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1、大规模场景数据流式传输 技术研究,报告人： 学 号： 导 师：,1,实时流式传输关键技术介绍,背景介绍,国内外概况,基于不规则点云数据的场景重建,背景介绍,基于网络的三维虚拟场景浏览、3D数字地图漫游和电子商务等的研究和应用成为热点. 由于网络速度的限制，浏览全部数据延迟很大,实时流式传输关键技术介绍,背景介绍,国内外概况,国内外概况,减少数据量方向,提高传输效率方向,三维数据压缩算法（CPM算法【1999年】，小波压缩【2000年】） 动态载入（1997年2000年） 多分辨率编码（2004年，流式压缩算法）,UDP，高效率传输协议（Ghassan Al-Regib，2003年 ） 流式渐进
2、传输(浙江大学，2008年),实时流式传输关键技术介绍,背景介绍,国内外概况,基于不规则点云数据的场景重建,场景重建方法,基于不规则点云数据的场景重建,算法生成,点云数据生成,三维建模工具（3DMAX）,点云数据的获取,基于不规则点云数据的场景重建,得到点云数据,得到纹理信息,基于不规则点云数据的场景重建,场景重构 移动最小二乘法：对无组织点云数据进行整理，以减少噪声并形成统一表示方式 德洛涅三角形：建立三角形网格,(a) 原始模型,(b) 含噪声,(d) 去噪后重建结果,最小二乘法 定义：是一种数学优化技术，它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。 线性函数模型： 已知一系列成对的数
3、据 ，为了得出两个变量（x，y）之间的函数关系。 线性模型：,基于不规则点云数据的场景重建,移动最小二乘法（建立拟合函数） 系数 是通过近似函数 在点x的邻域 内各节点误差的加权平方和为最小来确定,基于不规则点云数据的场景重建,基本原理：首先对全局曲面在整个求解区域内分块，然后在不同的子区域上用最小二乘拟合，即采用分块局部拟合。 优点：通用性强、精度高、适合高维曲面的重构。 缺点：复杂度高,为节点 处的权函数，权函数在移动最小二乘法 中具有重要的作用。 权函数的选择： 1、紧支特性，即仅在节点附近不为0，而在区域之外均为0。 2、非负性，即权函数 在节点 附近大于0 3、衰减性，在紧支域内随距
4、离 的增大 逐渐衰减，即任一点对其周围的影响将随离该点的距离的增加而衰减。,基于不规则点云数据的场景重建,基于不规则点云数据的场景重建,建立三角形网格 -德洛涅（ Delaunay ）三角形构网法 Delaunay三角形构网法： 从一个三角形开始， 每次加入一个点， 保证每一步得到的三角形局部最优。 Delaunay三角形产生准则： 任何一个Delaunay三角形的外接圆的内部不能包含其它任何点。,实验结果,基于不规则点云数据的场景重建,MLS处理前的模型,MLS处理后的模型,原始点云数据,基于不规则点云数据的场景重建,场景组织,场景组织结构,实时流式传输关键技术介绍,背景介绍,国内外概况,基
5、于不规则点云数据的场景重建,实时流式传输关键技术介绍,技术难点 数据量大 必须实时 准确度要求高 解决思路 整个场景相当于一个流媒体文件 场景中的一个模型则相当于流媒体的一帧 对所有模型进行多级简化 根据网络状况选择合适的精细度模型,Ghassan Al-Regib首先提出了三维模型的渐进传输协议。主要的思想：采用流式压缩算法将三维数据进行压缩，然后将压缩数据进行优先级分类，对比较重要的数据采用TCP协议传输，对于不太重要的数据采用没有质量保证的UDP协议传输。通过两种传输协议的混合使用，较大的提高三维数据远程绘制的效率。 为了保证三维数据显示的实时性和完整性,主要的切入点是减少需要传输的数据
6、量和提高带宽使用效率。,实时流式传输关键技术介绍,研究方法,编解码算法研究与实现,数据实时流式传输策略研究,实时流式传输关键技术介绍,网格简化-平方体积误差 （QEM，Quadric Error Metric）方法,三角形折叠网格简化,不同精细度模型,实时流式传输关键技术介绍,TCP协议 TCP是一种面向连接的可靠传输协议，无论哪一方向另一方发送数据之前，都必须先在双方之间建立一条连接（三次握手）。 UDP协议 UDP是面向数据报的传输层协议，它将应用程序的数据传给IP层发送出去，但是不保证它们能到达目的地。 RTP（Real-time Transfer Protocol）协议 RTP是一种提
7、供端对端实时多媒体数据传输的协议，有配套协议是RTCP。RTP是建立在UDP上，本身只保证实时数据的传输，它通过周期性地传送RTCP包来提供可靠传送和流量控制或拥塞控制。,实时流式传输关键技术介绍,传输策略： TCP传输重要数据（结构数据） RTP传输次要数据（几何数据）,实时流式传输关键技术介绍,由于用户的网络速度不同，我们希望保证实时性的同时，让用户看到更精细的模型，所以必须对网络传输速度进行监测。 当网络传输速度比较大的时候，可以传输较精细的模型，当网络传输速度比较小的时候，可以传输较粗糙的模型。,实时流式传输关键技术介绍,网速检测-TCP Westwood 基于时间段的TCP West
8、wood,acked 代表 时间段内接收到的数据包数量,RTP网速检测 RTP协议包头： SN：序列号 PT：负载类型 Timestamp：时间戳,实时流式传输关键技术介绍,采样频率为90000Hz视频信号,时间戳单位设为1/90000, 1s被划分了90000个时间块，如果每秒发送25帧，那么，每一个帧的发送占90000/25 = 3600，“时间戳增量是发送第二个RTP包相距发送第一个RTP包时的时间间隔”，故时间戳增量应该为3600。,因此，只需将三维数据替换数据块中的视频数据，然后根据丢包率和数据块长度还有时间间隔估算出网络速度。,视点相关的流式传输 采用视点相关的流式传输，即优先传输视锥体范围内的模型，并按照与相机位置的关系，对模型队列进行排序，依次传输，这样有效地提高了传输效率。 具体步骤如下： 传输场景树模型，并设定相机的位置 遍历场景树的节点，获取所有节点的位置 对每个节点与视锥体做相交测试，然后添加到传输队列 对传输队列的模型坐标与相机做距离测试，并按距离的远近进行排序，距离相机近的优先传输,实时流式传输关键技术介绍,实时流式传输关键技术介绍,实验结果-视点相关的流式传输,实验结果,网络自适应 传输,实时流式传输关键技术介绍,Thank You !,
