用于对定向内插器进行编码和译码的方法和装置制造方法及图纸

一种用于编码定向内插器的装置，所述定向内插器包括表示在时间轴上关键帧的位置的关键字数据和表示对象的旋转的关键字值数据，该装置包括： 断点抽取器，从由输入到其中的定向内插器组成的第一动画路径抽取最小数量的断点，能产生不大于所述第一动画路径和由抽取的断点生成的第二动画间的预定误差极限的误差； 关键字数据编码器，编码从所述断点抽取器输入的关键字数据； 关键字值数据编码器，通过生成旋转差分数据来编码从所述断点抽取器输入的关键字值数据，通过关键字值数据编码器，所述对象按几乎等于当前关键帧的旋转变换值和前关键帧的旋转变换值间的差值被旋转变换。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于编码和译码三维动画数据的方法和装置，更准确地说，涉及一种用于对定向内插器进行编码和译码的方法和装置，该定向内插器表示有关动画中的对象的旋转的信息。
技术介绍
MPEG-4BIFS，是国际多媒体标准之一，利用具有动画地关键字和关键字值的内插器节点支持一种基于关键帧的动画。为尽可能自然和平滑地使用这样一种基于关键帧动画技术来表示动画，要求相当多的关键字和相当多的关键字值数据，并且关键帧间的现场数据是由内插器填充的。在虚拟现实造型语言(VRML)中的内插器包含线性或球性内插。在时间轴上关键字和关键字值近似原始的动画曲线。图1是根据在三维球性的表面上的时间推移由定向内插器节点所表示的动画数据的二维轨迹的图。如图1所示，常规的MPEG-4BIFS支持关键帧间的球性线性内插器，并且动画路径看起来与表示该动画数据的变化的一组片段类似。在由BIFS提供的定向内插器节点中，关键字数据使用-8和8间的间断数字表示在动画所处的时间轴上的预定时间瞬间。关键字值数据表示在由关键字数据所表示的预定的时间瞬间在合成图像中有关该对象的旋转的信息。在不是由关键字数据所表示的在另一预定时间瞬间上的对象的旋转信息是通过球性线形内插来利用与两个时间瞬间相对应的、与预定时间瞬间最邻近的关键字数据而获得的。在球性线性内插器中，由旋转轴和旋转角来表示旋转信息。象虚拟现实造型语言(VRML)一样，MPEG4-BIFS利用定向内插器节点来支持由旋转轴和旋转角所表示的旋转信息。当利用在球性线性内插器中的关键字值数据来生成平滑动画时，关键帧间的关键字值数据的微分值彼此非常相关，这导致了数据间的冗余。因此，使用数据的微分值来编码关键字值数据的一种方法是很有效的。MPEG-4 BIFS提供用于编码由定向内插器节点的关键字和关键字值数据所表示的现场数据的两种不同的方法。一种是利用脉码调制(PCM)来编码现场数据的方法，另一种是利用差分脉码调制(DPCM)和熵编码来编码现场数据的方法。在利用PCM来编码现场数据的方法中，仅在将被编码的关键字数据和关键字值数据上执行量化处理。由于将被编码的数据的特征在本方法中不被考虑，该方法被认为无效。在利用PCM来编码现场数据的方法中，输入定向内插器节点的现场数据，并且现场数据的关键字值数据被变换成在四元数空间中的值。接着，量化关键字和关键字值数据。量化的现场数据以二进制数据的形式被输出。为测量与原始现场数据相比四元数变换的结果可视失真的程度，二进制数据被复原成由旋转轴和旋转角组成的关键字值数据。存储并在屏幕上输出定向内插器节点的复原后的现场数据。利用复原后的数据测量由四元数误差所引起的图像的可视失真的程度是可能的。图像的失真可用以下等式(1)来计算。在等式(1)中，N表示现场数据的数量，以及εi表示在一四元数时间中复原编码关键字值数据Qi以及关键字值数据 间的一差分值。另一方面，在用于使用DPCM和熵编码来编码现场数据的方法中，连续数据间的一关联被考虑，因此在编码效率方面，这种方法被认为比利用PCM来编码现场数据的方法更有效。在这种方法中，在将被编码的先前复原关键字值和关键字值数据间的一差分值在一量化处理前被计算，然后量化该差分值，从而通过利用在该差分值中所示的数据的特性提高编码效率。图2A和2B分别是利用线性DPCM和熵编码的一MPEG-4PMFC以及利用线性衰减DPCM和熵编码的一MPEG-4PMFC译码器的框图。在图2A中所示的一线性DPCM运算符用以下等式(2)来计算当前关键字值数据和先前复原关键字值数据间的差分数据 在等式(2)中，Qi表示在一预定时间瞬间(t)的原始关键字值数据，其是由一四元数来表示，以及 表示在一预定时间瞬间(t-1)的关键字值数据，其是从一误差补偿电路复原。然而，在图2A中所示的在用于编码关键字值数据的装置中执行的编码方法没有一高的编码效率。通过分析关键字值数据很容易指出该编码方法的缺点是什幺是可能的，其确定在一四元数时间中一对象的旋转。关键字值数据由以下等式中的一四元数来表示。例如，当一个四元数的分量具有相同的绝对值以作为在一四元数时间中不同标记的另一四元数的它们的相应的分量，如等式(3)中所示时，两个四元数被认为是相同的。换句话说，这两个四元数在一3D时间的一对象的旋转变换方面提供相同的效果，这表示影响一对象的旋转变换的因素是一旋转轴的一方向以及一旋转角，而不是该旋转轴的矢量。然而，象在MPEG4BIFS中，如果关键字值数据由使用等式(3)的一四元数表示以及一差分值通过计算连续关键字值数据间的矢量中的差值被线性计算，该差分值不为0，这表示线性差分值没有很好地反映在旋转变换中的冗余。因此，使用如等式(1)中所示用于测量图像的失真程度的方法精确地测量图像质量是不可能的。
技术实现思路
为解决上述和其它问题，本专利技术的一个方面是提供一种用于编码和译码一定向内插器的方法和装置，编码和译码由从一原始定向内插器抽取的断点组成的一抽取定向内插器以便防止抽取定向内插器与原始定向内插器间的一误差大于一允许误差极限，从而提供具有一高压缩比的高质量动画。本专利技术的另一方面是提供一种用于编码和译码一定向内插器的方法和装置，通过计算一旋转差分比，能提供具有一高压缩比的高质量动画，能充分地反映在旋转变换中的冗余，并能使用该旋转差分值来编码一定向内插器的关键字值数据。本专利技术的另一方面提出了一种由根据本专利技术的对一定向内插器进行编码和译码的方法和装置来编码和译码的一位流，这能提供具有一高压缩比的高质量的动画。因此，为实现本专利技术的上述和其它目的，提供一种对一定向内插器进行编码的装置，该定向内插器包括用于表示在一时间轴上关键帧位置的关键字值以及用于表示一对象的旋转的关键字值数据。该装置包括一断点抽取器、一关键字数据编码器、一关键字值数据编码器。该断点抽取器从由输入到其中的一定向内插器所组成的第一动画路径中抽取一最少数的断点，这能产生不大于所述第一动画路径和由抽取断点所生成的一第二动画路径间的一预定误差极限的一误差。一关键字数据编码器，编码从断点抽取器输入的关键字数据。一关键字值数据编码器，编码从所述断点抽取器输入的关键字值数据。最好，本专利技术进一步包括一重新采样器以及一选择器。该重新采样器将第一动画路径采样到具有一预定时间量间隔的多个预定部分中，并输出包括重新采样关键字数据以及重新采样关键字值数据的一定向内插器。该选择器响应一外部输入信号，将输入到其中的一定向内插器输出到该重新采样器以及该断点抽取器中。为实现本专利技术的上述和其它目的，提供一种对一定向内插器进行编码的装置，该定向内插器包括用于表示在一时间轴上关键帧位置的关键字值以及用于表示一对象的旋转的关键字值数据。该装置包括一重新采样器、一关键字数据编码器、一关键字值数据编码器。该重新采样器将由一输入定向内插器组成的一动画路径采样到具有一预定时间量间隔的多个预定部分中并输出包括采样关键字数据和采样关键字值数据。该关键字数据编码器，编码从该重新采样器输入的关键字数据。该关键字值数据编码器，生成一旋转差分值，该差分值用来按几乎等于通过一当前关键帧的关键字值数据应用到该对象的旋转变换以及通过一前关键帧的关键字值数据应用到该对象的旋转变换间的一差值来旋转该对象，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金道均，郑锡润，张义善，禹相玉，李信俊，韩万镇，张敬子，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：