WO2021242064A1 - 포인트 클라우드 데이터 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 포인트 클라우드 데이터 수신 장치 및 포인트 클라우드 데이터 수신 방법 - Google Patents

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WO2021242064A1
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lod
cloud data
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오세진
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • Embodiments relate to a method and apparatus for processing point cloud content.
  • the point cloud content is content expressed as a point cloud, which is a set of points (points) belonging to a coordinate system representing a three-dimensional space (space or volume).
  • Point cloud content can represent three-dimensional media, and includes VR (Virtual Reality), AR (Augmented Reality), MR (Mixed Reality), XR (Extended Reality), and autonomous driving. It is used to provide various services such as services. However, tens of thousands to hundreds of thousands of point data are needed to express point cloud content. Therefore, a method for efficiently processing a large amount of point data is required.
  • An object of the present invention is to provide a point cloud data transmission apparatus, a transmission method, a point cloud data reception apparatus, and a reception method for efficiently transmitting and receiving a point cloud in order to solve the above-described problems.
  • An object of the present invention is to provide a point cloud data transmission apparatus, a transmission method, a point cloud data reception apparatus, and a reception method for solving latency and encoding/decoding complexity.
  • a technical problem according to the embodiments is a geometry-point cloud compression (Geometry-point cloud compression, G-PCC) point cloud data transmission apparatus for efficiently transmitting and receiving a bitstream, a transmission method, an apparatus for receiving point cloud data, and a reception method is to provide
  • G-PCC geometry-point cloud compression
  • a technical problem according to the embodiments is a point cloud data transmission device, a transmission method, and a point cloud that perform attribute compression in consideration of an asymmetric point distribution so that a coding layer of a geometry and an attribute can be matched during scalable coding
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for receiving data.
  • An object of the present invention is to provide a point cloud data transmission device, a transmission method, a point cloud data reception device and a reception method.
  • a method for transmitting point cloud data includes: obtaining point cloud data; encoding geometric information including positions of points of the point cloud data by applying a geometry tree encoding attribute information including attribute values of points of the point cloud data based on the geometry tree, and transmitting the encoded geometry information, the encoded attribute information, and signaling information may include
  • the encoding of the attribute information may include generating level of details (LoDs) based on the geometry tree and compressing the attribute information based on the LoDs.
  • LoDs level of details
  • the geometry tree is generated by a combination of two or more of an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the step of generating the LOD may include setting one or more sub-nodes divided from the ocupied node of the current depth of the geometry tree as neighbors and selecting one point from among the points belonging to the one or more sub-nodes set as the neighbor. and generating a LoD corresponding to the current depth by performing each of the steps of setting and selecting the neighbor on the ocupied nodes of the current depth.
  • the number of lower nodes set as neighbors is changed according to whether the tree type of the current depth is an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the point selection is performed based on a Morton code order of points belonging to one or more lower nodes set as the neighbor.
  • a point cloud data transmission apparatus includes an acquisition unit for acquiring point cloud data, a geometry encoder for encoding geometry information including positions of points of the point cloud data by applying a geometry tree, and the geometry tree based on It may include an attribute encoder for encoding attribute information including attribute values of points of the point cloud data, and a transmitter for transmitting the encoded geometry information, the encoded attribute information, and signaling information.
  • the attribute encoder includes a LoD generator that generates level of details (LoDs) based on the geometry tree and a compression unit that compresses the attribute information based on the LoDs.
  • LoDs level of details
  • the geometry tree is generated by a combination of two or more of an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the LOD generation unit sets one or more sub-nodes divided from the ocupied node of the current depth of the geometry tree as neighbors, and selects one point from among the points belonging to the one or more sub-nodes set as the neighbor.
  • the LoD corresponding to the current depth is generated by performing each of the ocupied nodes of the current depth.
  • the number of lower nodes set as neighbors varies according to whether the tree type of the current depth is an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the LOD generator performs point selection based on a Morton code order of points belonging to one or more lower nodes set as the neighbor.
  • a method for receiving point cloud data includes receiving geometry information, attribute information, and signaling information, decoding the geometry information based on the signaling information and a geometry tree, the signaling information and the geometry tree Decoding the attribute information based on , and rendering the restored point cloud data based on the decoded geometry information and the decoded attribute information.
  • the decoded geometry information includes positions of points of the restored point cloud data
  • the decoded attribute information includes attribute values of points of the restored point cloud data
  • the step of decoding the attribute includes generating level of details (LoDs) based on the geometry tree and restoring the attribute information based on the LoDs.
  • LoDs level of details
  • the geometry tree is generated by a combination of two or more of an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the step of generating the LOD may include setting one or more sub-nodes divided from the ocupied node of the current depth of the geometry tree as neighbors and selecting one point from among the points belonging to the one or more sub-nodes set as the neighbor. and generating a LoD corresponding to the current depth by performing each of the steps of setting and selecting the neighbor on the ocupied nodes of the current depth.
  • the number of lower nodes set as neighbors is changed according to whether the tree type of the current depth is an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the point selection is performed based on a Morton code order of points belonging to one or more lower nodes set as the neighbor.
  • a point cloud data receiving apparatus includes a receiving unit for receiving geometry information, attribute information, and signaling information, a geometry decoder for decoding the geometry information based on the signaling information and a geometry tree, the signaling information and and an attribute decoder that decodes the attribute information based on the geometry tree, and a renderer that renders the decoded geometry information and point cloud data restored based on the decoded attribute information.
  • the decoded geometry information includes positions of points of the restored point cloud data
  • the decoded attribute information includes attribute values of points of the restored point cloud data
  • the attribute decoder includes a LoD generator that generates level of details (LoDs) based on the geometry tree and a restorer that restores the attribute information based on the LoDs.
  • LoDs level of details
  • the geometry tree is generated by a combination of two or more of an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the LOD generation unit sets one or more sub-nodes divided from the ocupied node of the current depth of the geometry tree as neighbors, and selects one point from among the points belonging to the one or more sub-nodes set as the neighbor.
  • the LoD corresponding to the current depth is generated by performing each of the ocupied nodes of the current depth.
  • the number of lower nodes set as neighbors is changed according to whether the tree type of the current depth is an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the LOD generator performs point selection based on a Morton code order of points belonging to one or more lower nodes set as the neighbor.
  • the point cloud data transmission method, the transmission device, the point cloud data reception method, and the reception device may provide a quality point cloud service.
  • the point cloud data transmission method, the transmission device, the point cloud data reception method, and the reception device may achieve various video codec schemes.
  • the point cloud data transmission method, the transmission device, the point cloud data reception method, and the reception device may provide universal point cloud content such as an autonomous driving service.
  • the point cloud data transmission method, the transmission device, the point cloud data reception method, and the reception device perform spatial adaptive division of the point cloud data for independent encoding and decoding of the point cloud data, thereby improving parallel processing and It may provide scalability.
  • a point cloud data transmission method, a transmission device, a point cloud data reception method, and a reception device perform encoding and decoding by dividing the point cloud data into tiles and/or slice units, and signaling data necessary for this. It can improve the encoding and decoding performance of the cloud.
  • the scalable layer is configured by using an asymmetric peripheral node By doing so, it is possible to increase the attribute compression efficiency of content having an asymmetric point distribution.
  • the point cloud data transmission method, the transmission device, the point cloud data reception method, and the reception device generate LoDs for attribute compression using an OT/QT/BT-based geometry tree structure used for geometry compression. , it is possible to match the number of points in the geometry with the number of points in the attribute for LoD configuration at the corresponding depth during scalable representation.
  • a case of outputting an intermediate layer based on a hierarchical structure of point cloud data may be considered, and this case may be defined as scalable representation.
  • the point cloud data transmission method, the transmission device, the point cloud data reception method, and the reception device correspond to a depth (QT (OT in three-dimensional space)-based LoD generation method in a geometry tree structure used for geometry compression) ), it is possible to prevent point inconsistency between geometry and attributes in scalable representation in advance by constraining the generation of LoD(s).
  • QT OT in three-dimensional space
  • LoD LoD generation method in a geometry tree structure used for geometry compression
  • the point cloud data transmission method, the transmission device, the point cloud data reception method, and the reception device match the point / node according to the depth of the geometry tree when QTBT-based geometry coding is performed for a scalable coding application field
  • FIG. 1 shows a system for providing a point cloud (Point Cloud) content according to embodiments.
  • FIG. 2 shows a process for providing Point Cloud content according to embodiments.
  • FIG. 3 shows a configuration of a Point Cloud capture device arrangement according to embodiments.
  • FIG. 4 illustrates a Point Cloud Video Encoder according to embodiments.
  • FIG. 5 illustrates voxels in a 3D space according to example embodiments.
  • FIG. 6 shows an example of an octree and an occupancy code according to embodiments.
  • FIG. 7 shows an example of a neighbor node pattern according to embodiments.
  • FIG. 8 shows an example of a Point configuration of Point Cloud contents for each LOD according to embodiments.
  • FIG 9 shows an example of a point configuration of Point Cloud contents for each LOD according to embodiments.
  • FIG. 10 shows an example of a block diagram of a point cloud video decoder according to embodiments.
  • FIG. 11 shows an example of a point cloud video decoder according to embodiments.
  • FIG. 12 shows components for Point Cloud video encoding of a transmitter according to embodiments.
  • FIG. 13 shows components for Point Cloud video decoding of a receiver according to embodiments.
  • FIG. 14 shows an example of a structure capable of interworking with a point cloud data method/device according to embodiments.
  • 15 is a diagram illustrating an example of point cloud data composed of asymmetrically distributed points according to embodiments.
  • 16 is a diagram illustrating an example of partitioning a cube based on an octree in a three-dimensional space.
  • 17A to 17C are diagrams illustrating examples of partitioning a cube based on a quadtree in a three-dimensional space.
  • 18A to 18C are diagrams illustrating examples of partitioning a cube based on a binary tree in a 3D space.
  • 19A and 19B show examples of partitioning a bounding box in a two-dimensional space.
  • 20 is a diagram illustrating an example of generating LODs based on an octree in an attribute encoder according to embodiments
  • 21 is a diagram illustrating an example of a Morton code sequence on a 3D cube according to embodiments.
  • 22 is a diagram illustrating an example of an attribute selection process according to LoD generation for nodes on a 2D plane, according to embodiments.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating another example of an attribute selection process according to LoD generation for nodes on a 2D plane in an attribute encoder, according to embodiments.
  • 24A and 24B are diagrams illustrating examples of LoD generation for each depth based on a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • 25 (a) and 25 (b) are diagrams showing other examples of LoD generation for each depth based on a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • 26 is a diagram illustrating an example of LoD generation at some depths in a geometry tree structure obtained by partitioning point cloud data distributed on a 2D plane.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating another example of LoD generation at some depths in a geometry tree structure obtained by partitioning point cloud data distributed on a 2D plane.
  • 28 (a) and 28 (b) are diagrams showing examples in which LoD skip is set according to the conditions described above at some depths of a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • 29 is a diagram illustrating another example in which LoD skip is set according to the conditions described above at some depths of a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating another example of LoD generation for each depth based on a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • 31 is a diagram illustrating an example of a bitstream structure of point cloud data for transmission/reception according to embodiments.
  • 32 is a diagram illustrating an example of a bitstream structure of point cloud data according to embodiments.
  • 33 is a diagram illustrating a connection relationship between components in a bitstream of point cloud data according to embodiments.
  • 34 is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of a sequence parameter set according to the present specification.
  • 35 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of a geometry parameter set according to embodiments.
  • 36 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of an attribute parameter set according to embodiments.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of an attribute parameter set including information related to LoD-based attribute compression according to embodiments.
  • 38 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of a geometry slice bitstream ( ) according to embodiments.
  • 39 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of a geometry slice header according to embodiments.
  • 40 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of geometry slice data according to embodiments.
  • 41 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of an attribute slice bitstream () according to embodiments.
  • FIG. 42 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of an attribute slice header according to embodiments.
  • 43 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of an attribute parameter set including information related to LoD-based attribute compression according to embodiments.
  • 44 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of attribute slice data according to embodiments.
  • 45 is a diagram illustrating another example of a point cloud transmission apparatus according to embodiments.
  • 46 is a diagram illustrating an example of a detailed block diagram of an attribute encoder according to embodiments.
  • 47 is a flowchart illustrating an example of a LoD generation method according to embodiments.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating another example of a point cloud receiving apparatus according to embodiments.
  • 49 is a diagram illustrating an example of a detailed block diagram of an attribute decoder according to embodiments.
  • 50 is a flowchart illustrating a method for transmitting point cloud data according to embodiments.
  • 51 is a flowchart illustrating a method for receiving point cloud data according to embodiments.
  • FIG. 1 shows an example of a point cloud content providing system according to embodiments.
  • the point cloud content providing system shown in FIG. 1 may include a transmission device 10000 and a reception device 10004 .
  • the transmitting device 10000 and the receiving device 10004 are capable of wired/wireless communication in order to transmit/receive point cloud data.
  • the transmission device 10000 may secure, process, and transmit a point cloud video (or point cloud content).
  • the transmitting device 10000 is a fixed station, a base transceiver system (BTS), a network, an artificial intelligence (AI) device and/or system, a robot, an AR/VR/XR device and/or a server and the like.
  • the transmission device 10000 uses a radio access technology (eg, 5G NR (New RAT), LTE (Long Term Evolution)) to communicate with a base station and/or other wireless devices; It may include robots, vehicles, AR/VR/XR devices, mobile devices, home appliances, Internet of Things (IoT) devices, AI devices/servers, and the like.
  • 5G NR New RAT
  • LTE Long Term Evolution
  • Transmission device 10000 is a point cloud video acquisition unit (Point Cloud Video Acquisition unit, 10001), a point cloud video encoder (Point Cloud Video Encoder, 10002) and / or a transmitter (Transmitter (or Communication module), 10003) contains
  • the point cloud video acquisition unit 10001 acquires the point cloud video through processing such as capturing, synthesizing, or generating.
  • the point cloud video is point cloud content expressed as a point cloud that is a set of points located in a three-dimensional space, and may be referred to as point cloud video data or the like.
  • a point cloud video according to embodiments may include one or more frames. One frame represents a still image/picture. Accordingly, the point cloud video may include a point cloud image/frame/picture, and may be referred to as any one of a point cloud image, a frame, and a picture.
  • the point cloud video encoder 10002 encodes the obtained point cloud video data.
  • the point cloud video encoder 10002 may encode point cloud video data based on point cloud compression coding.
  • Point cloud compression coding may include Geometry-based Point Cloud Compression (G-PCC) coding and/or Video based Point Cloud Compression (V-PCC) coding or next-generation coding.
  • G-PCC Geometry-based Point Cloud Compression
  • V-PCC Video based Point Cloud Compression
  • the point cloud video encoder 10002 may output a bitstream including encoded point cloud video data.
  • the bitstream may include not only the encoded point cloud video data, but also signaling information related to encoding of the point cloud video data.
  • the transmitter 10003 transmits a bitstream including encoded point cloud video data.
  • the bitstream according to the embodiments is encapsulated into a file or segment (eg, a streaming segment) and transmitted through various networks such as a broadcasting network and/or a broadband network.
  • the transmission device 10000 may include an encapsulation unit (or an encapsulation module) that performs an encapsulation operation.
  • the encapsulation unit may be included in the transmitter 10003 .
  • the file or segment may be transmitted to the receiving device 10004 through a network or stored in a digital storage medium (eg, USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, etc.).
  • the transmitter 10003 may communicate with the receiving device 10004 (or a receiver 10005) through wired/wireless communication through networks such as 4G, 5G, and 6G. Also, the transmitter 10003 may perform a necessary data processing operation according to a network system (eg, a communication network system such as 4G, 5G, 6G, etc.). Also, the transmission device 10000 may transmit encapsulated data according to an on demand method.
  • a network system eg, a communication network system such as 4G, 5G, 6G, etc.
  • the transmission device 10000 may transmit encapsulated data according to an on demand method.
  • the receiving device 10004 includes a receiver (Receiver, 10005), a point cloud video decoder (Point Cloud Video Decoder, 10006), and/or a renderer (Renderer, 10007).
  • the receiving device 10004 uses a radio access technology (eg, 5G NR (New RAT), LTE (Long Term Evolution)) to communicate with a base station and/or other wireless devices, a device or a robot , vehicles, AR/VR/XR devices, portable devices, home appliances, Internet of Things (IoT) devices, AI devices/servers, and the like.
  • 5G NR New RAT
  • LTE Long Term Evolution
  • the receiver 10005 receives a bitstream including point cloud video data or a file/segment in which the bitstream is encapsulated from a network or a storage medium.
  • the receiver 10005 may perform a necessary data processing operation according to a network system (eg, a communication network system such as 4G, 5G, or 6G).
  • the receiver 10005 may output a bitstream by decapsulating the received file/segment.
  • the receiver 10005 may include a decapsulation unit (or a decapsulation module) for performing a decapsulation operation.
  • the decapsulation unit may be implemented as an element (or component) separate from the receiver 10005 .
  • the point cloud video decoder 10006 decodes a bitstream including point cloud video data.
  • the point cloud video decoder 10006 may decode the point cloud video data according to an encoded manner (eg, a reverse process of the operation of the point cloud video encoder 10002 ). Accordingly, the point cloud video decoder 10006 may decode the point cloud video data by performing point cloud decompression coding, which is a reverse process of the point cloud compression.
  • Point cloud decompression coding includes G-PCC coding.
  • the renderer 10007 renders the decoded point cloud video data.
  • the renderer 10007 may render the decoded point cloud video data according to a viewport or the like.
  • the renderer 10007 may output point cloud content by rendering audio data as well as point cloud video data.
  • the renderer 10007 may include a display for displaying the point cloud content.
  • the display may not be included in the renderer 10007 and may be implemented as a separate device or component.
  • the feedback information is information for reflecting the interactivity with the user who consumes the point cloud content, and includes user information (eg, head orientation information, viewport information, etc.).
  • user information eg, head orientation information, viewport information, etc.
  • the feedback information is provided by the content transmitting side (eg, the transmission device 10000) and/or the service provider can be passed on to According to embodiments, the feedback information may be used by the receiving device 10004 as well as the transmitting device 10000 or may not be provided.
  • the head orientation information may refer to information about a user's head position, direction, angle, movement, and the like.
  • the reception apparatus 10004 may calculate viewport information based on head orientation information.
  • the viewport information is information on the area of the point cloud video that the user is looking at (ie, the area the user is currently viewing). That is, the viewport information is information on a region that the user is currently viewing in the point cloud video.
  • the viewport or viewport area may mean an area that the user is viewing in the point cloud video.
  • a viewpoint is a point at which a user views a point cloud video, and may mean a central point of the viewport area.
  • the viewport is an area centered on the viewpoint, and the size, shape, etc. occupied by the area may be determined by the Field Of View (FOV).
  • FOV Field Of View
  • the reception device 10004 may extract viewport information based on a vertical or horizontal FOV supported by the device in addition to the head orientation information.
  • the receiving device 10004 performs a gaze analysis, etc. based on the head orientation information and/or viewport information to determine the user's point cloud video consumption method, the point cloud video area where the user gazes, the gaze time, and the like. can be checked
  • the receiving device 10004 may transmit feedback information including the result of the gaze analysis to the transmitting device 10000 .
  • a device such as a VR/XR/AR/MR display may extract a viewport area based on a user's head position/direction, a vertical or horizontal FOV supported by the device, and the like.
  • the head orientation information and the viewport information may be referred to as feedback information, signaling information, or metadata.
  • Feedback information may be obtained during rendering and/or display.
  • Feedback information may be secured by one or more sensors included in the receiving device 10004 .
  • the feedback information may be secured by the renderer 10007 or a separate external element (or device, component, etc.).
  • a dotted line in FIG. 1 shows a process of transmitting the feedback information secured by the renderer 10007 .
  • the feedback information may be not only transmitted to the transmitting side, but also consumed at the receiving side. That is, the point cloud content providing system may process (encode/decode/render) the point cloud data based on the feedback information.
  • the point cloud video decoder 10006 and the renderer 10007 use feedback information, that is, head orientation information and/or viewport information to preferentially decode and render only the point cloud video for the region currently being viewed by the user. can
  • the receiving device 10004 may transmit feedback information to the transmitting device 10000 .
  • the transmission device 10000 (or the point cloud video encoder 10002 ) may perform an encoding operation based on the feedback information. Therefore, the point cloud content providing system does not process (encode / decode) all point cloud data, but efficiently processes necessary data (for example, point cloud data corresponding to the user's head position) based on the feedback information, and the user can provide point cloud content to
  • the transmitting apparatus 10000 may be referred to as an encoder, a transmitting device, a transmitter, a transmitting system, etc.
  • the receiving apparatus 10004 may be referred to as a decoder, a receiving device, a receiver, a receiving system, or the like.
  • Point cloud data (processed in a series of acquisition/encoding/transmission/decoding/rendering) processed in the point cloud content providing system of FIG. 1 according to embodiments may be referred to as point cloud content data or point cloud video data.
  • the point cloud content data may be used as a concept including metadata or signaling information related to the point cloud data.
  • the elements of the point cloud content providing system shown in FIG. 1 may be implemented by hardware, software, a processor and/or a combination thereof.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an operation of providing point cloud content according to embodiments.
  • the block diagram of FIG. 2 shows the operation of the point cloud content providing system described in FIG. 1 .
  • the point cloud content providing system may process point cloud data based on point cloud compression coding (eg, G-PCC).
  • point cloud compression coding eg, G-PCC
  • the point cloud content providing system may acquire a point cloud video (20000).
  • a point cloud video is expressed as a point cloud belonging to a coordinate system representing a three-dimensional space.
  • the point cloud video according to embodiments may include a Ply (Polygon File format or the Stanford Triangle format) file.
  • the acquired point cloud video may include one or more Ply files.
  • the Ply file contains point cloud data such as the point's geometry and/or attributes. Geometry includes positions of points.
  • the position of each point may be expressed by parameters (eg, values of each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis) representing a three-dimensional coordinate system (eg, a coordinate system including XYZ axes).
  • the attribute includes attributes of points (eg, texture information of each point, color (YCbCr or RGB), reflectance (r), transparency, etc.).
  • a point has one or more attributes (or properties).
  • one point may have one attribute of color, or two attributes of color and reflectance.
  • the geometry may be referred to as positions, geometry information, geometry data, and the like, and the attribute may be referred to as attributes, attribute information, attribute data, and the like.
  • the point cloud content providing system receives points from information (eg, depth information, color information, etc.) related to the point cloud video acquisition process. Cloud data can be obtained.
  • the point cloud content providing system may encode the point cloud data (20001).
  • the point cloud content providing system may encode point cloud data based on point cloud compression coding.
  • the point cloud data may include the geometry and attributes of the point.
  • the point cloud content providing system may output a geometry bitstream by performing geometry encoding for encoding the geometry.
  • the point cloud content providing system may output an attribute bitstream by performing attribute encoding for encoding an attribute.
  • the point cloud content providing system may perform attribute encoding based on geometry encoding.
  • the geometry bitstream and the attribute bitstream according to the embodiments may be multiplexed and output as one bitstream.
  • the bitstream according to embodiments may further include signaling information related to geometry encoding and attribute encoding.
  • the point cloud content providing system may transmit the encoded point cloud data (20002).
  • the encoded point cloud data may be expressed as a geometry bitstream and an attribute bitstream.
  • the encoded point cloud data may be transmitted in the form of a bitstream together with signaling information related to encoding of the point cloud data (eg, signaling information related to geometry encoding and attribute encoding).
  • the point cloud content providing system may encapsulate the bitstream for transmitting the encoded point cloud data and transmit it in the form of a file or segment.
  • the point cloud content providing system (eg, the receiving device 10004 or the receiver 10005) according to the embodiments may receive a bitstream including the encoded point cloud data. Also, the point cloud content providing system (eg, the receiving device 10004 or the receiver 10005) may demultiplex the bitstream.
  • the point cloud content providing system may decode the encoded point cloud data (for example, a geometry bitstream, an attribute bitstream) transmitted as a bitstream. have.
  • the point cloud content providing system (for example, the receiving device 10004 or the point cloud video decoder 10005) may decode the point cloud video data based on signaling information related to encoding of the point cloud video data included in the bitstream. have.
  • the point cloud content providing system (eg, the receiving device 10004 or the point cloud video decoder 10005) may decode the geometry bitstream to restore positions (geometry) of the points.
  • the point cloud content providing system may restore attributes of points by decoding an attribute bitstream based on the restored geometry.
  • the point cloud content providing system (eg, the receiving device 10004 or the point cloud video decoder 10005) may reconstruct the point cloud video based on positions and decoded attributes according to the reconstructed geometry.
  • the point cloud content providing system may render the decoded point cloud data (20004).
  • the point cloud content providing system eg, the receiving device 10004 or the renderer 10007) may render the geometry and attributes decoded through the decoding process according to various rendering methods.
  • the points of the point cloud content may be rendered as a vertex having a certain thickness, a cube having a specific minimum size centered at the vertex position, or a circle centered at the vertex position. All or part of the rendered point cloud content is provided to the user through a display (eg, VR/AR display, general display, etc.).
  • the point cloud content providing system (eg, the reception device 10004) according to the embodiments may secure the feedback information (20005).
  • the point cloud content providing system may encode and/or decode the point cloud data based on the feedback information. Since the operation of the feedback information and point cloud content providing system according to the embodiments is the same as the feedback information and operation described with reference to FIG. 1 , a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG 3 shows an example of a point cloud video capture process according to embodiments.
  • FIG. 3 shows an example of a point cloud video capture process of the point cloud content providing system described with reference to FIGS. 1 and 2 .
  • the point cloud content is an object located in various three-dimensional spaces (eg, a three-dimensional space representing a real environment, a three-dimensional space representing a virtual environment, etc.) and/or a point cloud video representing the environment (images and/or videos) are included.
  • one or more cameras eg, an infrared camera capable of securing depth information, color information corresponding to depth information
  • the point cloud content providing system according to the embodiments may extract a shape of a geometry composed of points in a three-dimensional space from depth information, and extract an attribute of each point from color information to secure point cloud data.
  • An image and/or an image according to embodiments may be captured based on at least one of an inward-facing method and an outward-facing method.
  • the left side of FIG. 3 shows an inward-pacing scheme.
  • the inward-pacing method refers to a method in which one or more cameras (or camera sensors) located surrounding the central object capture the central object.
  • the inward-facing method provides a 360-degree image of a point cloud content that provides a user with a 360-degree image of a core object (for example, a 360-degree image of an object (e.g., a core object such as a character, player, object, actor, etc.) to the user. It can be used to create VR/AR content).
  • the right side of FIG. 3 shows an outward-pacing scheme.
  • the outward-pacing method refers to a method in which one or more cameras (or camera sensors) positioned surrounding the central object capture the environment of the central object rather than the central object.
  • the outward-pacing method may be used to generate point cloud content (eg, content representing an external environment that may be provided to a user of an autonomous vehicle) for providing a surrounding environment that appears from a user's point of view.
  • point cloud content eg, content representing an external environment that may be provided to a user of an autonomous vehicle
  • the point cloud content may be generated based on a capture operation of one or more cameras.
  • the point cloud content providing system may perform calibration of one or more cameras in order to set a global coordinate system before the capture operation.
  • the point cloud content providing system may generate the point cloud content by synthesizing the image and/or image captured by the above-described capture method and an arbitrary image and/or image.
  • the capture operation described with reference to FIG. 3 may not be performed.
  • the point cloud content providing system may perform post-processing on the captured image and/or the image. That is, the point cloud content providing system removes an unwanted area (eg, a background), recognizes a space where captured images and/or images are connected, and fills in a spatial hole if there is one. can
  • the point cloud content providing system may generate one point cloud content by performing coordinate system transformation on points of the point cloud video secured from each camera.
  • the point cloud content providing system may perform coordinate system transformation of points based on the position coordinates of each camera. Accordingly, the point cloud content providing system may generate content representing one wide range or may generate point cloud content having a high density of points.
  • FIG. 4 shows an example of a point cloud video encoder according to embodiments.
  • the point cloud video encoder controls the point cloud data (eg, positions of points and / or attributes) and perform an encoding operation.
  • the point cloud content providing system may not be able to stream the corresponding content in real time. Accordingly, the point cloud content providing system may reconfigure the point cloud content based on a maximum target bitrate in order to provide it according to a network environment.
  • the point cloud video encoder may perform geometry encoding and attribute encoding. Geometry encoding is performed before attribute encoding.
  • a point cloud video encoder may include a coordinate system transformation unit (Transformation Coordinates unit, 40000), a quantization unit (40001), an Octtree Analysis unit (40002), and a Surface Approximation unit (Surface Approximation).
  • a coordinate system transformation unit Transformation Coordinates unit, 40000
  • a quantization unit 40001
  • an Octtree Analysis unit 40002
  • a Surface Approximation unit Surface Approximation
  • Arithmetic Encoder (Arithmetic Encode, 40004), geometry reconstruction unit (Geometry Reconstruction unit, 40005), color transformation unit (Color Transformation unit, 40006), attribute transformation unit (Attribute Transformation unit, 40007), RAHT (Region Adaptive Hierarchical Transform) transform unit 40008, LOD generation unit (LOD Generation unit, 40009), lifting transform unit (Lifting Transformation unit) 40010, coefficient quantization unit (Coefficient Quantization unit, 40011) and / or Aris and an Arithmetic Encoder (40012).
  • Arithmetic Encoder Arithmetic Encoder
  • the coordinate system transformation unit 40000, the quantization unit 40001, the octree analysis unit 40002, the surface approxy analysis unit 40003, the arithmetic encoder 40004, and the geometry reconstruction unit 40005 perform geometry encoding. can do.
  • Geometry encoding according to embodiments may include octree geometry coding, direct coding, trisoup geometry encoding, and entropy encoding. Direct coding and trisup geometry encoding are applied selectively or in combination. Also, geometry encoding is not limited to the above example.
  • the coordinate system conversion unit 40000 receives the positions and converts them into a coordinate system.
  • the positions may be converted into position information in a three-dimensional space (eg, a three-dimensional space expressed in an XYZ coordinate system, etc.).
  • Location information in 3D space may be referred to as geometry information.
  • the quantizer 40001 quantizes the geometry.
  • the quantization unit 40001 may quantize the points based on the minimum position values of all points (eg, the minimum values on each axis with respect to the X-axis, Y-axis, and Z-axis).
  • the quantization unit 40001 performs a quantization operation to find the nearest integer value by multiplying the difference between the minimum position value and the position value of each point by a preset quantization scale value, and then rounding down or rounding it up. Accordingly, one or more points may have the same quantized position (or position value).
  • the quantizer 40001 according to embodiments performs voxelization based on quantized positions to reconstruct quantized points.
  • Voxelization refers to a minimum unit expressing position information in a three-dimensional space.
  • Points of point cloud content (or 3D point cloud video) according to embodiments may be included in one or more voxels.
  • the quantizer 40001 may match groups of points in a 3D space to voxels.
  • one voxel may include only one point.
  • one voxel may include one or more points.
  • a position of a center point of a corresponding voxel may be set based on positions of one or more points included in one voxel.
  • attributes of all positions included in one voxel may be combined and assigned to a corresponding voxel.
  • the octree analyzer 40002 performs octree geometry coding (or octree coding) to represent voxels in an octree structure.
  • the octree structure represents points matched to voxels based on the octal tree structure.
  • the surface appropriation analyzer 40003 may analyze and approximate the octree.
  • Octree analysis and approximation is a process of analyzing to voxelize a region including a plurality of points in order to efficiently provide octree and voxelization.
  • the arithmetic encoder 40004 entropy encodes the octree and/or the approximated octree.
  • the encoding method includes an arithmetic encoding method.
  • the encoding results in a geometry bitstream.
  • Color transform unit 40006 performs attribute encoding.
  • one point may have one or more attributes. Attribute encoding according to embodiments is equally applied to attributes of one point. However, when one attribute (eg, color) includes one or more elements, independent attribute encoding is applied to each element.
  • Attribute encoding includes color transform coding, attribute transform coding, region adaptive hierarchical transform (RAHT) coding, interpolation-based hierarchical nearest-neighbor prediction-Prediction Transform coding, and interpolation-based hierarchical nearest -neighbor prediction with an update/lifting step (Lifting Transform)) may include coding.
  • RAHT region adaptive hierarchical transform
  • coding interpolation-based hierarchical nearest-neighbor prediction-Prediction Transform coding
  • Lifting Transform interpolation-based hierarchical nearest -neighbor prediction with an update/lifting step
  • attribute encoding is not limited to the above-described example.
  • the color conversion unit 40006 performs color conversion coding for converting color values (or textures) included in attributes.
  • the color converter 40006 may convert the format of color information (eg, convert RGB to YCbCr).
  • the operation of the color converter 40006 according to embodiments may be optionally applied according to color values included in the attributes.
  • the geometry reconstruction unit 40005 reconstructs (decompresses) an octree and/or an approximated octree.
  • the geometry reconstruction unit 40005 reconstructs an octree/voxel based on a result of analyzing the distribution of points.
  • the reconstructed octree/voxel may be referred to as a reconstructed geometry (or a reconstructed geometry).
  • the attribute transform unit 40007 performs an attribute transform that transforms attributes based on positions to which geometry encoding has not been performed and/or a reconstructed geometry. As described above, since the attributes are dependent on the geometry, the attribute transform unit 40007 may transform the attributes based on the reconstructed geometry information. For example, the attribute conversion unit 40007 may convert an attribute of a point at the position based on the position value of the point included in the voxel. As described above, when the position of the center point of a voxel is set based on the positions of one or more points included in one voxel, the attribute conversion unit 40007 converts attributes of the one or more points. When the tri-soup geometry encoding is performed, the attribute conversion unit 40007 may convert the attributes based on the tri-soup geometry encoding.
  • the attribute conversion unit 40007 is an average value of attributes or attribute values (eg, color of each point, reflectance, etc.) of neighboring points within a specific position/radius from the position (or position value) of the central point of each voxel. can be calculated to perform attribute transformation.
  • the attribute conversion unit 40007 may apply a weight according to the distance from the center point to each point when calculating the average value.
  • each voxel has a position and a computed attribute (or attribute value).
  • the attribute transform unit 40007 may search for neighboring points existing within a specific position/radius from the position of the center point of each voxel based on the K-D tree or morton code.
  • the K-D tree is a binary search tree and supports a data structure that can manage points based on location so that Nearest Neighbor Search-NNS is possible quickly.
  • the Morton code is generated by representing the coordinate values (eg (x, y, z)) representing the three-dimensional positions of all points as bit values and mixing the bits. For example, if the coordinate value indicating the position of the point is (5, 9, 1), the bit value of the coordinate value is (0101, 1001, 0001).
  • the attribute transform unit 40007 may align the points based on the Morton code value and perform a shortest neighbor search (NNS) through a depth-first traversal process. After the attribute transformation operation, if the nearest neighbor search (NNS) is required in another transformation process for attribute coding, a K-D tree or a Molton code is used.
  • NSS shortest neighbor search
  • the converted attributes are input to the RAHT conversion unit 40008 and/or the LOD generation unit 40009.
  • the RAHT converter 40008 performs RAHT coding for predicting attribute information based on the reconstructed geometry information.
  • the RAHT transform unit 40008 may predict attribute information of a node at an upper level of the octree based on attribute information associated with a node at a lower level of the octree.
  • the LOD generator 40009 generates a Level of Detail (LOD).
  • LOD Level of Detail
  • the LOD according to the embodiments indicates the detail of the point cloud content, and the smaller the LOD value, the lower the detail of the point cloud content, and the higher the LOD value, the higher the detail of the point cloud content. Points may be classified according to LOD.
  • the lifting transform unit 40010 performs lifting transform coding that transforms the attributes of the point cloud based on weights. As described above, lifting transform coding may be selectively applied.
  • the coefficient quantizer 40011 quantizes the attribute-coded attributes based on coefficients.
  • the arithmetic encoder 40012 encodes the quantized attributes based on arithmetic coding.
  • the elements of the point cloud video encoder of FIG. 4 are not shown in the figure, but include one or more processors or integrated circuits configured to communicate with one or more memories included in the point cloud content providing apparatus. may be implemented in hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the one or more processors may perform at least any one or more of the operations and/or functions of the elements of the point cloud video encoder of FIG. 4 described above.
  • the one or more processors may also operate or execute a set of software programs and/or instructions for performing the operations and/or functions of the elements of the point cloud video encoder of FIG. 4 .
  • One or more memories in accordance with embodiments may include high speed random access memory, non-volatile memory (eg, one or more magnetic disk storage devices, flash memory devices, or other non-volatile solid state memory devices (such as solid-state memory devices).
  • FIG. 5 illustrates an example of a voxel according to embodiments.
  • voxel 5 is an octree structure that recursively subdivides a bounding box defined by two poles (0,0,0) and (2 d , 2 d , 2 d ).
  • An example of a voxel generated through One voxel includes at least one or more points.
  • a voxel may estimate spatial coordinates from a positional relationship with a voxel group.
  • voxels have attributes (such as color or reflectance) like pixels of a 2D image/image.
  • a detailed description of the voxel is the same as that described with reference to FIG. 4 , and thus will be omitted.
  • FIG. 6 shows an example of an octree and an occupancy code according to embodiments.
  • the point cloud content providing system (point cloud video encoder 10002) or the octree analysis unit 40002 of the point cloud video encoder) in order to efficiently manage the area and/or position of voxels Performs octree geometry coding (or octree coding) based on octree structure.
  • the upper part of FIG. 6 shows the octree structure.
  • the three-dimensional space of the point cloud content is expressed by axes (eg, X-axis, Y-axis, and Z-axis) of the coordinate system.
  • the octree structure is created by recursive subdividing a bounding box defined by two poles (0,0,0) and (2 d , 2 d , 2 d ). . 2d may be set as a value constituting the smallest bounding box surrounding all points of the point cloud content (or point cloud video).
  • d represents the depth of the octree.
  • the d value is determined according to Equation 1 below.
  • (x int n , y int n , z int n ) represents positions (or position values) of quantized points.
  • the entire 3D space may be divided into eight spaces according to the division.
  • Each divided space is expressed as a cube with six faces.
  • each of the eight spaces is again divided based on the axes of the coordinate system (eg, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis). Therefore, each space is further divided into 8 small spaces.
  • the divided small space is also expressed as a cube with six faces. This division method is applied until a leaf node of the octree becomes a voxel.
  • the lower part of FIG. 6 shows the occupancy code of the octree.
  • the ocupancy code of the octree is generated to indicate whether each of the eight divided spaces generated by dividing one space includes at least one point.
  • one occupanci code is expressed by eight child nodes.
  • Each child node represents an occupancy of the divided space, and each child node has a value of 1 bit. Therefore, the occupanci code is expressed as an 8-bit code. That is, if at least one point is included in the space corresponding to the child node, the corresponding node has a value of 1. If the space corresponding to the child node does not contain a point (empty), the node has a value of 0. Since the occupancy code shown in FIG.
  • a point cloud video encoder (eg, arithmetic encoder 40004 ) according to embodiments may entropy encode the occupanci code.
  • point cloud video encoders can intra/inter-code occupanci codes.
  • the receiving apparatus (eg, the receiving apparatus 10004 or the point cloud video decoder 10006) according to embodiments reconstructs an octree based on the occupanci code.
  • the point cloud video encoder (eg, the octree analyzer 40002) may perform voxelization and octree coding to store positions of points.
  • the points in the 3D space are not always evenly distributed, there may be a specific area where there are not many points. Therefore, it is inefficient to perform voxelization on the entire 3D space. For example, if there are few points in a specific area, there is no need to perform voxelization up to the corresponding area.
  • the point cloud video encoder does not perform voxelization on the above-described specific region (or a node other than the leaf node of the octree), but directly codes the positions of points included in the specific region (Direct coding). coding) can be performed. Coordinates of direct coding points according to embodiments are called direct coding mode (DCM).
  • the point cloud video encoder may perform trisoup geometry encoding for reconstructing positions of points in a specific region (or node) based on voxels based on a surface model. .
  • Tri-Soop geometry encoding is a geometry encoding that expresses the representation of an object as a series of triangle meshes.
  • the point cloud video decoder can generate a point cloud from the mesh surface.
  • Direct coding and trisup geometry encoding according to embodiments may be selectively performed.
  • direct coding and trisup geometry encoding according to embodiments may be performed in combination with octree geometry coding (or octree coding).
  • the option to use a direct mode for applying direct coding must be activated, and a node to which direct coding is to be applied is not a leaf node, but is less than a threshold within a specific node. points must exist. Also, the total number of points to be subjected to direct coding should not exceed a preset limit value. If the above condition is satisfied, the point cloud video encoder (eg, arithmetic encoder 40004) according to embodiments may entropy-code positions (or position values) of points.
  • the point cloud video encoder (for example, the surface approximation analyzer 40003) according to the embodiments determines a specific level of the octree (when the level is smaller than the depth d of the octree), and from that level, using the surface model It is possible to perform tri-soup geometry encoding, which reconstructs the position of a point in the node region based on voxels (tri-soup mode).
  • the point cloud video encoder according to the embodiments may designate a level to which tri-top geometry encoding is to be applied. For example, if the specified level is equal to the depth of the octree, the point cloud video encoder will not operate in tri-soup mode.
  • the point cloud video encoder may operate in the tri-soup mode only when the specified level is smaller than the depth value of the octree.
  • a three-dimensional cube region of nodes of a specified level according to embodiments is called a block.
  • One block may include one or more voxels.
  • a block or voxel may correspond to a brick.
  • the geometry is represented as a surface.
  • a surface according to embodiments may intersect each edge of the block at most once.
  • a vertex existing along an edge is detected when there is at least one occupied voxel adjacent to the edge among all blocks sharing the edge.
  • An ocupided voxel means a voxel including a point. The position of the vertex detected along the edge is the average position along the edge of all voxels of all voxels adjacent to the edge among all blocks sharing the edge.
  • the point cloud video encoder When a vertex is detected, the point cloud video encoder according to the embodiments performs an edge start point (x, y, z) and an edge direction vector ( x, y, z), vertex position values (relative position values within the edge) can be entropy-coded.
  • the point cloud video encoder eg, the geometry reconstruction unit 40005
  • the point cloud video encoder performs triangle reconstruction, up-sampling, and voxelization processes. can be performed to create a reconstructed geometry (reconstructed geometry).
  • Vertices located on the edge of a block determine the surface that passes through the block.
  • the surface according to embodiments is a non-planar polygon.
  • the triangle reconstruction process reconstructs the surface represented by a triangle based on the starting point of the edge, the direction vector of the edge, and the position value of the vertex.
  • the triangle reconstruction process is as shown in Equation 2 below. 1 Calculate the centroid value of each vertex, 2 Perform 3 square on the values obtained by subtracting the center value from each vertex value, and obtain the sum of all the values.
  • the minimum value of the added value is obtained, and the projection process is performed along the axis with the minimum value. For example, if the x element is the minimum, each vertex is projected on the x-axis with respect to the center of the block and projected on the (y, z) plane. If the value that comes out when projecting on the (y, z) plane is (ai, bi), the ⁇ value is obtained through atan2(bi, ai), and the vertices are aligned based on the ⁇ value. Table 1 below shows combinations of vertices for generating a triangle according to the number of vertices. Vertices are sorted in order from 1 to n.
  • the first triangle may be composed of 1st, 2nd, and 3rd vertices among the aligned vertices
  • the second triangle may be composed of 3rd, 4th, and 1st vertices among the aligned vertices.
  • the upsampling process is performed to voxelize the triangle by adding points along the edge of the triangle. Create additional points based on the upsampling factor and the width of the block. The additional points are called refined vertices.
  • the point cloud video encoder may voxel the refined vertices. Also, the point cloud video encoder may perform attribute encoding based on the voxelized position (or position value).
  • FIG. 7 shows an example of a neighbor node pattern according to embodiments.
  • the point cloud video encoder may perform entropy coding based on context adaptive arithmetic coding.
  • the point cloud content providing system or the point cloud video encoder 10002 of FIG. 2 or the point cloud video encoder or arithmetic encoder 40004 of FIG. 4 can directly entropy code the occupanci code have.
  • the point cloud content providing system or point cloud video encoder performs entropy encoding (intra encoding) based on the occupanci code of the current node and the occupancies of neighboring nodes, or entropy encoding (inter encoding) can be performed.
  • a frame according to embodiments means a set of point cloud videos generated at the same time. Compression efficiency of intra encoding/inter encoding according to embodiments may vary depending on the number of referenced neighboring nodes.
  • a point cloud video encoder determines occupancy of neighboring nodes of each node of an octree and obtains a neighbor pattern value.
  • the neighbor node pattern is used to infer the occupancies pattern of the corresponding node.
  • the left side of FIG. 7 shows a cube corresponding to a node (a cube located in the center) and six cubes (neighboring nodes) that share at least one face with the cube.
  • the nodes shown in the figure are nodes of the same depth (depth).
  • the numbers shown in the figure represent the weights (1, 2, 4, 8, 16, 32, etc.) associated with each of the six nodes. Each weight is sequentially assigned according to the positions of neighboring nodes.
  • the right side of FIG. 7 shows the neighboring node pattern values.
  • the neighbor node pattern value is the sum of values multiplied by the weights of the ocupided neighbor nodes (neighbor nodes with points). Therefore, the neighbor node pattern values range from 0 to 63. When the neighbor node pattern value is 0, it indicates that there is no node (ocupid node) having a point among the neighboring nodes of the corresponding node. When the neighbor node pattern value is 63, it indicates that all of the neighboring nodes are ocupid nodes. As shown in the figure, since neighboring nodes to which weights 1, 2, 4, and 8 are assigned are ocupided nodes, the neighboring node pattern value is 15, which is the sum of 1, 2, 4, and 8.
  • the point cloud video encoder may perform coding according to the value of the neighboring node pattern (eg, when the value of the neighboring node pattern is 63, performing 64 types of coding). According to embodiments, the point cloud video encoder may change the neighbor node pattern value (eg, based on a table changing 64 to 10 or 6) to reduce coding complexity.
  • the encoded geometry is reconstructed (decompressed).
  • the geometry reconstruction operation may include changing the arrangement of the direct coded points (eg, placing the direct coded points in front of the point cloud data).
  • tri-soap geometry encoding is applied, the geometry reconstruction process is triangular reconstruction, upsampling, and voxelization. Since the attribute is dependent on the geometry, attribute encoding is performed based on the reconstructed geometry.
  • the point cloud video encoder may reorganize the points by LOD.
  • the figure shows the point cloud content corresponding to the LOD.
  • the left side of the drawing shows the original point cloud content.
  • the second figure from the left of the figure shows the distribution of points with the lowest LOD, and the rightmost figure of the figure shows the distribution of points with the highest LOD. That is, the points of the lowest LOD are sparsely distributed, and the points of the highest LOD are tightly distributed. That is, as the LOD increases according to the direction of the arrow indicated at the bottom of the drawing, the interval (or distance) between the points becomes shorter.
  • a point cloud content providing system or a point cloud video encoder (for example, the point cloud video encoder 10002 of FIG. 2, the point cloud video encoder of FIG. 4, or the LOD generator 40009) ) can create LODs.
  • the LOD is created by reorganizing the points into a set of refinement levels according to a set LOD distance value (or set of Euclidean Distance).
  • the LOD generation process is performed not only in the point cloud video encoder but also in the point cloud video decoder.
  • FIG. 9 shows examples (P0 to P9) of points of point cloud content distributed in a three-dimensional space.
  • the original order of FIG. 9 indicates the order of points P0 to P9 before LOD generation.
  • the LOD based order of FIG. 9 indicates the order of points according to the LOD generation. Points are rearranged by LOD. Also, the high LOD includes points belonging to the low LOD.
  • LOD0 includes P0, P5, P4 and P2.
  • LOD1 includes the points of LOD0 and P1, P6 and P3.
  • LOD2 includes points of LOD0, points of LOD1, and P9, P8 and P7.
  • the point cloud video encoder may perform LOD-based predictive transform coding, lifting transform coding, and RAHT transform coding selectively or in combination.
  • a point cloud video encoder may generate predictors for points and perform LOD-based predictive transform coding to set a predictive attribute (or predictive attribute value) of each point. That is, N predictors may be generated for N points.
  • the prediction attribute (or attribute value) is a weight calculated based on the distance to each neighboring point in the attributes (or attribute values, for example, color, reflectance, etc.) of neighboring points set in the predictor of each point (or the weight value) is set as the average value of the multiplied value.
  • the point cloud video encoder for example, the coefficient quantization unit 40011
  • Quantization and inverse quantization may be performed on the attribute, residual attribute value, attribute prediction residual value, prediction error attribute value, etc.) Quantization process of the transmitting device performed on the residual attribute value is shown in Table 2.
  • the inverse quantization process of the receiving device performed on the quantized residual attribute values as shown in Table 2 is shown in Table 3.
  • the point cloud video encoder (eg, arithmetic encoder 40012 ) according to embodiments may entropy the quantized and dequantized residual attribute values as described above when there are neighboring points to the predictor of each point. can be coded.
  • the weights calculated for all predictors are additionally multiplied by the weights stored in the QW corresponding to the predictor index, and the calculated weights are cumulatively added to the update weight array as the indices of neighboring nodes.
  • the value obtained by multiplying the calculated weight by the attribute value of the index of the neighbor node is accumulated and summed.
  • a predicted attribute value is calculated by additionally multiplying an attribute value updated through the lift update process by a weight updated through the lift prediction process (stored in QW).
  • a point cloud video encoder eg, the coefficient quantization unit 40011
  • a point cloud video encoder eg, arithmetic encoder 40012 ) entropy codes the quantized attribute values.
  • the point cloud video encoder (for example, the RAHT transform unit 40008) may perform RAHT transform coding for estimating the attributes of the nodes of the upper level by using the attribute associated with the node at the lower level of the octree.
  • RAHT transform coding is an example of attribute intra coding with octree backward scan.
  • the point cloud video encoder according to embodiments scans the entire area from a voxel, and repeats the merging process up to the root node while merging the voxels into a larger block at each step.
  • the merging process according to the embodiments is performed only for the ocupid node. A merging process is not performed on an empty node, and a merging process is performed on a node immediately above the empty node.
  • Equation 3 represents the RAHT transformation matrix.
  • g lx,y,z represents the average attribute value of voxels in level l.
  • g lx,y,z can be calculated from g l+1 2x,y,z and g l+1 2x+1,y,z.
  • *g l-1 x,y,z is a low-pass value and is used in the merging process at the next higher level.
  • h l-1 x,y,z are high-pass coefficients, and the high-pass coefficients in each step are quantized and entropy-coded (eg, encoding of the arithmetic encoder 40012 ).
  • the root node is generated as shown in Equation 4 below through the last g 1 0,0,0 and g 1 0,0,1 .
  • the gDC value is also quantized and entropy-coded like the high-pass coefficient.
  • FIG. 10 shows an example of a point cloud video decoder according to embodiments.
  • the point cloud video decoder shown in FIG. 10 is an example of the point cloud video decoder 10006 described in FIG. 1 , and may perform the same or similar operations to the operation of the point cloud video decoder 10006 described in FIG. 1 .
  • the point cloud video decoder may receive a geometry bitstream and an attribute bitstream included in one or more bitstreams.
  • the point cloud video decoder includes a geometry decoder and an attribute decoder.
  • the geometry decoder outputs decoded geometry by performing geometry decoding on the geometry bitstream.
  • the attribute decoder outputs decoded attributes by performing attribute decoding on the attribute bitstream based on the decoded geometry.
  • the decoded geometry and decoded attributes are used to reconstruct the point cloud content (decoded point cloud).
  • FIG. 11 shows an example of a point cloud video decoder according to embodiments.
  • the point cloud video decoder illustrated in FIG. 11 is a detailed example of the point cloud video decoder illustrated in FIG. 10 , and may perform a decoding operation that is a reverse process of the encoding operation of the point cloud video encoder illustrated in FIGS. 1 to 9 .
  • the point cloud video decoder may perform geometry decoding and attribute decoding. Geometry decoding is performed before attribute decoding.
  • a point cloud video decoder may include an arithmetic decoder 11000, an octree synthesis unit 11001, a surface approximation synthesis unit 11002, and a geometry reconstruction unit. (geometry reconstruction unit 11003), coordinates inverse transformation unit 11004, arithmetic decoder 11005, inverse quantization unit 11006, RAHT transformation unit 11007, LOD generation a LOD generation unit 11008 , an inverse lifting unit 11009 , and/or a color inverse transformation unit 11010 .
  • the arithmetic decoder 11000 , the octree synthesizer 11001 , the surface op-proximation synthesizer 11002 , the geometry reconstruction unit 11003 , and the coordinate system inverse transformation unit 11004 may perform geometry decoding.
  • Geometry decoding according to embodiments may include direct decoding and trisoup geometry decoding. Direct decoding and tri-soup geometry decoding are optionally applied. Also, the geometry decoding is not limited to the above example, and is performed as a reverse process of the geometry encoding described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the arithmetic decoder 11000 decodes the received geometry bitstream based on arithmetic coding.
  • the operation of the arithmetic decoder 11000 corresponds to the reverse process of the arithmetic encoder 40004 .
  • the octree synthesizer 11001 may generate an octree by obtaining an occupanci code from a decoded geometry bitstream (or information about a geometry secured as a result of decoding).
  • a detailed description of the occupanci code is the same as described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the surface op-proximation synthesizing unit 11002 may synthesize a surface based on a decoded geometry and/or a generated octree when trisupe geometry encoding is applied.
  • the geometry reconstruction unit 11003 may reconstruct a geometry based on the surface and/or the decoded geometry. As described with reference to FIGS. 1 to 9 , direct coding and tri-soup geometry encoding are selectively applied. Accordingly, the geometry reconstruction unit 11003 directly brings and adds position information of points to which direct coding is applied. In addition, when tri-soap geometry encoding is applied, the geometry reconstruction unit 11003 may perform a reconstruction operation of the geometry reconstruction unit 40005, for example, triangle reconstruction, up-sampling, and voxelization to restore the geometry. have. Specific details are the same as those described with reference to FIG. 6 and thus will be omitted.
  • the reconstructed geometry may include a point cloud picture or frame that does not include attributes.
  • the coordinate system inverse transform unit 11004 may obtain positions of points by transforming the coordinate system based on the restored geometry.
  • the arithmetic decoder 11005, the inverse quantization unit 11006, the RAHT transform unit 11007, the LOD generator 11008, the inverse lifting unit 11009, and/or the inverse color transform unit 11010 are the attributes described with reference to FIG. decoding can be performed.
  • Attribute decoding according to embodiments includes Region Adaptive Hierarchical Transform (RAHT) decoding, Interpolation-based hierarchical nearest-neighbor prediction-Prediction Transform decoding, and interpolation-based hierarchical nearest-neighbor prediction with an update/lifting step (Lifting Transform)) decoding may be included.
  • RAHT Region Adaptive Hierarchical Transform
  • Interpolation-based hierarchical nearest-neighbor prediction-Prediction Transform decoding Interpolation-based hierarchical nearest-neighbor prediction-Prediction Transform decoding
  • interpolation-based hierarchical nearest-neighbor prediction with an update/lifting step (Lifting Transform)) decoding may be included.
  • the arithmetic decoder 11005 decodes an attribute bitstream by arithmetic coding.
  • the inverse quantization unit 11006 inverse quantizes the decoded attribute bitstream or information on the attribute secured as a result of decoding, and outputs inverse quantized attributes (or attribute values). Inverse quantization may be selectively applied based on attribute encoding of the point cloud video encoder.
  • the RAHT transformation unit 11007, the LOD generation unit 11008, and/or the inverse lifting unit 11009 may process the reconstructed geometry and dequantized attributes. As described above, the RAHT conversion unit 11007, the LOD generation unit 11008, and/or the inverse lifting unit 11009 may selectively perform a corresponding decoding operation according to the encoding of the point cloud video encoder.
  • the color inverse transform unit 11010 performs inverse transform coding for inverse transforming color values (or textures) included in decoded attributes.
  • the operation of the color inverse transform unit 11010 may be selectively performed based on the operation of the color transform unit 40006 of the point cloud video encoder.
  • the elements of the point cloud video decoder of FIG. 11 are not shown in the figure, but include one or more processors or integrated circuits configured to communicate with one or more memories included in the point cloud content providing system. may be implemented in hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the one or more processors may perform at least any one or more of the operations and/or functions of the elements of the point cloud video decoder of FIG. 11 described above. Also, the one or more processors may operate or execute a set of software programs and/or instructions for performing operations and/or functions of the elements of the point cloud video decoder of FIG. 11 .
  • the transmission device shown in FIG. 12 is an example of the transmission device 10000 of FIG. 1 (or the point cloud video encoder of FIG. 4 ).
  • the transmitting apparatus shown in FIG. 12 may perform at least any one or more of the same or similar operations and methods to the operations and encoding methods of the point cloud video encoder described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the transmission apparatus includes a data input unit 12000 , a quantization processing unit 12001 , a voxelization processing unit 12002 , an occupancy code generation unit 12003 , a surface model processing unit 12004 , and an intra/ Inter-coding processing unit 12005, arithmetic coder 12006, metadata processing unit 12007, color conversion processing unit 12008, attribute conversion processing unit (or attribute conversion processing unit) 12009, prediction/lifting/RAHT conversion It may include a processing unit 12010 , an arithmetic coder 12011 , and/or a transmission processing unit 12012 .
  • the data input unit 12000 receives or acquires point cloud data.
  • the data input unit 12000 may perform the same or similar operation and/or acquisition method to the operation and/or acquisition method of the point cloud video acquisition unit 10001 (or the acquisition process 20000 described in FIG. 2 ).
  • the coder 12006 performs geometry encoding. Since the geometry encoding according to the embodiments is the same as or similar to the geometry encoding described with reference to FIGS. 1 to 9 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the quantization processing unit 12001 quantizes a geometry (eg, a position value or a position value of points).
  • the operation and/or quantization of the quantization processing unit 12001 is the same as or similar to the operation and/or quantization of the quantization unit 40001 described with reference to FIG. 4 .
  • a detailed description is the same as that described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the voxelization processing unit 12002 voxelizes position values of quantized points.
  • the voxelization processing unit 12002 may perform the same or similar operations and/or processes to those of the quantization unit 40001 described with reference to FIG. 4 and/or the voxelization process. A detailed description is the same as that described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the octree occupancy code generator 12003 performs octree coding on the positions of voxelized points based on the octree structure.
  • the octree occupancy code generator 12003 may generate an occult code.
  • the octree occupancy code generator 12003 may perform the same or similar operations and/or methods to those of the point cloud video encoder (or the octree analyzer 40002) described with reference to FIGS. 4 and 6 . .
  • a detailed description is the same as that described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the surface model processing unit 12004 may perform tri-supply geometry encoding for reconstructing positions of points in a specific region (or node) based on voxels based on a surface model.
  • the fore surface model processing unit 12004 may perform the same or similar operations and/or methods to those of the point cloud video encoder (eg, the surface appropriation analyzer 40003) described with reference to FIG. 4 .
  • a detailed description is the same as that described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the intra/inter coding processing unit 12005 may perform intra/inter coding of point cloud data.
  • the intra/inter coding processing unit 12005 may perform the same or similar coding to the intra/inter coding described with reference to FIG. 7 . A detailed description is the same as that described in FIG. 7 .
  • the intra/inter coding processing unit 12005 may be included in the arithmetic coder 12006 .
  • the arithmetic coder 12006 entropy encodes an octree and/or an approximated octree of point cloud data.
  • the encoding method includes an arithmetic encoding method.
  • the arithmetic coder 12006 performs the same or similar operations and/or methods as the operations and/or methods of the arithmetic encoder 40004 .
  • the metadata processing unit 12007 processes metadata related to point cloud data, for example, a setting value, and provides it to necessary processing such as geometry encoding and/or attribute encoding. Also, the metadata processing unit 12007 according to embodiments may generate and/or process signaling information related to geometry encoding and/or attribute encoding. Signaling information according to embodiments may be encoded separately from geometry encoding and/or attribute encoding. Also, signaling information according to embodiments may be interleaved.
  • the color conversion processing unit 12008, the attribute conversion processing unit 12009, the prediction/lifting/RAHT conversion processing unit 12010, and the arithmetic coder 12011 perform attribute encoding. Since the attribute encoding according to the embodiments is the same as or similar to the attribute encoding described with reference to FIGS. 1 to 9 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the color conversion processing unit 12008 performs color conversion coding for converting color values included in the attributes.
  • the color conversion processing unit 12008 may perform color conversion coding based on the reconstructed geometry.
  • the description of the reconstructed geometry is the same as described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the same or similar operation and/or method to the operation and/or method of the color conversion unit 40006 described with reference to FIG. 4 is performed. A detailed description will be omitted.
  • the attribute transformation processing unit 12009 performs an attribute transformation for transforming attributes based on positions where geometry encoding has not been performed and/or a reconstructed geometry.
  • the attribute transformation processing unit 12009 performs the same or similar operations and/or methods to those of the attribute transformation unit 40007 described in FIG. 4 . A detailed description will be omitted.
  • the prediction/lifting/RAHT transform processing unit 12010 may code the transformed attributes in any one or a combination of RAHT coding, LOD-based predictive transform coding, and lifting transform coding.
  • the prediction/lifting/RAHT transformation processing unit 12010 performs at least one or more of the same or similar operations to the operations of the RAHT transformation unit 40008, the LOD generation unit 40009, and the lifting transformation unit 40010 described with reference to FIG. 4 . do.
  • descriptions of LOD-based predictive transform coding, lifting transform coding, and RAHT transform coding are the same as those described with reference to FIGS. 1 to 9 , detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the arithmetic coder 12011 may encode coded attributes based on arithmetic coding.
  • the arithmetic coder 12011 performs the same or similar operations and/or methods as the operations and/or methods of the arithmetic encoder 40012 .
  • the transmission processing unit 12012 transmits each bitstream including the encoded geometry and/or encoded attribute and metadata information, or converts the encoded geometry and/or the encoded attribute and metadata information into one It can be transmitted by composing it as a bitstream.
  • the bitstream may include one or more sub-bitstreams.
  • the bitstream includes a sequence parameter set (SPS) for sequence-level signaling, a geometry parameter set (GPS) for signaling of geometry information coding, an attribute parameter set (APS) for signaling of attribute information coding, and a tile It may include signaling information and slice data including TPS (Tile Parameter Set or tile inventory) for level signaling.
  • Slice data may include information about one or more slices.
  • One slice according to embodiments may include one geometry bitstream (Geom0 0 ) and one or more attribute bitstreams (Attr0 0 , Attr1 0 ).
  • the TPS may include information about each tile (eg, coordinate value information and height/size information of a bounding box, etc.) for one or more tiles.
  • a geometry bitstream may include a header and a payload.
  • the header of the geometry bitstream according to the embodiments may include identification information (geom_parameter_set_id), a tile identifier (geom_tile_id), a slice identifier (geom_slice_id) of a parameter set included in GPS, and information about data included in a payload. have.
  • the metadata processing unit 12007 may generate and/or process signaling information and transmit it to the transmission processing unit 12012 .
  • elements performing geometry encoding and elements performing attribute encoding may share data/information with each other as dotted line processing.
  • the transmission processing unit 12012 may perform the same or similar operation and/or transmission method to the operation and/or transmission method of the transmitter 10003 . Since the detailed description is the same as that described in FIGS. 1 to 2 , it will be omitted.
  • FIG. 13 is an example of a receiving apparatus according to embodiments.
  • the receiving device shown in FIG. 13 is an example of the receiving device 10004 of FIG. 1 (or the point cloud video decoder of FIGS. 10 and 11 ).
  • the receiving apparatus shown in FIG. 13 may perform at least any one or more of the same or similar operations and methods to the operations and decoding methods of the point cloud video decoder described with reference to FIGS. 1 to 11 .
  • the reception apparatus includes a reception unit 13000 , a reception processing unit 13001 , an arithmetic decoder 13002 , an Occupancy code-based octree reconstruction processing unit 13003 , and a surface model processing unit (triangle reconstruction). , up-sampling, voxelization) 13004, inverse quantization processing unit 13005, metadata parser 13006, arithmetic decoder 13007, inverse quantization processing unit 13008, prediction It may include a /lifting/RAHT inverse transformation processing unit 13009 , an inverse color transformation processing unit 13010 , and/or a renderer 13011 .
  • Each component of decoding according to embodiments may perform a reverse process of a component of encoding according to embodiments.
  • the receiver 13000 receives point cloud data.
  • the receiver 13000 may perform the same or similar operation and/or reception method to the operation and/or reception method of the receiver 10005 of FIG. 1 . A detailed description will be omitted.
  • the reception processing unit 13001 may acquire a geometry bitstream and/or an attribute bitstream from the received data.
  • the reception processing unit 13001 may be included in the reception unit 13000 .
  • the arithmetic decoder 13002 , the occupancy code-based octree reconstruction processing unit 13003 , the surface model processing unit 13004 , and the inverse quantization processing unit 13005 may perform geometry decoding. Since the geometry decoding according to the embodiments is the same as or similar to the geometry decoding described with reference to FIGS. 1 to 10 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the arithmetic decoder 13002 may decode a geometry bitstream based on arithmetic coding.
  • the arithmetic decoder 13002 performs the same or similar operations and/or coding to the operations and/or coding of the arithmetic decoder 11000 .
  • the occupancy code-based octree reconstruction processing unit 13003 may reconstruct the octopus by obtaining an occupanci code from a decoded geometry bitstream (or information about a geometry secured as a result of decoding).
  • the occupancy code-based octree reconstruction processing unit 13003 performs the same or similar operations and/or methods to those of the octree synthesis unit 11001 and/or the octree generation method.
  • the surface model processing unit 13004 may decode a trichop geometry based on the surface model method and reconstruct a geometry related thereto (eg, triangle reconstruction, up-sampling, voxelization) based on the surface model method, when trisoop geometry encoding is applied. can be performed.
  • the surface model processing unit 13004 performs the same or similar operations to those of the surface op-proximation synthesis unit 11002 and/or the geometry reconstruction unit 11003 .
  • the inverse quantization processing unit 13005 may inverse quantize the decoded geometry.
  • the metadata parser 13006 may parse metadata included in the received point cloud data, for example, a setting value.
  • the metadata parser 13006 may pass the metadata to geometry decoding and/or attribute decoding. A detailed description of the metadata is the same as that described with reference to FIG. 12 , and thus will be omitted.
  • the arithmetic decoder 13007, the inverse quantization processing unit 13008, the prediction/lifting/RAHT inverse transformation processing unit 13009, and the inverse color transformation processing unit 13010 perform attribute decoding. Since the attribute decoding is the same as or similar to the attribute decoding described with reference to FIGS. 1 to 10 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the arithmetic decoder 13007 may decode an attribute bitstream by arithmetic coding.
  • the arithmetic decoder 13007 may perform decoding of the attribute bitstream based on the reconstructed geometry.
  • the arithmetic decoder 13007 performs the same or similar operations and/or coding to the operations and/or coding of the arithmetic decoder 11005 .
  • the inverse quantization processing unit 13008 may inverse quantize the decoded attribute bitstream.
  • the inverse quantization processing unit 13008 performs the same or similar operations and/or methods to those of the inverse quantization unit 11006 and/or the inverse quantization method.
  • the prediction/lifting/RAHT inverse transform processing unit 13009 may process the reconstructed geometry and inverse quantized attributes.
  • the prediction/lifting/RAHT inverse transform processing unit 13009 performs the same or similar operations and/or decodings as the operations and/or decodings of the RAHT transform unit 11007, the LOD generation unit 11008 and/or the inverse lifting unit 11009 and/or At least any one or more of the decodings are performed.
  • the color inverse transform processing unit 13010 according to embodiments performs inverse transform coding for inverse transforming color values (or textures) included in decoded attributes.
  • the color inverse transform processing unit 13010 performs the same or similar operation and/or inverse transform coding to the operation and/or inverse transform coding of the color inverse transform unit 11010 .
  • the renderer 13011 may render point cloud data.
  • FIG. 14 illustrates an example of a structure capable of interworking with a method/device for transmitting and receiving point cloud data according to embodiments.
  • the structure of FIG. 14 is a server 17600, a robot 17100, an autonomous vehicle 17200, an XR device 17300, a smartphone 17400, a home appliance 17500, and/or a head-mount display (HMD) 17700). At least one of them represents a configuration connected to the cloud network 17000 .
  • the robot 17100 , the autonomous driving vehicle 17200 , the XR device 17300 , the smartphone 17400 , or the home appliance 17500 are referred to as devices.
  • the XR device 17300 may correspond to a point cloud compressed data (PCC) device according to embodiments or may be linked with a PCC device.
  • PCC point cloud compressed data
  • the cloud network 17000 may constitute a part of the cloud computing infrastructure or may refer to a network existing in the cloud computing infrastructure.
  • the cloud network 17000 may be configured using a 3G network, a 4G or Long Term Evolution (LTE) network, or a 5G network.
  • LTE Long Term Evolution
  • the server 17600 includes at least one of a robot 17100 , an autonomous vehicle 17200 , an XR device 17300 , a smartphone 17400 , a home appliance 17500 , and/or an HMD 17700 , and a cloud network 17000 . It is connected through and may help at least a part of the processing of the connected devices 17100 to 17700 .
  • a Head-Mount Display (HMD) 17700 represents one of the types in which an XR device and/or a PCC device according to embodiments may be implemented.
  • the HMD-type device according to the embodiments includes a communication unit, a control unit, a memory unit, an I/O unit, a sensor unit, and a power supply unit.
  • the devices 17100 to 17500 illustrated in FIG. 14 may be linked/coupled with the point cloud data transmission/reception device according to the above-described embodiments.
  • XR / PCC device 17300 is PCC and / or XR (AR + VR) technology is applied, HMD (Head-Mount Display), HUD (Head-Up Display) provided in the vehicle, television, mobile phone, smart phone, It may be implemented as a computer, a wearable device, a home appliance, a digital signage, a vehicle, a stationary robot, or a mobile robot.
  • HMD Head-Mount Display
  • HUD Head-Up Display
  • the XR/PCC device 17300 analyzes 3D point cloud data or image data acquired through various sensors or from an external device to generate position data and attribute data for 3D points in the surrounding space or real objects. Information can be obtained and the XR object to be output can be rendered and output. For example, the XR/PCC apparatus 17300 may output an XR object including additional information on the recognized object to correspond to the recognized object.
  • the autonomous vehicle 17200 may be implemented as a mobile robot, a vehicle, an unmanned aerial vehicle, etc. by applying PCC technology and XR technology.
  • the autonomous driving vehicle 17200 to which the XR/PCC technology is applied may mean an autonomous driving vehicle equipped with a means for providing an XR image or an autonomous driving vehicle subject to control/interaction within the XR image.
  • the autonomous driving vehicle 17200 which is the target of control/interaction in the XR image, is distinguished from the XR device 17300 and may be interlocked with each other.
  • the autonomous vehicle 17200 provided with means for providing an XR/PCC image may obtain sensor information from sensors including a camera, and output an XR/PCC image generated based on the acquired sensor information.
  • the autonomous vehicle 17200 may provide an XR/PCC object corresponding to a real object or an object in the screen to the occupant by outputting an XR/PCC image with a HUD.
  • the XR/PCC object when the XR/PCC object is output to the HUD, at least a portion of the XR/PCC object may be output to overlap the real object to which the passenger's gaze is directed.
  • the XR/PCC object when the XR/PCC object is output to a display provided inside the autonomous vehicle, at least a portion of the XR/PCC object may be output to overlap the object in the screen.
  • the autonomous vehicle 17200 may output XR/PCC objects corresponding to objects such as a lane, other vehicles, traffic lights, traffic signs, two-wheeled vehicles, pedestrians, and buildings.
  • VR Virtual Reality
  • AR Augmented Reality
  • MR Magnetic Reality
  • PCC Point Cloud Compression
  • VR technology is a display technology that provides objects or backgrounds in the real world only as CG images.
  • AR technology refers to a technology that shows a virtual CG image on top of a real object image.
  • the MR technology is similar to the AR technology described above in that it shows the virtual objects by mixing and combining them in the real world.
  • AR technology the distinction between real objects and virtual objects made of CG images is clear, and virtual objects are used in a form that complements real objects, whereas in MR technology, virtual objects are regarded as having the same characteristics as real objects. distinct from technology. More specifically, for example, a hologram service to which the aforementioned MR technology is applied.
  • VR, AR, and MR technologies are sometimes called XR (extended reality) technologies rather than clearly distinguishing them. Accordingly, the embodiments of the present specification are applicable to all of VR, AR, MR, and XR technologies.
  • encoding/decoding based on PCC, V-PCC, and G-PCC technology may be applied.
  • the PCC method/apparatus according to the embodiments may be applied to a vehicle providing an autonomous driving service.
  • a vehicle providing an autonomous driving service is connected to a PCC device to enable wired/wireless communication.
  • the point cloud compressed data (PCC) transceiver receives/processes AR/VR/PCC service-related content data that can be provided together with the autonomous driving service when connected to a vehicle to enable wired/wireless communication. can be transmitted to the vehicle.
  • the point cloud data transceiver may receive/process AR/VR/PCC service-related content data according to a user input signal input through the user interface device and provide it to the user.
  • a vehicle or a user interface device may receive a user input signal.
  • a user input signal according to embodiments may include a signal indicating an autonomous driving service.
  • point cloud data is composed of a set of points, and each point may have geometry information and attribute information.
  • the geometry information is three-dimensional position information (xyz) of each point
  • the attribute information is a color (RGB, YUV, etc.) and/or reflection value of the point.
  • the decoding process of the point cloud data receives the encoded geometry bitstream and the attribute bitstream, decodes the geometry information, and decodes the attribute information based on the geometry information reconstructed through the decoding process.
  • the encoding process of the point cloud data is the point cloud video encoder 10002 of FIG. 1 , the encoding 20001 of FIG. 2 , the point cloud video encoder of FIG. 4 , the point cloud video encoder of FIG. 12 , or FIG.
  • the decoding process of the point cloud data may include the point cloud video decoder 10006 of FIG. 1 , the decoding 20003 of FIG. 2 , the point cloud video decoder of FIG. 11 , the point cloud video decoder of FIG. 13 , or FIG. 48 . This may be performed in the geometry decoder 61003 and the attribute decoder 61004 of . In an embodiment, it is assumed that the encoding of the geometry information described below is performed by the geometry encoder 51003 of FIG. 45 , and the encoding of the attribute information is performed by the attribute encoder 51004 of FIG. 45 . The detailed description of FIGS. 45 and 48 will be described later.
  • the geometry encoder 51003 may use an octree-based, quad-tree (hereinafter, referred to as QT)-based or binary tree (hereinafter referred to as BT)-based compression method for geometry information compression.
  • QT quad-tree
  • BT binary tree
  • an octree, quad tree, or binary tree used for geometry compression will be referred to as a geometry tree. That is, the geometry tree may be one or more of an octree, a quadtree, or a binary tree.
  • the geometry encoder 51003 is a quad tree (hereinafter referred to as QT) or a binary tree (hereinafter referred to as BT) based geometry. Information can be compressed.
  • QT quad tree
  • BT binary tree
  • the number of bits used for geometry compression can be reduced by additionally using QT or BT, respectively. have.
  • 15 is a diagram illustrating an example of point cloud data composed of asymmetrically distributed points according to embodiments.
  • the geometry encoder 51003 partitions the bounding box (hereinafter, used in combination with B) of the point cloud data as shown in FIG. 15 based on one or more of OT, QT, and BT, and Geometry information can be compressed.
  • 16 is a diagram illustrating an example of partitioning a cube based on an octree (OT) in a three-dimensional space.
  • OT octree
  • an octree-based partitioning method that evenly divides a cube (ie, a three-dimensional cube) into eight cubes may be used for geometric information compression of the point cloud data.
  • the process of dividing the occupied node among the 8 nodes into 8 cubes with each side of the node having a length of 1/2 is repeated, and the occupancy of each node is determined in order. It can be expressed as 0 or 1 by using 1 bit. That is, when one cube is divided into 8 pieces, 8 bits may be used to indicate whether 8 sub-nodes are occupancies. For example, when 0, 3, 4, and 5 of 8 nodes of FIG.
  • 10011100 may represent the occupancies of each node. That is, when the octree-based partitioning method is performed, one occupancy code is represented by eight child nodes. In other words, when a 3D cube is partitioned based on an octree, 8 cubic nodes are generated, and the occupanci code is expressed as an 8-bit code. In one embodiment, 8 cubic nodes may be referred to as 8 child nodes.
  • 17A to 17C are diagrams illustrating examples of partitioning a cube based on a quadtree (QT) in a three-dimensional space.
  • QT quadtree
  • 18A to 18C are diagrams illustrating examples of partitioning a cube based on a binary tree (BT) in a three-dimensional space.
  • BT binary tree
  • the number of bits used to represent the occult may be saved by using a quad tree and/or a binary tree according to point distribution characteristics.
  • the 3D cube in the case of QT, may be partitioned along the x-y axes or along the y-z axes or along the x-z axes as in FIGS. 17A to 17C , respectively. Accordingly, when a 3D cube is partitioned based on a quadtree, four cuboid (or cuboid) nodes are generated, and the occupansi code is expressed as a 4-bit code. In this case, compared to the octree-based code, the occupanci code can be reduced by 4 bits.
  • four cuboid nodes may be referred to as four child nodes. That is, four child nodes may exist in one parent node.
  • a 3D cube is divided based on a quad tree along the xy axes.
  • the occupanci of each node is set to 1001 in the state indicating that it is a quad-tree in the xy direction.
  • the 3D cube in the case of BT, may be partitioned along the x-axis, the y-axis, or the z-axis, respectively, as in FIGS. 18A to 18C . Accordingly, when a 3D cube is partitioned based on a binary tree, two cuboid (or cuboid) nodes are generated, and the occupanci code is expressed as a 2-bit code. In this case, compared to the octree-based code, the occupancy code can reduce 6 bits.
  • two cuboid nodes may be referred to as two child nodes. That is, two child nodes may exist in one parent node.
  • the OT QT BT order of the point cloud data may be determined according to parameters K and M.
  • the parameter K represents the number of times QTBT is performed when partitioning of the 3D bounding box is started
  • the parameter M may represent the number of OTs performed just before partitioning for a leaf node level.
  • the parameter K ranges from 0 to max (dx, dy, dz)-min(dx, dy, dz) may have a value between, and the parameter M may have a value between 0 and min(dx, dy, dz) as follows.
  • the parameter K indicates the maximum number of times of QT&BT before OT (maximum times of QT&BT before OT).
  • the parameter M indicates the minimum size of QT&BT (minimal size of QT&BT). And, if the X-axis dimension (dx), Y-axis dimension (dy), and Z-axis dimension (dz) are less than or equal to M, QT and BT may not be performed (NO QT&BT if dx, dy, dz ⁇ M) .
  • BT is performed before QT (when dx ⁇ .
  • min(), med(), and max() are functions to find the minimum, middle, and maximum values
  • dx, dy, and dz are log2 values for the size of each xyz axis of the sub node for a specific depth.
  • the number of times of performing OT/QT/BT may be determined as follows according to the size of the bounding box.
  • N(OT) min(dx, dy, dz)
  • N(QT) med(dx, dy, dz) - min(dx, dy, dz)
  • N(BT) max(dx, dy, dz) - med(dx, dy, dz)
  • the order of OT/QT/BT is determined by K and M parameters.
  • FIGS. 19A and 19B show examples of partitioning a bounding box in a two-dimensional space.
  • x marks indicate positions at which points exist within the bounding box.
  • Fig. 19 (a) shows an example of a partitioning sequence of point cloud data distributed on a 16x4 bounding box in a two-dimensional space using only QT
  • Fig. 19 (b) is a 16x4 bounding box in a two-dimensional space.
  • An example of the partitioning order of the point cloud data distributed in QT and BT is shown.
  • 19 (a) and 19 (b) can be generally applied to the partitioning order according to the use of OT QT BT in a three-dimensional space.
  • QT becomes OT in 3D space
  • BT becomes QT or BT in 3D space.
  • 19(a) and 19(b) show examples in which partitioning is performed four times up to a 1x1 leaf node.
  • partitioning is performed after assuming that a 16x4 bounding box has a size of 16x16.
  • the partitioning process is indicated in the right direction, and the occupied nodes at each stage are divided into QTs (OT in 3D space) by solid or dotted lines.
  • the unit node size in each step can be expressed as 16x4, 8x8, 4x4, 2x2, 1x1. That is, a dotted line or a solid line in each step bounding box of FIG. 19A indicates nodes at each depth when QT-based partitioning is performed.
  • the unit node size in each step may be expressed as 16x4, 8x2, 4x1, 2x1, or 1x1.
  • attribute encoder 51004 may generate LoDs in various ways.
  • the attribute encoder 51004 may generate LoDs based on an octree.
  • the LOD is a degree of indicating detail of the point cloud data (or point cloud content), and as the LOD value is small, the detail of the point cloud content is decreased, and as the LOD value is large, the detail of the point cloud content is high. . That is, the LOD is configured such that the density of points increases as the LOD increases.
  • the geometry reconstructed in the geometry encoder 51003 that is, points of reconstructed positions, may be classified according to the LOD in the attribute encoder 51004.
  • points may be grouped by dividing them into LODs.
  • LOD generation process This is referred to as an LOD generation process, and groups having different LODs may be referred to as a LOD 1 set.
  • l represents LOD and is an integer starting from 0.
  • LOD 0 the detail of the point cloud content is the lowest, and as l increases, the detail of the point cloud content increases.
  • the points may be points of a captured point cloud or points of a geometry reconstructed in the geometry encoder 51003 .
  • each depth level of an octree may be matched to each LOD as shown in FIG. 20 .
  • the octree-based LOD generation method is a method of generating LODs using a feature in which the detail representing point cloud data increases as the depth level increases in the octree structure (ie, in the direction from the root to the leaf).
  • LOD configuration may proceed from a root node to a leaf node in an octree-based direction, or vice versa, from a leaf node to a root node.
  • the points at each depth level are arranged based on the morton code order, and an example of selecting the first node among child nodes as a reference or retained node of the parent node is shown.
  • 50001 shows examples of points belonging to LOD N-x. In other words, the points belonging to LOD N-x mean the number of ocupied nodes of the corresponding depth level.
  • 21 is a diagram illustrating an example of a Morton code sequence on a 3D cube (ie, a cube) according to embodiments.
  • the molton code of each point is generated based on the x, y, and z position values of each point in the point cloud.
  • the points of the point cloud can be arranged in the order of the molton codes.
  • the points of the point cloud may be sorted in ascending order of the Morton code.
  • the order of the points arranged in ascending order of the Morton code may be referred to as a Morton order.
  • spatial scalability refers to lower resolution point clouds such as thumbnails with less decoder complexity and/or less bandwidth when the source point cloud is dense.
  • a spatial scalability function of a geometry may be provided through a process of encoding or decoding occupancy bits up to a selected depth level by adjusting the depth level of the octree during geometry encoding/decoding.
  • LODs are generated from the selected depth level of the octree and the spatial scalability function of the attribute can be provided through the process of configuring points to be encoded/decoded for the attribute.
  • the resolution increase characteristic according to the depth of the octree-based geometry encoding can be used.
  • the detail increases.
  • a scalable representation is made possible by matching an attribute to an ocupied node at each depth (or depth level).
  • octree-based LoD generation is performed in the scalable attribute encoding process, and selection is performed according to a unit node rather than a classification according to a distance.
  • child nodes having the same node as a parent are defined as neighbors (or neighbor search range), and one attribute is selected from within the neighbor nodes (or points) and matched to the parent node. can do it For example, the attribute of the first child node among 8 child nodes may be selected as the attribute of the parent node.
  • 22 is a diagram illustrating an example of an attribute selection process according to LoD generation for nodes (or points) on a 2D plane, according to embodiments.
  • x marks indicate positions at which points exist in a bounding box having a size of 16x4.
  • a dotted line or a solid line in the bounding box of each stage indicates nodes at each depth according to QT-based partitioning of each stage. That is, the partitioning process is shown in the right direction in FIG. 22, and unit node sizes in each step may be expressed as 16x4, 8x8, 4x4, 2x2, 1x1.
  • LoD generation When LoD generation is performed based on the partitioned tree structure as shown in FIG. 22, it may proceed from leaf to root direction, and may proceed from root to leaf direction if necessary.
  • the generated LoDs may be configured such that LoD increases in a direction from a root to a leaf.
  • circles in each step may indicate points constituting each LoD, and may include all points in max LoD (eg, LoD4).
  • the number of points constituting LoD2 is also 4.
  • scalable coding is supported by configuring attributes corresponding to the octree layer structure.
  • the unit nodes used in the depth of the geometry information tree have the same aspect ratio.
  • geometric information and attribute information included in a specific octree depth are matched one-to-one.
  • the geometry encoder 51003 performs octree-based geometry compression and the attribute encoder 51004 generates LoDs based on octrees to perform attribute compression, the geometry and the number of points for the attribute match. For this reason, when the partial octree-decoded point cloud is provided to the attribute decoder 61004 on the receiving side, the attribute decoder 61004 can accurately perform scalable attribute decoding from the provided depth level.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating another example of an attribute selection process according to LoD generation for nodes (or points) on a 2D plane in the attribute encoder 51004, according to embodiments.
  • x marks indicate positions at which points exist in a bounding box having a size of 16x4.
  • the bounding box is BT -> QT because BT-based partitioning is performed in the first partitioning and QT-based when leaf nodes are created. Partitioning is performed in the order of -> BT -> QT.
  • the unit node size in each step may be expressed as 16x4, 8x4, 4x2, 2x2, or 1x1.
  • LoD may be configured such that LoD increases in a direction from a root to a leaf.
  • LoD may be configured as a representative point of a node in each step.
  • circles in each step may indicate points constituting each LoD
  • max LoD eg, LOD 4
  • LOD max LoD
  • LoD When BT (BT or QT in a three-dimensional space) is used in geometry coding as shown in FIG. 23, LoD may be configured with a different number of points from the example of FIG. 22 at a specific depth level as described above. This is because, when LoD is generated, the selected point may change depending on the neighbor search range setting.
  • the neighbor search range ie, the number of child nodes
  • the neighbor search range may be 8
  • the neighbor search range may be 4
  • the neighbor search range may be 2.
  • the geometry encoder 51003 compresses the geometry information by creating a geometry tree based on OT/QT/BT.
  • the attribute encoder 51004 configures LoDs based on OT, specific depths, for example, LoD2 A mismatch of points between geometry and attributes occurs.
  • the wrong attribute is matched to the geometry or the attribute is matched due to the difference between the number of points in the geometry and the number of points in the attribute for LOD configuration at the corresponding depth. There may be points that do not exist.
  • the unit nodes used in each depth of the geometry tree have different ratios of horizontal and vertical heights.
  • unit nodes in each step are 16x4, 8x4, 4x2, 2x2, and 1x1 on the basis of a two-dimensional plane.
  • the layer structure of the geometry coding is not considered in the scalable attribute coding, the geometry information and the attribute information for any scalable layer do not match one-to-one, so that the scalable point cloud representation is inaccurate.
  • the geometry encoder 51003 when the geometry encoder 51003 generates a geometry tree based on OT/QT/BT to perform compression of geometry information, and the attribute encoder 51004 generates LoDs based on OT to perform compression of attribute information,
  • the number of points for the geometry and the number of points for the attribute at a specific depth may be different. In this case, there may be a problem in that the scalable point cloud representation is inaccurate at the corresponding depth.
  • the present specification provides attribute compression of content having an asymmetric point distribution by configuring a scalable layer using an asymmetric peripheral node when using a LoD-based scalable layer in scalable point cloud encoding.
  • efficiency can be increased. That is, if the geometry encoder 51003 generates a geometry tree based on OT/QT/BT and performs geometry compression, the attribute encoder 51004 also generates LoDs based on OT/QT/BT and performs attribute compression. For this reason, the number of points for the geometry and the attribute is consistent for each depth.
  • a compression method based on asymmetric node division among methods for scalable point cloud coding is provided.
  • the compression method based on asymmetric node division described in this specification may be used as a scalable attribute compression method for a case where the OT/QT/BT based geometry compression method is used.
  • the method proposed in this specification can be used not only for scalable point cloud coding, but also can be used as a method for adaptively providing a point cloud service in a low-latency environment.
  • the prediction-based attribute compression method proposed in this specification can be used independently of the geometry compression method, and based on the method proposed in this specification, it can be used not only for attribute compression but also for geometry compression.
  • the LoD generation method proposed in this specification can be used for general point cloud compression as well as for scalable coding applications.
  • an asymmetric (or cuboid) node may be used at each depth of the geometry tree.
  • scalability is supported in units of depth of a geometry tree.
  • Embodiment 1 is an example of performing attribute coding by generating LoDs according to a geometry tree structure. In the present specification, for scalable coding, it is assumed that LoDs are generated in consideration of an asymmetric node of a geometry tree.
  • a neighbor search is performed based on a non-square node in order to consider a distribution characteristic of points distributed in a specific direction.
  • dx, dy, and dz may have different values.
  • (k) is the kth depth
  • dx(k)> dx(k+1)
  • dy(k)> dy(k+1)
  • dz(k)> dz(k+1)
  • a given neighbor search range at a given depth depends on whether it is OT-based, QT-based, or BT-based.
  • the OT-based neighbor search range ie, the number of child nodes
  • the QT-based neighbor search range 4 may be 8
  • the BT-based neighbor search range may be 2.
  • a first point ie, a first ocupided node among ocupided nodes sorted according to the Morton code order
  • points at different positions may be selected according to the depth. For example, for the k-th LoD, if the first point is selected among the points sorted according to the Morton code order within the neighboring search range, for the k-1 LoD, the points are sorted according to the Morton code order within the neighboring search range for the k-1 LoD.
  • a method of selecting the last point among a method of selecting a point having a short distance from the center of the node may be used.
  • information eg, LoD_sampling_method
  • the signaling information may be at least an attribute parameter set or an attribute slice header.
  • information (eg, LoD_sampling_method) for identifying a point selection method used in the corresponding depth may be referred to as information for identifying a LoD sampling method.
  • 24A and 24B are diagrams illustrating examples of LoD generation for each depth based on a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • the attribute encoder 51004 may perform LoD generation based on the geometry tree structure having the non-square node of FIG. 24 .
  • LoDs may be generated while taking into account an asymmetric node at each depth of the geometry tree. For example, assuming LoD4 is max LoD, LoD4 includes all points of the bounding box.
  • a neighbor is set in units of a node having a unit node size of a depth corresponding to a lower LoD, and a point set as a neighbor
  • the unit node size at each depth may be expressed as 16x4, 8x2, 4x1, 2x1, or 1x1.
  • LoD3 a neighbor (neighbor or neighbor search range) is set in units of a node (BT) of 2x1 size among the points constituting LoD4, and LoD3 is configured by selecting a specific point among the points set as neighbors.
  • LoD 2 may be configured by setting a neighbor in units of a node (BT) having a size of 4x1 among points constituting LoD3, and selecting a specific point from among the points configured as neighbors.
  • LoD1 can be configured by setting a neighbor in units of nodes (QTs) having a size of 8x2 among points constituting LoD2, and selecting a specific point from among the points configured as neighbors.
  • QTs nodes
  • LoD0 four points included in LoD1 are set as neighbors, and LoD0 can be configured by selecting a specific point from among the four points set as neighbors.
  • 24A shows an example of selecting the first point on the Morton code in the point selection process for each depth. That is, with respect to LoD3 to LoD0, when a specific point is selected from among the points set as neighbors, a first point is selected among the neighboring points sorted according to the Morton code order.
  • FIG 24 (b) shows an example of selecting the first point or the last point on the Morton code according to the depth in the point selection process. More specifically, in the point selection process, it is an example of alternately selecting the first and last points on the Morton code from the continuous depth. That is, for LoD3, the first point is selected among the points sorted according to the Morton code order within the neighboring search range, and for LoD2, the last point is selected from the points sorted according to the Morton code order within the neighboring search range, For LoD1, the first point is selected among the points sorted according to the Morton code order within the neighbor search range, and for LoD0, the last point from the points sorted according to the Morton code order within the neighbor search range is selected.
  • Points 50003 and 50005 of FIG. 24 (a) are the results of selecting the first point on the molton code at the corresponding depth, and the points 50007 and 50009 of FIG. 24 (b) are on the molton code at the corresponding depth. An example of the result of selecting the last point is shown.
  • 25 (a) and 25 (b) are diagrams showing other examples of LoD generation for each depth based on a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • the attribute encoder 51004 may perform LoD generation based on a geometry tree structure having non-square nodes of FIG. 25 .
  • LoDs may be generated while taking into account an asymmetric node at each depth of the geometry tree. For example, assuming LoD4 is max LoD, LoD4 includes all points of the bounding box.
  • a neighbor is set in units of a node having a unit node size of a depth corresponding to a lower LoD, and a point set as a neighbor By selecting a specific point among them, a lower LoD can be configured.
  • the unit node size at each depth may be expressed as 16x4, 8x4, 4x2, 2x1, or 1x1.
  • a neighbor is set in units of a node (BT) of 2x1 size among the points constituting LoD4, and LoD3 is configured by selecting a specific point among the points set as neighbors.
  • LoD 2 may be configured by setting a neighbor in units of a node (QT) having a size of 4x2 among points constituting LoD3, and selecting a specific point from among the points configured as neighbors.
  • LoD1 can be configured by setting a neighbor in units of nodes (QTs) having a size of 8x4 among points constituting LoD2, and selecting a specific point from among the points configured as neighbors.
  • QTs nodes
  • LoD0 two points included in LoD1 are set as neighbors, and LoD0 can be configured by selecting a specific point from among two points set as neighbors.
  • 25A shows an example of selecting the first point on the Morton code in the point selection process for each depth. That is, with respect to LoD3 to LoD0, when a specific point is selected from among the points set as neighbors, a first point is selected among the neighboring points sorted according to the Morton code order.
  • 25 (b) shows an example of selecting the first point or the last point on the Morton code according to the depth in the point selection process. More specifically, in the point selection process, it is an example of alternately selecting the first and last points on the Morton code from the continuous depth. That is, for LoD3, the first point is selected among the points sorted according to the Morton code order within the neighboring search range, and for LoD2, the last point is selected from the points sorted according to the Morton code order within the neighboring search range, For LoD1, the first point is selected among the points sorted according to the Morton code order within the neighbor search range, and for LoD0, the last point from the points sorted according to the Morton code order within the neighbor search range is selected.
  • an asymmetric (or cuboid) node may be used at each depth of the geometry tree.
  • scalable coding when scalable coding is considered, scalability is supported in units of depths of the geometry tree.
  • Embodiment 2 is an example of adding a constraint to consider an octree-based LoD generation characteristic during geometry coding. That is, when a cubic node is guaranteed for a certain depth section from the leaf level (that is, when the size of the unit node is the same in the xyz direction), the attribute encoder 51004 performs octree-based LoD generation, The scalable characteristic may also be guaranteed for the corresponding depth section. To this end, the present specification may restrict attribute compression to be performed using only LoD(s) generated when depths close to leaf nodes are symmetric nodes.
  • 26 is a diagram illustrating an example of LoD generation at some depths in a geometry tree structure obtained by partitioning point cloud data distributed on a 2D plane.
  • FIG. 26 it is assumed that two depth levels including the leaf level have cubic nodes. In this case, according to an embodiment, the attribute encoder 51004 generates LoDs only at two consecutive depth levels including the leaf level.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating another example of LoD generation at some depths in a geometry tree structure obtained by partitioning point cloud data distributed on a 2D plane.
  • FIG. 27 it is assumed that three depth levels including the leaf level have cubic nodes.
  • the attribute encoder 51004 generates LoDs only at three consecutive depth levels including the leaf level.
  • information on the maximum number of LODs eg, max_num_LoD
  • information on LoD starting depth eg, LoD_starting_depth
  • the signaling information may be at least an attribute parameter set or an attribute slice header.
  • the number of LoDs used in scalable coding is informed to the attribute decoder 61004 of the receiving device, or LoD0 by signaling LoD starting depth information (eg, LoD_starting_depth).
  • LoD_starting_depth may indicate a maximum LoD depth that can be matched with octree-based LoD generation. That is, it can represent the number of depths from the leaf level.
  • the number of depths indicated by LoD starting depth information (eg, LoD_starting_depth) is 2, which is a depth corresponding to LoD0.
  • the number of depths matching the octree-based LoD generation may be 3, which is a depth corresponding to LoD0.
  • information on the maximum number of LODs eg. max_num_LoD
  • information on LoD starting depth eg. LoD_starting_depth
  • LoD_starting_depth max_dimension - M
  • max_dimension means max(dx, dy, dz)
  • min_dimension means min(dx, dy, dz).
  • an asymmetric (or cuboid) node may be used at each depth of the geometry tree.
  • scalable coding is considered, scalability is supported in units of depths of the geometry tree.
  • LoD generation is not performed or the depth(s) of the geometry tree where the point mismatch between the geometry and the attribute occurs. ) is not used during attribute compression, and information indicating this (eg, LoD_skip_flag) is signaled to signaling information.
  • the signaling information may be at least an attribute parameter set or an attribute slice header.
  • LoD generation corresponding to the depth(s) of the geometry tree in which the point mismatch between the geometry and the attribute occurs is not generated, and LoD skip information (eg, LoD_skip_flag) is signaled to inform the attribute decoder 61004 of the receiving device. ) can be informed.
  • LoD skip information eg, LoD_skip_flag
  • LoD skip information eg, LoD_skip_flag
  • LoD_skip_flag the value of LoD skip information
  • LoD_skip_flag the value of LoD skip information
  • the LoD(s) generated from the depth(s) of the geometry tree where the point mismatch between the geometry and the attribute occurs is not used for attribute compression, and LoD skip information (eg, LoD_skip_flag) is signaled to It may inform the attribute decoder 61004 of the receiving device.
  • LoD skip information eg, LoD_skip_flag
  • attribute compression is performed by using the LoD(s) generated in consideration of the asymmetric node for each depth as an embodiment.
  • LoD skip information eg, LoD_skip_flag
  • LoD_skip_flag the value of LoD skip information
  • LoD_skip_flag the value of LoD skip information
  • the LoD corresponding to the corresponding depth may not be used for attribute compression.
  • it can be defined as LoD for the corresponding depth but not used in scalable representation.
  • the setting of LoD skip information (eg, LoD_skip_flag) may follow the following condition.
  • dx_ot, dy_ot, and dz_ot mean the node size in the xyz axis direction within the bounding box where the actual points are distributed when OT-based partitioning is used, and dx, dy, and dz are QTBT-based partitioning values.
  • the xyz axis direction node size may be indicated.
  • the x-axis direction node size (dx_ot) when OT-based partitioning is used and the x-axis direction node size (dx) in the bounding box when QTBT-based partitioning is used are the same, and when OT-based partitioning is used
  • the y-axis direction node size (dy_ot) in the bounding box and the y-axis direction node size (dy) when QTBT-based partitioning is used are the same, and when OT-based partitioning is used, the z-axis direction node in the bounding box
  • LoD skip information eg, LoD_skip_flag
  • LoD_skip_flag is set to 0 only when the size (dz_ot) and the node size (dz) in the z-axis direction when QTBT-based partitioning is used are the same, and even one of the xyz axes is not the same
  • Skip information (eg, LoD_skip_flag) may be used.
  • 28 (a) and 28 (b) are diagrams showing examples in which LoD skip is set according to the conditions described above at some depths of a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned.
  • 28A is an example in which LoD skip is set at a third depth based on the root node
  • FIG. 28B shows an example in which LoD skip is set at three depths based on the root node.
  • one rectangular node is included in a square node, and in this case, the LoD may not be skipped because it matches the geometry.
  • 30 is a diagram illustrating another example of LoD generation for each depth based on a geometry tree structure in which point cloud data distributed on a 2D plane is partitioned. 30 shows that QT/BT is used for partitioning of the bounding box when the geometry encoder 51003 performs geometry encoding. This is an example of constructing a geometry tree in order. According to embodiments, the attribute encoder 51004 may perform LoD generation based on the geometry tree structure having the non-square node of FIG. 30 .
  • LoD skip information eg, LoD_skip_flag
  • the geometry encoder 51003 and/or the attribute encoder 51004 of the transmitting apparatus may combine one or two or more of the above-described Embodiments 1 to 3 to compress geometry information and/or reduce attribute information. Compression can be performed or scalable attribute encoding can be performed.
  • the geometry decoder 61003 and/or the attribute decoder 61004 of the receiving device performs restoration of geometry information and/or restoration of attribute information by combining one or two or more of the above-described Embodiments 1 to 3, or scales. Loveable attribute decoding may be performed.
  • information related to LoD-based attribute compression includes information for identifying a LoD sampling method (eg, LoD_sampling_method), information on the maximum number of LODs (eg, max_num_LoD), LoD starting depth information (eg, LoD_starting_depth), and At least one of LoD skip information (eg, LoD_skip_flag) may be included.
  • LoD_sampling_method information on the maximum number of LODs
  • LoD starting depth information eg, LoD_starting_depth
  • At least one of LoD skip information eg, LoD_skip_flag
  • a geometry bitstream is generated as a result
  • an attribute bitstream is generated as a result of the encoding of the attribute information.
  • the geometry bitstream and the attribute bitstream according to the embodiments may be multiplexed and output as one bitstream.
  • the bitstream according to embodiments may further include signaling information related to geometry encoding and attribute encoding.
  • the signaling information includes information related to LoD-based attribute compression.
  • 31 shows an example of a bitstream structure of point cloud data for transmission/reception according to embodiments.
  • an attribute bitstream, and/or a signaling bitstream (or signaling information) according to embodiments consists of one bitstream (or G-PCC bitstream)
  • the bitstream includes one or more sub It may include bitstreams.
  • the bitstream according to the embodiments includes a Sequence Parameter Set (SPS) for sequence-level signaling, a Geometry Parameter Set (GPS) for signaling of geometry information coding, and one or more Attribute Parameter Sets (APS) for signaling of attribute information coding, APS 0 , APS 1 ), a tile inventory (or TPS) for tile-level signaling, and one or more slices (slice 0 to slice n) may be included.
  • SPS Sequence Parameter Set
  • GPS Geometry Parameter Set
  • APS Attribute Parameter Sets
  • TPS tile inventory
  • slices slice 0 to slice n
  • a bitstream of point cloud data may include one or more tiles, and each tile may be a group of slices including one or more slices (slice 0 to slice n).
  • the tile inventory ie, TPS
  • TPS may include information about each tile (eg, coordinate value information and height/size information of a tile bounding box, etc.) for one or more tiles.
  • Each slice may include one geometry bitstream (Geom0) and/or one or more attribute bitstreams (Attr0, Attr1).
  • slice 0 may include one geometry bitstream Geom0 0 and one or more attribute bitstreams Attr0 0 and Attr1 0 .
  • a geometry bitstream in each slice may include a geometry slice header (geom_slice_header) and geometry slice data (geom_slice_data).
  • the geometry slice header (geom_slice_header) according to embodiments is included in identification information (geom_parameter_set_id), tile identifier (geom_tile_id), slice identifier (geom_slice_id) and geometry slice data (geom_slice_data) of a parameter set included in a geometry parameter set (GPS) It may include information about the data (geomBoxOrigin, geom_box_log2_scale, geom_max_node_size_log2, geom_num_points) and the like.
  • geomBoxOrigin is geometry box origin information indicating the box origin of the corresponding geometry slice data
  • geom_box_log2_scale is information indicating the log scale of the geometry slice data
  • geom_max_node_size_log2 is information indicating the size of the root geometry octree node
  • geom_num_points is the geometry slice data Information related to the number of points in The geometry slice data (geom_slice_data) according to embodiments may include geometry information (or geometry data) of point cloud data in a corresponding slice.
  • Each attribute bitstream in each slice may be composed of an attribute slice header (attr_slice_header) and attribute slice data (attr_slice_data).
  • the attribute slice header (attr_slice_header) may include information about the corresponding attribute slice data, and the attribute slice data may include attribute information (or attribute data) of point cloud data in the corresponding slice.
  • each may include different attribute information. For example, one attribute bitstream may include attribute information corresponding to color, and another attribute bitstream may include attribute information corresponding to reflectance.
  • FIG. 32 shows an example of a bitstream structure of point cloud data according to embodiments.
  • 33 illustrates a connection relationship between components in a bitstream of point cloud data according to embodiments.
  • the bitstream structure of the point cloud data shown in FIGS. 32 and 33 may mean the bitstream structure of the point cloud data shown in FIG. 31 .
  • the SPS includes an identifier (seq_parameter_set_id) for identifying the corresponding SPS
  • the GPS includes an identifier (geom_parameter_set_id) for identifying the corresponding GPS and an identifier (seq_parameter_set_id) indicating an active SPS to which the corresponding GPS belongs.
  • the APS may include an identifier (attr_parameter_set_id) for identifying the corresponding APS and an identifier (seq_parameter_set_id) indicating an active SPS to which the corresponding APS belongs.
  • Geometry data may include a geometry slice header and geometry slice data, and the geometry slice header may include an identifier (geom_parameter_set_id) of an active GPS to be referenced in a corresponding geometry slice.
  • the geometry slice header may further include an identifier (geom_slice_id) for identifying a corresponding geometry slice and/or an identifier (geom_tile_id) for identifying a corresponding tile.
  • the geometry slice data may include a geometry bitstream belonging to a corresponding slice.
  • Attribute data includes an attribute slice header and attribute slice data
  • the attribute slice header includes an identifier (attr_parameter_set_id) of an active APS to be referenced in a corresponding attribute slice and an identifier for identifying a geometry slice related to the attribute slice ( geom_slice_id).
  • the attribute slice data may include an attribute bitstream belonging to a corresponding slice.
  • the geometry slice refers to the GPS
  • the GPS refers to the SPS.
  • the SPS lists available attributes, assigns an identifier to each and identifies a decoding method.
  • the attribute slice is mapped to the output attributes according to the identifier, and the attribute slice itself has a dependency on the preceding (decoded) geometry slice and APS.
  • APS refers to SPS.
  • parameters necessary for encoding the point cloud data may be newly defined in a parameter set of the point cloud data and/or a corresponding slice header. For example, it may be added to an attribute parameter set (APS) when encoding attribute information is performed, and to a tile and/or slice header when performing tile-based encoding.
  • APS attribute parameter set
  • the bitstream of the point cloud data provides tiles or slices so that the point cloud data can be divided into regions and processed.
  • Each region of the bitstream according to embodiments may have different importance levels. Accordingly, when the point cloud data is divided into tiles, a different filter (encoding method) and a different filter unit may be applied to each tile. Also, when the point cloud data is divided into slices, different filters and different filter units may be applied to each slice.
  • the transmitting apparatus and the receiving apparatus may transmit and receive a bitstream in a high-level syntax structure for selective transmission of attribute information in the divided area when the point cloud data is divided into areas and compressed.
  • the transmitting apparatus transmits the point cloud data according to the structure of the bitstream as shown in FIGS. 31, 32, and 33, so that different encoding operations can be applied according to importance, and the quality is It can provide a way to use a good encoding method for important areas. In addition, it can support efficient encoding and transmission according to the characteristics of point cloud data and provide attribute values according to user requirements.
  • the receiving device receives the point cloud data according to the structure of the bitstream as shown in FIGS. 31, 32, and 33, so that complex decoding ( Filtering) method, different filtering (decoding method) can be applied for each area (area divided into tiles or slices). Accordingly, it is possible to ensure better image quality in an area important to the user and an appropriate latency on the system.
  • complex decoding Filtering
  • decoding method different filtering
  • a field which is a term used in syntaxes of the present specification to be described later, may have the same meaning as a parameter or an element.
  • SPS sequence parameter set
  • SPS may include a field main_profile_compatibility_flag, unique_point_positions_constraint_flag field, level_idc field, sps_seq_parameter_set_id field, sps_bounding_box_present_flag field, sps_source_scale_factor_numerator_minus1 field, sps_source_scale_factor_denominator_minus1 field, sps_num_attribute_sets field, log2_max_frame_idx field, axis_coding_order field, sps_bypass_stream_enabled_flag field, and sps_extension_flag field.
  • the main_profile_compatibility_flag field may indicate whether the bitstream conforms to the main profile. For example, when the value of the main_profile_compatibility_flag field is 1, it may indicate that the bitstream conforms to the main profile. For example, when the value of the main_profile_compatibility_flag field is 0, it may indicate that the bitstream conforms to a profile other than the main profile.
  • each point cloud frame referenced by the current SPS When the value of the unique_point_positions_constraint_flag field is 1, in each point cloud frame referenced by the current SPS, all output points may have unique positions. When the value of the unique_point_positions_constraint_flag field is 0, in any point cloud frame referenced by the current SPS, two or more output points may have the same position. For example, slices and other points within a frame may overlap, even if all points are unique in each slice. In that case, the value of the unique_point_positions_constraint_flag field is set to zero.
  • the level_idc field indicates a level to which the bitstream follows.
  • the sps_seq_parameter_set_id field provides an identifier for the SPS referenced by other syntax elements (provides an identifier for the SPS for reference by other syntax elements).
  • the sps_bounding_box_present_flag field indicates whether a bounding box exists in the SPS. For example, if the value of the sps_bounding_box_present_flag field is 1, the bounding box exists in the SPS, and if 0, it indicates that the size of the bounding box is undefined.
  • the SPS may further include the sps_bounding_box_offset_x field, the sps_bounding_box_offset_y field, the sps_bounding_box_offset_z field, the sps_bounding_box_offset_log2_boundingscale field, the sps_width_bounding_box_size field, the sps_width_bounding_box_size field, the sps_width_bounding_box_size field, and more.
  • the sps_bounding_box_offset_x field indicates an x offset of a source bounding box in Cartesian coordinates. If the x offset of the source bounding box does not exist, the value of the sps_bounding_box_offset_x field is 0.
  • the sps_bounding_box_offset_y field indicates a y offset of a source bounding box in a Cartesian coordinate system. If the y offset of the source bounding box does not exist, the value of the sps_bounding_box_offset_y field is 0.
  • the sps_bounding_box_offset_z field indicates a z offset of a source bounding box in a Cartesian coordinate system. If the z offset of the source bounding box does not exist, the value of the sps_bounding_box_offset_z field is 0.
  • the sps_bounding_box_offset_log2_scale field indicates a scale factor for scaling quantized x, y, and z source bounding box offsets.
  • the sps_bounding_box_size_width field indicates the width of the source bounding box in the Cartesian coordinate system. If the width of the source bounding box does not exist, the value of the sps_bounding_box_size_width field may be 1.
  • the sps_bounding_box_size_height field indicates the height of the source bounding box in the Cartesian coordinate system. If the height of the source bounding box does not exist, the value of the sps_bounding_box_size_height field may be 1.
  • the sps_bounding_box_size_depth field indicates the depth of the source bounding box in the Cartesian coordinate system. When the depth of the source bounding box does not exist, the value of the sps_bounding_box_size_depth field may be 1.
  • the sps_source_scale_factor_numerator_minus1 plus 1 represents the scale factor numerator of the source point cloud.
  • the sps_source_scale_factor_denominator_minus1 plus 1 represents a scale factor denominator of the source point cloud.
  • the sps_num_attribute_sets field indicates the number of coded attributes in the bitstream (indicates the number of coded attributes in the bitstream).
  • the SPS according to the embodiments includes a loop that is repeated as much as the value of the sps_num_attribute_sets field.
  • i is initialized to 0, is increased by 1 each time the loop is executed, and the loop is repeated until the value of i becomes the value of the sps_num_attribute_sets field.
  • This loop may include an attribute_dimension_minus1[i] field and an attribute_instance_id[i] field.
  • the attribute_dimension_minus1[i] plus 1 indicates the number of components of the i-th attribute.
  • the attribute_instance_id[i] field indicates an instance identifier of the i-th attribute.
  • an attribute_secondary_bitdepth_minus1[i] field, an attribute_cicp_colour_primaries[i] field, an attribute_cicp_transfer_characteristics[i] field, an attribute_cicp_matrix_coeffs[i] field, an attribute_cicp_matrix_coeffs[i] field, and ] field may be further included.
  • the attribute_secondary_bitdepth_minus1[i] plus 1 represents a bit depth for the second component of the i-th attribute signal(s).
  • the attribute_cicp_colour_primaries[i] field indicates chromaticity coordinates of color attribute source primaries of the i-th attribute.
  • the attribute_cicp_transfer_characteristics[i] field is a reference opto-electronic transfer characteristic as a source input linear optical intensity having a nominal real-valued range between 0 and 1 of the i-th attribute. function) or inverse of the reference opto-electronic transfer characteristic function as a function of output linear optical intensity (attribute_cicp_transfer_characteristics[i] either indicates the reference opto-electronic transfer characteristic function of the color attribute as a function of a source input linear optical intensity with a nominal real-valued range of 0 to 1 or indicates the inverse of the reference electro-optical transfer characteristic function as a function of an output linear optical intensity).
  • the attribute_cicp_matrix_coeffs[i] field describes a matrix coefficient used for deriving luma and chroma signals from green, blue, and red (or the three primary colors of Y, Z, and X) of the i-th attribute. (describes the matrix coefficients used in deriving luma and chroma signals from the green, blue, and red, or Y, Z, and X primaries.)
  • the attribute_cicp_video_full_range_flag[i] field is a black level, luma and chroma signal derived from E'Y, E'PB and E'PR or E'R, E'G and E'B real-value component signals of the i-th attribute. indicates the range of
  • the known_attribute_label_flag[i] field indicates whether a know_attribute_label[i] field or an attribute_label_four_bytes[i] field is signaled for the i-th attribute. For example, if the value of the known_attribute_label_flag[i] field is 0, the known_attribute_label[i] field is signaled for the i-th attribute, and if the value of the known_attribute_label_flag[i] field is 1, attribute_label_four_bytes[i] for the i-th attribute ] field is signaled.
  • the known_attribute_label[i] field indicates the type of the i-th attribute. For example, if the value of the known_attribute_label[i] field is 0, the i-th attribute indicates color, if the value of the known_attribute_label[i] field is 1, the i-th attribute indicates reflectance, and the known_attribute_label[i] field If the value of is 2, it may indicate that the i-th attribute is a frame index.
  • the value of the known_attribute_label[i] field is 4, it indicates that the i-th attribute is transparency, and if the value of the known_attribute_label[i] field is 5, it indicates that the i-th attribute is normals.
  • the attribute_label_four_bytes[i] field indicates a known attribute type with a 4-byte code.
  • the i-th attribute is color, if 1, the i-th attribute is reflectance, if 2, the i-th attribute is a frame index, If it is 4, it may indicate that the i-th attribute is transparency, and if it is 5, it may indicate that the i-th attribute is normals.
  • the log2_max_frame_idx field indicates the number of bits used to signal a frame_idx syntax variable.
  • the sps_bypass_stream_enabled_flag field When the value of the sps_bypass_stream_enabled_flag field is 1, it may indicate that the bypass coding mode is used to read the bitstream. As another example, when the value of the sps_bypass_stream_enabled_flag field is 0, it may indicate that the bypass coding mode is not used to read the bitstream.
  • the sps_extension_flag field indicates whether the sps_extension_data syntax structure exists in the corresponding SPS syntax structure. For example, if the value of the sps_extension_present_flag field is 1, it indicates that the sps_extension_data syntax structure exists in this SPS syntax structure, and if 0, it does not exist.
  • the SPS according to embodiments may further include a sps_extension_data_flag field when the value of the sps_extension_flag field is 1.
  • the sps_extension_data_flag field may have any value.
  • GPS is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of a geometry parameter set (geometry_parameter_set()) (GPS) according to the present specification.
  • GPS may include information on a method of encoding geometry information of point cloud data included in one or more slices.
  • GPS is gps_geom_parameter_set_id field, gps_seq_parameter_set_id field, gps_box_present_flag field, unique_geometry_points_flag field, geometry_planar_mode_flag field, geometry_angular_mode_flag field, neighbour_context_restriction_flag field, inferred_direct_coding_mode_enabled_flag field, bitwise_occupancy_coding_flag field, adjacent_child_contextualization_enabled_flag field, log2_neighbour_avail_boundary field, log2_intra_pred_max_node_size field, log2_trisoup_node_size field, geom_scaling_enabled_flag field, gps_implicit_geom_partition_flag field, and a gps_extension_flag field.
  • the gps_geom_parameter_set_id field provides an identifier of a GPS referenced by other syntax elements.
  • the gps_seq_parameter_set_id field indicates the value of the seq_parameter_set_id field for the corresponding active SPS (gps_seq_parameter_set_id specifies the value of sps_seq_parameter_set_id for the active SPS).
  • the gps_box_present_flag field indicates whether additional bounding box information is provided in a geometry slice header referring to the current GPS. For example, if the value of the gps_box_present_flag field is 1, it may indicate that additional bounding box information is provided in the geometry slice header referring to the current GPS. Accordingly, when the value of the gps_box_present_flag field is 1, the GPS may further include a gps_gsh_box_log2_scale_present_flag field.
  • the gps_gsh_box_log2_scale_present_flag field indicates whether the gps_gsh_box_log2_scale field is signaled in each geometry slice header referring to the current GPS. For example, if the value of the gps_gsh_box_log2_scale_present_flag field is 1, it may indicate that the gps_gsh_box_log2_scale field is signaled in each geometry slice header referring to the current GPS.
  • the gps_gsh_box_log2_scale_present_flag field is 0, the gps_gsh_box_log2_scale field is not signaled in each geometry slice header referring to the current GPS, and a common scale for all slices is signaled in the gps_gsh_box_log2_scale field of the current GPS. can do.
  • the GPS may further include a gps_gsh_box_log2_scale field.
  • the gps_gsh_box_log2_scale field indicates a common scale factor of a bounding box origin for all slices currently referring to GPS.
  • the unique_geometry_points_flag field indicates whether all output points have unique positions in one slice in all slices currently referring to GPS. For example, if the value of the unique_geometry_points_flag field is 1, it indicates that all output points have unique positions in one slice in all slices currently referring to GPS. When the value of the unique_geometry_points_flag field is 0, it indicates that two or more output points can have the same positions in one slice in all slices currently referring to GPS (equal to 1 indicates that in all slices that refer to the current GPS, all output points have unique positions within a slice.
  • the geometry_planar_mode_flag field indicates whether the planar coding mode is activated. For example, if the value of the geometry_planar_mode_flag field is 1, the planar coding mode is active, and if 0, it may indicate that the planar coding mode is not active.
  • the GPS may further include a geom_planar_mode_th_idcm field, a geom_planar_mode_th[1] field, and a geom_planar_mode_th[2] field.
  • the geom_planar_mode_th_idcm field may indicate a threshold value of activation for the direct coding mode.
  • the geom_planar_mode_th[i] field specifies a threshold of activation for the planar coding mode together with the i-th most probable direction for an efficient planar coding mode for i in the range of 0-2 (for i in the rang 0) ...2, specifies the value of the threshold of activation for planar coding mode along the i-th most probable direction for the planar coding mode to be efficient).
  • the geometry_angular_mode_flag field indicates whether an angular coding mode is active. For example, if the value of the geometry_angular_mode_flag field is 1, the angular coding mode is active, and if 0, it may indicate that the angular coding mode is not active.
  • the GPS further includes an implicit_qtbt_angular_max_node_min_diff_toangular_max_to_split_head_position[0] field, lidar_head_position[1] field, lidar_head_position[2] field, number_lasers field, planar_buffer_disabled field, implicit_qtbt_angular_max_node_min_diff_log2_to_split_z can
  • the lidar_head_position[0] field, lidar_head_position[1] field, and lidar_head_position[2] field may represent (X, Y, Z) coordinates of the lidar head in a coordinate system with the internal axes. .
  • the number_lasers field indicates the number of lasers used for the angular coding mode.
  • the GPS according to the embodiments includes a loop that is repeated as many as the value of the number_lasers field.
  • i is initialized to 0, increases by 1 each time the loop is executed, and the loop is repeated until the value of i becomes the value of the number_lasers field.
  • This loop may include a laser_angle[i] field and a laser_correction[i] field.
  • the laser_angle[i] field represents the tangent of the elevation angle of the i-th laser with respect to the horizontal plane defined by the 0th and 1st internal axes.
  • the laser_correction[i] field indicates, along a second internal axis, correction of the i-th laser position related to the lidar_head_position[2] field.
  • planar_buffer_disabled field If the value of the planar_buffer_disabled field is 1, it indicates that tracking the closest nodes using the buffer is not used in the process of coding the planar mode flag and plane position in the planar mode. If the value of the planar_buffer_disabled field is 0, it indicates that tracking closest nodes using a buffer is used.
  • the implicit_qtbt_angular_max_node_min_dim_log2_to_split_z field indicates a log2 value of a node size in which a horizontal split of nodes is more preferred than a vertical split.
  • the implicit_qtbt_angular_max_diff_to_split_z field represents a maximum vertical log2 value with respect to a horizontal node size ratio allowed for a node.
  • neighbor_context_restriction_flag field When the value of the neighbor_context_restriction_flag field is 0, it indicates that the geometry node occupancy of the current node is coded with contexts determined from neighboring nodes located inside the parent node of the current node.
  • the value of the neighbor_context_restriction_flag field is 1, it indicates that the geometry node occupancy of the current node is coded with contents determined from neighboring nodes located outside or inside the parent node of the current node (neighbor_context_restriction_flag equal to 0 indicates that geometry node occupancy) of the current node is coded with the contexts determined from neighbouring nodes which is located inside the parent node of the current node. inside or outside the parent node of the current node).
  • the inferred_direct_coding_mode_enabled_flag field indicates whether a direct_mode_flag field exists in a corresponding geometry node syntax. For example, if the value of the inferred_direct_coding_mode_enabled_flag field is 1, it indicates that the direct_mode_flag field is present in the corresponding geometry node syntax. For example, if the value of the inferred_direct_coding_mode_enabled_flag field is 0, it indicates that the direct_mode_flag field does not exist in the corresponding geometry node syntax.
  • the bitwise_occupancy_coding_flag field indicates whether the geometry node occupancy is encoded using bitwise contextualization of the syntax element occupancy map. For example, if the value of the bitwise_occupancy_coding_flag field is 1, it indicates that the geometry node occupancy_map is encoded using bitwise contextualization of the syntax element occupancy_map. For example, if the value of the bitwise_occupancy_coding_flag field is 0, it indicates that the geometry node occupancy_byte is encoded using the directory-encoded syntax element occupancy_byte.
  • the adjacent_child_contextualization_enabled_flag field indicates whether adjacent children of neighboring octree nodes are used for bitwise occupancy contextualization. For example, if the value of the adjacent_child_contextualization_enabled_flag field is 1, it indicates that adjacent children of neighboring octree nodes are used for bitwise occupancy contextualization. For example, if the value of the adjacent_child_contextualization_enabled_flag field is 0, it indicates that children of neighboring octree nodes are not used for bitwise occupancy contextualization.
  • the log2_neighbour_avail_boundary field indicates a value of NeighbAvailBoundary, a variable used in a decoding process. For example, if the value of the neighbor_context_restriction_flag field is 1, NeighbAvailabilityMask may be set to 1. For example, when the value of the neighbor_context_restriction_flag field is 0, NeighbAvailabilityMask may be set to 1 ⁇ log2_neighbour_avail_boundary.
  • the log2_intra_pred_max_node_size field indicates the size of an octree node eligible for intra prediction during occupancies.
  • log2_trisoup_node_size field indicates a variable TrisoupNodeSize as the size of triangle nodes (log2_trisoup_node_size specifies the variable TrisoupNodeSize as the size of the triangle nodes).
  • the geom_scaling_enabled_flag field indicates whether a scaling process for geometry positions is applied during a geometry slice decoding process. For example, if the value of the geom_scaling_enabled_flag field is 1, it indicates that a scaling process for geometry positions is applied during a geometry slice decoding process. If the value of the geom_scaling_enabled_flag field is 0, it indicates that the geometry positions do not require scaling.
  • the geom_base_qp field indicates a base value of a geometry position quantization parameter.
  • the gps_implicit_geom_partition_flag field indicates whether the implicit geometry partition is enabled for the sequence or slice. For example, if the value of the gps_implicit_geom_partition_flag field is 1, it indicates that the implicit geometry partition is enabled for the sequence or slice, and if 0, indicates that it is disabled (equal to 1 specifies that the implicit geometry partition is enabled for the gps_implicit_geom_partition_flag equal to 0 specifies that the implicit geometry partition is disabled for the sequence or slice).
  • the gps_implicit_geom_partition_flag field If the value of the gps_implicit_geom_partition_flag field is 1, the following two fields, that is, the gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot field and the gps_min_size_implicit_qtbt field, are signaled.
  • the gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot field indicates the maximum number of implicit QT and BT partitions before OT partitions (specifies the maximal number of implicit QT and BT partitions before OT partitions). Then, the variable K is initialized as follows by the gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot field.
  • K gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot.
  • the gps_min_size_implicit_qtbt field indicates the minimum size of implicit QT and BT partitions (specifies the minimal size of implicit QT and BT partitions). Then, the variable M is initialized by the gps_min_size_implicit_qtbt field as follows.
  • the gps_extension_flag field indicates whether a gps_extension_data syntax structure exists in the corresponding GPS syntax structure. For example, if the value of the gps_extension_flag field is 1, it indicates that the gps_extension_data syntax structure exists in the corresponding GPS syntax. For example, if the value of the gps_extension_flag field is 0, it indicates that the gps_extension_data syntax structure does not exist in the corresponding GPS syntax.
  • GPS according to embodiments may further include a gps_extension_data_flag field when the value of the gps_extension_flag field is 1.
  • the gps_extension_data_flag field may have any value. Its presence and value do not affect decoder conformance to profiles.
  • APS attribute parameter set
  • APS may include information on a method of encoding attribute information of point cloud data included in one or more slices.
  • APS may include an aps_attr_parameter_set_id field, aps_seq_parameter_set_id field, attr_coding_type field, aps_attr_initial_qp field, aps_attr_chroma_qp_offset field, aps_slice_qp_delta_present_flag field, and aps_extension_extension_extension_extension_extension_extension_extension field.
  • the aps_attr_parameter_set_id field indicates an identifier of an APS for reference by other syntax elements.
  • the aps_seq_parameter_set_id field indicates a value of sps_seq_parameter_set_id for an active SPS.
  • the attr_coding_type field indicates a coding type for an attribute.
  • the coding type may indicate predicting weight lifting, if it is 1, the coding type may indicate RAHT, and if 2, it may indicate fixed weight lifting. .
  • the aps_attr_initial_qp field indicates the initial value of the variable slice quantization parameter (SliceQp) for each slice referring to the APS (specifies the initial value of the variable SliceQp for each slice referring to the APS).
  • the aps_attr_chroma_qp_offset field specifies the offsets to the initial quantization parameter signaled by the syntax aps_attr_initial_qp (aps_attr_initial_qp).
  • the aps_slice_qp_delta_present_flag field indicates whether the ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma syntax elements are present in the corresponding attribute slice header (ASH).
  • aps_slice_qp_delta_present_flag field indicates that the ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma syntax elements are present in the corresponding attribute slice header (ASH) (equal to 1 specifies that the ash_qp_delta_present and the chroma elements are equal to 1 specifies that the ash_qattr_qp_delta syntax) .
  • aps_slice_qp_delta_present_flag field 0 when the value of the aps_slice_qp_delta_present_flag field is 0, it indicates that the ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma syntax elements are not present in the corresponding attribute slice header (ASH).
  • the value of the attr_coding_type field is 0 or 2
  • lifting_num_pred_nearest_neighbors_minus1 field, lifting_search_range_minus1 field, and a lifting_neighbor_bias[k] field may be further included.
  • the lifting_num_pred_nearest_neighbors_minus1 field plus 1 indicates the maximum number of nearest neighbors to be used for prediction. According to embodiments, the value of NumPredNearestNeighbours is set equal to lifting_num_pred_nearest_neighbours.
  • the lifting_search_range_minus1 field plus 1 indicates a search range used to determine nearest neighbors to be used for prediction and to build distance-based levels of detail (LOD) (lifting_search_range_minus1 plus 1 specifies the search range used to determine nearest neighbors to be used for prediction and to build distance-based levels of detail).
  • the lifting_neighbor_bias[k] field specifies a bias used to weight the k-th components in the calculation of the Euclidean distance between two points as part of the nearest neighbor derivation process. components in the calculation of the euclidean distance between two points as part of the nearest neighbor derivation process).
  • the APS may further include a lifting_scalability_enabled_flag field when the value of the attr_coding_type field is 2, that is, when the coding type indicates fixed weight lifting.
  • the lifting_scalability_enabled_flag field indicates whether the attribute decoding process allows the pruned octree decode result for input geometry points. For example, if the value of the lifting_scalability_enabled_flag field is 1, it indicates that the attribute decoding process allows the pruned octree decode result for the input geometry points. ). If the value of the lifting_scalability_enabled_flag field is 0, it indicates that the attribute decoding process requires the complete octree decode result for the input geometry points.
  • the APS may further include a lifting_num_detail_levels_minus1 field when the value of the lifting_scalability_enabled_flag field is false.
  • the lifting_num_detail_levels_minus1 field indicates the number of LODs for attribute coding (specifies the number of levels of detail for the attribute coding).
  • the APS may further include a lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag field.
  • the lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag field indicates whether levels of detail (LODs) are created by the regular sampling strategy. For example, if the value of the lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag field is 1, it indicates that the LOD is created using the regular sampling strategy. For example, if the value of the lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag field is 0, it indicates that a distance_based sampling strategy is used instead (The lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag equal to 1 specifies levels of detail are built by using a regular sampling strategy. The lifting_lod_regular_sampling_flag equal to) to 0 specifies that a distance-based sampling strategy is used instead).
  • LODs levels of detail
  • the APS may further include a repetition statement that is repeated as much as the value of the lifting_num_detail_levels_minus1 field.
  • the index (idx) is initialized to 0, increased by 1 each time the loop is executed, and the loop is repeated until the index (idx) becomes larger than the value of the lifting_num_detail_levels_minus1 field.
  • the lifting_sampling_period_minus2 [idx] field plus 2 indicates the sampling period for the LOD idx (specifies the sampling period for the level of detail idx).
  • the lifting_sampling_distance_squared_scale_minu1 [idx] field plus 1 specifies the scale factor for the derivation of the square of the sampling distance for the level of detail idx ).
  • the lifting_sampling_distance_squared_offset [idx] field indicates an offset for derivation of the square of the sampling distance for LOD idx (specifies the offset of the derivation of the square of the sampling distance for the level of detail idx).
  • the APS according to the embodiments may further include a lifting_adaptive_prediction_threshold field, a lifting_intra_lod_prediction_num_layers field, a lifting_max_num_direct_predictors field, and an inter_component_prediction_enabled_flag field when the value of the attr_coding_type field is 0, that is, when the coding type is predicting weight lifting.
  • the lifting_adaptive_prediction_threshold field specifies the threshold to enable adaptive prediction.
  • the lifting_intra_lod_prediction_num_layers field specifies the number of LOD layer where decoded points in the same LOD layer could be referred to generate prediction value of target point). For example, if the value of the lifting_intra_lod_prediction_num_layers field is the value of the LevelDetailCount, it indicates that the target point can refer to decoded points in the same LOD layer for all LOD layers (The lifting_intra_lod_prediction_num_layers field equal to LevelDetailCount indicates that target point could refer decoded points in the same LOD layer for all LOD layers).
  • the lifting_intra_lod_prediction_num_layers field indicates that the target point cannot refer to decoded points in the same LOD layer for arbitrary LOD layers (The lifting_intra_lod_prediction_num_layers field equal to 0 indicates that target point could not refer decoded points in the same LoD layer for any LoD layers).
  • the lifting_max_num_direct_predictors field indicates the maximum number of predictors to be used for direct prediction. The value of the lifting_max_num_direct_predictors field is in the range of 0 to LevelDetailCount.
  • the inter_component_prediction_enabled_flag field indicates whether a primary component of a multi-component attribute is used to predict reconstructed values of non-primary components. For example, if the value of the inter_component_prediction_enabled_flag field is 1, it indicates that the primary component of the multi-component attribute is used to predict the reconstructed values of non-primary components (specifies that the primary component of a multi component attribute is used to predict the reconstructed value of non-primary components). If the value of the inter_component_prediction_enabled_flag field is 0, it indicates that all attribute components are independently reconstructed (specifies that all attribute components are reconstructed independently).
  • the APS may further include a raht_prediction_enabled_flag field when the value of the attr_coding_type field is 1, that is, when the attribute coding type is RAHT.
  • the raht_prediction_enabled_flag field indicates whether transform weight prediction from the neighbor points is enabled in the RAHT decoding process. For example, if the value of the raht_prediction_enabled_flag field is 1, it indicates that transform weight prediction from the neighbor points is enabled in the RAHT decoding process, and if 0, it is disabled.
  • the APS may further include a raht_prediction_threshold0 field and a raht_prediction_threshold1 field.
  • the raht_prediction_threshold0 field indicates a threshold value for terminating transform weight prediction from the neighbor points.
  • the raht_prediction_threshold1 field indicates a threshold value for skipping transform weight prediction from the neighbor points.
  • the aps_extension_flag field indicates whether an aps_extension_data syntax structure exists in the corresponding APS syntax structure. For example, if the value of the aps_extension_flag field is 1, it indicates that the aps_extension_data syntax structure exists in the corresponding APS syntax structure. For example, if the value of the aps_extension_flag field is 0, it indicates that the aps_extension_data syntax structure does not exist in the corresponding APS syntax structure.
  • the APS according to embodiments may further include an aps_extension_data_flag field when the value of the aps_extension_flag field is 1.
  • the aps_extension_data_flag field may have any value. Its presence and value do not affect decoder conformance to profiles.
  • the APS according to embodiments may further include information related to LoD-based attribute compression.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of an attribute parameter set (attribute_parameter_set()) (APS) including information related to LoD-based attribute compression according to embodiments.
  • attribute_parameter_set() attribute parameter set
  • information related to LoD-based attribute compression may include a constrained_QTBT_flag field, a num_LoD_minus1 field, and a LoD_sampling_method field.
  • the constrained_QTBT_flag field may indicate whether there is a constraint when generating a tree structure for compression of geometry information and/or compression of attribute information in a point cloud video encoder. For example, when the value of the constrained_QTBT_flag field is 1, it may indicate that there is a constraint when generating the tree structure.
  • the constraint may be a condition for scalable attribute coding and/or may indicate that octree-based LoD generation can be used for a specific depth or less (refer to embodiment 2 described above) .
  • the attribute decoder 61004 of the receiving device uses some depths (eg, starting from a leaf node) of the geometry tree to indicate that it can be used for octree-based LoD generation.
  • the information related to the LoD-based attribute compression may further include a max_num_LoD field indicating the maximum number of LODs and a LoD_starting_depth field indicating a point where LoD starts.
  • the max_num_LoD field may indicate a depth size from a leaf level of a corresponding geometry tree.
  • the attribute decoder 61004 of the receiving device may generate octree-based LoD(s) only for the corresponding depth(s) of the geometry tree based on the constrained_QTBT_flag field, the max_num_LoD field, and the LoD_starting_depth field to decode attribute information.
  • the value of the constrained_QTBT_flag field is 0, it can be used to indicate that the attribute decoder 61004 of the receiving device should use octree-based LoD generation.
  • the number of LoDs may be indicated. Alternatively, it may be signaled together with the num_tree_depth_minus1 field to indicate the depth of the geometry tree.
  • the num_tree_depth_minus1 field may be included in information related to the LoD-based attribute compression or a geometry slice header to indicate the number of depths of the geometry tree.
  • the LoD_sampling_method field may indicate a sampling method for selecting a point within a neighbor search range (or a set neighbor) when generating LoD.
  • the value of the LoD_sampling_method field is 0, it may indicate that the first point can be selected from among (or included) points set in the neighbor.
  • the first point means a first point among points arranged in a Morton code order within a corresponding neighbor search range.
  • the value of the LoD_sampling_method field is 1, it may indicate that the first point and the last point can be alternately selected for each depth.
  • the first point means the first point among the points arranged in the morton code order within the corresponding neighbor search range of the corresponding depth
  • the last point is the last point among the points sorted in the morton code order within the corresponding neighbor search range of the corresponding depth.
  • the information related to LoD-based attribute compression may further include a max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation field when the value of the constrained_QTBT_flag field is true (eg, 1).
  • the max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation field may indicate a maximum LoD depth that can be matched with octree-based LoD generation.
  • the maximum LoD depth may indicate a depth size from a leaf level of a corresponding geometry tree.
  • the max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation field may have the same meaning as the LoD_starting_depth field.
  • the information related to LoD-based attribute compression may further include a loop that is repeated by the value of the num_LoD_minus1 field.
  • i is initialized to 0, and the loop is repeated until the value of i becomes the value of the num_LoD_minus1 field.
  • This loop may include a cubic_node_flag field, a node_size_x field, a node_size_y field, and a node_size_z field.
  • the value of the cubic_node_flag field is 1, it may indicate that a node has a cube shape (ie, a cube or a square) having the same xyz side length with respect to a unit node used for neighbor search for LoD generation.
  • the value of the cubic_node_flag field is 0, it may indicate that the length of the xyz side of the unit node used for the neighbor search of LoD generation is a cuboid (cuboid, cuboid, or non-square) having different lengths.
  • the information related to the LoD-based attribute compression may further include a node_direction field.
  • the node_direction field may indicate a direction (ie, a direction to be partitioned) of a node in the case of a cuboid type node. According to embodiments, it may indicate that a node has z, y, x, yz, xz, and xy directions in order for values of 0 to 5. For example, when the size of a node in the xyz direction is expressed as 2 dx , 2 dy , 2 dz , (k, k, 2k), (k, 2k, k), (2k, k, k), (k , 2k, 2k), (2k, k, 2k), (2k, 2k, 2k), (2k, 2k, k), (2k, 2k, k). Here, k represents the unit size. Alternatively, the size of an arbitrary node in the xyz axis direction may be signaled using the node_size_x, node_size_y, and
  • the node_size_x, node_size_y, and node_size_z fields may indicate the size of an arbitrary node in the xyz axis direction.
  • the loop may further include a no_representation_flag field.
  • the no_representation_flag field may indicate whether a corresponding depth is suitable for scalable representation when octree-based LoD generation is performed during attribute encoding.
  • the no_representation_flag field may be used to directly inform that the number of points for a geometry and the number of points for an attribute are different for a corresponding depth. For example, when the value of the no_representation_flag field is 1, it may indicate that the corresponding depth is not suitable for scalable representation. And, when the value of the no_representation_flag field is 0, it may indicate that the corresponding depth is suitable for scalable representation or that the number of points for geometry and the number of points for attribute are the same for the corresponding depth. .
  • the no_representation_flag field may indicate that the corresponding LoD is a LoD generated from a depth of a geometry tree in which a point mismatch between a geometry and an attribute occurs.
  • the corresponding LoD is not used for attribute compression, and the attribute decoder 61004 of the receiving device may also use this information to not use the corresponding LoD for attribute restoration.
  • the no_representation_flag field may have the same meaning as the LoD_skip_flag field.
  • the LoD_skip_flag field may be further included in information related to the LoD-based attribute compression.
  • the attribute decoder 61004 of the receiving device may determine whether to skip the corresponding LoD based on the information included in the loop.
  • 38 is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of a geometry slice bitstream ( ) according to the present specification.
  • a geometry slice bitstream (geometry_slice_bitstream ()) may include a geometry slice header (geometry_slice_header()) and geometry slice data (geometry_slice_data()).
  • a geometry slice bitstream may be referred to as a geometry slice.
  • the attribute slice bitstream may be referred to as an attribute slice.
  • 38 is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of a geometry slice bitstream ( ) according to the present specification.
  • a geometry slice bitstream (geometry_slice_bitstream ()) may include a geometry slice header (geometry_slice_header()) and geometry slice data (geometry_slice_data()).
  • 39 is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of a geometry slice header (geometry_slice_header()) according to the present specification.
  • a bitstream transmitted by a transmitting device may include one or more slices.
  • Each slice may include a geometry slice and an attribute slice.
  • a geometry slice includes a geometry slice header (GSH).
  • the attribute slice includes an attribute slice header (ASH, Attribute Slice Header).
  • the geometry slice header (geometry_slice_header()) may include a gsh_geometry_parameter_set_id field, a gsh_tile_id field, a gsh_slice_id field, a frame_idx field, a gsh_num_points field, and a byte_alignment() field.
  • the value of the gps_box_present_flag field included in the geometry parameter set (GPS) is true (eg, 1)
  • the value of the gps_gsh_box_log2_scale_present_flag field is true (eg, 1)
  • it may further include a gsh_box_log2_scale field, a gsh_box_origin_x field, a gsh_box_origin_y field, and a gsh_box_origin_z field.
  • the gsh_geometry_parameter_set_id field indicates a value of gps_geom_parameter_set_id of the active GPS (gsh_geometry_parameter_set_id specifies the value of the gps_geom_parameter_set_id of the active GPS).
  • the gsh_tile_id field indicates an identifier of a corresponding tile referenced by a corresponding geometry slice header (GSH).
  • the gsh_slice_id indicates an identifier of a corresponding slice for reference by other syntax elements.
  • the frame_idx field indicates log2_max_frame_idx + 1 least significant bits of a conceptual frame number counter. Consecutive slices with differing values of frame_idx form parts of different output point cloud frames. Consecutive slices with identical values of frame_idx without an intervening frame boundary marker data unit form parts of the same output point cloud frame).
  • the gsh_num_points field indicates the maximum number of coded points in a corresponding slice. According to embodiments, it is a requirement of bitstream conformance that gsh_num_points is greater than or equal to the number of decoded points in the slice).
  • the gsh_box_log2_scale field indicates a scaling factor of a bounding box origin for a corresponding slice.
  • the gsh_box_origin_x field indicates the x value of the bounding box origin scaled by the value of the gsh_box_log2_scale field.
  • the gsh_box_origin_y field indicates a y value of the bounding box origin scaled by the value of the gsh_box_log2_scale field.
  • the gsh_box_origin_z field indicates the z value of the bounding box origin scaled by the value of the gsh_box_log2_scale field.
  • slice_origin_x the variables slice_origin_x, slice_origin_y, and slice_origin_z may be derived as follows.
  • slice_origin_x gsh_box_origin_x ⁇ originScale
  • slice_origin_y gsh_box_origin_y ⁇ originScale
  • slice_origin_z gsh_box_origin_z ⁇ originScale
  • the geometry slice header (geometry_slice_header( )) may further include a gsh_log2_max_nodesize_x field, a gsh_log2_max_nodesize_y_minus_x field, and a gsh_log2_geom_nodesize_flag field, and a gsh_log2_geom_nodesize_flag field, if the value of the gps_implicit_geom_partition_flag field is true (ie, 0). If false (ie, 1), it may further include a gsh_log2_max_nodesize field.
  • the gsh_log2_max_nodesize_x field indicates the bounding box size in the x dimension, that is, MaxNodesizeXLog2 used in the decoding process as follows (specifies the bounding box size in the x dimension, i.e., MaxNodesizeXLog2 that is used in the decoding process).
  • MaxNodeSizeXLog2 gsh_log2_max_nodesize_x
  • MaxNodeSizeX 1 ⁇ MaxNodeSizeXLog2
  • the gsh_log2_max_nodesize_y_minus_x field indicates the bounding box size in the y dimension, that is, MaxNodesizeYLog2 used in the decoding process as follows (specifies the bounding box size in the y dimension, i.e., MaxNodesizeYLog2 that is used in the decoding process).
  • MaxNodeSizeYLog2 gsh_log2_max_nodesize_y_minus_x + MaxNodeSizeXLog2.
  • MaxNodeSizeY 1 ⁇ MaxNodeSizeYLog2.
  • the gsh_log2_max_nodesize_z_minus_y field indicates a bounding box size in the z dimension, that is, MaxNodesizeZLog2 used in the decoding process as follows (specifies the bounding box size in the z dimension, i.e., MaxNodesizeZLog2 that is used in the decoding process).
  • MaxNodeSizeZLog2 gsh_log2_max_nodesize_z_minus_y + MaxNodeSizeYLog2
  • MaxNodeSizeZ 1 ⁇ MaxNodeSizeZLog2
  • the gsh_log2_max_nodesize field is obtained as follows.
  • gsh_log2_max_nodesize max ⁇ MaxNodeSizeXLog2, MaxNodeSizeYLog2, MaxNodeSizeZLog2 ⁇
  • the gsh_log2_max_nodesize field indicates the size of the root geometry octree node when the value of the gps_implicit_geom_partition_flag field is 0.
  • MaxNodeSize 1 ⁇ gsh_log2_max_nodesize
  • MaxGeometryOctreeDepth gsh_log2_max_nodesizelog2_trisoup_node_size
  • the geometry slice header (geometry_slice_header()) may further include a geom_slice_qp_offset field and a geom_octree_qp_offsets_enabled_flag field when the value of the geom_scaling_enabled_flag field is true.
  • the geom_slice_qp_offset field indicates an offset to the base geometry quantisation parameter geom_base_qp.
  • the geom_octree_qp_offsets_enabled_flag field indicates whether a geom_octree_qp_ofsets_depth field exists in a corresponding geometry slice header. For example, if the value of the geom_octree_qp_offsets_enabled_flag field is 1, it indicates that the geom_octree_qp_ofsets_depth field is present in the corresponding geometry slice header, and if 0, it does not exist.
  • the geom_octree_qp_offsets_depth field indicates a depth of a geometry octree.
  • the geometry slice data (geometry_slice_data( )) may transmit a geometry bitstream belonging to a corresponding slice.
  • the geometry slice data (geometry_slice_data( )) may include a first iteration that is repeated by the value of MaxGeometryOctreeDepth. In this case, it is assumed that the depth is initialized to 0, is increased by 1 each time the loop is executed, and the first loop is repeated until the depth becomes the value of MaxGeometryOctreeDepth.
  • the first iteration may include a second iteration that is repeated by the value of NumNodesAtDepth. At this time, it is assumed that nodeidx is initialized to 0, increases by 1 each time the loop is executed, and the second loop is repeated until nodeidx becomes the value of NumNodesAtDepth.
  • MaxGeometryOctreeDepth represents the maximum value of the depth of the geometry octree
  • NumNodesAtDepth[depth] represents the number of nodes to be decoded at the corresponding depth.
  • NodeX[depth][nodeIdx], NodeY[depth][nodeIdx], NodeZ[depth][nodeIdx] represent the x, y, z coordinates of the Idx-th node in decoding order at a given depth. Transmits the geometry bitstream of the corresponding node of the corresponding depth through geometry_node(depth, nodeIdx, xN, yN, zN).
  • the geometry slice data (geometry_slice_data( )) according to embodiments may further include geometry_trisoup_data(). That is, if the size of the triangle nodes is greater than 0, the trishine geometry-encoded geometry bitstream is transmitted through geometry_trisoup_data().
  • 41 is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of an attribute slice bitstream () according to the present specification.
  • the attribute slice bitstream (attribute_slice_bitstream()) may include an attribute slice header (attribute_slice_header()) and attribute slice data (attribute_slice_data()).
  • FIG. 42 is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of an attribute slice header (attribute_slice_header()) according to the present specification.
  • the attribute slice header (attribute_slice_header( )) may include an ash_attr_parameter_set_id field, an ash_attr_sps_attr_idx field, an ash_attr_geom_slice_id field, an ash_attr_layer_qp_delta_present_flag field, and an ash_attr_deltapresent_flag field, and an ash_attr_deltagion field.
  • the attribute slice header (attribute_slice_header()) according to embodiments further includes an ash_attr_qp_delta_luma field, and the value of the attribute_dimension_minus_sps_attr_idx] field is 0 [ash_attr_idx] If greater than, the attribute slice header may further include an ash_attr_qp_delta_chroma field.
  • the ash_attr_parameter_set_id field indicates a value of the aps_attr_parameter_set_id field of the currently active APS.
  • the ash_attr_sps_attr_idx field indicates an attribute set in the current active SPS.
  • the ash_attr_geom_slice_id field indicates a value of the gsh_slice_id field of the current geometry slice header.
  • the ash_attr_qp_delta_luma field indicates a luma delta quantization parameter (qp) derived from an initial slice qp in an active attribute parameter set.
  • the ash_attr_qp_delta_chroma field indicates a chroma delta quantization parameter (qp) derived from an initial slice qp in an active attribute parameter set.
  • InitialSliceQpY aps_attrattr_initial_qp + ash_attr_qp_delta_luma
  • InitialSliceQpC aps_attrattr_initial_qp + aps_attr_chroma_qp_offset+ ash_attr_qp_delta_chroma
  • the ash_attr_layer_qp_delta_present_flag field indicates whether an ash_attr_layer_qp_delta_luma field and an ash_attr_layer_qp_delta_chroma field exist in the corresponding attribute slice header (ASH) for each layer. For example, if the value of the ash_attr_layer_qp_delta_present_flag field is 1, it indicates that the ash_attr_layer_qp_delta_luma field and the ash_attr_layer_qp_delta_chroma field exist in the corresponding attribute slice header, and if 0, it does not exist.
  • the attribute slice header may further include an ash_attr_num_layer_qp_minus1 field.
  • the geometry slice header may include as many loops as the value of NumLayerQp. In this case, it is assumed that i is initialized to 0, increases by 1 each time the loop is executed, and the loop is repeated until the value of i becomes the value of NumLayerQp. This loop contains the ash_attr_layer_qp_delta_luma[i] field.
  • the loop may further include an ash_attr_layer_qp_delta_chroma[i] field.
  • the ash_attr_layer_qp_delta_luma field indicates a luma delta quantization parameter (qp) from the InitialSliceQpY in each layer.
  • the ash_attr_layer_qp_delta_chroma field indicates a chroma delta quantization parameter (qp) from the InitialSliceQpC in each layer.
  • SliceQpY[i] InitialSliceQpY + ash_attr_layer_qp_delta_luma[i]
  • SliceQpC[i] InitialSliceQpC + ash_attr_layer_qp_delta_chroma[i]
  • the value of the ash_attr_region_qp_delta_present_flag field is 1 in the attribute slice header (attribute_slice_header()) according to embodiments, it indicates that ash_attr_region_qp_delta, region bounding box origin, and size exist in the current attribute slice header. If the value of the ash_attr_region_qp_delta_present_flag field is 0, it indicates that the ash_attr_region_qp_delta, region bounding box origin, and size do not exist in the current attribute slice header.
  • the attribute slice header may further include a field ash_attr_qp_region_box_origin_x, ash_attr_qp_region_box_origin_y field, ash_attr_qp_region_box_origin_z field, ash_attr_qp_region_box_width field, ash_attr_qp_region_box_height field, ash_attr_qp_region_box_depth field, and ash_attr_region_qp_delta field.
  • the ash_attr_qp_region_box_origin_x field indicates the x offset of the region bounding box related to slice_origin_x (indicates the x offset of the region bounding box relative to slice_origin_x).
  • the ash_attr_qp_region_box_origin_y field indicates the y offset of the region bounding box related to slice_origin_y (indicates the y offset of the region bounding box relative to slice_origin_y).
  • the ash_attr_qp_region_box_origin_z field indicates the z offset of the region bounding box related to slice_origin_z (indicates the z offset of the region bounding box relative to slice_origin_z).
  • the ash_attr_qp_region_box_size_width field indicates the width of a region bounding box.
  • the ash_attr_qp_region_box_size_height field indicates the height of a region bounding box.
  • the ash_attr_qp_region_box_size_depth field indicates the depth of a region bounding box.
  • the ash_attr_region_qp_delta field indicates delta qp from SliceQpY[i] and SliceQpC[i] of the region specified by the ash_attr_qp_region_box field.
  • the attribute slice header according to embodiments may further include information related to LoD-based attribute compression.
  • attribute_slice_header() is a diagram illustrating an embodiment of a syntax structure of an attribute slice header (attribute_slice_header()) including information related to LoD-based attribute compression according to embodiments.
  • the information related to LoD-based attribute compression of FIG. 43 may include a constrained_QTBT_flag field, a num_LoD_minus1 field, and a LoD_sampling_method field.
  • the information related to the LoD-based attribute compression may further include a max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation field according to a value of the constrained_QTBT_flag field.
  • the information related to the LoD-based attribute compression may further include a loop that is repeated by the value of the num_LoD_minus1 field.
  • the loop may include a cubic_node_flag field, a node_size_x field, a node_size_y field, and a node_size_z field.
  • the loop may further include a node_direction field according to the value of the cubic_node_flag field, and may further include a no_representation_flag field according to the value of the constrained_QTBT_flag field.
  • the information related to the LoD-based attribute compression of FIG. 43 may be included before the if (aps_slice_qp_delta_present_flag) conditional of the attribute slice header of FIG. 43 .
  • information related to LoD-based attribute compression may be included in any location of the APS of FIG. 43 .
  • Attribute slice data (attribute_slice_data()) according to embodiments may transmit an attribute bitstream belonging to a corresponding slice.
  • Attribute slice data may include an attribute or data related to an attribute in relation to some or all of the point clouds.
  • the zerorun field indicates the number of 0 prior to predIndex or residual.
  • the predIndex[i] field represents a predictor index for decoding the i-th point value of the attribute.
  • the value of the predIndex[i] field has a range from 0 to the value of the max_num_predictors field.
  • each component according to the embodiments may correspond to hardware, software, a processor, and/or a combination thereof.
  • this embodiment describes a method of compressing attribute information of point cloud data, the method described herein can be applied to geometric information compression and other compression methods.
  • FIG. 45 is a diagram illustrating another example of a point cloud transmission apparatus according to embodiments.
  • the elements of the point cloud transmission apparatus shown in FIG. 45 may be implemented by hardware, software, a processor, and/or a combination thereof.
  • the point cloud transmission apparatus may include a signaling processing unit 51002 , a geometry encoder 51003 , an attribute encoder 51004 , and a transmission processing unit 51005 .
  • the geometry encoder 51003 and the attribute encoder 51004 are described in the point cloud video encoder 10002 of FIG. 1 , the encoding 20001 of FIG. 2 , the point cloud video encoder of FIG. 4 , and the point cloud video encoder of FIG. 12 . Some or all of the action may be performed.
  • the geometry encoder 51003 partitions point cloud data composed of points distributed symmetrically or asymmetrically as described above based on OT or partitioning based on OT/QT/BT to create a geometry tree. and compresses the geometry information of the point cloud data based on the generated geometry tree.
  • the geometry encoder 51003 reconstructs geometry information based on positions changed through compression, and outputs the reconstructed (or decoded) geometry information to the attribute encoder 51004 .
  • the attribute encoder 51004 compresses attribute information based on positions for which geometry encoding has not been performed and/or reconstructed geometry information.
  • the attribute encoder 51004 may perform encoding of attribute information or scalable attribute encoding by combining one or more of Embodiments 1 to 3 described above.
  • the signaling processing unit 51002 generates and/or processes signaling information necessary for encoding/decoding/rendering of geometry information and attribute information, etc., and provides it to the geometry encoder 51003, the attribute encoder 51004 and/or the transmission processing unit 51005 can do.
  • the signaling processing unit 51002 may receive the signaling information generated by the geometry encoder 51003 , the attribute encoder 51004 and/or the transmission processing unit 51005 .
  • the signaling processing unit 51002 may provide information fed back from the receiving device (eg, head orientation information and/or viewport information to the geometry encoder 51003, the attribute encoder 51004 and/or the transmission processing unit 51005). have.
  • signaling information may be signaled and transmitted in units of parameter sets (SPS: sequence parameter set, GPS: geometry parameter set, APS: attribute parameter set, TPS: Tile Parameter Set (or tile inventory), etc.). Also, it may be signaled and transmitted in units of coding units of each image, such as a slice or a tile.
  • SPS sequence parameter set
  • GPS geometry parameter set
  • APS attribute parameter set
  • TPS Tile Parameter Set (or tile inventory), etc.
  • coding units of each image such as a slice or a tile.
  • the signaling processing unit 51002 signals the above-described LoD-based attribute compression-related information to at least an APS or an attribute slice header, and a geometry encoder 51003, an attribute encoder 51004 and/or a transmission processing unit ( 51005) can be provided.
  • the method/apparatus according to the embodiments may signal related information to add/perform the operations of the embodiments.
  • the signaling information according to the embodiments may be used in a transmitting apparatus and/or a receiving apparatus.
  • the transmission processing unit 51005 may perform the same or similar operation and/or transmission method as the operation and/or transmission method of the transmission processing unit 12012 of FIG. 12 , the operation and/or the transmission method of the transmitter 1003 of FIG. 1 .
  • the same or similar operation and/or transmission method as the transmission method may be performed.
  • FIG. 1 or FIG. 12 For a detailed description, reference will be made to the description of FIG. 1 or FIG. 12 and will be omitted herein.
  • the transmission processing unit 51005 converts the geometry bitstream output from the geometry encoder 51003, the attribute bitstream output from the attribute encoder 51004, and the signaling bitstream output from the signaling processing unit 51002 to one bitstream. It can be transmitted as it is after being multiplexed with , or encapsulated in a file or segment and transmitted. In the present specification, it is assumed that the file is in the ISOBMFF file format.
  • the file or segment may be transmitted to a receiving device or stored in a digital storage medium (eg, USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, etc.).
  • the transmission processing unit 51005 may communicate with a receiving device through wired/wireless communication through networks such as 4G, 5G, 6G, and the like.
  • the transmission processing unit 51005 may perform a necessary data processing operation according to a network system (eg, a communication network system such as 4G, 5G, or 6G).
  • the transmission processing unit 51005 may transmit the encapsulated data according to the on demand method.
  • FIG. 46 is a diagram illustrating an example of a detailed block diagram of an attribute encoder 51004 according to embodiments.
  • the elements of the attribute encoder shown in FIG. 46 may be implemented by hardware, software, a processor and/or a combination thereof.
  • the attribute encoder 51004 may include a LoD generator 53001 , an attribute compression unit 53002 , an attribute transform unit 53003 , and a quantization unit 53004 .
  • the LoD generator 53001 generates LoDs based on positions to which geometry encoding has not been performed and/or reconstructed geometry information.
  • the LoD generator 53001 generates LoDs by combining one or two or more of the above-described embodiments 1 to 3 based on FIGS. 16 to 30 .
  • the LoD generator 53001 generates LoDs based on the geometry tree structure as described above, and performs sub-sampling by defining a node of a corresponding geometry depth when generating the LoD as a neighbor (or a neighbor search range). do.
  • the geometry tree is configured and the node size information according to the LoD layer is signaled through information related to LoD-based attribute compression, for example, a num_LoD_minus1 field, a cubic_node_flag field, a node_direction field, a node_size_x field, a node_size_y field, and a node_size_z field.
  • the LoD generator 53001 when the LoD generator 53001 is configured to perform octree-based LoD generation by using a geometry tree, information related to LoD-based attribute compression, for example, the constrained_QTBT_flag field and the max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation field.
  • information related to LoD-based attribute compression for example, the LoD sampling method may be transmitted through the LoD_sampling_method field.
  • the num_LoD_minus1 field, the cubic_node_flag field, the node_direction field, the node_size_x field, the node_size_y field, the node_size_z field, the constrained_QTBT_flag field, the max_LoD_depth_for_method_based_LoD_generation field, and the LoD_generation field included in the information related to the LoD-based attribute compression refer to the description of the LoD_generation field as described below. do.
  • the attribute compression unit 53002 performs attribute prediction based on the LoDs generated by the LoD generation unit 53001 and generates residual attribute information using the predicted attribute information.
  • the residual attribute information is transformed into a compressed domain by the attribute transforming unit 53003 and then quantized by the quantizing unit 53004. Then, the quantized residual attribute information is entropy-coded and output in the form of an attribute bitstream. Residual attribute information is used synonymously with prediction error attribute information.
  • 47 is a flowchart illustrating an example of a method for generating LoD based on a geometry tree according to embodiments.
  • the information related to the LoD-based attribute compression including information on the OT-based or OT/QT/BT-based geometry tree structure used for compression of the geometry information in the geometry encoder 51003 is transmitted to the signaling processing unit 51002. It is assumed that it is provided to the attribute encoder 51004 through In this case, it is assumed that the depth of the geometry tree is N.
  • Step 55001 determines whether the value of the constrained_QTBT_flag field included in the information related to the LoD-based attribute compression is 1 when the point cloud data, the information related to the LoD-based attribute compression including the geometry tree information, and the depth information (N) are input to judge
  • step 55002 If the value of the constrained_QTBT_flag field is 1, the process proceeds to step 55002. If the value of the constrained_QTBT_flag field is 0, the process proceeds to step 55003.
  • the constrained_QTBT_flag field When the value of the constrained_QTBT_flag field is 1, it may indicate that there is a constraint when generating the geometry tree structure. In this case, the constraint may be a condition for scalable attribute coding, and may indicate that OT-based LoD generation may be used for a specific depth or less. In addition, when the value of the constrained_QTBT_flag field is 1, the receiving device may use it to indicate that OT-based LoD generation can be used. If the value of the constrained_QTBT_flag field is 0, it may be used to indicate that the receiving device should use the geometry tree-based LoD generation.
  • step 55002 cubic nodes generated by OT-based partitioning are set for neighbor search of a corresponding depth.
  • step 55003 step 55004 or step 55005 is performed according to the values of the cubic_node_flag field and the node_direction field included in the LoD-based attribute compression-related information.
  • the xyz-shaped node is a cubic node having the same length with respect to a unit node used for a neighbor search of LoD generation.
  • the value of the cubic_node_flag field is 0, it may indicate that the cuboid shape of the unit node used for the neighbor search for generating LoD has different lengths of xyz sides.
  • the node_direction field may inform the direction of the node (ie, the direction to be partitioned) in the case of a cuboid-type node.
  • the size of an arbitrary node in the xyz axis direction may be reported through the node_size_x, node_size_y, and node_size_z fields.
  • the node_direction field may indicate that a node has z, y, x, yz, xz, and xy directions in order for values of 0 to 5.
  • the size of a node in the xyz direction is expressed as 2 dx , 2 dy , 2 dz , (k, k, 2k), (k, 2k, k), (2k, k, k), (k , 2k, 2k), (2k, k, 2k), (2k, 2k, 2k), (2k, 2k, k).
  • k represents the unit size.
  • step 55002 for OT-based LoD generation.
  • step 55004 when the value of the cubic_node_flag field is 0 and the value of the node_direction field is one of 3, 4, and 5, the process proceeds to step 55004 for QT-based LoD generation.
  • the process proceeds to step 55005 for BT-based LoD generation.
  • step 55004 cuboid nodes generated by QT-based partitioning are set for neighbor search of a corresponding depth.
  • cuboid nodes generated by BT-based partitioning are set for neighbor search of the corresponding depth.
  • a point belonging to the corresponding LoD is selected from the cubic nodes or cuboid nodes provided from one of steps 55002, 55004, and 55005 based on the value of the LoD_sampling_method field included in the LoD-based attribute compression-related information.
  • step 55006 if the value of the LoD_sampling_method field is 0, the first point may be selected, if it is 1, the first and last points may be selected alternately for each LoD, and if 2, Euclidean based on the neighbor center You can select a point with a small distance.
  • step 55007 the current depth is checked, and if the depth for LoD generation remains, the depth variable N is decreased by 1 (step 55008), the process proceeds to step 55001, and when LoD generation is completed for all depths, LoD is generated. to quit
  • the shape of the node according to the depth of the geometry tree is changed to cubic or cuboid.
  • a node shape neighborhbor search
  • LoD can be generated by performing this process up to a depth corresponding to the root level or N - max_LoD_depth_fr_octree_based_LoD_generation.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating another example of a point cloud receiving apparatus according to embodiments.
  • the elements of the point cloud receiving apparatus shown in FIG. 48 may be implemented by hardware, software, a processor, and/or a combination thereof.
  • the point cloud reception apparatus may include a reception processing unit 61001, a signaling processing unit 61002, a geometry decoder 61003, an attribute decoder 61004, and a post-processor 61005. .
  • the reception processing unit 61001 may receive one bitstream, or may each receive a geometry bitstream, an attribute bitstream, and a signaling bitstream.
  • the reception processing unit 61001 may decapsulate the received file and/or segment and output it as a bitstream.
  • the reception processing unit 61001 When one bitstream is received (or decapsulated), the reception processing unit 61001 according to the embodiments demultiplexes a geometry bitstream, an attribute bitstream, and/or a signaling bitstream from one bitstream, and demultiplexes the
  • the multiplexed signaling bitstream may be output to the signaling processing unit 61002
  • the geometry bitstream may be output to the geometry decoder 61003
  • the attribute bitstream may be output to the attribute decoder 61004 .
  • the reception processing unit 61001 receives (or decapsulates) the geometry bitstream, the attribute bitstream, and/or the signaling bitstream, respectively, the signaling bitstream to the signaling processing unit 61002, the geometry bitstream is the geometry decoder 61003 , and the attribute bitstream may be transmitted to the attribute decoder 61004 .
  • the signaling processing unit 61002 parses and processes signaling information, for example, SPS, GPS, APS, TPS, metadata, etc., from the input signaling bitstream to a geometry decoder 61003, an attribute decoder 61004, It may be provided to the post-processing unit 61005 .
  • the signaling information included in the geometry slice header and/or the attribute slice header may also be parsed in advance by the signaling processing unit 61002 before decoding the corresponding slice data.
  • the signaling processing unit 61002 also parses and processes information related to at least APS or LoD-based attribute compression signaled in the attribute slice header, and the geometry decoder 61003, the attribute decoder 61004, and the post-processing unit 61005 ) can be provided.
  • the geometry decoder 61003 may reconstruct a geometry by performing the reverse process of the geometry encoder 51003 of FIG. 45 based on signaling information on the compressed geometry bitstream.
  • the geometry information reconstructed (or reconstructed) by the geometry decoder 61003 is provided to the attribute decoder 61004 .
  • the attribute decoder 61004 may restore attributes by performing the reverse process of the attribute encoder 51004 of FIG. 45 based on signaling information and reconstructed geometry information for the compressed attribute bitstream.
  • the post-processing unit 61005 matches the geometry information (ie, positions) restored and output by the geometry decoder 61003 with the attribute information restored and output by the attribute decoder 61004 to create a point cloud Data can be reconstructed and displayed/rendered.
  • FIG. 49 is a diagram illustrating an example of a detailed block diagram of an attribute decoder 61004 according to embodiments.
  • the elements of the attribute decoder shown in FIG. 49 may be implemented by hardware, software, a processor, and/or a combination thereof.
  • the attribute decoder 61004 may include an inverse quantizer 63001 , an inverse transform unit 63002 , a LoD generator 63003 , and an attribute restoration unit 63004 .
  • the attribute decoder 61004 restores attribute information by performing the reverse process of the attribute encoder 51004 of the transmitting apparatus. That is, the inverse quantization unit 63001 may inverse quantize residual attribute information included in the attribute bitstream input through the reception processing unit 61001 after entropy decoding. The inverse-quantized residual attribute information is output to the attribute restoration unit 63004 after the inverse process of the attribute transformation unit 53003 is performed in the inverse transformation unit 63002.
  • the attribute restoration unit 63004 performs attribute prediction based on the LoDs generated by the LoD generation unit 63003, and uses the predicted attribute information and the residual attribute information output from the inverse transform unit 63002 to provide attribute information to restore
  • the LoD generating unit 63003 generates LoDs in the same or similar manner to the LoD generating method of the LoD generating unit 53001 of the transmitter.
  • the LoD generator 63003 may generate LoDs based on the geometry tree structure described with reference to FIGS. 16 to 30 .
  • the LoD generator 63003 may use different LoD generation based on the value of the constrained_QTBT_flag field. For example, when the value of the constrained_QTBT_flag field is 1, the LoD generator 63003 may perform OT-based LoD generation or OT/QT/BT-based LoD generation. In addition, the degree of depth at which scalable representation is possible may be determined through the max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation field.
  • the LoD generator 63003 may only generate the LoD based on the geometry tree generated by the combination of OT/QT/BT, and configure the geometry tree and add it to the LoD layer.
  • the corresponding node size information may be determined using the num_LoD_minus1, cubic_node_flag, node_direction, node_size_x, node_size_y, and node_size_z fields.
  • whether the LoD can be used in the scalable representation may be determined using the no_representation_flag field. For example, it can be used in scalable representation only when the value of the no_representation_flag field is 0.
  • the transmission device generates a geometry tree based on OT/QT/BT and performs geometry compression
  • the attribute information also generates LoDs based on OT/QT/BT and performs compression, so that the geometry and the points for the attribute are compressed. numbers can be matched.
  • 50 is a flowchart illustrating a method for transmitting point cloud data according to embodiments.
  • a method of transmitting point cloud data includes the steps of obtaining point cloud data (71001), encoding the point cloud data (71002), and transmitting the encoded point cloud data and signaling information (71003).
  • the bitstream including the encoded point cloud data and signaling information may be encapsulated into a file and transmitted.
  • step 71001 of acquiring the point cloud data some or all of the operation of the point cloud video acquiring unit 10001 of FIG. 1 may be performed, or a part or all of the operation of the data input unit 12000 of FIG. 12 is performed. You may.
  • Encoding the point cloud data 71002 includes the point cloud video encoder 10002 of FIG. 1 , the encoding 20001 of FIG. 2 , the point cloud video encoder of FIG. 4 , the point cloud video encoder of FIG. 12 , the point of FIG. 14 . Part or all of operations of cloud encoding, point cloud encoding of FIG. 15 , and point cloud video encoder of FIG. 18 may be performed.
  • the step of encoding the point cloud data 71002 includes encoding the geometry data (or referred to as geometry information) of the point cloud data and encoding attribute data (or referred to as attribute information) of the point cloud data. may include steps.
  • the obtained point cloud data is partitioned based on OT or partitioned based on OT/QT/BT to perform compression of the geometry information.
  • the content of generating a geometry tree by partitioning point cloud data based on OT or partitioning based on OT/QT/BT in the step of encoding the geometry information will be described with reference to FIGS. 16 to 30 described above, and will be omitted herein. do.
  • the encoding of the geometry information reconstructs the geometry information based on positions changed through compression, and outputs the reconstructed (or decoded) geometry information as the encoding of the attribute information.
  • the attribute information is compressed based on positions where geometry encoding has not been performed and/or the reconstructed geometry information.
  • encoding of the attribute information or scalable attribute encoding may be performed by combining one or two or more of Embodiments 1 to 3 described above.
  • the encoding of the attribute information according to the embodiments may be performed according to the flowchart of FIG. 47 .
  • signaling information may be SPS, GPS, APS, TPS, metadata, etc.
  • a geometry slice header and/or an attribute slice header may also be referred to as signaling information.
  • Information related to compression of the geometry information and LoD-based attribute compression required for compression of the attribute information may be signaled at least in an APS or an attribute slice header. Since the detailed description of the information related to the LoD-based attribute compression has been described in detail above, it will be omitted here.
  • 51 is a flowchart illustrating a method for receiving point cloud data according to embodiments.
  • a method for receiving point cloud data includes receiving encoded point cloud data and signaling information (81001), decoding the point cloud data based on the signaling information (81002), and the decoded point cloud data rendering 81003 .
  • the step 81001 of receiving the point cloud data and signaling information includes the receiver 10005 of FIG. 1 , the jinson 20002 or decoding 20003 of FIG. 2 , the receiver 13000 of FIG. 13 or the reception processing unit (13001) can be carried out.
  • Decoding the point cloud data based on the signaling information (81002) may include decoding the geometry information and decoding the attribute information based on the decoded/reconstructed geometry and signaling information.
  • the signaling information may be SPS, GPS, APS, TPS, metadata, etc., and a geometry slice header and/or an attribute slice header may also be referred to as signaling information.
  • At least the APS or attribute slice header may include information related to LoD-based attribute compression. Since the detailed description of the information related to the LoD-based attribute compression has been described in detail above, it will be omitted here.
  • the decoding of the geometry information includes the point cloud video decoder 10006 of FIG. 1 , the decoding 20003 of FIG. 2 , the point cloud video decoder of FIG. 11 , the point cloud video decoder of FIG. 13 , and the point cloud video decoder of FIG. 48 . Some or all of the operation of the geometry decoder may be performed.
  • the decoding of attribute information includes the point cloud video decoder 10006 of FIG. 1 , the decoding 20003 of FIG. 2 , the point cloud video decoder of FIG. 11 , the point cloud video decoder of FIG. 13 , and the point cloud video decoder of FIG. 48 . Some or all of the operation of the attribute decoder may be performed.
  • the point cloud data restored based on the decoded geometry information and the decoded attribute information may be rendered according to various rendering methods.
  • the points of the point cloud content may be rendered as a vertex having a certain thickness, a cube having a specific minimum size centered at the corresponding vertex position, or a circle centered at the vertex position. All or part of the rendered point cloud content is provided to the user through a display (eg, VR/AR display, general display, etc.).
  • Rendering the point cloud data according to embodiments (81003) may be performed by the renderer 10007 of FIG. 1 , the rendering 20004 of FIG. 2 , or the renderer 13011 of FIG. 13 .
  • the geometry tree-based LoD generation method described in this specification is a method for dividing point cloud data and may be used for attribute coding.
  • scalable representation is possible for all depths or for some matching depths by one-to-one matching attribute information to points/nodes according to the depth of the geometry tree. can do.
  • asymmetrically distributed point cloud data may be scalably attribute-coded. More specifically, an LOD may be generated in consideration of an asymmetric cuboid node, and attribute coding may be performed based on node changes according to layers in consideration of QTBT-based geometry compression. Furthermore, the transmission/reception method/device according to the embodiments may perform OT-based scalable attribute (attribute) compression. As a result, there is an effect of increasing the compression efficiency of the point cloud data.
  • Each of the above-described parts, modules or units may be software, processor, or hardware parts that execute consecutive execution processes stored in a memory (or storage unit). Each of the steps described in the above embodiment may be performed by a processor, software, or hardware parts. Each module/block/unit described in the above embodiment may operate as a processor, software, or hardware. Also, the methods presented by the embodiments may be implemented as code. This code may be written to a processor-readable storage medium, and thus may be read by a processor provided by an apparatus.
  • unit means a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.
  • Various components of the apparatus of the embodiments may be implemented by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • Various components of the embodiments may be implemented in one chip, for example, one hardware circuit.
  • Each of the components according to the embodiments may be implemented as separate chips.
  • At least one or more of the components of the device according to the embodiments may be composed of one or more processors capable of executing one or more programs, and the one or more programs operate/ Any one or more operations/methods of the method may be performed, or may include instructions for performing the method.
  • Executable instructions for performing the method/acts of the apparatus according to the embodiments may be stored in non-transitory CRM or other computer program products configured for execution by one or more processors, or one or more may be stored in temporary CRM or other computer program products configured for execution by processors.
  • the memory according to the embodiments may be used as a concept including not only volatile memory (eg, RAM, etc.) but also non-volatile memory, flash memory, PROM, and the like. Also, it may be implemented in the form of a carrier wave, such as transmission through the Internet.
  • the processor-readable recording medium is distributed in a computer system connected through a network, so that the processor-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
  • Various elements of the embodiments may be implemented by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • Various elements of the embodiments may be implemented on a single chip, such as a hardware circuit.
  • embodiments may optionally be performed on separate chips.
  • at least one of the elements of the embodiments may be performed within one or more processors including instructions for performing an operation according to the embodiments.
  • first, second, etc. may be used to describe various components of the embodiments. However, interpretation of various components according to the embodiments should not be limited by the above terms. These terms are only used to distinguish one component from another. it is only For example, the first user input signal may be referred to as a second user input signal. Similarly, the second user input signal may be referred to as a first user input signal. Use of these terms should be interpreted as not departing from the scope of the various embodiments. Although both the first user input signal and the second user input signal are user input signals, they do not mean the same user input signals unless the context clearly indicates otherwise.

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Abstract

실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 전송 방법은, 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 단계, 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하는 지오메트리 정보를 지오메트리 트리를 적용하여 인코딩하는 단계, 상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하는 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계, 및 상기 인코드된 지오메트리 정보, 상기 인코드된 어트리뷰트 정보 및 시그널링 정보를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계는 상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 단계와 상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 압축하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

포인트 클라우드 데이터 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 포인트 클라우드 데이터 수신 장치 및 포인트 클라우드 데이터 수신 방법
실시예들은 포인트 클라우드 콘텐트(Point Cloud Content)를 처리하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
포인트 클라우드 콘텐트는 3차원 공간(space or volume)을 표현하는 좌표계에 속한 점(포인트)들의 집합인 포인트 클라우드로 표현되는 콘텐트이다. 포인트 클라우드 콘텐트는3차원으로 이루어진 미디어를 표현할 수 있으며, VR (Virtual Reality, 가상현실), AR (Augmented Reality, 증강현실), MR (Mixed Reality, 혼합현실), XR (Extended Reality), 및 자율 주행 서비스 등의 다양한 서비스를 제공하기 위해 사용된다. 하지만 포인트 클라우드 콘텐트를 표현하기 위해서는 수만개에서 수십만개의 포인트 데이터가 필요하다. 따라서 방대한 양의 포인트 데이터를 효율적으로 처리하기 위한 방법이 요구된다.
실시예들에 따른 기술적 과제는, 전술한 문제점 등을 해결하기 위해서, 포인트 클라우드를 효율적으로 송수신하기 위한 포인트 클라우드 데이터 전송 장치, 전송 방법, 포인트 클라우드 데이터 수신 장치 및 수신 방법을 제공하는데 있다.
실시예들에 따른 기술적 과제는, 지연시간(latency) 및 인코딩/디코딩 복잡도를 해결하기 위한 포인트 클라우드 데이터 전송 장치, 전송 방법, 포인트 클라우드 데이터 수신 장치 및 수신 방법을 제공하는데 있다.
실시예들에 따른 기술적 과제는, 지오메트리-포인트 클라우드 압축(Geometry - point cloud compression, G-PCC) 비트스트림을 효율적으로 송수신하기 위한 포인트 클라우드 데이터 전송 장치, 전송 방법, 포인트 클라우드 데이터 수신 장치 및 수신 방법을 제공하는데 있다.
실시예들에 따른 기술적 과제는, 비대칭적 포인트 분포를 고려하여 어트리뷰트 압축을 수행함으로써, 스케일러블 코딩시에 지오메트리와 어트리뷰트의 코딩 레이어를 일치시킬 수 있도록 하는 포인트 클라우드 데이터 전송 장치, 전송 방법, 포인트 클라우드 데이터 수신 장치 및 수신 방법을 제공하는데 있다.
실시예들에 따른 기술적 과제는, 스케일러블 포인트 클라우드 코딩에서 LoD 기반의 스케일러블 레이어를 사용할 때, 비대칭 주변부 노드를 기반으로 스케일러블 레이어를 구성함으로써 비대칭적 포인트 분포를 갖는 콘텐츠의 어트리뷰트 압축 효율을 증가시키는 포인트 클라우드 데이터 전송 장치, 전송 방법, 포인트 클라우드 데이터 수신 장치 및 수신 방법을 제공하는데 있다.
다만, 전술한 기술적 과제만으로 제한되는 것은 아니고, 본 문서 전체 내용에 기초하여 당업자가 유추할 수 있는 다른 기술적 과제로 실시예들의 권리범위가 확장될 수 있다.
상술한 목적 및 다른 이점을 달성하기 위해서 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법은, 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 단계, 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하는 지오메트리 정보를 지오메트리 트리를 적용하여 인코딩하는 단계, 상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하는 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계, 및 상기 인코드된 지오메트리 정보, 상기 인코드된 어트리뷰트 정보 및 시그널링 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계는 상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 단계와 상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 압축하는 단계를 포함하는 것을 일 실시예로 한다.
상기 지오메트리 트리는 옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 것을 일 실시예로 한다.
상기 LOD 생성 단계는 상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하는 단계와 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 이웃 설정 및 선택 단계는 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 것을 일 실시예로 한다.
현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 것을 일 실시예로 한다.
상기 포인트 선택 단계는 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 것을 일 실시예로 한다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 장치는 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 획득부, 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하는 지오메트리 정보를 지오메트리 트리를 적용하여 인코딩하는 지오메트리 인코더, 상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하는 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 어트리뷰트 인코더, 및 상기 인코드된 지오메트리 정보, 상기 인코드된 어트리뷰트 정보 및 시그널링 정보를 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
상기 어트리뷰트 인코더는 상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 LoD 생성부와 상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 압축하는 압축부를 포함하는 것을 일 실시예로 한다.
상기 지오메트리 트리는 옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 것을 일 실시예로 한다.
상기 LOD 생성부는 상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하고, 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 과정을 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 것을 일 실시예로 한다.
현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지, 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 것을 일 실시예로 한다.
상기 LOD 생성부는 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 것을 일 실시예로 한다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 수신 방법은, 지오메트리 정보, 어트리뷰트 정보, 및 시그널링 정보를 수신하는 단계, 상기 시그널링 정보와 지오메트리 트리를 기반으로 상기 지오메트리 정보를 디코딩하는 단계, 상기 시그널링 정보와 상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 디코딩하는 단계, 및 상기 디코드된 지오메트리 정보와 상기 디코드된 어트리뷰트 정보를 기반으로 복원된 포인트 클라우드 데이터를 렌더링하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 디코드된 지오메트리 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하고, 상기 디코드된 어트리뷰트 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하는 것을 일 실시예로 한다.
상기 어트리뷰트 디코딩 단계는 상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 단계와 상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 복원하는 단계를 포함하는 것을 일 실시예로 한다.
상기 지오메트리 트리는 옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 것을 일 실시예로 한다.
상기 LOD 생성 단계는 상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하는 단계와 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 이웃 설정 및 선택 단계는 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 것을 일 실시예로 한다.
현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 것을 일 실시예로 한다.
상기 포인트 선택 단계는 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 것을 일 실시예로 한다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 수신 장치는, 지오메트리 정보, 어트리뷰트 정보, 및 시그널링 정보를 수신하는 수신부, 상기 시그널링 정보와 지오메트리 트리를 기반으로 상기 지오메트리 정보를 디코딩하는 지오메트르 디코더, 상기 시그널링 정보와 상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 디코딩하는 어트리뷰트 디코더, 및 상기 디코드된 지오메트리 정보와 상기 디코드된 어트리뷰트 정보를 기반으로 복원된 포인트 클라우드 데이터를 렌더링하는 렌더러를 포함할 수 있다.
상기 디코드된 지오메트리 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하고, 상기 디코드된 어트리뷰트 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하는 것을 일 실시예로 한다.
상기 어트리뷰트 디코더는 상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 LoD 생성부와 상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 복원하는 복원부를 포함하는 것을 일 실시예로 한다.
상기 지오메트리 트리는 옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 것을 일 실시예로 한다.
상기 LOD 생성부는 상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하고, 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 과정을 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 것을 일 실시예로 한다.
현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 것을 일 실시예로 한다.
상기 LOD 생성부는 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 것을 일 실시예로 한다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 퀄리티 있는 포인트 클라우드 서비스를 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 다양한 비디오 코덱 방식을 달성할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 자율주행 서비스 등 범용적인 포인트 클라우드 콘텐츠를 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 포인트 클라우드 데이터의 독립적 인코딩 및 디코딩을 위해 포인트 클라우드 데이터의 공간 적응적 분할을 수행함으로써, 병렬 처리의 향상 및 스케일러비티(scalability)를 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 포인트 클라우드 데이터를 타일 및/또는 슬라이스 단위로 분할하여 인코딩 및 디코딩을 수행하고 이를 위해 필요한 데이터를 시그널링함으로써 포인트 클라우드의 인코딩 및 디코딩 성능을 향상시킬 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 스케일러블 포인트 클라우드 인코딩에서 LoD 기반의 스케일러블 레이어를 사용할 때, 비대칭 주변부 노드를 사용하여 스케일러블 레이어를 구성함으로써, 비대칭적 포인트 분포를 갖는 콘텐츠의 어트리뷰트 압축 효율을 증가시킬 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 지오메트리 압축을 위해 사용된 OT/QT/BT 기반의 지오메트리 트리 구조를 이용하여 어트리뷰트 압축을 위한 LoD들을 생성함으로써, 스케일러블 리프리제네레이션(scalable representation) 시에 해당 뎁스에서 지오메트리의 포인트 개수와 LoD구성을 위한 어트리뷰트의 포인트 개수를 일치시킬 수 있다. 실시예들에 따르면, 포인트 클라우드 데이터의 계층적 구조를 기반으로 중간 계층을 출력하는 경우를 고려할 수 있는데, 이러한 경우를 스케일러블 리프리젠테이션이라 정의할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 지오메트리 압축을 위해 사용된 지오메트리 트리 구조에서 QT(3차원 공간에서는 OT) 기반 LoD 생성 방법과 일치하는 뎁스(들)에 대해서만 LoD(s)를 생성하도록 제약을 둠으로써, 스케일러블 리프리제네레이션(scalable representation) 시에 지오메트리와 어트리뷰트 간의 포인트 불일치를 사전에 방지할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법, 송신 장치, 포인트 클라우드 데이터 수신 방법, 수신 장치는 스케일러블 코딩 응용 분야에 대해서 QTBT 기반 지오메트리 코딩이 이루어 지는 경우 지오메트리 트리의 뎁스에 따른 포인트/노드에 매칭되는 어트리뷰트 정보를 일대일 매칭함으로써 모든 뎁스에 대해 혹은 매칭되는 일부 뎁스에 대해 스케일러블 리프리젠테이션을 가능하도록 할 수 있다.
도면은 실시예들을 더욱 이해하기 위해서 포함되며, 도면은 실시예들에 관련된 설명과 함께 실시예들을 나타낸다.
도 1은 실시예들에 따른 포인트 클라우드(Point Cloud) 콘텐츠 제공을 위한 시스템을 나타낸다.
도 2는 실시예들에 따른 Point Cloud 콘텐츠 제공을 위한 과정을 나타낸다.
도 3은 실시예들에 따른 Point Cloud 캡처 장비 배열 구성을 나타낸다.
도 4는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(Point Cloud Video Encoder)를 나타낸다.
도 5는 실시예들에 따른 3차원 공간상의 복셀을 나타낸다.
도 6은 실시예들에 따른 옥트리와 occupancy 코드의 예시를 나타낸다.
도 7은 실시예들에 따른 이웃 노드 패턴의 예시를 나타낸다.
도 8은 실시예들에 따른 LOD별 Point Cloud 콘텐츠의 Point 구성의 예시를 나타낸다.
도 9는 실시예들에 따른 LOD별 Point Cloud 콘텐츠의 Point 구성의 예시를 나타낸다.
도 10은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 디코더(Point Cloud Video Decoder)의 블록 다이어그램(block diagram) 예시를 나타낸다.
도 11은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 디코더(Point Cloud Video Decoder)의 예시를 나타낸다.
도 12는 실시예들에 따른 송신기의 Point Cloud 비디오 인코딩을 위한 구성요소를 나타낸다.
도 13은 실시예들에 따른 수신기의 Point Cloud 비디오 디코딩을 위한 구성요소를 나타낸다.
도 14는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 방법/장치와 연동 가능한 구조의 예시를 나타낸다.
도 15는 실시예들에 따른 비대칭적으로 분포하는 포인트들로 구성된 포인트 클라우드 데이터의 예시를 보인 도면이다.
도 16은 3차원 공간에서 큐브를 옥트리 기반으로 파티셔닝하는 예시를 보인 도면이다.
도 17의 (a) 내지 도 17의 (c)는 3차원 공간에서 큐브를 쿼드트리 기반으로 파티셔닝하는 예시들을 보인 도면이다.
도 18의 (a) 내지 도 18의 (c)는 3차원 공간에서 큐브를 바이너리 트리 기반으로 파티셔닝하는 예시들을 보인 도면이다.
도 19의 (a)와 도 19의 (b)는 2차원 공간의 바운딩박스를 파티셔닝하는 예시들을 보이고 있다.
도 20은 실시예들에 따라 어트리뷰트 인코더에서 옥트리 기반으로 LOD들을 생성하는 예시를 보인 도면이다
도 21은 실시예들에 따른 3D 큐브 상에서의 몰톤 코드 순서의 예시를 보인 도면이다.
도 22는 실시예들에 따라, 2D 평면 상의 노드들에 대해 LoD 생성에 따른 어트리뷰트 선택 과정의 예시를 보인 도면이다.
도 23은 실시예들에 따라, 어트리뷰트 인코더에서 2D 평면 상의 노드들에 대해 LoD 생성에 따른 어트리뷰트 선택 과정의 다른 예시를 보인 도면이다.
도 24의 (a)와 도 24의 (b)는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조를 기반으로 각 뎁스별 LoD 생성의 예시들을 보인 도면들이다.
도 25의 (a)와 도 25의 (b)는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조를 기반으로 각 뎁스별 LoD 생성의 또 다른 예시들을 보인 도면들이다.
도 26은 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서의 LoD 생성의 예시를 보인 도면들이다.
도 27은 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서의 LoD 생성의 다른 예시를 보인 도면들이다.
도 28의 (a)와 도 28의 (b)는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서 위에서 기술한 조건에 따라 LoD 스킵이 설정되는 예시들을 보인 도면들이다.
도 29는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서 위에서 기술한 조건에 따라 LoD 스킵이 설정되는 다른 예시를 보인 도면들이다.
도 30은 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조를 기반으로 각 뎁스별 LoD 생성의 또 다른 예시를 보인 도면이다.
도 31은 실시예들에 따른 송/수신을 위한 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 32는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 33은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 내 구성 간의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 34는 본 명세서에 따른 시퀀스 파라미터 세트의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
도 35는 실시예들에 따른 지오메트리 파라미터 세트의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 36은 실시예들에 따른 어트리뷰트 파라미터 세트의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 37은 실시예들에 따른 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 포함하는 어트리뷰트 파라미터 세트의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 38는 실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 비트스트림()의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 39는 실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 헤더의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 40은 실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 데이터의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 41은 실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 비트스트림()의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 42는 실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 헤더의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 43은 실시예들에 따른 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 포함하는 어트리뷰트 파라미터 세트의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 44는 실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 데이터의 신택스 구조의 예시를 보인 도면이다.
도 45는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 송신 장치의 또 다른 예시를 보인 도면이다.
도 46은 실시예들에 따른 어트리뷰트 인코더의 상세 블록도의 예시를 보인 도면이다.
도 47은 실시예들에 따른 LoD 생성 방법의 예시를 보인 흐름도이다.
도 48은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 수신 장치의 또 다른 예시를 보인 도면이다.
도 49는 실시예들에 따른 어트리뷰트 디코더의 상세 블록도의 예시를 보인 도면이다.
도 50은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 51은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 수신 방법의 흐름도를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 하기의 실시예들은 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되며, 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
바람직한 실시예들에 대해 구체적으로 설명하되, 그 예는 첨부된 도면에 나타낸다. 첨부된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명은 구현될 수 있는 실시예들만을 나타내기보다는 바람직한 실시예들을 설명하기 위한 것이다. 이하에서는 본 발명에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 세부 사항을 포함하여 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 세부 사항 없이 실행될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 본 명세서에서 사용되는 대부분의 용어는 해당 분야에서 널리 사용되는 일반적인 것들에서 선택되지만, 일부 용어는 출원인에 의해 임의로 선택되며 그 의미는 필요에 따라 다음 설명에서 자세히 서술한다. 따라서 본 발명은 용어의 단순한 명칭이나 의미가 아닌 용어의 의도된 의미에 근거하여 이해되어야 한다. 또한 이하의 도면들 및 상세한 설명은 구체적으로 기술된 실시예들에만 국한되어 해석되지 않고, 도면 및 상세한 설명에 기재된 실시예들과 균등하거나, 대체 가능한 것들까지 포함하는 것으로 해석되어야만 한다.
도 1은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템의 예시를 나타낸다.
도 1에 도시된 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 전송 장치(transmission device)(10000) 및 수신 장치(reception device)(10004)를 포함할 수 있다. 전송 장치(10000) 및 수신 장치(10004)는 포인트 클라우드 데이터를 송수신하기 위해 유무선 통신 가능하다.
실시예들에 따른 전송 장치(10000)는 포인트 클라우드 비디오(또는 포인트 클라우드 콘텐트)를 확보하고 처리하여 전송할 수 있다. 실시예들에 따라, 전송 장치(10000)는 고정국(fixed station), BTS(base transceiver system), 네트워크, AI(Artificial Intelligence) 기기 및/또는 시스템, 로봇, AR/VR/XR 기기 및/또는 서버 등을 포함할 수 있다. 또한 실시예들에 따라 전송 장치(10000)는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여, 기지국 및/또는 다른 무선 기기와 통신을 수행하는 기기, 로봇, 차량, AR/VR/XR 기기, 휴대기기, 가전, IoT(Internet of Thing)기기, AI 기기/서버 등을 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 전송 장치(10000)는 포인트 클라우드 비디오 획득부(Point Cloud Video Acquisition unit, 10001), 포인트 클라우드 비디오 인코더(Point Cloud Video Encoder, 10002) 및/또는 트랜스미터(Transmitter (or Communication module), 10003)를 포함한다
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 획득부(10001)는 캡쳐, 합성 또는 생성 등의 처리 과정을 통해 포인트 클라우드 비디오를 획득한다. 포인트 클라우드 비디오는 3차원 공간에 위치한 포인트들의 집합인 포인트 클라우드로 표현되는 포인트 클라우드 콘텐트로서, 포인트 클라우드 비디오 데이터 등으로 호칭될 수 있다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오는 하나 또는 그 이상의 프레임들을 포함할 수 있다. 하나의 프레임은 정지 영상/픽쳐를 나타낸다. 따라서 포인트 클라우드 비디오는 포인트 클라우드 영상/프레임/픽처를 포함할 수 있으며, 포인트 클라우드 영상, 프레임 및 픽처 중 어느 하나로 호칭될 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002)는 확보된 포인트 클라우드 비디오 데이터를 인코딩한다. 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002)는 포인트 클라우드 컴프레션(Point Cloud Compression) 코딩을 기반으로 포인트 클라우드 비디오 데이터를 인코딩할 수 있다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 컴프레션 코딩은 G-PCC(Geometry-based Point Cloud Compression) 코딩 및/또는 V-PCC(Video based Point Cloud Compression) 코딩 또는 차세대 코딩을 포함할 수 있다. 또한 실시예들에 따른 포인트 클라우드 컴프레션 코딩은 상술한 실시예에 국한되는 것은 아니다. 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002)는 인코딩된 포인트 클라우드 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림을 출력할 수 있다. 비트스트림은 인코딩된 포인트 클라우드 비디오 데이터뿐만 아니라, 포인트 클라우드 비디오 데이터의 인코딩과 관련된 시그널링 정보를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 트랜스미터(10003)는 인코딩된 포인트 클라우드 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림을 전송한다. 실시예들에 따른 비트스트림은 파일 또는 세그먼트(예를 들면 스트리밍 세그먼트) 등으로 인캡슐레이션되어 방송망 및/또는 브로드밴드 망등의 다양한 네트워크를 통해 전송된다. 도면에 도시되지 않았으나, 전송 장치(10000)는 인캡슐레이션 동작을 수행하는 인캡슐레이션부(또는 인캡슐레이션 모듈)을 포함할 수 있다. 또한 실시예들에 따라 인캡슐레이션부는 트랜스미터(10003)에 포함될 수 있다. 실시예들에 따라 파일 또는 세그먼트는 네트워크를 통해 수신 장치(10004)로 전송되거나, 디지털 저장매체(예를 들면 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등)에 저장될 수 있다. 실시예들에 따른 트랜스미터(10003)는 수신 장치(10004) (또는 리시버(Receiver, 10005))와 4G, 5G, 6G 등의 네트워크를 통해 유/무선 통신 가능하다. 또한 트랜스미터(10003)는 네트워크 시스템(예를 들면 4G, 5G, 6G 등의 통신 네트워크 시스템)에 따라 필요한 데이터 처리 동작을 수행할 수 있다. 또한 전송 장치(10000)는 온 디맨드(On Demand) 방식에 따라 인캡슐레이션된 데이터를 전송할 수도 있다.
실시예들에 따른 수신 장치(10004)는 리시버(Receiver, 10005), 포인트 클라우드 비디오 디코더(Point Cloud Video Decoder, 10006) 및/또는 렌더러(Renderer, 10007)를 포함한다. 실시예들에 따라 수신 장치(10004)는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여, 기지국 및/또는 다른 무선 기기와 통신을 수행하는 기기, 로봇, 차량, AR/VR/XR 기기, 휴대기기, 가전, IoT(Internet of Thing)기기, AI 기기/서버 등을 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 리시버(10005)는 포인트 클라우드 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림 또는 비트스트림이 인캡슐레이션된 파일/세그먼트 등을 네트워크 또는 저장매체로부터 수신한다. 리시버(10005)는 네트워크 시스템(예를 들면 4G, 5G, 6G 등의 통신 네트워크 시스템)에 따라 필요한 데이터 처리 동작을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 리시버(10005)는 수신한 파일/세그먼트를 디캡슐레이션하여 비트스트림을 출력할수 있다. 또한 실시예들에 따라 리시버(10005)는 디캡슐레이션 동작을 수행하기 위한 디캡슐레이션부(또는 디캡슐레이션 모듈)을 포함할 수 있다. 또한 디캡슐레이션부는 리시버(10005)와 별개의 엘레멘트(또는 컴포넌트)로 구현될 수 있다.
포인트 클라우드 비디오 디코더(10006)는 포인트 클라우드 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림을 디코딩한다. 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006)는 포인트 클라우드 비디오 데이터가 인코딩된 방식에 따라 디코딩할 수 있다(예를 들면 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002)의 동작의 역과정). 따라서 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006)는 포인트 클라우드 컴프레션의 역과정인 포인트 클라우드 디컴프레션 코딩을 수행하여 포인트 클라우드 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 포인트 클라우드 디컴프레션 코딩은 G-PCC 코딩을 포함한다.
렌더러(10007)는 디코딩된 포인트 클라우드 비디오 데이터를 렌더링한다. 일 실시예로, 렌더러(10007)는 디코딩된 포인트 클라우드 비디오 데이터를 뷰포트 등에 따라 렌더링할 수 있다. 렌더러(10007)는 포인트 클라우드 비디오 데이터 뿐만 아니라 오디오 데이터도 렌더링하여 포인트 클라우드 콘텐트를 출력할 수 있다. 실시예들에 따라 렌더러(10007)는 포인트 클라우드 콘텐트를 디스플레이하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 실시예들에 따라 디스플레이는 렌더러(10007)에 포함되지 않고 별도의 디바이스 또는 컴포넌트로 구현될 수 있다.
도면에 점선으로 표시된 화살표는 수신 장치(10004)에서 획득한 피드백 정보(feedback information)의 전송 경로를 나타낸다. 피드백 정보는 포인트 클라우드 콘텐트를 소비하는 사용자와의 인터랙티비를 반영하기 위한 정보로서, 사용자의 정보(예를 들면 헤드 오리엔테이션 정보, 뷰포트(Viewport) 정보 등)을 포함한다. 특히 포인트 클라우드 콘텐트가 사용자와의 상호작용이 필요한 서비스(예를 들면 자율주행 서비스 등)를 위한 콘텐트인 경우, 피드백 정보는 콘텐트 송신측(예를 들면 전송 장치(10000)) 및/또는 서비스 프로바이더에게 전달될 수 있다. 실시예들에 따라 피드백 정보는 전송 장치(10000) 뿐만 아니라 수신 장치(10004)에서도 사용될 수 있으며, 제공되지 않을 수도 있다.
실시예들에 따른 헤드 오리엔테이션 정보는 사용자의 머리 위치, 방향, 각도, 움직임 등에 대한 정보를 의미할 수 있다. 실시예들에 따른 수신 장치(10004)는 헤드 오리엔테이션 정보를 기반으로 뷰포트 정보를 계산할 수 있다. 뷰포트 정보는 사용자가 바라보고 있는 포인트 클라우드 비디오의 영역(즉, 사용자가 현재 보고 있는 영역)에 대한 정보이다. 즉, 뷰포트 정보는 사용자가 현재 포인트 클라우드 비디오 내에서 보고 있는 영역에 대한 정보이다. 다시 말해, 뷰포트 또는 뷰포트 영역은 사용자가 포인트 클라우드 비디오에서 보고 있는 영역을 의미할 수 있다. 그리고 시점(viewpoint)은 사용자가 포인트 클라우드 비디오에서 보고 있는 지점으로서, 뷰포트 영역의 정중앙 지점을 의미할 수 있다. 즉, 뷰포트는 시점을 중심으로 한 영역으로서, 그 영역이 차지하는 크기, 형태 등은 FOV(Field Of View) 에 의해 결정될 수 있다. 따라서 수신 장치(10004)는 헤드 오리엔테이션 정보 외에 장치가 지원하는 수직(vertical) 혹은 수평(horizontal) FOV 등을 기반으로 뷰포트 정보를 추출할 수 있다. 또한 수신 장치(10004)는 헤드 오리엔테이션 정보 및/또는 뷰포트 정보를 기반으로 게이즈 분석 (Gaze Analysis) 등을 수행하여 사용자의 포인트 클라우드 비디오 소비 방식, 사용자가 응시하는 포인트 클라우드 비디오 영역, 응시 시간 등을 확인할 수 있다. 실시예들에 따라 수신 장치(10004)는 게이즈 분석 결과를 포함하는 피드백 정보를 송신 장치(10000)로 전송할 수 있다. 실시예들에 따르면, VR/XR/AR/MR 디스플레이 등의 장치는 사용자의 머리 위치/방향, 장치가 지원하는 수직(vertical) 또는 수평(horizontal) FOV 등에 근거하여 뷰포트 영역을 추출할 수 있다. 실시예들에 따르면, 헤드 오리엔테이션 정보와 뷰포트 정보는 피드백 정보 또는 시그널링 정보 또는 메타데이터라 칭할 수 있다.
실시예들에 따른 피드백 정보는 렌더링 및/또는 디스플레이 과정에서 획득될 수 있다. 실시예들에 따른 피드백 정보는 수신 장치(10004)에 포함된 하나 또는 그 이상의 센서들에 의해 확보될 수 있다. 또한 실시예들에 따라 피드백 정보는 렌더러(10007) 또는 별도의 외부 엘레멘트(또는 디바이스, 컴포넌트 등)에 의해 확보될 수 있다. 도1의 점선은 렌더러(10007)에서 확보한 피드백 정보의 전달 과정을 나타낸다. 상기 피드백 정보는 송신측으로 전달되는 것뿐만 아니라, 수신측에서 소비될 수도 있다. 즉, 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 피드백 정보를 기반으로 포인트 클라우드 데이터를 처리(인코딩/디코딩/렌더링)할 수 있다. 예를 들어, 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006)와 렌더러(10007)는 피드백 정보 즉, 헤드 오리엔테이션 정보 및/또는 뷰포트 정보를 이용하여 현재 사용자가 보고 있는 영역에 대한 포인트 클라우드 비디오만 우선적으로 디코딩 및 렌더링할 수 있다.
또한 수신 장치(10004)는 피드백 정보를 전송 장치(10000)로 전송할 수 있다. 전송 장치(10000)(또는 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002))는 피드백 정보를 기반으로 인코딩 동작을 수행할 수 있다. 따라서 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 모든 포인트 클라우드 데이터를 처리(인코딩/디코딩)하지 않고, 피드백 정보를 기반으로 필요한 데이터(예를 들면 사용자의 헤드 위치에 대응하는 포인트 클라우드 데이터)를 효율적으로 처리하고, 사용자에게 포인트 클라우드 콘텐트를 제공할 수 있다.
실시예들에 따라, 전송 장치(10000)는 인코더, 전송 디바이스, 전송기, 전송 시스템 등으로 호칭될 수 있으며, 수신 장치(10004)는 디코더, 수신 디바이스, 수신기, 수신 시스템 등으로 호칭될 수 있다.
실시예들에 따른 도 1 의 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템에서 처리되는 (획득/인코딩/전송/디코딩/렌더링의 일련의 과정으로 처리되는) 포인트 클라우드 데이터는 포인트 클라우드 콘텐트 데이터 또는 포인트 클라우드 비디오 데이터라고 호칭할 수 있다. 실시예들에 따라 포인트 클라우드 콘텐트 데이터는 포인트 클라우드 데이터와 관련된 메타데이터 내지 시그널링 정보를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템의 엘리먼트들은 하드웨어, 소프트웨어, 프로세서 및/또는 그것들의 결합등으로 구현될 수 있다.
도 2는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 동작을 나타내는 블록도이다.
도 2의 블록도는 도 1에서 설명한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템의 동작을 나타낸다. 상술한 바와 같이 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 포인트 클라우드 컴프레션 코딩(예를 들면 G-PCC)을 기반으로 포인트 클라우드 데이터를 처리할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 포인트 클라우드 전송 장치(10000) 또는 포인트 클라우드 비디오 획득부(10001))은 포인트 클라우드 비디오를 획득할 수 있다(20000). 포인트 클라우드 비디오는 3차원 공간을 표현하는 좌표계에 속한 포인트 클라우드로 표현된다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오는 Ply (Polygon File format or the Stanford Triangle format) 파일을 포함할 수 있다. 포인트 클라우드 비디오가 하나 또는 그 이상의 프레임들을 갖는 경우, 획득한 포인트 클라우드 비디오는 하나 또는 그 이상의 Ply 파일들을 포함할 수 있다. Ply 파일은 포인트의 지오메트리(Geometry) 및/또는 어트리뷰트(Attribute)와 같은 포인트 클라우드 데이터를 포함한다. 지오메트리는 포인트들의 포지션들을 포함한다. 각 포인트의 포지션은 3차원 좌표계(예를 들면 XYZ축들로 이루어진 좌표계 등)를 나타내는 파라미터들(예를 들면 X축, Y축, Z축 각각의 값)로 표현될 수 있다. 어트리뷰트는 포인트들의 어트리뷰트들(예를 들면, 각 포인트의 텍스쳐 정보, 색상(YCbCr 또는 RGB), 반사율(r), 투명도 등)을 포함한다. 하나의 포인트는 하나 또는 그 이상의 어트리뷰트들(또는 속성들)을 가진다. 예를 들어 하나의 포인트는 하나의 색상인 어트리뷰트를 가질 수도 있고, 색상 및 반사율인 두 개의 어트리뷰트들을 가질 수도 있다. 실시예들에 따라, 지오메트리는 포지션들, 지오메트리 정보, 지오메트리 데이터 등으로 호칭 가능하며, 어트리뷰트는 어트리뷰트들, 어트리뷰트 정보, 어트리뷰트 데이터 등으로 호칭할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 포인트 클라우드 전송 장치(10000) 또는 포인트 클라우드 비디오 획득부(10001))은 포인트 클라우드 비디오의 획득 과정과 관련된 정보(예를 들면 깊이 정보, 색상 정보 등)로부터 포인트 클라우드 데이터를 확보할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 전송 장치(10000) 또는 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002))은 포인트 클라우드 데이터를 인코딩할 수 있다(20001). 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 포인트 클라우드 컴프레션 코딩을 기반으로 포인트 클라우드 데이터를 인코딩할 수 있다. 상술한 바와 같이 포인트 클라우드 데이터는 포인트의 지오메트리 및 어트리뷰트를 포함할 수 있다. 따라서 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 지오메트리를 인코딩하는 지오메트리 인코딩을 수행하여 지오메트리 비트스트림을 출력할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 어트리뷰트를 인코딩하는 어트리뷰트 인코딩을 수행하여 어트리뷰트 비트스트림을 출력할 수 있다. 실시예들에 따라 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 지오메트리 인코딩에 기초하여 어트리뷰트 인코딩을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 지오메트리 비트스트림 및 어트리뷰트 비트스트림은 멀티플렉싱되어 하나의 비트스트림으로 출력될 수 있다. 실시예들에 따른 비트스트림은 지오메트리 인코딩 및 어트리뷰트 인코딩과 관련된 시그널링 정보를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 전송 장치(10000) 또는 트랜스미터(10003))는 인코딩된 포인트 클라우드 데이터를 전송할 수 있다(20002). 도1에서 설명한 바와 같이 인코딩된 포인트 클라우드 데이터는 지오메트리 비트스트림, 어트리뷰트 비트스트림으로 표현될 수 있다. 또한 인코딩된 포인트 클라우드 데이터는 포인트 클라우드 데이터의 인코딩과 관련된 시그널링 정보(예를 들면 지오메트리 인코딩 및 어트리뷰트 인코딩과 관련된 시그널링 정보)과 함께 비트스트림의 형태로 전송될 수 있다. 또한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 인코딩된 포인트 클라우드 데이터를 전송하는 비트스트림을 인캡슐레이션 하여 파일 또는 세그먼트의 형태로 전송할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 리시버(10005))은 인코딩된 포인트 클라우드 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 리시버(10005))은 비트스트림을 디멀티플렉싱할 수 있다.
포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 포인트 클라우드 비디오 디코더(10005))은 비트스트림으로 전송되는 인코딩된 포인트 클라우드 데이터(예를 들면 지오메트리 비트스트림, 어트리뷰트 비트스트림)을 디코딩할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 포인트 클라우드 비디오 디코더(10005))은 비트스트림에 포함된 포인트 클라우드 비디오 데이터의 인코딩과 관련된 시그널링 정보를 기반으로 포인트 클라우드 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 포인트 클라우드 비디오 디코더(10005))은 지오메트리 비트스트림을 디코딩하여 포인트들의 포지션들(지오메트리)을 복원할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 복원한 지오메트리를 기반으로 어트리뷰트 비트스트림을 디코딩하여 포인트들의 어트리뷰트들을 복원할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 포인트 클라우드 비디오 디코더(10005))은 복원된 지오메트리에 따른 포지션들 및 디코딩된 어트리뷰트를 기반으로 포인트 클라우드 비디오를 복원할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 렌더러(10007))은 디코딩된 포인트 클라우드 데이터를 렌더링할 수 있다(20004). 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 렌더러(10007))은 디코딩 과정을 통해 디코딩된 지오메트리 및 어트리뷰트들을 다양한 렌더링 방식에 따라 렌더링 할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트의 포인트들은 일정 두께를 갖는 정점, 해당 정점 위치를 중앙으로 하는 특정 최소 크기를 갖는 정육면체, 또는 정점 위치를 중앙으로 하는 원 등으로 렌더링 될 수도 있다. 렌더링된 포인트 클라우드 콘텐트의 전부 또는 일부 영역은 디스플레이 (예를 들면 VR/AR 디스플레이, 일반 디스플레이 등)을 통해 사용자에게 제공된다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(예를 들면 수신 장치(10004))는 피드백 정보를 확보할 수 있다(20005). 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 피드백 정보를 기반으로 포인트 클라우드 데이터를 인코딩 및/또는 디코딩할 수 있다. 실시예들에 따른 피드백 정보 및 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템의 동작은 도 1에서 설명한 피드백 정보 및 동작과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 3은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 캡쳐 과정의 예시를 나타낸다.
도 3은 도 1 내지 도 2에서 설명한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템의 포인트 클라우드 비디오 캡쳐 과정의 예시를 나타낸다.
포인트 클라우드 콘텐트는 다양한 3차원 공간(예를 들면 현실 환경을 나타내는 3차원 공간, 가상 환경을 나타내는3차원 공간 등)에 위치한 오브젝트(object) 및/또는 환경을 나타내는 포인트 클라우드 비디오(이미지들 및/또는 영상들)을 포함한다. 따라서 실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 포인트 클라우드 콘텐트를 생성하기 위하여 하나 또는 그 이상의 카메라(camera)들(예를 들면, 깊이 정보를 확보할 수 있는 적외선 카메라, 깊이 정보에 대응되는 색상 정보를 추출 할 수 있는 RGB 카메라 등), 프로젝터(예를 들면 깊이 정보를 확보하기 위한 적외선 패턴 프로젝터 등), 라이다(LiDAR)등을 사용하여 포인트 클라우드 비디오를 캡쳐할 수 있다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 깊이 정보로부터 3차원 공간상의 포인트들로 구성된 지오메트리의 형태를 추출하고, 색상정보로부터 각 포인트의 어트리뷰트를 추출하여 포인트 클라우드 데이터를 확보할 수 있다. 실시예들에 따른 이미지 및/또는 영상은 인워드-페이싱(inward-facing) 방식 및 아웃워드-페이싱(outward-facing) 방식 중 적어도 어느 하나 이상을 기반으로 캡쳐될 수 있다.
도3의 왼쪽은 인워드-페이싱 방식을 나타낸다. 인워드-페이싱 방식은 중심 오브젝트를 둘러싸고 위치한 하나 또는 그 이상의 카메라들(또는 카메라 센서들)이 중심 오브젝트를 캡쳐하는 방식을 의미한다. 인워드-페이싱 방식은 핵심 객체에 대한 360도 이미지를 사용자에게 제공하는 포인트 클라우드 콘텐트(예를 들면 사용자에게 객체(예-캐릭터, 선수, 물건, 배우 등 핵심이 되는 객체)의 360도 이미지를 제공하는 VR/AR 콘텐트)를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도3의 오른쪽은 아웃워드-페이싱 방식을 나타낸다. 아웃워드-페이싱 방식은 중심 오브젝트를 둘러싸고 위치한 하나 또는 그 이상의 카메라들(또는 카메라 센서들)이 중심 오브젝트가 아닌 중심 오브젝트의 환경을 캡쳐하는 방식을 의미한다. 아웃워드-페이싱 방식은 사용자의 시점에서 나타나는 주변 환경을 제공하기 위한 포인트 클라우드 콘텐트(예를 들면, 자율 주행 차량의 사용자에게 제공될 수 있는 외부 환경을 나타내는 콘텐트)를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 포인트 클라우드 콘텐트는 하나 또는 그 이상의 카메라들의 캡쳐 동작을 기반으로 생성될 수 있다. 이 경우 각 카메라의 좌표계가 다를 수 있으므로 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 캡쳐 동작 이전에 글로벌 공간 좌표계(global coordinate system)을 설정하기 위하여 하나 또는 그 이상의 카메라들의 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 상술한 캡쳐 방식으로 캡쳐된 이미지 및/또는 영상과 임의의 이미지 및/또는 영상을 합성하여 포인트 클라우드 콘텐트를 생성할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 가상 공간을 나타내는 포인트 클라우드 콘텐트를 생성하는 경우, 도3에서 설명한 캡쳐 동작을 수행하지 않을 수 있다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 캡쳐한 이미지 및/또는 영상에 대해 후처리를 수행할 수 있다. 즉, 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 원하지 않는 영역(예를 들면 배경)을 제거하거나, 캡쳐한 이미지들 및/또는 영상들이 연결된 공간을 인식하고, 구멍(spatial hole)이 있는 경우 이를 메우는 동작을 수행할 수 있다.
또한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 각 카메라로부터 확보한 포인트 클라우드 비디오의 포인트들에 대하여 좌표계 변환을 수행하여 하나의 포인트 클라우드 콘텐트를 생성할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 각 카메라의 위치 좌표를 기준으로 포인트들의 좌표계 변환을 수행할 수 있다. 이에 따라, 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 하나의 넓은 범위를 나타내는 콘텐트를 생성할 수도 있고, 포인트들의 밀도가 높은 포인트 클라우드 콘텐트를 생성할 수도 있다.
도 4는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(Point Cloud Video Encoder)의 예시를 나타낸다.
도 4는 도 1의 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002)의 상세 예시를 나타낸다. 포인트 클라우드 비디오 인코더는 네트워크의 상황 혹은 애플리케이션 등에 따라 포인트 클라우드 콘텐트의 질(예를 들어 무손실-lossless, 손실-lossy, near-lossless)을 조절하기 위하여 포인트 클라우드 데이터(예를 들면 포인트들의 포지션들 및/또는 어트리뷰트들)을 재구성하고 인코딩 동작을 수행한다. 포인트 클라우드 콘텐트의 전체 사이즈가 큰 경우(예를 들어 30 fps의 경우 60 Gbps인 포인트 클라우드 콘텐트) 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 해당 콘텐트를 리얼 타임 스트리밍하지 못할 수 있다. 따라서 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템은 네트워크 환경등에 맞춰 제공하기 위하여 최대 타깃 비트율(bitrate)을 기반으로 포인트 클라우드 콘텐트를 재구성할 수 있다.
도 1 내지 도2 에서 설명한 바와 같이 포인트 클라우드 비디오 인코더는 지오메트리 인코딩 및 어트리뷰트 인코딩을 수행할 수 있다. 지오메트리 인코딩은 어트리뷰트 인코딩보다 먼저 수행된다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 좌표계 변환부(Transformation Coordinates unit, 40000), 양자화부(Quantization unit, 40001), 옥트리 분석부(Octree Analysis unit, 40002), 서페이스 어프록시메이션 분석부(Surface Approximation Analysis unit, 40003), 아리스메틱 인코더(Arithmetic Encode, 40004), 지오메트리 리컨스트럭션부(Geometry Reconstruction unit, 40005), 컬러 변환부(Color Transformation unit, 40006), 어트리뷰트 변환부(Attribute Transformation unit, 40007), RAHT(Region Adaptive Hierarchical Transform) 변환부(40008), LOD생성부( LOD Generation unit, 40009), 리프팅 변환부(Lifting Transformation unit)(40010), 계수 양자화부(Coefficient Quantization unit, 40011) 및/또는 아리스메틱 인코더(Arithmetic Encoder, 40012)를 포함한다.
좌표계 변환부(40000), 양자화부(40001), 옥트리 분석부(40002), 서페이스 어프록시메이션 분석부(40003), 아리스메틱 인코더(40004), 및 지오메트리 리컨스트럭션부(40005)는 지오메트리 인코딩을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 지오메트리 인코딩은 옥트리 지오메트리 코딩, 다이렉트 코딩(direct coding), 트라이숩 지오메트리 인코딩(trisoup geometry encoding) 및 엔트로피 인코딩을 포함할 수 있다. 다이렉트 코딩 및 트라이숩 지오메트리 인코딩은 선택적으로 또는 조합으로 적용된다. 또한 지오메트리 인코딩은 위의 예시에 국한되지 않는다.
도면에 도시된 바와 같이, 실시예들에 따른 좌표계 변환부(40000)는 포지션들을 수신하여 좌표계(coordinate)로 변환한다. 예를 들어, 포지션들은 3차원 공간 (예를 들면XYZ 좌표계로 표현되는 3차원 공간 등)의 위치 정보로 변환될 수 있다. 실시예들에 따른 3차원 공간의 위치 정보는 지오메트리 정보로 지칭될 수 있다.
실시예들에 따른 양자화부(40001)는 지오메트리를 양자화한다. 예를 들어, 양자화부(40001)는 전체 포인트들의 최소 위치 값(예를 들면 X축, Y축, Z축 에 대하여 각축상의 최소 값)을 기반으로 포인트들을 양자화 할 수 있다. 양자화부(40001)는 최소 위치 값과 각 포인트의 위치 값의 차이에 기 설정된 양자 스케일(quantization scale) 값을 곱한 뒤, 내림 또는 올림을 수행하여 가장 가까운 정수 값을 찾는 양자화 동작을 수행한다. 따라서 하나 또는 그 이상의 포인트들은 동일한 양자화된 포지션 (또는 포지션 값)을 가질 수 있다. 실시예들에 따른 양자화부(40001)는 양자화된 포인트들을 재구성하기 위해 양자화된 포지션들을 기반으로 복셀화(voxelization)를 수행한다. 복셀화는 3차원 공간 상의 위치정보를 표현하는 최소한의 유닛을 의미한다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트(또는 3차원 포인트 클라우드 비디오)의 포인트들은 하나 또는 그 이상의 복셀(voxel)들에 포함될 수 있다. 복셀은 볼륨(Volume)과 픽셀(Pixel)의 조합어로서, 3차원 공간을 표현하는 축들(예를 들면 X축, Y축, Z축)을 기반으로 3차원 공간을 유닛(unit=1.0) 단위로 나누었을 때 발생하는 3차원 큐빅 공간을 의미한다. 양자화부(40001)는 3차원 공간의 포인트들의 그룹들을 복셀들로 매칭할 수 있다. 실시예들에 따라 하나의 복셀은 하나의 포인트만 포함할 수 있다. 실시예들에 따라 하나의 복셀은 하나 또는 그 이상의 포인트들을 포함할 수 있다. 또한 하나의 복셀을 하나의 포인트로 표현하기 위하여, 하나의 복셀에 포함된 하나 또는 그 이상의 포인트들의 포지션들을 기반으로 해당 복셀의 중앙점(center point)의 포지션을 설정할 수 있다. 이 경우 하나의 복셀에 포함된 모든 포지션들의 어트리뷰트들은 통합되어(combined) 해당 복셀에 할당될(assigned)수 있다.
실시예들에 따른 옥트리 분석부(40002)는 복셀을 옥트리(octree) 구조로 나타내기 위한 옥트리 지오메트리 코딩(또는 옥트리 코딩)을 수행한다. 옥트리 구조는 팔진 트리 구조에 기반하여 복셀에 매칭된 포인트들을 표현한다.
실시예들에 따른 서페이스 어프록시메이션 분석부(40003)는 옥트리를 분석하고, 근사화할 수 있다. 실시예들에 따른 옥트리 분석 및 근사화는 효율적으로 옥트리 및 복셀화를 제공하기 위해서 다수의 포인트들을 포함하는 영역에 대해 복셀화하기 위해 분석하는 과정이다.
실시예들에 따른 아리스메틱 인코더(40004)는 옥트리 및/또는 근사화된 옥트리를 엔트로피 인코딩한다. 예를 들어, 인코딩 방식은 아리스메틱(Arithmetic) 인코딩 방법을 포함한다. 인코딩의 결과로 지오메트리 비트스트림이 생성된다.
컬러 변환부(40006), 어트리뷰트 변환부(40007), RAHT 변환부(40008), LOD생성부(40009), 리프팅 변환부(40010), 계수 양자화부(40011) 및/또는 아리스메틱 인코더(40012)는 어트리뷰트 인코딩을 수행한다. 상술한 바와 같이 하나의 포인트는 하나 또는 그 이상의 어트리뷰트들을 가질 수 있다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 인코딩은 하나의 포인트가 갖는 어트리뷰트들에 대해 동일하게 적용된다. 다만, 하나의 어트리뷰트(예를 들면 색상)이 하나 또는 그 이상의 요소들을 포함하는 경우, 각 요소마다 독립적인 어트리뷰트 인코딩이 적용된다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 인코딩은 컬러 변환 코딩, 어트리뷰트 변환 코딩, RAHT(Region Adaptive Hierarchical Transform) 코딩, 예측 변환(Interpolation-based hierarchical nearest-neighbour prediction-Prediction Transform) 코딩 및 리프팅 변환 (interpolation-based hierarchical nearest-neighbour prediction with an update/lifting step (Lifting Transform)) 코딩을 포함할 수 있다. 포인트 클라우드 콘텐트에 따라 상술한 RAHT 코딩, 예측 변환 코딩 및 리프팅 변환 코딩은 선택적으로 사용되거나, 하나 또는 그 이상의 코딩들의 조합이 사용될 수 있다. 또한 실시예들에 따른 어트리뷰트 인코딩은 상술한 예시에 국한되는 것은 아니다.
실시예들에 따른 컬러 변환부(40006)는 어트리뷰트들에 포함된 컬러 값(또는 텍스쳐)을 변환하는 컬러 변환 코딩을 수행한다. 예를 들어, 컬러 변환부(40006)는 색상 정보의 포맷을 변환(예를 들어 RGB에서 YCbCr로 변환)할 수 있다. 실시예들에 따른 컬러 변환부(40006)의 동작은 어트리뷰트들에 포함된 컬러값에 따라 옵셔널(optional)하게 적용될 수 있다.
실시예들에 따른 지오메트리 리컨스트럭션부(40005)는 옥트리 및/또는 근사화된 옥트리를 재구성(디컴프레션)한다. 지오메트리 리컨스트럭션부(40005)는 포인트들의 분포를 분석한 결과에 기반하여 옥트리/복셀을 재구성한다. 재구성된 옥트리/복셀은 재구성된 지오메트리(또는 복원된 지오메트리)로 호칭될 수 있다.
실시예들에 따른 어트리뷰트 변환부(40007)는 지오메트리 인코딩이 수행되지 않은 포지션들 및/또는 재구성된 지오메트리를 기반으로 어트리뷰트들을 변환하는 어트리뷰트 변환을 수행한다. 상술한 바와 같이 어트리뷰트들은 지오메트리에 종속되므로, 어트리뷰트 변환부(40007)는 재구성된 지오메트리 정보를 기반으로 어트리뷰트들을 변환할 수 있다. 예를 들어, 어트리뷰트 변환부(40007)는 복셀에 포함된 포인트의 포지션값을 기반으로 그 포지션의 포인트가 가지는 어트리뷰트를 변환할 수 있다. 상술한 바와 같이 하나의 복셀에 포함된 하나 또는 그 이상의 포인트들의 포지션들을 기반으로 해당 복셀의 중앙점의 포지션이 설정된 경우, 어트리뷰트 변환부(40007)는 하나 또는 그 이상의 포인트들의 어트리뷰트들을 변환한다. 트라이숩 지오메트리 인코딩이 수행된 경우, 어트리뷰트 변환부(40007)는 트라이숩 지오메트리 인코딩을 기반으로 어트리뷰트들을 변환할 수 있다.
어트리뷰트 변환부(40007)는 각 복셀의 중앙점의 포지션(또는 포지션 값)으로부터 특정 위치/반경 내에 이웃하고 있는 포인트들의 어트리뷰트들 또는 어트리뷰트 값들(예를 들면 각 포인트의 색상, 또는 반사율 등)의 평균값을 계산하여 어트리뷰트 변환을 수행할 수 있다. 어트리뷰트 변환부(40007)는 평균값 계산시 중앙점으로부터 각 포인트까지의 거리에 따른 가중치를 적용할 수 있다. 따라서 각 복셀은 포지션과 계산된 어트리뷰트(또는 어트리뷰트 값)을 갖게 된다.
어트리뷰트 변환부(40007)는 K-D 트리 또는 몰톤(morton) 코드를 기반으로 각 복셀의 중앙점의 포지션으로부터 특정 위치/반경 내에 존재하는 이웃 포인트들을 탐색할 수 있다. K-D 트리는 이진 탐색 트리(binary search tree)로 빠르게 최단 이웃점 탐색(Nearest Neighbor Search-NNS)이 가능하도록 point들을 위치 기반으로 관리할 수 있는 자료 구조를 지원한다. 몰톤 코드는 모든 포인트들의 3차원 포지션을 나타내는 좌표값(예를 들면 (x, y, z))을 비트값으로 나타내고, 비트들을 믹싱하여 생성된다. 예를 들어 포인트의 포지션을 나타내는 좌표값이 (5, 9, 1)일 경우 좌표값의 비트 값은 (0101, 1001, 0001)이다. 비트 값을z, y, x 순서로 비트 인덱스에 맞춰 믹싱하면 010001000111이다. 이 값을 10진수로 나타내면 1095이 된다. 즉, 좌표값이 (5, 9, 1)인 포인트의 몰톤 코드 값은 1095이다. 어트리뷰트 변환부(40007)는 몰톤 코드 값을 기준으로 포인트들을 정렬하고depth-first traversal 과정을 통해 최단 이웃점 탐색(NNS)을 할 수 있다. 어트리뷰트 변환 동작 이후, 어트리뷰트 코딩을 위한 다른 변환 과정에서도 최단 이웃점 탐색(NNS)이 필요한 경우, K-D 트리 또는 몰톤 코드가 활용된다.
도면에 도시된 바와 같이 변환된 어트리뷰트들은 RAHT 변환부(40008) 및/또는 LOD 생성부(40009)로 입력된다.
실시예들에 따른 RAHT 변환부(40008)는 재구성된 지오메트리 정보에 기반하여 어트리뷰트 정보를 예측하는 RAHT코딩을 수행한다. 예를 들어, RAHT 변환부(40008)는 옥트리의 하위 레벨에 있는 노드와 연관된 어트리뷰트 정보에 기반하여 옥트리의 상위 레벨에 있는 노드의 어트리뷰트 정보를 예측할 수 있다.
실시예들에 따른 LOD생성부(40009)는 LOD(Level of Detail)를 생성한다. 실시예들에 따른 LOD는 포인트 클라우드 콘텐트의 디테일을 나타내는 정도로서, LOD 값이 작을 수록 포인트 클라우드 콘텐트의 디테일이 떨어지고, LOD 값이 클 수록 포인트 클라우드 콘텐트의 디테일이 높음을 나타낸다. 포인트들을 LOD에 따라 분류될 수 있다.
실시예들에 따른 리프팅 변환부(40010)는 포인트 클라우드의 어트리뷰트들을 가중치에 기반하여 변환하는 리프팅 변환 코딩을 수행한다. 상술한 바와 같이 리프팅 변환 코딩은 선택적으로 적용될 수 있다.
실시예들에 따른 계수 양자화부(40011)은 어트리뷰트 코딩된 어트리뷰트들을 계수에 기반하여 양자화한다.
실시예들에 따른 아리스메틱 인코더(40012)는 양자화된 어트리뷰트들을 아리스메틱 코딩 에 기반하여 인코딩한다.
도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더의 엘레멘트들은 도면에 도시되지 않았으나 포인트 클라우드 콘텐트 제공 장치에 포함된 하나 또는 그 이상의 메모리들과 통신가능하도록 설정된 하나 또는 그 이상의 프로세서들 또는 집적 회로들(integrated circuits)을 포함하는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 프로세서들은 상술한 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더의 엘레멘트들의 동작들 및/또는 기능들 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다. 또한 하나 또는 그 이상의 프로세서들은 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더의 엘레멘트들의 동작들 및/또는 기능들을 수행하기 위한 소프트웨어 프로그램들 및/또는 인스트럭션들의 세트를 동작하거나 실행할 수 있다. 실시예들에 따른 하나 또는 그 이상의 메모리들은 하이 스피드 랜덤 억세스 메모리를 포함할 수도 있고, 비휘발성 메모리(예를 들면 하나 또는 그 이상의 마그네틱 디스크 저장 디바이스들, 플래쉬 메모리 디바이스들, 또는 다른 비휘발성 솔리드 스테이트 메모리 디바이스들(Solid-state memory devices)등)를 포함할 수 있다.
도 5 는 실시예들에 따른 복셀의 예시를 나타낸다.
도 5는 X축, Y축, Z축의 3가지 축으로 구성된 좌표계로 표현되는 3차원 공간상에 위치한 복셀을 나타낸다. 도 4에서 설명한 바와 같이 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 양자화부(40001) 등)은 복셀화를 수행할 수 있다. 복셀은 3차원 공간을 표현하는 축들(예를 들면 X축, Y축, Z축)을 기반으로 3차원 공간을 유닛(unit=1.0) 단위로 나누었을 때 발생하는 3차원 큐빅 공간을 의미한다. 도 5는 두 개의 극점들(0,0,0) 및 (2d, 2d, 2d) 으로 정의되는 바운딩 박스(cubical axis-aligned bounding box)를 재귀적으로 분할(recursive subdividing)하는 옥트리 구조를 통해 생성된 복셀의 예시를 나타낸다. 하나의 복셀은 적어도 하나 이상의 포인트를 포함한다. 복셀은 복셀군(voxel group)과의 포지션 관계로부터 공간 좌표를 추정 할 수 있다. 상술한 바와 같이 복셀은 2차원 이미지/영상의 픽셀과 마찬가지로 어트리뷰트(색상 또는 반사율 등)을 가진다. 복셀에 대한 구체적인 설명은 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
도 6은 실시예들에 따른 옥트리 및 오큐판시 코드 (occupancy code)의 예시를 나타낸다.
도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 같이 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템(포인트 클라우드 비디오 인코더(10002)) 또는 포인트 클라우드 비디오 인코더의 옥트리 분석부(40002))는 복셀의 영역 및/또는 포지션을 효율적으로 관리하기 위하여 옥트리 구조 기반의 옥트리 지오메트리 코딩(또는 옥트리 코딩)을 수행한다.
도 6의 상단은 옥트리 구조를 나타낸다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 콘텐트의 3차원 공간은 좌표계의 축들(예를 들면 X축, Y축, Z축)로 표현된다. 옥트리 구조는 두 개의 극점들(0,0,0) 및 (2d, 2d, 2d) 으로 정의되는 바운딩 박스(cubical axis-aligned bounding box)를 재귀적으로 분할(recursive subdividing)하여 생성된다. 2d는 포인트 클라우드 콘텐트(또는 포인트 클라우드 비디오)의 전체 포인트들을 감싸는 가장 작은 바운딩 박스를 구성하는 값으로 설정될 수 있다. d는 옥트리의 깊이(depth)를 나타낸다. d값은 다음의 수학식 1에 따라 결정된다. 하기 수학식 1에서 (xint n, yint n, zint n)는 양자화된 포인트들의 포지션들(또는 포지션 값들)을 나타낸다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2021006726-appb-img-000001
도 6의 상단의 중간에 도시된 바와 같이, 분할에 따라 전체 3차원 공간은 8개의 공간들로 분할될 수 있다. 분할된 각 공간은 6개의 면들을 갖는 큐브로 표현된다. 도 6의 상단의 오른쪽에 도시된 바와 같이 8개의 공간들 각각은 다시 좌표계의 축들(예를 들면 X축, Y축, Z축)을 기반으로 분할된다. 따라서 각 공간은 다시 8개의 작은 공간들로 분할된다. 분할된 작은 공간 역시 6개의 면들을 갖는 큐브로 표현된다. 이와 같은 분할 방식은 옥트리의 리프 노드(leaf node)가 복셀이 될 때까지 적용된다.
도 6의 하단은 옥트리의 오큐판시 코드를 나타낸다. 옥트리의 오큐판시 코드는 하나의 공간이 분할되어 발생되는 8개의 분할된 공간들 각각이 적어도 하나의 포인트를 포함하는지 여부를 나타내기 위해 생성된다. 따라서 하나의 오큐판시 코드는 8개의 자식 노드(child node)들로 표현된다. 각 자식 노드는 분할된 공간의 오큐판시를 나타내며, 자식 노드는 1비트의 값을 갖는다. 따라서 오큐판시 코드는 8 비트 코드로 표현된다. 즉, 자식 노드에 대응하는 공간에 적어도 하나의 포인트가 포함되어 있으면 해당 노드는 1값을 갖는다. 자식 노드에 대응하는 공간에 포인트가 포함되어 있지 않으면 (empty), 해당 노드는 0값을 갖는다. 도 6에 도시된 오큐판시 코드는 00100001이므로 8개의 자식 노드 중 3번째 자식 노드 및 8번째 자식 노드에 대응하는 공간들은 각각 적어도 하나의 포인트를 포함함을 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이 3번째 자식 노드 및 8번째 자식 노드는 각각 8개의 자식 노드를 가지며, 각 자식 노드는 8비트의 오큐판시 코드로 표현된다. 도면은 3번째 자식 노드의 오큐판시 코드가 10000111이고, 8번째 자식 노드의 오큐판시 코드가 01001111임을 나타낸다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 아리스메틱 인코더(40004))는 오큐판시 코드를 엔트로피 인코딩할 수 있다. 또한 압축 효율을 높이기 위해 포인트 클라우드 비디오 인코더는 오큐판시 코드를 인트라/인터 코딩할 수 있다. 실시예들에 따른 수신 장치(예를 들면 수신 장치(10004) 또는 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006))는 오큐판시 코드를 기반으로 옥트리를 재구성한다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 옥트리 분석부(40002))는 포인트들의 포지션들을 저장하기 위해 복셀화 및 옥트리 코딩을 수행할 수 있다. 하지만 3차원 공간 내 포인트들이 언제나 고르게 분포하는 것은 아니므로, 포인트들이 많이 존재하지 않는 특정 영역이 존재할 수 있다. 따라서 3차원 공간 전체에 대해 복셀화를 수행하는 것은 비효율 적이다. 예를 들어 특정 영역에 포인트가 거의 존재하지 않는다면, 해당 영역까지 복셀화를 수행할 필요가 없다.
따라서 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 상술한 특정 영역(또는 옥트리의 리프 노드를 제외한 노드)에 대해서는 복셀화를 수행하지 않고, 특정 영역에 포함된 포인트들의 포지션을 직접 코딩하는 다이렉트 코딩(Direct coding)을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 다이렉트 코딩 포인트의 좌표들은 다이렉트 코딩 모드(Direct Coding Mode, DCM)으로 호칭된다. 또한 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 표면 모델(surface model)을 기반으로 특정 영역(또는 노드)내의 포인트들의 포지션들을 복셀 기반으로 재구성하는 트라이숩 지오메트리 인코딩(Trisoup geometry encoding)을 수행할 수 있다. 트라이숩 지오메트리 인코딩은 오브젝트의 표현을 삼각형 메쉬(triangle mesh)의 시리즈로 표현하는 지오메트리 인코딩이다. 따라서 포인트 클라우드 비디오 디코더는 메쉬 표면으로부터 포인트 클라우드를 생성할 수 있다. 실시예들에 따른 다이렉트 코딩 및 트라이숩 지오메트리 인코딩은 선택적으로 수행될 수 있다. 또한 실시예들에 따른 다이렉트 코딩 및 트라이숩 지오메트리 인코딩은 옥트리 지오메트리 코딩(또는 옥트리 코딩)과 결합되어 수행될 수 있다.
다이렉트 코딩(Direct coding)을 수행하기 위해서는 다이렉트 코딩을 적용하기 위한 직접 모드(direct mode) 사용 옵션이 활성화 되어 있어야 하며, 다이렉트 코딩을 적용할 노드는 리프 노드가 아니고, 특정 노드 내에 한계치(threshold) 이하의 포인트들이 존재해야 한다. 또한 다이렉트 코딩의 대상이 되는 전체 포인트들의 개수는 기설정된 한계값을 넘어서는 안된다. 위의 조건이 만족되면, 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들어, 아리스메틱 인코더(40004))는 포인트들의 포지션들(또는 포지션 값들)을 엔트로피 코딩할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 서페이스 어프록시메이션 분석부(40003))는 옥트리의 특정 레벨(레벨은 옥트리의 깊이 d보다는 작은 경우)을 정하고, 그 레벨부터는 표면 모델을 사용하여 노드 영역내의 포인트의 포지션을 복셀 기반으로 재구성하는 트라이숩 지오메트리 인코딩을 수행할 수 있다(트라이숩 모드). 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 트라이숩 지오메트리 인코딩을 적용할 레벨을 지정할 수 있다. 예를 들어, 지정된 레벨이 옥트리의 깊이와 같으면 포인트 클라우드 비디오 인코더는 트라이숩 모드로 동작하지 않는다. 즉, 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 지정된 레벨이 옥트리의 깊이값 보다 작은 경우에만 트라이숩 모드로 동작할 수 있다. 실시예들에 따른 지정된 레벨의 노드들의 3차원 정육면체 영역을 블록(block)이라 호칭한다. 하나의 블록은 하나 또는 그 이상의 복셀들을 포함할 수 있다. 블록 또는 복셀은 브릭(brick)에 대응될 수도 있다. 각 블록 내에서 지오메트리는 표면(surface)으로 표현된다. 실시예들에 따른 표면은 최대 한번 블록의 각 엣지(edge, 모서리)와 교차할 수 있다.
하나의 블록은 12개의 엣지들을 가지므로, 하나의 블록 내 적어도 12개의 교차점들이 존재한다. 각 교차점은 버텍스(vertex, 정점 또는 꼭지점)라 호칭된다. 엣지를 따라 존재하는 버텍스은 해당 엣지를 공유하는 모든 블록들 중 그 엣지에 인접한 적어도 하나의 오큐파이드 복셀(occupied voxel)이 있는 경우 감지된다. 실시예들에 따른 오큐파이드 복셀은 포인트를 포함하는 복셀을 의미한다. 엣지를 따라 검출된 버텍스의 포지션은 해당 엣지를 공유하는 모든 블록들 중 해당 엣지에 인접한 모든 복셀들의 엣지에 따른 평균 포지션(the average position along the edge of all voxels)이다.
버텍스가 검출되면 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 엣지의 시작점(x, y, z), 엣지의 방향벡터(
Figure PCTKR2021006726-appb-img-000002
x,
Figure PCTKR2021006726-appb-img-000003
y,
Figure PCTKR2021006726-appb-img-000004
z), 버텍스 위치 값 (엣지 내의 상대적 위치 값)들을 엔트로피 코딩할 수 있다. 트라이숩 지오메트리 인코딩이 적용된 경우, 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 지오메트리 리컨스트럭션부(40005))는 삼각형 재구성(triangle reconstruction), 업-샘플링(up-sampling), 복셀화 과정을 수행하여 복원된 지오메트리(재구성된 지오메트리)를 생성할 수 있다.
블록의 엣지에 위치한 버텍스들은 블록을 통과하는 표면(surface)를 결정한다. 실시예들에 따른 표면은 비평면 다각형이다. 삼각형 재구성 과정은 엣지의 시작점, 엣지의 방향 벡터와 버텍스의 위치값을 기반으로 삼각형으로 나타내는 표면을 재구성한다. 삼각형 재구성 과정은 다음의 수학식 2와 같다. ①각 버텍스들의 중심(centroid)값을 계산하고, ②각 버텍스값에서 중심 값을 뺀 값들에 ③자승을 수행하고 그 값을 모두 더한 값을 구한다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2021006726-appb-img-000005
그리고나서, 더해진 값의 최소값을 구하고, 최소값이 있는 축에 따라서 프로젝션 (Projection, 투영) 과정을 수행한다. 예를 들어 x 요소(element)가 최소인 경우, 각 버텍스를 블록의 중심을 기준으로 x축으로 프로젝션 시키고, (y, z) 평면으로 프로젝션 시킨다. (y, z)평면으로 프로젝션 시키면 나오는 값이 (ai, bi)라면 atan2(bi, ai)를 통해 θ값을 구하고, θ값을 기준으로 버텍스들(vertices)을 정렬한다. 하기의 표 1은 버텍스들의 개수에 따라 삼각형을 생성하기 위한 버텍스들의 조합을 나타낸다. 버텍스들은 1부터 n까지의 순서로 정렬된다. 하기 표 1은 4개의 버텍스들에 대하여, 버텍스들의 조합에 따라 두 개의 삼각형들이 구성될 수 있음을 나타낸다. 첫번째 삼각형은 정렬된 버텍스들 중 1, 2, 3번째 버텍스들로 구성되고, 두번째 삼각형은 정렬된 버텍스들 중 3, 4, 1번째 버텍스들로 구성될 수 있다.
표 1. Triangles formed from vertices ordered 1,…, n
n Triangles
3 (1,2,3)
4 (1,2,3), (3,4,1)
5 (1,2,3), (3,4,5), (5,1,3)
6 (1,2,3), (3,4,5), (5,6,1), (1,3,5)
7 (1,2,3), (3,4,5), (5,6,7), (7,1,3), (3,5,7)
8 (1,2,3), (3,4,5), (5,6,7), (7,8,1), (1,3,5), (5,7,1)
9 (1,2,3), (3,4,5), (5,6,7), (7,8,9), (9,1,3), (3,5,7), (7,9,3)
10 (1,2,3), (3,4,5), (5,6,7), (7,8,9), (9,10,1), (1,3,5), (5,7,9), (9,1,5)
11 (1,2,3), (3,4,5), (5,6,7), (7,8,9), (9,10,11), (11,1,3), (3,5,7), (7,9,11), (11,3,7)
12 (1,2,3), (3,4,5), (5,6,7), (7,8,9), (9,10,11), (11,12,1), (1,3,5), (5,7,9), (9,11,1), (1,5,9)
업샘플링 과정은 삼각형의 엣지를 따라서 중간에 점들을 추가하여 복셀화 하기 위해서 수행된다. 업샘플링 요소 값(upsampling factor)과 블록의 너비를 기준으로 추가 점들을 생성한다. 추가점은 리파인드 버텍스(refined vertices)라고 호칭된다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 리파인드 버텍스들을 복셀화할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 비디오 인코더는 복셀화 된 포지션(또는 포지션 값)을 기반으로 어트리뷰트 인코딩을 수행할 수 있다.
도 7은 실시예들에 따른 이웃 노드 패턴의 예시를 나타낸다.
포인트 클라우드 비디오의 압축 효율을 증가시키기 위하여 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 콘텍스트 어탭티브 아리스메틱 (context adaptive arithmetic) 코딩을 기반으로 엔트로피 코딩을 수행할 수 있다.
도 1 내지 도 6에서 설명한 바와 같이 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템 또는 도 2의 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002) 또는 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더 또는 아리스메틱 인코더(40004)는 오큐판시 코드를 곧바로 엔트로피 코딩할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템 또는 포인트 클라우드 비디오 인코더는 현재 노드의 오큐판시 코드와 이웃 노드들의 오큐판시를 기반으로 엔트로피 인코딩(인트라 인코딩)을 수행하거나, 이전 프레임의 오큐판시 코드를 기반으로 엔트로피 인코딩(인터 인코딩)을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 프레임은 동일한 시간에 생성된 포인트 클라우드 비디오의 집합을 의미한다. 실시예들에 따른 인트라 인코딩/인터 인코딩의 압축 효율은 참조하는 이웃 노드들의 개수에 따라 달라질 수 있다. 비트가 커지면 복잡해지지만 한쪽으로 치우치게 만들어서 압축 효율이 높아질 수 있다. 예를 들어 3-bit context를 가지면, 2의 3승인 = 8가지 방법으로 코딩 해야 한다. 나누어 코딩을 하는 부분은 구현의 복잡도에 영향을 준다. 따라서 압축의 효율과 복잡도의 적정 수준을 맞출 필요가 있다.
도7은 이웃 노드들의 오큐판시를 기반으로 오큐판시 패턴을 구하는 과정을 나타낸다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 옥트리의 각 노드의 이웃 노드들의 오큐판시(occupancy)를 판단하고 이웃 노드 패턴(neighbor pattern) 값을 구한다. 이웃 노드 패턴은 해당 노드의 오큐판시 패턴을 추론하기 위해 사용된다. 도7의 왼쪽은 노드에 대응하는 큐브(가운데 위치한 큐브) 및 해당 큐브와 적어도 하나의 면을 공유하는 6개의 큐브들(이웃 노드들)을 나타낸다. 도면에 도시된 노드들은 같은 뎁스(깊이)의 노드들이다. 도면에 도시된 숫자는 6개의 노드들 각각과 연관된 가중치들(1, 2, 4, 8, 16, 32, 등)을 나타낸다. 각 가중치는 이웃 노드들의 위치에 따라 순차적으로 부여된다.
도 7의 오른쪽은 이웃 노드 패턴 값을 나타낸다. 이웃 노드 패턴 값은 오큐파이드 이웃 노드(포인트를 갖는 이웃 노드)의 가중치가 곱해진 값들의 합이다. 따라서 이웃 노드 패턴 값은 0에서 63까지의 값을 갖는다. 이웃 노드 패턴 값이 0 인 경우, 해당 노드의 이웃 노드 중 포인트를 갖는 노드(오큐파이드 노드)가 없음을 나타낸다. 이웃 노드 패턴 값이 63인 경우, 이웃 노드들이 전부 오큐파이드 노드들임을 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이 가중치1, 2, 4, 8가 부여된 이웃 노드들은 오큐파이드 노드들이므로, 이웃 노드 패턴 값은 1, 2, 4, 8을 더한 값인 15이다. 포인트 클라우드 비디오 인코더는 이웃 노드 패턴 값에 따라 코딩을 수행할 수 있다(예를 들어 이웃 노드 패턴 값이 63인 경우, 64가지의 코딩을 수행). 실시예들에 따라 포인트 클라우드 비디오 인코더는 이웃 노드 패턴 값을 변경 (예를 들면 64를 10 또는 6으로 변경하는 테이블을 기반으로) 하여 코딩의 복잡도를 줄일 수 있다.
도 8은 실시예들에 따른 LOD 별 포인트 구성의 예시를 나타낸다.
도 1 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 어트리뷰트 인코딩이 수행되기 전 인코딩된 지오메트리는 재구성(디컴프레션) 된다. 다이렉트 코딩이 적용된 경우, 지오메트리 재구성 동작은 다이렉트 코딩된 포인트들의 배치를 변경하는 것을 포함할 수 있다(예를 들면 다이렉트 코딩된 포인트들을 포인트 클라우드 데이터의 앞쪽에 배치). 트라이숩 지오메트리 인코딩이 적용된 경우, 지오메트리 재구성 과정은 삼각형 재구성, 업샘플링, 복셀화 과정을 어트리뷰트는 지오메트리에 종속되므로, 어트리뷰트 인코딩은 재구성된 지오메트리를 기반으로 수행된다.
포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 LOD 생성부(40009))는 포인트들을 LOD별로 분류(reorganization)할 수 있다. 도면은 LOD에 대응하는 포인트 클라우드 콘텐트를 나타낸다. 도면의 왼쪽은 오리지널 포인트 클라우드 콘텐트를 나타낸다. 도면의 왼쪽에서 두번째 그림은 가장 낮은 LOD의 포인트들의 분포를 나타내며, 도면의 가장 오른쪽 그림은 가장 높은 LOD의 포인트들의 분포를 나타낸다. 즉, 가장 낮은 LOD의 포인트들은 드문드문(sparse) 분포하며, 가장 높은 LOD의 포인트들은 촘촘히 분포한다. 즉, 도면 하단에 표시된 화살표 방향에 따라 LOD가 증가할수록 포인트들 간의 간격(또는 거리)는 더 짧아진다.
도 9는 실시예들에 따른 LOD 별 포인트 구성의 예시를 나타낸다.
도 1 내지 도 8에서 설명한 바와 같이 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템, 또는 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 도 2의 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002), 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더, 또는 LOD 생성부(40009))는 LOD를 생성할 수 있다. LOD는 포인트들을 설정된 LOD 거리 값(또는 유클리이디언 디스턴스(Euclidean Distance)의 세트)에 따라 리파인먼트 레벨들(refinement levels)의 세트로 재정열(reorganize)하여 생성된다. LOD 생성 과정은 포인트 클라우드 비디오 인코더뿐만 아니라 포인트 클라우드 비디오 디코더에서도 수행된다.
도 9의 상단은 3차원 공간에 분포된 포인트 클라우드 콘텐트의 포인트들의 예시(P0내지 P9)를 나타낸다. 도 9의 오리지널 오더(Original order)는 LOD 생성 전 포인트들 P0내지 P9의 순서를 나타낸다. 도 9의 LOD 기반 오더 (LOD based order)는 LOD 생성에 따른 포인트들의 순서를 나타낸다. 포인트들은 LOD별 재정열된다. 또한 높은 LOD는 낮은 LOD에 속한 포인트들을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이 LOD0는 P0, P5, P4 및 P2를 포함한다. LOD1은 LOD0의 포인트들과 P1, P6 및 P3를 포함한다. LOD2는 LOD0의 포인트들, LOD1의 포인트들 및 P9, P8 및 P7을 포함한다.
도 4에서 설명한 바와 같이 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 LOD 기반의 예측 변환 코딩, 리프팅 변환 코딩 및 RAHT 변환 코딩을 선택적으로 또는 조합하여 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 포인트들에 대한 예측기(predictor)를 생성하여 각 포인트의 예측 어트리뷰트(또는 예측 어트리뷰트값)을 설정하기 위한 LOD 기반의 예측 변환 코딩을 수행할 수 있다. 즉, N개의 포인트들에 대하여 N개의 예측기들이 생성될 수 있다. 실시예들에 따른 예측기는 각 포인트의 LOD 값과 LOD별 설정된 거리 내에 존재하는 이웃 포인트들에 대한 인덱싱 정보 및 이웃 포인트들까지의 거리 값을 기반으로 가중치(=1/거리) 값을 계산할 수 있다.
실시예들에 따른 예측 어트리뷰트(또는 어트리뷰트값)은 각 포인트의 예측기에 설정된 이웃 포인트들의 어트리뷰트들(또는 어트리뷰트 값들, 예를 들면 색상, 반사율 등)에 각 이웃 포인트까지의 거리를 기반으로 계산된 가중치(또는 가중치값)을 곱한 값의 평균값으로 설정된다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 계수 양자화부(40011)는 해당 포인트의 어트리뷰트(즉, 오리지날 어트리뷰트 값)에서 해당 예측 어트리뷰트(어트리뷰트값)을 뺀 해당 포인트의 잔여값(residual, 잔여 어트리뷰트, 잔여 어트리뷰트값, 어트리뷰트 예측 잔여값, 예측 에러 어트리뷰트 값 등으로 호칭할 수 있다)을 양자화(quantization) 및 역양자화(inverse quantization)할 수 있다. 잔여 어트리뷰트 값에 대해 수행되는 송신 디바이스의 양자화 과정은 표 2와 같다. 그리고 표 2와 같이 양자화가 이루어진 잔여 어트리뷰트 값에 대해 수행되는 수신 디바이스의 역 양자화 과정은 표 3과 같다.
int PCCQuantization(int value, int quantStep) {
if( value >=0) {
return floor(value / quantStep + 1.0 / 3.0);
} else {
return -floor(-value / quantStep + 1.0 / 3.0);
}
}
int PCCInverseQuantization(int value, int quantStep) {
if( quantStep ==0) {
return value;
} else {
return value * quantStep;
}
}
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 아리스메틱 인코더(40012))는 각 포인트의 예측기에 이웃한 포인트들이 있는 경우, 상술한 바와 같이 양자화 및 역양자화된 잔여(residual) 어트리뷰트 값을 엔트로피 코딩 할 수 있다.
1) 각 포인트의 가중치 값을 저장하는 배열 QW(QuantizationWeight)를 생성한다. QW의 모든 요소들의 초기값은 1.0이다. 예측기에 등록된 이웃 노드의 예측기 인덱스의 QW 값에 현재 포인트의 예측기의 가중치를 곱한 값을 더한다.
2) 리프트 예측 과정: 예측된 어트리뷰트 값을 계산하기 위하여 포인트의 어트리뷰트 값에 가중치를 곱한 값을 기존 어트리뷰트값에서 뺀다.
3) 업데이트웨이트(updateweight) 및 업데이트(update)라는 임시 배열들을 생성하고 임시 배열들을 0으로 초기화한다.
4) 모든 예측기에 대해서 계산된 가중치에 예측기 인덱스에 해당하는 QW에 저장된 가중치를 추가로 곱해서 산출된 가중치를 업데이트웨이트 배열에 이웃 노드의 인덱스로 누적으로 합산한다. 업데이트 배열에는 이웃 노드의 인덱스의 어트리뷰트 값에 산출된 가중치를 곱한 값을 누적 합산한다.
5) 리프트 업데이트 과정: 모든 예측기에 대해서 업데이트 배열의 어트리뷰트 값을 예측기 인덱스의 업데이트웨이트 배열의 가중치 값으로 나누고, 나눈 값에 다시 기존 어트리뷰트 값을 더한다.
6) 모든 예측기에 대해서, 리프트 업데이트 과정을 통해 업데이트된 어트리뷰트 값에 리프트 예측 과정을 통해 업데이트 된(QW에 저장된) 가중치를 추가로 곱하여 예측 어트리뷰트 값을 산출한다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 계수 양자화부(40011))는 예측 어트리뷰트 값을 양자화한다. 또한 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 아리스메틱 인코더(40012))는 양자화된 어트리뷰트 값을 엔트로피 코딩한다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 RAHT 변환부(40008))는 옥트리의 하위 레벨에 있는 노드와 연관된 어트리뷰트를 사용하여 상위 레벨의 노드들의 어트리뷰트를 에측하는 RAHT 변환 코딩을 수행할 수 있다. RAHT 변환 코딩은 옥트리 백워드 스캔을 통한 어트리뷰트 인트라 코딩의 예시이다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 인코더는 복셀에서 전체 영역으로 스캔하고, 각 스텝에서 복셀을 더 큰 블록으로 합치면서 루트 노드까지의 병합 과정을 반복수행한다. 실시예들에 따른 병합 과정은 오큐파이드 노드에 대해서만 수행된다. 엠티 노드(empty node)에 대해서는 병합 과정이 수행되지 않으며, 엠티 노드의 바로 상위 노드에 대해 병합 과정이 수행된다.
하기의 수학식 3은 RAHT 변환 행렬을 나타낸다. glx,y,z 는 레벨 l에서의 복셀들의 평균 어트리뷰트 값을 나타낸다. glx,y,z는 gl+1 2x,y,z와 gl+1 2x+1,y,z로부터 계산될 수 있다. gl 2x,y,z 와 gl 2x+1,y,z 의 가중치를 w1=wl 2x,y,z과 w2=wl 2x+1,y,z 이다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2021006726-appb-img-000006
*gl-1 x,y,z는 로-패스(low-pass) 값으로, 다음 상위 레벨에서의 병합 과정에서 사용된다. hl-1 x,y,z은 하이패스 계수(high-pass coefficients)이며, 각 스텝에서의 하이패스 계수들은 양자화되어 엔트로피 코딩 된다(예를 들면 아리스메틱 인코더(40012)의 인코딩). 가중치는 wl-1 x,y,z = wl 2x,y,z + wl 2x+1,y,z로 계산된다. 루트 노드는 마지막 g1 0,0,0 과 g1 0,0,1을 통해서 다음의 수학식 4와 같이 생성된다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2021006726-appb-img-000007
gDC값 또한 하이패스 계수와 같이 양자화되어 엔트로피 코딩된다.
도 10은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 디코더(Point Cloud Video Decoder)의 예시를 나타낸다.
도 10에 도시된 포인트 클라우드 비디오 디코더는 도 1에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006) 예시로서, 도 1에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006)의 동작 등과 동일 또는 유사한 동작을 수행할 수 있다. 도면이 도시된 바와 같이 포인트 클라우드 비디오 디코더는 하나 또는 그 이상의 비트스트림(bitstream)들에 포함된 지오메트리 비트스트림(geometry bitstream) 및 어트리뷰트 비트스트림(attribute bitstream)을 수신할 수 있다. 포인트 클라우드 비디오 디코더는 지오메트리 디코더(geometry decoder) 및 어트리뷰트 디코더(attribute decoder)를 포함한다. 지오메트리 디코더는 지오메트리 비트스트림에 대해 지오메트리 디코딩을 수행하여 디코딩된 지오메트리(decoded geometry)를 출력한다. 어트리뷰트 디코더는 디코딩된 지오메트리를 기반으로어트리뷰트 비트스트림에 대해 어트리뷰트 디코딩을 수행하여 디코딩된 어트리뷰트들(decoded attributes)을 출력한다. 디코딩된 지오메트리 및 디코딩된 어트리뷰트들은 포인트 클라우드 콘텐트를 복원(decoded point cloud)하는데 사용된다.
도 11은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 디코더(Point Cloud Video Decoder)의 예시를 나타낸다.
도 11에 도시된 포인트 클라우드 비디오 디코더는 도 10에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 디코더의 상세 예시로서, 도 1 내지 도 9에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 인코더의 인코딩 동작의 역과정인 디코딩 동작을 수행할 수 있다.
도 1 및 도 10에서 설명한 바와 같이 포인트 클라우드 비디오 디코더는 지오메트리 디코딩 및 어트리뷰트 디코딩을 수행할 수 있다. 지오메트리 디코딩은 어트리뷰트 디코딩보다 먼저 수행된다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 비디오 디코더는 아리스메틱 디코더(arithmetic decoder, 11000), 옥트리 합성부(octree synthesis unit, 11001), 서페이스 오프록시메이션 합성부(surface approximation synthesis unit, 11002), 지오메트리 리컨스트럭션부(geometry reconstruction unit, 11003), 좌표계 역변환부(coordinates inverse transformation unit, 11004), 아리스메틱 디코더(arithmetic decoder, 11005), 역양자화부(inverse quantization unit, 11006), RAHT변환부(11007), LOD생성부(LOD generation unit, 11008), 인버스 리프팅부(Inverse lifting unit, 11009), 및/또는 컬러 역변환부(color inverse transformation unit, 11010)를 포함한다.
아리스메틱 디코더(11000), 옥트리 합성부(11001), 서페이스 오프록시메이션 합성부(11002), 지오메트리 리컨스트럭션부(11003), 좌표계 역변환부(11004)는 지오메트리 디코딩을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 지오메트리 디코딩은 다이렉트 디코딩(direct decoding) 및 트라이숩 지오메트리 디코딩(trisoup geometry decoding)을 포함할 수 있다. 다이렉트 디코딩 및 트라이숩 지오메트리 디코딩은 선택적으로 적용된다. 또한 지오메트리 디코딩은 위의 예시에 국한되지 않으며, 도 1 내지 도 9에서 설명한 지오메트리 인코딩의 역과정으로 수행된다.
실시예들에 따른 아리스메틱 디코더(11000)는 수신한 지오메트리 비트스트림을 아리스메틱 코딩을 기반으로 디코딩한다. 아리스메틱 디코더(11000)의 동작은 아리스메틱 인코더(40004)의 역과정에 대응한다.
실시예들에 따른 옥트리 합성부(11001)는 디코딩된 지오메트리 비트스트림으로부터 (또는 디코딩 결과 확보된 지오메트리에 관한 정보)로부터 오큐판시 코드를 획득하여 옥트리를 생성할 수 있다. 오큐판시 코드에 대한 구체적인 설명은 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 같다.
실시예들에 따른 서페이스 오프록시메이션 합성부(11002)는 트라이숩 지오메트리 인코딩이 적용된 경우, 디코딩된 지오메트리 및/또는 생성된 옥트리에 기반하여 서페이스를 합성할 수 있다.
실시예들에 따른 지오메트리 리컨스트럭션부(11003)는 서페이스 및 또는 디코딩된 지오메트리에 기반하여 지오메트리를 재생성할 수 있다. 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 같이, 다이렉트 코딩 및 트라이숩 지오메트리 인코딩은 선택적으로 적용된다. 따라서 지오메트리 리컨스트럭션부(11003)는 다이렉트 코딩이 적용된 포인트들의 포지션 정보들을 직접 가져와서 추가한다. 또한, 트라이숩 지오메트리 인코딩이 적용된 경우, 지오메트리 리컨스트럭션부(11003)는 지오메트리 리컨스트럭션부(40005)의 재구성 동작, 예를 들면 삼각형 재구성, 업-샘플링, 복셀화 동작을 수행하여 지오메트리를 복원할 수 있다. 구체적인 내용은 도 6에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다. 복원된 지오메트리는 어트리뷰트들을 포함하지 않는 포인트 클라우드 픽쳐 또는 프레임을 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 좌표계 역변환부(11004)는 복원된 지오메트리를 기반으로 좌표계를 변환하여 포인트들의 포지션들을 획득할 수 있다.
아리스메틱 디코더(11005), 역양자화부(11006), RAHT 변환부(11007), LOD생성부(11008), 인버스 리프팅부(11009), 및/또는 컬러 역변환부(11010)는 도 10에서 설명한 어트리뷰트 디코딩을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 디코딩은 RAHT(Region Adaptive Hierarchical Transform) 디코딩, 예측 변환(Interpolation-based hierarchical nearest-neighbour prediction-Prediction Transform) 디코딩 및 리프팅 변환 (interpolation-based hierarchical nearest-neighbour prediction with an update/lifting step (Lifting Transform)) 디코딩을 포함할 수 있다. 상술한 3가지의 디코딩들은 선택적으로 사용되거나, 하나 또는 그 이상의 디코딩들의 조합이 사용될 수 있다. 또한 실시예들에 따른 어트리뷰트 디코딩은 상술한 예시에 국한되는 것은 아니다.
실시예들에 따른 아리스메틱 디코더(11005)는 어트리뷰트 비트스트림을 아리스메틱 코딩으로 디코딩한다.
실시예들에 따른 역양자화부(11006)는 디코딩된 어트리뷰트 비트스트림 또는 디코딩 결과 확보한 어트리뷰트에 대한 정보를 역양자화(inverse quantization)하고 역양자화된 어트리뷰트들(또는 어트리뷰트 값들)을 출력한다. 역양자화는 포인트 클라우드 비디오 인코더의 어트리뷰트 인코딩에 기반하여 선택적으로 적용될 수 있다.
실시예들에 따라 RAHT 변환부(11007), LOD생성부(11008) 및/또는 인버스 리프팅부(11009)는 재구성된 지오메트리 및 역양자화된 어트리뷰트들을 처리할 수 있다. 상술한 바와 같이 RAHT 변환부(11007), LOD생성부(11008) 및/또는 인버스 리프팅부(11009)는 포인트 클라우드 비디오 인코더의 인코딩에 따라 그에 대응하는 디코딩 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 컬러 역변환부(11010)는 디코딩된 어트리뷰트들에 포함된 컬러 값(또는 텍스쳐)을 역변환하기 위한 역변환 코딩을 수행한다. 컬러 역변환부(11010)의 동작은 포인트 클라우드 비디오 인코더의 컬러 변환부(40006)의 동작에 기반하여 선택적으로 수행될 수 있다.
도 11의 포인트 클라우드 비디오 디코더의 엘레멘트들은 도면에 도시되지 않았으나 포인트 클라우드 콘텐트 제공 시스템에 포함된 하나 또는 그 이상의 메모리들과 통신가능하도록 설정된 하나 또는 그 이상의 프로세서들 또는 집적 회로들(integrated circuits)을 포함하는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 프로세서들은 상술한 도 11의 포인트 클라우드 비디오 디코더의 엘레멘트들의 동작들 및/또는 기능들 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다. 또한 하나 또는 그 이상의 프로세서들은 도11의 포인트 클라우드 비디오 디코더의 엘레멘트들의 동작들 및/또는 기능들을 수행하기 위한 소프트웨어 프로그램들 및/또는 인스트럭션들의 세트를 동작하거나 실행할 수 있다.
도 12는 실시예들에 따른 전송 장치의 예시이다.
도 12에 도시된 전송 장치는 도 1의 전송장치(10000) (또는 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더)의 예시이다. 도 12에 도시된 전송 장치는 도 1 내지 도 9에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 인코더의 동작들 및 인코딩 방법들과 동일 또는 유사한 동작들 및 방법들 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 전송 장치는 데이터 입력부(12000), 양자화 처리부(12001), 복셀화 처리부(12002), 옥트리 오큐판시 코드 (Occupancy code) 생성부(12003), 표면 모델 처리부(12004), 인트라/인터 코딩 처리부(12005), 아리스메틱 (Arithmetic) 코더(12006), 메타데이터 처리부(12007), 색상 변환 처리부(12008), 어트리뷰트 변환 처리부(또는 속성 변환 처리부)(12009), 예측/리프팅/RAHT 변환 처리부(12010), 아리스메틱 (Arithmetic) 코더(12011) 및/또는 전송 처리부(12012)를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 데이터 입력부(12000)는 포인트 클라우드 데이터를 수신 또는 획득한다. 데이터 입력부(12000)는 포인트 클라우드 비디오 획득부(10001)의 동작 및/또는 획득 방법(또는 도2에서 설명한 획득과정(20000))과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 획득 방법을 수행할 수 있다.
데이터 입력부(12000), 양자화 처리부(12001), 복셀화 처리부(12002), 옥트리 오큐판시 코드 (Occupancy code) 생성부(12003), 표면 모델 처리부(12004), 인트라/인터 코딩 처리부(12005), Arithmetic 코더(12006)는 지오메트리 인코딩을 수행한다. 실시예들에 따른 지오메트리 인코딩은 도 1 내지 도 9에서 설명한 지오메트리 인코딩과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략한다.
실시예들에 따른 양자화 처리부(12001)는 지오메트리(예를 들면 포인트들의 위치값, 또는 포지션값)을 양자화한다. 양자화 처리부(12001)의 동작 및/또는 양자화는 도 4에서 설명한 양자화부(40001)의 동작 및/또는 양자화와 동일 또는 유사하다. 구체적인 설명은 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 동일하다.
실시예들에 따른 복셀화 처리부(12002)는 양자화된 포인트들의 포지션 값을 복셀화한다. 복셀화 처리부(120002)는 도 4에서 설명한 양자화부(40001)의 동작 및/또는 복셀화 과정과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 과정을 수행할 수 있다. 구체적인 설명은 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 동일하다.
실시예들에 따른 옥트리 오큐판시 코드 생성부(12003)는 복셀화된 포인트들의 포지션들을 옥트리 구조를 기반으로 옥트리 코딩을 수행한다. 옥트리 오큐판시 코드 생성부(12003)는 오큐판시 코드를 생성할 수 있다. 옥트리 오큐판시 코드 생성부(12003)는 도 4 및 도 6에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 인코더 (또는 옥트리 분석부(40002))의 동작 및/또는 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행할 수 있다. 구체적인 설명은 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 동일하다.
실시예들에 따른 표면 모델 처리부(12004)는 표면 모델(surface model)을 기반으로 특정 영역(또는 노드)내의 포인트들의 포지션들을 복셀 기반으로 재구성하는 트라이숩 지오메트리 인코딩을 수행할 수 있다. 포면 모델 처리부(12004)는 도 4 에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 인코더(예를 들면 서페이스 어프록시메이션 분석부(40003))의 동작 및/또는 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행할 수 있다. 구체적인 설명은 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 동일하다.
실시예들에 따른 인트라/인터 코딩 처리부(12005)는 포인트 클라우드 데이터를 인트라/인터 코딩할 수 있다. 인트라/인터 코딩 처리부(12005)는 도 7에서 설명한 인트라/인터 코딩과 동일 또는 유사한 코딩을 수행할 수 있다. 구체적인 설명은 도 7에서 설명한 바와 동일하다. 실시예들에 따라 인트라/인터 코딩 처리부(12005)는 아리스메틱 코더(12006)에 포함될 수 있다.
실시예들에 따른 아리스메틱 코더(12006)는 포인트 클라우드 데이터의 옥트리 및/또는 근사화된 옥트리를 엔트로피 인코딩한다. 예를 들어, 인코딩 방식은 아리스메틱(Arithmetic) 인코딩 방법을 포함한다. 아리스메틱 코더(12006)는 아리스메틱 인코더(40004)의 동작 및/또는 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행한다.
실시예들에 따른 메타데이터 처리부(12007)는 포인트 클라우드 데이터에 관한 메타데이터, 예를 들어 설정 값 등을 처리하여 지오메트리 인코딩 및/또는 어트리뷰트 인코딩 등 필요한 처리 과정에 제공한다. 또한 실시예들에 따른 메타데이터 처리부(12007)는 지오메트리 인코딩 및/또는 어트리뷰트 인코딩과 관련된 시그널링 정보를 생성 및/또는 처리할 수 있다. 실시예들에 따른 시그널링 정보는 지오메트리 인코딩 및/또는 어트리뷰트 인코딩과 별도로 인코딩처리될 수 있다. 또한 실시예들에 따른 시그널링 정보는 인터리빙 될 수도 있다.
색상 변환 처리부(12008), 어트리뷰트 변환 처리부(12009), 예측/리프팅/RAHT 변환 처리부(12010), 아리스메틱 (Arithmetic) 코더(12011)는 어트리뷰트 인코딩을 수행한다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 인코딩은 도 1 내지 도 9에서 설명한 어트리뷰트 인코딩과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략한다.
실시예들에 따른 색상 변환 처리부(12008)는 어트리뷰트들에 포함된 색상값을 변환하는 색상 변환 코딩을 수행한다. 색상 변환 처리부(12008)는 재구성된 지오메트리를 기반으로 색상 변환 코딩을 수행할 수 있다. 재구성된 지오메트리에 대한 설명은 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 동일하다. 또한 도 4에서 설명한 컬러 변환부(40006)의 동작 및/또는 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행한다. 구체적인 설명은 생략한다.
실시예들에 따른 어트리뷰트 변환 처리부(12009)는 지오메트리 인코딩이 수행되지 않은 포지션들 및/또는 재구성된 지오메트리를 기반으로 어트리뷰트들을 변환하는 어트리뷰트 변환을 수행한다. 어트리뷰트 변환 처리부(12009)는 도 4에 설명한 어트리뷰트 변환부(40007)의 동작 및/또는 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행한다. 구체적인 설명은 생략한다. 실시예들에 따른 예측/리프팅/RAHT 변환 처리부(12010)는 변환된 어트리뷰트들을 RAHT 코딩, LOD 기반의 예측 변환 코딩 및 리프팅 변환 코딩 중 어느 하나 또는 조합하여 코딩할 수 있다. 예측/리프팅/RAHT 변환 처리부(12010)는 도 4에서 설명한 RAHT 변환부(40008), LOD 생성부(40009) 및 리프팅 변환부(40010)의 동작들과 동일 또는 유사한 동작들 중 적어도 하나 이상을 수행한다. 또한 LOD 기반의 예측 변환 코딩, 리프팅 변환 코딩 및 RAHT 변환 코딩에 대한 설명은 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
실시예들에 따른 아리스메틱 코더(12011)는 코딩된 어트리뷰트들을 아리스메틱 코딩에 기반하여 인코딩할 수 있다. 아리스메틱 코더(12011)는 아리스메틱 인코더(40012)의 동작 및/또는 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행한다.
실시예들에 따른 전송 처리부(12012)는 인코딩된 지오메트리 및/또는 인코딩된 어트리뷰트, 메타 데이터 정보를 포함하는 각 비트스트림을 전송하거나, 인코딩된 지오메트리 및/또는 인코딩된 어트리뷰트, 메타 데이터 정보를 하나의 비트스트림으로 구성하여 전송할 수 있다. 실시예들에 따른 인코딩된 지오메트리 및/또는 인코딩된 어트리뷰트, 메타 데이터 정보가 하나의 비트스트림으로 구성되는 경우, 비트스트림은 하나 또는 그 이상의 서브 비트스트림들을 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 비트스트림은 시퀀스 레벨의 시그널링을 위한 SPS (Sequence Parameter Set), 지오메트리 정보 코딩의 시그널링을 위한 GPS(Geometry Parameter Set), 어트리뷰트 정보 코딩의 시그널링을 위한 APS(Attribute Parameter Set), 타일 레벨의 시그널링을 위한 TPS (Tile Parameter Set 또는 tile inventory)를 포함하는 시그널링 정보 및 슬라이스 데이터를 포함할 수 있다. 슬라이스 데이터는 하나 또는 그 이상의 슬라이스들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 하나의 슬라이스는 하나의 지오메트리 비트스트림(Geom00) 및 하나 또는 그 이상의 어트리뷰트 비트스트림들(Attr00, Attr10)을 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 TPS(또는 타일 인벤토리)는 하나 또는 그 이상의 타일들에 대하여 각 타일에 관한 정보(예를 들면 bounding box의 좌표값 정보 및 높이/크기 정보 등)을 포함할 수 있다. 지오메트리 비트스트림은 헤더와 페이로드를 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 지오메트리 비트스트림의 헤더는 GPS에 포함된 파라미터 세트의 식별 정보(geom_parameter_set_id), 타일 식별자(geom_tile_id), 슬라이스 식별자(geom_slice_id) 및 페이로드에 포함된 데이터에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 실시예들에 따른 메타데이터 처리부(12007)는 시그널링 정보를 생성 및/또는 처리하여 전송 처리부(12012)로 전송할 수 있다. 실시예들에 따라, 지오메트리 인코딩을 수행하는 엘레멘트들 및 어트리뷰트 인코딩을 수행하는 엘레멘트들은 점선 처리된 바와 같이 상호 데이터/정보를 공유할 수 있다. 실시예들에 따른 전송 처리부(12012)는 트랜스미터(10003)의 동작 및/또는 전송 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 전송 방법을 수행할 수 있다. 구체적인 설명은 도 1 내지 도 2에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
도 13은 실시예들에 따른 수신 장치의 예시이다.
도 13에 도시된 수신 장치는 도 1의 수신장치(10004) (또는 도 10 및 도 11의 포인트 클라우드 비디오 디코더)의 예시이다. 도 13에 도시된 수신 장치는 도 1 내지 도 11에서 설명한 포인트 클라우드 비디오 디코더의 동작들 및 디코딩 방법들과 동일 또는 유사한 동작들 및 방법들 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 수신 장치는 수신부(13000), 수신 처리부(13001), 아리스메틱 (arithmetic) 디코더(13002), 오큐판시 코드 (Occupancy code) 기반 옥트리 재구성 처리부(13003), 표면 모델 처리부(삼각형 재구성, 업-샘플링, 복셀화)(13004), 인버스(inverse) 양자화 처리부(13005), 메타데이터 파서(13006), 아리스메틱 (arithmetic) 디코더(13007), 인버스(inverse)양자화 처리부(13008), 예측/리프팅/RAHT 역변환 처리부(13009), 색상 역변환 처리부(13010) 및/또는 렌더러(13011)를 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 디코딩의 각 구성요소는 실시예들에 따른 인코딩의 구성요소의 역과정을 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 수신부(13000)는 포인트 클라우드 데이터를 수신한다. 수신부(13000)는 도 1의 리시버(10005)의 동작 및/또는 수신 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 수신 방법을 수행할 수 있다. 구체적인 설명은 생략한다.
실시예들에 따른 수신 처리부(13001)는 수신한 데이터로부터 지오메트리 비트스트림 및/또는 어트리뷰트 비트스트림을 획득할 수 있다. 수신 처리부(13001)는 수신부(13000)에 포함될 수 있다.
아리스메틱 디코더(13002), 오큐판시 코드 기반 옥트리 재구성 처리부(13003), 표면 모델 처리부(13004) 및 인버스 양자화 처리부(13005)는 지오메트리 디코딩을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 지오메트리 디코딩은 도 1 내지 도 10에서 설명한 지오메트리 디코딩과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략한다.
실시예들에 따른 아리스메틱 디코더(13002)는 지오메트리 비트스트림을 아리스메틱 코딩을 기반으로 디코딩할 수 있다. 아리스메틱 디코더(13002)는 아리스메틱 디코더(11000)의 동작 및/또는 코딩과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 코딩을 수행한다.
실시예들에 따른 오큐판시 코드 기반 옥트리 재구성 처리부(13003)는 디코딩된 지오메트리 비트스트림으로부터 (또는 디코딩 결과 확보된 지오메트리에 관한 정보)로부터 오큐판시 코드를 획득하여 옥트리를 재구성할 수 있다. 오큐판시 코드 기반 옥트리 재구성 처리부(13003)는 옥트리 합성부(11001)의 동작 및/또는 옥트리 생성 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행한다. 실시예들에 따른 표면 모델 처리부(13004)는 트라이숩 지오메트리 인코딩이 적용된 경우, 표면 모델 방식에 기반하여 트라이숩 지오메트리 디코딩 및 이와 관련된 지오메트리 리컨스트럭션(예를 들면 삼각형 재구성, 업-샘플링, 복셀화)을 수행할 수 있다. 표면 모델 처리부(13004)는 서페이스 오프록시메이션 합성부(11002) 및/또는 지오메트리 리컨스트럭션부(11003)의 동작과 동일 또는 유사한 동작을 수행한다.
실시예들에 따른 인버스 양자화 처리부(13005)는 디코딩된 지오메트리를 인버스 양자화할 수 있다.
실시예들에 따른 메타데이터 파서(13006)는 수신한 포인트 클라우드 데이터에 포함된 메타데이터, 예를 들어 설정 값 등을 파싱할 수 있다. 메타데이터 파서(13006)는 메타데이터를 지오메트리 디코딩 및/또는 어트리뷰트 디코딩에 전달할 수 있다. 메타데이터에 대한 구체적인 설명은 도 12에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
아리스메틱 디코더(13007), 인버스 양자화 처리부(13008), 예측/리프팅/RAHT 역변환 처리부(13009) 및 색상 역변환 처리부(13010)는 어트리뷰트 디코딩을 수행한다. 어트리뷰트 디코딩는 도 1 내지 도 10에서 설명한 어트리뷰트 디코딩과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략한다.
실시예들에 따른 아리스메틱 디코더(13007)는 어트리뷰트 비트스트림을 아리스메틱 코딩으로 디코딩할 수 있다. 아리스메틱 디코더(13007)는 재구성된 지오메트리를 기반으로 어트리뷰트 비트스트림의 디코딩을 수행할 수 있다. 아리스메틱 디코더(13007)는 아리스메틱 디코더(11005)의 동작 및/또는 코딩과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 코딩을 수행한다.
실시예들에 따른 인버스 양자화 처리부(13008)는 디코딩된 어트리뷰트 비트스트림을 인버스 양자화할 수 있다. 인버스 양자화 처리부(13008)는 역양자화부(11006)의 동작 및/또는 역양자화 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 방법을 수행한다.
실시예들에 따른 예측/리프팅/RAHT 역변환 처리부(13009)는 재구성된 지오메트리 및 역양자화된 어트리뷰트들을 처리할 수 있다. 예측/리프팅/RAHT 역변환 처리부(13009)는 RAHT 변환부(11007), LOD생성부(11008) 및/또는 인버스 리프팅부(11009)의 동작들 및/또는 디코딩들과 동일 또는 유사한 동작들 및/또는 디코딩들 중 적어도 어느 하나 이상을 수행한다. 실시예들에 따른 색상 역변환 처리부(13010)는 디코딩된 어트리뷰트들에 포함된 컬러 값(또는 텍스쳐)을 역변환하기 위한 역변환 코딩을 수행한다. 색상 역변환 처리부(13010)는 컬러 역변환부(11010)의 동작 및/또는 역변환 코딩과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 역변환 코딩을 수행한다. 실시예들에 따른 렌더러(13011)는 포인트 클라우드 데이터를 렌더링할 수 있다.
도 14는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송수신 방법/장치와 연동 가능한 구조의 예시를 나타낸다.
도 14의 구조는 서버(17600), 로봇(17100), 자율 주행 차량(17200), XR 장치(17300), 스마트폰(17400), 가전(17500) 및/또는 HMD(Head-Mount Display, 17700) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(17000)와 연결된 구성을 나타낸다. 로봇(17100), 자율 주행 차량(17200), XR 장치(17300), 스마트폰(17400) 또는 가전(17500) 등은 장치라 호칭된다. 또한, XR 장치(17300)는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 압축 데이터 (PCC) 장치에 대응되거나 PCC장치와 연동될 수 있다.
클라우드 네트워크(17000)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(17000)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.
서버(17600)는 로봇(17100), 자율 주행 차량(17200), XR 장치(17300), 스마트폰(17400), 가전(17500) 및/또는 HMD(17700) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(17000)을 통하여 연결되고, 연결된 장치들(17100 내지 17700)의 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.
HMD (Head-Mount Display)(17700)는 실시예들에 따른 XR 디바이스 및/또는 PCC 디바이스가 구현될 수 있는 타입 중 하나를 나타낸다. 실시예들에 따른HMD 타입의 디바이스는, 커뮤니케이션 유닛, 컨트롤 유닛, 메모리 유닛, I/O 유닛, 센서 유닛, 그리고 파워 공급 유닛 등을 포함한다.
이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 장치(17100 내지 17500)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 14에 도시된 장치(17100 내지 17500)는 상술한 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송수신 장치와 연동/결합될 수 있다.
<PCC+XR>
XR/PCC 장치(17300)는 PCC 및/또는 XR(AR+VR) 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수도 있다.
XR/PCC 장치(17300)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 어트리뷰트 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR/PCC 장치(17300)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.
<PCC+자율주행+XR>
자율 주행 차량(17200)은 PCC 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.
XR/PCC 기술이 적용된 자율 주행 차량(17200)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(17200)은 XR 장치(17300)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR/PCC영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량(17200)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR/PCC 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(17200)은 HUD를 구비하여 XR/PCC 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR/PCC 객체를 제공할 수 있다.
이때, XR/PCC 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR/PCC 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR/PCC 객체가 자율 주행 차량의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR/PCC 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(17200)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR/PCC 객체들을 출력할 수 있다.
실시예들에 의한 VR (Virtual Reality) 기술, AR (Augmented Reality) 기술, MR (Mixed Reality) 기술 및/또는 PCC(Point Cloud Compression) 기술은, 다양한 디바이스에 적용 가능하다.
즉, VR 기술은, 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하는 디스플레이 기술이다. 반면, AR 기술은, 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 보여 주는 기술을 의미한다. 나아가, MR 기술은, 현실세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 보여준다는 점에서 전술한 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 현실 객체와 CG 영상으로 만들어진 가상 객체의 구별이 뚜렷하고, 현실 객체를 보완하는 형태로 가상 객체를 사용하는 반면, MR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체와 동등한 성격으로 간주된다는 점에서 AR 기술과는 구별이 된다. 보다 구체적으로 예를 들면, 전술한 MR 기술이 적용된 것이 홀로그램 서비스 이다.
다만, 최근에는 VR, AR, MR 기술을 명확히 구별하기 보다는 XR (extended Reality) 기술로 부르기도 한다. 따라서, 본 명세서의 실시예들은 VR, AR, MR, XR 기술 모두에 적용 가능하다. 이러한 기술은 PCC, V-PCC, G-PCC 기술 기반 인코딩/디코딩이 적용될 수 있다.
실시예들에 따른 PCC방법/장치는 자율 주행 서비스를 제공하는 차량에 적용될 수 있다.
자율 주행 서비스를 제공하는 차량은 PCC 디바이스와 유/무선 통신이 가능하도록 연결된다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 압축 데이터 (PCC) 송수신 장치는 차량과 유/무선 통신이 가능하도록 연결된 경우, 자율 주행 서비스와 함께 제공할 수 있는 AR/VR/PCC 서비스 관련 콘텐트 데이터를 수신/처리하여 차량에 전송할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 데이터 송수신 장치 차량에 탑재된 경우, 포인트 클라우드 송수신 장치는 사용자 인터페이스 장치를 통해 입력된 사용자 입력 신호에 따라 AR/VR/PCC 서비스 관련 콘텐트 데이터를 수신/처리하여 사용자에게 제공할 수 있다. 실시예들에 따른 차량 또는 사용자 인터페이스 장치는 사용자 입력 신호를 수신할 수 있다. 실시예들에 따른 사용자 입력 신호는 자율 주행 서비스를 지시하는 신호를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 것처럼, 포인트 클라우드 데이터는 포인트들의 집합으로 구성되며, 각 포인트는 지오메트리 정보와 어트리뷰트 정보를 가질 수 있다. 지오메트리 정보는 각 포인트의 3차원 위치 정보(xyz)이고, 어트리뷰트 정보는 그 포인트의 색상(RGB, YUV 등) 및/또는 반사(reflectance) 값이다.
그리고, 포인트 클라우드 데이터의 인코딩 과정은 지오메트리 정보를 압축하고, 압축을 통해 변경된 위치 정보들로 재구성 된 지오메트리(reconstructed geometry=디코딩된 지오메트리) 정보를 기반으로 어트리뷰트 정보를 압축하는 과정으로 이루어진다. 또한, 포인트 클라우드 데이터의 디코딩 과정은, 인코딩된 지오메트리 비트스트림(bitstream)과 어트리뷰트 비트스트림을 전송 받아서 지오메트리 정보를 디코딩하고 디코딩 과정을 통해 재구성된 지오메트리 정보를 기반으로 어트리뷰트 정보를 복호화하는 과정으로 이루어진다. 실시예들에 따르면, 포인트 클라우드 데이터의 인코딩 과정은 도 1의 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002), 도 2의 인코딩(20001), 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더, 도 12의 포인트 클라우드 비디오 인코더, 또는 도 45의 지오메트리 인코더(51003)와 어트리뷰트 인코더(51004)에서 수행될 수 있다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터의 디코딩 과정은 도 1의 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006), 도 2의 디코딩(20003), 도 11의 포인트 클라우드 비디오 디코더, 도 13의 포인트 클라우드 비디오 디코더, 또는 도 48의 지오메트리 디코더(61003)와 어트리뷰트 디코더(61004)에서 수행될 수 있다. 아래에서 설명되는 지오메트리 정보의 인코딩은 도 45의 지오메트리 인코더(51003)에서 수행되고, 어트리뷰트 정보의 인코딩은 도 45의 어트리뷰트 인코더(51004)에서 수행되는 것을 일 실시예로 한다. 도 45와 도 48의 상세 설명은 뒤에서 다시 하기로 한다.
실시예들에 따르면, 지오메트리 인코더(51003)는 지오메트리 정보 압축을 위해 옥트리(octree) 기반, 쿼드 트리(이하, QT라 함) 기반 또는 바이너리 트리(이하, BT라 함) 기반 압축 방법을 사용할 수 있다. 본 명세서는 설명의 편의를 위해 지오메트리 압축을 위해 사용되는 옥트리, 쿼드 트리, 또는 바이너리 트리를 지오메트리 트리라 호칭하기로 한다. 즉, 지오메트리 트리는 옥트리, 쿼드 트리, 또는 바이너리 트리 중 하나 이상이 될 수 있다.
실시예들에 따르면, 비대칭적으로 분포하는 포인트들에 대해 지오메트리 압축의 효율을 높이기 위해 지오메트리 인코더(51003)는 쿼드 트리(이하, QT라 함) 또는 바이너리 트리(이하, BT라 함) 기반으로 지오메트리 정보를 압축할 수 있다.
즉, 옥트리를 구성하는 8 개의 노드 위치에 대해서, 포인트들이 한쪽 면으로 치우치거나 한쪽 선분 방향으로 치우쳐서 분포하는 경우 각각 QT 혹은 BT를 추가로 사용함으로써 지오메트리 압축을 위해 사용되는 비트의 수를 줄일 수 있다.
도 15는 실시예들에 따른 비대칭적으로 분포하는 포인트들로 구성된 포인트 클라우드 데이터의 예시를 보인 도면이다.
실시예들에 따르면, 지오메트리 인코더(51003)는 도 15와 같은 포인트 클라우드 데이터의 바운딩박스(이하, B와 혼용하여 사용함)를 OT, QT, BT 중 하나 이상을 기반으로 파티셔닝하여 상기 포인트 클라우드 데이터의 지오메트리 정보를 압축할 수 있다.
도 16은 3차원 공간에서 큐브(cube)를 옥트리(OT) 기반으로 파티셔닝하는 예시를 보인 도면이다.
일 실시예로, 포인트 클라우드 데이터의 포인트 분포가 균일한 경우, 포인트 클라우드 데이터의 지오메트리 정보 압축을 위해서 정육면체(즉, 3차원 큐브)를 8개의 정육면체로 균등하게 나누는 옥트리 기반 파티셔닝 방법이 사용될 수 있다. 이때, 8개의 노드 중 오큐파이드된(occupied) 노드에 대해 노드의 각 변이 1/2 의 길이를 갖는 8개의 정육면체로 나누는 과정을 반복하게 되며, 각 노드의 오큐판시(occupancy) 여부를 순서에 따라 1 비트씩 사용하여 0 또는 1로 나타낼 수 있다. 즉, 하나의 정육면체가 8개로 나뉘는 경우, 8개의 비트를 사용하여 8 개의 서브-노드(sub-node)의 오큐판시 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 16의 8개의 노드들 중 0, 3, 4, 5가 오큐파이(occupy) 된 경우 10011100으로 각 노드의 오큐판시를 나타낼 수 있다. 즉, 옥트리 기반 파티셔닝 방법이 수행되면, 하나의 오큐판시 코드는 8개의 자식 노드(child node)들로 표현된다. 다시 말해, 3D 큐브가 옥트리 기반으로 파티셔닝되면, 8개의 큐빅 노드들(cubic nodes)이 생성되고, 오큐판시 코드는 8 비트 코드로 표현된다. 일 실시예로, 8개의 큐빅 노드들(cubic nodes)은 8개의 자식 노드들로 호칭될 수 있다.
도 17의 (a) 내지 도 17의 (c)는 3차원 공간에서 큐브를 쿼드트리(QT) 기반으로 파티셔닝하는 예시들을 보인 도면이다.
도 18의 (a) 내지 도 18의 (c)는 3차원 공간에서 큐브를 바이너리 트리(BT) 기반으로 파티셔닝하는 예시들을 보인 도면이다.
일 실시예로, 포인트 클라우드 데이터의 포인트 분포가 균일하지 않은 경우, 포인트 분포 특성에 따라 쿼드 트리 및/또는 바이너리 트리를 사용함으로써, 오큐판시를 나타내기 위해 사용되는 비트 수를 절약할 수 있다.
실시예들에 따르면, QT의 경우, 3D 큐브는 도 17의 (a) 내지 도 17의 (c)에서와 같이 x-y 축들을 따라 또는 y-z 축들을 따라 또는 x-z 축들을 따라 각각 파티셔닝될 수 있다. 따라서, 3D 큐브가 쿼드트리 기반으로 파티셔닝되면, 4개의 큐보이드(또는 직육면체라 함) 노드들(coboid nodes)이 생성되고, 오큐판시 코드는 4비트 코드로 표현된다. 이 경우, 옥트리 기반에 비해 오큐판시 코드는 4비트 줄일 수 있게 된다. 일 실시예로, 4개의 큐보이드 노드들은 4개의 자식 노드들로 호칭될 수 있다. 즉, 하나의 부모 노드에서 4개의 자식 노드들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 3D 큐브를 x-y 축들을 따라 쿼드 트리 기반으로 나뉘고 이때, 4개의 노드들 중 0, 6 이 오큐파이드 된 경우, x-y 방향 쿼드-트리임을 나타내 준 상태에서 1001 로 각 노드의 오큐판시를 나타낼 수 있다.
실시예들에 따르면, BT의 경우, 3D 큐브는 도 18의 (a) 내지 도 18의 (c)에서와 같이 x축을 따라 또는 y축을 따라 또는 z축을 따라 각각 파티셔닝될 수 있다. 따라서, 3D 큐브가 바이너리 트리 기반으로 파티셔닝되면, 2개의 큐보이드(또는 직육면체라 함) 노드들(coboid nodes)이 생성되고, 오큐판시 코드는 2비트 코드로 표현된다. 이 경우, 옥트리 기반에 비해 오큐판시 코드는 6비트를 줄일 수 있게 된다. 일 실시예로, 2개의 큐보이드 노드들은 2개의 자식 노드들로 호칭될 수 있다. 즉, 하나의 부모 노드에서 2개의 자식 노드들이 존재할 수 있다.
실시예들에 따르면, 포인트 클라우드 데이터의 OT QT BT 순서는 파라미터 K, M에 따라 결정될 수 있다.
실시예들에 따르면, 파라미터 K는 3차원 바운딩 박스의 파티셔닝을 시작할 때 QTBT를 수행하는 회수를 나타내고, 파라미터 M은 리프 노드 레벨(leaf node level)에 대한 파티셔닝 직전에 수행되는 OT 회수를 나타낼 수 있다.
실시예들에 따르면, 2dx, 2dy, 2dz 크기의 바운딩박스를 갖는 포인트 클라우드에 대해, 파라미터 K는 하기와 같이 0부터 max (dx, dy, dz)-min(dx, dy, dz) 사이의 값을 가질 수 있고, 파라미터 M은 하기와 같이 0부터 min(dx, dy, dz) 사이의 값을 가질 수 있다.
(0≤≤max (dx, dy, dz)-min(dx, dy, dz))
즉, 파라미터 K는 OT 이전에 QT&BT의 최대 횟수를 나타낸다(maximum times of QT&BT before OT).
M (0≤M≤min (dx, dy, dz))
즉, 파라미터 M은 QT&BT 의 최소 사이즈를 나타낸다(minimal size of QT&BT). 그리고, X축 디멘션(dx), Y축 디멘션(dy), Z축 디멘션(dz)이 M보다 작거나 같은 경우 QT, BT는 수행되지 않을 수 있다(NO QT&BT if dx, dy, dz ≤ M).
또한, X축 디멘션(dx), Y축 디멘션(dy), Z축 디멘션(dz)이 서로 상이한 경우 QT 전에 BT가 수행된다(BT is performed before QT (when dx≠≠. 이에 더하여, M=0은 리프 노드 레벨에 대한 파티셔닝 직전에 OT가 적어도 0회 이상 수행됨을 의미한다. 예를 들어, M=0이면, 리프 노드 레벨에 대한 파티셔닝 직전에 OT가 수행되지 않을 수도 있으나, 1회, 2회 등 소정 횟수의 OT가 수행될 수도 있다.
이때, min(), med(), max() 는 최소, 중간, 최대값을 구하는 함수이며, dx, dy, dz은 특정 뎁스에 대한 서브 노드의 xyz 축 별 크기에 대한 log2 값이다.
실시예들에 따르면, 바운딩박스의 크기에 따라 OT/QT/BT의 수행 횟수는 아래와 같이 정해질 수 있다.
N(OT) = min(dx, dy, dz)
N(QT) = med(dx, dy, dz) - min(dx, dy, dz)
N(BT) = max(dx, dy, dz) - med(dx, dy, dz)
예를 들어, QT/BT 기반 파티셔닝을 수행하는 경우 총 수행 횟수는 N(OT) + N(QT) + N(BT) = max(dx, dy, dz)로 OT 기반 파티셔닝의 총 수행 횟수 max(dx, dy, dz)와 동일한 수행 횟수를 갖는다. 그리고, OT/QT/BT의 순서는 K, M 파라미터에 의해 결정된다.
도 19의 (a)와 도 19의 (b)는 2차원 공간의 바운딩박스를 파티셔닝하는 예시들을 보이고 있다. 도 19의 (a)와 도 19의 (b)에서 x 표시들은 바운딩박스 내에서 포인트가 존재하는 위치들을 나타낸다.
도 19의 (a)는 2차원 공간의 16x4 바운딩박스 상에 분포하는 포인트 클라우드 데이터를 QT만을 이용하여 파티셔닝하는 순서의 예시를 보이고 있고, 도 19의 (b)는 2차원 공간의 16x4 바운딩박스 상에 분포하는 포인트 클라우드 데이터를 QT와 BT를 이용하여 파티셔닝하는 순서의 예시를 보이고 있다.
도 19의 (a)와 도 19의 (b)의 예시를 일반적으로 적용하여 3차원 공간에서의 OT QT BT 사용에 따른 파티셔닝 순서로 확장할 수 있다. 이 경우, QT는 3차원 공간 상에서 OT가 되고, BT는 3차원 공간상에서 QT 또는 BT가 된다.
도 19의 (a)와 도 19의 (b)는 모두 1x1 리프 노드(leaf node)에 이르기까지 네 번의 파티셔닝이 수행되는 예시를 보인다.
도 19의 (a)에서와 같이 QT(3차원 공간에서는 OT)만으로 파티셔닝이 이루어지는 경우, 16x4 크기의 바운딩박스는 16x16 크기로 가정한 후 파티셔닝이 수행된다. 이때, 우측 방향으로는 파티셔닝 과정을 나타내며, 실선 혹은 점선에 의해 각 단계에서의 오큐파이드된 노드가 QT(3차원 공간에서는 OT)로 나뉘어 진다. 그리고 각 단계에서의 단위 노드 크기는 16x4, 8x8, 4x4, 2x2, 1x1 로 나타낼 수 있다. 즉, 도 19의 (a)의 각 단계별 바운딩박스 내 점선 또는 실선은 QT 기반으로 파티셔닝이 수행될 때 각 뎁스에서의 노드들을 나타낸다.
그리고, 도 19의 (b)에서와 같이 QT(3차원 공간에서는 OT)와 BT(3차원 공간에서는 QT)의 조합으로 파티셔닝이 이루어지는 경우, 비대칭 바운딩박스(asymmetric bounding box) 16x4가 그대로 사용되며, 1x1 리프 노드에 이르기까지 QT 2번, BT 2번이 수행될 수 있다. 일 예로, 도 19의 (b)는 파라미터 K=0, M=0의 경우를 나타낸 것이며, 우측 방향으로 QT -> QT -> BT -> BT의 순서로 파티셔닝이 수행된다. 이 경우, 각 단계에서의 단위 노드 크기는 16x4, 8x2, 4x1, 2x1, 1x1 로 나타낼 수 있다.
한편, 어트리뷰트 정보의 압축은 어트리뷰트 인코더(51004)에서 LoD(Level of Detail)들을 기반으로 수행될 수 있다. 이때, 어트리뷰트 인코더(51004)는 다양한 방법으로 LoD들을 생성할 수 있다. 일 실시예로, 어트리뷰트 인코더(51004)는 옥트리 기반으로 LoD들을 생성할 수 있다.
실시예들에 따르면, LOD는 포인트 클라우드 데이터(또는 포인트 클라우드 콘텐트)의 디테일을 나타내는 정도로서, LOD 값이 작을수록 포인트 클라우드 콘텐트의 디테일이 떨어지고, LOD 값이 클 수록 포인트 클라우드 콘텐트의 디테일이 높음을 나타낸다. 즉, LOD가 증가할수록 포인트의 밀도가 증가하도록 LOD가 구성된다. 지오메트리 인코더(51003)에서 재구성된 지오메트리 즉, 재구성된 포지션들의 포인트들은 어트리뷰트 인코더(51004)에서 LOD에 따라 분류될 수 있다.
일 실시예로, 예측 변환 코딩 기법과 리프팅 변환 코딩 기법에서는 LOD들로 포인트들을 나누어 그룹핑할 수 있다.
이를 LOD 생성 과정이라고 칭하며, 서로 다른 LOD를 갖는 그룹을 LODl 집합으로 지칭할 수 있다. 여기서, l은 LOD를 나타내며 0부터 시작하는 정수이다. LOD0에서 포인트 클라우드 콘텐트의 디테일이 제일 낮고, l이 커질수록 포인트 클라우드 콘텐트의 디테일은 높아진다.
도 20은 실시예들에 따라 어트리뷰트 인코더(51004)에서 옥트리 기반으로 LOD들을 생성하는 예시를 보인 도면이다. 도 20에서 포인트들은 캡쳐된 포인트 클라우드의 포인트들일 수도 있고, 지오메트리 인코더(51003)에서 재구성된 지오메트리의 포인트들일 수도 있다.
실시예들에 따르면, 옥트리 기반으로 LOD들을 생성하는 경우, 옥트리의 각 뎁스(depth) 레벨은 도 20에서와 같이 각 LOD에 매칭될 수 있다. 즉, 옥트리 기반 LOD 생성 방법은 옥트리 구조에서 뎁스 레벨이 증가할수록 (즉, 루트에서 리프로 진행되는 방향), 포인트 클라우드 데이터를 표현하는 디테일이 점점 증가하는 특징을 이용하여 LOD들을 생성하는 방법이다. 실시예들에 따라, 옥트리 기반에서 LOD 구성은 루트 노드에서 리프 노드 방향으로 진행할 수도 있고, 반대로 리프 노드에서 루트 노드 방향으로 진행할 수도 있다.
이때, 각 뎁스 레벨에서 포인트들은 몰톤(morton) 코드 순서 기반으로 정렬되어 있고, 자식 노드들 중 첫번째 노드를 그 부모 노드의 참조 (reference or retained) 노드로 선택하는 예시를 보이고 있다. 그리고, 50001은 LOD N-x에 속한 포인트들의 예시를 보인 것이다. 다시 말해, LOD N-x에 속한 포인트들은 해당 뎁스 레벨의 오큐파이드된 노드들의 개수를 의미한다.
도 21은 실시예들에 따른 3D 큐브(즉, 정육면체) 상에서의 몰톤 코드 순서의 예시를 보인 도면이다.
즉, 포인트 클라우드의 각 포인트의 x, y, z 위치 값을 기반으로 각 포인트의 몰톤 코드를 생성한다. 이러한 과정을 거쳐 포인트 클라우드의 포인트들의 몰톤 코드가 생성되면, 몰톤 코드 순서로 포인트 클라우드의 포인트들을 정렬할 수 있다. 실시예들에 따르면, 포인트 클라우드의 포인트들은 몰톤 코드의 오름차순으로 정렬할 수 있다. 몰톤 코드의 오름차순으로 정렬된 포인트들의 순서를 몰톤 순서(Morton order)라 호칭할 수 있다.
실시예들에 따르면, 어트리뷰트 인코더(51004)에서 전술한 바와 같이 옥트리 기반으로 LOD들을 생성하면, 공간 스케일러빌러티(spatial scalability)를 지원할 수 있다. 공간 스케일러빌러티(spatial scalability)는 소스 포인트 클라우드의 밀도가 높을 때(dense), 더 작은 디코더 복잡성(less decoder complexity) 및/또는 더 작은 대역폭(less bandwidth)를 갖는 썸네일처럼 보다 낮은 해상도의 포인트 클라우드를 억세스할 수 있게 한다(With the spatial scalability, one can access a lower resolution point cloud as a thumbnail with less decoder complexity and/or with less bandwidth when a source point cloud is dense). 예를 들어, 지오메트리 인코딩/디코딩시에 옥트리의 뎁스 레벨을 조절하여 선택된 뎁스 레벨까지만 오큐판시 비트들을 인코딩하거나 디코딩하는 과정을 통해 지오메트리의 공간 스케일러빌러티(spatial scalability) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 어트리뷰트 인코딩/디코딩시에도 옥트리의 선택된 뎁스 레벨부터 LOD들을 생성하고 어트리뷰트 인코딩/디코딩할 포인트들을 구성하는 과정을 통해 어트리뷰트의 공간 스케일러빌러티(spatial scalability) 기능을 제공할 수 있다.
즉, 스케일러블 어트리뷰트 인코딩에서는 옥트리 기반 지오메트리 인코딩의 깊이에 따른 해상도 증가 특성을 이용할 수 있다. 다시 말해, 옥트리가 파티셔닝함에 따라 디테일이 증가하게 되는데, 이때 각 뎁스(또는 뎁스 레벨)에서의 오큐파이드된 노드에 어트리뷰트를 대응함으로써 스케일러블 레프리젠테이션(calable representation)이 가능하게 된다. 이를 위해 스케일러블 어트리뷰트 인코딩(scalable attribute encoding) 과정에서 옥트리 기반 LoD 생성을 수행하며, 거리에 따른 구분이 아닌 단위 노드에 따른 선택을 수행한다. 이때 동일한 노드를 부모로 갖는 자식(child) 노드들을 이웃(neighbor)(또는 이웃 서치 범위)으로 정의하고, 이웃(neighbor) 노드들(또는 포인트들) 내에서 하나의 어트리뷰트를 선택하여 부모 노드에 매칭시켜 줄 수 있다. 예를 들어, 8개의 자식 노드들 중 첫번째 자식 노드의 어트리뷰트를 그 부모 노드의 어트리뷰트로 선택할 수 있다.
도 22는 실시예들에 따라, 2D 평면 상의 노드들(또는 포인트들)에 대해 LoD 생성에 따른 어트리뷰트 선택 과정의 예시를 보인 도면이다.
도 22에서, x 표시들은 16x4 크기의 바운딩박스 내 포인트가 존재하는 위치들을 나타낸다. 그리고 각 단계의 바운딩박스 내 점선 혹은 실선은 각 단계의 QT기반의 파티셔닝에 따른 각 뎁스에서의 노드들을 나타낸다. 즉, 도 22에서 우측 방향으로는 파티셔닝 과정을 나타내며, 각 단계에서의 단위 노드 크기는 16x4, 8x8, 4x4, 2x2, 1x1 로 나타낼 수 있다.
도 22와 같이 파티셔닝이 이루어진 트리 구조를 기반으로 LoD 생성을 수행하는 경우, 리프에서 루트 방향으로 진행할 수 있으며, 필요에 따라서 루트에서 리프 방향으로 진행할 수도 있다. 그리고, 생성된 LoD들은 루트에서 리프 방향으로 LoD가 증가하도록 구성될 수 있다. 이에 더하여, 각 단계에서의 동그라미들은 각 LoD를 구성하는 포인트들을 나타낼 수 있으며, max LoD (예를 들어, LoD4)에서는 포인트들을 모두 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 도 22에서 LoD3을 구성하는 포인트들을 기반으로 LoD2를 생성할 때, LoD2에 해당하는 뎁스 레벨에서 오큐파이드된 노드들의 개수가 4이므로, LoD2을 구성하는 포인트들의 개수도 4가 된다.
이와 같이 옥트리 기반 지오메트리 압축 방법을 사용하는 경우 옥트리 레이어 구조에 대응되는 어트리뷰트를 구성하여 스케일러블 코딩을 지원하게 된다. 이때, 지오메트리 정보 트리의 뎁스에서 사용하는 단위 노드는 가로 세로 높이 비율이 동일하다. 또한 특정 옥트리 뎁스에 포함되는 지오메트리 정보와 어트리뷰트 정보가 일대일 매칭이 된다. 다시 말해, 지오메트리 인코더(51003)에서 옥트리 기반으로 지오메트리 압축을 수행하고, 어트리뷰트 인코더(51004)에서 옥트리 기반으로 LoD들을 생성하여 어트리뷰트 압축을 수행하면, 지오메트리와 어트리뷰트를 위한 포인트들의 개수가 일치된다. 이로 인해, 수신측에서 파셜 옥트리 디코드된 포인트 클라우드가 어트리뷰트 디코더(61004)에 제공되면, 어트리뷰트 디코더(61004)는 제공된 뎁스 레벨부터 정확하게 스케일러블 어트리뷰트 디코딩을 수행할 수 있다.
도 23은 실시예들에 따라, 어트리뷰트 인코더(51004)에서 2D 평면 상의 노드들(또는 포인트들)에 대해 LoD 생성에 따른 어트리뷰트 선택 과정의 다른 예시를 보인 도면이다.
도 23에서, x 표시들은 16x4 크기의 바운딩박스 내 포인트가 존재하는 위치들을 나타낸다. 그리고 각 단계의 바운딩박스 내 점선 혹은 실선은 각 단계의 QT 또는 BT기반의 파티셔닝에 따른 각 뎁스에서의 노드들을 나타낸다. 즉, 도 23은 K=1, M=1의 경우를 나타낸 것이며, 우측 방향으로 BT -> QT -> BT -> QT의 순서로 파티셔닝이 수행된다. 다시 말해, K=1, M=1인 파라미터들을 사용하여 BT 기반의 파티셔닝을 수행하는 경우, 최초 파티셔닝에서 BT 기반으로 수행되고, 리프 노드 생성시 QT 기반으로 수행되기 때문에 바운딩박스는 BT -> QT -> BT -> QT 의 순서로 파티셔닝이 수행된다. 이 경우, 각 단계에서의 단위 노드 크기는 16x4, 8x4, 4x2, 2x2, 1x1 로 나타낼 수 있다.
도 23과 같이 파티셔닝이 이루어진 지오메트리 트리 구조를 기반으로 LoD 생성을 수행하는 경우에도 리프에서 루트 방향으로 진행할 수 있으며, 필요에 따라서 루트에서 리프 방향으로 진행할 수도 있다. 그리고, 생성된 LoD들은 루트에서 리프 방향으로 LoD가 증가하도록 구성될 수 있다. 이때, 각 단계에서의 노드의 대표 포인트로써 LoD를 구성할 수 있다. 일 예로, 각 단계에서의 동그라미들은 각 LoD를 구성하는 포인트들을 나타낼 수 있으며, max LoD (예를 들어, LOD 4)에서는 포인트들을 모두 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 도 23에서 LoD3을 구성하는 포인트들을 기반으로 LoD2를 생성할 때, LoD2에 해당하는 뎁스 레벨에서 오큐파이드된 노드들의 개수가 5이므로, LoD2을 구성하는 포인트들의 개수도 5가 된다.
도 23에서와 같이 지오메트리 코딩에서 BT(3차원 공간에서 BT 또는 QT)를 사용하게 되면, 전술한 바와 같이 특정 뎁스 레벨에서 도 22의 예시와는 다른 개수의 포인트들로 LoD가 구성될 수 있다. 이는 LoD 생성 시 이웃 서치 범위(neighbor search range) 설정에 따라 선택되는 포인트가 바뀔 수 있기 때문이다. 예를 들어, 옥트리 구조에서 이웃 서치 범위(즉, 자식 노드들의 개수)는 8이, 쿼드 트리 구조에서 이웃 서치 범위는 4가, 바이너리 트리 구조에서 이웃 서치 범위는 2가 될 수 있다.
실시예들에 따르면, 도 22에서와 같이 QT 기반 LoD 구성의 경우, LoD2 에 속한 포인트들의 개수가 4인 반면, 도 23에서와 같이 QTBT 기반 LoD 구성의 경우, LoD2에 속한 포인트들의 개수가 5가 됨을 볼 수 있다. 따라서, 지오메트리 인코더(51003)에서는 OT/QT/BT 기반으로 지오메트리 트리를 생성하여 지오메트리 정보를 압축하였는데, 어트리뷰트 인코더(51004)에서는 OT 기반으로 LoD들을 구성하게 되면, 특정 뎁스들 예를 들어, LoD2에서 지오메트리와 어트리뷰트 간의 포인트들의 미스매치(mismatch)가 발생한다. 즉, LoD2 를 이용하여 스케일러블 리프리젠테이션(scalable representation)을 하는 경우 해당 뎁스에서 지오메트리의 포인트 개수와 LOD 구성을 위한 어트리뷰트의 포인트 개수가 다름으로 인해 잘못된 어트리뷰트가 지오메트리에 매칭되던지 또는 어트리뷰트가 매칭되지 않는 포인트가 존재할 수 있게 된다.
이와 같이, 지오메트리 정보의 압축에서 비대칭적 포인트 분포를 고려하기 위해 바운드박스의 파티셔닝에 OT/QT/BT를 사용하는 경우, 지오메트리 트리의 각 뎁스에서 사용하는 단위 노드가 서로 다른 비율의 가로 세로 높이를 가질 수 있다. 도 23을 예로 들면, 2차원 평면 기준으로 각 단계에서의 단위 노드는 16x4, 8x4, 4x2, 2x2, 1x1이다. 이때, 스케일러블 어트리뷰트 코딩에서 지오메트리 코딩의 레이어 구조를 고려하지 않는 경우, 임의의 스케일러블 레이어에 대해 지오메트리 정보와 어트리뷰트 정보가 일대일 매칭이 되지 않음으로 인해 스케일러블 포인트 클라우드 표현이 부정확하게 되는 문제가 발생할 수 있다. 다시 말해, 지오메트리 인코더(51003)에서 OT/QT/BT 기반으로 지오메트리 트리를 생성하여 지오메트리 정보의 압축을 수행하고, 어트리뷰트 인코더(51004)에서 OT 기반으로 LoD들을 생성하여 어트리뷰트 정보의 압축을 수행하면, 특정 뎁스에서 지오메트리를 위한 포인트들의 개수와 어트리뷰트를 위한 포인트들의 개수가 다를 수 있다. 이 경우 해당 뎁스에서 스케일러블 포인트 클라우드 표현이 부정확하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
본 명세서는 이러한 불일치 문제를 해결하기 위해, 스케일러블 포인트 클라우드 인코딩에서 LoD 기반의 스케일러블 레이어를 사용할 때, 비대칭 주변부 노드를 사용하여 스케일러블 레이어를 구성함으로써, 비대칭적 포인트 분포를 갖는 컨텐츠의 어트리뷰트 압축 효율을 증가시킬 수 있다. 즉, 지오메트리 인코더(51003)에서 OT/QT/BT 기반으로 지오메트리 트리를 생성하여 지오메트리 압축을 수행하였다면, 어트리뷰트 인코더(51004)에서도 OT/QT/BT 기반으로 LoD들을 생성하여 어트리뷰트 압축을 수행한다. 이로 인해, 뎁스마다 지오메트리와 어트리뷰트를 위한 포인트들의 개수가 일치된다.
본 명세서에서는 스케일러블 포인트 클라우드 코딩을 위한 방법 중 비대칭적 노드 분할에 기반한 압축 방법을 제공한다. 본 명세서에서 기술하는 비대칭적 노드 분할에 기반한 압축 방법은 OT/QT/BT 기반 지오메트리 압축 방법이 사용되는 경우에 대한 스케일러블 어트리뷰트 압축 방법으로써 사용될 수 있다. 본 명세에서 제안하는 방법은 스케일러블 포인트 클라우드 코딩에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 저지연 환경에 적응적으로 포인트 클라우드 서비스를 제공하기 위한 방법으로 사용될 수 있다. 또한 본 명세서에서 제안하는 예측 기반 어트리뷰트 압축 방법은 지오메트리 압축 방법과 독립적으로 사용될 수 있으며, 본 명세서에서 제안하는 방법을 기반으로 어트리뷰트 압축뿐만 아니라 지오메트리 압축에도 사용될 수 있다. 본 명세서에서 제안하는 LoD 생성 방법은 스케일러블 코딩 응용 분야뿐 아니라 일반 포인트 클라우드 압축에도 사용될 수 있다.
이후 본 명세서는 비대칭적 포인트 분포를 고려한 스케일러블 어트리뷰트 코딩 방법으로, 직육면체 노드를 고려한 LoD 생성 방법, OT/QT/BT 기반 지오메트리 압축이 사용되는 경우 레이어에 따른 노드 변화를 고려하기 위한 어트리뷰트 코딩 방법, 또는 OT 기반 스케일러블 어트리뷰트 압축을 사용하기 위한 제약 사항 및 시그널링에 대해 설명한다.
실시예1
OT/QT/BT 기반으로 지오메트리 트리를 생성하여 지오메트리 인코딩이 수행된 경우, 지오메트리 트리의 각 뎁스에서 비대칭 (or 큐보이드) 노드가 사용될 수 있다. 이때, 스케일러블 코딩이 고려되는 경우 지오메트리 트리의 뎁스 단위로 스케일러비티를 지원하게 되는데, 실시예 1은 지오메트리 트리 구조에 따라 LoD들을 생성하여 어트리뷰트 코딩을 수행하는 예시이다. 본 명세서에서는 스케일러블 코딩을 위해, 지오메트리 트리의 비대칭 노드를 고려하여 LoD들을 생성하는 것을 일 실시예로 한다.
실시예들에 따르면, 먼저, 특정 방향으로 분포하는 포인트 분포 특성을 고려하기 위해 비정방형 노드를 기준으로 이웃 서치(neighbor search)를 수행하는 것을 일 실시례로 한다. 실시예들에 따르면, 지오메트리 코딩에서 사용하는 지오메트리 트리 구조상 각 뎁스의 노드 크기를 2dx, 2dy, 2dz 라고 할 때, dx, dy, dz이 서로 다른 값을 가질 수 있다. 다만 (k)를 k 번째 뎁스라고 가정할 때 dx(k)>=dx(k+1), dy(k)>= dy(k+1), dz(k)>=dz(k+1)의 관계로 한정하는 것을 일 실시예로 한다. 일 예로, 옥트리 기반 LoD 생성에서는 정방형 노드를 기준으로 이웃 서치를 수행하며, 이때 dx=dy=dz 의 경우만을 고려한다.
그리고, 해당 뎁스에서 주어진 이웃 서치 범위(neighbor search range)에 대해 LoD를 위한 포인트를 선택하는 기준을 정할 수 있다. 해당 뎁스에서 주어진 이웃 서치 범위는 OT 기반인지 QT 기반인지 BT 기반인지에 따라 달라진다. 예를 들어, OT 기반에서 이웃 서치 범위(즉, 자식 노드들의 개수)는 8이, QT 기반에서 이웃 서치 범위는 4가, BT 기반에서 이웃 서치 범위는 2가 될 수 있다. 일 실시예로, 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트(즉, 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 오큐파이드된 노드들 중 첫번째 오큐파이드된 노드)를 선택할 수 있다. 다른 실시예로, 뎁스에 따라 서로 다른 위치의 포인트를 선택할 수 있다. 예를 들어 k 번째 LoD에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택했다면, k-1 번째 LoD에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 마지막 포인트를 선택하는 방법을 사용할 수 있다. 또 다른 실시예로, 노드의 중심으로부터의 거리가 가까운 포인트를 선택하는 방법을 사용할 수 있다. 그리고, 해당 뎁스에서 사용된 포인트 선택 방법을 식별하기 위한 정보(예, LoD_sampling_method)는 시그널링 정보에 시그널링되는 것을 일 실시예로 한다. 상기 시그널링 정보는 적어도 어트리뷰트 파라미터 세트 또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더가 될 수 있다. 본 명세서는 설명의 편의를 위해 상기 해당 뎁스에서 사용된 포인트 선택 방법을 식별하기 위한 정보(예, LoD_sampling_method)를 LoD 샘플링 방법을 식별하기 위한 정보라고 호칭할 수 있다.
도 24의 (a)와 도 24의 (b)는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조를 기반으로 각 뎁스별 LoD 생성의 예시들을 보인 도면들이다.
도 24의 (a)와 도 24의 (b)는 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 인코딩을 수행할 때 바운딩박스의 파티셔닝에 QT/BT를 사용하며, 이때 K=0, M=0 파라미터를 사용하여 QT -> QT -> BT -> BT 의 순서로 지오메트리 트리를 구성한 예시이다. 실시예들에 따르면, 어트리뷰트 인코더(51004)에서는 도 24의 비정방형 노드를 갖는 지오메트리 트리 구조를 기반으로 LoD 생성을 수행할 수 있다. 이때, 상기 지오메트리 트리의 각 뎁스에서의 비대칭적 노드를 고려하면서 LoD들을 생성할 수 있다. 예를 들어, LoD4 를 max LoD로 가정할 때, LoD4에는 바운딩박스의 모든 포인트들이 포함된다. 그리고, 하위 LoD(숫자가 낮은 LoD) 구성에 대해서는 상위 LoD(숫자가 높은 LoD)를 구성하는 포인트들 중 하위 LoD에 해당하는 뎁스의 단위 노드 크기의 노드 단위로 이웃을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써, 하위 LoD를 구성할 수 있다. 도 24의 경우, 각 뎁스에서의 단위 노드 크기는 16x4, 8x2, 4x1, 2x1, 1x1 로 나타낼 수 있다. 예를 들어, LoD3에 대해서는 LoD4를 구성하는 포인트들 중 2x1 크기의 노드 (BT) 단위로 이웃(neighbor 또는 이웃 서치 범위)을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD3을 구성할 수 있다. LoD 2 에 대해서는 LoD3을 구성하는 포인트들 중 4x1 크기의 노드 (BT) 단위로 이웃을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD 2 를 구성할 수 있다. LoD1에 대해서는 LoD2를 구성하는 포인트들 중 8x2 크기의 노드 (QT) 단위로 이웃을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD1을 구성할 수 있다. LoD0에 대해서는 LoD1에 포함된 4개의 포인트들을 이웃으로 설정하고, 이웃으로 설정된 4개의 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD0을 구성할 수 있다.
도 24의 (a)는 각 뎁스별 포인트 선택 과정에서 몰톤 코드 상으로 첫번째 포인트를 선택하는 예시를 보인다. 즉, LoD3 내지 LoD0에 대해서, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택할 때, 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 이웃의 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택한다.
도 24의 (b)는 포인트 선택 과정에서 뎁스에 따라 몰톤 코드 상으로 첫번째 포인트 또는 마지막 포인트를 선택하는 예시를 보인다. 좀 더 상세하게는, 포인트 선택 과정에서 몰톤 코드 상으로 첫번째와 마지막에 위치한 포인트를 연속된 뎁스에서 번갈아가면서 선택하는 예시이다. 즉, LoD3에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택하고, LoD2에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 마지막 포인트를 선택하고, LoD1에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택하고, LoD0에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 마지막 포인트를 선택하고 있다.
그리고, 도 24의 (a)에 비해 도 24의 (b)의 포인트 분포가 LoD가 낮아질수록 노드 중심부에 가깝게 선택되는 것을 볼 수 있다. 도 24의 (a)의 포인트들(50003, 50005)는 해당 뎁스에서 몰톤 코드 상으로 첫번째 포인트를 선택한 결과이고, 도 24의 (b)의 포인트들(50007, 50009)는 해당 뎁스에서 몰톤 코드 상으로 마지막 포인트를 선택한 결과의 예시를 보이고 있다.
도 25의 (a)와 도 25의 (b)는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조를 기반으로 각 뎁스별 LoD 생성의 또 다른 예시들을 보인 도면들이다.
도 25의 (a)와 도 25의 (b)는 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 인코딩을 수행할 때 바운딩박스의 파티셔닝에 QT/BT를 사용하며, 이때 K=1, M=0 파라미터를 사용하여 BT -> QT -> QT -> BT 의 순서로 지오메트리 트리를 구성한 예시이다. 실시예들에 따르면, 어트리뷰트 인코더(51004)에서는 도 25의 비정방형 노드를 갖는 지오메트리 트리 구조를 기반으로 LoD 생성을 수행할 수 있다. 이때, 상기 지오메트리 트리의 각 뎁스에서의 비대칭적 노드를 고려하면서 LoD들을 생성할 수 있다. 예를 들어, LoD4 를 max LoD로 가정할 때, LoD4에는 바운딩박스의 모든 포인트들이 포함된다. 그리고, 하위 LoD(숫자가 낮은 LoD) 구성에 대해서는 상위 LoD(숫자가 높은 LoD)를 구성하는 포인트들 중 하위 LoD에 해당하는 뎁스의 단위 노드 크기의 노드 단위로 이웃을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써, 하위 LoD를 구성할 수 있다. 도 25의 경우, 각 뎁스에서의 단위 노드 크기는 16x4, 8x4, 4x2, 2x1, 1x1 로 나타낼 수 있다. 예를 들어, LoD3에 대해서는 LoD4를 구성하는 포인트들 중 2x1 크기의 노드 (BT) 단위로 이웃(neighbor 또는 이웃 서치 범위)을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD3을 구성할 수 있다. LoD 2 에 대해서는 LoD3을 구성하는 포인트들 중 4x2 크기의 노드 (QT) 단위로 이웃을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD 2 를 구성할 수 있다. LoD1에 대해서는 LoD2를 구성하는 포인트들 중 8x4 크기의 노드 (QT) 단위로 이웃을 설정하고, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD1을 구성할 수 있다. LoD0에 대해서는 LoD1에 포함된 2개의 포인트들을 이웃으로 설정하고, 이웃으로 설정된 2개의 포인트들 중 특정 포인트를 선택함으로써 LoD0을 구성할 수 있다.
도 25의 (a)는 각 뎁스별 포인트 선택 과정에서 몰톤 코드 상으로 첫번째 포인트를 선택하는 예시를 보인다. 즉, LoD3 내지 LoD0에 대해서, 이웃으로 설정된 포인트들 중 특정 포인트를 선택할 때, 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 이웃의 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택한다.
도 25의 (b)는 포인트 선택 과정에서 뎁스에 따라 몰톤 코드 상으로 첫번째 포인트 또는 마지막 포인트를 선택하는 예시를 보인다. 좀 더 상세하게는, 포인트 선택 과정에서 몰톤 코드 상으로 첫번째와 마지막에 위치한 포인트를 연속된 뎁스에서 번갈아가면서 선택하는 예시이다. 즉, LoD3에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택하고, LoD2에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 마지막 포인트를 선택하고, LoD1에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택하고, LoD0에 대해서는 이웃 서치 범위 내에서 몰톤 코드 순서에 따라 정렬된 포인트들 중 마지막 포인트를 선택하고 있다.
도 24의 (a), 도 24의 (b)와 마찬가지로, 도 25의 (a)에 비해 도 25의 (b)의 포인트 분포가 LoD가 낮아질수록 노드 중심부에 가깝게 선택되는 것을 볼 수 있다.
실시예2
OT/QT/BT 기반으로 지오메트리 트리를 생성하여 지오메트리 코딩이 수행된 경우, 지오메트리 트리의 각 뎁스에서 비대칭 (or 큐보이드) 노드가 사용될 수 있다. 이때, 스케일러블 코딩이 고려되는 경우 지오메트리 트리의 뎁스 단위로 스케일러비티를 지원하게 되는데, 실시예 2는 지오메트리 코딩시 옥트리 기반 LoD 생성 특성을 고려하도록 제약조건을 추가하는 예시이다. 즉, 리프 레벨로부터 일정 뎁스 구간에 대해서 큐빅 노드(cubic node)가 보장되는 경우(즉, 단위 노드의 크기가 xyz 방향으로 동일한 경우), 어트리뷰트 인코더(51004)에서 옥트리 기반 LoD 생성을 수행하도록 하면, 스케일러블 특성도 해당 뎁스 구간에 대해서 보장할 수 있다. 이를 위해, 본 명세서는 리프 노드에 가까운 뎁스들이 대칭 노드(symmetric node) 인 경우에 대해서 생성된 LoD(s) 만을 사용하여 어트리뷰트 압축을 수행하도록 제약을 둘 수 있다.
도 26은 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서의 LoD 생성의 예시를 보인 도면들이다. 도 26은 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 인코딩을 수행할 때 바운딩박스의 파티셔닝에 QT/BT를 사용하며, 이때 K=1, M=1 파라미터를 사용하여 BT -> QT -> BT -> QT의 순서로 지오메트리 트리를 구성한 예시이다. 도 26에서는 리프 레벨을 포함한 2개의 뎁스 레벨이 큐빅 노드(cubic node)를 가진다고 가정한다. 이 경우, 어트리뷰트 인코더(51004)는 리프 레벨을 포함한 2개의 연속된 뎁스 레벨에서만 LoD들을 생성하는 것을 일 실시예로 한다.
도 27은 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서의 LoD 생성의 다른 예시를 보인 도면들이다. 도 27은 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 인코딩을 수행할 때 바운딩박스의 파티셔닝에 QT/BT를 사용하며, 이때 K=2, M=0 파라미터를 사용하여 BT -> BT -> QT -> QT의 순서로 지오메트리 트리를 구성한 예시이다. 도 27에서는 리프 레벨을 포함한 3개의 뎁스 레벨이 큐빅 노드(cubic node)를 가진다고 가정한다. 이 경우, 어트리뷰트 인코더(51004)는 리프 레벨을 포함한 3개의 연속된 뎁스 레벨에서만 LoD들을 생성하는 것을 일 실시예로 한다.
본 명세서는 지오메트리 압축을 위해 사용된 지오메트리 트리 구조에서 QT(3차원 공간에서는 OT) 기반 LoD 생성 방법과 일치하는 뎁스에 대해서만 LoD(s)를 생성하도록 제약을 둠으로써, 스케일러블 리프리제네레이션(scalable representation) 시에 지오메트리와 어트리뷰트 간의 포인트 불일치를 사전에 방지할 수 있다.
그리고, LOD들의 최대 개수 정보(예, max_num_LoD) 및/또는 LoD 시작 뎁스 정보(예, LoD_starting_depth)는 시그널링 정보에 시그널링되는 것을 일 실시예로 한다. 상기 시그널링 정보는 적어도 어트리뷰트 파라미터 세트 또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더가 될 수 있다.
즉, LOD들의 최대 개수 정보(예, max_num_LoD)를 시그널링 함으로써 스케일러블 코딩에서 사용되는 LoD의 개수를 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에 알려주거나, LoD 시작 뎁스 정보(예, LoD_starting_depth)를 시그널링 함으로써 LoD0가 시작되는 지점을 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에 알려줄 수 있다. 실시예들에 따르면, LoD 시작 뎁스 정보(예, LoD_starting_depth)는 옥트리 기반 LoD 생성과 매칭될 수 있는 최대 LoD 뎁스를 지시할 수 있다. 즉, 리프 레벨로부터의 뎁스의 수를 나타낼 수 있다. 도 26을 예로 들면, LoD 시작 뎁스 정보(예, LoD_starting_depth)에 의해 지시되는 뎁스의 수는 LoD0에 해당하는 뎁스인 2이다. 도 27을 예로 들면, 리프 레벨부터 시작하여 옥트리 기반 LoD 생성과 매칭되는 뎁스의 수는 LoD0에 해당하는 뎁스인 3이 될 수 있다.
실시예들에 따르면, LOD들의 최대 개수 정보(예, max_num_LoD)와 LoD 시작 뎁스 정보(예, LoD_starting_depth)는 아래와 같은 값을 가질 수 있다.
max_num_LoD = max_dimension - min_dimension - M
LoD_starting_depth = max_dimension - M
또한, 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 코딩시에는 K+M = max_dimension - min_dimension 이어야 한다는 제약 조건을 추가할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 max_dimension는 max(dx, dy, dz)의 의미이고, min_dimension는 min(dx, dy, dz)의 의미이다.
실시예3
OT/QT/BT 기반으로 지오메트리 트리를 생성하여 지오메트리 코딩이 사용된 경우, 지오메트리 트리의 각 뎁스에서 비대칭 (or 큐보이드) 노드가 사용될 수 있다. 스케일러블 코딩이 고려되는 경우 지오메트리 트리의 뎁스 단위로 스케일러비티를 지원하게 되는데, 실시예 3은 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스(들)에서는 LoD 생성을 하지 않거나 또는 해당 뎁스(들)에서 생성된 LoD(들)을 어트리뷰트 압축시에 사용하지 않으며, 이를 알려주는 정보(예, LoD_skip_flag)를 시그널링 정보에 시그널링하는 예시이다. 상기 시그널링 정보는 적어도 어트리뷰트 파라미터 세트 또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더가 될 수 있다.
일 실시예로, 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스(들)에 대응하는 LoD 생성은 하지 않고, 이를 알려주는 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)를 시그널링하여 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에 알려줄 수 있다. 이때, 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스(들)을 제외한 나머지 뎁스(들)에서 각 뎁스별로 비대칭 노드를 고려하여 LoD(들)을 생성하는 것을 일 실시예로 한다. 예를 들어, LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)의 값이 1이면 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스임을 지시할 수도 있고 및/또는 해당 뎁스에서 LoD 생성이 되지 않았음을 지시할 수 있다. 그리고, LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)의 값이 0이면 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스임을 지시할 수도 있고 및/또는 해당 뎁스에서 LoD가 생성되었음을 지시할 수 있다.
다른 실시예로, 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스(들)에서 생성된 LoD(들)은 어트리뷰트 압축을 위해 사용하지 않고, 이를 알려주는 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)를 시그널링하여 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에 알려줄 수 있다. 이때, 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스(들)을 제외한 나머지 뎁스(들)에서 각 뎁스별로 비대칭 노드를 고려하여 생성된 LoD(들)을 이용하여 어트리뷰트 압축을 수행하는 것을 일 실시예로 한다. 예를 들어, LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)의 값이 1이면 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스임을 지시할 수도 있고 및/또는 해당 뎁스에서 생성된 LoD는 어트리뷰트 압축을 위해 사용되지 않음을 지시할 수 있다. 그리고, LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)의 값이 0이면 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스임을 지시할 수도 있고 및/또는 해당 뎁스에서 생성된 LoD가 어트리뷰트 압축을 위해 사용되었음을 지시할 수 있다.
즉, LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)의 값이 1이면, 해당 뎁스에 해당하는 LoD를 어트리뷰트 압축을 위해 사용하지 않을 수 있다. 또는 해당 뎁스에 대한 LoD로써 정의는 하되 스케일러블 리프리젠테이션(scalable representation)에서 사용하지 않도록 할 수 있다.
실시예들에 따르면, LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)에 대한 설정은 아래의 조건을 따를 수 있다.
if dx_ot=dx & dy_ot=dy & dz_ot=dz LoD_skip_flag = 0
else LoD_skip_flag = 1
이때, dx_ot, dy_ot, dz_ot 는 OT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우 실제 포인트가 분포하는 바운딩박스 내에서의 xyz 축 방향 노드 사이즈(node size)를 의미하며, dx, dy, dz 는 QTBT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우의 xyz 축 방향 노드 사이즈를 나타낼 수 있다.
즉, OT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우의 x축 방향 노드 사이즈(dx_ot)와 QTBT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우 바운딩박스 내에서의 x축 방향 노드 사이즈(dx)가 동일하고, OT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우 바운딩박스 내에서의 y축 방향 노드 사이즈(dy_ot)와 QTBT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우의 y축 방향 노드 사이즈(dy)가 동일하고, OT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우 바운딩박스 내에서의 z축 방향 노드 사이즈(dz_ot)와 QTBT 기반 파티셔닝이 사용되는 경우의 z축 방향 노드 사이즈(dz)가 모두 동일할 때에만 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)의 값이 0으로 설정되고, xyz축들 중 하나라도 동일하지 않으면 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)의 값이 1로 설정될 수 있다.
즉, 스킵 LoD의 경우 스케일러블 코딩에 의해서 계층적 구조를 가지고 있지만, 해당 LoD는 지오메트리와 구조적으로 매칭되지 않기 때문에 그 LoD는 어트리뷰트 압축을 위해 출력(또는 사용)하는 것이 부적절하다는 것을 알려주기 위해 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)를 사용할 수 있다.
도 28의 (a)와 도 28의 (b)는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서 위에서 기술한 조건에 따라 LoD 스킵이 설정되는 예시들을 보인 도면들이다. 도 28의 (a)와 도 28의 (b)는 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 인코딩을 수행할 때 바운딩박스의 파티셔닝에 QT/BT를 사용하며, 이때 K=1, M=1 파라미터를 사용하여 BT -> QT -> BT -> QT의 순서로 지오메트리 트리를 구성한 예시이다. 도 28의 (a)는 루트 노드 기준으로 세번째 뎁스에 LoD 스킵이 설정된 예이고, 도 28의 (b)는 루트 노드 기준으로 3개의 뎁스들에 LoD 스킵이 설정된 예이다.
실시예들에 따르면, 도 28의 (a)에서 LoD0와 LoD1의 경우, 정방형 노드 안에 하나의 직사각 노드가 들어있는 경우이며, 이 경우는 지오메트리와 일치하기 때문에 그 LoD는 스킵하지 않도록 설정할 수 있다.
도 29는 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조 중 일부 뎁스에서 위에서 기술한 조건에 따라 LoD 스킵이 설정되는 다른 예시를 보인 도면들이다. 도 29는 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 인코딩을 수행할 때 바운딩박스의 파티셔닝에 QT/BT를 사용하며, 이때 K=2, M=0 파라미터를 사용하여 BT -> BT -> QT -> QT의 순서로 지오메트리 트리를 구성한 예시이다. 도 29는 2개의 뎁스들에 LoD 스킵이 설정된 예이다.
도 30은 2D 평면 상에 분포한 포인트 클라우드 데이터를 파티셔닝한 지오메트리 트리 구조를 기반으로 각 뎁스별 LoD 생성의 또 다른 예시를 보인 도면이다. 도 30은 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 인코딩을 수행할 때 바운딩박스의 파티셔닝에 QT/BT를 사용하며, 이때 K=2, M=0 파라미터를 사용하여 BT -> BT -> QT -> QT 의 순서로 지오메트리 트리를 구성한 예시이다. 실시예들에 따르면, 어트리뷰트 인코더(51004)에서는 도 30의 비정방형 노드를 갖는 지오메트리 트리 구조를 기반으로 LoD 생성을 수행할 수 있다.
실시예들에 따르면, 도 30과 같은 지오메트르 트리 구조에도 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)를 적용할 수 있다. 즉, 도 30의 지오메트리 트리의 각 뎁스는 QT 기반 LoD 생성 방법의 노드 사이즈와 동일한 노드 사이즈를 갖는 것을 볼 수 있다. 따라서, 이러한 특성이 어트리뷰트 인코더(51004)에서 미리 파악되는 경우, 모든 LoD들에 대해서 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)=0을 갖도록 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag)을 시그널링할 수 있다.
실시예들에 따르면, 송신 장치의 지오메트리 인코더(51003) 및/또는 어트리뷰트 인코더(51004)는 전술한 실시예1 내지 실시예3 중 하나 또는 둘 이상을 조합하여 지오메트리 정보의 압축 및/또는 어트리뷰트 정보의 압축을 수행하거나 스케일러블 어트리뷰트 인코딩을 수행할 수 있다. 또한 수신 장치의 지오메트리 디코더(61003) 및/또는 어트리뷰트 디코더(61004)는 전술한 실시예1 내지 실시예3 중 하나 또는 둘 이상을 조합하여 지오메트리 정보의 복원 및/또는 어트리뷰트 정보의 복원을 수행하거나 스케일러블 어트리뷰트 디코딩을 수행할 수 있다.
다음은 전술한 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 시그널링하는 시그널링 정보 및 시그널링 정보를 포함하는 비트스트림 구조에 대해 설명하기로 한다. 실시예들에 따르면, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 LoD 샘플링 방법을 식별하기 위한 정보(예, LoD_sampling_method), LOD들의 최대 개수 정보(예, max_num_LoD), LoD 시작 뎁스 정보(예, LoD_starting_depth) 및 LoD 스킵 정보(예, LoD_skip_flag) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 LoD 기반의 어트리뷰트 인코딩에 관련된 정보로 호칭될 수 있다.
실시예들에 따르면, 포인트 클라우드 비디오 인코더에서 지오메트리 정보의 인코딩이 수행되면 그 결과로 지오메트리 비트스트림이 생성되고, 어트리뷰트 정보의 인코딩이 수행되면 그 결과로 어트리뷰트 비트스트림이 생성된다. 실시예들에 따른 지오메트리 비트스트림 및 어트리뷰트 비트스트림은 멀티플렉싱되어 하나의 비트스트림으로 출력될 수 있다. 실시예들에 따른 비트스트림은 지오메트리 인코딩 및 어트리뷰트 인코딩과 관련된 시그널링 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 시그널링 정보는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 포함하는 것을 일 실시예로 한다.
도 31은 실시예들에 따른 송/수신을 위한 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 구조의 예시를 나타낸다.
실시예들에 따른 지오메트리 비트스트림, 어트리뷰트 비트스트림, 및/또는 시그널링 비트스트림(또는 시그널링 정보)이 하나의 비트스트림(또는 G-PCC 비트스트림)으로 구성되는 경우, 비트스트림은 하나 또는 그 이상의 서브 비트스트림들을 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 비트스트림은 시퀀스 레벨의 시그널링을 위한 SPS (Sequence Parameter Set), 지오메트리 정보 코딩의 시그널링을 위한 GPS(Geometry Parameter Set), 어트리뷰트 정보 코딩의 시그널링을 위한 하나 이상의 APS(Attribute Parameter Set, APS0, APS1), 타일 레벨의 시그널링을 위한 타일 인벤토리(또는 TPS라 함), 하나 이상의 슬라이스들(slice 0 ~ slice n)를 포함할 수 있다. 즉, 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있으며, 각 타일은 하나 이상의 슬라이스들(slice 0 ~ slice n)를 포함하는 슬라이스들의 그룹일 수 있다. 실시예들에 따른 타일 인벤토리(즉, TPS)는 하나 이상의 타일들에 대하여 각 타일에 관한 정보(예를 들면 tile bounding box의 좌표값 정보 및 높이/크기 정보 등)를 포함할 수 있다. 각 슬라이스는 하나의 지오메트리 비트스트림(Geom0) 및/또는 하나 이상의 어트리뷰트 비트스트림들(Attr0, Attr1)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬라이스 0(slice 0)는 하나의 지오메트리 비트스트림(Geom00) 및 하나 이상의 어트리뷰트 비트스트림들(Attr00, Attr10)을 포함할 수 있다.
각 슬라이스 내 지오메트리 비트스트림은 지오메트리 슬라이스 헤더(geom_slice_header)와 지오메트리 슬라이스 데이터(geom_slice_data)로 구성될 수 있다. 실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 헤더(geom_slice_header)는 지오메트리 파라미터 세트(GPS)에 포함된 파라미터 세트의 식별 정보(geom_parameter_set_id), 타일 식별자(geom_tile_id), 슬라이스 식별자(geom_slice_id) 및 지오메트리 슬라이스 데이터(geom_slice_data)에 포함된 데이터에 관한 정보 (geomBoxOrigin, geom_box_log2_scale, geom_max_node_size_log2, geom_num_points) 등을 포함할 수 있다. geomBoxOrigin는 해당 지오메트리 슬라이스 데이터의 박스 원점을 나타내는 지오메트리 박스 오리진 정보이고, geom_box_log2_scale는 해당 지오메트리 슬라이스 데이터의 로그 스케일을 나타내는 정보이며, geom_max_node_size_log2는 루트 지오메트리 옥트리 노드의 사이즈를 나타내는 정보이며, geom_num_points는 해당 지오메트리 슬라이스 데이터의 포인트들의 개수와 관련된 정보이다. 실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 데이터(geom_slice_data)는 해당 슬라이스 내 포인트 클라우드 데이터의 지오메트리 정보(또는 지오메트리 데이터)를 포함할 수 있다.
각 슬라이스 내 각 어트리뷰트 비트스트림은 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attr_slice_header)와 어트리뷰트 슬라이스 데이터(attr_slice_data)로 구성될 수 있다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attr_slice_header)는 해당 어트리뷰트 슬라이스 데이터에 관한 정보를 포함할 수 있고, 어트리뷰트 슬라이스 데이터는 해당 슬라이스 내 포인트 클라우드 데이터의 어트리뷰트 정보(또는 어트리뷰트 데이터)를 포함할 수 있다. 하나의 슬라이스 내 어트리뷰트 비트스트림이 복수개 있는 경우, 각각은 서로 다른 어트리뷰트 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 어트리뷰트 비트스트림은 색상에 해당하는 어트리뷰트 정보를 포함하고, 다른 하나의 어트리뷰트 비트스트림은 반사율에 해당하는 어트리뷰트 정보를 포함할 수 있다.
도 32는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 구조의 예시를 나타낸다.
도 33은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 내 구성 간의 연결관계를 나타낸다.
도 32와 도 33에 나타낸 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 구조는 도 31에 나타낸 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림 구조를 의미할 수 있다.
실시예들에 따른 SPS는 해당 SPS를 식별하기 위한 식별자(seq_parameter_set_id)를 포함하고, GPS는 해당 GPS를 식별하기 위한 식별자(geom_parameter_set_id)와 해당 GPS가 속해있는 액티브 SPS(Active SPS)를 가리키는 식별자(seq_parameter_set_id)를 포함하며, APS는 해당 APS를 식별하기 위한 식별자(attr_parameter_set_id)와 해당 APS가 속해있는 액티브 SPS(Active SPS)를 가리키는 식별자(seq_parameter_set_id)를 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 지오메트리 데이터는 지오메트리 슬라이스 헤더와 지오메트리 슬라이스 데이터를 포함하며, 지오메트리 슬라이스 헤더는 해당 지오메트리 슬라이스에서 참조할 액티브 GPS의 식별자(geom_parameter_set_id)를 포함할 수 있다. 지오메트리 슬라이스 헤더는 해당 지오메트리 슬라이스를 식별하기 위한 식별자(geom_slice_id) 및/또는 해당 타일을 식별하기 위한 식별자(geom_tile_id)를 더 포함할 수 있다. 지오메트리 슬라이스 데이터는 해당 슬라이스에 속한 지오메트리 비트스트림을 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 데이터는 어트리뷰트 슬라이스 헤더와 어트리뷰트 슬라이스 데이터를 포함하며, 어트리뷰트 슬라이스 헤더는 해당 어트리뷰트 슬라이스에서 참조할 액티브 APS의 식별자(attr_parameter_set_id)와 해당 어트리뷰트 슬라이스와 관련된 지오메트리 슬라이스를 식별하기 위한 식별자(geom_slice_id)를 포함할 수 있다. 어트리뷰트 슬라이스 데이터는 해당 슬라이스에 속한 어트리뷰트 비트스트림을 포함할 수 있다.
즉, 지오메트리 슬라이스는 GPS를 참조하고, GPS는 SPS를 참조한다. 또한, SPS는 이용 가능한(available) 어트리뷰트들을 나열하며, 각각에 식별자를 할당하고 디코딩 방법을 식별한다. 어트리뷰트 슬라이스는 상기 식별자에 따라 출력 어트리뷰트들에 매핑되며, 어트리뷰트 슬라이스 자체는 선행 (디코드된) 지오메트리 슬라이스와 APS에 대해 종속성을 가진다. APS는 SPS를 참조한다.
실시예들에 따르면, 포인트 클라우드 데이터의 인코딩에 필요한 파라미터들은 포인트 클라우드 데이터의 파라미터 세트(parameter set) 및/또는 해당 슬라이스 헤더에 새로 정의될 수 있다. 예를 들어, 어트리뷰트 정보의 인코딩을 수행할 때에는 어트리뷰트 파라미터 세트(APS)에, 타일 기반의 인코딩을 수행할 때에는 타일 및/또는 슬라이스 헤더에 추가할 수 있다.
도 31, 도 32, 도 33에서 보는 바와 같이, 포인트 클라우드 데이터의 비트스트림은 포인트 클라우드 데이터를 영역별로 나누어 처리할 수 있도록 타일 또는 슬라이스를 제공한다. 실시예들에 따른 비트스트림의 각각의 영역은 서로 다른 중요도를 가질 수 있다. 따라서, 포인트 클라우드 데이터가 타일들로 나누어지는 경우, 각 타일별로 다른 필터(인코딩 방법), 다른 필터 유닛을 적용할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 데이터가 슬라이스들로 나누어지는 경우, 각 슬라이스별로 다른 필터, 다른 필터 유닛을 적용할 수 있다.
실시예들에 따른 송신 장치 및 수신 장치는 포인트 클라우드 데이터를 영역들로 분할하여 압축시, 분할된 영역 내 어트리뷰트 정보들의 선택적 전송을 위해 하이 레벨 신택스 구조로 비트스트림을 전송 및 수신할 수 있다.
실시예들에 따른 송신 장치는, 도 31, 도 32, 도 33과 같은 비트스트림의 구조에 따라 포인트 클라우드 데이터를 전송함으로써, 중요도에 따라서 다른 인코딩 동작을 적용할 수 있게 하고, 품질(quality)이 좋은 인코딩 방법을 중요한 영역에 사용할 수 있는 방안을 제공할 수 있다. 또한 포인트 클라우드 데이터의 특성에 따른 효율적인 인코딩 및 전송을 지원하고 사용자의 요구사항에 따른 어트리뷰트 값을 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 수신 장치는, 도 31, 도 32, 도 33과 같은 비트스트림의 구조에 따라 포인트 클라우드 데이터를 수신함으로써, 수신 장치의 처리능력(capacity)에 따라서 포인트 클라우드 데이터 전체에 복잡한 디코딩(필터링) 방법을 사용하는 대신 영역별로 (타일 또는 슬라이스로 나누어진 영역) 서로 다른 필터링(디코딩 방법)을 적용할 수 있게 된다. 따라서, 사용자에게 중요한 영역에 더 좋은 화질과 시스템 상으로 적절한 레이턴시(latency)을 보장할 수 있다.
이후 설명되는 본 명세서의 신택스들에서 사용되는 용어인 필드는 파라미터 또는 엘리먼트와 동일한 의미를 가질 수 있다.
도 34는 본 명세서에 따른 시퀀스 파라미터 세트(seq_parameter_set())(SPS)의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다. SPS는 포인트 클라우드 데이터 비트스트림의 시퀀스 정보를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 SPS는 main_profile_compatibility_flag 필드, unique_point_positions_constraint_flag 필드, level_idc 필드, sps_seq_parameter_set_id 필드, sps_bounding_box_present_flag 필드, sps_source_scale_factor_numerator_minus1 필드, sps_source_scale_factor_denominator_minus1 필드, sps_num_attribute_sets 필드, log2_max_frame_idx 필드, axis_coding_order 필드, sps_bypass_stream_enabled_flag 필드, 및 sps_extension_flag 필드를 포함할 수 있다.
상기 main_profile_compatibility_flag 필드는 그 비트스트림이 메인 프로파일을 따르는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 main_profile_compatibility_flag 필드의 값이 1이면, 그 비트스트림이 메인 프로파일을 따른다는 것(the bitstream conforms to the main profile)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 main_profile_compatibility_flag 필드의 값이 0이면, 그 비트스트림이 메인 프로파일 외의 프로파일을 따른다는 것을 나타낼 수 있다.
상기 unique_point_positions_constraint_flag 필드의 값이 1이면, 현재 SPS가 참조하는 각 포인트 클라우드 프레임에서, 모든 출력 포인트들은 유니크한 포지션들을 가질수 있다. 상기 unique_point_positions_constraint_flag 필드의 값이 0이면, 현재 SPS가 참조하는 임의의 포인트 클라우드 프레임에서, 2개 이상의 출력 포인트들이 같은 포지션(the same position)을 가질 수 있다. 예를 들어, 모든 포인트들이 각 슬라이스들에서 유니크할지라도, 프레임 내 슬라이스들과 다른 포인트들은 오버랩할 수 있다. 그 경우에, unique_point_positions_constraint_flag 필드의 값은 0으로 셋트된다.
상기 level_idc 필드는 그 비트스트림이 따르는 레벨을 나타낸다.
상기 sps_seq_parameter_set_id 필드는 다른 신택스 엘레먼트들에 의해 참조되는 SPS에 대한 식별자를 제공한다(provides an identifier for the SPS for reference by other syntax elements).
상기 sps_bounding_box_present_flag 필드는 바운딩 박스가 상기 SPS에 존재하는지 여부를 지시한다. 예를 들어, 상기 sps_bounding_box_present_flag 필드의 값이 1이면, 바운딩 박스가 상기 SPS에 존재하고, 0이면 바운딩 박스의 사이즈가 정의되지 않음(undefined)을 나타낸다.
실시예들에 따르면, SPS는 상기 sps_bounding_box_present_flag 필드의 값이 1이면, sps_bounding_box_offset_x 필드, sps_bounding_box_offset_y 필드, sps_bounding_box_offset_z 필드, sps_bounding_box_offset_log2_scale 필드, sps_bounding_box_size_width 필드, sps_bounding_box_size_height 필드, 및 sps_bounding_box_size_depth 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 sps_bounding_box_offset_x 필드는 직교 좌표계(Cartesian coordinates)에서 소스 바운딩 박스의 x 오프셋을 나타낸다. 소스 바운딩 박스의 x 오프셋이 존재하지 않으면, 상기 sps_bounding_box_offset_x 필드의 값은 0이다.
상기 sps_bounding_box_offset_y 필드는 직교 좌표계에서 소스 바운딩 박스의 y 오프셋을 나타낸다. 소스 바운딩 박스의 y 오프셋이 존재하지 않으면, 상기 sps_bounding_box_offset_y 필드의 값은 0이다.
상기 sps_bounding_box_offset_z 필드는 직교 좌표계에서 소스 바운딩 박스의 z 오프셋을 나타낸다. 소스 바운딩 박스의 z 오프셋이 존재하지 않으면, 상기 sps_bounding_box_offset_z 필드의 값은 0이다.
상기 sps_bounding_box_offset_log2_scale 필드는 양자화된 x, y, z 소스 바운딩 박스 옵셋들을 스케일하기 위한 스케일 펙터를 나타낸다.
상기 sps_bounding_box_size_width 필드는 직교 좌표계에서 소스 바운딩 박스의 폭을 나타낸다. 소스 바운딩 박스의 폭이 존재하지 않으면, 상기 sps_bounding_box_size_width 필드의 값은 1일 수 있다.
상기 sps_bounding_box_size_height 필드는 직교 좌표계에서 소스 바운딩 박스의 높이를 나타낸다. 소스 바운딩 박스의 높이가 존재하지 않으면, 상기 sps_bounding_box_size_height 필드의 값은 1일 수 있다.
상기 sps_bounding_box_size_depth 필드는 직교 좌표계에서 소스 바운딩 박스의 깊이를 나타낸다. 소스 바운딩 박스의 깊이가 존재하지 않으면, 상기 sps_bounding_box_size_depth 필드의 값은 1일 수 있다.
상기 sps_source_scale_factor_numerator_minus1 plus 1은 소스 포인트 클라우드의 스케일 팩터 분자 (numerator)를 나타낸다.
상기 sps_source_scale_factor_denominator_minus1 plus 1은 소스 포인트 클라우드의 스케일 팩터 분모 (denominator)를 나타낸다.
상기 sps_num_attribute_sets 필드는 해당 비트스트림 내 코딩된 어트리뷰트들의 개수를 나타낸다(indicates the number of coded attributes in the bitstream).
실시예들에 따른 SPS는 상기 sps_num_attribute_sets 필드의 값만큼 반복되는 반복문을 포함한다. 이때 i는 0으로 초기화되고, 반복문이 수행될 때마다 1씩 증가하며, i값이 상기 sps_num_attribute_sets 필드의 값이 될때까지 반복문이 반복되는 것을 일 실시예로 한다. 이 반복문은 attribute_dimension_minus1[i] 필드와 attribute_instance_id[i] 필드를 포함할 수 있다. 상기 attribute_dimension_minus1[i] plus 1은 i번째 어트리뷰트의 컴포넌트들의 수를 나타낸다.
상기 attribute_instance_id[i] 필드는 i번째 어트리뷰트의 인스턴스 식별자를 나타낸다.
실시예들에 따르면, 상기 반복문은 상기 attribute_dimension_minus1[i] 필드의 값이 1보다 크면, attribute_secondary_bitdepth_minus1[i] 필드, attribute_cicp_colour_primaries[i] 필드, attribute_cicp_transfer_characteristics[i] 필드, attribute_cicp_matrix_coeffs[i] 필드, 및 attribute_cicp_video_full_range_flag[i] 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 attribute_secondary_bitdepth_minus1[i] plus 1은 i번째 어트리뷰트 신호(들)의 제2 컴포넌트를 위한 비트깊이(bitdepth)를 나타낸다.
상기 attribute_cicp_colour_primaries[i] 필드는 i번째 어트리뷰트의 컬러 어트리뷰트 소스 프라이머리들의 색도(chromaticity coordinates)를 나타낸다.
상기 attribute_cicp_transfer_characteristics[i] 필드는 i번째 어트리뷰트의 0에서 1사이의 노미널 real-valued 범위를 갖는 소스 입력 리니어 옵티컬 강도(input linear optical intensity)로서 참조 광-전자 전달 특성 함수(reference opto-electronic transfer characteristic function)를 지시하거나 또는 출력 리니어 옵티컬 강도(output linear optical intensity)의 함수로서 참조 전자-광 전달 특성 함수(reference opto-electronic transfer characteristic function)의 역(inverse)을 나타낸다(attribute_cicp_transfer_characteristics[i] either indicates the reference opto-electronic transfer characteristic function of the colour attribute as a function of a source input linear optical intensity with a nominal real-valued range of 0 to 1 or indicates the inverse of the reference electro-optical transfer characteristic function as a function of an output linear optical intensity).
상기 attribute_cicp_matrix_coeffs[i] 필드는 i번째 어트리뷰트의 녹색, 청색 및 적색 (또는 Y, Z, X의 삼원색)으로부터 루마(luma)와 채도(chroma) 신호들을 도출하는데(deriving) 사용된 매트릭스 계수를 설명한다(describes the matrix coefficients used in deriving luma and chroma signals from the green, blue, and red, or Y, Z, and X primaries.)
상기 attribute_cicp_video_full_range_flag[i] 필드는 i번째 어트리뷰트의 E'Y, E'PB 및 E'PR 또는 E'R, E'G 및 E'B 실제-값 컴포넌트 신호들로부터 도출되는 블랙 레벨과 루마 및 채도 신호의 범위를 나타낸다.
상기 known_attribute_label_flag[i] 필드는 i번째 어트리뷰트를 위해 know_attribute_label[i] 필드 또는 attribute_label_four_bytes[i] 필드가 시그널링되는지를 나타낸다. 예를 들어, 상기 known_attribute_label_flag[i] 필드의 값이 0이면, i번째 어트리뷰트를 위해 known_attribute_label[i] 필드가 시그널링되고, 상기 known_attribute_label_flag[i] 필드의 값이 1이면, i번째 어트리뷰트를 위해 attribute_label_four_bytes[i] 필드가 시그널링됨을 나타낸다.
상기 known_attribute_label[i] 필드는 i번째 어트리뷰트의 타입을 나타낸다. 예를 들어, 상기 known_attribute_label[i] 필드의 값이 0이면 i번째 어트리뷰트는 컬러임을 나타내고, 상기 known_attribute_label[i] 필드의 값이 1이면 i번째 어트리뷰트는 반사율(reflectance)임을 나타내며, known_attribute_label[i] 필드의 값이 2이면 i번째 어트리뷰트는 프레임 인덱스(frame index)임을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 known_attribute_label[i] 필드의 값이 4이면 i번째 어트리뷰트는 투명도(transparency)임을 나타내며, 상기 known_attribute_label[i] 필드의 값이 5이면 i번째 어트리뷰트는 normals임을 나타낸다.
상기 attribute_label_four_bytes[i] 필드는 4바이트 코드로 known 어트리뷰트 타입을 지시한다.
실시예들에 따르면, 상기 attribute_label_four_bytes[i] 필드의 값이 0이면 i번째 어트리뷰트는 컬러임을, 1이면 i번째 어트리뷰트는 반사율(reflectance)임을, 2이면 i번째 어트리뷰트는 프레임 인덱스(frame index)임을, 4이면 i번째 어트리뷰트는 투명도(transparency)임을, 5이면 i번째 어트리뷰트는 normals임을 지시할 수 있다.
상기 log2_max_frame_idx 필드는 frame_idx 신택스 변수(variable)를 시그널하기 위해 사용된 비트들의 개수를 나타낸다.
상기 axis_coding_order 필드는 X, Y, Z output axis labels과 axis=0..2를 갖는 재구성된 포인트 클라우드 RecPic [pointidx] [axis] 내 3개의 포지션 컴포넌트들간의 유사성(correspondence)을 지시한다.
상기 sps_bypass_stream_enabled_flag 필드의 값이 1이면, 바이패스 코딩 모드가 비트스트림을 읽어내는데 사용됨을 지시할 수 있다. 다른 예로, 상기 sps_bypass_stream_enabled_flag 필드의 값이 0이면, 바이패스 코딩 모드가 비트스트림을 읽어내는데 사용되지 않음을 지시할 수 있다.
상기 sps_extension_flag 필드는 sps_extension_data 신택스 구조가 해당 SPS 신택스 구조에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 sps_extension_present_flag 필드의 값이 1이면, sps_extension_data 신택스 구조가 이 SPS 신택스 구조에 존재하고, 0이면 존재하지 않음을 나타낸다.
실시예들에 따른 SPS는 상기 sps_extension_flag 필드의 값이 1이면sps_extension_data_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 sps_extension_data_flag 필드는 어느 값이나 가질 수 있다.
도 35는 본 명세서에 따른 지오메트리 파라미터 세트(geometry_parameter_set())(GPS)의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다. 실시예들에 따른 GPS는 하나 또는 그 이상의 슬라이스들에 포함된 포인트 클라우드 데이터의 지오메트리 정보를 인코딩하는 방법에 관한 정보를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 GPS는 gps_geom_parameter_set_id 필드, gps_seq_parameter_set_id 필드, gps_box_present_flag 필드, unique_geometry_points_flag 필드, geometry_planar_mode_flag 필드, geometry_angular_mode_flag 필드, neighbour_context_restriction_flag 필드, inferred_direct_coding_mode_enabled_flag 필드, bitwise_occupancy_coding_flag 필드, adjacent_child_contextualization_enabled_flag 필드, log2_neighbour_avail_boundary 필드, log2_intra_pred_max_node_size 필드, log2_trisoup_node_size 필드, geom_scaling_enabled_flag 필드, gps_implicit_geom_partition_flag 필드, 및 gps_extension_flag 필드를 포함할 수 있다.
상기 gps_geom_parameter_set_id 필드는 다른 신택스 엘레먼트들에 의해 참조되는 GPS의 식별자를 제공한다.
상기 gps_seq_parameter_set_id 필드는 해당 액티브 SPS에 대한 seq_parameter_set_id 필드의 값을 나타낸다(gps_seq_parameter_set_id specifies the value of sps_seq_parameter_set_id for the active SPS).
상기 gps_box_present_flag 필드는 추가 바운딩 박스 정보가 현재 GPS를 참조하는 지오메트리 슬라이스 헤더에서 제공되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 gps_box_present_flag 필드의 값이 1이면, 추가 바운딩 박스 정보가 현재 GPS를 참조하는 지오메트리 슬라이스 헤더 내에 제공됨을 지시할 수 있다. 따라서 상기 gps_box_present_flag 필드의 값이 1이면 GPS는 gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드는 gps_gsh_box_log2_scale 필드가 현재 GPS를 참조하는 각 지오메트리 슬라이스 헤더에 시그널링되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드의 값이 1이면, 상기 gps_gsh_box_log2_scale 필드가 현재 GPS를 참조하는 각 지오메트리 슬라이스 헤더에 시그널링됨을 지시할 수 있다. 다른 예로, 상기 gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드의 값이 0이면, 상기 gps_gsh_box_log2_scale 필드가 현재 GPS를 참조하는 각 지오메트리 슬라이스 헤더에 시그널링되지 않으며, 모든 슬라이스들을 위한 공통 스케일(common scale)이 현재 GPS의 gps_gsh_box_log2_scale 필드에 시그널링됨을 지시할 수 있다.
상기 gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드의 값이 0이면, GPS는 gps_gsh_box_log2_scale 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 gps_gsh_box_log2_scale 필드는 현재 GPS를 참조하는 모든 슬라이스들에 대한 바운딩 박스 오리진의 공통 스케일 팩터(common scale factor)를 나타낸다.
상기 unique_geometry_points_flag 필드는 현재 GPS를 참조하는 모든 슬라이들에서, 모든 출력 포인트들이 하나의 슬라이스 내에서 고유의 포지션들(unique positions)을 가지는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 unique_geometry_points_flag 필드의 값이 1이면, 현재 GPS를 참조하는 모든 슬라이들에서, 모든 출력 포인트들이 하나의 슬라이스 내에서 고유의 포지션들을 가진다고 지시한다. 상기 unique_geometry_points_flag 필드의 값이 0이면, 현재 GPS를 참조하는 모든 슬라이들에서, 2개 이상의 출력 포인트들이 하나의 슬라이스 내에서 같은 포지션들을 가질 수 있음을 지시한다(equal to 1 indicates that in all slices that refer to the current GPS, all output points have unique positions within a slice. unique_geometry_points_flag field equal to 0 indicates that in all slices that refer to the current GPS, the two or more of the output points may have same positions within a slice.)
상기 geometry_planar_mode_flag 필드는 planar coding mode가 activate인지 여부를 지시한다. 예를 들어, 상기 geometry_planar_mode_flag 필드의 값이 1이면, 상기 planar coding mode가 active하고, 0이면 상기 planar coding mode가 액티브하지 않음을 지시할 수 있다.
상기 geometry_planar_mode_flag 필드의 값이 1이면 즉, 참이면, 상기 GPS는 geom_planar_mode_th_idcm 필드, geom_planar_mode_th[1] 필드, geom_planar_mode_th[2] 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 geom_planar_mode_th_idcm 필드는 다이렉트 코딩 모드를 위한 액티베이션(activation)의 임계값을 나타낼 수 있다.
상기 geom_planar_mode_th[i] 필드는, 0-2의 범위 중 i에 대해, 효율적인 planar coding mode를 위해 i번째 most probable direction과 함께 planar coding mode를 위한 activation의 임계값을 명시한다(for i in the rang 0…2, specifies the value of the threshold of activation for planar coding mode along the i-th most probable direction for the planar coding mode to be efficient).
상기 geometry_angular_mode_flag 필드는 앵귤러(angular) 코딩 모드가 액티브인지 여부를 지시한다. 예를 들어, 상기 geometry_angular_mode_flag 필드의 값이 1이면, 상기 angular coding mode가 active하고, 0이면 상기 angular coding mode가 액티브하지 않음을 지시할 수 있다.
상기 geometry_angular_mode_flag 필드의 값이 1이면 즉, 참이면, 상기 GPS는 lidar_head_position[0] 필드, lidar_head_position[1] 필드, lidar_head_position[2] 필드, number_lasers 필드, planar_buffer_disabled 필드, implicit_qtbt_angular_max_node_min_dim_log2_to_split_z 필드, 및 implicit_qtbt_angular_max_diff_to_split_z 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 lidar_head_position[0] 필드, lidar_head_position[1] 필드, 및 lidar_head_position[2] 필드는 내부 축들을 갖는 좌표 시스템(coordinate system with the internal axes)에서 lidar 헤드의 (X, Y, Z) 좌표를 나타낼 수 있다.
상기 number_lasers 필드는 angular coding mode를 위해 사용된 레이저들(lasers)의 개수를 지시한다.
실시예들에 따른 GPS는 상기 number_lasers 필드의 값만큼 반복되는 반복문을 포함한다. 이때 i는 0으로 초기화되고, 반복문이 수행될 때마다 1씩 증가하며, i값이 상기 number_lasers 필드의 값이 될때까지 반복문이 반복되는 것을 일 실시예로 한다. 이 반복문은 laser_angle[i] 필드와 laser_correction[i] 필드를 포함할 수 있다.
상기 laser_angle[i] 필드는 0번째와 1번째 내부 축들(internal axes)에 의해 정의된 수평면과 관련된 i번째 레이저의 앙각(elevation angle)의 탄젠트를 나타낸다.
상기 laser_correction[i] 필드는 lidar_head_position[2] 필드와 관련된 i번째 레이저 포지션의 정정을, 2번째 내부 축(internal axis)에 따라, 지시한다.
상기 planar_buffer_disabled 필드의 값이 1이면, 버퍼를 이용하여 closest nodes를 트랙킹하는 것이 planar mode에서 planar mode flag와 평면 포지션(plane position)을 코딩하는 과정에서 사용되지 않음을 지시한다. 상기 planar_buffer_disabled 필드의 값이 0이면, 버퍼를 이용하여 closest nodes를 트랙킹하는 것이 사용됨을 지시한다.
상기 implicit_qtbt_angular_max_node_min_dim_log2_to_split_z 필드는 노드들의 수평 스플릿(horizontal split)이 수직 스플릿(vertical split)보다 더 선호되는 노드 사이즈의 log2 값을 지시한다.
상기 implicit_qtbt_angular_max_diff_to_split_z 필드는 노드에 허용된 수평 노드 사이즈 비율에 대한 최대 수직의 log2 값을 나타낸다.
상기 neighbour_context_restriction_flag 필드의 값이 0이면, 현재 노드의 지오메트리 노드 오큐판시가 현재 노드의 부모 노드 내부에 위치된 이웃 노드들로부터 결정된 콘텍스들로 코딩됨을 나타낸다. 상기 neighbour_context_restriction_flag 필드의 값이 1이면, 현재 노드의 지오메트리 노드 오큐판시가 현재 노드의 부모 노드 밖 또는 내부에 위치된 이웃 노드들로부터 결정된 콘텐스들로 코딩됨을 나타낸다(neighbour_context_restriction_flag equal to 0 indicates that geometry node occupancy of the current node is coded with the contexts determined from neighbouring nodes which is located inside the parent node of the current node. neighbour_context_restriction_flag equal to 1 indicates that geometry node occupancy of the current node is coded with the contexts determined from neighbouring nodes which is located inside or outside the parent node of the current node).
상기 inferred_direct_coding_mode_enabled_flag필드는 direct_mode_flag 필드가 해당 지오메트리 노드 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 inferred_direct_coding_mode_enabled_flag필드의 값이 1이면, 상기 direct_mode_flag 필드가 해당 지오메트리 노드 신택스에 존재함을 지시한다. 예를 들어, 상기 inferred_direct_coding_mode_enabled_flag필드의 값이 0이면, 상기 direct_mode_flag 필드가 해당 지오메트리 노드 신택스에 존재하지 않음을 지시한다.
상기 bitwise_occupancy_coding_flag 필드는 지오메트리 노드 오큐판시가 그 신택스 엘리먼트 오큐판시 맵의 비트와이즈 맥락화(bitwise contextualization)를 사용하여 인코딩되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 bitwise_occupancy_coding_flag 필드의 값이 1이면, 지오메트리 노드 오큐판시가 그 신택스 엘리먼트 occupancy_map의 비트와이즈 맥락화(bitwise contextualization)를 사용하여 인코딩됨을 지시한다. 예를 들어, 상기 bitwise_occupancy_coding_flag 필드의 값이 0이면, 지오메트리 노드 오큐판시가 그 디렉토리 인코드된 신택스 엘리먼트 occupancy_byte를 사용하여 인코딩됨을 지시한다.
상기 adjacent_child_contextualization_enabled_flag 필드는 이웃 옥트리 노드들(neighbouring octree nodes)의 인접한 자식들(adjacent children)이 비트와이즈 오큐판시 맥락화(bitwise occupancy contextualization)를 위해 사용되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 adjacent_child_contextualization_enabled_flag 필드의 값이 1이면, 이웃 옥트리 노드들(neighbouring octree nodes)의 인접한 자식들(adjacent children)이 비트와이즈 오큐판시 맥락화(bitwise occupancy contextualization)를 위해 사용됨을 지시한다. 예를 들어, 상기 adjacent_child_contextualization_enabled_flag 필드의 값이 0이면, 이웃 옥트리 노드들(neighbouring octree nodes)의 자식들(children)이 비트와이즈 오큐판시 맥락화(bitwise occupancy contextualization)를 위해 사용되지 않음을 지시한다.
상기 log2_neighbour_avail_boundary 필드는 디코딩 프로세스에서 이용되는 변수(variable) NeighbAvailBoundary의 값을 나타낸다. 예를 들어, 상기 neighbour_context_restriction_flag 필드의 값이 1이면, NeighbAvailabilityMask는 1로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 neighbour_context_restriction_flag 필드의 값이 0이면, NeighbAvailabilityMask는 1 << log2_neighbour_avail_boundary로 설정될 수 있다.
상기 log2_intra_pred_max_node_size 필드는 오큐판시 인트라 예측 자격이 있는 옥트리 노드 사이즈를 나타낸다.
상기 log2_trisoup_node_size 필드는 트라이앵글 노드들의 사이즈로서 변수(variable) TrisoupNodeSize을 나타낸다(log2_trisoup_node_size specifies the variable TrisoupNodeSize as the size of the triangle nodes).
상기 geom_scaling_enabled_flag 필드는 지오메트리 포지션들을 위한 스케일링 과정이 지오메트리 슬라이스 디코딩 과정 동안 적용되는지를 지시한다. 예를 들어, 상기 geom_scaling_enabled_flag 필드의 값이 1이면, 지오메트리 포지션들을 위한 스케일링 과정이 지오메트리 슬라이스 디코딩 과정 동안 적용됨을 지시한다. 상기 geom_scaling_enabled_flag 필드의 값이 0이면, 지오메트리 포지션들은 스케일링을 요구하지 않음을 지시한다.
상기 geom_base_qp 필드는 지오메트리 포지션 양자화 파라미터(geometry position quantization parameter)의 베이스 값(base value)을 지시한다.
상기 gps_implicit_geom_partition_flag 필드는 implicit 지오메트리 파티션이 그 시퀀스 또는 슬라이스에 대해 인에이블인지 여부를 지시한다. 예를 들어, 상기 gps_implicit_geom_partition_flag 필드의 값이 1이면, implicit 지오메트리 파티션이 그 시퀀스 또는 슬라이스에 대해 인에이블임을 지시하고, 0이면 디제이블임을 지시한다(equal to 1 specifies that the implicit geometry partition is enabled for the sequence or slice. gps_implicit_geom_partition_flag equal to 0 specifies that the implicit geometry partition is disabled for the sequence or slice). 만일 gps_implicit_geom_partition_flag 필드의 값이 1이면, 다음 두 필드들 즉, gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot 필드와 gps_min_size_implicit_qtbt 필드가 시그널링된다.
상기 gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot 필드는 OT 파티션들 전 implicit QT와 BT 파티션들의 최대 개수를 나타낸다(specifies the maximal number of implicit QT and BT partitions before OT partitions). 그리고 나서, 변수 K는상기 gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot 필드에 의해 아래와 같이 초기화된다.
K = gps_max_num_implicit_qtbt_before_ot.
상기 gps_min_size_implicit_qtbt 필드는 implicit QT and BT partitions의 최소 사이즈를 나타낸다(specifies the minimal size of implicit QT and BT partitions). 그리고나서, 변수 M은 상기 gps_min_size_implicit_qtbt 필드에 의해 아래와 같이 초기화된다.
M = gps_min_size_implicit_qtbt
상기 gps_extension_flag 필드는 gps_extension_data 신택스 구조가 해당 GPS 신택스 구조에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 gps_extension_flag 필드의 값이 1이면, gps_extension_data 신택스 구조가 해당 GPS 신택스에 존재함을 지시한다. 예를 들어, 상기 gps_extension_flag 필드의 값이 0이면, gps_extension_data 신텍스 구조가 해당 GPS 신택스에 존재하지 않음을 지시한다.
실시예들에 따른 GPS는 상기 gps_extension_flag 필드의 값이 1이면gps_extension_data_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 gps_extension_data_flag 필드는 어느 값이나 가질 수 있다. 그것의 존재와 값은 디코더 규격(decoder conformance to profiles)에 영향을 주지 않는다.
도 36은 본 명세서에 따른 어트리뷰트 파라미터 세트(attribute_parameter_set())(APS)의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다. 실시예들에 따른 APS는 하나 또는 그 이상의 슬라이스들에 포함된 포인트 클라우드 데이터의 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 방법에 관한 정보를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 APS는 aps_attr_parameter_set_id 필드, aps_seq_parameter_set_id 필드, attr_coding_type 필드, aps_attr_initial_qp 필드, aps_attr_chroma_qp_offset 필드, aps_slice_qp_delta_present_flag 필드, 및 aps_extension_flag 필드를 포함할 수 있다.
상기 aps_attr_parameter_set_id 필드는 다른 신택스 엘리먼트들에 의한 참조를 위한 APS의 식별자를 나타낸다.
상기 aps_seq_parameter_set_id 필드는 액티브(active) SPS에 대한 sps_seq_parameter_set_id의 값을 나타낸다.
상기 attr_coding_type 필드는 어트리뷰트에 대한 코딩 타입을 나타낸다.
실시예들에 따르면, 상기 attr_coding_type 필드의 값이 0이면 코딩 타입은 예측 가중치 리프팅(predicting weight lifting)를, 1이면 코딩 타입은 RAHT를, 2이면 고정 가중치 리프팅(fix weight lifting)을 지시할 수 있다.
상기 aps_attr_initial_qp 필드는 APS를 참조하는 각 슬라이스에 대한 변수 슬라이스 양자화 파라미터(SliceQp)의 초기 값을 나타낸다(specifies the initial value of the variable SliceQp for each slice referring to the APS).
상기 aps_attr_chroma_qp_offset 필드는 신택스 aps_attr_initial_qp에 의해 시그널링된 초기 양자화 파라미터에 대한 오프셋들을 나타낸다(specifies the offsets to the initial quantization parameter signalled by the syntax aps_attr_initial_qp).
상기 aps_slice_qp_delta_present_flag 필드는 ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma 신택스 엘리먼트들이 해당 어트리뷰트 슬라이스 헤더(ASH)에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 aps_slice_qp_delta_present_flag 필드의 값이 1이면, ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma 신택스 엘리먼트들이 해당 어트리뷰트 슬라이스 헤더(ASH)에 존재함을 지시한다(equal to 1 specifies that the ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma syntax elements are present in the ASH). 예를 들어, 상기 aps_slice_qp_delta_present_flag 필드의 값이 0이면, ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma 신택스 엘리먼트들이 해당 어트리뷰트 슬라이스 헤더(ASH)에 존재하지 않음을 지시한다(specifies that the ash_attr_qp_delta_luma and ash_attr_qp_delta_chroma syntax elements are not present in the ASH).
실시예들에 따른 APS는 상기 attr_coding_type 필드의 값이 0이거나 또는 2이면, 즉, 코딩 타입이 예측 가중치 리프팅(predicting weight lifting)이거나 또는 고정 가중치 리프팅(fix weight lifting)이면, lifting_num_pred_nearest_neighbours_minus1 필드, lifting_search_range_minus1 필드, 및 lifting_neighbour_bias[k] 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 lifting_num_pred_nearest_neighbours_minus1 필드 plus 1은 예측(prediction)을 위해 사용될 가장 가까운 이웃(nearest neighbor)들의 최대 개수를 나타낸다. 실시예들에 따르면, NumPredNearestNeighbours의 값은 lifting_num_pred_nearest_neighbours와 같도록 설정된다.
상기 lifting_search_range_minus1 필드 plus 1은 예측을 위해 사용될 가장 가까운 이웃들을 결정하고 거리 기반 LOD(distance-based levels of detail)를 빌드(build)하기 위해 사용된 서치 범위를 나타낸다(lifting_search_range_minus1 plus 1 specifies the search range used to determine nearest neighbours to be used for prediction and to build distance-based levels of detail). 서치 범위를 명시하기 위한 변수 LiftingSearchRange는 상기 lifting_search_range_minus1 필드의 값에 1을 더하여 구할 수 있다(LiftingSearchRange = lifting_search_range_minus1 +1).
상기 lifting_neighbour_bias[k] 필드는 가장 가까운 이웃 유도 과정의 일부로서 두 포인트들 사이의 유클리디언 거리의 계산에서 k번째 컴포넌트들을 가중하기 위해 사용된 바이어스를 나타낸다(specifies a bias used to weight the k-th components in the calculation of the euclidean distance between two points as part of the nearest neighbour derivation process).
실시예들에 따르면, APS는 상기 attr_coding_type 필드의 값이 2이면, 즉 코딩 타입이 고정 가중치 리프팅을 지시하면, lifting_scalability_enabled_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 lifting_scalability_enabled_flag 필드는 어트리뷰트 디코딩 과정이 입력 지오메트리 포인트들에 대해 pruned 옥트리 디코드 결과를 허용하는지 여부를 지시한다. 예를 들어, 상기 lifting_scalability_enabled_flag 필드의 값이 1이면, 어트리뷰트 디코딩 과정이 입력 지오메트리 포인트들에 대해 pruned 옥트리 디코드 결과를 허용함을 나타낸다(specifies that the attribute decoding process allows the pruned octree decode result for the input geometry points). 만일 상기 lifting_scalability_enabled_flag 필드의 값이 0이면, 상기 어트리뷰트 디코딩 과정이 입력 지오메트리 포인트들에 대해 완전한 옥트리 디코드 결과를 요구함을 나타낸다(specifies that that the attribute decoding process requires the complete octree decode result for the input geometry points).
실시예들에 따르면, APS는 상기lifting_scalability_enabled_flag 필드의 값이 거짓이면, lifting_num_detail_levels_minus1 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 lifting_num_detail_levels_minus1 필드는 어트리뷰트 코딩을 위해 LOD들의 개수를 나타낸다(specifies the number of levels of detail for the attribute coding). LOD들의 개수를 명시하기 위한 변수 LevelDetailCount는 상기 lifting_num_detail_levels_minus1 필드의 값에 1을 더하여 구할 수 있다(LevelDetailCount = lifting_num_detail_levels_minus1 + 1).
실시예들에 따르면, APS는 상기 lifting_num_detail_levels_minus1 필드의 값이 1보다 크면, lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag 필드는 LOD(levels of detail)가 레귤러 샘플링 전략에 의해 만들어지는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag 필드의 값이 1이면, LOD가 레귤러 샘플링 전략을 사용하여 만들어짐을 지시한다. 예를 들어, 상기 lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag 필드의 값이 0이면, 거리 기반 샘플링 전략(distance_based sampling strategy)이 대신 사용됨을 지시한다(The lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag equal to 1 specifies levels of detail are built by using a regular sampling strategy. The lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag equal to 0 specifies that a distance-based sampling strategy is used instead).
실시예들에 따르면, APS는 상기lifting_scalability_enabled_flag 필드의 값이 거짓일 때, 상기 lifting_num_detail_levels_minus1 필드의 값만큼 반복되는 반복문을 더 포함할 수 있다. 이때 인덱스(idx)는 0으로 초기화되고, 반복문이 수행될 때마다 1씩 증가하며, 인덱스(idx)가 상기 lifting_num_detail_levels_minus1 필드의 값보다 커질때까지 반복문이 반복되는 것을 일 실시예로 한다. 이 반복문은 lifting_lod_regular_sampling_enabled_flag 필드의 값이 참(예를 들어, 1)이면 lifting_sampling_period_minus2 [idx] 필드를 포함하고, 거짓(예를 들어, 0)이면 lifting_sampling_distance_squared_scale_minus1 [idx] 필드를 포함할 수 있다. 그리고, idx의 값이 0이 아니면(idx != 0), lifting_sampling_distance_squared_offset [idx] 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 lifting_sampling_period_minus2 [idx] 필드 plus 2는 LOD idx를 위한 샘플링 주기를 나타낸다(specifies the sampling period for the level of detail idx).
상기 lifting_sampling_distance_squared_scale_minu1 [idx] 필드 plus 1은 LOD idx를 위한 샘플링 거리의 제곱의 derivation를 위한 스케일 팩터(scale factor)를 나타낸다(specifies the scale factor for the derivation of the square of the sampling distance for the level of detail idx).
상기 lifting_sampling_distance_squared_offset [idx] 필드는 LOD idx를 위한 샘플링 거리의 제곱의 derivation을 위한 옵셋을 나타낸다(specifies the offset of the derivation of the square of the sampling distance for the level of detail idx).
실시예들에 따른 APS는 상기 attr_coding_type 필드의 값이 0이면, 즉 코딩 타입이 예측 가중치 리프팅(predicting weight lifting)이면, lifting_adaptive_prediction_threshold 필드, lifting_intra_lod_prediction_num_layers 필드, lifting_max_num_direct_predictors 필드, 및 inter_component_prediction_enabled_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 lifting_adaptive_prediction_threshold 필드는 적응적 예측을 가능하게 하기 위한 임계값을 나타낸다(specifies the threshold to enable adaptive prediction). 실시예들에 따르면, 적응적 예측기 선택 모드를 스위치하기 위하여 임계값을 명시하는 변수 AdaptivePredictionThreshold는 상기 lifting_adaptive_prediction_threshold 필드의 값과 같게 설정된다 (AdaptivePredictionThreshold = lifting_adaptive_prediction_threshold).
상기 lifting_intra_lod_prediction_num_layers 필드는 같은 LOD 레이어 내 디코드된 포인트들이 타겟 포인트의 예측 값을 생성하기 위해 참조할 수 있는 LOD 레이어의 number를 나타낸다(specifies number of LOD layer where decoded points in the same LOD layer could be referred to generate prediction value of target point). 예를 들어, 상기 lifting_intra_lod_prediction_num_layers 필드의 값이 상기 LevelDetailCount의 값이면, 타겟 포인트는 모든 LOD 레이어들을 위한 동일 LOD 레이어 내 디코드된 포인트들을 참조할 수 있음을 나타낸다(The lifting_intra_lod_prediction_num_layers field equal to LevelDetailCount indicates that target point could refer decoded points in the same LOD layer for all LOD layers). 예를 들어, 상기 lifting_intra_lod_prediction_num_layers 필드의 값이 0이면, 타겟 포인트는 임의의 LOD 레이어들을 위한 동일 LOD 레이어 내 디코드된 포인트들을 참조할 수 없음을 나타낸다(The lifting_intra_lod_prediction_num_layers field equal to 0 indicates that target point could not refer decoded points in the same LoD layer for any LoD layers). 상기 lifting_max_num_direct_predictors 필드는 직접 예측(direct prediction)을 위해 사용될 예측기(predictor)의 최대 개수를 나타낸다. 상기 lifting_max_num_direct_predictors 필드의 값은 0부터 LevelDetailCount의 범위에 있다.
상기 inter_component_prediction_enabled_flag 필드는 멀티 컴포넌트 어트리뷰트의 primary 컴포넌트가 non-primary 컴포넌트들의 reconstructed 값을 예측하기 위해 사용되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 inter_component_prediction_enabled_flag 필드의 값이 1이면, 멀티 컴포넌트 어트리뷰트의 primary 컴포넌트가 non-primary 컴포넌트들의 reconstructed 값을 예측하기 위해 사용됨을 나타낸다(specifies that the primary component of a multi component attribute is used to predict the reconstructed value of non-primary components). 만일, 상기 inter_component_prediction_enabled_flag 필드의 값이 0이면, 모든 어트리뷰트 컴포넌트들이 독립적으로 reconstruct됨을 나타낸다(specifies that all attribute components are reconstructed independently).
실시예들에 따르면, APS는 상기 attr_coding_type 필드의 값이 1이면, 즉 어트리뷰트 코딩 타입이 RAHT이면, raht_prediction_enabled_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 raht_prediction_enabled_flag 필드는 이웃 포인트들로부터 온 트랜스폼 웨이트 예측(transform weight prediction from the neighbour points)이 RAHT 디코딩 과정에서 인에이블되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 raht_prediction_enabled_flag 필드의 값이 1이면, 이웃 포인트들로부터 온 트랜스폼 웨이트 예측(transform weight prediction from the neighbour points)이 RAHT 디코딩 과정에서 인에이블되고, 0이면 디제이블됨을 나타낸다.
실시예들에 따르면, APS는 상기 raht_prediction_enabled_flag 필드의 값이 참이면, raht_ prediction_threshold0 필드와 raht_prediction_threshold1 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 raht_ prediction_threshold0 필드는 이웃 포인트들로부터 온 트랜스폼 웨이트 예측(transform weight prediction from the neighbour points)을 종료하기 위한 임계값을 나타낸다.
상기 raht_prediction_threshold1 필드는 이웃 포인트들로부터 온 트랜스폼 웨이트 예측(transform weight prediction from the neighbour points)을 스킵하기 위한 임계값을 나타낸다.
상기 aps_extension_flag 필드는 aps_extension_data 신택스 구조가 해당 APS 신택스 구조에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 aps_extension_flag 필드의 값이 1이면, aps_extension_data 신택스 구조가 해당 APS 신택스 구조에 존재함을 지시한다. 예를 들어, 상기 aps_extension_flag 필드의 값이 0이면, aps_extension_data 신택스 구조가 해당 APS 신택스 구조에 존재하지 않음을 지시한다.
실시예들에 따른 APS는 상기 aps_extension_flag 필드의 값이 1이면aps_extension_data_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 aps_extension_data_flag 필드는 어느 값이나 가질 수 있다. 그것의 존재와 값은 디코더 규격(decoder conformance to profiles)에 영향을 주지 않는다.
실시예들에 따른 APS는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 더 포함할 수 있다.
도 37은 실시예들에 따른 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 포함하는 어트리뷰트 파라미터 세트(attribute_parameter_set())(APS)의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
도 37에서, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 constrained_QTBT_flag 필드, num_LoD_minus1 필드, 및 LoD_sampling_method 필드를 포함할 수 있다.
상기 constrained_QTBT_flag 필드는 포인트 클라우드 비디오 인코더에서 지오메트리 정보의 압축 및/또는 어트리뷰트 정보의 압축을 위해 트리 구조를 생성할 때 제약조건이 있는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 트리 구조를 생성할 때 제약 조건이 있음을 나타낼 수 있다. 실시예들에 따르면, 상기 제약조건은 스케일러블 어트리뷰트 코딩을 위한 조건이 될 수도 있고 및/또는 특정 뎁스 이하에 대해서 옥트리 기반 LoD 생성이 사용될 수 있음을 나타낼 수도 있다(전술한 실시예 2 내용 참조). 예를 들어, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에서 OT/QT/BT 기반의 지오메트리 트리를 이용하여 LoD들을 생성할 수 있음을 알려주기 위해 사용할 수 있다. 다른 예로, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에서 지오메트리 트리의 일부 뎁스들(예, 리프 노드부터 시작)은 옥트리 기반 LoD 생성을 위해 사용할 수 있음을 알려주기 위해 사용할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 LOD들의 최대 개수를 나타내는 max_num_LoD 필드와 LoD가 시작되는 지점을 나타내는 LoD_starting_depth 필드를 더 포함할 수 있다. 실시예들에 따라 상기 max_num_LoD 필드는 해당 지오메트리 트리의 리프 레벨로부터의 뎁스 크기를 나타낼 수 있다. 그리고, 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)는 상기 constrained_QTBT_flag 필드, max_num_LoD 필드, LoD_starting_depth 필드를 기반으로 지오메트리 트리의 해당 뎁스(들)에 대해서만 옥트리 기반 LoD(들)을 생성하여 어트리뷰트 정보를 디코딩할 수 있다. 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 0이면, 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에서 옥트리 기반 LoD 생성을 사용해야함을 알려주기위해 사용할 수 있다.
상기 num_LoD_minus1 필드의 값에 1을 더하면, LoD들의 개수를 나타낼 수 있다. 또는 num_tree_depth_minus1 필드와 함께 시그널링되어 지오메트리 트리의 뎁스를 지시할 수 있다. 상기 num_tree_depth_minus1 필드는 지오메트리 트리의 뎁스들의 개수를 지시하기 위해 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보 또는 지오메트리 슬라이스 헤더 등에 포함될 수 있다.
상기 LoD_sampling_method 필드는 LoD 생성 시 이웃 서치 범위(또는 설정된 이웃) 내에서 포인트를 선택하기 위한 샘플링 방법을 나타낼 수 있다. 상기 LoD_sampling_method 필드의 값이 0이면, 이웃에 설정된(또는 포함된) 포인트들 중 첫번째 포인트를 선택할 수 있음을 지시할 수 있다. 여기서, 첫번째 포인트는 해당 이웃 서치 범위 내 몰톤 코드 순서로 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트를 의미하는 것을 일 실시예로 한다. 상기 LoD_sampling_method 필드의 값이 1이면, 뎁스마다 첫번째 포인트와 마지막 포인트를 번갈아가며 선택할 수 있음을 지시할 수 있다. 여기서, 첫번째 포인트는 해당 뎁스의 해당 이웃 서치 범위 내 몰톤 코드 순서로 정렬된 포인트들 중 첫번째 포인트를 의미하고, 마지막 포인트는 해당 뎁스의 해당 이웃 서치 범위 내 몰톤 코드 순서로 정렬된 포인트들 중 마지막 포인트를 의미한다. 상기 LoD_sampling_method 필드의 값이 2이면, 해당 이웃 서치 범위 내 포인트들 중 이웃 센터(neighbor center)를 기준으로 Euclidean distance가 작은 포인트를 선택할 수 있음을 지시할 수 있다. 다시 말해, 상기 LoD_sampling_method 필드의 값이 2이면, 노드의 중심으로부터 거리가 가까운 포인트를 선택할 수 있음을 지시할 수 있다.
실시예들에 따르면, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 참(예를 들어, 1)이면 max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation 필드는 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 옥트리 기반 LoD 생성과 매칭될 수 있는 최대 LoD 뎁스를 지시할 수 있다. 실시예들에 따르면, 최대 LoD 뎁스는 해당 지오메트리 트리의 리프 레벨로부터의 뎁스 크기를 나타낼 수 있다. 상기 max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation 필드는 상기 LoD_starting_depth 필드와 동일한 의미를 가질 수 있다.
실시예들에 따르면, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 상기 num_LoD_minus1 필드의 값만큼 반복되는 반복문을 더 포함할 수 있다. 이때 i는 0으로 초기화되고, 반복문이 수행될 때마다 1씩 증가하며, i값이 상기 num_LoD_minus1 필드의 값이 될때까지 반복문이 반복되는 것을 일 실시예로 한다. 이 반복문은 cubic_node_flag 필드, node_size_x 필드, node_size_y 필드, 및 node_size_z 필드를 포함할 수 있다.
상기 cubic_node_flag 필드의 값이 1이면, LoD 생성의 이웃 서치에 사용되는 단위 노드에 대해 xyz 변의 길이가 같은 큐브 모양(즉, 정육면체 또는 정방형)의 노드임을 나타낼 수 있다. 상기 cubic_node_flag 필드의 값이0이면, LoD 생성의 이웃 서치에 사용되는 단위 노드의 xyz 변의 길이가 다른 큐보이드(cuboid 또는 직육면체 또는 비정방형)임을 나타낼 수 있다.
상기 cubic_node_flag 필드의 값이 0이면, 상기LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 node_direction 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 node_direction 필드는 큐보이드 형태의 노드인 경우 노드의 방향성(즉, 파티셔닝할 방향)을 지시할 수 있다. 실시예들에 따르면, 0~5의 값에 대해 순서대로 z, y, x, yz, xz, xy 방향성을 갖는 노드임을 나타낼 수 있다. 예를 들어 xyz 축 방향에 대해 노드의 크기를 2dx, 2dy, 2dz로 나타낼 때, (k, k, 2k), (k, 2k, k), (2k, k, k), (k, 2k, 2k), (2k, k, 2k), (2k, 2k, k) 일 수 있다. 여기서, k는 단위 크기를 나타낸다. 또는 임의의 노드에 대해 xyz 축 방향의 크기를 상기 node_size_x, node_size_y, node_size_z 필드들을 이용하여 시그널링 할 수 있다.
상기 node_size_x, node_size_y, node_size_z 필드들은 임의의 노드에 대해 xyz 축 방향의 크기를 지시할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 상기 반복문은 no_representation_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 no_representation_flag 필드는 어트리뷰트 인코딩시에 옥트리 기반 LoD 생성을 수행하는 경우, 해당 뎁스가 스케일러블 리프리젠테이션에 적합한지 여부를 지시할 수 있다. 또는 상기 no_representation_flag 필드는 해당 뎁스에 대해 지오메트리를 위한 포인트들의 개수와 어트리뷰트를 위한 포인트들의 개수가 다름을 직접적으로 알려주기 위해 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 no_representation_flag 필드의 값이 1이면, 해당 뎁스는 스케일러블 리프리젠테이션에 적합하지 않음을 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 no_representation_flag 필드의 값이 0이면, 해당 뎁스는 스케일러블 리프리젠테이션에 적합함을 지시하거나 또는 해당 뎁스에 대해 지오메트리를 위한 포인트들의 개수와 어트리뷰트를 위한 포인트들의 개수가 같음을 지시할 수 있다. 다른 예로, 상기 no_representation_flag 필드는 해당 LoD가 지오메트리와 어트리뷰트 간 포인트 불일치가 일어나는 지오메트리 트리의 뎁스에서 생성된 LoD임을 지시할 수도 있다. 이 경우, 해당 LoD는 어트리뷰트 압축을 위해 사용되지 않으며, 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)에서도 이 정보를 이용하여 해당 LoD는 어트리뷰트 복원에 사용하지 않을 수 있다. 그리고, 상기 no_representation_flag 필드는 상기 LoD_skip_flag 필드와 동일한 의미를 가질 수 있다. 또는, 상기 LoD_skip_flag 필드가 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보에 더 포함될 수 있다. 또는 수신 장치의 어트리뷰트 디코더(61004)는 상기 반복문에 포함되는 정보를 기반으로 해당 LoD의 스킵 여부를 판단할 수도 있다.
실시예들에 따르면, 도 37의 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 도 36의 APS의 if(LodParametersPresent) 조건문 내 또는 if(attr_coding_type =　= 0) 조건문 내에 포함될 수 있다. 이는 일 실시예이며, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 도 36의 APS의 임의의 위치에 포함될 수 있다. 도 38은 본 명세서에 따른 지오메트리 슬라이스 비트스트림()의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 비트스트림(geometry_slice_bitstream ())은 지오메트리 슬라이스 헤더(geometry_slice_header())와 지오메트리 슬라이스 데이터(geometry_slice_data())를 포함할 수 있다. 지오메트리 슬라이스 비트스트림은 지오메트리 슬라이스로 호칭될 수 있다. 또한 어트리뷰트 슬라이스 비트스트림은 어트리뷰트 슬라이스로 호칭될 수 있다.
도 38은 본 명세서에 따른 지오메트리 슬라이스 비트스트림()의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 비트스트림(geometry_slice_bitstream ())은 지오메트리 슬라이스 헤더(geometry_slice_header())와 지오메트리 슬라이스 데이터(geometry_slice_data())를 포함할 수 있다.
도 39는 본 명세서에 따른 지오메트리 슬라이스 헤더(geometry_slice_header())의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
실시예들에 따른 송신 장치가 전송하는 비트스트림(또는 수신 장치가 수신하는 비트스트림)은 하나 이상의 슬라이스들을 포함할 수 있다. 각 슬라이스(slice)는 지오메트리 슬라이스 및 어트리뷰트 슬라이스를 포함할 수 있다. 지오메트리 슬라이스는 지오메트리 슬라이스 헤더(GSH, Geometry Slice Header)를 포함한다. 어트리뷰트 슬라이스는 어트리뷰트 슬라이스 헤더(ASH, Attribute Slice Header)를 포함한다.
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 헤더(geometry_slice_header())는 gsh_geometry_parameter_set_id 필드, gsh_tile_id 필드, gsh_slice_id 필드, frame_idx 필드, gsh_num_points 필드 및 byte_alignment() 필드를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 헤더(geometry_slice_header())는 지오메트리 파라미터 세트(GPS)에 포함된 gps_box_present_flag 필드의 값이 참(예를 들어, 1)이고, gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드의 값이 참(예를 들어, 1)이면, gsh_box_log2_scale 필드, gsh_box_origin_x 필드, gsh_box_origin_y 필드, 및 gsh_box_origin_z 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 gsh_geometry_parameter_set_id 필드는 액티브 GPS의 gps_geom_parameter_set_id의 값을 나타낸다(gsh_geometry_parameter_set_id specifies the value of the gps_geom_parameter_set_id of the active GPS).
상기 gsh_tile_id 필드는 해당 지오메트리 슬라이스 헤더(GSH)에 의해 참조되는 해당 타일(tile)의 식별자를 나타낸다.
상기 gsh_slice_id는 다른 신택스 엘레먼트들에 의한 참조를 위해 해당 슬라이스의 식별자를 나타낸다.
상기 frame_idx 필드는 개념상의 프레임 넘버 카운터(notional frame number counter)의 log2_max_frame_idx + 1 least significant bits를 나타낸다. 다른 프레임 인덱스 값을 갖는 연속적인 슬라이스들은 다른 출력 포인트 클라우드 프레임들을 형성한다(Consecutive slices with differing values of frame_idx form parts of different output point cloud frames). 사이에 오는 프레임 바운더리 마커 데이터 유닛이 없이 동일한 프레임 인덱스 값을 갖는 연속적인 슬라이스들은 동일 출력 포인트 클라우드 프레임을 형성한다(Consecutive slices with identical values of frame_idx without an intervening frame boundary marker data unit form parts of the same output point cloud frame).
상기 gsh_num_points 필드는 해당 슬라이스 내 코드된 포인트들의 최대 개수를 나타낸다. 실시예들에 따르면, 상기 gsh_num_points 필드의 값은 상기 슬라이스 내 디코드된 포인트들의 개수보다 크거나 같아야 하는 것이 비트스트림 일치의 요구 사항이다(It is a requirement of bitstream conformance that gsh_num_points is greater than or equal to the number of decoded points in the slice).
상기 gsh_box_log2_scale 필드는 해당 슬라이스를 위한 바운딩 박스 오리진의 스케일링 팩터를 나타낸다.
상기 gsh_box_origin_x 필드는 상기 gsh_box_log2_scale 필드의 값에 의해 스케일링된 바운딩 박스 오리진의 x값을 나타낸다.
상기 gsh_box_origin_y 필드는 상기 gsh_box_log2_scale 필드의 값에 의해 스케일링된 바운딩 박스 오리진의 y값을 나타낸다.
상기 gsh_box_origin_z 필드는 상기 gsh_box_log2_scale 필드의 값에 의해 스케일링된 바운딩 박스 오리진의 z값을 나타낸다.
이때, 변수 slice_origin_x, slice_origin_y, 그리고 slice_origin_z는 아래와 같이 유도(추출, derived)될 수 있다.
만일 상기 gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드의 값이 0이면, originScale은 gsh_box_log2_scale이 된다.
그리고, 상기 gps_gsh_box_log2_scale_present_flag 필드의 값이 1이면, originScale은 gps_gsh_box_log2_scale이 된다.
또한, 상기 gps_box_present_flag 필드의 값이 0이면, 변수 slice_origin_x, slice_origin_y, 그리고 slice_origin_z의 값은 0이 될 것이다.
만일, 상기 gps_box_present_flag 필드의 값이 1이면, 변수 slice_origin_x, slice_origin_y, 그리고 slice_origin_z에 대해 다음식이 적용될 것이다.
slice_origin_x = gsh_box_origin_x << originScale
slice_origin_y = gsh_box_origin_y << originScale
slice_origin_z = gsh_box_origin_z << originScale
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 헤더(geometry_slice_header())는 상기 gps_implicit_geom_partition_flag 필드의 값이 참이면(즉, 0이면), gsh_log2_max_nodesize_x 필드, gsh_log2_max_nodesize_y_minus_x 필드, gsh_log2_max_nodesize_z_minus_y 필드를 더 포함할 수 있고, 상기 gps_implicit_geom_partition_flag 필드의 값이 거짓이면(즉, 1이면), gsh_log2_max_nodesize 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 gsh_log2_max_nodesize_x 필드는 x 디멘젼에서 바운딩 박스 사이즈 즉, 디코딩 과정에서 사용되는 MaxNodesizeXLog2를 아래와 같이 나타낸다(specifies the bounding box size in the x dimension, i.e., MaxNodesizeXLog2 that is used in the decoding process).
MaxNodeSizeXLog2 = gsh_log2_max_nodesize_x
MaxNodeSizeX = 1 << MaxNodeSizeXLog2
상기 gsh_log2_max_nodesize_y_minus_x 필드는 y 디멘젼에서 바운딩 박스 사이즈 즉, 디코딩 과정에서 사용되는 MaxNodesizeYLog2를 아래와 같이 나타낸다(specifies the bounding box size in the y dimension, i.e., MaxNodesizeYLog2 that is used in the decoding process).
MaxNodeSizeYLog2=gsh_log2_max_nodesize_y_minus_x + MaxNodeSizeXLog2.
MaxNodeSizeY = 1 << MaxNodeSizeYLog2.
상기 gsh_log2_max_nodesize_z_minus_y 필드는 z 디멘젼에서 바운딩 박스 사이즈 즉, 디코딩 과정에서 사용되는 MaxNodesizeZLog2를 아래와 같이 나타낸다(specifies the bounding box size in the z dimension, i.e., MaxNodesizeZLog2 that is used in the decoding process).
MaxNodeSizeZLog2=gsh_log2_max_nodesize_z_minus_y + MaxNodeSizeYLog2
MaxNodeSizeZ = 1 << MaxNodeSizeZLog2
상기 gsh_log2_max_nodesize 필드는 상기 gps_implicit_geom_partition_flag 필드의 값이 1이면, 아래와 같이 구해진다.
gsh_log2_max_nodesize=max{MaxNodeSizeXLog2, MaxNodeSizeYLog2, MaxNodeSizeZLog2}
상기 gsh_log2_max_nodesize 필드는 상기 gps_implicit_geom_partition_flag 필드의 값이 0이면, 루트 지오메트리 옥트리 노드의 사이즈를 나타낸다.
이때, 변수 MaxNodeSize와 MaxGeometryOctreeDepth는 아래와 같이 구해진다.
MaxNodeSize　=　1 << gsh_log2_max_nodesize
MaxGeometryOctreeDepth=gsh_log2_max_nodesizelog2_trisoup_node_size
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 헤더(geometry_slice_header())는 상기 geom_scaling_enabled_flag 필드의 값이 참이면, geom_slice_qp_offset 필드와 geom_octree_qp_offsets_enabled_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 geom_slice_qp_offset 필드는 베이스 지오메트리 양자화 파라미터에 대한 오프셋을 나타낸다(specifies an offset to the base geometry quantisation parameter geom_base_qp).
상기 geom_octree_qp_offsets_enabled_flag 필드는 geom_octree_qp_ofsets_depth 필드가 해당 지오메트리 슬라이스 헤더에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 geom_octree_qp_offsets_enabled_flag 필드의 값이 1이면, geom_octree_qp_ofsets_depth 필드가 해당 지오메트리 슬라이스 헤더에 존재하고, 0이면 존재하지 않음을 나타낸다.
상기 geom_octree_qp_offsets_depth 필드는 지오메트리 옥트리의 뎁스를 나타낸다.
도 40은 본 명세서에 따른 지오메트리 슬라이스 데이터(geometry_slice_data())의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다. 실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 데이터(geometry_slice_data())는 해당 슬라이스에 속한 지오메트리 비트스트림을 전송할 수 있다.
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 데이터(geometry_slice_data())는 MaxGeometryOctreeDepth의 값만큼 반복되는 제1 반복문을 포함할 수 있다. 이때 depth는 0으로 초기화되고, 반복문이 수행될 때마다 1씩 증가하며, depth가 MaxGeometryOctreeDepth의 값이 될 때까지 제1 반복문이 반복되는 것을 일 실시예로 한다. 제1 반복문은 NumNodesAtDepth의 값만큼 반복되는 제2 반복문을 포함할 수 있다. 이때 nodeidx는 0으로 초기화되고, 반복문이 수행될 때마다 1씩 증가하며, nodeidx가 NumNodesAtDepth의 값이 될 때까지 제2 반복문이 반복되는 것을 일 실시예로 한다. 제2 반복문은 xN = NodeX[depth][nodeIdx], yN = NodeY[depth][nodeIdx], zN = NodeZ[depth][nodeIdx], geometry_node(depth, nodeIdx, xN, yN, zN)를 포함할 수 있다. MaxGeometryOctreeDepth는 지오메트리 옥트리 깊이의 최대 값을 나타내고, NumNodesAtDepth[depth]는 해당 깊이에서 디코드될 노드들의 개수를 나타낸다. 변수 NodeX[depth][nodeIdx], NodeY[depth][nodeIdx], NodeZ[depth][nodeIdx]는 주어진 깊이에서 디코딩 순서로 Idx-th 노드의 x, y, z 좌표(coordinates)를 나타낸다. geometry_node(depth, nodeIdx, xN, yN, zN)를 통해 해당 깊이의 해당 노드의 지오메트리 비트스트림을 전송한다.
실시예들에 따른 지오메트리 슬라이스 데이터(geometry_slice_data())는 log2_trisoup_node_size 필드의 값이 0보다 크면, geometry_trisoup_data()를 더 포함할 수 있다. 즉, 트라이앵글 노드들의 사이즈가 0보다 크면, geometry_trisoup_data()를 통해 트라이슙 지오메트리 인코딩된 지오메트리 비트스트림을 전송한다.
도 41은 본 명세서에 따른 어트리뷰트 슬라이스 비트스트림()의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 비트스트림(attribute_slice_bitstream ())은 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attribute_slice_header())와 어트리뷰트 슬라이스 데이터(attribute_slice_data())를 포함할 수 있다.
도 42는 본 명세서에 따른 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attribute_slice_header())의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attribute_slice_header())는 ash_attr_parameter_set_id 필드, ash_attr_sps_attr_idx 필드, ash_attr_geom_slice_id 필드, ash_attr_layer_qp_delta_present_flag 필드, 및 ash_attr_region_qp_delta_present_flag 필드를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attribute_slice_header())는 어트리뷰트 파라미터 세트(APS)의 aps_slice_qp_delta_present_flag 필드의 값이 참(예, 1)이면, ash_attr_qp_delta_luma 필드를 더 포함하고, attribute_dimension_minus1 [ash_attr_sps_attr_idx] 필드의 값이 0보다 크면 상기 어트리뷰트 슬라이스 헤더는 ash_attr_qp_delta_chroma 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 ash_attr_parameter_set_id 필드는 현재 액티브 APS의 aps_attr_parameter_set_id필드의 값을 나타낸다.
상기 ash_attr_sps_attr_idx 필드는 현재 액티브 SPS 내의 어트리뷰트 세트를 나타낸다.
상기 ash_attr_geom_slice_id 필드는 현재 지오메트리 슬라이스 헤더의 gsh_slice_id 필드의 값을 나타낸다.
상기 ash_attr_qp_delta_luma 필드는 액티브 어트리뷰트 파라미터 세트 내 초기 슬라이스 qp로부터 도출된 루마 델타 양자화 파라미터(qp)를 나타낸다.
상기 ash_attr_qp_delta_chroma 필드는 액티브 어트리뷰트 파라미터 세트 내 초기 슬라이스 qp로부터 도출된 크로마 델타 양자화 파라미터(qp)를 나타낸다.
이때 변수들 InitialSliceQpY와 InitialSliceQpC는 아래와 같이 도출된다.
InitialSliceQpY = aps_attrattr_initial_qp + ash_attr_qp_delta_luma
InitialSliceQpC = aps_attrattr_initial_qp + aps_attr_chroma_qp_offset+ ash_attr_qp_delta_chroma
상기 ash_attr_layer_qp_delta_present_flag 필드는 각 레이어 별로 ash_attr_layer_qp_delta_luma 필드와 ash_attr_layer_qp_delta_chroma 필드가 해당 어트리뷰트 슬라이스 헤더(ASH)에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 ash_attr_layer_qp_delta_present_flag 필드의 값이 1이면 상기 ash_attr_layer_qp_delta_luma 필드와 ash_attr_layer_qp_delta_chroma 필드가 해당 어트리뷰트 슬라이스 헤더에 존재하고, 0이면 존재하지 않음을 나타낸다.
상기 ash_attr_layer_qp_delta_present_flag 필드의 값이 참이면, 어트리뷰트 슬라이스 헤더는 ash_attr_num_layer_qp_minus1 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 ash_attr_num_layer_qp_minus1 필드 plus 1은 상기 ash_attr_qp_delta_luma 필드와 상기 ash_attr_qp_delta_chroma 필드가 시그널링되는 레이어의 개수를 나타낸다. 상기 ash_attr_num_layer_qp 필드가 시그널링되지 않으면, 상기 ash_attr_num_layer_qp 필드의 값은 0이 될 것이다. 실시예들에 따르면, 레이어의 개수를 명시하는 NumLayerQp는 상기 ash_attr_num_layer_qp_minus1 필드의 값에 0을 더하여 구할 수 있다(NumLayerQp = ash_attr_num_layer_qp_minus1 + 1).
실시예들에 따르면, 지오메트리 슬라이스 헤더는 상기 ash_attr_layer_qp_delta_present_flag 필드의 값이 참이면, 상기 NumLayerQp의 값만큼 반복문을 포함할 수 있다. 이때 i는 0으로 초기화되고, 반복문이 수행될 때마다 1씩 증가하며, i값이 상기 NumLayerQp의 값이 될 때까지 반복문이 반복되는 것을 일 실시예로 한다. 이 반복문은 ash_attr_layer_qp_delta_luma[i] 필드를 포함한다. 또한 상기 반복문은 attribute_dimension_minus1[ash_attr_sps_attr_idx] 필드의 값이 0보다 크면, ash_attr_layer_qp_delta_chroma[i] 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 ash_attr_layer_qp_delta_luma 필드는 각 레이어에서 상기 InitialSliceQpY로부터 luma delta 양자화 파라미터(qp)를 나타낸다.
상기 ash_attr_layer_qp_delta_chroma 필드는 각 레이어에서 상기 InitialSliceQpC 로부터 chroma delta 양자화 파라미터(qp)를 나타낸다.
The variables SliceQpY[i] and SliceQpC[i] with i = 0…1는 아래와 같이 도출된다.
for ( i = 0; i < NumLayerQPNumQPLayer; i++) {
SliceQpY[i] = InitialSliceQpY + ash_attr_layer_qp_delta_luma[i]
SliceQpC[i] = InitialSliceQpC + ash_attr_layer_qp_delta_chroma[i]
}
실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attribute_slice_header())는 상기 ash_attr_region_qp_delta_present_flag 필드의 값이 1이면, ash_attr_region_qp_delta, region bounding box origin, 그리고 size가 현재 어트리뷰트 슬라이스 헤더에 존재함을 지시한다. 만일 상기 ash_attr_region_qp_delta_present_flag 필드의 값이 0이면, 상기 ash_attr_region_qp_delta, region bounding box origin, and size가 현재 어트리뷰트 슬라이스 헤더에 존재하지 않음을 지시한다.
즉, 상기 ash_attr_layer_qp_delta_present_flag 필드의 값이 1이면, 상기 어트리뷰트 슬라이스 헤더는 ash_attr_qp_region_box_origin_x 필드, ash_attr_qp_region_box_origin_y 필드, ash_attr_qp_region_box_origin_z 필드, ash_attr_qp_region_box_width 필드, ash_attr_qp_region_box_height 필드, ash_attr_qp_region_box_depth 필드, 및 ash_attr_region_qp_delta 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 ash_attr_qp_region_box_origin_x 필드는 slice_origin_x와 관련된 region bounding box의 x 오프셋을 지시한다(indicates the x offset of the region bounding box relative to slice_origin_x).
상기 ash_attr_qp_region_box_origin_y 필드는 slice_origin_y와 관련된 region bounding box의 y 오프셋을 지시한다(indicates the y offset of the region bounding box relative to slice_origin_y).
상기 ash_attr_qp_region_box_origin_z 필드는 slice_origin_z와 관련된 region bounding box의 z 오프셋을 지시한다(indicates the z offset of the region bounding box relative to slice_origin_z).
상기 ash_attr_qp_region_box_size_width 필드는 region bounding box의 width를 지시한다.
상기 ash_attr_qp_region_box_size_height 필드는 region bounding box의 height를 지시한다.
상기 ash_attr_qp_region_box_size_depth 필드는 region bounding box의 depth를 지시한다.
상기 ash_attr_region_qp_delta 필드는 ash_attr_qp_region_box 필드에 의해 지정된 region의 SliceQpY[i] and SliceQpC[i] 로부터 delta qp를 나타낸다.
실시예들에 따르면, 영역 박스 델타 양자화 파라미터(region box delta quantization parameter)를 명시하는 변수(variable) RegionboxDeltaQp는 상기 ash_attr_region_qp_delta 필드의 값과 같도록 설정된다(RegionboxDeltaQp = ash_attr_region_qp_delta).
실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 헤더는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 더 포함할 수 있다.
도 43은 실시예들에 따른 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 포함하는 어트리뷰트 슬라이스 헤더(attribute_slice_header())의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다.
도 43의 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 constrained_QTBT_flag 필드, num_LoD_minus1 필드, 및 LoD_sampling_method 필드를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값에 따라 max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation 필드를 더 포함할 수 있다. 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 상기 num_LoD_minus1 필드의 값만큼 반복되는 반복문을 더 포함할 수 있다. 상기 반복문은 cubic_node_flag 필드, node_size_x 필드, node_size_y 필드, 및 node_size_z 필드를 포함할 수 있다. 상기 반복문은 상기 cubic_node_flag 필드의 값에 따라 node_direction 필드를 더 포함할 수 있고, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값에 따라 no_representation_flag 필드를 더 포함할 수 있다.
도 43의 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보에 포함되는 필드들의 설명은 도 37의 필드들과 동일한 의미를 가지므로, 도 37의 상세 설명을 참조하기로 한다.
실시예들에 따르면, 도 43의 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 도 43의 어트리뷰트 슬라이스 헤더의 if (aps_slice_qp_delta_present_flag) 조건문 전에 포함될 수 있다. 이는 일 실시예이며, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 도 43의 APS의 임의의 위치에 포함될 수 있다.
도 44는 본 명세서에 따른 어트리뷰트 슬라이스 데이터(attribute_slice_data())의 신택스 구조의 일 실시예를 보인 도면이다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 데이터(attribute_slice_data())는 해당 슬라이스에 속한 어트리뷰트 비트스트림을 전송할 수 있다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 슬라이스 데이터는 포인트 클라우드들의 일부 또는 전체와 관련하여 어트리뷰트 또는 어트리뷰트와 관련된 데이터를 포함할 수 있다.
도 44에서, zerorun 필드는 predIndex 또는 residual 앞의 0의 개수를 지시한다(specifies the number of 0 prior to predIndex or residual).
그리고 predIndex[i] 필드는 어트리뷰트의 i번째 포인트 값을 디코딩하기 위한 예측기 인덱스(predictor index)를 나탄낸다. 상기 predIndex[i] 필드의 값은 0부터 max_num_predictors 필드 값까지의 범위를 갖는다.
상술한 실시예들의 동작은 이하에서 설명하는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 송수신 장치/방법의 구성요소를 통해 수행될 수 있다. 실시예들에 따른 각 구성요소는 하드웨어, 소프트웨어, 프로세서 및/또는 그것들의 조합에 대응할 수 있다. 본 실시예에서는 포인트 클라우드 데이터의 어트리뷰트 정보를 압축하는 방법에 대해서 기술하지만 지오메트리 정보 압축 및 기타 압축 방법에 본 명세서에서 기술하는 방법을 적용할 수 있다.
도 45는 실시예들에 따른 포인트 클라우드 송신 장치의 또 다른 예시를 보인 도면이다. 도 45에 도시된 포인트 클라우드 송신 장치의 엘리먼트들은 하드웨어, 소프트웨어, 프로세서 및/또는 그것들의 결합등으로 구현될 수 있다.
실시예들에 따르면, 포인트 클라우드 송신 장치는 시그널링 처리부(51002), 지오메트리 인코더(51003), 어트리뷰트 인코더(51004), 및 전송 처리부(51005)를 포함할 수 있다.
상기 지오메트리 인코더(51003)와 어트리뷰트 인코더(51004)는 도 1의 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002), 도 2의 인코딩(20001), 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더, 도 12의 포인트 클라우드 비디오 인코더에서 설명된 동작의 일부 또는 전체를 수행할 수 있다.
일 실시예로, 상기 지오메트리 인코더(51003)는 전술한 바와 같이 대칭적 또는 비대칭적으로 분포하는 포인트들로 구성된 포인트 클라우드 데이터를 OT 기반으로 파티셔닝하거나 또는 OT/QT/BT 기반으로 파티셔닝하여 지오메트리 트리를 생성하고, 생성된 지오메트리 트리를 기반으로 상기 포인트 클라우드 데이터의 지오메트리 정보를 압축한다.
상기 지오메트리 인코더(51003)에서 포인트 클라우드 데이터를 OT 기반으로 파티셔닝하거나 또는 OT/QT/BT 기반으로 파티셔닝하여 지오메트리 트리를 생성하는 내용은 전술한 도 16 내지 도 30의 설명을 참조하기로 하고 여기서는 생략한다.
상기 지오메트리 인코더(51003)는 압축을 통해 변경된 포지션들을 기반으로 지오메트리 정보를 재구성하고, 재구성된(또는 복호화된) 지오메트리 정보를 상기 어트리뷰트 인코더(51004)로 출력한다.
상기 어트리뷰트 인코더(51004)는 지오메트리 인코딩이 수행되지 않은 포지션들 및/또는 재구성된 지오메트리 정보를 기반으로 어트리뷰트 정보를 압축한다. 상기 어트리뷰트 인코더(51004)는 전술한 실시예1 내지 실시예3 중 하나 또는 둘 이상을 조합하여 어트리뷰트 정보의 인코딩을 수행하거나 스케일러블 어트리뷰트 인코딩을 수행할 수 있다.
상기 시그널링 처리부(51002)는 지오메트리 정보와 어트리뷰트 정보의 인코딩/디코딩/렌더링 등에 필요한 시그널링 정보를 생성 및/또는 처리하여 지오메트리 인코더(51003), 어트리뷰트 인코더(51004) 및/또는 전송 처리부(51005)로 제공할 수 있다. 또는 상기 시그널링 처리부(51002)가 지오메트리 인코더(51003), 어트리뷰트 인코더(51004) 및/또는 전송 처리부(51005)에서 생성된 시그널링 정보를 제공받을 수도 있다. 상기 시그널링 처리부(51002)는 수신 장치에서 피드백되는 정보(예를 들어, 헤드 오리엔테이션 정보 및/또는 뷰포트 정보를 지오메트리 인코더(51003), 어트리뷰트 인코더(51004) 및/또는 전송 처리부(51005)로 제공할 수도 있다.
본 명세서에서 시그널링 정보는 parameter set (SPS: sequence parameter set, GPS: geometry parameter set, APS: attribute parameter set, TPS: Tile Parameter Set (또는 tile inventory라 함) 등) 단위로 시그널링되어 전송될 수 있다. 또한 슬라이스 또는 타일과 같이 각 영상의 코딩 유닛 단위로 시그널링되어 전송될 수도 있다.
실시예들에 따르면, 상기 시그널링 처리부(51002)는 전술한 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 적어도 APS 또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더에 시그널링하여 지오메트리 인코더(51003), 어트리뷰트 인코더(51004) 및/또는 전송 처리부(51005)로 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 방법/장치가 실시예들의 동작을 추가/수행 하기 위해서 관련 정보를 시그널링 할 수 있다. 실시예들에 따른 시그널링 정보는 송신 장치 및/또는 수신 장치에서 사용될 수 있다.
상기 전송 처리부(51005)는 도 12의 전송 처리부(12012)의 동작 및/또는 전송 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 전송 방법을 수행할 수도 있고, 도 1의 트랜스미터(1003)의 동작 및/또는 전송 방법과 동일 또는 유사한 동작 및/또는 전송 방법을 수행할 수 있다. 구체적인 설명은 도 1 또는 도 12의 설명을 참조하기로 하고 여기서는 생략한다.
상기 전송 처리부(51005)는 상기 지오메트리 인코더(51003)에서 출력되는 지오메트리 비트스트림, 상기 어트리뷰트 인코더(51004)에서 출력되는 어트리뷰트 비트스트림, 상기 시그널링 처리부(51002)에서 출력되는 시그널링 비트스트림을 하나의 비트스트림으로 다중화한 후 그대로 전송하거나 또는 파일이나 세그먼트 등로 인캡슐레이션하여 전송할 수 있다. 본 명세서에서 파일은 ISOBMFF 파일 포맷인 것을 일 실시예로 한다.
실시예들에 따라 파일 또는 세그먼트는 수신 장치로 전송되거나, 디지털 저장매체(예를 들면 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등)에 저장될 수 있다. 실시예들에 따른 전송처리부(51005)는 수신 장치와 4G, 5G, 6G 등의 네트워크를 통해 유/무선 통신 가능하다. 또한 전송처리부(51005)는 네트워크 시스템(예를 들면 4G, 5G, 6G 등의 통신 네트워크 시스템)에 따라 필요한 데이터 처리 동작을 수행할 수 있다. 또한 전송처리부(51005)는 온 디맨드(On Demand) 방식에 따라 인캡슐레이션된 데이터를 전송할 수도 있다.
도 46은 실시예들에 따른 어트리뷰트 인코더(51004)의 상세 블록도의 예시를 보인 도면이다. 도 46에 도시된 어트리뷰트 인코더의 엘리먼트들은 하드웨어, 소프트웨어, 프로세서 및/또는 그것들의 결합등으로 구현될 수 있다.
실시예들에 따르면, 어트리뷰트 인코더(51004)는 LoD 생성부(53001), 어트리뷰트 압축부(53002), 어트리뷰트 변환부(53003), 및 양자화부(53004)를 포함할 수 있다.
상기 LoD 생성부(53001)는 지오메트리 인코딩이 수행되지 않은 포지션들 및/또는 재구성된 지오메트리 정보를 기반으로 LoD들을 생성한다. 상기 LoD 생성부(53001)는 도 16 내지 도 30을 기반으로 전술한 실시예1 내지 실시예3 중 하나 또는 둘 이상을 조합하여 LoD들을 생성한다.
즉, 상기 LoD 생성부(53001)는 전술한 바와 같이 지오메트리 트리 구조를 기반으로 LoD들을 생성하며, LoD 생성 시 대응되는 지오메트리 뎁스의 노드를 이웃(또는 이웃 서치 범위)로 정의하여 서브-샘플링을 수행한다. 이때 지오메트리 트리를 구성하고 LoD 레이어에 따른 노드 사이즈 정보는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보, 예를 들어 num_LoD_minus1 필드, cubic_node_flag 필드, node_direction 필드, node_size_x 필드, node_size_y 필드, node_size_z필드를 통해 시그널링한다. 또한 상기 LoD 생성부(53001)가 지오메트리 트리를 이용하여 옥트리 기반 LoD 생성을 수행할 수 있도록 구성된 경우, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보, 예를 들어 constrained_QTBT_flag 필드 및 max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation 필드를 통해 관련 정보를 시그널링할 수 있다. 또한 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보, 예를 들어 LoD_sampling_method 필드를 통해 LoD sampling 방법에 대해서 전달할 수 있다. 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보에 포함되는 num_LoD_minus1 필드, cubic_node_flag 필드, node_direction 필드, node_size_x 필드, node_size_y 필드, node_size_z필드, constrained_QTBT_flag 필드, max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation 필드, 및 LoD_sampling_method 필드의 설명은 도 37의 설명을 참조하기로 한다.
상기 어트리뷰트 압축부(53002)는 상기 LoD 생성부(53001)에서 생성된 LoD들을 기반으로 어트리뷰트 예측을 수행하고, 예측된 어트리뷰트 정보를 이용하여 잔여 어트리뷰트 정보(residual attribute information)를 생성한다. 상기 잔여 어트리뷰트 정보는 어트리뷰트 변환부(53003)에서 압축 도메인으로 변환(transformation)된 후 양자화부(53004)에서 양자화된다. 그리고, 양자화된 잔여 어트리뷰트 정보는 엔트로피 코딩되어 어트리뷰트 비트스트림 형태로 출력된다. 잔여 어트리뷰트 정보는 예측 에러 어트리뷰트 정보와 동일 의미로 사용된다.
도 47은 실시예들에 따른 지오메트리 트리 기반의 LoD 생성 방법의 예시를 보인 흐름도이다.
먼저, 지오메트리 인코더(51003)에서 지오메트리 정보의 압축을 위해 사용된 OT 기반 또는 OT/QT/BT 기반의 지오메트리 트리 구조에 대한 정보를 포함하는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보가 시그널링 처리부(51002)를 통해 어트리뷰트 인코더(51004)로 제공되었다고 가정한다. 이때, 지오메트리 트리의 뎁스는 N이라고 가정한다.
단계 55001는 포인트 클라우드 데이터, 지오메트리 트리 정보를 포함하는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보, 그리고 뎁스 정보(N)가 입력되면, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보에 포함된 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1인지를 판단한다.
상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 단계 55002로 진행하고, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 0이면 단계 55003으로 진행한다.
상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 지오메트리 트리 구조를 생성할 때 제약조건이 있음을 나타낼 수 있다. 이때 제약 조건은 스케일러블 어트리뷰트 코딩을 위한 조건이 될 수 있으며, 특정 뎁스 이하에 대해서 OT 기반 LoD 생성이 사용될 수 있음을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, 수신 장치에서는 OT 기반 LoD 생성을 사용할 수 있음을 알려주기 위해 사용할 수 있다. 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 0이면 수신 장치에서 지오메트리 트리 기반 LoD 생성을 사용해야 함을 알려주기 위해 사용할 수 있다.
단계 55002에서는 해당 뎁스의 이웃 서치(neighbor)를 위해 OT 기반의 파티셔닝으로 생성된 큐빅 노드들이 설정된다.
단계 55003에서는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보에 포함된 cubic_node_flag 필드와 node_direction 필드의 값에 따라 단계 55004로 진행하거나 또는 단계 55005로 진행한다.
상기 cubic_node_flag 필드의 값이 1이면, LoD 생성의 이웃 서치에 사용되는 단위 노드에 대해 xyz 변의 길이가 같은 큐빅 모양의 노드임을 나타낼 수 있다. 상기 cubic_node_flag 필드의 값이 0이면, LoD 생성의 이웃 서치에 사용되는 단위 노드의 xyz 변의 길이가 다른 큐보이드 모양임을 나타낼 수 있다. 그리고, node_direction 필드는 큐보이드 형태의 노드인 경우 노드의 방향성(즉, 파티셔닝할 방향)을 알려줄 수 있다. 또는 임의의 노드에 대해 xyz 축 방향의 크기를 node_size_x, node_size_y, node_size_z 필드를 통해 알려줄 수도 있다.
실시예들에 따르면, 상기 node_direction 필드는 0~5의 값에 대해 순서대로 z, y, x, yz, xz, xy 방향성을 갖는 노드임을 나타낼 수 있다. 예를 들어 xyz 축 방향에 대해 노드의 크기를 2dx, 2dy, 2dz로 나타낼 때, (k, k, 2k), (k, 2k, k), (2k, k, k), (k, 2k, 2k), (2k, k, 2k), (2k, 2k, k) 일 수 있다. 여기서, k는 단위 크기를 나타낸다.
따라서, 상기 cubic_node_flag 필드의 값이 1이면, OT 기반 LoD 생성을 위해 단계 55002로 진행한다. 그리고, 상기 cubic_node_flag 필드의 값이 0이고, 상기 node_direction 필드의 값이 3, 4, 5 중 하나이면, QT 기반 LoD 생성을 위해 단계 55004로 진행한다. 이에 더하여, 상기 cubic_node_flag 필드의 값이 0이고, 상기 node_direction 필드의 값이 0, 1, 2 중 하나이면, BT 기반 LoD 생성을 위해 단계 55005로 진행한다.
단계 55004에서는 해당 뎁스의 이웃 서치(neighbor)를 위해 QT 기반의 파티셔닝으로 생성된 큐보이드 노드들이 설정된다.
55005에서는 해당 뎁스의 이웃 서치(neighbor)를 위해 BT 기반의 파티셔닝으로 생성된 큐보이드 노드들이 설정된다.
단계 55006에서는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보에 포함된 LoD_sampling_method 필드의 값을 기반으로 단계 55002, 55004, 55005 중 하나로부터 제공되는 큐빅 노드들 또는 큐보이드 노드들로부터 해당 LoD에 속할 포인트를 선택한다.
예를 들어, 단계 55006에서는 상기 LoD_sampling_method 필드의 값이 0이면, 첫번째 포인트를 선택할 수 있고, 1이면 LoD 마다 첫번째와 마지막 포인트를 번갈아가며 선택할 수 있으며, 2이면 이웃 센터(neighbor center)를 기준으로 Euclidean distance가 작은 포인트를 선택할 수 있다.
그리고 단계 55007에서 현재 뎁스를 확인하고, LoD 생성을 위한 뎁스가 남아 있으면 뎁스 변수(N)를 1 감소시킨 후(단계 55008), 단계 55001로 진행하고, 모든 뎁스에 대해 LoD 생성이 완료되었으면 LoD 생성을 종료한다.
이와 같이, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 0이면(또는 1인 경우에도 수신 장치의 선택에 따라 사용가능), 지오메트리 트리의 뎁스에 따른 노드 모양이 큐빅 또는 큐보이드로 달라지게 된다. 그리고, LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보의 시그널링을 통해 노드 모양 (neighbor search)가 결정되면, 노드마다 LoD에 해당하는 포인트를 선택하게 된다. 이때 LOD_sampling_method 필드에 시그널링된 방법을 사용할 수 있다. 이 과정을 루트 레벨 혹은 N - max_LoD_depth_fr_octree_based_LoD_generation에 해당하는 뎁스까지 수행함으로써 LoD를 생성할 수 있다.
도 48은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 수신 장치의 또 다른 예시를 보인 도면이다. 도 48에 도시된 포인트 클라우드 수신 장치의 엘리먼트들은 하드웨어, 소프트웨어, 프로세서 및/또는 그것들의 결합등으로 구현될 수 있다.
실시예들에 따르면, 포인트 클라우드 수신 장치는 수신 처리부(61001), 시그널링 처리부(61002), 지오메트리 디코더(61003), 어트리뷰트 디코더(61004), 및 후 처리부(Post-processor, 61005)를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 수신 처리부(61001)는 하나의 비트스트림을 수신할 수도 있고, 또는 지오메트리 비트스트림, 어트리뷰트 비트스트림, 시그널링 비트스트림을 각각 수신할 수도 있다. 실시예들에 따른 수신 처리부(61001)는 파일 및/또는 세그먼트가 수신되면, 수신된 파일 및/또는 세그먼트를 디캡슐레이션하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
실시예들에 따른 수신 처리부(61001)는 하나의 비트스트림이 수신(또는 디캡슐레이션)되면, 하나의 비트스트림으로부터 지오메트리 비트스트림, 어트리뷰트 비트스트림, 및/또는 시그널링 비트스트림을 디멀티플렉싱하고, 디멀티플렉스된 시그널링 비트스트림은 시그널링 처리부(61002)로, 지오메트리 비트스트림은 지오메트리 디코더(61003)로, 어트리뷰트 비트스트림은 어트리뷰트 디코더(61004)로 출력할 수 있다.
실시예들에 따른 수신 처리부(61001)는 지오메트리 비트스트림, 어트리뷰트 비트스트림, 및/또는 시그널링 비트스트림이 각각 수신(또는 디캡슐레이션)되면, 시그널링 비트스트림은 시그널링 처리부(61002)로, 지오메트리 비트스트림은 지오메트리 디코더(61003)로, 어트리뷰트 비트스트림은 어트리뷰트 디코더(61004)로 전달할 수 있다.
상기 시그널링 처리부(61002)는 입력된 시그널링 비트스트림으로부터 시그널링 정보 예를 들어, SPS, GPS, APS, TPS, 메타 데이터 등에 포함된 정보를 파싱 및 처리하여 지오메트리 디코더(61003), 어트리뷰트 디코더(61004), 후 처리부(61005)로 제공할 수 있다. 다른 실시예로, 지오메트리 슬라이스 헤더 및/또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더에 포함된 시그널링 정보도 해당 슬라이스 데이터를 디코딩하기 전에 상기 시그널링 처리부(61002)에서 미리 파싱될 수도 있다.
실시예들에 따르면, 시그널링 처리부(61002)는 적어도 APS 또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더에 시그널링된 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보도 파싱 및 처리하여 지오메트리 디코더(61003), 어트리뷰트 디코더(61004), 후 처리부(61005)로 제공할 수 있다.
실시예들에 따르면, 지오메트리 디코더(61003)는 압축된 지오메트리 비트스트림에 대해 시그널링 정보를 기반으로 도 45의 지오메트리 인코더(51003)의 역과정을 수행하여 지오메트리를 복원할 수 있다. 상기 지오메트리 디코더(61003)에서 복원된(또는 재구성된(reconstructed)) 지오메트리 정보는 어트리뷰트 디코더(61004)로 제공된다. 상기 어트리뷰트 디코더(61004)는 압축된 어트리뷰트 비트스트림에 대해 시그널링 정보와 재구성된 지오메트리 정보를 기반으로 도 45의 어트리뷰트 인코더(51004)의 역과정을 수행하여 어트리뷰트를 복원할 수 있다.
실시예들에 따르면, 후 처리부(61005)는 상기 지오메트리 디코더(61003)에서 복원되어 출력되는 지오메트리 정보(즉, 포지션들)과 상기 어트리뷰트 디코더(61004)에서 복원되어 출력되는 어트리뷰트 정보를 매칭하여 포인트 클라우드 데이터를 재구성하고 디스플레이/렌더링할 수 있다.
도 49는 실시예들에 따른 어트리뷰트 디코더(61004)의 상세 블록도의 예시를 보인 도면이다. 도 49에 도시된 어트리뷰트 디코더의 엘리먼트들은 하드웨어, 소프트웨어, 프로세서 및/또는 그것들의 결합등으로 구현될 수 있다.
실시예들에 따르면, 어트리뷰트 디코더(61004)는 역양자화부(63001), 역 변환부(63002), LoD 생성부(63003), 및 어트리뷰트 복원부(63004)를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 어트리뷰트 디코더(61004)는 송신 장치의 어트리뷰트 인코더(51004)의 역과정을 수행하여 어트리뷰트 정보를 복원한다. 즉, 상기 역양자화부(63001)는 수신 처리부(61001)를 통해 입력되는 어트리뷰트 비트스트림에 포함된 잔여 어트리뷰트 정보를 엔트로피 디코딩 후 역양자화할 수 있다. 그리고, 역양자화된 잔여 어트리뷰트 정보는 역 변환부(63002)에서 어트리뷰트 변환부(53003)의 역과정이 수행된 후 어트리뷰트 복원부(63004)로 출력된다.
상기 어트리뷰트 복원부(63004)는 LoD 생성부(63003)에서 생성된 LoD들을 기반으로 어트리뷰트 예측을 수행하고, 예측된 어트리뷰트 정보와 상기 역 변환부(63002)에서 출력되는 잔여 어트리뷰트 정보를 이용하여 어트리뷰트 정보를 복원한다.
상기 LoD 생성부(63003)는 송신 장치의 LoD 생성부(53001)의 LoD 생성 방법과 동일 또는 유사한 방법으로 LoD들을 생성한다. 예를 들어, LoD 생성부(63003)는 전술한 도 16 내지 도 30에서 설명한 지오메트리 트리 구조를 기반으로 LoD들을 생성할 수 있다.
실시예들에 따르면, LoD 생성부(63003)는 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값을 기반으로 서로 다른 LoD 생성을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 1이면, LoD 생성부(63003)는 OT 기반 LoD 생성 또는 OT/QT/BT 기반 LoD 생성을 수행할 수 있다. 그리고, 스케일러블 리프리젠테이션이 가능한 뎁스 정도는 상기 max_LoD_depth_for_octree_based_LoD_generation 필드를 통해 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 constrained_QTBT_flag 필드의 값이 0이면, 상기 LoD 생성부(63003)는 OT/QT/BT의 조합으로 생성된 지오메트리 트리 기반 LoD 생성만 수행할 수 있으며, 지오메트리 트리를 구성하고 LoD 레이어에 따른 노드 사이즈 정보는 상기 num_LoD_minus1, cubic_node_flag, node_direction, node_size_x, node_size_y, node_size_z 필드들을 이용하여 판단할 수 있다. 실시예들에 따르면, 해당 LoD가 스케일러블 리프리젠테이션에서 사용될 수 있는지 여부 (즉, 지오메트리 레이어와 어트리뷰트 레이어가 일치하는지 여부)는 상기 no_representation_flag 필드를 이용하여 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 no_representation_flag 필드의 값이 0인 경우에만 스케일러블 리프리젠테이션에서 사용할 수 있다.
이와 같이, 송신 장치에서 OT/QT/BT 기반으로 지오메트리 트리를 생성하여 지오메트리 압축을 수행하였다면, 어트리뷰트 정보도 OT/QT/BT 기반으로 LoD들을 생성하여 압축을 수행함으로써, 지오메트리와 어트리뷰트를 위한 포인트들의 개수를 일치시킬 수 있게 된다.
도 50은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법의 흐름도를 나타낸다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 송신 방법은 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 단계(71001), 포인트 클라우드 데이터를 인코딩하는 단계(71002), 인코드된 포인트 클라우드 데이터와 시그널링 정보를 전송하는 단계(71003)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 인코드된 포인트 클라우드 데이터와 시그널링 정보를 포함하는 비트스트림이 파일로 인캡슐레이션되어 전송될 수도 있다.
포인트 클라우드 데이터를 획득하는 단계(71001)는 도 1의 포인트 클라우드 비디오 획득부(10001)의 동작의 일부 또는 전부를 수행할 수도 있고 또는 도 12의 데이터 입력부(12000)의 동작의 일부 또는 전부를 수행할 수도 있다.
포인트 클라우드 데이터를 인코딩하는 단계(71002)는 도 1의 포인트 클라우드 비디오 인코더(10002), 도 2의 인코딩(20001), 도 4의 포인트 클라우드 비디오 인코더, 도 12의 포인트 클라우드 비디오 인코더, 도 14의 포인트 클라우드 인코딩, 도 15의 포인트 클라우드 인코딩, 도 18의 포인트 클라우드 비디오 인코더의 동작의 일부 또는 전체를 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터를 인코딩하는 단계(71002)는 포인트 클라우드 데이터의 지오메트리 데이터(또는 지오메트리 정보라 함)를 인코딩하는 단계와 포인트 클라우드 데이터의 어트리뷰트 데이터(또는 어트리뷰트 정보라 함)를 인코딩하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 지오메트리 정보를 인코딩하는 단계는 획득된 포인트 클라우드 데이터를 OT 기반으로 파티셔닝하거나 또는 OT/QT/BT 기반으로 파티셔닝하여 지오메트리 정보의 압축을 수행한다. 상기 지오메트리 정보를 인코딩하는 단계에서 포인트 클라우드 데이터를 OT 기반으로 파티셔닝하거나 또는 OT/QT/BT 기반으로 파티셔닝하여 지오메트리 트리를 생성하는 내용은 전술한 도 16 내지 도 30의 설명을 참조하기로 하고 여기서는 생략한다. 상기 지오메트리 정보를 인코딩하는 단계는 압축을 통해 변경된 포지션들을 기반으로 지오메트리 정보를 재구성하고, 재구성된(또는 복호화된) 지오메트리 정보를 상기 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계로 출력한다. 상기 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계는 지오메트리 인코딩이 수행되지 않은 포지션들 및/또는 재구성된 지오메트리 정보를 기반으로 어트리뷰트 정보를 압축한다. 상기 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계는 전술한 실시예1 내지 실시예3 중 하나 또는 둘 이상을 조합하여 어트리뷰트 정보의 인코딩을 수행하거나 스케일러블 어트리뷰트 인코딩을 수행할 수 있다. 실시예들에 따른 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계는 도 47의 흐름도에 따라 수행될 수 있다.
본 명세서에서 시그널링 정보는 SPS, GPS, APS, TPS, 메타 데이터 등이 될 수 있으며, 지오메트리 슬라이스 헤더 및/또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더도 시그널링 정보라 칭할 수 있다. 상기 지오메트리 정보의 압축과 상기 어트리뷰트 정보에 압축에 필요한 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보는 적어도 APS 또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더에 시그널링될 수 있다. 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보의 상세 설명은 위에서 상세히 하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
도 51은 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 수신 방법의 흐름도를 나타낸다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터 수신 방법은 인코드된 포인트 클라우드 데이터와 시그널링 정보를 수신하는 단계(81001), 시그널링 정보를 기반으로 포인트 클라우드 데이터를 디코딩하는 단계(81002), 및 디코드된 포인트 클라우드 데이터를 렌더링하는 단계(81003)를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터와 시그널링 정보를 수신하는 단계(81001)는 도 1의 리시버(10005), 도 2의 진송(20002) 또는 디코딩(20003), 도 13의 수신부(13000) 또는 수신 처리부(13001)에서 수행될 수 있다.
상기 시그널링 정보를 기반으로 포인트 클라우드 데이터를 디코딩하는 단계(81002)는 지오메트리 정보를 디코딩하는 단계와 디코딩/재구성된 지오메트리와 시그널링 정보를 기반으로 어트리뷰트 정보를 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 시그널링 정보는 SPS, GPS, APS, TPS, 메타 데이터 등이 될 수 있으며, 지오메트리 슬라이스 헤더 및/또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더도 시그널링 정보라 칭할 수 있다. 적어도 APS 또는 어트리뷰트 슬라이스 헤더는 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 상기 LoD 기반의 어트리뷰트 압축에 관련된 정보의 상세 설명은 위에서 상세히 하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
실시예들에 따른 지오메트리 정보를 디코딩하는 단계는 도 1의 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006), 도 2의 디코딩(20003), 도 11의 포인트 클라우드 비디오 디코더, 도 13의 포인트 클라우드 비디오 디코더, 도 48의 지오메트리 디코더의 동작의 일부 또는 전체를 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 어트리뷰트 정보를 디코딩하는 단계는 도 1의 포인트 클라우드 비디오 디코더(10006), 도 2의 디코딩(20003), 도 11의 포인트 클라우드 비디오 디코더, 도 13의 포인트 클라우드 비디오 디코더, 도 48의 어트리뷰트 디코더의 동작의 일부 또는 전체를 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 렌더링하는 단계(81003)는 디코드된 지오메트리 정보와 디코드된 어트리뷰트 정보를 기반으로 복원된 포인트 클라우드 데이터를 다양한 렌더링 방식에 따라 렌더링할 수 있다. 예를 들어, 포인트 클라우드 콘텐트의 포인트들은 일정 두께를 갖는 정점, 해당 정점 위치를 중앙으로 하는 특정 최소 크기를 갖는 정육면체, 또는 정점 위치를 중앙으로 하는 원 등으로 렌더링 될 수도 있다. 렌더링된 포인트 클라우드 콘텐트의 전부 또는 일부 영역은 디스플레이 (예를 들면 VR/AR 디스플레이, 일반 디스플레이 등)을 통해 사용자에게 제공된다. 실시예들에 따른 포인트 클라우드 데이터를 렌더링하는 단계(81003)는 도 1의 렌더러(10007) 또는 도 2의 렌더링(20004) 또는 도 13의 렌더러(13011) 에서 수행될 수 있다.
본 명세서에서 기술한 지오메트리 트리 기반 LoD 생성 방법은 포인트 클라우드 데이터를 나누기 위한 방법으로써, 어트리뷰트 코딩에 사용될 수 있다. 특히 스케일러블 코딩 응용 분야에 대해서 QTBT 기반 지오메트리 코딩이 이루어 지는 경우 지오메트리 트리의 뎁스에 따른 포인트/노드에 매칭되는 어트리뷰트 정보를 일대일 매칭함으로써 모든 뎁스에 대해 혹은 매칭되는 일부 뎁스에 대해 scalable representation을 가능하도록 할 수 있다.
본 명세서에서 포인트 클라우드 데이터가 비대칭적인 분포도를 가지는 경우, 압축 효율을 증가시키기 위한 LOD 생성 방안을 제안한다. 본 문서에서 설명하는 실시예들의 동작으로 인하여, 비대칭적으로 분포된 포인트 클라우드 데이터를 스케일러블하게 어트리뷰트 코딩할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 비대칭적 직육면체 노드를 고려하여 LOD를 생성하고, QTBT 기반의 지오메트리 압축을 고려하여 레이어에 따른 노드 변화에 기반하여 어트리뷰트 코딩을 수행할 수 있다. 나아가, 실시예들에 따른 송수신 방법/장치는 OT 기반 스케일러블 속성(어트리뷰트) 압축을 수행할 수 있다. 결과적으로, 포인트 클라우드 데이터의 압축 효율이 증가하는 효과가 있다.
전술한 각각의 파트, 모듈 또는 유닛은 메모리(또는 저장 유닛)에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 소프트웨어, 프로세서, 하드웨어 파트일 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 단계들은 프로세서, 소프트웨어, 하드웨어 파트들에 의해 수행될 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 모듈/블락/유닛들은 프로세서, 소프트웨어, 하드웨어로서 동작할 수 있다. 또한, 실시예들이 제시하는 방법들은 코드로서 실행될 수 있다. 이 코드는 프로세서가 읽을 수 있는 저장매체에 쓰여질 수 있고, 따라서 장치(apparatus)가 제공하는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있다.
또한 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 그리고 명세서에 기재된 “…부”등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서는 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 그리고, 통상의 기술자의 필요에 따라, 이전에 설명된 실시 예들을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 설계하는 것도 실시예들의 권리범위에 속한다.
실시예들에 따른 장치 및 방법은 상술한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
실시예들의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 실시예들은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 실시예들의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 실시예들의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
실시예들의 장치의 다양한 구성요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그것들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 실시예들의 다양한 구성요소들은 하나의 칩, 예를 들면 하나의 하드웨어 서킷으로 구현될 수 있다. 실시예들에 따른 구성요소들은 각각 별도의 칩들로 구현될 수 있다. 실시예들에 따른 장치의 구성요소들 중 적어도 하나 이상은 하나 또는 그 이상의 프로그램들을 실행 할 수 있는 하나 또는 그 이상의 프로세서들로 구성될 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 프로그램들은 실시예들에 따른 동작/방법들 중 어느 하나 또는 그 이상의 동작/방법들을 수행시키거나, 수행시키기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 장치의 방법/동작들을 수행하기 위한 실행 가능한 인스트럭션들은 하나 또는 그 이상의 프로세서들에 의해 실행되기 위해 구성된 일시적이지 않은 CRM 또는 다른 컴퓨터 프로그램 제품들에 저장될 수 있거나, 하나 또는 그 이상의 프로세서들에 의해 실행되기 위해 구성된 일시적인 CRM 또는 다른 컴퓨터 프로그램 제품들에 저장될 수 있다. 또한 실시예들에 따른 메모리는 휘발성 메모리(예를 들면 RAM 등)뿐 만 아니라 비휘발성 메모리, 플래쉬 메모리, PROM등을 전부 포함하는 개념으로 사용될 수 있다. 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 반송파의 형태로 구현되는 것도 포함될 수 있다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이 문서에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"로 해석되고, "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석된다. 추가적으로, "A/B/C"는 "A, B, 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 또한, "A, B, C"도 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 추가적으로, 이 문서에서 “또는”는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, "A 또는 B"은, 1) "A"만을 의미하고, 2) "B"만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 “또는”은 “추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)”를 의미할 수 있다.
실시예들의 다양한 엘리먼트들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그것들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 실시예들의 다양한 엘리먼트는 하드웨어 회로와 같은 싱글 칩 상에서 수행될 수 있다. 실시예들에 따라, 실시예들은 선택적으로 개별적인 칩들 상에서 수행될 수 있다. 실시예들에 따라, 실시예들의 엘리먼트들 중 적어도 하나는 실시예들에 따른 동작을 수행하는 인스트럭션들을 포함하는 하나 또는 하나 이상의 프로세서 내에서 수행될 수 있다.
제1, 제2 등과 같은 용어는 실시예들의 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 하지만 실시예들에 따른 다양한 구성요소들은 위 용어들에 의해 해석이 제한되어서는 안된다. 이러한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것에 불과하다. 것에 불과하다. 예를 들어, 제1 사용자 인풋 시그널은 제2사용자 인풋 시그널로 지칭될 수 있다. 이와 유사하게, 제2사용자 인풋 시그널은 제1사용자 인풋 시그널로 지칭될 수 있다. 이러한 용어의 사용은 다양한 실시예들의 범위 내에서 벗어나지 않는 것으로 해석되어야만 한다. 제1사용자 인풋 시그널 및 제2사용자 인풋 시그널은 모두 사용자 인풋 시그널들이지만, 문맥 상 명확하게 나타내지 않는 한 동일한 사용자 인풋 시그널들을 의미하지 않는다.
실시예들을 설명하기 위해 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되고, 실시예들을 제한하기 위해서 의도되지 않는다. 실시예들의 설명 및 청구항에서 사용된 바와 같이, 문맥 상 명확하게 지칭하지 않는 한 단수는 복수를 포함하는 것으로 의도된다. 및/또는 표현은 용어 간의 모든 가능한 결합을 포함하는 의미로 사용된다. “포함한다” 표현은 특징들, 수들, 단계들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들이 존재하는 것을 설명하고, 추가적인 특징들, 수들, 단계들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들을 포함하지 않는 것을 의미하지 않는다. 실시예들을 설명하기 위해 사용되는, ~인 경우, ~때 등의 조건 표현은 선택적인 경우로만 제한 해석되지 않는다. 특정 조건을 만족하는 때, 특정 조건에 대응하여 관련 동작을 수행하거나, 관련 정의가 해석되도록 의도되었다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 구체적으로 설명되었다.
본 실시예들의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 본 실시예들에서 다양한 변경 및 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다. 따라서, 실시예들은 첨부된 청구항 및 그 동등 범위 내에서 제공되는 본 실시예들의 변경 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 단계;
    상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하는 지오메트리 정보를 지오메트리 트리를 적용하여 인코딩하는 단계;
    상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하는 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계; 및
    상기 인코드된 지오메트리 정보, 상기 인코드된 어트리뷰트 정보 및 시그널링 정보를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 단계는,
    상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 단계, 및
    상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 압축하는 단계를 포함하는 포인트 클라우드 데이터 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지오메트리 트리는
    옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 포인트 클라우드 데이터 송신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 LOD 생성 단계는
    상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하는 단계;
    상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 이웃 설정 및 선택 단계는 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 포인트 클라우드 데이터 송신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 포인트 클라우드 데이터 송신 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 포인트 선택 단계는
    상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 포인트 클라우드 데이터 송신 방법.
  6. 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 획득부;
    상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하는 지오메트리 정보를 지오메트리 트리를 적용하여 인코딩하는 지오메트리 인코더;
    상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하는 어트리뷰트 정보를 인코딩하는 어트리뷰트 인코더; 및
    상기 인코드된 지오메트리 정보, 상기 인코드된 어트리뷰트 정보 및 시그널링 정보를 전송하는 전송부를 포함하며,
    상기 어트리뷰트 인코더는,
    상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 LoD 생성부, 및
    상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 압축하는 압축부를 포함하는 포인트 클라우드 데이터 송신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 지오메트리 트리는
    옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 포인트 클라우드 데이터 송신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 LOD 생성부는
    상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하고, 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 과정을 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 포인트 클라우드 데이터 송신 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지, 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 포인트 클라우드 데이터 송신 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 LOD 생성부는
    상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 포인트 클라우드 데이터 송신 장치.
  11. 지오메트리 정보, 어트리뷰트 정보, 및 시그널링 정보를 수신하는 단계;
    상기 시그널링 정보와 지오메트리 트리를 기반으로 상기 지오메트리 정보를 디코딩하는 단계;
    상기 시그널링 정보와 상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 디코딩하는 단계; 및
    상기 디코드된 지오메트리 정보와 상기 디코드된 어트리뷰트 정보를 기반으로 복원된 포인트 클라우드 데이터를 렌더링하는 단계를 포함하며,
    상기 디코드된 지오메트리 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하고, 상기 디코드된 어트리뷰트 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하고,
    상기 어트리뷰트 디코딩 단계는,
    상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 단계, 및
    상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 복원하는 단계를 포함하는 포인트 클라우드 데이터 수신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 지오메트리 트리는
    옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 포인트 클라우드 데이터 수신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 LOD 생성 단계는
    상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하는 단계;
    상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 이웃 설정 및 선택 단계는 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 포인트 클라우드 데이터 수신 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 포인트 클라우드 데이터 수신 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 포인트 선택 단계는
    상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 포인트 클라우드 데이터 수신 방법.
  16. 지오메트리 정보, 어트리뷰트 정보, 및 시그널링 정보를 수신하는 수신부;
    상기 시그널링 정보와 지오메트리 트리를 기반으로 상기 지오메트리 정보를 디코딩하는 지오메트르 디코더;
    상기 시그널링 정보와 상기 지오메트리 트리를 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 디코딩하는 어트리뷰트 디코더; 및
    상기 디코드된 지오메트리 정보와 상기 디코드된 어트리뷰트 정보를 기반으로 복원된 포인트 클라우드 데이터를 렌더링하는 렌더러를 포함하며,
    상기 디코드된 지오메트리 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 포지션들을 포함하고, 상기 디코드된 어트리뷰트 정보는 상기 복원된 포인트 클라우드 데이터의 포인트들의 어트리뷰트 값들을 포함하고,
    상기 어트리뷰트 디코더는,
    상기 지오메트리 트리를 기반으로 레벨 오브 디테일(LoD)들을 생성하는 LoD 생성부, 및
    상기 LoD들을 기반으로 상기 어트리뷰트 정보를 복원하는 복원부를 포함하는 포인트 클라우드 데이터 수신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 지오메트리 트리는
    옥트리, 쿼드트리, 또는 바이너리 트리 중 둘 이상의 조합으로 생성되는 포인트 클라우드 데이터 수신 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 LOD 생성부는
    상기 지오메트리 트리의 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드로부터 분할된 하나 이상의 하위 노드들을 이웃으로 설정하고, 상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들 중 하나의 포인트를 선택하는 과정을 현재 뎁스의 오큐파이드된 노드들에 대해 각각 수행하여 현재 뎁스에 대응하는 LoD를 생성하는 포인트 클라우드 데이터 수신 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    현재 뎁스의 트리 타입이 옥트리인지 쿼드트리인지 바이너리 트리인지에 따라 이웃으로 설정되는 하위 노드들의 개수가 달라지는 포인트 클라우드 데이터 수신 장치.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 LOD 생성부는
    상기 이웃으로 설정된 하나 이상의 하위 노드들에 속한 포인트들의 몰톤 코드 순서를 기반으로 포인트 선택을 수행하는 포인트 클라우드 데이터 수신 장치.
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