[发明专利]用于对连接分量的取向向量进行编码的方法和设备、相应的解码方法和设备、以及携带这种已编码数据的存储介质

说明书

技术领域

本发明是在对向量分量进行编码的领域中做出的。具体而言，本发明涉及对连接分量的取向向量进行编码，所述向量具有预定义长度并且包括三个分量。

背景技术

连接分量的取向向量用作将分量的模板旋转变换为分量的实例，并以很多不同方式用在视听内容的处理中。例如，当对听觉对象进行模型化时，该对象可以代表声源。当对视觉对象进行模型化时，该对象可以代表刚性的身体。

当对视觉对像进行模型化时，特别是在用于例如CAD系统、3G游戏、3D电视或3D电影等的三维(3D)中，常遇到重复结构。可以通过对这样的重复结构(例如，发生若干次的对象或对象部分)的模板进行一次编码，并针对该结构的每个实例，对允许将模板变换为实例的数据进行编码来对重复结构进行压缩编码。模板还被称为模式，并可以由聚类(clustering)产生。

最一般而言，这种变换是仿射变换，仿射变换可以被分解为旋转、缩放、修剪和／或移位(displacement)。旋转、缩放、修剪是可交换的线性变换，即他们应用的顺序不影响整体变换结果，并且可以对允许每个线性变换的数据独立地进行编码。

在线性变换中，在普通三维空间中的旋转可以进一步分解为绕三个不同轴的旋转，即，3D中旋转的旋转数据一般具有三个自由度。

即，仿射变换的旋转变换部分可以由指定相互正交的一对归一化取向向量的参数来表示。由于垂直性约束和归一化约束，这对取向向量具有三个自由度，即，必须确定三个参数以允许两个向量的明确确定，这是因为可以使用所编码的参数和约束计算其他参数。

在一个特定旋转是零或∏(还被记为Pi，对应于180度)的所谓万向节死锁的情况下，进动(precession)旋转和固有旋转绕相同轴(即在相同面内)发生。进动旋转和固有旋转是可交换的，并可以由累积旋转表示。因此，在这种情况下，自由度损失，并且旋转由两个参数唯一地指定。

M.Deering：″Geometry Compression，Proceedings of ACM SIGGRAPH，1995，pp.13-20针对取向向量的编码，提出了法线球体，单位法线的端点位于所述法线球体上，并且所述法线球体被分割为八个八分圆(每个八分圆被进一步分割为六个六分圆)。

针对连接分量的取向轴具有一些占优势的取向的情况，Deok-Soo Kim，Youngsong Cho和Hyun Kim：″Normal Compression Based on Clustering and Relative Indexing，Pacific Conference on Computer Graphics and Applications IEEE，2002提出了基于具有固定数量的蔟的k均值聚类的方案。

Kan gying Cai，Wencheng Wan g，Zhibo Chen，Quqing Chen，Jun Teng：″Exploiting repeated patterns for efficient compression of massive models，Proceedings of the8th International Conference on Virtual Reality Continuum and its Applications in Industry(VRCAI 2009)，145-150，2009中描述了利用重复模式进行压缩的另一方案。

发明内容

当对向量分量量化以进行编码时，发明人发现所编码的分量的量化所引入的可接受偏差有时导致所计算的分量的不可接受的偏差。发明人认识到这是由于计算中所包括的划分步骤，在除数接近零的情况下，划分导致除数中出现的误差的不可接受的传播。

因此，提出了根据权利要求1所述的方法，用于对连接分量的取向向量进行编码，所述向量具有预定长度并包括三个分量。

根据本发明的方法有益地用在连接分量的编码／解码中，所述连接分量对应于在3D模型中发生的重复模式的实例。

所述方法包括对所述向量的第一分量和所述向量的第二分量进行量化和解量化，并对量化后的第一分量和量化后的第二分量以及以信号通知所述向量的第三分量的符号的比特进行编码；使用所述预定长度以及解量化后的第一分量和解量化后的第二分量，来确定所述向量的第三分量的近似的所计算的绝对值是否小于第一阈值；并且如果所计算的绝对值小于所述第一阈值，则对所述第三分量的所计算的绝对值和所述第三分量的绝对值之间的残差进行确定、量化和编码。