Brevet FR2782862A1 — publié le 20000303

La présente invention se rapporte au codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel, et plus particulièrement à un procédé de codage/décodage progressif concernant les informations de maillage tridimensionnel qui est utilisé dans un domaine SNHC (codage hybride synthétique et naturel) MPEG (groupe expert d'image mobile)-4 et à un langage de modélisation de réalité virtuelle (VRML), ainsi qu'au dispositif de celui-ci. Le codage efficace de données de maillage ainsi que la reconstitution progressive de données de maillage transmises sont reconnus comme étant des exigences importantes pour la transmission d'un objet en trois dimensions constitué d'un maillage tridimensionnel. Lorsque des données de maillage sont dégradées par une erreur en ligne durant la transmission, une partie des données de maillage dégradées peut être reconstituée grâce à des données de maillage déjà transmises à l'aide d'une technique de reconstitution progressive. Ainsi, la quantité de données de maillage devant être retransmise est minimisée. On s'attend à ce que cette technique de reconstitution soit utilisée de façon efficace dans des communications futures sans fil ou des communications à faible vitesse de transmission, étant donné que cette technique présente de très bonnes caractéristiques en ce qui concerne les erreurs en ligne. La figure 1 est un schéma synoptique simplifié d'un dispositif de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel classique. En se référant à la figure 1, une unité de codage 101 comprend un codeur d'informations de connectivité 102, un codeur de géométrie 103, et un codeur à entropie 104, et une unité de décodage 112 comprend un décodeur à entropie 106, un décodeur d'informations de connectivité 107, et un décodeur de géométrie 108. Un procédé classique de compression de données de maillage tridimensionnel, qui est utilisé dans le standard MPEG, sera maintenant décrit en se référant à la figure 1. Des données de maillage tridimensionnel 100 reçues en entrée par l'unité de codage 101 sont divisées en informations de connexion et en informations de position, et les deux types d'informations sont codés respectivement par le codeur d'informations de connexion 102 et par le codeur de position 103. Ici, des informations 105 basées sur une structure de sommets sont transmises à partir du codeur d'informations de connectivité 102 au codeur de géométrie 103. Les informations compressées par le codeur d'informations de connectivité 102 et le codeur de géométrie 103 sont converties en un train de binaires compressé 111i à l'aide du codeur à entropie 104. Le train de binaires compressé 111 est reçu en entrée par l'unité de décodage 112 et décodé de la façon suivante. Le train de binaires compressé 111 est divisé en informations de connectivité et en informations de géométrie par l'intermédiaire du décodeur à entropie 106, et les deux types d'informations sont décodés respectivement par le décodeur d'informations de connectivité 107 et le décodeur de géométrie 108. De façon similaire à l'unité de codage 101, les informations 109 basées sur une structure de sommets sont transmises à partir du décodeur d'informations de connectivité 107 au décodeur de géométrie 108. Un maillage tridimensionnel reconstitué 110 peut être obtenu à l'aide des informations de connectivité décodées et des informations de géométrie décodées. Comme illustré sur la figure 1, un maillage tridimensionnel est transmis sous la forme d'un train de binaires compressé sur une ligne de communications. Toutefois, étant donné que le procédé classique utilise un codeur à entropie, il est médiocre en ce qui concerne les erreurs de transmission qui peuvent être générées sur une ligne de communications. Etant donné que le codage classique en ce qui concerne les données de maillage tridimensionnel est réalisée sur les unités complètes des données de maillage, avant que le train de binaires complet soit transmis sur la base de la transmission des données codée, la reconstitution partielle est pratiquement impossible. De même, même lorsqu'une très faible partie des données sont dégradées en raison d'une erreur de la ligne de communications provoquée lors de la transmission, les données de maillage complètes doivent être transmises de nouveau. Par exemple, un procédé de codage (modèle de vérification 9.0 ISO/IEC JTCl/SC29/WGll MPEG98/W2301, MPEG-4 SNHC) proposé par la société IBM a été utilisé pour le codage de maillage tridimensionnel MPEG-4 SNHC. Pour résoudre ces problèmes, c'est un but de la présente invention de réaliser un procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif grâce auquel une reconstitution partielle est possible de sorte qu'une erreur de transmission est extrêmement bien prise en compte. C'est un autre but de la présente invention de réaliser un dispositif de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif afin d'exécuter le procédé ci- dessus. Par conséquent, pour atteindre le premier but, il est réalisé un procédé progressif de codage/décodage d'informations de maillage conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé comprenant les étapes consistant à: (a) reconstituer un maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité de composants de maillage, (b) coder chaque composant parmi la pluralité de composants de maillage, (c) multiplexer la pluralité de composants de maillage codés en un train de binaires et transmettre le train de binaires, (d) diviser le train de binaires transmis en une pluralité de composants de maillage codés, (e) décoder chaque composant de la pluralité de composants de maillage codés, et (f) reconstituer un maillage tridimensionnel en synthétisant la pluralité de composants de maillage décodés. Pour atteindre le premier but, il est réalisé un procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conformément à un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé comprenant les étapes consistant à: (a) diviser un maillage tridimensionnel 4 2782862 d'entrée en une pluralité de maillages fractionnés, (b) coder et transmettre de façon indépendante la pluralité de maillages fractionnés, et (c) obtenir une pluralité de maillages indépendantes en décodant la pluralité de maillages fractionnés codés et transmis séparément. Pour atteindre le second but, il est réalisé un dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention, comprenant: un analyseur de données tridimensionnelles destiné à la reconstitution d'un maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité de composantes de maillage, une pluralité de codeurs de composante destinés au codage de la pluralité de composantes de maillage, et un multiplexeur destiné au multiplexage de la pluralité de composantes de maillage codées en un train de binaires. Pour atteindre le second but, il est réalisé un dispositif de décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention, comprenant: un démultiplexeur destiné à diviser le train de binaires transmis en une pluralité de composantes de maillage codées, une pluralité de décodeurs de composantes destinés au décodage de la pluralité de composantes de maillage codées, et un synthétiseur de données tridimensionnelles destiné à synthétiser la pluralité de composantes de maillage décodées afin de reconstituer un maillage tridimensionnel. Pour atteindre le second but, il est réalisé un dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif et indépendant conformément à un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, comprenant: un analyseur de maillage fractionné tridimensionnel destiné à diviser un maillage fractionné tridimensionnel d'entrée en une pluralité de maillages fractionnées, et une pluralité de codeurs de maillages fractionnés afin de coder séparément et transmettre la pluralité de maillages fractionnés. 2782862 Pour atteindre le second but, il est réalisé un dispositif de décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif et indépendant conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention, le dispositif comprenant: une pluralité de décodeurs de maillages fractionnés afin de décoder une pluralité de maillages fractionnés qui sont codés et transmis séparément, afin d'obtenir une pluralité de maillages fractionnés séparés, et un synthétiseur de maillages fractionnés tridimensionnel afin de synthétiser la pluralité de maillages fractionnés séparés et éliminer les informations redondantes afin de reconstituer le maillage tridimensionnel d'origine. Les buts et avantages ci-dessus de la présente invention seront mis davantage en évidence grâce à la description détaillée des modes de réalisation préférés de celles-ci en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique conceptuel illustrant un procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel classique, La figure 2 est un schéma synoptique conceptuel illustrant la structure d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à la présente invention, La figure 3 est un schéma synoptique conceptuel illustrant un procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à un mode de réalisation préféré de la présente invention, La figure 4 est un schéma synoptique illustrant un mode de réalisation préféré de l'analyseur de données tridimensionnelles représenté sur la figure 3, La figure 5 est un schéma synoptique conceptuel illustrant un procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, La figure 6 est un schéma synoptique conceptuel illustrant un procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, La figure 7 illustre un exemple d'un maillage tridimensionnel simple (MO) afin de faciliter la compréhension de la présente invention, et La figure 8 illustre un exemple de trois maillages (MOL0 à MOL2) par des étapes en lesquelles le maillage tridimensionnel (MO) illustré sur la figure 7 est divisé. La présente invention propose une nouvelle structure de maillage comme illustré sur la figure 2, destinée à traiter un objet de maillage tridimensionnel progressif MO. En se référant à la figure 2, l'objet de maillage tridimensionnel MO peut être constitué de maillages par étapes (MOL: couche d'objets de maillage). Ici, la couche MOL de maillage pour chaque étape comprend une ou plusieurs composantes de maillage (MCOM). Une composante de maillage (MCOM) comprend des informations de connectivité, des informations de géométrie, et d'autres informations telles que des attributs, qui sont nécessaires pour reconstituer la composante du maillage elle-même. En se référant à la figure 3, un dispositif de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à un mode de réalisation préféré de la présente invention comprend une unité de codage 200 et une unité de décodage 209. L'unité de codage 200 comprend un analyseur de données tridimensionnelles 201, une pluralité de premier à Niame codeurs de composantes 202, et un multiplexeur (MUX) 204. L unité de décodage 209 comporte un démultiplexeur (DMUX) 205, une pluralité de premier à Nième décodeurs de composantes 206, et un synthétiseur de données tridimensionnelles 208. En se référant à la figure 3, un maillage tridimensionnel MO 100 est, tout d'abord, reconstitué en pluralité de composantes de maillage MCOM à l'aide de l'analyseur de données tridimensionnelles 201, et la pluralité de composantes de maillage sont reçues en entrée respectivement par la pluralité de premier à Nime codeurs 202. Ici, plusieurs composantes de maillage MCOM peuvent constituer une couche de maillage fractionné MOL. Chacune des 7' 2782862 composantes de maillage MCOM est compressée à l'aide d'un codeur de composante correspondant 202, et les train de binaires compressé sont multiplexés à l'aide du multiplexeur MUX 204 et transmis. Ici, lorsque le premier codeur de composante est appelé le codeur de composante le plus élevé et le codeur de composante N est appelé le codeur de composante le plus bas, les informations 203 utilisées par un codeur de composante supérieur sont transmises aux codeurs de composante inférieurs, et utilisées dans ceux-ci. Le train de binaires compressé transmis à l'unité de décodage 209 est divisé en couches de maillage fractionné MOL à l'aide du démultiplexeur DMUX 205, et chaque couche MOL de maillage fractionné est de nouveau divisée en composantes de maillage MCOM. Les composantes de maillage sont décodées à l'aide de la pluralité de premier à Nime décodeurs de composantes 206. Lorsque le premier décodeur de composante est appelé décodeur de composante le plus élevé et que le Nième décodeur de composante est appelé décodeur de composante le plus bas, des informations 203 utilisées par un codeur de composante plus élevé sont transmises aux décodeurs de composantes inférieurs, et utilisées dans ceux-ci, de façon similaire au cas de l'unité de codage 200. Les couches de composantes de maillage MOL décodées par étapes sont reconstituées à l'aide du synthétiseur de données tridimensionnelles 208 en un maillage tridimensionnel 110. Lorsque l'objet de maillage tridimensionnel MO est d'abord divisé en couches de maillage MOL et ensuite en composantes de maillage MCOM, l'analyseur de données tridimensionnelles 201 peut être constitué comme illustré par la figure 4. En se référant à la figure 4, un mode de réalisation préféré de l'analyseur de données tridimensionnelles de la figure 3 comprend un analyseur de couche de maillage tridimensionnel fractionné (MOL) 301 et une pluralité de premier à Nime analyseurs 303 de composantes de maillage (MCOM). 8 2782862 Lorsque l'objet de maillage tridimensionnel MO 100 est reçu en entrée par l'analyseur de données tridimensionnelles, il est divisé en maillages fractionnés MOLl à MOLn 302 à l'aide de l'analyseur de couche MOL 3D 301. Ensuite, les maillages fractionnés MOLl à MOLn 302 sont chacun divisés en composantes de maillage 304 à l'aide des analyseurs premier à Nième MCOM 303. Les composantes de maillage 304 sont reçues en sortie à partir de l'analyseur de données. Chaque composante de maillage 304 est reçue en entrée par un codeur de composante correspondant parmi les codeurs de composantes (1- 1)ième à (l-n)iême, parmi les codeurs de composantes (2-1)ime à (2-n) ime, etc.... Chaque décodeur de composante utilise des informations 305 utilisées dans les codeurs de composantes supérieurs. Toutefois, des informations 305 dans un codeur de composante supérieur peuvent être utilisées dans les codeurs de composantes inférieurs entre des composantes de maillage obtenues par différents analyseurs de composantes de maillage. En se référant à la figure 5, un dispositif de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention comprend un analyseur 401 de couche MOL 3D, et une pluralité de codeurs/décodeurs 403 indépendants. Dans ce mode de réalisation illustré par la figure 5, des informations dans un codeur de composante supérieur ne sont pas utilisées dans les codeurs de composantes inférieurs. C'est-à-dire qu'après que les maillages de MOLl à MOLn 402 sont générés à partir l'objet de maillage tridimensionnel MO 100 par l'analyseur 401 de couche 3D MOL, elles sont compressées, transmises et décodées respectivement à l'aide des codeurs/décodeurs indépendants 403. Les informations 404 décodées à l'aide des décodeurs sont des données de maillage fractionné indépendantes, et toutes ces informations constituent un maillage tridimensionnel reconstitué 405. Toutefois, dans ce cas le maillage tridimensionnel reconstitué 405 comporte également des informations supplémentaires générées alors que l'analyseur 9 2782862 de couche MOL 3D 401 divise l'objet de maillage tridimensionnel MO en étapes. En se référant à la figure 6, un dispositif de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à encore un autre mode de réalisation de la présente invention comprend un analyseur de couche MOL 3D 401, une pluralité de codeurs/décodeurs indépendants 403, et un analyseur de couche MOL 3D 406. Le mode de réalisation de la figure 6 élimine les informations redondantes générées alors que le maillage est divisé en étapes dans le mode de réalisation de la figure 5. L'adjonction du synthétiseur de couche MOL 3D 406 permet d'obtenir un maillage reconstitué qui est le même que l'objet de maillage tridimensionnel d'origine MO 100 en éliminant de telles informations redondantes. Le synthétiseur de couche MOL 3D 406 rassemble les maillages fractionnés 404 décodés à l'aide des décodeurs et élimine les informations redondantes, en reconstituant ainsi un maillage tridimensionnel 110 qui est le même que le maillage tridimensionnel d'origine 100. La figure 7 illustre un maillage tridimensionnel simple (MO) afin de faciliter la compréhension de la présente invention. La figure 8 illustre un exemple de trois maillages fractionnés (MOL0 à MOL2) en lesquelles le maillage tridimensionnel illustré par la figure 7 est divisé. Comme décrit ci-dessus, un dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif conforme à la présente invention possède une structure de données dans laquelle les données sont traitées en tant que composantes de maillage MCOM, de sorte que la division en composantes est possible même dans un train de binaires compressé. Ainsi, les décodeurs peuvent aisément reproduire des composantes aussitôt que le décodage par composantes est achevé. De même, la reproduction d'image progressive et la possibilité de prendre en compte des erreurs de transmission peuvent être mieux renforcées que dans un procédé de codage d'informations de maillage tridimensionnel classique. En outre, lorsqu'un modèle est divisé en couches de maillage 2782862 fractionné MOL, les couches MOL peuvent être codées et décodées séparément. Une telle structure est simple, et peut être réalisée de façon que des informations redondantes peuvent être aisément éliminées comme nécessaire. 11h 2782862 REVENDICATIONS 1. Procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif comprenant les étapes consistant à : (a) reconstituer un maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité de composantes de maillage, (b) coder chacune de la pluralité des composantes de maillage, (c) multiplexer la pluralité des composantes de maillage codées en un train de binaires et transmettre le train de binaires, (d) diviser le train de binaires transmis en une pluralité de composantes de maillage codées, (e) décoder chacune de la pluralité des composantes de maillage codées, et (f) reconstituer un maillage tridimensionnel en synthétisant la pluralité de composantes de maillage décodées. 2. Procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif selon la revendication 1, dans lequel la pluralité des composantes de maillage codées comprennent chacune au moins des informations de connectivité, des informations de géométrie et des informations d'attributs qui sont nécessaires pour reconstituer les composantes de maillage codées elles-mêmes. 3. Procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif selon la revendication 1, dans lequel l'étape (a) comprend les sous-étapes consistant à: (al) diviser le maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité de maillages fractionnés, et (a2) de nouveau diviser la pluralité des maillages fractionnés en une pluralité de composantes de maillage, et l'étape (f) comprend les sous-étapes consistant à: 12 2782862 (fl) synthétiser la pluralité de composantes de maillage décodées en une pluralité de maillages fractionnés décodés, et (f2) reconstituer le maillage tridimensionnel en synthétisant la pluralité de maillages fractionnés décodés. 4. Procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif selon la revendication 1, dans lequel dans l'étape (b), la pluralité des composantes de maillage sont codées de façon séquentielle, et des informations générées alors qu'une composante de maillage précédente est codée sont réutilisées dans le traitement de codage de la composante de maillage suivante, et à l'étape (e), la pluralité de composantes de maillage codées sont décodées séquentiellement, et des informations générées alors qu'une composante de maillage codée précédente est décodée sont réutilisées dans le traitement de décodage de la composante de maillage codée suivante. 5. Procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif comprenant les étapes consistant à (a) diviser un maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité de maillages fractionnés, (b) coder et transmettre indépendamment la pluralité de maillages fractionnés, et (c) obtenir une pluralité de maillages fractionnés séparés en décodant la pluralité de maillages fractionnés codés et transmis indépendamment. 6. Procédé de codage/décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif selon la revendication 5, comprenant en outre l'étape (d) consistant à reconstituer le maillage tridimensionnel d'origine en rassemblant les maillages fractionnés séparés et en éliminant les informations redondantes, après l'étape (c). 13 2782862 13 Al 7. Dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif comprenant: un analyseur de données tridimensionnelles (201) destiné à reconstituer un maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité de composantes de maillage, une pluralité de codeurs de composantes (202) destinés au codage de la pluralité de composantes de maillage, et un multiplexeur (204) destiné au multiplexage de la pluralité de composantes de maillage codées en un train de binaires. 8. Dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif selon la revendication 7, dans lequel l'analyseur de données tridimensionnelles (201) comprend: un analyseur de maillage fractionné tridimensionnel destiné à diviser le maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité d'étapes de maillage, et une pluralité d'analyseurs de composantes (303) de maillage destinés à de nouveau diviser la pluralité de maillages fractionnés chacun en une pluralité de composantes de maillage. 9. Dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif selon la revendication 7, dans lequel lorsque la pluralité des codeurs de composantes (202) sont appelés premier à Ni"me codeurs de composantes, un nie codeur de composante effectue le codage en utilisant des informations de codage générées dans un (n-l)ième codeur de composante (ici, 2 10. Dispositif de décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif destiné à décoder progressivement un train de binaires décodé et transmis (210) par et à partir d'un dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif, comprenant: 14 2782862 un démultiplexeur (205) destiné à diviser le train de binaires (210) transmis en une pluralité de composantes de maillage codées, une pluralité de décodeurs de composantes (206) destinés à décoder la pluralité de composantes de maillage codées, et un synthétiseur de données tridimensionnelles (208) destiné à synthétiser la pluralité de composantes de maillage décodées afin de reconstituer un maillage tridimensionnel. 11. Dispositif de décodage d'informations de maillage tridimensionnel progressif selon la revendication 10, dans lequel lorsque la pluralité des décodeurs de composantes (206) sont appelés premier à Nième décodeurs de composantes, un nième décodeur de composante effectue un décodage en utilisant les informations de décodage générées dans un (n- 1)iême décodeur de composante (ici, 2 n N). 12. Dispositif de codage d'informations de maillage tridimensionnel progressif et indépendant comprenant: un analyseur de maillage fractionné tridimensionnel destiné à diviser un maillage tridimensionnel d'entrée en une pluralité de maillages fractionnés, et une pluralité de codeurs de maillages fractionnés destinés à coder et transmettre de façon indépendante la pluralité de maillages fractionnés. 13. Dispositif destiné à décoder de façon indépendante et progressive une pluralité de maillages fractionnés codés de façon indépendante à l'aide d'un dispositif destiné à des informations de maillage tridimensionnel progressives et indépendantes, le dispositif comprenant: une pluralité de décodeurs de maillages fractionnés destinés à décoder une pluralité de maillages fractionnés qui sont indépendamment codés et transmis, afin d'obtenir une pluralité de maillages fractionnés indépendants, et un synthétiseur de maillage fractionné tridimensionnel destiné à synthétiser la pluralité de maillages fractionnés 2782862 indépendants et éliminer les informations redondantes afin de reconstituer le maillage d'origine tridimensionnel.