[发明专利]一种基于傅里叶图变换的点云帧内编码方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于傅里叶图变换的点云帧内编码方法及装置，属于点云数字信号处理领域。所述方法包括：对原始三维点云进行体元化，得到多个点云体元；对得到的多个点云体元进行聚类得到多个点云体元集合；分别对多个点云体元集合进行基于主方向权重的傅里叶图变换；对变换后的各点云体元集合进行均匀量化及算术编码，生成对应的码流。本发明中的方法，对聚类得到的每个点云体元集合独立构图，减低了构图的复杂度；对每一个点云体元集合独立编码，使每一类中的点云分布更加均匀，紧凑；并充分利用了局部相似性特征，更加充分的表达出点与点之间的相关性，同时降低了噪声等无关因素的影响。

技术领域

本发明涉及点云数字信号处理领域，尤其涉及一种基于傅里叶图变换的点云帧内编码方法及装置。

背景技术

对比多路纹理加深度的数据格式，三维点云是一种更加高效的数据表示形式，其由大量的三维无序点组成，每一个点包括位置信息(X，Y，Z)以及若干属性信息(颜色，法向量等)。随着计算机硬件及算法的发展，三维点云数据的获取越来越方便，点云的数据量也越来越大。为了方便点云数据的存储与传输，点云压缩技术逐渐成为人们关注的焦点。

现有的点云压缩技术的相关研究，包括：以下文献1中MPEG(Moving PicturesExperts Group/Motion Pictures Experts Group，动态图像专家组)成立工作组3DG，对于点云压缩做出了标准化准备，并推出了MP3DG-PCC点云编码软件；以下文献2中，提出的一种区域自适应的层次变换方法(RAHT)，其基于小波的思想，对于点云颜色属性进行多层分解编码；以下文献3中，提出的一种基于傅里叶图变换的点云编码方法，对于三维点云进行图模型构建，将每一个三维点看作是图中的节点，而颜色信息则抽象为节点上面的信号，并利用点与点之间的距离，即欧式距离作为特征，对于边进行权重赋值，由此得到傅里叶图变换系数，进而对于颜色信息进行编码。然而，现有的研究中，通常是基于点云数据间的相关性，进行空间均匀划分，使得划分后每一类中的点云分布不均匀、不紧凑；并且在构图时，矩阵维度过大，会带来巨大的计算量，提升了复杂度。

文献1：“Draft call for proposals for point cloud compression,”in ISO/IECJTC1/SC29/WG11(MPEG)output document N16538,Oct.2016.

文献2：:Ricardo L de Queiroz and Philip A Chou,“Compressionof 3d pointclouds using a region-adaptive hierarchicaltransform,”IEEE Transactions onImage Processing,vol.25,no.8,pp.3947–3956,2016.

文献3：Cha Zhang,Dinei Florencio,and Charles Loop,“Pointcloudattribute compression with graph transform,”inIEEE International Conferenceon Image Processing(ICIP),2014,pp.2066–2070.

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种基于傅里叶图变换的点云帧内编码方法及装置。

一方面，本发明提供一种基于傅里叶图变换的点云帧内编码方法，包括：

步骤S1：对原始三维点云进行体元化，得到多个点云体元；

步骤S2：对所述多个点云体元进行聚类得到多个点云体元集合；

步骤S3：分别对所述多个点云体元集合进行基于主方向权重的傅里叶图变换；

步骤S4：对变换后的各点云体元集合进行均匀量化及算术编码，生成对应的码流。