KR20120085134A - Apparatus and method for encoding 3d mesh, and apparatus and method for decoding 3d mesh - Google Patents

Apparatus and method for encoding 3d mesh, and apparatus and method for decoding 3d mesh Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A 3D mesh encoding device and a method thereof, and a 3D mesh decoding device and a method thereof are provided to simplify 3D meshes according to levels, thereby applying a progressive encoding method from a simple mesh of a low level to a complicated mesh of a high level. CONSTITUTION: An information determining unit(110) determines mesh information by a level. The mesh information includes connection information between vertexes and location information of each vertex. The vertexes form a 3D mesh. A bit stream generating unit(120) encodes the mesh information. The bit stream generating unit generates a bit stream.

Description

3차원 메쉬 부호화 장치 및 방법, 그리고 3차원 메쉬 복호화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ENCODING 3D MESH, AND APPARATUS AND METHOD FOR DECODING 3D MESH}3D mesh encoding apparatus and method, and 3D mesh decoding apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR ENCODING 3D MESH, AND APPARATUS AND METHOD FOR DECODING 3D MESH}

본 발명의 일실시예에 따르면, 3차원 객체의 3차원 메쉬를 부호화/복호화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, an apparatus and method for encoding / decoding a three-dimensional mesh of a three-dimensional object.

3차원 객체를 복원하기 위한 3차원 메쉬는 큰 저장 공간, 많은 계산량 및 넓은 전송 대역폭을 필요로 한다. 3차원 객체를 효과적으로 전송, 저장 및 렌더링을 위해서는 3차원 메쉬를 부호화하여 압축하는 것이 필요하다. Three-dimensional mesh for reconstructing three-dimensional objects requires a large storage space, a large amount of computation and a wide transmission bandwidth. In order to effectively transmit, store, and render 3D objects, it is necessary to code and compress a 3D mesh.

3차원 객체가 복잡할수록 3차원 메쉬도 복잡한 형태로 되며, 3차원 객체를 복원하기 위해서는 3차원 메쉬를 구성하는 정보들이 전부 복호화 장치로 전송되어야 한다. 이러한 방식이 단일 비트율 압축 방식(Single Rate Coding)이라고 정의된다. The more complex the 3D object is, the more complex the 3D mesh becomes. In order to restore the 3D object, all information constituting the 3D mesh must be transmitted to the decoding apparatus. This scheme is defined as Single Rate Coding.

기존의 단일 비트율 압축 방식의 경우, 3차원 메쉬를 구성하는 정점 위치 정보 및 정점들 간의 연결 정보를 순차적으로 전송하기 때문에, 3차원 객체를 복원하기 위해서는 모든 정점 위치 정보와 연결 정보가 전송되기까지 기다려야 하는 문제점이 있다.In the conventional single bit rate compression scheme, since vertex position information and connection information between vertices constituting the 3D mesh are sequentially transmitted, in order to restore the 3D object, it is necessary to wait until all vertex position information and the connection information are transmitted. There is a problem.

본 3차원 메쉬 부호화 장치는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정하는 정보 결정부, 및 레벨에 따라 결정된 메쉬 정보를 부호화하여 비트스트림을 생성하는 비트스트림 생성부를 포함할 수 있다.The apparatus for encoding a 3D mesh includes an information determination unit for determining mesh information including connection relationship information between vertices constituting a 3D mesh and position information of each of the vertices according to a level, and mesh information determined according to a level. And a bitstream generator for generating a bitstream.

또한, 상기 정보 결정부는, 이전 레벨의 메쉬 정보를 기준으로 추가되는 적어도 하나의 정점들의 연결 관계 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정할 수 있다.The information determiner may determine mesh information of a current level including connection relationship information of at least one vertex added based on mesh information of a previous level.

또한, 상기 정보 결정부는, 현재 레벨의 정점들과 이전 레벨의 정점들 간의 매핑 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정할 수 있다.The information determiner may determine mesh information of a current level including mapping information between vertices of a current level and vertices of a previous level.

또한, 상기 비트스트림 생성부는, 이전 레벨의 정점들의 위치 정보를 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측하는 위치 정보 예측부, 및 상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 부호화하는 부호화부를 포함할 수 있다.The bitstream generator may further include a location information predictor that predicts location information of the vertices of the current level using location information of the vertices of a previous level, and a difference between a prediction value and an actual value of the location information of the vertices of the current level. It may include an encoder for encoding the prediction error.

또한, 상기 위치 정보 예측부는, 이전 레벨의 정점들 중 현재 레벨에 추가되는 정점과 인접하는 정점들을 이용하거나, 또는 이전 레벨의 정점들을 모두 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측할 수 있다.The location information predictor may predict location information of the vertices of the current level by using vertices adjacent to the vertex added to the current level among the vertices of the previous level or by using all of the vertices of the previous level.

본 3차원 메쉬 부호화 방법은, 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정하는 단계, 및 레벨에 따라 결정된 메쉬 정보를 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The 3D mesh encoding method includes determining mesh information including link relationship information between vertices constituting the 3D mesh and position information of each vertex according to a level, and encoding mesh information determined according to the level. Generating a bitstream.

또한, 상기 비트스트림을 생성하는 단계는, 이전 레벨의 정점들의 위치 정보를 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측하는 단계, 및 상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the bitstream may include estimating the position information of the vertices of the current level using the position information of the vertices of the previous level, and the difference between the predicted value and the actual value of the position information of the vertices of the current level. And encoding the prediction error.

본 3차원 메쉬 복호화 장치는, 비트스트림으로부터 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 추출하는 정보 추출부, 및 상기 메쉬 정보를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 이용하여 3차원 메쉬를 복원하는 3차원 메쉬 복원부를 포함할 수 있다.The apparatus for decoding a 3D mesh includes an information extracting unit extracting mesh information including connection relationship information between vertices constituting a 3D mesh and position information of each of the vertices from a bitstream according to a level, and the mesh information. It may include a three-dimensional mesh reconstruction unit for reconstructing the three-dimensional mesh by using the connection relationship information between the constituent vertices and the position information of each of the vertices.

또한, 상기 3차원 메쉬 복원부는, 상기 정점들 각각의 위치 정보를 역변환하여 정점들의 위치 정보를 예측하는 위치 정보 예측부, 및 상기 예측된 위치 정보와 예측 오차를 이용하여 정점들 각각의 위치 정보를 복원하는 복호화부를 포함할 수 있다.The 3D mesh reconstructor may further include a location information predictor configured to inversely transform location information of each of the vertices to predict location information of the vertices, and to calculate location information of each of the vertices using the predicted location information and a prediction error. It may include a decoding unit to restore.

본 3차원 메쉬 복호화 방법은, 비트스트림으로부터 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 추출하는 단계, 및 상기 메쉬 정보를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 이용하여 3차원 메쉬를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.The 3D mesh decoding method includes extracting mesh information including link relationship information between vertices constituting a 3D mesh and position information of each vertex from a bitstream according to a level, and configuring the mesh information. And reconstructing the 3D mesh by using the connection relationship information between the vertices and the position information of each of the vertices.

본 비트스트림이 기록된 기록 매체는 압축 데이터에 포함된 메쉬 정보의 개수를 나타내는 메쉬 개수 정보를 포함하는 헤더, 및 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보, 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 레벨 별 메쉬 정보를 포함하는 데이터를 포함할 수 있다.The recording medium on which this bitstream is recorded includes a header including mesh number information indicating the number of mesh information included in the compressed data, connection relationship information between vertices constituting the three-dimensional mesh, and position information of each of the vertices. It may include data including mesh information for each level to include.

이때, 상기 메쉬 정보는, 상기 메쉬 정보에 포함된 위치 정보의 개수를 나타내는 위치 개수 정보를 포함하는 위치 정보의 헤더를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 위치 정보는, 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 포함할 수 있다.In this case, the mesh information may further include a header of location information including location number information indicating the number of location information included in the mesh information. The location information may include a prediction error that is a difference between a prediction value and an actual value of the location information of the vertices of the current level.

본 발명의 일실시예에 따르면, 3차원 메쉬를 레벨에 따라 단순화하여 낮은 레벨의 단순한 메쉬로부터 높은 레벨의 복잡한 메쉬의 순서로 부호화하는 점진적(progressive) 부호화 방식을 적용함으로써 적은 정보로도 3차원 객체의 원본을 복원할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a three-dimensional object with little information is applied by applying a progressive coding scheme that simplifies a three-dimensional mesh according to a level and encodes a simple mesh of a low level to a complex mesh of a high level. You can restore the original.

본 발명의 일실시예에 따르면, 3차원 메쉬의 정점 위치 정보와 연결 관계 정보를 점진적으로 부호화함으로써, 데이터의 압축률을 높일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by gradually encoding the vertex position information and the connection relationship information of the three-dimensional mesh, it is possible to increase the compression ratio of the data.

도 1은 3차원 메쉬 부호화 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 3차원 메쉬 복호화 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 3은 3차원 메쉬를 레벨에 따라 점진적으로 압축하여 생성된 비트스트림의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 각각의 위치 정보를 비트 평면 별로 나타낸 도면이다.
도 5는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들의 위치 정보를 비트 평면 단위로 부호화하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 3차원 메쉬 부호화 장치에서 메쉬 정보를 점진적으로 부호화하는 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 7은 도 2의 3차원 메쉬 복호화 장치에서 3차원 메쉬를 복원하는 방법을 도시한 플로우차트이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a three-dimensional mesh encoding apparatus.
2 is a block diagram showing the overall configuration of a three-dimensional mesh decoding apparatus.
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a bitstream generated by gradually compressing a 3D mesh according to a level.
FIG. 4 is a diagram illustrating position information of each vertex of a 3D mesh for each bit plane.
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of encoding position information of vertices constituting a 3D mesh in units of bit planes.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of gradually encoding mesh information in the 3D mesh encoding apparatus of FIG. 1.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of reconstructing a 3D mesh in the 3D mesh decoding apparatus of FIG. 2.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 3차원 메쉬 부호화 방법은 3차원 메쉬 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 본 3차원 메쉬 복호화 방법은 3차원 메쉬 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The 3D mesh encoding method may be performed by a 3D mesh encoding apparatus. The 3D mesh decoding method may be performed by a 3D mesh decoding apparatus.

도 1은 3차원 메쉬 부호화 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a three-dimensional mesh encoding apparatus.

도 1을 참고하면, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 정보 결정부(110), 및 비트스트림 생성부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the 3D mesh encoding apparatus 100 may include an information determiner 110 and a bitstream generator 120.

정보 결정부(110)는 3차원 객체에 대응하는 3차원 메쉬(Mesh: 101)를 구성하는 정점(Vertex)들 간의 연결 관계 정보(Connectivity Information) 및 정점들 각각의 위치 정보(Quality Level of Details: Q-LOD)를 포함하는 메쉬 정보(Spatial Level of Details: S-LOD)를 레벨에 따라 결정할 수 있다.The information determiner 110 connects the connectivity information between the vertices constituting the three-dimensional mesh 101 corresponding to the three-dimensional object and the location information of each of the vertices. Spatial Level of Details (S-LOD) including Q-LOD may be determined according to the level.

여기서, 정점의 위치 정보는 기하 정보로도 표현될 수 있으며, 3차원 메쉬를 구성하는 정점(vertex)의 3차원상 위치 좌표를 의미한다. 그리고, 연결 관계 정보는 정점들을 연결함에 따라 형성된 면을 구성하는 정점들의 종류를 의미한다.Here, the position information of the vertex may also be expressed as geometric information, and means the three-dimensional position coordinates of the vertices constituting the three-dimensional mesh. In addition, the connection relationship information refers to types of vertices constituting a surface formed by connecting the vertices.

상세하게는, 정보 결정부(110)는 3차원 메쉬를 레벨에 따라 단순한 형태의 메쉬에서 세밀한 형태의 메쉬로 분류할 수 있다. 그리고, 정보 결정부(110)는 분류된 메쉬들 각각의 메쉬 정보를 결정할 수 있다. 이때, 하위 레벨은 상위 레벨보다 3차원 메쉬를 구성하는 정점(vertex)의 개수가 적기 때문에, 하위 레벨의 3차원 메쉬는 상위 레벨의 3차원 메쉬보다 단순한 형태를 나타낸다. 다시 말해서, 상위 레벨의 3차원 메쉬는 하위 레벨의 3차원 메쉬보다 3차원 객체의 원본에 가까운 형태를 나타낸다.In detail, the information determiner 110 may classify the 3D mesh from a simple mesh to a fine mesh according to a level. The information determiner 110 may determine mesh information of each classified mesh. In this case, since the lower level has fewer vertices constituting the 3D mesh than the upper level, the lower level 3D mesh has a simpler form than the upper level 3D mesh. In other words, the higher-level three-dimensional mesh is closer to the original of the three-dimensional object than the lower-level three-dimensional mesh.

예를 들어, 정보 결정부(110)는 3차원 메쉬의 기저 메쉬(base mesh)와 관련된 연결 관계 정보와 위치 정보를 레벨 0으로 설정할 수 있다. 여기서, 기저 메쉬는 최하위 레벨의 3차원 메쉬로서, 정점들을 연결하여 면을 구성할 수 있는 가장 단순한 형태를 의미한다. 그러면, 정보 결정부(110)는 이전 레벨의 메쉬 정보를 기준으로 현재 레벨의 메쉬 정보에 추가되는 적어도 하나의 정점들의 위치 정보 및 연결 관계 정보를 나머지 레벨마다 결정할 수 있다. 이처럼, 추가되는 정점과 나머지 정점들 간의 연결 관계 정보를 결정하는 방식을 리파인먼트(Refinement) 방식으로 표현할 수 있다.For example, the information determiner 110 may set the connection relation information and the position information related to the base mesh of the 3D mesh to level 0. FIG. Here, the base mesh is the lowest level three-dimensional mesh, and means the simplest form that can form a surface by connecting the vertices. Then, the information determiner 110 may determine location information and connection relationship information of at least one vertex added to the mesh information of the current level based on the mesh information of the previous level for each remaining level. As such, a method of determining connection relationship information between the added vertex and the remaining vertices may be represented by a refinement method.

상세하게는. 레벨 0의 기저 메쉬는 3개의 정점으로 구성된 삼각형이고, 레벨 1의 3차원 메쉬는 4개의 정점으로 구성된 삼각뿔이라고 가정한다. 그러면, 레벨 0의 경우, 정보 결정부(110)는 삼각형을 구성하는 3개의 정점과 관련된 연결 정보와 3개의 정점들 각각의 위치 정보를 결정할 수 있다. 그리고, 레벨 1의 경우, 레벨 0에서 표현된 정점 외에 추가된 1개의 정점과 나머지 3개의 정점들 간의 연결 관계 정보와 4개의 정점 위치 정보를 결정할 수 있다.In detail. Assume that the base mesh at level 0 is a triangle composed of three vertices, and the three-dimensional mesh at level 1 is a triangular pyramid composed of four vertices. Then, in the case of level 0, the information determiner 110 may determine the connection information associated with the three vertices constituting the triangle and the position information of each of the three vertices. In the case of level 1, connection information and four vertex position information between one vertex added in addition to the vertex expressed in level 0 and the remaining three vertices may be determined.

다른 예로, 정보 결정부(110)는 현재 레벨의 정점들과 이전 레벨의 정점들 간의 매핑(Mapping) 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정할 수도 있다. 예를 들어, 이전 레벨이 기저 메쉬인 경우, 현재 레벨의 정점들 중에서 기저 메쉬를 구성하는 정점들과의 대응 여부를 나타내는 매핑 정보를 결정할 수 있다.As another example, the information determiner 110 may determine mesh information of the current level including mapping information between vertices of the current level and vertices of the previous level according to the level. For example, when the previous level is the base mesh, mapping information indicating whether correspondence with vertices constituting the base mesh among the vertices of the current level may be determined.

상세하게는. 레벨 0의 기저 메쉬는 3개의 정점으로 구성된 삼각형이고, 레벨 1의 3차원 메쉬는 4개의 정점으로 구성된 삼각뿔이라고 가정한다. 그러면, 레벨 0의 경우, 정보 결정부(110)는 삼각형을 구성하는 3개의 정점과 관련된 연결 정보와 3개의 정점들 각각의 위치 정보를 결정할 수 있다. 그리고, 레벨 1의 경우, 정보 결정부(110)는 레벨 0에서 표현된 정점들과 대응하는 레벨 1의 정점들 각각의 매핑 정보를 결정할 수 있다. 이어, 정보 결정부(110)는 레벨 1의 4개의 정점들 간의 연결 관계 정보를 서로 독립적으로 결정할 수 있다. 다시 말해, 정보 결정부(110)는 레벨 1에서, 정점 1과 나머지 3개의 정점들 간의 연결 관계 정보, 정점 2와 나머지 3개의 정점들 간의 연결 관계 정보, 정점 3과 나머지 3개의 정점들 간의 연결 관계 정보, 그리고, 정점 4와 나머지 3개의 정점들 간의 연결 관계 정보를 서로 독립적으로 결정할 수 있다.In detail. Assume that the base mesh at level 0 is a triangle composed of three vertices, and the three-dimensional mesh at level 1 is a triangular pyramid composed of four vertices. Then, in the case of level 0, the information determiner 110 may determine the connection information associated with the three vertices constituting the triangle and the position information of each of the three vertices. In the case of level 1, the information determiner 110 may determine mapping information of each of the vertices of the level 1 corresponding to the vertices represented in the level 0. Subsequently, the information determiner 110 may independently determine connection relationship information between four vertices of level 1. In other words, the information determination unit 110, at level 1, the connection relationship information between vertex 1 and the remaining three vertices, the connection relationship information between vertex 2 and the remaining three vertices, the connection between the vertex 3 and the remaining three vertices The relationship information and connection relationship information between vertex 4 and the remaining three vertices may be independently determined.

비트스트림 생성부(120)는 레벨에 따라 결정된 메쉬 정보를 부호화하여 비트스트림(102)을 생성할 수 있다. 이때, 비트스트림 생성부(120)는 기저 메쉬를 단일 비트 부호화 방식(Single Rate Coding)에 따라 부호화하고, 기저 메쉬 이후의 나머지 레벨에 해당하는 적어도 하나의 메쉬들을 레벨에 따라 점진적으로 부호화할 수 있다.The bitstream generator 120 may generate the bitstream 102 by encoding mesh information determined according to the level. In this case, the bitstream generator 120 may encode the base mesh according to a single bit coding scheme and gradually encode at least one mesh corresponding to the remaining levels after the base mesh according to the level. .

비트스트림 생성부(120)는 위치 정보 예측부(121) 및 부호화부(122)를 포함할 수 있다.The bitstream generator 120 may include a location information predictor 121 and an encoder 122.

위치 정보 예측부(121)는 이전 레벨의 정점들의 위치 정보를 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측할 수 있다.The location information predictor 121 may predict the location information of the vertices of the current level by using the location information of the vertices of the previous level.

일례로, 위치 정보 예측부(121)는 이전 레벨의 정점들 중 현재 레벨에 추가되는 정점과 인접하는 일부 정점들을 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측할 수 있다. 이처럼, 일부 정점들을 이용하여 정점들의 위치 정보를 예측함에 따라 예측 오차는 증가하지만 계산량이 감소될 수 있다.For example, the location information predictor 121 may predict location information of the vertices of the current level by using some vertices adjacent to the vertex added to the current level among the vertices of the previous level. As such, as some vertices are used to predict the position information of the vertices, the prediction error may increase but the amount of calculation may decrease.

다른 예로, 위치 정보 예측부(121)는 이전 레벨의 정점들을 모두 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측할 수 있다. 이처럼, 이전 레벨의 모든 정점들을 이용하여 위치 정보를 예측함에 따라 계산량은 증가하지만 예측 오차는 감소될 수 있다.As another example, the location information predictor 121 may predict location information of the vertices of the current level by using all the vertices of the previous level. As such, as the position information is predicted using all the vertices of the previous level, the amount of calculation increases but the prediction error may be reduced.

부호화부(122)는 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 부호화할 수 있다. 여기서, 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값은 위치 정보 예측부(121)에서 예측한 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 수치화한 값이고, 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 실제값은, 현재 레벨의 정점들의 실제 위치 좌표를 수치화한 값이다.The encoder 122 may encode a prediction error that is a difference between the predicted value and the actual value of the position information of the vertices of the current level. Here, the predicted value of the position information of the vertices of the current level is a value obtained by digitizing the position information of the vertices of the current level predicted by the position information predictor 121, and the actual value of the position information of the vertices of the current level is The numerical value of the actual position coordinates of the vertices of the level.

이때, 부호화부(122)는 현재 레벨의 위치 정보를 비트 평면(bit plane) 단위에 따라 순차적으로 부호화할 수 있다. 일례로, 부호화부(122)는 현재 레벨의 위치 정보에 대한 예측 오차를 비트 평면 단위에 따라 순차적으로 부호화할 수 있다.. 다른 예로, 부호화부(122)는 현재 레벨의 위치 정보에 대한 실제값을 비트 평면 단위에 따라 순차적으로 부호화할 수 있다.In this case, the encoder 122 may sequentially encode the position information of the current level according to a bit plane unit. For example, the encoder 122 may sequentially encode the prediction error with respect to the position information of the current level according to the bit plane unit. As another example, the encoder 122 may determine an actual value of the position information of the current level. Can be sequentially encoded according to bit plane units.

예를 들어, 현재 레벨에 해당하는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 각각의 위치 정보는 n개의 비트로 구성될 수 있다. 그러면, 부호화부(122)는 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대해 MSB(Most significant Bit)에 대응하는 비트 평면에서 LSB(Least Significant Bit)에 대응하는 비트 평면의 순서로 부호화할 수 있다.For example, position information of each of the vertices constituting the 3D mesh corresponding to the current level may be composed of n bits. Then, the encoder 122 may encode the location information of the vertices of the current level in the order of the bit plane corresponding to the least significant bit (LSB) in the bit plane corresponding to the most significant bit (MSB).

이에 따라, 부호화부(122)는 MSB를 먼저 전송한 이후에 LSB를 3차원 메쉬 복호화 장치로 전송함에 따라, 정점의 삼차원 위치 정보를 점진적으로 전송할 수 있다. 이때, 비트 평면 단위로 부호화하는 경우, MSB에 가까울수록 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 표현하는 비트가 "0"의 값을 갖는 경우가 많기 때문에 압축 효율이 향상될 수 있다. Accordingly, the encoder 122 may gradually transmit three-dimensional position information of the vertex as the LSB is first transmitted to the three-dimensional mesh decoding apparatus after the MSB is first transmitted. In this case, in the case of encoding in the bit plane unit, since the bit representing the position information of the vertices of the current level is often closer to the MSB, the compression efficiency may be improved.

도 2는 3차원 메쉬 복호화 장치의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.2 is a block diagram showing the overall configuration of a three-dimensional mesh decoding apparatus.

도 2를 참고하면, 3차원 메쉬 복호화 장치(200)는 정보 추출부(210) 및 3차원 메쉬 복원부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the 3D mesh decoding apparatus 200 may include an information extractor 210 and a 3D mesh reconstructor 230.

정보 추출부(210)는 3차원 메쉬 부호화 장치(100)로부터 비트스트림을 수신하고, 비트스트림(201)으로부터 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 추출할 수 있다.The information extracting unit 210 receives a bitstream from the 3D mesh encoding apparatus 100 and includes connection relationship information between vertices constituting the 3D mesh from the bitstream 201 and position information of each of the vertices. Mesh information can be extracted.

여기서, 도 1에서 설명하였듯이, 메쉬 정보는 리파인먼트 방식에 따라 결정된 연결 관계 정보를 포함할 수도 있고, 매핑 정보 방식에 따라 결정된 연결 관계 정보를 포함할 수도 있다. 다시 말해, 메쉬 정보는 이전 레벨의 메쉬 정보를 기준으로 추가되는 적어도 하나의 정점들의 연결 관계 정보를 포함할 수도 있고, 현재 레벨의 정점들과 이전 레벨의 정점들 간의 매핑 정보 그리고 현재 레벨의 정점들 간의 연결 관계 정보를 포함할 수도 있다.Here, as described with reference to FIG. 1, the mesh information may include connection relationship information determined according to a refinement method, or may include connection relationship information determined according to a mapping information method. In other words, the mesh information may include connection relationship information of at least one vertex added based on the mesh information of the previous level, mapping information between vertices of the current level and vertices of the previous level, and vertices of the current level. It may also include connection relationship information.

3차원 메쉬 복원부(220)는 레벨에 따라 추출된 메쉬 정보를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 이용하여 3차원 메쉬(202)를 복원할 수 있다. 이때, 레벨에 따라 단순한 형태의 3차원 메쉬(하위 레벨)부터 점진적으로 복잡한 형태의 3차원 메쉬(상위 레벨)가 형성됨으로써 원본에 가까운 3차원 메쉬가 복원될 수 있다. 그러면, 3차원 메쉬 복원부(220)는 3차원 메쉬에 메쉬의 색, 수선 방향, 반사율 등을 포함하는 특징 정보를 적용하여 3차원 객체를 복원할 수 있다. 다만, 3차원 메쉬 복원부(220)는 정점들간의 관계를 나타내는 연결 관계 정보를 정점들 각각의 위치 정보보다는 우선적으로 복호화할 수 있다. 그리고, 3차원 메쉬 복원부(220)는 연결 관계 정보는 하위 레벨에서 상위 레벨의 순서로 복호화할 수 있다.The 3D mesh reconstructor 220 may reconstruct the 3D mesh 202 by using the connection relation information between the vertices constituting the extracted mesh information and the position information of each of the vertices. At this time, the three-dimensional mesh close to the original may be restored by forming a three-dimensional mesh (high level) of a complicated form from a simple three-dimensional mesh (lower level) according to the level. Then, the 3D mesh restoration unit 220 may restore the 3D object to the 3D mesh by applying feature information including the color of the mesh, the direction of repair, the reflectance, and the like. However, the 3D mesh reconstructor 220 may decode the connection relationship information indicating the relationship between the vertices rather than the position information of each of the vertices. The 3D mesh reconstructor 220 may decode the connection relationship information in the order of the lower level to the higher level.

상세하게는, 3차원 메쉬 복원부(220)는 위치 정보 예측부(221) 및 복호화부(222)를 포함할 수 있다. 위치 정보 예측부(221)는 메쉬 정보에 포함된 정점들 각각의 위치 정보를 역변환하여 정점들의 위치 정보를 예측할 수 있다. 그리고, 복호화부(222)는 비트스트림을 복호화하여 예측 오차를 복원할 수 있다. 그러면, 복호화부(222)는 예측된 위치 정보와 복원된 예측 오차를 이용하여 정점들 각각의 위치 정보를 복원할 수 있다.In detail, the 3D mesh reconstructor 220 may include a location information predictor 221 and a decoder 222. The location information prediction unit 221 may predict location information of the vertices by inversely transforming location information of each vertex included in the mesh information. The decoder 222 may restore the prediction error by decoding the bitstream. Then, the decoder 222 may restore the position information of each of the vertices by using the predicted position information and the restored prediction error.

일례로, 메쉬 정보에 포함된 정점들 각각의 위치 정보는 삼차원 정보 또는 특정 공간 상의 위치 정보로서 좌표값을 가질 수 있다. 그러면, 위치 정보 예측부(221)는 정점들 각각의 위치 정보에 대한 좌표값을 KL(Karhunen-Loeve) 역변환을 통해 삼차원 좌표값을 획득할 수 있다. 이때, 위치 정보 예측부(221)는 3차원 메쉬를 복수의 세그먼트(segment)로 분할하고, 분할된 각 세그먼트에 대해 KL 역변환을 수행하여 3차원 좌표값을 세그먼트 별로 획득할 수 있다. 다시 말해, 위치 정보 예측부(221)는 3차원 좌표값을 갖는 정점들 각각의 위치 정보를 예측할 수 있다.For example, the location information of each of the vertices included in the mesh information may have coordinate values as three-dimensional information or location information on a specific space. Then, the location information predicting unit 221 may obtain the 3D coordinate value through the Karhunen-Loeve (KL) inverse transformation of the coordinate value of each location information of the vertices. In this case, the location information prediction unit 221 may divide the 3D mesh into a plurality of segments and perform KL inverse transformation on each of the divided segments to obtain 3D coordinate values for each segment. In other words, the location information predictor 221 may predict location information of each of the vertices having the 3D coordinate value.

그러면, 복호화부(222)는 세그먼트 별로 획득한 3차원 좌표값과 예측 오차를 더하여 현재 레벨에 추가되는 적어도 하나의 정점들의 위치 정보를 복원할 수 있다. 다시 말해, 복호화부(222)는 예측 오차를 이용하여 현재 레벨의 위치 정보에 대한 실제값을 복원할 수 있다.Then, the decoder 222 may restore the position information of at least one vertex added to the current level by adding the 3D coordinate value acquired for each segment and the prediction error. In other words, the decoder 222 may restore the actual value of the position information of the current level using the prediction error.

이때, 복호화부(222)는 메쉬 보간(mesh interpolation)을 이용하여 현재 레벨의 정점들 각각의 위치 정보를 복원할 수 있다. 그리고, 이전 레벨을 기준으로 현재 레벨에 복수의 정점이 추가되는 경우, 복호화부(222)는 추가되는 정점들의 중요도에 기초하여 각 정점이 3차원 메쉬에 추가되는 순서를 결정할 수도 있다. 이어, 복호화부(222)는 복원된 정점들의 위치 정보를 역 양자화하여 최종적으로 3차원 위치 좌표를 복원할 수 있다.In this case, the decoder 222 may restore position information of each of the vertices of the current level by using mesh interpolation. In addition, when a plurality of vertices are added to the current level based on the previous level, the decoder 222 may determine the order in which each vertex is added to the 3D mesh based on the importance of the added vertices. Subsequently, the decoder 222 may inversely quantize the position information of the restored vertices and finally restore the 3D position coordinates.

이상의 도 2에서는, 3차원 메쉬 부호화 장치가 예측 오차를 부호화하여 전송한 경우, 3차원 메쉬 복호화 장치는 예측 오차를 이용하여 3차원 메쉬를 복원하는 구성에 대해 설명하였다. 이때, 3차원 메쉬 부호화 장치가 현재 레벨의 위치 정보에 대한 실제값을 부호화하여 전송한 경우, 3차원 메쉬 복호화 장치는 현재 레벨의 위치 정보를 복호화하여 바로 현재 레벨의 위치 정보에 대한 실제값을 복원할 수 있다.In FIG. 2, when the 3D mesh encoding apparatus encodes and transmits a prediction error, the 3D mesh decoding apparatus reconstructs the 3D mesh using the prediction error. In this case, when the 3D mesh encoding apparatus encodes and transmits the actual value of the position information of the current level, the 3D mesh decoding apparatus decodes the position information of the current level and immediately restores the actual value of the position information of the current level. can do.

도 3은 3차원 메쉬를 레벨에 따라 점진적으로 압축하여 생성된 비트스트림의 구조를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a bitstream generated by gradually compressing a 3D mesh according to a level.

도 3에 따르면, 비트스트림은 헤더(301)와 압축 데이터(302)로 구성될 수 있다. 여기서, 헤더(301)는 압축 데이터(302)에 포함된 메쉬 정보들의 개수를 나타내는 메쉬 개수 정보를 포함할 수 있다.According to FIG. 3, the bitstream may consist of a header 301 and compressed data 302. Here, the header 301 may include mesh number information indicating the number of mesh information included in the compressed data 302.

그리고, 압축 데이터(302)는 레벨에 따라 결정된 복수의 메쉬 정보들로 구성될 수 있다. 이때, 메쉬 정보는 최하위 레벨(level 0)에 해당하는 기저 메쉬(303)부터 점진적으로 복잡한 형태를 가져 원본 데이터와 거의 동일한 연결 관계 정보를 갖는 상위 레벨의 메쉬 정보까지 포함할 수 있다. 여기서, 기저 메쉬(303)는 최하위 레벨(level 0)에 해당하며, 최소 개수의 정점들로 면을 구성한 형태를 갖는 메쉬이다.And, the compressed data 302 may be composed of a plurality of mesh information determined according to the level. In this case, the mesh information may include the base mesh 303 corresponding to the lowest level (level 0) to the upper level mesh information having a progressively complex form and having almost the same connection relationship information as the original data. Here, the base mesh 303 corresponds to the lowest level (level 0), and has a shape in which a surface is formed of a minimum number of vertices.

그리고, 메쉬 정보(304)는 위치 정보의 헤더(305), 연결 관계 정보(306), 및 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 각각의 위치 정보(307)를 포함할 수 있다. 여기서, 위치 정보의 헤더(305)는 메쉬 정보에 포함된 위치 정보들의 개수를 나타내는 위치 개수 정보와, 리파인먼트 방식 또는 매핑 정보 방식 중 정점들 간의 연결 관계 정보 결정에 이용된 방식을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 연결 관계 정보(306)는 현재 레벨의 정점들 간의 연결 관계를 나타내는 연결 관계 정보를 포함할 수 있다.The mesh information 304 may include a header 305 of the location information, connection relationship information 306, and location information 307 of each of the vertices constituting the 3D mesh. Here, the header 305 of the location information includes location number information indicating the number of location information included in the mesh information, and information indicating a method used for determining connection relationship information between vertices among a refinement method or a mapping information method. can do. The connection relationship information 306 may include connection relationship information indicating a connection relationship between vertices of the current level.

일례로, 리파인먼트 방식이 이용된 경우, 연결 관계 정보(306)는 이전 레벨을 기준으로 현재 레벨에 추가되는 적어도 하나의 정점과 나머지 정점들 간의 연결 관계 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레벨 0의 3차원 메쉬가 정점 v1, v2, v3, v4로 구성되고, 레벨 1의 3차원 메쉬가 정점 v1, v2, v3, v4, v5로 구성된다고 가정한다. 그러면, 레벨 1의 연결 관계 정보는 레벨 0를 기준으로 레벨 1의 3차원 메쉬를 복구하기 위해 추가적으로 요구되는 정점 v5와 나머지 정점들 v1~v6 간의 연결 관계를 포함할 수 있다. 즉, 레벨에 따라 표현되는 정점의 개수 및 연결 관계 정보는 다를 수 있다. For example, when the refinement scheme is used, the connection relationship information 306 may include connection relationship information between at least one vertex added to the current level and the remaining vertices based on the previous level. For example, assume that a three-dimensional mesh of level 0 is composed of vertices v1, v2, v3, and v4, and a three-dimensional mesh of level 1 is composed of vertices v1, v2, v3, v4, and v5. Then, the level 1 connection relationship information may include a connection relationship between vertices v5 and the remaining vertices v1 to v6 which are additionally required to restore the 3D mesh of level 1 based on the level 0. That is, the number of vertices and the connection relationship information expressed according to the level may be different.

다른 예로, 매핑 정보 방식이 이용된 경우, 연결 관계 정보(306)는 현재 레벨의 정점들 모두 간의 연결 관계 정보와, 현재 레벨에서 이전 레벨의 정점들과 대응하는 정점들 간의 매핑 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레벨 0의 3차원 메쉬가 정점 v1, v2, v3, v4로 구성되고, 레벨 1의 3차원 메쉬가 정점 v1, v2, v3, v4, v5로 구성된다고 가정한다. 그러면, 레벨 1의 연결 관계 정보는 레벨 1의 정점 v1과 나머지 정점들 v2~ v5간의 연결 관계, 정점 v2와 나머지 정점들 v1, v3~ v5간의 연결 관계, 정점 v3과 나머지 정점들 v1~v2, v4~ v5간의 연결 관계, 정점 v4와 나머지 정점들 v1~v3, v5간의 연결 관계, 및 정점 v5와 나머지 정점들 v1~v4간의 연결 관계를 독립적으로 포함할 수 있다. 이때, 레벨 1의 연결 관계 정보는 레벨1에서 레벨 0의 정점들과 대응하는 정점들 v1~v4 간의 매핑 정보를 더 포함할 수 있다. As another example, when the mapping information method is used, the connection relationship information 306 may include connection relationship information between all the vertices of the current level and mapping information between vertices corresponding to the vertices of the previous level in the current level. have. For example, assume that a three-dimensional mesh of level 0 is composed of vertices v1, v2, v3, and v4, and a three-dimensional mesh of level 1 is composed of vertices v1, v2, v3, v4, and v5. Then, the level 1 connection relation information includes the connection relationship between vertices v1 and the remaining vertices v2 to v5 of level 1, the connection relationship between vertices v2 and the remaining vertices v1, v3 to v5, vertex v3 and the remaining vertices v1 to v2, The connection relationship between v4 and v5, the vertex v4 and the remaining vertices v1 to v3 and v5, and the connection relationship between the vertex v5 and the remaining vertices v1 to v4 may be independently included. In this case, the connection relationship information of level 1 may further include mapping information between vertices of level 0 and corresponding vertices v1 to v4 in level 1.

그리고, 위치 정보(307)는 데이터 헤더(308) 및 위치 데이터(309)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치 데이터(309)는 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 포함할 수 있다. 그리고, 데이터 헤더(308)는 양자화 비트(Quantization Bit), 정점의 위치 정보(Q-LOD)의 개수 등을 포함할 수 있다. 이때, 정점의 실제값 또는 예측값이 여러 개의 LOD로 나뉘어 저장될 수 있다.The location information 307 may include a data header 308 and location data 309. For example, the position data 309 may include a prediction error that is a difference between the predicted value and the actual value of the position information of the vertices of the current level. The data header 308 may include a quantization bit, a number of vertex position information (Q-LOD), and the like. In this case, the actual value or the predicted value of the vertex may be divided into several LODs and stored.

도 4는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 각각의 위치 정보를 비트 평면 별로 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating position information of each vertex of a 3D mesh for each bit plane.

도 4를 참고하면, 3차원 메쉬를 구성하는 정점의 위치 정보가 비트 평면 별로 표현될 수 있다. 이때, 각각의 정점은 v1에서 vi를 의미하며 MSB와 LSB로 분류된 비트값으로 표현될 수 있다. 도 4에서 비트 평면은 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 각각의 비트값으로 구성될 수 있다. 그러면, 3차원 메쉬 부호화 장치는 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대해 MSB에 대응하는 비트 평면부터 LSB에 대응하는 비트 평면 순서로 순차적으로 부호화할 수 있다.Referring to FIG. 4, position information of vertices constituting the 3D mesh may be expressed for each bit plane. In this case, each vertex means vi in v1 and may be expressed as a bit value classified into MSB and LSB. In FIG. 4, the bit plane may include bit values of each of the vertices constituting the 3D mesh. Then, the 3D mesh encoding apparatus may sequentially encode the location information of the vertices of the current level from the bit plane corresponding to the MSB to the bit plane corresponding to the LSB.

앞서 설명하였듯이, 레벨에 따라 표현되는 정점의 개수는 다를 수 있다. 만약, 레벨 0의 3차원 메쉬가 정점 4개로 구성된 경우 비트 평면은 4개의 정점으로 구성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 3차원 메쉬가 정점 6개로 구성된 경우 비트 평면은 2개의 정점으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 3차원 메쉬 부호화 장치는 MSB(Most Significant Bit)를 먼저 전송하고, LSB(Least Significant Bit)를 나중에 전송함으로써 정점들 각각의 3차원 위치 정보를 점진적으로 전송할 수 있다. 이때, MSB에 가까울수록 "0"값을 갖는 비트가 많기 때문에, 3차원 메쉬 부호화 장치는 MSB에서 LSB 순으로 부호화하여 압축 효율을 증가시킬 수 있다.As described above, the number of vertices represented according to levels may be different. If the three-dimensional mesh of level 0 is composed of four vertices, the bit plane may be composed of four vertices. In addition, when the three-dimensional mesh of level 1 is composed of six vertices, the bit plane may be composed of two vertices. Accordingly, the 3D mesh encoding apparatus may gradually transmit 3D position information of each of the vertices by first transmitting a Most Significant Bit (MSB) first and later transmitting a Least Significant Bit (LSB). In this case, since there are many bits having a value of "0" as the MSB is closer to the MSB, the 3D mesh encoding apparatus may increase the compression efficiency by encoding the MSB in the LSB order.

도 5는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들의 위치 정보를 비트 평면 단위로 부호화하는 과정을 도시한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating a process of encoding position information of vertices constituting a 3D mesh in units of bit planes.

도 5는 9개의 정점을 5비트로 표현한 비트 평면을 나타낸다. 정점들 각각의 위치 정보는 MSB에서 LSB까지 표현되며, 래스터 스캔 순서에 따라 부호화될 수 있다. 이때, 정점 위치 정보의 중요한 부분은 MSB에 의해 결정된다. 따라서, 3차원 메쉬의 정점 위치 정보의 비트 평면 별 중요도는 LSB보다 MSB에 가까울수록 높을 수 있다.5 shows a bit plane in which nine vertices are represented by five bits. Position information of each of the vertices is expressed from the MSB to the LSB, and may be encoded according to a raster scan order. At this time, an important part of the vertex position information is determined by the MSB. Therefore, the bit plane importance of the vertex position information of the 3D mesh may be higher as it is closer to the MSB than the LSB.

도 5를 참고하면, 3차원 부호화 장치는 정점 위치 정보의 부호화 효율을 높이기 위해 MSB가 최초로 1이 나타나는 위치를 중심으로 비트 평면을 클러스터로 분류할 수 있다. 첫번째 클러스터(1st cluster)는 두번째 클러스터(2nd cluster)와의 경계를 제외한 나머지 비트가 모두 0 비트를 가질 확률이 높기 때문에 부호화 효율이 향상될 수 있다. Referring to FIG. 5, in order to increase encoding efficiency of vertex position information, the 3D encoding apparatus may classify the bit plane into clusters around the position where the MSB first appears. Since the first cluster has a high probability that all bits except for the boundary with the second cluster have zero bits, the coding efficiency may be improved.

그리고, 첫번째 클러스터에 있는 비트들은 MSB에 가까울수록 0비트를 가질 확률이 높기 때문에, 첫번째 클러스터에 있는 비트들은 비트 평면에 따라 m개의 클래스로 분류될 수 있다. 따라서, 첫번째 클러스터에 있는 비트들은 클래스에 기초하여 부호화될 수 있다. 이러한 관계를 이용하여 비트 평면을 클러스터에 따라 부호화하면, 첫 번째 클러스터의 비트를 최소화하여 부호화할 수 있다.Since the bits in the first cluster are more likely to have 0 bits as they are closer to the MSB, the bits in the first cluster may be classified into m classes according to the bit plane. Thus, the bits in the first cluster can be encoded based on the class. If the bit plane is encoded according to a cluster using this relationship, the bit of the first cluster may be minimized and encoded.

도 6은 도 1의 3차원 메쉬 부호화 장치에서 메쉬 정보를 점진적으로 부호화하는 방법을 도시한 플로우차트이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of gradually encoding mesh information in the 3D mesh encoding apparatus of FIG. 1.

도 6에 따르면, 601단계에서, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 3차원 객체에 대응하는 3차원 메쉬의 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정할 수 있다. 여기서, 메쉬 정보는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보, 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함할 수 있다. 이때, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 리파인먼트(Refinement) 방식 또는 매핑 정보 방식을 이용하여 메쉬 정보를 결정할 수 있다. 그러면, 메쉬 정보 결정에 이용된 방식을 나타내는 정보는 메쉬 정보의 헤더에 포함될 수 있다.Referring to FIG. 6, in operation 601, the 3D mesh encoding apparatus 100 may determine mesh information of a 3D mesh corresponding to a 3D object according to a level. Here, the mesh information may include connection relationship information between vertices constituting the 3D mesh and position information of each of the vertices. In this case, the 3D mesh encoding apparatus 100 may determine the mesh information by using a refinement method or a mapping information method. Then, the information indicating the method used for determining the mesh information may be included in the header of the mesh information.

일례로, 리파인먼트 방식을 이용하는 경우, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 이전 레벨의 메쉬 정보를 기준으로 추가되는 적어도 하나의 정점들의 연결 관계 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정할 수 있다.For example, when using the refinement method, the 3D mesh encoding apparatus 100 may determine mesh information of a current level including connection relationship information of at least one vertex added based on a previous level of mesh information.

다른 예로, 매핑 정보 방식을 이용하는 경우, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 현재 레벨의 정점들과 이전 레벨의 정점들 간의 매핑 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 매핑 정보는 현재 레벨의 정점들 중 이전 레벨의 정점들과 대응하는 위치에 있는 정점들 간의 연관성을 나타내는 정보이다.As another example, when using the mapping information method, the 3D mesh encoding apparatus 100 may determine mesh information of the current level including mapping information between vertices of the current level and vertices of the previous level. Here, the mapping information is information indicating an association between vertices at positions corresponding to vertices of the previous level among vertices of the current level.

이때, 매핑 정보 방식을 이용하는 경우, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 현재 레벨의 정점들 간의 연결 관계 정보를 정점 별로 독립적으로 포함하는 메쉬 정보를 결정할 수 있다.In this case, when the mapping information method is used, the 3D mesh encoding apparatus 100 may determine mesh information that independently includes connection relationship information between vertices of the current level for each vertex.

이어, 602 단계에서, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 메쉬 정보를 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다.In operation 602, the 3D mesh encoding apparatus 100 may generate a bitstream by encoding mesh information.

이때, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 레벨 0에 해당하는 기저 메쉬의 메쉬 정보는 단일 비트 부호화 방식에 따라 부호화하고, 레벨 0 이후의 나머지 레벨에 해당하는 메쉬의 메쉬 정보는 비트 평면 단위로 점진적으로 부호화할 수 있다.In this case, the 3D mesh encoding apparatus 100 encodes the mesh information of the base mesh corresponding to level 0 according to a single bit encoding method, and the mesh information of the mesh corresponding to the remaining levels after level 0 is incrementally incremented in bit plane units. Can be encoded as

상세하게는, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 이전 레벨의 정점들의 위치 정보를 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측할 수 있다. 그리고, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 계산할 수 있다. 이어, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 예측 오차를 비트 평면 단위로 점진적으로 부호화하여 3차원 메쉬 복호화 장치(200)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 3차원 메쉬 부호화 장치(100)는 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대해 MSB에 대응하는 비트 평면에서 LSB에 대응하는 비트 평면 순서로 순차적으로 부호화할 수 있다.In detail, the 3D mesh encoding apparatus 100 may predict the position information of the vertices of the current level by using the position information of the vertices of the previous level. The 3D mesh encoding apparatus 100 may calculate a prediction error that is a difference between the predicted value and the actual value of the position information of the vertices of the current level. Subsequently, the 3D mesh encoding apparatus 100 may gradually encode the prediction error in a bit plane unit and transmit the encoded error to the 3D mesh decoding apparatus 200. For example, the 3D mesh encoding apparatus 100 may sequentially encode the location information of the vertices of the current level from the bit plane corresponding to the MSB in the bit plane order corresponding to the LSB.

도 7은 도 2의 3차원 메쉬 복호화 장치에서 3차원 메쉬를 복원하는 방법을 도시한 플로우차트이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of reconstructing a 3D mesh in the 3D mesh decoding apparatus of FIG. 2.

도 7에 따르면, 701 단계에서, 3차원 메쉬 복호화 장치는 비트스트림으로부터 레벨에 따라 결정된 메쉬 정보를 추출할 수 있다. 여기서, 메쉬 정보는 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함할 수 있다. 이때, 메쉬 정보의 헤더는 레벨에 따라 메쉬 정보를 결정한 방식이 리파인먼트 방식인지 또는 매핑 정보 방식인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 매핑 정보 방식에 따라 메쉬 정보가 결정된 경우, 메쉬 정보는 매핑 정보를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, in operation 701, the 3D mesh decoding apparatus may extract mesh information determined according to a level from a bitstream. Here, the mesh information may include connection relationship information between vertices constituting the 3D mesh and position information of each of the vertices. In this case, the header of the mesh information may include information indicating whether the method of determining the mesh information according to the level is a refinement method or a mapping information method. When mesh information is determined according to the mapping information method, the mesh information may further include mapping information.

이어, 702 단계에서, 3차원 메쉬 복호화 장치는 메쉬 정보를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 이용하여 3차원 메쉬를 복원할 수 있다.In operation 702, the 3D mesh decoding apparatus may reconstruct a 3D mesh by using connection relationship information between vertices constituting mesh information and position information of each of the vertices.

일례로, 3차원 메쉬 복호화 장치는 정점들 각각의 위치 정보를 역변환하여 정점들의 위치 정보를 예측할 수 있다. 이때, 3차원 메쉬 복호화 장치는 이전 레벨의 정점들 각각의 위치 정보를 KL(Karhunen-Loeve) 역변환함에 따라 현재 레벨의 정점들 각각의 위치 정보를 예측할 수 있다. 그러면, 3차원 메쉬 복호화 장치는 예측한 위치 정보와 복원된 예측 오차를 더하여 3차원 메쉬를 복원할 수 있다. 이처럼, 3차원 메쉬 복호화 장치는 3차원 메쉬를 복원함에 따라 3차원 메쉬에 대응하는 3차원 객체를 복원할 수 있다. For example, the 3D mesh decoding apparatus may predict position information of vertices by inversely transforming position information of each vertex. In this case, the 3D mesh decoding apparatus may predict position information of each of the vertices of the current level by inversely transforming the position information of each of the vertices of the previous level. Then, the 3D mesh decoding apparatus may reconstruct the 3D mesh by adding the predicted position information and the reconstructed prediction error. As such, the 3D mesh decoding apparatus may restore the 3D object corresponding to the 3D mesh by restoring the 3D mesh.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

100: 3차원 메쉬 부호화 장치
110: 정보 결정부
120: 비트스트림 생성부
200: 3차원 메쉬 복호화 장치
210: 정보 추출부
220: 3차원 메쉬 복원부100: 3D mesh encoding apparatus
110: information determination unit
120: bitstream generator
200: 3D mesh decoding device
210: information extraction unit
220: 3D mesh restoration unit

Claims (22)

3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정하는 정보 결정부; 및
레벨에 따라 결정된 메쉬 정보를 부호화하여 비트스트림을 생성하는 비트스트림 생성부
를 포함하는 3차원 메쉬 부호화 장치.An information determination unit for determining mesh information including connection relationship information between vertices constituting the 3D mesh and position information of each of the vertices according to a level; And
A bitstream generator that generates a bitstream by encoding mesh information determined according to a level.
3D mesh encoding apparatus comprising a. 제1항에 있어서,
상기 정보 결정부는,
이전 레벨의 메쉬 정보를 기준으로 추가되는 적어도 하나의 정점들의 연결 관계 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 장치.The method of claim 1,
The information determination unit,
And determining mesh information of the current level including connection relationship information of at least one vertex added based on the previous mesh information. 제1항에 있어서,
상기 정보 결정부는,
현재 레벨의 정점들과 이전 레벨의 정점들 간의 매핑 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 장치.The method of claim 1,
The information determination unit,
And determining mesh information of the current level including mapping information between the vertices of the current level and the vertices of the previous level. 제1항에 있어서,
상기 비트스트림 생성부는,
이전 레벨의 정점들의 위치 정보를 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측하는 위치 정보 예측부; 및
상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 부호화하는 부호화부
를 포함하는 3차원 메쉬 부호화 장치.The method of claim 1,
The bitstream generator,
A location information predictor for predicting location information of the vertices of the current level using location information of the vertices of the previous level; And
An encoder that encodes a prediction error that is a difference between a predicted value and an actual value of position information of the vertices of the current level.
3D mesh encoding apparatus comprising a. 제4항에 있어서,
상기 위치 정보 예측부는,
이전 레벨의 정점들 중 현재 레벨에 추가되는 정점과 인접하는 정점들을 이용하거나, 또는 이전 레벨의 정점들을 모두 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 장치.The method of claim 4, wherein
The location information prediction unit,
3. A 3D mesh encoding apparatus comprising predicting position information of vertices of a current level using vertices adjacent to vertices added to a current level among vertices of a previous level, or using all vertices of a previous level. 제4항에 있어서,
상기 부호화부는,
상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 비트 평면 단위에 따라 순차적으로 부호화하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 장치.The method of claim 4, wherein
The encoder,
And encoding position information of the vertices of the current level sequentially in bit plane units. 제6항에 있어서,
상기 부호화부는,
상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대해 MSB에 대응하는 비트 평면에서 LSB에 대응하는 비트 평면의 순서로 부호화하는 것을 특징으로 3차원 메쉬 부호화 장치.The method of claim 6,
The encoder,
And encoding the position information of the vertices of the current level in the order of the bit plane corresponding to the LSB in the bit plane corresponding to the MSB. 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정하는 단계; 및
레벨에 따라 결정된 메쉬 정보를 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계
를 포함하는 3차원 메쉬 부호화 방법.Determining mesh information including connection relationship information between vertices constituting the 3D mesh and position information of each of the vertices according to a level; And
Generating a bitstream by encoding mesh information determined according to a level
3D mesh encoding method comprising a. 제8항에 있어서,
상기 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정하는 단계는,
이전 레벨의 메쉬 정보를 기준으로 추가되는 적어도 하나의 정점들의 연결 관계 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 방법.The method of claim 8,
Determining the mesh information according to the level,
And determining mesh information of a current level including connection relationship information of at least one vertex added based on previous mesh information. 제8항에 있어서,
상기 메쉬 정보를 레벨에 따라 결정하는 단계는,
현재 레벨의 정점들과 이전 레벨의 정점들 간의 매핑 정보를 포함하는 현재 레벨의 메쉬 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 방법.The method of claim 8,
Determining the mesh information according to the level,
And determining mesh information of a current level including mapping information between vertices of a current level and vertices of a previous level. 제8항에 있어서,
상기 비트스트림을 생성하는 단계는,
이전 레벨의 정점들의 위치 정보를 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측하는 단계; 및
상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 부호화하는 단계
를 포함하는 3차원 메쉬 부호화 방법.The method of claim 8,
Generating the bitstream,
Predicting location information of the vertices of the current level using location information of the vertices of the previous level; And
Encoding a prediction error that is a difference between a predicted value and an actual value of position information of the vertices of the current level.
3D mesh encoding method comprising a. 제11항에 있어서,
상기 위치 정보를 예측하는 단계는,
이전 레벨의 정점들 중 현재 레벨에 추가되는 정점과 인접하는 정점들을 이용하거나, 또는 이전 레벨의 정점들을 모두 이용하여 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 방법.The method of claim 11,
Predicting the location information,
3. The method of claim 3, wherein the position information of the vertices of the current level is predicted using vertices adjacent to or added to the current level among the vertices of the previous level. 제11항에 있어서,
상기 예측 오차를 부호화하는 단계는,
상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보를 비트 평면 단위에 따라 순차적으로 부호화하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 방법.The method of claim 11,
Encoding the prediction error,
And encoding position information of the vertices of the current level sequentially in bit plane units. 제13항에 있어서,
상기 예측 오차를 부호화하는 단계는,
상기 현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대해 MSB에 대응하는 비트 평면에서 LSB에 대응하는 비트 평면의 순서로 부호화하는 것을 특징으로 3차원 메쉬 부호화 방법.The method of claim 13,
Encoding the prediction error,
And encoding the position information of the vertices of the current level in the order of the bit plane corresponding to the LSB in the bit plane corresponding to the MSB. 비트스트림으로부터 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 추출하는 정보 추출부; 및
상기 메쉬 정보를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 이용하여 3차원 메쉬를 복원하는 3차원 메쉬 복원부
를 포함하는 3차원 메쉬 복호화 장치.An information extraction unit for extracting mesh information including connection relationship information between vertices constituting the 3D mesh and position information of each of the vertices from the bitstream according to a level; And
3D mesh reconstruction unit for reconstructing the 3D mesh using the connection relationship information between the vertices constituting the mesh information and the position information of each of the vertices
3D mesh decoding apparatus comprising a. 제15항에 있어서,
상기 메쉬 정보는,
이전 레벨의 메쉬 정보를 기준으로 추가되는 적어도 하나의 정점들의 연결 관계 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 복호화 장치.16. The method of claim 15,
The mesh information,
And at least one vertex connection information added based on a previous level of mesh information. 제15항에 있어서,
상기 메쉬 정보는,
현재 레벨의 정점들과 이전 레벨의 정점들 간의 매핑 정보, 및 현재 레벨의 정점들 간의 연결 관계 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 부호화 장치.16. The method of claim 15,
The mesh information,
And mapping information between the vertices of the current level and the vertices of the previous level, and linkage relationship information between the vertices of the current level. 제5항에 있어서,
상기 3차원 메쉬 복원부는,
상기 정점들 각각의 위치 정보를 역변환하여 정점들의 위치 정보를 예측하는 위치 정보 예측부; 및
상기 예측된 위치 정보와 예측 오차를 이용하여 정점들 각각의 위치 정보를 복원하는 복호화부
를 포함하는 3차원 메쉬 복호화 장치.The method of claim 5,
The 3D mesh restoration unit,
A location information predictor for inversely transforming location information of each of the vertices to predict location information of the vertices; And
A decoder that restores the position information of each of the vertices by using the predicted position information and the prediction error
3D mesh decoding apparatus comprising a. 제18항에 있어서,
상기 위치 정보 예측부는,
상기 3차원 메쉬를 복수개의 분할 영역으로 구분하고, 각 분할 영역 별로 KL(Karhunen-Loeve) 역변환을 수행하여 상기 정점들의 위치 정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 3차원 메쉬 복호화 장치.19. The method of claim 18,
The location information prediction unit,
And dividing the three-dimensional mesh into a plurality of divided regions, and performing the Karhunen-Loeve (KL) inverse transformation for each divided region to predict position information of the vertices. 비트스트림으로부터 3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 메쉬 정보를 레벨에 따라 추출하는 단계; 및
상기 메쉬 정보를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보 및 정점들 각각의 위치 정보를 이용하여 3차원 메쉬를 복원하는 단계
를 포함하는 3차원 메쉬 복호화 방법.Extracting mesh information including connection relationship information between vertices constituting the 3D mesh and position information of each of the vertices from the bitstream according to a level; And
Restoring a 3D mesh by using connection relationship information between vertices constituting the mesh information and position information of each vertex
3D mesh decoding method comprising a. 압축 데이터에 포함된 메쉬 정보의 개수를 나타내는 메쉬 개수 정보를 포함하는 헤더; 및
3차원 메쉬를 구성하는 정점들 간의 연결 관계 정보, 및 정점들 각각의 위치 정보를 포함하는 레벨 별 메쉬 정보를 포함하는 데이터
를 포함하는 비트스트림이 기록된 기록 매체.A header including mesh number information indicating the number of mesh information included in the compressed data; And
Data including link relationship information between vertices constituting the 3D mesh and mesh information for each level including position information of each vertex
And a recording medium having a bitstream recorded thereon. 제21항에 있어서,
상기 메쉬 정보는,
상기 메쉬 정보에 포함된 위치 정보의 개수를 나타내는 위치 개수 정보를 포함하는 위치 정보의 헤더
를 더 포함하고,
상기 위치 정보는,
현재 레벨의 정점들의 위치 정보에 대한 예측값과 실제값의 차이인 예측 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트스트림이 기록된 기록 매체.The method of claim 21,
The mesh information,
Header of location information including location number information indicating the number of location information included in the mesh information
Further comprising:
The location information,
And a prediction error that is a difference between a predicted value and a real value of position information of vertices of a current level.
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