[发明专利]基于拟合平面几何误差最小的点云空间可伸缩编码几何重构方法

说明书

本发明涉及一种基于拟合平面几何误差最小的点云空间可伸缩编码几何重构方法，属于视频编解码技术领域。通过每个结点与周围26邻居结点构成的局部空间，利用邻居结点信息拟合当前结点的局部平面，再根据点到点几何误差测度原理，构造几何误差函数，求解几何误差最小值时对应的坐标值作为重构后的几何坐标。解决了空间可伸缩后几何重构过程中的几何误差较大的问题。

技术领域

本发明涉及视频编解码技术领域，尤其涉及一种基于拟合平面几何误差最小的点云空间可伸缩编码几何重构方法。

背景技术

在点云G-PCC编码器框架中，将输入点云进行slice划分后，对slice进行独立编码。在slice中，点云的几何信息和点云中的点所对应的属性信息是分开进行编码的。G-PCC编码器首先对几何信息进行编码。编码器对几何信息进行坐标转换，使点云全都包含在一个bounding box(包围盒)中；然后再进行量化，这一步量化主要起到缩放的作用，由于量化取整，使得一部分点的几何信息相同，根据参数来决定是否移除重复点，将不去除重复点称为几何无损压缩，去除重复点称为几何有损压缩，并量化和移除重复点这一过程又被称为体素化过程。接下来，对bounding box进行基于octree(八叉树)的划分。几何无损压缩和几何有损压缩过程在八叉树划分完成时均存在几何重建过程。

在点云G-PCC解码器框架中，点云的几何比特流信息和点云中的点所对应的属性比特流是分开进行解码的。G-PCC解码器首先对几何比特流进行解码。解码器对几何比特流进行算术解码，解码出点云的bounding box(包围盒)和基于octree(八叉树)的占位比特(1为非空，0为空)；根据编码时八叉树划分层级深度的不同，几何信息的解码又分为基于八叉树和trisoup(triangle soup，三角面片集)的两种框架。

spatial scalability(空间可伸缩)是G-PCC的重要功能，通过解码部分点云比特流信息生成点云缩略图，目前仅作用在基于八叉树几何信息解码框架中。skip Layer(跳过层)为解码端少解码的八叉树层级。如图1所示，八叉树几何编码到了第K层，不进行spatialscalability过程解码时，K层完全解码；进行spatial scalability过程时部分解码，解码到M层结束(M＝K–skip Layer)。

其功能是通过参数scalable_lifting_enabled_flag控制的。scalable_lifting_enabled_flag＝0时，不进行spatial scalability功能；scalable_lifting_enabled_flag＝1时，进行spatial scalability功能。

在基于八叉树的几何信息解码框架中，根据bounding box计算出当前点云在空间中的最大立方盒，再根据占位比特对非空的子立方体继续进行八等分，通常划分得到的叶子结点为1×1×1的单位立方体时停止划分，但是如果解码过程进行Spatial scalability(空间可伸缩)时，则是划分到指定的skip Layer，生成2^skipLayer×2^skipLayer×2^skipLayer的立方体。之后，通过立方体生成几何坐标，对叶子结点为1×1×1的单位立方体，几何坐标为该立方体左前下角的坐标，对叶子结点为2^skipLayer×2^skipLayer×2^skipLayer的单位立方体，几何坐标根据skip Layer的不同，采用不同的重构策略。

目前标准中可伸缩编码几何重构方法是由LG Electronics Inc的Hyejung Hur,Sejin Oh于2020年1月在提案m52315中提出的，被MPEG G-PCC标准(即MPEG-I(ISO/IEC23090)Part 9)接收。该技术方案就是根据skip Layer的层级不同采用不同的重构策略。

解码端的具体实施描述如下：