專利名稱：三維對(duì)象形變信息的編碼方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)壓縮，并且更特別地涉及3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法和裝置。
背景技術(shù)：
3維(3D)表示已知用于例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)游戲或虛擬現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境中。在3維模型的情況下，虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言(VRML)已經(jīng)成為表示3維對(duì)象的主要方式。
在VRML中，3維對(duì)象以多邊形網(wǎng)格的形式表示，對(duì)象的動(dòng)畫通過(guò)線性鍵控成幀(linear key framing)方法實(shí)現(xiàn)。在這種動(dòng)畫方法中，在任意的時(shí)間軸上設(shè)置預(yù)定的鍵架(key frame)，并且每個(gè)鍵架之間的動(dòng)畫數(shù)據(jù)通過(guò)線性插值方法來(lái)插值。這種方法中使用的鍵架由插值節(jié)點(diǎn)確定，其中插值節(jié)點(diǎn)由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)(field data)形成，表示為在時(shí)間軸上指示鍵架位置的鍵碼數(shù)據(jù)，和在相應(yīng)鍵碼上指示鍵架屬性信息的鍵值(key value)數(shù)據(jù)。
同時(shí)，當(dāng)與實(shí)際移動(dòng)主體相似的平滑動(dòng)畫，由鍵控成幀方法表示時(shí)，其中鍵控成幀方法具有分段線性插值的特點(diǎn)，大量的鍵架信息應(yīng)該通過(guò)插值節(jié)點(diǎn)提供，這促使產(chǎn)生成本和效率上的嚴(yán)重問(wèn)題。當(dāng)離線使用鍵控成幀方法時(shí)，需要大容量的存儲(chǔ)裝置來(lái)存儲(chǔ)大量的3D動(dòng)畫數(shù)據(jù)。當(dāng)在線使用鍵控成幀方法時(shí)，除了大容量的存儲(chǔ)裝置，3D動(dòng)畫數(shù)據(jù)從服務(wù)器到終端的傳輸，需要很高的速度和大容量傳輸路徑，并且與傳輸誤差概率的增加一致，數(shù)據(jù)可靠性降低。由此，需要有效的壓縮和編碼方法，來(lái)減少插值節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的量。
為此，使用了差分脈碼調(diào)制(DPCM)編碼方法，如

圖1所示。在DPCM方法中，只有數(shù)據(jù)的差分值被編碼，從而位數(shù)減少。DPCM方法用于壓縮與鍵控成幀方法相關(guān)的數(shù)據(jù)。同樣，DPCM方法用于MPEG-4畫面二進(jìn)制格式(BIFS)。
參考圖1，語(yǔ)法分析程序105識(shí)別被編碼的插值節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。多路分解器110將插值器節(jié)點(diǎn)中被編碼的插值器節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分類。更特別地，多路分解器從語(yǔ)法分析程序105接收一個(gè)坐標(biāo)插值器(CI)節(jié)點(diǎn)，并且輸出對(duì)應(yīng)于該節(jié)點(diǎn)的一個(gè)鍵碼(QK)和鍵值(QKV)形成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。DPCM處理器120接收該CI節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，將所述鍵碼和鍵值分開，并且通過(guò)產(chǎn)生相鄰鍵碼和鍵值數(shù)據(jù)的每個(gè)差分值(EK，EKV)，去掉數(shù)據(jù)中的時(shí)間冗余。
圖2是圖1的DPCM處理器的具體圖。參考圖2，當(dāng)產(chǎn)生當(dāng)前被編碼的值的差分值時(shí)，反向量化器122使時(shí)間軸上先前的數(shù)據(jù)，與解碼裝置150中重建的值相同。
再次參考圖1，量化器130接收這樣產(chǎn)生的差分值(EK，EKV)，并且判斷被編碼數(shù)據(jù)表示的精度等級(jí)，從而提供數(shù)據(jù)壓縮效率。熵編碼器135接收量化器130中量化的值 去掉與符號(hào)發(fā)生的概率相關(guān)的冗余，并且產(chǎn)生壓縮的位流140。圖1的編碼裝置100產(chǎn)生的位流140被重建為CI節(jié)點(diǎn)，它通過(guò)解碼裝置150編碼，其中解碼裝置150執(zhí)行編碼裝置100執(zhí)行過(guò)程的反向過(guò)程。
然而，在去掉插值器節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中存在的數(shù)據(jù)冗余時(shí)，具有上述結(jié)構(gòu)的編碼裝置100和解碼裝置150，只去掉相應(yīng)于形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)空間關(guān)系的數(shù)據(jù)冗余。這樣，一點(diǎn)也不考慮相應(yīng)于時(shí)間相關(guān)性的數(shù)據(jù)冗余，其中主要在鍵控成幀類型的動(dòng)畫中發(fā)生時(shí)間相關(guān)性，由此難于提高實(shí)際壓縮效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種編碼方法和裝置，用于相應(yīng)于時(shí)間和被編碼的3D對(duì)象的形變信息，使用空間時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)性，來(lái)去掉數(shù)據(jù)冗余。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種編碼方法和裝置，用于相應(yīng)于時(shí)間和被編碼的3D對(duì)象的形變信息，產(chǎn)生開始頂點(diǎn)，開始頂點(diǎn)產(chǎn)生符合頂點(diǎn)連接性信息的BFS信息。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種編碼方法和裝置，用于相應(yīng)于時(shí)間和被編碼的3D對(duì)象的形變信息，補(bǔ)償編碼中的量化誤差。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，這里提供了一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)信息，由執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法描述，這種編碼方法包括(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；(b)從相關(guān)信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(c)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉空間時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的鍵值，產(chǎn)生差分值；(d)將差分值量化；和(e)通過(guò)接收量化的鍵碼和鍵值，去掉位中的冗余，并且通過(guò)熵編碼產(chǎn)生壓縮的位流。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，這里提供了一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)信息，由執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法描述，編碼方法包括(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；(b)從相關(guān)信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(c)將鍵碼和鍵值量化；(d)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉空間時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的鍵值，產(chǎn)生差分值；和(e)通過(guò)接收量化的鍵碼和鍵值，去掉位中的冗余，并且通過(guò)熵編碼產(chǎn)生壓縮的位流。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，這里提供了一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)信息，由執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法描述，編碼方法包括(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；(b)產(chǎn)生寬度優(yōu)先搜索(BFS)的搜索開始信息，用于確定3D對(duì)象頂點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)相關(guān)性；(c)從步驟(a)提取的相關(guān)信息和步驟(b)產(chǎn)生的搜索開始信息中，產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(d)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉空間時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的鍵值，產(chǎn)生差分值；(e)將差分值量化；(f)接收量化的鍵碼和鍵值，并且產(chǎn)生鍵值的位編碼的量化級(jí)；和(g)通過(guò)接收量化的鍵碼和鍵值，接收位編碼并且去掉量化值的位中冗余的量化級(jí)，并且通過(guò)熵編碼產(chǎn)生壓縮的位流。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，這里提供了一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)信息，由執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法描述，編碼方法包括(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；(b)產(chǎn)生寬度優(yōu)先搜索(BFS)的搜索開始信息，用于確定3D對(duì)象頂點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)關(guān)系；(c)從步驟(a)提取的相關(guān)信息和步驟(b)產(chǎn)生的搜索開始信息中，產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(d)將鍵碼和鍵值量化；(e)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)量化的鍵碼，和去掉空間時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的量化的鍵值，產(chǎn)生差分值；(f)接收差分值，并且產(chǎn)生鍵值的位編碼的量化級(jí)；和(g)接收位編碼并且去掉量化值的位中冗余的量化級(jí)，并且通過(guò)熵編碼產(chǎn)生壓縮的位流。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，這里提供了一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼裝置，其中形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)信息，由執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法描述，編碼裝置具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；頂點(diǎn)連接性處理單元，用于從相關(guān)信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元，根據(jù)相關(guān)信息和頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余鍵值，產(chǎn)生差分值；量化單元，用于將差分值量化，并且輸出差分值；和熵編碼單元，用于接收量化的鍵碼和鍵值，并且去掉位中的冗余。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，這里提供了一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼裝置，其中形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)信息，由執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法描述，編碼裝置具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；量化單元，用于將鍵碼和鍵值量化；自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元，用于根據(jù)相關(guān)信息和頂點(diǎn)連接信息，產(chǎn)生去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的量化鍵碼的插分值，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的量化鍵值的差分值；熵編碼單元，用于去掉位中的冗余。
附圖的簡(jiǎn)要描述通過(guò)參考附圖具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，上述的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中圖1是一種編碼裝置和解碼裝置的方塊圖，其中應(yīng)用了增量脈碼調(diào)制(DPCM)；圖2是圖1的DPCM處理器的詳圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的示意性方塊圖，它考慮了時(shí)間空間數(shù)據(jù)相關(guān)性；圖4是圖3編碼裝置的編碼方法的流程圖；圖5說(shuō)明了形成圖3的頂點(diǎn)連接性處理單元的BFS圖的方法；圖6是圖3的自適應(yīng)增量脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元的優(yōu)選實(shí)施例的具體方塊圖；圖7是圖6的差分值產(chǎn)生器的優(yōu)選實(shí)施例的具體方塊圖；圖8說(shuō)明了用于得到圖7頂點(diǎn)間差分值產(chǎn)生器的鍵值的差分值的計(jì)算方法鍵值；圖9說(shuō)明了用于提取圖6預(yù)測(cè)器的數(shù)據(jù)冗余的預(yù)測(cè)方法；圖10是圖3的編碼裝置產(chǎn)生的位流結(jié)構(gòu)例子的圖；圖11是寬度優(yōu)先搜索(BFS)圖的結(jié)構(gòu)例子的圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的示意性方塊圖，其中補(bǔ)償了量化誤差；圖13是流程圖，用于解釋圖12的編碼裝置的編碼方法；圖14是圖12的ADPCM處理單元優(yōu)選實(shí)施例的具體方塊圖；圖15說(shuō)明了預(yù)測(cè)方法，用于提取圖14預(yù)測(cè)器的數(shù)據(jù)冗余；圖16是圖14的DPCM處理器的優(yōu)選實(shí)施例的方塊圖，其中補(bǔ)償了量化誤差；圖17是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的方塊圖，它具有產(chǎn)生開始節(jié)點(diǎn)的功能；圖18是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的方塊圖，其中補(bǔ)償了量化誤差；圖19是流程圖，用于解釋產(chǎn)生圖17和18的搜索開始節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生器的搜索開始節(jié)點(diǎn)的方法；圖20是圖17和18的位編碼量化級(jí)產(chǎn)生單元的具體方塊圖；圖21是流程圖，用于解釋通過(guò)圖20的量化級(jí)產(chǎn)生器執(zhí)行的量化級(jí)計(jì)算方法；而圖22是圖17和18的編碼裝置產(chǎn)生的位流結(jié)構(gòu)例子的圖。
優(yōu)選實(shí)施例的具體描述在被編碼的3D對(duì)象的形變信息相應(yīng)于時(shí)間編碼的過(guò)程中，通過(guò)使用時(shí)間空間相關(guān)性去掉數(shù)據(jù)冗余。這里，通過(guò)確定形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)的連接性，得到時(shí)間空間相關(guān)性。使用寬度優(yōu)先搜索(BFS)方法確定連接性，如圖11所示。同樣，相應(yīng)于BFS確定的頂點(diǎn)中的相關(guān)性，通過(guò)重建時(shí)間軸上鍵值的改變程度特性值的方法，確定時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)性，這通過(guò)根據(jù)鍵架方法的鍵碼確定，其中鍵架方法具有分段精確線性插值特性。在本發(fā)明的BFS開始時(shí)，搜索允許更有效編碼的開始頂點(diǎn)(Start)，并且使用搜索開始頂點(diǎn)，產(chǎn)生更有效的BFS圖。這樣，CI節(jié)點(diǎn)的鍵值被有效編碼。此外，在本發(fā)明中，通過(guò)防止頂點(diǎn)中量化誤差的累加，排除相應(yīng)的頂點(diǎn)，在3D對(duì)象的解碼中，防止對(duì)象的每部分分開重建。由此，在表示為多邊形網(wǎng)格或參數(shù)網(wǎng)格的3D對(duì)象中，3D圖形動(dòng)畫數(shù)據(jù)的大量鍵值信息可以被有效壓縮、編碼并解碼，其中隨著時(shí)間的流逝，這些鍵碼數(shù)據(jù)作為3D對(duì)象的形變信息提供。
根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例和第二優(yōu)選實(shí)施例的編碼和解碼裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)，分別在圖3和12中顯示。根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例和第四優(yōu)選實(shí)施例的編碼和解碼裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)，分別在圖17和18中顯示。如后面所解釋的，在表示3D形狀和量化單元位置的方法中，發(fā)現(xiàn)了圖3與12的兩個(gè)系統(tǒng)之間的功能特性，或圖17與18的兩個(gè)系統(tǒng)之間的功能特性。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的示意性方塊圖，它考慮了時(shí)間空間數(shù)據(jù)相關(guān)性，并且圖4是流程圖，用于解釋圖3編碼裝置的編碼方法。
參考圖3和4，本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置200包括語(yǔ)法分析程序205、多路分解器210、頂點(diǎn)連接性處理單元215、自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元220、量化單元230和熵編碼單元235。為了執(zhí)行編碼處理的反向處理，解碼裝置250包括熵解碼單元255、多路分解器260、頂點(diǎn)連接性處理單元265、反向量化單元270、反向ADPCM處理單元275和緩沖器280。這里，解碼裝置250執(zhí)行編碼裝置200中執(zhí)行的編碼過(guò)程的反向過(guò)程。由此，為了簡(jiǎn)短起見，將只解釋編碼裝置200的編碼操作。
首先，在步驟2050中，編碼裝置200通過(guò)語(yǔ)法分析程序205將3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息語(yǔ)法分析，并且提取鍵碼、鍵值和相關(guān)信息。語(yǔ)法分析程序205通過(guò)語(yǔ)法分析被編碼的3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，將坐標(biāo)插值器(CI)節(jié)點(diǎn)和加索引的端面接收器(IndexFaceSet)(IFS)節(jié)點(diǎn)分類。在本發(fā)明中，考慮了將CI節(jié)點(diǎn)編碼。CI節(jié)點(diǎn)用于對(duì)3D對(duì)象的頂點(diǎn)信息提供形變功能，如變形性(MORPHING)。多路分解器210接收分離的CI節(jié)點(diǎn)和IFS節(jié)點(diǎn)，并將它們提供給頂點(diǎn)連接性處理單元215和ADPCM處理單元220。這里，提供IFS節(jié)點(diǎn)，作為產(chǎn)生CI節(jié)點(diǎn)第一鍵架的差分信息而被參考的信息。通過(guò)這樣做，在每個(gè)CI節(jié)點(diǎn)的第一鍵碼位置確定的鍵架的數(shù)據(jù)量有效減少，因?yàn)镃I節(jié)點(diǎn)和IFS節(jié)點(diǎn)具有1∶1對(duì)應(yīng)。
為了在頂點(diǎn)中產(chǎn)生連接性信息，在步驟2150，頂點(diǎn)連接性處理單元215從多路分解器210接收IFS節(jié)點(diǎn)的CoordIdx(CIdx)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并且形成BFS信息。在ADPCM處理單元220的頂點(diǎn)中，BFS信息用于確定空間相關(guān)性。
如圖11所示，BFS信息重新確定3D對(duì)象的形式信息，其中3D對(duì)象具有BFS類型圖結(jié)構(gòu)那樣的多邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。BFS信息將任意頂點(diǎn)附近的所有頂點(diǎn)，形成為子節(jié)點(diǎn)，從而表示空間數(shù)據(jù)相關(guān)性。這樣，當(dāng)3D對(duì)象在時(shí)間軸上形變時(shí)，確定的空間數(shù)據(jù)相關(guān)性可以用于有效地去掉編碼中的數(shù)據(jù)冗余，其中使用3D空間中相鄰頂點(diǎn)具有相似的移動(dòng)向量的特點(diǎn)，進(jìn)行編碼。
ADPCM處理單元220從多路分解器210接收頂點(diǎn)連接性處理單元215中產(chǎn)生的BFS信息、相應(yīng)于CI節(jié)點(diǎn)的鍵碼(QK)和鍵值(QKV)和IFS節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)(Coord)。然后，在步驟2200，ADPCM處理單元220產(chǎn)生去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼的差分值(EK，EKV)，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的鍵值。這樣，在編碼裝置200中編碼的頂點(diǎn)位置值被轉(zhuǎn)換成差分值，從而去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余，并且輸入量化單元230。在步驟2300，量化單元230相應(yīng)于量化尺寸值，調(diào)整鍵值數(shù)據(jù)的表示精度等級(jí)，從而提供實(shí)際數(shù)據(jù)壓縮效率。量化的結(jié)果值 被輸入到ADPCM處理單元220和熵編碼單元235。在步驟2350，熵編碼單元235使用位符號(hào)發(fā)生的概率，去掉量化值中的位冗余，并且產(chǎn)生最終位流240。
在這個(gè)編碼過(guò)程中，如果量化前鍵值的差分值被量化，然后重建，那么會(huì)在每個(gè)重建的頂點(diǎn)中，發(fā)生由于量化誤差導(dǎo)致的位置改變。由此，3D對(duì)象的每部分可以被重建為這樣的形狀，其中每部分從其它部分分離。通過(guò)將量化值的差分值編碼，可以防止這個(gè)分離重建，如圖12所示。
圖5說(shuō)明了根據(jù)圖3頂點(diǎn)連接性處理單元的優(yōu)選實(shí)施例的處理過(guò)程。參考圖5，在步驟2152，頂點(diǎn)連接性處理單元215接收指示網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的形狀的CIdx信息，將CIdx信息存儲(chǔ)在隊(duì)列中，并且在步驟2153，根據(jù)每個(gè)頂點(diǎn)是否通過(guò)隊(duì)列被訪問(wèn)，來(lái)產(chǎn)生BFS圖。這時(shí)，在步驟2155，為了產(chǎn)生最終BFS信息，頂點(diǎn)連接性處理單元125管理隊(duì)列，并且在步驟2151和2154，管理是否通過(guò)隊(duì)列訪問(wèn)每個(gè)頂點(diǎn)的信息。這里，根據(jù)BFS搜索順序，優(yōu)先訪問(wèn)的頂點(diǎn)被確定為‘-1’，作為頂部頂點(diǎn)。這樣，形成圖11所示的BFS圖。
圖6是圖3的ADPCM處理單元220的優(yōu)選實(shí)施例的具體方塊圖。參考圖6，ADPCM處理單元220包括差分值產(chǎn)生器221、預(yù)測(cè)器222、多路復(fù)合器223、鍵碼的DPCM處理器228和鍵值的DPCM處理器229。差分值產(chǎn)生器221確定所有位置值中的差分值 其中當(dāng)任意頂點(diǎn)隨時(shí)間改變時(shí)，得到這些差分值。
圖7是圖6差分值產(chǎn)生器的優(yōu)選實(shí)施例的具體方塊圖。參考圖7，差分值產(chǎn)生器221包括第一計(jì)算器2211、第二計(jì)算器2212和頂點(diǎn)間差分值產(chǎn)生器2213。第一計(jì)算器2211計(jì)算鍵碼數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)量(nKey)，而第二計(jì)算器2212計(jì)算IFS節(jié)點(diǎn)中存在的頂點(diǎn)的總數(shù)量(nV)。使用這些數(shù)量，如后面計(jì)算鍵值的差分值。
圖8說(shuō)明了一種用于得到圖7頂點(diǎn)間差分值產(chǎn)生器的鍵值的差分值的計(jì)算方法，。參考圖8，在步驟22131，頂點(diǎn)間差分值產(chǎn)生器2213根據(jù)頂點(diǎn)連接性處理單元215確定的BFS信息，接收頂點(diǎn)形成信息，并且確定任意第i個(gè)頂點(diǎn) 附近的頂點(diǎn)(V)。然后，在根據(jù)BFS搜索順序訪問(wèn)的頂點(diǎn)中，在步驟22132計(jì)算3D空間中沿時(shí)間軸改變的所有位置值的差分值。在步驟22134和22135，產(chǎn)生差分值，從中去掉了時(shí)間區(qū)中的數(shù)據(jù)冗余。特別在步驟22134，通過(guò)使用首先在時(shí)間軸上產(chǎn)生的鍵架，作為IFS節(jié)點(diǎn)確定的頂點(diǎn)差分的比較值，提高了編碼效率。
再次參考圖6，預(yù)測(cè)器222接收差分值產(chǎn)生器221產(chǎn)生的差分值，并且提取由于頂點(diǎn)中的空間相關(guān)性導(dǎo)致的數(shù)據(jù)冗余，其中頂點(diǎn)形成3D對(duì)象的形狀。
圖9說(shuō)明了預(yù)測(cè)方法，用于提取圖6預(yù)測(cè)器的數(shù)據(jù)冗余。參考圖9，在步驟2221，預(yù)測(cè)器222優(yōu)先訪問(wèn)根據(jù)頂點(diǎn)連接性處理單元215確定的BFS搜索順序的頂點(diǎn)，并且確定訪問(wèn)的第i個(gè)頂點(diǎn)附近的頂點(diǎn)(V)。與步驟2221搜索的頂點(diǎn)具有高度空間相關(guān)性的頂點(diǎn)，在步驟S2222被確定為BFS搜索順序的頂部頂點(diǎn)b。然后，計(jì)算兩個(gè)頂點(diǎn)b的3D空間位置值的差分值 它們具有高的空間相關(guān)性，并且分別在步驟2221和步驟2222中確定，從而在步驟2225去掉空間數(shù)據(jù)冗余。
這時(shí)，通過(guò)差分值產(chǎn)生器221輸入的差分值，被不改變地用作根據(jù)BFS順序優(yōu)先訪問(wèn)的頂點(diǎn)。在步驟S2226，從步驟2225得到的3D空間位置值的差分值 中，確定每個(gè)部分的最大值和最小值(Max，Min)。最大值和最小值輸入量化單元230，并且用在量化所需的標(biāo)準(zhǔn)化處理中。
這樣，去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的鍵值數(shù)據(jù)的差分值(EKV)，被輸入到DPCM處理單元229，如圖6所示，并且DPCM處理結(jié)果值輸出到量化單元230。
作為上述鍵值數(shù)據(jù)的差分值(EKV)，通過(guò)圖6的DPCM處理器228，提供使用時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)性去掉數(shù)據(jù)冗余的鍵碼(EK)，其中時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)性在鍵控成幀類型動(dòng)畫方法中提供。然后，量化單元230通過(guò)調(diào)整數(shù)據(jù)表示精度等級(jí)，來(lái)壓縮數(shù)據(jù)，并且熵編碼單元235去掉壓縮數(shù)據(jù)的位冗余，并形成位流240。
圖10是圖3編碼裝置產(chǎn)生的位流結(jié)構(gòu)的例子圖。由圖10的參考數(shù)字2400、2405和2410指示的信息項(xiàng)，是一個(gè)CI節(jié)點(diǎn)處理單元編碼的位流的部分。頭信息2400作為反向量化單元270執(zhí)行的反向量化條件提供，從而在解碼裝置250中重建CI節(jié)點(diǎn)。作為優(yōu)選的例子2425，頭信息2400包括鍵碼的量化尺寸(Qstep_K)，鍵值的量化尺寸(Qstep_KV)，和最小值(MinX，MinY和MinZ)和最大值(MaxX，MaxY和MaxZ)，它們用于將量化單元230的差分值標(biāo)準(zhǔn)化為0和1之間的值，包含0和1。
鍵碼信息2405提供時(shí)間軸上鍵碼數(shù)據(jù)插分的量化值。形成鍵碼信息2405，作為優(yōu)選的例子2405。這里，Klast是1位指示符，用于對(duì)解碼裝置250指示鍵碼數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)量。如果Klast為‘0’，那么下一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)為鍵碼數(shù)據(jù)項(xiàng)，而如果Klast為‘1’，那么下一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)為鍵值數(shù)據(jù)項(xiàng)。
提供鍵值信息2410作為優(yōu)選例子2415，其中形成鍵架的所有頂點(diǎn)的位置值，以BFS搜索順序布置，鍵架符合時(shí)間軸上順序發(fā)生的每個(gè)鍵碼。這里，當(dāng)數(shù)據(jù)在熵編碼單元235中處理時(shí)，BFS搜索順序中的頂點(diǎn)布置用于提高位之間的相關(guān)性。同樣，在例子2415中以鍵碼順序布置鍵值信息項(xiàng)，用于使延遲時(shí)間的發(fā)生最小化，直到位流2415重建時(shí)導(dǎo)致重建結(jié)構(gòu)為止，并且使解碼裝置250的內(nèi)存使用最小化。
再次參考圖3，通過(guò)上述編碼過(guò)程產(chǎn)生的位流240，可以通過(guò)編碼過(guò)程的反向過(guò)程來(lái)重建。這里，編碼裝置250應(yīng)該通過(guò)多路分解器260接收IFS節(jié)點(diǎn)信息，從而重建每個(gè)節(jié)點(diǎn)第一鍵碼的鍵架，并且產(chǎn)生表示3D對(duì)象空間相關(guān)性的BFS信息。
根據(jù)本發(fā)明的編碼和解碼過(guò)程的主要特性包括去掉由于3D對(duì)象形變信息的時(shí)間空間相關(guān)性導(dǎo)致的數(shù)據(jù)冗余；并且使用鍵控成幀動(dòng)畫方法中提供的IFS節(jié)點(diǎn)與CI節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)性，減少被編碼的數(shù)據(jù)量。
如上所述，圖3和4的本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置和方法，在減少被編碼的數(shù)據(jù)量方面，這里提供了一種優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的性能。然而，如上所述，在將多個(gè)部分形成的3D對(duì)象的編碼和解碼過(guò)程中，由于量化誤差導(dǎo)致的每個(gè)重建頂點(diǎn)的位置改變，可以促使產(chǎn)生重建的形狀，其中對(duì)象的每個(gè)部分從其它部分分離。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，在本發(fā)明中，這里提供了一種ADPCM處理前量化數(shù)據(jù)的編碼方法和裝置，如圖12和13所示。圖12是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置300和解碼裝置400的示意性方塊圖，其中補(bǔ)償了量化誤差，并且圖13是流程圖，用于解釋圖12的編碼方法和編碼裝置。
參考圖12，根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，具有語(yǔ)法分析程序305和多路分解器310；頂點(diǎn)連接性處理單元315；量化單元330；ADPCM處理單元330；和熵編碼單元335。為了執(zhí)行編碼過(guò)程的反向過(guò)程，解碼裝置350包括熵解碼單元355、多路分解器360、頂點(diǎn)連接性處理單元365、反向DPCM處理單元370、反向量化單元375和緩沖器380。這里，語(yǔ)法分析程序305、多路分解器310和頂點(diǎn)連接性處理單元315的功能和程序，與圖3的相同，其解釋將被省略。
參考圖13，現(xiàn)在解釋編碼裝置300的操作。優(yōu)先在步驟3050，編碼裝置300將3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息語(yǔ)法分析，并且提取鍵碼、鍵值和相關(guān)信息。然后在步驟3150產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息。下面，在步驟3200，量化單元320接收由CI節(jié)點(diǎn)的鍵碼和鍵值所形成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，其中CI節(jié)點(diǎn)在多路分解器310中分類，并且將數(shù)據(jù)量化而不差分。
在步驟3300，ADPCM處理單元330接收CI節(jié)點(diǎn)這樣量化的鍵碼和鍵值，BFS信息和Coord信息，并且產(chǎn)生差分值，從而去掉現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余。在圖3中，在步驟3350，ADPCM的差分結(jié)果被發(fā)送到量化單元230，但不像圖3，圖13的ADPCM差分結(jié)果被發(fā)送到熵編碼單元335，然后形成最終位流340。
圖14是圖12的ADPCM處理單元優(yōu)選實(shí)施例的方塊圖。與圖6的ADPCM處理單元相比，圖12的ADPCM處理單元330的預(yù)測(cè)器332，不具有確定量化中所需頂點(diǎn)的每個(gè)X、Y、Z坐標(biāo)的空間預(yù)測(cè)差分值的最大值和最小值(Max，Min)的功能。由此，差分值計(jì)算器331的具體處理與圖7中的相似，但預(yù)測(cè)器332，也就是空間預(yù)測(cè)差分值產(chǎn)生器，不產(chǎn)生量化所需的每個(gè)部分的最大值和最小值(Max，Min)，因?yàn)轭A(yù)測(cè)器332使用量化單元320中量化的數(shù)據(jù)值。
圖15說(shuō)明了預(yù)測(cè)方法，用于提取圖14預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)冗余。參考圖15，預(yù)測(cè)方法與圖9的預(yù)測(cè)方法相同，除了步驟2226。由此，為了簡(jiǎn)單起見，圖15中顯示的預(yù)測(cè)方法將被省略。
圖16是圖14的DPCM處理器338和339優(yōu)選實(shí)施例的方塊圖，其中補(bǔ)償了量化誤差。參考圖16，每個(gè)DPCM處理器338和339將DPCM結(jié)果提供給熵編碼單元335，并且形成最終位流340，不像圖6，其中DPCM結(jié)果發(fā)送到量化單元320。這時(shí)，這樣形成的位流340具有與圖10實(shí)際上相同的結(jié)構(gòu)。同樣，通過(guò)上述編碼過(guò)程的反向過(guò)程，位流340在圖12的解碼裝置350中重建為CI節(jié)點(diǎn)。
CI節(jié)點(diǎn)在差分前這樣量化的鍵碼和鍵值具有后面的效果。形成被編碼的3D對(duì)象形狀的所有頂點(diǎn)位置值，這里提供了一種位置值在3D空間中已經(jīng)移動(dòng)與量化誤差相同距離的狀態(tài)，由此不將量化誤差傳遞到其它相鄰的頂點(diǎn)。
由此，在解碼過(guò)程中，不發(fā)生當(dāng)前頂點(diǎn)以外其它頂點(diǎn)中的量化誤差累加，由此當(dāng)解碼多個(gè)部分形成的3D對(duì)象時(shí)，防止對(duì)象的每部分從其它部分分離的分離重建結(jié)構(gòu)。這時(shí)，壓縮效率實(shí)際上與圖3中的相同。
這樣，根據(jù)本發(fā)明第一和第二優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置200和300和解碼裝置250和350，使用頂點(diǎn)連接性處理單元215、315、265和365，有效地將CI節(jié)點(diǎn)的鍵碼數(shù)據(jù)和鍵值數(shù)據(jù)編碼。這里，輸入到熵處理單元的數(shù)據(jù)被編碼為鍵值的量化位，其中在熵編碼之前給出鍵值。在這種方法中，由于通過(guò)使用時(shí)間空間數(shù)據(jù)相關(guān)性執(zhí)行編碼，數(shù)據(jù)的離散度降低，并且數(shù)據(jù)的分布范圍同樣變窄。由此，熵編碼中鍵值位編碼的量化級(jí)，可以減少位編碼，足以表示數(shù)據(jù)的分布范圍。由此，不丟失量化數(shù)據(jù)，通過(guò)使用位編碼所需的量化級(jí)，提高編碼效率，而可以減少被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
然而，在上述方法中，不考慮BFS搜索中選擇開始頂點(diǎn)的方法，用于形成將鍵值數(shù)據(jù)編碼的BFS圖。由此，優(yōu)先搜索任意索引或第一索引的頂點(diǎn)。這是搜索任意頂點(diǎn)而不考慮3D對(duì)象結(jié)構(gòu)的方法。由此，需要選擇開始頂點(diǎn)的有效方法。
現(xiàn)在解釋根據(jù)本發(fā)明第三和第四優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置，它們改善了將CI節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的鍵值數(shù)據(jù)壓縮和編碼的方法。
圖17是根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的方塊圖，它們具有產(chǎn)生開始節(jié)點(diǎn)的功能，而圖18是根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的方塊圖，其中補(bǔ)償了量化誤差。
參考圖17，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的編碼裝置包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，具有語(yǔ)法分析程序405和多路分解器410；開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器412；頂點(diǎn)連接性處理單元415；ADPCM處理單元420；量化單元430；鍵值位編碼產(chǎn)生單元432和熵編碼單元435。為了執(zhí)行編碼裝置400的編碼過(guò)程的反向過(guò)程，解碼裝置450包括熵解碼單元455、多路分解器460、開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器462、頂點(diǎn)連接性處理單元465、反向量化單元470、反向ADPCM處理單元475和緩沖器480，這里，與圖3的編碼裝置300的模型相比，除了開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器412和462，和鍵值編碼位產(chǎn)生器432。編碼裝置400的模型具有相同的功能和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在解釋編碼裝置400中執(zhí)行的編碼操作。
多路分解器410接收語(yǔ)法分析程序405中分類的CI節(jié)點(diǎn)和IFS節(jié)點(diǎn)，并且將節(jié)點(diǎn)提供給ADPCM處理單元420和開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器412。頂點(diǎn)連接性處理單元415從開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器412接收IFS節(jié)點(diǎn)的CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和開始頂點(diǎn)信息(Start)，并且形成BFS信息。
ADPCM處理單元420接收頂點(diǎn)連接性處理單元415中產(chǎn)生的BFS信息，和符合IFS節(jié)點(diǎn)的CI節(jié)點(diǎn)和Coord信息的鍵碼(QK)和鍵值(QKV)，其中IFS節(jié)點(diǎn)由多路分解器410提供。然后，ADPCM處理單元420對(duì)量化單元430，產(chǎn)生去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的鍵值的每個(gè)差分值(EK，EKV)。通過(guò)調(diào)整鍵值數(shù)據(jù)相應(yīng)于量化尺寸值的表示精度等級(jí)，量化單元430將數(shù)據(jù)壓縮。量化的結(jié)果值 輸入到ADPCM處理單元420和熵編碼單元435。響應(yīng)量化結(jié)果值 編碼位產(chǎn)生單元432產(chǎn)生位編碼的量化級(jí)(Qstep_X，Qstep_Y，Qstep_Z)。位編碼產(chǎn)生的量化級(jí)(Qstep_X，Qstep_Y，Qstep_Z)輸入到熵編碼單元435。響應(yīng)量化級(jí)(Qstep_X，Qstep_Y，Qstep_Z)，熵編碼單元435使用位符號(hào)發(fā)生的概率，去掉量化值 中的位冗余，并且形成最終位流(壓縮的位流)440。
如上所述，圖3和12的編碼裝置200和300任意索引的頂點(diǎn)或第一索引的頂點(diǎn)開始搜索。與此不同，根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的編碼裝置400，這里提供了一種有效的開始頂點(diǎn)。也就是，在開始BFS搜索時(shí)，編碼裝置400找到允許更有效地編碼開始頂點(diǎn)(Start)，并且使用它更有效地產(chǎn)生BFS圖。
然而，在編碼裝置400中，被編碼的頂點(diǎn)的位置值在量化前轉(zhuǎn)換為差分值，從而減少數(shù)據(jù)冗余，由此，當(dāng)差分值量化并重建時(shí)，會(huì)發(fā)生每個(gè)重建的頂點(diǎn)的位置改變。這會(huì)促使分離的重建，其中對(duì)象的每一個(gè)部分從其它部分分離。為了減少量化誤差，在本發(fā)明中，這里提供了一種用于減少量化誤差的編碼裝置500和解碼裝置550，如圖18所示。如上所述，通過(guò)使用已經(jīng)量化的值之間的差分值，可以防止量化誤差。對(duì)此，圖18的編碼裝置500具有ADPCM處理單元530和量化單元520，其中放置次序是圖17的ADPCM處理單元420和量化單元430的顛倒，并且圖18的解碼裝置550具有反向ADPCM處理單元570和反向量化單元575，其中放置次序是圖17的反向ADPCM處理單元475和反向量化單元470的顛倒。同樣，與圖12的編碼裝置300和解碼裝置350的模塊相比，圖18的編碼裝置500和解碼裝置550的模塊具有相同的功能和結(jié)構(gòu)，除了只在圖18中包括的開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器512和562和鍵值位編碼產(chǎn)生器532。由此，相同模塊的解釋將被省略。
圖19是流程圖，用于解釋產(chǎn)生圖17和18的開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器的搜索開始頂點(diǎn)。參考圖19，在步驟S4121，每個(gè)開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器412和512優(yōu)先接收頂點(diǎn)中的連接性信息(CIdx)，并且得到連接到所有頂點(diǎn)的每個(gè)上的頂點(diǎn)的數(shù)量(頻率(CIdxi))，并且在步驟S4122，得到頂點(diǎn)中具有最多連接頂點(diǎn)的頂點(diǎn)索引。然后，在步驟4123，得到索引的頂點(diǎn)作為開始頂點(diǎn)(Start)輸出。這個(gè)開始頂點(diǎn)(Start)用作BFS搜索的開始頂點(diǎn)。
通常，相鄰的頂點(diǎn)具有相似的移動(dòng)向量。頂點(diǎn)具有越多的相鄰頂點(diǎn)，當(dāng)頂點(diǎn)發(fā)生改變時(shí)，頂點(diǎn)對(duì)相鄰頂點(diǎn)具有越大的影響。由此，當(dāng)對(duì)相鄰頂點(diǎn)具有最大影響的頂點(diǎn)被選擇為開始頂點(diǎn)時(shí)，BFS搜索圖更有效地產(chǎn)生相鄰圖。如果采用具有最少相鄰頂點(diǎn)的頂點(diǎn)作為開始頂點(diǎn)，從而執(zhí)行搜索，那么搜索圖不能有效地產(chǎn)生相鄰圖。由此，通過(guò)根據(jù)圖19的方法產(chǎn)生開始頂點(diǎn)，產(chǎn)生更有效的搜索圖。
參考圖20，現(xiàn)在解釋鍵值量化級(jí)發(fā)生單元432的操作，用于產(chǎn)生位編碼的量化級(jí)(Qstep_X，Qstep_Y，Qstep_Z)。圖20是圖17和18的位編碼產(chǎn)生單元的具體方塊圖。
參考圖20，位編碼產(chǎn)生單元432包括最大值和最小值計(jì)算單元(計(jì)算Min Max)4321和量化級(jí)產(chǎn)生器(計(jì)算Qstep)4322。最大值和最小值計(jì)算單元(計(jì)算Min Max)4321接收鍵值，符合CI節(jié)點(diǎn)的第一鍵架的Coord數(shù)據(jù)，和BFS搜索圖。最大值和最小值計(jì)算單元(計(jì)算Min Max)4321還接收鍵值中X的量化數(shù)據(jù)的最大值(MaxX)和最小值(MinX)，鍵值中Y的量化數(shù)據(jù)的最大值(MaxY)和最小值(MinY)，和鍵值中Z的量化數(shù)據(jù)的最大值(MaxZ)和最小值(MinZ)，并且將這些最大值和最小值發(fā)送到量化級(jí)產(chǎn)生器4322。量化級(jí)產(chǎn)生器4322產(chǎn)生位編碼的量化級(jí)(Qstep_X，Qstep_Y，Qstep_Z)，足以分別表示X、Y和Z坐標(biāo)的量化數(shù)據(jù)的范圍?，F(xiàn)在解釋計(jì)算量化級(jí)的方法，用于得到位編碼的量化級(jí)。
圖21是流程圖，用于解釋圖20的量化級(jí)產(chǎn)生器執(zhí)行的量化級(jí)計(jì)算方法。參考圖21，根據(jù)本發(fā)明計(jì)算量化級(jí)的方法，優(yōu)先接收鍵值中X的量化數(shù)據(jù)的最大值(MaxX)和最小值(MinX)，鍵值中Y的量化數(shù)據(jù)的最大值(MaxY)和最小值(MinY)，和鍵值中Z的量化數(shù)據(jù)的最大值(MaxZ)和最小值(MinZ)。如果輸入最大值(MaX，也就是MaxX、MaxY、MaxZ)和最小值(Min，也就是MinX、MinY、MinZ)，那么在步驟4325確定最小值(Min)的絕對(duì)值是否小于或等于最大值(MaX)。如果結(jié)果指示最小值小于或等于最大值(MaX)，那么位編碼的量化級(jí)(Qstep，也就是Qstep_X、Qstep_Y、Qstep_Z)，設(shè)置為Qstep＝int{(log2|Min|)+1}，否則位編碼的量化級(jí)(Qstep)，設(shè)置為Qstep＝int{(log2|Max|)+1}。這樣，得到X、Y、Z坐標(biāo)量化數(shù)據(jù)的位編碼量化級(jí)，并且從圖20的量化級(jí)產(chǎn)生器4322輸出位編碼的量化級(jí)(Qstep_X、Qstep_Y、Qstep_Z)。
圖22是圖17和18編碼裝置產(chǎn)生的壓縮位流的結(jié)構(gòu)例子的圖。參考圖22，圖17和18的每個(gè)位流440和540包括頭信息4400和鍵值信息4405，其中位流440和540由編碼裝置400和500最終產(chǎn)生。頭信息4400和鍵值信息4405指示在一個(gè)CI節(jié)點(diǎn)中處理的信息。頭信息4400作為反向量化單元475和575中執(zhí)行的反向量化的條件而提供，從而在解碼裝置450和550中重建CI節(jié)點(diǎn)。作為優(yōu)選的例子4415，頭信息4400包括鍵值的量化尺寸(Qstep_KV)、鍵值中X的位編碼的量化級(jí)(Qstep_X)、鍵值中Y的位編碼的量化級(jí)(Qstep_Y)、鍵值中Z的位編碼的量化級(jí)(Qstep_Z)、和最小值(MinX、MinY、MinZ)和最大值(MaxX、MaxY、MaxZ)，它們用于將量化單元430的差分值標(biāo)準(zhǔn)化為0到1之間包括的值。例子44100顯示了鍵值信息4405的結(jié)構(gòu)，它包括根據(jù)BFS搜索順序的鍵值信息。
如上所述，由編碼過(guò)程產(chǎn)生的位流可以由解碼裝置450或550，通過(guò)編碼過(guò)程的反向過(guò)程重建為原始數(shù)據(jù)。這里，為了重建每個(gè)節(jié)點(diǎn)中第一鍵碼的鍵架，并且為了產(chǎn)生BFS信息，用于將3D對(duì)象的空間相關(guān)性表示為BFS形成單元465和565，解碼裝置450和550應(yīng)該從開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器462或562，接收IFS節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和開始頂點(diǎn)(Start)。多路分解器460和560接收IFS數(shù)據(jù)，并且將CIdx數(shù)據(jù)發(fā)送到開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器462或562。
如上所述，在被編碼的3D對(duì)象的形變信息相應(yīng)于時(shí)間編碼時(shí)，本發(fā)明通過(guò)使用時(shí)間空間相關(guān)性去掉了數(shù)據(jù)冗余，從而提供更有效的數(shù)據(jù)壓縮。同樣，通過(guò)找到適于在編碼的值中產(chǎn)生有效BFS搜索圖的開始頂點(diǎn)，并且通過(guò)使用開始頂點(diǎn)，位編碼的量化級(jí)被調(diào)整為量化的數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行編碼。由此，CI節(jié)點(diǎn)的鍵值被有效編碼。此外，通過(guò)補(bǔ)償量化誤差，除了相應(yīng)的頂點(diǎn)本身，量化誤差不在頂點(diǎn)中累加。由此，在將多個(gè)部分形成的編碼的3D對(duì)象進(jìn)行解碼的過(guò)程中，防止了分離重建，其中對(duì)象的每部分從其它部分分離。由此，在多邊形網(wǎng)格或參數(shù)網(wǎng)格表示的3D對(duì)象中，3D圖形動(dòng)畫數(shù)據(jù)大量的鍵值信息可以被有效地壓縮、編碼和解碼，其中3D圖形動(dòng)畫數(shù)據(jù)作為3D對(duì)象隨著時(shí)間流逝的形變信息而提供。
權(quán)利要求
1.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，描述形成3D對(duì)象的形狀的頂點(diǎn)信息，所述編碼方法包括步驟(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息，和關(guān)系信息；(b)從相關(guān)的信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(c)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵值，產(chǎn)生差分值；(d)將差分值量化；并且(e)通過(guò)接收量化的鍵碼和鍵值，通過(guò)熵編碼去掉位中的冗余，并且產(chǎn)生壓縮的位流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的編碼方法，其中在步驟(a)，節(jié)點(diǎn)信息被分成坐標(biāo)插值器(CI)節(jié)點(diǎn)和加索引的端面接收器(IFS)節(jié)點(diǎn)，并且從CI節(jié)點(diǎn)提取由鍵碼和鍵值形成的的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并從IFS節(jié)點(diǎn)提取坐標(biāo)索引(CIdx)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的編碼方法，其中在步驟(b)，接收從IFS節(jié)點(diǎn)提取的CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為相關(guān)信息，并且形成確定頂點(diǎn)中空間數(shù)據(jù)相關(guān)性的寬度優(yōu)先搜索(BFS)信息，作為頂點(diǎn)連接性信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的編碼方法，其中在步驟(b)，對(duì)于每個(gè)頂點(diǎn)接收CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在隊(duì)列中，并且根據(jù)是否通過(guò)隊(duì)列訪問(wèn)每個(gè)頂點(diǎn)，產(chǎn)生BFS信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的編碼方法，其中步驟(c)進(jìn)一步包括步驟(c1)接收頂點(diǎn)連接性信息，作為相關(guān)信息的IFS節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，和鍵值，并且在3D空間中鍵值改變的所有位置值中，產(chǎn)生差分值；(c2)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，根據(jù)頂點(diǎn)中的空間相關(guān)性提取差分值的數(shù)據(jù)冗余；并且(c3)對(duì)于步驟(a)提取的每個(gè)鍵碼，和提取由于空間相關(guān)性導(dǎo)致的數(shù)據(jù)冗余的鍵值，執(zhí)行差分脈碼調(diào)制(DPCM)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的編碼方法，其中計(jì)算被編碼的鍵碼數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)量，和從作為相關(guān)信息的頂點(diǎn)信息中語(yǔ)法分析的IFS頂點(diǎn)的總數(shù)量，并且使用計(jì)算結(jié)果，計(jì)算鍵值的差分值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的編碼方法，其中在步驟(c2)，根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息的搜索順序訪問(wèn)頂點(diǎn)，確定訪問(wèn)的頂點(diǎn)附近的頂點(diǎn)，具有與訪問(wèn)的頂點(diǎn)高的空間相關(guān)性的頂點(diǎn)，被確定為頂部頂點(diǎn)，計(jì)算兩個(gè)頂點(diǎn)的3D空間位置值的差分值，并且去掉數(shù)據(jù)冗余。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的編碼方法，其中在步驟(e)，相應(yīng)于符號(hào)發(fā)生的概率去掉位中的冗余。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的編碼方法，其中編碼方法得到的位流，至少由編碼的鍵碼信息和鍵值信息所形成，鍵碼信息由鍵碼與鍵碼的鍵碼指示符的結(jié)合所形成，以鍵架中鍵碼的順序布置鍵值信息，并且根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息的搜索順序形成鍵架。
10.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，描述形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)上的信息，所述編碼方法包括步驟(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；(b)從相關(guān)的信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(c)將所述鍵碼和鍵值量化；(d)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的量化的鍵值，產(chǎn)生差分值；并且(e)通過(guò)接收差分值，通過(guò)熵編碼去掉位中的冗余，并且產(chǎn)生壓縮的位流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的編碼方法，其中在步驟(a)，節(jié)點(diǎn)信息被分成坐標(biāo)插值器(CI)節(jié)點(diǎn)和加索引的端面接收器(IFS)節(jié)點(diǎn)，并且從CI節(jié)點(diǎn)提取由鍵碼和鍵值所形成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并從IFS節(jié)點(diǎn)提取坐標(biāo)索引(CIdx)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的編碼方法，其中在步驟(b)，接收從IFS節(jié)點(diǎn)提取的CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為相關(guān)信息，并且用于確定頂點(diǎn)中空間數(shù)據(jù)相關(guān)性的寬度優(yōu)先搜索(BFS)信息，作為頂點(diǎn)連接性信息形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的編碼方法，其中在步驟(b)，對(duì)于每個(gè)頂點(diǎn)接收CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并且存儲(chǔ)在隊(duì)列中，并且根據(jù)是否通過(guò)隊(duì)列訪問(wèn)每個(gè)頂點(diǎn)，產(chǎn)生BFS信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的編碼方法，其中步驟(d)進(jìn)一步包括步驟(d1)接收頂點(diǎn)連接性信息，作為相關(guān)信息的IFS節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，和鍵值，并且在3D空間的鍵值改變的所有位置值中，產(chǎn)生差分值；(d2)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，根據(jù)頂點(diǎn)中的空間相關(guān)性提取差分值中的數(shù)據(jù)冗余；并且(d3)對(duì)于步驟(a)提取的每個(gè)鍵碼，和提取由于空間相關(guān)性導(dǎo)致的數(shù)據(jù)冗余的鍵值，執(zhí)行差分脈碼調(diào)制(DPCM)處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的編碼方法，其中該編碼方法得到的位流至少由編碼的鍵碼信息和鍵值信息所形成，鍵碼信息由鍵碼與鍵碼的鍵碼指示符的結(jié)合所形成，以鍵架中鍵碼的順序布置鍵值信息，并且根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息的搜索順序形成鍵架。
16.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，將形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)上的信息編碼，所述編碼方法包括步驟(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；(b)產(chǎn)生寬度優(yōu)先搜索(BFS)的搜索開始信息，用于在3D對(duì)象的頂點(diǎn)中確定空間數(shù)據(jù)相關(guān)性；(c)從步驟(a)提取的相關(guān)信息和步驟(b)產(chǎn)生的搜索開始信息中，產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(d)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，產(chǎn)生去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的鍵值的差分值；(e)將差分值量化；(f)接收量化的鍵碼和鍵值，并且產(chǎn)生鍵值位編碼的量化級(jí)；并且(g)接收位編碼的量化級(jí)，并且去掉量化值的位中的冗余。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的編碼方法，其中在步驟(a)，節(jié)點(diǎn)信息被分成坐標(biāo)插值器(CI)節(jié)點(diǎn)和加索引的端面接收器(IFS)節(jié)點(diǎn)，并且從CI節(jié)點(diǎn)提取由鍵碼和鍵值所形成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并從IFS節(jié)點(diǎn)提取坐標(biāo)索引(CIdx)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的編碼方法，其中步驟(b)包括步驟(b1)響應(yīng)被編碼的頂點(diǎn)中的連接信息，得到連接到每個(gè)頂點(diǎn)上的頂點(diǎn)的數(shù)量；(b2)得到頂點(diǎn)數(shù)量中具有最大數(shù)量連接頂點(diǎn)的頂點(diǎn)索引；并且(b3)產(chǎn)生得到索引的頂點(diǎn)，作為搜索開始信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的編碼方法，其中步驟(f)步包括步驟(f1)對(duì)于形成量化鍵值的每個(gè)X、Y和Z坐標(biāo)，比較最大值和最小值。(f2)如果在每個(gè)X、Y和Z坐標(biāo)中，最小值的絕對(duì)值小于或等于最大值，那么輸出位編碼的量化級(jí)，作為Qstep＝int{(log2|Min|)+1}；(f3)如果在每個(gè)X、Y和Z坐標(biāo)中，最小值的絕對(duì)值大于最大值，那么輸出位編碼的量化級(jí)作為Qstep＝int{(log2|Max|)+1}。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的編碼方法，其中在步驟(g)，相應(yīng)于符號(hào)發(fā)生的概率去掉位中的冗余。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的編碼方法，其中通過(guò)編碼方法得到的位流包括頭信息，具有鍵值的量化尺寸；鍵值X坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；鍵值Y坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；鍵值Z坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；用于將量化的鍵碼和鍵值的差分值標(biāo)準(zhǔn)化為包括0與1及它們之間的值的最小值和最大值；和根據(jù)BFS搜索順序的鍵值信息。
22.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法，其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，將形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)上的信息編碼，所述編碼方法包括步驟(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；(b)產(chǎn)生寬度優(yōu)先搜索(BFS)的搜索開始信息，用于確定3D對(duì)象的頂點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)相關(guān)性；(c)從步驟(a)提取的相關(guān)信息和從步驟(b)產(chǎn)生的搜索開始信息中，產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；(d)將鍵碼和鍵值量化；(e)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)量化值，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的量化的鍵值，產(chǎn)生差分值；(f)接收差分值，并產(chǎn)生鍵值位編碼的量化級(jí)；并且(g)接收位編碼的量化級(jí)，并且去掉量化值的位中的冗余。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的編碼方法，其中在步驟(a)，節(jié)點(diǎn)信息被分成坐標(biāo)插值器(CI)節(jié)點(diǎn)和加索引的端面接收器(IFS)節(jié)點(diǎn)，并且從CI節(jié)點(diǎn)提取由鍵碼和鍵值所形成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并從IFS節(jié)點(diǎn)提取坐標(biāo)索引(CIdx)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的編碼方法，其中步驟(b)步包括步驟(b1)響應(yīng)被編碼的頂點(diǎn)中的連接信息，得到連接到每個(gè)頂點(diǎn)的頂點(diǎn)數(shù)量；(b2)得到頂點(diǎn)數(shù)量中具有最大數(shù)量的連接頂點(diǎn)的頂點(diǎn)索引；并且(b3)產(chǎn)生得到索引的頂點(diǎn)，作為搜索開始信息。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的編碼方法，其中步驟(f)步包括步驟(f1)對(duì)于形成量化鍵值的每個(gè)X、Y和Z坐標(biāo)，比較最大值和最小值。(f2)如果在每個(gè)X、Y和Z坐標(biāo)中，最小值的絕對(duì)值小于或等于最大值，那么輸出位編碼的量化級(jí)，作為Qstep＝int{(log2|Min|)+1}；(f3)如果在每個(gè)X、Y和Z坐標(biāo)中，最小值的絕對(duì)值大于最大值，那么輸出位編碼的量化級(jí)，作為Qstep＝int{(log2|Max|)+1}。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的編碼方法，其中在步驟(g)，相應(yīng)于符號(hào)發(fā)生的概率去掉位中的冗余。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的編碼方法，其中通過(guò)編碼方法得到的位流包括頭信息，具有鍵值的量化尺寸；鍵值X坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；鍵值Y坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；鍵值Z坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；用于將量化的鍵碼與鍵碼的差分值標(biāo)準(zhǔn)化為包括在0與1之間的值的最小值和最大值；和根據(jù)BFS搜索順序的鍵值信息。
28.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼裝置，其中通過(guò)用于執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，將形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)上的信息編碼，所述編碼裝置包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息，和關(guān)系信息；頂點(diǎn)連接性處理單元，從相關(guān)信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元，根據(jù)相關(guān)信息和頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵值，產(chǎn)生差分值；量化單元，用于將差分值量化，并且輸出量化的差分值；熵編碼單元，用于接收量化的鍵碼和鍵值，去掉位中的冗余。
29.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼裝置，其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，將形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)上的信息編碼，所述編碼裝置包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息，和關(guān)系信息；量化單元，用于將鍵碼和鍵值量化；自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元，根據(jù)相關(guān)信息和頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的量化的鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的量化的鍵值，產(chǎn)生差分值；熵編碼單元，用于去掉位中的冗余。
30.根據(jù)權(quán)利要求28和29任何之一的編碼裝置，其中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元包括語(yǔ)法分析程序，用于將節(jié)點(diǎn)信息分成坐標(biāo)插值器(CI)節(jié)點(diǎn)和加索引的端面接收器(IFS)節(jié)點(diǎn)；和多路分解器，用于從CI節(jié)點(diǎn)中提取由鍵碼和鍵值所形成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并且從IFS節(jié)點(diǎn)提取坐標(biāo)索引(CIdx)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的編碼裝置，其中頂點(diǎn)連接性處理單元從IFS節(jié)點(diǎn)接收CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，作為相關(guān)信息，并且形成確定頂點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)相關(guān)性的寬度優(yōu)先搜索(BFS)信息，作為頂點(diǎn)連接性信息。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的編碼裝置，其中頂點(diǎn)連接性處理單元接收CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)于每個(gè)頂點(diǎn)將CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在隊(duì)列中，并且根據(jù)是否通過(guò)隊(duì)列訪問(wèn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生BFS信息。
33.根據(jù)權(quán)利要求28和29任何之一的編碼裝置，其中ADPCM處理單元包括差分值產(chǎn)生器，用于接收頂點(diǎn)連接性信息，作為相關(guān)信息的IFS節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，和鍵值，并且在3D空間的鍵值改變的所有位置值中，產(chǎn)生差分值；預(yù)測(cè)器，用于根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，根據(jù)頂點(diǎn)中的空間相關(guān)性提取差分值中的數(shù)據(jù)冗余；和差分脈碼調(diào)制(DPCM)處理器，對(duì)于每個(gè)鍵碼，和提取由于空間相關(guān)性的數(shù)據(jù)冗余的鍵值，進(jìn)行DPCM處理。
34.根據(jù)權(quán)利要求28和29任何之一的編碼裝置，其中熵編碼單元產(chǎn)生位流，從中使用位符號(hào)發(fā)生的概率，去掉量化值的位中的冗余。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的編碼裝置，其中位流至少由編碼的鍵碼信息和鍵值信息所形成，對(duì)于鍵碼，鍵碼信息由鍵碼與鍵碼的鍵碼指示符的結(jié)合所形成，以鍵架中鍵碼的順序布置鍵值信息，并且根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息的搜索順序形成鍵架。
36.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼裝置，其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，將形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)上的信息編碼，所述編碼裝置包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；頂點(diǎn)連接性處理單元，用于從相關(guān)信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器，用于從相關(guān)信息中確定頂點(diǎn)連接性信息的開始頂點(diǎn)；自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元，根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵值，產(chǎn)生差分值；量化單元，用于將鍵碼和鍵值量化；量化級(jí)產(chǎn)生單元，用于接收量化的鍵碼和鍵值，并且產(chǎn)生量化的鍵值X、Y和Z坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；熵處理單元，用于接收X、Y和Z坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)，并且去掉量化值的位中的冗余。
37.一種3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼裝置，其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法，將形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)上的信息編碼，所述編碼裝置包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元，通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息，提取鍵碼，指示時(shí)間軸上鍵架的位置；鍵值，指示鍵架的特性信息；和關(guān)系信息；頂點(diǎn)連接性處理單元，用于從相關(guān)信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息；開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器，用于從相關(guān)信息中確定頂點(diǎn)連接性信息的開始頂點(diǎn)；量化單元，用于將鍵碼和鍵值量化；自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(ADPCM)處理單元，根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息，對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的量化的鍵碼，和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的量化鍵值，產(chǎn)生差分值；量化級(jí)產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生差分的鍵值X、Y和Z坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)；和熵處理單元，用于接收X、Y和Z坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)，并且去掉量化值的位中的冗余。
38.根據(jù)權(quán)利要求36或37任何之一的編碼裝置，其中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入單元包括語(yǔ)法分析程序，用于將節(jié)點(diǎn)信息分離成坐標(biāo)插值器(CI)和加索引的端面接收器(IFS)節(jié)點(diǎn)；和多路分解器，用于從CI節(jié)點(diǎn)提取由鍵碼和鍵值所形成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并且從IFS節(jié)點(diǎn)提取坐標(biāo)索引(CIdx)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的編碼裝置，其中響應(yīng)CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器得到連接到所有頂點(diǎn)的每個(gè)的頂點(diǎn)數(shù)量中具有最大數(shù)量的連接頂點(diǎn)的頂點(diǎn)索引，并且產(chǎn)生得到的索引的頂點(diǎn)，作為開始頂點(diǎn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求38的編碼裝置，其中頂點(diǎn)連接性處理單元接收從IFS節(jié)點(diǎn)提取的CIdx現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，作為相關(guān)信息，形成確定頂點(diǎn)中空間數(shù)據(jù)相關(guān)性的寬度優(yōu)先搜索(BFS)信息，作為頂點(diǎn)連接性信息，接收開始頂點(diǎn)產(chǎn)生器產(chǎn)生的開始頂點(diǎn)信息，并且產(chǎn)生從開始頂點(diǎn)執(zhí)行搜索的BFS信息。
41.根據(jù)權(quán)利要求38的編碼裝置，其中量化級(jí)產(chǎn)生單元包括最大值和最小值計(jì)算單元，用于接收鍵值，符合CI節(jié)點(diǎn)的第一鍵架的數(shù)據(jù)，和頂點(diǎn)連接性信息，并且輸出鍵值X、Y和Z坐標(biāo)的最大值和最小值；和量化級(jí)產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生位編碼的量化級(jí)，足以表示對(duì)應(yīng)于X、Y和Z坐標(biāo)的量化數(shù)據(jù)的范圍。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的編碼裝置，其中量化級(jí)產(chǎn)生器比較最大和最小計(jì)算單元輸入的每個(gè)X、Y和Z坐標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng)的最大值和最小值，并且如果最小值的絕對(duì)值小于或等于最大值，那么輸出位編碼的量化級(jí)，作為Qstep＝int{(log2|Min|)+1}，并且如果最小值的絕對(duì)值大于最大值，那么輸出位編碼的量化級(jí)，作為Qstep＝int{(log2|Max|)+1}。
43.根據(jù)權(quán)利要求36或37任何之一的編碼裝置，其中熵處理單元使用位符號(hào)發(fā)生的概率，去掉量化值的位中的冗余，并且輸出結(jié)果作為位流。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的編碼裝置，其中位流包括頭信息，具有鍵值的量化尺寸，鍵值X坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)，鍵值Y坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)，鍵值Z坐標(biāo)的位編碼的量化級(jí)，用于將量化單元的差分值標(biāo)準(zhǔn)化為包括在0與1之間的值的最大值和最小值；和根據(jù)BFS搜索順序的鍵值信息。
全文摘要
這里提供了3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法和裝置。3維(3D)對(duì)象形變信息的編碼方法,其中通過(guò)執(zhí)行3D對(duì)象形變的鍵控成幀方法,描述形成3D對(duì)象形狀的頂點(diǎn)的信息,編碼方法包括:(a)通過(guò)語(yǔ)法分析3D對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息,提取:鍵碼,指示時(shí)間軸上鍵架的位置;鍵值,指示鍵架的特性信息;和關(guān)系信息;(b)從相關(guān)信息中產(chǎn)生頂點(diǎn)連接性信息;(c)根據(jù)頂點(diǎn)連接性信息,對(duì)于去掉時(shí)間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵碼,和去掉時(shí)間空間數(shù)據(jù)冗余的每個(gè)鍵值,產(chǎn)生差分值;(d)將差分值量化;并且(e)通過(guò)熵編碼去掉位中的冗余,并且產(chǎn)生壓縮的位流。
文檔編號(hào)G06T19/00GK1384469SQ0212370
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者金成珍, 李信俊 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社