專利名稱：三維網(wǎng)格編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維網(wǎng)格編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置，尤其涉及 一種基于幾何圖像預(yù)測(cè)法向量紋理圖像的編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置， 屬于三維網(wǎng)格壓縮編碼領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的規(guī)模和復(fù)雜程度在急劇增長(zhǎng)，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但是 網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制嚴(yán)重阻礙了它的傳播，僅僅通過(guò)增加硬件設(shè)備已不能解決這 一問(wèn)題，對(duì)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的壓縮編碼技術(shù)的研究正是為了解決這一問(wèn)題。
三維網(wǎng)才各數(shù)據(jù)的靜態(tài)壓縮方法解決了 CPU (Central Processing Unit; 簡(jiǎn)稱為CPU)和顯卡之間的傳輸瓶頸，但是這種方法是在所有的網(wǎng)格數(shù)據(jù)全 部傳輸完之后才顯示整個(gè)三維網(wǎng)格，用戶通常需要等待很長(zhǎng)的時(shí)間才能看到 整個(gè)畫面。漸進(jìn)式的傳輸模式通過(guò)先傳輸一個(gè)低精度的三維網(wǎng)格使用戶很快 的看到一個(gè)大致的輪廓，然后隨著傳輸?shù)倪M(jìn)行顯示精度更高的三維網(wǎng)格，解 決了靜態(tài)壓縮方法存在的問(wèn)題。
幾4可圖4象(Geometry Images)是一種三維網(wǎng)格漸進(jìn)壓縮方法，由原始三維 網(wǎng)格生成的幾何圖像是一副與原始三維網(wǎng)格模型對(duì)應(yīng)的真彩色的二維圖像。 幾何圖像比較光滑平坦，相鄰像素的相關(guān)性很強(qiáng)，并且可以采用傳統(tǒng)的圖像 壓縮算法進(jìn)行編碼和傳輸。在解碼端重構(gòu)三維網(wǎng)格模型時(shí)，幾何圖像中每4 個(gè)柵格點(diǎn)圍成的四方格沿著對(duì)角線分裂成兩個(gè)三角形，根據(jù)柵格點(diǎn)的坐標(biāo) 值和新生成的拓樸連接關(guān)系重構(gòu)出三維網(wǎng)格模型。
隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在模擬真實(shí)環(huán)境方面的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，人們對(duì) 其模擬的視覺(jué)真實(shí)性要求越來(lái)越高。紋理貼圖可以通過(guò)紋理來(lái)表達(dá)表面豐富的幾何細(xì)節(jié)和光照細(xì)節(jié)，甚至可以通過(guò)映射后紋理的變形來(lái)表達(dá)物體的幾何形狀，法向量紋理圖像是它的一個(gè)技術(shù)擴(kuò)展，是一種光照技術(shù)，記載了對(duì)象表面材質(zhì)的各個(gè)像素對(duì)光線的反射向量，由于紋理中存儲(chǔ)的是法向量而不是顏色，所以表面的紋理和陰影細(xì)節(jié)可以隨著光源位置的改變而發(fā)生變化，使模擬的虛擬環(huán)境更真實(shí)，使人產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，提高操作者的沉浸感。因此成為三維網(wǎng)格模型中增加真實(shí)性的 一個(gè)重要工具。
圖la為現(xiàn)有幾何圖像三維網(wǎng)格漸進(jìn)壓縮算法的整體結(jié)構(gòu)示意圖。幾何圖像三維網(wǎng)格漸進(jìn)壓縮算法在編碼端(服務(wù)器端)由原始的三維網(wǎng)格經(jīng)過(guò)剖分、參數(shù)化生成幾何圖像，經(jīng)過(guò)編碼器壓縮編碼后輸出比特流，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭_(dá)解碼端(客戶端)，解碼端依據(jù)解碼重構(gòu)得到的重構(gòu)幾何圖像，重構(gòu)得到三維網(wǎng)格。在渲染三維網(wǎng)格時(shí)，根據(jù)重構(gòu)得到的三維網(wǎng)格，通過(guò)傳統(tǒng)的計(jì)算法向量的方法，計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)的法向量后，進(jìn)行渲染。由于這種方法得到的三維網(wǎng)格的法向量不夠準(zhǔn)確，不能反映出原始網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果，并且計(jì)算量大，耗時(shí)較長(zhǎng)。
圖lb為現(xiàn)有傳輸法向量紋理圖像的三維網(wǎng)格漸進(jìn)壓縮算法的整體結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有技術(shù)中也有將與幾何圖4象對(duì)應(yīng)的法向量紋理圖4象表示為真彩色圖像的方式，并采用圖像壓縮方法編碼，如圖lb所示。這種法向量紋理圖像是在編碼端通過(guò)釆用生成幾何圖像的類似方法，并依據(jù)原始三維網(wǎng)格參數(shù)化后的網(wǎng)格計(jì)算得到，比較準(zhǔn)確，但是與幾何圖像相比，法向量紋理圖像的相鄰像素相關(guān)性很弱，且含有豐富的細(xì)節(jié)信息，不易于壓縮編碼，編碼后碼流較大，不易于傳輸，并且在解碼端解碼后圖像的質(zhì)量不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種三維網(wǎng)格編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置，在保證相同碼流大小的情況下，提高了三維網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果。本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格編碼方法，包括以下步驟生成原始幾何圖像、第一法向量紋理圖像；
對(duì)所述原始幾何圖像進(jìn)行編碼壓縮生成所述原始幾何圖像的碼流，并輸
出；
根據(jù)所述原始幾何圖像的碼流生成第 一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；根據(jù)所述第一法向量紋理圖像和所述第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，計(jì)算第
一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差；
對(duì)所述第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼壓縮生成所述預(yù)測(cè)殘差
的碼流，并輸出所述預(yù)測(cè)殘差的碼流。
本發(fā)明又一實(shí)施例提供了 一種三維網(wǎng)格解碼方法，包括以下步驟對(duì)接收到的圖像碼流進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)生成第二法向量紋理
圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二重構(gòu)幾何圖像；
由所述第二重構(gòu)幾何圖像生成第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；根據(jù)所述第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和所述第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖
像，生成第二法向量紋理圖像；
根據(jù)所述第二法向量紋理圖像和所述第二重構(gòu)幾何圖像，重構(gòu)出三維網(wǎng)格。
本發(fā)明另一實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格編碼裝置，包括生成^t塊，用于生成原始幾何圖像、第一法向量紋理圖像；第一編碼模塊，用于對(duì)所述生成模塊生成的所述原始幾何圖像進(jìn)行編碼
壓縮生成并輸出所述原始幾何圖像的碼流；
第一預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述第一編碼模塊輸出的所述原始幾何圖像的
碼流生成第 一預(yù)測(cè)法向量紋理圖
第 一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述生成模塊生成的所述第 一法向量紋理圖像
和所述第一預(yù)測(cè)模塊生成的所述第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，計(jì)算第一法向量紋理圖^^的預(yù)測(cè)殘差；
第二編碼模塊，用于對(duì)所述第一計(jì)算模塊計(jì)算出的所述第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼壓縮生成所述預(yù)測(cè)殘差的碼流，并輸出所述預(yù)測(cè)殘差的碼流。
本發(fā)明再一實(shí)施例還提供了一種三維網(wǎng)格解碼裝置，包括
解碼模塊，用于對(duì)接收到的圖像碼流進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)生成第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二重構(gòu)幾何圖像；
第二預(yù)測(cè)模塊，用于由所述解碼模塊生成的所述第二重構(gòu)幾何圖像生成第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；
第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述解碼模塊生成的所述第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和所述第二預(yù)測(cè);溪塊生成的所述第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，生成第二法向量紋理圖像；
重構(gòu)模塊，用于根據(jù)所述第二計(jì)算模塊輸出的所述第二法向量紋理圖像和所述解碼模塊輸出的所述第二重構(gòu)幾何圖像，重構(gòu)出三維網(wǎng)格。
本發(fā)明實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置通過(guò)幾何圖像預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，并傳輸幾何圖像和法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差，提高了三維網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的法向量紋理圖像的準(zhǔn)確度，加強(qiáng)了原始網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果，同時(shí)傳輸、接收的法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差，其編解碼碼流小，可以采用與幾何圖像相同的壓縮方法進(jìn)行處理，降低了編碼圖像的比特率。


圖la為現(xiàn)有幾何圖像三維網(wǎng)格漸進(jìn)壓縮算法的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖lb為現(xiàn)有傳輸法向量紋理圖像的三維網(wǎng)格漸進(jìn)壓縮算法的整體結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明三維網(wǎng)格編碼方法一實(shí)施例的流程圖；圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中三角面片在二維參數(shù)域和三維網(wǎng)格域的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中對(duì)相似幾何拉伸區(qū)域內(nèi)部點(diǎn)的梅花下采樣意圖5為本發(fā)明三維網(wǎng)格解碼方法一實(shí)施例的流程圖6為本發(fā)明三維網(wǎng)格編碼裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明三維網(wǎng)格解碼裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖8a為本發(fā)明實(shí)施例中比對(duì)實(shí)驗(yàn)所用編碼框架示意圖8b為本發(fā)明實(shí)施刊中比對(duì)實(shí)驗(yàn)所用解碼框架示意圖9本發(fā)明實(shí)施例中與傳統(tǒng)直接壓縮法向量圖像方法的重構(gòu)質(zhì)量比較圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖2為本發(fā)明三維網(wǎng)格編碼方法一實(shí)施例的流程圖，如圖2所示，本實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格編碼方法，具體包括以下步驟步驟201，生成原始幾何圖像、第一法向量紋理圖像。其中根據(jù)原始三維網(wǎng)格模型生成原始幾何圖像和第一法向量紋理圖像的具體過(guò)程為首先將原始三維網(wǎng)格模型進(jìn)行剖分，以減少參數(shù)化過(guò)程中帶來(lái)的扭曲；然后是參數(shù)化，在保持形狀扭曲最小的前提下，通常采用幾何拉伸度量的方法進(jìn)行參數(shù)化；之后，對(duì)參數(shù)化的三維網(wǎng)格進(jìn)行離散重采樣，得到規(guī)則化的二維網(wǎng)格圖像，與二維網(wǎng)格上的每個(gè)柵格點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的三維網(wǎng)格的幾何坐標(biāo)值(x, y， z)對(duì)應(yīng)于二維網(wǎng)格上的每個(gè)柵格點(diǎn)的顏色值(r， g， b),于是就得到 一副與原始三維網(wǎng)格模型對(duì)應(yīng)的真彩色的二維原始幾何圖像，并且可以采用傳統(tǒng)的圖像壓縮算法進(jìn)行編碼和傳輸；同理，當(dāng)與二維網(wǎng)格上的每個(gè)柵格點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的三維網(wǎng)格的法向量值(nl， n2, n3)對(duì)應(yīng)于二維網(wǎng)格上的每個(gè)柵格點(diǎn)的顏色值(r, g， b),就得到與該三維網(wǎng)格模型對(duì)應(yīng)的第一法向量紋理圖像。
步驟202，對(duì)原始幾何圖像進(jìn)行編碼壓縮生成原始幾何圖像的碼流，并輸出。在編碼端，通過(guò)編碼器對(duì)由原始三維網(wǎng)格生成的原始幾何圖像進(jìn)行壓縮編碼，生成原始幾何圖像的碼流，其中一路輸出給編碼端的解碼器， 一路輸出給信道。
步驟203，根據(jù)原始幾何圖像的碼流生成第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像。具體的包括
首先，對(duì)原始幾何圖像的碼流進(jìn)行解碼，生成第一重構(gòu)幾何圖像；由編碼端的圖像解碼器對(duì)圖像編碼器生成的原始幾何圖像的碼流進(jìn)行解碼，重構(gòu)生成第一重構(gòu)幾何圖像。
其次，根據(jù)第 一重構(gòu)幾何圖像的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃分，將所述三維網(wǎng)格模型劃分為多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域；在生成的二維原始幾何圖像中，由均勻采樣點(diǎn)所組成的三角面片是均勻的，有相同的形狀和面積，但是在重構(gòu)后的三維網(wǎng)格模型中，各個(gè)三角面片將具有不同的形狀和面積，即從二維到三維的映射產(chǎn)生了不同程度的幾何拉伸，幾何拉伸的度量主要是為了準(zhǔn)確的反映從二維參數(shù)域D映射到三維網(wǎng)格域S的幾何拉伸形變，通過(guò)度量幾何拉伸度的方法判斷三維網(wǎng)格模型的變化，并根據(jù)變化的大小將三維網(wǎng)格模型劃分為若干個(gè)區(qū)域，從而形成多個(gè)不同的相似幾何拉伸區(qū)域。
之后，根據(jù)所述相似幾何拉伸區(qū)域，計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的所有頂點(diǎn)的法向量；由于法向量的計(jì)算比較復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)盡量減少計(jì)算次數(shù)，而網(wǎng)格變化程度較小的部分對(duì)應(yīng)的頂點(diǎn)的法向量的變化程度也不明顯。因此，對(duì)相似幾何拉伸區(qū)域內(nèi)的頂點(diǎn)進(jìn)行下采樣，并且僅對(duì)被下采樣的頂點(diǎn)計(jì)算其法向量。而對(duì)于屬于該相似幾何拉伸區(qū)域而不屬于下采樣范圍內(nèi)的頂點(diǎn)，由該頂點(diǎn)附近的下釆樣點(diǎn)的法向量以插值方式生成該頂點(diǎn)的法向量。對(duì)于屬于相似幾何拉伸區(qū)域的邊界頂點(diǎn)，是幾何拉伸的突變點(diǎn)，也需要計(jì)算它們的法向量值，則所有頂點(diǎn)的法向量均可以被計(jì)算得出。
接著，將所述頂點(diǎn)的法向量量化到圖像灰度范圍內(nèi)，生成第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；當(dāng)獲得所有頂點(diǎn)的法向量之后，將法向量由單位向量量化到圖像灰度范圍內(nèi)，即將法向量的三個(gè)分量分別從
量化到
,且三個(gè)分量分別對(duì)應(yīng)于真彩色圖像的RGB值，于是，對(duì)應(yīng)生成第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像。
最后，將上述第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像通過(guò)低通濾波器，進(jìn)行平滑濾波后，得到第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；經(jīng)過(guò)上述計(jì)算得到的第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像在不同幾何拉伸程度區(qū)域的交接處并不光滑，因此，再通過(guò)一個(gè)低通濾波器對(duì)上述第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像進(jìn)行濾波，得到平滑后的第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，在本實(shí)施例中并未限制低通濾波器的類型。
步驟204,根據(jù)第一法向量紋理圖像和第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，計(jì)算第 一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差。
法向量紋理圖像是真彩色圖像，其RGB三個(gè)分量是采用8位表示的，即每個(gè)分量有256個(gè)色階，對(duì)應(yīng)值為
。如果將兩幅法向量紋理圖像的像素值直接做差，差值將會(huì)出現(xiàn)負(fù)數(shù)，差值的范圍為[-255，255]，則這樣的差值不能用來(lái)表示圖像的RGB分量值。因此，本實(shí)施例提供一種計(jì)算第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差的方法在計(jì)算時(shí)，對(duì)第一法向量紋理圖像與第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像的像素值直接對(duì)應(yīng)相減做差之后，通過(guò)將每個(gè)差值加上256，即差值范圍變化到[1,511],之后將每個(gè)值除以2并向下取整，將差值映射到
范圍內(nèi)。這樣第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差的RGB三個(gè)分量都處在圖像可表示的范圍之內(nèi)。
步驟205，對(duì)第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼壓縮生成預(yù)測(cè)殘差的碼流，并輸出預(yù)測(cè)殘差的碼流。
由于第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差需要經(jīng)過(guò)以上步驟計(jì)算得出，故與原始幾何圖像相比，其壓縮編碼處理過(guò)程要晚一點(diǎn)，所以可以采用串行方式先輸出原始幾何圖像的碼流，再輸出第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差的碼流，當(dāng)然也可以以并行方式輸出，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的傳輸方式，在本實(shí)施例中采用串^f亍傳輸方式，但并不限于此。
本實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格編碼方法通過(guò)原始幾何圖像預(yù)測(cè)第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，提高了對(duì)應(yīng)與三維網(wǎng)格的法向量紋理圖像的準(zhǔn)確度，加強(qiáng)了原始網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果，同時(shí)由于傳輸?shù)牟皇欠ㄏ蛄考y理圖像而是法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差，預(yù)測(cè)殘差與法向量紋理圖像相比，其相關(guān)性有所提高，細(xì)節(jié)信息較少，因而其編碼碼流小，可以采用與幾何圖像相同的壓縮方法進(jìn)行處理，降低了編碼碼 流。
本實(shí)施例在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，提供了具體計(jì)算幾何拉伸度的方法。
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中三角面片在二維參數(shù)域和三維網(wǎng)格域的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。計(jì)算幾何拉伸度的具體過(guò)程如下
對(duì)于二維參數(shù)域D上的一個(gè)三角形A,假設(shè)它的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)是
a，a,a,其中幾=(\,0，相對(duì)應(yīng)的三維網(wǎng)格域s上的三角形的坐標(biāo)為仏矢仍，
則它們之間的仿射映射關(guān)系可以表示為
<formula>formula see original document page 13</formula> (1)具體為
<formula>formula see original document page 13</formula> (2)
其中公式(2)中的〈aA。表示三角形Wc的面積。由于這個(gè)映射是仿射的，所以對(duì)于所有的(W)e A來(lái)說(shuō)，公式(2 )的偏微分是公式(3 )、公式(4 )所示的常數(shù)
<formula>formula see original document page 13</formula>(3)
<formula>formula see original document page 13</formula>( 4 )在公式(3) 、 (4)中，
<formula>formula see original document page 13</formula> (5)則/的雅克比矩陣是
<formula>formula see original document page 13</formula>(6)雅克比矩陣j,的最大單值r和最小單值^分別表示單位長(zhǎng)度從二維參數(shù)
域D映射到三維網(wǎng)格域S的最大長(zhǎng)度和最小長(zhǎng)度，即最大幾何拉伸度和最小幾何拉伸度?？梢酝ㄟ^(guò)下面的公式(7)和公式(8)計(jì)算得出
r = J備((",+ c,)+無(wú)-c, )2 + 46/ ) (7)
,=+ C/) — — c/ )2 + 4 V ) (8)
根據(jù)r和y ，可以得到兩個(gè)關(guān)于幾何拉伸的度量標(biāo)準(zhǔn):
丄2 = (9)k=r (10)其中的￡2度量了幾何拉伸的總體的能力，而^則表示了在最差的情況下的度量標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)上述計(jì)算得到的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃分具體為度量第一重構(gòu)幾何圖像中每個(gè)三角面片的幾何拉伸度，計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)周圍所有三角面片的幾何拉伸度的方差，將所述方差與一預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，如果所述方差大于閾值，將所述頂點(diǎn)劃為相似幾何拉伸區(qū)域的邊界點(diǎn)，反之，將所述頂點(diǎn)劃為相似幾何拉伸區(qū)域的內(nèi)部點(diǎn)，到此實(shí)現(xiàn)了根據(jù)幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃分，三維網(wǎng)格模型被劃分為多個(gè)不同的相似幾何拉伸區(qū)域。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例還提供了計(jì)算所有法向量的具體實(shí)現(xiàn)方法。圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中對(duì)相似幾何拉伸區(qū)域內(nèi)部點(diǎn)的梅花下采樣示意圖。本實(shí)施例中，被下采樣的頂點(diǎn)以及邊界頂點(diǎn)的法向量根據(jù)第一重構(gòu)幾何圖像中的柵格點(diǎn)的坐標(biāo)值以及由4個(gè)柵格點(diǎn)圍成的四方格對(duì)角連線所形成的新的拓樸關(guān)系，計(jì)算得出，其中被下采樣的頂點(diǎn)具體如圖4所示。對(duì)于非采樣點(diǎn)以插值方式生成，具體為利用其上下左右相鄰的四個(gè)頂點(diǎn)的已知
法向量進(jìn)行加權(quán)平均，由以下公式(11 )計(jì)算得出
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中，"(/，刀表示當(dāng)前非釆樣點(diǎn)的法向量，/, y表示當(dāng)前非采樣點(diǎn)在二維幾何圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)。
根據(jù)上述方法，計(jì)算出所有頂點(diǎn)的法向量值。
本實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格編碼方法通過(guò)幾何拉伸度將三維網(wǎng)格模型劃分為若干區(qū)域，使用基于幾何拉伸的度量可以準(zhǔn)確的度量從二維參數(shù)域到三維網(wǎng)格域進(jìn)行映射時(shí)的幾何拉伸程度，而對(duì)相似幾何拉伸區(qū)域內(nèi)的頂點(diǎn)以下采樣的方式選擇計(jì)算頂點(diǎn)的法向量，減少了計(jì)算法向量的次數(shù)，降低了法向量計(jì)算過(guò)程中的計(jì)算量和復(fù)雜度，有利于提高整個(gè)編碼方法的效率。
圖5為本發(fā)明三維網(wǎng)格解碼方法一實(shí)施例的流程圖，如圖5所示，本實(shí)施例提供了 一種三維網(wǎng)格解碼方法，具體包括以下步驟
步驟501,對(duì)接收到的圖像碼流進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)生成第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二重構(gòu)幾何圖像。在解碼端，圖像解碼器從信道中提取編碼端傳輸?shù)膱D像碼流，本實(shí)施例中圖像碼流包括幾何圖像的碼流和預(yù)測(cè)殘差的碼流，然后對(duì)幾何圖像的碼流和預(yù)測(cè)殘差的碼流進(jìn)行解碼重構(gòu)，得到第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二重構(gòu)幾何圖像。
步驟502，由第二重構(gòu)幾何圖像生成第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像。
步驟503,根據(jù)第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像生成第二法向量紋理圖像。
步驟504，根據(jù)第二法向量紋理圖像和第二重構(gòu)幾何圖像重構(gòu)出三維網(wǎng)格。由編碼方法可知，第二重構(gòu)幾何圖像上每個(gè)柵格點(diǎn)的顏色值(r， g， b)對(duì)應(yīng)于三維網(wǎng)格的幾何坐標(biāo)值(x, y, z),第二法向量紋理圖像上每個(gè)柵格點(diǎn)的顏色值(r， g, b)對(duì)應(yīng)于三維網(wǎng)格上的柵格點(diǎn)的法向量值(nl, n2，n3)，據(jù)此重構(gòu)出三維網(wǎng)格。
本實(shí)施例中利用第二重構(gòu)幾何圖像生成第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像的過(guò)程
與上述編碼方法實(shí)施例中的方法相同，故在此不再累述；由第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像和第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差計(jì)算第二法向量紋理圖像的過(guò)程是上述編碼方法實(shí)施例中的計(jì)算第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差的逆過(guò)程，具體方法原理相同，故在此不詳細(xì)論述，且對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以根據(jù)編碼過(guò)程推知解碼過(guò)程的具體實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格解碼方法根據(jù)第二重構(gòu)幾何圖像和第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差，經(jīng)第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像得到第二法向量紋理圖像，提高了對(duì)應(yīng)與三維網(wǎng)格的法向量紋理圖像的準(zhǔn)確度，加強(qiáng)了原始網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果。
發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，針對(duì)本發(fā)明提出的三維網(wǎng)格編碼、解碼方法與現(xiàn)有技術(shù)中的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比對(duì)，具體的如下所示
圖8a為本發(fā)明實(shí)施例中比對(duì)實(shí)^r所用編碼框架示意圖，圖8b為本發(fā)明實(shí)施例中比對(duì)實(shí)驗(yàn)所用解碼框架示意圖。發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中釆用的編碼、解碼方法的結(jié)構(gòu)框架，如圖8a、 8b所示，與傳統(tǒng)的直接壓縮法向量圖像方法進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。原始幾何圖像和第一法向量紋理圖像利用已有的生成幾何圖像方法得到，實(shí)驗(yàn)中圖像編碼器、解碼器均由標(biāo)準(zhǔn)為JPEG2000的軟件實(shí)現(xiàn)。編碼原始幾何圖像都采用0. 5bpp的碼率，并利用其第一重構(gòu)幾何圖像進(jìn)行編碼端的預(yù)測(cè)過(guò)程，利用第二重構(gòu)幾何圖像進(jìn)行解碼端的預(yù)測(cè)過(guò)程，其具體的預(yù)測(cè)過(guò)程與上述實(shí)施例相同，不再累述。圖9本發(fā)明實(shí)施例中與傳統(tǒng)直接壓縮法向量圖像方法的重構(gòu)質(zhì)量比較圖，其中橫坐標(biāo)為圖像的像素深度，表示圖像的每個(gè)像素值所需要的位數(shù)(bits per pixel;筒稱為BPP)，縱坐標(biāo)為峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio ;簡(jiǎn)稱為PSNR),是一種評(píng)價(jià)圖像的客觀標(biāo)準(zhǔn)，PSNR越高表示圖像的重構(gòu)質(zhì)量越好。從圖9中可以看出，在低碼率的情況下，與傳統(tǒng)方法重構(gòu)出的圖像相比較，本發(fā)明方法的增益比較明顯，最高可達(dá)2db，而隨著碼率的增加，本發(fā)明方法的增益 速率降低并趨于傳統(tǒng)方法。這是由于碼率的增加對(duì)于傳統(tǒng)方法而言，可以分 配給細(xì)節(jié)信息更多的比特，以致整體圖像的重構(gòu)質(zhì)量逐漸提高。
基于以上論述，本發(fā)明提出的三維網(wǎng)格編碼、解碼方法通過(guò)幾何圖像預(yù) 測(cè)法向量紋理圖像，并僅傳輸幾何圖像和法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差，該方 法簡(jiǎn)化了對(duì)法向量紋理圖像的壓縮，編碼法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差需要的 碼流較小，并且使得解碼后的法向量紋理圖像的質(zhì)量有所提高，改善了重構(gòu) 的三維網(wǎng)格模型的渲染效果，使用戶得到更好的視覺(jué)體驗(yàn)。
圖6為本發(fā)明三維網(wǎng)格編碼裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，本 實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格編碼裝置，具體包括
生成模塊61,用于生成原始幾何圖像、第一法向量紋理圖像；
第一編碼模塊62，用于對(duì)生成模塊61生成的原始幾何圖像進(jìn)行編碼壓 縮生成并輸出原始幾何圖像的碼流；
第一預(yù)測(cè)模塊63，用于根據(jù)第一編碼模塊62輸出的原始幾何圖像的碼 流生成第 一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；
第一計(jì)算模塊64,用于根據(jù)生成模塊61生成的第一法向量紋理圖像和 第一預(yù)測(cè)模塊63生成的第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，計(jì)算第一法向量紋理圖像 的預(yù)測(cè)殘差；
第二編碼模塊65，用于對(duì)第一計(jì)算模塊64計(jì)算出的第一法向量紋理圖 像的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼壓縮生成預(yù)測(cè)殘差的碼流，并輸出所述預(yù)測(cè)殘差的碼流。
具體地，第一預(yù)測(cè)模塊還包括解碼單元，用于對(duì)原始幾何圖像的碼流進(jìn) 行解碼，生成第一重構(gòu)幾何圖像；第一劃分單元，用于根據(jù)所述第一重構(gòu)幾 何圖像的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃分，將所述三維網(wǎng)格模型劃 分為多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域；第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述相似幾何拉伸區(qū) 域，計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的所有頂點(diǎn)的法向量；第一量化單元，用于將所述頂點(diǎn)的法向量量化到圖像灰度范圍內(nèi)，生成第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像； 以及第一低通濾波單元，用于對(duì)第一量化單元的輸出結(jié)果，即第一初始預(yù)測(cè) 法向量紋理圖像進(jìn)行濾波，得到平滑的第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，并輸出給 第一計(jì)算模塊64，具體可以由低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但并不限制低通濾波器的 類型。由于第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像在不同幾何拉伸程度區(qū)域的交接處 并不光滑，通過(guò)該第一濾波單元對(duì)第一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像進(jìn)行濾波， 使得根據(jù)第 一法向量紋理圖像和平滑后的第 一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像得到第一 法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差更加準(zhǔn)確，進(jìn)一步提高對(duì)應(yīng)與三維網(wǎng)格的法向量 紋理圖像的準(zhǔn)確度，加強(qiáng)原始網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果。
本實(shí)施例中的第一編碼模塊62與第二編碼模塊65可以是同一個(gè)模塊， 也可以是分離的模塊，特別當(dāng)兩者為分離的模塊時(shí)，原始幾何圖像的碼流由 第一編碼模塊62輸出，預(yù)測(cè)殘差的碼流由第二編碼模塊65輸出。其中，編 碼模塊具體的可以是JPEG或者JPEG2000編碼器，也可以是其他圖像編碼器， 尤其當(dāng)?shù)谝痪幋a模塊62與第二編碼模塊65為獨(dú)立模塊時(shí)，兩個(gè)模塊采用相 同標(biāo)準(zhǔn)的編碼器是一種較佳的實(shí)施方式，并不限于此，但編碼器需要與編碼 端的解碼單元及解碼端的解碼單元相適應(yīng)。
需要指出的是，本實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格編碼裝置是與上述編碼方法相 對(duì)應(yīng)的裝置，其可以采用上述編碼方法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的裝置的 技術(shù)方案，此處不再贅述。
本實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格編碼裝置，通過(guò)設(shè)置第一預(yù)測(cè)模塊、第一計(jì)算 模塊實(shí)現(xiàn)了在編碼端輸出原始幾何圖像的碼流的同時(shí)傳輸?shù)谝环ㄏ蛄考y理圖 像的預(yù)測(cè)殘差的碼流，保證解碼端得到高準(zhǔn)確度的法向量紋理圖像，加強(qiáng)了 原始網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果，同時(shí)由于傳輸?shù)牟皇欠ㄏ蛄考y理圖像而是法向 量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差，預(yù)測(cè)殘差與法向量紋理圖像相比，其相關(guān)性有所提 高，細(xì)節(jié)信息較少，因而其編碼碼流較小，可以采用與幾何圖像相同的壓縮 方法進(jìn)行處理，降低了原始編碼法向量紋理圖像的比特率，平衡了原始編碼法向量紋理圖像和幾何圖像的關(guān)系。
圖7為本發(fā)明三維網(wǎng)格解碼裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，本 實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格解碼裝置，具體可以包括
解碼模塊71,用于對(duì)接收到的圖像碼流進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)生 成第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二重構(gòu)幾何圖像；
第二預(yù)測(cè)模塊72,用于由解碼模塊71生成的第二重構(gòu)幾何圖像生成第 二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；
第二計(jì)算模塊73,用于根據(jù)由解碼模塊71生成的第二法向量紋理圖像 的預(yù)測(cè)殘差和第二預(yù)測(cè)^t塊72預(yù)測(cè)出的第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，生成第二 法向量紋理圖像；
重構(gòu)模塊74，用于根據(jù)第二計(jì)算模塊73生成的第二法向量紋理圖像和 解碼模塊71輸出的第二重構(gòu)幾何圖像，重構(gòu)出三維網(wǎng)格。
具體地，第二預(yù)測(cè)模塊還包括第二劃分單元，用于根據(jù)所屬第二重構(gòu) 幾何圖像的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃分，將所述三維網(wǎng)格模型 劃分為多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域；第二計(jì)算單元，用于根據(jù)所述相似幾何拉伸 區(qū)域，計(jì)算所述三維網(wǎng)祐^莫型的所有頂點(diǎn)的法向量；第二量化單元，用于將 所述頂點(diǎn)的法向量量化到圖像灰度范圍內(nèi)，生成第二初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖 像；以及第二低通濾波單元，用于對(duì)第二量化單元的輸出結(jié)果，即第二初始 預(yù)測(cè)法向量紋理圖像進(jìn)行濾波，得到平滑的第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像并輸出 給第二計(jì)算模塊73。
上述技術(shù)方案中，解碼模塊71可以是JPEG或者JPEG2000解碼器，也可 以是其他圖像解碼器，但需要與編碼端的第一編碼模塊、第二編碼模塊以及 解碼單元相適應(yīng)。
需要指出的是，本實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格解碼裝置是與上述解碼方法相 技術(shù)方案，此處不再贅述。本實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格解碼裝置，通過(guò)設(shè)置第二預(yù)測(cè)模塊、第二計(jì)算 模塊實(shí)現(xiàn)了在解碼端根據(jù)第二重構(gòu)幾何圖像預(yù)測(cè)出第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖 像，保證解碼端得到高準(zhǔn)確度的法向量紋理圖像，提高了原始網(wǎng)格所表現(xiàn)的 渲染效果。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn) 行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換， 而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 并青神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種三維網(wǎng)格編碼方法，其特征在于，包括以下步驟生成原始幾何圖像、第一法向量紋理圖像；對(duì)所述原始幾何圖像進(jìn)行編碼壓縮生成所述原始幾何圖像的碼流，并輸出；根據(jù)所述原始幾何圖像的碼流生成第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；根據(jù)所述第一法向量紋理圖像和所述第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，計(jì)算第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差；對(duì)所述第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼壓縮生成所述預(yù)測(cè)殘差的碼流，并輸出所述預(yù)測(cè)殘差的碼流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維網(wǎng)格編碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所 述原始幾何圖像的碼流生成第 一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像具體為對(duì)所述原始幾何圖像的碼流進(jìn)行解碼，生成第一重構(gòu)幾何圖像； 根據(jù)所述第 一 重構(gòu)幾何圖像的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃 分，將所述三維網(wǎng)格模型劃分為多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域；根據(jù)所述相似幾何拉伸區(qū)域，計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的所有頂點(diǎn)的法向量；將所述頂點(diǎn)的法向量量化到圖像灰度范圍內(nèi)，生成第一初始預(yù)測(cè)法向量 紋理圖像；將所述第 一初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像通過(guò)低通濾波器，進(jìn)行平滑濾波后， 得到所述第 一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維網(wǎng)格編碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所 述第 一重構(gòu)幾何圖像的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃分，將所述三 維網(wǎng)格模型劃分為多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域，具體為計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的每個(gè)頂點(diǎn)周圍所有三角面片的幾何拉伸度的方 差；將所述方差與一閾值進(jìn)行比較，如果所述方差大于所述閾值，將所述頂點(diǎn)劃為所述相似幾何拉伸區(qū)域的邊界點(diǎn)，否則，將所述頂點(diǎn)劃為所述相似幾 何拉伸區(qū)域的內(nèi)部點(diǎn)，從而形成所述多個(gè)相似幾何^立伸區(qū)域。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維網(wǎng)格編碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相似幾何拉伸區(qū)域，計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的所有頂點(diǎn)的法向量，具體為 當(dāng)所述頂點(diǎn)屬于所述相似幾何拉伸區(qū)域時(shí)，首先通過(guò)下采樣方法對(duì)所述 相似幾何拉伸區(qū)域的內(nèi)部點(diǎn)進(jìn)行采樣，當(dāng)所述頂點(diǎn)為采樣點(diǎn)時(shí)，根據(jù)所述第 一重構(gòu)幾何圖像中的柵格點(diǎn)的坐標(biāo)值以及由4個(gè)柵格點(diǎn)圍成的四方格對(duì)角連 線所形成的新的拓樸關(guān)系，計(jì)算所述頂點(diǎn)的法向量；當(dāng)所述頂點(diǎn)為非采樣點(diǎn) 時(shí)，由所述頂點(diǎn)附近的采樣點(diǎn)的法向量以插值的方法生成所述頂點(diǎn)的法向量； 當(dāng)所述頂點(diǎn)為所述相似幾何拉伸區(qū)域的邊界點(diǎn)時(shí)，才艮據(jù)所述第 一重構(gòu)幾 何圖像中的柵格點(diǎn)的坐標(biāo)值以及由4個(gè)柵格點(diǎn)圍成的四方格對(duì)角連線所形成 的新的拓樸關(guān)系，計(jì)算所述頂點(diǎn)的法向量。
5、 一種三維網(wǎng)格解碼方法，其特征在于，包括以下步驟 對(duì)接收到的圖像碼流進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)生成第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二重構(gòu)幾何圖像；由所述第二重構(gòu)幾何圖像生成第二預(yù)測(cè)法命量紋理圖像； 根據(jù)所述第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和所述第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，生成第二法向量紋理圖像；根據(jù)所述第二法向量紋理圖像和所述第二重構(gòu)幾何圖像，重構(gòu)出三維網(wǎng)格。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維網(wǎng)格解碼方法，其特征在于，所述由所述 第二重構(gòu)幾何圖像生成第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像具體為根據(jù)所述第二重構(gòu)幾何圖像的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃 分，將所述三維網(wǎng)才各模型劃分為多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域；根據(jù)所述相似幾何拉伸區(qū)域，計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的所有頂點(diǎn)的法向量；將所述頂點(diǎn)的法向量量化到圖像灰度范圍內(nèi)，生成第二初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；將所述第二初始預(yù)測(cè)法向量紋理圖像通過(guò)低通濾波器，進(jìn)行平滑濾波后， 得到所述第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維網(wǎng)格解碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所 述第二重構(gòu)幾何圖像的幾何拉伸度對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行區(qū)域劃分，將所述三維網(wǎng)格^:莫型劃分為多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域，具體為計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的每個(gè)頂點(diǎn)周圍所有三角面片的幾何拉伸度的方 差；將所述方差與一閾值進(jìn)行比較，如果所述方差大于所述閾值，將所述頂 點(diǎn)劃為所述相似幾何拉伸區(qū)域的邊界點(diǎn)，反之，將所述頂點(diǎn)劃為所述相似幾 何拉伸區(qū)域的內(nèi)部點(diǎn)，從而形成所述多個(gè)相似幾何拉伸區(qū)域。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維網(wǎng)格解碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所 述相似幾何4立伸區(qū)域，計(jì)算所述三維網(wǎng)格模型的所有頂點(diǎn)的法向量，具體為當(dāng)所述頂點(diǎn)屬于所述相似幾何拉伸區(qū)域時(shí)，首先通過(guò)下采樣方法對(duì)所述 相似幾何拉伸區(qū)域的內(nèi)部點(diǎn)進(jìn)行采樣，當(dāng)所述頂點(diǎn)為采樣點(diǎn)時(shí)，根據(jù)所述第 二重構(gòu)幾何圖像中的柵格點(diǎn)的坐標(biāo)值以及由4個(gè)柵格點(diǎn)圍成的四方格對(duì)角連 線所形成的新的拓樸關(guān)系，計(jì)算所述頂點(diǎn)的法向量；當(dāng)所述頂點(diǎn)為非采樣點(diǎn) 時(shí)，由所述頂點(diǎn)附近的釆樣點(diǎn)的法向量以插值的方法生成所述頂點(diǎn)的法向量；當(dāng)所述頂點(diǎn)為所述相似幾何拉伸區(qū)域的邊界點(diǎn)時(shí)，根據(jù)所述第二重構(gòu)幾 何圖像中的柵格點(diǎn)的坐標(biāo)值以及由4個(gè)柵格點(diǎn)圍成的四方格對(duì)角連線所形成 的新的拓樸關(guān)系，計(jì)算所述頂點(diǎn)的法向量。
9、 一種三維網(wǎng)格編碼裝置，其特征在于，包括 生成模塊，用于生成原始幾何圖像、第一法向量紋理圖像； 第一編碼模塊，用于對(duì)所述生成模塊生成的所述原始幾何圖像進(jìn)行編碼壓縮生成并輸出所述原始幾何圖像的碼流；第一預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述第一編碼模塊輸出的所述原始幾何圖像的碼流生成第 一預(yù)測(cè)法向量紋理圖^f象；第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述生成模塊生成的所述第一法向量紋理圖像 和所述第一預(yù)測(cè)模塊生成的所述第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，計(jì)算第一法向量 紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差；第二編碼模塊，用于對(duì)所述第 一計(jì)算模塊計(jì)算出的所述第 一法向量紋理 圖#_的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼壓縮生成所述預(yù)測(cè)殘差的碼流，并輸出所述預(yù)測(cè)殘 差的碼流。
10、 一種三維網(wǎng)格解碼裝置，其特征在于，包括解碼模塊，用于對(duì)接收到的圖像碼流進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)生成 第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和第二重構(gòu)幾何圖像；第二預(yù)測(cè)模塊，用于由所述解碼模塊生成的所述第二重構(gòu)幾何圖像生成 第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述解碼模塊生成的所述第二法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差和所述第二預(yù)測(cè)模塊生成的所述第二預(yù)測(cè)法向量紋理圖像，生成 第二法向量紋理圖^f象；重構(gòu)模塊，用于根據(jù)所述第二計(jì)算模塊輸出的所述第二法向量紋理圖像 和所述解碼模塊輸出的所述第二重構(gòu)幾何圖像，重構(gòu)出三維網(wǎng)格。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維網(wǎng)格編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置。編碼方法包括以下步驟生成原始幾何圖像、第一法向量紋理圖像；根據(jù)所述原始幾何圖像的碼流生成第一預(yù)測(cè)法向量紋理圖像；計(jì)算第一法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差；生成所述預(yù)測(cè)殘差的碼流，并輸出所述原始幾何圖像的碼流和所述預(yù)測(cè)殘差的碼流。編碼裝置包括生成模塊，第一編碼模塊，第一預(yù)測(cè)模塊，第一計(jì)算模塊，第二編碼模塊。其中解碼方法和裝置分別對(duì)應(yīng)于編碼方法和裝置。本發(fā)明提供的編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置通過(guò)幾何圖像和法向量紋理圖像的預(yù)測(cè)殘差重構(gòu)三維網(wǎng)格，在保證相同碼流大小的情況下，提高了三維網(wǎng)格所表現(xiàn)的渲染效果。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101626509SQ20091009115
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者尹寶才, 臻 張, 雯 文, 施云惠 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)