CN105959702B - 一种球面视频编码方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种球面视频编码方法，涉及视频编码技术领域。所述方法包括：对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率均匀采样；分别将中心圆周上相邻两个采样点的夹角和弧长作为标准角度和标准距离；根据标准角度确定与中心圆周同轴的各同轴圆周；根据标准距离对各同轴圆周均匀采样；将采样得到的所有采样点映射至目标平面视频上；并对该目标平面视频编码。本发明解决了在先技术中不均匀映射导致的编码效率较低，不同平面视频的平面之间的预测难度大且不同平面视频之间存在明显边界，导致的编码复杂且效率较低的问题，取得了将球面视频均匀映射到同一平面视频中，从而有效降低编码复杂度，提高编码效率的效果。

Description

一种球面视频编码方法和装置

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，特别是涉及一种球面视频编码方法和装置。

背景技术

随着多媒体通信的迅速发展，出现了很多球面视频，球面视频编码通常转换为平面视频编码。

在先技术中，将球面视频转换为平面视频的方法主要有三种：经纬图法、六面体法、棱锥法。如图1(a)，经纬图法将球面视频上的任一点P用与0度经线J0之间的夹角α和与0度纬线W0的夹角β来表示，对角α和角β进行相同点数的采样，从而得到采样点对应的矩形图作为球面视频对应的平面视频；如图1(b)，六面体法首先将观察点置于球面视频的外切正方体中心点O处，然后根据从观察点发出各个方向的光线将球面视频上的点P映射为正方体上点P’，最后将正方体上六个面拼接成一个平面作为球面视频对应的平面视频；如图1(c)，棱锥法首先将观察点置于球面视频的外切正四棱锥中心点O处，然后根据从观察点发出各个方向的光线将球面视频上的点P映射为正四棱锥的面上的点P’，最后将正四棱锥的五个面变换拼接成一个正方形作为球面视频对应的平面视频。

可以看出，经纬图法对不同的纬度角进行相同点数的采样，会导致纬度角小的纬线采样距离较小，纬度角大的纬线采样距离较大，这种不均匀采样导致编码效率较低；而六面体法将球面视频的点映射到六面体上时，由于球面与六面体之间的距离不定，所以映射到六面体上的点也不均匀，并且六面体法将六个平面视频拼接，由于不同平面视频之间的预测难度较大且不同平面视频之间存在明显边界，从而导致编码复杂且效率较低，同理，正四棱锥法也存在与正六面体法类似的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种球面视频编码方法和装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种球面视频编码方法，包括：

对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样；

将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周；

根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

对映射得到的目标平面视频进行编码。

优选地，所述根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周的步骤，包括：

从所述中心圆周上选择一个参考点；

将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周。

优选地，所述根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样的步骤，包括：

从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样。

优选地，所述根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样的步骤，包括：

根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率；

从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，按照第二采样频率进行采样。

优选地，所述根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率的步骤，包括：

将各同轴圆周的周长除以所述标准距离得到各同轴圆周的所述第二采样频率。

优选地，所述将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离的步骤，包括：

将2π除以所述第一采样频率作为所述标准角度；

将所述球面视频的球面半径乘以所述标准角度作为所述标准距离。

优选地，所述对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样的步骤，包括：

将通过所述球面视频的球面中心的所述中心圆周上任一点作为所述中心圆周的第一采样点；

从所述第一采样点开始沿着预设方向，按照所述第一采样频率对所述中心圆周进行采样。

优选地，所述参考点为所述第一采样点。

优选地，其特征在于，所述将得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上的步骤，包括：

将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序居中映射至所述目标平面视频上；或

将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序左对齐映射至所述目标平面视频上；或

将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序右对齐映射至所述目标平面视频上。

依据本发明的另一个方面，提供了一种球面视频编码装置，包括：

中心圆周采样模块，用于对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样；

标准值计算模块，用于将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

同轴圆周确定模块，用于根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周；

同轴圆周采样模块，用于根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

映射模块，用于将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

编码模块，用于对映射得到的目标平面视频进行编码。

优选地，所述同轴圆周确定模块，包括：

参考点选择子模块，用于从所述中心圆周上选择一个参考点；

参考经线确定子模块，用于将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

同轴圆周确认第一子模块，用于在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周。

优选地，所述同轴圆周采样模块，包括：

同轴圆周采样第一子模块，用于从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样。

优选地，所述同轴圆周采样模块，包括：

第二采样频率计算子模块，用于根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率；

同轴圆周采样第二子模块，用于从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，按照第二采样频率进行采样。

优选地，所述第二采样频率计算子模块，包括：

第二采样频率计算第一子模块，用于将各同轴圆周的周长除以所述标准距离得到各同轴圆周的所述第二采样频率。

优选地，所述标准值计算模块，包括：

标准角度计算子模块，用于将2π除以所述第一采样频率作为所述标准角度；

标准距离计算子模块，用于将所述球面视频的球面半径乘以所述标准角度作为所述标准距离。

优选地，所述中心圆周采样模块，包括：

第一采样点选择子模块，用于将通过所述球面视频的球面中心的所述中心圆周上任一点作为所述中心圆周的第一采样点；

中心圆周采样第一子模块，用于从所述第一采样点开始沿着预设方向，按照所述第一采样频率对所述中心圆周进行采样。

优选地，所述参考点为所述第一采样点。

优选地，所述映射模块，包括：

居中映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序居中映射至所述目标平面视频上；或

左对齐映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序左对齐映射至所述目标平面视频上；或

右对齐映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序右对齐映射至所述目标平面视频上。

本发明实施例具有如下优点：

根据本发明的球面视频编码方法和装置，可以对通过球面视频的球面中心的中心圆周进行均匀采样，并计算中心圆周上两个相邻采样点的夹角作为标准角度，中心圆周上两个相邻采样点的弧长作为标准距离。根据标准角度将球面视频的球面划分为各同轴圆周，根据标准距离对各同轴圆周进行均匀采样。将得到的所有采样点映射到目标平面视频上，并对目标平面视频进行编码。由此解决了不均匀映射导致的编码效率较低，以及对于映射到不同平面视频，由于不同平面视频的平面之间的预测难度较大且不同平面视频之间存在明显边界，从而导致编码复杂且效率较低等问题，取得了可以将球面视频均匀映射到同一平面视频中，从而可以有效降低编码复杂度、提高编码效率的效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1(a)为在先技术的经纬图法示意图；

图1(b)为在先技术的六面体法示意图；

图1(c)为在先技术的棱锥法示意图；

图2示出了根据本发明的球面视频编码方法的实施例一的步骤流程图；

图2(a)示出了本发明的球面视频模型示意图；

图2(b)示出了本发明的居中映射示意图；

图2(c)示出了本发明的左对齐映射示意图；

图2(d)示出了本发明的右对齐映射示意图；

图3示出了根据本发明的球面视频编码方法的实施例二的步骤流程图；

图4示出了根据本发明的球面视频编码装置的实施例三的结构框图；

图5示出了根据本发明的球面视频编码装置的实施例四的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

参照图2，示出了根据本发明的一种球面视频编码方法实施例一的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤110、对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样；

本发明适用于在球面上播放的视频，对球面视频建立球面模型从而进行视频编码，如2(a)为建立的球面模型，球面视频的球面中心为点O，球面上存在不同纬度的同轴圆周C0、C1、C2、D1、D2，经线J1与各同轴圆周的交点为E、G、D、E’、G’。可以理解，本发明实施例可以用于所有可以建立球面模型的视频编码***中。

针对球面视频的球面模型，通过球面中心的圆周半径最大，从而周长最大，如图2(a)中的中心圆周C0的半径、周长最大。本发明将此中心圆周作为采样标准，首先对中心圆周进行采样，然后，根据该中心圆周的采样结果对其他圆周进行采样。可以理解，本发明适用于任何可以建立球面模型的视频编码。

采样为将连续的量转换成离散的量的过程，从相邻采样点之间的距离是否恒定分为均匀采样和不均匀采样。其中，不均匀采样为任意两个相邻采样点之间的距离不恒定的采样方法，均匀采样为任意两个相邻采样点之间的距离恒定的采样方法。当然，对于平面视频，采样点之间的距离为直线距离，而对于球面视频，采样点之间的距离为沿着球面的弧长。

本发明在对该中心圆周进行采样前，可任选一采样频率作为第一采样频率，当然该第一采样频率也可以根据实际的需求设置。这里，采样频率可以为采样点数，例如，对长度为500个单位的弧长进行均匀采样，采样点数为100，则在弧长上每隔5个单位取一个点作为采样点。

步骤120、将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

实际应用中，为了保证所有圆周中任一圆周上的任一采样点与其相邻的同圆周的采样点之间的距离，和任意两个相邻圆周之间沿着同一经线的弧长距离相等或近似相等，对同轴圆周进行采样前，需要将中心圆周的采样结果作为标准。具体的，标准角度可以为中心圆周上的相邻两个采样点分别与球面中心连线之间的夹角。

优选地，步骤120可以包括子步骤121至122：

子步骤121、将2π除以所述第一采样频率作为所述标准角度；

具体可以采用如下公式计算：

α＝(2π)/F₁ (1)

其中，α为标准角度，π为圆周率，F₁为第一采样频率。

子步骤122、将所述球面视频的球面半径乘以所述标准角度作为所述标准距离。

具体可以采用如下公式计算：

L＝R*α＝(2πR)/F₁ (2)

其中，L为标准距离，R为球面视频的球面半径，其他参数参照公式(1)的描述。

步骤130、根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周；

本发明通过将球面视频划分为若干同轴圆周，对于同一个球面视频的球面，标准角度越大，任意两个相邻同轴圆周之间的距离越大，同轴圆周越疏；反之，标准角度越小，任意两个相邻同轴圆周之间的距离越小，同轴圆周越密。

本发明将球面视频划分成为若干任意两个相邻圆周之间的夹角均为标准角度的同轴圆周，其中，相邻圆周之间的夹角为两个圆周在同一经线上的点与球面中心的连线之间的夹角。

优选地，步骤130包括子步骤131至133：

子步骤131、从所述中心圆周上选择一个参考点；

其中，参考点可以为中心圆周上的任意一点。如图2(a)中，可以选择D点作为参考点。

子步骤132、将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

如图2(a)中，可以选择经过参考点D的经线J1作为参考经线。

子步骤133、在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周。

如图2(a)中，参考经线J1上取四个基准点E、G、E’、G’，从而分别经过基准点E、G、E’、G’且平行于中心圆周的四个圆周C1、C2、C3、C4为同轴圆周。

步骤140、根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

为了使各同轴圆周上的任意两个相邻采样点之间的距离与中心圆周上的任意两个相邻采样点之间的距离相等或近似相等，将中心圆周上的任意两个相邻采样点之间的距离作为标准距离，对各同轴圆周进行均匀采样。

优选地，步骤140可以包括子步骤141或子步骤142-143：

子步骤141、从各同轴圆周的任意一点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样；

首先，从同轴圆周上选择任意一点作为第一个采样点，然后沿着预设方向选择与当前采样点的弧长距离为标准距离的点作为下一个采样点。如此，总是沿着预设方向选择与上一个采样点的弧长距离为标准距离的点作为下一个采样点，直到当前采样点与第一个采样点沿着预设方向的弧长距离小于等于标准距离。

可以理解，除最后一个采样点与第一个采样点之间沿着预设方向的弧长距离小于等于标准距离外，其他任意两个相邻采样点之间沿着预设方法的弧长距离均为标准距离。

子步骤142、根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率；

在实际应用中，为了使各同轴圆周上任意两个相邻采样点之间的距离与所述标准距离相同，所以，需要根据同轴圆周的周长调整第二采样频率，对于周长较小的同轴圆周，需要减小第二采样频率，对于周长较大的同轴圆周，需要增大第二采样频率。从而可知，不同周长的同轴圆周的第二采样频率不同。

中心圆周上侧的第一个同轴圆周C1与中心圆周C0的夹角为标准角度，中心圆周下侧的第一个同轴圆周D1与中心圆周C0的夹角为标准角度。中心圆周上侧的第一个同轴圆周C2与中心圆周C0的夹角为2个标准角度，中心圆周下侧的第一个同轴圆周D2与中心圆周C0的夹角为2个标准角度。即如图2(a)中，中心圆周上侧的第i个同轴圆周与中心圆周的夹角为i个标准角度，中心圆周下侧的第i个同轴圆周与中心圆周的夹角为i个标准角度。综上所述，同轴圆周上侧的第i个同轴圆周与下侧的第i个同轴圆周的半径、周长相等，所以，在这里，我们以中心圆周上侧的同轴圆周为例给出第二采样频率的计算过程。

优选地，子步骤142包括子步骤142A：

子步骤142A、将各同轴圆周的周长除以所述标准距离得到各同轴圆周的所述第二采样频率。

具体可以采用如下公式计算：

F_2,i＝(2π*r_i)/L (3)

其中，F_2,i为中心圆周上侧第i个同轴圆周的第二采样频率，r_i为中心圆周上侧第i个同轴圆周的半径，L为公式(2)计算得到的标准距离。

公式(3)中，当2π*r_i除以L不为整数时，进行四舍五入得到整数的结果作为中心圆周上方第i个同轴圆周的第二采样频率。由此对同轴圆周采样后，各同轴圆周上的任意两个相邻采样点之间的弧长距离与标准距离近似相等，从而保证了均匀采样。

从步骤130可知，中心圆周上侧第i个同轴圆周与中心圆周之间的夹角为i个标准角度，从而可以根据中心圆周上侧第i个同轴圆周与中心圆周的夹角计算第i个同轴圆周的半径。

具体可以采用如下公式计算：

r_i＝R*cos(α_i)＝R*cos(i*α) (4)

其中，α_i为中心圆周上侧与第i个同轴圆周与中心圆周的夹角。

子步骤143、按照各同轴圆周所对应的第二采样频率对所述同轴圆周进行均匀采样；针对每个同轴圆周，用每个同轴圆周对应的第二采样频率对其进行均匀采样。可以理解，由于公式(3)中计算过程中存在四舍五入的近似运算，所以，根据公式(3)得到的各同轴圆周的第二采样频率对各同轴圆周进行均匀采样后，各同轴圆周上任意两个相邻采样点之间的弧长距离均相等，且与标准距离近似相等。

在实际应用中，可以将得到的采样点按照顺序存储，每个存储记录可以包括：采样值、所属圆周标识。也可以将同一圆周的采样点按照顺序集中存储。

例如，将球面视频的球面划分为C1、C2、C3三个圆周，其中，对C1进行均匀采样得到采样点P1、P2，对C2进行均匀采样得到采样点P3、P4、P5，对C3进行均匀采样得到采样点P6、P7，可以按照如下结构存储：{(C1,P1),(C1,P2),(C2,P3),(C2,P4),(C2,P5),(C3,P6),(C3,P7)}，也可以按照如下结构存储：{[C1,(P1,P2)],[C2,(P3,P4,P5)],[C3,(P6,P7)]}。

可以理解，采样点可以存储在内存中也可以存储在数据库中，本发明对存储位置和存储方式不做任何限制。

步骤150、将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

其中，目标平面视频可以为任一平面区域，首先，将目标视频中所有像素点都设置为默认值，然后，将步骤110和步骤140得到的采样点映射到目标视频的对应位置，具体的，将目标平面视频的像素点赋值为采样点对应的像素值，其中，没有被重新赋值的目标平面视频的像素点不属于球面视频的像素点，为无意义像素点；被重新赋值的目标平面视频的像素点属于球面视频的像素点，为有意义像素点。

在实际应用中，在映射到目标平面视频上后，保证中心圆周和各同轴圆周的相对位置不变，同一圆周上的采样点顺序不变。可以理解，若球面视频上同轴圆周1处于同轴圆周2的上方，则目标平面视频上，同轴圆周1的采样点处于同轴圆周2的采样点的上方；若球面视频上同轴圆周3处于同轴圆周2的下方，则目标平面视频上，同轴圆周3的采样点处于同轴圆周2的采样点的下方。

可以理解，可以在所有的同轴圆周采样完后，将所有的采样点映射到目标平面视频上，也可以在每个同轴圆周采样完后，将每个同轴圆周的采样点映射到目标平面。本发明实施例对映射和采样顺序不做限制。

优选地，步骤150包括子步骤151或152或153：

子步骤151、将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序居中映射至所述目标平面视频上；

如图2(b)，居中映射为将所有采样点按照顺序映射到目标平面视频的中间位置，从而会使得无意义像素分布在目标平面视频的左上、右上、左下、右下位置。

子步骤152、将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序左对齐映射至所述目标平面视频上；

如图2(c)，左对齐映射为将所有采样点按照顺序映射到目标平面视频的靠左位置，从而会使得无意义像素分布在目标平面视频的靠右位置。

子步骤153、将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序右对齐映射至所述目标平面视频上。

如图2(d)，右对齐映射为将所有采样点按照顺序映射到目标平面视频的靠右位置，从而会使得无意义像素分布在目标平面视频的靠左位置。

综上所述，图2(b)、2(c)、2(d)中的平面视频中的C0、C1、C2、D1、D2分别对应于图2(a)中的球面视频中的圆周C0、C1、C2、D1、D2的采样点。由于任一圆周上的任意两个相邻采样点之间的距离相等或近似相等，中心圆周C0的周长最大，同轴圆周C1、D1的周长相等，同轴圆周C2、D2的周长相等，同轴圆周C1、D1的周长大于同轴圆周C2、D2的周长，所以，C0的采样点数最多，C1、D1的采样点数相等，C2、D2的采样点数，C1、D1的采样点数大于C2、D2的采样点数。

步骤150也可以在步骤110之后执行一次，将从中心圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序映射至目标平面视频上。

步骤160、对映射得到的目标平面视频进行编码。

其中，可以采用现有的视频编码技术对目标平面视频进行编码，例如，H.265、H.264等，本申请对编码技术不做具体限制。

在实际编码过程中，首先，将目标平面视频划分为多个编码单元，然后，判断各编码单元中是否存在无意义像素点，若当前编码单元中不存在无意义像素点，则对当前编码单元进行编码；若当前编码单元中全部为无意义像素点，则不对当前编码单元编码；若当前编码单元中部分像素点无意义，则对当前编码单元继续划分为更小的编码单元，并对更小的编码单元进行重复上述判断，直至编码单元中全部为无意义像素或不存在无意义像素或编码单元无法继续划分。

可以理解，同时包含有意义像素点和无意义像素点的编码单元为目标平面视频上的实际视频边界。

本发明实施例对通过球面视频的球面中心的中心圆周进行均匀采样，并计算中心圆周上两个相邻采样点的夹角作为标准角度，中心圆周上两个相邻采样点的弧长作为标准距离。根据标准角度将球面视频的球面划分为各同轴圆周，根据标准距离计算第二采样频率，对各同轴圆周按照第二采样频率进行均匀采样。将得到的所有采样点映射到目标平面视频上，并对目标平面视频进行编码。由此解决了不均匀映射导致的编码效率较低，对于映射到不同平面视频，由于不同平面视频的平面之间的预测难度较大且不同平面视频之间存在明显边界，从而导致编码复杂且效率较低的问题，取得了可以将球面视频均匀映射到同一平面视频中，从而可以有效降低编码复杂度，提高编码效率的效果。

实施例二

参照图3，示出了根据本发明的一种球面视频编码方法实施例二的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤210、将通过所述球面视频的球面中心的所述中心圆周上任一点作为所述中心圆周的第一采样点；

步骤220、从所述第一采样点开始沿着预设方向，按照所述第一采样频率对所述中心圆周进行采样。

其中，中心圆周的第一采样点可以为中心圆周的起始采样点，可以为中心圆周上的任意一点。预设方向可以为从球面视频的上方观察球面视频时的逆时针方向或顺时针方向，沿着预设方向选择下一个采样点。

步骤230、将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

步骤240、从所述中心圆周上选择一个参考点；

其中，所述参考点为中心圆周的第一采样点；

步骤250、将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

确定经过中心圆周的第一采样点的垂直于中心圆周的经线的步骤可以包括：首先，确定中心圆周所在的平面，然后，确定经过球面视频的球面中心的垂直于中心圆周所在平面的垂线，最后，将经过该垂线和中心圆周的第一采样点的平面与球面视频的球面的一半交线作为参考经线。

可以理解，确定参考经线的步骤和方法不限于上述过程，本发明对确定参考经线的步骤和方法不做任何限制。

步骤260、在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周；

其中，每隔一个标准角度取一个基准点的步骤可以包括：首先，选择中心圆周的第一采样点作为第一个基准点，并用第一条直线连接该第一个基准点与球面中心；然后，确定经过球面中心的与该直线之间夹角为标准角度的第二条直线；最后，将第二条直线与参考经线的交点作为第二个基准点。按照上述步骤可以找到所有基准点。

确定经过该基准点且平行于中心圆周的同轴圆周的步骤可以包括：首先，确定经过该基准点的平行于中心圆周所在平面的两条平行线；然后，确定经过该两条平行线的平面；最后，将该平面与球面的交线作为一同轴圆周。

可以理解，确定经过该基准点且平行于中心圆周的同轴圆周的方法有很多种，本发明对确定经过该基准点且平行于中心圆周的同轴圆周的步骤和方法不做限制。

步骤270、根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

根据实施例一中的步骤140，选择从各同轴圆周相应的基准点开始进行采样。

优选地，步骤270具体包括子步骤271或子步骤272-273：

子步骤271、从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样；

将各同轴圆周相应的基准点作为对各同轴圆周采样的第一个采样点，每进行一次采样，计算当前采样点与第一个采样点之间沿着预设方向的弧长距离，当该弧长距离小于等于标准距离时，则停止采样；否则，继续选择下一个采样点。详细步骤请参照实施例一中步骤140下的子步骤141的内容。

子步骤272、根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率；

子步骤273、从每个同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向按照第

二采样频率进行采样；

其中，该预设方向与中心圆周的预设方向相同。

步骤280、将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

步骤290、对映射得到的目标平面视频进行编码。

本发明实施例对通过球面视频的球面中心的中心圆周进行均匀采样，并计算中心圆周上两个相邻采样点的夹角作为标准角度，中心圆周上两个相邻采样点的弧长作为标准距离。根据标准角度将球面视频的球面划分为各同轴圆周，根据标准距离计算第二采样频率，对各同轴圆周按照第二采样频率进行均匀采样。将得到的所有采样点映射到目标平面视频上，并对目标平面视频进行编码。由此解决了不均匀映射导致的编码效率较低，对于映射到不同平面视频，由于不同平面视频的平面之间的预测难度较大且不同平面视频之间存在明显边界，从而导致编码复杂且效率较低的问题，取得了可以将球面视频均匀映射到同一平面视频中，从而可以有效降低编码复杂度，提高编码效率的效果。

并且，本发明实施例根据中心圆周的第一采样点确定参考经线和各同轴圆周的基准点，并从各同轴圆周相应的基准点开始采样，从而使得各同轴圆周的采样点和与其对应的中心圆周的采样点相对位置不变，最终降低了编码复杂度，提高了编码效率。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

实施例三

参照图4，示出了根据本发明的一种球面视频编码装置实施例三的结构框图，具体可以包括如下模块：

中心圆周采样模块310，用于对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样；

标准值计算模块320，用于将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

同轴圆周确定模块330，用于根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周；

同轴圆周采样模块340，用于根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

映射模块350，用于将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

编码模块360，用于对映射得到的目标平面视频进行编码。

优选地，所述标准值计算模块320，包括：

标准角度计算子模块，用于将2π除以所述第一采样频率作为所述标准角度；

标准距离计算子模块，用于将所述球面视频的球面半径乘以所述标准角度作为所述标准距离。

优选地，所述同轴圆周确定模块330，包括：

参考点选择子模块，用于从所述中心圆周上选择一个参考点；

参考经线确定子模块，用于将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

同轴圆周确认第一子模块，用于在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周。

优选地，所述同轴圆周采样模块340，包括：

同轴圆周采样第一子模块，用于从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样；或

第二采样频率计算子模块，用于根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率；和

同轴圆周采样第二子模块，用于从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向按照第二采样频率进行采样。

优选地，所述映射模块350，包括：

居中映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序居中映射至所述目标平面视频上；或

左对齐映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序左对齐映射至所述目标平面视频上；或

右对齐映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序右对齐映射至所述目标平面视频上。

优选地，所述第二采样频率计算子模块，包括：

第二采样频率计算第一子模块，用于将各同轴圆周的周长除以所述标准距离得到各同轴圆周的所述第二采样频率。

本发明实施例对通过球面视频的球面中心的中心圆周进行均匀采样，并计算中心圆周上两个相邻采样点的夹角作为标准角度，中心圆周上两个相邻采样点的弧长作为标准距离。根据标准角度将球面视频的球面划分为各同轴圆周，根据标准距离计算第二采样频率，对各同轴圆周按照第二采样频率进行均匀采样。将得到的所有采样点映射到目标平面视频上，并对目标平面视频进行编码。由此解决了不均匀映射导致的编码效率较低，对于映射到不同平面视频，由于不同平面视频的平面之间的预测难度较大且不同平面视频之间存在明显边界，从而导致编码复杂且效率较低的问题，取得了可以将球面视频均匀映射到同一平面视频中，从而可以有效降低编码复杂度，提高编码效率的效果。

实施例四

参照图5，示出了根据本发明的一种球面视频编码装置实施例四的结构框图，具体可以包括如下模块：

中心圆周采样模块410，用于对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样；具体包括：

第一采样点选择子模块411，用于将通过所述球面视频的球面中心的所述中心圆周上任一点作为所述中心圆周的第一采样点；

中心圆周采样第一子模块412，用于从所述第一采样点开始沿着预设方向，按照所述第一采样频率对所述中心圆周进行采样。

标准值计算模块420，用于将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

同轴圆周确定模块430，用于根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周；具体包括：

参考点选择子模块431，用于从所述中心圆周上选择一个参考点，其中，参考点为所述第一采样点；

参考经线确定子模块432，用于将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

同轴圆周确认第一子模块433，用于在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周。

同轴圆周采样模块440，用于根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

映射模块450，用于将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

编码模块460，用于对映射得到的目标平面视频进行编码。

本发明实施例对通过球面视频的球面中心的中心圆周进行均匀采样，并计算中心圆周上两个相邻采样点的夹角作为标准角度，中心圆周上两个相邻采样点的弧长作为标准距离。根据标准角度将球面视频的球面划分为各同轴圆周，根据标准距离计算第二采样频率，对各同轴圆周按照第二采样频率进行均匀采样。将得到的所有采样点映射到目标平面视频上，并对目标平面视频进行编码。由此解决了不均匀映射导致的编码效率较低，对于映射到不同平面视频，由于不同平面视频的平面之间的预测难度较大且不同平面视频之间存在明显边界，从而导致编码复杂且效率较低的问题，取得了可以将球面视频均匀映射到同一平面视频中，从而可以有效降低编码复杂度，提高编码效率的效果。

并且，本发明实施例根据中心圆周的第一采样点确定参考经线和各同轴圆周的基准点，并从各同轴圆周相应的基准点开始采样，从而使得各同轴圆周的采样点和与其对应的中心圆周的采样点相对位置不变，最终降低了编码复杂度，提高了编码效率。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟***或者其它设备固有相关。各种通用***也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类***所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的球面视频编码设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (12)

1.一种球面视频编码方法，其特征在于，包括：

对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样；

将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周；

根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

对映射得到的目标平面视频进行编码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周的步骤，包括：

从所述中心圆周上选择一个参考点；

将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样的步骤，包括：

从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样；

其中，所述从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样，包括：

从同轴圆周上选择任意一点作为第一个采样点，然后沿着所述预设方向选择与当前采样点的弧长距离为标准距离的点作为下一个采样点；

不断沿着预设方向选择与上一个采样点的弧长距离为标准距离的点作为下一个采样点，直到当前采样点与第一个采样点沿着预设方向的弧长距离小于等于标准距离。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样的步骤，包括：

根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率；

从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，按照第二采样频率进行采样。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准距离计算对应各同轴圆周的第二采样频率的步骤，包括：

将各同轴圆周的周长除以所述标准距离得到各同轴圆周的所述第二采样频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离的步骤，包括：

将2π除以所述第一采样频率作为所述标准角度；

将所述球面视频的球面半径乘以所述标准角度作为所述标准距离。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述将得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上的步骤，包括：

将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序居中映射至所述目标平面视频上；或

将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序左对齐映射至所述目标平面视频上；或

将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序右对齐映射至所述目标平面视频上。

8.一种球面视频编码装置，其特征在于，包括：

中心圆周采样模块，用于对通过球面视频的球面中心的中心圆周，按照第一采样频率进行均匀采样；

标准值计算模块，用于将所述中心圆周上相邻两个采样点的夹角作为标准角度，以及将所述中心圆周上的相邻两个采样点之间的弧长作为标准距离；

同轴圆周确定模块，用于根据所述标准角度，确定所述球面视频中与所述中心圆周同轴的各同轴圆周；

同轴圆周采样模块，用于根据所述标准距离对各同轴圆周进行均匀采样；

映射模块，用于将采样得到的采样点按照采样顺序映射至目标平面视频上；

编码模块，用于对映射得到的目标平面视频进行编码。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述同轴圆周确定模块，包括：

参考点选择子模块，用于从所述中心圆周上选择一个参考点；

参考经线确定子模块，用于将所述球面视频的球面上，经过所述参考点的垂直于所述中心圆周的经线作为参考经线；

同轴圆周确认第一子模块，用于在所述参考经线上每隔一个标准角度取一个基准点，并将经过基准点且平行于所述中心圆周的圆周作为各同轴圆周。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述同轴圆周采样模块，包括：

同轴圆周采样第一子模块，用于从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样；

其中，所述从各同轴圆周相应的基准点开始，沿着预设方向，以所述标准距离进行均匀采样，包括：

从同轴圆周上选择任意一点作为第一个采样点，然后沿着所述预设方向选择与当前采样点的弧长距离为标准距离的点作为下一个采样点；

不断沿着预设方向选择与上一个采样点的弧长距离为标准距离的点作为下一个采样点，直到当前采样点与第一个采样点沿着预设方向的弧长距离小于等于标准距离。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述标准值计算模块，包括：

标准角度计算子模块，用于将2π除以所述第一采样频率作为所述标准角度；

标准距离计算子模块，用于将所述球面视频的球面半径乘以所述标准角度作为所述标准距离。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的装置，其特征在于，所述映射模块，包括：

居中映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序居中映射至所述目标平面视频上；或

左对齐映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序左对齐映射至所述目标平面视频上；或

右对齐映射子模块，用于将从每个圆周中采样得到的采样点，按照采样顺序右对齐映射至所述目标平面视频上。