[发明专利]量化目的的图形场景动画数据信号和相应的方法与设备

说明书

本申请是申请日为1998年7月10日，申请号为98807042.1(PCT/FR98/01519)的专利申请的分案申请。

本发明的领域是代表动画图形场景的数据的编码，以便譬如说在一个多媒体终端上复现它们。更具体地说，本发明涉及将这类数据进行量化，因而它们可以被保存和/或被传输。

对于这个描述，图形场景系指图形、视频和图象对象在时间和空间中的布局。这类图形场景可以是二维或三维的，同时可以包含各种类型的图形基元。

本发明可以被使用于图形场景的元素必须被编码的所有情况中的应用场合。特别是它可应用于使用以MPEG-4格式所开发的已知MRLM和BIFS场面描述格式的场景。

标准ISO/IEC DIS 14772-1描述VRML2.0格式。MPEG-4标准化小组委员会规定称为BIFS(场景的二进制格式的场景描述格式，它是建立在VRML2.0基础上的。BIFS格式特别在“MPEG-4系统检验模型”(ISO/IEC JTC1/BC29/WG 11-N1693，MPEG97，April 1997)中被描述。

这个场景描述格式的目的是描述在一个场景中各种图形对象之间的空间/时间关系。它通过规定许多结点或对象来实现这一目的。这些结点和对象代表将被描述的所有图形基元。这些结点的每一个包括预先规定的代表这些结点特征的字段。

换句话说，BIFS格式以参数描述形式传输一个场景结构，或一个原本。

BIFS型图形场景可以被使用于多媒体观看(远程教学、远程购物、远程工作业务)、3D游戏、在业务中的先进导航接口。本发明在下列应用场合尤其有用：

-在“因特网”一类网络上观看VRML2.0型图形场景，其中紧密数据显示器格式必须被规定以便减小传输时间，

-将这类场景保存在媒体如CD-ROM上。

已称之为VRML2.0标准的一个二进制场景显示器格式在上面提到的文件中被描述。为了量化参数，作者提出以结点形式发送量化参数。然而，所选的量化参数仅适用于很有限数目的字段.这影响到必须以未量化的方式传输大量字段。显然，这限制了数据的数字压缩的效率.

本发明的一个特定目的是它克服在本专业状态中的这些缺点。

更具体地说，本发明的一个目的旨在提供一个数据信号，以及使用这个信号的方法和设备，以便于大大减小编码所必须的数据并因此传输和/或保存特别是以例如VRML和MPEG-4标准的动画图形场景。

本发明的另一个目的旨在提供一个对代表图形场景的数据编码的技术，它能以低的通过量在一个网络上传输场景，并在终端中重建这些场景，而其中终端不是必需的主要硬件或软件装置。

本发明的另一个目的旨在提供这样一个技术，以使其对任何类型的场景和构成这个场景一部分的任何类型的元素都有效，而不需要对一些元素特别的(换句话说以一种未量化的方式)处理.

这些目的和后面将描述的其它目的，按照本发明通过使用一个图形场景的动画数据信号来实现，该图形场景被建造图象的装置所使用，该图象可以被显示在至少一个屏幕上，一个信号，其中所说的场景以一组动画对象的形式来描述，每个对象与定义所说对象的一个参数的至少一个特征字段有关，并包括至少一个量化对象，对于该对象，特征字段定义所说的动画对象的特征字段的量化规则，每个适用于至少两个不同的特征字段，因此具有一个数值的所说的动画对象的多数或全部特征字段可以被量化。

因此，有限数目的量化类型或规则可以被定义以覆盖所有可能的情况.

此外，已经提议作为一个对象或结点来传输量化参数.作为一个结点来传输这些参数的优点是从与在一个场景描述流中的传输结点有关的所有功能中得益：

-说明在场景中的一个结点，在预定义缺省值的情况下等效于说明它的所有字段；

-说明任何字段是重新定义一个值而不是这个字段的缺省值的一种方法；

-这个结点可以被标识，然后每当在场景中需要时，只要简单地通过指出它的标识符就可被重新使用。

这个类型的量化对象最好包括属于下述组的量化规则中的至少一个，该组包括：

-三维位置的量化规则；

-二维位置的量化规则；

-颜色的量化规则；

-纹理结构的量化规则；

-角度的量化规则；

-刻度变化的量化规则；

-动画密钥的量化规则；

-法线(normal)的量化规则。

为便利起见，每个所说的量化对象包括一个逻辑(Boolear)区域字段，表示为：

-对于第一个值，量化对象仅适用于下一个对象；