CN107396082A - 一种图像数据的处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像数据的处理方法和装置。该方法包括：虚拟现实设备的主机将获取的左眼图像数据帧和右眼图像数据帧作差得到差异信息，对该差异信息进行压缩编码后将差异编码信息和左眼或右眼图像数据帧发送至头戴显示器；头戴显示器接收差异编码信息和左眼或右眼图像数据帧，解压缩差异编码信息，利用差异信息和接收到的左眼或右眼图像数据帧得到相应的右眼或左眼图像数据帧，以对左眼图像数据帧和右眼图像数据帧进行显示。处理装置包括应用于主机的差异获取单元、编码单元和发送单元，以及包括应用于头戴显示器的接收单元、解码单元、计算单元和显示单元。本发明能够在低时延的情况下，降低数据传输带宽，提高虚拟现实设备的传输效率。

Description

一种图像数据的处理方法和装置
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种图像数据的处理方法和装置。
背景技术
虚拟现实设备(Virtual Reality，VR)通常包括主机和显示器，VR的主机与显示器之间通常采用有线或无线的方式连接。随着物质生活水平的提高，人们越来越追求大显示屏大视场角的视觉体验，市场上VR的显示器通常具有较大的视场角(field angle，FOV)，如能够达到120°、150°，那么在主机传送图像数据、视频数据等大数据量时，会有较大的时延。
以显示刷新率为90Hz的单眼1K(1200*1080)的显示屏幕为例，1个像素点用24bit表示，则需要传送1200*1080*2(双眼)*90*24＝5.6G bit/s的图像数据，如此大的图像数据传输需要占用较大的带宽，当VR的主机与显示器之间采用无线传输方式时则需要对数据进行压缩和解压缩，这将导致时延过大，而时延则是影响VR体验的关键因素。
发明内容
基于本发明的一个目的，本发明提供了一种图像数据的处理方法和装置，以解决VR的主机与显示器之间进行数据传输时存在较大时延的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种图像数据的处理方法，应用于虚拟现实设备的主机，该方法包括：
分别获取待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧，并将分别获取的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息；
利用预设编码规则对该差异信息进行压缩编码，得到压缩的差异编码信息；
将差异编码信息和左眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器；或者，将差异编码信息和右眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器。
本发明还提供了一种图像数据的处理方法，应用于虚拟现实设备的头戴显示器，该方法包括：
接收虚拟现实设备的主机发送的差异编码信息和左眼图像数据帧，或者，接收主机发送的差异编码信息和右眼图像数据帧；其中，差异编码信息是待传输的左眼图像数据帧和右眼图像数据帧之间的差异信息经过预设编码规则压缩编码后得到；
根据预设解码规则解压缩差异编码信息，得到差异信息；
根据差异信息和接收到的左眼图像数据帧得到相应的右眼图像数据帧，或者，根据差异信息和接收到的右眼图像数据帧得到相应的左眼图像数据帧；
对左眼图像数据帧和右眼图像数据帧进行显示。
另一方面，本发明提供了一种图像数据的处理装置，应用于虚拟现实设备的主机，该装置包括：
差异获取单元，用于分别获取待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧，并将获取的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息；
编码单元，用于利用预设编码规则对该差异信息进行压缩编码，得到压缩的差异编码信息；
发送单元，用于将差异编码信息和左眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器；或者，将差异编码信息和右眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器。
本发明还提供了一种图像数据的处理装置，其特征在于，应用于虚拟现实设备的头戴显示器，该装置包括：
接收单元，用于接收虚拟现实设备的主机发送的差异编码信息和左眼图像数据帧，或者，接收主机发送的差异编码信息和右眼图像数据帧；其中，差异编码信息是待传输的左眼图像数据帧和右眼图像数据帧之间的差异信息经过预设编码规则压缩编码后得到；
解码单元，用于根据预设解码规则解压缩所述差异编码信息，得到差异信息；
计算单元，用于根据差异信息和接收到的左眼图像数据帧得到相应的右眼图像数据帧，或者，根据差异信息和接收到的右眼图像数据帧得到相应的左眼图像数据帧；
显示单元，用于对左眼图像数据帧和右眼图像数据帧进行显示。
本发明的有益效果是：本发明在虚拟现实设备的主机，将待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息，不需要进行复杂度较高的帧间冗余信息运动估计，仅通过简单的减法运算即可获得双眼图像数据帧之间的差异信息，利用简单的编码规则对差异信息进行压缩编码，使主机仅需传输差异编码信息和一只眼的图像数据帧，降低图像数据传输所占用的带宽，进一步减少时延；本发明的头戴显示器对主机发送的差异编码信息解码得到差异信息，通过对差异信息和接收到的左眼图像数据帧进行简单的加法运算即可构建另一只眼图像数据帧，构建好图像数据帧后即可对图像数据进行输出显示；头戴显示器仅需要对接收到的数据进行简单的解码处理和加法运算，计算复杂度较低，所需要的处理时间极短，因此可以减少数据显示的时延，提高用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的应用于主机发送端的图像数据的处理方法流程图；
图2为本发明实施例提供的应用于头戴显示器的图像数据的处理方法流程图；
图3为本发明实施例提供的应用于主机发送端的图像数据的处理装置结构框图；
图4为本发明实施例提供的应用于头戴显示器的图像数据的处理装置结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
视频压缩算法中一种常见的技术手段是帧间预测，利用处于时间轴上的同一视频序列前后两帧的帧间冗余信息进行运动估计，再采用压缩编码来进行压缩的。但是对于虚拟现实设备，系统时延是非常重要的指标，典型的视频压缩算法因为计算复杂度较高会引起不可忽略的时延。
本发明实施了针对上述情况，提供了一种图像数据的处理方法。
图1为本发明实施例提供的应用于主机发送端的图像数据的处理方法流程图，该处理方法应用于虚拟现实设备的主机，尤其适用于通过无线连接的方式与头戴显示器进行数据传输的主机。
如图1所示，本实施例的方法包括：
S110，分别获取待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧，并将分别获取的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息。
示例性地，可将左眼图像数据帧和右眼图像数据帧中对应的像素值，如RGB值做差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息。
S120，利用预设编码规则对该差异信息进行压缩编码，得到压缩的差异编码信息。
将左右眼图像数据帧做差后得到的差异信息主要为双眼图像数据之间的近景差异信息，为降低图像数据的传输过程占用的带宽，可以利用较为简单的压缩编码方法，如游程编码或熵编码规则对上述差异信息进行压缩编码，以便于快速压缩、解压缩差异信息，使得由压缩和解压缩过程产生的延时可忽略。
S130，将差异编码信息和左眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器。
其中，主机可通过有线传输通道，如HDMI，Display Port，USB Type-C等有线传输通道将差异编码信息和左眼图像数据帧发送给头戴显示器；主机可以通过无线传输通道，如以60GHz毫米波的波段将差异编码信息和左眼图像数据帧无线发送给头戴显示器。
可以理解的是，本实施例并不限定主机只能传输差异编码信息和左眼图像数据帧，也可以传输差异编码信息和右眼图像数据帧，本实施例仅是为了便于描述，示例性的以传输差异编码信息和左眼图像数据帧为例进行说明。为便于描述，本申请的下述实施例中均以主机将差异编码信息和左眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器为例进行说明。
本实施例在虚拟现实设备的主机，将待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息，不需要进行复杂度较高的帧间冗余信息运动估计，仅通过简单的减法运算即可获得双眼图像数据帧之间的差异信息，利用简单的编码规则对差异信息进行压缩编码，使主机仅需传输差异编码信息和一只眼的图像数据帧，降低图像数据传输所占用的带宽，进一步减少时延，提高用户体验。
本实施例能够在保证低时延的情况下，通过提高压缩比，降低图像数据传输带宽，提高虚拟现实设备的主机和头戴显示器之间的图像数据的传输效率。
图2为本发明实施例提供的应用于头戴显示器的图像数据的处理方法流程图，该处理方法应用于虚拟现实设备的头戴显示器，本实施例的方法尤其适用于通过无线连接的方式与虚拟现实设备的主机进行数据传输的头戴显示器。如图2所示，本实施例的方法包括：
S210，接收虚拟现实设备的主机发送的差异编码信息和左眼图像数据帧，其中，差异编码信息是待传输的左眼图像数据帧和右眼图像数据帧之间的差异信息经过预设编码规则压缩编码后得到。
S220，根据预设解码规则解压缩差异编码信息，得到差异信息。
本实施例的预设解码规则与预设编码规则相对应，若主机采用游程编码规则对差异信息进行压缩编码，则头戴显示器用相应的游程解码规则对差异编码信息解压缩。
S230，根据异信息和接收到的左眼图像数据帧得到相应的右眼图像数据帧。
由于本实施例的差异信息为将左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差得到，本步骤相应的，可将左眼图像数据帧和所述差异信息求和得到所述右眼图像数据帧。
示例性地，在通过对左眼图像数据帧和右眼图像数据帧中对应的像素值做差得到该差异信息时，本步骤具体为：将左眼图像数据帧和差异信息对应的像素值求和，得到右眼图像数据帧。
S240，对左眼图像数据帧和右眼图像数据帧进行显示。
本实施例的头戴显示器对主机发送的差异编码信息解码得到差异信息，通过对差异信息和接收到的左眼图像数据帧进行简单的加法运算即可构建右眼图像数据帧，构建好右眼图像数据帧即可对图像数据进行输出显示；头戴显示器仅需要对接收到的数据进行简单的解码处理和加法运算，计算复杂度较低，所需要的处理时间极短，因此可以减少数据显示的时延，提高用户体验。
与前述处理方法实施例相对应的，本发明还提供了一种处理装置实施例。
图3为本发明实施例提供的应用于主机发送端的图像数据的处理装置结构框图，该处理装置应用于虚拟现实设备的主机，尤其适用于通过无线连接的方式与头戴显示器进行数据传输的主机。
如图3所示，本实施例的处理装置包括：差异获取单元31、编码单元32和发送单元33；
差异获取单元31，用于分别获取待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧，并将获取的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息；
示例性地，差异获取单元31，具体是用于将左眼图像数据帧和右眼图像数据帧中对应的像素值做差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息；
编码单元32，用于利用预设编码规则对该差异信息进行压缩编码，得到压缩的差异编码信息。
示例性地，编码单元32利用较为简单的压缩编码方法，如游程编码或熵编码规则对上述差异信息进行压缩编码，以便于快速压缩、解压缩差异信息，使得由压缩和解压缩过程产生的延时可忽略。
发送单元33，用于将差异编码信息和左眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器。
本实施例在虚拟现实设备的主机，将待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息，不需要进行复杂度较高的帧间冗余信息运动估计，仅通过简单的减法运算即可获得双眼图像数据帧之间的差异信息，利用简单的编码规则对差异信息进行压缩编码，使主机仅需传输差异编码信息和一只眼的图像数据帧，降低图像数据传输所占用的带宽，进一步减少时延，提高用户体验。
图4为本发明实施例提供的应用于头戴显示器的图像数据的处理装置结构框图，该处理装置应用于虚拟现实设备的头戴显示器，尤其适用于通过无线连接的方式与主机进行数据传输的头戴显示器。
如图4所示，本实施例的处理装置包括：接收单元41、解码单元42、计算单元43和显示单元44；
接收单元41，用于接收虚拟现实设备的主机发送的差异编码信息和左眼图像数据帧，其中，差异编码信息是待传输的左眼图像数据帧和右眼图像数据帧之间的差异信息经过预设编码规则压缩编码后得到；
解码单元42，用于根据预设解码规则解压缩差异编码信息，得到差异信息；其中，预设解码规则与预设编码规则相对应；
计算单元43，用于根据差异信息和接收到的左眼图像数据帧得到相应的右眼图像数据帧；
示例性地，计算单元，具体用于将左眼图像数据帧和差异信息求和得到所述右眼图像数据帧。
显示单元44，用于对所述左眼图像数据帧和右眼图像数据帧进行显示。
本实施例的头戴显示器对主机发送的差异编码信息解码得到差异信息，通过对差异信息和接收到的左眼图像数据帧进行简单的加法运算即可构建右眼图像数据帧，构建好右眼图像数据帧即可对图像数据进行输出显示；头戴显示器仅需要对接收到的数据进行简单的解码处理和加法运算，计算复杂度较低，所需要的处理时间极短，因此可以减少数据显示的时延，提高用户体验。
本发明装置实施例的各单元的具体工作方式可以参见本发明的方法实施例，在此不再赘述。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种图像数据的处理方法，其特征在于，应用于虚拟现实设备的主机，该方法包括：
分别获取待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧，并将分别获取的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息；
利用预设编码规则对该差异信息进行压缩编码，得到压缩的差异编码信息；
将所述差异编码信息和所述左眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器；或者，将所述差异编码信息和所述右眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器。
2.根据权利要求1所述的图像数据的处理方法，其特征在于，所述将分别获取的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差包括：
将左眼图像数据帧和右眼图像数据帧中对应的像素值做差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息。
3.根据权利要求1所述的图像数据的处理方法，其特征在于，所述利用预设编码规则对该差异信息进行压缩编码包括：
利用游程编码或熵编码规则对所述差异信息进行压缩编码。
4.一种图像数据的处理方法，其特征在于，应用于虚拟现实设备的头戴显示器，所述方法包括：
接收虚拟现实设备的主机发送的差异编码信息和左眼图像数据帧，或者，接收所述主机发送的差异编码信息和右眼图像数据帧；其中，差异编码信息是待传输的左眼图像数据帧和右眼图像数据帧之间的差异信息经过预设编码规则压缩编码后得到；
根据预设解码规则解压缩所述差异编码信息，得到所述差异信息；
根据所述差异信息和接收到的左眼图像数据帧得到相应的右眼图像数据帧，或者，根据所述差异信息和接收到的右眼图像数据帧得到相应的左眼图像数据帧；
对所述左眼图像数据帧和右眼图像数据帧进行显示。
5.根据权利要求4所述的图像数据的处理方法，其特征在于，所述差异信息通过对左眼图像数据帧和右眼图像数据帧中对应的像素值做差得到。
6.根据权利要求5所述的图像数据的处理方法，其特征在于，所述根据所述差异信息和接收到的左眼图像数据帧得到相应的右眼图像数据帧包括：
将所述左眼图像数据帧和所述差异信息对应的像素值求和，得到所述右眼图像数据帧。
7.一种图像数据的处理装置，其特征在于，应用于虚拟现实设备的主机，该装置包括：
差异获取单元，用于分别获取待传输的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧，并将获取的左眼图像数据帧和对应的右眼图像数据帧作差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息；
编码单元，用于利用预设编码规则对该差异信息进行压缩编码，得到压缩的差异编码信息；
发送单元，用于将所述差异编码信息和所述左眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器；或者，将所述差异编码信息和所述右眼图像数据帧发送至虚拟现实设备的头戴显示器。
8.根据权利要求7所述的图像数据的处理装置，其特征在于，所述差异获取单元，具体用于将左眼图像数据帧和右眼图像数据帧中对应的像素值做差，得到双眼图像数据帧之间的差异信息。
9.一种图像数据的处理装置，其特征在于，应用于虚拟现实设备的头戴显示器，该装置包括：
接收单元，用于接收虚拟现实设备的主机发送的差异编码信息和左眼图像数据帧，或者，接收所述主机发送的差异编码信息和右眼图像数据帧；其中，差异编码信息是待传输的左眼图像数据帧和右眼图像数据帧之间的差异信息经过预设编码规则压缩编码后得到；
解码单元，用于根据预设解码规则解压缩所述差异编码信息，得到所述差异信息；
计算单元，用于根据所述差异信息和接收到的左眼图像数据帧得到相应的右眼图像数据帧，或者，根据所述差异信息和接收到的右眼图像数据帧得到相应的左眼图像数据帧；
显示单元，用于对所述左眼图像数据帧和右眼图像数据帧进行显示。
10.根据权利要求9所述的图像数据的处理装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于将所述左眼图像数据帧和所述差异信息求和，得到所述右眼图像数据帧。
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