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2018
04-18

“Holostream”可以实现高质量的无线3-D视频通信


新的平台使移动设备,如智能手机和平板电脑使用现有的标准无线网络高品质的3-D视频通信。

“据我们所知,这个系统是第一个能够在标准无线网络上实时提供密集和精确的3-D视频内容的远程移动设备,如智能手机和平板电脑”普渡大学机械工程学院教授。

这个称为Holostream的平台,在不大幅度牺牲数据质量的情况下,大大减少了3-D视频的数据量,允许在现有无线网络提供的带宽范围内进行传输。

它提高了质量并扩展了已经利用实时3D数据传输的流行应用程序的功能,例如电话会议和使用虚拟现实和其他交互式技术的“远程呈现”,使人们感觉到或看起来像是出席了一个偏远的地方。普渡大学XYZT实验室主任Zhang说:“这项技术还可以实现可能需要高分辨率,高精度三维视频数据传输的新兴应用,如远程机器人手术和远程医疗。

研究结果将在1月28日至2月的2018年电子成像会议上发表。 2在伯灵格姆,加利福尼亚。该论文由博士生泰勒·贝尔撰写;普渡大学电气与计算机工程系杰出教授Jan P. Allebach;和张。 (YouTube视频可在https://www.youtube.com/watch?v=NhSbWqEcmQg获取)

现有的3-D视频通信技术的应用受到限制,部分原因是由于它们需要专用且通常昂贵的硬件,复杂的系统设置和要求高的计算资源,以便实时操作或毫不拖延地进行操作。 在传输3-D视频之前,必须对其进行压缩。然而,使用常规方法实时地压缩3-D视频以传输是困难的。新的平台首先将三维视频转换为二维格式,解决了这个问题。 Zhang表示:“标准的二维图像和视频压缩技术已经相当成熟,能够通过标准的无线网络实现当今的二维视频通信。 “如果三维几何图形可以高效精确地转换成标准的二维图像,那么现有的二维视频通信平台可以立即用于低带宽的三维视频通信。”

三维物体由形成三角形的相交线的网格。在这个几何体的顶部是一个使物体看起来逼真的特征的“纹理”。 “这篇论文提出了一种将三维视频数据和彩色纹理高效而精确地编码成常规二维视频格式的新方法,”Zhang说。 “我们开发了一种新颖的3-D视频压缩方法,可以在不大幅度降低数据质量的情况下大幅度降低3D视频数据的大小。”

该框架使用标准的中等带宽网络进行测试,以同时提供高质量的3-D视频到多个移动设备。

Holostream是通过一个新的管道进行3-D视频录制,压缩,传输,解压和可视化。

该团队开发了管道的硬件和软件,包括一个3-D视频采集系统。三维相机捕捉图像,使用LED灯将条纹的结构图案投影到被扫描的物体上。这些条纹允许系统确定物体的深度和形状。

该平台可以实现高分辨率,高精度的3-D视频数据的实时传输,尤其是关键的协作设计和在线“面部行为分析”,可以揭示一个人的精神状态和医疗如抑郁症和创伤后应激障碍。

该研究由国家科学基金会资助。一项专利申请已经通过普渡大学研究基金会的技术商业化办公室提出。