数据编解码方法、装置和设备制造方法及图纸

一种数据编解码方法，包括：编码端分析原始点云的树状结构中除了叶子节点之外的节点内点云的分布特征，利用节点内点云的分布特征确定节点的树结构标识中部分比特值，得到划分标识码。解码端根据树状结构中父节点的树结构标识和划分标识码确定父节点的子节点的树结构标识，根据码流包含的数据占有码和树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识重建原始点云。由于划分标识码包含的比特位的数量少于树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识包含的比特位之和的数量，从而，降低了码流中树结构标识所占用的比特位，提高了基于树结构对点云进行压缩的压缩率。于树结构对点云进行压缩的压缩率。于树结构对点云进行压缩的压缩率。

【技术实现步骤摘要】
数据编解码方法、装置和设备


[0001]本申请涉及数据处理领域，尤其涉及一种数据编解码方法、装置和设备。

技术介绍

[0002]点云(point cloud)是指用于表示物体的形状的点集合。点云中的点至少包含有三维坐标或颜色等信息。在虚拟现实/增强现实(virtual reality/augmented reality，VR/AR)领域，可以利用点云展现数字人和虚拟物体。又如，在自动驾驶领域，利用点云可以模拟参考物，以实现车辆的精准定位和导航。由于点云的数据量很大，为减少存储点云所占据的存储空间，对点云进行压缩后再存储。
[0003]通常，基于树结构(如：八叉树、四叉树、二叉树)对点云进行空间划分，对树化后的点云进行上下文预测，并依据上下文预测的结果对点云进行压缩。在点云压缩过程中，采用树结构标识指示划分点云所使用的树结构。由于树化点云过程中对每次划分所采用的树结构都需要树结构标识来指示，在码流中树结构标识所占用的比特位较多，降低了压缩率。因此，如何提高基于树结构对点云进行压缩的压缩率是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了数据编解码方法、装置和设备，由此来确保提高基于树结构对点云进行压缩的压缩率。
[0005]第一方面，提供了一种数据编码方法，该方法可以由计算设备执行，计算设备用于对点云进行几何压缩。该方法具体包括如下步骤：计算设备根据原始点云的分布特征将原始点云划分为树状结构，即树状结构包括了划分树状结构中除了叶子节点之外的所有节点内点云得到的树结构(如：八叉树、四叉树或二叉树)。由于树状结构中不同节点内点云的分布特征不同，划分树状结构中不同节点内点云所采用的树结构可以相同也可以不同，即树状结构包括了至少一种树结构。为了便于解码端重建树状结构，计算设备采用树结构标识指示划分节点内点云的划分方式，即划分节点内点云所采用的树结构。因此，计算设备根据树状结构中除了叶子节点之外的节点内点云的分布特征确定划分标识码，划分标识码包含树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中的比特值，划分标识码包含的比特位的数量少于所有第一类节点的树结构标识包含的比特位之和的数量，第一类节点为树状结构中除了叶子节点之外的节点。可理解地，树状结构中至少一个分支的划分标识码包含的比特位的数量少于该分支的树结构标识包含的比特位之和的数量，分支可以是指树状结构中从根节点到一个叶子节点的部分结构。进而，计算设备编码数据占有码和划分标识码得到码流，数据占有码用于指示原始点云在树状结构中的数据分布。
[0006]如此，编码端分析树状结构中除了叶子节点之外的节点内点云的分布特征，利用节点内点云的分布特征确定节点的树结构标识中部分比特值，利用不同节点的树结构标识中部分比特值表示不同节点内点云的不同分布特征，得到划分标识码。由于划分标识码包含的比特位的数量少于树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识包含的比特位
之和的数量，因此，划分标识码的数据量小于树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识的数据量，从而，降低了码流中树结构标识所占用的比特位，提高了基于树结构对点云进行压缩的压缩率。
[0007]其中，计算设备可以通过传感器获取点云。传感器包括激光雷达、毫米波雷达和声呐中至少一种。端侧设备可以是终端，如手机终端，平板电脑，笔记本电脑，虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、混合现实(Mixed Reality，MR)设备、扩展现实(Extended Reality，ER)设备、摄像头或车载终端等。
[0008]在一种可能的实现方式中，计算设备根据树状结构中除了叶子节点之外的节点的分布特征确定划分标识码，包括：计算设备根据树状结构中子节点内点云的分布特征和子节点所属的父节点内点云的分布特征，确定子节点的树结构标识中不可复用父节点的树结构标识的比特值。将树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识的比特值组合得到划分标识码。可理解的，划分标识码包含树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中不可复用的比特值，且不包含树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中可复用的比特值，子节点为树状结构中除了叶子节点之外的节点。
[0009]具体地，根据树状结构中子节点内点云的分布特征和子节点所属的父节点内点云的分布特征，确定子节点的树结构标识中不可复用父节点的树结构标识的比特值，包括：计算设备根据父节点内点云的分布特征，确定子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征；根据子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征确定划分子节点内点云所采用的树结构；根据子节点的树结构标识和父节点的树结构标识确定子节点的树结构标识中不可复用的比特值。
[0010]从而，编码端基于子节点内点云的分布特征和父节点内点云的分布特征，确定子节点内点云的分布特征中不可复用父节点内点云的分布特征，采用子节点的树结构标识中部分比特值表示子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征。由于码流包含了树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中不可复用的比特值，且不包含树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中可复用的比特值，因此，码流中划分标识码的数据量小于树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识的数据量，从而，降低了码流中树结构标识所占用的比特位，提高了基于树结构对点云进行压缩的压缩率，以及降低了传输码流所需要的带宽和提高了传输码流的速率。
[0011]可选地，根据子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征确定划分子节点内点云所采用的树结构，包括：计算设备根据子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征和分布规则确定划分子节点内点云所采用的树结构，分布规则用于指示子节点内点云在维度方向上分布在维度的半区域内。从而，计算设备根据预先设置的分布规则确定节点内点云的分布特征，进而确定划分子节点内点云所采用的树结构。
[0012]需要说明的是，树状结构中节点内点云的分布特征包含节点内点云在三维空间中x维分布特征、y维分布特征和z维分布特征，树结构标识包含了三个比特值，三个比特值分别指示了x维分布特征、y维分布特征和z维分布特征；子节点的树结构标识中不可复用父节点的树结构标识的比特值包含x维分布特征的比特值、y维分布特征的比特值和z维分布特征的比特值中至少一个。
[0013]在另一种可能的实现方式中，根据子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特
征确定划分子节点内点云所采用的树结构，包括：根据子节点内点云的分布特征中不可复用的一个维度分布特征确定采用二叉树或八叉树划分子节点内点云。
[0014]在另一种可能的实现方式中，根据子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征确定划分子节点内点云所采用的树结构，包括：根据子节点内点云的分布特征中不可复用的两个维度分布特征或不可复用的三个维度分布特征，确定采用二叉树、四叉树或八叉树划分子节点内点云。
[0015]第二方面，提供了一种数据解码方法，该方法由计算设备执行，计算设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据编码方法，其特征在于，所述方法由计算设备执行，所述方法包括：根据原始点云的分布特征将所述原始点云划分为树状结构；根据所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的分布特征确定划分标识码，所述划分标识码包含所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中的比特值，所述树结构标识用于指示划分所述节点内点云的划分方式，所述划分标识码包含的比特位的数量少于所有第一类节点的树结构标识包含的比特位之和的数量，所述第一类节点为所述树状结构中除了叶子节点之外的节点；编码数据占有码和所述划分标识码得到码流，所述数据占有码用于指示所述原始点云在所述树状结构中的数据分布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的分布特征确定划分标识码，包括：根据所述树状结构中子节点内点云的分布特征和所述子节点所属的父节点内点云的分布特征，确定所述子节点的树结构标识中不可复用所述父节点的树结构标识的比特值，得到所述划分标识码；所述划分标识码包含所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中不可复用的比特值，且不包含所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中可复用的比特值，所述子节点为所述树状结构中除了叶子节点之外的节点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述树状结构中子节点内点云的分布特征和所述子节点所属的父节点内点云的分布特征，确定所述子节点的树结构标识中不可复用所述父节点的树结构标识的比特值，包括：根据所述父节点内点云的分布特征，确定所述子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征；根据所述子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征确定划分所述子节点内点云所采用的树结构；根据所述子节点的树结构标识和所述父节点的树结构标识确定所述子节点的树结构标识中不可复用的比特值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征确定划分所述子节点内点云所采用的树结构，包括：根据所述子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征和分布规则确定划分所述子节点内点云所采用的树结构，所述分布规则用于指示所述子节点内点云在维度方向上分布在维度的半区域内。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述树状结构中节点内点云的分布特征包含所述节点内点云在三维空间中x维分布特征、y维分布特征和z维分布特征，所述树结构标识包含了三个比特值，所述三个比特值分别指示了x维分布特征、y维分布特征和z维分布特征；所述子节点的树结构标识中不可复用所述父节点的树结构标识的比特值包含x维分布特征的比特值、y维分布特征的比特值和z维分布特征的比特值中至少一个。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征确定划分所述子节点内点云所采用的树结构，包括：根据所述子节点内点云的分布特征中不可复用的一个维度分布特征确定采用二叉树或八叉树划分所述子节点内点云。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述子节点内点云的分布特征中不可复用的分布特征确定划分所述子节点内点云所采用的树结构，包括：根据所述子节点内点云的分布特征中不可复用的两个维度分布特征或不可复用的三个维度分布特征，确定采用二叉树、四叉树或八叉树划分所述子节点内点云。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据原始点云的分布特征将所述原始点云划分为树状结构之前，所述方法还包括：通过传感器采集所述原始点云，所述传感器包括激光雷达、毫米波雷达和声呐中至少一种。9.一种数据解码方法，其特征在于，所述方法由计算设备执行，所述方法包括：对编码端发送的码流进行解码得到数据占有码和划分标识码，所述数据占有码用于指示原始点云在树状结构中的数据分布，所述树状结构是所述编码端根据所述原始点云的分布特征采用树结构划分所述原始点云得到的，所述划分标识码包含所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中不可复用的比特值，且不包含所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识中可复用的比特值，所述树结构标识用于指示划分所述树状结构中节点内点云的划分方式；根据所述树状结构中父节点的树结构标识确定所述父节点的子节点的树结构标识；根据所述数据占有码和所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的树结构标识重建所述原始点云，得到重建后点云。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述树状结构中父节点的树结构标识确定所述父节点的子节点的树结构标识，包括：判断所述子节点的树结构标识是否可复用所述父节点的树结构标识；若所述子节点的树结构标识不可复用所述父节点的树结构标识，从所述划分标识码中确定所述子节点的树结构标识；若所述子节点的树结构标识可复用所述父节点的树结构标识中部分比特值，从所述划分标识码中确定所述子节点的树结构标识中不可复用的比特值，根据所述子节点的树结构标识中不可复用的比特值和所述父节点的树结构标识中可复用的比特值确定所述子节点的树结构标识。11.一种数据编码装置，其特征在于，包括：划分模块，用于根据原始点云的分布特征将所述原始点云划分为树状结构；编码模块，用于根据所述树状结构中除了叶子节点之外的节点的分布特征确...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏紫威，涂晨曦，蔡康颖，牛犇犇，何芸，曹潇然，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：