三维网格感兴趣区域编码方法的研究

论文摘要

与文字、声音、图像和视频等其它媒体相比,三维图形的真实感更强,也更符合人们的视觉习惯。近年来,随着Internet 的迅速发展和三维数据获取技术的提高,通过网络共享更具真实感的三维图形已成为必然的趋势。但三维图形的真实感越强,其数据量也越大,对它们进行压缩是十分必要的。另一方面,在实际应用中,用户可能只对三维图形的部分区域感兴趣,希望该区域比其它区域的解码更快、质量更高。但目前的三维网格压缩方法没有区分用户感兴趣区和非感兴趣区,浪费了有限的网络资源和存储空间。如果把有限的资源优先分配给用户感兴趣区,则可以减少用户等待时间、节约网络带宽。感兴趣区域编码在图像和视频中已有不少研究工作,但据作者所知,目前还没有三维网格的感兴趣区编码相关工作发表。本文把三维网格的压缩与感兴趣区域编码的思想结合起来,提出一种三维网格感兴趣区域编码的有效方法。本文首先通过重新网格化方法把连接关系不规则的原始网格转换成连接关系为半正规的网格,再利用三维网格的小波变换将其分解成表示大致轮廓的基网格和一系列表示细节信息的小波系数,然后对它们分别进行编码。其中,对基网格采用非渐进压缩方法进行编码,而对小波系数的处理是先把感兴趣区域掩模中的小波系数的位平面进行上移,再利用修改的SPIHT(Set Partitioning in Hierarchical Trees) 编码进行压缩达到感兴趣区域编码的目的。最后,本文再对这两部分的编码结果采用算术编码达到进一步压缩的目的。在实现的过程中,本文提出一种建立感兴趣区域掩模的方法和两种三维网格感兴趣区域优先编码的策略(即部分上移位平面法和最大上移位平面法),并对原SPIHT 图像压缩算法进行了修改,使之能适用于三维网格的感兴趣区域编码。另外,根据指定感兴趣区的不同方式并结合两种感兴趣区优先编码策略,本文提出四种编/解码模型。实验结果表明,本文方法对三维网格,特别是细节丰富、采样密集的三维网格有较好的效果。在低码率情况下,用户感兴趣区域能够快速地、高质量地解码,而且随着码流的传输,非感兴趣区域的质量也越来越好,并逐渐趋向于原始网格,即码流具有嵌入式特点,支持渐进传输。当感兴趣区域的质量满足用户要求时,

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 三维网格压缩的研究现状
• 1.2.1 非渐进压缩方法
• 1.2.2 渐进压缩方法
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 本文结构
• 第2章 非渐进压缩算法
• 2.1 引言
• 2.2 数据表示方式
• 2.3 连接信息的压缩
• 2.3.1 TS 方法
• 2.3.2 TG 方法
• 2.3.3 EdgeBreaker 方法
• 2.4 几何信息的压缩
• 2.5 本章小结
• 第3章 三维网格的渐进压缩算法
• 3.1 引言
• 3.2 数据表示方式
• 3.3 基于网格简化的渐进压缩
• 3.3.1 PM 方法
• 3.3.2 CPM 方法
• 3.3.3 累进森林剖分压缩
• 3.4 基于小波变换的渐进压缩算法
• 3.4.1 重新网格化
• 3.4.2 小波变换
• 3.4.3 零树编码
• 3.5 本章小结
• 第4章 三维网格感兴趣区域优先编码策略
• 4.1 引言
• 4.2 位平面编码
• 4.3 三维网格感兴趣区域优先编码策略
• 4.3.1 部分上移位平面方法
• 4.3.2 最大上移位平面方法
• 4.4 本章小结
• 第5章 三维网格感兴趣区域编码
• 5.1 引言
• 5.2 感兴趣区域的确定
• 5.3 感兴趣区掩模的确定
• 5.3.1 图像的感兴趣区掩模
• 5.3.2 三维网格的感兴趣区掩模
• 5.4 SPIHT 修改算法
• 5.4.1 第一种修改的SPIHT 算法
• 5.4.2 第二种修改的SPIHT 算法
• 5.4.3 两种SPIHT 修改算法的实验结果比较
• 5.5 三维网格感兴趣区域编码方案及模型
• 5.6 实验结果及讨论
• 5.6.1 采用不同的感兴趣区域优先编码策略的实验
• 5.6.2 感兴趣区域编码对全局信噪比的影响及其分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢