CN117710535A - 三维立体动画场景图像数据管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

三维立体动画场景图像数据管理系统，涉及数据管理技术领域，包括主控中心，所述主控中心通信连接有数据采集模块、图像切割模块、图像划分模块、图像优化模块、数据存储模块、数据修复模块；所述数据采集模块用于获得动画场景帧；所述图像切割模块用于获得局部动画场景帧；所述图像划分模块用于获得相邻动画场景帧的相似度，根据相似度获得动画场景帧集合；所述图像优化模块用于获得其他动画场景帧的差异数据，根据差异数据获得优化动画场景帧；所述数据存储模块用于获得优化动画场景图像，并对其进行分布式加密存储；所述数据修复模块用于获得损坏动画场景图像，并对其进行修复；能够降低图像数据存储的体积，有利于对图像存储实现优化。

Description

三维立体动画场景图像数据管理方法及系统

技术领域

本发明涉及数据管理技术领域，具体是三维立体动画场景图像数据管理方法及系统。

背景技术

关于三维立体动画场景的图像数据管理是指对动画制作中所使用的各种图像数据进行组织、存储、维护以及保护的过程，例如：文件组织、数据备份、版本控制、元数据管理、数据库管理、渲染管理、数据安全与保护等，通过以上方法和工具，可以有效地管理动画场景图像数据，提高数据的组织性、可访问性和安全性；

在现有技术中，对于图像数据的存储大多是将其直接转换为数字信号或模拟信号的形式进行的，这种存储方法不可避免的会造成存储数据体积过大的情况发生，而动画画面在一定时间内往往存在着明显的相似画面，如果能够根据其相似部分对动画场景帧进行图像优化，就能够大大的降低数据存储所需要的内存量，针对现有技术的不足，本发明提供了三维立体动画场景图像数据管理方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于提供三维立体动画场景图像数据管理方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：三维立体动画场景图像数据管理系统，包括主控中心，所述主控中心通信连接有数据采集模块、图像切割模块、图像划分模块、图像优化模块、数据存储模块、数据修复模块；

所述数据采集模块用于对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧；

所述图像切割模块用于将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号；

所述图像划分模块用于对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合；

所述图像优化模块用于获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧；

所述数据存储模块用于获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储；

所述数据修复模块用于对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复。

进一步的，所述数据采集模块对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧的过程包括：

设置采集单元和处理单元，通过所述采集单元获得视频形式的动画场景图像，通过所述处理单元对动画场景图像进行提取，逐帧获得图片形式的动画场景帧。

进一步的，所述图像切割模块将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号的过程包括：

获得足够容纳动画场景帧的矩形区域，对矩形区域采取等分的方法将其划分为若干个矩形子区域，根据动画场景帧的实际面积确定对于矩形区域的划分次数，并将最后一次划分后所获得的矩形子区域标记为局部动画场景帧，根据其分布情况按照由左到右、由上到下的顺序对其进行编号。

进一步的，所述图像划分模块对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合的过程包括：

所述相邻动画场景帧是指按照动画场景图像的播放顺序前后相连的两帧动画场景帧，利用MSE算法获得相邻动画场景帧的局部动画场景帧之间的局部相似度，将所获得的所有局部相似度的平均值作为相邻动画场景帧的相似度；

对所获得的相似度进行变化评估以获得相应的相似度变化系数，设置相似度变化阈值，将所获得的相似度变化系数和所设置的相似度变化阈值进行比较，根据比较结果将所获得的相似度变化系数分为正常变化或异常变化，将异常变化的相似度变化系数所对应的相邻动画场景帧标记为划分节点，根据划分节点将动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合。

进一步的，所述图像优化模块获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧的过程包括：

将动画场景帧集合的第一帧动画场景帧作为动画场景帧集合的基准动画场景帧，将其他动画场景帧分别与基准动画场景帧进行比较以获得相应的差异图像，将所获得的差异图像转换为数字信号形式的差异数据，将基准动画场景帧保留为原本的图片形式，将其他动画场景帧转换为相应的差异数据，将完成转换的其他动画场景帧标记为优化动画场景帧。

进一步的，所述数据存储模块获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储的过程包括：

将完成图像优化的动画场景帧集合按照播放顺序依次组合以获得优化动画场景图像，设置二进制转换单元，通过所述二进制转换单元将所获得的优化动画场景图像转换为二进制形式；

设置加密单元，通过所述加密单元对二进制形式的优化动画场景图像进行加密，并生成相应的加密标识，对完成加密的优化动画场景图像进行分布式存储以获得主图像数据和次图像数据。

进一步的，所述数据修复模块对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复的过程包括：

设置检测周期，当达到一个检测周期时，利用SHA-256算法分别获得主图像数据和次图像数据的哈希值，根据两者的比较结果对其完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像；

当出现损坏动画场景图像时，将其分布式存储的主图像数据和次图像数据进行比较以获得存在差异的部分，并根据所存储的图像数据对其进行修复。

三维立体动画场景图像数据管理方法，包括以下步骤：

步骤S1：对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧，将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号；

步骤S2：对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合；

步骤S3：获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧；

步骤S4：获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储，对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于动画场景图像在播放过程中存在着许多相似画面，因此本发明根据前后帧的动画场景帧之间的相似度将整个动画场景图像分为若干个动画场景帧集合，能够准确的获得动画出现画面转变的节点，有利于对动画场景图像分别进行处理；

2、由于动画场景帧集合内的动画场景帧基本相似，因此本发明将该集合内的第一帧作为基准动画场景帧，在此基础上将其他动画场景帧转换为相应的数字信号，能够极大的降低图像数据存储的体积，有利于对图像存储实现有效的优化。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

如图1所示，三维立体动画场景图像数据管理系统，包括主控中心，所述主控中心通信连接有数据采集模块、图像切割模块、图像划分模块、图像优化模块、数据存储模块、数据修复模块；

所述数据采集模块用于对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧；

所述图像切割模块用于将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号；

所述图像划分模块用于对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合；

所述图像优化模块用于获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧；

所述数据存储模块用于获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储；

所述数据修复模块用于对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述数据采集模块对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧的过程包括：

设置采集单元，通过所述采集单元对三维立体动画场景图像进行采集，通过主控中心对所采集的三维立体动画场景图像进行审核，并将通过审核的三维立体动画场景图像标记为动画场景图像，此时所采集的动画场景图像为视频形式；

设置处理单元，将所获得的动画场景图像导入至所述处理单元，通过所述处理单元对动画场景图像进行播放，并在其播放过程中逐帧导出三维立体动画场景帧，将所提取的三维立体动画场景帧标记为该动画场景图像的动画场景帧，此时所采集的动画场景帧为图片形式。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述图像切割模块将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号的过程包括：

以任一动画场景帧为例，获得足够容纳该动画场景帧的矩形区域，且该矩形区域为面积最小的情况，所述矩形区域的四个边长分别沿动画场景帧的四个边长分布，对矩形区域采取等分的方法将其划分为若干个矩形子区域，此时所划分的矩形子区域为第一次划分的结果，根据其分布情况按照由左到右、由上到下进行命名，如A11、A12、A13、……、A21、A22、……、A31……；

以矩形子区域A11为例，对矩形子区域采取等分的方法将其划分为若干个矩形子区域，此时所划分的矩形子区域为第二次划分的结果，根据其分布情况按照由左到右、由上到下进行命名，如A11B11、A11B12、……、A11B21、……；

在实际应用中，可根据动画场景帧的实际面积确定对于矩形区域的划分次数，如对矩形子区域A11B11进行第三次划分以获得相应的矩形子区域A11B11C11、……，并将最后一次划分后所获得的矩形子区域标记为局部动画场景帧。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述图像划分模块对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合的过程包括：

所述相邻动画场景帧是指按照动画场景图像的播放顺序前后相连的两帧动画场景帧，并将其分别标记为前动画场景帧和后动画场景帧，分别获得前动画场景帧和后动画场景帧的局部动画场景帧，并将所获得的局部动画场景帧进行一一对应，即前动画场景帧的A11B11C11区域对应后动画场景帧的A11B11C11区域；

利用MSE算法获得对应的局部动画场景帧之间的局部相似度，采取同样的方法获得前动画场景帧和后动画场景帧的所有局部动画场景帧之间的局部相似度，其中，所获得的局部相似度的数量与所划分的矩形子区域的数量相同，将所获得的所有局部相似度的平均值作为该相邻动画场景帧的相似度；

采取同样的方法获得所有相邻动画场景帧之间的相似度，并将其按照播放顺序进行编号，记为i，i＝1，2，……，n，将所获得的相似度标记为S_i，对所获得的相似度进行变化评估以获得相应的相似度变化系数，并将所获得的相似度变化系数标记为C_i；

设置相似度变化阈值C₀，将所获得的相似度变化系数和所设置的相似度变化阈值进行比较，根据比较结果将所获得的相似度变化系数分为正常变化或异常变化，若C_i≤C₀，则将其标记为正常变化，不对其进行其他任何操作，若C_i＞C₀，则将其标记为异常变化，并将其相应的相邻动画场景帧标记为划分节点；

采取同样的方法获得该动画场景帧的全部划分节点，根据所获得的划分节点将该动画场景帧划分为若干个首尾相连的动画场景帧集合。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述图像优化模块获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧的过程包括：

以任一动画场景帧集合为例，将该动画场景帧集合的第一帧动画场景帧作为该动画场景帧集合的基准动画场景帧，将除去基准动画场景帧的其他动画场景帧分别与基准动画场景帧进行比较，即逐像素比较两张图像的像素值差异，通过减去对应位置的像素值以获得相应的差异图像，并将所获得的差异图像转换为数字信号形式，将数字信号形式的差异图像标记为差异数据；

采取同样的方法获得该动画场景帧集合内的其他动画场景帧的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据能够获得相应的其他动画场景帧，将基准动画场景帧保留为原本的图片形式，将其他动画场景帧转换为相应的差异数据，并将完成转换的其他动画场景帧标记为优化动画场景帧。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述数据存储模块获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储的过程包括：

对所有动画场景帧集合进行图像优化，将完成图像优化的动画场景帧集合按照播放顺序依次组合以获得相应的优化动画场景图像，设置二进制转换单元，通过所述二进制转换单元将所获得的优化动画场景图像转换为二进制形式；

设置加密单元，通过所述加密单元对二进制形式的优化动画场景图像进行加密，并生成相应的加密标识，对完成加密的优化动画场景图像进行分布式存储，同一优化动画场景图像将同时被存储至两个节点，并将其标记为主图像数据和次图像数据。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述数据修复模块对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复的过程包括：

设置检测周期，当达到一个检测周期时，利用SHA-256算法分别获得主图像数据和次图像数据的哈希值，并将所获得的哈希值分别标记为H_主和H_次，将所获得的哈希值进行比较，根据比较结果对其完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，若H_主＝H_次，则判断其不存在损坏，若H_主≠H_次，则判断其存在损坏，并将其标记为损坏动画场景图像；

当出现损坏动画场景图像时，将其分布式存储的主图像数据和次图像数据一一进行比较，根据比较结果获得存在差异的部分，并根据所存储的图像数据对其进行修复。

如图2所示，三维立体动画场景图像数据管理方法，包括以下步骤：

步骤S1：对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧，将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号；

步骤S2：对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合；

步骤S3：获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧；

步骤S4：获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储，对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.三维立体动画场景图像数据管理系统，包括主控中心，其特征在于，所述主控中心通信连接有数据采集模块、图像切割模块、图像划分模块、图像优化模块、数据存储模块、数据修复模块；

所述数据采集模块用于对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧；

所述图像切割模块用于将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号；

所述图像划分模块用于对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合；

所述图像优化模块用于获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧；

所述数据存储模块用于获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储；

所述数据修复模块用于对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复。

2.根据权利要求1所述的三维立体动画场景图像数据管理系统，其特征在于，所述数据采集模块对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧的过程包括：

设置采集单元和处理单元，通过所述采集单元获得视频形式的动画场景图像，通过所述处理单元对动画场景图像进行提取，逐帧获得图片形式的动画场景帧。

3.根据权利要求2所述的三维立体动画场景图像数据管理系统，其特征在于，所述图像切割模块将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号的过程包括：

获得足够容纳动画场景帧的矩形区域，对矩形区域采取等分的方法将其划分为若干个矩形子区域，根据动画场景帧的实际面积确定对于矩形区域的划分次数，并将最后一次划分后所获得的矩形子区域标记为局部动画场景帧，根据其分布情况按照由左到右、由上到下的顺序对其进行编号。

4.根据权利要求3所述的三维立体动画场景图像数据管理系统，其特征在于，所述图像划分模块对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合的过程包括：

所述相邻动画场景帧是指按照动画场景图像的播放顺序前后相连的两帧动画场景帧，利用MSE算法获得相邻动画场景帧的局部动画场景帧之间的局部相似度，将所获得的所有局部相似度的平均值作为相邻动画场景帧的相似度；

对所获得的相似度进行变化评估以获得相应的相似度变化系数，设置相似度变化阈值，将所获得的相似度变化系数和所设置的相似度变化阈值进行比较，根据比较结果将所获得的相似度变化系数分为正常变化或异常变化，将异常变化的相似度变化系数所对应的相邻动画场景帧标记为划分节点，根据划分节点将动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合。

5.根据权利要求4所述的三维立体动画场景图像数据管理系统，其特征在于，所述图像优化模块获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧的过程包括：

将动画场景帧集合的第一帧动画场景帧作为动画场景帧集合的基准动画场景帧，将其他动画场景帧分别与基准动画场景帧进行比较以获得相应的差异图像，将所获得的差异图像转换为数字信号形式的差异数据，将基准动画场景帧保留为原本的图片形式，将其他动画场景帧转换为相应的差异数据，将完成转换的其他动画场景帧标记为优化动画场景帧。

6.根据权利要求5所述的三维立体动画场景图像数据管理系统，其特征在于，所述数据存储模块获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储的过程包括：

将完成图像优化的动画场景帧集合按照播放顺序依次组合以获得优化动画场景图像，设置二进制转换单元，通过所述二进制转换单元将所获得的优化动画场景图像转换为二进制形式；

设置加密单元，通过所述加密单元对二进制形式的优化动画场景图像进行加密，并生成相应的加密标识，对完成加密的优化动画场景图像进行分布式存储以获得主图像数据和次图像数据。

7.根据权利要求6所述的三维立体动画场景图像数据管理系统，其特征在于，所述数据修复模块对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复的过程包括：

设置检测周期，当达到一个检测周期时，利用SHA-256算法分别获得主图像数据和次图像数据的哈希值，根据两者的比较结果对其完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像；

当出现损坏动画场景图像时，将其分布式存储的主图像数据和次图像数据进行比较以获得存在差异的部分，并根据所存储的图像数据对其进行修复。

8.根据权利要求1至7任一项所述的三维立体动画场景图像数据管理系统的三维立体动画场景图像数据管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：对动画场景图像进行采集，根据动画场景图像获得动画场景帧，将所获得的动画场景帧切割为若干个局部动画场景帧，并对其进行编号；

步骤S2：对相邻动画场景帧的局部动画场景帧进行比较，根据比较结果获得相邻动画场景帧之间的相似度，根据所获得的相似度将全部动画场景帧划分为若干个动画场景帧集合；

步骤S3：获得动画场景帧集合的基准动画场景帧，获得其他动画场景帧与基准动画场景帧之间的差异数据，根据基准动画场景帧和差异数据对其他动画场景帧进行优化以获得相应的优化动画场景帧；

步骤S4：获得优化动画场景图像，并将其转换为二进制形式后再进行分布式加密存储，对二进制形式的优化动画场景图像的完整度进行判断以获得相应的损坏动画场景图像，并根据分布式存储的图像数据对其进行修复。