CN112272294B - 一种显示图像压缩方法、装置、设备及计算机存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示图像压缩方法、装置、设备及计算机存储介质。其中，方法包括：确定显示图像的第一凝视点的第一位置信息；获取与第一位置信息对应的图像压缩模型，图像压缩模型包括至少一个图像压缩比和与图像压缩比对应的像素距离；根据至少一个图像压缩比，对显示图像进行压缩处理，得到至少一个显示图层；根据像素距离，确定每个显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据。根据本发明实施例显示图像压缩方法，解决了传输近眼显示图像所需的传输带宽高的问题。

Description

一种显示图像压缩方法、装置、设备及计算机存储介质
技术领域
本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种显示图像压缩方法、装置、设备及计算机存储介质。
背景技术
近眼显示也称为头戴式显示，在军事、教育、航天和娱乐等方面均有广泛的应用。近眼显示主要包含微显示器和光学显示装置，其中，微显示器作为显示源。微显示器显示的图像通过光学显示装置后，形成放大的虚拟图像，实现虚拟场景的模拟。
随着用户对沉浸式体验和交互性要求的提升，近眼显示器不仅要满足设备质量轻的要求，而且还要满足图像分辨率高和图像渲染时延小等要求。无论是对高分辨率的图像的要求还是高刷新率的要求，都会导致数据传输所需传输带宽过高的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种显示图像压缩方法、装置、设备及计算机存储介质，解决了传输近眼显示图像所需的传输带宽高的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种显示图像压缩方法，方法包括：
确定显示图像的第一凝视点的第一位置信息；
获取与第一位置信息对应的图像压缩模型，图像压缩模型包括至少一个图像压缩比和与图像压缩比对应的像素距离；
根据至少一个图像压缩比，对显示图像进行压缩处理，得到至少一个显示图层；
根据像素距离，确定每个显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据。
在第一方面的一些可实现方式中，在获取与第一位置信息对应的图像压缩模型之前，方法还包括：
获取参考图像；
确定位于参考图像的至少一个第二凝视点的第二位置信息；
建立每个第二位置信息对应的参考图像压缩模型；
其中，在至少一个第二位置信息中包括第一位置信息，在至少一个参考图像压缩模型中包括图像压缩模型。
在第一方面的一些可实现方式中，建立每个第二位置信息对应的参考图像压缩模型，包括：
获取参考图像的高斯模糊图像集合和参考图像的压缩比图像集合，高斯模糊图像集合包括多个高斯模糊图像，压缩比图像集合包括多个第一压缩图层；
计算每个高斯模糊图像和每个第一压缩图层的峰值信噪比；
根据峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到参考图像压缩模型。
在第一方面的一些可实现方式中，第二位置信息包括第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距；获取参考图像的高斯模糊图像集合，包括：
根据第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距，计算对应第二凝视点的多个视角；
确定每个视角对应的高斯核函数；
根据多个高斯核函数对参考图像进行高斯滤波处理，得到高斯模糊图像集合。
在第一方面的一些可实现方式中，根据第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距，计算对应第二凝视点的多个视角，包括：
获取第二凝视点到参考图像的边界的最大距离；
根据最大距离确定参考图像中用于计算视角的像素区域；
根据像素区域内像素的坐标信息和第二凝视点坐标信息，计算得到对应第二凝视点的多个视角。
在第一方面的一些可实现方式中，每个第一压缩图层根据不同的第一预设压缩比获得；
根据峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到参考图像压缩模型，包括：
根据每个高斯模糊图像与不同第一压缩图层的峰值信噪比，确定对应每个高斯模糊图像的最大峰值信噪比；
根据对应每个高斯模糊图像的最大峰值信噪比，确定第一预设压缩比对应不同高斯模糊图像的数量；
获取对应不同高斯模糊图像的数量大于或等于预设压缩阈值的第二预设压缩比；
根据第二预设压缩比和对应不同高斯模糊图像的数量，得到参考图像压缩模型。
在第一方面的一些可实现方式中，根据第二预设压缩比和对应不同高斯模糊图像的数量，得到参考图像压缩模型，包括：
将第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量确定为第二预设压缩比所在的压缩图层与上一压缩图层的像素距离；
当第二预设压缩比所在的压缩图层为第一压缩图层时，第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量为第二预设压缩比所在的压缩图层的边界与第二凝视点的距离。
第二方面，本发明实施例提供一种显示图像压缩装置，装置包括：
位置确定模块，用于确定显示图像的第一凝视点的第一位置信息；
获取模块，获取与第一位置信息对应的图像压缩模型，图像压缩模型包括至少一个图像压缩比和与图像压缩比对应的像素距离；
压缩模块，用于根据至少一个图像压缩比，对显示图像进行压缩处理，得到至少一个显示图层；
压缩模块，还用于根据像素距离，确定每个显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据。
第三方面，本发明提供一种显示图像压缩设备，该设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现第一方面或者第一方面任一可实现方式中所述的显示图像压缩方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面或者第一方面任一可实现方式中所述的显示图像压缩方法。
本发明实施例提供了一种显示图像压缩方法，通过获取显示图像上的第一凝视点的第一位置信息，确定压缩该显示图像的图像压缩模型，根据图像压缩模型对输入的视频或图像数据源进行压缩，以实现大幅降低数据传输所需的带宽，进一步的，由于图像压缩模型包括至少一个第一图像压缩比和与所述第一图像压缩比对应的像素距离，因此，在对输入的视频或图像进行压缩时，能够得到符合人眼视觉感知特性的压缩数据，在相同的时钟频率下传输压缩后的数据可以显示更高分辨率、更高刷新率的视频，因此也明显提升了用户的沉浸式体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种人眼中心凹采样示意图；
图2是本发明实施例提供的一种显示图像压缩的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种像素传输区域示意图；
图4是本发明实施例提供的一种建立参考图像压缩模型的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种用于计算视角的像素区域示意图；
图6是本发明实施例提供的一种获取压缩比图像集合的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的一种参考图像的像素和第二预设压缩比的关系示意图；
图8是本发明实施例提供的另一种参考图像的像素和第二预设压缩比的关系示意图；
图9是本发明实施例提供的一种压缩比金字塔示意图；
图10是本发明实施例提供的一种显示图像压缩装置的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的一种显示图像压缩设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本发明，而不是限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
近眼显示也称为头戴式显示，在军事、教育、航天和娱乐等方面均有广泛的应用。近眼显示主要包含微显示器和光学显示装置，其中，微显示器作为显示源。微显示器显示的图像通过光学显示装置后，形成放大的虚拟图像，实现虚拟场景的模拟。
随着用户对沉浸式体验和交互性要求的提升，近眼显示器不仅要满足设备质量轻的要求，而且还要满足图像分辨率高和图像渲染时延小等要求。无论是对高分辨率的图像的要求还是高刷新率的要求，都会导致数据传输所需传输带宽过高的问题。由于需要传输的数据量的激增，若直接传输高分辨率图像，则为数据的传输和存储带来挑战，并且一般的硬件电路难以达到该传输要求。
此外，结合人眼对图像信息的采集呈现非线性，凝视区采样密度较高，非凝视区采样密度较低，借助人眼视觉系统中存在凝视区和非凝视区对细节分辨能力强弱的生理特性，因此，如何将人眼视觉特性应用于虚拟现实的数据传输领域，受到了越来越多的关注与研究。
针对于此，本发明实施例提供了一种显示图像压缩方法，通过结合人眼凝视点的位置信息，根据图像压缩模型对输入的视频或图像数据源进行压缩，可大幅降低数据的传输带宽，在符合人眼视觉感知的前提下，使得近眼显示器在相同的时钟频率下可显示更高分辨率、更高刷新率的视频，提升用户的沉浸式体验。
在介绍本发明的具体实施方式之前，首先介绍描述本发明实施方式时用到的人眼中心凹模型。
人眼中心凹模型，在人类视觉系统特性的基础上提出视敏度，借此表征人眼分辨物体细节的能力，刻画人眼能够观察或感知刺激的细微程度。人眼视网膜上感光细胞的分布呈现不均匀的状态，在中心凹区域密度较高，具有较高的对比度敏感和可见度，距离中心凹越远，分布密度越低，对比敏感度和可见度越低。图1为人眼中心凹采样示意图，每个小圆圈代表单个感光细胞，在中心凹区域感光细胞数量较多，即获取外界视觉信息能力较强。
下面结合附图对本发明实施例所提供的显示图像压缩进行介绍。
图2示出了本发明一个实施例提供的显示图像压缩的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括S210-S240：
S210、确定显示图像的第一凝视点的第一位置信息。
在本发明实施例S210中，为了提升用户的沉浸式体验，针对不同用户提供更好的视觉感知，因此，在对显示图像进行压缩之前，可以先通过显示设备获取用户注视显示图像时的第一凝视点的位置信息，即用户眼睛在用户所佩戴的显示设备所显示画面的凝视点位置信息。
在一些实施例中，为了准确的获取用户的第一凝视点，可以根据用户佩戴显示设备时，采集到的人眼位置和人眼观看显示图像的视距确定。
在得到第一位置信息之后，接下来执行S220。
S220、获取与第一位置信息对应的图像压缩模型。
在一些实施例中，第一位置信息包括第一凝视点的坐标信息和第一凝视点视距。为降低运算量和硬件结构的复杂度，因此，从预先建立的多个参考图像压缩模型中，获取与第一凝视点的坐标信息和第一凝视点视距对应的参考图像压缩模型，并将该参考图像压缩模型用于压缩显示图像的图像压缩模型。其中，图像压缩模型包括至少一个图像压缩比和与图像压缩比对应的像素距离。
在得到图像压缩模型之后，接下来可以执行S230。
S230、根据至少一个图像压缩比，对显示图像进行压缩处理，得到至少一个显示图层。
在本发明实施例S230中，可以将图像压缩比作为显示图像的缩小倍数，选择双线性插值图像缩放法，得到对应图像压缩比的显示图层。
在一些实施例中，当图像压缩比的数量为多个时，对应不同的数值的图像压缩比，对显示图像分别进行压缩处理，得到与图像压缩比对应的显示图层。
作为一个示例，可以根据图像压缩比的数值的大小关系，确定每个显示图层的顺序，例如，可以将数值最小的图像压缩比作为第一个显示图层，将数值次小的图像压缩比作为第二个显示图层，以此类推。
在得到显示图层之后，接下来可以执行S240。
S240、根据像素距离，确定每个显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据。
为了进一步的减少的冗余数据，提高对显示图像的压缩效率，在一些实施例中，对于每个显示图层，可以选择根据第一凝视点的坐标信息和图像压缩比对应的像素距离，确定每个显示图层的传输边界，得到每个显示图层的像素传输区域。
在一些实施例中，可以将每个显示图层的边界与上一显示图层的边界圈定的区域，确定为该第一显示图层的像素传输区域。
为了便于理解本发明实施例，作为一个示例，当图像压缩比最小为R1时，得到第一个显示图层，因此，可以将R1对应的像素距离与第一凝视点的距离确定为第一个显示图层的边界与第一凝视点的距离。当显示压缩比的数值次小为R2时，得到第二个显示图层。因此，在确定第二个显示图层的像素传输区域时，R2对应的像素距离为第二个显示图层的边界与第一个显示图层的边界的距离。
可以理解的是，当第一显示图像为圆形时，如图3所示，第一个显示图层对应的像素距离为第一个显示图层的边界与第一凝视点的距离D1，即D1为第一个显示图层的半径。第二个显示图层对应的像素距离为第二个显示图层的边界与第一个显示图层的边界的距离。其中斜线部分为第二个第一显示图层的像素传输区域。
当第一显示图像为多边形时，第一个显示图层对应的像素距离为第一个显示图层的每个边界与第一凝视点的距离。第二个显示图层对应的像素距离为第一个显示图层与第二个显示图层每个对应边的距离。
在本发明实施例中并不具体限定第一显示图像的形状。
因此，根据第一凝视点的坐标信息和图像压缩比对应的像素距离，确定每个显示图层的传输边界，最终可以得到每个显示图层的像素传输区域。
在一个示例中，以分辨率为1600×3×1600的图像为例，在不同视距、不同凝视点下，根据本发明实施例提供的显示图像压缩方法，得到的定义综合压缩比CCR和时钟频率对比结果，如表1和表2所示，其中，综合压缩比CCR可以根据公式(1)得到。
Figure BDA0002692795260000081
其中，P为显示图层的层数，PTk为第k层显示图层包括的像素总数，N素总为显示图像的像素总数。
当显示图像的灰度级为256，数据位宽＝24bits时，表1示出了不同视距下凝视点位于(800，800)时的CCR对比表。表2示出了不同视距下凝视点位于(0，0)时的CCR对比表
表1
Figure BDA0002692795260000091
表2
Figure BDA0002692795260000092
根据表1和表2可以看出，CCR减小，时钟频率提高，传输数据量增加。当视距为2时且凝视点为(800，800)和(0，0)时，时钟频率分别为传输原始图像的8.16％、2.33％，有效降低数据传输带宽。
根据本发明实施例提供的显示图像压缩方法，通过获取显示图像上的第一凝视点的第一位置信息，确定压缩该显示图像的图像压缩模型，根据图像压缩模型对输入的视频或图像数据源进行压缩，以实现大幅降低数据传输所需的带宽，进一步的，由于图像压缩模型包括至少一个第一图像压缩比和与所述第一图像压缩比对应的像素距离，因此，在对输入的视频或图像进行压缩时，能够得到符合人眼视觉感知特性的压缩数据，在相同的时钟频率下传输压缩后的数据可以显示更高分辨率、更高刷新率的视频，因此也明显提升了用户的沉浸式体验。
在一些实施例中，在得到待传输的目标压缩图像之后，还可以包括向显示设备传输目标压缩数据，目标压缩图像包括每个显示图层的传输区域。
在一些实施例中，显示设备接收到目标压缩数据后，可以根据图像压缩模型包括的图像压缩比和与图像压缩比对应的像素距离，对目标压缩数据进行解压缩，在一个示例中，可以将图像压缩比作为双线性插值图像缩放法的放大倍数，对对应每个图像压缩比的显示图层进行放大处理，并将与图像压缩比对应的像素距离作为各显示图层融合依据，最终可以得到符合人眼视觉感知特性显示图像。
在本发明实施例中，在发送的目标压缩数据时，还可以通过其他有线或无线的方式传输，例如：蓝牙、无线热点(WIFI)、高清多媒体接口(High Definition MultimediaInterface，HDMI)等，在此不做具体限定。
在一个示例中，传输目标压缩数据时，可以将每个显示图层的传输区域写入同步动态随机存取内存(Synchronous Dynamic Random-Access Memory，SDRAM)中，为提高读写速度，可以选用两片SDRAM采用乒乓操作，即同一时间段内第一个SADRAM存储图像数据时，第二个SDRAM读取需要发送的目标压缩数据。之后，可以通过低电压差分信号(Low VoltageDifferential Signaling，LVDS)接口电路依次输出SDRAM存储的目标压缩数据。
在一些实施例中，显示设备中对压缩数据解码的模块可以根据对显示图像压缩时使用的图像压缩模型，对目标压缩数据进行解压，例如，根据每个显示图层所对应的图像压缩比，对每个显示图层进行编码以及填补的放大处理，再根据图像压缩比对应的像素距离将每个显示图层依次存放在对应的空间地址中，最终拼接可以得到符合人眼视觉特性的图像。
在一个实例中，可以通过帧缓冲(Frame Buffer)，对每个显示图层需要存放的区域进行存放。接下来可以选择由扫描控制模块驱动硅基有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)微显示器显示解压得到的人眼视觉特性的视频或图像。
在一些实施例中，为了提高计算速度，执行S220之前，还包括建立图像压缩模型的过程，首先，获取参考图像，其中，参考图像可以是在图像参考库中预先设置的用于参考建立参考图像压缩模型的图像。接下来，确定位于参考图像的至少一个第二凝视点的第二位置信息。最后，建立每个第二位置信息对应的参考图像压缩模型，其中，在至少一个第二位置信息中包括第一位置信息，在至少一个参考图像压缩模型中包括S220中所使用的图像压缩模型。
在一个实例中，可以将建立好的至少一个参考图像压缩模型，存储为查找表或者存储在随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)中以供使用，在此不做具体限定。
在一些实施例中，结合图4所示，建立每个第二位置信息对应的参考图像压缩模型，可以包括S410-S430：
S410、获取参考图像的高斯模糊图像集合和参考图像的压缩比图像集合。
其中，高斯模糊图像集合可以包括多个高斯模糊图像，压缩比图像集合可以包括多个第一压缩图层。
第二位置信息可以包括第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距。
在一些实施例中，获取参考图像的高斯模糊图像集合，可以包括S411-S413：
S411、根据第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距，计算对应第二凝视点的多个视角。
在一些实施例中，为拟合人眼凝视点自适应的效果，根据第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距，计算得到每个像素点对应视角。
在一个示例中，设方形的图像的尺寸为N×M，图像左下角为坐标轴原点，参考图像上第二凝视点坐标为Xf(xf,yf)，参考图像中任意像素的坐标为X(x，y)，v为视距，人眼到参考图像上第二凝视点Xf的距离为N×v，任意像素X到Xf的距离为d(x，y)＝||X-Xf||2。
在图像上任意像素点所处人眼的视角e(deg，度)可以根据公式(2)计算得到。
Figure BDA0002692795260000111
在计算得到每个像素点对应视角之后，再筛选去除重复视角，得到对应第二凝视点的多个视角。
定义E＝{ei：i∈N+}为装载视角e的容器。
其中，i属于正整数，为视角的数量，ei为第i个像素对应的视角。
在一些实施例中，为了避免计算所有像素对应的视角e，降低运算量，提升运算效率，在计算对应第二凝视点的多个视角时，可以首先获取第二凝视点到参考图像的边界的最大距离。然后，根据最大距离确定参考图像中用于计算视角的像素区域。最后，根据像素区域内像素的坐标信息和第二凝视点坐标信息，计算得到对应第二凝视点的多个视角。从而无需筛出重复视角。
在一个示例中，结合图5所示的参考图像，图5中包括第二凝视点Xf(xf,yf)，其中，Xf到图像右和上边界的距离分别记为dx、dy，获取第二凝视点到参考图像的边界的最大距离dmax，即dmax＝max{dx,dy,xf,yf}。
根据公式(2)，只需要计算dx×dy范围内像素点对应的视角，即可得到无重复的对应第二凝视点的所有视角，即，此时计算得到E中的e存在唯一性。
进一步的，在一个示例中，为了提升运算效率以及压缩后的图像在解压后能够有更好的显示效果，还可以选择以第二凝视点Xf为圆心，在以dy为半径范围内与dx×dy范围内的重叠的像素点对应的视角，此时计算得到E中的e同样存在唯一性。
同样的，对于在参考图像的任意一个凝视点，都可以根据本发明实施例S411计算得到相应的视角容器E。
在得到对应第二凝视点的多个视角之后，接下来可以执行S412。
S412、确定每个视角对应的高斯核函数。
在一些实施例中，使用高斯滤波去除图像中人眼无法感知的信息，可以实现模拟人眼在凝视区与非凝视区对细节分辨能力强弱的生理特性。在本发明实施例S412中，高斯核函数σ可以根据人眼临界频率确定。高斯核函数σ可以根据公式(3)计算得到。
Figure BDA0002692795260000121
其中，F为常数，b为常数，fc(cycle/deg，周期/度)为人眼临界频率。
在一个示例中，F可以取45，b可以取1.86。
在一些实施例中，人眼临界频率fc和视角e的关系式，如公式(4)所示。
Figure BDA0002692795260000122
其中，α为空间频率衰减系数常，e2为半分辨率视角常量，CT0为最小对比度阈值。在一个示例中，空间频率衰减系数常量α取0.106，半分辨率视角常量e2取2.3，最小对比度阈值CT0取0.01563。
根据公式(3)可以看出，fc越大，σ越小，即在高斯滤波后得到的图像信息量越大，图像模糊程度越低。
由于每个凝视点会对应多个不同的视角，结合公式(4)可以看出，每个凝视点也会对应多个不同的人眼临界频率，因此，每个凝视点也会对应多个高斯核函数。在得到每个视角对应的高斯核函之后，接下来可以执行S413。
S413、根据多个高斯核函数对参考图像进行高斯滤波处理，得到高斯模糊图像集合。
在本发明实施例中，对应多个视角可以得到多个高斯核函数，采用不同大小的高斯核σi对参考图像进行滤波处理，根据公式(5)，可以获得不同模糊程度的图像Gi(x，y)。
Figure BDA0002692795260000131
其中，SRC(x,y)为参考图像，G(x,y,σi)为窗口大小不同的高斯卷积模板，Gi(x,y)为经过高斯滤波处理后的高斯模糊图像。基于根据每个高斯模糊图像Gi(x,y)得到高斯模糊图像集合GS，即GS＝{Gi(x,y),i∈N+}。
为了去除人眼不易察觉的图像信息，在本发明实施例在S410中，可以根据双线性插值图像缩放法，获取参考图像的压缩比图像集合。
在一个示例中，结合图6所示的压缩比图像集合获取过程，图6中SRC(x，y)为参考图像，Rj为预设的第j个压缩比，j为不同压缩比的下标，Cj(x，y)为SRC(x，y)缩小Rj倍的图像，SRCRj(x，y)为Cj(x，y)放大Rj倍的第一压缩图层。将所有SRCRj(x,y)归置于CS中，得到压缩比图像集合CS，即CS＝{SRCRj(x,y),j∈N+}。
通过衡量高斯模糊图像和第一压缩图层之间的相似度，可以确定在预设的第一压缩比中有哪些可用于建立参考图像压缩模型的第二预设压缩比。因此，在得到参考图像的高斯模糊图像集合和参考图像的压缩比图像集合之后，接下来可以执行S420。
S420、计算每个高斯模糊图像和每个第一压缩图层的峰值信噪比。
在本发明实施例S420中，可以选择采用峰值信噪比衡量高斯模糊图像Gi(x，y)和第一压缩图层SRCRj(x，y)之间的相似度。
S430、根据峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到参考图像压缩模型。
其中，第二压缩图层是可用于建立参考图像压缩模型的第二预设压缩比所对应的压缩图层。
由于每个第一压缩图层根据不同的第一预设压缩比获得；因此，根据峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到参考图像压缩模型，可以包括S431-S434：
S431、根据每个高斯模糊图像与不同第一压缩图层的峰值信噪比，确定对应每个高斯模糊图像的最大峰值信噪比。
在一个实例中，每个高斯模糊图像和每个第一压缩图层的峰值信噪比(Peaksignal-to-noise ratio，PSRN)可以根据公式(6)、公式(7)计算得到。
Figure BDA0002692795260000141
Figure BDA0002692795260000142
在公式(6)中，MSE(i，j)为高斯模糊图像和第一压缩图层的均方差，M为参考图像的像素长度，N为参考图像的像素宽度，Gi(x，y)为高斯模糊图像，SRCRj(x，y)为第一压缩图层。
在公式(7)中，PSRN为高斯模糊图像和第一压缩图层的峰值信噪比，n_bit为参考图像的灰度等级。
S432、根据对应每个高斯模糊图像的最大峰值信噪比，确定第一预设压缩比对应不同高斯模糊图像的数量。
由于每个高斯模糊图像可以和所有第一压缩图层进行峰值信噪比的计算。因此，对于每一个高斯模糊图像，都可以得到多个峰值信噪比，在多个峰值信噪比中，可以根据数值最大的峰值信噪比，确定高斯模糊图像与第一压缩图层对应，即高斯模糊图像与第一预设压缩比对应。该第一压缩图层可以替代高斯模糊图像。
在一个示例中，可以根据公式(8)确定高斯模糊图像的最大峰值信噪比。
Figure BDA0002692795260000151
其中，Θ(σi，Rj)为最大峰值信噪比。
为了方便描述，定义ψ＝{Θ(σi,Rj),i,j∈N+}为装载Θ(σi，Rj)的容器，COUNT(ψ,Rj)为计算ψ中，对于同一个第一预设压缩比，与第一预设压缩比对应的不同高斯模糊图像的数量。
S433、获取对应不同高斯模糊图像的数量大于或等于预设压缩阈值的第二预设压缩比。
在一个示例中，预设压缩阈值可以设置为0或者其他数据，在此不做具体限定。
当第一预设压缩比对应的不同高斯模糊图像的数量大于或等于预设压缩阈值时，说明该第一预设压缩比可以作为建立参考图像压缩模型的第二预设压缩比。
S434、根据第二预设压缩比和对应不同高斯模糊图像的数量，得到参考图像压缩模型。
在本发明实施例S434中，可以将第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量确定为第二预设压缩比所在的压缩图层与上一压缩图层的像素距离。当第二预设压缩比所在的压缩图层为第一压缩图层时，第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量为第二预设压缩比所在的压缩图层的边界与第二凝视点的距离。
结合本发明图4所提供的参考图像压缩模型的建立方法，相应的，对于参考图像上的每个第二位置信息，都可以计算得到对应的参考图像压缩模型。
为了提高图像压缩速度根据本发明实施例所描述的参考图像压缩模型的建立方法得到的参考图像压缩模型，可以预先存储为查找表或者存储在随机存取存储器中以供实时压缩显示图像使用，在此不做具体限定。
在一个示例中，根据分辨率为1600×3×1600的参考图像，视距v＝2为例，当凝视点改变时，参考图像的像素和第二预设压缩比的关系如图7所示，图中横轴为像素，纵轴为压缩比，凝视点坐标为(400，400)，虚线为人眼临界频率。根据图7可以看出，人眼临界频率高时，压缩比小；人眼临界频率降低时，压缩比增加。由于COUNT(ψ，Rj)为离散值，因此压缩比呈现台阶状，记为Rk。其中，Rk为第k个台阶对应的压缩比。
若凝视点在图像坐标系原点，则dmax＝max{N,M}，此时，根据dmax计算得到的不同视角e的个数最多。借助这一特性绘制出像素和压缩比的极限关系图，如图8所示。图中横轴为像素，纵轴为压缩比，凝视点坐标为(0,0)，虚线为人眼临界频率，灰色台阶表示压缩比。
作为一个示例，可以根据第二预设压缩比的数值的大小关系，确定每个第二预设压缩比对应的压缩图层的顺序，可以获得例如图9所示的压缩比金字塔，压缩比金字塔可以包括两个参数，分别为每一层的第二压缩比RP和第二预设压缩比对应的像素距离dP，记为CRP(RP，dP)。可以看出，第二预设压缩比的数值越大，对应压缩图层的像素越少。
在一个示例中，当凝视点位于图像中心时，被压缩图像所需使用的CRP(RP，dP)层数最少；当凝视点在图像坐标系原点时，被压缩图像所需使用的CRP(RP，dP)层数最多。
在本发明实施例所提供的显示图像压缩方法，根据显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据之后，即可将数据发送给对压缩数据解码的模块，用于解码模块对目标压缩数据进行放大、融合，形成符合人眼视觉特性的图像。
图10是本发明实施例提供的一种显示图像压缩装置的结构示意图，如图10所示，该显示图像压缩装置1000可以包括：位置确定模块1010、获取模块1020和压缩模块1030。
位置确定模块1010，用于确定显示图像的第一凝视点的第一位置信息；
获取模块1020，获取与第一位置信息对应的图像压缩模型，图像压缩模型包括至少一个图像压缩比和与图像压缩比对应的像素距离；
压缩模块1030，用于根据至少一个图像压缩比，对显示图像进行压缩处理，得到至少一个显示图层；
压缩模块1040，还用于根据像素距离，确定每个显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据。
在一些实施例中，第一位置信息包括第一凝视点的坐标信息和第一凝视点视距。获取模块1020还可以用于获取与第一凝视点的坐标信息和第一凝视点视距对应的图像压缩模型。
在一些实施例中，压缩模块1040，还可以用于根据第一凝视点的坐标信息和图像压缩比对应的像素距离，确定每个显示图层的传输边界，得到每个显示图层的像素传输区域。
在一些实施例中，显示图像压缩装置1000还可以包括发送模块，用于向显示设备传输目标压缩图像，目标压缩图像包括每个显示图层的传输区域。
在一些实施例中，获取模块1020还可以用于获取参考图像。
位置确定模块1010还可以用于确定位于参考图像的至少一个第二凝视点的第二位置信息。
在一些实施例中，显示图像压缩装置1000还可以包括模型建立模块，用于建立每个第二位置信息对应的参考图像压缩模型。其中，在至少一个第二位置信息中包括第一位置信息，在至少一个参考图像压缩模型中包括图像压缩模型。
在一些实施例中，获取模块1020还可以用于获取参考图像的高斯模糊图像集合和参考图像的压缩比图像集合，高斯模糊图像集合包括多个高斯模糊图像，压缩比图像集合包括多个第一压缩图层。
在一些实施例中，模型建立模块，还可以用于计算每个高斯模糊图像和每个第一压缩图层的峰值信噪比；以及用于根据峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到参考图像压缩模型。
在一些实施例中，第二位置信息包括第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距。
在一些实施例中，获取模块1020还可以用于根据第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距，计算对应第二凝视点的多个视角；以及用于确定每个视角对应的高斯核函数。
在一些实施例中，显示图像压缩装置1000还可以包括滤波模块，用于根据多个高斯核函数对参考图像进行高斯滤波处理，得到高斯模糊图像集合。
在一些实施例中，根据第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距。
在一些实施例中，获取模块1020还可以用于获取第二凝视点到参考图像的边界的最大距离；以及用于根据最大距离确定参考图像中用于计算视角的像素区域。
获取模块1020还可以用于根据像素区域内像素的坐标信息和第二凝视点坐标信息，计算得到对应第二凝视点的多个视角。
在一些实施例中，每个第一压缩图层根据不同的第一预设压缩比获得。
在一些实施例中，模型建立模块，还可以用于根据每个高斯模糊图像与不同第一压缩图层的峰值信噪比，确定对应每个高斯模糊图像的最大峰值信噪比；根据对应每个高斯模糊图像的最大峰值信噪比，确定第一预设压缩比对应不同高斯模糊图像的数量。
模型建立模块，还可以用于获取对应不同高斯模糊图像的数量大于或等于预设压缩阈值的第二预设压缩比；以及，根据第二预设压缩比和对应不同高斯模糊图像的数量，得到参考图像压缩模型。
在一些实施例中，模型建立模块，还可以用于将第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量确定为第二预设压缩比所在的压缩图层与上一压缩图层的像素距离。当第二预设压缩比所在的压缩图层为第一压缩图层时，第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量为第二预设压缩比所在的压缩图层的边界与第二凝视点的距离。
可以理解的是，本发明实施例的显示图像压缩装置1000，可以对应于本发明实施例描述的显示图像压缩方法的执行主体，显示图像压缩装置1000的各个模块/单元的操作和/或功能的具体细节可以参见上述本发明实施例描述的显示图像压缩方法中的相应部分的描述，为了简洁，在此不再赘述。
本发明实施例的显示图像压缩装置1000，通过获取显示图像上的第一凝视点的第一位置信息，确定压缩该显示图像的图像压缩模型，根据图像压缩模型对输入的视频或图像数据源进行压缩，以实现大幅降低数据传输所需的带宽，进一步的，由于图像压缩模型包括至少一个第一图像压缩比和与所述第一图像压缩比对应的像素距离，因此，在对输入的视频或图像进行压缩时，能够得到符合人眼视觉感知特性的压缩数据，在相同的时钟频率下传输压缩后的数据可以显示更高分辨率、更高刷新率的视频，因此也明显提升了用户的沉浸式体验。进一步的，可以预先存储为查找表或者存储在随机存取存储器中以供实时压缩显示图像使用，也有效提高了对显示图像的压缩速度。
图11是本发明实施例提供的一种显示图像压缩设备的硬件结构示意图。
如图11所示，本实施例中的显示图像压缩1100包括输入设备1101、输入接口1102、中央处理器1103、存储器1104、输出接口1105、以及输出设备1106。其中，输入接口1102、中央处理器1103、存储器1104、以及输出接口1105通过总线1110相互连接，输入设备1101和输出设备1106分别通过输入接口1102和输出接口1105与总线1110连接，进而与显示图像压缩设备1100的其他组件连接。
具体地，输入设备1101接收来自外部的输入信息，并通过输入接口1102将输入信息传送到中央处理器1103；中央处理器1103基于存储器1104中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器1104中，然后通过输出接口1105将输出信息传送到输出设备1106；输出设备1106将输出信息输出到显示图像压缩设备1100的外部供用户使用。
也就是说，图11所示的显示图像压缩设备1100也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合本发明实施例描述的显示图像压缩方法。
在一个实施例中，图11所示的显示图像压缩设备1100包括：存储器1104，用于存储程序；处理器1103，用于运行存储器中存储的程序，以执行本发明实施例描述的显示图像压缩方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例描述的显示图像压缩方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，做出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存、可擦除只读存储器(Erasable ReadOnly Memory，EROM)、软盘、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光盘、硬盘、光纤介质、射频(Radio Frequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种显示图像压缩方法，其特征在于，包括：
确定显示图像的第一凝视点的第一位置信息；
获取与所述第一位置信息对应的图像压缩模型，所述图像压缩模型包括至少一个图像压缩比和与所述图像压缩比对应的像素距离；
根据所述至少一个图像压缩比，对所述显示图像进行压缩处理，得到至少一个显示图层；
根据所述像素距离，确定每个所述显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据；
其中，在所述获取与所述第一位置信息对应的图像压缩模型之前，所述方法还包括：
获取参考图像；
确定位于所述参考图像的至少一个第二凝视点的第二位置信息；
建立每个所述第二位置信息对应的参考图像压缩模型；
其中，在至少一个所述第二位置信息中包括所述第一位置信息，在至少一个所述参考图像压缩模型中包括所述图像压缩模型；
所述建立每个所述第二位置信息对应的参考图像压缩模型，包括：
获取所述参考图像的高斯模糊图像集合和所述参考图像的压缩比图像集合，所述高斯模糊图像集合包括多个高斯模糊图像，所述压缩比图像集合包括多个第一压缩图层；
计算每个所述高斯模糊图像和每个所述第一压缩图层的峰值信噪比；
根据所述峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到所述参考图像压缩模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二位置信息包括第二凝视点坐标信息和第二凝视点视距；所述获取所述参考图像的高斯模糊图像集合，包括：
根据所述第二凝视点坐标信息和所述第二凝视点视距，计算对应所述第二凝视点的多个视角；
确定每个所述视角对应的高斯核函数；
根据多个所述高斯核函数对所述参考图像进行高斯滤波处理，得到所述高斯模糊图像集合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二凝视点坐标信息和所述第二凝视点视距，计算对应所述第二凝视点的多个视角，包括：
获取所述第二凝视点到所述参考图像的边界的最大距离；
根据所述最大距离确定所述参考图像中用于计算所述视角的像素区域；
根据所述像素区域内像素的坐标信息和所述第二凝视点坐标信息，计算得到对应所述第二凝视点的多个视角。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述第一压缩图层根据不同的第一预设压缩比获得；
所述根据所述峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到所述参考图像压缩模型，包括：
根据每个所述高斯模糊图像与所述不同第一压缩图层的峰值信噪比，确定对应每个所述高斯模糊图像的最大峰值信噪比；
根据对应每个所述高斯模糊图像的最大峰值信噪比，确定所述第一预设压缩比对应不同高斯模糊图像的数量；
获取对应不同高斯模糊图像的数量大于或等于预设压缩阈值的第二预设压缩比；
根据所述第二预设压缩比和所述对应不同高斯模糊图像的数量，得到所述参考图像压缩模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二预设压缩比和所述对应不同高斯模糊图像的数量，得到所述参考图像压缩模型，包括：
将所述第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量确定为所述第二预设压缩比所在的压缩图层与上一压缩图层的像素距离；
当所述第二预设压缩比所在的压缩图层为第一压缩图层时，所述第二预设压缩比对应的高斯模糊图像的数量为所述第二预设压缩比所在的压缩图层的边界与所述第二凝视点的距离。
6.一种显示图像压缩装置，其特征在于，所述装置包括：
位置确定模块，用于确定显示图像的第一凝视点的第一位置信息；
获取模块，获取与所述第一位置信息对应的图像压缩模型，所述图像压缩模型包括至少一个图像压缩比和与所述图像压缩比对应的像素距离；
压缩模块，用于根据所述至少一个图像压缩比，对所述显示图像进行压缩处理，得到至少一个显示图层；
所述压缩模块，还用于根据所述像素距离，确定每个所述显示图层的像素传输区域，得到待传输的目标压缩数据；
其中，所述获取模块，还用于获取参考图像；
所述位置确定模块，还用于确定位于所述参考图像的至少一个第二凝视点的第二位置信息；
所述装置还包括：模型建立模块，用于建立每个所述第二位置信息对应的参考图像压缩模型；其中，在至少一个所述第二位置信息中包括所述第一位置信息，在至少一个所述参考图像压缩模型中包括所述图像压缩模型；
所述获取模块，还用于获取所述参考图像的高斯模糊图像集合和所述参考图像的压缩比图像集合，所述高斯模糊图像集合包括多个高斯模糊图像，所述压缩比图像集合包括多个第一压缩图层；
所述模型建立模块，还用于计算每个所述高斯模糊图像和每个所述第一压缩图层的峰值信噪比；
所述模型建立模块，还用于根据所述峰值信噪比确定第二压缩图层与不同压缩图层之间的像素距离，得到所述参考图像压缩模型。
7.一种显示图像压缩设备，其特征在于，所述设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现如权利要求1-5任意一项所述的显示图像压缩方法。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述的显示图像压缩方法。
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