一种三维对象的动态点云压缩及解压缩系统技术方案

一种三维对象的动态点云压缩及解压缩系统，包括：压缩端，基于多层投影法计算三维对象的点云帧序列中相邻点云帧的最大变化坐标系和最大变化方向；基于相邻点云帧的最大变化方向对点云帧序列分段；根据相邻点云帧的最大变化坐标系计算每段点云帧中每个点云帧的融合投影坐标系；将每段点云帧的每个点云帧投影在对应的融合投影坐标系的投影方向上得到每个点云帧在每个投影方向上的完整投影图像，根据相邻点云帧在每个投影方向上的完整投影图像的相似度得到每段点云帧的关键帧图像；将各段点云帧的关键帧图像及对应的段序号、点云帧序号、融合投影坐标系和投影方向作为点云序列的压缩数据；解压缩端，对压缩数据进行解压缩，得到三维点云帧序列。到三维点云帧序列。到三维点云帧序列。

【技术实现步骤摘要】
一种三维对象的动态点云压缩及解压缩系统


[0001]本专利技术涉及点云压缩解压缩
，尤其涉及一种三维对象的动态点云压缩及解压缩系统。

技术介绍

[0002]点云可以分为静态点云和动态点云两种类型。静态点云由一组具有三维位置信息的点组成，每一个点都具有一个或多个属性用于储存额外信息；动态点云由多个连续的静态点云组成，其中每一个静态点云称为动态点云的帧。点云中的点的位置信息一般是笛卡尔坐标系中(x,y,z)三坐标，用于表征空间拓扑结构，重建三维物体的形状。点云常见的属性是颜色信息，通常使用RGB值存储红、绿、蓝三通道，或使用强度值记录脉冲返回幅度来占据颜色字段。
[0003]点云在未来的实时全息场景，例如人机交互场景中占据很重要的位置，基于激光雷达、摄影测量原理的设备可以快速获取大尺度高频变化的实时人机交互点云信息，又由于计算、存储资源的网络不均匀，传输到用户端进行显示、传输到计算中心进行处理、传输到存储中心进行存储将成为主要需求。但是点云数据量大，无结构、无元数据，如果直接传输将占据巨量的带宽，这成为制约点云传输的主要问题。需要对点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维对象的动态点云压缩及解压缩系统，其特征在于，包括：压缩端，基于多层投影法计算三维对象的点云帧序列中相邻点云帧的最大变化坐标系和最大变化方向；基于相邻点云帧的最大变化方向对点云帧序列分段；对于每段点云帧，根据相邻点云帧的最大变化坐标系计算每个点云帧的融合投影坐标系；将该段点云帧的每个点云帧投影在对应的融合投影坐标系的投影方向上得到每个点云帧在每个投影方向上的完整投影图像，根据相邻两个点云帧在每个投影方向上的完整投影图像的相似度得到每段点云帧的关键帧图像；将各段点云帧的关键帧图像以及每个关键帧图像对应的段序号、点云帧序号、融合投影坐标系和投影方向作为三维对象的点云序列的压缩数据；解压缩端，对所述压缩数据进行解压缩，得到三维点云帧序列。2.根据权利要求1所述的三维对象的动态点云压缩及解压缩系统，其特征在于，所述解压缩端对所述压缩数据进行解压缩，得到三维点云帧序列，包括：采用线性差值法计算相同段序号、相同投影方向的关键帧图像间的非关键帧图像和对应的点云帧序号；对每个点云帧序号，根据对应的融合投影坐标系将对应的关键帧图像和/或非关键帧图像进行三维点还原得到该点云帧序号对应的点云；所有点云帧序号对应的点云构成三维点云帧序列。3.根据权利要求2所述的三维对象的动态点云压缩及解压缩系统，其特征在于，采用线性差值法计算相同段序号、相同投影方向的关键帧图像间的非关键帧图像和对应的点云帧序号，包括：对相同段序号、相同投影方向的关键帧图像按照点云帧序号从小到大顺序进行排序作为一组关键帧图像；对于每一组关键帧图像中相邻的两个关键帧图像，若对应的点云帧序号不连续，则根据以下公式计算相邻的两个关键帧图像之间的非关键帧图像：其中，si表示相邻的两个关键帧图像中的第一个关键帧图像对应的点云帧序号，sj表示相邻的两个关键帧图像中的第二个关键帧图像对应的点云帧序号，I
si
表示第一个关键帧图像的图像数据，I
sj
表示第二个关键帧图像的图像数据，|I
sj
‑
I
si
|表示计算图像I
si
和|I
sj
的对应元素的差值，sk表示si和sj间的点云帧序号，si＜sk＜sj，P
sk
表示点云帧序号sk对应的非关键帧图像的图像数据。4.根据权利要求2所述的三维对象的动态点云压缩及解压缩系统，其特征在于，对每个点云帧序号，根据对应的融合投影坐标系将对应的关键帧图像和/或非关键帧图像进行三维点还原得到该点云帧序号对应的点云，包括：根据融合投影坐标系和基准坐标系的关系将当前点云帧序号对应的每个关键帧图像和/或非关键帧图像中每个像素对应的点转换至基准坐标系中得到当前点云帧序号对应点云。5.根据权利要求1所述的三维对象的动态点云压缩及解压缩系统，其特征在于，对于每
段点云帧，根据相邻点云帧的最大变化坐标系计算每个点云帧的融合投影坐标系，包括：对于当前段点云帧，将当前段点云帧对应的所有最大变化坐标系平移值至原点与基准坐标系的原点重合；对于每个最大变化坐标系的每个坐标轴，将其归于与其夹角最小的基准坐标的坐标轴所对应的类型中；将每个类型对应的坐标轴的单位矢量加和得到该类型对应的融合坐标系的坐标轴；得到当前段点云帧对应的融合坐标系；将当前段点云帧对应的融合坐标系的原点平移到当前段点云帧中每个点云帧的质心得到每个点云帧对应的融合投影坐标系。6.根据权利要求1所述的三维对象的动态点云压缩及解压缩系统，其特征在于，所述压缩端基于多层投影算法计算点云帧序列中相邻点云帧的最大变化坐标系和最大变化方向，包括：S11、对于点云帧序列中的第一个点云帧，以其质心为坐标原点建立与基准坐标系的坐标轴平行且方向一致的坐标系作为第一个点云帧的最终投影坐标系；以第二个点云帧为当前点云帧；S12、以当前点云帧的质心为坐标原点建立与当前点云帧的前一帧的最终投影坐标系的坐标轴平行且方向一致的坐标系为当前点云帧的当前投影坐标系；S13、基于分层投影法将当前点云帧投影在当前投影坐标系的投影方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴振达，王东豪，高晓琼，闫贯博，刘义，
申请(专利权)人：北京京航计算通讯研究所，
类型：发明
国别省市：