JP2909625B1 - 三次元動画データ圧縮方法および三次元動画データ転送方法 - Google Patents
三次元動画データ圧縮方法および三次元動画データ転送方法Info
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Abstract
【要約】
【課題】 より効率的に三次元動画データを転送できる
ようにする。 【解決手段】 差分作成ルーチン１１１において、フレ
ーム間の差分を量子化することで発生する量子化誤差の
累積がしきい値以上となったところで、そこを基準フレ
ームとしてそこから新たに差分をとっていく。
ようにする。 【解決手段】 差分作成ルーチン１１１において、フレ
ーム間の差分を量子化することで発生する量子化誤差の
累積がしきい値以上となったところで、そこを基準フレ
ームとしてそこから新たに差分をとっていく。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンピュータグ
ラフィックスにおける三次元動画データを変換する三次
元動画データ圧縮方法および三次元動画データ転送方法
に関する。
ラフィックスにおける三次元動画データを変換する三次
元動画データ圧縮方法および三次元動画データ転送方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】三次元動画データを転送して送信先で表
示する方法の１つとして、シーンが変わる部分に基準フ
レームとして完全な三次元形状データを配置し、受信側
では始めに基準フレームを受け取り、次の基準フレーム
までは差分データを複合化して表示する方法がある。転
送エラーによる影響を少なくするために、一定間隔で基
準フレームを配置することも行われる。また、転送量の
削減のため、ある区切りを用いて量子化することによ
り、差分データを非可逆的に圧縮する方法がある。この
量子化により動きの精度が悪くなるが、転送量を少なく
することができる。
示する方法の１つとして、シーンが変わる部分に基準フ
レームとして完全な三次元形状データを配置し、受信側
では始めに基準フレームを受け取り、次の基準フレーム
までは差分データを複合化して表示する方法がある。転
送エラーによる影響を少なくするために、一定間隔で基
準フレームを配置することも行われる。また、転送量の
削減のため、ある区切りを用いて量子化することによ
り、差分データを非可逆的に圧縮する方法がある。この
量子化により動きの精度が悪くなるが、転送量を少なく
することができる。
【０００３】ここで、その差分データを用いる方法につ
いて簡単に説明する。三次元動画データが、フレーム１
からフレーム１０までの１０個のフレームから構成され
ている場合を考える。この場合、まずフレーム１が基準
フレームとなる。そして、転送元では、そのフレーム１
を示す画像データ１とフレーム２を示す画像データ２と
の差分をとることで差分データ２を作成する。加えて、
それを量子化して差分データ２’を作成する。また、フ
レーム２を示す画像データ２とフレーム３を示す画像デ
ータ３との差分をとり、それを量子化して差分データ
３’を作成する。これを繰り返すことで、差分データ
４’〜差分データ１０’を作成する。この、画像データ
１と差分データ２’〜１０’を転送先に転送する。
いて簡単に説明する。三次元動画データが、フレーム１
からフレーム１０までの１０個のフレームから構成され
ている場合を考える。この場合、まずフレーム１が基準
フレームとなる。そして、転送元では、そのフレーム１
を示す画像データ１とフレーム２を示す画像データ２と
の差分をとることで差分データ２を作成する。加えて、
それを量子化して差分データ２’を作成する。また、フ
レーム２を示す画像データ２とフレーム３を示す画像デ
ータ３との差分をとり、それを量子化して差分データ
３’を作成する。これを繰り返すことで、差分データ
４’〜差分データ１０’を作成する。この、画像データ
１と差分データ２’〜１０’を転送先に転送する。
【０００４】そして、転送先では、まず、受け取った画
像データ１でフレーム１を表示する。次に、受け取った
画像データ１と差分データ２’とで画像データ２’を再
現し、これによりフレーム２を表示する。次に、受け取
った画像データ１と差分データ２’および差分データ
３’とで画像データ３を再現し、これによりフレーム３
を表示する。以上のことを繰り返し、フレーム１からフ
レーム１０までの１０個のフレームを表示していくこと
で、三次元動画を再現する。
像データ１でフレーム１を表示する。次に、受け取った
画像データ１と差分データ２’とで画像データ２’を再
現し、これによりフレーム２を表示する。次に、受け取
った画像データ１と差分データ２’および差分データ
３’とで画像データ３を再現し、これによりフレーム３
を表示する。以上のことを繰り返し、フレーム１からフ
レーム１０までの１０個のフレームを表示していくこと
で、三次元動画を再現する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、画像データ
２’は、差分データ２を用いて再現すれば画像データ２
と同一である。しかし、量子化が行われた差分データ
２’を用いて再現しているので、画像データ２’と画像
データ２との間には、量子化による誤差が存在してい
る。そして、転送先で表示するフレーム１０に用いる画
像データ１０’は、画像データ１と差分データ２’，差
分データ３’，・・・，差分データ９’，差分データ１
０’により再現されている。したがって、差分データ
２’，差分データ３’，・・・，差分データ９’，差分
データ１０’それぞれにおいて存在している誤差が、転
送先で表示するフレーム１０に用いる画像データ１０’
に累積していることになる。
２’は、差分データ２を用いて再現すれば画像データ２
と同一である。しかし、量子化が行われた差分データ
２’を用いて再現しているので、画像データ２’と画像
データ２との間には、量子化による誤差が存在してい
る。そして、転送先で表示するフレーム１０に用いる画
像データ１０’は、画像データ１と差分データ２’，差
分データ３’，・・・，差分データ９’，差分データ１
０’により再現されている。したがって、差分データ
２’，差分データ３’，・・・，差分データ９’，差分
データ１０’それぞれにおいて存在している誤差が、転
送先で表示するフレーム１０に用いる画像データ１０’
に累積していることになる。
【０００６】以上説明したように、量子化した差分デー
タによる転送の場合、量子化による誤差が蓄積してしま
う。このため、従来では、一定間隔で基準フレームをも
うけるようにしている。たとえば、三次元動画データが
１００フレームの画像データから構成されている場合、
１０フレーム毎に基準フレームを設けるようにしてい
た。しかし、三次元動画には、あるシーンにおけるフレ
ーム間の差分データの量子化誤差と、違うシーンにおけ
るフレーム間の差分データの量子化誤差とが、量子化の
間隔の設定によっては異なってくる場合がある。
タによる転送の場合、量子化による誤差が蓄積してしま
う。このため、従来では、一定間隔で基準フレームをも
うけるようにしている。たとえば、三次元動画データが
１００フレームの画像データから構成されている場合、
１０フレーム毎に基準フレームを設けるようにしてい
た。しかし、三次元動画には、あるシーンにおけるフレ
ーム間の差分データの量子化誤差と、違うシーンにおけ
るフレーム間の差分データの量子化誤差とが、量子化の
間隔の設定によっては異なってくる場合がある。
【０００７】ここで、一定間隔で基準フレームを配置し
たとき、誤差はその一定間隔の中で累積されていくの
で、量子化誤差が大きいシーンでは、その一定の間隔の
間に、元の画像との違いが許容以上に異なったものとな
っていく。一方、量子化誤差が小さいシーンでは、その
一定の間隔で基準フレームを配置すると、冗長になって
しまい、データ圧縮率を損なってしまう。すなわち、従
来では、三次元動画データ転送の効率が最適でなく、無
駄があるという問題があった。
たとき、誤差はその一定間隔の中で累積されていくの
で、量子化誤差が大きいシーンでは、その一定の間隔の
間に、元の画像との違いが許容以上に異なったものとな
っていく。一方、量子化誤差が小さいシーンでは、その
一定の間隔で基準フレームを配置すると、冗長になって
しまい、データ圧縮率を損なってしまう。すなわち、従
来では、三次元動画データ転送の効率が最適でなく、無
駄があるという問題があった。
【０００８】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、より効率的に三次元動画
データを転送できるようにすることを目的とする。
るためになされたものであり、より効率的に三次元動画
データを転送できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の三次元動画デ
ータ圧縮方法は、三次元座標上の複数の頂点を結ぶこと
で構成される三次元形状データから構成された複数のフ
レームからなる三次元動画データを、基準フレームデー
タとこの基準フレームデータに続く複数のフレームを圧
縮して形成した圧縮データ群とに変換して圧縮するよう
にし、基準フレームデータは、そのフレームを構成する
三次元形状データそのものであり、圧縮データ群のそれ
ぞれは、直前のフレームとの間でそれぞれを構成する三
次元形状データの対応する頂点同士の関係より差分デー
タを求め、この差分データの各成分の絶対値を、所定の
間隔で区切ってその間隔の中心値未満は前の区切りの値
に切り下げ中心値以上は次の区切りの値に切り上げるこ
とにより量子化差分データとして形成され、これら量子
化差分データを用いて再現した近似三次元形状データと
その元となる三次元形状データとの間の誤差を圧縮デー
タ群の中で累積した累積値が所定の値を超えたときは、
再び基準フレームから圧縮を行うようにした。したがっ
て、次の基準フレームまでの圧縮データ群は、それぞれ
フレーム数が異なる場合がある。
ータ圧縮方法は、三次元座標上の複数の頂点を結ぶこと
で構成される三次元形状データから構成された複数のフ
レームからなる三次元動画データを、基準フレームデー
タとこの基準フレームデータに続く複数のフレームを圧
縮して形成した圧縮データ群とに変換して圧縮するよう
にし、基準フレームデータは、そのフレームを構成する
三次元形状データそのものであり、圧縮データ群のそれ
ぞれは、直前のフレームとの間でそれぞれを構成する三
次元形状データの対応する頂点同士の関係より差分デー
タを求め、この差分データの各成分の絶対値を、所定の
間隔で区切ってその間隔の中心値未満は前の区切りの値
に切り下げ中心値以上は次の区切りの値に切り上げるこ
とにより量子化差分データとして形成され、これら量子
化差分データを用いて再現した近似三次元形状データと
その元となる三次元形状データとの間の誤差を圧縮デー
タ群の中で累積した累積値が所定の値を超えたときは、
再び基準フレームから圧縮を行うようにした。したがっ
て、次の基準フレームまでの圧縮データ群は、それぞれ
フレーム数が異なる場合がある。
【００１０】また、この発明の三次元動画データ転送方
法は、三次元座標上の複数の頂点を結ぶことで構成され
る三次元形状データから構成された複数のフレームから
なる三次元動画データを、基準フレームデータとこの基
準フレームデータに続く複数のフレームを圧縮して形成
した圧縮データ群とに変換して転送するようにし、基準
フレームデータは、そのフレームを構成する三次元形状
データそのものであり、圧縮データ群のそれぞれは、直
前のフレームとの間でそれぞれを構成する三次元形状デ
ータの対応する頂点同士の関係より差分データを求め、
この差分データの各成分の絶対値を、所定の間隔で区切
ってその間隔の中心値未満は前の区切りの値に切り下げ
中心値以上は次の区切りの値に切り上げることにより量
子化差分データとして形成され、これら量子化差分デー
タを用いて再現した近似三次元形状データとその元とな
る三次元形状データとの間の誤差を圧縮データ群の中で
累積した累積値が所定の値を超えたときは、再び基準フ
レームから転送を行うようにした。したがって、次の基
準フレームまでの圧縮データ群は、それぞれフレーム数
が異なる場合がある。
法は、三次元座標上の複数の頂点を結ぶことで構成され
る三次元形状データから構成された複数のフレームから
なる三次元動画データを、基準フレームデータとこの基
準フレームデータに続く複数のフレームを圧縮して形成
した圧縮データ群とに変換して転送するようにし、基準
フレームデータは、そのフレームを構成する三次元形状
データそのものであり、圧縮データ群のそれぞれは、直
前のフレームとの間でそれぞれを構成する三次元形状デ
ータの対応する頂点同士の関係より差分データを求め、
この差分データの各成分の絶対値を、所定の間隔で区切
ってその間隔の中心値未満は前の区切りの値に切り下げ
中心値以上は次の区切りの値に切り上げることにより量
子化差分データとして形成され、これら量子化差分デー
タを用いて再現した近似三次元形状データとその元とな
る三次元形状データとの間の誤差を圧縮データ群の中で
累積した累積値が所定の値を超えたときは、再び基準フ
レームから転送を行うようにした。したがって、次の基
準フレームまでの圧縮データ群は、それぞれフレーム数
が異なる場合がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける三次元動画データ転送装置の構成を示す構成図であ
る。この三次元動画データ転送装置は、ＣＰＵ１０１と
ディスプレイ１０２と外部記憶部１０３と外部入力部１
０４およびメモリ１０５から基本的な部分が構成され、
それらは、バス１０６により接続されている。また、バ
ス１０６は接続端子１０７を介してネットワーク１０８
に接続されている。これは、一般的なコンピュータの構
成と同様である。
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける三次元動画データ転送装置の構成を示す構成図であ
る。この三次元動画データ転送装置は、ＣＰＵ１０１と
ディスプレイ１０２と外部記憶部１０３と外部入力部１
０４およびメモリ１０５から基本的な部分が構成され、
それらは、バス１０６により接続されている。また、バ
ス１０６は接続端子１０７を介してネットワーク１０８
に接続されている。これは、一般的なコンピュータの構
成と同様である。
【００１２】ここで、外部記憶部１０３には、三次元動
画データを構成する多数の時系列三次元形状データをフ
ァイルとして格納し、また、ＣＰＵ１０１が実行するプ
ログラムなどが格納されている。そして、利用者が、外
部入力部１０４であるマウスやキーボードなどより処理
指示を入力することで、ＣＰＵ１０１の指示により外部
記憶部１０３に格納されているプログラムがメモリ１０
５にロードされ、このプログラムによりＣＰＵ１０１
が、外部記憶部１０３に格納されている三次元動画デー
タに対する処理を行う。
画データを構成する多数の時系列三次元形状データをフ
ァイルとして格納し、また、ＣＰＵ１０１が実行するプ
ログラムなどが格納されている。そして、利用者が、外
部入力部１０４であるマウスやキーボードなどより処理
指示を入力することで、ＣＰＵ１０１の指示により外部
記憶部１０３に格納されているプログラムがメモリ１０
５にロードされ、このプログラムによりＣＰＵ１０１
が、外部記憶部１０３に格納されている三次元動画デー
タに対する処理を行う。
【００１３】そして、三次元動画圧縮プログラム１０９
がメモリ１０５にロードされ、これがＣＰＵ１０１に実
行されることで、三次元動画データの処理が行われる。
この三次元動画圧縮プログラム１０９は、次の部分から
構成されている。まず、外部記憶部１０３から三次元動
画データを読み込む（メモリ１０５にロードする）読み
込みルーチン１１０。読み込まれた三次元動画データの
頂点を比較して差分を作成し、その差分データより量子
化差分データをする差分作成ルーチン１１１。再構成さ
れた差分データ（量子化差分データ）などを転送するた
めのデータ転送ルーチン１１２。
がメモリ１０５にロードされ、これがＣＰＵ１０１に実
行されることで、三次元動画データの処理が行われる。
この三次元動画圧縮プログラム１０９は、次の部分から
構成されている。まず、外部記憶部１０３から三次元動
画データを読み込む（メモリ１０５にロードする）読み
込みルーチン１１０。読み込まれた三次元動画データの
頂点を比較して差分を作成し、その差分データより量子
化差分データをする差分作成ルーチン１１１。再構成さ
れた差分データ（量子化差分データ）などを転送するた
めのデータ転送ルーチン１１２。
【００１４】ここで、ルーチン１１０では、外部記憶装
置１０３内に格納されている三次元動画を構成する所定
の時系列三次元動画データのファイルを読み込み可能な
状態にオープンするここで読み込まれる三次元動画デー
タは、図２に示すように、（ａ）に示すフレームと、
（ｂ）に示すフレームと、（ｃ）に示すフレームとが、
それぞれ完全に独立して描画可能な完全形式で記述され
た動画である。また、ルーチン１１１では、三次元動画
データの連続する２フレーム間で、基準フレームと複数
の差分フレーム（圧縮データ群）からなる差分データ形
式へ変換する。そして、ルーチン１１２では、ルーチン
１１１において再構成された差分データ（量子化差分デ
ータ）などを転送する。もちろん、作成したデータ（基
準フレームデータ，圧縮データ群）を外部記憶装置１０
２へ格納してもよい。
置１０３内に格納されている三次元動画を構成する所定
の時系列三次元動画データのファイルを読み込み可能な
状態にオープンするここで読み込まれる三次元動画デー
タは、図２に示すように、（ａ）に示すフレームと、
（ｂ）に示すフレームと、（ｃ）に示すフレームとが、
それぞれ完全に独立して描画可能な完全形式で記述され
た動画である。また、ルーチン１１１では、三次元動画
データの連続する２フレーム間で、基準フレームと複数
の差分フレーム（圧縮データ群）からなる差分データ形
式へ変換する。そして、ルーチン１１２では、ルーチン
１１１において再構成された差分データ（量子化差分デ
ータ）などを転送する。もちろん、作成したデータ（基
準フレームデータ，圧縮データ群）を外部記憶装置１０
２へ格納してもよい。
【００１５】次に、図３のフローチャートを用い、図１
に示した差分作成ルーチン１１１についてより詳細に説
明する。まず、ステップ３０１で、基準フレームを設定
し直すのに必要なしきい値を設定する。次に、ステップ
３０２で、１フレームを取り出し、それを基準フレーム
として設定する。すなわち、完全形式のままとする。次
に、ステップ３０３で、ステップ３０２における基準フ
レームの設定ですべての三次元動画データ（フレーム）
の処理を行ったかどうかを判断する。ここで、すべての
処理を行ったものと判断した場合は一連の処理を終了す
る。これに対して、すべての処理が行われていない場
合、次のステップ３０４に進み、累積誤差Δをゼロにリ
セットする。
に示した差分作成ルーチン１１１についてより詳細に説
明する。まず、ステップ３０１で、基準フレームを設定
し直すのに必要なしきい値を設定する。次に、ステップ
３０２で、１フレームを取り出し、それを基準フレーム
として設定する。すなわち、完全形式のままとする。次
に、ステップ３０３で、ステップ３０２における基準フ
レームの設定ですべての三次元動画データ（フレーム）
の処理を行ったかどうかを判断する。ここで、すべての
処理を行ったものと判断した場合は一連の処理を終了す
る。これに対して、すべての処理が行われていない場
合、次のステップ３０４に進み、累積誤差Δをゼロにリ
セットする。
【００１６】次に、ステップ３０５で、次に引き続くフ
レームを取り出して直前のフレームとの差分をとること
で差分データを作成する。次に、ステップ３０６で、そ
の差分データを量子化して圧縮する。次に、ステップ３
０７で、量子化した結果と量子化前との誤差Ｅを計算す
る。この誤差Ｅは、量子化前と後で、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座
標毎に頂点同士の距離を測った総計とする。なお、量子
化前と後で、対応する頂点同士の距離を測った総計を量
子化誤差としてもよい。次に、ステップ３０８で、量子
化誤差を座標軸毎に用意してその量子化誤差の最大値を
代表値とし、これを累積誤差Δに加算する。
レームを取り出して直前のフレームとの差分をとること
で差分データを作成する。次に、ステップ３０６で、そ
の差分データを量子化して圧縮する。次に、ステップ３
０７で、量子化した結果と量子化前との誤差Ｅを計算す
る。この誤差Ｅは、量子化前と後で、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座
標毎に頂点同士の距離を測った総計とする。なお、量子
化前と後で、対応する頂点同士の距離を測った総計を量
子化誤差としてもよい。次に、ステップ３０８で、量子
化誤差を座標軸毎に用意してその量子化誤差の最大値を
代表値とし、これを累積誤差Δに加算する。
【００１７】次に、ステップ３０９で、累積誤差Δとし
きい値とを比較する。このステップ３０９の比較で、し
きい値より累積誤差Δが大きい場合は、ステップ３１１
に進み、現在の差分フレームを破棄する。次に、ステッ
プ３０５で取り出したフレームを次の基準フレームとし
て設定し、再びステップ３０３へ戻る。これに対し、ス
テップ３０９の比較で、しきい値より累積誤差Δが小さ
い場合は、ステップ３１０に進み、量子化した差分デー
タを差分フレームとして設定する。次に、ステップ３１
４で、ステップ３１３における差分フレームの設定です
べての三次元動画データ（フレーム）の処理を行ったか
どうかを判断する。ここで、すべての処理を行ったもの
と判断した場合は一連の処理を終了する。これに対し
て、すべての処理が行われていない場合、ステップ３０
５に戻る。
きい値とを比較する。このステップ３０９の比較で、し
きい値より累積誤差Δが大きい場合は、ステップ３１１
に進み、現在の差分フレームを破棄する。次に、ステッ
プ３０５で取り出したフレームを次の基準フレームとし
て設定し、再びステップ３０３へ戻る。これに対し、ス
テップ３０９の比較で、しきい値より累積誤差Δが小さ
い場合は、ステップ３１０に進み、量子化した差分デー
タを差分フレームとして設定する。次に、ステップ３１
４で、ステップ３１３における差分フレームの設定です
べての三次元動画データ（フレーム）の処理を行ったか
どうかを判断する。ここで、すべての処理を行ったもの
と判断した場合は一連の処理を終了する。これに対し
て、すべての処理が行われていない場合、ステップ３０
５に戻る。
【００１８】ここで、図３のフローチャートのステップ
３０５における差分計算についてより詳細に説明する。
図４は、差分計算を示すフローチャートである。この差
分計算は、連続する２つのフレーム間において、配置さ
れている三次元画像データを構成している頂点座標の移
動距離を差分ベクトルとして表し、これを用いて差分を
とるようにした。まずステップ４０１で、現在のフレー
ムのデータと次のフレームのデータについて、同じ頂点
番号を持つ頂点の頂点座標を調べる。次にステップ４０
２で、同じ頂点番号同士の間で、座標値が異なるかどう
かを判断する。ここで、同じ頂点番号同士の間で座標値
に差がない場合、ステップ４０１に戻り、他の同じ頂点
番号同士について調べる。これに対し、座標値が異なる
と判断された場合、ステップ４０３に進み、２つのフレ
ーム間の同じ頂点番号同士の各座標の差を計算し、これ
により差分ベクトルを求める。
３０５における差分計算についてより詳細に説明する。
図４は、差分計算を示すフローチャートである。この差
分計算は、連続する２つのフレーム間において、配置さ
れている三次元画像データを構成している頂点座標の移
動距離を差分ベクトルとして表し、これを用いて差分を
とるようにした。まずステップ４０１で、現在のフレー
ムのデータと次のフレームのデータについて、同じ頂点
番号を持つ頂点の頂点座標を調べる。次にステップ４０
２で、同じ頂点番号同士の間で、座標値が異なるかどう
かを判断する。ここで、同じ頂点番号同士の間で座標値
に差がない場合、ステップ４０１に戻り、他の同じ頂点
番号同士について調べる。これに対し、座標値が異なる
と判断された場合、ステップ４０３に進み、２つのフレ
ーム間の同じ頂点番号同士の各座標の差を計算し、これ
により差分ベクトルを求める。
【００１９】次に、ステップ４０４で、全ての頂点につ
いて調べたかどうかを判断する。この判断で、全ての頂
点について調べていないと判断された場合、ステップ４
０２に戻り、他の同じ頂点番号同士について調べる。こ
れに対し、全ての頂点について調べたと判断された場
合、ステップ４０５に進み、同じ差分ベクトル毎に頂点
をまとめて記述する。以下の表１は、その差分ベクトル
記述の１例を示すものである。表１に示すように、頂点
番号２，４は同じ差分ベクトルなので、まとめて記述さ
れている。
いて調べたかどうかを判断する。この判断で、全ての頂
点について調べていないと判断された場合、ステップ４
０２に戻り、他の同じ頂点番号同士について調べる。こ
れに対し、全ての頂点について調べたと判断された場
合、ステップ４０５に進み、同じ差分ベクトル毎に頂点
をまとめて記述する。以下の表１は、その差分ベクトル
記述の１例を示すものである。表１に示すように、頂点
番号２，４は同じ差分ベクトルなので、まとめて記述さ
れている。
【００２０】
【表１】
【００２１】次に、図３のフローチャートのステップ３
０６における差分データの量子化について説明する。こ
の量子化は、各差分ベクトルの各成分の絶対値を、所定
の間隔で区切り、その間隔の中心値未満は前の区切りの
値に切り下げ、中心値以上は次の区切りの値に切り上げ
るものである。例えば、小数第１位を四捨五入する。こ
れは、所定の間隔が１であり、その中心値が０．５，
１．５，・・・であり、区切りの値が０，１，２・・・
・の場合である。また、所定の間隔を５とすれば、差分
ベクトルの各座標値の値は、５の倍数である−１０，−
５，０，５，１０，１５，・・・・にまとめられる。そ
して、この処理が終了した後は、差分ベクトル毎に頂点
を再構成する。
０６における差分データの量子化について説明する。こ
の量子化は、各差分ベクトルの各成分の絶対値を、所定
の間隔で区切り、その間隔の中心値未満は前の区切りの
値に切り下げ、中心値以上は次の区切りの値に切り上げ
るものである。例えば、小数第１位を四捨五入する。こ
れは、所定の間隔が１であり、その中心値が０．５，
１．５，・・・であり、区切りの値が０，１，２・・・
・の場合である。また、所定の間隔を５とすれば、差分
ベクトルの各座標値の値は、５の倍数である−１０，−
５，０，５，１０，１５，・・・・にまとめられる。そ
して、この処理が終了した後は、差分ベクトル毎に頂点
を再構成する。
【００２２】以上示した、この実施の形態における三次
元動画データ転送装置により、たとえば、図５（ａ）に
示すように、三次元動画データ５００を転送するため
に、転送データ５００ａを作成する場合を考える。ここ
では、累積誤差判定のしきい値が２５と設定されている
ものとする。まず、第１フレームが基準フレームとして
設定され、その完全形式データである第１画像データ５
０１がそのまま設定される。次に、その第１画像データ
５０１と第２フレームの第２画像データ５０２の差がと
られ、これが量子化されて第２画像差分データ５０２ａ
が生成されて設定される。同様に、第３フレームの第３
画像データ５０３に対応して第３画像差分データ５０３
ａが生成され、また、第２０フレームの第２０画像デー
タ５０４に対応して第２０画像差分データ５０４ａが生
成されて設定される。
元動画データ転送装置により、たとえば、図５（ａ）に
示すように、三次元動画データ５００を転送するため
に、転送データ５００ａを作成する場合を考える。ここ
では、累積誤差判定のしきい値が２５と設定されている
ものとする。まず、第１フレームが基準フレームとして
設定され、その完全形式データである第１画像データ５
０１がそのまま設定される。次に、その第１画像データ
５０１と第２フレームの第２画像データ５０２の差がと
られ、これが量子化されて第２画像差分データ５０２ａ
が生成されて設定される。同様に、第３フレームの第３
画像データ５０３に対応して第３画像差分データ５０３
ａが生成され、また、第２０フレームの第２０画像デー
タ５０４に対応して第２０画像差分データ５０４ａが生
成されて設定される。
【００２３】その差分データが逐次生成されていく中
で、同時に、量子化による誤差が累積され、差分データ
が生成される毎に設定されているしきい値とその誤差の
累積が比較される。たとえば、第２０画像差分データ５
０４ａが生成されたときは、累積誤差が２０であった場
合、これはしきい値２５より小さいので、そのまま差分
データが設定されていく。この段階では、図５（ｂ）に
示すように、第２０フレームにおける完全形式データに
よる表示画像５１１と差分データをもとに再現されたデ
ータによる転送表示画像５１２との間には、あまり大き
な差はない。
で、同時に、量子化による誤差が累積され、差分データ
が生成される毎に設定されているしきい値とその誤差の
累積が比較される。たとえば、第２０画像差分データ５
０４ａが生成されたときは、累積誤差が２０であった場
合、これはしきい値２５より小さいので、そのまま差分
データが設定されていく。この段階では、図５（ｂ）に
示すように、第２０フレームにおける完全形式データに
よる表示画像５１１と差分データをもとに再現されたデ
ータによる転送表示画像５１２との間には、あまり大き
な差はない。
【００２４】そして、第３０フレームの第３０画像デー
タ５０５に対応して第３０画像差分データが生成された
ときに、累積誤差が２６となった場合、この第３０画像
差分データは破棄され、第３０フレームが基準フレーム
として設定される。すなわち、その第３０フレームの完
全形式データである第３０画像データ５０５がそのまま
設定される。この段階では、図５（ｃ）に示すように、
第３０フレームにおける完全形式データによる表示画像
５２１と差分データをもとに再現されたデータによる転
送表示画像５２２との間の差が、顕著になっている。
タ５０５に対応して第３０画像差分データが生成された
ときに、累積誤差が２６となった場合、この第３０画像
差分データは破棄され、第３０フレームが基準フレーム
として設定される。すなわち、その第３０フレームの完
全形式データである第３０画像データ５０５がそのまま
設定される。この段階では、図５（ｃ）に示すように、
第３０フレームにおける完全形式データによる表示画像
５２１と差分データをもとに再現されたデータによる転
送表示画像５２２との間の差が、顕著になっている。
【００２５】以上示したように、この実施の形態では、
フレーム間の差分を量子化することで発生する量子化誤
差の累積がしきい値以上となったところで、そこを基準
フレームとしてそこから新たに差分をとっていくように
した。言い換えると、基準フレームから次の基準フレー
ムの前までで１つの圧縮データ群とし、その中の量子化
差分データを用いて再現した近似三次元形状データとそ
の元となる三次元形状データとの間の誤差の圧縮データ
群の中における合計が、あらかじめ設定されているしき
い値未満となっているようにした。
フレーム間の差分を量子化することで発生する量子化誤
差の累積がしきい値以上となったところで、そこを基準
フレームとしてそこから新たに差分をとっていくように
した。言い換えると、基準フレームから次の基準フレー
ムの前までで１つの圧縮データ群とし、その中の量子化
差分データを用いて再現した近似三次元形状データとそ
の元となる三次元形状データとの間の誤差の圧縮データ
群の中における合計が、あらかじめ設定されているしき
い値未満となっているようにした。
【００２６】差分データを所定の区間で量子化したとき
に、量子化誤差が小さいシーンでは、多くのフレームに
渡って差分をとっていくようになる。しかし、その量子
化による量子化誤差が大きくなってしまうシーンでは、
少ないフレーム間隔で基準フレームが設定されていく。
したがって、必要なところでは、基準フレームを設定す
るフレーム間隔を小さくできるので、この領域では精度
を保証できるようになる。また、必要のないところで
は、基準フレームを設定するフレーム間隔を大きくでき
るので、全体として無駄がなくデータの圧縮を効率的に
行うことができる。
に、量子化誤差が小さいシーンでは、多くのフレームに
渡って差分をとっていくようになる。しかし、その量子
化による量子化誤差が大きくなってしまうシーンでは、
少ないフレーム間隔で基準フレームが設定されていく。
したがって、必要なところでは、基準フレームを設定す
るフレーム間隔を小さくできるので、この領域では精度
を保証できるようになる。また、必要のないところで
は、基準フレームを設定するフレーム間隔を大きくでき
るので、全体として無駄がなくデータの圧縮を効率的に
行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、三
次元座標上の複数の頂点を結ぶことで構成される三次元
形状データから構成された複数のフレームからなる三次
元動画データを、基準フレームデータとこの基準フレー
ムデータに続く複数のフレームを圧縮して形成した圧縮
データ群とに変換して圧縮するようにし、基準フレーム
データは、そのフレームを構成する三次元形状データそ
のものであり、圧縮データ群のそれぞれは、直前のフレ
ームとの間でそれぞれを構成する三次元形状データの対
応する頂点同士の関係より差分データを求め、この差分
データの各成分の絶対値を、所定の間隔で区切ってその
間隔の中心値未満は前の区切りの値に切り下げ中心値以
上は次の区切りの値に切り上げることにより量子化差分
データとして形成され、これら量子化差分データを用い
て再現した近似三次元形状データとその元となる三次元
形状データとの間の誤差を圧縮データ群の中で累積した
累積値が所定の値を超えたときは、再び基準フレームか
ら圧縮を行うようにした。したがって、量子化差分デー
タを用いて再現される近似三次元形状データと元の三次
元形状データとの誤差が所定の値以上にはならない状態
で、三次元動画データが圧縮されるようになる。このよ
うに効率的に動画データを圧縮できるので、この発明に
よれば、より効率的に三次元動画データを転送できるよ
うになる。
次元座標上の複数の頂点を結ぶことで構成される三次元
形状データから構成された複数のフレームからなる三次
元動画データを、基準フレームデータとこの基準フレー
ムデータに続く複数のフレームを圧縮して形成した圧縮
データ群とに変換して圧縮するようにし、基準フレーム
データは、そのフレームを構成する三次元形状データそ
のものであり、圧縮データ群のそれぞれは、直前のフレ
ームとの間でそれぞれを構成する三次元形状データの対
応する頂点同士の関係より差分データを求め、この差分
データの各成分の絶対値を、所定の間隔で区切ってその
間隔の中心値未満は前の区切りの値に切り下げ中心値以
上は次の区切りの値に切り上げることにより量子化差分
データとして形成され、これら量子化差分データを用い
て再現した近似三次元形状データとその元となる三次元
形状データとの間の誤差を圧縮データ群の中で累積した
累積値が所定の値を超えたときは、再び基準フレームか
ら圧縮を行うようにした。したがって、量子化差分デー
タを用いて再現される近似三次元形状データと元の三次
元形状データとの誤差が所定の値以上にはならない状態
で、三次元動画データが圧縮されるようになる。このよ
うに効率的に動画データを圧縮できるので、この発明に
よれば、より効率的に三次元動画データを転送できるよ
うになる。
【００２８】また、この発明では、三次元座標上の複数
の頂点を結ぶことで構成される三次元形状データから構
成された複数のフレームからなる三次元動画データを、
基準フレームデータとこの基準フレームデータに続く複
数のフレームを圧縮して形成した圧縮データ群とに変換
して転送するようにし、基準フレームデータは、そのフ
レームを構成する三次元形状データそのものであり、圧
縮データ群のそれぞれは、直前のフレームとの間でそれ
ぞれを構成する三次元形状データの対応する頂点同士の
関係より差分データを求め、この差分データの各成分の
絶対値を、所定の間隔で区切ってその間隔の中心値未満
は前の区切りの値に切り下げ中心値以上は次の区切りの
値に切り上げることにより量子化差分データとして形成
され、これら量子化差分データを用いて再現した近似三
次元形状データとその元となる三次元形状データとの間
の誤差を圧縮データ群の中で累積した累積値が所定の値
を超えたときは、再び基準フレームから転送を行うよう
にした。したがって、量子化差分データを用いて再現さ
れる近似三次元形状データと元の三次元形状データとの
誤差が、所定の値以上にはならない状態で、冗長なく量
子化による圧縮が可能となる。この結果、この発明によ
れば、より効率的に三次元動画データを転送できるよう
になる。
の頂点を結ぶことで構成される三次元形状データから構
成された複数のフレームからなる三次元動画データを、
基準フレームデータとこの基準フレームデータに続く複
数のフレームを圧縮して形成した圧縮データ群とに変換
して転送するようにし、基準フレームデータは、そのフ
レームを構成する三次元形状データそのものであり、圧
縮データ群のそれぞれは、直前のフレームとの間でそれ
ぞれを構成する三次元形状データの対応する頂点同士の
関係より差分データを求め、この差分データの各成分の
絶対値を、所定の間隔で区切ってその間隔の中心値未満
は前の区切りの値に切り下げ中心値以上は次の区切りの
値に切り上げることにより量子化差分データとして形成
され、これら量子化差分データを用いて再現した近似三
次元形状データとその元となる三次元形状データとの間
の誤差を圧縮データ群の中で累積した累積値が所定の値
を超えたときは、再び基準フレームから転送を行うよう
にした。したがって、量子化差分データを用いて再現さ
れる近似三次元形状データと元の三次元形状データとの
誤差が、所定の値以上にはならない状態で、冗長なく量
子化による圧縮が可能となる。この結果、この発明によ
れば、より効率的に三次元動画データを転送できるよう
になる。
【図１】 この発明の実施の形態における三次元動画デ
ータ転送装置の構成を示す構成図である。
ータ転送装置の構成を示す構成図である。
【図２】 三次元動画データの一例を示す説明図であ
る。
る。
【図３】 図１に示した差分作成ルーチン１１１を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】 図３のフローチャートのステップ３０５の動
作を示すフローチャートである。
作を示すフローチャートである。
【図５】 三次元動画データの構成を示す説明図であ
る。
る。
１０１…ＣＰＵ、１０２…ディスプレイ、１０３…外部
記憶部、１０４…外部入力部、１０５…メモリ、１０６
…バス、１０７…接続端子、１０８…ネットワーク、１
０９…三次元動画圧縮プログラム、１１０…読み込みル
ーチン、１１１…差分作成ルーチン、１１２…データ転
送ルーチン。
記憶部、１０４…外部入力部、１０５…メモリ、１０６
…バス、１０７…接続端子、１０８…ネットワーク、１
０９…三次元動画圧縮プログラム、１１０…読み込みル
ーチン、１１１…差分作成ルーチン、１１２…データ転
送ルーチン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−261585（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−222698（ＪＰ，Ａ) 西岡大祐ほか”三次元動画データの高 効率転送表示機能の検討”，情報処理学 会，第56回（平成10年前期）全国大会講 演論文集（４），平成10年３月17日，第 56巻，第４号，ｐ．４．241−４．242 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 15/00 - 17/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 三次元座標上の複数の頂点を結ぶことで
構成される三次元形状データから構成された複数のフレ
ームからなる三次元動画データを、 基準フレームデータとこの基準フレームデータに続く複
数のフレームを圧縮して形成した圧縮データ群とに変換
して圧縮するようにし、 前記基準フレームデータは、そのフレームを構成する三
次元形状データそのものであり、 前記圧縮データ群のそれぞれは、直前のフレームとの間
でそれぞれを構成する三次元形状データの対応する頂点
同士の関係より差分データを求め、この差分データの各
成分の絶対値を、所定の間隔で区切ってその間隔の中心
値未満は前の区切りの値に切り下げ中心値以上は次の区
切りの値に切り上げることにより量子化差分データとし
て形成され、 これら量子化差分データを用いて再現した近似三次元形
状データとその元となる三次元形状データとの間の誤差
を前記圧縮データ群の中で累積した累積値が所定の値を
超えたときは、再び基準フレームから圧縮を行うように
したことを特徴とする三次元動画データ圧縮方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の三次元動画データ圧縮方
法において、 近似三次元形状データとこの元となる三次元形状データ
との間で、それぞれ対応する頂点の間の距離の総和を前
記誤差とすることを特徴とする三次元動画データ圧縮方
法。 - 【請求項３】 請求項１記載の三次元動画データ圧縮方
法において、 近似三次元形状データとこの元となる三次元形状データ
との間で、それぞれ対応する頂点の間の距離を、前記三
次元形状データが配置される空間座標のそれぞれ直行す
る３つの軸方向それぞれについて求め、各軸の総和の内
最大のものを前記誤差とすることを特徴とする三次元動
画データ圧縮方法。 - 【請求項４】 三次元座標上の複数の頂点を結ぶことで
構成される三次元形状データから構成された複数のフレ
ームからなる三次元動画データを、 基準フレームデータとこの基準フレームデータに続く複
数のフレームを圧縮して形成した圧縮データ群とに変換
して転送するようにし、 前記基準フレームデータは、そのフレームを構成する三
次元形状データそのものであり、 前記圧縮データ群のそれぞれは、直前のフレームとの間
でそれぞれを構成する三次元形状データの対応する頂点
同士の関係より差分データを求め、この差分データの各
成分の絶対値を、所定の間隔で区切ってその間隔の中心
値未満は前の区切りの値に切り下げ中心値以上は次の区
切りの値に切り上げることにより量子化差分データとし
て形成され、 これら量子化差分データを用いて再現した近似三次元形
状データとその元となる三次元形状データとの間の誤差
を前記圧縮データ群の中で累積した累積値が所定の値を
超えたときは、再び基準フレームから転送を行うように
したことを特徴とする三次元動画データ転送方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の三次元動画データ転送方
法において、 近似三次元形状データとこの元となる三次元形状データ
との間で、それぞれ対応する頂点の間の距離の総和を前
記誤差とすることを特徴とする三次元動画データ転送方
法。 - 【請求項６】 請求項４記載の三次元動画データ転送方
法において、 近似三次元形状データとこの元となる三次元形状データ
との間で、それぞれ対応する頂点の間の距離を、前記三
次元形状データが配置される空間座標のそれぞれ直行す
る３つの軸方向それぞれについて求め、各軸の総和の内
最大のものを前記誤差とすることを特徴とする三次元動
画データ転送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16959898A JP2909625B1 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 三次元動画データ圧縮方法および三次元動画データ転送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16959898A JP2909625B1 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 三次元動画データ圧縮方法および三次元動画データ転送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2909625B1 true JP2909625B1 (ja) | 1999-06-23 |
| JP2000011206A JP2000011206A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=15889468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16959898A Expired - Fee Related JP2909625B1 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 三次元動画データ圧縮方法および三次元動画データ転送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2909625B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3954909B2 (ja) * | 2002-06-19 | 2007-08-08 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 認識モデル生成システム、認識モデル生成方法、該認識モデル生成方法をコンピュータに対して実行させるためのプログラムおよび該プログラムが記録されたコンピュータ可読な記録媒体、ならびに構造メッシュ生成システム |
| BR112014025640B1 (pt) * | 2012-04-18 | 2021-08-10 | Interdigital Madison Patent Holdings | Método e aparelho para gerar ou decodificar um fluxo de bits que representa um modelo 3d |
| JP6246233B2 (ja) | 2013-01-10 | 2017-12-13 | トムソン ライセンシングＴｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ | 頂点誤差訂正のための方法および装置 |
| KR102256913B1 (ko) | 2018-12-03 | 2021-05-27 | 고려대학교 산학협력단 | 삼차원 동적 포인트 클라우드 압축방법 |
-
1998
- 1998-06-17 JP JP16959898A patent/JP2909625B1/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 西岡大祐ほか"三次元動画データの高効率転送表示機能の検討"，情報処理学会，第５６回（平成１０年前期）全国大会講演論文集（４），平成１０年３月１７日，第５６巻，第４号，ｐ．４．２４１−４．２４２ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000011206A (ja) | 2000-01-14 |
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