本申請公開了一種三維模型數據的編碼方案，將三維模型數據、指令信息編碼成二維圖像，以圖像的二維矩陣方式表達三維模型數據。其特征在于，編碼后的二維圖像具有完整的數據格式，包括標識字段、頭文件、數據段、結束符等，且圖像具有無損源數據，能夠還原原始的三維模型數據。
【技術實現步驟摘要】
本申請涉及三維模型數據的編碼，具體涉及一種三維模型數據的編碼方案。
技術介紹
1、三維模型數據，是指數據包含了現實三維場景中完整幾何信息的數據，與我們熟悉的二維數據相比，由于3d數據帶有深度信息，因此它成為了實現高精度三維重建、光場顯示的關鍵。三維模型數據的表達形式大體分為兩種：顯示表達和隱式表達。其中，顯示表達為采用網格化數據，將空間三維劃分使用體積網格顯示的表達3d場景信息，網格化數據一般形式為點云、面片和體素等，數據類型為.3ds、.ply、.obj、.stp等。隱式表達多采用深度學習網絡形式，通過全連接網絡層抑或是高斯函數、球諧函數等存儲場景三維信息，后只需輸入位置和視角，即可通過網絡形式得到特定位置、特定視角下的渲染圖，數據類型多為.npz、.zip等網絡結構形式。但無論任何表達形式的三維模型數據，均因數據類型受限而無法使用高速流數據傳輸。
2、三維模型數據，采用傳統的數據傳輸方式極大地限制了數據的傳輸速率和傳輸途徑。傳統的傳輸方式，即通過usb、網絡等將三維模型數據傳輸至光場顯示器的存儲卡中，速率較慢，且受限于三維模型數據的格式類型，無法采用高速流數據傳輸，即流式傳輸。流式傳輸，目前只能適用傳輸特定流媒體格式數據，諸如，.jpeg、.bmp、.png、.h26x、.mpeg等，無法傳輸三維模型數據類型。
3、針對于三維模型數據的傳輸問題和用戶自定義數據的需求，亟需要設計一種用于流數據傳輸的、全新的三維數據編碼方案，解決三維模型數據因傳輸時存在的格式類型限制而無法進行數據傳輸的問題。
r/>技術實現思路
1、為解決上述問題，本申請一種三維模型數據的編碼方案，將三維模型數據、指令信息、格式標識等編碼成二維編碼圖像，以圖像的二維矩陣方式表達三維模型數據。其特征在于，二維編碼圖像具有完整的數據格式，包括標識字段、頭文件、數據段、結束符，且圖像具有無損源數據，能夠還原原始的數據(如三維模型數據、指令信息、數據格式等)。
2、所述的三維模型數據支持任意格式類型，包括.3ds、.ply、.obj、.stp、神經網絡等常見三維數據類型，也包括用戶自定義的指令信息，例如放大和縮小指令、數據修改等操作指令、執行指令等；編碼輸出的編碼圖像是標準的圖像格式，為無損的數據格式類型，包括.png和.bmp等；編碼圖像中包括數據識別的字段或標識，例如標識字段、頭文件、數據段、結束符。所述的標識字段是區別通用二維圖像與三維模型數據的字段，通過對標識字段的識別，確保三維模型數據載體的有效應用。
3、所述的數據識別的字段或標識，包括標識字段、頭文件、數據段、結束符；也可包括其中的部分字段或標識，例如標識字段、數據段等；也可包括但不限于標識字段、頭文件、數據段、結束符，例如添加新的數據識別的字段或標識。
4、所述的標識字段是區別通用二維圖像與三維模型數據的編碼圖像的字段，通過對標識字段的識別，確保編碼圖像的有效應用。所述的頭文件與所編碼的三維模型數據格式的頭文件相對應，對于用戶自定義的數據，頭文件給出相對應的字段定義。
5、所述的數據段將三維模型數據、指令信息映射成一維存儲數據，后將一維存儲數據映射成二維圖像數據，并預留第一行像素陣列存儲三維模型數據的標識字段和頭文件；所述的結束符則標識三維模型數據的數據段的起始范圍，確保三維模型數據完整性。
6、三維模型數據的編碼方案可應用于三維數據、用戶自定義數據的傳輸，傳輸體系包括上位機編碼模塊、數據傳輸模塊、下位機解碼模塊。
7、所述的上位機編碼模塊，與數據傳輸模塊通過傳輸接口相連接，調用軟件端編碼軟件，通過編碼原理將三維模型數據、指令信息編碼成編碼圖像，并將編碼圖像轉發至傳輸接口。
8、所述的數據傳輸模塊，與上位機編碼模塊通過傳輸接口相連，從傳輸接口讀取編碼圖像，并轉發數據到下位機解碼模塊。數據傳輸模塊接收編碼圖像并將編碼圖像無損轉發至解碼模塊。數據轉發形式可為網絡、usb等傳統數據傳輸方式，也可通過調用hdmi、dp等流數據傳輸接口進行傳輸。
9、所述的下位機解碼模塊，與數據傳輸模塊相連，用于解碼恢復原始三維模型數據、指令信息，完成數據的解碼工作。
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【技術保護點】
1.一種三維模型數據的編碼方案，將三維模型數據、指令信息等編碼成二維編碼圖像，以圖像的二維矩陣方式表達三維模型數據。其特征在于，二維編碼圖像具有完整的數據格式，包括標識字段、頭文件、數據段、結束符，且圖像具有無損源數據，能夠還原原始的數據(如三維模型數據、指令信息)。
2.根據權利要求1所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的三維模型數據支持任意格式類型，包括.3ds、.ply、.obj、.stp、神經網絡等常見三維數據類型，也包括用戶自定義的指令信息，例如放大和縮小指令、數據修改等操作指令、執行指令等；編碼輸出的編碼圖像是標準的圖像格式，為無損的數據格式類型，包括.png和.bmp等；編碼圖像中包括數據識別的字段或標識，例如標識字段、頭文件、數據段、結束符。
3.根據權利要求2所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的數據識別的字段或標識，包括標識字段、頭文件、數據段、結束符；也可包括其中的部分字段或標識，例如標識字段、數據段等；也可包括但不限于標識字段、頭文件、數據段、結束符，例如添加新的數據識別的字段或標識。
4.根據權利要求2所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的標識字段是區別通用二維圖像與三維模型數據的編碼圖像的字段，通過對標識字段的識別，確保編碼圖像的有效應用。所述的頭文件與所編碼的三維模型數據格式的頭文件相對應，對于用戶自定義的數據，頭文件給出相對應的字段定義。
5.根據權利要求2所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的數據段將三維模型數據、指令信息映射成一維存儲數據，后將一維存儲數據映射成二維圖像數據，并預留第一行像素陣列存儲三維模型數據的標識字段和頭文件；所述的結束符則標識三維模型數據的數據段的起始范圍，確保三維模型數據完整性。
6.根據權利要求2所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：三維模型數據的編碼方案可應用于三維數據、用戶自定義數據的傳輸，傳輸體系包括上位機編碼模塊、數據傳輸模塊、下位機解碼模塊。
7.根據權利要求6所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的上位機編碼模塊，與數據傳輸模塊通過傳輸接口相連接，調用軟件端編碼軟件，通過編碼原理將三維模型數據、指令信息編碼成編碼圖像，并將編碼圖像轉發至傳輸接口。
8.根據權利要求6所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的數據傳輸模塊，與上位機編碼模塊通過傳輸接口相連，從傳輸接口讀取編碼圖像，并轉發數據到下位機解碼模塊。數據傳輸模塊接收編碼圖像并將編碼圖像無損轉發至解碼模塊。數據轉發形式可為網絡、USB等傳統數據傳輸方式，也可通過調用HDMI、DP等流數據傳輸接口進行傳輸。
9.根據權利要求6所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的下位機解碼模塊，與數據傳輸模塊相連，用于解碼恢復原始三維模型數據、指令信息，完成數據的解碼工作。
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【技術特征摘要】
1.一種三維模型數據的編碼方案，將三維模型數據、指令信息等編碼成二維編碼圖像，以圖像的二維矩陣方式表達三維模型數據。其特征在于，二維編碼圖像具有完整的數據格式，包括標識字段、頭文件、數據段、結束符，且圖像具有無損源數據，能夠還原原始的數據(如三維模型數據、指令信息)。
2.根據權利要求1所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的三維模型數據支持任意格式類型，包括.3ds、.ply、.obj、.stp、神經網絡等常見三維數據類型，也包括用戶自定義的指令信息，例如放大和縮小指令、數據修改等操作指令、執行指令等；編碼輸出的編碼圖像是標準的圖像格式，為無損的數據格式類型，包括.png和.bmp等；編碼圖像中包括數據識別的字段或標識，例如標識字段、頭文件、數據段、結束符。
3.根據權利要求2所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的數據識別的字段或標識，包括標識字段、頭文件、數據段、結束符；也可包括其中的部分字段或標識，例如標識字段、數據段等；也可包括但不限于標識字段、頭文件、數據段、結束符，例如添加新的數據識別的字段或標識。
4.根據權利要求2所述的一種三維模型數據的編碼方案，其特征在于：所述的標識字段是區別通用二維圖像與三維模型數據的編碼圖像的字段，通過對標識字段的識別，確保編碼圖像的有效應用。所述的頭文件與所編碼的三維模型數據格式的頭文件相對應，對于用戶自定義的數據，頭文件給出相對應的字段...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王元慶，王江濤，鄭燁煬，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：
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