[发明专利]用于对表示3D对象的点云的颜色进行编码/解码的方法及装置

说明书

本原理涉及一种用于对表示3D对象的点云(IPC)的颜色进行编码的方法及设备。该方法的特征在于该方法包括：‑获得(210)对所述点云(IPC)的几何形状进行近似的点的集合(SP)；‑对颜色信息数据进行编码(220)，该颜色信息数据指示所述点的集合中的至少一个点的颜色被编码在比特流中，并且所述点的集合中的其他点的颜色未被编码在比特流中。本原理还涉及一种用于对点云的颜色进行解码的方法及设备。

技术领域

本原理大体上涉及对表示3D对象的点云的颜色进行编码和解码。具体地但非排他性地，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有关。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以便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，而不是作为对现有技术的承认。

点云是通常旨在表示3D对象的外部表面以及更复杂的几何形状(如头发、毛发)的点的集合，这些更复杂的几何形状可能无法通过其他数据格式(如网格)有效地表示。点云中的每个点往往通过3D空间位置(3D空间中的X、Y和Z坐标)来定义，并且也可能由其他相关属性来定义，诸如例如在RGB或YUV颜色空间中表示的颜色、透明度、反射比、两分量法向矢量等。

有色点云可以是6分量点(X，Y，Z，R，G，B)或等效地(X，Y，Z，Y，U，V)的集合，其中(X，Y，Z)定义点在3D空间中的空间位置，而(R，G，B)或(Y，U，V)定义该点的颜色。

在下文中，术语“点云”指代包括有色点云的任何点云。

有色点云可以是静态的或者动态的，取决于云是否相对于时间而演变。应当注意的是，在动态点云的情况下，点的数量并非恒定的，而相反一般会随时间而演变。因此，动态点云是点的集合的时间顺序列表。

实际上，有色点云可以用于各种目的，诸如文化遗产/建筑物，其中以3D形式对如雕像或建筑物的对象进行扫描，以便在不传送或访问其的情况下共享对象的空间配置。而且，它是一种用以确保在对象可能被摧毁的情况下保存对象的知识的方法；例如地震中的庙宇。这种有色点云通常是静态且巨大的。

另一个用例是在地形与制图中，其中通过使用3D表示，地图不仅限于平面，还可以包括地势。

汽车工业和自动驾驶汽车也是可以在其中使用点云的领域。自动驾驶汽车应当能够“探测”其周围环境，从而基于其近邻的实际情况做出安全的驾驶决策。典型的传感器产生由决策引擎使用的动态点云。这些点云并不意图供人观看。它们通常很小、未必有颜色、并且是动态的且具有很高的捕获频率。它们可能具有其他属性，如反射比，它是与感测对象的物理表面的材料相关联的有价值的信息并且可以帮助做出决策。

虚拟现实(VR)和沉浸式世界近来已成为热门话题，并被许多人预见为2D平面视频的未来。基本思想是让观看者沉浸在遍绕其周围的环境中，这与标准TV相反，在标准TV中，他只能看到面前的虚拟世界。取决于观看者在环境中的自由度，沉浸性有若干等级。有色点云是分发VR世界的很好的格式候选。它们可以是静态的或动态的，并且通常具有平均大小，例如一次不超过几百万个点。

只有当比特流的大小足够小到允许向终端用户进行实际存储/发送时，点云压缩才能成功存储/发送用于沉浸式世界的3D对象。

同样重要的是，能够以合理的带宽消耗向终端用户分发动态点云，同时保持可接受的(或优选地，非常好的)体验质量。与视频压缩类似，良好地使用时间相关性被认为是会导致动态点云的有效压缩的重要元素。