KR20210019433A - 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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도시야스 스기오
치 왕
퐁삭 라상
청 딘 한
노리타카 이구치
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파나소닉 인텔렉츄얼 프로퍼티 코포레이션 오브 아메리카
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Abstract

삼차원 데이터 부호화 방법은, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 부호화에 있어서, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 부호화하고(S3661), 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우(S3662에서 Yes), 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 정보를 산술 부호화하고(S3663), 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우(S3662에서 No), 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 정보를 산술 부호화한다(S3664).

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 여러 가지 방법으로 취득된다.
삼차원 데이터의 표현 방법 중 하나로서, 삼차원 공간 내의 점군에 의해 삼차원 구조의 형상을 나타낸 포인트 클라우드로 불리는 표현 방법이 있다. 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.
또, 삼차원의 지도 데이터를 이용해, 차량 주변에 위치하는 시설을 검색하여, 표시하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
국제 공개 제2014/020663호
삼차원 데이터의 부호화 및 복호에 있어서 처리량을 저감할 수 있는 것이 요망되고 있다.
본 개시는, 처리량을 저감할 수 있는 삼차원 데이터 부호화 방법, 삼차원 데이터 복호 방법, 삼차원 데이터 부호화 장치 또는 삼차원 데이터 복호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 따른 삼차원 데이터 부호화 방법은, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 부호화에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 부호화하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화한다.
본 개시의 일 양태에 따른 삼차원 데이터 복호 방법은, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 복호에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 복호하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호한다.
본 개시는, 처리량을 저감할 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 형태 1에 따른 부호화 삼차원 데이터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는, 실시 형태 1에 따른 GOS의 최하층 레이어에 속하는 SPC 사이의 예측 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은, 실시 형태 1에 따른 레이어 사이의 예측 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는, 실시 형태 1에 따른 GOS의 부호화순의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는, 실시 형태 1에 따른 GOS의 부호화순의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은, 실시 형태 1에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 블록도이다.
도 7은, 실시 형태 1에 따른 부호화 처리의 플로차트이다.
도 8은, 실시 형태 1에 따른 삼차원 데이터 복호 장치의 블록도이다.
도 9는, 실시 형태 1에 따른 복호 처리의 플로차트이다.
도 10은, 실시 형태 1에 따른 메타 정보의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11은, 실시 형태 2에 따른 SWLD의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 12는, 실시 형태 2에 따른 서버 및 클라이언트의 동작예를 나타낸 도면이다.
도 13은, 실시 형태 2에 따른 서버 및 클라이언트의 동작예를 나타낸 도면이다.
도 14는, 실시 형태 2에 따른 서버 및 클라이언트의 동작예를 나타낸 도면이다.
도 15는, 실시 형태 2에 따른 서버 및 클라이언트의 동작예를 나타낸 도면이다.
도 16은, 실시 형태 2에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 블록도이다.
도 17은, 실시 형태 2에 따른 부호화 처리의 플로차트이다.
도 18은, 실시 형태 2에 따른 삼차원 데이터 복호 장치의 블록도이다.
도 19는, 실시 형태 2에 따른 복호 처리의 플로차트이다.
도 20은, 실시 형태 2에 따른 WLD의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 21은, 실시 형태 2에 따른 WLD의 8진 트리 구조의 예를 나타낸 도면이다.
도 22는, 실시 형태 2에 따른 SWLD의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 23은, 실시 형태 2에 따른 SWLD의 8진 트리 구조의 예를 나타낸 도면이다.
도 24는, 실시 형태 3에 따른 삼차원 데이터 작성 장치의 블록도이다.
도 25는, 실시 형태 3에 따른 삼차원 데이터 송신 장치의 블록도이다.
도 26은, 실시 형태 4에 따른 삼차원 정보 처리 장치의 블록도이다.
도 27은, 실시 형태 5에 따른 삼차원 데이터 작성 장치의 블록도이다.
도 28은, 실시 형태 6에 따른 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 29는, 실시 형태 6에 따른 클라이언트 장치의 블록도이다.
도 30은, 실시 형태 6에 따른 서버의 블록도이다.
도 31은, 실시 형태 6에 따른 클라이언트 장치에 의한 삼차원 데이터 작성 처리의 플로차트이다.
도 32는, 실시 형태 6에 따른 클라이언트 장치에 의한 센서 정보 송신 처리의 플로차트이다.
도 33은, 실시 형태 6에 따른 서버에 의한 삼차원 데이터 작성 처리의 플로차트이다.
도 34는, 실시 형태 6에 따른 서버에 의한 삼차원 맵 송신 처리의 플로차트이다.
도 35는, 실시 형태 6에 따른 시스템의 변형예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 36은, 실시 형태 6에 따른 서버 및 클라이언트 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 37은, 실시 형태 7에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 블록도이다.
도 38은, 실시 형태 7에 따른 예측 잔차의 예를 나타낸 도면이다.
도 39는, 실시 형태 7에 따른 볼륨의 예를 나타낸 도면이다.
도 40은, 실시 형태 7에 따른 볼륨의 8진 트리 표현의 예를 나타낸 도면이다.
도 41은, 실시 형태 7에 따른 볼륨의 비트열의 예를 나타낸 도면이다.
도 42는, 실시 형태 7에 따른 볼륨의 8진 트리 표현의 예를 나타낸 도면이다.
도 43은, 실시 형태 7에 따른 볼륨의 예를 나타낸 도면이다.
도 44는, 실시 형태 7에 따른 인트라 예측 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 45는, 실시 형태 7에 따른 회전 및 병진 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 46은, 실시 형태 7에 따른 RT 적용 플래그 및 RT 정보의 신택스예를 나타낸 도면이다.
도 47은, 실시 형태 7에 따른 인터 예측 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 48은, 실시 형태 7에 따른 삼차원 데이터 복호 장치의 블록도이다.
도 49는, 실시 형태 7에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치에 의한 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
도 50은, 실시 형태 7에 따른 삼차원 데이터 복호 장치에 의한 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
도 51은, 실시 형태 8에 따른 트리 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 52는, 실시 형태 8에 따른 어큐펀시 부호의 일례를 나타내는 도면이다.
도 53은, 실시 형태 8에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 54는, 실시 형태 8에 따른 기하 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 55는, 실시 형태 8에 따른 기하 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택예를 나타내는 도면이다.
도 56은, 실시 형태 8에 따른 구조 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택예를 나타내는 도면이다.
도 57은, 실시 형태 8에 따른 속성 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택예를 나타내는 도면이다.
도 58은, 실시 형태 8에 따른 속성 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택예를 나타내는 도면이다.
도 59는, 실시 형태 8에 따른 비트 스트림의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 60은, 실시 형태 8에 따른 부호화 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 61은, 실시 형태 8에 따른 부호화 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 62는, 실시 형태 8에 따른 비트 스트림의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 63은, 실시 형태 8에 따른 부호화 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 64는, 실시 형태 8에 따른 부호화 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 65는, 실시 형태 8에 따른 어큐펀시 부호의 비트 번호의 일례를 나타내는 도면이다.
도 66은, 실시 형태 8에 따른 기하 정보를 이용한 부호화 처리의 플로차트이다.
도 67은, 실시 형태 8에 따른 기하 정보를 이용한 복호 처리의 플로차트이다.
도 68은, 실시 형태 8에 따른 구조 정보를 이용한 부호화 처리의 플로차트이다.
도 69는, 실시 형태 8에 따른 구조 정보를 이용한 복호 처리의 플로차트이다.
도 70은, 실시 형태 8에 따른 속성 정보를 이용한 부호화 처리의 플로차트이다.
도 71은, 실시 형태 8에 따른 속성 정보를 이용한 복호 처리의 플로차트이다.
도 72는, 실시 형태 8에 따른 기하 정보를 이용한 부호화 테이블 선택 처리의 플로차트이다.
도 73은, 실시 형태 8에 따른 구조 정보를 이용한 부호화 테이블 선택 처리의 플로차트이다.
도 74는, 실시 형태 8에 따른 속성 정보를 이용한 부호화 테이블 선택 처리의 플로차트이다.
도 75는, 실시 형태 8에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 블럭도이다.
도 76은, 실시 형태 8에 따른 삼차원 데이터 복호 장치의 블럭도이다.
도 77은, 실시 형태 9에 따른 8진 트리 구조에 있어서의 참조 관계를 나타내는 도면이다.
도 78은, 실시 형태 9에 따른 공간 영역에 있어서의 참조 관계를 나타내는 도면이다.
도 79는, 실시 형태 9에 따른 인접 참조 노드의 예를 나타내는 도면이다.
도 80은, 실시 형태 9에 따른 부모 노드와 노드의 관계를 나타내는 도면이다.
도 81은, 실시 형태 9에 따른 부모 노드의 어큐펀시 부호의 예를 나타내는 도면이다.
도 82는, 실시 형태 9에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 블럭도이다.
도 83은, 실시 형태 9에 따른 삼차원 데이터 복호 장치의 블럭도이다.
도 84는, 실시 형태 9에 따른 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
도 85는, 실시 형태 9에 따른 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
도 86은, 실시 형태 9에 따른 부호화 테이블의 전환예를 나타내는 도면이다.
도 87은, 실시 형태 9의 변형예 1에 따른 공간 영역에 있어서의 참조 관계를 나타내는 도면이다.
도 88은, 실시 형태 9의 변형예 1에 따른 헤더 정보의 신택스예를 나타내는 도면이다.
도 89는, 실시 형태 9의 변형예 1에 따른 헤더 정보의 신택스예를 나타내는 도면이다.
도 90은, 실시 형태 9의 변형예 2에 따른 인접 참조 노드의 예를 나타내는 도면이다.
도 91은, 실시 형태 9의 변형예 2에 따른 대상 노드 및 인접 노드의 예를 나타내는 도면이다.
도 92는, 실시 형태 9의 변형예 3에 따른 8진 트리 구조에 있어서의 참조 관계를 나타내는 도면이다.
도 93은, 실시 형태 9의 변형예 3에 따른 공간 영역에 있어서의 참조 관계를 나타내는 도면이다.
도 94는, 실시 형태 10에 따른 평행 이동의 예를 나타내는 도면이다.
도 95는, 실시 형태 10에 따른 회전의 예를 나타내는 도면이다.
도 96은, 실시 형태 10에 따른 수평 또는 수직의 예를 나타내는 도면이다.
도 97은, 실시 형태 10에 따른 인접면의 예를 나타내는 도면이다.
도 98은, 실시 형태 10에 따른 평행 이동의 예를 나타내는 도면이다.
도 99는, 실시 형태 10에 따른 x축 회전의 예를 나타내는 도면이다.
도 100은, 실시 형태 10에 따른 y축 회전의 예를 나타내는 도면이다.
도 101은, 실시 형태 10에 따른 z축 회전의 예를 나타내는 도면이다.
도 102는, 실시 형태 10에 따른 수평 또는 수직의 예를 나타내는 도면이다.
도 103은, 실시 형태 10에 따른 인접면의 예를 나타내는 도면이다.
도 104는, 실시 형태 10에 따른 인접 점유 패턴의 그룹화의 예를 나타내는 도면이다.
도 105는, 실시 형태 10에 따른 인접 점유 패턴의 그룹화의 예를 나타내는 도면이다.
도 106은, 실시 형태 10에 따른 변환 테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 107은, 실시 형태 10에 따른 변환 테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 108은, 실시 형태 10에 따른 매핑 처리의 개요를 나타내는 도면이다.
도 109는, 실시 형태 10에 따른 매핑 처리의 개요를 나타내는 도면이다.
도 110은, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 블럭도이다.
도 111은, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 복호 장치의 블럭도이다.
도 112는, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
도 113은, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
도 114는, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
도 115는, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
도 116은, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
도 117은, 실시 형태 10에 따른 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
도 118은, 실시 형태 11에 따른 인접 점유 패턴의 그룹화의 예를 나타내는 도면이다.
도 119는, 실시 형태 11에 따른 부호화 테이블 전환 처리의 플로차트이다.
도 120은, 실시 형태 11에 따른 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
도 121은, 실시 형태 11에 따른 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
도 122는, 실시 형태 12에 따른 장황한 부호화 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 123은, 실시 형태 12에 따른 정적 및 동적인 부호화 테이블을 나타내는 도면이다.
도 124는, 실시 형태 12에 따른 대상 노드의 예를 나타내는 도면이다.
도 125는, 실시 형태 12에 따른 케이스 1에 있어서의 동작을 나타내는 도면이다.
도 126은, 실시 형태 12에 따른 케이스 2에 있어서의 동작을 나타내는 도면이다.
도 127은, 실시 형태 12에 따른 인접 노드의 예를 나타내는 도면이다.
도 128은, 실시 형태 12에 따른 장황한 테이블의 수의 구체적인 예를 나타내는 도면이다.
도 129는, 실시 형태 12에 따른 장황한 테이블의 수의 구체적인 예를 나타내는 도면이다.
도 130은, 실시 형태 12에 따른 장황한 테이블의 구체적인 예를 나타내는 도면이다.
도 131은, 실시 형태 12에 따른 장황한 테이블의 구체적인 예를 나타내는 도면이다.
도 132는, 실시 형태 12에 따른 장황한 테이블의 삭제하지 않는 동작을 나타내는 도면이다.
도 133은, 실시 형태 12에 따른 장황한 테이블을 삭제한 부호화 테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 134는, 실시 형태 12에 따른 장황한 테이블을 삭제한 경우의 부호화 테이블의 수의 예를 나타내는 도면이다.
도 135는, 실시 형태 12에 따른 동적인 사이즈의 부호화 테이블의 생성 처리를 나타내는 도면이다.
도 136은, 실시 형태 12에 따른 테이블의 사이즈의 예를 나타내는 도면이다.
도 137은, 실시 형태 12에 따른 동적인 사이즈의 부호화 테이블의 생성 처리의 플로차트이다.
도 138은, 실시 형태 12에 따른 테이블의 사이즈의 예를 나타내는 도면이다.
도 139는, 실시 형태 12에 따른 부호화 테이블 전환 처리의 플로차트이다.
본 개시의 일 양태에 따른 삼차원 데이터 부호화 방법은, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 부호화에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 부호화하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화한다.
이에 의하면, 부호화 테이블의 수를 삭감할 수 있으므로 처리량을 저감할 수 있다. 또한, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부에 따라, 부호화 테이블의 수를 변경함으로써, 적절히 부호화 테이블을 설정할 수 있으므로, 부호화 효율의 저감을 억제하면서 처리량을 저감할 수 있다.
예를 들면, 상기 N개는 상기 M개보다 많아도 된다.
예를 들면, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, 상기 인접 노드의 점유 상태를 나타내는, 상기 M개보다 많은 L개의 점유 패턴과, 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블을 참조하여, 상기 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택해도 된다.
예를 들면, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, (i) 상기 인접 노드의 점유 상태를 나타내는 L개의 점유 패턴과, 상기 L개보다 적은 I개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제1 대응 테이블과, (ii) 상기 I개의 부호화 테이블과, 상기 I개보다 적은 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제2 대응 테이블을 참조하여, 상기 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택해도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수평인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수직인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수평인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수직인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
본 개시의 일 양태에 따른 삼차원 데이터 복호 방법은, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 복호에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 복호하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호한다.
이에 의하면, 부호화 테이블의 수를 삭감할 수 있으므로 처리량을 저감할 수 있다. 또한, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부에 따라, 부호화 테이블의 수를 변경함으로써, 적절히 부호화 테이블을 설정할 수 있으므로, 부호화 효율의 저감을 억제하면서 처리량을 저감할 수 있다.
예를 들면, 상기 N개는 상기 M개보다 많아도 된다.
예를 들면, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, 인접 노드의 점유 상태를 나타내는, 상기 M개보다 많은 L개의 점유 패턴과, 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블을 참조하여, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택해도 된다.
예를 들면, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, (i) 인접 노드의 점유 상태를 나타내는 L개의 점유 패턴과, 상기 L개보다 적은 I개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제1 대응 테이블과, (ii) 상기 I개의 부호화 테이블과, 상기 I개보다 적은 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제2 대응 테이블을 참조하여, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택해도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수평인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수직인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수평인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
예를 들면, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고, 상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수직인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되어도 된다.
또한, 본 개시의 일 양태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치는, 속성 정보를 갖는 복수의 삼차원점을 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 장치로서, 프로세서와 메모리를 구비하고, 상기 프로세서는, 상기 메모리를 이용하여, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 부호화에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 부호화하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화해도 된다.
이에 의하면, 부호화 테이블의 수를 삭감할 수 있으므로 처리량을 저감할 수 있다. 또한, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부에 따라, 부호화 테이블의 수를 변경함으로써, 적절히 부호화 테이블을 설정할 수 있으므로, 부호화 효율의 저감을 억제하면서 처리량을 저감할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치는, 속성 정보를 갖는 복수의 삼차원점을 복호하는 삼차원 데이터 복호 장치로서, 프로세서와 메모리를 구비하고, 상기 프로세서는, 상기 메모리를 이용하여, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 복호에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 복호하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호하고, 상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호한다.
이에 의하면, 부호화 테이블의 수를 삭감할 수 있으므로 처리량을 저감할 수 있다. 또한, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부에 따라, 부호화 테이블의 수를 변경함으로써, 적절히 부호화 테이블을 설정할 수 있으므로, 부호화 효율의 저감을 억제하면서 처리량을 저감할 수 있다.
또한, 이들 포괄적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적회로, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의인 조합으로 실현되어도 된다.
이하, 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는, 모두 본 개시의 한 구체예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태에서 나타내어지는 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.
(실시 형태 1)
우선, 본 실시 형태에 따른 부호화 삼차원 데이터(이하, 부호화 데이터라고도 기재한다)의 데이터 구조에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 부호화 삼차원 데이터의 구성을 나타낸 도면이다.
본 실시 형태에서는, 삼차원 공간은, 동화상의 부호화에 있어서의 픽처에 상당하는 이용(SPC)로 분할되고, 이용를 단위로서 삼차원 데이터가 부호화된다. 이용는, 또한, 동화상 부호화에 있어서의 매크로 블록 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 기재한다)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.
이용는, 동화상의 부호화와 마찬가지로, 단독으로 복호 가능한 인트라·이용(I-SPC), 단방향의 참조만 가능한 프리딕티브·이용(P-SPC), 및, 양방향의 참조가 가능한 바이디렉셔널·이용(B-SPC)를 포함하는 적어도 3개의 예측 구조 중 어느 하나로 분류된다. 또, 이용는 복호 시각과 표시 시각의 2종류의 시각 정보를 갖는다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수의 이용를 포함하는 처리 단위로서, 랜덤 액세스 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 기재한다. 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 나타낸 도면이다. 도 3은 레이어 사이의 예측 구조의 일례를 나타낸 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 기재한다)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 전환해도 된다.
또, 도 3에 나타낸 구성에 있어서, 부호화 장치 또는 복호 장치는, 복수의 레이어를 하층(레이어 1)으로부터 차례로 부호화 또는 복호한다. 이에 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 러프하게 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 등의 동적인 오브젝트(이후, 동적 오브젝트라고 부른다)가 존재한다. 오브젝트의 검출은, 포인트 클라우드의 데이터, 또는, 스테레오 카메라 등의 카메라 영상 등으로부터 특징점을 추출하거나 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 오브젝트를 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 대해, 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. 이에 의해, GOS 단위로 중첩 처리를 행할 수 있다.
동적 오브젝트를 구성하는 P-SPC 또는 B-SPC는, 부호화가 완료된 상이한 GOS에 포함되는 SPC를 참조해도 된다. 동적 오브젝트의 위치가 시간적으로 변화하고, 동일한 동적 오브젝트가 상이한 시각의 GOS로서 부호화되는 케이스에서는, GOS에 걸쳐 있는 참조가 압축율의 관점에서 유효해진다.
또, 부호화 데이터의 용도에 따라, 상기의 제1 방법과 제2 방법을 전환해도 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 따라 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 설정함으로써, 공간적으로 인접하는 GOS가 부호화 데이터 내에서 연속하도록 부호화를 행할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 나타낸 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, 도시부인지의 여부, 또는, 실내인지 바깥인지 등에 따라 전환되어도 된다. 즉, GOS의 사이즈는, 정보로서의 가치가 있는 오브젝트의 양 또는 성질에 따라 전환되어도 된다. 혹은, 부호화 장치는, 동일 월드 내에 있어서, 오브젝트의 밀도 등에 따라, GOS의 사이즈, 또는, GOS 내의 I-SPC의 간격을 적응적으로 전환해도 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 액세스를 실현하기 위해, GOS가 세분화되어 있다. 또한, 7번째부터 10번째의 GOS는, 각각, 3번째부터 6번째의 GOS의 안쪽에 존재한다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 구성 및 동작의 흐름을 설명한다. 도 6은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(100)의 블록도이다. 도 7은, 삼차원 데이터 부호화 장치(100)의 동작예를 나타낸 플로차트이다.
도 6에 나타낸 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 나타낸 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, 상술한 GOS 및 SPC 등이다. 또, 이 부호화 대상의 영역은, 예를 들어, 상술한 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, 여기서는, 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 액세스 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 다른 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 따른 삼차원 데이터 복호 장치의 구성 및 동작의 흐름을 설명한다. 도 8은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(200)의 블록의 블록도이다. 도 9는, 삼차원 데이터 복호 장치(200)의 동작예를 나타낸 플로차트이다.
도 8에 나타낸 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 액세스 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 액세스용의 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 액세스에서는, 지정한 시각의 근방이 되는 랜덤 액세스 단위의 선두 프레임으로부터 복호를 개시하고 있었다. 한편, 월드에 있어서는, 시각에 추가하여, 공간(좌표 또는 오브젝트 등)에 대한 랜덤 액세스가 상정된다.
그래서, 적어도 좌표, 오브젝트, 및 시각의 3개의 요소로의 랜덤 액세스를 실현하기 위해, 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 나타낸 도면이다. 또한, 도 10에 나타낸 모든 테이블이 이용될 필요는 없고, 적어도 하나의 테이블이 이용되면 된다.
이하, 일례로서, 좌표를 기점으로 하는 랜덤 액세스에 대해 설명한다. 좌표(x2, y2, z2)에 액세스할 때에는, 우선, 좌표-GOS 테이블을 참조하여, 좌표가 (x2, y2, z2)인 지점은 2번째의 GOS에 포함되는 것을 알 수 있다. 다음으로, GOS 어드레스 테이블을 참조하여, 2번째의 GOS에 있어서의 선두의 I-SPC의 어드레스가 addr(2)인 것을 알 수 있기 때문에, 복호부(204)는, 이 어드레스로부터 데이터를 취득하여 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 걸쳐 있는 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 서로 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 부호화 시에 삼차원의 포인트 클라우드 등으로부터 오브젝트에 특유의 특징점을 추출하고, 당해 특징점에 의거하여 오브젝트를 검출하며, 검출한 오브젝트를 랜덤 액세스 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 액세스용의 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 복호 시에 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 교외용, 또는, 비행 물체용의 프로파일이 규정되고, 각각에 있어서 월드, SPC 또는 VLM의 최대 또는 최소 사이즈 등이 정의된다. 예를 들어, 시가지용에서는, 교외용보다 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 주행 시에 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. 이에 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 전환해도 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. 이에 의해, 복호 장치는, 동적 오브젝트와 적색 테두리 또는 설명용의 문자 등을 함께 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 대해, 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 따라 결정해도 된다. 예를 들어, 부호화 장치는, VXL 또는 VLM이 조밀할수록 양자화 단계를 작게 설정한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 부호화 장치 또는 복호 장치는, 좌표 정보를 갖는 이용 단위로 공간의 부호화 또는 복호를 행한다.
또, 부호화 장치 및 복호 장치는, 이용 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 이용를 특정하며, 당해 볼륨 또는 복셀을 포함하는 이용, 또는 특정된 이용를 복호한다.
또, 부호화 장치는, 특징점 추출 또는 오브젝트 인식에 의해, 요소에 의해 선택 가능한 볼륨, 복셀 또는 이용를 판정하고, 랜덤 액세스 가능한 볼륨, 복셀 또는 이용로서 부호화한다.
이용는, 당해 스페이스 단체로 부호화 또는 복호 가능한 I-SPC와, 임의의 한 개의 처리가 완료된 스페이스를 참조하여 부호화 또는 복호되는 P-SPC와, 임의의 두 개의 처리가 완료된 스페이스를 참조하여 부호화 또는 복호되는 B-SPC의 3종류의 타입으로 분류된다.
1 이상의 볼륨이, 정적 오브젝트 또는 동적인 오브젝트에 대응한다. 정적 오브젝트를 포함하는 스페이스와 동적 오브젝트를 포함하는 스페이스는 서로 상이한 GOS로서 부호화 또는 복호된다. 즉, 정적 오브젝트를 포함하는 SPC와, 동적 오브젝트를 포함하는 SPC가 상이한 GOS에 할당된다.
동적 오브젝트는 오브젝트마다 부호화 또는 복호되고, 정적 오브젝트를 포함하는 1 이상의 스페이스에 대응지어진다. 즉, 복수의 동적 오브젝트는 개별적으로 부호화되고, 얻어진 복수의 동적 오브젝트의 부호화 데이터는, 정적 오브젝트를 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 액세스 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 완료된 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 완료된 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 1방향으로 레이어 구조를 갖고, 부호화 장치 및 복호 장치는, 하위 레이어로부터 부호화 또는 복호를 행한다. 예를 들어, 랜덤 액세스 가능한 GOS는 최하위 레이어에 속한다. 상위 레이어에 속하는 GOS는 동일 레이어 이하에 속하는 GOS를 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 데이터로서 기입하거나 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 방향으로 레이어 구조를 갖는 GOS를 부호화한다. 또, 복호 장치는, 배율 또는 용도에 따라 설정된 월드의 어느 1방향으로 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.
(실시 형태 2)
포인트 클라우드의 부호화 데이터를 실제의 장치 또는 서비스에 있어서 사용할 때에는, 네트워크 대역을 억제하기 위해 용도에 따라 필요한 정보를 송수신하는 것이 바람직하다. 그러나, 지금까지, 삼차원 데이터의 부호화 구조에는 그러한 기능이 존재하지 않으며, 그를 위한 부호화 방법도 존재하지 않았다.
본 실시 형태에서는, 삼차원의 포인트 클라우드의 부호화 데이터에 있어서 용도에 따라 필요한 정보만을 송수신하는 기능을 제공하기 위한 삼차원 데이터 부호화 방법 및 삼차원 데이터 부호화 장치, 및, 당해 부호화 데이터를 복호하는 삼차원 데이터 복호 방법 및 삼차원 데이터 복호 장치에 대해 설명한다.
특징량을 일정 이상 갖는 복셀(VXL)을 특징 복셀(FVXL)이라고 정의하고, FVXL로 구성되는 월드(WLD)를 스파스 월드(SWLD)라고 정의한다. 도 11은, 스파스 월드 및 월드의 구성예를 나타낸 도면이다. SWLD에는, FVXL로 구성되는 GOS인 FGOS와, FVXL로 구성되는 SPC인 FSPC와, FVXL로 구성되는 VLM인 FVLM이 포함된다. FGOS, FSPC 및 FVLM의 데이터 구조 및 예측 구조는 GOS, SPC 및 VLM과 동일해도 상관없다.
특징량이란, VXL의 삼차원 위치 정보, 또는 VXL 위치의 가시광 정보를 표현하는 특징량이며, 특히 입체물의 코너 및 에지 등에서 많이 검출되는 특징량이다. 구체적으로는, 이 특징량은, 하기와 같은 삼차원 특징량 또는 가시광의 특징량이지만, 그 외, VXL의 위치, 휘도, 또는 색 정보 등을 나타내는 특징량이면, 어떠한 것이어도 상관없다.
삼차원 특징량으로서, SHOT 특징량(Signature of Histograms of OrienTations), PFH 특징량(Point Feature Histograms), 또는 PPF 특징량(Point Pair Feature)이 이용된다.
SHOT 특징량은, VXL 주변을 분할하여, 기준점과 분할된 영역의 법선 벡터의 내적을 계산하여 히스토그램화함으로써 얻어진다. 이 SHOT 특징량은, 차원수가 높고, 특징 표현력이 높다는 특징을 갖는다.
PFH 특징량은, VXL 근방의 다수의 2점 세트를 선택하고, 그 2점으로부터 법선 벡터 등을 산출하여 히스토그램화함으로써 얻어진다. 이 PFH 특징량은, 히스토그램 특징이므로, 다소의 외란에 대해 로버스트성을 가지며, 특징 표현력도 높다는 특징을 갖는다.
PPF 특징량은, 2점의 VXL마다 법선 벡터 등을 이용하여 산출되는 특징량이다. 이 PPF 특징량에는, 전 VXL이 이용되므로, 오클루전에 대해 로버스트성을 갖는다.
또, 가시광의 특징량으로서, 화상의 휘도 구배 정보 등의 정보를 이용한 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform), SURF(Speeded Up Robust Features), 또는 HOG(Histogram of Oriented Gradients) 등을 이용할 수 있다.
SWLD는, WLD의 각 VXL로부터 상기 특징량을 산출하여, FVXL을 추출함으로써 생성된다. 여기서, SWLD는 WLD가 갱신될 때마다 갱신해도 상관없고, WLD의 갱신 타이밍에 상관없이, 일정 시간 경과 후에 정기적으로 갱신하도록 해도 상관없다.
SWLD는 특징량마다 생성해도 상관없다. 예를 들어, SHOT 특징량에 의거한 SWLD1과 SIFT 특징량에 의거한 SWLD2와 같이, 특징량마다 각기 다른 SWLD가 생성되고, 용도에 따라 SWLD를 구분하여 이용하도록 해도 상관없다. 또, 산출한 각 FVXL의 특징량을 특징량 정보로서 각 FVXL에 유지하도록 해도 상관없다.
다음으로, 스파스 월드(SWLD)의 이용 방법에 대해 설명한다. SWLD는 특징 복셀(FVXL)만을 포함하므로, 모든 VXL을 포함하는 WLD에 비해 일반적으로 데이터 사이즈가 작다.
특징량을 이용하여 어떠한 목적을 완수하는 어플리케이션에 있어서는, WLD를 대신하여 SWLD의 정보를 이용함으로써, 하드디스크로부터의 독출 시간, 및 네트워크 전송 시의 대역 및 전송 시간을 억제할 수 있다. 예를 들어, 지도 정보로서, WLD와 SWLD를 서버에 유지해 두고, 클라이언트로부터의 요망에 따라, 송신하는 지도 정보를 WLD 또는 SWLD로 전환함으로써, 네트워크 대역 및 전송 시간을 억제할 수 있다. 이하, 구체적인 예를 나타낸다.
도 12 및 도 13은, SWLD 및 WLD의 이용예를 나타낸 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 차재 장치인 클라이언트(1)가 자기 위치 판정 용도로서 지도 정보를 필요한 경우는, 클라이언트(1)는 서버에 자기 위치 추정용의 지도 데이터의 취득 요망을 보낸다(S301). 서버는, 당해 취득 요망에 따라 SWLD를 클라이언트(1)에 송신한다(S302). 클라이언트(1)는, 수신한 SWLD를 이용하여 자기 위치 판정을 행한다(S303). 이때, 클라이언트(1)는 레인지 파인더 등의 거리 센서, 스테레오 카메라, 또는 복수의 단안 카메라의 조합 등의 여러 가지 방법으로 클라이언트(1) 주변의 VXL 정보를 취득하여, 얻어진 VXL 정보와 SWLD로부터 자기 위치 정보를 추정한다. 여기서 자기 위치 정보는, 클라이언트(1)의 삼차원 위치 정보 및 방향 등을 포함한다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 차재 장치인 클라이언트(2)가 삼차원 지도 등의 지도 묘화의 용도로서 지도 정보가 필요한 경우는, 클라이언트(2)는 서버에 지도 묘화용의 지도 데이터의 취득 요망을 보낸다(S311). 서버는, 당해 취득 요망에 따라 WLD를 클라이언트(2)에 송신한다(S312). 클라이언트(2)는, 수신한 WLD를 이용하여 지도 묘화를 행한다(S313). 이때, 클라이언트(2)는, 예를 들어, 자기가 가시광 카메라 등으로 촬영한 화상과, 서버로부터 취득한 WLD를 이용하여 렌더링 화상을 작성하고, 작성한 화상을 카 내비게이션 등의 화면에 묘화한다.
상기와 같이, 서버는, 자기 위치 추정과 같은 각 VXL의 특징량을 주로 필요로 하는 용도에서는 SWLD를 클라이언트에 송신하고, 지도 묘화와 같이 상세한 VXL 정보가 필요한 경우는 WLD를 클라이언트에 송신한다. 이에 의해, 지도 데이터를 효율적으로 송수신하는 것이 가능해진다.
또한, 클라이언트는, 스스로 SWLD와 WLD 중 어느 쪽이 필요한지를 판단하여, 서버에 SWLD 또는 WLD의 송신을 요구해도 상관없다. 또, 서버는, 클라이언트 또는 네트워크의 상황에 맞추어, SWLD나 WLD 중 어느 쪽을 송신해야 할지를 판단해도 상관없다.
다음으로, 스파스 월드(SWLD)와 월드(WLD)의 송수신을 전환하는 방법을 설명한다.
네트워크 대역에 따라 WLD 또는 SWLD를 수신할지를 전환하도록 해도 된다. 도 14는, 이 경우의 동작예를 나타낸 도면이다. 예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 환경하 등의 사용할 수 있는 네트워크 대역이 한정되어 있는 저속 네트워크가 이용되고 있는 경우에는, 클라이언트는, 저속 네트워크 경유로 서버에 액세스하여(S321), 서버로부터 지도 정보로서 SWLD를 취득한다(S322). 한편, Wi-Fi(등록상표) 환경하 등의 네트워크 대역에 여유가 있는 고속 네트워크가 이용되고 있는 경우에는, 클라이언트는, 고속 네트워크 경유로 서버에 액세스하여(S323), 서버로부터 WLD를 취득한다(S324). 이에 의해, 클라이언트는, 당해 클라이언트의 네트워크 대역에 따라 적절한 지도 정보를 취득할 수 있다.
구체적으로는, 클라이언트는, 옥외에서는 LTE 경유로 SWLD를 수신하고, 시설 등의 옥내에 들어간 경우는 Wi-Fi(등록상표) 경유로 WLD를 취득한다. 이에 의해, 클라이언트는, 옥내의 보다 상세한 지도 정보를 취득하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 클라이언트는, 자신이 이용하는 네트워크의 대역에 따라 서버에 WLD 또는 SWLD를 요구해도 된다. 또는, 클라이언트는, 자신이 이용하는 네트워크의 대역을 나타내는 정보를 서버에 송신하고, 서버는 당해 정보에 따라 당해 클라이언트에 적합한 데이터(WLD 또는 SWLD)를 송신해도 된다. 또는, 서버는, 클라이언트의 네트워크 대역을 판별하여, 당해 클라이언트에 적합한 데이터(WLD 또는 SWLD)를 송신해도 된다.
또, 이동 속도에 따라 WLD 또는 SWLD를 수신할지를 전환하도록 해도 된다. 도 15는, 이 경우의 동작예를 나타낸 도면이다. 예를 들어, 클라이언트가 고속 이동을 하고 있는 경우는(S331), 클라이언트는 SWLD를 서버로부터 수신한다(S332). 한편, 클라이언트가 저속 이동을 하고 있는 경우는(S333), 클라이언트는 WLD를 서버로부터 수신한다(S334). 이에 의해, 클라이언트는, 네트워크 대역을 억제하면서, 속도에 맞는 지도 정보를 취득할 수 있다. 구체적으로는, 클라이언트는, 고속 도로를 주행 중에는 데이터량이 적은 SWLD를 수신함으로써, 대략의 지도 정보를 적절한 속도로 갱신할 수 있다. 한편, 클라이언트는, 일반 도로를 주행 중에는 WLD를 수신함으로써, 보다 상세한 지도 정보를 취득하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 클라이언트는, 자신의 이동 속도에 따라 서버에 WLD 또는 SWLD를 요구해도 된다. 또는, 클라이언트는, 자신의 이동 속도를 나타내는 정보를 서버에 송신하고, 서버는 당해 정보에 따라 당해 클라이언트에 적합한 데이터(WLD 또는 SWLD)를 송신해도 된다. 또는, 서버는, 클라이언트의 이동 속도를 판별하여, 당해 클라이언트에 적합한 데이터(WLD 또는 SWLD)를 송신해도 된다.
또, 클라이언트는, 처음에 SWLD를 서버로부터 취득하고, 그 중에서 중요한 영역의 WLD를 취득해도 상관없다. 예를 들어, 클라이언트는, 지도 데이터를 취득할 때에, 처음에 대략의 지도 정보를 SWLD로 취득하고, 거기에서부터 건물, 표지, 또는 인물 등의 특징이 많이 출현하는 영역을 좁혀, 좁힌 영역의 WLD를 나중에 취득한다. 이에 의해, 클라이언트는, 서버로부터의 수신 데이터량을 억제하면서, 필요한 영역의 상세한 정보를 취득하는 것이 가능해진다.
또, 서버는, WLD로부터 물체마다 각기 다른 SWLD를 작성하고, 클라이언트는, 용도에 맞춰, 각각을 수신해도 된다. 이에 의해, 네트워크 대역을 억제할 수 있다. 예를 들어, 서버는, WLD로부터 미리 사람 또는 차를 인식하여, 사람의 SWLD와 차의 SWLD를 작성한다. 클라이언트는, 주위 사람의 정보를 취득하고 싶은 경우에는 사람의 SWLD를, 차의 정보를 취득하고 싶은 경우에는 차의 SWLD를 수신한다. 또, 이러한 SWLD의 종류는 헤더 등에 부가된 정보(플래그 또는 타입 등)에 따라 구별하도록 해도 상관없다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(예를 들어 서버)의 구성 및 동작의 흐름을 설명한다. 도 16은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(400)의 블록도이다. 도 17은, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)에 의한 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
도 16에 나타낸 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 입력 삼차원 데이터(411)를 부호화함으로써 부호화 스트림인 부호화 삼차원 데이터(413 및 414)를 생성한다. 여기서, 부호화 삼차원 데이터(413)는 WLD에 대응하는 부호화 삼차원 데이터이며, 부호화 삼차원 데이터(414)는 SWLD에 대응하는 부호화 삼차원 데이터이다. 이 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 취득부(401)와, 부호화 영역 결정부(402)와, SWLD 추출부(403)와, WLD 부호화부(404)와, SWLD 부호화부(405)를 구비한다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 우선, 취득부(401)는, 삼차원 공간 내의 점군 데이터인 입력 삼차원 데이터(411)를 취득한다(S401).
다음으로, 부호화 영역 결정부(402)는, 점군 데이터가 존재하는 공간 영역에 의거하여, 부호화 대상의 공간 영역을 결정한다(S402).
다음으로, SWLD 추출부(403)는, 부호화 대상의 공간 영역을 WLD라고 정의하고, WLD에 포함되는 각 VXL로부터 특징량을 산출한다. 그리고, SWLD 추출부(403)는, 특징량이 미리 정해진 역치 이상인 VXL를 추출하여, 추출한 VXL을 FVXL이라고 정의하고, 당해 FVXL을 SWLD에 추가함으로써, 추출 삼차원 데이터(412)를 생성한다(S403). 즉, 입력 삼차원 데이터(411)로부터 특징량이 역치 이상인 추출 삼차원 데이터(412)가 추출된다.
다음으로, WLD 부호화부(404)는, WLD에 대응하는 입력 삼차원 데이터(411)를 부호화함으로써 WLD에 대응하는 부호화 삼차원 데이터(413)를 생성한다(S404). 이때, WLD 부호화부(404)는, 부호화 삼차원 데이터(413)의 헤더에, 당해 부호화 삼차원 데이터(413)가 WLD를 포함하는 스트림인 것을 구별하기 위한 정보를 부가한다.
또, SWLD 부호화부(405)는, SWLD에 대응하는 추출 삼차원 데이터(412)를 부호화함으로써 SWLD에 대응하는 부호화 삼차원 데이터(414)를 생성한다(S405). 이때, SWLD 부호화부(405)는, 부호화 삼차원 데이터(414)의 헤더에, 당해 부호화 삼차원 데이터(414)가 SWLD를 포함하는 스트림인 것을 구별하기 위한 정보를 부가한다.
또한, 부호화 삼차원 데이터(413)를 생성하는 처리와, 부호화 삼차원 데이터(414)를 생성하는 처리의 처리순은 상기와 반대여도 된다. 또, 이들 처리의 일부 또는 전부가 병렬로 행해져도 된다.
부호화 삼차원 데이터(413 및 414)의 헤더에 부여되는 정보로서, 예를 들어, 「world＿type」라는 파라미터가 정의된다. world＿type=0인 경우는 스트림이 WLD를 포함하는 것을 나타내고, world＿type=1인 경우는 스트림이 SWLD를 포함하는 것을 나타낸다. 또한 그 외의 다수의 종별을 정의하는 경우에는, world＿type=2와 같이 할당하는 수치를 늘리도록 해도 상관없다. 또, 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 한쪽에 특정의 플래그가 포함되어도 된다. 예를 들어, 부호화 삼차원 데이터(414)에, 당해 스트림이 SWLD를 포함하는 것을 포함하는 플래그가 부여되어도 된다. 이 경우, 복호 장치는, 플래그의 유무에 따라 WLD를 포함하는 스트림인지, SWLD를 포함하는 스트림인지를 판별할 수 있다.
또, WLD 부호화부(404)가 WLD를 부호화할 때에 사용하는 부호화 방법과, SWLD 부호화부(405)가 SWLD를 부호화할 때에 사용하는 부호화 방법은 달라도 된다.
예를 들어, SWLD에서는 데이터가 솎아내어져 있으므로, WLD에 비해, 주변 데이터와의 상관이 낮아질 가능성이 있다. 따라서, SWLD에 이용되는 부호화 방법에서는, WLD에 이용되는 부호화 방법보다 인트라 예측 및 인터 예측 중 인터 예측이 우선되어도 된다.
또, SWLD에 이용되는 부호화 방법과 WLD에 이용되는 부호화 방법에서는, 삼차원 위치의 표현 수법이 달라도 된다. 예를 들어, SWLD에서는, 삼차원 좌표에 의해 FVXL의 삼차원 위치를 표현하고, WLD에서는, 후술하는 8진 트리에 의해 삼차원 위치가 표현되어도 되고, 그 반대여도 된다.
또, SWLD 부호화부(405)는, SWLD의 부호화 삼차원 데이터(414)의 데이터 사이즈가 WLD의 부호화 삼차원 데이터(413)의 데이터 사이즈보다 작아지도록 부호화를 행한다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 SWLD는, WLD에 비해, 데이터간의 상관이 낮아질 가능성이 있다. 이에 의해, 부호화 효율이 내려가, 부호화 삼차원 데이터(414)의 데이터 사이즈가 WLD의 부호화 삼차원 데이터(413)의 데이터 사이즈보다 커질 가능성이 있다. 따라서, SWLD 부호화부(405)는, 얻어진 부호화 삼차원 데이터(414)의 데이터 사이즈가, WLD의 부호화 삼차원 데이터(413)의 데이터 사이즈보다 큰 경우에는, 재부호화를 행함으로써, 데이터 사이즈를 저감한 부호화 삼차원 데이터(414)를 재생성한다.
예를 들어, SWLD 추출부(403)는, 추출하는 특징점의 수를 줄인 추출 삼차원 데이터(412)를 재생성하고, SWLD 부호화부(405)는, 당해 추출 삼차원 데이터(412)를 부호화한다. 또는, SWLD 부호화부(405)에 있어서의 양자화의 정도를 보다 러프하게 해도 된다. 예를 들어, 후술하는 8진 트리 구조에 있어서, 최하층의 데이터를 라운딩함으로써, 양자화의 정도를 러프하게 할 수 있다.
또, SWLD 부호화부(405)는, SWLD의 부호화 삼차원 데이터(414)의 데이터 사이즈를 WLD의 부호화 삼차원 데이터(413)의 데이터 사이즈보다 작게 할 수 없는 경우는, SWLD의 부호화 삼차원 데이터(414)를 생성하지 않아도 된다. 또는, WLD의 부호화 삼차원 데이터(413)가 SWLD의 부호화 삼차원 데이터(414)에 카피되어도 된다. 즉, SWLD의 부호화 삼차원 데이터(414)로서 WLD의 부호화 삼차원 데이터(413)가 그대로 이용되어도 된다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(예를 들어 클라이언트)의 구성 및 동작의 흐름을 설명한다. 도 18은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(500)의 블록도이다. 도 19는, 삼차원 데이터 복호 장치(500)에 의한 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
도 18에 나타낸 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 부호화 삼차원 데이터(511)를 복호함으로써 복호 삼차원 데이터(512 또는 513)를 생성한다. 여기서, 부호화 삼차원 데이터(511)는, 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)에서 생성된 부호화 삼차원 데이터(413 또는 414)이다.
이 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 취득부(501)와, 헤더 해석부(502)와, WLD 복호부(503)와, SWLD 복호부(504)를 구비한다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 우선, 취득부(501)는, 부호화 삼차원 데이터(511)를 취득한다(S501). 다음으로, 헤더 해석부(502)는, 부호화 삼차원 데이터(511)의 헤더를 해석하여, 부호화 삼차원 데이터(511)가 WLD를 포함하는 스트림인지, SWLD를 포함하는 스트림인지를 판별한다(S502). 예를 들어, 상술한 world＿type의 파라미터가 참조되어, 판별이 행해진다.
부호화 삼차원 데이터(511)가 WLD를 포함하는 스트림인 경우(S503에서 Yes), WLD 복호부(503)는, 부호화 삼차원 데이터(511)를 복호함으로써 WLD의 복호 삼차원 데이터(512)를 생성한다(S504). 한편, 부호화 삼차원 데이터(511)가 SWLD를 포함하는 스트림인 경우(S503에서 No), SWLD 복호부(504)는, 부호화 삼차원 데이터(511)를 복호함으로써 SWLD의 복호 삼차원 데이터(513)를 생성한다(S505).
또, 부호화 장치와 마찬가지로, WLD 복호부(503)가 WLD를 복호할 때에 사용하는 복호 방법과, SWLD 복호부(504)가 SWLD를 복호할 때에 사용하는 복호 방법은 달라도 된다. 예를 들어, SWLD에 이용되는 복호 방법에서는, WLD에 이용되는 복호 방법보다 인트라 예측 및 인터 예측 중 인터 예측이 우선되어도 된다.
또, SWLD에 이용되는 복호 방법과 WLD에 이용되는 복호 방법에서는, 삼차원 위치의 표현 수법이 달라도 된다. 예를 들어, SWLD에서는, 삼차원 좌표에 의해 FVXL의 삼차원 위치를 표현하고, WLD에서는, 후술하는 8진 트리에 의해 삼차원 위치가 표현되어도 되고, 그 반대여도 된다.
다음으로, 삼차원 위치의 표현 수법인 8진 트리 표현에 대해 설명한다. 삼차원 데이터에 포함되는 VXL 데이터는 8진 트리 구조로 변환된 후, 부호화된다. 도 20은, WLD의 VXL의 일례를 나타낸 도면이다. 도 21은, 도 20에 나타낸 WLD의 8진 트리 구조를 나타낸 도면이다. 도 20에 나타낸 예에서는, 점군을 포함하는 VXL(이하, 유효 VXL)인 3개 VXL1~3이 존재한다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 8진 트리 구조는 노드와 리프로 구성된다. 각 노드는 최대로 8개의 노드 또는 리프를 갖는다. 각 리프는 VXL 정보를 갖는다. 여기서, 도 21에 나타낸 리프 중, 리프 1, 2, 3은 각각 도 20에 나타낸 VXL1, VXL2, VXL3을 나타낸다.
구체적으로는, 각 노드 및 리프는 삼차원 위치에 대응한다. 노드(1)는, 도 20에 나타낸 전체의 블록에 대응한다. 노드(1)에 대응하는 블록은 8개의 블록으로 분할되고, 8개의 블록 중, 유효 VXL을 포함하는 블록이 노드로 설정되고, 그 이외의 블록은 리프로 설정된다. 노드에 대응하는 블록은, 또한 8개의 노드 또는 리프로 분할되고, 이 처리가 트리 구조의 계층만큼 반복된다. 또, 최하층의 블록은, 모두 리프로 설정된다.
또, 도 22는, 도 20에 나타낸 WLD로부터 생성한 SWLD의 예를 나타낸 도면이다. 도 20에 나타낸 VXL1 및 VXL2는 특징량 추출의 결과, FVXL1 및 FVXL2로 판정되어, SWLD에 추가되어 있다. 한편, VXL3은 FVXL로 판정되지 않고, SWLD에 포함되어 있지 않다. 도 23은, 도 22에 나타낸 SWLD의 8진 트리 구조를 나타낸 도면이다. 도 23에 나타낸 8진 트리 구조에서는, 도 21에 나타낸, VXL3에 상당하는 리프(3)가 삭제되어 있다. 이에 의해, 도 21에 나타낸 노드(3)가 유효 VXL을 갖지 않게 되어, 리프로 변경되어 있다. 이와 같이 일반적으로 SWLD의 리프수는 WLD의 리프수보다 적어지고, SWLD의 부호화 삼차원 데이터도 WLD의 부호화 삼차원 데이터보다 작아진다.
이하, 본 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다.
예를 들어, 차재 장치 등의 클라이언트는, 자기 위치 추정을 행하는 경우에, SWLD를 서버로부터 수신하고, SWLD를 이용해 자기 위치 추정을 행하여, 장애물 검지를 행하는 경우는, 레인지 파인더 등의 거리 센서, 스테레오 카메라, 또는 복수의 단안 카메라의 조합 등의 여러 가지 방법을 이용하여 스스로 취득한 주변의 삼차원 정보에 의거하여 장애물 검지를 실시해도 된다.
또, 일반적으로 SWLD에는 평탄 영역의 VXL 데이터가 포함되기 어렵다. 그 때문에, 서버는, 정적인 장애물의 검지용으로, WLD를 서브 샘플한 서브 샘플 월드(subWLD)를 유지하고, SWLD와 subWLD를 클라이언트에 송신해도 된다. 이에 의해, 네트워크 대역을 억제하면서, 클라이언트측에서 자기 위치 추정 및 장애물 검지를 행할 수 있다.
또, 클라이언트가 삼차원 지도 데이터를 고속으로 묘화할 때에는, 지도 정보가 메시 구조인 쪽이 편리한 경우가 있다. 그래서, 서버는, WLD로부터 메시를 생성하여, 메시 월드(MWLD)로서 미리 유지해도 된다. 예를 들어 클라이언트는, 러프한 삼차원 묘화를 필요로 하고 있는 경우에는 MWLD를 수신하고, 상세한 삼차원 묘화를 필요로 하고 있는 경우에는 WLD를 수신한다. 이에 의해, 네트워크 대역을 억제할 수 있다.
또, 서버는, 각 VXL 중, 특징량이 역치 이상인 VXL을 FVXL로 설정하였지만, 다른 방법으로 FVXL을 산출해도 상관없다. 예를 들어, 서버는, 신호 또는 교차점 등을 구성하는 VXL, VLM, SPC, 또는 GOS를, 자기 위치 추정, 운전 어시스트, 또는 자동 운전 등에 필요한 것으로 판단하여, FVXL, FVLM, FSPC, FGOS로서 SWLD에 포함해도 상관없다. 또, 상기 판단은 수동으로 행해져도 된다. 또한, 특징량에 의거하여 설정된 FVXL 등에, 상기 방법으로 얻어진 FVXL 등을 추가해도 된다. 즉, SWLD 추출부(403)는, 또한, 입력 삼차원 데이터(411)로부터 미리 정해진 속성을 갖는 물체에 대응하는 데이터를 추출 삼차원 데이터(412)로서 추출해도 된다.
또, 그들 용도에 필요한 취지를 특징량과는 별도로 라벨링하도록 해도 상관없다. 또, 서버는, SWLD의 상위 레이어(예를 들어 레인 월드)로서, 신호 또는 교차점 등의 자기 위치 추정, 운전 어시스트, 또는 자동 운전 등에 필요한 FVXL을 별도로 유지해도 된다.
또, 서버는, WLD 내의 VXL에도 랜덤 액세스 단위 또는 소정의 단위마다 속성을 부가해도 된다. 속성은, 예를 들어, 자기 위치 추정에 필요 혹은 불필요한지를 나타내는 정보, 또는, 신호 혹은 교차점 등의 교통 정보로서 중요한지의 여부 등을 나타내는 정보를 포함한다. 또, 속성은, 레인 정보(GDF : Geographic Data Files 등)에 있어서의 Feature(교차점 또는 도로 등)와의 대응 관계를 포함해도 된다.
또, WLD 또는 SWLD의 갱신 방법으로서 하기와 같은 방법을 이용해도 상관없다.
사람, 공사, 또는 가로수(트랙용)의 변화 등을 나타내는 갱신 정보가 점군 또는 메타데이터로서 서버에 업로드된다. 서버는, 당해 업로드에 의거하여, WLD를 갱신하고, 그 후, 갱신한 WLD를 이용하여 SWLD를 갱신한다.
또, 클라이언트는, 자기 위치 추정 시에 자신이 생성한 삼차원 정보와 서버로부터 수신한 삼차원 정보의 부정합을 검지한 경우, 자신이 생성한 삼차원 정보를 갱신 통지와 함께 서버에 송신해도 된다. 이 경우, 서버는, WLD를 이용하여 SWLD를 갱신한다. SWLD가 갱신되지 않는 경우, 서버는, WLD 자체가 오래되었다고 판단한다.
또, 부호화 스트림의 헤더 정보로서, WLD인지 SWLD인지를 구별하는 정보가 부가되는 것으로 하였지만, 예를 들어, 메시 월드 또는 레인 월드 등, 다종류의 월드가 존재하는 경우에는, 그들을 구별하는 정보가 헤더 정보로 부가되어도 상관없다. 또, 특징량이 상이한 SWLD가 다수 존재하는 경우에는, 각각을 구별하는 정보가 헤더 정보로 부가되어도 상관없다.
또, SWLD는, FVXL로 구성되는 것으로 하였지만, FVXL로 판정되지 않은 VXL을 포함해도 된다. 예를 들어, SWLD는, FVXL의 특징량을 산출할 때에 사용하는 인접 VXL을 포함해도 된다. 이에 의해, SWLD의 각 FVXL에 특징량 정보가 부가되지 않은 경우여도, 클라이언트는, SWLD를 수신했을 때에 FVXL의 특징량을 산출할 수 있다. 또한, 그때에는, SWLD는 각 VXL이 FVXL인지 VXL인지를 구별하기 위한 정보를 포함해도 된다.
이상과 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 입력 삼차원 데이터(411)( 제1 삼차원 데이터)로부터 특징량이 역치 이상인 추출 삼차원 데이터(412)(제2 삼차원 데이터)를 추출하고, 추출 삼차원 데이터(412)를 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(414)(제1 부호화 삼차원 데이터)를 생성한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 특징량이 역치 이상인 데이터를 부호화한 부호화 삼차원 데이터(414)를 생성한다. 이에 의해, 입력 삼차원 데이터(411)를 그대로 부호화하는 경우에 비해 데이터량을 삭감할 수 있다. 따라서, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 전송하는 데이터량을 삭감할 수 있다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 또한, 입력 삼차원 데이터(411)를 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(413)(제2 부호화 삼차원 데이터)를 생성한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 예를 들어, 사용 용도 등에 따라, 부호화 삼차원 데이터(413)와 부호화 삼차원 데이터(414)를 선택적으로 전송할 수 있다.
또, 추출 삼차원 데이터(412)는, 제1 부호화 방법에 의해 부호화되고, 입력 삼차원 데이터(411)는, 제1 부호화 방법과는 다른 제2 부호화 방법에 의해 부호화된다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 입력 삼차원 데이터(411)와 추출 삼차원 데이터(412)에 각각 적합한 부호화 방법을 이용할 수 있다.
또, 제1 부호화 방법에서는, 제2 부호화 방법보다 인트라 예측 및 인터 예측 중 인터 예측이 우선된다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 인접하는 데이터간의 상관이 낮아지기 쉬운 추출 삼차원 데이터(412)에 대해, 인터 예측의 우선도를 올릴 수 있다.
또, 제1 부호화 방법과 제2 부호화 방법에서는, 삼차원 위치의 표현 수법이 상이하다. 예를 들어, 제2 부호화 방법에서는, 8진 트리에 의해 삼차원 위치가 표현되고, 제1 부호화 방법에서는, 삼차원 좌표에 의해 삼차원 위치가 표현된다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 데이터수(VXL 또는 FVXL의 수)가 상이한 삼차원 데이터에 대해, 보다 적합한 삼차원 위치의 표현 수법을 이용할 수 있다.
또, 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 적어도 한쪽은, 당해 부호화 삼차원 데이터가 입력 삼차원 데이터(411)를 부호화함으로써 얻어진 부호화 삼차원 데이터인지, 입력 삼차원 데이터(411) 중 일부를 부호화함으로써 얻어진 부호화 삼차원 데이터인지를 나타내는 식별자를 포함한다. 즉, 당해 식별자는, 부호화 삼차원 데이터가 WLD의 부호화 삼차원 데이터(413)인지 SWLD의 부호화 삼차원 데이터(414)인지를 나타낸다.
이에 의하면, 복호 장치는, 취득한 부호화 삼차원 데이터가 부호화 삼차원 데이터(413)인지 부호화 삼차원 데이터(414)인지를 용이하게 판정할 수 있다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 부호화 삼차원 데이터(414)의 데이터량이 부호화 삼차원 데이터(413)의 데이터량보다 작아지도록 추출 삼차원 데이터(412)를 부호화한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 부호화 삼차원 데이터(414)의 데이터량을 부호화 삼차원 데이터(413)의 데이터량보다 작게 할 수 있다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 또한, 입력 삼차원 데이터(411)로부터 미리 정해진 속성을 갖는 물체에 대응하는 데이터를 추출 삼차원 데이터(412)로서 추출한다. 예를 들어, 미리 정해진 속성을 갖는 물체란, 자기 위치 추정, 운전 어시스트, 또는 자동 운전 등에 필요한 물체이며, 신호 또는 교차점 등이다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 복호 장치에서 필요한 데이터를 포함하는 부호화 삼차원 데이터(414)를 생성할 수 있다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)(서버)는, 또한, 클라이언트의 상태에 따라, 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 한쪽을 클라이언트에 송신한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 클라이언트의 상태에 따라 적절한 데이터를 송신할 수 있다.
또, 클라이언트의 상태는, 클라이언트의 통신 상황(예를 들어 네트워크 대역), 또는 클라이언트의 이동 속도를 포함한다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 또한, 클라이언트의 요구에 따라, 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 한쪽을 클라이언트에 송신한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치(400)는, 클라이언트의 요구에 따라 적절한 데이터를 송신할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 상기 삼차원 데이터 부호화 장치(400)에 의해 생성된 부호화 삼차원 데이터(413 또는 414)를 복호한다.
즉, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 입력 삼차원 데이터(411)로부터 추출된 특징량이 역치 이상인 추출 삼차원 데이터(412)가 부호화됨으로써 얻어진 부호화 삼차원 데이터(414)를 제1 복호 방법에 의해 복호한다. 또, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 입력 삼차원 데이터(411)가 부호화됨으로써 얻어진 부호화 삼차원 데이터(413)를, 제1 복호 방법과는 상이한 제2 복호 방법에 의해 복호한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 특징량이 역치 이상인 데이터를 부호화한 부호화 삼차원 데이터(414)와, 부호화 삼차원 데이터(413)를, 예를 들어, 사용 용도 등에 따라 선택적으로 수신할 수 있다. 이에 의해, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 전송하는 데이터량을 삭감할 수 있다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 입력 삼차원 데이터(411)와 추출 삼차원 데이터(412)에 각각 적합한 복호 방법을 이용할 수 있다.
또, 제1 복호 방법에서는, 제2 복호 방법보다 인트라 예측 및 인터 예측 중 인터 예측이 우선된다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 인접하는 데이터간의 상관이 낮아지기 쉬운 추출 삼차원 데이터에 대해, 인터 예측의 우선도를 올릴 수 있다.
또, 제1 복호 방법과 제2 복호 방법에서는, 삼차원 위치의 표현 수법이 상이하다. 예를 들어, 제2 복호 방법에서는, 8진 트리에 의해 삼차원 위치가 표현되고, 제1 복호 방법에서는, 삼차원 좌표에 의해 삼차원 위치가 표현된다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 데이터수(VXL 또는 FVXL의 수)가 상이한 삼차원 데이터에 대해, 보다 적합한 삼차원 위치의 표현 수법을 이용할 수 있다.
또, 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 적어도 한쪽은, 당해 부호화 삼차원 데이터가 입력 삼차원 데이터(411)를 부호화함으로써 얻어진 부호화 삼차원 데이터인지, 입력 삼차원 데이터(411) 중 일부를 부호화함으로써 얻어진 부호화 삼차원 데이터인지를 나타내는 식별자를 포함한다. 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 당해 식별자를 참조하여, 부호화 삼차원 데이터(413 및 414)를 식별한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 취득한 부호화 삼차원 데이터가 부호화 삼차원 데이터(413)인지 부호화 삼차원 데이터(414)인지를 용이하게 판정할 수 있다.
또, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 또한, 클라이언트(삼차원 데이터 복호 장치(500))의 상태를 서버에 통지한다. 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 클라이언트의 상태에 따라, 서버로부터 송신된 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 한쪽을 수신한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 클라이언트의 상태에 따라 적절한 데이터를 수신할 수 있다.
또, 클라이언트의 상태는, 클라이언트의 통신 상황(예를 들어 네트워크 대역), 또는 클라이언트의 이동 속도를 포함한다.
또, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 또한, 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 한쪽을 서버에 요구하고, 당해 요구에 따라, 서버로부터 송신된 부호화 삼차원 데이터(413 및 414) 중 한쪽을 수신한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치(500)는, 용도에 따른 적절한 데이터를 수신할 수 있다.
(실시 형태 3)
본 실시 형태에서는, 차량 사이에서의 삼차원 데이터를 송수신하는 방법에 대해 설명한다. 예를 들어, 자차량과 주변 차량의 사이에서의 삼차원 데이터의 송수신이 행해진다.
도 24는, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 작성 장치(620)의 블록도이다. 이 삼차원 데이터 작성 장치(620)는, 예를 들어, 자차량에 포함되고, 삼차원 데이터 작성 장치(620)가 작성한 제1 삼차원 데이터(632)에, 수신한 제2 삼차원 데이터(635)를 합성함으로써, 보다 조밀한 제3 삼차원 데이터(636)를 작성한다.
이 삼차원 데이터 작성 장치(620)는, 삼차원 데이터 작성부(621)와, 요구 범위 결정부(622)와, 탐색부(623)와, 수신부(624)와, 복호부(625)와, 합성부(626)를 구비한다.
우선, 삼차원 데이터 작성부(621)는, 자차량이 구비하는 센서로 검지한 센서 정보(631)를 이용하여 제1 삼차원 데이터(632)를 작성한다. 다음으로, 요구 범위 결정부(622)는, 작성한 제1 삼차원 데이터(632) 중에서 데이터가 부족한 삼차원 공간 범위인 요구 범위를 결정한다.
다음으로, 탐색부(623)는, 요구 범위의 삼차원 데이터를 소유하는 주변 차량을 탐색하고, 탐색에 의해 특정한 주변 차량에 요구 범위를 나타내는 요구 범위 정보(633)를 송신한다. 다음으로, 수신부(624)는, 주변 차량으로부터, 요구 범위의 부호화 스트림인 부호화 삼차원 데이터(634)를 수신한다(S624). 또한, 탐색부(623)는, 특정 범위에 존재하는 모든 차량에 대해, 무차별하게 리퀘스트를 보내고, 응답이 있었던 상대로부터 부호화 삼차원 데이터(634)를 수신해도 된다. 또, 탐색부(623)는, 차량에 한정되지 않으며, 신호기 또는 표지 등의 물체에 리퀘스트를 보내어, 당해 물체로부터 부호화 삼차원 데이터(634)를 수신해도 된다.
다음으로, 복호부(625)는, 수신한 부호화 삼차원 데이터(634)를 복호함으로써 제2 삼차원 데이터(635)를 취득한다. 다음으로, 합성부(626)는, 제1 삼차원 데이터(632)와 제2 삼차원 데이터(635)를 합성함으로써, 보다 조밀한 제3 삼차원 데이터(636)를 작성한다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 송신 장치(640)의 구성 및 동작을 설명한다. 도 25는, 삼차원 데이터 송신 장치(640)의 블록도이다.
삼차원 데이터 송신 장치(640)는, 예를 들어, 상술한 주변 차량에 포함되고, 주변 차량이 작성한 제5 삼차원 데이터(652)를 자차량이 요구하는 제6 삼차원 데이터(654)에 가공하여, 제6 삼차원 데이터(654)를 부호화함으로써 부호화 삼차원 데이터(634)를 생성하고, 부호화 삼차원 데이터(634)를 자차량에 송신한다.
삼차원 데이터 송신 장치(640)는, 삼차원 데이터 작성부(641)와, 수신부(642)와, 추출부(643)와, 부호화부(644)와, 송신부(645)를 구비한다.
우선, 삼차원 데이터 작성부(641)는, 주변 차량이 구비하는 센서로 검지한 센서 정보(651)를 이용하여 제5 삼차원 데이터(652)를 작성한다. 다음으로, 수신부(642)는, 자차량에서 송신된 요구 범위 정보(633)를 수신한다.
다음으로, 추출부(643)는, 제5 삼차원 데이터(652)로부터, 요구 범위 정보(633)로 나타내어지는 요구 범위의 삼차원 데이터를 추출함으로써, 제5 삼차원 데이터(652)를 제6 삼차원 데이터(654)로 가공한다. 다음으로, 부호화부(644)는, 제6 삼차원 데이터(654)를 부호화함으로써, 부호화 스트림인 부호화 삼차원 데이터(634)를 생성한다. 그리고, 송신부(645)는, 자차량에 부호화 삼차원 데이터(634)를 송신한다.
또한, 여기서는, 자차량이 삼차원 데이터 작성 장치(620)를 구비하고, 주변 차량이 삼차원 데이터 송신 장치(640)를 구비하는 예를 설명하지만, 각 차량이, 삼차원 데이터 작성 장치(620)와 삼차원 데이터 송신 장치(640)의 기능을 가져도 된다.
(실시 형태 4)
본 실시 형태에서는, 삼차원 맵에 의거한 자기 위치 추정에 있어서의 이상계의 동작에 대해 설명한다.
차의 자동 운전, 또는, 로봇, 혹은 드론 등의 비행체 등의 이동체를 자율적으로 이동시키는 등의 용도가 향후 확대할 것으로 예상된다. 이러한 자율적인 이동을 실현하는 수단의 일례로서, 이동체가 삼차원 맵 내에 있어서의 스스로의 위치를 추정(자기 위치 추정)하면서, 맵에 따라 주행하는 방법이 있다.
자기 위치 추정은, 삼차원 맵과, 자차에 탑재된 레인지 파인더(LiDAR 등) 또는 스테레오 카메라 등의 센서에 의해 취득한 자차 주변의 삼차원 정보(이후, 자차 검지 삼차원 데이터)를 매칭하여, 삼차원 맵 내의 자차 위치를 추정함으로써 실현할 수 있다.
삼차원 맵은, HERE사가 제창하는 HD 맵 등과 같이, 삼차원의 포인트 클라우드뿐만 아니라, 도로 및 교차점의 형상 정보 등 이차원의 지도 데이터, 또는, 정체 및 사고 등의 실시간으로 변화하는 정보를 포함해도 된다. 삼차원 데이터, 이차원 데이터, 실시간으로 변화하는 메타데이터 등 복수의 레이어로 삼차원 맵이 구성되고, 장치는, 필요한 데이터만을 취득, 또는, 참조하는 것도 가능하다.
포인트 클라우드의 데이터는, 상술한 SWLD여도 되고, 특징점이 아닌 점군 데이터를 포함해도 된다. 또, 포인트 클라우드의 데이터의 송수신은, 1개, 또는, 복수의 랜덤 액세스 단위를 기본으로서 행해진다.
삼차원 맵과 자차 검지 삼차원 데이터의 매칭 방법으로서 이하의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 장치는, 서로의 포인트 클라우드에 있어서의 점군의 형상을 비교하여, 특징점간의 유사도가 높은 부위가 동일 위치라고 결정한다. 또, 장치는, 삼차원 맵이 SWLD로 구성되는 경우, SWLD를 구성하는 특징점과, 자차 검지 삼차원 데이터로부터 추출한 삼차원 특징점을 비교하여 매칭을 행한다.
여기서, 고정밀도로 자기 위치 추정을 행하기 위해서는, (A) 삼차원 맵과 자차 검지 삼차원 데이터를 취득할 수 있으며, 또한, (B) 그들 정밀도가 미리 정해진 기준을 만족시키는 것이 필요해진다. 그러나, 이하와 같은 이상 케이스에서는, (A) 또는 (B)를 만족시킬 수 없다.
(1) 삼차원 맵을 통신 경유로 취득할 수 없다.
(2) 삼차원 맵이 존재하지 않거나, 또는, 삼차원 맵을 취득하였지만 파손되어 있다.
(3) 자차의 센서가 고장나 있거나, 또는, 악천후 때문에, 자차 검지 삼차원 데이터의 생성 정밀도가 충분하지 않다.
이들 이상 케이스에 대처하기 위한 동작을, 이하에서 설명한다. 이하에서는, 차를 예로 동작을 설명하지만, 이하의 수법은, 로봇 또는 드론 등, 자율적으로 이동하는 동물체 전반에 대해 적용할 수 있다.
이하, 삼차원 맵 또는 자차 검지 삼차원 데이터에 있어서의 이상 케이스에 대응하기 위한, 본 실시 형태에 따른 삼차원 정보 처리 장치의 구성 및 동작을 설명한다. 도 26은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 정보 처리 장치(700)의 구성예를 나타낸 블록도이다.
삼차원 정보 처리 장치(700)는, 예를 들어, 자동차 등의 동물체에 탑재된다. 도 26에 나타낸 바와 같이, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 삼차원 맵 취득부(701)와, 자차 검지 데이터 취득부(702)와, 이상 케이스 판정부(703)와, 대처 동작 결정부(704)와, 동작 제어부(705)를 구비한다.
또한, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 이차원 화상을 취득하는 카메라, 또는, 초음파 혹은 레이저를 이용한 일차원 데이터의 센서 등, 자차 주변의 구조물 또는 동물체를 검지하기 위한 도시 생략의 이차원 또는 일차원의 센서를 구비해도 된다. 또, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 삼차원 맵을 4G 혹은 5G 등의 이동체 통신망, 또는, 차와 차간 통신 혹은 도로와 차간 통신에 의해 취득하기 위한 통신부(도시 생략)를 구비해도 된다.
삼차원 맵 취득부(701)는, 주행 경로 근방의 삼차원 맵(711)을 취득한다. 예를 들어, 삼차원 맵 취득부(701)는, 이동체 통신망, 또는, 차와 차간 통신 혹은 도로와 차간 통신에 의해 삼차원 맵(711)을 취득한다.
다음으로, 자차 검지 데이터 취득부(702)는, 센서 정보에 의거하여 자차 검지 삼차원 데이터(712)를 취득한다. 예를 들어, 자차 검지 데이터 취득부(702)는, 자차가 구비하는 센서에 의해 취득된 센서 정보에 의거하여, 자차 검지 삼차원 데이터(712)를 생성한다.
다음으로, 이상 케이스 판정부(703)는, 취득한 삼차원 맵(711) 및 자차 검지 삼차원 데이터(712) 중 적어도 한쪽에 대해 미리 정해진 체크를 실시함으로써 이상 케이스를 검출한다. 즉, 이상 케이스 판정부(703)는, 취득한 삼차원 맵(711) 및 자차 검지 삼차원 데이터(712) 중 적어도 한쪽이 비정상인지를 판정한다.
이상 케이스가 검출된 경우, 대처 동작 결정부(704)는, 이상 케이스에 대한 대처 동작을 결정한다. 다음으로, 동작 제어부(705)는, 삼차원 맵 취득부(701) 등, 대처 동작의 실시에 필요한 각 처리부의 동작을 제어한다.
한편, 이상 케이스가 검출되지 않은 경우, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 처리를 종료한다.
또, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 삼차원 맵(711)과 자차 검지 삼차원 데이터(712)를 이용하여, 삼차원 정보 처리 장치(700)를 갖는 차량의 자기 위치 추정을 행한다. 다음으로, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 자기 위치 추정의 결과를 이용하여, 당해 차량을 자동 운전한다.
이와 같이, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 제1 삼차원 위치 정보를 포함하는 맵 데이터(삼차원 맵(711))를 통신로를 통해 취득한다. 예를 들어, 제1 삼차원 위치 정보는, 삼차원의 좌표 정보를 갖는 부분 공간을 단위로서 부호화되고, 각각이 1 이상의 부분 공간의 집합체이며, 각각을 독립적으로 복호 가능한 복수의 랜덤 액세스 단위를 포함한다. 예를 들어, 제1 삼차원 위치 정보는, 삼차원의 특징량이 소정의 역치 이상이 되는 특징점이 부호화된 데이터(SWLD)이다.
또, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 센서로 검지한 정보로부터 제2 삼차원 위치 정보(자차 검지 삼차원 데이터(712))를 생성한다. 다음으로, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 제1 삼차원 위치 정보 또는 제2 삼차원 위치 정보에 대해 이상 판정 처리를 실시함으로써, 제1 삼차원 위치 정보 또는 상기 제2 삼차원 위치 정보가 비정상인지의 여부를 판정한다.
삼차원 정보 처리 장치(700)는, 제1 삼차원 위치 정보 또는 제2 삼차원 위치 정보가 비정상이라고 판정된 경우, 당해 이상에 대한 대처 동작을 결정한다. 다음으로, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 대처 동작의 실시에 필요한 제어를 실시한다.
이에 의해, 삼차원 정보 처리 장치(700)는, 제1 삼차원 위치 정보 또는 제2 삼차원 위치 정보의 이상을 검지하여, 대처 동작을 행할 수 있다.
(실시 형태 5)
본 실시 형태에서는, 후속 차량으로의 삼차원 데이터 송신 방법 등에 대해 설명한다.
도 27은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 작성 장치(810)의 구성예를 나타낸 블록도이다. 이 삼차원 데이터 작성 장치(810)는, 예를 들어, 차량에 탑재된다. 삼차원 데이터 작성 장치(810)는, 외부의 교통 감시 클라우드, 전주(前走) 차량 또는 후속 차량과 삼차원 데이터의 송수신을 행함과 더불어, 삼차원 데이터를 작성 및 축적한다.
삼차원 데이터 작성 장치(810)는, 데이터 수신부(811)와, 통신부(812)와, 수신 제어부(813)와, 포맷 변환부(814)와, 복수의 센서(815)와, 삼차원 데이터 작성부(816)와, 삼차원 데이터 합성부(817)와, 삼차원 데이터 축적부(818)와, 통신부(819)와, 송신 제어부(820)와, 포맷 변환부(821)와, 데이터 송신부(822)를 구비한다.
데이터 수신부(811)는, 교통 감시 클라우드 또는 전주 차량으로부터 삼차원 데이터(831)를 수신한다. 삼차원 데이터(831)는, 예를 들어, 자차량의 센서(815)로 검지 불가능한 영역을 포함하는, 포인트 클라우드, 가시광 영상, 깊이 정보, 센서 위치 정보, 또는 속도 정보 등의 정보를 포함한다.
통신부(812)는, 교통 감시 클라우드 또는 전주 차량과 통신하여, 데이터 송신 요구 등을 교통 감시 클라우드 또는 전주 차량에 송신한다.
수신 제어부(813)는, 통신부(812)를 통해, 대응 포맷 등의 정보를 통신처와 교환하여, 통신처와의 통신을 확립한다.
포맷 변환부(814)는, 데이터 수신부(811)가 수신한 삼차원 데이터(831)에 포맷 변환 등을 행함으로써 삼차원 데이터(832)를 생성한다. 또, 포맷 변환부(814)는, 삼차원 데이터(831)가 압축 또는 부호화되어 있는 경우에는, 신장 또는 복호 처리를 행한다.
복수의 센서(815)는, LiDAR, 가시광 카메라 또는 적외선 카메라 등의, 차량의 외부의 정보를 취득하는 센서군이며, 센서 정보(833)를 생성한다. 예를 들어, 센서 정보(833)는, 센서(815)가 LiDAR 등의 레이저 센서인 경우, 포인트 클라우드(점군 데이터) 등의 삼차원 데이터이다. 또한, 센서(815)는 복수가 아니어도 된다.
삼차원 데이터 작성부(816)는, 센서 정보(833)로부터 삼차원 데이터(834)를 생성한다. 삼차원 데이터(834)는, 예를 들어, 포인트 클라우드, 가시광 영상, 깊이 정보, 센서 위치 정보, 또는 속도 정보 등의 정보를 포함한다.
삼차원 데이터 합성부(817)는, 자차량의 센서 정보(833)에 의거하여 작성된 삼차원 데이터(834)에, 교통 감시 클라우드 또는 전주 차량 등이 작성한 삼차원 데이터(832)를 합성함으로써, 자차량의 센서(815)에서는 검지할 수 없는 전주 차량의 전방의 공간도 포함하는 삼차원 데이터(835)를 구축한다.
삼차원 데이터 축적부(818)는, 생성된 삼차원 데이터(835) 등을 축적한다.
통신부(819)는, 교통 감시 클라우드 또는 후속 차량과 통신하여, 데이터 송신 요구 등을 교통 감시 클라우드 또는 후속 차량에 송신한다.
송신 제어부(820)는, 통신부(819)를 통해, 대응 포맷 등의 정보를 통신처와 교환하여, 통신처와 통신을 확립한다. 또, 송신 제어부(820)는, 삼차원 데이터 합성부(817)에서 생성된 삼차원 데이터(832)의 삼차원 데이터 구축 정보와, 통신처로부터의 데이터 송신 요구에 의거하여, 송신 대상의 삼차원 데이터의 공간인 송신 영역을 결정한다.
구체적으로는, 송신 제어부(820)는, 교통 감시 클라우드 또는 후속 차량으로부터의 데이터 송신 요구에 따라, 후속 차량의 센서에서는 검지할 수 없는 자차량의 전방의 공간을 포함하는 송신 영역을 결정한다. 또, 송신 제어부(820)는, 삼차원 데이터 구축 정보에 의거하여 송신 가능한 공간 또는 송신이 완료된 공간의 갱신 유무 등을 판단함으로써 송신 영역을 결정한다. 예를 들어, 송신 제어부(820)는, 데이터 송신 요구로 지정된 영역이며, 또한, 대응하는 삼차원 데이터(835)가 존재하는 영역을 송신 영역으로 결정한다. 그리고, 송신 제어부(820)는, 통신처가 대응하는 포맷, 및 송신 영역을 포맷 변환부(821)에 통지한다.
포맷 변환부(821)는, 삼차원 데이터 축적부(818)에 축적되어 있는 삼차원 데이터(835) 중, 송신 영역의 삼차원 데이터(836)를, 수신측이 대응하고 있는 포맷으로 변환함으로써 삼차원 데이터(837)를 생성한다. 또한, 포맷 변환부(821)는, 삼차원 데이터(837)를 압축 또는 부호화함으로써 데이터량을 삭감해도 된다.
데이터 송신부(822)는, 삼차원 데이터(837)를 교통 감시 클라우드 또는 후속 차량에 송신한다. 이 삼차원 데이터(837)는, 예를 들어, 후속 차량의 사각이 되는 영역을 포함하는, 자차량의 전방의 포인트 클라우드, 가시광 영상, 깊이 정보, 또는 센서 위치 정보 등의 정보를 포함한다.
또한, 여기서는, 포맷 변환부(814 및 821)에서 포맷 변환 등이 행해지는 예를 서술하였지만, 포맷 변환은 행해지지 않아도 된다.
이러한 구성에 의해, 삼차원 데이터 작성 장치(810)는, 자차량의 센서(815)로는 검지할 수 없는 영역의 삼차원 데이터(831)를 외부로부터 취득하여, 삼차원 데이터(831)와 자차량의 센서(815)로 검지한 센서 정보(833)에 의거한 삼차원 데이터(834)를 합성함으로써 삼차원 데이터(835)를 생성한다. 이에 의해, 삼차원 데이터 작성 장치(810)는, 자차량의 센서(815)로 검지할 수 없는 범위의 삼차원 데이터를 생성할 수 있다.
또, 삼차원 데이터 작성 장치(810)는, 교통 감시 클라우드 또는 후속 차량으로부터의 데이터 송신 요구에 따라, 후속 차량의 센서로는 검지할 수 없는 자차량의 전방의 공간을 포함하는 삼차원 데이터를, 교통 감시 클라우드 또는 후속 차량 등으로 송신할 수 있다.
(실시 형태 6)
실시 형태 5에 있어서, 차량 등의 클라이언트 장치가, 다른 차량 또는 교통 감시 클라우드 등의 서버에 삼차원 데이터를 송신하는 예를 설명하였다. 본 실시 형태에서는, 클라이언트 장치는, 서버 또는 다른 클라이언트 장치에 센서로 얻어진 센서 정보를 송신한다.
우선, 본 실시 형태에 따른 시스템의 구성을 설명한다. 도 28은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 맵 및 센서 정보의 송수신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 이 시스템은, 서버(901)와, 클라이언트 장치(902A 및 902B)를 포함한다. 또한, 클라이언트 장치(902A 및 902B)를 특별히 구별하지 않는 경우에는, 클라이언트 장치(902)라고도 기재한다.
클라이언트 장치(902)는, 예를 들어, 차량 등의 이동체에 탑재되는 차재 기기이다. 서버(901)는, 예를 들어, 교통 감시 클라우드 등이며, 복수의 클라이언트 장치(902)와 통신 가능하다.
서버(901)는, 클라이언트 장치(902)에, 포인트 클라우드로 구성되는 삼차원 맵을 송신한다. 또한, 삼차원 맵의 구성은 포인트 클라우드에 한정되지 않으며, 메시 구조 등, 다른 삼차원 데이터를 나타내는 것이어도 된다.
클라이언트 장치(902)는, 서버(901)에, 클라이언트 장치(902)가 취득한 센서 정보를 송신한다. 센서 정보는, 예를 들어, LiDAR 취득 정보, 가시광 화상, 적외 화상, 뎁스 화상, 센서 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
서버(901)와 클라이언트 장치(902)의 사이에서 송수신되는 데이터는, 데이터 삭감을 위해 압축되어도 되고, 데이터의 정밀도를 유지하기 위해 비압축인 상태여도 상관없다. 데이터를 압축하는 경우, 포인트 클라우드에는 예를 들어 8진 트리 구조에 의거한 삼차원 압축 방식을 이용할 수 있다. 또, 가시광 화상, 적외 화상, 및 뎁스 화상에는 이차원의 화상 압축 방식을 이용할 수 있다. 이차원의 화상 압축 방식이란, 예를 들어, MPEG로 규격화된 MPEG-4 AVC 또는 HEVC 등이다.
또, 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)로부터의 삼차원 맵의 송신 요구에 따라 서버(901)에서 관리하는 삼차원 맵을 클라이언트 장치(902)에 송신한다. 또한, 서버(901)는 클라이언트 장치(902)로부터의 삼차원 맵의 송신 요구를 기다리지 않고 삼차원 맵을 송신해도 된다. 예를 들어, 서버(901)는, 미리 정해진 공간에 있는 1개 이상의 클라이언트 장치(902)에 삼차원 맵을 브로드캐스트해도 상관없다. 또, 서버(901)는, 한 번 송신 요구를 받은 클라이언트 장치(902)에, 일정 시간마다 클라이언트 장치(902)의 위치에 적합한 삼차원 맵을 송신해도 된다. 또, 서버(901)는, 서버(901)가 관리하는 삼차원 맵이 갱신될 때마다 클라이언트 장치(902)에 삼차원 맵을 송신해도 된다.
클라이언트 장치(902)는, 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 보낸다. 예를 들어, 클라이언트 장치(902)가, 주행 시에 자기 위치 추정을 행하고 싶은 경우에, 클라이언트 장치(902)는, 삼차원 맵의 송신 요구를 서버(901)에 송신한다.
또한, 다음과 같은 경우에, 클라이언트 장치(902)는 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 보내도 된다. 클라이언트 장치(902)가 유지하는 삼차원 맵이 오래된 경우에, 클라이언트 장치(902)는 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 보내도 된다. 예를 들어, 클라이언트 장치(902)가 삼차원 맵을 취득하고 나서 일정 기간이 경과한 경우에, 클라이언트 장치(902)는 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 보내도 된다.
클라이언트 장치(902)가 유지하는 삼차원 맵으로 나타내어지는 공간으로부터, 클라이언트 장치(902)가 바깥으로 나오는 일정 시각 전에, 클라이언트 장치(902)는 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 보내도 된다. 예를 들어, 클라이언트 장치(902)가, 클라이언트 장치(902)가 유지하는 삼차원 맵으로 나타내어지는 공간의 경계로부터 미리 정해진 거리 이내에 존재하는 경우에, 클라이언트 장치(902)는 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 보내도 된다. 또, 클라이언트 장치(902)의 이동 경로 및 이동 속도를 파악할 수 있는 경우에는, 이들에 의거하여, 클라이언트 장치(902)가 유지하는 삼차원 맵으로 나타내어지는 공간으로부터, 클라이언트 장치(902)가 바깥으로 나오는 시각을 예측해도 된다.
클라이언트 장치(902)가 센서 정보로부터 작성한 삼차원 데이터와 삼차원 맵의 위치 맞춤 시의 오차가 일정 이상인 경우에, 클라이언트 장치(902)는 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 보내도 된다.
클라이언트 장치(902)는, 서버(901)로부터 송신된 센서 정보의 송신 요구에 따라, 서버(901)에 센서 정보를 송신한다. 또한, 클라이언트 장치(902)는 서버(901)로부터의 센서 정보의 송신 요구를 기다리지 않고 센서 정보를 서버(901)에 보내도 된다. 예를 들어, 클라이언트 장치(902)는, 한 번 서버(901)로부터 센서 정보의 송신 요구를 얻은 경우, 일정 기간 동안, 정기적으로 센서 정보를 서버(901)에 송신해도 된다. 또, 클라이언트 장치(902)는, 클라이언트 장치(902)가 센서 정보를 바탕으로 작성한 삼차원 데이터와, 서버(901)로부터 얻은 삼차원 맵의 위치 맞춤 시의 오차가 일정 이상인 경우, 클라이언트 장치(902) 주변의 삼차원 맵에 변화가 생긴 가능성이 있다고 판단하여, 그 취지와 센서 정보를 서버(901)에 송신해도 된다.
서버(901)는, 클라이언트 장치(902)에 센서 정보의 송신 요구를 보낸다. 예를 들어, 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)로부터, GPS 등의 클라이언트 장치(902)의 위치 정보를 수신한다. 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)의 위치 정보에 의거하여, 서버(901)가 관리하는 삼차원 맵에 있어서 정보가 적은 공간에 클라이언트 장치(902)가 가까워지고 있다고 판단한 경우, 새로운 삼차원 맵을 생성하기 위해 클라이언트 장치(902)에 센서 정보의 송신 요구를 보낸다. 또, 서버(901)는, 삼차원 맵을 갱신하고 싶은 경우, 적설 시 혹은 재해 시 등의 도로 상황을 확인하고 싶은 경우, 정체 상황, 혹은 사건 사고 상황 등을 확인하고 싶은 경우에, 센서 정보의 송신 요구를 보내도 된다.
또, 클라이언트 장치(902)는, 서버(901)로부터 수취하는 센서 정보의 송신 요구의 수신 시에 있어서의 통신 상태 또는 대역에 따라, 서버(901)에 송신하는 센서 정보의 데이터량을 설정해도 된다. 서버(901)에 송신하는 센서 정보의 데이터량을 설정한다는 것은, 예를 들어, 당해 데이터 그 자체를 증감시키는 것, 또는 압축 방식을 적절히 선택하는 것이다.
도 29는, 클라이언트 장치(902)의 구성예를 나타낸 블록도이다. 클라이언트 장치(902)는, 서버(901)로부터 포인트 클라우드 등으로 구성되는 삼차원 맵을 수신하고, 클라이언트 장치(902)의 센서 정보에 의거하여 작성한 삼차원 데이터로부터 클라이언트 장치(902)의 자기 위치를 추정한다. 또, 클라이언트 장치(902)는, 취득한 센서 정보를 서버(901)에 송신한다.
클라이언트 장치(902)는, 데이터 수신부(1011)와, 통신부(1012)와, 수신 제어부(1013)와, 포맷 변환부(1014)와, 복수의 센서(1015)와, 삼차원 데이터 작성부(1016)와, 삼차원 화상 처리부(1017)와, 삼차원 데이터 축적부(1018)와, 포맷 변환부(1019)와, 통신부(1020)와, 송신 제어부(1021)와, 데이터 송신부(1022)를 구비한다.
데이터 수신부(1011)는, 서버(901)로부터 삼차원 맵(1031)을 수신한다. 삼차원 맵(1031)은, WLD 또는 SWLD 등의 포인트 클라우드를 포함하는 데이터이다. 삼차원 맵(1031)에는, 압축 데이터, 및 비압축 데이터 중 어느 쪽이 포함되어 있어도 된다.
통신부(1012)는, 서버(901)와 통신하여, 데이터 송신 요구(예를 들어, 삼차원 맵의 송신 요구) 등을 서버(901)에 송신한다.
수신 제어부(1013)는, 통신부(1012)를 통해, 대응 포맷 등의 정보를 통신처와 교환하여, 통신처와의 통신을 확립한다.
포맷 변환부(1014)는, 데이터 수신부(1011)가 수신한 삼차원 맵(1031)에 포맷 변환 등을 행함으로써 삼차원 맵(1032)을 생성한다. 또, 포맷 변환부(1014)는, 삼차원 맵(1031)이 압축 또는 부호화되어 있는 경우에는, 신장 또는 복호 처리를 행한다. 또한, 포맷 변환부(1014)는, 삼차원 맵(1031)이 비압축 데이터이면, 신장 또는 복호 처리를 행하지 않는다.
복수의 센서(1015)는, LiDAR, 가시광 카메라, 적외선 카메라, 또는 뎁스 센서 등, 클라이언트 장치(902)가 탑재되어 있는 차량의 외부의 정보를 취득하는 센서군이며, 센서 정보(1033)를 생성한다. 예를 들어, 센서 정보(1033)는, 센서(1015)가 LiDAR 등의 레이저 센서인 경우, 포인트 클라우드(점군 데이터) 등의 삼차원 데이터이다. 또한, 센서(1015)는 복수가 아니어도 된다.
삼차원 데이터 작성부(1016)는, 센서 정보(1033)에 의거하여 자차량 주변의 삼차원 데이터(1034)를 작성한다. 예를 들어, 삼차원 데이터 작성부(1016)는, LiDAR로 취득한 정보와, 가시광 카메라로 얻어진 가시광 영상을 이용하여 자차량 주변의 색 정보를 갖는 포인트 클라우드 데이터를 작성한다.
삼차원 화상 처리부(1017)는, 수신한 포인트 클라우드 등의 삼차원 맵(1032)과, 센서 정보(1033)로부터 생성한 자차량 주변의 삼차원 데이터(1034)를 이용하여, 자차량의 자기 위치 추정 처리 등을 행한다. 또한, 삼차원 화상 처리부(1017)는, 삼차원 맵(1032)과 삼차원 데이터(1034)를 합성함으로써 자차량 주변의 삼차원 데이터(1035)를 작성하고, 작성한 삼차원 데이터(1035)를 이용하여 자기 위치 추정 처리를 행해도 된다.
삼차원 데이터 축적부(1018)는, 삼차원 맵(1032), 삼차원 데이터(1034) 및 삼차원 데이터(1035) 등을 축적한다.
포맷 변환부(1019)는, 센서 정보(1033)를, 수신측이 대응하고 있는 포맷으로 변환함으로써 센서 정보(1037)를 생성한다. 또한, 포맷 변환부(1019)는, 센서 정보(1037)를 압축 또는 부호화함으로써 데이터량을 삭감해도 된다. 또, 포맷 변환부(1019)는, 포맷 변환을 할 필요가 없는 경우는 처리를 생략해도 된다. 또, 포맷 변환부(1019)는, 송신 범위의 지정에 따라 송신하는 데이터량을 제어해도 된다.
통신부(1020)는, 서버(901)와 통신하여, 데이터 송신 요구(센서 정보의 송신 요구) 등을 서버(901)로부터 수신한다.
송신 제어부(1021)는, 통신부(1020)를 통해, 대응 포맷 등의 정보를 통신처와 교환하여, 통신을 확립한다.
데이터 송신부(1022)는, 센서 정보(1037)를 서버(901)에 송신한다. 센서 정보(1037)는, 예를 들어, LiDAR로 취득한 정보, 가시광 카메라로 취득한 휘도 화상, 적외선 카메라로 취득한 적외 화상, 뎁스 센서로 취득한 뎁스 화상, 센서 위치 정보, 및 속도 정보 등, 복수의 센서(1015)에 의해 취득한 정보를 포함한다.
다음으로, 서버(901)의 구성을 설명한다. 도 30은, 서버(901)의 구성예를 나타낸 블록도이다. 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)로부터 송신된 센서 정보를 수신하고, 수신한 센서 정보에 의거하여 삼차원 데이터를 작성한다. 서버(901)는, 작성한 삼차원 데이터를 이용하여, 서버(901)가 관리하는 삼차원 맵을 갱신한다. 또, 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)로부터의 삼차원 맵의 송신 요구에 따라, 갱신한 삼차원 맵을 클라이언트 장치(902)에 송신한다.
서버(901)는, 데이터 수신부(1111)와, 통신부(1112)와, 수신 제어부(1113)와, 포맷 변환부(1114)와, 삼차원 데이터 작성부(1116)와, 삼차원 데이터 합성부(1117)와, 삼차원 데이터 축적부(1118)와, 포맷 변환부(1119)와, 통신부(1120)와, 송신 제어부(1121)와, 데이터 송신부(1122)를 구비한다.
데이터 수신부(1111)는, 클라이언트 장치(902)로부터 센서 정보(1037)를 수신한다. 센서 정보(1037)는, 예를 들어, LiDAR로 취득한 정보, 가시광 카메라로 취득한 휘도 화상, 적외선 카메라로 취득한 적외 화상, 뎁스 센서로 취득한 뎁스 화상, 센서 위치 정보, 및 속도 정보 등을 포함한다.
통신부(1112)는, 클라이언트 장치(902)와 통신하여, 데이터 송신 요구(예를 들어, 센서 정보의 송신 요구) 등을 클라이언트 장치(902)에 송신한다.
수신 제어부(1113)는, 통신부(1112)를 통해, 대응 포맷 등의 정보를 통신처와 교환하여, 통신을 확립한다.
포맷 변환부(1114)는, 수신한 센서 정보(1037)가 압축 또는 부호화되어 있는 경우에는, 신장 또는 복호 처리를 행함으로써 센서 정보(1132)를 생성한다. 또한, 포맷 변환부(1114)는, 센서 정보(1037)가 비압축 데이터이면, 신장 또는 복호 처리를 행하지 않는다.
삼차원 데이터 작성부(1116)는, 센서 정보(1132)에 의거하여 클라이언트 장치(902) 주변의 삼차원 데이터(1134)를 작성한다. 예를 들어, 삼차원 데이터 작성부(1116)는, LiDAR로 취득한 정보와, 가시광 카메라로 얻어진 가시광 영상을 이용하여 클라이언트 장치(902) 주변의 색 정보를 갖는 포인트 클라우드 데이터를 작성한다.
삼차원 데이터 합성부(1117)는, 센서 정보(1132)를 바탕으로 작성한 삼차원 데이터(1134)를, 서버(901)가 관리하는 삼차원 맵(1135)에 합성함으로써 삼차원 맵(1135)을 갱신한다.
삼차원 데이터 축적부(1118)는, 삼차원 맵(1135) 등을 축적한다.
포맷 변환부(1119)는, 삼차원 맵(1135)을, 수신측이 대응하고 있는 포맷으로 변환함으로써 삼차원 맵(1031)을 생성한다. 또한, 포맷 변환부(1119)는, 삼차원 맵(1135)을 압축 또는 부호화함으로써 데이터량을 삭감해도 된다. 또, 포맷 변환부(1119)는, 포맷 변환을 할 필요가 없는 경우는 처리를 생략해도 된다. 또, 포맷 변환부(1119)는, 송신 범위의 지정에 따라 송신하는 데이터량을 제어해도 된다.
통신부(1120)는, 클라이언트 장치(902)와 통신하여, 데이터 송신 요구(삼차원 맵의 송신 요구) 등을 클라이언트 장치(902)로부터 수신한다.
송신 제어부(1121)는, 통신부(1120)를 통해, 대응 포맷 등의 정보를 통신처와 교환하여, 통신을 확립한다.
데이터 송신부(1122)는, 삼차원 맵(1031)을 클라이언트 장치(902)에 송신한다. 삼차원 맵(1031)은, WLD 또는 SWLD 등의 포인트 클라우드를 포함하는 데이터이다. 삼차원 맵(1031)에는, 압축 데이터, 및 비압축 데이터 중 어느 쪽이 포함되어 있어도 된다.
다음으로, 클라이언트 장치(902)의 동작 흐름에 대해 설명한다. 도 31은, 클라이언트 장치(902)에 의한 삼차원 맵 취득 시의 동작을 나타내는 플로차트이다.
우선, 클라이언트 장치(902)는, 서버(901)에 삼차원 맵(포인트 클라우드 등)의 송신을 요구한다(S1001). 이때, 클라이언트 장치(902)는, GPS 등으로 얻어진 클라이언트 장치(902)의 위치 정보를 함께 송신함으로써, 그 위치 정보에 관련된 삼차원 맵의 송신을 서버(901)에 요구해도 된다.
다음으로, 클라이언트 장치(902)는, 서버(901)로부터 삼차원 맵을 수신한다(S1002). 수신한 삼차원 맵이 압축 데이터이면, 클라이언트 장치(902)는, 수신한 삼차원 맵을 복호하여 비압축의 삼차원 맵을 생성한다(S1003).
다음으로, 클라이언트 장치(902)는, 복수의 센서(1015)로 얻어진 센서 정보(1033)로부터 클라이언트 장치(902) 주변의 삼차원 데이터(1034)를 작성한다(S1004). 다음으로, 클라이언트 장치(902)는, 서버(901)로부터 수신한 삼차원 맵(1032)과, 센서 정보(1033)로부터 작성한 삼차원 데이터(1034)를 이용하여 클라이언트 장치(902)의 자기 위치를 추정한다(S1005).
도 32는, 클라이언트 장치(902)에 의한 센서 정보의 송신 시의 동작을 나타낸 플로차트이다. 우선, 클라이언트 장치(902)는, 서버(901)로부터 센서 정보의 송신 요구를 수신한다(S1011). 송신 요구를 수신한 클라이언트 장치(902)는, 센서 정보(1037)를 서버(901)에 송신한다(S1012). 또한, 클라이언트 장치(902)는, 센서 정보(1033)가 복수의 센서(1015)로 얻어진 복수의 정보를 포함하는 경우, 각 정보를, 각 정보에 적합한 압축 방식으로 압축함으로써 센서 정보(1037)를 생성해도 된다.
다음으로, 서버(901)의 동작 흐름에 대해 설명한다. 도 33은, 서버(901)에 의한 센서 정보의 취득 시의 동작을 나타낸 플로차트이다. 우선, 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)에 센서 정보의 송신을 요구한다(S1021). 다음으로, 서버(901)는, 당해 요구에 따라 클라이언트 장치(902)로부터 송신된 센서 정보(1037)를 수신한다(S1022). 다음으로, 서버(901)는, 수신한 센서 정보(1037)를 이용하여 삼차원 데이터(1134)를 작성한다(S1023). 다음으로, 서버(901)는, 작성한 삼차원 데이터(1134)를 삼차원 맵(1135)에 반영한다(S1024).
도 34는, 서버(901)에 의한 삼차원 맵의 송신 시의 동작을 나타낸 플로차트이다. 우선, 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)로부터 삼차원 맵의 송신 요구를 수신한다(S1031). 삼차원 맵의 송신 요구를 수신한 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)에 삼차원 맵(1031)을 송신한다(S1032). 이때, 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)의 위치 정보에 맞추어 그 부근의 삼차원 맵을 추출하고, 추출한 삼차원 맵을 송신해도 된다. 또, 서버(901)는, 포인트 클라우드로 구성되는 삼차원 맵을, 예를 들어 8진 트리 구조에 의한 압축 방식 등을 이용하여 압축하고, 압축 후의 삼차원 맵을 송신해도 된다.
이하, 본 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다.
서버(901)는, 클라이언트 장치(902)로부터 수신한 센서 정보(1037)을 이용하여 클라이언트 장치(902)의 위치 부근의 삼차원 데이터(1134)를 작성한다. 다음으로, 서버(901)는, 작성한 삼차원 데이터(1134)와, 서버(901)가 관리하는 동 에리어의 삼차원 맵(1135)의 매칭을 행함으로써, 삼차원 데이터(1134)와 삼차원 맵(1135)의 차분을 산출한다. 서버(901)는, 차분이 미리 정해진 역치 이상인 경우는, 클라이언트 장치(902)의 주변에서 어떠한 이상이 발생한 것으로 판단한다. 예를 들어, 지진 등의 자연재해에 의해 지반침하 등이 발생했을 때 등에, 서버(901)가 관리하는 삼차원 맵(1135)과, 센서 정보(1037)를 기초로 작성한 삼차원 데이터(1134)의 사이에 큰 차가 발생하는 것을 생각할 수 있다.
센서 정보(1037)는, 센서의 종류, 센서의 성능, 및 센서의 제품번호 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 포함해도 된다. 또, 센서 정보(1037)에, 센서의 성능에 따른 클래스 ID 등이 부가되어도 된다. 예를 들어, 센서 정보(1037)가 LiDAR로 취득된 정보인 경우, 수mm 단위의 정밀도로 정보를 취득할 수 있는 센서를 클래스 1, 수cm 단위의 정밀도로 정보를 취득할 수 있는 센서를 클래스 2, 수m 단위의 정밀도로 정보를 취득할 수 있는 센서를 클래스 3과 같이, 센서의 성능에 식별자를 할당하는 것을 생각할 수 있다. 또, 서버(901)는, 센서의 성능 정보 등을, 클라이언트 장치(902)의 제품번호로부터 추정해도 된다. 예를 들어, 클라이언트 장치(902)가 차량에 탑재되어 있는 경우, 서버(901)는, 당해 차량의 차종으로부터 센서의 스펙 정보를 판단해도 된다. 이 경우, 서버(901)는, 차량의 차종의 정보를 사전에 취득하고 있어도 되고, 센서 정보에 당해 정보가 포함되어도 된다. 또, 서버(901)는 취득한 센서 정보(1037)를 이용하여, 센서 정보(1037)를 이용하여 작성한 삼차원 데이터(1134)에 대한 보정의 정도를 전환해도 된다. 예를 들어, 센서 성능이 고정밀도(클래스 1)인 경우, 서버(901)는, 삼차원 데이터(1134)에 대한 보정을 행하지 않는다. 센서 성능이 저정밀도(클래스 3)인 경우, 서버(901)는, 삼차원 데이터(1134)에, 센서의 정밀도에 따른 보정을 적용한다. 예를 들어, 서버(901)는, 센서의 정밀도가 낮을수록 보정의 정도(강도)를 강하게 한다.
서버(901)는, 어느 공간에 있는 복수의 클라이언트 장치(902)에 동시에 센서 정보의 송신 요구를 보내도 된다. 서버(901)는, 복수의 클라이언트 장치(902)로부터 복수의 센서 정보를 수신한 경우에, 모든 센서 정보를 삼차원 데이터(1134)의 작성에 이용할 필요는 없으며, 예를 들어, 센서의 성능에 따라, 이용하는 센서 정보를 선택해도 된다. 예를 들어, 서버(901)는, 삼차원 맵(1135)을 갱신하는 경우, 수신한 복수의 센서 정보 중에서 고정밀한 센서 정보(클래스 1)를 선별하고, 선별한 센서 정보를 이용하여 삼차원 데이터(1134)를 작성해도 된다.
서버(901)는, 교통 감시 클라우드 등의 서버에만 한정되지 않고, 다른 클라이언트 장치(차재)여도 된다. 도 35는, 이 경우의 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
예를 들어, 클라이언트 장치(902C)가 근처에 있는 클라이언트 장치(902A)에 센서 정보의 송신 요구를 보내어, 클라이언트 장치(902A)로부터 센서 정보를 취득한다. 그리고, 클라이언트 장치(902C)는, 취득한 클라이언트 장치(902A)의 센서 정보를 이용하여 삼차원 데이터를 작성하고, 클라이언트 장치(902C)의 삼차원 맵을 갱신한다. 이에 의해, 클라이언트 장치(902C)는, 클라이언트 장치(902A)로부터 취득 가능한 공간의 삼차원 맵을, 클라이언트 장치(902C)의 성능을 살려 생성할 수 있다. 예를 들어, 클라이언트 장치(902C)의 성능이 높은 경우에, 이러한 케이스가 발생한다고 생각할 수 있다.
또, 이 경우, 센서 정보를 제공한 클라이언트 장치(902A)는, 클라이언트 장치(902C)가 생성한 고정밀한 삼차원 맵을 취득할 권리가 부여된다. 클라이언트 장치(902A)는, 그 권리에 따라 클라이언트 장치(902C)로부터 고정밀한 삼차원 맵을 수신한다.
또, 클라이언트 장치(902C)는 근처에 있는 복수의 클라이언트 장치(902)(클라이언트 장치(902A) 및 클라이언트 장치(902B))에 센서 정보의 송신 요구를 보내도 된다. 클라이언트 장치(902A) 또는 클라이언트 장치(902B)의 센서가 고성능인 경우에는, 클라이언트 장치(902C)는, 이 고성능인 센서로 얻어진 센서 정보를 이용하여 삼차원 데이터를 작성할 수 있다.
도 36은, 서버(901) 및 클라이언트 장치(902)의 기능 구성을 나타낸 블록도이다. 서버(901)는, 예를 들어, 삼차원 맵을 압축 및 복호하는 삼차원 맵 압축/복호 처리부(1201)와, 센서 정보를 압축 및 복호하는 센서 정보 압축/복호 처리부(1202)를 구비한다.
클라이언트 장치(902)는, 삼차원 맵 복호 처리부(1211)와, 센서 정보 압축 처리부(1212)를 구비한다. 삼차원 맵 복호 처리부(1211)는, 압축된 삼차원 맵의 부호화 데이터를 수신하고, 부호화 데이터를 복호하여 삼차원 맵을 취득한다. 센서 정보 압축 처리부(1212)는, 취득한 센서 정보로부터 작성한 삼차원 데이터를 대신하여, 센서 정보 그 자체를 압축하고, 압축한 센서 정보의 부호화 데이터를 서버(901)에 송신한다. 이 구성에 의해, 클라이언트 장치(902)는, 삼차원 맵(포인트 클라우드 등)을 복호하는 처리를 행하는 처리부(장치 또는 LSI)를 내부에 유지하면 되고, 삼차원 맵(포인트 클라우드 등)의 삼차원 데이터를 압축하는 처리를 행하는 처리부를 내부에 유지할 필요가 없다. 이에 의해, 클라이언트 장치(902)의 비용 및 소비 전력 등을 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 클라이언트 장치(902)는, 이동체에 탑재되고, 이동체에 탑재된 센서(1015)에 의해 얻어진, 이동체의 주변 상황을 나타내는 센서 정보(1033)로부터, 이동체 주변의 삼차원 데이터(1034)를 작성한다. 클라이언트 장치(902)는, 작성된 삼차원 데이터(1034)를 이용하여 이동체의 자기 위치를 추정한다. 클라이언트 장치(902)는, 취득한 센서 정보(1033)를 서버(901) 또는 다른 이동체(902)에 송신한다.
이에 의하면, 클라이언트 장치(902)는, 센서 정보(1033)를 서버(901) 등에 송신한다. 이에 의해, 삼차원 데이터를 송신하는 경우에 비해, 송신 데이터의 데이터량을 삭감할 수 있을 가능성이 있다. 또, 삼차원 데이터의 압축 또는 부호화 등의 처리를 클라이언트 장치(902)로 행할 필요가 없으므로, 클라이언트 장치(902)의 처리량을 삭감할 수 있다. 따라서, 클라이언트 장치(902)는, 전송되는 데이터량의 삭감, 또는, 장치의 구성의 간략화를 실현할 수 있다.
또, 클라이언트 장치(902)는, 또한, 서버(901)에 삼차원 맵의 송신 요구를 송신하고, 서버(901)로부터 삼차원 맵(1031)을 수신한다. 클라이언트 장치(902)는, 자기 위치의 추정에서는, 삼차원 데이터(1034)와 삼차원 맵(1032)을 이용하여, 자기 위치를 추정한다.
또, 센서 정보(1033)는, 레이저 센서로 얻어진 정보, 휘도 화상, 적외 화상, 뎁스 화상, 센서의 위치 정보, 및 센서의 속도 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
또, 센서 정보(1033)는, 센서의 성능을 나타내는 정보를 포함한다.
또, 클라이언트 장치(902)는, 센서 정보(1033)를 부호화 또는 압축하고, 센서 정보의 송신에서는, 부호화 또는 압축 후의 센서 정보(1037)를, 서버(901) 또는 다른 이동체(902)에 송신한다. 이에 의하면, 클라이언트 장치(902)는, 전송되는 데이터량을 삭감할 수 있다.
예를 들어, 클라이언트 장치(902)는, 프로세서와, 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
또, 본 실시 형태에 따른 서버(901)는, 이동체에 탑재되는 클라이언트 장치(902)와 통신 가능하고, 이동체에 탑재된 센서(1015)에 의해 얻어진, 이동체의 주변 상황을 나타내는 센서 정보(1037)를 클라이언트 장치(902)로부터 수신한다. 서버(901)는, 수신한 센서 정보(1037)로부터, 이동체 주변의 삼차원 데이터(1134)를 작성한다.
이에 의하면, 서버(901)는, 클라이언트 장치(902)로부터 송신된 센서 정보(1037)를 이용하여 삼차원 데이터(1134)를 작성한다. 이에 의해, 클라이언트 장치(902)가 삼차원 데이터를 송신하는 경우에 비해, 송신 데이터의 데이터량을 삭감할 수 있을 가능성이 있다. 또, 삼차원 데이터의 압축 또는 부호화 등의 처리를 클라이언트 장치(902)로 행할 필요가 없으므로, 클라이언트 장치(902)의 처리량을 삭감할 수 있다. 따라서, 서버(901)는, 전송되는 데이터량의 삭감, 또는, 장치의 구성의 간략화를 실현할 수 있다.
또, 서버(901)는, 또한, 클라이언트 장치(902)에 센서 정보의 송신 요구를 송신한다.
또, 서버(901)는, 또한, 작성된 삼차원 데이터(1134)를 이용하여 삼차원 맵(1135)을 갱신하고, 클라이언트 장치(902)로부터의 삼차원 맵(1135)의 송신 요구에 따라 삼차원 맵(1135)을 클라이언트 장치(902)에 송신한다.
또, 센서 정보(1037)는, 레이저 센서로 얻어진 정보, 휘도 화상, 적외 화상, 뎁스 화상, 센서의 위치 정보, 및 센서의 속도 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
또, 센서 정보(1037)는, 센서의 성능을 나타내는 정보를 포함한다.
또, 서버(901)는, 또한, 센서의 성능에 따라, 삼차원 데이터를 보정한다. 이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 작성 방법은, 삼차원 데이터의 품질을 향상시킬 수 있다.
또, 서버(901)는, 센서 정보의 수신에서는, 복수의 클라이언트 장치(902)로부터 복수의 센서 정보(1037)를 수신하고, 복수의 센서 정보(1037)에 포함되는 센서의 성능을 나타내는 복수의 정보에 의거하여, 삼차원 데이터(1134)의 작성에 이용하는 센서 정보(1037)를 선택한다. 이에 의하면, 서버(901)는, 삼차원 데이터(1134)의 품질을 향상시킬 수 있다.
또, 서버(901)는, 수신한 센서 정보(1037)를 복호 또는 신장하고, 복호 또는 신장 후의 센서 정보(1132)로부터, 삼차원 데이터(1134)를 작성한다. 이에 의하면, 서버(901)는, 전송되는 데이터량을 삭감할 수 있다.
예를 들어, 서버(901)는, 프로세서와, 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
(실시 형태 7)
본 실시 형태에서는, 인터 예측 처리를 이용한 삼차원 데이터의 부호화 방법 및 복호 방법에 대해 설명한다.
도 37은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)의 블록도이다. 이 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 삼차원 데이터를 부호화함으로써 부호화 신호인 부호화 비트 스트림(이하, 간단히 비트 스트림이라고도 기재한다)을 생성한다. 도 37에 나타낸 바와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 분할부(1301)와, 감산부(1302)와, 변환부(1303)와, 양자화부(1304)와, 역양자화부(1305)와, 역변환부(1306)와, 가산부(1307)와, 참조 볼륨 메모리(1308)와, 인트라 예측부(1309)와, 참조 스페이스 메모리(1310)와, 인터 예측부(1311)와, 예측 제어부(1312)와, 엔트로피 부호화부(1313)를 구비한다.
분할부(1301)는, 삼차원 데이터에 포함되는 각 스페이스(SPC)를 부호화 단위인 복수의 볼륨(VLM)으로 분할한다. 또, 분할부(1301)는, 각 볼륨 내의 복셀을 8진 트리 표현화(Octree화)한다. 또한, 분할부(1301)는, 스페이스와 볼륨을 동일 사이즈로 하여, 스페이스를 8진 트리 표현화해도 된다. 또, 분할부(1301)는, 8진 트리화에 필요한 정보(심도 정보 등)를 비트 스트림의 헤더 등에 부가해도 된다.
감산부(1302)는, 분할부(1301)에서 출력된 볼륨(부호화 대상 볼륨)과, 후술 하는 인트라 예측 또는 인터 예측에 의해 생성되는 예측 볼륨의 차분을 산출하고, 산출된 차분을 예측 잔차로서 변환부(1303)에 출력한다. 도 38은, 예측 잔차의 산출예를 나타낸 도면이다. 또한, 여기서 나타내는 부호화 대상 볼륨 및 예측 볼륨의 비트열은, 예를 들어, 볼륨에 포함되는 삼차원점(예를 들어 포인트 클라우드)의 위치를 나타내는 위치 정보이다.
이하, 8진 트리 표현과 복셀의 스캔순에 대해 설명한다. 볼륨은 8진 트리 구조로 변환(8진 트리화)된 후, 부호화된다. 8진 트리 구조는 노드와 리프로 구성된다. 각 노드는 8개의 노드 또는 리프를 가지며, 각 리프는 복셀(VXL) 정보를 갖는다. 도 39는, 복수의 복셀을 포함하는 볼륨의 구조예를 나타낸 도면이다. 도 40은, 도 39에 나타낸 볼륨을 8진 트리 구조로 변환한 예를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 40에 나타낸 리프 중, 리프 1, 2, 3은 각각 도 39에 나타낸 복셀 VXL1, VXL2, VXL3을 나타내며, 점군을 포함하는 VXL(이하, 유효 VXL)을 표현하고 있다.
8진 트리는, 예를 들어 0, 1의 2치열로 표현된다. 예를 들어, 노드 또는 유효 VXL을 값 1, 그 이외를 값 0으로 하면, 각 노드 및 리프에는 도 40에 나타낸 2치열이 할당된다. 그리고, 폭 우선 또는 깊이 우선의 스캔순에 따라, 이 2치열이 스캔된다. 예를 들어 폭 우선으로 스캔된 경우, 도 41의 A에 나타낸 2치열이 얻어진다. 깊이 우선으로 스캔한 경우는 도 41의 B에 나타낸 2치열이 얻어진다. 이 스캔에 의해 얻어진 2치열은 엔트로피 부호화에 의해 부호화되어 정보량이 삭감된다.
다음으로, 8진 트리 표현에 있어서의 심도 정보에 대해 설명한다. 8진 트리 표현에 있어서의 심도는, 볼륨 내에 포함되는 포인트 클라우드 정보를, 어느 입도까지 유지할지를 컨트롤하기 위해 사용된다. 심도를 크게 설정하면, 보다 세세한 레벨까지 포인트 클라우드 정보를 재현할 수 있지만, 노드 및 리프를 표현하기 위한 데이터량이 증가한다. 반대로 심도를 작게 설정하면, 데이터량이 감소하지만, 복수의 상이한 위치 및 색이 다른 포인트 클라우드 정보가 동일 위치 또한 동일 색인 것으로 간주되므로, 본래의 포인트 클라우드 정보가 갖는 정보를 잃게 된다.
예를 들어, 도 42는, 도 40에 나타낸 심도=2의 8진 트리를, 심도=1의 8진 트리로 표현한 예를 나타낸 도면이다. 도 42에 나타낸 8진 트리는 도 40에 나타낸 8진 트리보다 데이터량이 적어진다. 즉, 도 42에 나타낸 8진 트리는 도 42에 나타낸 8진 트리보다 2치열화 후의 비트수가 적다. 여기서, 도 40에 나타낸 리프 1과 리프 2가 도 41에 나타낸 리프 1로 표현되게 된다. 즉, 도 40에 나타낸 리프 1과 리프 2가 상이한 위치였다는 정보가 없어진다.
도 43은, 도 42에 나타낸 8진 트리에 대응하는 볼륨을 나타낸 도면이다. 도 39에 나타낸 VXL1과 VXL2가 도 43에 나타낸 VXL12에 대응한다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 도 43에 나타낸 VXL12의 색 정보를, 도 39에 나타낸 VXL1과 VXL2의 색 정보로부터 생성한다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, VXL1과 VXL2의 색 정보의 평균치, 중간치, 또는 가중 평균치 등을 VXL12의 색 정보로서 산출한다. 이와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 8진 트리의 심도를 바꿈으로써, 데이터량의 삭감을 제어해도 된다.
삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 8진 트리의 심도 정보를, 월드 단위, 스페이스 단위, 및 볼륨 단위 중 어느 단위로 설정해도 상관없다. 또 그때, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 월드의 헤더 정보, 스페이스의 헤더 정보, 또는 볼륨의 헤더 정보에 심도 정보를 부가해도 된다. 또, 시간이 상이한 모든 월드, 스페이스, 및 볼륨으로 심도 정보로 하여 동일한 값을 사용해도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 모든 시간의 월드를 관리하는 헤더 정보에 심도 정보를 부가해도 된다.
복셀에 색 정보가 포함되는 경우에는, 변환부(1303)는, 볼륨 내의 복셀의 색 정보의 예측 잔차에 대해, 직교 변환 등의 주파수 변환을 적용한다. 예를 들어, 변환부(1303)는, 어느 스캔순으로 예측 잔차를 스캔함으로써 일차원 배열을 작성한다. 그 후, 변환부(1303)는, 작성한 일차원 배열에 일차원의 직교 변환을 적용함으로써 일차원 배열을 주파수 영역으로 변환한다. 이에 의해, 볼륨 내의 예측 잔차의 값이 가까운 경우에는 저역의 주파수 성분의 값이 커지고, 고역의 주파수 성분의 값이 작아진다. 따라서, 양자화부(1304)에 있어서 보다 효율적으로 부호량을 삭감할 수 있다.
또, 변환부(1303)는, 일차원이 아니라, 이차원 이상의 직교 변환을 이용해도 된다. 예를 들어, 변환부(1303)는, 어느 스캔순으로 예측 잔차를 이차원 배열로 매핑하여, 얻어진 이차원 배열에 이차원 직교 변환을 적용한다. 또, 변환부(1303)는, 복수의 직교 변환 방식으로부터 사용하는 직교 변환 방식을 선택해도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 어느 직교 변환 방식을 이용하였는지를 나타내는 정보를 비트 스트림에 부가한다. 또, 변환부(1303)는, 차원이 다른 복수의 직교 변환 방식으로부터 사용하는 직교 변환 방식을 선택해도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 어느 차원의 직교 변환 방식을 이용하였는지를 비트 스트림에 부가한다.
예를 들어, 변환부(1303)는, 예측 잔차의 스캔순을, 볼륨 내의 8진 트리에 있어서의 스캔순(폭 우선 또는 깊이 우선 등)에 맞춘다. 이에 의해, 예측 잔차의 스캔순을 나타내는 정보를 비트 스트림에 부가할 필요가 없으므로, 오버헤드를 삭감할 수 있다. 또, 변환부(1303)는, 8진 트리의 스캔순과는 다른 스캔순을 적용해도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 예측 잔차의 스캔순을 나타내는 정보를 비트 스트림에 부가한다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 예측 잔차를 효율적으로 부호화할 수 있다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 8진 트리의 스캔순을 적용할지의 여부를 나타내는 정보(플래그 등)를 비트 스트림에 부가하고, 8진 트리의 스캔순을 적용하지 않는 경우에, 예측 잔차의 스캔순을 나타내는 정보를 비트 스트림에 부가해도 된다.
변환부(1303)는, 색 정보의 예측 잔차뿐만 아니라, 복셀이 갖는 그 밖의 속성 정보를 변환해도 된다. 예를 들어, 변환부(1303)는, 포인트 클라우드를 LiDAR 등으로 취득했을 때에 얻어지는 반사도 등의 정보를 변환하여, 부호화해도 된다.
변환부(1303)는, 스페이스가 색 정보 등의 속성 정보를 갖지 않는 경우는, 처리를 스킵해도 된다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 변환부(1303)의 처리를 스킵할지의 여부를 나타내는 정보(플래그)를 비트 스트림에 부가해도 된다.
양자화부(1304)는, 변환부(1303)에서 생성된 예측 잔차의 주파수 성분에 대해, 양자화 제어 파라미터를 이용하여 양자화를 행함으로써 양자화 계수를 생성한다. 이에 의해 정보량이 삭감된다. 생성된 양자화 계수는 엔트로피 부호화부(1313)에 출력된다. 양자화부(1304)는, 양자화 제어 파라미터를, 월드 단위, 스페이스 단위, 또는 볼륨 단위로 제어해도 된다. 그때에는, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 양자화 제어 파라미터를 각각의 헤더 정보 등에 부가한다. 또, 양자화부(1304)는, 예측 잔차의 주파수 성분마다, 가중치를 바꾸어 양자화 제어를 행해도 된다. 예를 들어, 양자화부(1304)는, 저주파수 성분은 세세하게 양자화하고, 고주파 성분은 러프하게 양자화해도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 각 주파수 성분의 가중치를 나타내는 파라미터를 헤더에 부가해도 된다.
양자화부(1304)는, 스페이스가 색 정보 등의 속성 정보를 갖지 않는 경우는, 처리를 스킵해도 된다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 양자화부(1304)의 처리를 스킵할지의 여부를 나타내는 정보(플래그)를 비트 스트림에 부가해도 된다.
역양자화부(1305)는, 양자화 제어 파라미터를 이용하여, 양자화부(1304)에서 생성된 양자화 계수에 역양자화를 행함으로써 예측 잔차의 역양자화 계수를 생성하고, 생성한 역양자화 계수를 역변환부(1306)에 출력한다.
역변환부(1306)는, 역양자화부(1305)에서 생성된 역양자화 계수에 대해 역변환을 적용함으로써 역변환 적용 후 예측 잔차를 생성한다. 이 역변환 적용 후 예측 잔차는, 양자화 후에 생성된 예측 잔차이므로, 변환부(1303)가 출력한 예측 잔차와는 완전히는 일치하지 않아도 된다.
가산부(1307)는, 역변환부(1306)에서 생성된 역변환 적용 후 예측 잔차와, 양자화 전의 예측 잔차의 생성에 이용된, 후술하는 인트라 예측 또는 인터 예측에 의해 생성된 예측 볼륨을 가산하여 재구성 볼륨을 생성한다. 이 재구성 볼륨은, 참조 볼륨 메모리(1308), 또는, 참조 스페이스 메모리(1310)에 저장된다.
인트라 예측부(1309)는, 참조 볼륨 메모리(1308)에 저장된 인접 볼륨의 속성 정보를 이용하여, 부호화 대상 볼륨의 예측 볼륨을 생성한다. 속성 정보란, 복셀의 색 정보 또는 반사도를 포함한다. 인트라 예측부(1309)는, 부호화 대상 볼륨의 색 정보 또는 반사도의 예측치를 생성한다.
도 44는, 인트라 예측부(1309)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 인트라 예측부(1309)는, 도 44에 나타낸, 부호화 대상 볼륨(볼륨 idx=3)의 예측 볼륨을, 인접 볼륨(볼륨 idx=0)으로부터 생성한다. 여기서, 볼륨 idx란 스페이스 내의 볼륨에 대해 부가되는 식별자 정보이며, 각 볼륨에 상이한 값이 할당된다. 볼륨 idx의 할당의 순서는 부호화순과 동일한 순서여도 되고, 부호화순과는 다른 순서여도 된다. 예를 들어, 인트라 예측부(1309)는, 도 44에 나타낸 부호화 대상 볼륨의 색 정보의 예측치로서, 인접 볼륨인 볼륨 idx=0 내에 포함되는 복셀의 색 정보의 평균치를 이용한다. 이 경우, 부호화 대상 볼륨 내에 포함되는 각 복셀의 색 정보로부터, 색 정보의 예측치가 차감됨으로써 예측 잔차가 생성된다. 이 예측 잔차에 대해 변환부(1303) 이후의 처리가 행해진다. 또, 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 인접 볼륨 정보와, 예측 모드 정보를 비트 스트림에 부가한다. 여기서 인접 볼륨 정보란, 예측에 이용한 인접 볼륨을 나타내는 정보이며, 예를 들어, 예측에 이용한 인접 볼륨의 볼륨 idx를 나타낸다. 또, 예측 모드 정보란, 예측 볼륨의 생성에 사용한 모드를 나타낸다. 모드란, 예를 들어, 인접 볼륨 내의 복셀의 평균치로부터 예측치를 생성하는 평균치 모드, 또는 인접 볼륨 내의 복셀의 중간치로부터 예측치를 생성하는 중간치 모드 등이다.
인트라 예측부(1309)는, 예측 볼륨을, 복수의 인접 볼륨으로부터 생성해도 된다. 예를 들어, 도 44에 나타낸 구성에 있어서, 인트라 예측부(1309)는, 볼륨 idx=0의 볼륨으로부터 예측 볼륨 0을 생성하고, 볼륨 idx=1의 볼륨으로부터 예측 볼륨 1을 생성한다. 그리고, 인트라 예측부(1309)는, 예측 볼륨 0과 예측 볼륨 1의 평균을 최종적인 예측 볼륨으로서 생성한다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 예측 볼륨의 생성에 사용한 복수의 볼륨의 복수의 볼륨 idx를 비트 스트림에 부가해도 된다.
도 45는, 본 실시 형태에 따른 인터 예측 처리를 모식적으로 나타낸 도면이다. 인터 예측부(1311)는, 어느 시각 T＿Cur의 스페이스(SPC)를, 상이한 시각 T＿LX의 부호화가 완료된 스페이스를 이용하여 부호화(인터 예측)한다. 이 경우, 인터 예측부(1311)는, 상이한 시각 T＿LX의 부호화가 완료된 스페이스에 회전 및 병진 처리를 적용하여 부호화 처리를 행한다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 상이한 시각 T＿LX의 스페이스에 적용한 회전 및 병진 처리에 관련된 RT 정보를 비트 스트림에 부가한다. 상이한 시각 T＿LX란, 예를 들어, 상기 어느 시각 T＿Cur보다 전의 시각 T＿L0이다. 이때, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 시각 T＿L0의 스페이스에 적용한 회전 및 병진 처리에 관련된 RT 정보 RT＿L0을 비트 스트림에 부가해도 된다.
또는, 상이한 시각 T＿LX란, 예를 들어, 상기 어느 시각 T＿Cur보다 후의 시각 T＿L1이다. 이때, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 시각 T＿L1의 스페이스에 적용한 회전 및 병진 처리에 관련된 RT 정보 RT＿L1을 비트 스트림에 부가해도 된다.
또는, 인터 예측부(1311)는, 상이한 시각 T＿L0 및 시각 T＿L1의 양쪽 모두의 스페이스를 참조하여 부호화(쌍예측)를 행한다. 이 경우에는, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 각각의 스페이스에 적용한 회전 및 병진에 관련된 RT 정보 RT＿L0 및 RT＿L1의 양쪽 모두를 비트 스트림에 부가해도 된다.
또한, 상기에서는 T＿L0을 T＿Cur보다 전의 시각, T＿L1을 T＿Cur보다 후의 시각으로 하였지만, 반드시 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, T＿L0과 T＿L1은 모두 T＿Cur보다 전의 시각이어도 된다. 또는, T＿L0과 T＿L1은 모두 T＿Cur보다 후의 시각이어도 된다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 복수의 상이한 시각의 스페이스를 참조하여 부호화를 행하는 경우에는, 각각의 스페이스에 적용한 회전 및 병진에 관련된 RT 정보를 비트 스트림에 부가해도 된다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조하는 복수의 부호화가 완료된 스페이스를 2개의 참조 리스트(L0 리스트 및 L1 리스트)로 관리한다. L0 리스트 내의 제1 참조 스페이스를 L0R0으로 하고, L0 리스트 내의 제2 참조 스페이스를 L0R1로 하고, L1 리스트 내의 제1 참조 스페이스를 L1R0으로 하고, L1 리스트 내의 제2 참조 스페이스를 L1R1로 한 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, L0R0의 RT 정보 RT＿L0R0과, L0R1의 RT 정보 RT＿L0R1과, L1R0의 RT 정보 RT＿L1R0과, L1R1의 RT 정보 RT＿L1R1을 비트 스트림에 부가한다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 이들 RT 정보를 비트 스트림의 헤더 등에 부가한다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 복수의 상이한 시각의 참조 스페이스를 참조하여 부호화를 행하는 경우, 참조 스페이스마다 회전 및 병진을 적용할지의 여부를 판정한다. 그때, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조 스페이스마다 회전 및 병진을 적용하였는지의 여부를 나타내는 정보(RT 적용 플래그 등)를 비트 스트림의 헤더 정보 등에 부가해도 된다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 부호화 대상 스페이스로부터 참조하는 참조 스페이스마다 ICP(Interactive Closest Point) 알고리즘을 이용하여 RT 정보, 및 ICP 에러치를 산출한다. 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, ICP 에러치가, 미리 정해진 일정치 이하인 경우는, 회전 및 병진을 행할 필요가 없다고 판정하여 RT 적용 플래그를 오프로 설정한다. 한편, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, ICP 에러치가 상기 일정치보다 큰 경우는, RT 적용 플래그를 온으로 설정하여, RT 정보를 비트 스트림에 부가한다.
도 46은, RT 정보 및 RT 적용 플래그를 헤더에 부가하는 신택스예를 나타낸 도면이다. 또한, 각 신택스에 할당하는 비트수는, 그 신택스가 취할 수 있는 범위에서 결정해도 된다. 예를 들어, 참조 리스트 L0 내에 포함되는 참조 스페이스수가 8개인 경우, MaxRefSpc＿l0에는 3bit가 할당되어도 된다. 할당하는 비트수를, 각 신택스가 취할 수 있는 값에 따라 가변으로 해도 되고, 취할 수 있는 값에 상관없이 고정으로 해도 된다. 할당하는 비트수를 고정으로 하는 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 그 고정 비트수를 다른 헤더 정보에 부가해도 된다.
여기서, 도 46에 나타낸, MaxRefSpc＿l0은, 참조 리스트 L0 내에 포함되는 참조 스페이스수를 나타낸다. RT＿flag＿l0[i]는, 참조 리스트 L0 내의 참조 스페이스 i의 RT 적용 플래그이다. RT＿flag＿l0[i]가 1인 경우, 참조 스페이스 i에 회전 및 병진이 적용된다. RT＿flag＿l0[i]가 0인 경우, 참조 스페이스 i에 회전 및 병진이 적용되지 않는다.
R＿l0[i] 및 T＿l0[i]는, 참조 리스트 L0 내의 참조 스페이스 i의 RT 정보이다. R＿l0[i]는, 참조 리스트 L0 내의 참조 스페이스 i의 회전 정보이다. 회전 정보는, 적용된 회전 처리의 내용을 나타내며, 예를 들어, 회전 행렬, 또는 쿼터니온 등이다. T＿l0[i]는, 참조 리스트 L0 내의 참조 스페이스 i의 병진 정보이다. 병진 정보는, 적용된 병진 처리의 내용을 나타내며, 예를 들어, 병진 벡터 등이다.
MaxRefSpc＿l1은, 참조 리스트 L1 내에 포함되는 참조 스페이스수를 나타낸다. RT＿flag＿l1[i]는, 참조 리스트 L1 내의 참조 스페이스 i의 RT 적용 플래그이다. RT＿flag＿l1[i]가 1인 경우, 참조 스페이스 i에 회전 및 병진이 적용된다. RT＿flag＿l1[i]가 0인 경우, 참조 스페이스 i에 회전 및 병진이 적용되지 않는다.
R＿l1[i] 및 T＿l1[i]는, 참조 리스트 L1 내의 참조 스페이스 i의 RT 정보이다. R＿l1[i]는, 참조 리스트 L1 내의 참조 스페이스 i의 회전 정보이다. 회전 정보는, 적용된 회전 처리의 내용을 나타내며, 예를 들어, 회전 행렬, 또는 쿼터니온 등이다. T＿l1[i]는, 참조 리스트 L1 내의 참조 스페이스 i의 병진 정보이다. 병진 정보는, 적용된 병진 처리의 내용을 나타내며, 예를 들어, 병진 벡터 등이다.
인터 예측부(1311)는, 참조 스페이스 메모리(1310)에 저장된 부호화가 완료된 참조 스페이스의 정보를 이용하여 부호화 대상 볼륨의 예측 볼륨을 생성한다. 상술한 바와 같이, 인터 예측부(1311)는, 부호화 대상 볼륨의 예측 볼륨을 생성하기 전에, 부호화 대상 스페이스와 참조 스페이스의 전체적인 위치 관계를 가깝게 하기 위해, 부호화 대상 스페이스와 참조 스페이스에서 ICP(Interactive Closest Point) 알고리즘을 이용하여 RT 정보를 구한다. 그리고, 인터 예측부(1311)는, 구한 RT 정보를 이용하여 참조 스페이스에 회전 및 병진 처리를 적용함으로써 참조 스페이스 B를 얻는다. 그 후, 인터 예측부(1311)는, 부호화 대상 스페이스 내의 부호화 대상 볼륨의 예측 볼륨을 참조 스페이스 B 내의 정보를 이용하여 생성한다. 여기서, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조 스페이스 B를 얻기 위해 이용된 RT 정보를 부호화 대상 스페이스의 헤더 정보 등에 부가한다.
이와 같이, 인터 예측부(1311)는, 참조 스페이스에 회전 및 병진 처리를 적용함으로써 부호화 대상 스페이스와 참조 스페이스의 전체적인 위치 관계를 가깝게 하고 나서, 참조 스페이스의 정보를 이용하여 예측 볼륨을 생성함으로써 예측 볼륨의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 예측 잔차를 억제할 수 있으므로 부호량을 삭감할 수 있다. 또한, 여기서는, 부호화 대상 스페이스와 참조 스페이스를 이용하여 ICP를 행하는 예를 나타내었지만, 반드시 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 인터 예측부(1311)는, 처리량을 삭감하기 위해, 복셀 또는 포인트 클라우드수를 솎아낸 부호화 대상 스페이스, 및, 복셀 또는 포인트 클라우드수를 솎아낸 참조 스페이스 중 적어도 한쪽을 이용하여 ICP를 행함으로써, RT 정보를 구해도 된다.
또, 인터 예측부(1311)는, ICP의 결과 얻어진 ICP 에러치가, 미리 정해진 제1 역치보다 작은 경우, 즉, 예를 들어 부호화 대상 스페이스와 참조 스페이스의 위치 관계가 가까운 경우에는, 회전 및 병진 처리는 필요없다고 판단하여, 회전 및 병진을 행하지 않아도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, RT 정보를 비트 스트림에 부가하지 않음으로써 오버헤드를 억제해도 된다.
또, 인터 예측부(1311)는, ICP 에러치가, 미리 정해진 제2 역치보다 큰 경우에는, 스페이스간의 형상 변화가 크다고 판단하여, 부호화 대상 스페이스의 모든 볼륨에 인트라 예측을 적용해도 된다. 이하, 인트라 예측을 적용하는 스페이스를 인트라 스페이스라고 부른다. 또, 제2 역치는 상기 제1 역치보다 큰 값이다. 또, ICP에 한정하지 않고, 2개의 복셀 집합, 또는, 2개의 포인트 클라우드 집합으로부터 RT 정보를 구하는 방법이면, 어떠한 수법을 적용해도 된다.
또, 삼차원 데이터에 형상 또는 색 등의 속성 정보가 포함되는 경우에는, 인터 예측부(1311)는, 부호화 대상 스페이스 내의 부호화 대상 볼륨의 예측 볼륨으로서, 예를 들어 참조 스페이스 내에서 부호화 대상 볼륨과 가장 형상 또는 색 등의 속성 정보가 가까운 볼륨을 탐색한다. 또, 이 참조 스페이스는, 예를 들어, 상술한 회전 및 병진 처리가 행해진 후의 참조 스페이스이다. 인터 예측부(1311)는, 탐색에 의해 얻어진 볼륨(참조 볼륨)으로부터 예측 볼륨을 생성한다. 도 47은, 예측 볼륨의 생성 동작을 설명하기 위한 도면이다. 인터 예측부(1311)는, 도 47에 나타낸 부호화 대상 볼륨(볼륨 idx=0)을, 인터 예측을 이용하여 부호화하는 경우, 참조 스페이스 내의 참조 볼륨을 차례로 스캔하면서, 부호화 대상 볼륨과 참조 볼륨의 차분인 예측 잔차가 가장 작은 볼륨을 탐색한다. 인터 예측부(1311)는, 예측 잔차가 가장 작은 볼륨을 예측 볼륨으로서 선택한다. 부호화 대상 볼륨과 예측 볼륨의 예측 잔차가 변환부(1303) 이후의 처리에 의해 부호화된다. 여기서, 예측 잔차란, 부호화 대상 볼륨의 속성 정보와 예측 볼륨의 속성 정보의 차분이다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 예측 볼륨으로서 참조한 참조 스페이스 내의 참조 볼륨의 볼륨 idx를 비트 스트림의 헤더 등에 부가한다.
도 47에 나타낸 예에서는, 참조 스페이스 L0R0의 볼륨 idx=4의 참조 볼륨이 부호화 대상 볼륨의 예측 볼륨으로서 선택된다. 그리고, 부호화 대상 볼륨과 참조 볼륨의 예측 잔차와, 참조 볼륨 idx=4가 부호화되어 비트 스트림에 부가된다.
또한, 여기서는 속성 정보의 예측 볼륨을 생성하는 예를 설명하였지만, 위치 정보의 예측 볼륨에 대해서도 동일한 처리가 행해져도 된다.
예측 제어부(1312)는, 부호화 대상 볼륨을 인트라 예측, 및 인터 예측 중 어느 것을 이용하여 부호화할지를 제어한다. 여기서, 인트라 예측, 및 인터 예측을 포함하는 모드를 예측 모드라고 부른다. 예를 들어, 예측 제어부(1312)는, 부호화 대상 볼륨을 인트라 예측으로 예측한 경우의 예측 잔차와, 인터 예측으로 예측한 경우의 예측 잔차를 평가치로서 산출하고, 평가치가 작은 쪽의 예측 모드를 선택한다. 또한, 예측 제어부(1312)는, 인트라 예측의 예측 잔차와 인터 예측의 예측 잔차에, 각각 직교 변환, 양자화, 및, 엔트로피 부호화를 적용함으로써 실제의 부호량을 산출하고, 산출한 부호량을 평가치로 하여 예측 모드를 선택해도 된다. 또, 평가치에 예측 잔차 이외의 오버헤드 정보(참조 볼륨 idx 정보 등)를 추가하도록 해도 된다. 또, 예측 제어부(1312)는, 부호화 대상 스페이스를 인트라 스페이스로 부호화한다고 미리 결정되어 있는 경우에는, 항상 인트라 예측을 선택해도 된다.
엔트로피 부호화부(1313)는, 양자화부(1304)로부터의 입력인 양자화 계수를 가변길이 부호화함으로써 부호화 신호(부호화 비트 스트림)를 생성한다. 구체적으로는, 엔트로피 부호화부(1313)는, 예를 들어, 양자화 계수를 2치화하여, 얻어진 2치 신호를 산술 부호화한다.
다음으로, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)에 의해 생성된 부호화 신호를 복호하는 삼차원 데이터 복호 장치에 대해 설명한다. 도 48은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(1400)의 블록도이다. 이 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 엔트로피 복호부(1401)와, 역양자화부(1402)와, 역변환부(1403)와, 가산부(1404)와, 참조 볼륨 메모리(1405)와, 인트라 예측부(1406)와, 참조 스페이스 메모리(1407)와, 인터 예측부(1408)와, 예측 제어부(1409)를 구비한다.
엔트로피 복호부(1401)는, 부호화 신호(부호화 비트 스트림)를 가변길이 복호한다. 예를 들어, 엔트로피 복호부(1401)는, 부호화 신호를 산술 복호하여 2치 신호를 생성하고, 생성한 2치 신호로부터 양자화 계수를 생성한다.
역양자화부(1402)는, 엔트로피 복호부(1401)로부터 입력된 양자화 계수를, 비트 스트림 등에 부가된 양자화 파라미터를 이용하여 역양자화함으로써 역양자화 계수를 생성한다.
역변환부(1403)는, 역양자화부(1402)로부터 입력된 역양자화 계수를 역변환함으로써 예측 잔차를 생성한다. 예를 들어, 역변환부(1403)는, 역양자화 계수를, 비트 스트림에 부가된 정보에 의거하여 역직교 변환함으로써 예측 잔차를 생성한다.
가산부(1404)는, 역변환부(1403)에서 생성된 예측 잔차와, 인트라 예측 또는 인터 예측에 의해 생성된 예측 볼륨을 가산하여 재구성 볼륨을 생성한다. 이 재구성 볼륨은, 복호 삼차원 데이터로서 출력됨과 더불어, 참조 볼륨 메모리(1405), 또는, 참조 스페이스 메모리(1407)에 저장된다.
인트라 예측부(1406)는, 참조 볼륨 메모리(1405) 내의 참조 볼륨과 비트 스트림에 부가된 정보를 이용하여 인트라 예측에 의해 예측 볼륨을 생성한다. 구체적으로는, 인트라 예측부(1406)는, 비트 스트림에 부가된 인접 볼륨 정보(예를 들어 볼륨 idx)와, 예측 모드 정보를 취득하고, 인접 볼륨 정보로 나타내어지는 인접 볼륨을 이용하여, 예측 모드 정보로 나타내어지는 모드에 의해 예측 볼륨을 생성한다. 또한, 이들 처리의 상세는, 비트 스트림에 부여된 정보가 이용되는 점을 제외하고, 상술한 인트라 예측부(1309)에 의한 처리와 동일하다.
인터 예측부(1408)는, 참조 스페이스 메모리(1407) 내의 참조 스페이스와 비트 스트림에 부가된 정보를 이용하여 인터 예측에 의해 예측 볼륨을 생성한다. 구체적으로는, 인터 예측부(1408)는, 비트 스트림에 부가된 참조 스페이스마다의 RT 정보를 이용하여 참조 스페이스에 대해 회전 및 병진 처리를 적용하고, 적용 후의 참조 스페이스를 이용하여 예측 볼륨을 생성한다. 또한, 참조 스페이스마다의 RT 적용 플래그가 비트 스트림 내에 존재하는 경우에는, 인터 예측부(1408)는, RT 적용 플래그에 따라 참조 스페이스에 회전 및 병진 처리를 적용한다. 또한, 이들 처리의 상세는, 비트 스트림에 부여된 정보가 이용되는 점을 제외하고, 상술한 인터 예측부(1311)에 의한 처리와 동일하다.
예측 제어부(1409)는, 복호 대상 볼륨을 인트라 예측으로 복호할지, 인터 예측으로 복호할지를 제어한다. 예를 들어, 예측 제어부(1409)는, 비트 스트림에 부가된, 사용하는 예측 모드를 나타내는 정보에 따라 인트라 예측 또는 인터 예측을 선택한다. 또한, 예측 제어부(1409)는, 복호 대상 스페이스를 인트라 스페이스로 복호한다고 미리 결정되어 있는 경우는, 항상 인트라 예측을 선택해도 된다.
이하, 본 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서는 스페이스 단위로 회전 및 병진이 적용되는 예를 설명하였지만, 보다 세세한 단위로 회전 및 병진이 적용되어도 된다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 스페이스를 서브 스페이스로 분할하고, 서브 스페이스 단위로 회전 및 병진을 적용해도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 서브 스페이스마다 RT 정보를 생성하고, 생성한 RT 정보를 비트 스트림의 헤더 등에 부가한다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 부호화 단위인 볼륨 단위로 회전 및 병진을 적용해도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 부호화 볼륨 단위로 RT 정보를 생성하고, 생성한 RT 정보를 비트 스트림의 헤더 등에 부가한다. 또한, 상기를 조합해도 된다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 큰 단위로 회전 및 병진을 적용하고, 그 후, 세세한 단위로 회전 및 병진을 적용해도 된다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 스페이스 단위로 회전 및 병진을 적용하고, 얻어진 스페이스에 포함되는 복수의 볼륨의 각각에 대해, 서로 상이한 회전 및 병진을 적용해도 된다.
또, 본 실시 형태에서는 참조 스페이스에 회전 및 병진을 적용하는 예를 설명하였지만, 반드시 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 예를 들어, 스케일 처리를 적용하여 삼차원 데이터의 크기를 변화시켜도 된다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 회전, 병진 및 스케일 중, 어느 1개 또는 2개를 적용해도 된다. 또, 상기와 같이 다단계에서 다른 단위로 처리를 적용하는 경우에는, 각 단위에 적용되는 처리의 종류가 상이해도 된다. 예를 들어, 스페이스 단위에서는 회전 및 병진이 적용되고, 볼륨 단위에서는 병진이 적용되어도 된다.
또한, 이들 변형예에 대해서는, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 이하의 처리를 행한다. 도 48은, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)에 의한 인터 예측 처리의 플로차트이다.
우선, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 대상 삼차원 데이터(예를 들어 부호화 대상 스페이스)와 상이한 시각의 참조 삼차원 데이터(예를 들어 참조 스페이스)에 포함되는 삼차원점의 위치 정보를 이용하여 예측 위치 정보(예를 들어 예측 볼륨)를 생성한다(S1301). 구체적으로는, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 회전 및 병진 처리를 적용함으로써 예측 위치 정보를 생성한다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 회전 및 병진 처리를 제1 단위(예를 들어 스페이스)로 행하고, 예측 위치 정보의 생성을 제1 단위보다 세세한 제2 단위(예를 들어 볼륨)로 행해도 된다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 회전 및 병진 처리 후의 참조 스페이스에 포함되는 복수의 볼륨 중, 부호화 대상 스페이스에 포함되는 부호화 대상 볼륨과 위치 정보의 차가 최소가 되는 볼륨을 탐색하여, 얻어진 볼륨을 예측 볼륨으로서 이용한다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 회전 및 병진 처리와, 예측 위치 정보의 생성을 동일한 단위로 행해도 된다.
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 제1 단위(예를 들어 스페이스)로 제1 회전 및 병진 처리를 적용하고, 제1 회전 및 병진 처리에 의해 얻어진 삼차원점의 위치 정보에, 제1 단위보다 세세한 제2 단위(예를 들어 볼륨)로 제2 회전 및 병진 처리를 적용함으로써 예측 위치 정보를 생성해도 된다.
여기서, 삼차원점의 위치 정보 및 예측 위치 정보는, 예를 들어 도 41에 나타낸 바와 같이, 8진 트리 구조로 표현된다. 예를 들어, 삼차원점의 위치 정보 및 예측 위치 정보는, 8진 트리 구조에 있어서의 심도와 폭 중, 폭을 우선한 스캔순으로 나타내어진다. 또는, 삼차원점의 위치 정보 및 예측 위치 정보는, 8진 트리 구조에 있어서의 심도와 폭 중, 심도를 우선한 스캔순으로 나타내어진다.
또, 도 46에 나타낸 바와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 회전 및 병진 처리를 적용할지의 여부를 나타내는 RT 적용 플래그를 부호화한다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, RT 적용 플래그를 포함하는 부호화 신호(부호화 비트 스트림)를 생성한다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 회전 및 병진 처리의 내용을 나타내는 RT 정보를 부호화한다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, RT 정보를 포함하는 부호화 신호(부호화 비트 스트림)를 생성한다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, RT 적용 플래그에 의해 회전 및 병진 처리를 적용하는 것이 나타내어지는 경우에 RT 정보를 부호화하고, RT 적용 플래그에 의해 회전 및 병진 처리를 적용하지 않는 것이 나타내어지는 경우에 RT 정보를 부호화하지 않아도 된다.
또, 삼차원 데이터는, 예를 들어, 삼차원점의 위치 정보와, 각 삼차원점의 속성 정보(색 정보 등)를 포함한다. 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보를 이용하여 예측 속성 정보를 생성한다(S1302).
다음으로, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보를, 예측 위치 정보를 이용하여 부호화한다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 도 38에 나타낸 바와 같이 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보와 예측 위치 정보의 차분인 차분 위치 정보를 산출한다(S1303).
또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보를, 예측 속성 정보를 이용하여 부호화한다. 예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보와 예측 속성 정보의 차분인 차분 속성 정보를 산출한다(S1304). 다음으로, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 산출된 차분 속성 정보에 변환 및 양자화를 행한다(S1305).
마지막으로, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 차분 위치 정보와, 양자화 후의 차분 속성 정보를 부호화(예를 들어 엔트로피 부호화)한다(S1306). 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 차분 위치 정보와 차분 속성 정보를 포함하는 부호화 신호(부호화 비트 스트림)를 생성한다.
또한, 삼차원 데이터에 속성 정보가 포함되지 않는 경우에는, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 단계 S1302, S1304 및 S1305를 행하지 않아도 된다. 또, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 삼차원점의 위치 정보의 부호화와, 삼차원점의 속성 정보의 부호화 중, 한쪽만을 행해도 된다.
또, 도 49에 나타낸 처리의 순서는 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 위치 정보에 대한 처리(S1301, S1303)와, 속성 정보에 대한 처리(S1302, S1304, S1305)는 서로 독립되어 있으므로, 임의의 순서로 행해져도 되고, 일부가 병렬 처리되어도 된다.
이상에 의해, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 대상 삼차원 데이터와 상이한 시각의 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보를 이용하여 예측 위치 정보를 생성하고, 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보와 예측 위치 정보의 차분인 차분 위치 정보를 부호화한다. 이에 의해, 부호화 신호의 데이터량을 삭감할 수 있으므로 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보를 이용하여 예측 속성 정보를 생성하고, 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보와 예측 속성 정보의 차분인 차분 속성 정보를 부호화한다. 이에 의해, 부호화 신호의 데이터량을 삭감할 수 있으므로 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 삼차원 데이터 부호화 장치(1300)는, 프로세서와, 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
도 48은, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)에 의한 인터 예측 처리의 플로차트이다.
우선, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 부호화 신호(부호화 비트 스트림)로부터, 차분 위치 정보와 차분 속성 정보를 복호(예를 들어 엔트로피 복호)한다(S1401).
또, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 부호화 신호로부터, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 회전 및 병진 처리를 적용할지의 여부를 나타내는 RT 적용 플래그를 복호한다. 또, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 회전 및 병진 처리의 내용을 나타내는 RT 정보를 복호한다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, RT 적용 플래그에 의해 회전 및 병진 처리를 적용하는 것이 나타내어지는 경우에 RT 정보를 복호하고, RT 적용 플래그에 의해 회전 및 병진 처리를 적용하지 않는 것이 나타내어지는 경우에 RT 정보를 복호하지 않아도 된다.
다음으로, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 복호된 차분 속성 정보에 역양자화 및 역변환을 행한다(S1402).
다음으로, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 대상 삼차원 데이터(예를 들어 복호 대상 스페이스)와 상이한 시각의 참조 삼차원 데이터(예를 들어 참조 스페이스)에 포함되는 삼차원점의 위치 정보를 이용하여 예측 위치 정보(예를 들어 예측 볼륨)를 생성한다(S1403). 구체적으로는, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 회전 및 병진 처리를 적용함으로써 예측 위치 정보를 생성한다.
보다 구체적으로는, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, RT 적용 플래그에 의해 회전 및 병진 처리를 적용하는 것이 나타내어지는 경우에, RT 정보로 나타내어지는 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 회전 및 병진 처리를 적용한다. 한편, RT 적용 플래그에 의해 회전 및 병진 처리를 적용하지 않는 것이 나타내어지는 경우에는, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 회전 및 병진 처리를 적용하지 않는다.
또한, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 회전 및 병진 처리를 제1 단위(예를 들어 스페이스)로 행하고, 예측 위치 정보의 생성을 제1 단위보다 세세한 제2 단위(예를 들어 볼륨)로 행해도 된다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 회전 및 병진 처리와, 예측 위치 정보의 생성을 동일한 단위로 행해도 된다.
또, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보에 제1 단위(예를 들어 스페이스)로 제1 회전 및 병진 처리를 적용하고, 제1 회전 및 병진 처리에 의해 얻어진 삼차원점의 위치 정보에, 제1 단위보다 세세한 제2 단위(예를 들어 볼륨)로 제2 회전 및 병진 처리를 적용함으로써 예측 위치 정보를 생성해도 된다.
여기서, 삼차원점의 위치 정보 및 예측 위치 정보는, 예를 들어 도 41에 나타낸 바와 같이, 8진 트리 구조로 표현된다. 예를 들어, 삼차원점의 위치 정보 및 예측 위치 정보는, 8진 트리 구조에 있어서의 심도와 폭 중, 폭을 우선한 스캔순으로 나타내어진다. 또는, 삼차원점의 위치 정보 및 예측 위치 정보는, 8진 트리 구조에 있어서의 심도와 폭 중, 심도를 우선한 스캔순으로 나타내어진다.
삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 참조 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보를 이용하여 예측 속성 정보를 생성한다(S1404).
다음으로, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 부호화 신호에 포함되는 부호화 위치 정보를 예측 위치 정보를 이용하여 복호함으로써 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보를 복원한다. 여기서, 부호화 위치 정보란, 예를 들어, 차분 위치 정보이며, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 차분 위치 정보와 예측 위치 정보를 가산함으로써 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 위치 정보를 복원한다(S1405).
또, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 부호화 신호에 포함되는 부호화 속성 정보를 예측 속성 정보를 이용하여 복호함으로써 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보를 복원한다. 여기서, 부호화 속성 정보란, 예를 들어, 차분 속성 정보이며, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 차분 속성 정보와 예측 속성 정보를 가산함으로써 대상 삼차원 데이터에 포함되는 삼차원점의 속성 정보를 복원한다(S1406).
또한, 삼차원 데이터에 속성 정보가 포함되지 않는 경우에는, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 단계 S1402, S1404 및 S1406을 행하지 않아도 된다. 또, 삼차원 데이터 복호 장치(1400)는, 삼차원점의 위치 정보의 복호와, 삼차원점의 속성 정보의 복호 중, 한쪽만을 행해도 된다.
또, 도 50에 나타낸 처리의 순서는 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 위치 정보에 대한 처리(S1403, S1405)와, 속성 정보에 대한 처리(S1402, S1404, S1406)는 서로 독립되어 있으므로, 임의의 순서로 행해져도 되고, 일부가 병렬 처리되어도 된다.
(실시 형태 8)
본 실시 형태에서는, 8진 트리의 어큐펀시 부호에 대한 적응적인 엔트로피 부호화(산술 부호화)에 대해서 설명한다.
도 51은, 4진 트리의 트리 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 도 52는, 도 51에 나타내는 트리 구조의 어큐펀시 부호를 나타내는 도면이다. 도 53은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치는, 8진 트리에 있어서의 8비트의 어큐펀시 부호화를 엔트로피 부호화한다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화 처리에 있어서, 부호화 테이블을 갱신한다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단일의 부호화 테이블을 이용하는 것이 아니라, 삼차원점의 유사성 정보를 이용하기 위해서 적응적인 부호화 테이블을 이용한다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 복수의 부호화 테이블을 이용한다.
또한, 유사성 정보란, 예를 들면, 삼차원점의 기하 정보, 8진 트리의 구조 정보, 또는, 삼차원점의 속성 정보이다.
또한, 도 51~도 53에서는, 4진 트리를 예로 나타내었지만, 2진 트리, 8진 트리, 16진 트리 등의 N진 트리의 경우에 동일한 수법을 적용해도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 8진 트리의 경우는 8비트의 어큐펀시 부호, 4진 트리의 경우는 4비트의 어큐펀시 부호, 16진 트리의 경우는 16비트의 어큐펀시 부호에 대하여, 적응적 테이블(adaptive table: 부호화 테이블이라고도 부른다)을 이용하여 엔트로피 부호화를 행한다.
이하, 삼차원점(포인트 클라우드)의 기하 정보(geometry information)를 이용한 적응적인 엔트로피 부호화 처리에 대해서 설명한다.
트리 구조 내의 2개의 노드에 있어서, 각 노드의 주변의 기하학적인 배치가 유사한 경우, 자식 노드의 점유 상태(즉, 삼차원점이 포함되는지 아닌지의 상태)가 유사할 가능성이 있다. 따라서, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 노드의 주변의 기하학적인 배치를 이용하여, 그룹화를 행한다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 자식 노드의 점유 상태를 그룹화하고, 그룹마다 상이한 부호화 테이블을 이용할 수 있다. 따라서, 엔트로피 부호화의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 54는, 기하 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 기하 정보는 대상 노드의 복수의 인접 노드의 각각이 점유되어 있는지의 여부(즉 삼차원점을 포함하는지 아닌지)를 나타내는 정보를 포함한다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 주변의 기하학적인 배치(Local geometry)를, 인접 노드에 삼차원점이 포함되는지 여부(occupied or non-occupied)의 정보를 이용하여 산출한다. 인접 노드란, 예를 들면 대상 노드의 공간적으로 주위에 존재하는 노드, 또는, 대상 노드와는 상이한 시간의 동일 위치, 혹은 그 공간적으로 주위에 존재하는 노드이다.
도 54에 있어서, 해칭 입방체는 부호화 대상의 대상 노드를 나타낸다. 흰 입방체는 인접 노드이며, 또한 삼차원점을 포함하는 노드를 나타낸다. 도 54에 있어서, (2)에 나타내는 기하 패턴은 (1)에 나타내는 기하 패턴을 회전한 형태를 나타낸다. 따라서, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 이들 기하 패턴은, 기하 유사성(geometry similarity)이 높다고 판단하고, 이들 기하 패턴에 대해서는 동일한 부호화 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 행한다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, (3) 및 (4)의 기하 패턴에 대해서는 기하 유사성이 낮다고 판단하고, 별개의 부호화 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 행한다.
도 55는, 도 54에 나타내는 (1)~(4)의 기하 패턴에 있어서의 대상 노드의 어큐펀시 부호와, 엔트로피 부호화에 이용되는 부호화 테이블의 예를 나타내는 도면이다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 상기와 같이 기하 패턴 (1)과 (2)에 대해서는 동일한 기하 그룹에 포함된다고 판단하고, 동일한 부호화 테이블 A를 이용한다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 기하 패턴 (3) 및 (4)에는 각각 부호화 테이블 B 및 부호화 테이블 C를 이용한다.
또한, 도 55에 나타내는 바와 같이, 동일한 기하 그룹에 포함되는 기하 패턴 (1)과 (2)의 대상 노드의 어큐펀시 부호가 동일해지는 경우가 있다.
다음에, 트리 구조의 구조 정보(structure information)를 이용한 적응적인 엔트로피 부호화 처리에 대해서 설명한다. 예를 들면, 구조 정보는 대상 노드가 속하는 층을 나타내는 정보를 포함한다.
도 56은, 트리 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 일반적으로 국소적인 물체의 형상은, 탐색의 척도에 의존한다. 예를 들면, 트리 구조에 있어서, 하층은 상층보다 성기게 되는 경향이 있다. 따라서, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 56에 나타내는 바와 같이 상층과 하층에서 상이한 부호화 테이블을 이용함으로써, 엔트로피 부호화의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 층의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에, 층마다 상이한 부호화 테이블을 이용해도 된다. 예를 들면, 도 56에 나타내는 트리 구조에 대하여, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 층 N(N=0~6)의 어큐펀시 부호의 부호화에는 층 N용 부호화 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 행해도 된다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 층마다의 어큐펀시 부호의 출현 패턴에 따라 부호화 테이블을 전환할 수 있으므로 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 56에 나타내는 바와 같이, 층 0부터 층 2까지의 어큐펀시 부호에는 부호화 테이블 A를 이용하고, 층 3부터 층 6까지의 어큐펀시 부호에는 부호화 테이블 B를 이용해도 된다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 층군마다의 어큐펀시 부호의 출현 패턴에 따라 부호화 테이블을 전환할 수 있으므로 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 층에서 이용하는 부호화 테이블의 정보를 비트 스트림의 헤더에 부가해도 된다. 또는, 각 층에서 이용하는 부호화 테이블이 규격 등으로 미리 정해져 있어도 된다.
다음에, 삼차원점의 속성 정보(property information)를 이용한 적응적인 엔트로피 부호화 처리에 대해서 설명한다. 예를 들면, 속성 정보는 대상 노드가 포함되는 물체의 정보, 또는 대상 노드가 유지하는 법선 벡터의 정보를 포함한다.
삼차원점의 속성 정보를 이용하여, 유사한 기하학적인 배치를 갖는 삼차원점을 그룹화할 수 있다. 예를 들면, 삼차원점이 갖는 공통의 속성 정보로서, 각 삼차원점의 방향을 나타내는 법선 벡터(normal vector)를 이용할 수 있다. 법선 벡터를 이용함으로써, 트리 구조 내의 유사한 어큐펀시 부호에 관련하는 기하학적인 배치를 찾아낼 수 있다.
또한, 속성 정보로서, 색 또는 반사율(반사도)이 이용되어도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 삼차원점의 색 또는 반사도를 이용하여, 유사한 기하학적인 배치를 갖는 삼차원점을 그룹화하고, 그룹마다 부호화 테이블을 전환하는 등의 처리를 행한다.
도 57은, 법선 벡터에 의거한 부호화 테이블의 전환을 설명하기 위한 도면이다. 도 57에 나타내는 바와 같이, 대상 노드의 법선 벡터가 속하는 법선 벡터군이 상이한 경우, 상이한 부호화 테이블이 이용된다. 예를 들면, 미리 정해진 범위에 포함되는 법선 벡터가 하나의 법선 벡터군으로 분류된다.
또한, 대상물의 분류가 상이한 경우, 어큐펀시 부호도 상이할 가능성이 높다. 따라서, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드가 속하는 대상물의 분류에 따라, 부호화 테이블을 선택해도 된다. 도 58은, 대상물의 분류에 의거한 부호화 테이블의 전환을 설명하기 위한 도면이다. 도 58에 나타내는 바와 같이, 대상물의 분류가 상이한 경우, 상이한 부호화 테이블이 이용된다.
이하, 본 실시 형태에 따른 비트 스트림의 구성예에 대해서 설명한다. 도 59는, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치에 의해 생성되는 비트 스트림의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 59에 나타내는 바와 같이 비트 스트림은, 부호화 테이블군, 테이블 인덱스, 부호화 어큐펀시를 포함한다. 부호화 테이블군은, 복수의 부호화 테이블을 포함한다.
테이블 인덱스는, 후속의 부호화 어큐펀시의 엔트로피 부호화에 이용된 부호화 테이블을 나타내는 인덱스이다. 부호화 어큐펀시는, 엔트로피 부호화 후의 어큐펀시 부호이다. 또한, 도 59에 나타내는 바와 같이 비트 스트림은, 테이블 인덱스와 부호화 어큐펀시의 세트를 복수 포함한다.
예를 들면, 도 59에 나타내는 예의 경우, 부호화 어큐펀시 0은, 테이블 인덱스 0으로 나타내어지는 콘텍스트 모델(이하 콘텍스트라고도 부른다)을 이용하여 엔트로피 부호화된 데이터이다. 또한, 부호화 어큐펀시 1은, 테이블 인덱스 1로 나타내어지는 콘텍스트를 이용하여 엔트로피 부호화된 데이터이다. 또한, 미리 규격 등으로 부호화 어큐펀시 0을 부호화하기 위한 콘텍스트를 규정해 두고, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 어큐펀시 0의 복호 시에 그 콘텍스트를 사용해도 된다. 이에 의해, 테이블 인덱스를 비트 스트림에 부가할 필요가 없어지므로, 오버헤드를 삭감할 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 헤더 내에 각 콘텍스트를 초기화하기 위한 정보를 부가해도 된다.
삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 기하 정보, 구조 정보 또는 속성 정보를 이용하여 부호화 테이블을 결정하고, 결정한 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 부호화한다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 결과와 부호화에 이용한 부호화 테이블의 정보(테이블 인덱스 등)를 비트 스트림에 부가하고, 당해 비트 스트림을 삼차원 데이터 복호 장치에 송신한다. 이에 의해, 삼차원 데이터 복호 장치는, 헤더에 부가된 부호화 테이블의 정보를 이용하여 어큐펀시 부호를 복호할 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화에 이용한 부호화 테이블의 정보를 비트 스트림에 부가하지 않고, 삼차원 데이터 복호 장치는, 복호 후의 대상 노드의 기하 정보, 구조 정보 또는 속성 정보를 이용하여 부호화 테이블을 삼차원 데이터 부호화 장치와 동일한 방법으로 결정하고, 결정한 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 복호해도 된다. 이에 의해, 비트 스트림에 부호화 테이블의 정보를 부가할 필요가 없어지므로, 오버헤드를 삭감할 수 있다.
도 60 및 도 61은, 부호화 테이블의 예를 나타내는 도면이다. 도 60 및 도 61에 나타내는 바와 같이, 1개의 부호화 테이블은, 8비트의 어큐펀시 부호의 값마다, 당해 값에 대응하는 콘텍스트 모델 및 콘텍스트 모델 타입을 나타낸다.
도 60에 나타내는 부호화 테이블과 같이, 복수의 어큐펀시 부호에 동일한 콘텍스트 모델(콘텍스트)이 적용되어도 된다. 또한, 각 어큐펀시 부호에 각기 다른 콘텍스트 모델이 할당되어도 된다. 이에 의해, 어큐펀시 부호의 출현 확률에 따라 콘텍스트 모델을 할당할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 콘텍스트 모델 타입은, 예를 들면, 콘텍스트 모델이, 어큐펀시 부호의 출현 빈도에 따라 확률 테이블을 갱신하는 콘텍스트 모델인지, 확률 테이블을 고정한 콘텍스트 모델인지 등을 나타낸다.
다음에, 비트 스트림 및 부호화 테이블의 다른 예를 나타낸다. 도 62는, 비트 스트림의 변형예의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 62에 나타내는 바와 같이 비트 스트림은, 부호화 테이블군과 부호화 어큐펀시를 포함한다. 부호화 테이블군은, 복수의 부호화 테이블을 포함한다.
도 63 및 도 64는, 부호화 테이블의 예를 나타내는 도면이다. 도 63 및 도 64에 나타내는 바와 같이, 1개의 부호화 테이블은, 어큐펀시 부호에 포함되는 1비트마다, 당해 1비트에 대응하는 콘텍스트 모델 및 콘텍스트 모델 타입을 나타낸다.
도 65는, 어큐펀시 부호와 어큐펀시 부호의 비트 번호의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
이와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 어큐펀시 부호를 바이너리 데이터로서 취급하고, 비트마다 각기 다른 콘텍스트 모델을 할당하여 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화해도 된다. 이에 의해, 어큐펀시 부호의 각 비트의 출현 확률에 따라 콘텍스트 모델을 할당할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
구체적으로는, 어큐펀시 부호의 각 비트는, 대상 노드에 대응하는 공간 블록을 분할한 서브 블록에 대응한다. 따라서, 블록 내의 동일한 공간 위치의 서브 블록에 동일한 경향이 있는 경우에 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 지면 또는 도로의 표면이 블록 내를 횡단하는 경우, 8진 트리에서는, 아래의 4개의 블록에는 삼차원점이 포함되고, 위의 4개의 블록에는 삼차원점이 포함되지 않는다. 또한, 수평 방향으로 늘어선 복수의 블록에 있어서 동일한 패턴이 나타난다. 따라서, 상기와 같이 비트마다 콘텍스트를 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 어큐펀시 부호의 각 비트의 출현 빈도에 따라 확률 테이블을 갱신하는 콘텍스트 모델이 이용되어도 된다. 또한, 확률 테이블을 고정한 콘텍스트 모델이 이용되어도 된다.
다음에, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 처리 및 삼차원 데이터 복호 처리의 흐름을 설명한다.
도 66은, 기하 정보를 이용한 적응적인 엔트로피 부호화 처리를 포함하는 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
분해 처리에서는, 삼차원점의 초기 바운더링 박스로부터 8진 트리가 생성된다. 바운더링 박스 내의 삼차원점의 위치에 따라 바운더링 박스는 분할된다. 구체적으로는, 비어 있지 않은 서브 공간은 더 분할된다. 다음에, 서브 공간에 삼차원점이 포함되는지의 여부를 나타내는 정보가 어큐펀시 부호로 부호화된다. 또한, 도 68 및 도 70에 나타내는 처리에서도 동일한 처리가 행해진다.
우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 입력된 삼차원점을 취득한다(S1901). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단위 길이의 분해 처리가 완료되었는지의 여부를 판정한다(S1902).
단위 길이의 분해 처리가 완료되지 않은 경우(S1902에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드에 분해 처리를 행함으로써 8진 트리를 생성한다(S1903).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 기하 정보를 취득하고(S1904), 취득한 기하 정보에 의거하여 부호화 테이블을 선택한다(S1905). 여기서 기하 정보란, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 대상 노드의 주변 블록의 점유 상태의 기하학적인 배치 등을 나타내는 정보이다.
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화한다(S1906).
상기 단계 S1903~S1906의 처리가 단위 길이의 분해 처리가 완료될 때까지 반복된다. 단위 길이의 분해 처리가 완료된 경우(S1902에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 생성한 정보를 포함하는 비트 스트림을 출력한다(S1907).
삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 기하 정보, 구조 정보 또는 속성 정보를 이용하여 부호화 테이블을 결정하고, 결정한 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호의 비트열을 부호화한다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 결과와 부호화에 이용한 부호화 테이블의 정보(테이블 인덱스 등)를 비트 스트림에 부가하고, 당해 비트 스트림을 삼차원 데이터 복호 장치에 송신한다. 이에 의해, 삼차원 데이터 복호 장치는, 헤더에 부가된 부호화 테이블의 정보를 이용하여 어큐펀시 부호를 복호할 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화에 이용한 부호화 테이블의 정보를 비트 스트림에 부가하지 않고, 삼차원 데이터 복호 장치는, 복호 후의 대상 노드의 기하 정보, 구조 정보 또는 속성 정보를 이용하여 부호화 테이블을 삼차원 데이터 부호화 장치와 동일한 방법으로 결정하고, 결정한 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 복호해도 된다. 이에 의해, 비트 스트림에 부호화 테이블의 정보를 부가할 필요가 없어지므로, 오버헤드를 삭감할 수 있다.
도 67은, 기하 정보를 이용한 적응적인 엔트로피 복호 처리를 포함하는 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
복호 처리에 포함되는 분해 처리는, 상술한 부호화 처리에 포함되는 분해 처리와 동일하지만, 이하의 점이 상이하다. 삼차원 데이터 복호 장치는, 복호한 어큐펀시 부호를 이용하여, 초기 바운더링 박스를 분할한다. 삼차원 데이터 복호 장치는, 단위 길이의 처리를 종료한 경우, 바운더링 박스의 위치를 삼차원점과 위치로서 보존한다. 또한, 도 69 및 도 71에 나타내는 처리에서도 동일한 처리가 행해진다.
우선, 삼차원 데이터 복호 장치는, 입력된 비트 스트림을 취득한다(S1911). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 단위 길이의 분해 처리가 완료되었는지의 여부를 판정한다(S1912).
단위 길이의 분해 처리가 완료되지 않은 경우(S1912에서 No), 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드에 분해 처리를 행함으로써 8진 트리를 생성한다(S1913).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 기하 정보를 취득하고(S1914), 취득한 기하 정보에 의거하여 부호화 테이블을 선택한다(S1915). 여기서 기하 정보란, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 대상 노드의 주변 블록의 점유 상태의 기하학적인 배치 등을 나타내는 정보이다.
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호한다(S1916).
상기 단계 S1913~S1916의 처리가 단위 길이의 분해 처리가 완료될 때까지 반복된다. 단위 길이의 분해 처리가 완료된 경우(S1912에서 Yes), 삼차원 데이터 복호 장치는, 삼차원점을 출력한다(S1917).
도 68은, 구조 정보를 이용한 적응적인 엔트로피 부호화 처리를 포함하는 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 입력된 삼차원점을 취득한다(S1921). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단위 길이의 분해 처리가 완료되었는지의 여부를 판정한다(S1922).
단위 길이의 분해 처리가 완료되지 않은 경우(S1922에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드에 분해 처리를 행함으로써 8진 트리를 생성한다(S1923).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 구조 정보를 취득하고(S1924), 취득한 구조 정보에 의거하여 부호화 테이블을 선택한다(S1925). 여기서 구조 정보란, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 대상 노드가 속하는 층 등을 나타내는 정보이다.
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화한다(S1926).
상기 단계 S1923~S1926의 처리가 단위 길이의 분해 처리가 완료될 때까지 반복된다. 단위 길이의 분해 처리가 완료된 경우(S1922에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 생성한 정보를 포함하는 비트 스트림을 출력한다(S1927).
도 69는, 구조 정보를 이용한 적응적인 엔트로피 복호 처리를 포함하는 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
우선, 삼차원 데이터 복호 장치는, 입력된 비트 스트림을 취득한다(S1931). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 단위 길이의 분해 처리가 완료되었는지의 여부를 판정한다(S1932).
단위 길이의 분해 처리가 완료되지 않은 경우(S1932에서 No), 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드에 분해 처리를 행함으로써 8진 트리를 생성한다(S1933).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 구조 정보를 취득하고(S1934), 취득한 구조 정보에 의거하여 부호화 테이블을 선택한다(S1935). 여기서 구조 정보란, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 대상 노드가 속하는 층 등을 나타내는 정보이다.
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호한다(S1936).
상기 단계 S1933~S1936의 처리가 단위 길이의 분해 처리가 완료될 때까지 반복된다. 단위 길이의 분해 처리가 완료된 경우(S1932에서 Yes), 삼차원 데이터 복호 장치는, 삼차원점을 출력한다(S1937).
도 70은, 속성 정보를 이용한 적응적인 엔트로피 부호화 처리를 포함하는 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다.
우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 입력된 삼차원점을 취득한다(S1941). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단위 길이의 분해 처리가 완료되었는지의 여부를 판정한다(S1942).
단위 길이의 분해 처리가 완료되지 않은 경우(S1942에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드에 분해 처리를 행함으로써 8진 트리를 생성한다(S1943).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 속성 정보를 취득하고(S1944), 취득한 속성 정보에 의거하여 부호화 테이블을 선택한다(S1945). 여기서 속성 정보란, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 대상 노드의 법선 벡터 등을 나타내는 정보이다.
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화한다(S1946).
상기 단계 S1943~S1946의 처리가 단위 길이의 분해 처리가 완료될 때까지 반복된다. 단위 길이의 분해 처리가 완료된 경우(S1942에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 생성한 정보를 포함하는 비트 스트림을 출력한다(S1947).
도 71은, 속성 정보를 이용한 적응적인 엔트로피 복호 처리를 포함하는 삼차원 데이터 복호 처리의 플로차트이다.
우선, 삼차원 데이터 복호 장치는, 입력된 비트 스트림을 취득한다(S1951). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 단위 길이의 분해 처리가 완료되었는지의 여부를 판정한다(S1952).
단위 길이의 분해 처리가 완료되지 않은 경우(S1952에서 No), 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드에 분해 처리를 행함으로써 8진 트리를 생성한다(S1953).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 속성 정보를 취득하고(S1954), 취득한 속성 정보에 의거하여 부호화 테이블을 선택한다(S1955). 여기서 속성 정보란, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 대상 노드의 법선 벡터 등을 나타내는 정보이다.
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호한다(S1956).
상기 단계 S1953~S1956의 처리가 단위 길이의 분해 처리가 완료될 때까지 반복된다. 단위 길이의 분해 처리가 완료된 경우(S1952에서 Yes), 삼차원 데이터 복호 장치는, 삼차원점을 출력한다(S1957).
도 72는, 기하 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택 처리(S1905)의 플로차트이다.
삼차원 데이터 부호화 장치는, 기하 정보로서, 예를 들면 트리 구조의 기하 그룹의 정보를 이용하여 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화에 이용하는 부호화 테이블을 전환해도 된다. 여기서 기하 그룹의 정보란, 대상 노드의 기하 패턴이 포함되는 기하 그룹을 나타내는 정보이다.
도 72에 나타내는 바와 같이, 기하 정보로 나타내어지는 기하 그룹이 기하 그룹 0인 경우(S1961에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 0을 선택한다(S1962). 기하 정보로 나타내어지는 기하 그룹이 기하 그룹 1인 경우(S1963에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 1을 선택한다(S1964). 그 이외의 경우(S1963에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 2를 선택한다(S1965).
또한, 부호화 테이블의 선택 방법은 상기에 한정하지 않는다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 기하 정보로 나타내어지는 기하 그룹이 기하 그룹 2인 경우에는, 부호화 테이블 2를 이용하는 등, 기하 그룹의 값에 따라 더 부호화 테이블을 전환해도 된다.
예를 들면, 기하 그룹은, 대상 노드에 인접하는 노드에 점군이 포함되는지의 여부를 나타내는 점유 정보를 이용하여 결정된다. 또한, 회전 등의 변환을 적용함으로써 동일한 형상이 되는 기하 패턴은, 동일한 기하 그룹에 포함되어도 된다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드에 인접하거나, 또는 대상 노드의 주위에 위치하는, 대상 노드와 동일 층에 속하는 노드의 점유 정보를 이용하여 기하 그룹을 선택해도 된다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드와는 다른 층에 속하는 노드의 점유 정보를 이용하여 기하 그룹을 선택해도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 노드, 또는, 부모 노드에 인접하거나, 혹은 부모 노드의 주위에 위치하는 노드의 점유 정보를 이용하여 기하 그룹을 선택해도 된다.
또한, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서의 기하 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택 처리(S1915)도 상기와 동일하다.
도 73은, 구조 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택 처리(S1925)의 플로차트이다.
삼차원 데이터 부호화 장치는, 구조 정보로서, 예를 들면 트리 구조의 층의 정보를 이용하여 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화에 이용하는 부호화 테이블을 전환해도 된다. 여기서, 층의 정보는, 예를 들면, 대상 노드가 속하는 층을 나타낸다.
도 73에 나타내는 바와 같이, 대상 노드가 층 0에 속하는 경우(S1971에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 0을 선택한다(S1972). 대상 노드가 층 1에 속하는 경우(S1973에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 1을 선택한다(S1974). 그 이외의 경우(S1973에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 2를 선택한다(S1975).
또한, 부호화 테이블의 선택 방법은 상기에 한정하지 않는다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드가 층 2에 속하는 경우에는, 부호화 테이블 2를 이용하는 등, 대상 노드가 속하는 층에 따라 더 부호화 테이블을 전환해도 된다.
또한, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서의 구조 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택 처리(S1935)도 상기와 동일하다.
도 74는, 속성 정보를 이용한 부호화 테이블의 선택 처리(S1945)의 플로차트이다.
삼차원 데이터 부호화 장치는, 속성 정보로서, 예를 들면 대상 노드가 속하는 대상물의 정보, 또는 대상 노드의 법선 벡터의 정보를 이용하여 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화에 이용하는 부호화 테이블을 전환해도 된다.
도 74에 나타내는 바와 같이, 대상 노드의 법선 벡터가 법선 벡터군 0에 속하는 경우(S1981에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 0을 선택한다(S1982). 대상 노드의 법선 벡터가 법선 벡터군 1에 속하는 경우(S1983에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 1을 선택한다(S1984). 그 이외의 경우(S1983에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는 부호화 테이블 2를 선택한다(S1985).
또한, 부호화 테이블의 선택 방법은 상기에 한정하지 않는다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 법선 벡터가 법선 벡터군 2에 속하는 경우에는, 부호화 테이블 2를 이용하는 등, 대상 노드의 법선 벡터가 속하는 법선 벡터군에 따라 더 부호화 테이블을 전환해도 된다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 법선 벡터군을, 대상 노드가 갖는 법선 벡터의 정보를 이용하여 선택한다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 법선 벡터간의 거리가 미리 정해진 역치 이하인 법선 벡터를 동일한 법선 벡터군으로 판정한다.
또한, 대상 노드가 속하는 대상물의 정보란, 예를 들면 인물, 차, 또는 건물 등의 정보여도 된다.
이하, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(1900) 및 삼차원 데이터 복호 장치(1910)의 구성을 설명한다. 도 75는, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(1900)의 블럭도이다. 도 75에 나타내는 삼차원 데이터 부호화 장치(1900)는, 8진 트리 생성부(1901), 유사성 정보 산출부(1902), 부호화 테이블 선택부(1903), 엔트로피 부호화부(1904)를 구비한다.
8진 트리 생성부(1901)는, 입력된 삼차원점으로부터, 예를 들면 8진 트리를 생성하고, 8진 트리에 포함되는 각 노드의 어큐펀시 부호를 생성한다. 유사성 정보 산출부(1902)는, 예를 들면, 대상 노드의 기하 정보, 구조 정보, 또는 속성 정보인 유사성 정보를 취득한다. 부호화 테이블 선택부(1903)는, 대상 노드의 유사성 정보에 따라, 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화에 이용할 콘텍스트를 선택한다. 엔트로피 부호화부(1904)는, 선택된 콘텍스트를 이용하여 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화함으로써 비트 스트림을 생성한다. 또한, 엔트로피 부호화부(1904)는, 선택된 콘텍스트를 나타내는 정보를 비트 스트림에 부가해도 된다.
도 76은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(1910)의 블럭도이다. 도 76에 나타내는 삼차원 데이터 복호 장치(1910)는, 8진 트리 생성부(1911), 유사성 정보 산출부(1912), 부호화 테이블 선택부(1913), 엔트로피 복호부(1914)를 구비한다.
8진 트리 생성부(1911)는, 엔트로피 복호부(1914)로부터 얻은 정보를 이용하여, 예를 들면 하층에서 상층으로 차례로 8진 트리를 생성한다. 유사성 정보 산출부(1912)는, 대상 노드의 기하 정보, 구조 정보, 또는 속성 정보인 유사성 정보를 취득한다. 부호화 테이블 선택부(1913)는, 대상 노드의 유사성 정보에 따라, 어큐펀시 부호의 엔트로피 복호에 이용할 콘텍스트를 선택한다. 엔트로피 복호부(1914)는, 선택된 콘텍스트를 이용하여 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호함으로써, 삼차원점을 생성한다. 또한, 엔트로피 복호부(1914)는, 비트 스트림에 부가된, 선택된 콘텍스트의 정보를 복호하여 취득하고, 당해 정보로 나타내어지는 콘텍스트를 이용해도 된다.
이상, 도 63~도 65에 나타내는 바와 같이, 어큐펀시 부호의 각 비트에 대하여 복수의 콘텍스트가 설정된다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조를 나타내는 비트열을 복수의 부호화 테이블로부터 선택된 부호화 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화한다. 비트열은, N진 트리 구조에 있어서의 노드마다 N비트의 정보를 포함한다. N비트의 정보는, 대응하는 노드의 N개의 자식 노드의 각각에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 1비트의 정보를 N개 포함한다. 복수의 부호화 테이블의 각각에 있어서, N비트의 정보의 각 비트에 대하여 콘텍스트가 설정되어 있다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 엔트로피 부호화에서는, N비트의 정보의 각 비트를, 선택된 부호화 테이블에 있어서 당해 비트에 대하여 설정되어 있는 콘텍스트를 이용하여 엔트로피 부호화한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 비트마다 콘텍스트를 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 엔트로피 부호화에서는, 대상 노드에 인접하는 복수의 인접 노드의 각각에 삼차원점이 존재하는지에 의거하여, 복수의 부호화 테이블로부터 사용할 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 인접 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부에 의거하여 부호화 테이블을 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 엔트로피 부호화에서는, 복수의 인접 노드 중 삼차원점이 존재하는 인접 노드의 배치 위치를 나타내는 배치 패턴에 의거하여 부호화 테이블을 선택하고, 배치 패턴 중, 회전에 의해 동일한 배치 패턴이 되는 배치 패턴에 대해서는, 동일한 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 테이블의 증가를 억제할 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 엔트로피 부호화에서는, 대상 노드가 속하는 층에 의거하여, 복수의 부호화 테이블로부터 사용할 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드가 속하는 층에 의거하여 부호화 테이블을 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 엔트로피 부호화에서는, 대상 노드의 법선 벡터에 의거하여, 복수의 부호화 테이블로부터 사용할 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 법선 벡터에 의거하여 부호화 테이블을 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 프로세서와 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조를 나타내는 비트열을 복수의 부호화 테이블로부터 선택된 부호화 테이블을 이용하여 엔트로피 복호한다. 비트열은, N진 트리 구조에 있어서의 노드마다 N비트의 정보를 포함한다. N비트의 정보는, 대응하는 노드의 N개의 자식 노드의 각각에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 1비트의 정보를 N개 포함한다. 복수의 부호화 테이블의 각각에 있어서, N비트의 정보의 각 비트에 대하여 콘텍스트가 설정되어 있다. 삼차원 데이터 복호 장치는, 엔트로피 복호에서는, N비트의 정보의 각 비트를, 선택된 부호화 테이블에 있어서 당해 비트에 대하여 설정되어 있는 콘텍스트를 이용하여 엔트로피 복호한다.
이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트마다 콘텍스트를 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 엔트로피 복호에서는, 대상 노드에 인접하는 복수의 인접 노드의 각각에 삼차원점이 존재하는지에 의거하여, 복수의 부호화 테이블로부터 사용할 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 인접 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부에 의거하여 부호화 테이블을 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 엔트로피 복호에서는, 복수의 인접 노드 중 삼차원점이 존재하는 인접 노드의 배치 위치를 나타내는 배치 패턴에 의거하여 부호화 테이블을 선택하고, 배치 패턴 중, 회전에 의해 동일한 배치 패턴이 되는 배치 패턴에 대해서는, 동일한 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 테이블의 증가를 억제할 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 엔트로피 복호에서는, 대상 노드가 속하는 층에 의거하여, 복수의 부호화 테이블로부터 사용할 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드가 속하는 층에 의거하여 부호화 테이블을 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 엔트로피 복호에서는, 대상 노드의 법선 벡터에 의거하여, 복수의 부호화 테이블로부터 사용할 부호화 테이블을 선택한다. 이에 의하면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 법선 벡터에 의거하여 부호화 테이블을 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 프로세서와 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
(실시 형태 9)
본 실시 형태에서는, 어큐펀시 부호의 부호화 시에 있어서의 참조의 제어 방법에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서는, 주로 삼차원 데이터 부호화 장치의 동작을 설명하지만, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서도 동일한 처리가 행해져도 된다.
도 77 및 도 78은, 본 실시 형태에 따른 참조 관계를 나타내는 도면이다. 도 77은, 참조 관계를 8진 트리 구조 상에서 나타내는 도면이고, 도 78은, 참조 관계를 공간 영역 상에서 나타내는 도면이다.
본 실시 형태에서는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 대상의 노드(이하, 대상 노드라고 부른다)의 부호화 정보를 부호화할 때에, 대상 노드가 속하는 부모 노드(parent node) 내의 각 노드의 부호화 정보를 참조한다. 단, 부모 노드와 동일층의 다른 노드(이하, 부모 인접 노드) 내의 각 노드의 부호화 정보는 참조하지 않는다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 참조를 불가로 설정하거나, 또는 참조를 금지로 한다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 노드가 속하는 부모 노드(이하, 조부 노드(grandparent node)라고 부른다) 내의 부호화 정보의 참조를 허가해도 된다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드가 속하는 부모 노드 및 조부 노드의 부호화 정보를 참조하여 대상 노드의 부호화 정보를 부호화해도 된다.
여기서 부호화 정보란, 예를 들면 어큐펀시 부호이다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에, 대상 노드가 속하는 부모 노드 내의 각 노드에 점군이 포함되는지의 여부를 나타내는 정보(이하, 점유 정보)를 참조한다. 바꾸어 말하면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에, 부모 노드의 어큐펀시 부호를 참조한다. 한편, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드 내의 각 노드의 점유 정보는 참조하지 않는다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 어큐펀시 부호를 참조하지 않는다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 조부 노드 내의 각 노드의 점유 정보를 참조해도 된다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 노드 및 부모 인접 노드의 점유 정보를 참조해도 된다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에, 대상 노드가 속하는 부모 노드 또는 조부 노드의 어큐펀시 부호를 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화할 때에 이용하는 부호화 테이블을 전환한다. 또한, 이 상세는 후술한다. 이때, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 어큐펀시 부호를 참조하지 않아도 된다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에, 부모 노드 또는 조부 노드의 어큐펀시 부호의 정보에 따라 적절히 부호화 테이블을 전환할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드를 참조하지 않음으로써, 부모 인접 노드의 정보의 확인 처리, 및 그들을 기억하기 위한 메모리 용량을 억제할 수 있다. 또한, 8진 트리의 각 노드의 어큐펀시 부호를 깊이 우선순으로 스캔하여 부호화하는 것이 용이해진다.
이하, 부모 노드의 어큐펀시 부호를 이용한 부호화 테이블 전환예에 대해서 설명한다. 도 79는, 대상 노드와 인접 참조 노드의 예를 나타내는 도면이다. 도 80은, 부모 노드와 노드의 관계를 나타내는 도면이다. 도 81은, 부모 노드의 어큐펀시 부호의 예를 나타내는 도면이다. 여기서, 인접 참조 노드란, 대상 노드에 공간적으로 인접하는 노드 중, 대상 노드의 부호화 시에 참조되는 노드이다. 도 79에 나타내는 예에서는, 인접 노드는, 대상 노드와 동일 층에 속하는 노드이다. 또한, 참조 인접 노드로서 대상 블록의 x방향으로 인접하는 노드 X와, y방향으로 인접하는 노드 Y와, z방향으로 인접하는 노드 Z가 이용된다. 즉, x, y, z의 각 방향에 있어서 각각 1개의 인접 블록이 참조 인접 블록으로 설정된다.
또한, 도 80에 나타내는 노드 번호는 일례이며, 노드 번호와 노드의 위치의 관계는 이에 한정하지 않는다. 또한, 도 81에서는, 하위 비트에 노드 0이 할당되고, 상위 비트에 노드 7이 할당되어 있지만, 반대의 순서로 할당이 행해져도 된다. 또한, 각 노드는 임의의 비트에 할당되어도 된다.
삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화할 때의 부호화 테이블을, 예를 들면 하기 식에 의해 결정한다.
CodingTable=(FlagX<<2)＋(FlagY<<1)＋(FlagZ)
여기서, CodingTable은, 대상 노드의 어큐펀시 부호용 부호화 테이블을 나타내고, 값 0~7 중 어느 하나를 나타낸다. FlagX는, 인접 노드 X의 점유 정보이며, 인접 노드 X가 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다. FlagY는, 인접 노드 Y의 점유 정보이며, 인접 노드 Y가 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다. FlagZ는, 인접 노드 Z의 점유 정보이며, 인접 노드 Z가 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다.
또한, 인접 노드가 점유인지의 여부를 나타내는 정보는, 부모 노드의 어큐펀시 부호에 포함되어 있기 때문에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 노드의 어큐펀시 부호에 나타내어지는 값을 이용하여 부호화 테이블을 선택해도 된다.
이상에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 노드에 점군이 포함되는지의 여부를 나타내는 정보를 이용하여 부호화 테이블을 전환함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 79에 나타내는 바와 같이, 부모 노드 내의 대상 노드의 공간 위치에 따라 인접 참조 노드를 전환해도 된다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 부모 노드 내의 공간 위치에 따라, 복수의 인접 노드 중, 참조하는 인접 노드를 전환해도 된다.
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치의 구성예를 설명한다. 도 82는, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(2100)의 블럭도이다. 도 82에 나타내는 삼차원 데이터 부호화 장치(2100)는, 8진 트리 생성부(2101), 기하 정보 산출부(2102), 부호화 테이블 선택부(2103), 엔트로피 부호화부(2104)를 구비한다.
8진 트리 생성부(2101)는, 입력된 삼차원점(포인트 클라우드)으로부터, 예를 들면 8진 트리를 생성하고, 8진 트리에 포함되는 각 노드의 어큐펀시 부호를 생성한다. 기하 정보 산출부(2102)는, 대상 노드의 인접 참조 노드가 점유인지의 여부를 나타내는 점유 정보를 취득한다. 예를 들면, 기하 정보 산출부(2102)는, 대상 노드가 소속된 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 인접 참조 노드의 점유 정보를 취득한다. 또한, 기하 정보 산출부(2102)는, 도 79에 나타내는 바와 같이, 대상 노드의 부모 노드 내의 위치에 따라 인접 참조 노드를 전환해도 된다. 또한, 기하 정보 산출부(2102)는, 부모 인접 노드 내의 각 노드의 점유 정보는 참조하지 않는다.
부호화 테이블 선택부(2103)는, 기하 정보 산출부(2102)에서 산출된 인접 참조 노드의 점유 정보를 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화에 이용할 부호화 테이블을 선택한다. 엔트로피 부호화부(2104)는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화함으로써 비트 스트림을 생성한다. 또한, 엔트로피 부호화부(2104)는, 선택된 부호화 테이블을 나타내는 정보를 비트 스트림에 부가해도 된다.
도 83은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(2110)의 블럭도이다. 도 83에 나타내는 삼차원 데이터 복호 장치(2110)는, 8진 트리 생성부(2111), 기하 정보 산출부(2112), 부호화 테이블 선택부(2113), 엔트로피 복호부(2114)를 구비한다.
8진 트리 생성부(2111)는, 비트 스트림의 헤더 정보 등을 이용하여, 어느 공간(노드)의 8진 트리를 생성한다. 8진 트리 생성부(2111)는, 예를 들면, 헤더 정보에 부가된 어느 공간의 x축, y축, z축 방향의 크기를 이용하여 대공간(루트 노드)을 생성하고, 그 공간을 x축, y축, z축 방향으로 각각 2분할함으로써 8개의 소공간 A(노드 A0~A7)를 생성하여 8진 트리를 생성한다. 또한, 대상 노드로서 노드 A0~A7이 차례로 설정된다.
기하 정보 산출부(2112)는, 대상 노드의 인접 참조 노드가 점유인지의 여부를 나타내는 점유 정보를 취득한다. 예를 들면, 기하 정보 산출부(2112)는, 대상 노드가 소속된 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 인접 참조 노드의 점유 정보를 취득한다. 또한, 기하 정보 산출부(2112)는, 도 79에 나타내는 바와 같이, 대상 노드의 부모 노드 내의 위치에 따라 인접 참조 노드를 전환해도 된다. 또한, 기하 정보 산출부(2112)는, 부모 인접 노드 내의 각 노드의 점유 정보는 참조하지 않는다.
부호화 테이블 선택부(2113)는, 기하 정보 산출부(2112)에서 산출된 인접 참조 노드의 점유 정보를 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호의 엔트로피 복호에 이용할 부호화 테이블(복호 테이블)을 선택한다. 엔트로피 복호부(2114)는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호함으로써, 삼차원점을 생성한다. 또한, 부호화 테이블 선택부(2113)는, 비트 스트림에 부가된, 선택된 부호화 테이블의 정보를 복호하여 취득하고, 엔트로피 복호부(2114)는, 취득된 정보로 나타내어지는 부호화 테이블을 이용해도 된다.
비트 스트림에 포함되는 어큐펀시 부호(8비트)의 각 비트는, 8개의 소공간 A(노드 A0~노드 A7)에 각각 점군이 포함되는지의 여부를 나타낸다. 또한 다시, 삼차원 데이터 복호 장치는, 소공간 노드 A0을 8개의 소공간 B(노드 B0~노드 B7)로 분할하여 8진 트리를 생성하고, 소공간 B의 각 노드에 점군이 포함되는지의 여부를 나타내는 정보를 어큐펀시 부호를 복호하여 취득한다. 이와 같이, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대공간으로부터 소공간으로 8진 트리를 생성하면서 각 노드의 어큐펀시 부호를 복호한다.
이하, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치에 의한 처리의 흐름을 설명한다. 도 84는, 삼차원 데이터 부호화 장치에 있어서의 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 입력된 삼차원점군의 일부 또는 전부가 포함되는 공간(대상 노드)을 결정(정의)한다(S2101). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S2102). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드에 점군이 포함되는지의 여부에 따라 대상 노드의 어큐펀시 부호를 생성한다(S2103).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S2104). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 결정한 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보에 의거하여, 엔트로피 부호화에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S2105). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화한다(S2106).
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 부호화하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S2107). 즉, 단계 S2102~S2106까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
도 85는, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서의 삼차원 데이터 복호 방법의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림의 헤더 정보를 이용하여 복호할 공간(대상 노드)을 결정(정의)한다(S2111). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S2112). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S2113).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 인접 참조 노드의 점유 정보에 의거하여 엔트로피 복호에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S2114). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호한다(S2115).
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 복호하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S2116). 즉, 단계 S2112~S2115까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
다음에, 부호화 테이블의 전환의 예를 설명한다. 도 86은, 부호화 테이블의 전환예를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 도 86에 나타내는 부호화 테이블 0과 같이, 복수의 어큐펀시 부호에 동일한 콘텍스트 모델이 적용되어도 된다. 또한, 각 어큐펀시 부호에 각기 다른 콘텍스트 모델이 할당되어도 된다. 이에 의해, 어큐펀시 부호의 출현 확률에 따라 콘텍스트 모델을 할당할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 어큐펀시 부호의 출현 빈도에 따라 확률 테이블을 갱신하는 콘텍스트 모델이 이용되어도 된다. 또는, 확률 테이블을 고정한 콘텍스트 모델이 이용되어도 된다.
또한, 도 86에서는, 도 60 및 도 61에 나타내는 부호화 테이블이 이용되는 예를 나타내었지만, 도 63 및 도 64에 나타내는 부호화 테이블이 이용되어도 된다.
이하, 본 실시 형태의 변형예 1에 대해서 설명한다. 도 87은, 본 변형예에서의 참조 관계를 나타내는 도면이다. 상기 실시 형태에서는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 어큐펀시 부호를 참조하지 않는다고 했지만, 부모 인접 노드의 어큐펀시 부호화를 참조할지의 여부를, 특정 조건에 따라 전환해도 된다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 8진 트리를 폭 우선으로 스캔하면서 부호화를 행할 때는, 부모 인접 노드 내의 노드의 점유 정보를 참조하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호를 부호화한다. 한편, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 8진 트리를 깊이 우선으로 스캔하면서 부호화할 때는, 부모 인접 노드 내의 노드의 점유 정보의 참조를 금지한다. 이와 같이 8진 트리의 노드의 스캔 순서(부호화 순서)에 따라, 적절히 참조 가능한 노드를 전환함으로써, 부호화 효율의 향상과 처리 부하의 억제를 실현할 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 8진 트리를 폭 우선으로 부호화했는지, 깊이 우선으로 부호화했는지 등의 정보를 비트 스트림의 헤더에 부가해도 된다. 도 88은, 이 경우의 헤더 정보의 신택스예를 나타내는 도면이다. 도 88에 나타내는 octree_scan_order는, 8진 트리의 부호화 순서를 나타내는 부호화 순서 정보(부호화 순서 플래그)이다. 예를 들면, octree_scan_order가 0인 경우, 폭 우선을 나타내고, 1인 경우는 깊이 우선을 나타낸다. 이에 의해, 삼차원 데이터 복호 장치는, octree_scan_order를 참조함으로써, 비트 스트림이 폭 우선 및 깊이 우선 중 어느 것으로 부호화되었는지를 알 수 있으므로, 비트 스트림을 적절히 복호할 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 참조를 금지하는지의 여부를 나타내는 정보를 비트 스트림의 헤더 정보에 부가해도 된다. 도 89는, 이 경우의 헤더 정보의 신택스예를 나타내는 도면이다. limit_refer_flag는, 부모 인접 노드의 참조를 금지하는지의 여부를 나타내는 금지 전환 정보(금지 전환 플래그)이다. 예를 들면, limit_refer_flag가 1인 경우는 부모 인접 노드의 참조를 금지하는 것을 나타내고, 0인 경우는 참조 제한 없음(부모 인접 노드의 참조를 허가함)을 나타낸다.
즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 참조를 금지할지의 여부를 결정하고, 상기 결정의 결과에 의거하여, 부모 인접 노드의 참조를 금지할지, 허가할지를 전환한다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 상기 결정의 결과로서, 부모 인접 노드의 참조를 금지하는지의 여부를 나타내는 금지 전환 정보를 포함하는 비트 스트림을 생성한다.
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부모 인접 노드의 참조를 금지하는지의 여부를 나타내는 금지 전환 정보를 비트 스트림으로부터 취득하고, 금지 전환 정보에 의거하여, 부모 인접 노드의 참조를 금지할지, 허가할지를 전환한다.
이에 의해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 참조를 제어하여 비트 스트림을 생성할 수 있다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부모 인접 노드의 참조가 금지되어 있는지의 여부를 나타내는 정보를 비트 스트림의 헤더로부터 취득할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 부모 인접 노드의 참조를 금지하는 부호화 처리의 예로서 어큐펀시 부호의 부호화 처리를 예로서 기재했지만, 반드시 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 8진 트리의 노드의 다른 정보를 부호화할 때에도 동일한 수법을 적용 가능하다. 예를 들면, 노드에 부가된 색, 법선 벡터, 또는 반사율 등의 그 외의 속성 정보를 부호화할 때에, 본 실시 형태의 수법을 적용해도 된다. 또한, 부호화 테이블 또는 예측치를 부호화할 때에도 동일한 수법을 적용할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 변형예 2에 대해서 설명한다. 상기 설명에서는, 도 79에 나타내는 바와 같이, 3개의 참조 인접 노드가 이용되는 예를 나타냈지만 4개 이상의 참조 인접 노드가 이용되어도 된다. 도 90은, 대상 노드 및 참조 인접 노드의 예를 나타내는 도면이다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 90에 나타내는 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화할 때의 부호화 테이블을, 예를 들면 하기의 식에 의해 산출한다.
CodingTable=(FlagX0<<3)＋(FlagX1<<2)＋(FlagY<<1)＋(FlagZ)
여기서, CodingTable은, 대상 노드의 어큐펀시 부호용 부호화 테이블을 나타내고, 값 0~15 중 어느 하나를 나타낸다. FlagXN은, 인접 노드 XN(N=0..1)의 점유 정보이며, 인접 노드 XN이 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다. FlagY는, 인접 노드 Y의 점유 정보이며, 인접 노드 Y가 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다. FlagZ는, 인접 노드 Z의 점유 정보이며, 인접 노드 Z가 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다.
이때, 만일 인접 노드, 예를 들면 도 90의 인접 노드 X0이 참조 불가(참조 금지)인 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대체값으로서 1(점유), 또는, 0(비점유)과 같은 고정값을 이용하여도 된다.
도 91은, 대상 노드 및 인접 노드의 예를 나타내는 도면이다. 도 91에 나타내는 바와 같이, 인접 노드가 참조 불가(참조 금지)인 경우는, 대상 노드의 조부 노드의 어큐펀시 부호를 참조하여, 인접 노드의 점유 정보를 산출해도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 91에 나타내는 인접 노드 X0 대신에, 인접 노드 G0의 점유 정보를 이용하여 상기 식의 FlagX0을 산출하고, 산출한 FlagX0을 이용하여 부호화 테이블의 값을 결정해도 된다. 또한, 도 91에 나타내는 인접 노드 G0은, 조부 노드의 어큐펀시 부호로 점유인지 아닌지를 판별할 수 있는 인접 노드이다. 인접 노드 X1은, 부모 노드의 어큐펀시 부호로 점유인지 아닌지를 판별할 수 있는 인접 노드이다.
이하, 본 실시 형태의 변형예 3에 대해서 설명한다. 도 92 및 도 93은, 본 변형예에 따른 참조 관계를 나타내는 도면이다. 도 92는, 참조 관계를 8진 트리 구조 상에서 나타내는 도면이고, 도 93은, 참조 관계를 공간 영역 상에서 나타내는 도면이다.
본 변형예에서는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 대상의 노드(이하, 대상 노드 2라고 부른다)의 부호화 정보를 부호화할 때에, 대상 노드 2가 속하는 부모 노드 내의 각 노드의 부호화 정보를 참조한다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 부모 노드가 동일한 제1 노드의 자식 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조를 허가한다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 92에 나타내는 대상 노드 2의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에, 대상 노드 2가 속하는 부모 노드 내에 존재하는 노드, 예를 들면, 도 92에 나타내는 대상 노드의 어큐펀시 부호를 참조한다. 도 92에 나타내는 대상 노드의 어큐펀시 부호는, 도 93에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 대상 노드 2에 인접하는 대상 노드 내의 각 노드가 점유인지의 여부를 나타내고 있다. 따라서, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 보다 세세한 형상에 따라 대상 노드 2의 어큐펀시 부호의 부호화 테이블을 전환할 수 있으므로 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드 2의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화할 때의 부호화 테이블을, 예를 들면 하기 식에 의해 산출해도 된다.
CodingTable=(FlagX1<<5)＋(FlagX2<<4)＋(FlagX3<<3)＋(FlagX4<<2)＋(FlagY<<1)＋(FlagZ)
여기서, CodingTable은, 대상 노드 2의 어큐펀시 부호용 부호화 테이블을 나타내고, 값 0~63 중 어느 하나를 나타낸다. FlagXN은, 인접 노드 XN(N=1..4)의 점유 정보이며, 인접 노드 XN이 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다. FlagY는, 인접 노드 Y의 점유 정보이며, 인접 노드 Y가 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다. FlagZ는, 인접 노드 Y의 점유 정보이며, 인접 노드 Z가 점군을 포함(점유)한다면 1을 나타내고, 그렇지 않다면 0을 나타낸다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 테이블의 산출 방법을 부모 노드 내에서의 대상 노드 2의 노드 위치에 따라 변경해도 된다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 노드의 참조가 금지되지 않은 경우, 부모 인접 노드 내의 각 노드의 부호화 정보를 참조해도 된다. 예를 들면, 부모 인접 노드의 참조가 금지되지 않은 경우, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 제3 노드의 자식 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조가 허가된다. 예를 들면, 도 91에 나타내는 예에서는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 인접 노드 X0의 어큐펀시 부호를 참조하여, 인접 노드 X0의 자식 노드의 점유 정보를 취득한다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 취득한 인접 노드 X0의 자식 노드의 점유 정보에 의거하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화에 이용하는 부호화 테이블을 전환한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치는, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)를 부호화한다. 도 77 및 도 78에 나타내는 바와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 상기 부호화에서는, 대상 노드와 공간적으로 인접하는 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 부모 노드가 동일한 제1 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조를 허가하고, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 제2 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조를 금지한다. 바꾸어 말하면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 상기 부호화에서는, 부모 노드의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)의 참조를 허가하고, 부모 노드와 동일층의 다른 노드(부모 인접 노드)의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)의 참조를 금지한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드와 공간적으로 인접하는 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 부모 노드가 동일한 제1 노드의 정보를 참조함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 제2 노드의 정보의 참조를 하지 않음으로써, 처리량을 저감할 수 있다. 이와 같이, 당해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 효율을 향상시킬 수 있음과 더불어, 처리량을 저감할 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 또한, 제2 노드의 정보의 참조를 금지할지의 여부를 결정하고, 상기 부호화에서는, 상기 결정의 결과에 의거하여, 제2 노드의 정보의 참조를 금지할지, 허가할지를 전환한다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 또한, 상기 결정의 결과로서, 제2 노드의 정보의 참조를 금지하는지의 여부를 나타내는 금지 전환 정보(예를 들면, 도 89에 나타내는 limit_refer_flag)를 포함하는 비트 스트림을 생성한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 제2 노드의 정보의 참조를 금지할지의 여부를 전환할 수 있다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 금지 전환 정보를 이용하여 적절히 복호 처리를 행할 수 있다.
예를 들면, 대상 노드의 정보는, 대상 노드에 속하는 자식 노드의 각각에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)이고, 제1 노드의 정보는, 제1 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 정보(제1 노드의 점유 정보)이고, 제2 노드의 정보는, 제2 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 정보(제2 노드의 점유 정보)이다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 상기 부호화에서는, 제1 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부에 의거하여, 부호화 테이블을 선택하고, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)를 엔트로피 부호화한다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 상기 부호화에서는, 도 92 및 도 93에 나타내는 바와 같이, 복수의 인접 노드 중, 제1 노드의 자식 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조를 허가한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 인접 노드의 보다 상세한 정보를 참조할 수 있으므로 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 79에 나타내는 바와 같이, 상기 부호화에서는, 대상 노드의 부모 노드 내의 공간 위치에 따라, 복수의 인접 노드 중, 참조하는 인접 노드를 전환한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 부모 노드 내의 공간 위치에 따라, 적절한 인접 노드를 참조할 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 프로세서와 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치는, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)를 복호한다. 도 77 및 도 78에 나타내는 바와 같이, 삼차원 데이터 복호 장치는, 상기 복호에서는, 대상 노드와 공간적으로 인접하는 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 부모 노드가 동일한 제1 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조를 허가하고, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 제2 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조를 금지한다. 바꾸어 말하면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 상기 복호에서는, 부모 노드의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)의 참조를 허가하고, 부모 노드와 동일층의 다른 노드(부모 인접 노드)의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)의 참조를 금지한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드와 공간적으로 인접하는 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 부모 노드가 동일한 제1 노드의 정보를 참조함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 삼차원 데이터 복호 장치는, 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 제2 노드의 정보의 참조를 하지 않음으로써, 처리량을 저감할 수 있다. 이와 같이, 당해 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 효율을 향상시킬 수 있음과 더불어, 처리량을 저감할 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 또한, 제2 노드의 정보의 참조를 금지하는지의 여부를 나타내는 금지 전환 정보(예를 들면, 도 89에 나타내는 limit_refer_flag)를 비트 스트림으로부터 취득하고, 상기 복호에서는, 금지 전환 정보에 의거하여, 제2 노드의 정보의 참조를 금지할지, 허가할지를 전환한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 복호 장치는, 금지 전환 정보를 이용하여 적절히 복호 처리를 행할 수 있다.
예를 들면, 대상 노드의 정보는, 대상 노드에 속하는 자식 노드의 각각에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)이고, 제1 노드의 정보는, 제1 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 정보(제1 노드의 점유 정보)이고, 제2 노드의 정보는, 제2 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부를 나타내는 정보(제2 노드의 점유 정보)이다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 상기 복호에서는, 제1 노드에 삼차원점이 존재하는지의 여부에 의거하여, 부호화 테이블을 선택하고, 선택된 부호화 테이블을 이용하여, 대상 노드의 정보(예를 들면 어큐펀시 부호)를 엔트로피 복호한다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 상기 복호에서는, 도 92 및 도 93에 나타내는 바와 같이, 복수의 인접 노드 중, 제1 노드의 자식 노드의 정보(예를 들면 점유 정보)의 참조를 허가한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 복호 장치는, 인접 노드의 보다 상세한 정보를 참조할 수 있으므로 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 도 79에 나타내는 바와 같이, 상기 복호에서는, 대상 노드의 부모 노드 내의 공간 위치에 따라, 복수의 인접 노드 중, 참조하는 인접 노드를 전환한다.
이에 의하면, 당해 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드의 부모 노드 내의 공간 위치에 따라, 적절한 인접 노드를 참조할 수 있다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 프로세서와 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
(실시 형태 10)
본 실시 형태에서는, 부호화 테이블의 수를 삭감하는 수법에 대해서 설명한다.
부모 노드 내의 대상 노드의 위치(8패턴)와, 대상 노드의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 패턴(8패턴)의 조합마다 부호화 테이블을 설정하는 경우, 8×8=64개의 부호화 테이블이 필요하다. 또한, 이하에서는, 이 조합을 인접 점유 패턴이라고도 부른다. 또한, 점유 상태의 노드를 점유 노드라고도 부른다. 점유 상태의 인접 노드를 인접 점유 노드라고도 부른다.
본 실시 형태에서는, 유사한 인접 점유 패턴에 대하여 같은 부호화 테이블을 할당함으로써, 부호화 테이블의 총수를 삭감한다. 구체적으로는, 인접 점유 패턴에 변환 처리를 행함으로써 복수의 인접 점유 패턴을 그룹화한다. 보다 구체적으로는, 변환 처리를 행함으로써 동일한 패턴이 되는 인접 점유 패턴을 동일한 그룹으로 그룹화한다. 또한, 그룹마다 하나의 부호화 테이블이 할당된다.
예를 들면, 변환 처리로서, 도 94에 나타내는 바와 같이, x축, y축 또는 z축을 따른 평행 이동을 이용한다. 또는, 도 95에 나타내는 바와 같이, x축, y축 또는 z축을 따른(x축, y축 또는 z축을 축으로 하는) 회전을 이용한다.
또한, 그룹화한 인접 점유 패턴을 이하의 룰을 이용하여 분류해도 된다. 예를 들면, 도 96에 나타내는 바와 같이, 점유 상태의 노드인 점유 노드 및 대상 노드가 존재하는 면이 좌표면(x-y면, y-z면 또는 x-z면)에 대하여 수평 또는 수직인 것이 이용되어도 된다. 또는, 도 97에 나타내는 바와 같이, 대상 노드에 대하여 인접 점유 노드가 존재하는 방향인 인접면이 이용되어도 된다.
도 98은, x축, y축 또는 z축을 따른 평행 이동의 예를 나타내는 도면이다. 도 99는, x축을 따른 회전의 예를 나타내는 도면이다. 도 100은, y축을 따른 회전의 예를 나타내는 도면이다. 도 101은, z축을 따른 회전의 예를 나타내는 도면이다. 도 102는, 좌표면에 수평 또는 수직의 예를 나타내는 도면이다. 도 103은, 인접면의 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 104는, 64개의 인접 점유 패턴을 6개의 그룹으로 나누는 예를 나타내는 도면이다. 즉, 이 예에서는, 6개의 부호화 테이블이 이용된다. 이 예에서는, z축을 따른 회전에 의해 부호화 테이블의 삭감이 행해진다.
구체적으로는, 도 104에 나타내는 바와 같이, 3개의 인접 노드 중, 점유 상태인 인접 노드의 수인 점유수가 0인 인접 점유 패턴은, 그룹 0으로 분류된다. 점유수가 1이며, 또한, x-y면에 수평인 인접 점유 패턴은, 그룹 1로 분류된다. 점유수가 1이며, 또한, x-y면에 수직인 인접 점유 패턴은, 그룹 2로 분류된다. 점유수가 2이며, 또한, x-y면에 수직인 인접 점유 패턴은, 그룹 3으로 분류된다. 점유수가 2이며, 또한, x-y면에 수평인 인접 점유 패턴은, 그룹 4로 분류된다. 점유수가 3인 인접 점유 패턴은, 그룹 5로 분류된다.
또한, 각 그룹에 대하여 하나의 부호화 테이블이 이용된다. 또한, 각 그룹에는, z축을 따른 회전에 의해 동일한 패턴이 되는 인접 점유 패턴이 포함된다. 또한, 그룹 4에 관해서는, z축 방향의 평행 이동에 대해서도 고려되고 있다.
예를 들면 x-y 평면을 지면으로 한 삼차원 지도의 경우, x-y 평면 상에 형상이 비슷한 복수의 건물이 존재하는 케이스가 있다. 그러한 경우, 예를 들면 어느 건물 A를 z축 방향으로 회전하면 다른 건물 B와 서로 겹칠 가능성이 있다. 이 경우, 건물 A를 부호화하여 갱신한 어큐펀시 부호의 부호화 테이블을 건물 B의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에 이용함으로써 건물 B를 부호화할 때의 부호화 효율을 향상시킬 수 있을 가능성이 있다. 그래서, 형상을 z축 방향으로 회전한 부호화 테이블을 동일 그룹으로 간주함으로써, z축 방향의 회전에 영향을 받지 않고 부호화 테이블을 갱신할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 예를 들면, 어느 건물 C를 x-y 평면에 평행 이동하면 다른 건물 D와 서로 겹칠 가능성이 있다. 이 경우, 건물 C를 부호화하여 갱신한 어큐펀시 부호의 부호화 테이블을 건물 D의 어큐펀시 부호를 부호화할 때에 이용함으로써 건물 D를 부호화할 때의 부호화 효율을 향상시킬 수 있을 가능성이 있다. 그래서, x-y 평면에 평행한 이동에 관련된 부호화 테이블을 동일 그룹으로 간주함으로써, x-y 평면에 평행한 이동의 영향을 받지 않고 부호화 테이블을 갱신할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 105는, 64개의 인접 점유 패턴을 8개의 그룹으로 나누는 예를 나타내는 도면이다. 즉, 이 예에서는, 8개의 부호화 테이블이 이용된다. 이 예에서는, z축을 따른 회전과 인접면에 의해 부호화 테이블의 삭감이 행해진다.
구체적으로는, 도 105에 나타내는 바와 같이, 3개의 인접 노드 중, 점유 상태인 점유 노드의 수인 점유수가 0인 인접 점유 패턴은, 그룹 0으로 분류된다. 점유수가 1이며, 또한, x-y면에 수평인 인접 점유 패턴은, 그룹 1로 분류된다. 점유수가 1이며, 또한, x-y면에 수직인 인접 점유 패턴은, 그룹 2로 분류된다. 점유수가 2이고, 또한, x-y면에 수직이며, 또한, z방향의 인접면을 갖는(즉, 대상 노드의 z방향으로 인접 점유 노드가 존재하는) 인접 점유 패턴은, 그룹 3으로 분류된다. 점유수가 2이고, 또한, x-y면에 수직이며, 또한, -z방향의 인접면을 갖는(즉, 대상 노드의 -z방향으로 인접 점유 노드가 존재하는) 인접 점유 패턴은, 그룹 4로 분류된다.
점유수가 2이며, 또한, x-y면에 수평인 인접 점유 패턴은, 그룹 5로 분류된다. 점유수가 3이며, 또한, z방향의 인접면을 갖는 인접 점유 패턴은, 그룹 5로 분류된다. 점유수가 3이며, 또한, -z방향의 인접면을 갖는 인접 점유 패턴은, 그룹 5로 분류된다.
또한, 각 그룹에 대하여 하나의 부호화 테이블이 이용된다. 또한, 각 그룹에는, z축을 따른 회전에 의해 동일한 패턴이 되는 인접 점유 패턴이 포함된다. 또한, 그룹 5에 관해서는, z축 방향의 평행 이동에 대해서도 고려되고 있다.
도 104 및 도 105에 나타내는 예를 이용하여 매핑 룰을 생성할 수 있다. 도 106은, 64개의 인접 점유 패턴에 대하여 3개의 부호화 테이블을 이용하는 경우의 매핑 룰(변환 테이블)의 예를 나타내는 도면이다. 도 106에 나타내는 예에서는, 64개의 인접 점유 패턴(패턴 0~63)의 각각에 대하여, 3개의 부호화 테이블의 인덱스(테이블 0~2) 중 어느 하나가 할당된다. 이 룰은, 예를 들면, 룩업 테이블(LUT)에 의해 나타내어진다.
또한, 매핑 룰은, 주어진 매핑 룰에 대하여 새로운 룰을 추가하거나 또는 룰의 일부를 삭제함으로써 생성되어도 된다. 즉, 제1 룰에 의해, 그룹화한 인접 점유 패턴을, 추가로, 제2 룰에 의해, 그룹화해도 된다. 바꾸어 말하면, 복수의 인접 점유 패턴을 제1 변환 테이블에 의해 복수의 제1 부호화 테이블에 할당하고, 복수의 제1 부호화 테이블을 제2 변환 테이블에 의해 복수의 제2 부호화 테이블에 할당하고, 제2 부호화 테이블을 이용하여 산술 부호화 또는 산술 복호가 행해져도 된다. 예를 들면, 도 105에 나타내는 분류가 행해진 후에, 분류된 그룹의 일부를 추가로 통합함으로써, 도 104에 나타내는 분류가 행해져도 된다.
도 107은, 이 분류를 행하기 위한 변환 테이블의 예를 나타내는 도면이다. 도 107에 나타내는 부호화 테이블 1은, 주어진 매핑 룰에 의해 도출된 부호화 테이블의 인덱스이고, 부호화 테이블 2는, 새로운 매핑 룰을 나타내는 부호화 테이블의 인덱스이다.
예를 들면, 부호화 테이블 1은, 도 105에 나타내는 분류에 의해 얻어진 부호화 테이블의 인덱스이며, 8개의 부호화 테이블의 인덱스(테이블 0~7) 중 어느 하나를 나타낸다. 또한, 부호화 테이블 2는, 도 104에 나타내는 분류에 대응하는 6개의 부호화 테이블의 인덱스(테이블 0~5) 중 어느 하나를 나타낸다.
구체적으로는, 도 105에 나타내는 그룹 4 및 그룹 5가 도 104에 나타내는 그룹 4에 상당하기 때문에, 도 107에 나타내는 바와 같이, 부호화 테이블 1의 테이블 4 및 테이블 5는, 부호화 테이블 2의 테이블 4에 할당된다. 마찬가지로, 부호화 테이블 1의 테이블 6 및 테이블 7은, 부호화 테이블 2의 테이블 5에 할당된다.
이하, 매핑 처리의 개요를 설명한다. 매핑 룰은, 부호화 테이블의 고유의 인덱스를 찾아내기 위해 이용된다.
도 108은, 64개의 인접 점유 패턴으로부터 부호화 테이블의 인덱스를 결정하는 매핑 처리의 개요를 나타내는 도면이다. 도 108에 나타내는 바와 같이, 대상 노드의 위치를 포함하는 인접 점유 패턴이 매핑 룰에 입력되고, 테이블 인덱스(부호화 테이블의 인덱스)가 출력된다. 매핑 룰에 의해 패턴의 수가 삭감된다. 예를 들면, 이 매핑 룰로서 도 106에 나타내는 매핑 룰이 이용된다. 도 106에 나타내는 바와 같이, 상이한 인접 점유 패턴에 같은 테이블 인덱스가 할당된다.
다음에, 얻어진 테이블 인덱스에 할당된 부호화 테이블을 이용한 엔트로피 부호화가 행해진다.
도 109는, 테이블 인덱스가 주어지는 경우의 매핑 처리의 개요를 나타내는 도면이다. 도 109에 나타내는 바와 같이, 테이블 인덱스 1이 매핑 룰에 입력되고, 테이블 인덱스 2가 출력된다. 매핑 룰에 의해 패턴의 수가 삭감된다. 예를 들면, 이 매핑 룰로서 도 107에 나타내는 매핑 룰이 이용된다. 도 107에 나타내는 바와 같이, 상이한 테이블 인덱스 1에 같은 테이블 인덱스 2가 할당된다.
다음에, 얻어진 테이블 인덱스 2에 할당된 부호화 테이블을 이용한 엔트로피 부호화가 행해진다.
다음에, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치의 구성을 설명한다. 도 110은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치(3600)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 110에 나타내는 삼차원 데이터 부호화 장치(3600)는, 8진 트리 생성부(3601), 기하 정보 산출부(3602), 인덱스 생성부(3603), 부호화 테이블 선택부(3604), 엔트로피 부호화부(3605)를 구비한다.
8진 트리 생성부(3601)는, 입력된 삼차원점(포인트 클라우드)으로부터, 예를 들면 8진 트리를 생성하고, 8진 트리에 포함되는 각 노드의 어큐펀시 부호를 생성한다. 기하 정보 산출부(3602)는, 대상 노드의 인접 참조 노드가 점유인지의 여부를 나타내는 점유 정보를 취득한다. 예를 들면, 기하 정보 산출부(3602)는, 대상 노드가 소속된 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 인접 참조 노드의 점유 정보를 산출한다. 또한, 기하 정보 산출부(3602)는, 대상 노드의 부모 노드 내의 위치에 따라 인접 참조 노드를 전환해도 된다. 또한, 기하 정보 산출부(3602)는, 인접 부모 노드 내의 각 노드의 점유 정보를 참조하지 않아도 된다.
인덱스 생성부(3603)는, 인접 정보(예를 들면, 인접 점유 패턴)를 이용하여 부호화 테이블의 인덱스를 생성한다.
부호화 테이블 선택부(3604)는, 인덱스 생성부(3603)에서 생성된 부호화 테이블의 인덱스를 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호의 엔트로피 부호화에 이용할 부호화 테이블을 선택한다.
어큐펀시 부호는, 10진수(decimal) 또는 2진수(binary)로서 부호화된다. 예를 들면, 바이너리 부호화가 이용되는 경우, 인덱스 생성부(3603)에서 생성된 부호화 테이블의 인덱스가, 엔트로피 부호화부(3605)에 의한 엔트로피 부호화에 이용되는 바이너리 콘텍스트의 선택에 이용된다. 또한, 10진수 또는 M-ary 부호화가 이용되는 경우, 부호화 테이블의 인덱스에 의해 M-ary 콘텍스트가 선택된다.
엔트로피 부호화부(3605)는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화함으로써 비트 스트림을 생성한다. 또한, 엔트로피 부호화부(3605)는, 선택된 부호화 테이블을 나타내는 정보를 비트 스트림에 부가해도 된다.
도 111은, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치(3610)의 블럭도이다. 도 111에 나타내는 삼차원 데이터 복호 장치(3610)는, 8진 트리 생성부(3611), 기하 정보 산출부(3612), 인덱스 생성부(3613), 부호화 테이블 선택부(3614), 엔트로피 복호부(3615)를 구비한다.
8진 트리 생성부(3611)는, 비트 스트림의 헤더 정보 등을 이용하여, 어느 공간(노드)의 8진 트리를 생성한다. 8진 트리 생성부(3611)는, 예를 들면, 헤더 정보에 부가된 어느 공간의 x축, y축, z축 방향의 크기를 이용하여 대공간(루트 노드)을 생성하고, 그 공간을 x축, y축, z축 방향으로 각각 2분할함으로써 8개의 소공간 A(노드 A0~A7)를 생성하여 8진 트리를 생성한다. 또한, 대상 노드로서 노드 A0~A7이 차례로 설정된다.
기하 정보 산출부(3612)는, 대상 노드의 인접 참조 노드가 점유인지의 여부를 나타내는 점유 정보를 취득한다. 예를 들면, 기하 정보 산출부(3612)는, 대상 노드가 소속된 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 인접 참조 노드의 점유 정보를 취득한다. 또한, 기하 정보 산출부(3612)는, 대상 노드의 부모 노드 내의 위치에 따라 인접 참조 노드를 전환해도 된다. 또한, 기하 정보 산출부(3612)는, 인접 부모 노드 내의 각 노드의 점유 정보를 참조하지 않아도 된다.
인덱스 생성부(3613)는, 인접 정보(예를 들면, 인접 점유 패턴)를 이용하여 부호화 테이블의 인덱스를 생성한다.
부호화 테이블 선택부(3614)는, 인덱스 생성부(3613)에서 생성된 부호화 테이블의 인덱스를 이용하여, 대상 노드의 어큐펀시 부호의 엔트로피 복호에 이용할 부호화 테이블을 선택한다.
어큐펀시 부호는, 10진수(decimal) 또는 2진수(binary)로서 복호된다. 예를 들면, 바이너리 부호화가 이용되는 경우, 전 블록에서 매핑된 부호화 테이블의 인덱스가, 다음 블록의 엔트로피 복호에 이용될 바이너리 콘텍스트의 선택에 이용된다. 또한, 10진수 또는 M-ary 부호화가 이용되는 경우, 부호화 테이블의 인덱스에 의해 M-ary 콘텍스트가 선택된다.
엔트로피 복호부(3615)는, 선택된 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호의 엔트로피 복호를 행함으로써 삼차원점(포인트 클라우드)을 생성한다. 또한, 엔트로피 복호부(3615)는, 비트 스트림에 부가된, 선택된 부호화 테이블의 정보를 복호하여 취득하고, 취득된 정보로 나타내어지는 부호화 테이블을 이용해도 된다.
비트 스트림에 포함되는 어큐펀시 부호(8비트)의 각 비트는, 8개의 소공간 A(노드 A0~노드 A7)에 각각 점군이 포함되는지의 여부를 나타낸다. 또한 다시, 삼차원 데이터 복호 장치는, 소공간 노드 A0을 8개의 소공간 B(노드 B0~노드 B7)로 분할하여 8진 트리를 생성하고, 소공간 B의 각 노드에 점군이 포함되는지의 여부를 나타내는 정보를 어큐펀시 부호를 복호하여 취득한다. 이와 같이, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대공간으로부터 소공간으로 8진 트리를 생성하면서 각 노드의 어큐펀시 부호를 복호한다.
이하, 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치에 의한 처리의 흐름을 설명한다. 도 112는, 삼차원 데이터 부호화 장치에 있어서의 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 입력된 삼차원점군의 일부 또는 전부가 포함되는 공간(대상 노드)을 정의한다(S3601). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S3602). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드에 점군이 포함되는지의 여부에 따라 대상 노드의 어큐펀시 부호를 생성한다(S3603).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보(인접 점유 패턴)를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S3604).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 인접 점유 패턴을 부호화 테이블의 인덱스로 변환한다(S3605). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 인덱스에 의거하여 엔트로피 부호화에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S3606).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화한다(S3607).
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 부호화하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S3608). 즉, 단계 S3602~S3607까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
도 113은, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서의 삼차원 데이터 복호 방법의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림의 헤더 정보를 이용하여 복호할 공간(대상 노드)을 정의한다(S3611). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S3612). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보(인접 점유 패턴)를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S3613).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 인접 점유 패턴을 부호화 테이블의 인덱스로 변환한다(S3614). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 인덱스에 의거하여 엔트로피 부호화에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S3615). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호한다(S3616).
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 복호하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S3617). 즉, 단계 S3612~S3616까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
이하, 부호화 모드에 대해서 설명한다. 모드 1에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호가 참조되고, 또한 부모 노드의 인접 노드가 탐색되어, 인접 점유 패턴 n이 얻어진다. 매핑 룰 f를 이용하여 부호화 테이블의 인덱스 i1=f(n)이 얻어진다.
모드 2에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호 c가 참조된다. 매핑 룰 g를 이용하여 부호화 테이블의 인덱스 i2=g(c)가 얻어진다.
모드 3에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호 c가 참조된다. 매핑 룰 h를 이용하여 부호화 테이블의 인덱스 i3=h(c)가 얻어진다.
모드 1에서는, 인접 점유 정보로서, 2개의 소스로부터의 정보가 이용된다. 첫 번째 정보는, 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 얻어지는 부모 노드 내의 인접 노드의 점유 정보이다. 두 번째 정보는, 부모 노드 외의 인접 노드의 점유 정보이며, 부모 노드의 인접 노드를 탐색함으로써 얻어진다. 즉, 이 정보는, 대상 노드의 복수의 인접 노드 중, 대상 노드와 상이한 부모 노드에 속하는 인접 노드의 점유 정보이다. 또한, 이하에서는, 이 부모 노드의 인접 노드를 탐색하는 처리를, 「부모 인접 탐색(search parent neighbor)」이라고도 부른다.
모드 2 및 모드 3에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 얻어지는 부모 노드 내의 인접 노드의 점유 정보가 이용되고, 부모 노드 외의 인접 노드의 점유 정보는 이용되지 않는다. 또한, 모드 2와 모드 3은, 부호화 테이블의 인덱스를 얻기 위한 매핑 룰이 상이하다.
또한, 인접 점유 패턴을 삭감하기 위한 복수의 수법을 실현하기 위해서, 서로 매핑 룰이 상이한 복수의 모드가 추가되어도 된다. 예를 들면, 이 매핑 룰이란, 도 94~도 103 등에서 나타낸 복수의 룰의 조합에 의해 실현된다.
이하, 부호화 모드의 예를 나타낸다. 부호화 모드 1(CodingMode=1)에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호의 참조와, 부모 인접 탐색이 행해짐으로써, 64개의 인접 점유 패턴이 얻어진다. 여기서, 64개의 인접 점유 패턴은, 6개의 인접 노드의 점유 정보의 조합(26=64)이며, 대상 노드의 위치는 고려되지 않는다. 또한, 64개의 인접 점유 패턴을 10개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블이 이용된다.
부호화 모드 2(CodingMode=2)에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호의 참조가 행해짐으로써, 대상 노드의 위치를 고려한 64개의 인접 점유 패턴이 얻어진다. 여기서, 64개의 인접 점유 패턴은, 대상 노드의 부모 노드 내의 위치(8패턴)와 3개의 인접 노드의 점유 정보의 조합(23=8)의 조합(8×8=64)이다. 또한, 64개의 인접 점유 패턴을 6개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블이 이용된다.
부호화 모드 3(CodingMode=3)에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호의 참조가 행해짐으로써, 대상 노드의 위치를 고려한 64개의 인접 점유 패턴이 얻어진다. 또한, 64개의 인접 점유 패턴을 8개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블이 이용된다.
또한, 부호화 모드(CodingMode)의 다른 예로서, 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)를 비트 스트림에 부가한다. search_flag=1의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 실시하여 인접 점유 패턴을 산출하며, 인접 점유 패턴의 값으로부터 N개의 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화해도 된다.
또한, search_flag=0의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 실시하지 않고 인접 점유 패턴을 산출하며, 인접 점유 패턴의 값으로부터 M개(M<=N)의 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화해도 된다. 이와 같이 search_flag의 값을 전환함으로써, 부모 인접 탐색의 처리 및 사용하는 부호화 테이블을 전환함으로써, 부호화 효율과 처리량의 밸런스를 제어할 수 있다.
이하, 부호화 모드를 전환하는 경우의 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치의 처리의 흐름을 설명한다.
도 114는, 삼차원 데이터 부호화 장치에 있어서의 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 입력된 삼차원점군의 일부 또는 전부가 포함되는 공간(대상 노드)을 정의한다(S3621). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S3622). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드에 점군이 포함되는지의 여부에 따라 대상 노드의 어큐펀시 부호를 생성한다(S3623).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보(인접 점유 패턴)를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S3624).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 모드가 소정의 모드인지를 판정한다(S3625). 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, CodingMode=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
또한, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)가 이용되어도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 예를 들면, search_flag=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
부호화 모드가 소정의 모드인 경우(S3625에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 모든 부호화 완료 자식 노드를 탐색하는 부모 인접 탐색을 행함으로써, 나머지 인접 노드의 점유 정보(나머지 인접 점유 패턴)를 취득한다(S3626). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단계 S3624에서 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출한 인접 점유 패턴과 단계 S3626에서 부모 인접 탐색에 의해 산출한 나머지 인접 점유 패턴을 통합한다(S3627).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 10개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 결합에 의해 얻어진 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3628).
한편, 부호화 모드가 소정의 모드가 아닌 경우(S3625에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 6개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 단계 S3624에서 부모 노드 어큐펀시 부호화로부터 산출된 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3629).
또한, 여기에서는, 일례로서 부호화 테이블의 수를 10개와 6개로 전환하는 예를 나타냈지만, 부호화 테이블의 수는 반드시 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 테이블 수를 N개와 M개(M<=N)로 전환해도 된다.
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단계 S3628 또는 S3629에서 얻어진 인덱스에 의거하여 엔트로피 부호화에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S3630). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화한다(S3631).
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 헤더 정보로서, 부호화 모드를 나타내는 정보(CodingMode)를 부호화해도 된다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)를 비트 스트림에 부가해도 된다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 부호화하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S3632). 즉, 단계 S3622~S3631까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
도 115는, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서의 삼차원 데이터 복호 방법의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림의 헤더 정보를 이용하여 복호할 공간(대상 노드)을 정의한다(S3641).
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 헤더 정보에 포함되는 부호화 모드를 나타내는 정보(CodingMode)를 복호해도 된다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)를 복호해도 된다.
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S3642). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보(인접 점유 패턴)를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S3643).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 모드가 소정의 모드인지를 판정한다(S3644). 예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, CodingMode=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
또한, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)가 이용되어도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 복호 장치는, 예를 들면, search_flag=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
부호화 모드가 소정의 모드인 경우(S3644에서 Yes), 삼차원 데이터 복호 장치는, 모든 부호화 완료 자식 노드를 탐색하는 부모 인접 탐색을 행함으로써, 나머지 인접 노드의 점유 정보(나머지 인접 점유 패턴)를 취득한다(S3645). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 단계 S3643에서 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출한 인접 점유 패턴과 단계 S3645에서 부모 인접 탐색에 의해 산출한 나머지 인접 점유 패턴을 통합한다(S3646).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 10개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 결합에 의해 얻어진 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3647).
한편, 부호화 모드가 소정의 모드가 아닌 경우(S3644에서 No), 삼차원 데이터 복호 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 6개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 단계 S3643에서 부모 노드 어큐펀시 부호화로부터 산출된 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3648).
또한, 여기에서는, 일례로서 부호화 테이블의 수를 10개와 6개로 전환하는 예를 나타냈지만, 부호화 테이블의 수는 반드시 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 테이블 수를 N개와 M개(M<=N)로 전환해도 된다.
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 단계 S3647 또는 S3648에서 얻어진 인덱스에 의거하여 엔트로피 복호에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S3649). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호한다(S3650).
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 복호하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S3651). 즉, 단계 S3642~S3650까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 116에 나타내는 처리를 행한다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 부호화에 있어서, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그(예를 들면 search_flag)를 부호화한다(S3661). 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 제1 플래그를 포함하는 비트 스트림을 생성한다.
제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우(S3662에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 정보를 산술 부호화한다(S3663).
제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우(S3662에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화한다(S3664).
이에 의해, 부호화 테이블의 수를 삭감할 수 있으므로 처리량을 저감할 수 있다. 또한, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부에 따라, 부호화 테이블의 수를 변경함으로써, 적절히 부호화 테이블을 설정할 수 있으므로, 부호화 효율의 저감을 억제하면서 처리량을 저감할 수 있다.
예를 들면, N개는 M개보다 많다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, 인접 노드의 점유 상태를 나타내는, M개보다 많은 L개의 점유 패턴과, M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블(예를 들면 도 106에 나타내는 테이블)을 참조하여, 인접 노드의 점유 상태에 따라, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택한다.
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, (i) 인접 노드의 점유 상태를 나타내는 L개의 점유 패턴과, L개보다 적은 I개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제1 대응 테이블(예를 들면 도 106에 나타내는 테이블)과, (ii) I개의 부호화 테이블과, I개보다 적은 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제2 대응 테이블(예를 들면 도 107에 나타내는 테이블)을 참조하여, 인접 노드의 점유 상태에 따라, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택한다.
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 대상 노드와 x-y 평면에 수평인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면 도 104에 나타내는 그룹 1).
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 대상 노드와 x-y 평면에 수직인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면, 도 104에 나타내는 그룹 2).
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수평인 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면, 도 104에 나타내는 그룹 3).
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수직인 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면, 도 104의 그룹 4).
예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 프로세서와 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 복호 장치는, 도 117에 나타내는 처리를 행한다. 삼차원 데이터 복호 장치는, 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 복호에 있어서, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그(예를 들면 search_flag)를 복호한다(S3671). 즉, 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림으로부터 제1 플래그를 취득한다.
제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우(S3672에서 Yes), 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 정보를 산술 복호한다(S3673).
제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우(S3672에서 No), 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 정보를 산술 복호한다(S3674).
이에 의해, 부호화 테이블의 수를 삭감할 수 있으므로 처리량을 저감할 수 있다. 또한, 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부에 따라, 부호화 테이블의 수를 변경함으로써, 적절히 부호화 테이블을 설정할 수 있으므로, 부호화 효율의 저감을 억제하면서 처리량을 저감할 수 있다.
예를 들면, N개는 M개보다 많다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, 인접 노드의 점유 상태를 나타내는, M개보다 많은 L개의 점유 패턴과, M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블(예를 들면 도 106에 나타내는 테이블)을 참조하여, 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택한다.
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, (i) 인접 노드의 점유 상태를 나타내는 L개의 점유 패턴과, L개보다 적은 I개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제1 대응 테이블(예를 들면 도 106에 나타내는 테이블)과, (ii) I개의 부호화 테이블과, I개보다 적은 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제2 대응 테이블(예를 들면 도 107에 나타내는 테이블)을 참조하여, 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택한다.
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 대상 노드와 x-y 평면에 수평인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면 도 104에 나타내는 그룹 1).
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 대상 노드와 x-y 평면에 수직인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면 도 104에 나타내는 그룹 2).
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수평인 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면 도 104에 나타내는 그룹 3).
예를 들면, 제1 플래그에 의해 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 대상 노드의 위치와, 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이다. 복수의 점유 패턴 중, 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수직인 복수의 점유 패턴에, M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당된다(예를 들면 도 104에 나타내는 그룹 4).
예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 프로세서와 메모리를 구비하고, 프로세서는, 메모리를 이용하여, 상기의 처리를 행한다.
(실시 형태 11)
본 실시 형태에서는 부호화 테이블의 수를 삭감하는 다른 수법에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 점유 상태의 인접 노드의 수인 점유수에 의거하여 인접 점유 패턴을 그룹화한다. 즉, 대상 노드의 위치 및 인접 점유 노드의 위치에 상관없이, 인접 점유 노드의 수에 따라 4개의 부호화 테이블이 이용된다.
도 118은, 64개의 인접 점유 패턴을 4개의 그룹으로 나누는 예를 나타내는 도면이다. 점유수가 0인 인접 점유 패턴은, 그룹 0으로 분류된다. 점유수가 1인 인접 점유 패턴은, 그룹 1로 분류된다. 점유수가 2인 인접 점유 패턴은, 그룹 2로 분류된다. 점유수가 3인 인접 점유 패턴은, 그룹 3으로 분류된다.
이와 같이, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 노드 중, 몇 개의 인접 노드가 점유 상태인지에 따라 부호화 테이블을 전환해도 된다. 이에 의해, 평행 이동 및 회전에 상관없이, 비슷한 형상에 같은 부호화 테이블이 할당된다. 따라서, 부호화 테이블의 수를 억제하면서, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 상기의 모드가 이용되는 경우, 부호화 모드로서 부호화 모드 4가 추가된다. 부호화 모드 4(CodingMode=4)에서는, 부모 노드의 어큐펀시 부호의 참조와, 부모 인접 탐색이 행해짐으로써, 64개의 인접 점유 패턴이 얻어진다. 또한, 64개의 인접 점유 패턴을 4개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블이 이용된다.
또한, 부호화 모드(CodingMode)의 다른 예로서, 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)를 비트 스트림에 부가한다. search_flag=1의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 실시하여 인접 점유 패턴을 산출하며, 인접 점유 패턴의 값으로부터 10개의 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화해도 된다.
또한, search_flag=0의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 실시하지 않고 인접 점유 패턴을 산출하며, 인접 점유 패턴의 값으로부터 4개의 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화해도 된다. 이와 같이 search_flag의 값을 전환함으로써, 부모 인접 탐색의 처리 및 사용하는 부호화 테이블을 전환함으로써, 부호화 효율과 처리량의 밸런스를 제어할 수 있다.
도 119는, 이 처리의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, search_flag가 1인지 판정한다(S3701). 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, sarch_flag 대신에, 부모 인접 탐색을 스킵할지를 나타내는 플래그(search_skip_flag) 등을 부호화해도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, search_skip_flag를 비트 스트림에 부가한다. search_skip_flag=1의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 실시하지 않고 인접 점유 패턴을 산출하며, 인접 점유 패턴의 값으로부터 4개의 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화한다. 또한, search_skip_flag=0의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 실시하여 인접 점유 패턴을 산출하며, 인접 점유 패턴의 값으로부터 10개의 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화해도 된다.
search_flag가 1인 경우(S3701에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 64개의 인접 점유 패턴의 값을 10개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 변환 테이블 A를 이용하여, 부호화 테이블의 인덱스를 생성한다(S3702).
search_flag가 1이 아닌 경우(S3701에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 64개의 인접 점유 패턴의 값을 4개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 변환 테이블 B를 이용하여, 부호화 테이블의 인덱스를 생성한다(S3703).
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 변환 테이블 A와 변환 테이블 B에 있어서, 같은 인접 점유 패턴에 할당되어 있는 부호화 테이블에 대하여, 같은 확률값 초기화 방법을 이용해도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 패턴 4에 할당되어 있는 변환 테이블 A의 테이블 5와, 변환 테이블 B의 테이블 2에 대하여, 동일한 방법으로 부호화 테이블의 확률값을 초기화해도 된다. 이에 의해, 변환 테이블마다 초기화 방법을 준비할 필요가 없어지므로 처리량을 저감할 수 있다.
이하, 본 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치의 처리의 흐름을 설명한다.
도 120은, 삼차원 데이터 부호화 장치에 있어서의 삼차원 데이터 부호화 처리의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 입력된 삼차원점군의 일부 또는 전부가 포함되는 공간(대상 노드)을 정의한다(S3711). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S3712). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드에 점군이 포함되는지의 여부에 따라 대상 노드의 어큐펀시 부호를 생성한다(S3713).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보(인접 점유 패턴)를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S3714).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 모드가 소정의 모드인지를 판정한다(S3715). 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, CodingMode=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
또한, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)가 이용되어도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 예를 들면, search_flag=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
부호화 모드가 소정의 모드인 경우(S3715에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 모든 부호화 완료 자식 노드를 탐색하는 부모 인접 탐색을 행함으로써, 나머지 인접 노드의 점유 정보(나머지 인접 점유 패턴)를 취득한다(S3716). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단계 S3714에서 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출한 인접 점유 패턴과 단계 S3716에서 부모 인접 탐색에 의해 산출한 나머지 인접 점유 패턴을 통합한다(S3717).
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 10개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 결합에 의해 얻어진 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3718).
한편, 부호화 모드가 소정의 모드가 아닌 경우(S3715에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 4개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 단계 S3714에서 부모 노드 어큐펀시 부호화로부터 산출된 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3719).
또한, 여기에서는, 일례로서 부호화 테이블의 수를 10개와 4개로 전환하는 예를 나타냈지만, 부호화 테이블의 수는 반드시 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화 테이블 수를 N개와 M개(M<=N)로 전환해도 된다.
다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 단계 S3718 또는 S3719에서 얻어진 인덱스에 의거하여 엔트로피 부호화에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S3720). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 부호화한다(S3721).
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 헤더 정보로서, 부호화 모드를 나타내는 정보(CodingMode)를 부호화해도 된다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)를 비트 스트림에 부가해도 된다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 부호화하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S3722). 즉, 단계 S3712~S3721까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
도 121은, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서의 삼차원 데이터 복호 방법의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림의 헤더 정보를 이용하여 복호할 공간(대상 노드)을 정의한다(S3731).
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 헤더 정보에 포함되는 부호화 모드를 나타내는 정보(CodingMode)를 복호해도 된다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)를 복호해도 된다.
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드를 8분할하여 8개의 소공간(노드)을 생성한다(S3732). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 대상 노드의 인접 참조 노드의 점유 정보(인접 점유 패턴)를, 대상 노드의 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출(취득)한다(S3733).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 모드가 소정의 모드인지를 판정한다(S3734). 예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, CodingMode=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
또한, CodingMode 대신에 예를 들면 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)가 이용되어도 된다. 이 경우, 삼차원 데이터 복호 장치는, 예를 들면, search_flag=1의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드라고 판정하고, 그 이외의 경우, 부호화 모드가 소정의 모드가 아니라고 판정한다.
부호화 모드가 소정의 모드인 경우(S3734에서 Yes), 삼차원 데이터 복호 장치는, 모든 부호화 완료 자식 노드를 탐색하는 부모 인접 탐색을 행함으로써, 나머지 인접 노드의 점유 정보(나머지 인접 점유 패턴)를 취득한다(S3735). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 단계 S3733에서 부모 노드의 어큐펀시 부호로부터 산출한 인접 점유 패턴과 단계 S3735에서 부모 인접 탐색에 의해 산출한 나머지 인접 점유 패턴을 통합한다(S3736).
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 10개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 결합에 의해 얻어진 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3737).
한편, 부호화 모드가 소정의 모드가 아닌 경우(S3734에서 No), 삼차원 데이터 복호 장치는, 64개의 인접 점유 패턴을 4개의 부호화 테이블의 인덱스로 변환하는 룩업 테이블을 이용하여, 단계 S3733에서 부모 노드 어큐펀시 부호화로부터 산출된 인접 점유 패턴을 인덱스로 변환한다(S3738).
또한, 여기에서는, 일례로서 부호화 테이블의 수를 10개와 4개로 전환하는 예를 나타냈지만, 부호화 테이블의 수는 반드시 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 삼차원 데이터 복호 장치는, 부호화 테이블 수를 N개와 M개(M<=N)로 전환해도 된다.
다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 단계 S3737 또는 S3738에서 얻어진 인덱스에 의거하여 엔트로피 복호에 이용할 부호화 테이블을 선택한다(S3739). 다음에, 삼차원 데이터 복호 장치는, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 대상 노드의 어큐펀시 부호를 엔트로피 복호한다(S3740).
또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 각 노드를 각각 8분할하고, 각 노드의 어큐펀시 부호를 복호하는 처리를, 노드가 분할할 수 없게 될 때까지 반복한다(S3741). 즉, 단계 S3732~S3740까지의 처리가 재귀적으로 반복된다.
또한, 상기 설명에서는, 주로 삼차원 데이터 부호화 장치의 동작을 설명했지만, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서도 동일한 동작이 행해져도 된다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치에서 생성된 각종 플래그 등의 정보는, 비트 스트림에 포함된다. 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림에 포함되는 각종 플래그 등의 정보를 취득하고, 당해 정보를 참조하여 처리를 행한다.
(실시 형태 12)
본 실시 형태에서는 장황한 부호화 테이블을 삭제하는 수법에 대해서 설명한다. 도 122는, 장황한 부호화 테이블을 설명하기 위한 도면이다. 복수의 테이블 선택 방법에 있어서 사용될 가능성이 있는 테이블 인덱스가 연속하고 있지 않은 경우, 장황한 부호화 테이블이 생성된다.
이에 대하여, 부호화 테이블을 동적으로 생성함으로써, 장황한 테이블을 제거할 수 있으므로, 하드웨어 자원을 절약할 수 있다. 예를 들면, 실제로 필요한 테이블의 수를 컴파일 시 또는 실행 시(런타임 시)에 산출함으로써, 장황한 테이블이 생성되지 않도록 할 수 있다.
이하, 장황한 부호화 테이블의 예를 설명한다. 제1 예에서는, 하나의 선택 방법이 주어진 경우에 장황한 테이블이 생성된다. 도 123은, 이 예를 설명하기 위한 도면이다.
정적으로 생성된 부호화 테이블은, 장황한 테이블을 포함한다. 여기서, 알고리즘의 설계 단계에 있어서, 테이블의 수를 정확하게 판정하는 것은 곤란하다. 따라서, 실제로 필요한 수보다 많은 수의 테이블을 준비해 둘 필요가 있다.
한편, 동적으로 부호화 테이블을 생성하는 경우, 컴파일 시 또는 실행 시에, 테이블의 수가 알고리즘에 입력된다. 이에 의해, 장황한 테이블을 삭제할 수 있다.
제2 예에서는, 인접 노드와의 의존 관계를 이용한 바이너리 부호화에 있어서 장황한 테이블이 생성된다. 부호화 효율의 향상을 위해서, 바이너리 부호화에 있어서 인접 정보가 이용된다. 도 124는, 대상 노드의 예를 나타내는 도면이다. 또한, 대상 노드가 부모 노드 내의 인접 노드를 갖지 않는 경우와, 대상 노드가 부모 노드 내의 하나 또는 복수의 인접 노드를 갖는 경우에서, 인접 정보의 사용 방법이 상이해도 된다.
이하, 케이스 1에 대해서 설명한다. 도 125는, 케이스 1에서의 동작을 나타내는 도면이다. 케이스 1에서는, 부호화 테이블의 인덱스는, 부모 노드 내의 부호화가 완료된 각 비트의 값에 의거한다.
케이스 1에서는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 어큐펀시 부호의 각 비트의 값(ENC)에 따라 부호화 테이블을 전환한다. 예를 들면, 비트 0이 1이고, 비트 1이 0인 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 비트 2를 산술 부호화하기 위한 부호화 테이블로서, 인덱스=1(=1＋0)을 이용해도 된다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부호화가 완료된 어큐펀시 부호의 비트의 값에 따라 부호화 테이블을 전환함으로써, 예를 들면 각 비트에서 1의 발생 빈도가 높은 경우는 1의 발생 확률이 높은 부호화 테이블을 선택하고, 0의 발생 빈도가 높은 경우는 0의 발생 확률이 높은 테이블을 선택할 수 있다. 이에 의해, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC=0, 즉 대상 노드의 인접 노드에 점유 노드가 존재하지 않는 경우에, 케이스 1에 의한 부호화 테이블의 선택 방법을 적용해도 된다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 인접 노드와 관련이 약한 경우에는 어큐펀시 부호 내의 0과 1의 발생 빈도에 맞춘 부호화 테이블을 선택할 수 있다. 따라서, 후술하는 케이스 2보다 부호화 테이블 수를 억제하면서, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 125에 나타내는 예에 있어서, 어큐펀시 부호가 8비트인 경우, 부호화 테이블의 총수는, 1＋2＋3＋…＋8=36이다.
다음에, 케이스 2에 대해서 설명한다. 도 126은, 케이스 2에서의 동작을 나타내는 도면이다. 케이스 2에서는, 부호화 테이블의 인덱스는, 인접 구성(neighbor configuration(NC))의 인덱스와, 부호화 완료 비트(ENC)에 의거하여 결정된다. 예를 들면, NC는, 상술한 인접 점유 패턴에 대응한다.
또한, 상이한 NC 세트가 이용된다. 예 1에서는, 부모 노드 내의 점유 상태의 인접 노드의 수가 이용된다. 즉, NC의 수는 4이다(NC=｛0, 1, 2, 3｝).
예 2에서는, 점유 상태의 인접 노드의 위치가 이용된다. 6개의 인접 노드가 이용되는 경우에는, NC의 수는 64이다(NC=｛0, 1, 2,…63｝).
예 3에서는, 몇 개의 NC가 결합된다. 따라서, NC의 수는 임의이다. 예를 들면, 기하 정보에 의거하여 64개의 NC가 10개의 NC로 결합된다.
또한, 케이스 2에서는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 대상 노드의 인접 노드의 점유 정보(NC)와 어큐펀시 부호의 각 비트의 값(ENC)에 따라 부호화 테이블을 전환해도 된다.
도 127은, 6개의 인접 노드의 구성예를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 도 127에 나타내는 6개의 인접 노드 중 하나의 노드가 점유 상태이고, NC=1(NC=0~9의 값을 취하는 경우)이며, 또한 비트 0이 1인 경우, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 비트 1을 산술 부호화하기 위한 부호화 테이블을, NC=1과 비트 0=1의 정보를 이용하여 선택한다. 즉, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 인접 노드의 점유 정보와 부호화가 완료된 어큐펀시 부호의 비트의 값에 따라 부호화 테이블을 전환한다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 예를 들면, 인접 노드 중 하나가 점유 상태이고 또한 각 비트의 1의 발생 빈도가 높은 경우는 그 상황에 적절한 부호화 테이블을 선택할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC>0, 즉 대상 노드의 인접 노드에 적어도 하나 이상의 점유 노드가 존재하는 경우에, 케이스 2에 따른 부호화 테이블의 선택 방법을 적용해도 된다. 이에 의해, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 인접 노드와의 관련성과, 어큐펀시 부호 내의 0과 1의 발생 빈도에 맞춘 부호화 테이블을 선택할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 제3 예에 대해서 설명한다. 제3 예에서는, 예를 들면, NC=10(NC=0~9의 값을 취하는 경우)이다. 장황한 테이블이 인접 정보를 이용한 바이너리 부호화에 의해 생성된다. 도 128은, 제3 예를 설명하기 위한 도면이다.
제3 예에서는, NC=0의 경우, 부호화가 완료된 비트에 포함되는 점유 상태를 나타내는 비트의 수(ENC)에 의거하여, 부호화 테이블이 선택된다. NC>0의 경우, ENC 및 NC(1~9)에 의거하여 부호화 테이블이 선택된다.
도 128은, 부호화 테이블의 선택 방법을 NC의 값에 관계없이 케이스 2로 고정한 경우(모두 케이스 2)의 각 비트의 부호화 테이블의 수와, 부호화 테이블의 선택 방법을 NC=0일 때는 케이스 1을 이용하고, 또한 NC>0일 때는 케이스 2를 이용하는 경우의 각 비트의 부호화 테이블의 수와, 이들의 차분인 사용되지 않는 테이블의 수(장황한 테이블의 수)를 나타낸다.
이들 2가지 케이스를 이용하는 경우에 있어서, 테이블의 총수를 산출하기 위한 식은 복잡하며, 인덱스를 작성하는 것은 용이하지 않다. 따라서, 고정수의 부호화 테이블을 생성하는 것은 곤란하다. 왜냐하면, NC=0의 경우에는, 테이블의 수는 선형적으로 증가하지만, NC>0의 경우에는 테이블의 수는 지수적으로 증가한다. 따라서, 장황한 테이블(사용되지 않는 테이블)의 수가 증가하고, 이들의 인덱스를 두 케이스에 이용하는 것은 불가능하다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 발생한 사용되지 않는 부호화 테이블을 삭제해도 된다. 이에 의해, 부호화 테이블의 초기화 시간을 삭감할 수 있으므로, 고속화 및 사용 메모리량의 억제를 실현할 수 있다.
이하, 제4 예에 대해서 설명한다. 제4 예에서는, 예를 들면, NC=4(NC=0~3의 값을 취하는 경우)이다. 장황한 테이블이 인접 정보를 이용한 바이너리 부호화에 의해 생성된다. 도 129는, 제4 예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 제4 예는, 제3 예에 대하여 NC의 수가 상이하다. 도 129에 나타내는 바와 같이 제4 예에 있어서도 제3 예와 마찬가지로 장황한 테이블(사용되지 않는 테이블)이 생성된다.
이하, 장황한 부호화 테이블의 예를 설명한다. 도 130은, 상기 제3 예(NC=10)에 있어서, 정적으로 각 비트의 부호화 테이블을 생성한 경우의 부호화 테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 130에 나타내는 바와 같이, NC0에서는, 비트의 증가에 수반하여, 선형적으로 테이블 수가 증가한다. NC1~NC9에서는, 비트의 증가에 수반하여, 지수적으로 테이블 수가 증가한다.
여기서, NC0과 NC>0에서 상이한 부호화가 이용된다. 따라서, 테이블의 총수는, NC0에서는 선형적으로 증가하고, NC>0에서는 지수적으로 증가한다.
도 131은, 상기 제4 예(NC=4)에 있어서, 정적으로 각 비트의 부호화 테이블을 생성한 경우의 부호화 테이블의 예를 나타내는 도면이다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 도 132에 나타내는 바와 같이, NC0의 테이블과 NC>0의 테이블을 분할함으로써, 장황한 테이블을 생성하지 않아도 된다.
제5 예에서는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC0의 테이블과 NC>0의 테이블을 분할하여 생성하여, 장황한 테이블을 삭제한다. 도 133은, 제5 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 134는, 장황한 테이블을 삭제한 후의 부호화 테이블의 총수를 나타내는 도면이다.
다음에, 동적인 사이즈의 부호화 테이블의 생성 처리에 대해서 설명한다. 도 135는, 이 처리를 설명하기 위한 도면이다. 필요한 정확한 수의 부호화 테이블을 구축하기 위해서, 삼차원 데이터 부호화 장치에 부호화 테이블 양의 설정(설정 입력)이 입력된다.
도 136은, 설정 입력=10의 경우의 각 테이블의 사이즈를 나타내는 도면이다. 도 136에 나타내는 바와 같이, 테이블의 사이즈 Size는, 소스 코드에 있어서, Size=2bit＊(x-1)＋bit＋1로 정의된다. 각 테이블의 사이즈는, 부정수(不定數) x를 취득한 후에 확정된다. 여기서, 2bit＊(x-1) 부분은, 제2 예에서 NC>0의 경우에 있어서의 사이즈에 대응하고, bit＋1 부분은, NC=0의 경우에 있어서의 사이즈에 대응한다.
이러한 설정을 이용함으로써, 컴파일 시 또는 실행 시에 부호화 테이블을 동적으로 생성할 수 있다.
도 137은, 동적인 부호화 테이블의 생성 처리의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 동적 테이블 사이즈 플래그(dynamicTbaleSize)가 1인지의 여부를 판정한다(S3801). dynamicTbaleSize는, 동적인 테이블 사이즈를 이용하는지의 여부를 나타내는 플래그이다. 삼차원 데이터 부호화 장치는, 당해 플래그를 생성하고, 당해 플래그를 포함하는 비트 스트림을 생성한다. 또한, 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림에 포함되는 당해 플래그를 취득한다.
dynamicTbaleSize가 1인 경우(S3801에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 동적인 사이즈의 설정을 로드한다(S3802). 다음에, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 로드한 설정에 의거하여 부호화 테이블을 생성한다(S3803). 이 부호화 테이블은 장황한 테이블을 포함하지 않는다.
dynamicTbaleSize가 1이 아닌 경우(S3801에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, 정적인 부호화 테이블을 생성한다(S3804). 이 부호화 테이블은, 장황한 테이블을 포함하는 경우가 있다.
또한, 상기에서는, 8비트의 어큐펀시 부호가 이용되는 예를 나타냈지만, 반드시 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 10비트 등의 다른 비트수의 부호에 대하여 본 수법을 적용해도 된다. 또한, 이용되는 부호는 어큐펀시 부호에 한정하지 않는다.
도 138은, 설정 입력=4의 경우의 각 테이블의 사이즈를 나타내는 도면이다. 또한, 테이블 사이즈의 산출 방법은, 설정 입력=10의 경우와 동일하다.
또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 테이블의 생성 처리를 탐색 플래그(search_flag)에 의거하여 전환해도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 부모 인접 탐색을 행하는지의 여부를 나타내는 탐색 플래그(search_flag)를 비트 스트림에 부가한다. search_flag=1의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC=｛0, 1,…9｝의 경우의 부호화 테이블을 준비하고, 부모 인접 탐색을 실시하여 인접 점유 패턴을 산출하며, 인접 점유 패턴(NC)의 값과 부호화가 완료된 어큐펀시 부호의 비트의 값을 이용하여 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화해도 된다.
또한, search_flag=0의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC=｛0, 1,…3｝의 경우의 부호화 테이블을 준비하고, 부모 인접 탐색을 실시하지 않고 인접 점유 패턴(NC)을 산출하며, 인접 점유 패턴의 값과 부호화가 완료된 어큐펀시 부호의 비트의 값을 이용하여 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화하도록 해도 된다.
이와 같이 search_flag의 값을 전환함으로써, 생성하는 부호화 테이블의 수를 제어하고, 부모 인접 탐색의 처리 및 사용하는 부호화 테이블을 전환함으로써, 부호화 효율과 처리량 및 메모리량의 밸런스를 제어할 수 있다.
도 139는, 이 처리의 플로차트이다. 우선, 삼차원 데이터 부호화 장치는, search_flag가 1인지 판정한다(S3811). 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치는, search_flag 대신에, 부모 인접 탐색을 스킵할지를 나타내는 플래그(search_skip_flag) 등을 부호화해도 된다. 예를 들면, 삼차원 데이터 부호화 장치는, search_skip_flag를 비트 스트림에 부가한다. search_skip_flag=1의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC=｛0, 1,…3｝의 경우의 부호화 테이블을 준비하고, 부모 인접 탐색을 실시하지 않고 인접 점유 패턴(NC)을 산출하며, NC의 값과 부호화가 완료된 어큐펀시 부호의 비트의 값으로부터 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화한다. 또한, search_skip_flag=0의 경우는, 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC=｛0, 1,…9｝의 경우의 부호화 테이블을 준비하고, 부모 인접 탐색을 실시하여 NC를 산출하며, NC의 값과 부호화가 완료된 어큐펀시 부호의 비트의 값으로부터 부호화 테이블 중 어느 하나의 인덱스를 생성하고, 그 인덱스의 부호화 테이블을 이용하여 어큐펀시 부호를 산술 부호화해도 된다.
search_flag가 1인 경우(S3811에서 Yes), 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC=｛0, 1,…9｝의 경우의 부호화 테이블을 준비한다(S3812). 이때, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 장황한 테이블을 삭제해도 된다.
search_flag가 1이 아닌 경우(S3811에서 No), 삼차원 데이터 부호화 장치는, NC=｛0, 1,…3｝의 경우의 부호화 테이블을 준비한다(S3813). 이때, 삼차원 데이터 부호화 장치는, 장황한 테이블을 삭제해도 된다.
또한, 상기 설명에서는, 주로 삼차원 데이터 부호화 장치의 동작을 설명했지만, 삼차원 데이터 복호 장치에 있어서도 동일한 동작이 행해져도 된다. 또한, 삼차원 데이터 부호화 장치에서 생성된 각종 플래그 등의 정보는, 비트 스트림에 포함된다. 삼차원 데이터 복호 장치는, 비트 스트림에 포함되는 각종 플래그 등의 정보를 취득하고, 당해 정보를 참조하여 처리를 행한다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치 등에 대해 설명하였는데, 본 개시는, 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 실시 형태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치 등에 포함되는 각 처리부는 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화되어도 되고, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화되어도 된다.
또, 집적 회로화는 LSI에 한정되는 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 리컨피규러블·프로세서를 이용해도 된다.
또, 상기 각 실시 형태에 있어서, 각 구성 요소는, 전용의 하드웨어로 구성되거나, 각 구성 요소에 적합한 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 및 삼차원 데이터 복호 장치 등에 의해 실행되는 삼차원 데이터 부호화 방법 또는 삼차원 데이터 복호 방법 등으로서 실현되어도 된다.
또, 블록도에 있어서의 기능 블록의 분할은 일례이며, 복수의 기능 블록을 하나의 기능 블록으로서 실현하거나, 하나의 기능 블록을 복수로 분할하거나, 일부의 기능을 다른 기능 블록으로 옮겨도 된다. 또, 유사한 기능을 갖는 복수의 기능 블록의 기능을 단일 하드웨어 또는 소프트웨어가 병렬 또는 시분할로 처리해도 된다.
또, 플로차트에 있어서의 각 단계가 실행되는 순서는, 본 개시를 구체적으로 설명하기 위해 예시하기 위한 것이며, 상기 이외의 순서여도 된다. 또, 상기 단계의 일부가, 다른 단계와 동시(병렬)에 실행되어도 된다.
이상, 하나 또는 복수의 양태에 따른 삼차원 데이터 부호화 장치 및 삼차원 데이터 복호 장치 등에 대해, 실시 형태에 의거하여 설명하였는데, 본 개시는, 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 취지를 벗어나지 않는 한, 당업자가 생각해낸 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, 400: 삼차원 데이터 부호화 장치 101, 201, 401, 501: 취득부
102, 402: 부호화 영역 결정부 103: 분할부
104, 644: 부호화부 111: 삼차원 데이터
112, 211, 413, 414, 511, 634: 부호화 삼차원 데이터
200, 500: 삼차원 데이터 복호 장치 202: 복호 개시 GOS 결정부
203: 복호 SPC 결정부 204, 625: 복호부
212, 512, 513: 복호 삼차원 데이터 403: SWLD 추출부
404: WLD 부호화부 405: SWLD 부호화부
411: 입력 삼차원 데이터 412: 추출 삼차원 데이터
502: 헤더 해석부 503: WLD 복호부
504: SWLD 복호부
620, 620A: 삼차원 데이터 작성 장치
621, 641: 삼차원 데이터 작성부 622: 요구 범위 결정부
623: 탐색부 624, 642: 수신부
626: 합성부 631, 651: 센서 정보
632: 제1 삼차원 데이터 633: 요구 범위 정보
635: 제2 삼차원 데이터 636: 제3 삼차원 데이터
640: 삼차원 데이터 송신 장치 643: 추출부
645: 송신부 652: 제5 삼차원 데이터
654: 제6 삼차원 데이터 700: 삼차원 정보 처리 장치
701: 삼차원 맵 취득부 702: 자차 검지 데이터 취득부
703: 이상 케이스 판정부 704: 대처 동작 결정부
705: 동작 제어부 711: 삼차원 맵
712: 자차 검지 삼차원 데이터 810: 삼차원 데이터 작성 장치
811: 데이터 수신부 812, 819: 통신부
813: 수신 제어부 814, 821: 포맷 변환부
815: 센서 816: 삼차원 데이터 작성부
817: 삼차원 데이터 합성부 818: 삼차원 데이터 축적부
820: 송신 제어부 822: 데이터 송신부
831, 832, 834, 835, 836, 837: 삼차원 데이터
833: 센서 정보 901: 서버
902, 902A, 902B, 902C: 클라이언트 장치
1011, 1111: 데이터 수신부
1012, 1020, 1112, 1120: 통신부 1013, 1113: 수신 제어부
1014, 1019, 1114, 1119: 포맷 변환부 1015: 센서
1016, 1116: 삼차원 데이터 작성부 1017: 삼차원 화상 처리부
1018, 1118: 삼차원 데이터 축적부 1021, 1121: 송신 제어부
1022, 1122: 데이터 송신부 1031, 1032, 1135: 삼차원 맵
1033, 1037, 1132: 센서 정보
1034, 1035, 1134: 삼차원 데이터 1117: 삼차원 데이터 합성부
1201: 삼차원 맵 압축/복호 처리부
1202: 센서 정보 압축/복호 처리부 1211: 삼차원 맵 복호 처리부
1212: 센서 정보 압축 처리부
1300: 삼차원 데이터 부호화 장치 1301: 분할부
1302: 감산부 1303: 변환부
1304: 양자화부 1305, 1402: 역양자화부
1306, 1403: 역변환부 1307, 1404: 가산부
1308, 1405: 참조 볼륨 메모리 1309, 1406: 인트라 예측부
1310, 1407: 참조 스페이스 메모리 1311, 1408: 인터 예측부
1312, 1409: 예측 제어부 1313: 엔트로피 부호화부
1400: 삼차원 데이터 복호 장치 1401: 엔트로피 복호부
1900: 삼차원 데이터 부호화 장치 1901, 1911: 8진 트리 생성부
1902, 1912: 유사성 정보 산출부
1903, 1913: 부호화 테이블 선택부 1904: 엔트로피 부호화부
1910: 삼차원 데이터 복호 장치 1914: 엔트로피 복호부
2100: 삼차원 데이터 부호화 장치 2101, 2111: 8진 트리 생성부
2102, 2112: 기하 정보 산출부
2103, 2113: 부호화 테이블 선택부 2104: 엔트로피 부호화부
2110: 삼차원 데이터 복호 장치 2114: 엔트로피 복호부
3600: 삼차원 데이터 부호화 장치 3601, 3611: 8진 트리 생성부
3602, 3612: 기하 정보 산출부 3603, 3613: 인덱스 생성부
3604, 3614: 부호화 테이블 선택부 3605: 엔트로피 부호화부
3610: 삼차원 데이터 복호 장치 3615: 엔트로피 복호부

Claims (18)

  1. 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 부호화에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 부호화하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 N개는 상기 M개보다 많은, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, 상기 인접 노드의 점유 상태를 나타내는, 상기 M개보다 많은 L개의 점유 패턴과, 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블을 참조하여, 상기 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, (i) 상기 인접 노드의 점유 상태를 나타내는 L개의 점유 패턴과, 상기 L개보다 적은 I개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제1 대응 테이블과, (ii) 상기 I개의 부호화 테이블과, 상기 I개보다 적은 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제2 대응 테이블을 참조하여, 상기 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수평인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수직인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수평인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수직인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 부호화 방법.
  9. 삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 복호에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 복호하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호하는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 N개는 상기 M개보다 많은, 삼차원 데이터 복호 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, 인접 노드의 점유 상태를 나타내는, 상기 M개보다 많은 L개의 점유 패턴과, 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블을 참조하여, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택할 때, (i) 인접 노드의 점유 상태를 나타내는 L개의 점유 패턴과, 상기 L개보다 적은 I개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제1 대응 테이블과, (ii) 상기 I개의 부호화 테이블과, 상기 I개보다 적은 상기 M개의 부호화 테이블의 대응 관계를 나타내는 제2 대응 테이블을 참조하여, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, 상기 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  13. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수평인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  14. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 1개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 인접 노드가 상기 대상 노드와 x-y 평면에 수직인 방향으로 인접하는 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  15. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수평인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  16. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우의 상기 인접 노드의 점유 상태는, 부모 노드 내의 상기 대상 노드의 위치와, 상기 부모 노드 내의 3개의 인접 노드의 점유 상태의 조합으로 나타내어지는 복수의 점유 패턴이고,
    상기 복수의 점유 패턴 중, 상기 3개의 인접 노드 중 2개가 점유 상태이며, 또한, 당해 점유 상태의 2개의 인접 노드와 상기 대상 노드로 이루어지는 면이 x-y 평면에 수직인 복수의 점유 패턴에, 상기 M개의 부호화 테이블 중 같은 부호화 테이블이 할당되는, 삼차원 데이터 복호 방법.
  17. 속성 정보를 갖는 복수의 삼차원점을 부호화하는 삼차원 데이터 부호화 장치로서,
    프로세서와,
    메모리를 구비하고,
    상기 프로세서는, 상기 메모리를 이용하여,
    삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 부호화에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 부호화하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 부호화하는, 삼차원 데이터 부호화 장치.
  18. 속성 정보를 갖는 복수의 삼차원점을 복호하는 삼차원 데이터 복호 장치로서,
    프로세서와,
    메모리를 구비하고,
    상기 프로세서는, 상기 메모리를 이용하여,
    삼차원 데이터에 포함되는 복수의 삼차원점의 N(N은 2 이상의 정수)진 트리 구조에 포함되는 대상 노드의 복호에 있어서, 상기 대상 노드와 부모 노드가 상이한 다른 노드를 참조하는지의 여부를 나타내는 제1 플래그를 복호하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호하고,
    상기 제1 플래그에 의해 상기 다른 노드를 참조하지 않는 것이 나타내어지는 경우, 상기 대상 노드의 인접 노드의 점유 상태에 따라, N개와 상이한 M개의 부호화 테이블로부터 부호화 테이블을 선택하고, 선택한 부호화 테이블을 이용하여 상기 대상 노드의 정보를 산술 복호하는, 삼차원 데이터 복호 장치.
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