【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及数字数据压缩，特别是编码/解码一系列数据的方法和装置。
技术介绍
1、本节旨在向读者介绍领域的各个方面，这些方面可以与下面描述和/或要求的本公开的至少一个实施例的各个方面有关。此讨论被认为有助于为读者提供背景信息，以促进更好地理解本公开的各个方面。
2、数值数据，在下面表示的数据，可以在许多领域中用于表示不同的物理数据。
3、例如，数据可用于获得物理对象的3d表示。
4、作为表示3d数据的格式，点云最近受到了关注，因为它们在表示所有类型的物理对象或场景方面具有广泛的能力。点云可用于各种目的，诸如文化遗产/建筑物，其中以3d方式扫描诸如雕像或建筑物的对象，以便在不发送或不访问对象的情况下共享对象的空间配置。此外，它也是一种确保保存对象的知识的方法，以防它可能被破坏；例如，被地震破坏的寺庙。这种点云通常是静态的、彩色的和巨大的。
5、另一个用例是在地形学和制图学中，其中使用3d表示允许地图不限于平面，并且可以包括浮雕。谷歌地图现在是3d地图的一个很好的示例，但使用网格而不是点云。然而，点云可以是一种适合3d地图的数据格式，并且这种点云通常是静态的、彩色的和巨大的。
6、虚拟现实(vr)、增强现实(ar)和沉浸式世界最近成为热门话题，被许多人预见为2d平面视频的未来。它的基本理念是让观众沉浸在周围的环境中，而标准电视只允许观众看到他/她面前的虚拟世界。根据观众在环境中的自由度，沉浸感有几个层次。点云是分布vr/ar世界的良好格式候选。
7、汽车行业，
8、点云是位于三维(3d)空间中的一组点，可选地具有附着到每个点的附加值。这些附加值通常称为属性。属性例如可以是与点关联的表面的三分量颜色、材料性质(如反射率)和/或双分量法向向量。
9、因此，点云是几何数据(点在三维空间中的位置通常由三维笛卡尔坐标x、y和z表示)和属性的组合。
10、点云可以由各种类型的设备感测，如相机阵列、深度传感器、激光器(光检测和测距，也称为激光雷达，lidar)、雷达，或者可以由计算机生成(例如在电影后期制作中)。取决于使用情况，点云可具有数千到数十亿个点以用于制图应用。点云的原始表示要求每个点的比特数非常高，每个笛卡尔坐标x、y或z至少有十几个比特，并且可选地，对于属性需要更多比特，例如，对于颜色需要10比特的三倍。
11、在许多应用中，重要的是能够通过仅消耗合理量的比特率或存储空间将点云分发给最终用户或将其存储在服务器中，同时保持可接受的(或优选为非常好的)体验质量。这些点云的有效压缩是使许多沉浸式世界的分发链实用的关键。
12、压缩对于最终用户(例如在ar/vr眼镜或任何其他具有3d能力的设备上)的分发和可视化可能是有损的(类似于视频压缩)。其他用例确实需要无损压缩，如医疗应用或自动驾驶，以避免改变从经压缩和传输的点云的后续分析中获得的决策结果。
13、直到最近，点云压缩(又名pcc)还没有被大众市场所解决，也没有标准化的点云编解码器可用。2017年，标准化工作组iso/jct1/sc29/wg11，也称为运动图像专家组或mpeg，已经启动了关于点云压缩的工作项目。这已经导致了两个标准，即
14、·mpeg-i第5部分(iso/iec 23090-5)或基于视频的点云压缩(也称为v-pcc)
15、·mpeg-i第9部分(iso/iec 23090-9)或基于几何的点云压缩(也称为g-pcc)
16、点云几何数据可以用在三维空间中定义的几何元素来表示。
17、例如，点云几何数据可以用如图1所示的体素表示来表示。体素表示将点云周围的边界框分割成表示为体素的三维几何元素。体素表示可以以光栅扫描顺序扫描。
18、在图1中，所示的顺序遵循光栅扫描，首先在y中，其次在x中，最后在z中。点云几何数据可以完全以体素表示，并且每个占用的体素，即各自包括点云的至少一个点的体素，可以从光栅扫描顺序以xyz(或yxz或任何轴顺序)访问。二进制数据fj通常与每个体素j相关联，以指示点云的至少一个点包括在体素中。此二进制通常称为占用数据或占用标志。例如，二进制数据fj等于0指示体素j未被占用(不包括点云的点)，二进制数据fj等于1指示体素j中包括至少一个点。
19、在g-pcc中，八叉树表示用于表示点云几何数据。几何元素是所述八叉树的节点，每个节点与包括点云的至少一个点的立方体(或更一般的“鞋盒形”长方体)相关联。根立方体与八叉树的根节点相关联。此根立方体被分成八个相等的子立方体，这些子立方体与根节点的八个子节点相关联。根据预先确定的扫描顺序对子立方体进行扫描。每个子立方体被标记为占用或未占用，这取决于子立方体中是否存在点云的至少一个点。分割被递归地应用于子立方体、孙子立方体等，直到达到预定的最大深度。在g-pcc中，扫描是按广度优先顺序进行的，即在下一深度的节点之前处理给定深度的所有节点。点云被编码为位于具有最大深度的被占用叶节点中的一组点，例如位于这些节点的中心。因此，点云的点集完全由根立方体、子节点的预定扫描顺序、最大深度和与每个被占用的内部节点相关的8位占用模式决定。8位占用模式包括8个二进制数据fj，每个二进制数据fj与子节点j相关联，二进制数据fj指示关联的子节点j的占用数据。
20、编码点云几何数据包括由熵编码器对一系列二进制数据fj进行编码。
21、二进制数据fj可以与体素表示的体素或在体素表示上定义的八叉树的子节点相关联。
22、对一系列二进制数据的二进制数据fj进行编码/解码，要求在一组二进制熵编码器中选择与该二进制数据fj相关联的二进制熵编码器。二进制熵编码器需要内部概率以获得高编码效率，该内部概率由相关的可用(即已编码)信息和相关性确定。二进制熵编码器通常基于邻域占用配置(上下文)进行选择，每个熵编码器都与特定内部概率相关联，该特定内部概率是基于与当前要编码的节点/立方体(或长方体)/体素相关联的特定邻域占用配置确定的。邻域占用配置是一组与节点/立方体(或长方体)/体素相关联的占用数据，这些节点/立方体(或长方体)/体素属于相对于当前节点/立方体(或长方体)/体素的因果邻域，对于当前节点/立方体(或长方体)/体素，二进制数据fj要被熵编码。
23、图1示意性地示出了已经编码的节点/立方体/体素(白色立方体)与当前要编码的节点/立方体/体素(散列立方体)的相邻因果关系。已经编码的相邻节点/立方体/体素是那些光栅扫描顺序低于当前节点/立方体/体素顺序的节点/立方体/体素。
24、图2示意性地示出了邻域占用配置的示例，即仅绘制了占用节点的当前节点/立方体/体素的因果邻域的示例。可能的邻域占用配置的数量是2n，其中n是因果邻域中涉及的节点/立方体/体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.将一系列数据编码到比特流中的方法，所述方法包括：
2.一种从比特流中解码一系列数据的方法，所述方法包括：
3.如权利要求1至2中任何一个所述的方法，其中当前邻域配置(i)包括主要邻域配置(i1)和辅助邻域配置(i2)，以及缩减的当前邻域配置(i’)被获得为主要邻域配置(i1)和通过对辅助邻域配置(i2)应用动态缩减函数获得的缩减的辅助邻域配置(i2’)的合成。
4.如权利要求1至3中任何一个所述的方法，其中关于缩减的当前邻域配置(i')的使用的使用次数(N(i'))指示缩减的当前邻域配置(i')已被用于先前编码或解码一系列数据的数据的次数。
5.如权利要求1到3中任何一个所述的方法，其中关于缩减的当前邻域信息(i’)的使用的使用次数(N(i1))指示包括在动态缩减函数的图像的邻域配置中的主要数据(i1)已被用于先前编码或解码一系列数据的数据的次数。
6.如权利要求1至5中任何一个所述的方法，其中使用次数被存储在阵列中。
7.如权利要求3至6中任何一个所述的方法，其中辅助邻域配置(i2)包括有序的一系列元素
8.如权利要求7所述的方法，其中数量kn被存储在阵列中。
9.如权利要求7或8中任何一个所述的方法，其中数量kn取决于主要邻域配置和缩减的辅助邻域配置(i2')。
10.如权利要求7或8中任何一个所述的方法，其中数量kn取决于主要邻域配置(i1)。
11.如权利要求7至10中任何一个所述的方法，其中数量kn和使用次数N取决于直到树的给定深度(dmax)的第一辅助邻域配置(i1)和缩减的辅助邻域配置(i2’)，以及仅取决于所述深度(dmax)的主要邻域配置(i1)。
12.一种将点云编码到表示物理对象的编码的点云数据的比特流中的装置，所述装置包括用于执行如权利要求1、3至11中任何一个所述的方法的器件。
13.一种从编码的点云数据的比特流中解码点云的装置，所述装置包括用于执行如权利要求2至11中任何一个所述的方法。
14.一种包括指令的计算机程序产品，当程序由一个或多个处理器执行时，所述指令使一个或多个处理器执行如权利要求1到11中任何一个所述的方法。
15.一种携带程序代码的指令的非暂时性存储介质，用于执行如权利要求1至11中任何一个所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.将一系列数据编码到比特流中的方法，所述方法包括：
2.一种从比特流中解码一系列数据的方法，所述方法包括：
3.如权利要求1至2中任何一个所述的方法，其中当前邻域配置(i)包括主要邻域配置(i1)和辅助邻域配置(i2)，以及缩减的当前邻域配置(i’)被获得为主要邻域配置(i1)和通过对辅助邻域配置(i2)应用动态缩减函数获得的缩减的辅助邻域配置(i2’)的合成。
4.如权利要求1至3中任何一个所述的方法，其中关于缩减的当前邻域配置(i')的使用的使用次数(n(i'))指示缩减的当前邻域配置(i')已被用于先前编码或解码一系列数据的数据的次数。
5.如权利要求1到3中任何一个所述的方法，其中关于缩减的当前邻域信息(i’)的使用的使用次数(n(i1))指示包括在动态缩减函数的图像的邻域配置中的主要数据(i1)已被用于先前编码或解码一系列数据的数据的次数。
6.如权利要求1至5中任何一个所述的方法，其中使用次数被存储在阵列中。
7.如权利要求3至6中任何一个所述的方法，其中辅助邻域配置(i2)包括有序的一系列元素，以及缩减的辅助邻域配置(i2’)通过保持辅助邻域配置(i2)的前kn个元素来定义，...
【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·拉瑟利，
申请(专利权)人：北京小米移动软件有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。