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，等待完整的圖形數(shù)據(jù)傳輸后再顯示已經(jīng)不能滿足需求，故需要在線實(shí)時(shí)圖形數(shù)據(jù)的傳輸。 針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的特點(diǎn)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的需求，為解決移動(dòng)可視媒體的無線傳輸與快速渲染等問題，展開了3D圖形的壓縮與漸進(jìn)傳輸方法的研究，其主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 面向移動(dòng)3D圖形的逆Loop細(xì)分幾何模型簡化算法研究。通過對(duì)逆Buttefly細(xì)分算法的分析，

4、提出了一種基于改進(jìn)Loop細(xì)分的幾何模型簡化算法。將稠密的幾何模型網(wǎng)格，通過反復(fù)操作三個(gè)步驟：頂點(diǎn)分裂、奇點(diǎn)預(yù)測和重新三角化，生成由稀疏的基網(wǎng)格和一系列偏移量組成的漸進(jìn)網(wǎng)格。在奇點(diǎn)預(yù)測過程中，將改進(jìn)Loop細(xì)分模板作為預(yù)測器，由于Loop細(xì)分相關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)數(shù)目少，提高了幾何模型簡化和重建的速度，生成漸進(jìn)網(wǎng)格易于在無線網(wǎng)絡(luò)上漸進(jìn)傳輸，并可在移動(dòng)終端上進(jìn)行圖形的無損重建。移動(dòng)3D圖形嵌入式編碼壓縮的方法研究。利用逆細(xì)分簡化算法對(duì)三維幾何模型進(jìn)

5、行了分解，構(gòu)建圖形小波樹結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了消除冗余數(shù)據(jù)和不重要的幾何信息。三維幾何模型的三角網(wǎng)格經(jīng)過逆Loop細(xì)分簡化后，生成由了漸進(jìn)網(wǎng)格，每簡化一次，網(wǎng)格的頂點(diǎn)和三角形的數(shù)目各減少75％，但由于減少的奇點(diǎn)數(shù)目與增加的偏移量數(shù)目相等，故網(wǎng)格的壓縮效果并不理想。經(jīng)三次簡化后的漸進(jìn)網(wǎng)格與簡化前的網(wǎng)格壓縮比約45.31％，壓縮效率較低。將基于小波變換的圖像編碼壓縮方法思想拓展到三維圖形的嵌入式編碼設(shè)計(jì)中，提出了基于三維模型的嵌入式圖形編碼壓縮算法，

6、使得算法的壓縮效率提高了3倍以上。 移動(dòng)可視流媒體自適應(yīng)傳輸?shù)闹虚g件架構(gòu)和傳輸方法研究。由于移動(dòng)終端設(shè)備的分辨率不同，對(duì)三維模型要求的精度也不同，全部傳輸漸進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和無損重建網(wǎng)格通常是不必要的，它占用了更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬，同時(shí)也浪費(fèi)了移動(dòng)終端設(shè)備的有限系統(tǒng)資源?；谝苿?dòng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的上述特點(diǎn)，提出了一種可視流媒體自適應(yīng)漸進(jìn)傳輸?shù)闹虚g件架構(gòu)，首先將移動(dòng)圖形進(jìn)行處理并對(duì)其進(jìn)行簡化與壓縮，再將其網(wǎng)絡(luò)與偏移量數(shù)據(jù)分為重要和次要部分，運(yùn)用TCP協(xié)