[发明专利]一种基于层次划分的点云属性压缩方法

摘要

本发明公布了一种基于层次划分的点云属性压缩方法，针对点云属性信息，提出一种新的基于层次划分的编码方案，按照点云空间位置和颜色分布，将一帧点云自适应地划分成“条带‑宏块‑块”的层次结构，各条带之间独立编码，提高编码效率，增强系统的容错性，改善点云属性的压缩性能。本发明通过综合利用点云的空间位置和颜色信息，自适应地将一帧点云划分成“条带‑宏块‑块”的层次结构，尽可能地令颜色相近、空间位置相关的点聚集在一个条带、宏块或编码块内，便于充分利用相邻点之间属性信息的冗余，改善点云属性压缩的性能；同时，各条带之间独立编码，支持随机访问，提高编码效率，并防止编码错误的累积和扩散，增强系统的容错性。

主权项

1.一种基于层次划分的点云属性压缩方法，针对点云属性信息，按照点云空间位置和颜色分布，将一帧点云自适应地划分成“条带‑宏块‑块”的层次结构，各条带之间独立编码，包括如下步骤：1)点云的输入：读入待处理的点云几何信息和属性信息，以备后续处理；2)点云KD树的划分：根据几何信息对点云进行KD树划分，每次选择点云位置坐标中分布方差最大的坐标轴作为划分轴，选取坐标大小是中位值的点作为划分点，迭代划分直至达到设定的KD树深度，KD树划分后得到点个数几乎相等的编码块单元；3)点云属性信息的连贯性分析：在经过KD树划分后得到编码块，根据属性信息，计算每个块内颜色值的方差判断该块是否为平坦块，再通过计算平坦块占所有块数的比例，分析点云属性信息的连贯性，判断是否进行条带划分；4)点云的条带划分：如果在步骤3)中判断点云属性信息连续性较差，则进行多个条带划分，反之一帧点云为一个条带，根据不同的应用场景和性能需求设置相应的划分条件，将一帧点云划分为多个独立编码的条带；5)点云的宏块、编码块的划分：根据几何信息对各个条带进行KD树划分，每次选择点云位置坐标中分布方差最大的坐标轴作为划分轴，选取坐标大小是中位值的点作为划分点，迭代划分直至达到设定的KD树深度；KD树划分的最后一层所得到的块即为点云的编码块，按照广度遍历的顺序对编码块进行编号，该编号将作为编码块后期处理的顺序；KD树划分的根节点上一层所得到的块为点云的宏块，一个宏块是两个编码块的父节点；6)帧内预测、变换、量化和熵编码：按照编码顺序处理所有编码块，对预测后的残差进行变换、均匀量化和熵编码，得到点云属性压缩的最终码流。