KR20180094870A - 삼차원 데이터 부호화 방법, 삼차원 데이터 복호 방법, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치 - Google Patents

삼차원 데이터 부호화 방법, 삼차원 데이터 복호 방법, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치 Download PDF

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KR20180094870A
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Abstract

부호화 삼차원 데이터에 있어서 랜덤 엑세스 기능을 제공할 수 있는 삼차원 데이터 부호화 방법을 제공한다. 삼차원 데이터 부호화 방법은, 삼차원 데이터(111)를 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 방법으로서, 삼차원 데이터(111)를, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위로 분할하는 분할 단계(S103)와, 복수의 제1 처리 단위의 각각을 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(112)를 생성하는 부호화 단계(S104)를 포함한다.

Description

삼차원 데이터 부호화 방법, 삼차원 데이터 복호 방법, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치
본 개시는, 삼차원 데이터 부호화 방법, 삼차원 데이터 복호 방법, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치에 관한 것이다.
자동차 혹은 로봇이 자율적으로 동작하기 위한 컴퓨터 비전, 맵 정보, 감시, 인프라 점검, 또는, 영상 전송 등, 폭넓은 분야에 있어서, 향후, 삼차원 데이터를 활용한 장치 또는 서비스의 보급이 전망된다. 삼차원 데이터는, 레인지 파인더 등의 거리 센서, 스테레오 카메라, 또는 복수의 단안(單眼) 카메라의 조합 등 여러가지 방법으로 취득된다.
삼차원 데이터의 표현 방법 중 하나로서, 삼차원 공간 내의 점군에 의해서 삼차원 구조의 형상을 나타낸 포인트 클라우드로 불리는 표현 방법이 있다(예를 들어, 비특허 문헌 1을 참조). 포인트 클라우드에서는, 점군의 위치와 색이 저장된다. 포인트 클라우드는 삼차원 데이터의 표현 방법으로서 주류가 될 것으로 예상되는데, 점군은 데이터량이 매우 크다. 따라서, 삼차원 데이터의 축적 또는 전송에 있어서는 이차원의 동화상(일례로서, MPEG로 규격화된 MPEG-4 AVC 또는 HEVC 등이 있다)과 마찬가지로, 부호화에 의한 데이터량의 압축이 필수가 된다.
또, 포인트 클라우드의 압축에 대해서는, 포인트 클라우드 관련의 처리를 행하는 공개의 라이브러리(Point Cloud Library) 등에 의해 일부 서포트되어 있다.
"Octree-Based Progressive Geometry Coding of Point Clouds", Eurographics Symposium on Point-Based Graphics (2006)
그러나, 포인트 클라우드 등의 부호화 데이터를 실제의 장치 또는 서비스에 있어서 사용할 때에는, 원하는 공간 위치 또는 오브젝트 등에 대한 랜덤 엑세스가 필수가 되는데, 지금까지, 삼차원의 부호화 데이터에 있어서의 랜덤 엑세스는 기능으로서 존재하지 않고, 그것을 위한 부호화 방법도 존재하지 않았다.
본 개시에서는, 부호화 삼차원 데이터에 있어서 랜덤 엑세스 기능을 제공할 수 있는 삼차원 데이터 부호화 방법, 삼차원 데이터 복호 방법, 삼차원 데이터 부호화 장치 또는 삼차원 데이터 복호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 공간을 분할하여 부호화하는 구성에 의해, 공간의 양자화, 예측 등을 가능하게 하고, 반드시 랜덤 엑세스를 행하지 않는 경우에도 유효하다.
본 개시의 일 양태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 방법은, 삼차원 데이터를 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 방법으로서, 상기 삼차원 데이터를, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위로 분할하는 분할 단계와, 복수의 상기 제1 처리 단위의 각각을 부호화함으로써 부호화 데이터를 생성하는 부호화 단계를 포함한다.
본 개시의 일 양태에 따르는 삼차원 데이터 복호 방법은, 삼차원 데이터를 복호하는 삼차원 데이터 복호 방법으로서, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위의 부호화 데이터의 각각을 복호함으로써 상기 제1 처리 단위의 삼차원 데이터를 생성하는 복호 단계를 포함한다.
또한, 이들의 전반적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의 조합으로 실현되어도 된다.
본 개시는, 부호화 삼차원 데이터에 있어서 랜덤 엑세스 기능을 제공할 수 있는 삼차원 데이터 부호화 방법, 삼차원 데이터 복호 방법, 삼차원 데이터 부호화 장치 또는 삼차원 데이터 복호 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 실시 형태에 따르는 부호화 삼차원 데이터의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는, 실시 형태에 따르는 GOS의 최하층 레이어에 속하는 SPC 사이의 예측 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은, 실시 형태에 따르는 레이어 사이의 예측 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는, 실시 형태에 따르는 GOS의 부호화순의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는, 실시 형태에 따르는 GOS의 부호화순의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은, 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 장치의 블럭도이다.
도 7은, 실시 형태에 따르는 부호화 처리의 플로차트이다.
도 8은, 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 복호 장치의 블럭도이다.
도 9는, 실시 형태에 따르는 복호 처리의 플로차트이다.
도 10은, 실시 형태에 따르는 메타 정보의 일례를 도시한 도면이다.
본 개시의 일 양태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 방법은, 삼차원 데이터를 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 방법으로서, 상기 삼차원 데이터를, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위로 분할하는 분할 단계와, 복수의 상기 제1 처리 단위의 각각을 부호화함으로써 부호화 데이터를 생성하는 부호화 단계를 포함한다.
이것에 의하면, 제1 처리 단위마다의 랜덤 엑세스가 가능해진다. 이와 같이, 당해 삼차원 데이터 부호화 방법은, 부호화 삼차원 데이터에 있어서 랜덤 엑세스 기능을 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 삼차원 데이터 부호화 방법은, 상기 복수의 제1 처리 단위와, 상기 복수의 제1 처리 단위의 각각에 대응지어져 있는 삼차원 좌표를 나타내는 제1 정보를 생성하는 생성 단계를 포함하고, 상기 부호화 데이터는, 상기 제1 정보를 포함해도 된다.
예를 들어, 상기 제1 정보는, 또한, 상기 복수의 제1 처리 단위의 각각에 대응지어져 있는, 오브젝트, 시각 및 데이터 저장처 중 적어도 하나를 나타내도 된다.
예를 들어, 상기 분할 단계에서는, 또한, 상기 제1 처리 단위를 복수의 제2 처리 단위로 분할하고, 상기 부호화 단계에서는, 상기 복수의 제2 처리 단위의 각각을 부호화해도 된다.
예를 들어, 상기 부호화 단계에서는, 처리 대상의 제1 처리 단위에 포함되는 처리 대상의 제2 처리 단위를, 상기 처리 대상의 제1 처리 단위에 포함되는 다른 제2 처리 단위를 참조하여 부호화해도 된다.
이것에 의하면, 다른 제2 처리 단위를 참조함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 부호화 단계에서는, 상기 처리 대상의 제2 처리 단위의 타입으로서, 다른 제2 처리 단위를 참조하지 않는 제1 타입, 다른 하나의 제2 처리 단위를 참조하는 제2 타입, 및 다른 두 개의 제2 처리 단위를 참조하는 제3 타입 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 타입에 따라 상기 처리 대상의 제2 처리 단위를 부호화해도 된다.
예를 들어, 상기 부호화 단계에서는, 상기 삼차원 데이터에 포함되는 오브젝트의 수 또는 소밀함에 따라, 상기 제1 타입을 선택하는 빈도를 변경해도 된다.
이것에 의하면, 트레이드 오프의 관계에 있는 랜덤 엑세스성과 부호화 효율을 적절히 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 부호화 단계에서는, 상기 삼차원 데이터에 포함되는 오브젝트 또는 동적 오브젝트의 수 또는 소밀함에 따라, 상기 제1 처리 단위의 사이즈를 결정해도 된다.
이것에 의하면, 트레이드 오프의 관계에 있는 랜덤 엑세스성과 부호화 효율을 적절히 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 처리 단위는, 미리 정해진 방향으로 공간 분할되고, 각각이 1 이상의 상기 제2 처리 단위를 포함하는 복수의 레이어를 포함하며, 상기 부호화 단계에서는, 상기 제2 처리 단위를, 당해 제2 처리 단위와 동일 레이어 또는 당해 제2 처리 단위보다 하층의 레이어에 포함되는 상기 제2 처리 단위를 참조하여 부호화해도 된다.
이것에 의하면, 예를 들어, 시스템에 있어서 중요한 레이어의 랜덤 엑세스성을 향상시킬 수 있음과 더불어, 부호화 효율의 저하를 억제할 수 있다.
예를 들어, 상기 분할 단계에서는, 정적 오브젝트만을 포함하는 제2 처리 단위와, 동적 오브젝트만을 포함하는 제2 처리 단위를 상이한 제1 처리 단위에 할당해도 된다.
이것에 의하면, 동적 오브젝트와 정적 오브젝트의 제어를 용이하게 행할 수 있다.
예를 들어, 상기 부호화 단계에서는, 복수의 동적 오브젝트를 개별적으로 부호화하고, 상기 복수의 동적 오브젝트의 부호화 데이터는, 정적 오브젝트만을 포함하는 제2 처리 단위에 대응지어져도 된다.
이것에 의하면, 동적 오브젝트와 정적 오브젝트의 제어를 용이하게 행할 수 있다.
예를 들어, 상기 분할 단계에서는, 또한, 상기 제2 처리 단위를 복수의 제3 처리 단위로 분할하고, 상기 부호화 단계에서는, 상기 복수의 제3 처리 단위의 각각을 부호화해도 된다.
예를 들어, 상기 제3 처리 단위는, 위치 정보가 대응지어지는 최소 단위인 1 이상의 복셀을 포함해도 된다.
예를 들어, 상기 제2 처리 단위는, 센서로 얻어진 정보로부터 도출된 특징점군을 포함해도 된다.
예를 들어, 상기 부호화 데이터는, 상기 복수의 제1 처리 단위의 부호화순을 나타내는 정보를 포함해도 된다.
예를 들어, 상기 부호화 데이터는, 상기 복수의 제1 처리 단위의 사이즈를 나타내는 정보를 포함해도 된다.
예를 들어, 상기 부호화 단계에서는, 상기 복수의 제1 처리 단위를 병렬로 부호화해도 된다.
또, 본 개시의 일 양태에 따르는 삼차원 데이터 복호 방법은, 삼차원 데이터를 복호하는 삼차원 데이터 복호 방법으로서, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위의 부호화 데이터의 각각을 복호함으로써 상기 제1 처리 단위의 삼차원 데이터를 생성하는 복호 단계를 포함한다.
이것에 의하면, 제1 처리 단위마다의 랜덤 엑세스가 가능해진다. 이와 같이, 당해 삼차원 데이터 복호 방법은, 부호화 삼차원 데이터에 있어서 랜덤 엑세스 기능을 제공할 수 있다.
또, 본 개시의 일 양태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 장치는, 삼차원 데이터를 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 장치로서, 상기 삼차원 데이터를, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위로 분할하는 분할부와, 복수의 상기 제1 처리 단위의 각각을 부호화함으로써 부호화 데이터를 생성하는 부호화부를 포함해도 된다.
이것에 의하면, 제1 처리 단위마다의 랜덤 엑세스가 가능해진다. 이와 같이, 당해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 삼차원 데이터에 있어서 랜덤 엑세스 기능을 제공할 수 있다.
또, 본 개시의 일 양태에 따르는 삼차원 데이터 복호 장치는, 삼차원 데이터를 복호하는 삼차원 데이터 복호 장치로서, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위의 부호화 데이터의 각각을 복호함으로써 상기 제1 처리 단위의 삼차원 데이터를 생성하는 복호부를 포함해도 된다.
이것에 의하면, 제1 처리 단위마다의 랜덤 엑세스가 가능해진다. 이와 같이, 당해 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 삼차원 데이터에 있어서 랜덤 엑세스 기능을 제공할 수 있다.
또한, 이들의 포괄적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의 조합으로 실현되어도 된다.
이하, 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는, 모두 본 개시의 일 구체예를 나타낸 것이다. 이하의 실시 형태에서 나타낸 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 일례이며, 본 개시를 한정하는 주지는 아니다. 또, 이하의 실시 형태에 있어서의 구성 요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다.
우선, 본 실시 형태에 따르는 부호화 삼차원 데이터(이하, 부호화 데이터라고 적는다)의 데이터 구조에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따르는 부호화 삼차원 데이터의 구성을 도시한 도면이다.
본 실시 형태에서는, 삼차원 공간은, 동화상의 부호화에 있어서의 픽처에 상당하는 스페이스(SPC)로 분할되고, 스페이스를 단위로서 삼차원 데이터가 부호화된다. 스페이스는, 또한, 동화상 부호화에 있어서의 매크로 블럭 등에 상당하는 볼륨(VLM)으로 분할되고, VLM을 단위로서 예측 및 변환이 행해진다. 볼륨은, 위치 좌표가 대응지어지는 최소 단위인 복수의 복셀(VXL)을 포함한다. 또한, 예측이란, 이차원 화상에서 행해지는 예측과 마찬가지로, 다른 처리 단위를 참조하여, 처리 대상의 처리 단위와 유사한 예측 삼차원 데이터를 생성하며, 당해 예측 삼차원 데이터와 처리 대상의 처리 단위의 차분을 부호화하는 것이다. 또, 이 예측은, 동일 시각의 다른 예측 단위를 참조하는 공간 예측뿐만 아니라, 상이한 시각의 예측 단위를 참조하는 시간 예측을 포함한다.
예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(이하, 부호화 장치라고 적는다)는, 포인트 클라우드 등의 점군 데이터에 의해 표현되는 삼차원 공간을 부호화할 때에는, 복셀의 사이즈에 따라, 점군의 각 점, 또는, 복셀 내에 포함되는 복수점을 묶어서 부호화한다. 복셀을 세분화하면 점군의 삼차원 형상을 고정밀도로 표현할 수 있고, 복셀의 사이즈를 크게 하면 점군의 삼차원 형상을 대략적으로 표현할 수 있다.
또한, 이하에서는, 삼차원 데이터가 포인트 클라우드인 경우를 예로 설명을 행하는데, 삼차원 데이터는 포인트 클라우드에 한정되지 않으며, 임의 형식의 삼차원 데이터이면 된다.
또, 계층 구조의 복셀을 이용해도 된다. 이 경우, n차의 계층에서는, n-1차 이하의 계층(n차의 계층의 하층)에 샘플점이 존재하는지의 여부를 차례로 나타내도 된다. 예를 들어, n차의 계층만을 복호할 때에 있어서, n-1차 이하의 계층에 샘플점이 존재하는 경우는, n차 계층의 복셀의 중심에 샘플점이 존재한다고 간주하여 복호할 수 있다.
또, 부호화 장치는, 점군 데이터를, 거리 센서, 스테레오 카메라, 단안 카메라, 자이로, 또는 관성 센서 등을 이용하여 취득한다.
스페이스는, 동화상의 부호화와 마찬가지로, 단독으로 복호 가능한 인트라·스페이스(I-SPC), 단방향의 참조만 가능한 프리딕티브·스페이스(P-SPC), 및, 양방향의 참조가 가능한 바이디렉셔널·스페이스(B-SPC)를 포함하는 적어도 3개의 예측 구조 중 어느 하나로 분류된다. 또, 스페이스는 복호 시각과 표시 시각의 2종류의 시각 정보를 갖는다.
또, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 스페이스를 포함하는 처리 단위로서, 랜덤 엑세스 단위인 GOS(Group Of Space)가 존재한다. 또한, 복수의 GOS를 포함하는 처리 단위로서 월드(WLD)가 존재한다.
월드가 차지하는 공간 영역은, GPS 또는 위도 및 경도 정보 등에 의해, 지구상의 절대 위치와 대응지어진다. 이 위치 정보는 메타 정보로서 저장된다. 또한, 메타 정보는, 부호화 데이터에 포함되어도 되고, 부호화 데이터와는 별도로 전송되어도 된다.
또, GOS 내에서는, 모든 SPC가 삼차원적으로 인접해도 되고, 다른 SPC와 삼차원적으로 인접하지 않는 SPC가 존재해도 된다.
또한, 이하에서는, GOS, SPC 또는 VLM 등의 처리 단위에 포함되는 삼차원 데이터에 대한, 부호화, 복호 또는 참조 등의 처리를, 단순히, 처리 단위를 부호화, 복호 또는 참조하는 등이라고 적는다. 또, 처리 단위에 포함되는 삼차원 데이터는, 예를 들어, 삼차원 좌표 등의 공간 위치와, 색 정보 등의 특성값 중 적어도 하나의 세트를 포함한다.
다음으로, GOS에 있어서의 SPC의 예측 구조에 대해 설명한다. 동일 GOS 내의 복수의 SPC, 또는, 동일 SPC 내의 복수의 VLM은, 서로 상이한 공간을 차지하나, 동일한 시각 정보(복호 시각 및 표시 시각)를 갖는다.
또, GOS 내에서 복호순으로 선두가 되는 SPC는 I-SPC이다. 또, GOS에는 클로즈드 GOS와 오픈 GOS의 2종류가 존재한다. 클로즈드 GOS는, 선두 I-SPC로부터 복호 개시할 때에, GOS 내의 모든 SPC를 복호할 수 있는 GOS이다. 오픈 GOS에서는, GOS 내에서 선두 I-SPC보다 표시 시각이 앞이 되는 일부의 SPC는 상이한 GOS를 참조하고 있으며, 당해 GOS만으로 복호를 행할 수 없다.
또한, 지도 정보 등의 부호화 데이터에서는, WLD를 부호화순과는 역방향으로 복호하는 경우가 있으며, GOS 사이에 의존성이 있으면 역방향 재생이 어렵다. 따라서, 이러한 경우에는, 기본적으로는 클로즈드 GOS가 이용된다.
또, GOS는, 높이 방향으로 레이어 구조를 갖고, 아래의 레이어의 SPC로부터 차례로 부호화 또는 복호가 행해진다.
도 2는 GOS의 최하층 레이어에 속하는 SPC 사이의 예측 구조의 일례를 도시한 도면이다. 도 3은 레이어 사이의 예측 구조의 일례를 도시한 도면이다.
GOS 내에는 1개 이상의 I-SPC가 존재한다. 삼차원 공간 내에는, 사람, 동물, 차, 자전거, 신호, 또는 랜드마크가 되는 건물 등의 오브젝트가 존재하는데, 특히 사이즈가 작은 오브젝트는 I-SPC로서 부호화하면 유효하다. 예를 들어, 삼차원 데이터 복호 장치(이하, 복호 장치라고 적는다)는, GOS를 저처리량 또는 고속으로 복호할 때에는, GOS 내의 I-SPC만을 복호한다.
또, 부호화 장치는, WLD 내의 오브젝트의 소밀함에 따라 I-SPC의 부호화 간격 또는 출현 빈도를 바꿔도 된다.
또, 도 3에 도시한 구성에 있어서, 부호화 장치 또는 복호 장치는, 복수의 레이어를 하층(레이어 1)으로부터 차례로 부호화 또는 복호한다. 이것에 의해, 예를 들어 자동 주행차 등의 경우에는 보다 정보량이 많은 지면 부근의 데이터의 우선도를 올릴 수 있다.
또한, 드론 등에서 이용되는 부호화 데이터에서는, GOS 내에 있어서 높이 방향으로 위의 레이어의 SPC로부터 차례로 부호화 또는 복호해도 된다.
또, 부호화 장치 또는 복호 장치는, 복호 장치가 대략적으로 GOS를 파악할 수 있고, 서서히 해상도를 올릴 수 있도록, 복수의 레이어를 부호화 또는 복호해도 된다. 예를 들어, 부호화 장치 또는 복호 장치는, 레이어 3, 8, 1, 9…의 순으로 부호화 또는 복호해도 된다.
다음으로, 정적 오브젝트 및 동적 오브젝트의 취급 방법에 대해 설명한다.
삼차원 공간에는, 건물 또는 도로 등 정적인 오브젝트 또는 씬(이후, 묶음 정적 오브젝트라고 부른다)과, 차 또는 사람 등이 동적인 오브젝트(이후, 동적 오브젝트라고 부른다)가 존재한다. 오브젝트의 검출은, 포인트 클라우드의 데이터, 또는, 스테레오 카메라 등의 카메라 영상 등으로부터 특징점을 추출하는 등 하여, 별도 행해진다. 여기에서는, 동적 오브젝트의 부호화 방법의 예에 대해 설명한다.
제1 방법은, 정적 오브젝트와 동적 오브젝트를 구별하지 않고 부호화하는 방법이다. 제2 방법은, 정적 오브젝트와 동적 오브젝트를 식별 정보에 의해 구별하는 방법이다.
예를 들어, GOS가 식별 단위로서 이용된다. 이 경우, 정적 오브젝트를 구성하는 SPC만을 포함하는 GOS와, 동적 오브젝트를 구성하는 SPC를 포함하는 GOS가, 부호화 데이터 내, 또는 부호화 데이터와는 별도 저장되는 식별 정보에 의해 구별된다.
또는, SPC가 식별 단위로서 이용되어도 된다. 이 경우, 정적 오브젝트를 구성하는 VLM만을 포함하는 SPC와, 동적 오브젝트를 구성하는 VLM을 포함하는 SPC가, 상기 식별 정보에 의해 구별된다.
또는, VLM 혹은 VXL이 식별 단위로서 이용되어도 된다. 이 경우, 정적 오브젝트만을 포함하는 VLM 또는 VXL과, 동적 오브젝트를 포함하는 VLM 또는 VXL이 상기 식별 정보에 의해 구별된다.
또, 부호화 장치는, 동적 오브젝트를 1 이상의 VLM 또는 SPC로서 부호화하고, 정적 오브젝트만을 포함하는 VLM 또는 SPC와, 동적 오브젝트를 포함하는 SPC를, 서로 상이한 GOS로서 부호화해도 된다. 또, 부호화 장치는, 동적 오브젝트의 사이즈에 따라 GOS의 사이즈가 가변이 되는 경우에는, GOS의 사이즈를 메타 정보로서 별도 저장한다.
또, 부호화 장치는, 정적 오브젝트와 동적 오브젝트를 서로 독립하여 부호화하고, 정적 오브젝트로부터 구성되는 월드에 대해서, 동적 오브젝트를 중첩해도 된다. 이때, 동적 오브젝트는 1 이상의 SPC로부터 구성되고, 각 SPC는, 당해 SPC가 중첩되는 정적 오브젝트를 구성하는 1 이상의 SPC에 대응지어진다. 또한, 동적 오브젝트를 SPC가 아닌, 1 이상의 VLM 또는 VXL에 의해 표현해도 된다.
또, 부호화 장치는, 정적 오브젝트와 동적 오브젝트를 서로 상이한 스트림으로서 부호화해도 된다.
또, 부호화 장치는, 동적 오브젝트를 구성하는 1 이상의 SPC를 포함하는 GOS를 생성해도 된다. 또한, 부호화 장치는, 동적 오브젝트를 포함하는 GOS(GOS＿M)와, GOS＿M의 공간 영역에 대응하는 정적 오브젝트의 GOS를 동일 사이즈(동일한 공간 영역을 차지한다)로 설정해도 된다. 이것에 의해, GOS 단위로 중첩 처리를 행할 수 있다.
동적 오브젝트를 구성하는 P-SPC 또는 B-SPC는, 부호화가 끝난 상이한 GOS에 포함되는 SPC를 참조해도 된다. 동적 오브젝트의 위치가 시간적으로 변화하고, 동일한 동적 오브젝트가 상이한 시각의 GOS로서 부호화되는 케이스에서는, GOS를 걸친 참조가 압축율의 관점으로부터 유효가 된다.
또, 부호화 데이터의 용도에 따라, 상기의 제1 방법과 제2 방법을 바꿔도 된다. 예를 들어, 부호화 삼차원 데이터를 지도로서 이용하는 경우는, 동적 오브젝트를 분리할 수 있는 것이 바람직하기 때문에, 부호화 장치는, 제2 방법을 이용한다. 한편, 부호화 장치는, 콘서트 또는 스포츠 등의 이벤트의 삼차원 데이터를 부호화하는 경우에, 동적 오브젝트를 분리할 필요가 없으면, 제1 방법을 이용한다.
또, GOS 또는 SPC의 복호 시각과 표시 시각은 부호화 데이터 내, 또는 메타 정보로서 저장할 수 있다. 또, 정적 오브젝트의 시각 정보는 모두 동일해도 된다. 이때, 실제의 복호 시각과 표시 시각은, 복호 장치가 결정하는 것으로 해도 된다. 혹은, 복호 시각으로서, GOS, 혹은, SPC마다 상이한 값이 부여되고, 표시 시각으로서 모두 동일한 값이 부여되어도 된다. 또한, HEVC의 HRD(Hypothetical Reference Decoder) 등 동화상 부호화에 있어서의 디코더 모델과 같이, 디코더가 소정 사이즈의 버퍼를 갖고, 복호 시각에 따라서 소정의 비트 레이트로 비트 스트림을 읽어들이면 파탄없이 복호할 수 있는 것을 보증하는 모델을 도입해도 된다.
다음으로, 월드 내에 있어서의 GOS의 배치에 대해 설명한다. 월드에 있어서의 삼차원 공간의 좌표는, 서로 직교하는 3개의 좌표축(x축, y축, z축)에 의해 표현된다. GOS의 부호화순으로 소정의 룰을 설치함으로써, 공간적으로 인접하는 GOS가 부호화 데이터 내에서 연속하도록 부호화를 행할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 예에서는, xz 평면 내의 GOS를 연속적으로 부호화한다. 어느 xz 평면 내의 모든 GOS의 부호화 종료 후에 y축의 값을 갱신한다. 즉, 부호화가 진행됨에 따라, 월드는 y축 방향으로 신장해 간다. 또, GOS의 인덱스 번호는 부호화순으로 설정된다.
여기서, 월드의 삼차원 공간은, GPS, 혹은 위도 및 경도 등의 지리적인 절대 좌표와 1대 1로 대응지어 둔다. 혹은, 미리 설정한 기준 위치로부터의 상대 위치에 의해 삼차원 공간이 표현되어도 된다. 삼차원 공간의 x축, y축, z축의 방향은, 위도 및 경도 등에 의거하여 결정되는 방향 벡터로서 표현되고, 당해 방향 벡터는 메타 정보로서 부호화 데이터와 함께 저장된다.
또, GOS의 사이즈는 고정으로 하고, 부호화 장치는, 당해 사이즈를 메타 정보로서 저장한다. 또, GOS의 사이즈는, 예를 들어, 도시부인지 아닌지, 또는, 실내인지 밖인지 등에 따라서 바꿔도 된다. 즉, GOS의 사이즈는, 정보로서의 가치가 있는 오브젝트의 양 또는 성질에 따라서 바꿔도 된다. 혹은, 부호화 장치는, 동일 월드 내에 있어서, 오브젝트의 밀도 등에 따라, GOS의 사이즈, 또는, GOS 내의 I-SPC의 간격을 적응적으로 바꿔도 된다. 예를 들어, 부호화 장치는, 오브젝트의 밀도가 높을수록, GOS의 사이즈를 작게 하고, GOS 내의 I-SPC의 간격을 짧게 한다.
도 5의 예에서는, 3번째부터 10번째의 GOS의 영역에서는, 오브젝트의 밀도가 높기 때문에, 세세한 입도에서의 랜덤 엑세스를 실현하기 위해서, GOS가 세분화되어 있다. 또한, 7번째부터 10번째의 GOS는, 각각, 3번째부터 6번째의 GOS의 이측에 존재한다.
다음으로, 본 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 장치의 구성 및 동작의 흐름을 설명한다. 도 6은, 본 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 장치(100)의 블럭도이다. 도 7은, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)의 동작예를 나타낸 플로차트이다.
도 6에 도시한 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 삼차원 데이터(111)를 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(112)를 생성한다. 이 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 취득부(101)와, 부호화 영역 결정부(102)와, 분할부(103)와, 부호화부(104)를 구비한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 우선, 취득부(101)는, 점군 데이터인 삼차원 데이터(111)를 취득한다(S101).
다음으로, 부호화 영역 결정부(102)는, 취득한 점군 데이터에 대응하는 공간 영역 중, 부호화 대상의 영역을 결정한다(S102). 예를 들어, 부호화 영역 결정부(102)는, 유저 또는 차량의 위치에 따라, 당해 위치의 주변의 공간 영역을 부호화 대상의 영역으로 결정한다.
다음으로, 분할부(103)는, 부호화 대상의 영역에 포함되는 점군 데이터를, 각 처리 단위로 분할한다. 여기서 처리 단위란, 상기 서술한 GOS 및 SPC 등이다. 또, 이 부호화 대상의 영역은, 예를 들어, 상기 서술한 월드에 대응한다. 구체적으로는, 분할부(103)는, 미리 설정한 GOS의 사이즈, 또는, 동적 오브젝트의 유무 혹은 사이즈에 의거하여, 점군 데이터를 처리 단위로 분할한다(S103). 또, 분할부(103)는, 각 GOS에 있어서 부호화순으로 선두가 되는 SPC의 개시 위치를 결정한다.
다음으로, 부호화부(104)는, 각 GOS 내의 복수의 SPC를 순차적으로 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(112)를 생성한다(S104).
또한, 여기에서는, 부호화 대상의 영역을 GOS 및 SPC로 분할한 후에, 각 GOS를 부호화하는 예를 나타냈는데, 처리의 순서는 상기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나의 GOS의 구성을 결정한 후에 그 GOS를 부호화하고, 그 후, 다음의 GOS의 구성을 결정하는 등의 순서를 이용해도 된다.
이와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 삼차원 데이터(111)를 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(112)를 생성한다. 구체적으로는, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 삼차원 데이터를, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위(GOS)로 분할하고, 제1 처리 단위(GOS)를 복수의 제2 처리 단위(SPC)로 분할하며, 제2 처리 단위(SPC)를 복수의 제3 처리 단위(VLM)로 분할한다. 또, 제3 처리 단위(VLM)는, 위치 정보가 대응지어지는 최소 단위인 1 이상의 복셀(VXL)을 포함한다.
다음으로, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 복수의 제1 처리 단위(GOS)의 각각을 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(112)를 생성한다. 구체적으로는, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 각 제1 처리 단위(GOS)에 있어서, 복수의 제2 처리 단위(SPC)의 각각을 부호화한다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 각 제2 처리 단위(SPC)에 있어서, 복수의 제3 처리 단위(VLM)의 각각을 부호화한다.
예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)가 클로즈드 GOS인 경우에는, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)에 포함되는 처리 대상의 제2 처리 단위(SPC)를, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)에 포함되는 다른 제2 처리 단위(SPC)를 참조하여 부호화한다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)와는 상이한 제1 처리 단위(GOS)에 포함되는 제2 처리 단위(SPC)를 참조하지 않는다.
한편, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)가 오픈 GOS인 경우에는, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)에 포함되는 처리 대상의 제2 처리 단위(SPC)를, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)에 포함되는 상이한 제2 처리 단위(SPC), 또는, 처리 대상의 제1 처리 단위(GOS)와는 상이한 제1 처리 단위(GOS)에 포함되는 제2 처리 단위(SPC)를 참조하여 부호화한다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 처리 대상의 제2 처리 단위(SPC)의 타입으로서, 다른 제2 처리 단위(SPC)를 참조하지 않는 제1 타입(I-SPC), 다른 하나의 제2 처리 단위(SPC)를 참조하는 제2 타입(P-SPC), 및 다른 두 개의 제2 처리 단위(SPC)를 참조하는 제3 타입 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 타입에 따라 처리 대상의 제2 처리 단위(SPC)를 부호화한다.
다음으로, 본 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 복호 장치의 구성 및 동작의 흐름을 설명한다. 도 8은, 본 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 복호 장치(200)의 블럭의 블럭도이다. 도 9는, 삼차원 데이터 복호 장치(200)의 동작예를 나타낸 플로차트이다.
도 8에 도시한 삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 부호화 삼차원 데이터(211)를 복호함으로써 복호 삼차원 데이터(212)를 생성한다. 여기서, 부호화 삼차원 데이터(211)는, 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)에서 생성된 부호화 삼차원 데이터(112)이다. 이 삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 취득부(201)와, 복호 개시 GOS 결정부(202)와, 복호 SPC 결정부(203)와, 복호부(204)를 구비한다.
우선, 취득부(201)는, 부호화 삼차원 데이터(211)를 취득한다(S201). 다음으로, 복호 개시 GOS 결정부(202)는, 복호 대상의 GOS로 결정한다(S202). 구체적으로는, 복호 개시 GOS 결정부(202)는, 부호화 삼차원 데이터(211) 내, 또는 부호화 삼차원 데이터와는 별도로 저장된 메타 정보를 참조하여, 복호를 개시하는 공간 위치, 오브젝트, 또는, 시각에 대응하는 SPC를 포함하는 GOS를 복호 대상의 GOS로 결정한다.
다음으로, 복호 SPC 결정부(203)는, GOS 내에서 복호하는 SPC의 타입(I, P, B)을 결정한다(S203). 예를 들어, 복호 SPC 결정부(203)는, (1) I-SPC만을 복호할지, (2) I-SPC 및 P-SPC를 복호할지, (3) 모든 타입을 복호할지를 결정한다. 또한, 모든 SPC를 복호하는 등, 미리 복호하는 SPC의 타입이 결정되어 있는 경우는, 본 단계는 행해지지 않아도 된다.
다음으로, 복호부(204)는, GOS 내에서 복호순(부호화순과 동일)으로 선두가 되는 SPC가 부호화 삼차원 데이터(211) 내에서 개시하는 어드레스 위치를 취득하고, 당해 어드레스 위치로부터 선두 SPC의 부호화 데이터를 취득하며, 당해 선두 SPC로부터 차례로 각 SPC를 순차적으로 복호한다(S204). 또한, 상기 어드레스 위치는, 메타 정보 등에 저장되어 있다.
이와 같이, 삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 복호 삼차원 데이터(212)를 복호한다. 구체적으로는, 삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위(GOS)의 부호화 삼차원 데이터(211)의 각각을 복호함으로써 제1 처리 단위(GOS)의 복호 삼차원 데이터(212)를 생성한다. 보다 구체적으로는, 삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 각 제1 처리 단위(GOS)에 있어서, 복수의 제2 처리 단위(SPC)의 각각을 복호한다. 또, 삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 각 제2 처리 단위(SPC)에 있어서, 복수의 제3 처리 단위(VLM)의 각각을 복호한다.
이하, 랜덤 엑세스용의 메타 정보에 대해 설명한다. 이 메타 정보는, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)에서 생성되고, 부호화 삼차원 데이터(112(211))에 포함된다.
종래의 이차원의 동화상에 있어서의 랜덤 엑세스에서는, 지정한 시각의 근방이 되는 랜덤 엑세스 단위의 선두 프레임으로부터 복호를 개시하고 있었다. 한편, 월드에 있어서는, 시각에 추가하여, 공간(좌표 또는 오브젝트 등)에 대한 랜덤 엑세스가 상정된다.
그래서, 적어도 좌표, 오브젝트, 및 시각의 3개의 요소로의 랜덤 엑세스를 실현하기 위해서, 각 요소와 GOS의 인덱스 번호를 대응짓는 테이블을 준비한다. 또한, GOS의 인덱스 번호와 GOS의 선두가 되는 I-SPC의 어드레스를 대응짓는다. 도 10은, 메타 정보에 포함되는 테이블의 일례를 도시한 도면이다. 또한, 도 10에 도시한 모든 테이블이 이용될 필요는 없고, 적어도 하나의 테이블이 이용되면 된다.
이하, 일례로서, 좌표를 기점으로 하는 랜덤 엑세스에 대해 설명한다. 좌표(x2, y2, z2)에 액세스할 때에는, 우선, 좌표-GOS 테이블을 참조하여, 좌표가 (x2, y2, z2)인 지점은 2번째의 GOS에 포함되는 것을 안다. 다음으로, GOS 어드레스 테이블을 참조하여, 2번째의 GOS에 있어서의 선두의 I-SPC의 어드레스가 addr(2)인 것을 알기 때문에, 복호부(204)는, 이 어드레스로부터 데이터를 취득하고 복호를 개시한다.
또한, 어드레스는, 논리 포맷에 있어서의 어드레스여도, HDD 또는 메모리의 물리 어드레스여도 된다. 또, 어드레스를 대신하여 파일 세그먼트를 특정하는 정보가 이용되어도 된다. 예를 들어, 파일 세그먼트는, 1개 이상의 GOS 등을 세그먼트화한 단위이다.
또, 오브젝트가 복수의 GOS에 걸치는 경우에는, 오브젝트-GOS 테이블에 있어서, 오브젝트가 속하는 GOS를 복수 나타내도 된다. 당해 복수의 GOS가 클로즈드 GOS이면, 부호화 장치 및 복호 장치는, 병렬로 부호화 또는 복호를 행할 수 있다. 한편, 당해 복수의 GOS가 오픈 GOS이면, 복수의 GOS가 서로서로 참조함으로써 보다 압축 효율을 높일 수 있다.
오브젝트의 예로는, 사람, 동물, 차, 자전거, 신호, 또는 랜드마크가 되는 건물 등이 있다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 월드의 부호화시에 삼차원의 포인트 클라우드 등으로부터 오브젝트에 특유의 특징점을 추출하고, 당해 특징점에 의거하여 오브젝트를 검출하며, 검출한 오브젝트를 랜덤 엑세스 포인트로서 설정할 수 있다.
이와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 복수의 제1 처리 단위(GOS)와, 복수의 제1 처리 단위(GOS)의 각각에 대응지어져 있는 삼차원 좌표를 나타내는 제1 정보를 생성한다. 또, 부호화 삼차원 데이터(112(211))는, 이 제1 정보를 포함한다. 또, 제1 정보는, 또한, 복수의 제1 처리 단위(GOS)의 각각에 대응지어져 있는, 오브젝트, 시각 및 데이터 저장처 중 적어도 하나를 나타낸다.
삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 부호화 삼차원 데이터(211)로부터 제1 정보를 취득하고, 제1 정보를 이용하여, 지정된 삼차원 좌표, 오브젝트 또는 시각에 대응하는 제1 처리 단위의 부호화 삼차원 데이터(211)를 특정하며, 당해 부호화 삼차원 데이터(211)를 복호한다.
이하, 그 외의 메타 정보의 예에 대해 설명한다. 랜덤 엑세스용의 메타 정보 외에, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)는, 이하와 같은 메타 정보를 생성 및 저장해도 된다. 또, 삼차원 데이터 복호 장치(200)는, 이 메타 정보를 복호시에 이용해도 된다.
삼차원 데이터를 지도 정보로서 이용하는 경우 등에는, 용도에 따라 프로파일이 규정되고, 당해 프로파일을 나타내는 정보가 메타 정보에 포함되어도 된다. 예를 들어, 시가지 혹은 교외 전용, 또는, 비행 물체 전용의 프로파일이 규정되고, 각각에 있어서 월드, SPC 또는 VLM의 최대 또는 최소 사이즈 등이 정의된다. 예를 들어, 시가지 전용에서는, 교외 전용보다 상세한 정보가 필요하기 때문에, VLM의 최소 사이즈가 작게 설정된다.
메타 정보는, 오브젝트의 종류를 나타내는 태그값을 포함해도 된다. 이 태그값은 오브젝트를 구성하는 VLM, SPC, 또는 GOS와 대응지어진다. 예를 들어, 태그값 「0」은 「사람」을 나타내고, 태그값 「1」은 「차」를 나타내며, 태그값 「2」는 「신호기」를 나타내는, 등 오브젝트의 종류마다 태그값이 설정되어도 된다. 또는, 오브젝트의 종류가 판정하기 어렵거나 또는 판정할 필요가 없는 경우는 사이즈, 또는, 동적 오브젝트나 정적 오브젝트 등의 성질을 나타낸 태그값이 이용되어도 된다.
또, 메타 정보는, 월드가 차지하는 공간 영역의 범위를 나타내는 정보를 포함해도 된다.
또, 메타 정보는, 부호화 데이터의 스트림 전체, 또는, GOS 내의 SPC 등, 복수의 SPC에 공통의 헤더 정보로서, SPC 또는 VXL의 사이즈를 저장해도 된다.
또, 메타 정보는, 포인트 클라우드의 생성에 이용한 거리 센서 혹은 카메라 등의 식별 정보, 또는, 포인트 클라우드 내의 점군의 위치 정밀도를 나타내는 정보를 포함해도 된다.
또, 메타 정보는, 월드가 정적 오브젝트만으로 구성되는지, 동적 오브젝트를 포함하는지를 나타내는 정보를 포함해도 된다.
이하, 본 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다.
부호화 장치 또는 복호 장치는, 서로 상이한 2 이상의 SPC 또는 GOS를 병렬로 부호화 또는 복호해도 된다. 병렬로 부호화 또는 복호하는 GOS는, GOS의 공간 위치를 나타내는 메타 정보 등에 의거하여 결정할 수 있다.
삼차원 데이터를 차 또는 비행 물체 등이 이동할 때의 공간 지도로서 이용하거나, 또는 이러한 공간 지도를 생성하는 케이스 등에서는, 부호화 장치 또는 복호 장치는, GPS, 경로 정보, 또는 줌 배율 등에 의거하여 특정되는 공간에 포함되는 GOS 또는 SPC를 부호화 또는 복호해도 된다.
또, 복호 장치는, 자기 위치 또는 주행 경로에 가까운 공간으로부터 차례로 복호를 행해도 된다. 부호화 장치 또는 복호 장치는, 자기 위치 또는 주행 경로로부터 먼 공간을, 가까운 공간에 비해 우선도를 떨어뜨려 부호화 또는 복호해도 된다. 여기서, 우선도를 떨어뜨린다는 것은, 처리순을 내리거나, 해상도를 내리거나(솎아내어 처리하거나), 또는, 화질을 내리는(부호화 효율을 올린다. 예를 들어, 양자화 단계를 크게 한다.) 등이다.
또, 복호 장치는, 공간 내에서 계층적으로 부호화되어 있는 부호화 데이터를 복호할 때는, 저계층만을 복호해도 된다.
또, 복호 장치는, 지도의 줌 배율 또는 용도에 따라, 저계층으로부터 우선적으로 복호해도 된다.
또, 차 또는 로봇의 자율 주행시에 행하는 자기 위치 추정 또는 물체 인식 등의 용도에서는, 부호화 장치 또는 복호 장치는, 노면으로부터 특정 높이 이내의 영역(인식을 행하는 영역) 이외는 해상도를 떨어뜨려 부호화 또는 복호를 행해도 된다.
또, 부호화 장치는, 실내와 실외의 공간 형상을 표현하는 포인트 클라우드를 각각 개별적으로 부호화해도 된다. 예를 들어, 실내를 표현하는 GOS(실내 GOS)와 실외를 표현하는 GOS(실외 GOS)를 나눔으로써, 복호 장치는, 부호화 데이터를 이용할 때에, 시점 위치에 따라 복호하는 GOS를 선택할 수 있다.
또, 부호화 장치는, 좌표가 가까운 실내 GOS와 실외 GOS를, 부호화 스트림 내에서 인접하도록 부호화해도 된다. 예를 들어, 부호화 장치는, 양자의 식별자를 대응짓고, 부호화 스트림 내, 또는 별도 저장되는 메타 정보 내에 대응지은 식별자를 나타내는 정보를 저장한다. 이것에 의해, 복호 장치는, 메타 정보 내의 정보를 참조하여, 좌표가 가까운 실내 GOS와 실외 GOS를 식별할 수 있다.
또, 부호화 장치는, 실내 GOS와 실외 GOS에서, GOS 또는 SPC의 사이즈를 바꿔도 된다. 예를 들어, 부호화 장치는, 실내에서는 실외에 비해 GOS의 사이즈를 작게 설정한다. 또, 부호화 장치는, 실내 GOS와 실외 GOS에서, 포인트 클라우드로부터 특징점을 추출할 때의 정밀도, 또는 오브젝트 검출의 정밀도 등을 변경해도 된다.
또, 부호화 장치는, 복호 장치가 동적 오브젝트를 정적 오브젝트와 구별하여 표시하기 위한 정보를 부호화 데이터에 부가해도 된다. 이것에 의해, 복호 장치는, 동적 오브젝트와 적색 테두리 또는 설명용의 문자 등을 맞추어 표시할 수 있다. 또한, 복호 장치는, 동적 오브젝트를 대신하여 적색 테두리 또는 설명용의 문자만을 표시해도 된다. 또, 복호 장치는, 보다 세세한 오브젝트 종별을 표시해도 된다. 예를 들어, 차에는 적색 테두리가 이용되고, 사람에는 황색 테두리가 이용되어도 된다.
또, 부호화 장치 또는 복호 장치는, 동적 오브젝트의 출현 빈도, 또는, 정적 오브젝트와 동적 오브젝트의 비율 등에 따라, 동적 오브젝트와 정적 오브젝트를 상이한 SPC 또는 GOS로서 부호화 또는 복호할지의 여부를 결정해도 된다. 예를 들어, 동적 오브젝트의 출현 빈도 또는 비율이 역치를 초과하는 경우에는, 동적 오브젝트와 정적 오브젝트가 혼재하는 SPC 또는 GOS가 허용되고, 동적 오브젝트의 출현 빈도 또는 비율이 역치를 초과하지 않는 경우에는, 동적 오브젝트와 정적 오브젝트가 혼재하는 SPC 또는 GOS가 허용되지 않는다.
동적 오브젝트를 포인트 클라우드가 아닌, 카메라의 이차원 화상 정보로부터 검출할 때에는, 부호화 장치는, 검출 결과를 식별하기 위한 정보(테두리 또는 문자 등)와 오브젝트 위치를 별도 취득하고, 이들의 정보를 삼차원의 부호화 데이터의 일부로서 부호화해도 된다. 이 경우, 복호 장치는, 정적 오브젝트의 복호 결과에 대해서, 동적 오브젝트를 나타내는 보조 정보(테두리 또는 문자)를 중첩하여 표시한다.
또, 부호화 장치는, 정적 오브젝트의 형상의 복잡함 등에 따라, SPC에 있어서의 VXL 또는 VLM의 소밀함을 변경해도 된다. 예를 들어, 부호화 장치는, 정적 오브젝트의 형상이 복잡할수록, VXL 또는 VLM을 조밀하게 설정한다. 또한, 부호화 장치는, 공간 위치 또는 색 정보를 양자화할 때의 양자화 단계 등을 VXL 또는 VLM의 소밀함에 따라서 결정해도 된다. 예를 들어, 부호화 장치는, VXL 또는 VLM이 조밀할수록 양자화 단계를 작게 설정한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르는 부호화 장치 또는 복호 장치는, 좌표 정보를 갖는 스페이스 단위로 공간의 부호화 또는 복호를 행한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, 스페이스 내에 있어서, 볼륨 단위로 부호화 또는 복호를 행한다. 볼륨은, 위치 정보가 대응지어지는 최소 단위인 복셀을 포함한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, 좌표, 오브젝트, 및 시간 등을 포함하는 공간 정보의 각 요소와 GOP를 대응지은 테이블, 또는 각 요소 사이를 대응지은 테이블에 의해 임의의 요소 사이를 대응지어 부호화 또는 복호를 행한다. 또, 복호 장치는, 선택된 요소의 값을 이용하여 좌표를 판정하고, 좌표로부터 볼륨, 복셀 또는 스페이스를 특정하며, 당해 볼륨 또는 복셀을 포함하는 스페이스, 또는 특정된 스페이스를 복호한다.
또, 부호화 장치는, 특징점 추출 또는 오브젝트 인식에 의해, 요소에 의해 선택 가능한 볼륨, 복셀 또는 스페이스를 판정하고, 랜덤 엑세스 가능한 볼륨, 복셀 또는 스페이스로서 부호화한다.
스페이스는, 당해 스페이스 단체로 부호화 또는 복호 가능한 I-SPC와, 임의의 한 개의 처리가 끝난 스페이스를 참조하여 부호화 또는 복호되는 P-SPC와, 임의의 두 개의 처리가 끝난 스페이스를 참조하여 부호화 또는 복호되는 B-SPC의 3종류의 타입으로 분류된다.
1 이상의 볼륨이, 정적 오브젝트 또는 동적인 오브젝트에 대응한다. 정적 오브젝트만을 포함하는 스페이스와 동적 오브젝트만을 포함하는 스페이스는 서로 상이한 GOS로서 부호화 또는 복호된다. 즉, 정적 오브젝트만을 포함하는 SPC와, 동적 오브젝트만을 포함하는 SPC가 상이한 GOS에 할당된다.
동적 오브젝트는 오브젝트마다 부호화 또는 복호되고, 정적 오브젝트만을 포함하는 1 이상의 스페이스에 대응지어진다. 즉, 복수의 동적 오브젝트는 개별적으로 부호화되고, 얻어진 복수의 동적 오브젝트의 부호화 데이터는, 정적 오브젝트만을 포함하는 SPC에 대응지어진다.
부호화 장치 및 복호 장치는, GOS 내의 I-SPC의 우선도를 올리고, 부호화 또는 복호를 행한다. 예를 들어, 부호화 장치는, I-SPC의 열화가 적어지도록(복호 후에 원래의 삼차원 데이터가 보다 충실히 재현되도록) 부호화를 행한다. 또, 복호 장치는, 예를 들어, I-SPC만을 복호한다.
부호화 장치는, 월드 내의 오브젝트의 소밀함 또는 수(양)에 따라 I-SPC를 이용하는 빈도를 바꾸어 부호화를 행해도 된다. 즉, 부호화 장치는, 삼차원 데이터에 포함되는 오브젝트의 수 또는 소밀함에 따라, I-SPC를 선택하는 빈도를 변경한다. 예를 들어, 부호화 장치는, 월드 내의 오브젝트가 조밀할수록 I스페이스를 이용하는 빈도를 올린다.
또, 부호화 장치는, 랜덤 엑세스 포인트를 GOS 단위로 설정하고, GOS에 대응하는 공간 영역을 나타내는 정보를 헤더 정보에 저장한다.
부호화 장치는, GOS의 공간 사이즈로서, 예를 들어, 디폴트값을 사용한다. 또한, 부호화 장치는, 오브젝트 또는 동적 오브젝트의 수(양) 또는 소밀함에 따라 GOS의 사이즈를 변경해도 된다. 예를 들어, 부호화 장치는, 오브젝트 혹은 동적 오브젝트가 조밀할수록, 또는 수가 많을수록 GOS의 공간 사이즈를 작게 한다.
또, 스페이스 또는 볼륨은, 뎁스 센서, 자이로, 또는 카메라 등의 센서로 얻어진 정보를 이용하여 도출된 특징점군을 포함한다. 특징점의 좌표는 복셀의 중심 위치에 설정된다. 또, 복셀의 세분화에 의해 위치 정보의 고정밀도화를 실현할 수 있다.
특징점군은, 복수의 픽처를 이용하여 도출된다. 복수의 픽처는, 실제의 시각 정보와, 스페이스에 대응지어진 복수의 픽처와 동일한 시각 정보(예를 들어, 레이트 제어 등에 이용되는 부호화 시각)의 적어도 2종류의 시각 정보를 갖는다.
또, 1 이상의 스페이스를 포함하는 GOS 단위로 부호화 또는 복호가 행해진다.
부호화 장치 및 복호 장치는, 처리가 끝난 GOS 내의 스페이스를 참조하여, 처리 대상의 GOS 내의 P스페이스 또는 B스페이스의 예측을 행한다.
또는, 부호화 장치 및 복호 장치는, 상이한 GOS를 참조하지 않고, 처리 대상의 GOS 내의 처리가 끝난 스페이스를 이용하여 처리 대상의 GOS 내의 P스페이스 또는 B스페이스의 예측을 행한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, 1 이상의 GOS를 포함하는 월드 단위로 부호화 스트림을 송신 또는 수신한다.
또, GOS는 적어도 월드 내에서 1방향에 레이어 구조를 갖고, 부호화 장치 및 복호 장치는, 하위 레이어로부터 부호화 또는 복호를 행한다. 예를 들어, 랜덤 엑세스 가능한 GOS는 최하위 레이어에 속한다. 상위 레이어에 속하는 GOS는 동일 레이어 이하에 속하는 GOS만을 참조한다. 즉, GOS는, 미리 정해진 방향으로 공간 분할되고, 각각이 1 이상의 SPC를 포함하는 복수의 레이어를 포함한다. 부호화 장치 및 복호 장치는, 각 SPC를, 당해 SPC와 동일 레이어 또는 당해 SPC보다 하층의 레이어에 포함되는 SPC를 참조하여 부호화 또는 복호한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, 복수의 GOS를 포함하는 월드 단위 내에서, 연속하여 GOS를 부호화 또는 복호한다. 부호화 장치 및 복호 장치는, 부호화 또는 복호의 순서(방향)를 나타내는 정보를 메타 데이로로서 쓰거나 또는 읽어낸다. 즉, 부호화 데이터는, 복수의 GOS의 부호화순을 나타내는 정보를 포함한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, 서로 상이한 2 이상의 스페이스 또는 GOS를 병렬로 부호화 또는 복호한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, 스페이스 또는 GOS의 공간 정보(좌표, 사이즈 등)를 부호화 또는 복호한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, GPS, 경로 정보, 또는 배율 등, 자기의 위치 또는/및 영역 사이즈에 관한 외부 정보에 의거하여 특정되는 특정 공간에 포함되는 스페이스 또는 GOS를 부호화 또는 복호한다.
부호화 장치 또는 복호 장치는, 자기의 위치로부터 먼 공간은, 가까운 공간에 비해 우선도를 떨어뜨려 부호화 또는 복호한다.
부호화 장치는, 배율 또는 용도에 따라, 월드의 어느 1방향을 설정하고, 당해 방향에 레이어 구조를 갖는 GOS를 부호화한다. 또, 복호 장치는, 배율 또는 용도에 따라 설정된 월드의 어느 1방향에 레이어 구조를 갖는 GOS를, 하위 레이어로부터 우선적으로 복호한다.
부호화 장치는, 실내와 실외에서 스페이스에 포함되는 특징점 추출, 오브젝트 인식의 정밀도, 또는 공간 영역 사이즈 등을 변화시킨다. 단, 부호화 장치 및 복호 장치는, 좌표가 가까운 실내 GOS와 실외 GOS를 월드 내에서 인접하여 부호화 또는 복호하고, 이들의 식별자도 대응지어 부호화 또는 복호한다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치에 대해 설명했는데, 본 개시는, 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 실시 형태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 장치 또는 삼차원 데이터 복호 장치에 포함되는 각 처리부는 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화되어도 되고, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화되어도 된다.
또, 집적 회로화는 LSI에 한정하는 것이 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 된다. LSI 제조 후에 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array), 또는 LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리콘피규러블·프로세서를 이용해도 된다.
또, 상기 각 실시 형태에 있어서, 각 구성 요소는, 전용의 하드웨어로 구성되거나, 각 구성 요소에 적절한 소프트웨어 프로그램을 실행함으로써 실현되어도 된다. 각 구성 요소는, CPU 또는 프로세서 등의 프로그램 실행부가, 하드 디스크 또는 반도체 메모리 등의 기록 매체에 기록된 소프트웨어 프로그램을 읽어내고 실행함으로써 실현되어도 된다.
또, 본 개시는, 삼차원 데이터 부호화 장치 또는 삼차원 데이터 복호 장치에 의해 실행되는 삼차원 데이터 부호화 방법 또는 삼차원 데이터 복호 방법으로서 실현되어도 된다.
또, 블럭도에 있어서의 기능 블럭의 분할은 일례이며, 복수의 기능 블럭을 하나의 기능 블럭으로서 실현하거나, 하나의 기능 블럭을 복수로 분할하거나, 일부의 기능을 다른 기능 블럭으로 옮겨도 된다. 또, 유사한 기능을 갖는 복수의 기능 블럭의 기능을 단일의 하드웨어 또는 소프트웨어가 병렬 또는 시분할로 처리해도 된다.
또, 플로차트에 있어서의 각 단계가 실행되는 순서는, 본 개시를 구체적으로 설명하기 위해서 예시하기 위한 것이며, 상기 이외의 순서여도 된다. 또, 상기 단계의 일부가, 다른 단계와 동시(병렬)에 실행되어도 된다.
이상, 하나 또는 복수의 양태에 따르는 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치에 대해서, 실시 형태에 의거하여 설명했는데, 본 개시는, 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 한, 당업자가 생각이 떠오르는 각종 변형을 본 실시 형태에 실시한 것이나, 상이한 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 조합하여 구축되는 형태도, 하나 또는 복수의 양태의 범위 내에 포함되어도 된다.
본 개시는, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치에 적용할 수 있다.
100: 삼차원 데이터 부호화 장치 101, 201: 취득부
102: 부호화 영역 결정부 103: 분할부
104: 부호화부 111: 삼차원 데이터
112, 211: 부호화 삼차원 데이터 200: 삼차원 데이터 복호 장치
202: 복호 개시 GOS 결정부 203: 복호 SPC 결정부
204: 복호부 212: 복호 삼차원 데이터

Claims (20)

  1. 삼차원 데이터를 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 방법으로서,
    상기 삼차원 데이터를, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위로 분할하는 분할 단계와,
    복수의 상기 제1 처리 단위의 각각을 부호화함으로써 부호화 데이터를 생성하는 부호화 단계를 포함하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 삼차원 데이터 부호화 방법은,
    상기 복수의 제1 처리 단위와, 상기 복수의 제1 처리 단위의 각각에 대응지어져 있는 삼차원 좌표를 나타내는 제1 정보를 생성하는 생성 단계를 포함하고,
    상기 부호화 데이터는, 상기 제1 정보를 포함하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 정보는, 또한,
    상기 복수의 제1 처리 단위의 각각에 대응지어져 있는, 오브젝트, 시각 및 데이터 저장처 중 적어도 하나를 나타내는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 단계에서는, 또한, 상기 제1 처리 단위를 복수의 제2 처리 단위로 분할하고,
    상기 부호화 단계에서는, 상기 복수의 제2 처리 단위의 각각을 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 부호화 단계에서는, 처리 대상의 제1 처리 단위에 포함되는 처리 대상의 제2 처리 단위를, 상기 처리 대상의 제1 처리 단위에 포함되는 다른 제2 처리 단위를 참조하여 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 부호화 단계에서는, 상기 처리 대상의 제2 처리 단위의 타입으로서, 다른 제2 처리 단위를 참조하지 않는 제1 타입, 다른 하나의 제2 처리 단위를 참조하는 제2 타입, 및 다른 두 개의 제2 처리 단위를 참조하는 제3 타입 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 타입에 따라 상기 처리 대상의 제2 처리 단위를 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 부호화 단계에서는, 상기 삼차원 데이터에 포함되는 오브젝트의 수 또는 소밀함에 따라, 상기 제1 타입을 선택하는 빈도를 변경하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 부호화 단계에서는, 상기 삼차원 데이터에 포함되는 오브젝트 또는 동적 오브젝트의 수 또는 소밀함에 따라, 상기 제1 처리 단위의 사이즈를 결정하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  9. 청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 처리 단위는, 미리 정해진 방향으로 공간 분할되고, 각각이 1 이상의 상기 제2 처리 단위를 포함하는 복수의 레이어를 포함하며,
    상기 부호화 단계에서는, 상기 제2 처리 단위를, 당해 제2 처리 단위와 동일 레이어 또는 당해 제2 처리 단위보다 하층의 레이어에 포함되는 상기 제2 처리 단위를 참조하여 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  10. 청구항 4 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 단계에서는, 정적 오브젝트만을 포함하는 제2 처리 단위와, 동적 오브젝트만을 포함하는 제2 처리 단위를 상이한 제1 처리 단위에 할당하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  11. 청구항 4 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부호화 단계에서는, 복수의 동적 오브젝트를 개별적으로 부호화하고, 상기 복수의 동적 오브젝트의 부호화 데이터는, 정적 오브젝트만을 포함하는 제2 처리 단위에 대응지어지는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  12. 청구항 4 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 단계에서는, 또한, 상기 제2 처리 단위를 복수의 제3 처리 단위로 분할하고,
    상기 부호화 단계에서는, 상기 복수의 제3 처리 단위의 각각을 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 처리 단위는, 위치 정보가 대응지어지는 최소 단위인 1 이상의 복셀을 포함하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  14. 청구항 4 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 처리 단위는, 센서로 얻어진 정보로부터 도출된 특징점군을 포함하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부호화 데이터는, 상기 복수의 제1 처리 단위의 부호화순을 나타내는 정보를 포함하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부호화 데이터는, 상기 복수의 제1 처리 단위의 사이즈를 나타내는 정보를 포함하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부호화 단계에서는, 상기 복수의 제1 처리 단위를 병렬로 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  18. 삼차원 데이터를 복호하는 삼차원 데이터 복호 방법으로서,
    랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위의 부호화 데이터의 각각을 복호함으로써 상기 제1 처리 단위의 삼차원 데이터를 생성하는 복호 단계를 포함하는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  19. 삼차원 데이터를 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 장치로서,
    상기 삼차원 데이터를, 랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위로 분할하는 분할부와,
    복수의 상기 제1 처리 단위의 각각을 부호화함으로써 부호화 데이터를 생성하는 부호화부를 포함하는, 삼차원 데이터 부호화 장치.
  20. 삼차원 데이터를 복호하는 삼차원 데이터 복호 장치로서,
    랜덤 엑세스 단위이며, 각각이 삼차원 좌표에 대응지어져 있는 제1 처리 단위의 부호화 데이터의 각각을 복호함으로써 상기 제1 처리 단위의 삼차원 데이터를 생성하는 복호부를 포함하는, 삼차원 데이터 복호 장치.
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