[发明专利]基于主视点的全景视频映射方法

摘要

本发明公布了全景视频正映射方法和全景视频反映射方法，涉及虚拟现实(VR)视频领域。本发明中，正映射方法基于主视点，将球面上的区域I、II、III分别映射到平面上相应的区域，其中区域I对应夹角0°～Z₁的区域，区域II对应夹角Z₁～Z₂的区域，区域III对应夹角Z₂～180°的区域。全景视频正映射方法将全景图像A所对应的球面映射到平面方形图像B上；全景视频反映射方法将平面方形图像B映射回球面，进行渲染播放。本发明可大大降低视频的分辨率，有效地降低全景视频编码的码率和编解码的复杂度，达到减少编码码率并保证ROI区域的视频质量的目的。

主权项

1.一种全景视频正映射方法，基于主视点，将全景图像A所对应的球面映射到平面方形图像B上；其中，主视点中心的经度和纬度为(lon，lat)，根据与主视点中心到球心连线的夹角，将球面分成三个区域：分别记为区域I，区域II和区域III，区域I对应夹角0°～Z₁的区域，区域II对应夹角Z₁～Z₂的区域，区域III对应夹角Z₂～180°的区域；然后将区域I映射为图像B上以图像中心为圆心，半径为ρ₀的圆；将区域II映射为图像B上以图像中心为圆心，内半径为ρ₀；外半径为图像尺寸一半的圆环；区域III映射为以图像B四个角为圆心的四个四分之一圆，四分之一圆与区域II对应的圆环的外圈相切；当Z₁＝0°时，ρ₀＝0，此时不存在区域I，只存在区域II和III；当Z₁＝Z₂时，ρ₀为图像尺寸的一半，此时没有区域II，只存在区域I和III；经所述方法正映射后，图像B中有部分区域未使用，将未使用区域填充成任意的像素值；将全景图像A所对应的球面映射到分辨率为N×N的平面方形图像B上的具体方法为：针对平面图像B中的每一个像素点(X，Y)，包括如下步骤：1)计算得到主视点中心为北纬90度或南纬90度时，平面图像B中的像素点(X，Y)对应到球面上的坐标；具体包括如下步骤：A)计算平面图像B中的每个像素点(X，Y)到平面图像B中心的距离ρ；B)根据ρ的值判断像素点(X，Y)所在的区域，当像素点(X，Y)在区域I或区域II中时，转入步骤C)，反之计算像素点(X，Y)到图像四个角的距离，取其中最小的距离记作ρ′，根据ρ′的值判断像素点(X，Y)是否在区域III中，当像素点(X，Y)在区域III中时，转入步骤C)；当像素点(X，Y)不在区域III中时，像素点(X，Y)为未使用像素，填充成任意值，结束操作；C)根据像素点(X，Y)所在的区域以及ρ或ρ′的值，来计算当前点与主视点中心夹角Z的值；D)主视点中心为北纬90度时，根据公式latitude＝90°‑Z计算得到像素点(X，Y)对应的纬度；主视点中心为南纬90度时，根据公式latitude＝‑90°+Z计算得到像素点(X，Y)对应的纬度；E)如果像素点(X，Y)在区域I或区域II中，根据平面上区域I，II选取的经度为0的方向以及X,Y的值，计算得到当前像素点的经度longitude，其中经度为0的方向自行设置；如果像素点(X，Y)在区域III中，根据四个四分之一圆所对应的经度和X,Y的值，计算得到当前像素点的经度longitude，其中四个四分之一圆所对应的经度自行设置，但需要覆盖整个360°的范围；F)根据像素点的经度和纬度得到该像素点在球面的坐标，该坐标为主视点中心为北纬90度或南纬90度时，平面图像B中的像素点(X，Y)对应到球面上的坐标；2)对步骤F)所得到的坐标进行旋转，得到主视点中心为(lon，lat)时，平面图像B中的像素点(X，Y)所对应的坐标；3)根据步骤2)中旋转后的坐标，取球面上对应位置的像素值或通过插值计算得到相应像素值，作为平面图像B中的像素点(X，Y)的像素值。