基于云的3DTV移动终端关键技术研究与实现

摘要

3DTV即三维数字电视，是一种新型的3D视像媒体，人们可以通过3DTV感受到立体视像。基于移动终端的3DTV系统通过便携的终端设备来处理与显示3D视频。要实现基于移动终端的3DTV系统，需要解决数据来源的问题，此外由于移动终端在硬件资源与计算能力上的限制，需要对3D视频数据更加高效的压缩编码，并在终端的硬件资源范围内实现有效的解码与渲染显示。
　　 云是当前信息科技领域的大热门，正从很多方面改变人们获取信息、处理数据的方式。通过云平台能够极大地释放移动终端的硬件限制，可以利用云端强大的计算能力与存储资源来高效地处理、制作3DTV视频内容，这些工作包括原始3D视频的获得、视频的编码转化、存储传输等等。移动终端从云端获取所需的3D视频，再通过终端上的视频解码与渲染显示，即可以获得3DTV带来的立体视听享受，具有广阔的应用前景。本文的主要成果包括：
　　 (1)提出一种基于云的3DTV移动终端平台方案，对云端与移动终端的构架做了相应的介绍。设计了基于该平台的数据格式、数据流程与数据存储。介绍了适应3D视频服务的资源调度意义与实现框架、分析了相应的计算资源调度算法与任务调度模型。
　　 (2)基于H.264标准与X264编码器设计了适应于该平台应用的云端动态视频编码方案，同时针对SBS格式的3D视频，设计了一种与传统2D视频编码兼容、还能够在保证视频质量的同时有效提高SBS视频压缩效率的增强帧内编码方案。此外，还对所编码的视频实现了基于达芬奇架构平台的终端解码操作。
　　 (3)对于不同的终端3D显示方案有不同的3D视频重构渲染方法，本文实现了基于倾斜柱镜光栅的自由立体显示设计。分析了柱状透镜的光路原理与倾斜柱镜光栅的RGB子像素排布算法，设计了硬件实现的系统框架和功能模块，并最终实现了多视点图像的合成显示。通过将硬件实现结果与软件实现结果进行比较，证明本文的硬件设计在保证立体显示效果的同时，可以有效提高渲染显示的处理效率，适应于SoC设计。