本发明专利技术提出了一种新的点云几何孤立点解码方法，从码流中解码几何信息时，对当前需要解码的八叉树节点来说，该节点在满足孤立点模式的条件single_condition时，进入孤立点解码模式，通过新增额外的1个二进制符号single_flag作为标志位，指示接下来要解码的是否是孤立点，实质为标识出现孤立点的方法不同，并结合利用周围节点及其父节点周围节点的占用信息，合理地设计了single_flag标志位熵编码的上下文模型，有效地减少了孤立点编码的码流，同时允许孤立点位置信息的降精度表达，更好地权衡了失真和码率的关系。权衡了失真和码率的关系。权衡了失真和码率的关系。
【技术实现步骤摘要】
一种点云几何孤立点解码的方法与装置
[0001]本专利技术专利属于点云编解码领域，具体涉及一种点云几何编码的方法和装置。
技术介绍
[0002]媒体技术的下一个重要挑战是支持虚拟现实技术和增强现实技术的应用。这些应用连同计算机视觉、三维渲染和三维相机技术使得新兴的沉浸式媒体体验成为可能。点云作为一种比较理想的三维场景或三维物体表现形式，是在空间中无规则分布并且无连接的一组点。这组点通过三维坐标x、y、z来表达位置信息，并通过与每一个点关联的一个或者多个属性值表达三维场景或者三维物体的结构和表面属性信息。一组点云往往包含几万到几十亿的点，为了使三维D点云的存储处理和传输成为可能，对点云数据进行高效的压缩是十分必要的。
[0003]在对点云进行几何编码，即编码点云的xyz坐标时，通常采用的做法是将点云的包围盒(2
MaxGeometryOctreeDepth
,2
MaxGeometryOctreeDepth
,2
MaxGeometryoctreeDepth
)不断地用八叉树递归划分的方法，每个立方体都被递归地划分成8个子立方体，对应于八叉树的8个节点。在每次八叉树节点划分时，该节点的空间占用码包含8个二进制数(b7b6b5b4b3b2b1b0)，分别表示该节点的8个子节点占用的情况。如果其中至少有一个子节点被占用，那么这个子节点会进一步划分，直到划分到最小单元(1
×1×
1)， MaxGeometryOctreeDepth是八叉树的总层数，八叉树的根节点所在层数记为第0层，叶子节点所在层数记为第MaxGeometryOctreeDepth层，在点云的几何解码时从码流中依次解码还原出空间占用码，重构出完整的八叉树。
[0004]事实上，点云中存在着大量的孤立点，孤立点是指从节点A开始往下不断划分的过程中，该节点下只会存在一个点，这个节点A称为孤立节点，如果在八叉树的第L层 (L＜MaxGeometryOctreeDepth)的某个节点出现孤立点，则进入孤立点单独编码模式，即用该孤立点的局部坐标(xyz方向各(MaxGeometryOctreeDepth-L)个二进制符号)代替空间占用码(共需8*(MaxGeometryOctreeDepth-L)个二进制符号)，而解码端在解码得到一个孤立点编码的标识符后，如8个符号都是
‘0’
这样特殊的标识符，接下来就按局部坐标的方式来解码码流，否则则按空间占用码的方式来解码码流。在解码8个
‘0’
这个孤立点标识符的时候，解码端仍然按空间占用码的上下文来解码这8个符号，为每个符号单独建立一个上下文模型。事实上，使用这种方法来标识孤立点把空间占用码和孤立点标识码混在一起，导致编码不是很高效，造成一定的比特位浪费。
[0005]现有方法的语法表：
[0006][0007]说明：变量NodeX[depth][idx]、NodeY[depth][idx]和NodeZ[depth][idx]表示在给定深度下，idx节点按解码顺序的x、y和z坐标；变量NumNodesAtDepth[depth]表示在给定深度下要解码的节点数，可以通过分析上一层占用码中的占用数得到； MaxGeometryOctreeDepth是指八叉树的最大深度，single_mode即孤立点编码模式，通过每层解码3个符号，解码孤立点的x、y、z每层的相对坐标，最终再根据当前节点所在的八叉树层次得到完整的坐标。geometry_node即八叉树节点模式，解码8个符号的空间占用码，再根据当前节点所在的八叉树层次确定子节点的位置。
[0008][0009]
技术实现思路
[0010]为了进一步提高孤立点的编码效率，本专利技术提出了一种新的点云几何孤立点解码方法，从码流中解码几何信息时，对当前需要解码的八叉树节点来说，在满足孤立点模式的条件single_condition时，进入孤立点解码模式，通过新增额外的1个二进制符号single_flag作为标志位，指示接下来要解码的是否是孤立点，实质为标识出现孤立点的方法不同，
结合利用周围节点及其父节点周围节点的占用信息，合理地设计了single_flag标志位熵编码的上下文模型，有效地减少了孤立点编码的码流，同时允许孤立点位置信息的降精度表达，更好地权衡了失真和码率的关系。
[0011]本专利技术的第一目的是提供一种几何孤立点解码方法，包括如下内容：
[0012]对于满足孤立点模式条件single_condition的节点，额外解码一个1比特标识符 single_flag，根据标识符的值确定标识接下来解码的是孤立点的局部坐标还是空间占用码；
[0013]所述的解码局部坐标是对接下来八叉树的每一层，xyz方向分别解码一个1比特的二进制符号表示位置坐标；
[0014]所述的解码空间占用码是解码连续的8比特二进制符号作为八叉树节点的占用码。
[0015]所述方法的语法表：
[0016][0017]作为优选，本方法所述的孤立点模式条件single_condition还包括，当前需要解码节点的父节点相邻的6个邻居节点中被占用的节点数量parentNeighbourCount是否超过T，对于parentNeighbourCount小于等于T的即为满足孤立点模式条件， parentNeighbourCount大于T的即为不满足孤立点模式条件，T是大于等于0的自然数，经过分析大量点云数据，T取1时是较优的。
[0018]作为优选，本方法所述的解码本方法所述的额外的1比特标识符single_flag时，采用基于上下文的自适应二进制算术解码，根据当前需要解码节点的父节点相邻6个邻居节点中被占用的节点数量parentNeighbourCount信息建立上下文模型，或者根据当前需要
解码节点的相邻已解码的3个邻居节点中被占用的节点数量 childNeighbourCount建立上下文模型，或者结合parentNeighbourCount和 childNeighbourCount两个信息建立上下文模型，最终筛选不同的上下文组合，下表 1所示的上下文模型建立方法是较优的，也可以只用parentNeighbourCount的信息，表2所示的上下文模型建立方法是较优的。
[0019]表1
[0020]ctx_idparentNeighbourCountchildNeighbourCount000101202，3310411512，3
[0021]表2
[0022]ctx_idparentNeighbourCount0011
[0023]作为优选，本方法所述的解码局部坐标方法还包括，以一定的降精度表达来解码局部坐标，局部坐标的解码位宽depthMax从码流头中获得，用于控制孤立点位置的精度，xyz方向各自解码最多depthMax个二进制符号，即局部坐标的前depthMax位从码流信息中解码获得，depthMax本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种点云几何孤立点的解码方法，其特征在于包括：对于满足孤立点模式条件的节点，额外解码一个1比特标识符single_flag，根据single_flag的值选择接下来从码流信息中获得的是孤立点的局部坐标还是空间占用码；所述的解码局部坐标是对接下来八叉树的每一层，xyz方向分别解码一个1比特二进制符号表示位置坐标；所述的解码空间占用码是解码连续的8比特二进制符号作为八叉树节点的占用码。2.权利要求1所述的几何孤立点的解码方法，其特征还在于包括：所述的孤立点模式条件，是当前需要解码节点的父节点相邻的6个邻居节点中被占用的节点数量parentNeighbourCount是否超过T，对于parentNeighbourCount小于等于T的即为满足孤立点模式条件，parentNeighbourCount大于T的即为不满足孤立点模式条件，T是大于等于0的自然数。3.权利要求1所述的几何孤立点的解码方法，其特征还在于包括：解码所述额外的1比特标识符single_flag时，采用基于上下文的自适应二进制算术解码，根据当前需要解码节点的父节点相邻6个邻居节点中被占用的节点数量parentNeighbourCount信息建立上下文模型，或者根据当前需要解码节点的相邻已解码的3个邻居节点中被占用的节点数量childNeighbourCount建立上下文模型，或者结合parentNeighbourCount和childNeighbourCount两个信息建立上下文模型。4.权利要求1所述的几何孤立点的解码方法，其特征还在于包括：所述的解码局部坐标可以解码一定的降精度表达的局部坐标，局部坐标的解码位宽depthMax从码流头中获得，xyz方向各自解码depthMax个二进制符号，即局部坐标的前depthMax位从码流信息中解码获得，depthMax位之后的比特位直接解码为0。5.一种点云几何孤立点的解码装置，其特征在于包括：孤立点...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞露，陈嘉枫，王文义，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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