[发明专利]图像数据处理系统、纹理贴图压缩和产生全景视频的方法

说明书

一种纹理贴图的压缩方法，用于产生一360度全景视频。纹理贴图的压缩方法包括下列步骤：接收用于一球体模型的一原始纹理贴图，其中该原始纹理贴图为一矩形图像且包括多个像素行且每一像素行于球体模型上有一对应球体位置；依据每一像素行的对应球体位置，决定每一像素行的一压缩比；以及以各像素行的各压缩比，压缩各像素行，以产生一非矩形的一压缩纹理贴图，其中压缩纹理贴图映射至球体模型以产生360度全景视频。

技术领域

本发明有关于图像处理，尤指有关于处理全景视频的纹理贴图(texture image)的图像数据处理系统以及相关纹理贴图的压缩方法与产生360度全景视频的方法。

背景技术

随着计算机技术的发展与图像绘图技术的不断进步，全景图像(panoramaimages)与360全景视频(panoramic videos)的应用越来越普及。全景图像为具有特别的大视野(field-of-view,FOV)、夸张的尺寸比(aspect ratio)、或其组合的图像，其将多个图像组合或拼接(stitch)在一起以增加视野。全景图像有时也被称为“全景”，它能提供360度的场景图。360度全景视频为一个水平和纵向都是360°的视频集合，观者的观看视角在中心位置上，是一种主动视角的观看，同时想看哪里就看哪里，这种观感是一种环境所包围的浸入式体验，让观者体会到一种身临其境的感受。现有应用中，主要可经由是球体、圆柱状或立方体等三种模型构建不同纹理贴图(texture image)。其中，因球体模型的表面积比圆柱状模型与立方体模型更小，因而球体模型常被用来创建不同纹理贴图。

一般而言，纹理贴图为矩形并且具有一坐标为(U,V)的坐标空间的一数字图像。纹理贴图可根据其位置分配至一坐标值(U,V)。于一纹理映射运算(texture mapping)中，当对一3D图像模型进行渲染(render)以产生一目的图像时，一纹理将被映射至此模型的表面上。现有技术采用的球体纹理贴图是经过特殊处理后的图像，是通过多台视频(video)摄影机的同时拍摄，例如由多个摄像机同时拍摄房间的多个角度的图片将所有方向的图像动态记录下来，再通过后期专业缝合软件进行缝合，经过特殊处理后得到的适合应用于球体表面的纹理贴图。传输过程中的平面视频是一帧一帧的2维图像，2维图像再一帧一帧贴到球体模型上，将视频流中传输的一帧一帧的纹理贴图作为球体模型的纹理贴图使用，达到从2维图像到3维空间的一个转换操作，实时渲染出3维空间中的场景变化，形成3维空间中的动态效果，从而形成360度全景视频，得到所谓的360全景视频播放效果。

一般而言，藉由纹理映射进行贴图常会消耗大量传输带宽。因此，现有技术中，通常会将纹理贴图进行压缩，以降低所需的带宽。现有技术中以矩形图像作为球体模型的纹理贴图，所使用的纹理贴图是一个宽高比为2:1的图像，其宽度映射为球体的赤道周长，高度映射为球体上连接南北两极经线的长度。在纹理采样阶段，球体上纬度为0°的赤道在矩形纹理的宽度范围内采样颜色值，纬度为90°的南北极同样在纹理的宽度范围内进行颜色采样(即：0°纬度的圆周和90°纬度的圆周都映射到纹理贴图的相同区域大小上)。因此，以这种纹理贴图所建立出来的球体，在球体上靠近赤道的视口所对应纹理贴图上的采样区域面积会比南北两极视口所对应的纹理贴图上采样区域面积小，从而出现南北极点映射到纹理贴图上的纹理图像宽度范围内的颜色值。如果以球体上靠近赤道区域的纹理分辨率为基准，可以认为球体上南北两极位置上的纹理值存在信息的冗余。因此，纹理贴图在球体模型上南北两极出现的冗余信息过多的问题，这些冗余的数据也会占用不必要的传输带宽。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种纹理贴图的压缩方法及其相关图像数据处理系统与产生360度全景视频的方法。

本发明的一实施例提供一种纹理贴图的压缩方法，用于产生一360度全景视频。纹理贴图的压缩方法包括下列步骤：接收用于一球体模型的一原始纹理贴图，其中该原始纹理贴图为一矩形图像且包括多个像素行且每一像素行于球体模型上有一对应球体位置；依据每一像素行的对应球体位置，决定每一像素行的一压缩比；以及以各像素行的各压缩比，压缩各像素行，以产生一非矩形的一压缩纹理贴图，其中压缩纹理贴图系映射至球体模型以产生360度全景视频。