本發(fā)明屬于編解碼，具體涉及一種三維網(wǎng)格無損編解碼方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，相關(guān)研究成果迅速產(chǎn)業(yè)化，并成為人們生活中不可或缺的重要組成部分。三維模型成為繼音頻、圖像、視頻之后的新一代數(shù)字化媒體。三維網(wǎng)格和點(diǎn)云是兩種常用的三維模型表示方式。三維網(wǎng)格模型與傳統(tǒng)的圖像、視頻等多媒體相比具有更強(qiáng)的交互性和逼真性的特點(diǎn)，使其在商業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)、教育、醫(yī)學(xué)、娛樂、藝術(shù)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域都得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

2、而隨著人們對(duì)三維網(wǎng)格模型在視覺效果上越來越高的需求，以及許多更加成熟的三維掃描技術(shù)和三維建模軟件的涌現(xiàn)，通過三維掃描設(shè)備或三維建模軟件獲取的三維網(wǎng)格模型的數(shù)據(jù)規(guī)模和復(fù)雜度也在急劇地增長著。因此，如何高效壓縮三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)方便的傳輸、存儲(chǔ)和處理的關(guān)鍵。

3、一個(gè)三維網(wǎng)格往往同時(shí)包含了拓?fù)湫畔?、幾何信息及屬性信息三種主要信息。拓?fù)湫畔?，也叫做連接性關(guān)系信息，用于描述網(wǎng)格中頂點(diǎn)和面片等元素之間的連接關(guān)系；幾何信息是網(wǎng)格中所有頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)；屬性信息則記錄了附著在網(wǎng)格上的其它信息，比如法向量、紋理坐標(biāo)以及顏色等。對(duì)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的壓縮往往就是針對(duì)這三種信息分別按照其數(shù)據(jù)特性進(jìn)行壓縮。另外，對(duì)于帶有紋理圖的三維網(wǎng)格，還需要對(duì)紋理圖進(jìn)行壓縮。

4、draco是谷歌chrome團(tuán)隊(duì)在2017年1月發(fā)布的一個(gè)用于壓縮和解壓縮3d幾何網(wǎng)格和點(diǎn)云的庫，旨在改善3d圖形的存儲(chǔ)和傳輸，大幅加速3d數(shù)據(jù)的編碼、傳輸和解碼。draco支持對(duì)三維網(wǎng)格幾何信息、連接關(guān)系信息以及屬性信息的壓縮。draco支持有損模式和近無損模式。draco在有損編碼時(shí)，會(huì)先濾除幾何信息和屬性信息中的重復(fù)點(diǎn)，使得每個(gè)重復(fù)點(diǎn)只被編碼一次；而在近無損模式下，沒有濾除重復(fù)點(diǎn)，將每個(gè)重復(fù)點(diǎn)編碼了多次，這導(dǎo)致draco近無損模式的編碼效率下降。此外，draco編碼連接關(guān)系時(shí)使用的edgebreaker方法是目前編碼三維網(wǎng)格連接信息最高效的方法之一。但是edgebreaker要求待編碼網(wǎng)格為流形結(jié)構(gòu)，對(duì)于存在非流形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格，draco必須要將其拆分成流形結(jié)構(gòu)才能正確地編碼。然而，draco在解碼端不會(huì)對(duì)拆分出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合并，這就使得解碼端輸出的網(wǎng)格相比于編碼端輸入的原始網(wǎng)格會(huì)多出拆分出的點(diǎn)。這會(huì)導(dǎo)致draco不能無損編碼這類存在非流形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格。

5、視頻圖像鄰域的國際標(biāo)準(zhǔn)組織mpeg正在制定新的動(dòng)態(tài)三維網(wǎng)格壓縮標(biāo)準(zhǔn)v-dmc，目前在編碼靜態(tài)三維網(wǎng)格時(shí)也選擇采用基于edgebreaker的方案且暫時(shí)復(fù)用了draco編解碼器。同時(shí)mpeg也在嘗試實(shí)現(xiàn)由mpeg提供的基于edgebreaker的三維網(wǎng)格編解碼器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維網(wǎng)格幾何信息、連接信息以及屬性信息的壓縮。在目前提出的方案中，其支持有損模式和無損模式。在有損模式下，會(huì)先濾除幾何信息和屬性信息中的重復(fù)點(diǎn)，使得每個(gè)重復(fù)點(diǎn)只被編碼一次；而在無損模式下，沒有濾除重復(fù)點(diǎn)，將每個(gè)重復(fù)點(diǎn)編碼了多次，這導(dǎo)致無損模式下的編碼效率下降。

6、因此，提出一種新的基于edgebreaker的、能實(shí)現(xiàn)含有重復(fù)點(diǎn)、非流形結(jié)構(gòu)、幾何信息和屬性信息具有不同連接關(guān)系等任意三維網(wǎng)格的無損編碼方法，對(duì)能完備且編碼效率更高地實(shí)現(xiàn)三維網(wǎng)格的無損編碼具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種三維網(wǎng)格無損編解碼方法及裝置。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格無損編碼方法，應(yīng)用于編碼端，所述方法包括：

3、編碼三維網(wǎng)格，得到編碼信息碼流；

4、解碼所述編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；

5、對(duì)比所述三維網(wǎng)格與所述重建三維網(wǎng)格，得到網(wǎng)格差異信息，對(duì)所述網(wǎng)格差異信息編碼，得到網(wǎng)格差異信息碼流。

6、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格無損編碼裝置，所述裝置包括：

7、編碼模塊，用于編碼三維網(wǎng)格，得到編碼信息碼流；

8、解碼模塊，用于解碼所述編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；

9、對(duì)比模塊，用于對(duì)比所述三維網(wǎng)格與所述重建三維網(wǎng)格，得到網(wǎng)格差異信息，對(duì)所述網(wǎng)格差異信息編碼，得到網(wǎng)格差異信息碼流。

10、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格無損解碼方法，應(yīng)用于解碼端，所述方法包括：

11、解碼編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；

12、解碼網(wǎng)格差異信息碼流，得到網(wǎng)格差異信息；

13、基于所述重建三維網(wǎng)格和所述網(wǎng)格差異信息，得到解碼三維網(wǎng)格。

14、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維網(wǎng)格無損解碼裝置，所述裝置包括：

15、編碼信息解碼模塊，用于解碼編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；

16、網(wǎng)格差異信息解碼模塊，用于解碼網(wǎng)格差異信息碼流，得到網(wǎng)格差異信息；

17、解碼三維網(wǎng)格生成模塊，用于基于所述重建三維網(wǎng)格和所述網(wǎng)格差異信息，得到解碼三維網(wǎng)格。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、本發(fā)明實(shí)施例所提供三維網(wǎng)格無損編碼方法，首先編碼三維網(wǎng)格，得到編碼信息碼流；其次，解碼所述編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；最后對(duì)比所述三維網(wǎng)格與所述重建三維網(wǎng)格，得到網(wǎng)格差異信息，對(duì)所述網(wǎng)格差異信息編碼，得到網(wǎng)格差異信息碼流。本發(fā)明實(shí)施例可以通過對(duì)比所述三維網(wǎng)格與所述重建三維網(wǎng)格編碼網(wǎng)格差異信息來處理存在特殊情況的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，例如需要添加頂點(diǎn)、刪除頂點(diǎn)或者調(diào)整連接關(guān)系等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)三維網(wǎng)格完備的無損編碼。

20、進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例通過合并重復(fù)點(diǎn)和網(wǎng)格編解碼、恢復(fù)重復(fù)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格更高效的編碼，通過拆分非流形結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格編解碼、恢復(fù)非流形結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)使用edgebreaker算法對(duì)非流形網(wǎng)格進(jìn)行無損編碼。綜上，本發(fā)明實(shí)施例可以在編碼含有重復(fù)點(diǎn)、非流形結(jié)構(gòu)、幾何信息和屬性信息具有不同連接關(guān)系等任意網(wǎng)格時(shí)，均能夠?qū)崿F(xiàn)完備且無損的網(wǎng)格編碼。

21、本發(fā)明實(shí)施例所提供的三維網(wǎng)格無損解碼方法，首先，解碼編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；然后解碼網(wǎng)格差異信息碼流，得到網(wǎng)格差異信息；最后基于所述重建三維網(wǎng)格和所述網(wǎng)格差異信息，得到解碼三維網(wǎng)格。本發(fā)明實(shí)施例基于所述重建三維網(wǎng)格和所述網(wǎng)格差異信息得到解碼三維網(wǎng)格，能夠針對(duì)存在特殊情況的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，例如需要添加頂點(diǎn)、刪除頂點(diǎn)或者調(diào)整連接關(guān)系等，準(zhǔn)確重建原始網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)無損解碼。

22、進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例通過網(wǎng)格解碼、恢復(fù)非流形結(jié)構(gòu)、恢復(fù)重復(fù)點(diǎn)可以針對(duì)含有重復(fù)點(diǎn)、非流形結(jié)構(gòu)等網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)無損解碼。

技術(shù)特征：

1.一種三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，所述網(wǎng)格差異信息，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，所述編碼三維網(wǎng)格，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，所述對(duì)比所述三維網(wǎng)格與所述重建三維網(wǎng)格，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，編碼所述三維網(wǎng)格的幾何信息的過程，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，編碼所述三維網(wǎng)格的連接關(guān)系的過程，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，所述網(wǎng)格差異表示信息，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，解碼所述編碼信息碼流，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維網(wǎng)格無損編碼方法，其特征在于，解碼所述編碼信息碼流，包括：

10.一種三維網(wǎng)格無損編碼裝置，其特征在于，包括：

11.一種三維網(wǎng)格無損解碼方法，其特征在于，包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的三維網(wǎng)格無損解碼方法，其特征在于，解碼所述編碼信息碼流，包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的三維網(wǎng)格無損解碼方法，其特征在于，解碼所述編碼信息碼流的連接關(guān)系，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的三維網(wǎng)格無損解碼方法，其特征在于，解碼所述編碼信息碼流的幾何信息，包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的三維網(wǎng)格無損解碼方法，其特征在于，解碼所述網(wǎng)格差異信息碼流，得到網(wǎng)格差異信息，包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三維網(wǎng)格無損解碼方法，其特征在于，所述網(wǎng)格差異表示信息，包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的三維網(wǎng)格無損解碼方法，其特征在于，基于所述重建三維網(wǎng)格和所述網(wǎng)格差異信息，得到解碼三維網(wǎng)格，包括：

18.一種三維網(wǎng)格無損解碼裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種三維網(wǎng)格無損編解碼方法及裝置，編碼方法包括：編碼三維網(wǎng)格，得到編碼信息碼流；解碼編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；對(duì)比三維網(wǎng)格與重建三維網(wǎng)格，得到網(wǎng)格差異信息，對(duì)網(wǎng)格差異信息編碼，得到網(wǎng)格差異信息碼流。解碼方法包括：解碼編碼信息碼流，得到重建三維網(wǎng)格；解碼網(wǎng)格差異信息碼流，得到網(wǎng)格差異信息；基于重建三維網(wǎng)格和網(wǎng)格差異信息，得到解碼三維網(wǎng)格。本發(fā)明在編碼含有重復(fù)點(diǎn)、非流形結(jié)構(gòu)、幾何信息和屬性信息具有不同連接關(guān)系等任意網(wǎng)格時(shí)，均能夠?qū)崿F(xiàn)完備且無損的網(wǎng)格編碼。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒文杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安光錐視象科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6