無線網絡中基于自適應圖著色的三維模型分組方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線網絡中基于自適應圖著色的三維模型分組方法。本發(fā)明首先采用階驅動的方法遍歷三維模型讓每個頂點獲得一個全局的遍歷索引。其次，采用三維模型分割方法將整個模型分成多個片段。之后，對每個片段進行遍歷，其所包含的所有的頂點由自適應圖著色方法標示為不同的顏色。此時，每個片段將被分成多個分組，而每個分組所包含的頂點具有相同的顏色。最后，從不同的部分中按照一定順序選取分組，形成最終的分組發(fā)送順序。本發(fā)明通過有效的基于改進圖著色的分組技術，使三維模型在高丟包率的網絡傳輸時，仍能獲得較好的重構效果。
【專利說明】 無線網絡中基于自適應圖著色的三維模型分組方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線網絡中與便攜移動設備相關的多媒體【技術領域】，特別涉及一種無線網絡中基于自適應圖著色的三維模型分組方法。
【背景技術】
[0002]隨著無線網絡的成熟以及移動設備上的三維圖形處理能力的提高，基于無線網絡的圖形應用，如移動三維游戲、移動三維虛擬展示與漫游和移動增強現實系統(tǒng)等應用近幾年得到快速發(fā)展。然而，相對有限網絡，無線網絡仍存在有限帶寬和較高丟包率的缺陷，使得具有強烈真實感的三維場景和復雜模型無法在移動設備上實時交互式傳輸與繪制。
[0003]為克服無線網絡中較高丟包率的缺陷，研究者們提出了多種解決方法。這些方法通常分為基于網絡和基于模型兩大類。針對于基于網絡的方法，為有效恢復傳輸中丟失的數據，前向糾錯碼，等分錯誤保護，非均勻錯誤保護，混合非均勻錯誤保護和選擇傳輸等方法被提出。然而，這些方法都會帶來額外的錯誤恢復冗余信息，從而導致傳輸性能的下降。
[0004]基于模型的方法采用了另一種思路。一般來說，基于模型的方法在設計中都考慮到了模型編碼中存在的依賴性問題。分組是一種降低模型數據之間的依賴性方法。它的主要思想是將模型中具有緊密相關的頂點放入同一個分組中以降低丟包所帶來的影響。
[0005]對于無線網絡，由于網絡存在陰影、衰落和干擾現象，造成了分組的丟包率有時候甚至達到了 60%以上。同時，丟失的分組通常表現為突發(fā)性和連續(xù)性。在此情況下，當選擇分組方法時，模型的很多信息會丟失并且不能正?；謴?，導致移動客戶端并不能獲得好的重構效果。為了最小化由于高丟包率和突發(fā)性連續(xù)性丟包所帶來的影響，基于幾何模型的交叉分組方法將相鄰接的頂點按照固定的交叉距離分散到不同的分組中。通過這種交叉分組方法，連續(xù)發(fā)送分組中的頂點較均勻地分散到整個模型中。此時，對于丟失的報文，客戶端能夠利用其相鄰的未丟失的分組進行恢復。然而，此方法只是一個基于概率的交叉技術，它只能保證部分而不是所有的相鄰頂點分布在不同的分組中。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明針對現有技術的不足，提供了一種無線網絡中基于自適應圖著色的三維模型分組方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0008]首先采用階驅動的方法遍歷三維模型讓每個頂點獲得一個全局的遍歷索引。其次，采用三維模型分割方法將整個模型分成多個片段。之后，對每個片段進行遍歷，其所包含的所有的頂點由自適應圖著色方法標示為不同的顏色。此時，每個片段將被分成多個分組，而每個分組所包含的頂點具有相同的顏色。最后，從不同的部分中按照一定順序選取分組，形成最終的分組發(fā)送順序。
[0009]本發(fā)明與【背景技術】相比，具有的有益的效果是:本發(fā)明是一種適用于無線有損網絡中三維模型分組方法，能夠在移動客戶端實現三維模型數據丟失后仍較大程度恢復模型的功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為全局遍歷后t旲型；
[0011]圖2為虛擬分割后模型。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]首先，采用階驅動的方法遍歷三維模型，每個頂點獲得一個全局的遍歷索引號。此時，每個頂點將擁有唯一的全局遍歷索引值。同時，在遍歷過程中記錄每個頂點的度和幾何信息。如圖1所示。
[0014]其次，執(zhí)行模型分割方法，將三維模型分割為多個片段。在此模型分割方法中，首先選擇多個起始種子點，之后各個種子點向各自的相鄰點開始增長直到達到給定的閾值頂點個數。如圖2所示，模型被分割為兩個片段，每個片段包含64個頂點，其中最外圈兩端標記為I的頂點為起始種子頂點。
[0015]第三，對分割后的各個片段，執(zhí)行著色分組算法，將各個片段包含的頂點分別分配到不同的分組中。為了最小化網絡丟包所帶來的影響，需將相鄰接的頂點均勻地分散到各個不同的分組中。本發(fā)明提出一種基于自適應圖著色的分組方法保證相鄰接的頂點不在同一個分組中。
[0016]本發(fā)明的自適應圖著色問題擴展于圖等分問題。此方法的問題定義如下所示:
[0017]給定一個無向圖G= (V，E)，其中|V|=N，V和E分別是頂點和邊，N是圖中的頂點數量。為滿足上述分組需求，算法的目標是給N個頂點賦予C種顏色，同時滿足如下條件:
[0018]I)顏色種類C值是預先給定的；
[0019]2)每種顏色的頂點數都是相同；
[0020]3)相鄰的頂點顏色各不相同；
[0021]4)盡可能地確保相同顏色的頂點分散的分布在網格中。
[0022]下面給出本自適應圖著色分組算法的具體步驟:
[0023] 第二步的分割算法將整個模型M分割為L個片段后，每個片段Mi中頂點集合為Vi,頂點個數為閾值T。根據分組傳輸要求，每個分組的頂點個數為n，那么所需分組個
數為Ρ=[T/ n]，其中前p-1個分組頂點個數為η，最后一個分組頂點個數是Τ%η。此處，用
i (i=l, 2......T)表示頂點序號；用Cj (j=l, 2......P)表示顏色種類。
[0024]步驟1:根據已知P值，使用頂點順序圖著色算法，計算符合P值要求的最佳拓撲鄰接范圍d。
[0025]步驟2:從頂點集Vi中取出頂點i，按照如下步驟依次賦上顏色值。
[0026]I)考慮頂點i的d鄰接點內，如果沒有使用第一種顏色C1，則給頂點i可以考慮著色為第C1種顏色；若顏色C1已被使用，繼續(xù)依次考慮后面的顏色C2、C3……Cp是否被使用，若C2到Cp中某種顏色沒被使用則選取其為頂點i的著色顏色。
[0027]2)如果Cj (j=l, 2……P)顏色都已使用完，那么考慮縮小i的鄰接點范圍，如在該點d-Ι的鄰接范圍給頂點i進行著色。此處，i的鄰接點范圍可以逐步縮小，直至完成每個頂點i的著色過程。
[0028]3)在上述兩步的選取顏色過程中，若Cj種顏色的頂點個數達到η時候，該種顏色不再使用，跳到下一種頂點個數未達要求的顏色。
[0029]最后，本發(fā)明按照一定的順序從不同的片段中挑選出分組并且將它們組裝形成最終的發(fā)送序列。在本發(fā)明中，假設分成I個塊，每個塊將被劃分為m個分組，標記塊X，第y個分組為:e 組裝順序為:分別取出每個塊中相同序號的分
組，并將它們形成一個發(fā)送序列:?...C,..<。比如:
〖，其顯示了兩個片段所形成的最終分組發(fā)送序列。顯 然，連續(xù)的分組都是來源于不同的片段中，這樣可以最小化由于網絡的突發(fā)連續(xù)分組丟失所帶來的影響。
【權利要求】
1.無線網絡中基于自適應圖著色的三維模型分組方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 首先， 采用階驅動的方法遍歷三維模型，每個頂點獲得一個全局的遍歷索引號；此時，每個頂點將擁有唯一的全局遍歷索引值；同時，在遍歷過程中記錄每個頂點的度和幾何信息； 其次，執(zhí)行模型分割方法，將三維模型分割為多個片段；在此模型分割方法中，首先選擇多個起始種子點，之后各個種子點向各自的相鄰點開始增長直到達到給定的閾值頂點個數； 然后，對分割后的各個片段，執(zhí)行著色分組算法，將各個片段包含的頂點分別分配到不同的分組中；為了最小化網絡丟包所帶來的影響，需將相鄰接的頂點均勻地分散到各個不同的分組中；具體是: 設整個模型M分割為L個片段后，每個片段Mi中頂點集合為Vi,頂點個數為閾值T ;根據分組傳輸要求，每個分組的頂點個數為n，那么所需分組個數為Ρ=[T/n]，其中前P-1個分組頂點個數為η，最后一個分組頂點個數是Τ%η ;此處，用i表示頂點序號；i=l，2……T ;用Cj表示顏色種類，j=l，2……P ； 步驟3-1:根據已知P值，使用頂點順序圖著色算法，計算符合P值要求的最佳拓撲鄰接范圍d; 步驟3-2:從頂點集乂1中取出頂點i，按照如下步驟依次賦上顏色值； 1)考慮頂點i的d鄰接點內，如果沒有使用第一種顏色C1，則給頂點i可以考慮著色為第C1種顏色；若顏色C1已被使用，繼續(xù)依次考慮后面的顏色C2、C3……Cp是否被使用，若C2到Cp中某種顏色沒被使用則選取其為頂點i的著色顏色； 2)如果&顏色都已使用完，那么考慮縮小i的鄰接點范圍，如在該點d-Ι的鄰接范圍給頂點i進行著色；此處，i的鄰接點范圍可以逐步縮小，直至完成每個頂點i的著色過程； 3)在上述兩步的選取顏色過程中，若Cj種顏色的頂點個數達到η時候，該種顏色不再使用，跳到下一種頂點個數未達要求的顏色； 最后，按照設定的順序從不同的片段中挑選出分組并且將它們組裝形成最終的發(fā)送序列；具體是:假設分成I個塊，每個塊將被劃分為m個分組，標記塊X，第y個分組為:c_:;組裝順序為:分別取出每個塊中相同序號的分組，并將它們形成一個發(fā)送序列:
【文檔編號】G06T15/00GK103914866SQ201410097919
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權日:2014年3月14日
【發(fā)明者】楊柏林, 王勛, 王會琴, 韓建偉 申請人:浙江工商大學