三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼、解碼方法以及編碼、解碼裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼、解碼方法以及編碼、解碼裝置。三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)包括一個或者多個多面體網(wǎng)格單元，其中編碼方法包括：獲取一網(wǎng)格單元的頂點的索引信息以及頂點的坐標信息；對索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息；對坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息；根據(jù)拓撲信息以及幾何信息，交叉編碼生成所述網(wǎng)格單元的網(wǎng)格單元信息；以及輸出所述網(wǎng)格單元信息。根據(jù)本發(fā)明的方法以及裝置能夠獲得較高的壓縮率而不損失任何細節(jié)信息，減少了對網(wǎng)絡帶寬的依賴，而且適于流式增量編碼，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，因此能夠降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲，進而改善互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格大數(shù)據(jù)的用戶體驗。
【專利說明】
三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼、解碼方法以及編碼、解碼裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的處理領域，尤其涉及能夠獲得較高的壓縮率，而且適于流式增量編碼的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼、解碼方法以及編碼、解碼裝置。

【背景技術】
[0002]目前，互聯(lián)網(wǎng)應用越來越廣泛，基于互聯(lián)網(wǎng)傳輸大數(shù)據(jù)的需求也越來越多。在網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)中，例如三維六面體的多面體網(wǎng)格由于其良好的空間描述能力，被廣泛應用于計算機圖形、有限元建模等諸多領域。隨著網(wǎng)格模型的細節(jié)越來越豐富，數(shù)據(jù)量也隨之增長，在基于互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格模型時內存容量和網(wǎng)絡帶寬成為傳輸?shù)钠款i。
[0003]為了提高互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)男释枰獙W(wǎng)格數(shù)據(jù)進行簡化壓縮。如今，已提出了如下的各種各樣的三維數(shù)據(jù)的編解碼的技術。
[0004]第200910091152.6號專利提供了一種三維網(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測法向量紋理圖像；計算第一法向量紋理圖像的預測殘差；生成所述預測殘差的碼流，并輸出所述原始幾何圖像的碼流和所述預測殘差的碼流。編碼裝置包括:生成模塊，第一編碼模塊，第一預測模塊，第一計算模塊，第二編碼模塊。其中解碼方法和裝置分別對應于編碼方法和裝置。本發(fā)明提供的編碼、解碼方法及編碼、解碼裝置通過幾何圖像和法向量紋理圖像的預測殘差重構三維網(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。然而，這種技術仍然存在編碼端負載過大，存儲開銷高的問題。不僅如此，解碼端不能實現(xiàn)增量解碼，存在互聯(lián)網(wǎng)傳輸不便的問題。
[0005]第201080006810.8號專利則提供了 3D網(wǎng)格模型被廣泛地用于表示3D對象的各種應用。這些模型由可以基于預測和殘差被壓縮的頂點和對應的三角形組成。本發(fā)明改進了平行四邊形預測的精度，特別是在尖銳的特征附近。所提出的3D網(wǎng)格模型編碼包括:分析三角形之間的空間角或二面角，將具有類似或者相等的二面角的三角形進行群集，并且為每個群集定義代表性的二面角。然后根據(jù)群集將每個群集的三角形相對于具有代表性二面角的各個預測三角形進行編碼。另外，預測三角形可以被鏡像。將編碼模式的指示插入到編碼的比特流的每個頂點中。解碼器提取編碼模式指示，基于相應的代表性二面角重構各個預測三角形并且執(zhí)行三角形預測和重構。但這種技術的缺點是:編碼端負載過大，存儲開銷高，壓縮率較低，數(shù)據(jù)量過大。
[0006]第201210078435.9還提供了一種基于預測的三維網(wǎng)格編碼方法，其在預測法向量紋理圖像時，充分考慮了幾何圖像和法向量紋理圖像之間以及法向量紋理圖像三個分量之間的相關性，所預測的法向量圖像的質量更高，從而使得預測殘差更小，更便于編碼傳輸，并且使得解碼后的法向量紋理圖像的質量得到了極大的提高，重構的三維網(wǎng)格模型的真實感效果提升，使用戶得到更好的視覺體驗。但該技術仍然具有數(shù)據(jù)相關性過高、不能無損重建的缺陷。


【發(fā)明內容】

[0007]因此，上述技術均不能很好地滿足實際使用場景的需求?，F(xiàn)有的壓縮技術除非損失數(shù)據(jù)的細節(jié)信息，則不能獲得較高壓縮率。此外，為了使得傳輸更加通暢，更提倡采用流式增量編解碼技術。通過該技術，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，而在發(fā)送端實現(xiàn)對部分數(shù)據(jù)的編碼和發(fā)送，與此同時，在接收端實現(xiàn)對部分數(shù)據(jù)的接收與重構，從而降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲。
[0008]本發(fā)明鑒于以上課題完成，其目的在于，提供一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼、解碼方法以及編碼、解碼裝置，能夠獲得較高的壓縮率的同時適用于流式增量編碼，其不但不損失任何細節(jié)信息，還能減少對網(wǎng)絡帶寬的依賴，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，因此能夠降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲，進而改善互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格大數(shù)據(jù)的用戶體驗。
[0009]本發(fā)明的一個實施例提供一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法，所述三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)包括一個或者多個多面體網(wǎng)格單元，其中包括:獲取網(wǎng)格單元的頂點的索引信息以及所述頂點的坐標信息；對所述索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息；對所述坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息；根據(jù)所述拓撲信息以及所述幾何信息，交叉編碼生成所述網(wǎng)格單元的網(wǎng)格單元信息；以及輸出所述網(wǎng)格單元信息。
[0010]本發(fā)明的實施例還提供一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼方法，用于解碼通過本發(fā)明的編碼方法生成的網(wǎng)格單元信息，其中包括:接收所述網(wǎng)格單元信息；對所述網(wǎng)格單元信息中的所述拓撲信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息；對所述網(wǎng)格單元信息中的所述幾何信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的坐標信息；以及根據(jù)所述索引信息以及所述坐標信息，重構所述網(wǎng)格單元。
[0011]本發(fā)明的實施例還提供一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置，所述三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)包括一個或者多個多面體網(wǎng)格單元，其中包括:網(wǎng)格單元獲取模塊，配置來獲取網(wǎng)格單元的頂點的索引信息以及所述頂點的坐標信息；拓撲信息編碼模塊，配置來對所述索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息；幾何信息編碼模塊，配置來對所述坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息；網(wǎng)絡單元生成模塊，配置來根據(jù)所述拓撲信息以及所述幾何信息，交叉編碼生成所述網(wǎng)格單元的網(wǎng)格單元信息；以及輸出模塊，配置來輸出所述網(wǎng)格單元信息。
[0012]本發(fā)明的實施例還提供一種解碼裝置，用于解碼通過本發(fā)明的編碼方法所生成的網(wǎng)格單元信息，其中包括:接收模塊，配置來接收所述網(wǎng)格單元信息；索引信息解碼模塊，配置來對所述網(wǎng)格單元信息中的所述拓撲信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息；坐標信息解碼模塊，配置來對所述網(wǎng)格單元信息中的所述幾何信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的坐標信息；以及重構模塊，根據(jù)所述索引信息以及所述坐標信息，重構所述網(wǎng)格單元。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼、解碼方法以及編碼、解碼裝置，能夠獲得較高的壓縮率而不損失任何細節(jié)信息，減少了對網(wǎng)絡帶寬的依賴，而且適于流式增量編碼，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，因此能夠降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲，進而改善互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格大數(shù)據(jù)的用戶體驗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的網(wǎng)格單元信息的數(shù)據(jù)結構的圖。
[0015]圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的索引信息的一個示例的圖。
[0016]圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的幾何編碼中需要編碼的頂點個數(shù)的示意圖。
[0017]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法的流程圖。
[0018]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法中拓撲編碼的流程圖。
[0019]圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法中對索引信息進行預測壓縮的具體方法的圖。
[0020]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法中幾何編碼的流程圖。
[0021]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼方法的流程圖。
[0022]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置的功能框圖。
[0023]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置中拓撲信息編碼模塊的功能框圖。
[0024]圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置中幾何信息編碼模塊的功能框圖。
[0025]圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼裝置的功能框圖。

【具體實施方式】
[0026]為使本領域的技術人員能夠更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的處理方法以及處理裝置的【具體實施方式】。其中，三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)包括一個或者多個多面體網(wǎng)格單元，該多個多面體網(wǎng)格單元例如可以構成立體圖像。為了簡單起見，在以下說明中多面體網(wǎng)格單元均以正方體的網(wǎng)格單元為例進行說明。當然，事實上不限于正方體的結構，可以是長方體或者其他六面體、也可以是四面體、八面體、或者更多平面組成的立體單元。應當注意，在本領域普通技術人員不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]【數(shù)據(jù)結構】
[0028]首先，結合附圖來詳細說明本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的網(wǎng)格單元信息的數(shù)據(jù)結構。圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的網(wǎng)格單元信息的數(shù)據(jù)結構的圖。如圖1所示，每一個網(wǎng)格單元信息均由拓撲信息以及幾何信息進行交叉編碼而形成。
[0029]拓撲信息用于描述每個網(wǎng)格單元的頂點的索引信息。索引信息可以是每一個頂點的唯一的識別符，識別符例如但不限于用一個整型值來表示。就正方體的網(wǎng)格單元而言，每一個網(wǎng)格單元包括8個頂點，因此例如可以用8個整型值來表示索引信息。本領域技術人員可以理解，如果是其他的多面體結構的網(wǎng)格單元，則可以根據(jù)該多面體的頂點的數(shù)目來確定索引信息中的整型值的數(shù)目。圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的索引信息的一個示例的圖。如圖2所示，網(wǎng)格I包括8個頂點，其索引信息分別是1、2、3、4、
5、6、7、8。同樣地，網(wǎng)格2的8個頂點的索引信息分別是5、6、7、8、9、10、11、12。
[0030]拓撲信息包括索引掩碼信息以及索引差值信息。索引掩碼信息表示在一個網(wǎng)格單元中每一個頂點的實際的索引信息與預測的索引信息之間的一致或者不一致。由于在本實施例中網(wǎng)格單元為正方體，每一個網(wǎng)格單元具有8個頂點，因此索引掩碼信息例如可以由8位二進制比特構成，其中每一個比特對應于該網(wǎng)格單元中的每一個頂點，在比特值為“O”的情況下表示實際的索引信息與預測的索引信息之間一致，在比特值為“I”的情況下表示實際的索引信息與預測的索引信息之間不一致。具體而言，網(wǎng)格單元第3個頂點的實際索引信息與預測出來的索引信息一致時，可以將索引掩碼信息的第3位比特值設置為O，而網(wǎng)格單元的第5個頂點的實際索引信息與預測出來的索引信息不一致時，可以將索引掩碼信息的第5位比特值設置為I。索引差值信息是當某一個頂點的實際索引信息與預測出來的索引信息不一致時，表示其差值量的信息。典型地，可以通過簡單地減法運算來獲得索引掩碼信息和索引差值信息，即當運算得到的差值量為O時說明兩者一致，反之則說明兩者不一致并且將該差值量作為索引差值信息。為了節(jié)省數(shù)據(jù)量，優(yōu)選僅僅在差值量不為0(即實際索引信息與預測出來的索引信息不一致)的情況下生成索引差值信息。此時，數(shù)據(jù)結構中的索引差值信息的數(shù)量等于索引掩碼信息中的值為“I”的比特的數(shù)目，因此可以通過索引差值信息的生成的順序來與索引掩碼信息進行對應。然而，通過網(wǎng)格單元的非重復等差特性來預測索引信息(具體的預測方法將在后面詳細說明)，可以保證預測結果在絕大部分情況下是準確的，因此索引掩碼信息中值為“I”的比特很少出現(xiàn)，即需要生成索引差值信息的情況很少，進而能夠獲得較高的數(shù)據(jù)壓縮率。
[0031]這樣，通過索引掩碼信息能表示網(wǎng)格單元中的哪個頂點的實際索引信息與預測出來的索引信息不一致，然后通過索引差值信息表示每一個不一致的頂點的實際索引信息與預測出來的索引信息相差多少，而其余的預測索引信息與實際的索引信息一致，因此能夠通過對索引掩碼信息對應的頂點的預測索引信息使用索引差值信息來進行補償，來獲得準確的索引?目息，因此索引掩碼?目息和索引差值彳目息包含了完整的索引?目息，而不損失任何細節(jié)。
[0032]幾何信息用于描述每一個頂點的坐標信息，優(yōu)選附在拓撲信息之后。在三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)中，每一個頂點的坐標信息例如可以是使用3個浮點值來表示的3個坐標值(X，y, ζ)。
[0033]在本發(fā)明中，幾何信息包括坐標掩碼信息以及坐標差值信息。坐標掩碼信息表示一個網(wǎng)格單元中，每一個頂點的每一個坐標值的實際值與預測值之間的一致或者不一致。典型地，由于在本實施例中網(wǎng)格單元為正方體，每一個網(wǎng)格單元具有8個頂點，并且每一個頂點包括3個坐標值，因此坐標掩碼信息可以包括24位二進制比特，其中每一個比特對應于該網(wǎng)格單元中的每一個頂點的每一個坐標值。例如，網(wǎng)格單元第3個頂點的X坐標值的實際索引信息與預測出來的索引信息一致時，可以將索引掩碼信息中的與第3個頂點的X坐標值對應的比特設置為0，反之，可以將該比特設置為I。坐標差值信息是當某一個頂點的某一個坐標值的實際值與預測值不一致時，表示其差值量的信息。具體而言，可以通過簡單地減法運算獲得坐標掩碼信息和坐標差值信息，即當運算得到的差值量為O時說明兩者一致因此將坐標掩碼信息中的對應的比特值設置為0，反之則說明兩者不一致因此將坐標掩碼信息中的對應的比特值設置為I并且將該差值量作為坐標差值信息附到坐標掩碼信息的后面。為了節(jié)省數(shù)據(jù)量，優(yōu)選僅僅在差值量不為0(即實際坐標信息與預測出來的坐標信息不一致)的情況下生成坐標差值信息。此時，坐標差值信息的數(shù)量等于坐標掩碼信息中的值為“I”的比特的數(shù)目，因此可以通過坐標差值信息的生成的順序來與坐標掩碼信息進行對應。然而，采用網(wǎng)格單元的平行六面體法則來預測坐標信息(具體的預測方法將在后面詳細說明)，可以保證預測結果在絕大部分情況下是準確的，因此坐標掩碼信息中值為“I”的比特很少出現(xiàn)，即需要生成坐標差值信息的情況很少，進而能夠獲得較高的數(shù)據(jù)壓縮率。
[0034]然而，在對多個網(wǎng)格單元進行編碼時，由于很多頂點都構成多個網(wǎng)格單元的一部分，因此造成數(shù)據(jù)冗余度很高。例如，在圖2的示例中，對網(wǎng)格I進行編碼時，需要對頂點1、
2、3、4、5、6、7、8即共8個頂點進行編碼。但接下來對網(wǎng)格2進行編碼時，由于頂點5、6、7、8也是網(wǎng)格I的一部分，因此已經(jīng)進行過編碼。如果在對網(wǎng)格2進行編碼時也對8個頂點進行編碼，頂點5、6、7、8進行了重復編碼，構成數(shù)據(jù)冗余。為了解決這個問題，優(yōu)選地，可以僅對沒有編碼過的9、10、11、12即共4個頂點進行編碼。圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的幾何編碼中需要編碼的頂點個數(shù)的示意圖。在圖3中，用“?”表示的頂點是已經(jīng)編碼過的頂點。在這種情況下，只要對“〇”表示的頂點進行編碼，即可構成一個完整的網(wǎng)格單元?？梢?，在編碼到中間位置時，只需對I個頂點編碼就可以定義一個網(wǎng)格單元。事實上，一個立體圖像可能包括數(shù)百萬甚至更多個網(wǎng)格單元，只有立體圖像的邊緣處的網(wǎng)格單元需要對多個頂點進行編碼，其中絕大部分網(wǎng)格單元都只需對I個頂點進行編碼，其余7個頂點已被編碼到之前的網(wǎng)格單元中。因此，可以按照拓撲信息中出現(xiàn)的頂點的次序，僅對未編碼的部分生成的幾何信息而附于同一網(wǎng)格單元的拓撲信息之后。通過這種方法，大多數(shù)坐標掩碼也只需要3位，采用可變長編碼對其進行預測壓縮，不僅能夠大大地減少重復預測，還可以降低數(shù)據(jù)的冗余度，從而能夠獲得較高的數(shù)據(jù)壓縮率。
[0035]這樣，通過坐標掩碼信息能表示網(wǎng)格單元中的哪個頂點的哪個坐標值的實際值與預測值不一致，然后通過坐標差值信息表示每一個不一致的頂點的不一致的坐標值的預測值與實際值之間相差多少，而其余的坐標信息的實際值與預測值一致，可以通過上述預測的方法準確地獲得實際值，因此能夠通過對坐標掩碼信息對應的頂點的坐標值使用坐標差值信息來進行補償，來獲得準確的坐標信息，因此坐標掩碼信息和坐標差值信息包含了完整的坐標信息，而不損失任何細節(jié)。
[0036]綜上所述，拓撲信息描述每個網(wǎng)格單元的頂點的索引信息，因此通過拓撲信息可以知道每一個網(wǎng)格單元都由哪些頂點構成。幾何信息描述每一個頂點的坐標信息，因此通過幾何信息可以知道每一個頂點的具體位置。可見，拓撲信息結合幾何信息能夠知道每一個網(wǎng)格單元的每一個頂點的位置，可以構成完整的網(wǎng)格單元信息。在本發(fā)明中，將拓撲信息和幾何信息編碼在統(tǒng)一的網(wǎng)格數(shù)據(jù)流中，拓撲流和幾何流在六面體網(wǎng)格單元粒度上形成交叉編碼的混合數(shù)據(jù)流，這種數(shù)據(jù)流保持了拓撲索引和頂點幾何之間的相對一致性，因此通過在接收端(解碼端)進行同樣的預測，結合上述網(wǎng)格單元信息，能夠沒有任何細節(jié)損失地重構圖像數(shù)據(jù)。通過依次對三位網(wǎng)格數(shù)據(jù)的每一個網(wǎng)格單元執(zhí)行這樣的處理，可以在數(shù)據(jù)傳輸過程中實現(xiàn)流式增量編碼，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送端可以對部分數(shù)據(jù)進行編碼并且進行發(fā)送，同時在解碼端可以對該部分數(shù)據(jù)進行接收并且進行解碼，從而不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
[0037]【三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法以及解碼方法】
[0038](編碼方法)
[0039]下面，結合附圖來詳細說明本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法的流程圖。典型地，編碼處理在數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送端執(zhí)行。如圖4所示，該方法包括以下步驟:
[0040]首先，獲取網(wǎng)格單元的頂點的索引信息以及該頂點的坐標信息(步驟S110)。一個立體圖像可能包括數(shù)百萬個甚至更多的網(wǎng)格單元，此時從網(wǎng)格大數(shù)據(jù)中逐個讀取網(wǎng)格單元的索引信息和坐標信息。這些信息是“實際的”索引信息和坐標信息，也就是最原始、最準確的信息。
[0041]接下來，進行拓撲編碼，即對索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息(步驟S120)。下面，詳細說明拓撲編碼的詳細過程。
[0042]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法中拓撲編碼的流程圖。如圖5所示，首先，生成索引掩碼信息(步驟S121)。正如前面所述，拓撲信息用于描述每個網(wǎng)格單元的頂點的索引信息。就正方體的網(wǎng)格單元而言，每一個網(wǎng)格單元包括8個頂點，因此引掩碼信息例如可以是8位,其中每一位對應每一個頂點。
[0043]接下來，對于網(wǎng)格單元的每一個頂點，預測該頂點的索引信息，生成預測索引信息(步驟S122)。圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法中對索引信息進行預測壓縮的具體方法的圖。由于多面體具有嚴格的規(guī)律性，可以在網(wǎng)格單元中預先定義一個位置作為規(guī)定頂點。具體而言，假設可以將網(wǎng)格I的頂點I對應的位置定義為該網(wǎng)格單元的規(guī)定頂點。則網(wǎng)格I的規(guī)定頂點為頂點1，網(wǎng)格2的規(guī)定頂點為頂點5，如果圖2中網(wǎng)格2的右邊還存在網(wǎng)格3，則網(wǎng)格3的規(guī)定頂點為頂點9。作為一個示例，可以將在步驟SllO中獲取的實際的網(wǎng)格X的規(guī)定頂點的索引信息為y時,表示為:Index[x] = y,貝丨J Index[l] = UIndex[2] = 5>Index[3] = 9。接下來,對這些頂點的進行預測。預測可以基于拓撲索引的非重復等差特性，采用差分上下文預測的方法，使用索引之差代替索引值作為輸入?yún)?shù)來預測下一個索引值。根據(jù)圖2所示的結構，下一個網(wǎng)格的規(guī)定頂點的索引信息與當前的網(wǎng)格的規(guī)定頂點的索引信息之差為4。假設第X個網(wǎng)格的規(guī)定頂點的預測索引信息表示為PI[x]，則根據(jù)一個網(wǎng)格單元的規(guī)定頂點的實際的索引信息Index[l] = 1，據(jù)此能夠預測第二個網(wǎng)格單元的規(guī)定頂點的索引信息為PI [2] =Index[l]+4 = 50同樣地，PI [3] = PI [2]+4 = 9，PI [4] = PI [3]+4 = 13，依次類推，能夠生成每一個頂點的預測索引信息。
[0044]接下來，比較網(wǎng)格單元的頂點的索引信息與該頂點的預測索引信息是否一致(步驟S123)。具體而言，例如可以對每一個Index[X]與PI [x]之間的進行減法運算，得到的值為O時說明兩者一致，得到的值不為O時說明兩者不一致。當判斷為兩者一致時(步驟S123，是)，將索引掩碼信息中與該頂點對應的比特設置為O。當判斷為兩者不一致時(步驟S123，否)，將索引掩碼信息中與該頂點對應的比特設置為I (步驟S125)，并且生成該頂點的索引信息與預測索引信息之間的索引差值信息(步驟S126)。優(yōu)選地，這個差值信息是在步驟S123中進行減法運算所得出來的值。應當注意，本領域技術人員也可以使用其他的比特值來表示頂點的索引信息與該頂點的預測索引信息一致或者不一致。
[0045]對網(wǎng)格單元的每一個頂點都執(zhí)行步驟S122至步驟S126后，能夠獲得完整的索引掩碼信息和索引差值信息。最后，根據(jù)該索引掩碼信息和索引差值信息，生成拓撲信息(步驟S127)。這里，由于多面體的特性規(guī)律，能夠保證上述預測原則上都是準確的，因此在一般情況下索引掩碼信息當中很少由數(shù)值為“I”的比特出現(xiàn)。如果僅僅在索引差值信息不為0(即頂點的索引信息與該頂點的預測出來的索引信息不一致)的情況下生成索引差值信息，就能夠大幅度地減少索引差值信息的數(shù)據(jù)數(shù)量，從而獲得具有較高的壓縮率的拓撲信肩、O
[0046]通過上述方法進行拓撲編碼后，返回到圖4，進行幾何編碼，即對坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息(步驟S103)。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法中幾何編碼的流程圖。如圖7所示，首先，生成坐標掩碼信息(步驟S131)。正如前面所述，幾何信息用于描述每一個頂點的坐標信息。在三維數(shù)據(jù)中，每一個頂點的坐標信息例如可以是3個坐標值(x，y，z)，可以使用3個浮點值來表示。此時，每一個網(wǎng)格單元具有8個頂點，并且每一個頂點包括3個坐標值，因此坐標掩碼信息可以包括24位二進制比特，其中每一個比特對應于該網(wǎng)格單元中的每一個頂點的每一個坐標值。但是，正如前面所述，絕大多數(shù)網(wǎng)格單元只需對其中I個頂點進行編碼，其余7個頂點已經(jīng)被編碼到之前的網(wǎng)格單元中，因此，優(yōu)選地，在執(zhí)行幾何編碼之前，可以先識別該頂點有沒有進行過編碼，并且僅僅對沒有編碼過的頂點進行幾何編碼，并且根據(jù)沒有編碼過的頂點的數(shù)目，創(chuàng)建可變長度根據(jù)坐標掩碼信息。在識別頂點是不是已經(jīng)被編碼過的頂點時，可以利用將頂點的索引信息上設置已編碼掩膜的方法進行。通過這樣的方法，大多數(shù)頂點的坐標掩碼信息只需要3位，從而能夠大幅度減少數(shù)據(jù)冗余，進而獲得較高的數(shù)據(jù)壓縮率。
[0047]接下來，對于網(wǎng)格單元的每一個頂點的每一個坐標值，預測該頂點的坐標值，生成預測坐標信息(步驟S132)。由于多面體具有嚴格的規(guī)律性，可以基于平行六面體法則，對網(wǎng)格單元的頂點位置進行預測。根據(jù)圖2所示的結構，假設立方體的邊的長度為5，從頂點I至頂點5的方向為X軸正方向，并且網(wǎng)格I的規(guī)定頂點(頂點I)的坐標信息Node[l]=(1，1，I)時，網(wǎng)格2的規(guī)定頂點(頂點5)的坐標信息的X坐標的坐標值可能是1+5 = 6，而y坐標和ζ坐標的坐標值不變，因此網(wǎng)格2的規(guī)定頂點的預測坐標信息PN[2] = (6，I, I),同理，如果網(wǎng)格2的右邊還存在網(wǎng)格3時，網(wǎng)格3的規(guī)定頂點(頂點9)的坐標信息的X坐標的坐標值可能是6+5 = 11，因此其預測坐標信息PN[3] = (11，I, I)，依次類推，能夠生成每一個頂點的預測坐標信息。
[0048]接下來，比較網(wǎng)格單元的頂點的坐標信息與該頂點的預測坐標信息是否一致(步驟S133)。具體而言，例如可以將每一個Node [X]的每一個坐標值與PN[x]的每一個坐標值之間的進行減法運算，得到的值為O時說明兩者一致，得到的值不為O時說明兩者不一致。當判斷為兩者一致時(步驟S133，是)，將坐標掩碼信息中與該頂點的該坐標值對應的比特設置為O。當判斷為兩者不一致時(步驟S133，否)，將坐標掩碼信息中與該頂點的該坐標值對應的比特設置為I (步驟S135)，并且生成頂點的坐標信息中的坐標值與預測坐標信息中的坐標值之間的坐標差值信息(步驟S136)。優(yōu)選地，這個差值信息是在步驟S133中進行減法運算所得出來的值。應當注意，本領域技術人員也可以使用其他的比特值來表示頂點的坐標信息與該頂點的預測坐標信息一致或者不一致。
[0049]對網(wǎng)格單元的每一個頂點的每一個坐標值都執(zhí)行步驟S132至步驟S136后，能夠獲得完整的坐標掩碼/[目息和坐標差值/[目息。最后，根據(jù)該坐標掩碼彳目息和坐標差值/[目息，生成幾何信息(步驟S137)。這里，由于多面體的特性規(guī)律，能夠保證上述預測原則上都是準確的，因此在一般情況下坐標掩碼信息當中很少由數(shù)值為“I”的比特出現(xiàn)。如果正如上面所述，僅僅在坐標差值信息不為0(即頂點的坐標信息與該頂點的預測出來的坐標信息不一致)的情況下生成坐標差值信息，就能夠大幅度地減少坐標差值信息的數(shù)據(jù)數(shù)量，從而獲得具有較高的壓縮率的幾何信息。
[0050]通過上述方法進行幾何編碼后，返回到圖4，根據(jù)通過步驟S120以及步驟S130分別獲得的拓撲信息以及幾何信息，交叉編碼生成網(wǎng)格單元的網(wǎng)格單元信息(步驟S140)。
[0051]最后，輸出所述網(wǎng)格單元信息(步驟S150)，從而完成編碼處理。
[0052]通過上述的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法，能夠獲得較高的壓縮率而不損失任何細節(jié)信息，減少了對網(wǎng)絡帶寬的依賴，而且適于流式增量編碼，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，因此能夠降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲，進而改善互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格大數(shù)據(jù)的用戶體驗。
[0053](解碼方法)
[0054]通過本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法編碼形成的網(wǎng)格單元信息，還可以解碼為索引信息和坐標信息，以重構網(wǎng)格單元。典型地，該解碼處理在數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮斩藞?zhí)行。此夕卜，本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法以及解碼方法適于流式增量傳輸，因此每當接收到一個網(wǎng)格單元信息時，即可開始對該網(wǎng)格信息進行解碼。下面，結合附圖來詳細說明解碼處理。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼方法的流程圖。如圖8所示:
[0055]首先，接收所述網(wǎng)格單元信息(步驟S210)。正如前面所述，網(wǎng)格單元信息通過拓撲信息和幾何信息交叉編碼而形成，因此，能夠從該網(wǎng)格單元信息解析出拓撲信息和幾何信息。
[0056]接下來，進行拓撲解碼，即對網(wǎng)格單元信息中的拓撲信息進行解壓縮，獲得該網(wǎng)格單元的頂點的索引信息(步驟S220)。拓撲信息當中包含了索引掩碼信息和索引差值信息。因此可以先按照與編碼時相同的方法(例如基于多面體的非重復等差特性)預測索引信息。由于索引掩碼信息中的比特與該網(wǎng)格單元的每一個頂點之間一一對應，因此能夠根據(jù)索引掩碼信息，識別預測結果當中哪些頂點的預測索引信息與實際的索引信息之間不一致。在識別出預測索引信息與實際的索引信息之間不一致的頂點時，通過索引差值信息進行補償。由于編碼時和解碼時使用完全相同的方法進行預測，因此將預測結果通過索引掩碼信息以及索引差值信息校正預測的誤差后，能夠獲得準確的索引信息而不損失任何細節(jié)信息。
[0057]接下來，進行幾何解碼，即對所述網(wǎng)格單元信息中的所述幾何信息進行解壓縮，獲得該網(wǎng)格單元的頂點的坐標信息(步驟S230)。幾何信息當中包含了坐標掩碼信息和坐標差值信息。因此可以先按照與編碼時相同的方法(例如采用平行六面體法則)預測坐標信息。由于坐標掩碼信息中的比特與該網(wǎng)格單兀的每一個頂點的每一個坐標值之間對應，因此能夠根據(jù)坐標掩碼信息，能夠識別預測結果當中哪些頂點的哪些坐標值與實際的坐標信息之間不一致。在識別出預測坐標信息與實際的坐標信息之間不一致的頂點的坐標值時，通過坐標差值信息進行對該頂點的坐標值進行補償。由于編碼時和解碼時使用完全相同的方法進行預測，因此將預測結果通過坐標掩碼信息以及坐標差值信息校正預測的誤差后，能夠獲得準確的坐標/[目息而不損失任何細節(jié)/[目息。
[0058]最后，根據(jù)所述索引信息以及所述坐標信息，重構所述網(wǎng)格單元(步驟S240)，從而能夠獲得沒有任何細節(jié)損失的網(wǎng)格單元，完成解碼處理。
[0059]通過上述的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼方法，能夠獲得較高的壓縮率而不損失任何細節(jié)信息，減少了對網(wǎng)絡帶寬的依賴，而且適于流式增量編碼，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，因此能夠降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲，進而改善互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格大數(shù)據(jù)的用戶體驗。
[0060]以上說明了本發(fā)明的多個圖層的圖像的顯示方法的多個實施例。顯然，本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內可以對上述實施例作出各種組合、修改或者變形。本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0061 ]【三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置以及解碼裝置】
[0062](編碼裝置)
[0063]下面，結合附圖來詳細說明本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置。圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置的功能框圖。典型地，該處理裝置作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送端。如圖9所示，處理裝置100包括:網(wǎng)格單元獲取模塊110、拓撲信息編碼模塊120、幾何信息編碼模塊130、網(wǎng)格單元生成模塊140以及輸出模塊150。
[0064]網(wǎng)格單元獲取模塊110用于獲取網(wǎng)格單元的頂點的索引信息以及該頂點的坐標信息。一個立體圖像可能包括數(shù)百萬個甚至跟多的網(wǎng)格單元，此時從網(wǎng)格大數(shù)據(jù)中逐個讀取網(wǎng)格單兀的索引/[目息和坐標/[目息。這些/[目息是“實際的”索引/[目息和坐標/[目息，也就是最原始、最準確的信息。
[0065]拓撲信息編碼模塊120用于進行拓撲編碼，即對索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息。下面，詳細說明拓撲編碼的詳細過程。圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置中拓撲信息編碼模塊的功能框圖。如圖10可知，拓撲信息編碼模塊120包括:索引掩碼信息生成模塊121、索引差值信息生成模塊122以及拓撲信息生成模塊123。
[0066]索引掩碼信息生成模塊121用于生成索引掩碼信息。正如前面所述，拓撲信息用于描述每個網(wǎng)格單元的頂點的索引信息。就正方體的網(wǎng)格單元而言，每一個網(wǎng)格單元包括8個頂點，因此索引掩碼信息例如可以是8位，其中每一位對應每一個頂點。接下來，對于網(wǎng)格單元的每一個頂點，預測該頂點的索引信息，生成預測索引信息。由于多面體具有嚴格的規(guī)律性，可以在網(wǎng)格單元中預先定義一個位置作為規(guī)定頂點。具體而言，假設可以將網(wǎng)格I的頂點I對應的位置定義為該網(wǎng)格單元的規(guī)定頂點。貝IJ網(wǎng)格I的規(guī)定頂點為頂點1，網(wǎng)格2的規(guī)定頂點為頂點5，如果圖2中網(wǎng)格2的右邊還存在網(wǎng)格3，則網(wǎng)格3的規(guī)定頂點為頂點9。作為一個示例，可以將網(wǎng)格單元獲取模塊110獲取的實際的網(wǎng)格X的規(guī)定頂點的索引信息為 Y 時，表示為:Index[x] = y,貝丨J Index[l] = UIndex[2] = 5>Index[3] = 9。接下來，對這些頂點的進行預測。預測可以基于拓撲索引的非重復等差特性，采用差分上下文預測的方法，使用索引之差代替索引值作為輸入?yún)?shù)來預測下一個索引值。根據(jù)圖2所示的結構，下一個網(wǎng)格的規(guī)定頂點的索引信息與當前的網(wǎng)格的規(guī)定頂點的索引信息之差為4。假設第X個網(wǎng)格的規(guī)定頂點的預測索引信息表示為PI [X]，則根據(jù)一個網(wǎng)格單元的規(guī)定頂點的實際的索引信息Index[l] = 1，據(jù)此能夠預測第二個網(wǎng)格單元的規(guī)定頂點的索引信息為 PI [2] = Index [I]+4 = 5。同樣地，PI [3] = PI [2]+4 = 9，PI [4] = PI [3]+4 = 13，依次類推，能夠生成每一個頂點的預測索引信息。接下來，比較網(wǎng)格單元的頂點的索引信息與該頂點的預測索引信息是否一致。具體而言，例如可以對每一個IndeX[X]與PI[x]之間的進行減法運算，得到的值為O時說明兩者一致，得到的值不為O時說明兩者不一致。索引掩碼信息生成模塊121當判斷為兩者一致時，將索引掩碼信息中與該頂點對應的比特設置為O。當判斷為兩者不一致時，將索引掩碼信息中與該頂點對應的比特設置為I。
[0067]索引差值信息生成模塊122用于生成該頂點的索引信息與預測索引信息之間的索引差值信息。優(yōu)選地，這個差值信息是在上述進行減法運算所得出來的值。應當注意，本領域技術人員也可以使用其他的比特值來表示頂點的索引信息與該頂點的預測索引信息一致或者不一致。對網(wǎng)格單元的每一個頂點都執(zhí)行上述處理后，能夠獲得完整的索引掩碼Ih息和索弓I差值息。
[0068]拓撲信息生成模塊123用于根據(jù)該索引掩碼信息和索引差值信息，生成拓撲信息。這里，由于多面體的特性規(guī)律，能夠保證上述預測原則上都是準確的，因此在一般情況下索引掩碼信息當中很少由數(shù)值為“I”的比特出現(xiàn)。如果僅僅在索引差值信息不為0(即頂點的索引信息與該頂點的預測出來的索引信息不一致)的情況下生成索引差值信息，就能夠大幅度地減少索引差值信息的數(shù)據(jù)數(shù)量，從而獲得具有較高的壓縮率的拓撲信息。
[0069]幾何信息編碼模塊130用于進行幾何編碼，即對坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息。圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置中幾何信息編碼模塊的功能框圖。如圖11所示，幾何信息編碼模塊130包括:坐標掩碼信息生成模塊131、坐標差值信息生成模塊132以及幾何信息生成模塊133。
[0070]坐標掩碼信息生成模塊131用于生成坐標掩碼信息。正如前面所述，幾何信息用于描述每一個頂點的坐標信息。在三維數(shù)據(jù)中，每一個頂點的坐標信息例如可以是3個坐標值(X，y, ζ)，可以使用3個浮點值來表示。此時，每一個網(wǎng)格單元具有8個頂點，并且每一個頂點包括3個坐標值，因此坐標掩碼信息可以包括24位二進制比特，其中每一個比特對應于該網(wǎng)格單元中的每一個頂點的每一個坐標值。但是，正如前面所述，絕大多數(shù)網(wǎng)格單元只需對其中I個頂點進行編碼，其余7個頂點已經(jīng)被編碼到之前的網(wǎng)格單元中，因此，優(yōu)選地，在執(zhí)行幾何編碼之前，可以先識別該頂點有沒有進行過編碼，并且僅僅對沒有編碼過的頂點進行幾何編碼，并且根據(jù)沒有編碼過的頂點的數(shù)目，創(chuàng)建可變長度根據(jù)坐標掩碼信息。在識別頂點是不是已經(jīng)被編碼過的頂點時，可以利用將頂點的索引信息上設置已編碼掩膜的方法進行。通過這樣的方法，大多數(shù)頂點的坐標掩碼信息只需要3位，從而能夠大幅度減少數(shù)據(jù)冗余，進而獲得較高的數(shù)據(jù)壓縮率。接下來，對于網(wǎng)格單元的每一個頂點的每一個坐標值，預測該頂點的坐標值，生成預測坐標信息。由于多面體具有嚴格的規(guī)律性，可以基于平行六面體法則，對網(wǎng)格單元的頂點位置進行預測。根據(jù)圖2所示的結構，假設立方體的邊的長度為5，從頂點I至頂點5的方向為X軸正方向，并且網(wǎng)格I的規(guī)定頂點(頂點I)的坐標信息Node [I] = (I, I, I)時，網(wǎng)格2的規(guī)定頂點(頂點5)的坐標信息的x坐標的坐標值可能是1+5 = 6，而y坐標和ζ坐標的坐標值不變，因此網(wǎng)格2的規(guī)定頂點的預測坐標信息PN[2] = (6，1，I)，同理，如果網(wǎng)格2的右邊還存在網(wǎng)格3時，網(wǎng)格3的規(guī)定頂點(頂點9)的坐標信息的X坐標的坐標值可能是6+5 = 11,因此其預測坐標信息PN[3] = (11，I, I),依次類推，能夠生成每一個頂點的預測坐標信息。接下來，比較網(wǎng)格單元的頂點的坐標信息與該頂點的預測坐標信息是否一致。具體而言，例如可以將每一個Node[X]的每一個坐標值與PN[x]的每一個坐標值之間的進行減法運算，得到的值為O時說明兩者一致，得到的值不為O時說明兩者不一致。坐標掩碼信息生成模塊131當判斷為兩者一致時，將坐標掩碼信息中與該頂點的該坐標值對應的比特設置為O。當判斷為兩者不一致時，將坐標掩碼信息中與該頂點的該坐標值對應的比特設置為I。
[0071]幾何差值信息生成模塊132用于生成頂點的坐標信息中的坐標值與預測坐標信息中的坐標值之間的坐標差值信息。優(yōu)選地，這個差值信息是在上述進行減法運算時所得出來的值。應當注意，本領域技術人員也可以使用其他的比特值來表示頂點的坐標信息與該頂點的預測坐標信息一致或者不一致。對網(wǎng)格單元的每一個頂點的每一個坐標值都執(zhí)行上述處理后，能夠獲得完整的坐標掩碼?目息和坐標差值?目息。
[0072]幾何信息生成模塊133用于根據(jù)該坐標掩碼信息和坐標差值信息，生成幾何信息。這里，由于多面體的特性規(guī)律，能夠保證上述預測原則上都是準確的，因此在一般情況下坐標掩碼信息當中很少由數(shù)值為“I”的比特出現(xiàn)。如果正如上面所述，僅僅在坐標差值信息不為0(即頂點的坐標信息與該頂點的預測出來的坐標信息不一致)的情況下生成坐標差值信息，就能夠大幅度地減少坐標差值信息的數(shù)據(jù)數(shù)量，從而獲得具有較高的壓縮率的幾何信息。
[0073]網(wǎng)格單元生成模塊140用于根據(jù)拓撲信息編碼模塊120生成的拓撲信息以及幾何信息編碼模塊130生成的幾何信息，交叉編碼生成網(wǎng)格單元的網(wǎng)格單元信息。
[0074]輸出模塊150用于輸出網(wǎng)格單元生成模塊140生成的網(wǎng)格單元信息。
[0075]通過上述的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置，能夠獲得較高的壓縮率而不損失任何細節(jié)信息，減少了對網(wǎng)絡帶寬的依賴，而且適于流式增量編碼，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，因此能夠降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲，進而改善互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格大數(shù)據(jù)的用戶體驗。
[0076](解碼裝置)
[0077]通過本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置生成的網(wǎng)格單元信息，還可以通過解碼裝置解碼為索引信息和坐標信息，以重構網(wǎng)格單元。典型地，該解碼處理在數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮斩藞?zhí)行。此外，本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的處理方法適于流式增量傳輸，因此每當接收到一個網(wǎng)格單元信息時，即可開始對該網(wǎng)格信息進行解碼。下面，結合附圖來詳細說明解碼處理。圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼裝置的功能框圖。如圖12所示，解碼裝置200包括:接收模塊210、索引信息解碼模塊220、坐標信息解碼模塊230以及重構模塊240。
[0078]接收模塊210用于接收所述網(wǎng)格單元信息。網(wǎng)格單元信息通過本發(fā)明的編碼裝置100拓撲信息和幾何信息交叉編碼而形成，因此，能夠從該網(wǎng)格單元信息解析出拓撲信息和幾何信息。
[0079]索引信息解碼模塊220用于進行拓撲解碼，即對網(wǎng)格單元信息中的拓撲信息進行解壓縮，獲得該網(wǎng)格單元的頂點的索引信息。拓撲信息當中包含了索引掩碼信息和索引差值信息。因此可以先按照與編碼時相同的方法(例如基于多面體的非重復等差特性)預測索引信息。由于索引掩碼信息中的比特與該網(wǎng)格單元的每一個頂點之間一一對應，因此能夠根據(jù)索引掩碼信息，識別預測結果當中哪些頂點的預測索引信息與實際的索引信息之間不一致。在識別出預測索引信息與實際的索引信息之間不一致的頂點時，通過索引差值信息進行補償。由于編碼時和解碼時使用完全相同的方法進行預測，因此將預測結果通過索引掩碼信息以及索引差值信息校正預測的誤差后，能夠獲得準確的索引信息而不損失任何細節(jié)信息。
[0080]坐標信息解碼模塊230用于進行幾何解碼，即對所述網(wǎng)格單元信息中的所述幾何信息進行解壓縮，獲得該網(wǎng)格單元的頂點的坐標信息。幾何信息當中包含了坐標掩碼信息和坐標差值信息。因此可以先按照與編碼時相同的方法(例如采用平行六面體法則)預測坐標信息。由于坐標掩碼信息中的比特與該網(wǎng)格單元的每一個頂點的每一個坐標值之間一一對應，因此能夠根據(jù)坐標掩碼信息，能夠識別預測結果當中哪些頂點的哪些坐標值與實際的坐標信息之間不一致。在識別出預測坐標信息與實際的坐標信息之間不一致的頂點的坐標值時，通過坐標差值信息進行對該頂點的坐標值進行補償。由于編碼時和解碼時使用完全相同的方法進行預測，因此將預測結果通過坐標掩碼信息以及坐標差值信息校正預測的誤差后，能夠獲得準確的坐標/[目息而不損失任何細節(jié)/[目息。
[0081]重構模塊240用于根據(jù)索引信息解碼模塊220生成的索引信息以及坐標信息解碼模塊230生成的坐標信息，重構所述網(wǎng)格單元，從而能夠獲得沒有任何細節(jié)損失的網(wǎng)格單
J Li ο
[0082]通過上述的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼裝置，能夠獲得較高的壓縮率而不損失任何細節(jié)信息，減少了對網(wǎng)絡帶寬的依賴，而且適于流式增量編碼，不需要在編碼開始時一次性獲取全部網(wǎng)格數(shù)據(jù)，因此能夠降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷，避免傳輸延遲，進而改善互聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)格大數(shù)據(jù)的用戶體驗。
[0083]通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明的編碼裝置以及解碼裝置可借助軟件加必需的硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以全部通過硬件來實施。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術方案對【背景技術】做出貢獻的全部或者部分可以以軟件產品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產品可以存儲在存儲介質中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。
[0084]以上說明了本發(fā)明的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的處理裝置的多個實施例。顯然，本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內可以對上述實施例作出各種組合、修改或者變形。本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼方法，所述三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)包括一個或者多個多面體網(wǎng)格單元，其中包括: 獲取網(wǎng)格單元的頂點的索引信息以及所述頂點的坐標信息； 對所述索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息； 對所述坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息； 根據(jù)所述拓撲信息以及所述幾何信息，交叉編碼生成所述網(wǎng)格單元的網(wǎng)格單元信息；以及 輸出所述網(wǎng)格單元信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的編碼方法，其中， 所述多面體網(wǎng)格單元為六面體網(wǎng)格單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的編碼方法，其中， 所述對所述索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息包括: 生成索引掩碼信息，所述索引掩碼信息的每一個比特分別對應于所述多面體網(wǎng)格單元的每一個頂點； 對于所述網(wǎng)格單元的每一個頂點預測所述頂點的索引信息，生成預測索引信息；當所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息與所述頂點的預測索引信息一致時，將所述索引掩碼信息中與所述頂點對應的比特設置為第一數(shù)值； 當所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息與所述頂點的預測索引信息不一致時，將所述索引掩碼信息中與所述頂點對應的比特設置為第二數(shù)值，并且生成所述索引信息與所述預測索引信息之間的索引差值信息；以及 根據(jù)所述索引掩碼信息和所述索引差值信息，生成拓撲信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的編碼方法，其中， 所述對所述坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息包括: 生成坐標掩碼信息，所述坐標掩碼信息中的每一個比特分別對應于所述網(wǎng)格單元中沒有編碼過的每一個頂點的每一個坐標值； 對于沒有編碼過的所述網(wǎng)格單元的每一個頂點的每一個坐標值，預測所述頂點的坐標值，生成預測坐標信息； 當所述網(wǎng)格單元的所述頂點的坐標信息與所述頂點的預測坐標信息一致時，將所述坐標掩碼信息中與所述頂點的所述坐標值對應的比特設置為第一數(shù)值； 當所述網(wǎng)格單元的所述頂點的坐標信息與所述頂點的預測坐標信息不一致時，將所述坐標掩碼信息中與所述頂點的所述坐標值對應的比特設置為第二數(shù)值，并且生成所述頂點的所述坐標信息中的坐標值與所述預測坐標信息中的坐標值之間的坐標差值信息；以及根據(jù)所述坐標掩碼信息和所述坐標差值信息，生成幾何信息。
5.一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的解碼方法，用于解碼如權利要求1所述的方法所生成的網(wǎng)格單元信息，其中包括: 接收所述網(wǎng)格單元信息； 對所述網(wǎng)格單元信息中的所述拓撲信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息； 對所述網(wǎng)格單元信息中的所述幾何信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的坐標/[目息;以及 根據(jù)所述索引信息以及所述坐標信息，重構所述網(wǎng)格單元。
6.一種三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編碼裝置，所述三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)包括一個或者多個多面體網(wǎng)格單元，其中包括: 網(wǎng)格單元獲取模塊，配置來獲取網(wǎng)格單元的頂點的索引信息以及所述頂點的坐標信息； 拓撲信息編碼模塊，配置來對所述索引信息進行預測壓縮，生成拓撲信息； 幾何信息編碼模塊，配置來對所述坐標信息進行預測壓縮，生成幾何信息； 網(wǎng)絡單元生成模塊，配置來根據(jù)所述拓撲信息以及所述幾何信息，交叉編碼生成所述網(wǎng)格單元的網(wǎng)格單元信息；以及 輸出模塊，配置來輸出所述網(wǎng)格單元信息。
7.如權利要求6所述的編碼裝置，其中， 所述多面體網(wǎng)格單元為六面體網(wǎng)格單元。
8.如權利要求6所述的編碼裝置，其中， 所述拓撲信息編碼模塊包括: 索引掩碼信息生成模塊，配置來生成索引掩碼信息，所述索引掩碼信息的每一個比特分別對應于所述多面體網(wǎng)格單元的每一個頂點； 索引差值信息生成模塊，配置來對于所述網(wǎng)格單元的每一個頂點預測所述頂點的索引信息，生成預測索引信息當所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息與所述頂點的預測索引信息一致時，將所述索引掩碼信息中與所述頂點的對應的比特設置為第一數(shù)值；當所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息與所述頂點的預測索引信息不一致時，將所述索引掩碼信息中與所述頂點的對應的比特設置為第二數(shù)值，并且生成所述索引信息與所述預測索引信息之間的索引差值?目息，以及 拓撲信息生成模塊，配置來根據(jù)所述索引掩碼信息和所述索引差值信息，生成拓撲信肩、O
9.如權利要求6所述的編碼裝置，其中， 所述幾何信息編碼模塊包括: 坐標掩碼信息生成模塊，配置來生成坐標掩碼信息，所述坐標掩碼信息中的每一個比特分別對應于所述網(wǎng)格單元中沒有編碼過的每一個頂點的每一個坐標值； 坐標差值信息生成模塊，配置來對于沒有編碼過的所述網(wǎng)格單元的每一個頂點的每一個坐標值，預測所述頂點的坐標值，生成預測坐標信息；當所述網(wǎng)格單元的所述頂點的坐標信息與所述頂點的預測坐標信息一致時，將所述坐標掩碼信息中與所述頂點的所述坐標值對應的比特設置為第一數(shù)值；當所述網(wǎng)格單元的所述頂點的坐標信息與所述頂點的預測坐標信息不一致時，將所述坐標掩碼信息中與所述頂點的所述坐標值對應的比特設置為第二數(shù)值，并且生成所述頂點的所述坐標信息中的坐標值與所述預測坐標信息中的坐標值之間的坐標差值/[目息；以及 幾何信息生成模塊，配置來根據(jù)所述坐標掩碼信息和所述坐標差值信息，生成幾何信肩、O
10.一種解碼裝置，用于解碼如權利要求6所述的編碼裝置所生成的網(wǎng)格單元信息，其中包括: 接收模塊，配置來接收所述網(wǎng)格單元信息； 索引信息解碼模塊，配置來對所述網(wǎng)格單元信息中的所述拓撲信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的索引信息； 坐標信息解碼模塊，配置來對所述網(wǎng)格單元信息中的所述幾何信息進行解壓縮，獲得所述網(wǎng)格單元的頂點的坐標信息；以及 重構模塊，根據(jù)所述索引信息以及所述坐標信息，重構所述網(wǎng)格單元。
【文檔編號】H04N19/184GK104243958SQ201410515909
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】吉亮 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司