(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元メッシュオブジェクトの特性情報を符号化する特性情報符号化器において、
入力された少なくとも色彩情報を含む特性情報を量子化する量子化器と、
前記量子化器により直前に出力された特性情報から現在入力されるべき特性情報を予測する予測器と、
入力される特性情報から算出される自己相関関数により、前記予測器により出力された予測値と０の値のうち何れか１つを選択して出力する選択モードと前記予測器により出力された予測値を固定的に出力する固定モードとのうちいずれかを選択するために使用者が入力したモード入力に従って、選択モード時には前記予測器により出力された予測値と０の値のうち何れか一つを選択して出力し、固定モード時には前記予測器により出力される予測値を出力する選択器と、
前記量子化器により出力された値から前記選択器により出力された値を減算する減算器と、
前記減算器により出力された予測誤差信号を情報圧縮する符号化器と、
を含むことを特徴とするメッシュオブジェクトの特性情報符号化器。
【請求項２】
前記予測器は、
前記量子化器により直前に量子化された特性情報を現在の特性情報に対する予測値として出力する遅延器であることを特徴とする請求項１に記載のメッシュオブジェクトの特性情報符号化器。
【請求項３】
前記予測器は、
現在入力されるべき特性情報に空間的に隣接した多数の位置における特性情報を組み合わせて現在入力されるべき特性情報に対する予測値として出力することを特徴とする請求項１に記載のメッシュオブジェクトの特性情報符号化器。
【請求項４】
前記符号化器は、
エントロピー符号化器であることを特徴とする請求項１に記載のメッシュオブジェクトの特性情報符号化器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人造/自然混合符号化(Synthetic and Natural Hybrid Coding:SNHC)分野または仮想現実マークアップ言語(Virtual Reality Markup Language:VRML)等で用いられる３次元メッシュオブジェクトの特性情報を符号化する装置及び方法に関する。一つの完成された３次元立体を示すためには、物体表面を適当な大きさの三角形または多角形に分割した後、各頂点の位置情報と分割された各面の位置、色彩、法線ベクトル及びテクスチャー情報を記述すべきである。本発明ではこのような構成を有する立体情報の情報量縮小方法において、特に色彩情報の符号化に関して効率的な予測方法を実現するためのメッシュオブジェクトの特性情報符号化器を提案する。
【背景技術】
【０００２】
従来のメッシュオブジェクトの符号化方法では、各頂点の位置情報、各面の法線ベクトル情報そして各面をカバーするテクスチャー情報を符号化する場合と、同じ符号化方法を使用して、色彩情報を符号化している。即ち、図１に示したように、入力される各情報は適当な量子化間隔を有する量子化器１０により量子化される。予測器１４はメモリ部１２に貯蔵されて遅延された多数の過去情報から適当な予測技法による予測値を算出する。符号化器１６は量子化器１０により量子化された値と予測器１４により算出された予測値との差を符号化する。
【０００３】
予測器１４で用いられる予測方法の中では、図２に示したような平行四辺形予測方法がある。平行四辺形予測方法では、符号化しようとする位置での特性情報P0(たとえば、頂点位置情報、法線ベクトル情報、テクスチャー情報または色彩情報)と周辺３ケ所での特性情報P1、P2、P3を使用して次のような差値を求める。即ち、周辺３ケ所での特性情報P1、P2、P3を使用して図２と同じ平行四辺形を構成し、周辺３ケ所により決定された平行四辺形の残り１ケ所の予測値
【０００４】
【数１】
0004610439.tif 000002
を求める。この予測値
【０００５】
【数２】
0004610439.tif 000003
と符号化しようとする特性情報P0との差
【０００６】
【数３】
0004610439.tif 000004
を符号化器に供給して符号化を遂行する。ところが、メッシュを構成する各面において、頂点位置情報を前記予測方法により符号化する場合、符号化効率が向上するということは実験的に立証されている。しかし、色彩情報を含む他の特性情報を従来の予測方法により予測符号化を遂行すれば次のような問題が発生する。
１.予測誤差信号の範囲が増加する。
【０００７】
平行四辺形予測器により予測を遂行すれば、特性情報の範囲が元の信号より大きく増加する。即ち、図２でP1＝P3＝MAX、P2＝MINの場合、予測値は(２MAX−MIN）になって元の信号の範囲の(MAX-MIN)よりはるかに大きくなる。ここで、MAXとMINは元の信号が有する最大値と最小値を意味する。予測値の範囲が大きくなるにつれて誤差信号の範囲が大きくなって符号化器の効率が落ちる。
２.相関度の低い情報を使用して予測する。
【０００８】
３次元メッシュにおいて、各頂点は最も近いもの同士でも空間的にはだいぶ離れている。従って、隣接した頂点だとしても特性情報に関しては一般に相関度の低い場合が大部分である。従って、特性情報の予測値を求めるために、空間的に離れた、相関度の低い頂点を使用した場合、その予測結果は多くの誤差を発生させ、符号化効率を落とす結果となる。
【０００９】
前記問題点によって図２の平行四辺形予測方法による予測誤差符号化では特性情報に対する効率的な情報量縮小が期待できない。また、従来のさらに他の予測方法の周辺頂点または面における特性情報を平均するなど、隣接した多数の特性情報を使用する予測方法は、相関度の低い場合には符号化効率をむしろ落とすこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の問題点を解決するために創作されたものであって、ある立体を３次元メッシュにより表現しようとする時、立体の表面特性情報を効率的に情報圧縮できる３次元メッシュオブジェクトの特性情報を符号化する装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明では次のような方法を提示する。予測方法においては、周辺の多数位置における特性情報を使用せず、直前情報(最も隣接した情報)を予測値と見なして入力される特性情報と差を求めて予測誤差信号として使用する。即ち、本発明では予測器次数(order)が１の予測器を使用する。入力される特性情報が隣接情報と相関度の高い場合には前記の予測器を使用し、相関度の低い場合には予測器を使用しない。即ち、予測器の出力値を０に固定させれば予測誤差信号は元の信号と同一になって予測器のない場合と同じように動作する。このような２種の予測器の動作状態を制御するために、入力される特性情報の相関度を用いる。即ち、入力される特性情報から自己相関度を求め、隣接する位置との相関度の大きい場合には予測器を使用し、相関度の小さな場合には予測器を０に固定させる。実験によれば相関度が０.９より大きい場合には予測器を使用することが符号化効率が高いし、相関度が０.９より小さな場合には予測器がない、即ち、入力される特性情報をそのまま符号化することが符号化効率が高いことが示された。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ある立体を３次元メッシュにより表現しようとする時、立体の表面特性情報を効率的に情報圧縮できる。立体の特性情報から、隣接位置に対する相関度に従って適切な予測器を選択することによって、符号化しようとする対象に従って最適の符号化器が構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図３によれば、本発明に係る特性情報符号化装置の一実施例は、量子化器３０、予測器として用いられる遅延器３３、選択器３４、減算器３５及び符号化器３６を含んでなる。
量子化器３０は入力された特性情報を量子化する。
【００１４】
予測器は現在入力される特性情報を予測する手段であって、量子化器３０によって直前に量子化された特性情報を遅延させて次の特性情報の予測値として提供する遅延器３３または現在の特性情報と空間的に隣接した多数の位置での特性情報を組み合わせて現在の特性情報に対する予測値として出力させる従来の方式による予測器が使われうる。
選択器３４は入力された特性情報の特性に従って予測器により出力された予測値と所定値のうち何れか一つを、たとえば入力された特性情報の自己相関度に基づいて選択して出力し、減算器３５は量子化器３０により出力された値から選択器３４により出力された値を減算する。即ち、選択器３４は使用者のモード入力により、予測器により出力された予測値と０のうち何れか一つを選択して出力する選択モードと、予測器により出力された予測値を出力する固定モードのうち一つのモードで動作することができる。
【００１５】
符号化器３６は減算器により出力された予測誤差信号を情報圧縮する。本発明で用いられる符号化器３６としてはエントロピー符号化器のような無損失符号化器が最適である。
図４によれば、本発明に係る特性情報符号化装置の他の実施例は、図３に示した量子化器３０、予測器として用いられる遅延器３３、選択器３４、減算器３５及び符号化器３６に対応される量子化器４０、予測器として用いられる遅延器４３、選択器４４、減算器４５及び符号化器４６に入力された特性情報の特性を把握するために自己相関度計算部４１及び判定部４２をさらに具備する。
【００１６】
自己相関度計算部４１は入力される特性情報から自己相関度を計算し、判定部４２は自己相関度に従って選択器４４が予測方法を選択できるように制御信号を発生させる。従って、選択器４４は判定部４２の結果に従って遅延器４３により出力された予測値と０のうち何れか一つを選択して出力する。
以下、図４を参照して本発明の動作を説明する。
【００１７】
入力される特性情報は先に自己相関度計算部４１に加えられて自己相関度が求められる。このように求められた自己相関度は判定部４２で所定のスレショルド値(例えば、０.９)と比較して、自己相関度が大きければ予測器使用を示し、自己相関度が小さければ予測器使用しないことを示す制御信号を発生させて選択器４４に供給する。
本発明の一実施例で予測器として用いられる遅延器４３は、入力される特性情報を遅延させた、即ち、一段階直前の特性情報を現在の特性情報の予測値S1として発生させて選択器４４に供給する。そして、予測器を使用しない場合のために、選択器４４の他側入力には０(S0)を供給する。従って、選択器が０を選択すれば、減算器は選択器４４が選択した値の０を引いて予測器の作用を抑制する。そして、選択器４４でどちらの入力を選択するかは判定部４２から供給される制御信号に従って選択される。減算器で求められた予測誤差信号は算術符号化器により情報圧縮される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の技術によるメッシュ情報の符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の技術による平行四辺形の予測方法を説明するための図面である。
【図３】本発明に係る特性情報符号化器の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る特性情報符号化器の他実施例の構成を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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