[发明专利]用于对表示3D对象的点云的几何形状进行编码/解码的方法和装置

说明书

至少一个实施例提供了一种方法，包括对表示点云的点的编码的编码模型信息进行编码或解码，从属于包围所述点云的点的边界框的至少一个点定义所述编码。

技术领域

本原理一般涉及表示3D对象的几何形状的点云的编码和解码。特别地，但不排他地，本原理的技术领域涉及点云的基于八叉树的编码/解码。

背景技术

本部分旨在向读者介绍本领域的各个方面，这些方面可能与下面描述和/或要求保护的本原理的各个方面相关。这种讨论被认为有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本原理的各个方面。因此，应该理解的是，应从这种角度来阅读这些陈述，而不是将这些陈述作为对现有技术的承认。

点云是点集，通常旨在表示3D对象的外表面，但也表示更复杂的几何形状(如头发或毛发)，这些几何形状可能无法通过如网格(mesh)等其他数据格式高效地表示。点云的每个点通常由3D空间位置(3D空间中的X、Y和Z坐标)定义，并且可能由其他相关联的属性(诸如，例如在RGB或YUM颜色空间中表示的颜色、透明度(transparency)、反射率(reflectance)、双分量法向向量等)定义。

有色点云(colored point cloud)可以是一组6分量点(X，Y，Z，R，G，B)或等价地是(X，Y，Z，Y，U，V)，其中(X，Y，Z)定义3D空间中的点的空间位置，(R，G，B)或(Y，U，V)定义该点的颜色。

在下文中，术语“点云”是指任何点云，包括有色点云。

有色点云可以是静态的，也可以是动态的，这取决于云是否相对于时间演变。应该注意的是，在动态点云的情况下，点数是不恒定的，而是一般随着时间演变。因此，动态点云是点的集合以时间排序的列表。

实际上，有色点云可以用于各种目的，诸如文化遗产/建筑物，其中三维扫描像雕像或建筑物这样的对象，以便共享对象的空间配置，而不发送或访问该对象的空间配置。此外，这是一种确保保存对象的知识的方式，以防对象可能被破坏；例如，地震中的寺庙。这种有色点云通常是静态的和巨大的。

另一用例是在地形(topography)和制图(cartography)中，其中，通过使用3D表示，地图不局限于平面并且可以包括地面起伏(relief)。

汽车工业和自动汽车也是可以使用点云的领域。自动汽车应该能够“探测(probe)”其环境，以基于其紧邻的现实做出安全驾驶决策。典型的传感器产生由决策引擎使用的动态点云。这些点云不旨在被人看到。它们通常很小，不一定是有色的，并且是具有高捕获频率的动态的。它们可以具有其他属性(例如反射率)，这些其他属性是与感测到的物体的物理表面的材料相关的有价值的信息，并且可以帮助决策。

虚拟现实(Virtual Reality，VR)和沉浸式世界已经成为最近的热门话题，并且许多人将其预见为2D平板视频的未来。基本想法是让观众沉浸在他周围的环境中，与标准TV相反，在标准TV中，他只能看到他面前的虚拟世界。取决于观众在环境中的自由，沉浸感有几个层次(gradation)。有色点云是分布VR世界的良好的格式候选。它们可以是静态的或动态的，并且通常具有平均的大小，比如一次不超过几百万个点。

只有在比特流的大小足够低以允许向终端用户进行实际的存储/传输的情况下，点云压缩才能成功存储/传输沉浸式世界的3D对象。

能够以合理的带宽消耗向终端用户分发动态有色点云，同时保持可接受的(或者优选是良好的)体验质量，这也是至关重要的。与视频压缩相似，认为时间相关性的良好使用是导致动态点云的高效压缩的关键元素。