TWI534760B

TWI534760B - 空間樹結構對輸入空間點編碼之方法及編碼器，以及空間樹結構位元流之解碼方法及解碼器

Info

Publication number: TWI534760B
Application number: TW101138535A
Authority: TW
Inventors: 江文斐; 蔡康穎; 胡毅
Original assignee: 湯姆生特許公司
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2016-05-21
Also published as: JP6178798B2; AU2012344426A1; HK1201115A1; EP2786601A1; KR20140097210A; BR112014011585A2; JP2015502100A; EP2786601A4; AU2012344426A8; US20140307770A1; WO2013078958A1; TW201322187A; KR102014309B1; AU2012344426B2; US10003794B2

Description

空間樹結構對輸入空間點編碼之方法及編碼器，以及空間樹結構位元流之解碼方法及解碼器

本發明一般係關於三維度(3D)模型。具體而言，本發明係關於可終止的空間樹基礎位置之寫碼和解碼方法，以及相對應寫碼和解碼裝置。

從字母表或符號集合選出之符號序列，可利用熵寫碼壓縮。熵寫碼引擎根據統計模型，即符號之機率分佈，為符號指派碼字組。一般而言，較常用的符號是以較少位元熵寫碼，而較少發生的符號則以較多位元熵寫碼。

熵寫碼之研究已歷數十年。基本上有三種熵寫碼方法：變長寫碼(VLC)(像Huffman寫碼)、算術寫碼、字典基礎之壓縮(像Lempel-Ziv(LZ)壓縮或Lempel-Ziv-Welch(LZW)壓縮)。

VLC碼使用位元整數位元，代表各符號。Huffman寫碼是最廣用的VLC法。對較大機率的符號指派較少位元，而對最小機率的符號指派較多位元。各符號之機率為1/2之整數次方時，Huffman寫碼最適用。算術寫碼可對各符號分配小數位元，故可更為接近熵。Huffman寫碼和算術寫碼已廣用於現有形像/視訊壓縮標準，例如JPEG、MPEG-2、H.264/AVC。LZ和LZW利用表單為基礎的壓縮模型，以表單條目取代重複資料串列。對大多數LZ方法言，表單是由較早的輸入資料動態產生。字典基礎之演算法，已採用於例如GIF、Zip、PNG諸標準。

空間樹基礎策略可用來壓縮幾何學資料，諸如隨機點位置，以及水密3D模型之頂點位置。利用八等分樹或k-d樹，組織輸入空間點。樹被巡訪，把樹回復所需資訊儲存。

起初，在3D模型全部點的周圍構成限制方格。全部3D點的限制方格，開始時稱為單一晶格。為建造空間樹，晶格以遞歸方式區分，直到各非空晶格小到足夠只含一頂點，致能充分重建頂點位置。由於可從相對應晶格的中央座標回復頂點位置，空間樹基礎之演算法，可藉單一解像度的壓縮演算法之同樣壓縮比，達成多元解像度壓縮。

在k-d樹基礎策略中，晶格區分成二子晶格，二子晶格之一內的頂點數，在每次迭代中編碼，見第1圖。若親晶格含p頂點則子晶格之一內的頂點數，可用log2(p+1)位元，以算術寫碼器編碼。

另方面，八等分樹基礎之策略，在每次迭代時，把非空晶格區分為八個子晶格。為容易圖示起見，第2和3圖表示2D實施例，以說明四等分樹。巡訪次序以箭頭註明。編碼時，現時親晶格分裂成四個子晶格，按預定次序巡訪，每一子晶格的單一位元表示子晶格內是否有一點。例如在第2圖中，二親晶格1和2的子晶格，按箭頭所示巡訪，非空子晶格著灰色。第一親晶格1之子晶格210,211,212,213以第一序列1010展示。由於巡訪之第一和第三子晶格210,212為非空(即含一點或多點)，以"1"指示。第二和第四子晶格211,213係空(即不含點)，以"0"指示。第3圖顯示使用不同巡訪和所得序列之同樣晶格。

第4圖表示八等分樹結構之親子晶格。在八等分樹結構中，親晶格分成八個子晶格40,...,46(在左下晶格42背後有一隱藏子晶格，圖上未示)。可能之巡訪次序是左右、上下、前後，結果巡訪序列是40-41-42-43-44-45-(左下晶格42背後之晶格)-46。因此，在八等分樹情況下，非空子晶格組態是以8位元二進標註，涵蓋空和非空子晶格全部255種可能組合。非空子晶格數不需分開編碼。表1為序列之一例。

表1：例示序列

11111111

01100110

00111011

11001100

…

00010000

00000010

10000000

00000001

須知親晶格內的子晶格特別巡訪次序，與本具體例不太有關聯。原則上，本具體例可用任何巡訪次序。以下用來表示子晶格組態之位元串列，稱為符號。在表1實施例中，各符號使用8位元。在其他實施中，符號內之位元數可變化。例如，使用4位元串列表示八等分樹之子晶格組態，因此，第2圖實施例中符號之位元數為4。

第5圖表示八等分樹結構之例。各節點與一符號關聯，而各層相當於樹表示法之某精密度。起初晶格分成八個晶格。子晶格1,2,5,6,7含較多頂點，3,4,8為空子晶格，結果8位元符號11001110(510)表示第0層。各非空子晶格再分，而相對應子晶格組態表示於第1層。繼續細分至各非空子晶格含一頂點為止。

上述策略擬表示水密3D模型之頂點位置。當表示隨機分佈點時，預估方法會變無效。因此，顧及複雜性和強韌性，最好採用空間樹之基本方法進行位置寫碼。以四等分樹為例，非空副晶格組態，是利用4位元二進標註，涵蓋全部15種組合。因此，不再需要非空子晶格T數。

第6圖為表示先前技術中四等分樹構成之原理。

第6a圖為四等分樹構造巡訪次序圖，巡訪次序以箭頭表示。為編碼，把現時親晶格分成四個子晶格，按預定次序巡訪，如第6a圖所示。

第6b圖為2D空間層系區分圖。如第6b圖所示，小黑方塊指待寫碼之點。平面分成同等尺寸之四個副晶格。由於各副晶格含至少一點，相對應非空副晶格組態為1111。各副晶格再分成四個副晶格，把非空副晶格組態編碼。在第6(b)圖內，只有在第2(b)圖內副晶格"TL"的右下子晶格含有點。因此，相對應非空副晶格組態為0010。晶格以迭代方式細分，把非空副晶格編碼。四等分樹即構成第6(c)圖所示，其中各層相當於細分之一次迭代。

第7圖為第6圖內四等分樹建造過程之流程圖。

如第7圖所示，把晶格C_l,k細分，其中C_l,k指在l層的第k個晶格。符合下列二條件時，即由編碼器終止細分：(a)最深層的各副晶格頂多含一點；(b)副晶格的中心點c_l,k和各副晶格內的點v_l,k間之距離dist(v_l,k,c_l,k)，小於容許之最大誤差th。

容許之最大誤差th，可視使用者對品質之要求而設定。

如第7圖所示，只有在l層內的全部副晶格符合上述條件(a)和(b)，過程才進行到次層l+1的細分。

第7圖所示上述機制，對均勻分佈點作業良好。然而，如果模型之空間點並非均勻分佈，某些點彼此之間很靠近，則上述機制在寫碼效率方面會有問題。第8圖即表示不均勻分佈點情況之例。如第8圖所示，假設點座標之容許最誤差為0.125，則大部份點細分二次即夠，以黑方塊代表的極靠近二點除外。因此上述終止條件(a)不滿足於此二點。因此，其他點必須繼續細分，結果構成第9圖所示四等分樹。須知第9圖內虛線框所示實際節點，沒有用。所以，寫碼對此情況無效。

按照本發明一要旨，提供一種方法，利用空間樹結構編碼輸入空間點。此方法包括：在輸入空間點周圍構造晶格；以遞歸方式把晶格在不同層區分成副晶格；對各副晶格指定符號，指示各副晶格內是否有空間點。此方法又包括：若副晶格只含一點，且副晶格中心點和副晶格內所含點之間距離，小於容許之最大誤差，即終止副晶格繼續區分。

按照本發明一要旨，提供空間樹結構位元流之解碼方法。此方法包括：把位元流之模態資訊解碼，以決定應用位元流終止寫碼模態，把空間樹結構之晶格區分成在不同層之副晶格。此方法又包括：若晶格的終端碼被解碼，或副晶格之區分到達最大區分層，即終止副晶格進一步區分。

按照本發明一要旨，設有編碼器，利用空間樹結構編碼輸入空間點。編碼器接收資料，產生編碼訊號。編碼器適於進行如下作業：在輸入空間點周晶格構成晶格；以遞歸方式把晶格區分成在不同層之副晶格；對各副晶格指派一符號，指示各副晶格內是否有空間點，若副晶格只含一點，且副晶格中心點和副晶格所含點間之距離，小於容許之最大誤差，即終止副晶格繼續區分。

按照本發明一要旨，設有解碼器，把空間樹結構之位元流解碼。解碼器接收編碼訊號，產生空間樹結構。解碼器適於進行如下作業：把位元流之模態資訊解碼，決定應用位元流之終端寫碼模態，以遞歸方式把空間樹結構之晶格區分成不同層之副晶格。此方法又包括：若副晶格只含一點，且副晶格之終止模態被解碼，或副晶格之區分到達最大區分層，即終止副晶格繼續區分。

須知本發明更多要旨和優點，由如下詳述可知。

附圖旨在提供進一步明瞭本發明具體例，而說明書用來解釋具體例之原理。惟本發明不限於具體例。

茲參照附圖詳述本發明具體例。以下說明中有些已知功能和組態之詳節略而不述，以求簡明扼要。

鑑於上述習知空間樹基礎的熵寫碼之問題，本發明具體例提供可終止之空間樹基礎熵寫碼。按照本發明具體例，於輸入符號集合的空間樹構造之晶格細分當中，符合下列二條件時，不論副晶格同層內之其他副晶格如何，即終止副晶格之細分： (a)副晶格只含一點；(b)副晶格中心點和副晶格內所含點間之距離，小於容許之最大誤差。

按照本發明具體例，細分之終止，是在輸入符號集合的空間樹構造之晶格細分當中，對一層內之各副晶格個別決定。按照具體例，副晶格之細分可適時終止，不受同層內其他晶格之影響。所以，在輸入符號集合內所含不均勻分佈空間點之情況下，可改進寫碼效率。

按照本發明具體例，決定需終止副晶格細分時，即附加終端碼，做為子節點，相當於所構造樹之副晶格。技術專家可知，在節點附加終端碼時，子節點即不會被編碼，故可節省位元成本。

其次，就本發明具體例加以詳述。

第10圖為本發明具體例圖，表示在可終止的空間樹基礎的熵寫碼之空間樹構造過程中，輸入符號集合之簇集。

如第10圖所示，輸入符號集合之諸點，係按照其空間位置先簇集。各簇集含諸點集合，以空間方式聚合。把所屬所有點以一八等分樹組織，將各簇集壓縮。在簇集全部諸點周圍，構成限制方格。限制方格起初稱為單一晶格。晶格以遞歸方式細分，以建造空間樹。在上述前案技術說明中，已就此方面詳述過，不再重贅。

第11圖為本發明具體例中可終止空間樹基礎熵寫碼之流程圖。如第11圖所示，把晶格C_l,k細分，其中C_l,k指l層第k個晶格。符合下列二條件時，l層第k個晶格之細分，即利用編碼器終止。

(a)晶格C_l,k只含一點；(b)晶格C_l,k中心點c_l,k和晶格C_l,k內所含點v_l,k間之距離，小於容許之最大誤差th。

如第11圖所示，層內晶格細分之終止，是個別決定。即對晶格C_l,k和晶格C_l,k+1個別決定細分是否要終止，彼此不受影響。

與按照第7圖所示習知寫碼方法構成的第9圖所示四等分樹結構相較，第12圖內之四等分樹結構係由本發明方法具體例構成，而本發明具體例不再有第8圖中不必要的符號。如第12圖所示，在第9圖四等分樹中第2層的"0010"，以終端碼T取代，因為第8圖右下晶格中以黑三角形表示之點，夠靠近上層晶格之中心點，符合終止條件。所以，含有此點之副晶格不需再細分。

按照本發明上述具體例，細分之終止是對層內各副晶格個別決定。決定需終止細分時，可附加終端碼，做為子節點，相當於所構造樹中之副晶格。上述具體例導致終端碼又加一層，會限制寫碼效率。

為進一步改進寫碼效率，提供本發明另一具體例，其中對細分之一切終止均不附加終端碼。按照此具體例，決定最多細分層，可保證所需寫碼準確性。於樹構造策略之晶格細分當中，當副晶格只含一點，且副晶格中心點和副晶格內所含點間之距離，小於容許之最大誤差時，即決定終止細分，但到達最多細分層時，不附加終端碼。

第13圖表示本發明具體例可終止空間樹基礎熵寫碼之流程圖。

如第13圖所示，在步驟S1301，對各八等分樹決定副晶格是否只含一點。

若步驟S1301的決定結果為「否」，方法將進行到步驟S1303，繼續細分。而在次一步驟S1305，遞增細分之層入數。

若步驟S1301的決定結果為「是」，就在步驟S1307決定副晶格中心點和此副晶格內該點間之座標差異，與容許之最大誤差比較。

若在步驟S1307決定其差異大於或等於容許之最大誤差，則過程前進到步驟S1303，繼續細分。

若在步驟S1307決定其差異小於容許之最大誤差，過程前進到步驟S1309，在此決定層l數是否已達到最多層數，符合寫碼的準確要件。在第13圖具體例中，最多層數之設定，是以容許之最大誤差為函數。意即決定是否l<-log₂th，其中th即容許之最大誤差。

若步驟S1309的決定結果為「是」，在步驟1311附加終端碼，做為子節點，相當於副晶格。再於次一步驟S1313，決定此層有更多未處理晶格。

若步驟S1309決定結果為「否」，要決定區分，但不附終端碼，過程即到步驟S1313，以決定在此層是否有更多未處理晶格。

按照本發明具體例，當副晶格只含一點時，根據副晶格中心點和其內實際點間之座標差異，附加可終端碼，終止副晶格之細分。為節省常務，當細分到達保證準確性之層數時，即不附加終端碼。

第14圖表示對第8圖所示不均勻分佈點情況時，以第13圖內所示空間樹基礎熵寫碼構成之四等分樹結構圖。

如第14圖所示，在第2層之節點0010和0100下方不附加T子節點，因為準確性在二次細分後已符合要求。

會有常務對原有符號集合添加終端符號，尤其是屬於字母表的元件少時，例如，八等分底部的字母表內只有8個符號時。本發明方法可為候選節點，即可終止之模態態，與習知策略聯合使用。此模態之效率可根據是否成為可終止模態所為之決定，於樹構造之際進行評估。

第15圖表示完全構成空間樹圖，做為分析是否致能終止寫碼模態之根據。寫解碼器應知何處要附加終端碼。若致能可終止模態，第15圖虛線框內之全部符號即可被越步。然而代價是通常符號之熵遞增，因包含終端碼。從終端碼大於最深層10%的百分比之層(R層)，得符號之統計數字，在此可能存在終端碼(S層)，可終止模態分別致能和失能。

S=[-log₂th]-1

當可終端碼失能時，假設在此部份的符號總數為m₀，而符號i(1≦i≦n，n為原有字母表之尺寸)的機率為pi，則由下式計算一節點之符號熵：

估計之位元成本為c₀=m₀H₀。

當可終止模態致能時，符號總數變成m₁，而符號i(0≦i≦n，i=0指終端碼)的機率為qi，則由下式計算一節點之符號熵：

估計之位元成本為c₁=m₁H₁。

若c₀>c₁，可終止模態致能，否則，可終止模態即失能。

對模態資訊之1-位元旗誌，可書寫入位元流內。

為解碼點位置，逐層重構空間樹。首先把1-位元旗誌解碼，得模態資訊。按照模態決定熵解碼器之起初機率模式。頂層完成時，解碼器知道在第二層何處可附加新解碼之符號。諸層逐一完成，直到必須符合準確性要求之(S+1)層。若在(S+1)層之任何節點有多數"1"，例如"0110"，必須有子輩。寫解碼器把必要符號數解碼，附加成其子節點。此過程繼續到全部葉節點都只有一個"1"，或都是終端碼為止。

第16圖為本發明具體例可終止空間樹基礎之熵解碼流程圖。

如第16圖所示，在步驟S1601，把模態旗誌(例如上述1-位元旗誌)解碼，決定終端模態是否致能。若例如得模態旗誌"1"為1，指終端模態致能，過程即前進到步驟S1603，在此解碼非空子晶格C_l,k之一碼字。

在次一步驟S1605，決定是否得終端碼。若步驟S1605 決定結果為「否」，在步驟S1607，晶格C_l,k被細分。若步驟S1605決定結果為「是」，過程前進到步驟S1609，在此越步晶格C_l,k之細分，在此層開始處理另一晶格C_l,k+1。

在次一步驟S1611，決定是否此層還有更多未處理晶格？若步驟S1611決定結果為「是」，過程回到步驟S1603。若步驟S1611決定結果為「否」，過程前進到步驟S1613，在此決定是否已到達空間樹之最底層，意即可保證準確性要求。若步驟S1613決定結果為「否」，開始處理步驟S1603起次一層內之晶格。若步驟S1613決定結果為「是」，過程前進到步驟S1615，在此決定是否有含超過一個非空副晶格之任何晶格要解碼。若步驟S1615決定結果為「否」，解碼過程停止。否則，開始處理步驟S1603起的次一層內之晶格。

第17圖為按照本發明原理包含位置寫碼之具體例圖。茲參見第17圖，表示資料傳輸系統或裝置1700，可應用上述特點和原理。資料傳輸系統或裝置1700可例如為頭端或傳輸系統，以傳輸訊號，使用各種媒體，例如衛星、有線、電話線，或地面廣播。亦可使用資料傳輸系統或裝置1700，例如提供訊號以供儲存。傳輸可由網際網路或某些其他網路提供。資料傳輸系統或裝置1700能夠產生或輸送例如視訊內容，和其他內容，諸如3D網狀模型。

資料傳輸系統或裝置1700從處理器1705接收處理過的資料和其他資訊。在一實施方式中，處理器1705處理3D網狀模態之幾何形資料，產生符號序列。處理器1705亦可提供元資料至1000，例如指示如何把八等分樹資料結構，區分成部份和其他資訊。

資料傳輸系統或裝置1700包含編碼器1710，和傳送器1715，能夠傳送編碼之訊號。編碼器1710從處理器1705接收資料資訊。編碼器1710產生編碼之訊號。編碼器1710之熵編碼引擎，可例如為算術寫碼器或Huffman寫碼器。

編碼器1710可含有副模組，例如包含總成單位，可接收和組裝各種資訊，成為結構性格式，以供儲存或傳輸。各種資訊包含例如寫碼或未寫碼視訊，以及寫碼或未寫碼元件，諸如位元流長度指示器，或語法元件。在某些實施方式中，編碼器1710包含處理器1705，所以可進行處理器1705之作業。編碼器1710按照如上就第11和13圖所示之原理操作。

傳送器1715從編碼器1710接收編碼訊號，把編碼訊號在一或以上之輸出訊號內傳輸。傳送器1715可例如適於傳輸程式訊號，具有一或以上之位元流，表示編碼之圖像和/或其相關資訊。典型之傳送器進行功能有例如下述一種或多種：提供改錯寫碼、插配內之訊號內資料、把訊號內的能量隨機化、使用調制器1720調制訊號於一或以上載波。傳送器1715可包含或界面於天線(圖上未示)。又，傳送器1715之實施，可限於調制器1720。

資料傳輸系統或裝置1700亦可在通訊上耦合於儲存單位1725。在一實施方式中，儲存單位1725耦合於編碼器1710，儲存來自編碼器1710之編碼位元流。在另一實施例中，儲存單位1725耦合於傳送器1715，儲存來自傳送器1715之位元流。來自傳送器1715之位元流，可包含例如一或以上之編碼位元流，已利用傳送器1715進一步處理過。儲存單位1725在不同實施方式中，可為一或以上之標準DVD、藍光碟、硬碟機，或若干其他同等儲存裝置。

第18圖為按照本發明原理含有位置解碼裝置之具體例圖。茲參見第18圖，表示資料接收系統或裝置1800，可應用上述特點和原理。資料接收系統或裝置1800可構成越過各種媒體接收訊號，例如儲存裝置、衛星、有線、電話線或地面廣播。訊號可經網際網路或一些其他網路接收。

資料接收系統或裝置1800可例如為手機電話、電腦、機上盒、電視，或可接收編碼視訊之其他裝置，並例如提供解碼視訊，供顯示(例如顯示給使用者)、處理或儲存。資料接收裝置1800亦可為戲院內的設備，接收訊號，描繪給戲院觀眾看。因此，資料接收系統或裝置1800可提供其輸出至例如電視顯示幕、電腦監驗器、電腦(供儲存、處理或顯示)，或其他同等儲存器、處理或顯示裝置。

資料接收系統或裝置1800能夠接收和處理資料資訊，其中資料資訊例如包含3D網狀模型。資料接收系統或裝置1800包含接收器1805，供接收編碼訊號，例如本案實施方式所述訊號。接收器1805例如可接收提供一或以上3D網狀模型和/或織紋形像之訊號，或從第17圖資料傳輸系統1700輸出之訊號。

接收器1805可例如適於接收程式訊號，具有複數位元流，表示編碼圖像。典型接收器進行之功能有例如下述之一種或多種：接收調制和編碼過的資料訊號、使用解調器1810解調來自一或以上載波之資料訊號、把訊號內的能量解隨機化、解插配訊號內的資料、把訊號改錯解碼。接收器1805可包含或界面於天線(圖上未示)。接收器1805之實施方式可限於解調器1810。

資料接收系統或裝置1800包含解碼器1815。接收器1805提供接收訊號至解碼器1815。由接收器1805提供至解碼器1815之訊號，可包含一或以上之編碼位元流。解碼器1815輸出解碼訊號，諸如含有視訊資訊之解碼視訊訊號。解碼器1815按照如上就第16圖所述原理操作。

資料接收系統或裝置1800亦以通訊方式耦合於儲存單位1820。在一實施方式中，儲存單位1820耦合於接收器1805，而接收器1805從儲存單位1820存取位元流。在另一實施方式中，儲存單位1820耦合於解碼器1815，而解碼器1815從儲存單位1820存取位元流。從儲存單位1820存取之位元流，在不同實施方式中，包含一或以上之編碼位元流。儲存單位1820在不同實施方式中，為一或以上之標準DVD、藍光碟、硬碟機，或某些其他同等之儲存裝置。

在一實施方式中，解碼器1815之輸出資料，提供給處理器1825。處理器1825在一實施方式中，構成進行3D網狀模型重構。在某些實施例中，解碼器1815包含處理器1825為下游裝置之一部份，例如機上盒、電視，或電影院之其他設備(機件、裝置)。

本案提供具有特殊特點和要旨之一或以上實施方式。具體而言，提供若干實施方式，關係到熵編碼和解碼。預估位置熵編碼和解碼，容許有各種應用，例如壓縮幾何形3D網狀資料、隨機2D座標、有變化統計數字之任何資料源。然而，可構思此等實施方式和其他應用之變化，均在本案範圍內，而上述實施方式之特點和要旨，適於其他實施方式。

須知本發明可以各種形式之硬體、軟體、韌體、特殊目的處理器，或其組合方式實施。本發明以硬體和軟體組合方式實施為佳。此外，軟體宜以在程式儲存裝置上實體具體化之應用程式實施。應用程式可由包括任何適用構造之機器上載和執行。機器最好在電腦平台上實施，具有硬體，諸如一或以上中央處理單位(CPU)、隨機存取記憶器(RAM)、輸出入(I/O)界面。電腦平台亦包含操作系統和微指令碼。上述各種過程和功能，可為微指令碼之一部份，或應用程式之一部份(或其組合)，經由操作系統執行。此外，各種其他周邊裝置可連接到電腦平台，諸如附加資料儲存裝置和印表裝置。

又須知附圖所示若干構成系統組件和方法步驟，以在軟體內實施為佳，系統組件(或過程步驟)間之實際連接，可隨本發明程式規劃方式而異。由此教示，技術專家均能構思本發明上述和類似實施方式或組態。

S1301‧‧‧對各八等分樹決定副晶格是否只含一點之步驟

S1303‧‧‧把晶格細分之步驟

S1305‧‧‧遞增細分之層入數之步驟

S1307‧‧‧決定其差異大於或等於容許之最大誤差之步驟

S1309‧‧‧決定層l數是否已達到最多層數之步驟

S1311‧‧‧附加終端碼做為子節點之步驟

S1313‧‧‧決定此層有更多未處理晶格之步驟

S1601‧‧‧把模態旗誌解碼之步驟

S1603‧‧‧解碼非空子晶格C_l,k之一碼字之步驟

S1605‧‧‧決定是否得終端碼之步驟

S1607‧‧‧把晶格C_l,k細分之步驟

S1609‧‧‧在此層開始處理另一晶格C_l,k+1之步驟

S1611‧‧‧決定是否此層還有更多未處理晶格之步驟

S1613‧‧‧決定是否已到達空間樹之最底層之步驟

S1615‧‧‧決定是否有含超過一個非空副晶格之任何晶格要解碼之步驟

1700‧‧‧資料傳輸系統或裝置

1705‧‧‧處理器

1710‧‧‧編碼器

1715‧‧‧傳送器

1720‧‧‧調制器

1725‧‧‧儲存器

1800‧‧‧資料接收系統或裝置

1805‧‧‧接收器

1810‧‧‧解調器

1815‧‧‧解碼器

1820‧‧‧儲存器

1825‧‧‧處理器

第1圖為表示2D情況下k-d樹基礎的幾何形寫碼原理之圖；第2和3圖為表示2D情況下四等分樹基礎的幾何形寫碼原理之圖；第4圖為表示晶格區分之圖；第5圖為表示八等分樹例之圖；第6圖為表示先前技術中建造四等分樹原理之圖；第7圖為表示先前技術中建造空間樹之流程圖；第8圖為表示不均勻分佈點情況之圖；第9圖為表示利用第7圖所示方法為第8圖情況構成四等分樹之圖；第10圖為表示按照本發明具體例可終止空間樹基礎熵寫碼的空間樹構造過程中輸入訊號資料集合之簇集圖；第11圖為表示按照本發明具體例可終止空間樹基礎熵寫碼之流程圖；第12圖為表示利用第11圖所示方法為第8圖不均勻分佈點情況構成四等分樹之圖；第13圖為表示按照本發明具體例可終止空間樹基礎熵寫碼之流程圖；第14圖為表示利用第13圖所示方法為第8圖不均勻分佈點情況構成四等分樹之圖；第15圖為表示完全構成空間樹做為分析是否致能終止寫碼模態基礎之圖；第16圖為表示按照本發明具體例可終止空間樹基礎熵解碼之流程圖；第17圖為含有按照本發明原理的位置寫碼裝置具體例之方塊圖；第18圖為含有按照本發明原理的位置解碼裝置具體例之方塊圖。

Claims

一種空間樹結構對輸入空間點編碼之方法，包括：在輸入空間點周圍構成晶格；把晶格以遞歸方式在不同層區分成副晶格；對各副晶格指派符號，表示在各副晶格內是否有任何點；其特徵為，此方法又包括：若副晶格只含一點，且副晶格中心點和副晶格所含點間之距離，小於指定誤差容許度，即終止副晶格繼續區分者。
如申請專利範圍第1項之方法，其中指定誤差容許度係視使用者對品質要求而設定容許最大誤差者。
如申請專利範圍第1或2項之方法，又包括附加終端碼，做為子節點，相當於空間樹結構內之副晶格，以最大區分層為函數，決定是否終止副晶格之區分者。
如申請專利範圍第3項之方法，其中當區分未達最大區分層數時，藉附加終端碼，做為子節點，相當於空間樹結構內之副晶格，以終止副晶格區分者。
如申請專利範圍第3項之方法，其中當區分到達最大區分層時，不需藉附加終端碼，做為子節點，相當於空間樹結構內之副晶格，即終止副晶格區分者。
如申請專利範圍第3項之方法，又包括以與不用本方法情況相較之熵估計為函數，決定是否致能本方法者。
一種空間樹結構位元流之解碼方法，包括：解碼位元流之模態資訊，以決定終端寫碼模態應用位元流；空間樹結構之晶格以遞歸方式，區分為不同層之副晶格；其特徵為，本方法又包括：若副晶格只含一點，在副晶格之終端碼被解碼，或副晶格之區分到達最大區分層數時，即終止副晶格繼續區分者。
如申請專利範圍第7項之方法，其中模態資訊係在位元流起頭的1位元旗誌者。
一種編碼器，利用空間樹結構編碼輸入空間點，該編碼器接收資料，產生編碼訊號，該編碼器適於進行下列操作：在輸入空間點周圍建構晶格；以遞歸方式把晶格區分成在不同層之副晶格；對各副晶格指派符號，指示各副晶格內有空間點；若副晶格只含一點，且副晶格中心點和副晶格內所含點間之距離，小於指定誤差容許度，即終止副晶格繼續區分者。
如申請專利範圍第9項之編碼器，其中指定誤差容許度係視使用者對品質要求而設定容許最大誤差者。
一種解碼器，供解碼空間樹結構之位元流，該解碼器接收編碼訊號，產生空間樹結構，該解碼器係適於進行如下操作：把位元流之模態資訊解碼，以決定終端寫碼模態適用位元流；以遞歸方式把空間樹結構區分為不同層之副晶格；其特徵為此方法又包括：若副晶格只含一點，在副晶格之終止模態被解碼，或副晶格之區分到達最大之區分層數時，終止副晶格繼續區分者。