專利名稱：立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)，更具體地說，涉及一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來出現(xiàn)了采用二維視頻圖像數(shù)據(jù)結(jié)合景深信息來存儲立體視頻文件的方法。 在利用此方法存儲的文件中，一部分信息記錄了單路二維視頻圖像數(shù)據(jù)，另一部分信息記錄了每幀圖像的景深數(shù)據(jù)，在顯示的時候根據(jù)二維視頻圖像數(shù)據(jù)和景深數(shù)據(jù)共同顯示出3D 數(shù)據(jù)。然而，目前的立體圖像數(shù)據(jù)處理過程中，對于上述景深數(shù)據(jù)，為了保證圖像質(zhì)量， 通常對上述文件中的采用不壓縮，或者直接采用簡單哈夫曼編碼的方法進(jìn)行壓縮，造成存儲信息占用物理空間很大的情況，嚴(yán)重影響了高清立體視頻存儲和傳輸?shù)陌l(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述立體圖像數(shù)據(jù)文件不壓縮或直接壓縮占用存儲空間大的缺陷，提供一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法及系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法及系統(tǒng)，先采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)，再對每幀圖像的景深塊數(shù)據(jù)進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮并存儲，從而有效地減小存儲空間。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，包括以下步驟景深分類步驟，依據(jù)景深值采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮步驟，對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮；數(shù)據(jù)存儲步驟，將經(jīng)過哈夫曼編碼壓縮的數(shù)據(jù)存儲成預(yù)設(shè)格式的文件。在本發(fā)明所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法中，所述景深分類步驟中采用的聚類法包括劃分法、層次法、基于密度的方法、基于網(wǎng)格的方法或基于模型的方法。在本發(fā)明所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法中，所述數(shù)據(jù)存儲步驟中，所述預(yù)設(shè)格式的文件根據(jù)數(shù)據(jù)還原顯示原則設(shè)立。在本發(fā)明所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法中，所述數(shù)據(jù)存儲步驟中，預(yù)設(shè)格式的文件中存儲有景深塊數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置、壓縮長度及經(jīng)壓縮的景深塊數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供了一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，包括景深分類模塊， 用于依據(jù)景深值采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮模塊，對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮；以及數(shù)據(jù)存儲模塊，將經(jīng)過哈夫曼編碼壓縮的數(shù)據(jù)存儲成預(yù)設(shè)格式的文件。在本發(fā)明所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)中，所述景深分類模塊采用的聚類法包括劃分法、層次法、基于密度的方法、基于網(wǎng)格的方法或基于模型的方法。在本發(fā)明所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用的所述預(yù)設(shè)格
3式的文件根據(jù)數(shù)據(jù)還原顯示原則設(shè)立。在本發(fā)明所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的預(yù)設(shè)格式的文件中包括景深塊數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置、壓縮長度及經(jīng)壓縮的景深塊數(shù)據(jù)。實施本發(fā)明的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果本發(fā)明通過先采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)，再對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮，從而本發(fā)明在保證圖象質(zhì)量無損的前提下，對景深信息進(jìn)行更有效的壓縮，以解決立體圖像數(shù)據(jù)占用物理空間大的問題。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例中立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法的流程圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例中立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的模塊示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明主要是利用景深文件的特性，對立體視頻文件或者立體圖片的景深數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，從而最大程度地減少壓縮后數(shù)據(jù)文件的物理存儲空間。請參閱圖1，為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例中立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法的流程圖。如圖1 所示，本實施例提供的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法開始于步驟S102 隨后，在下一步驟S104中，執(zhí)行景深分類步驟，依據(jù)景深值采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)。在此，本發(fā)明充分利用景深數(shù)據(jù)的特點。景深是指在攝影機(jī)鏡頭或其他成像器前沿著能夠取得清晰圖像的成像景深相機(jī)器軸線所測定的物體距離范圍。已知目前在采用的二維視頻圖像數(shù)據(jù)結(jié)合景深信息的方式存儲的立體視頻文件中，一部分信息記錄了單路二維視頻圖像數(shù)據(jù)，即主要包括每幀圖像各個像素的顏色信息，而另一部分信息記錄了每幀圖像的各個像素的景深值。在立體圖像數(shù)據(jù)顯示時，只需要結(jié)合每幀圖像的各個像素的顏色信息及景深值就能顯示出整幀圖像，并能產(chǎn)生立體顯示效果。而每幀圖像的各個像素的景深值具有一定的規(guī)律，即相鄰像素的景深值相近。例如正對某一平面物體拍照，其該物體所在的像素的景深值基本相同。這樣，如果對每個像素的景深值進(jìn)行存儲就勢必占用過大的空間，而如果利用上述特性，將這些具有相同或類似景深值的像素作為一個整體，僅記錄其在每幀圖像中的像素坐標(biāo)，以及統(tǒng)一的景深值，則其數(shù)據(jù)量將顯著減少。因此本發(fā)明首先將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)，也就是說將每幀圖像分成具有相同或相似景深值的像素塊。并且這些具有相同或相似景深值的像素在空間位置上相互連接，以便于記錄這些景深塊數(shù)據(jù)代表的像素所在的坐標(biāo)區(qū)域。在該步驟中，主要采用聚類法來依據(jù)景深值進(jìn)行劃分。聚類分析又稱群分析，它是研究(樣品或指標(biāo))分類問題的一種多元統(tǒng)計方法，所謂類，通俗地說，就是指相似元素的集合。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知多種聚類方法，其中任何一種均可以應(yīng)用在本發(fā)明中對景深塊進(jìn)行劃分，例如劃分法、層次法、基于密度的方法、基于網(wǎng)格的方法或基于模型的方法。
隨后，在下一步驟S106中，執(zhí)行數(shù)據(jù)壓縮步驟，對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮。在計算機(jī)信息處理中，“哈夫曼編碼”是一種一致性編碼法，用于數(shù)據(jù)的無損耗壓縮。這一術(shù)語是指使用一張?zhí)厥獾木幋a表將源字符(例如某文件中的一個符號)進(jìn)行編碼。這張編碼表的特殊之處在于，它是根據(jù)每一個源字符出現(xiàn)的估算概率而建立起來的(出現(xiàn)概率高的字符使用較短的編碼，反之出現(xiàn)概率低的則使用較長的編碼， 這便使編碼之后的字符串的平均期望長度降低，從而達(dá)到無損壓縮數(shù)據(jù)的目的)。例如，在英文中，e的出現(xiàn)概率很高，而ζ的出現(xiàn)概率則最低。當(dāng)利用哈夫曼編碼對一篇英文進(jìn)行壓縮時，e極有可能用一個位(bit)來表示，而ζ則可能花去25個位。用普通的表示方法時， 每個英文字母均占用一個字節(jié)(byte)，即8個位。二者相比，e使用了一般編碼的1/8的長度，ζ則使用了 3倍多。倘若我們能實現(xiàn)對于英文中各個字母出現(xiàn)概率的較準(zhǔn)確的估算，就可以大幅度提高無損壓縮的比例。下面以一個簡單的示例對本發(fā)明的壓縮效果進(jìn)行分析。例如，如果一幀圖像包括 100個像素相連的景深值為-1的像素點，20個像素相連的景深值為-2的點，30個像素相連的景深值為-3的點，以及50個像素相連的景深值為-4的點。如果不壓縮的話，每個像素點占用2比特，則200個像素點需要采用400個比特來進(jìn)行存儲。如果對整幀圖像使用哈夫曼壓縮的話，出現(xiàn)概率最高的景深值為-1的像素占用1比特，隨著概率依次遞減，景深值為-4的像素占用2比特，景深值為-3的像素占用3比特，景深值為-2的像素占用4比特，經(jīng)過壓縮后，總空間大小為1*100+2*50+3*30+4*20 = 370 ；由此可見對整幀圖像使用哈夫曼壓縮的效率比較低。而如果使用本發(fā)明的方法，可以先采用聚類法對該幀圖像進(jìn)行劃分。例如，劃分為4個景深塊，第一塊為100個像素相連的景深值為-1的像素點，第二塊為 20個像素相連的景深值為-2的點，第三塊為30個像素相連的景深值為-3的點，第四塊為 50個像素相連的景深值為-4的點。然后在數(shù)據(jù)壓縮步驟中，對第一塊進(jìn)行壓縮，那么第一塊所占用的數(shù)據(jù)總空間包括該景深塊的坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)，以及景深值-1，因此采用幾個字節(jié)甚至更小的空間就可以。同樣對第二塊、第三塊和第四塊進(jìn)行壓縮，由于這些塊內(nèi)像素點具有相同的景深值，因此采用非常小的空間就能記錄下這些數(shù)據(jù)。從而最大程度地減少了存儲空間。上述數(shù)據(jù)是為了在理論上說明本發(fā)明的效果而舉例的，雖然相對理想化，但是本發(fā)明亦可用于對復(fù)雜圖片的分析，經(jīng)過實踐證明，本發(fā)明的壓縮率可達(dá)10%以下，對于IM 的立體圖片可以壓縮為0. 1M。隨后，在下一步驟S108中，執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲步驟，將經(jīng)過哈夫曼編碼壓縮的數(shù)據(jù)存儲成預(yù)設(shè)格式的文件。在該步驟中，預(yù)設(shè)格式的文件是根據(jù)數(shù)據(jù)還原顯示原則設(shè)立的。也就是說，該文件的格式需要記錄下該景深塊的足夠特征數(shù)據(jù)，使得在立體圖像恢復(fù)過程中， 即解壓縮并顯示立體圖像過程中能夠完整不失真地將數(shù)據(jù)顯示出來。例如，預(yù)設(shè)格式的文件中可以存儲有景深塊數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置、壓縮長度及經(jīng)壓縮的景深塊數(shù)據(jù)本身。請參閱圖2，為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例中立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的模塊示意圖。如圖2所示，本實施例提供的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)200至少包括景深分類模塊202、數(shù)據(jù)壓縮模塊204和數(shù)據(jù)存儲模塊206。其中，景深分類模塊202用于依據(jù)景深值采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)。如方法中所述，景深分類模塊202將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)，也就是說將每幀圖像分成具有相同或相似景深值的像素塊。并且這些具有相同或相似景深值的像素在空間位置上相互連接，以便于記錄這些景深塊數(shù)據(jù)代表的像素所在的坐標(biāo)區(qū)域。景深分類模塊202采用的聚類法包括劃分法、層次法、基于密度的方法、基于網(wǎng)格的方法或基于模型的方法。數(shù)據(jù)壓縮模塊204用于對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮。 如方法中所述，數(shù)據(jù)壓縮模塊204對每個景深塊進(jìn)行壓縮，由于這些塊內(nèi)像素點具有相同的景深值，因此采用非常小的空間就能記錄下這些數(shù)據(jù)。從而最大程度地減少了存儲空間。數(shù)據(jù)存儲模塊206用于將經(jīng)過哈夫曼編碼壓縮的數(shù)據(jù)存儲成預(yù)設(shè)格式的文件。數(shù)據(jù)存儲模塊206采用的所述預(yù)設(shè)格式的文件根據(jù)數(shù)據(jù)還原顯示原則設(shè)立。也就是說，該文件的格式需要記錄下該景深塊的足夠特征數(shù)據(jù)，使得在立體圖像恢復(fù)過程中，即解壓縮并顯示立體圖像過程中能夠完整不失真地將數(shù)據(jù)顯示出來。例如，包括景深塊數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置、 壓縮長度及經(jīng)壓縮的景深塊數(shù)據(jù)本身。綜上所述，本發(fā)明通過先采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)，再對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮，從而本發(fā)明在保證圖象質(zhì)量無損的前提下，對景深信息進(jìn)行更有效的壓縮，以解決立體圖像數(shù)據(jù)占用物理空間大的問題。本發(fā)明是根據(jù)特定實施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本發(fā)明范圍時，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本發(fā)明技術(shù)的特定場合或材料，可對本發(fā)明進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實施例， 而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實施例。
權(quán)利要求
1.一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，包括以下步驟景深分類步驟，依據(jù)景深值采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮步驟，對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮； 數(shù)據(jù)存儲步驟，將經(jīng)過哈夫曼編碼壓縮的數(shù)據(jù)存儲成預(yù)設(shè)格式的文件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，所述景深分類步驟中采用的聚類法包括劃分法、層次法、基于密度的方法、基于網(wǎng)格的方法或基于模型的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲步驟中， 所述預(yù)設(shè)格式的文件根據(jù)數(shù)據(jù)還原顯示原則設(shè)立。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲步驟中， 預(yù)設(shè)格式的文件中存儲有景深塊數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置、壓縮長度及經(jīng)壓縮的景深塊數(shù)據(jù)。
5.一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，包括景深分類模塊，用于依據(jù)景深值采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮模塊，對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮；以及數(shù)據(jù)存儲模塊，將經(jīng)過哈夫曼編碼壓縮的數(shù)據(jù)存儲成預(yù)設(shè)格式的文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述景深分類模塊采用的聚類法包括劃分法、層次法、基于密度的方法、基于網(wǎng)格的方法或基于模型的方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用的所述預(yù)設(shè)格式的文件根據(jù)數(shù)據(jù)還原顯示原則設(shè)立。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的立體圖像數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的預(yù)設(shè)格式的文件中包括景深塊數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置、壓縮長度及經(jīng)壓縮的景深塊數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立體圖像數(shù)據(jù)壓縮方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟景深分類步驟，依據(jù)景深值采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮步驟，對每幀圖像的各個景深塊數(shù)據(jù)分別進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮；數(shù)據(jù)存儲步驟，將經(jīng)過哈夫曼編碼壓縮的數(shù)據(jù)存儲成預(yù)設(shè)格式的文件。本發(fā)明通過先采用聚類法將每幀圖像的景深數(shù)據(jù)分解成若干景深塊數(shù)據(jù)，再對每幀圖像的景深塊數(shù)據(jù)進(jìn)行哈夫曼編碼壓縮，從而本發(fā)明在保證圖象質(zhì)量無損的前提下，對景深信息進(jìn)行更有效的壓縮，以解決立體圖像數(shù)據(jù)占用物理空間大的問題。
文檔編號H04N7/26GK102547315SQ20101060529
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者李煒, 李貞 , 沈新民, 羅遠(yuǎn)志 申請人:深圳市掌網(wǎng)立體時代視訊技術(shù)有限公司