提供了用于呈现3D图像的编码器和解码器以及编码和解码的方法。通过分析3D图像的成分，以匹配3D图像中的图案的反射以及恢复用于3D图像的进一步呈现的成分来分解3D图像。编码器和解码器利用反射对称的原理有效地匹配图像中的对称点，使得可以用旋转和平移矩阵来描述对称点的特征，从而减少对3D图像中所有的点进行编码和解码的需求并提高计算效率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及三维(3D)模型，更具体地，涉及传送使用反射技术(reflective technique)构造旋转和平移矩阵以便呈现3D图像的3D程序中的3D模型。
技术介绍
如建筑设计、化工厂以及机械CAD设计等大型3D工程模型正越来越多地被利用在各种虚拟世界应用中，诸如《第二人生》和谷歌地球。在多数的工程模型中，存在大量小型到中型尺寸的连通成分，每个连通成分平均具有多达数百个多边形。另外，这些类型的模型具有多个诸如在图1中所示的会议那样在各个位置、缩放和方向上重复的几何特性。对这些模型典型地必须以3D的形式进行编码、压缩和解码以便创建关于它们想要表示的图像的准确且高效的呈现。这些图像的模型将创建高度互连且经常包含非常复杂的几何图案的图像的3D网格。如本文所用，术语3D模型是指模型本身以及它们想要表示的图像。因此，在本申请的任何部分，可互换地使用术语3D模型和3D图像。自20世纪90年代以来提出了很多高效地压缩3D网格的算法。参见例如《Technologies for3D Mesh Compression:A survey》(J.L.Peng、C.S.Kim 以及C.C.Jay Kuo，ELSEVIER Journal of Visual Communication and Image Representation，16(6)，688-733，2005年)。大多数已有的3D网格压缩算法(诸如Peng等人所示的)对于具有小三角形密集网格的平滑表面效果最好。然而，大型的3D模型(特别是那些在工程制图及设计中使用的模型)通常具有大量连通成分，带有少量大三角形并且经常带有任意的连通性。建筑和机械CAD模型典型地具有多个不平滑的表面，使Peng等人的方法不太适合于3D压缩及呈现。另外，大多数早期的3D网格压缩技术分开处理每个连通成分。实际上，可以通过去掉在关于重复的几何特征图案的表示中的冗余来极大地提高编码器性能。已提出了在大型的3D工程模型中自动发现这种重复的几何特性的方法。参见《Compression of Large3D Engineering Models using Automatic Discovery of Repeating Geometric Features》(D.Shikhare、S.Bhakar以及S.P.Mudur，6th International Fall Workshop on Vision,Modelling and Visuallization (MV2001)，2001年11月21日至23日，德国斯图加特)。然而，Shikhare等人未提供关于3D工程模型的完整压缩方案。例如，Shikhare等人未提供关于压缩必要的信息以从对应的几何图案恢复连通成分的解决方案。关于3D工程模型通常包含的大尺寸的连通成分的考虑将导致如下不可避免的结论：对于分解以及最终的呈现，这种类型的信息将消耗大量的存储以及大量的计算处理时间。另外，Shikhare等人仅教导了对成分方向进行归一化，因此不适于发现关于不同缩放的重复的特征。本专利技术的所有者共同拥有题目为《Efficient Compression Scheme for Large3D Engineering Models》(K.Cai、Q.Chen以及J.Teng)的PCT申请(WO2010149492)，该申请教导了一种用于包含多个小型到中型尺寸的连通成分并具有在不同的位置、缩放和方向上重复的几何特征的3D网格的压缩方法，通过引用将该申请的教导具体地并入本文。然而，本专利技术需要使用相当严格的匹配标准，具有较强的相关性要求，因此该解决方案忽略了许多具有相似的几何特征的成分。因此，已有技术忽略图案与作为图案的反射对称的成分之间的相关性。如本文所用，反射对称是指可以与图案的反射很好地相匹配的图案的成分。为了克服现存技术中的这些问题，将匹配标准扩展到反射对称将是有用的，由此可以高效地表示可以通过反射对称变换得到的成分。这在本领域中是迄今为止没有达成的。
技术实现思路
用根据本专利技术提供的方法以及装置解决在本领域中的这些及其他问题。本专利技术提供了编码器和解码器以及编码和解码的方法，其通过匹配在3D图像中的图案的反射以及恢复用于现3D图像的进一步的呈现的成分来分析3D图像的成分。附图说明图1是具有多个重复的特征的示例性的3D模型(“会议室”)；图2示出了将要在本专利技术的编码解码器中使用的优选的编码器；图3示出了在本专利技术的编码解码器中使用的优选的解码器；图4A及4B分别是根据本专利技术对3D图像进行编码和解码的优选的方法的流程图；图5A、5B及5C分别图示了图案、图案的旋转和图案的反射。具体实施方式在优选的实施例中，分别在图2及图3中示出实现本专利技术的编码器和解码器(“编码解码器”)。这些编码解码器实现了一种重复结构(旋转和反射)算法，该算法有效地表示包含使用简化的平移、三个欧拉角以及反射标志的反射的变换矩阵。这使得能够简化图案或者一系列的图案以便提供关于图像的有效的3D编码和解码，关于这一点将在下面更详细地说明。一般地，3D编码/解码需要处理带有旋转、反射、平移和缩放的量化的重复结构，将其记为“重复结构(旋转&反射&平移&缩放)”。以往，本领域通过应用不能处理反射特性的重复结构(旋转&平移&缩放)分析来处理3D编码/解码。本专利技术通过应用所关注的重复结构(旋转和反射)处理该问题，利用允许将编码/解码处理减少到重复结构(平移和旋转)分析的对称特性。正如将被本领域的技术人员理解的那样，本专利技术的编码解码器可以实现为硬件、软件或者固件或者这些形式的结合，以便为各种需要这种3D呈现的环境提供灵活性。专用集成电路(ASIC)、可编程阵列逻辑电路、离散半导体电路以及可编程的数字信号处理电路、计算机可读介质(其中包括暂时性的或者非暂时性的)均可被利用来实现本专利技术。这些全部都是本专利技术的可能实现的非限定性的示例，并且本领域的技术人员会理解的是，其他实施例可以是可行的。图2示出根据本专利技术的一个实施例的用于对3D网格模型进行编码的编码器。通过典型地提供对连通成分的识别的三角形横向框(triangle transversal block)100区分连通成分。归一化框101对每个连通成分进行归一化。在一个实施例中，归一化基于在共同拥有的欧洲专利申请E09305527(公布为EP2261859本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对3D图像进行解码的方法，包含以下步骤：对接收的包含图像的3D成分的比特流的成分进行解码以得到所述3D图像的图案集；将所述成分分解成图案的平移、旋转和反射信息；检查参数以确定所述图案是否可以被匹配到所述成分；以及使用所述成分和所述图案集通过所述图案的经解码的旋转矩阵重构所述图像。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对3D图像进行解码的方法，包含以下步骤：
对接收的包含图像的3D成分的比特流的成分进行解码以得到所述3D
图像的图案集；
将所述成分分解成图案的平移、旋转和反射信息；
检查参数以确定所述图案是否可以被匹配到所述成分；以及
使用所述成分和所述图案集通过所述图案的经解码的旋转矩阵重构所
述图像。
2.如权利要求1所述的方法，还包含当所述参数被设置成使得所述图案
不匹配所述成分时使用所述图案的反射来重构3D模型的步骤，其中，所述
分解步骤还包含在所述图像图案中产生多个反射点以描述所匹配的成分的
特征的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，还包含当所述图案匹配所述成分时，或者
当所述反射匹配所述成分时得到旋转矩阵的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述解码步骤包含对所述成分进行
熵解码的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，还包含增加用于进一步图案匹配的成分直
至所有的成分均被匹配为止的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述反射信息包含反射标志。
7.如权利要求6所述的方法，还包含检查所述反射标志以确定所述图案
是否匹配所述成分或者所述图案的反射是否匹配所述成分的步骤。
8.一种用于对3D图像进行解码的解码器，包含用于通过匹配在所述3D
图像中的图案的反射以及恢复用于所述3D图像的进一步呈现的成分来分析
所述3D图像的成分的电路。
9.如权利要求8所述的解码器，其中，所述电路还包含用于将所匹配的
分成分解成平移、变换、缩放以及反射成分的电路系统。
10.如权利要求9所述的解码器，其中，电路还包含用于确定所述图案
是否匹配所述成分，或者所述图案的反射是否匹配所述成分的电路系统。
11.如权利要求10所述的解码器，其中，所述分解电路系统还包含用于
分解旋转矩阵以得...
【专利技术属性】
技术研发人员：江文斐，蔡康颖，罗涛，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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