(57)【要約】  三次元データ符号化方法は、センサで得られた複数の三次元点を符号化する三次元データ符号化方法であって、複数の三次元点の座標であって、センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を符号化し（Ｓ２９３１）、符号化されたローカル座標情報と、複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報とを含む符号化ビットストリームを生成する（Ｓ２９３２）。
2019230920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサで得られた複数の三次元点を符号化する三次元データ符号化方法であって、
前記複数の三次元点の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を符号化し、
符号化された前記ローカル座標情報と、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報とを含む符号化ビットストリームを生成する
三次元データ符号化方法。
【請求項２】
前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点の各々のグローバル座標を示す
請求項１記載の三次元データ符号化方法。
【請求項３】
前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点に対応付けられた１つのグローバル座標を示す
請求項１記載の三次元データ符号化方法。
【請求項４】
前記グローバル座標情報は、前記ローカル座標系の原点のグローバル座標を示す
請求項１記載の三次元データ符号化方法。
【請求項５】
前記グローバル座標は、緯度、経度、高度で表される
請求項１〜４のいずれか１項に記載の三次元データ符号化方法。
【請求項６】
前記グローバル座標は、直交座標で表される
請求項１〜４のいずれか１項に記載の三次元データ符号化方法。
【請求項７】
前記符号化ビットストリームは、さらに、前記グローバル座標が直交座標で表されているか否か示す情報を含む
請求項１〜４のいずれか１項に記載の三次元データ符号化方法。
【請求項８】
前記符号化ビットストリームは、さらに、前記グローバル座標の空間参照を示す情報を含む
請求項１〜７のいずれか１項に記載の三次元データ符号化方法。
【請求項９】
センサで得られた複数の三次元点を復号する三次元データ復号方法であって、
符号化ビットストリームから、複数の三次元点の複数の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を復号し、
前記符号化ビットストリームから、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報を復号する
三次元データ復号方法。
【請求項１０】
前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点の各々のグローバル座標を示す
請求項９記載の三次元データ復号方法。
【請求項１１】
前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点に対応付けられた１つのグローバル座標を示す
請求項９記載の三次元データ復号方法。
【請求項１２】
前記グローバル座標情報は、前記ローカル座標系の原点のグローバル座標を示す
請求項９記載の三次元データ復号方法。
【請求項１３】
前記グローバル座標は、緯度、経度、高度で表される
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の三次元データ復号方法。
【請求項１４】
前記グローバル座標は、直交座標で表される
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の三次元データ復号方法。
【請求項１５】
前記三次元データ復号方法は、さらに、
前記符号化ビットストリームから、前記グローバル座標が直交座標で表されているか否か示す情報を復号する
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の三次元データ復号方法。
【請求項１６】
前記三次元データ復号方法は、さらに、
前記符号化ビットストリームから、前記グローバル座標の空間参照を示す情報を復号する
請求項９〜１５のいずれか１項に記載の三次元データ復号方法。
【請求項１７】
センサで得られた複数の三次元点を符号化する三次元データ符号化装置であって、
プロセッサと、
メモリとを備え、
前記プロセッサは、前記メモリを用いて、
前記複数の三次元点の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を符号化し、
符号化された前記ローカル座標情報と、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報とを含む符号化ビットストリームを生成する
三次元データ符号化装置。
【請求項１８】
センサで得られた複数の三次元点を復号する三次元データ復号装置であって、
プロセッサと、
メモリとを備え、
前記プロセッサは、前記メモリを用いて、
符号化ビットストリームから、複数の三次元点の複数の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を復号し、
前記符号化ビットストリームから、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報を復号する
三次元データ復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元データ符号化方法、三次元データ復号方法、三次元データ符号化装置、及び三次元データ復号装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車或いはロボットが自律的に動作するためのコンピュータビジョン、マップ情報、監視、インフラ点検、又は、映像配信など、幅広い分野において、今後、三次元データを活用した装置又はサービスの普及が見込まれる。三次元データは、レンジファインダなどの距離センサ、ステレオカメラ、又は複数の単眼カメラの組み合わせなど様々な方法で取得される。【０００３】
三次元データの表現方法の１つとして、三次元空間内の点群によって三次元構造の形状を表すポイントクラウドと呼ばれる表現方法がある。ポイントクラウドでは、点群の位置と色とが格納される。ポイントクラウドは三次元データの表現方法として主流になると予想されるが、点群はデータ量が非常に大きい。よって、三次元データの蓄積又は伝送においては二次元の動画像（一例として、ＭＰＥＧで規格化されたＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ又はＨＥＶＣなどがある）と同様に、符号化によるデータ量の圧縮が必須となる。【０００４】
また、ポイントクラウドの圧縮については、ポイントクラウド関連の処理を行う公開のライブラリ（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｌｏｕｄ  Ｌｉｂｒａｒｙ）などによって一部サポートされている。【０００５】
また、三次元の地図データを用いて、車両周辺に位置する施設を検索し、表示する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０２０６６３号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Gerdan, G. P. and Deakin, R. E. (1999), Transforming Cartesian Coordinates X, Y, Z to Geographical Coordinates φ, λ, h, The Australian Surveyor, Vol. 44, No. 1, 55-63.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような、三次元データを用いたシステムでは復号装置において処理量を低減できることが望まれている。【０００９】
本開示は、復号装置における処理量を低減できる三次元データ符号化方法、三次元データ復号方法、三次元データ符号化装置又は三次元データ復号装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様に係る三次元データ符号化方法は、センサで得られた複数の三次元点を符号化する三次元データ符号化方法であって、前記複数の三次元点の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を符号化し、符号化された前記ローカル座標情報と、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報とを含む符号化ビットストリームを生成する。【００１１】
本開示の一態様に係る三次元データ復号方法は、センサで得られた複数の三次元点を復号する三次元データ復号方法であって、符号化ビットストリームから、複数の三次元点の複数の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を復号し、前記符号化ビットストリームから、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報を復号する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示は、復号装置における処理量を低減できる三次元データ符号化方法、三次元データ復号方法、三次元データ符号化装置又は三次元データ復号装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態１に係る符号化三次元データの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るＧＯＳの最下層レイヤに属するＳＰＣ間の予測構造の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係るレイヤ間の予測構造の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るＧＯＳの符号化順の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係るＧＯＳの符号化順の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る三次元データ符号化装置のブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る符号化処理のフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態１に係る三次元データ復号装置のブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る復号処理のフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係るメタ情報の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係るＳＷＬＤの構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係るサーバ及びクライアントの動作例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係るサーバ及びクライアントの動作例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２に係るサーバ及びクライアントの動作例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係るサーバ及びクライアントの動作例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２に係る三次元データ符号化装置のブロック図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２に係る符号化処理のフローチャートである。
【図１８】図１８は、実施の形態２に係る三次元データ復号装置のブロック図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２に係る復号処理のフローチャートである。
【図２０】図２０は、実施の形態２に係るＷＬＤの構成例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２に係るＷＬＤの８分木構造の例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２に係るＳＷＬＤの構成例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態２に係るＳＷＬＤの８分木構造の例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態３に係る三次元データ作成装置のブロック図である。
【図２５】図２５は、実施の形態３に係る三次元データ送信装置のブロック図である。
【図２６】図２６は、実施の形態４に係る三次元情報処理装置のブロック図である。
【図２７】図２７は、実施の形態５に係る三次元データ作成装置のブロック図である。
【図２８】図２８は、実施の形態６に係るシステムの構成を示す図である。
【図２９】図２９は、実施の形態６に係るクライアント装置のブロック図である。
【図３０】図３０は、実施の形態６に係るサーバのブロック図である。
【図３１】図３１は、実施の形態６に係るクライアント装置による三次元データ作成処理のフローチャートである。
【図３２】図３２は、実施の形態６に係るクライアント装置によるセンサ情報送信処理のフローチャートである。
【図３３】図３３は、実施の形態６に係るサーバによる三次元データ作成処理のフローチャートである。
【図３４】図３４は、実施の形態６に係るサーバによる三次元マップ送信処理のフローチャートである。
【図３５】図３５は、実施の形態６に係るシステムの変形例の構成を示す図である。
【図３６】図３６は、実施の形態６に係るサーバ及びクライアント装置の構成を示す図である。
【図３７】図３７は、実施の形態７に係る三次元データ符号化装置のブロック図である。
【図３８】図３８は、実施の形態７に係る予測残差の例を示す図である。
【図３９】図３９は、実施の形態７に係るボリュームの例を示す図である。
【図４０】図４０は、実施の形態７に係るボリュームの８分木表現の例を示す図である。
【図４１】図４１は、実施の形態７に係るボリュームのビット列の例を示す図である。
【図４２】図４２は、実施の形態７に係るボリュームの８分木表現の例を示す図である。
【図４３】図４３は、実施の形態７に係るボリュームの例を示す図である。
【図４４】図４４は、実施の形態７に係るイントラ予測処理を説明するための図である。
【図４５】図４５は、実施の形態７に係る回転及び並進処理を説明するための図である。
【図４６】図４６は、実施の形態７に係るＲＴ適用フラグ及びＲＴ情報のシンタックス例を示す図である。
【図４７】図４７は、実施の形態７に係るインター予測処理を説明するための図である。
【図４８】図４８は、実施の形態７に係る三次元データ復号装置のブロック図である。
【図４９】図４９は、実施の形態７に係る三次元データ符号化装置による三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【図５０】図５０は、実施の形態７に係る三次元データ復号装置による三次元データ復号処理のフローチャートである。
【図５１】図５１は、実施の形態８に係る木構造の例を示す図である。
【図５２】図５２は、実施の形態８に係るサブ三次元点群の例を示す図である。
【図５３】図５３は、実施の形態８に係るサブ三次元点群の例を示す図である。
【図５４】図５４は、実施の形態８に係るビットストリームの構成例を示す図である。
【図５５】図５５は、実施の形態８に係る木構造の例を示す図である。
【図５６】図５６は、実施の形態８に係る全並列符号化を説明するための図であり、木構造の例を示す図である。
【図５７】図５７は、実施の形態８に係る並列処理されるサブ三次元点群を空間的に示す図である。
【図５８】図５８は、実施の形態８に係るビットストリームの構成例を示す図である。
【図５９】図５９は、実施の形態８に係る並列復号処理を説明するための図である。
【図６０】図６０は、実施の形態８に係る全並列符号化処理の流れを模式的に示す図である。
【図６１】図６１は、実施の形態８に係る全並列復号処理の流れを模式的に示す図である。
【図６２】図６２は、実施の形態８に係る漸進並列符号化を説明するための図であり、木構造の例を示す図である。
【図６３】図６３は、実施の形態８に係る漸進並列符号化におけるコアの動作を示す図である。
【図６４】図６４は、実施の形態８に係る漸進列符号化処理の流れを模式的に示す図である。
【図６５】図６５は、実施の形態８に係る三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【図６６】図６６は、実施の形態８に係る三次元データ復号処理のフローチャートである。
【図６７】図６７は、実施の形態９に係る自動車がビットストリームにアクセスする動作を模式的に示す図である。
【図６８】図６８は、実施の形態９に係るタイル分割の一例を示す図である。
【図６９】図６９は、実施の形態９に係るタイル分割の一例を示す図である。
【図７０】図７０は、実施の形態９に係るタイル分割の一例を示す図である。
【図７１】図７１は、実施の形態９に係る木構造におけるタイル分割の例を示す図である。
【図７２】図７２は、実施の形態９に係る三次元のタイル分割の例を示す図である。
【図７３】図７３は、実施の形態９に係る自動車の移動時において読み込まれるタイルを示す図である。
【図７４】図７４は、実施の形態９に係るシステムの構成例を示す図である。
【図７５】図７５は、実施の形態９に係る自動車に取得されるタイルの領域の例を示す図である。
【図７６】図７６は、実施の形態９に係る自動車に取得されるタイルの領域の例を示す図である。
【図７７】図７７は、実施の形態９に係る三次元データの例を示す図である。
【図７８】図７８は、実施の形態９に係るスライスのデータの例を示す図である。
【図７９】図７９は、実施の形態９に係るスライスのデータの例を示す図である。
【図８０】図８０は、実施の形態９に係るスライスのデータの例を示す図である。
【図８１】図８１は、実施の形態９に係るタイルの例を示す図である。
【図８２】図８２は、実施の形態９に係る８分木におけるタイルの例を示す図である。
【図８３】図８３は、実施の形態９に係るビットストリームの例を示す図である。
【図８４】図８４は、実施の形態９に係るタイルテーブルの例を示す図である。
【図８５】図８５は、実施の形態９に係るタイルテーブルの例を示す図である。
【図８６】図８６は、実施の形態９に係るタイルテーブルの例を示す図である。
【図８７】図８７は、実施の形態９に係るタイルテーブルの例を示す図である。
【図８８】図８８は、実施の形態９に係る三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【図８９】図８９は、実施の形態９に係る三次元データ復号処理のフローチャートである。
【図９０】図９０は、実施の形態９に係る三次元データ符号化装置のブロック図である。
【図９１】図９１は、実施の形態９に係る三次元データ復号装置のブロック図である。
【図９２】図９２は、実施の形態９に係る三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【図９３】図９３は、実施の形態９に係る三次元データ復号処理のフローチャートである。
【図９４】図９４は、実施の形態１０に係るジオフェンスを含む三次元点群マップの例を示す図である。
【図９５】図９５は、実施の形態１０に係るジオフェンスを含む三次元点群マップの例を示す図である。
【図９６】図９６は、実施の形態１０に係るジオリファレンスド点群をアップデートする処理を模式的に示す図である。
【図９７】図９７は、実施の形態１０に係るジオリファレンスド点群における三次元位置の例を示す図である。
【図９８】図９８は、実施の形態１０に係るジオリファレンスド点群の取得方法を説明するための図である。
【図９９】図９９は、実施の形態１０に係るジオリファレンスド点群の取得処理の流れを示す図である。
【図１００】図１００は、実施の形態１０に係る移動方向の推定処理を説明するための図である。
【図１０１】図１０１は、実施の形態１０に係る座標変換処理の流れを模式的に示す図である。
【図１０２】図１０２は、実施の形態１０に係る座標変換処理を説明するための図である。
【図１０３】図１０３は、実施の形態１０に係る楕円体の幾何パラメータの例を示す図である。
【図１０４】図１０４は、実施の形態１０に係るＥＰＳＧ３４１４を示す図である。
【図１０５】図１０５は、実施の形態１０に係るＥＰＳＧ４９４７を示す図である。
【図１０６】図１０６は、実施の形態１０に係る第１モードにおける符号化データの構成例を示す図である。
【図１０７】図１０７は、実施の形態１０に係る第１モードにおける点群の構造例を示す図である。
【図１０８】図１０８は、実施の形態１０に係る点群の木構造の例を示す図である。
【図１０９】図１０９は、実施の形態１０に係る第２モードにおける符号化データの構成例を示す図である。
【図１１０】図１１０は、実施の形態１０に係る第２モードにおける点群の構造例を示す図である。
【図１１１】図１１１は、実施の形態１０に係る第１モードにおけるビットストリームの構成例を示す図である。
【図１１２】図１１２は、実施の形態１０に係る第２モードにおけるビットストリームの構成例を示す図である。
【図１１３】図１１３は、実施の形態１０に係る本実施の形態に係る三次元データ符号化装置の構成を示す図である。
【図１１４】図１１４は、実施の形態１０に係る、座標変換が行われない場合の三次元データ符号化装置の構成を示す図である。
【図１１５】図１１５は、実施の形態１０に係る三次元データ復号装置の構成を示す図である。
【図１１６】図１１６は、実施の形態１０に係る、座標変換が行われない場合の三次元データ復号装置の構成を示す図である。
【図１１７】図１１７は、実施の形態１０に係る、座標変換及び座標拡張が行われる場合の三次元データ復号装置の構成を示す図である。
【図１１８】図１１８は、実施の形態１０に係る、座標変換が行われず、座標拡張が行われる場合の三次元データ復号装置の構成を示す図である。
【図１１９】図１１９は、実施の形態１０に係る三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【図１２０】図１２０は、実施の形態１０に係る三次元データ復号処理のフローチャートである。
【図１２１】図１２１は、実施の形態１０に係る三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【図１２２】図１２２は、実施の形態１０に係る三次元データ復号処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の一態様に係る三次元データ符号化方法は、センサで得られた複数の三次元点を符号化する三次元データ符号化方法であって、前記複数の三次元点の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を符号化し、符号化された前記ローカル座標情報と、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報とを含む符号化ビットストリームを生成する。
【００１５】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【００１６】
例えば、前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点の各々のグローバル座標を示してもよい。
【００１７】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【００１８】
例えば、前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点に対応付けられた１つのグローバル座標を示してもよい。
【００１９】
これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【００２０】
例えば、前記グローバル座標情報は、前記ローカル座標系の原点のグローバル座標を示してもよい。
【００２１】
これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【００２２】
例えば、前記グローバル座標は、緯度、経度、高度で表されてもよい。
【００２３】
例えば、前記グローバル座標は、直交座標で表されてもよい。
【００２４】
例えば、前記符号化ビットストリームは、さらに、前記グローバル座標が直交座標で表されているか否か示す情報を含んでもよい。
【００２５】
例えば、前記符号化ビットストリームは、さらに、前記グローバル座標の空間参照を示す情報を含んでもよい。
【００２６】
本開示の一態様に係る三次元データ復号方法は、センサで得られた複数の三次元点を復号する三次元データ復号方法であって、符号化ビットストリームから、複数の三次元点の複数の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を復号し、前記符号化ビットストリームから、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報を復号する。
【００２７】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【００２８】
例えば、前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点の各々のグローバル座標を示してもよい。
【００２９】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【００３０】
例えば、前記グローバル座標情報は、前記複数の三次元点に対応付けられた１つのグローバル座標を示してもよい。
【００３１】
これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【００３２】
例えば、前記グローバル座標情報は、前記ローカル座標系の原点のグローバル座標を示してもよい。
【００３３】
これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【００３４】
例えば、前記グローバル座標は、緯度、経度、高度で表されてもよい。
【００３５】
例えば、前記グローバル座標は、直交座標で表されてもよい。
【００３６】
例えば、前記三次元データ復号方法は、さらに、前記符号化ビットストリームから、前記グローバル座標が直交座標で表されているか否か示す情報を復号してもよい。
【００３７】
例えば、前記三次元データ復号方法は、さらに、前記符号化ビットストリームから、前記グローバル座標の空間参照を示す情報を復号してもよい。
【００３８】
また、本開示の一態様に係る三次元データ符号化装置は、センサで得られた複数の三次元点を符号化する三次元データ符号化装置であって、プロセッサと、メモリとを備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、前記複数の三次元点の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を符号化し、符号化された前記ローカル座標情報と、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報とを含む符号化ビットストリームを生成する。
【００３９】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【００４０】
また、本開示の一態様に係る三次元データ復号装置は、センサで得られた複数の三次元点を復号する三次元データ復号装置であって、プロセッサと、メモリとを備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、符号化ビットストリームから、複数の三次元点の複数の座標であって、前記センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を復号し、前記符号化ビットストリームから、前記複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、前記センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報を復号する。
【００４１】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【００４２】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４３】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４４】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態に係る符号化三次元データ（以下、符号化データとも記す）のデータ構造について説明する。図１は、本実施の形態に係る符号化三次元データの構成を示す図である。
【００４５】
本実施の形態では、三次元空間は、動画像の符号化におけるピクチャに相当するスペース（ＳＰＣ）に分割され、スペースを単位として三次元データが符号化される。スペースは、さらに、動画像符号化におけるマクロブロックなどに相当するボリューム（ＶＬＭ）に分割され、ＶＬＭを単位として予測及び変換が行われる。ボリュームは、位置座標が対応付けられる最小単位である複数のボクセル（ＶＸＬ）を含む。なお、予測とは、二次元画像で行われる予測と同様に、他の処理単位を参照し、処理対象の処理単位と類似する予測三次元データを生成し、当該予測三次元データと処理対象の処理単位との差分を符号化することである。また、この予測は、同一時刻の他の予測単位を参照する空間予測のみならず、異なる時刻の予測単位を参照する時間予測を含む。
【００４６】
例えば、三次元データ符号化装置（以下、符号化装置とも記す）は、ポイントクラウドなどの点群データにより表現される三次元空間を符号化する際には、ボクセルのサイズに応じて、点群の各点、又は、ボクセル内に含まれる複数点をまとめて符号化する。ボクセルを細分化すれば点群の三次元形状を高精度に表現でき、ボクセルのサイズを大きくすれば点群の三次元形状をおおまかに表現できる。
【００４７】
なお、以下では、三次元データがポイントクラウドである場合を例に説明を行うが、三次元データはポイントクラウドに限定されず、任意の形式の三次元データでよい。
【００４８】
また、階層構造のボクセルを用いてもよい。この場合、ｎ次の階層では、ｎ−１次以下の階層（ｎ次の階層の下層）にサンプル点が存在するかどうかを順に示してもよい。例えば、ｎ次の階層のみを復号する際において、ｎ−１次以下の階層にサンプル点が存在する場合は、ｎ次階層のボクセルの中心にサンプル点が存在するとみなして復号できる。
【００４９】
また、符号化装置は、点群データを、距離センサ、ステレオカメラ、単眼カメラ、ジャイロ、又は慣性センサなどを用いて取得する。
【００５０】
スペースは、動画像の符号化と同様に、単独で復号可能なイントラ・スペース（Ｉ−ＳＰＣ）、単方向の参照のみ可能なプレディクティブ・スペース（Ｐ−ＳＰＣ）、及び、双方向の参照が可能なバイディレクショナル・スペース（Ｂ−ＳＰＣ）を含む少なくとも３つの予測構造のいずれかに分類される。また、スペースは復号時刻と表示時刻との２種類の時刻情報を有する。
【００５１】
また、図１に示すように、複数のスペースを含む処理単位として、ランダムアクセス単位であるＧＯＳ（Ｇｒｏｕｐ  Ｏｆ  Ｓｐａｃｅ）が存在する。さらに、複数のＧＯＳを含む処理単位としてワールド（ＷＬＤ）が存在する。
【００５２】
ワールドが占める空間領域は、ＧＰＳ又は緯度及び経度情報などにより、地球上の絶対位置と対応付けられる。この位置情報はメタ情報として格納される。なお、メタ情報は、符号化データに含まれてもよいし、符号化データとは別に伝送されてもよい。
【００５３】
また、ＧＯＳ内では、全てのＳＰＣが三次元的に隣接してもよいし、他のＳＰＣと三次元的に隣接しないＳＰＣが存在してもよい。
【００５４】
なお、以下では、ＧＯＳ、ＳＰＣ又はＶＬＭ等の処理単位に含まれる三次元データに対する、符号化、復号又は参照等の処理を、単に、処理単位を符号化、復号又は参照する等とも記す。また、処理単位に含まれる三次元データは、例えば、三次元座標等の空間位置と、色情報等の特性値との少なくとも一つの組を含む。
【００５５】
次に、ＧＯＳにおけるＳＰＣの予測構造について説明する。同一ＧＯＳ内の複数のＳＰＣ、又は、同一ＳＰＣ内の複数のＶＬＭは、互いに異なる空間を占めるが、同じ時刻情報（復号時刻及び表示時刻）を持つ。
【００５６】
また、ＧＯＳ内で復号順で先頭となるＳＰＣはＩ−ＳＰＣである。また、ＧＯＳにはクローズドＧＯＳとオープンＧＯＳとの２種類が存在する。クローズドＧＯＳは、先頭Ｉ−ＳＰＣから復号開始する際に、ＧＯＳ内の全てのＳＰＣを復号できるＧＯＳである。オープンＧＯＳでは、ＧＯＳ内で先頭Ｉ−ＳＰＣよりも表示時刻が前となる一部のＳＰＣは異なるＧＯＳを参照しており、当該ＧＯＳのみで復号を行うことができない。
【００５７】
なお、地図情報などの符号化データでは、ＷＬＤを符号化順とは逆方向から復号することがあり、ＧＯＳ間に依存性があると逆方向再生が困難である。よって、このような場合には、基本的にはクローズドＧＯＳが用いられる。
【００５８】
また、ＧＯＳは、高さ方向にレイヤ構造を有し、下のレイヤのＳＰＣから順に符号化又は復号が行われる。
【００５９】
図２はＧＯＳの最下層レイヤに属するＳＰＣ間の予測構造の一例を示す図である。図３はレイヤ間の予測構造の一例を示す図である。
【００６０】
ＧＯＳ内には１つ以上のＩ−ＳＰＣが存在する。三次元空間内には、ヒト、動物、車、自転車、信号、又はランドマークとなる建物などのオブジェクトが存在するが、特にサイズが小さいオブジェクトはＩ−ＳＰＣとして符号化すると有効である。例えば、三次元データ復号装置（以下、復号装置とも記す）は、ＧＯＳを低処理量又は高速に復号する際には、ＧＯＳ内のＩ−ＳＰＣのみを復号する。
【００６１】
また、符号化装置は、ＷＬＤ内のオブジェクトの粗密さに応じてＩ−ＳＰＣの符号化間隔又は出現頻度を切替えてもよい。
【００６２】
また、図３に示す構成において、符号化装置又は復号装置は、複数のレイヤを下層（レイヤ１）から順に符号化又は復号する。これにより、例えば自動走行車などにとってより情報量の多い地面付近のデータの優先度を上げることができる。
【００６３】
なお、ドローンなどで用いられる符号化データでは、ＧＯＳ内において高さ方向で上のレイヤのＳＰＣから順に符号化又は復号してもよい。
【００６４】
また、符号化装置又は復号装置は、復号装置が荒くＧＯＳを把握でき、徐々に解像度を上げるようにできるように、複数のレイヤを符号化又は復号してもよい。例えば、符号化装置又は復号装置は、レイヤ３、８、１、９…の順に符号化又は復号してもよい。
【００６５】
次に、静的オブジェクト及び動的オブジェクトの扱い方について説明する。
【００６６】
三次元空間には、建物又は道路など静的なオブジェクト又はシーン（以降、まとめて静的オブジェクトと呼ぶ）と、車又はヒトなどの動的なオブジェクト（以降、動的オブジェクトと呼ぶ）とが存在する。オブジェクトの検出は、ポイントクラウドのデータ、又は、ステレオカメラなどのカメラ映像などから特徴点を抽出するなどして、別途行われる。ここでは、動的オブジェクトの符号化方法の例について説明する。
【００６７】
第１方法は、静的オブジェクトと動的オブジェクトとを区別せずに符号化する方法である。第２方法は、静的オブジェクトと動的オブジェクトとを識別情報により区別する方法である。
【００６８】
例えば、ＧＯＳが識別単位として用いられる。この場合、静的オブジェクトを構成するＳＰＣを含むＧＯＳと、動的オブジェクトを構成するＳＰＣを含むＧＯＳとが、符号化データ内、又は符号化データとは別途格納される識別情報により区別される。
【００６９】
または、ＳＰＣが識別単位として用いられてもよい。この場合、静的オブジェクトを構成するＶＬＭを含むＳＰＣと、動的オブジェクトを構成するＶＬＭを含むＳＰＣとが、上記識別情報により区別される。
【００７０】
または、ＶＬＭ或いはＶＸＬが識別単位として用いられてもよい。この場合、静的オブジェクトを含むＶＬＭ又はＶＸＬと、動的オブジェクトを含むＶＬＭ又はＶＸＬとが上記識別情報により区別される。
【００７１】
また、符号化装置は、動的オブジェクトを１以上のＶＬＭ又はＳＰＣとして符号化し、静的オブジェクトを含むＶＬＭ又はＳＰＣと、動的オブジェクトを含むＳＰＣとを、互いに異なるＧＯＳとして符号化してもよい。また、符号化装置は、動的オブジェクトのサイズに応じてＧＯＳのサイズが可変となる場合には、ＧＯＳのサイズをメタ情報として別途格納する。
【００７２】
また、符号化装置は、静的オブジェクトと動的オブジェクトとを互いに独立に符号化し、静的オブジェクトから構成されるワールドに対して、動的オブジェクトを重畳してもよい。このとき、動的オブジェクトは１以上のＳＰＣから構成され、各ＳＰＣは、当該ＳＰＣが重畳される静的オブジェクトを構成する１以上のＳＰＣに対応付けられる。なお、動的オブジェクトをＳＰＣではなく、１以上のＶＬＭ又はＶＸＬにより表現してもよい。
【００７３】
また、符号化装置は、静的オブジェクトと動的オブジェクトとを互いに異なるストリームとして符号化してもよい。
【００７４】
また、符号化装置は、動的オブジェクトを構成する１以上のＳＰＣを含むＧＯＳを生成してもよい。さらに、符号化装置は、動的オブジェクトを含むＧＯＳ（ＧＯＳ＿Ｍ）と、ＧＯＳ＿Ｍの空間領域に対応する静的オブジェクトのＧＯＳとを同一サイズ（同一の空間領域を占める）に設定してもよい。これにより、ＧＯＳ単位で重畳処理を行うことができる。
【００７５】
動的オブジェクトを構成するＰ−ＳＰＣ又はＢ−ＳＰＣは、符号化済みの異なるＧＯＳに含まれるＳＰＣを参照してもよい。動的オブジェクトの位置が時間的に変化し、同一の動的オブジェクトが異なる時刻のＧＯＳとして符号化されるケースでは、ＧＯＳを跨いだ参照が圧縮率の観点から有効となる。
【００７６】
また、符号化データの用途に応じて、上記の第１方法と第２方法とを切替えてもよい。例えば、符号化三次元データを地図として用いる場合は、動的オブジェクトを分離できることが望ましいため、符号化装置は、第２方法を用いる。一方、符号化装置は、コンサート又はスポーツなどのイベントの三次元データを符号化する場合に、動的オブジェクトを分離する必要がなければ、第１方法を用いる。
【００７７】
また、ＧＯＳ又はＳＰＣの復号時刻と表示時刻とは符号化データ内、又はメタ情報として格納できる。また、静的オブジェクトの時刻情報は全て同一としてもよい。このとき、実際の復号時刻と表示時刻は、復号装置が決定するものとしてもよい。あるいは、復号時刻として、ＧＯＳ、あるいは、ＳＰＣ毎に異なる値が付与され、表示時刻として全て同一の値が付与されてもよい。さらに、ＨＥＶＣのＨＲＤ（Ｈｙｐｏｔｈｅｔｉｃａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｅｃｏｄｅｒ）など動画像符号化におけるデコーダモデルのように、デコーダが所定のサイズのバッファを有し、復号時刻に従って所定のビットレートでビットストリームを読み込めば破綻なく復号できることを保証するモデルを導入してもよい。
【００７８】
次に、ワールド内におけるＧＯＳの配置について説明する。ワールドにおける三次元空間の座標は、互いに直交する３本の座標軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）により表現される。ＧＯＳの符号化順に所定のルールを設けることで、空間的に隣接するＧＯＳが符号化データ内で連続するように符号化を行える。例えば、図４に示す例では、ｘｚ平面内のＧＯＳを連続的に符号化する。あるｘｚ平面内の全てのＧＯＳの符号化終了後にｙ軸の値を更新する。すなわち、符号化が進むにつれて、ワールドはｙ軸方向に伸びていく。また、ＧＯＳのインデックス番号は符号化順に設定される。
【００７９】
ここで、ワールドの三次元空間は、ＧＰＳ、或いは緯度及び経度などの地理的な絶対座標と１対１に対応付けておく。或いは、予め設定した基準位置からの相対位置により三次元空間が表現されてもよい。三次元空間のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の方向は、緯度及び経度などに基づいて決定される方向ベクトルとして表現され、当該方向ベクトルはメタ情報として符号化データと共に格納される。
【００８０】
また、ＧＯＳのサイズは固定とし、符号化装置は、当該サイズをメタ情報として格納する。また、ＧＯＳのサイズは、例えば、都市部か否か、又は、室内か外かなどに応じて切替えられてもよい。つまり、ＧＯＳのサイズは、情報としての価値があるオブジェクトの量又は性質に応じて切替えられてもよい。あるいは、符号化装置は、同一ワールド内において、オブジェクトの密度などに応じて、ＧＯＳのサイズ、又は、ＧＯＳ内のＩ−ＳＰＣの間隔を適応的に切替えてもよい。例えば、符号化装置は、オブジェクトの密度が高いほど、ＧＯＳのサイズを小さくし、ＧＯＳ内のＩ−ＳＰＣの間隔を短くする。
【００８１】
図５の例では、３番目から１０番目のＧＯＳの領域では、オブジェクトの密度が高いため、細かい粒度でのランダムアクセスを実現するために、ＧＯＳが細分化されている。なお、７番目から１０番目のＧＯＳは、それぞれ、３番目から６番目のＧＯＳの裏側に存在する。
【００８２】
次に、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置の構成及び動作の流れを説明する。図６は、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置１００のブロック図である。図７は、三次元データ符号化装置１００の動作例を示すフローチャートである。
【００８３】
図６に示す三次元データ符号化装置１００は、三次元データ１１１を符号化することで符号化三次元データ１１２を生成する。この三次元データ符号化装置１００は、取得部１０１と、符号化領域決定部１０２と、分割部１０３と、符号化部１０４とを備える。
【００８４】
図７に示すように、まず、取得部１０１は、点群データである三次元データ１１１を取得する（Ｓ１０１）。
【００８５】
次に、符号化領域決定部１０２は、取得した点群データに対応する空間領域のうち、符号化対象の領域を決定する（Ｓ１０２）。例えば、符号化領域決定部１０２は、ユーザ又は車両の位置に応じて、当該位置の周辺の空間領域を符号化対象の領域に決定する。
【００８６】
次に、分割部１０３は、符号化対象の領域に含まれる点群データを、各処理単位に分割する。ここで処理単位とは、上述したＧＯＳ及びＳＰＣ等である。また、この符号化対象の領域は、例えば、上述したワールドに対応する。具体的には、分割部１０３は、予め設定したＧＯＳのサイズ、又は、動的オブジェクトの有無或いはサイズに基づいて、点群データを処理単位に分割する（Ｓ１０３）。また、分割部１０３は、各ＧＯＳにおいて符号化順で先頭となるＳＰＣの開始位置を決定する。
【００８７】
次に、符号化部１０４は、各ＧＯＳ内の複数のＳＰＣを順次符号化することで符号化三次元データ１１２を生成する（Ｓ１０４）。
【００８８】
なお、ここでは、符号化対象の領域をＧＯＳ及びＳＰＣに分割した後に、各ＧＯＳを符号化する例を示したが、処理の手順は上記に限らない。例えば、一つのＧＯＳの構成を決定した後にそのＧＯＳを符号化し、その後、次のＧＯＳの構成を決定する等の手順を用いてもよい。
【００８９】
このように、三次元データ符号化装置１００は、三次元データ１１１を符号化することで符号化三次元データ１１２を生成する。具体的には、三次元データ符号化装置１００は、三次元データを、ランダムアクセス単位であって、各々が三次元座標に対応付けられている第１処理単位（ＧＯＳ）に分割し、第１処理単位（ＧＯＳ）を複数の第２処理単位（ＳＰＣ）に分割し、第２処理単位（ＳＰＣ）を複数の第３処理単位（ＶＬＭ）に分割する。また、第３処理単位（ＶＬＭ）は、位置情報が対応付けられる最小単位である１以上のボクセル（ＶＸＬ）を含む。
【００９０】
次に、三次元データ符号化装置１００は、複数の第１処理単位（ＧＯＳ）の各々を符号化することで符号化三次元データ１１２を生成する。具体的には、三次元データ符号化装置１００は、各第１処理単位（ＧＯＳ）において、複数の第２処理単位（ＳＰＣ）の各々を符号化する。また、三次元データ符号化装置１００は、各第２処理単位（ＳＰＣ）において、複数の第３処理単位（ＶＬＭ）の各々を符号化する。
【００９１】
例えば、三次元データ符号化装置１００は、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）がクローズドＧＯＳである場合には、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）に含まれる処理対象の第２処理単位（ＳＰＣ）を、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）に含まれる他の第２処理単位（ＳＰＣ）を参照して符号化する。つまり、三次元データ符号化装置１００は、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）とは異なる第１処理単位（ＧＯＳ）に含まれる第２処理単位（ＳＰＣ）を参照しない。
【００９２】
一方、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）がオープンＧＯＳである場合には、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）に含まれる処理対象の第２処理単位（ＳＰＣ）を、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）に含まれる他の第２処理単位（ＳＰＣ）、又は、処理対象の第１処理単位（ＧＯＳ）とは異なる第１処理単位（ＧＯＳ）に含まれる第２処理単位（ＳＰＣ）を参照して符号化する。
【００９３】
また、三次元データ符号化装置１００は、処理対象の第２処理単位（ＳＰＣ）のタイプとして、他の第２処理単位（ＳＰＣ）を参照しない第１タイプ（Ｉ−ＳＰＣ）、他の一つの第２処理単位（ＳＰＣ）を参照する第２タイプ（Ｐ−ＳＰＣ）、及び他の二つの第２処理単位（ＳＰＣ）を参照する第３タイプのうちいずれかを選択し、選択したタイプに従い処理対象の第２処理単位（ＳＰＣ）を符号化する。
【００９４】
次に、本実施の形態に係る三次元データ復号装置の構成及び動作の流れを説明する。図８は、本実施の形態に係る三次元データ復号装置２００のブロックのブロック図である。図９は、三次元データ復号装置２００の動作例を示すフローチャートである。
【００９５】
図８に示す三次元データ復号装置２００は、符号化三次元データ２１１を復号することで復号三次元データ２１２を生成する。ここで、符号化三次元データ２１１は、例えば、三次元データ符号化装置１００で生成された符号化三次元データ１１２である。この三次元データ復号装置２００は、取得部２０１と、復号開始ＧＯＳ決定部２０２と、復号ＳＰＣ決定部２０３と、復号部２０４とを備える。
【００９６】
まず、取得部２０１は、符号化三次元データ２１１を取得する（Ｓ２０１）。次に、復号開始ＧＯＳ決定部２０２は、復号対象のＧＯＳに決定する（Ｓ２０２）。具体的には、復号開始ＧＯＳ決定部２０２は、符号化三次元データ２１１内、又は符号化三次元データとは別に格納されたメタ情報を参照して、復号を開始する空間位置、オブジェクト、又は、時刻に対応するＳＰＣを含むＧＯＳを復号対象のＧＯＳに決定する。
【００９７】
次に、復号ＳＰＣ決定部２０３は、ＧＯＳ内で復号するＳＰＣのタイプ（Ｉ、Ｐ、Ｂ）を決定する（Ｓ２０３）。例えば、復号ＳＰＣ決定部２０３は、（１）Ｉ−ＳＰＣのみを復号するか、（２）Ｉ−ＳＰＣ及びＰ−ＳＰＣを復号するか、（３）全てのタイプを復号するかを決定する。なお、全てのＳＰＣを復号するなど、予め復号するＳＰＣのタイプが決定している場合は、本ステップは行われなくてもよい。
【００９８】
次に、復号部２０４は、ＧＯＳ内で復号順（符号化順と同一）で先頭となるＳＰＣが符号化三次元データ２１１内で開始するアドレス位置を取得し、当該アドレス位置から先頭ＳＰＣの符号化データを取得し、当該先頭ＳＰＣから順に各ＳＰＣを順次復号する（Ｓ２０４）。なお、上記アドレス位置は、メタ情報等に格納されている。
【００９９】
このように、三次元データ復号装置２００は、復号三次元データ２１２を復号する。具体的には、三次元データ復号装置２００は、ランダムアクセス単位であって、各々が三次元座標に対応付けられている第１処理単位（ＧＯＳ）の符号化三次元データ２１１の各々を復号することで第１処理単位（ＧＯＳ）の復号三次元データ２１２を生成する。より具体的には、三次元データ復号装置２００は、各第１処理単位（ＧＯＳ）において、複数の第２処理単位（ＳＰＣ）の各々を復号する。また、三次元データ復号装置２００は、各第２処理単位（ＳＰＣ）において、複数の第３処理単位（ＶＬＭ）の各々を復号する。
【０１００】
以下、ランダムアクセス用のメタ情報について説明する。このメタ情報は、三次元データ符号化装置１００で生成され、符号化三次元データ１１２（２１１）に含まれる。
【０１０１】
従来の二次元の動画像におけるランダムアクセスでは、指定した時刻の近傍となるランダムアクセス単位の先頭フレームから復号を開始していた。一方、ワールドにおいては、時刻に加えて、空間（座標又はオブジェクトなど）に対するランダムアクセスが想定される。
【０１０２】
そこで、少なくとも座標、オブジェクト、及び時刻の３つの要素へのランダムアクセスを実現するために、各要素とＧＯＳのインデックス番号とを対応付けるテーブルを用意する。さらに、ＧＯＳのインデックス番号とＧＯＳの先頭となるＩ−ＳＰＣのアドレスを対応付ける。図１０は、メタ情報に含まれるテーブルの一例を示す図である。なお、図１０に示す全てのテーブルが用いられる必要はなく、少なくとも一つのテーブルが用いられればよい。
【０１０３】
以下、一例として、座標を起点とするランダムアクセスについて説明する。座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）にアクセスする際には、まず、座標−ＧＯＳテーブルを参照して、座標が（ｘ２、ｙ２、ｚ２）である地点は２番目のＧＯＳに含まれることが分かる。次に、ＧＯＳアドレステーブルを参照し、２番目のＧＯＳにおける先頭のＩ−ＳＰＣのアドレスがａｄｄｒ（２）であることが分かるため、復号部２０４は、このアドレスからデータを取得して復号を開始する。
【０１０４】
なお、アドレスは、論理フォーマットにおけるアドレスであっても、ＨＤＤ又はメモリの物理アドレスであってもよい。また、アドレスの代わりにファイルセグメントを特定する情報が用いられてもよい。例えば、ファイルセグメントは、１つ以上のＧＯＳなどをセグメント化した単位である。
【０１０５】
また、オブジェクトが複数のＧＯＳに跨る場合には、オブジェクト−ＧＯＳテーブルにおいて、オブジェクトが属するＧＯＳを複数示してもよい。当該複数のＧＯＳがクローズドＧＯＳであれば、符号化装置及び復号装置は、並列に符号化又は復号を行うことができる。一方、当該複数のＧＯＳがオープンＧＯＳであれば、複数のＧＯＳが互いに参照しあうことでより圧縮効率を高めることができる。
【０１０６】
オブジェクトの例としては、ヒト、動物、車、自転車、信号、又はランドマークとなる建物などがある。例えば、三次元データ符号化装置１００は、ワールドの符号化時に三次元のポイントクラウドなどからオブジェクトに特有の特徴点を抽出し、当該特徴点に基づきオブジェクトを検出し、検出したオブジェクトをランダムアクセスポイントとして設定できる。
【０１０７】
このように、三次元データ符号化装置１００は、複数の第１処理単位（ＧＯＳ）と、複数の第１処理単位（ＧＯＳ）の各々に対応付けられている三次元座標とを示す第１情報を生成する。また、符号化三次元データ１１２（２１１）は、この第１情報を含む。また、第１情報は、さらに、複数の第１処理単位（ＧＯＳ）の各々に対応付けられている、オブジェクト、時刻及びデータ格納先のうち少なくとも一つを示す。
【０１０８】
三次元データ復号装置２００は、符号化三次元データ２１１から第１情報を取得し、第１情報を用いて、指定された三次元座標、オブジェクト又は時刻に対応する第１処理単位の符号化三次元データ２１１を特定し、当該符号化三次元データ２１１を復号する。
【０１０９】
以下、その他のメタ情報の例について説明する。ランダムアクセス用のメタ情報の他に、三次元データ符号化装置１００は、以下のようなメタ情報を生成及び格納してもよい。また、三次元データ復号装置２００は、このメタ情報を復号時に利用してもよい。
【０１１０】
三次元データを地図情報として用いる場合などには、用途に応じてプロファイルが規定され、当該プロファイルを示す情報がメタ情報に含まれてもよい。例えば、市街地或いは郊外向け、又は、飛行物体向けのプロファイルが規定され、それぞれにおいてワールド、ＳＰＣ又はＶＬＭの最大又は最小サイズなどが定義される。例えば、市街地向けでは、郊外向けよりも詳細な情報が必要なため、ＶＬＭの最小サイズが小さく設定される。
【０１１１】
メタ情報は、オブジェクトの種類を示すタグ値を含んでもよい。このタグ値はオブジェクトを構成するＶＬＭ、ＳＰＣ、又はＧＯＳと対応付けられる。例えば、タグ値「０」は「人」を示し、タグ値「１」は「車」を示し、タグ値「２」は「信号機」を示す、などオブジェクトの種類ごとにタグ値が設定されてもよい。または、オブジェクトの種類が判定しにくい又は判定する必要がない場合はサイズ、又は、動的オブジェクトか静的オブジェクトかなどの性質を示すタグ値が用いられてもよい。
【０１１２】
また、メタ情報は、ワールドが占める空間領域の範囲を示す情報を含んでもよい。
【０１１３】
また、メタ情報は、符号化データのストリーム全体、又は、ＧＯＳ内のＳＰＣなど、複数のＳＰＣに共通のヘッダ情報として、ＳＰＣ又はＶＸＬのサイズを格納してもよい。
【０１１４】
また、メタ情報は、ポイントクラウドの生成に用いた距離センサ或いはカメラなどの識別情報、又は、ポイントクラウド内の点群の位置精度を示す情報を含んでもよい。
【０１１５】
また、メタ情報は、ワールドが静的オブジェクトのみから構成されるか、動的オブジェクトを含むかを示す情報を含んでもよい。
【０１１６】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。
【０１１７】
符号化装置又は復号装置は、互いに異なる２以上のＳＰＣ又はＧＯＳを並列で符号化又は復号してもよい。並列で符号化又は復号するＧＯＳは、ＧＯＳの空間位置を示すメタ情報などに基づいて決定できる。
【０１１８】
三次元データを車又は飛行物体などが移動する際の空間地図として用いる、又はこのような空間地図を生成するケースなどでは、符号化装置又は復号装置は、ＧＰＳ、経路情報、又はズーム倍率などに基づいて特定される空間に含まれるＧＯＳ又はＳＰＣを符号化又は復号してもよい。
【０１１９】
また、復号装置は、自己位置又は走行経路に近い空間から順に復号を行ってもよい。符号化装置又は復号装置は、自己位置又は走行経路から遠い空間を、近い空間に比べて優先度を落として符号化又は復号してもよい。ここで、優先度を落とすとは、処理順を下げる、解像度を下げる（間引いて処理する）、又は、画質を下げる（符号化効率を上げる。例えば、量子化ステップを大きくする。）等である。
【０１２０】
また、復号装置は、空間内で階層的に符号化されている符号化データを復号する際は、低階層のみを復号してもよい。
【０１２１】
また、復号装置は、地図のズーム倍率又は用途に応じて、低階層から優先的に復号してもよい。
【０１２２】
また、車又はロボットの自律走行時に行う自己位置推定又は物体認識などの用途では、符号化装置又は復号装置は、路面から特定高さ以内の領域（認識を行う領域）以外は解像度を落として符号化又は復号を行ってもよい。
【０１２３】
また、符号化装置は、室内と室外との空間形状を表現するポイントクラウドをそれぞれ個別に符号化してもよい。例えば、室内を表現するＧＯＳ（室内ＧＯＳ）と室外を表現するＧＯＳ（室外ＧＯＳ）とを分けることで、復号装置は、符号化データを利用する際に、視点位置に応じて復号するＧＯＳを選択できる。
【０１２４】
また、符号化装置は、座標が近い室内ＧＯＳと室外ＧＯＳとを、符号化ストリーム内で隣接するように符号化してもよい。例えば、符号化装置は、両者の識別子を対応付け、符号化ストリーム内、又は別途格納されるメタ情報内に対応付けた識別子を示す情報を格納する。これにより、復号装置は、メタ情報内の情報を参照して、座標が近い室内ＧＯＳと室外ＧＯＳとを識別できる。
【０１２５】
また、符号化装置は、室内ＧＯＳと室外ＧＯＳとで、ＧＯＳ又はＳＰＣのサイズを切替えてもよい。例えば、符号化装置は、室内では室外に比べてＧＯＳのサイズを小さく設定する。また、符号化装置は、室内ＧＯＳと室外ＧＯＳとで、ポイントクラウドから特徴点を抽出する際の精度、又はオブジェクト検出の精度などを変更してもよい。
【０１２６】
また、符号化装置は、復号装置が動的オブジェクトを静的オブジェクトと区別して表示するための情報を符号化データに付加してもよい。これにより、復号装置は、動的オブジェクトと赤枠又は説明用の文字などとを合わせて表示できる。なお、復号装置は、動的オブジェクトの代わりに赤枠又は説明用の文字のみを表示してもよい。また、復号装置は、より細かいオブジェクト種別を表示してもよい。例えば、車には赤枠が用いられ、ヒトには黄色枠が用いられてもよい。
【０１２７】
また、符号化装置又は復号装置は、動的オブジェクトの出現頻度、又は、静的オブジェクトと動的オブジェクトとの割合などに応じて、動的オブジェクトと静的オブジェクトとを異なるＳＰＣ又はＧＯＳとして符号化又は復号するかどうかを決定してもよい。例えば、動的オブジェクトの出現頻度又は割合が閾値を超える場合には、動的オブジェクトと静的オブジェクトとが混在するＳＰＣ又はＧＯＳが許容され、動的オブジェクトの出現頻度又は割合が閾値を超えない場合には、動的オブジェクトと静的オブジェクトとが混在するＳＰＣ又はＧＯＳが許容されない。
【０１２８】
動的オブジェクトをポイントクラウドではなく、カメラの二次元画像情報から検出する際には、符号化装置は、検出結果を識別するための情報（枠又は文字など）とオブジェクト位置とを別途取得し、これらの情報を三次元の符号化データの一部として符号化してもよい。この場合、復号装置は、静的オブジェクトの復号結果に対して、動的オブジェクトを示す補助情報（枠又は文字）を重畳して表示する。
【０１２９】
また、符号化装置は、静的オブジェクトの形状の複雑さなどに応じて、ＳＰＣにおけるＶＸＬ又はＶＬＭの粗密さを変更してもよい。例えば、符号化装置は、静的オブジェクトの形状が複雑なほど、ＶＸＬ又はＶＬＭを密に設定する。さらに、符号化装置は、空間位置又は色情報を量子化する際の量子化ステップなどをＶＸＬ又はＶＬＭの粗密さに応じて決定してもよい。例えば、符号化装置は、ＶＸＬ又はＶＬＭが密なほど量子化ステップを小さく設定する。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態に係る符号化装置又は復号装置は、座標情報を有するスペース単位で空間の符号化又は復号を行う。
【０１３１】
また、符号化装置及び復号装置は、スペース内において、ボリューム単位で符号化又は復号を行う。ボリュームは、位置情報が対応付けられる最小単位であるボクセルを含む。
【０１３２】
また、符号化装置及び復号装置は、座標、オブジェクト、及び時間等を含む空間情報の各要素とＧＯＰとを対応付けたテーブル、又は各要素間を対応付けたテーブルにより任意の要素間を対応付けて符号化又は復号を行う。また、復号装置は、選択された要素の値を用いて座標を判定し、座標からボリューム、ボクセル又はスペースを特定し、当該ボリューム又はボクセルを含むスペース、又は特定されたスペースを復号する。
【０１３３】
また、符号化装置は、特徴点抽出又はオブジェクト認識により、要素により選択可能なボリューム、ボクセル又はスペースを判定し、ランダムアクセス可能なボリューム、ボクセル又はスペースとして符号化する。
【０１３４】
スペースは、当該スペース単体で符号化又は復号可能なＩ−ＳＰＣと、任意の１つの処理済みスペースを参照して符号化又は復号されるＰ−ＳＰＣと、任意の二つの処理済みスペースを参照して符号化又は復号されるＢ−ＳＰＣとの３種類のタイプに分類される。
【０１３５】
１以上のボリュームが、静的オブジェクト又は動的なオブジェクトに対応する。静的オブジェクトを含むスペースと動的オブジェクトを含むスペースとは互いに異なるＧＯＳとして符号化又は復号される。つまり、静的オブジェクトを含むＳＰＣと、動的オブジェクトを含むＳＰＣとが異なるＧＯＳに割り当てられる。
【０１３６】
動的オブジェクトはオブジェクトごとに符号化又は復号され、静的オブジェクトを含む１以上のスペースに対応付けられる。つまり、複数の動的オブジェクトは個別に符号化され、得られた複数の動的オブジェクトの符号化データは、静的オブジェクトを含むＳＰＣに対応付けられる。
【０１３７】
符号化装置及び復号装置は、ＧＯＳ内のＩ−ＳＰＣの優先度を上げて、符号化又は復号を行う。例えば、符号化装置は、Ｉ−ＳＰＣの劣化が少なくなるように（復号後に元の三次元データがより忠実に再現されるように）符号化を行う。また、復号装置は、例えば、Ｉ−ＳＰＣのみを復号する。
【０１３８】
符号化装置は、ワールド内のオブジェクトの疎密さ又は数（量）に応じてＩ−ＳＰＣを用いる頻度を変えて符号化を行ってもよい。つまり、符号化装置は、三次元データに含まれるオブジェクトの数又は粗密さに応じて、Ｉ−ＳＰＣを選択する頻度を変更する。例えば、符号化装置は、ワールド内のオブジェクトが密であるほどＩスペースを用いる頻度を上げる。
【０１３９】
また、符号化装置は、ランダムアクセスポイントをＧＯＳ単位で設定し、ＧＯＳに対応する空間領域を示す情報をヘッダ情報に格納する。
【０１４０】
符号化装置は、ＧＯＳの空間サイズとして、例えば、デフォルト値を使用する。なお、符号化装置は、オブジェクト又は動的オブジェクトの数（量）又は粗密さに応じてＧＯＳのサイズを変更してもよい。例えば、符号化装置は、オブジェクト或いは動的オブジェクトが密なほど、又は数が多いほど、ＧＯＳの空間サイズを小さくする。
【０１４１】
また、スペース又はボリュームは、デプスセンサ、ジャイロ、又はカメラ等のセンサで得られた情報を用いて導出された特徴点群を含む。特徴点の座標はボクセルの中心位置に設定される。また、ボクセルの細分化により位置情報の高精度化を実現できる。
【０１４２】
特徴点群は、複数のピクチャを用いて導出される。複数のピクチャは、実際の時刻情報と、スペースに対応付けられた複数のピクチャで同一の時刻情報（例えば、レート制御等に用いられる符号化時刻）との少なくとも２種類の時刻情報を有する。
【０１４３】
また、１以上のスペースを含むＧＯＳ単位で符号化又は復号が行われる。
【０１４４】
符号化装置及び復号装置は、処理済みのＧＯＳ内のスペースを参照して、処理対象のＧＯＳ内のＰスペース又はＢスペースの予測を行う。
【０１４５】
または、符号化装置及び復号装置は、異なるＧＯＳを参照せず、処理対象のＧＯＳ内の処理済スペースを用いて処理対象のＧＯＳ内のＰスペース又はＢスペースの予測を行う。
【０１４６】
また、符号化装置及び復号装置は、１以上のＧＯＳを含むワールド単位で符号化ストリームを送信又は受信する。
【０１４７】
また、ＧＯＳは少なくともワールド内で１方向にレイヤ構造を持ち、符号化装置及び復号装置は、下位レイヤから符号化又は復号を行う。例えば、ランダムアクセス可能なＧＯＳは最下位レイヤに属する。上位レイヤに属するＧＯＳは同一レイヤ以下に属するＧＯＳを参照する。つまり、ＧＯＳは、予め定められた方向に空間分割され、各々が１以上のＳＰＣを含む複数のレイヤを含む。符号化装置及び復号装置は、各ＳＰＣを、当該ＳＰＣと同一レイヤ又は当該ＳＰＣより下層のレイヤに含まれるＳＰＣを参照して符号化又は復号する。
【０１４８】
また、符号化装置及び復号装置は、複数のＧＯＳを含むワールド単位内で、連続してＧＯＳを符号化又は復号する。符号化装置及び復号装置は、符号化又は復号の順序（方向）を示す情報をメタデータとして書き込む又は読み出す。つまり、符号化データは、複数のＧＯＳの符号化順を示す情報を含む。
【０１４９】
また、符号化装置及び復号装置は、互いに異なる２以上のスペース又はＧＯＳを並列で符号化又は復号する。
【０１５０】
また、符号化装置及び復号装置は、スペース又はＧＯＳの空間情報（座標、サイズ等）を符号化又は復号する。
【０１５１】
また、符号化装置及び復号装置は、ＧＰＳ、経路情報、又は倍率など、自己の位置又は／及び領域サイズに関する外部情報に基づいて特定される特定空間に含まれるスペース又はＧＯＳを符号化又は復号する。
【０１５２】
符号化装置又は復号装置は、自己の位置から遠い空間は、近い空間に比べて優先度を落として符号化又は復号する。
【０１５３】
符号化装置は、倍率又は用途に応じて、ワールドのある１方向を設定し、当該方向にレイヤ構造を持つＧＯＳを符号化する。また、復号装置は、倍率又は用途に応じて設定されたワールドのある１方向にレイヤ構造を持つＧＯＳを、下位レイヤから優先的に復号する。
【０１５４】
符号化装置は、室内と室外とでスペースに含まれる特徴点抽出、オブジェクト認識の精度、又は空間領域サイズなどを変化させる。ただし、符号化装置及び復号装置は、座標が近い室内ＧＯＳと室外ＧＯＳとをワールド内で隣接して符号化又は復号し、これらの識別子も対応付けて符号化又は復号する。
【０１５５】
（実施の形態２）
ポイントクラウドの符号化データを実際の装置又はサービスにおいて使用する際には、ネットワーク帯域を抑制するために用途に応じて必要な情報を送受信することが望ましい。しかしながら、これまで、三次元データの符号化構造にはそのような機能が存在せず、そのための符号化方法も存在しなかった。
【０１５６】
本実施の形態では、三次元のポイントクラウドの符号化データにおいて用途に応じて必要な情報のみを送受信する機能を提供するための三次元データ符号化方法及び三次元データ符号化装置、並びに、当該符号化データを復号する三次元データ復号方法及び三次元データ復号装置について説明する。
【０１５７】
特徴量を一定以上持つボクセル（ＶＸＬ）を特徴ボクセル（ＦＶＸＬ）と定義し、ＦＶＸＬで構成されるワールド（ＷＬＤ）をスパースワールド（ＳＷＬＤ）と定義する。図１１は、スパースワールド及びワールドの構成例を示す図である。ＳＷＬＤには、ＦＶＸＬで構成されるＧＯＳであるＦＧＯＳと、ＦＶＸＬで構成されるＳＰＣであるＦＳＰＣと、ＦＶＸＬで構成されるＶＬＭであるＦＶＬＭと含まれる。ＦＧＯＳ、ＦＳＰＣ及びＦＶＬＭのデータ構造及び予測構造はＧＯＳ、ＳＰＣ及びＶＬＭと同様であっても構わない。
【０１５８】
特徴量とは、ＶＸＬの三次元位置情報、又はＶＸＬ位置の可視光情報を表現する特徴量であり、特に立体物のコーナー及びエッジ等で多く検出される特徴量である。具体的には、この特徴量は、下記のような三次元特徴量又は可視光の特徴量であるが、その他、ＶＸＬの位置、輝度、又は色情報などを表す特徴量であれば、どのようなものでも構わない。
【０１５９】
三次元特徴量として、ＳＨＯＴ特徴量（Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ  ｏｆ  ＯｒｉｅｎＴａｔｉｏｎｓ）、ＰＦＨ特徴量（Ｐｏｉｎｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ）、又はＰＰＦ特徴量（Ｐｏｉｎｔ  Ｐａｉｒ  Ｆｅａｔｕｒｅ）が用いられる。
【０１６０】
ＳＨＯＴ特徴量は、ＶＸＬ周辺を分割し、基準点と分割された領域の法線ベクトルとの内積を計算してヒストグラム化することで得られる。このＳＨＯＴ特徴量は、次元数が高く、特徴表現力が高いという特徴を有する。
【０１６１】
ＰＦＨ特徴量は、ＶＸＬ近傍の多数の２点組を選択し、その２点から法線ベクトル等を算出してヒストグラム化することで得られる。このＰＦＨ特徴量は、ヒストグラム特徴なので、多少の外乱に対してロバスト性を有し、特徴表現力も高いという特徴を有する。
【０１６２】
ＰＰＦ特徴量は、２点のＶＸＬ毎に法線ベクトル等を用いて算出される特徴量である。このＰＰＦ特徴量には、全ＶＸＬが使われるため、オクルージョンに対してロバスト性を有する。
【０１６３】
また、可視光の特徴量として、画像の輝度勾配情報等の情報を用いたＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＳＵＲＦ（Ｓｐｅｅｄｅｄ  Ｕｐ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ）、又はＨＯＧ（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ  ｏｆ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｇｒａｄｉｅｎｔｓ）等を用いることができる。
【０１６４】
ＳＷＬＤは、ＷＬＤの各ＶＸＬから上記特徴量を算出し、ＦＶＸＬを抽出することで生成される。ここで、ＳＷＬＤはＷＬＤが更新される度に更新しても構わないし、ＷＬＤの更新タイミングに関わらず、一定時間経過後に定期的に更新するようにしても構わない。
【０１６５】
ＳＷＬＤは特徴量毎に生成しても構わない。例えば、ＳＨＯＴ特徴量に基づくＳＷＬＤ１とＳＩＦＴ特徴量に基づくＳＷＬＤ２とのように、特徴量毎に別々のＳＷＬＤが生成され、用途に応じてＳＷＬＤを使い分けるようにしても構わない。また、算出した各ＦＶＸＬの特徴量を特徴量情報として各ＦＶＸＬに保持するようにしても構わない。
【０１６６】
次に、スパースワールド（ＳＷＬＤ）の利用方法について説明する。ＳＷＬＤは特徴ボクセル（ＦＶＸＬ）のみを含むため、全てのＶＸＬを含むＷＬＤと比べて一般的にデータサイズが小さい。
【０１６７】
特徴量を利用して何らかの目的を果たすアプリケーションにおいては、ＷＬＤの代わりにＳＷＬＤの情報を利用することで、ハードディスクからの読み出し時間、並びにネットワーク転送時の帯域及び転送時間を抑制することができる。例えば、地図情報として、ＷＬＤとＳＷＬＤとをサーバに保持しておき、クライアントからの要望に応じて、送信する地図情報をＷＬＤ又はＳＷＬＤに切り替えることにより、ネットワーク帯域及び転送時間を抑制することができる。以下、具体的な例を示す。
【０１６８】
図１２及び図１３は、ＳＷＬＤ及びＷＬＤの利用例を示す図である。図１２に示すように、車載装置であるクライアント１が自己位置判定用途として地図情報を必要な場合は、クライアント１はサーバに自己位置推定用の地図データの取得要望を送る（Ｓ３０１）。サーバは、当該取得要望に応じてＳＷＬＤをクライアント１に送信する（Ｓ３０２）。クライアント１は、受信したＳＷＬＤを用いて自己位置判定を行う（Ｓ３０３）。この際、クライアント１はレンジファインダなどの距離センサ、ステレオカメラ、又は複数の単眼カメラの組合せ等の様々な方法でクライアント１の周辺のＶＸＬ情報を取得し、得られたＶＸＬ情報とＳＷＬＤとから自己位置情報を推定する。ここで自己位置情報は、クライアント１の三次元位置情報及び向き等を含む。
【０１６９】
図１３に示すように、車載装置であるクライアント２が三次元地図等の地図描画の用途として地図情報が必要な場合は、クライアント２はサーバに地図描画用の地図データの取得要望を送る（Ｓ３１１）。サーバは、当該取得要望に応じてＷＬＤをクライアント２に送信する（Ｓ３１２）。クライアント２は、受信したＷＬＤを用いて地図描画を行う（Ｓ３１３）。この際、クライアント２は、例えば、自己が可視光カメラ等で撮影した画像と、サーバから取得したＷＬＤとを用いてレンダリング画像を作成し、作成した画像をカーナビ等の画面に描画する。
【０１７０】
上記のように、サーバは、自己位置推定のような各ＶＸＬの特徴量を主に必要とする用途ではＳＷＬＤをクライアントに送信し、地図描画のように詳細なＶＸＬ情報が必要な場合はＷＬＤをクライアントに送信する。これにより、地図データを効率よく送受信することが可能となる。
【０１７１】
なお、クライアントは、自分でＳＷＬＤとＷＬＤのどちらが必要かを判断し、サーバへＳＷＬＤ又はＷＬＤの送信を要求しても構わない。また、サーバは、クライアント又はネットワークの状況に合わせて、ＳＷＬＤかＷＬＤのどちらを送信すべきかを判断しても構わない。
【０１７２】
次に、スパースワールド（ＳＷＬＤ）とワールド（ＷＬＤ）との送受信を切り替える方法を説明する。
【０１７３】
ネットワーク帯域に応じてＷＬＤ又はＳＷＬＤを受信するかを切替えるようにしてもよい。図１４は、この場合の動作例を示す図である。例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）環境下等の使用できるネットワーク帯域が限られている低速ネットワークが用いられている場合には、クライアントは、低速ネットワーク経由でサーバにアクセスし（Ｓ３２１）、サーバから地図情報としてＳＷＬＤを取得する（Ｓ３２２）。一方、Ｗｉ‐Ｆｉ（登録商標）環境下等のネットワーク帯域に余裕がある高速ネットワークが用いられている場合には、クライアントは、高速ネットワーク経由でサーバにアクセスし（Ｓ３２３）、サーバからＷＬＤを取得する（Ｓ３２４）。これにより、クライアントは、当該クライアントのネットワーク帯域に応じて適切な地図情報を取得することができる。
【０１７４】
具体的には、クライアントは、屋外ではＬＴＥ経由でＳＷＬＤを受信し、施設等の屋内に入った場合はＷｉ‐Ｆｉ（登録商標）経由でＷＬＤを取得する。これにより、クライアントは、屋内のより詳細な地図情報を取得することが可能となる。
【０１７５】
このように、クライアントは、自身が用いるネットワークの帯域に応じてサーバにＷＬＤ又はＳＷＬＤを要求してもよい。または、クライアントは、自身が用いるネットワークの帯域を示す情報をサーバに送信し、サーバは当該情報に応じて当該クライアントに適したデータ（ＷＬＤ又はＳＷＬＤ）を送信してもよい。または、サーバは、クライアントのネットワーク帯域を判別し、当該クライアントに適したデータ（ＷＬＤ又はＳＷＬＤ）を送信してもよい。
【０１７６】
また、移動速度に応じてＷＬＤ又はＳＷＬＤを受信するかを切替えるようにしてもよい。図１５は、この場合の動作例を示す図である。例えば、クライアントが高速移動をしている場合は（Ｓ３３１）、クライアントはＳＷＬＤをサーバから受信する（Ｓ３３２）。一方、クライアントが低速移動をしている場合は（Ｓ３３３）、クライアントはＷＬＤをサーバから受信する（Ｓ３３４）。これにより、クライアントは、ネットワーク帯域を抑制しながら、速度に合った地図情報を取得することができる。具体的には、クライアントは、高速道路を走行中にはデータ量の少ないＳＷＬＤを受信することにより、大まかな地図情報を適切な速度で更新することができる。一方、クライアントは、一般道路を走行中にはＷＬＤを受信することにより、より詳細な地図情報を取得することが可能となる。
【０１７７】
このように、クライアントは、自身の移動速度に応じてサーバにＷＬＤ又はＳＷＬＤを要求してもよい。または、クライアントは、自身の移動速度を示す情報をサーバに送信し、サーバは当該情報に応じて当該クライアントに適したデータ（ＷＬＤ又はＳＷＬＤ）を送信してもよい。または、サーバは、クライアントの移動速度を判別し、当該クライアントに適したデータ（ＷＬＤ又はＳＷＬＤ）を送信してもよい。
【０１７８】
また、クライアントは、最初にＳＷＬＤをサーバより取得し、その中で重要な領域のＷＬＤを取得しても構わない。例えば、クライアントは、地図データを取得する際に、最初に大まかな地図情報をＳＷＬＤで取得し、そこから建物、標識、又は人物等の特徴が多く出現する領域を絞り込み、絞り込んだ領域のＷＬＤを後から取得する。これにより、クライアントは、サーバからの受信データ量を抑制しつつ、必要な領域の詳細な情報を取得することが可能となる。
【０１７９】
また、サーバは、ＷＬＤから物体毎に別々のＳＷＬＤを作成し、クライアントは、用途に合わせて、それぞれを受信してもよい。これにより、ネットワーク帯域を抑制できる。例えば、サーバは、ＷＬＤから予め人又は車を認識し、人のＳＷＬＤと車のＳＷＬＤを作成する。クライアントは、周囲の人の情報を取得したい場合には人のＳＷＬＤを、車の情報を取得したい場合には車のＳＷＬＤを受信する。また、このようなＳＷＬＤの種類はヘッダ等に付加された情報（フラグ又はタイプ等）によって区別するようにしても構わない。
【０１８０】
次に、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置（例えばサーバ）の構成及び動作の流れを説明する。図１６は、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置４００のブロック図である。図１７は、三次元データ符号化装置４００による三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【０１８１】
図１６に示す三次元データ符号化装置４００は、入力三次元データ４１１を符号化することで符号化ストリームである符号化三次元データ４１３及び４１４を生成する。ここで、符号化三次元データ４１３はＷＬＤに対応する符号化三次元データであり、符号化三次元データ４１４はＳＷＬＤに対応する符号化三次元データである。この三次元データ符号化装置４００は、取得部４０１と、符号化領域決定部４０２と、ＳＷＬＤ抽出部４０３と、ＷＬＤ符号化部４０４と、ＳＷＬＤ符号化部４０５とを備える。
【０１８２】
図１７に示すように、まず、取得部４０１は、三次元空間内の点群データである入力三次元データ４１１を取得する（Ｓ４０１）。
【０１８３】
次に、符号化領域決定部４０２は、点群データが存在する空間領域に基づいて、符号化対象の空間領域を決定する（Ｓ４０２）。
【０１８４】
次に、ＳＷＬＤ抽出部４０３は、符号化対象の空間領域をＷＬＤと定義し、ＷＬＤに含まれる各ＶＸＬから特徴量を算出する。そして、ＳＷＬＤ抽出部４０３は、特徴量が予め定められた閾値以上のＶＸＬを抽出し、抽出したＶＸＬをＦＶＸＬと定義し、当該ＦＶＸＬをＳＷＬＤへ追加することで、抽出三次元データ４１２を生成する（Ｓ４０３）。つまり、入力三次元データ４１１から特徴量が閾値以上の抽出三次元データ４１２が抽出される。
【０１８５】
次に、ＷＬＤ符号化部４０４は、ＷＬＤに対応する入力三次元データ４１１を符号化することでＷＬＤに対応する符号化三次元データ４１３を生成する（Ｓ４０４）。このとき、ＷＬＤ符号化部４０４は、符号化三次元データ４１３のヘッダに、当該符号化三次元データ４１３がＷＬＤを含むストリームであることを区別するための情報を付加する。
【０１８６】
また、ＳＷＬＤ符号化部４０５は、ＳＷＬＤに対応する抽出三次元データ４１２を符号化することでＳＷＬＤに対応する符号化三次元データ４１４を生成する（Ｓ４０５）。このとき、ＳＷＬＤ符号化部４０５は、符号化三次元データ４１４のヘッダに、当該符号化三次元データ４１４がＳＷＬＤを含むストリームであることを区別するための情報を付加する。
【０１８７】
なお、符号化三次元データ４１３を生成する処理と、符号化三次元データ４１４を生成する処理との処理順は上記と逆でもよい。また、これらの処理の一部又は全てが並列に行われてもよい。
【０１８８】
符号化三次元データ４１３及び４１４のヘッダに付与される情報として、例えば、「ｗｏｒｌｄ＿ｔｙｐｅ」というパラメータが定義される。ｗｏｒｌｄ＿ｔｙｐｅ＝０の場合はストリームがＷＬＤを含むことを表し、ｗｏｒｌｄ＿ｔｙｐｅ＝１の場合はストリームがＳＷＬＤを含むことを表す。更にその他の多数の種別を定義する場合には、ｗｏｒｌｄ＿ｔｙｐｅ＝２のように割り当てる数値を増やすようにしても構わない。また、符号化三次元データ４１３及び４１４の一方に特定のフラグが含まれてもよい。例えば、符号化三次元データ４１４に、当該ストリームがＳＷＬＤを含むことを含むフラグが付与されてもよい。この場合、復号装置は、フラグの有無によりＷＬＤを含むストリームか、ＳＷＬＤを含むストリームかを判別できる。
【０１８９】
また、ＷＬＤ符号化部４０４がＷＬＤを符号化する際に使用する符号化方法と、ＳＷＬＤ符号化部４０５がＳＷＬＤを符号化する際に使用する符号化方法とは異なってもよい。
【０１９０】
例えば、ＳＷＬＤではデータが間引かされているため、ＷＬＤに比べ、周辺のデータとの相関が低くなる可能性がある。よって、ＳＷＬＤに用いられる符号化方法では、ＷＬＤに用いられる符号化方法よりもイントラ予測及びインター予測のうちインター予測が優先されてもよい。
【０１９１】
また、ＳＷＬＤに用いられる符号化方法とＷＬＤに用いられる符号化方法とでは、三次元位置の表現手法が異なってもよい。例えば、ＳＷＬＤでは、三次元座標によりＦＶＸＬの三次元位置を表現し、ＷＬＤでは、後述する８分木により三次元位置が表現されてもよいし、その逆でもよい。
【０１９２】
また、ＳＷＬＤ符号化部４０５は、ＳＷＬＤの符号化三次元データ４１４のデータサイズがＷＬＤの符号化三次元データ４１３のデータサイズより小さくなるように符号化を行う。例えば、上述したようにＳＷＬＤは、ＷＬＤに比べ、データ間の相関が低くなる可能性がある。これにより、符号化効率が下がり、符号化三次元データ４１４のデータサイズがＷＬＤの符号化三次元データ４１３のデータサイズより大きくなる可能性がある。よって、ＳＷＬＤ符号化部４０５は、得られた符号化三次元データ４１４のデータサイズが、ＷＬＤの符号化三次元データ４１３のデータサイズより大きい場合には、再符号化を行うことで、データサイズを低減した符号化三次元データ４１４を再生成する。
【０１９３】
例えば、ＳＷＬＤ抽出部４０３は、抽出する特徴点の数を減らした抽出三次元データ４１２を再生成し、ＳＷＬＤ符号化部４０５は、当該抽出三次元データ４１２を符号化する。または、ＳＷＬＤ符号化部４０５における量子化の程度をより粗くしてもよい。例えば、後述する８分木構造において、最下層のデータを丸め込むことで、量子化の程度を粗くすることができる。
【０１９４】
また、ＳＷＬＤ符号化部４０５は、ＳＷＬＤの符号化三次元データ４１４のデータサイズをＷＬＤの符号化三次元データ４１３のデータサイズより小さくできない場合は、ＳＷＬＤの符号化三次元データ４１４を生成しなくてもよい。または、ＷＬＤの符号化三次元データ４１３がＳＷＬＤの符号化三次元データ４１４にコピーされてもよい。つまり、ＳＷＬＤの符号化三次元データ４１４としてＷＬＤの符号化三次元データ４１３がそのまま用いられてもよい。
【０１９５】
次に、本実施の形態に係る三次元データ復号装置（例えばクライアント）の構成及び動作の流れを説明する。図１８は、本実施の形態に係る三次元データ復号装置５００のブロック図である。図１９は、三次元データ復号装置５００による三次元データ復号処理のフローチャートである。
【０１９６】
図１８に示す三次元データ復号装置５００は、符号化三次元データ５１１を復号することで復号三次元データ５１２又は５１３を生成する。ここで、符号化三次元データ５１１は、例えば、三次元データ符号化装置４００で生成された符号化三次元データ４１３又は４１４である。
【０１９７】
この三次元データ復号装置５００は、取得部５０１と、ヘッダ解析部５０２と、ＷＬＤ復号部５０３と、ＳＷＬＤ復号部５０４とを備える。
【０１９８】
図１９に示すように、まず、取得部５０１は、符号化三次元データ５１１を取得する（Ｓ５０１）。次に、ヘッダ解析部５０２は、符号化三次元データ５１１のヘッダを解析し、符号化三次元データ５１１がＷＬＤを含むストリームか、ＳＷＬＤを含むストリームかを判別する（Ｓ５０２）。例えば、上述したｗｏｒｌｄ＿ｔｙｐｅのパラメータが参照され、判別が行われる。
【０１９９】
符号化三次元データ５１１がＷＬＤを含むストリームである場合（Ｓ５０３でＹｅｓ）、ＷＬＤ復号部５０３は、符号化三次元データ５１１を復号することでＷＬＤの復号三次元データ５１２を生成する（Ｓ５０４）。一方、符号化三次元データ５１１がＳＷＬＤを含むストリームである場合（Ｓ５０３でＮｏ）、ＳＷＬＤ復号部５０４は、符号化三次元データ５１１を復号することでＳＷＬＤの復号三次元データ５１３を生成する（Ｓ５０５）。
【０２００】
また、符号化装置と同様に、ＷＬＤ復号部５０３がＷＬＤを復号する際に使用する復号方法と、ＳＷＬＤ復号部５０４がＳＷＬＤを復号する際に使用する復号方法とは異なってもよい。例えば、ＳＷＬＤに用いられる復号方法では、ＷＬＤに用いられる復号方法よりもイントラ予測及びインター予測のうちインター予測が優先されてもよい。
【０２０１】
また、ＳＷＬＤに用いられる復号方法とＷＬＤに用いられる復号方法とでは、三次元位置の表現手法が異なってもよい。例えば、ＳＷＬＤでは、三次元座標によりＦＶＸＬの三次元位置を表現し、ＷＬＤでは、後述する８分木により三次元位置が表現されてもよいし、その逆でもよい。
【０２０２】
次に、三次元位置の表現手法である８分木表現について説明する。三次元データに含まれるＶＸＬデータは８分木構造に変換された後、符号化される。図２０は、ＷＬＤのＶＸＬの一例を示す図である。図２１は、図２０に示すＷＬＤの８分木構造を示す図である。図２０に示す例では、点群を含むＶＸＬ（以下、有効ＶＸＬ）である３つＶＸＬ１〜３が存在する。図２１に示すように、８分木構造はノードとリーフで構成される。各ノードは最大で８つのノードまたはリーフを持つ。各リーフはＶＸＬ情報を持つ。ここで、図２１に示すリーフのうち、リーフ１、２、３はそれぞれ図２０に示すＶＸＬ１、ＶＸＬ２、ＶＸＬ３を表す。
【０２０３】
具体的には、各ノード及びリーフは三次元位置に対応する。ノード１は、図２０に示す全体のブロックに対応する。ノード１に対応するブロックは８つのブロックに分割され、８つのブロックのうち、有効ＶＸＬを含むブロックがノードに設定され、それ以外のブロックはリーフに設定される。ノードに対応するブロックは、さらに８つのノードまたはリーフに分割され、この処理が木構造の階層分繰り返される。また、最下層のブロックは、全てリーフに設定される。
【０２０４】
また、図２２は、図２０に示すＷＬＤから生成したＳＷＬＤの例を示す図である。図２０に示すＶＸＬ１及びＶＸＬ２は特徴量抽出の結果、ＦＶＸＬ１及びＦＶＸＬ２と判定され、ＳＷＬＤに加えられている。一方で、ＶＸＬ３はＦＶＸＬと判定されず、ＳＷＬＤに含まれていない。図２３は、図２２に示すＳＷＬＤの８分木構造を示す図である。図２３に示す８分木構造では、図２１に示す、ＶＸＬ３に相当するリーフ３が削除されている。これにより、図２１に示すノード３が有効ＶＸＬを持たなくなり、リーフに変更されている。このように一般的にＳＷＬＤのリーフ数はＷＬＤのリーフ数より少なくなり、ＳＷＬＤの符号化三次元データもＷＬＤの符号化三次元データより小さくなる。
【０２０５】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。
【０２０６】
例えば、車載装置等のクライアントは、自己位置推定を行う場合に、ＳＷＬＤをサーバから受信し、ＳＷＬＤを用いて自己位置推定を行い、障害物検知を行う場合は、レンジファインダなどの距離センサ、ステレオカメラ、又は複数の単眼カメラの組合せ等の様々な方法を用いて自分で取得した周辺の三次元情報に基づいて障害物検知を実施してもよい。
【０２０７】
また、一般的にＳＷＬＤには平坦領域のＶＸＬデータが含まれにくい。そのため、サーバは、静的な障害物の検知用に、ＷＬＤをサブサンプルしたサブサンプルワールド（ｓｕｂＷＬＤ）を保持し、ＳＷＬＤとｓｕｂＷＬＤをクライアントに送信してもよい。これにより、ネットワーク帯域を抑制しつつ、クライアント側で自己位置推定及び障害物検知を行うことができる。
【０２０８】
また、クライアントが三次元地図データを高速に描画する際には、地図情報がメッシュ構造である方が便利な場合がある。そこで、サーバは、ＷＬＤからメッシュを生成し、メッシュワールド（ＭＷＬＤ）として予め保持してもよい。例えばクライアントは、粗い三次元描画を必要としている場合にはＭＷＬＤを受信し、詳細な三次元描画を必要としている場合にはＷＬＤを受信する。これにより、ネットワーク帯域を抑制することができる。
【０２０９】
また、サーバは、各ＶＸＬのうち、特徴量が閾値以上であるＶＸＬをＦＶＸＬに設定したが、異なる方法にてＦＶＸＬを算出しても構わない。例えば、サーバは、信号又は交差点などを構成するＶＸＬ、ＶＬＭ、ＳＰＣ、又はＧＯＳを、自己位置推定、運転アシスト、又は自動運転等に必要と判断し、ＦＶＸＬ、ＦＶＬＭ、ＦＳＰＣ、ＦＧＯＳとしてＳＷＬＤに含めるようにしても構わない。また、上記判断は手動で行われてもよい。なお、特徴量に基づき設定されたＦＶＸＬ等に、上記方法で得られたＦＶＸＬ等を加えてもよい。つまり、ＳＷＬＤ抽出部４０３は、さらに、入力三次元データ４１１から予め定められた属性を有する物体に対応するデータを抽出三次元データ４１２として抽出してもよい。
【０２１０】
また、それらの用途に必要な旨を特徴量とは別にラベリングするようにしても構わない。また、サーバは、ＳＷＬＤの上位レイヤ（例えばレーンワールド）として、信号又は交差点などの自己位置推定、運転アシスト、又は自動運転等に必要なＦＶＸＬを別途保持してもよい。
【０２１１】
また、サーバは、ＷＬＤ内のＶＸＬにもランダムアクセス単位又は所定の単位毎に属性を付加してもよい。属性は、例えば、自己位置推定に必要或いは不要かを示す情報、又は、信号或いは交差点などの交通情報として重要かどうかなどを示す情報を含む。また、属性は、レーン情報（ＧＤＦ：Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｄａｔａ  Ｆｉｌｅｓなど）におけるＦｅａｔｕｒｅ（交差点又は道路など）との対応関係を含んでもよい。
【０２１２】
また、ＷＬＤ又はＳＷＬＤの更新方法として下記のような方法を用いても構わない。
【０２１３】
人、工事、又は並木（トラック向け）の変化などを示す更新情報が点群又はメタデータとしてサーバにアップロードされる。サーバは、当該アップロードに基づき、ＷＬＤを更新し、その後、更新したＷＬＤを用いてＳＷＬＤを更新する。
【０２１４】
また、クライアントは、自己位置推定時に自身で生成した三次元情報とサーバから受信した三次元情報との不整合を検知した場合、自身で生成した三次元情報を更新通知とともにサーバに送信してもよい。この場合、サーバは、ＷＬＤを用いてＳＷＬＤを更新する。ＳＷＬＤが更新されない場合、サーバは、ＷＬＤ自体が古いと判断する。
【０２１５】
また、符号化ストリームのヘッダ情報として、ＷＬＤかＳＷＬＤかを区別する情報が付加されるとしたが、例えば、メッシュワールド又はレーンワールド等、多種類のワールドが存在する場合には、それらを区別する情報がヘッダ情報に付加されても構わない。また、特徴量が異なるＳＷＬＤが多数存在する場合には、それぞれを区別する情報がヘッダ情報に付加されても構わない。
【０２１６】
また、ＳＷＬＤは、ＦＶＸＬで構成されるとしたが、ＦＶＸＬと判定されなかったＶＸＬを含んでもよい。例えば、ＳＷＬＤは、ＦＶＸＬの特徴量を算出する際に使用する隣接ＶＸＬを含んでもよい。これにより、ＳＷＬＤの各ＦＶＸＬに特徴量情報が付加されない場合でも、クライアントは、ＳＷＬＤを受信した際にＦＶＸＬの特徴量を算出することができる。なお、その際には、ＳＷＬＤは各ＶＸＬがＦＶＸＬかＶＸＬかを区別するための情報を含んでもよい。
【０２１７】
以上のように、三次元データ符号化装置４００は、入力三次元データ４１１（第１三次元データ）から特徴量が閾値以上の抽出三次元データ４１２（第２三次元データ）を抽出し、抽出三次元データ４１２を符号化することで符号化三次元データ４１４（第１符号化三次元データ）を生成する。
【０２１８】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、特徴量が閾値以上のデータを符号化した符号化三次元データ４１４を生成する。これにより、入力三次元データ４１１をそのまま符号化する場合に比べてデータ量を削減できる。よって、三次元データ符号化装置４００は、伝送するデータ量を削減できる。
【０２１９】
また、三次元データ符号化装置４００は、さらに、入力三次元データ４１１を符号化することで符号化三次元データ４１３（第２符号化三次元データ）を生成する。
【０２２０】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、例えば、使用用途等に応じて、符号化三次元データ４１３と符号化三次元データ４１４とを選択的に伝送できる。
【０２２１】
また、抽出三次元データ４１２は、第１符号化方法により符号化され、入力三次元データ４１１は、第１符号化方法とは異なる第２符号化方法により符号化される。
【０２２２】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、入力三次元データ４１１と抽出三次元データ４１２とにそれぞれ適した符号化方法を用いることができる。
【０２２３】
また、第１符号化方法では、第２符号化方法よりもイントラ予測及びインター予測のうちインター予測が優先される。
【０２２４】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、隣接するデータ間の相関が低くなりやすい抽出三次元データ４１２に対して、インター予測の優先度を上げることができる。
【０２２５】
また、第１符号化方法と第２符号化方法とでは、三次元位置の表現手法が異なる。例えば、例えば、第２符号化方法では、８分木により三次元位置が表現され、第１符号化方法では、三次元座標により三次元位置を表現される。
【０２２６】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、データ数（ＶＸＬ又はＦＶＸＬの数）が異なる三次元データに対して、より適した三次元位置の表現手法を用いることができる。
【０２２７】
また、符号化三次元データ４１３及び４１４の少なくとも一方は、当該符号化三次元データが入力三次元データ４１１を符号化することで得られた符号化三次元データであるか、入力三次元データ４１１のうちの一部を符号化することで得られた符号化三次元データであるかを示す識別子を含む。つまり、当該識別子は、符号化三次元データがＷＬＤの符号化三次元データ４１３であるかＳＷＬＤの符号化三次元データ４１４であるかを示す。
【０２２８】
これによれば、復号装置は、取得した符号化三次元データが符号化三次元データ４１３であるか符号化三次元データ４１４であるかを容易に判定できる。
【０２２９】
また、三次元データ符号化装置４００は、符号化三次元データ４１４のデータ量が符号化三次元データ４１３のデータ量より小さくなるように抽出三次元データ４１２を符号化する。
【０２３０】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、符号化三次元データ４１４のデータ量を符号化三次元データ４１３のデータ量より小さくできる。
【０２３１】
また、三次元データ符号化装置４００は、さらに、入力三次元データ４１１から予め定められた属性を有する物体に対応するデータを抽出三次元データ４１２として抽出する。例えば、予め定められた属性を有する物体とは、自己位置推定、運転アシスト、又は自動運転等に必要な物体であり、信号又は交差点などである。
【０２３２】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、復号装置で必要となるデータを含む符号化三次元データ４１４を生成できる。
【０２３３】
また、三次元データ符号化装置４００（サーバ）は、さらに、クライアントの状態に応じて、符号化三次元データ４１３及び４１４の一方をクライアントに送信する。
【０２３４】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、クライアントの状態に応じて適切なデータを送信できる。
【０２３５】
また、クライアントの状態は、クライアントの通信状況（例えばネットワーク帯域）、又はクライアントの移動速度を含む。
【０２３６】
また、三次元データ符号化装置４００は、さらに、クライアントの要求に応じて、符号化三次元データ４１３及び４１４の一方をクライアントに送信する。
【０２３７】
これによれば、三次元データ符号化装置４００は、クライアントの要求に応じて適切なデータを送信できる。
【０２３８】
また、本実施の形態に係る三次元データ復号装置５００は、上記三次元データ符号化装置４００により生成された符号化三次元データ４１３又は４１４を復号する。
【０２３９】
つまり、三次元データ復号装置５００は、入力三次元データ４１１から抽出された特徴量が閾値以上の抽出三次元データ４１２が符号化されることで得られた符号化三次元データ４１４を第１復号方法により復号する。また、三次元データ復号装置５００は、入力三次元データ４１１が符号化されることで得られた符号化三次元データ４１３を、第１復号方法とは異なる第２復号方法により復号する。
【０２４０】
これによれば、三次元データ復号装置５００は、特徴量が閾値以上のデータを符号化した符号化三次元データ４１４と、符号化三次元データ４１３とを、例えば、使用用途等に応じて選択的に受信できる。これにより、三次元データ復号装置５００は、伝送するデータ量を削減できる。さらに、三次元データ復号装置５００は、入力三次元データ４１１と抽出三次元データ４１２とにそれぞれ適した復号方法を用いることができる。
【０２４１】
また、第１復号方法では、第２復号方法よりもイントラ予測及びインター予測のうちインター予測が優先される。
【０２４２】
これによれば、三次元データ復号装置５００は、隣接するデータ間の相関が低くなりやすい抽出三次元データに対して、インター予測の優先度を上げることができる。
【０２４３】
また、第１復号方法と第２復号方法とでは、三次元位置の表現手法が異なる。例えば、例えば、第２復号方法では、８分木により三次元位置が表現され、第１復号方法では、三次元座標により三次元位置を表現される。
【０２４４】
これによれば、三次元データ復号装置５００は、データ数（ＶＸＬ又はＦＶＸＬの数）が異なる三次元データに対して、より適した三次元位置の表現手法を用いることができる。
【０２４５】
また、符号化三次元データ４１３及び４１４の少なくとも一方は、当該符号化三次元データが入力三次元データ４１１を符号化することで得られた符号化三次元データであるか、入力三次元データ４１１のうちの一部を符号化することで得られた符号化三次元データであるかを示す識別子を含む。三次元データ復号装置５００は、当該識別子を参照して、符号化三次元データ４１３及び４１４を識別する。
【０２４６】
これによれば、三次元データ復号装置５００は、取得した符号化三次元データが符号化三次元データ４１３であるか符号化三次元データ４１４であるかを容易に判定できる。
【０２４７】
また、三次元データ復号装置５００は、さらに、クライアント（三次元データ復号装置５００）の状態をサーバに通知する。三次元データ復号装置５００は、クライアントの状態に応じて、サーバから送信された符号化三次元データ４１３及び４１４の一方を受信する。
【０２４８】
これによれば、三次元データ復号装置５００は、クライアントの状態に応じて適切なデータを受信できる。
【０２４９】
また、クライアントの状態は、クライアントの通信状況（例えばネットワーク帯域）、又はクライアントの移動速度を含む。
【０２５０】
また、三次元データ復号装置５００は、さらに、符号化三次元データ４１３及び４１４の一方をサーバに要求し、当該要求に応じて、サーバから送信された符号化三次元データ４１３及び４１４の一方を受信する。
【０２５１】
これによれば、三次元データ復号装置５００は、用途に応じた適切なデータを受信できる。
【０２５２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、車両間での三次元データを送受信する方法について説明する。例えば、自車両と周辺車両との間での三次元データの送受信が行われる。
【０２５３】
図２４は、本実施の形態に係る三次元データ作成装置６２０のブロック図である。この三次元データ作成装置６２０は、例えば、自車両に含まれ、三次元データ作成装置６２０が作成した第１三次元データ６３２に、受信した第２三次元データ６３５を合成することで、より密な第３三次元データ６３６を作成する。
【０２５４】
この三次元データ作成装置６２０は、三次元データ作成部６２１と、要求範囲決定部６２２と、探索部６２３と、受信部６２４と、復号部６２５と、合成部６２６とを備える。
【０２５５】
まず、三次元データ作成部６２１は、自車両が備えるセンサで検知したセンサ情報６３１を用いて第１三次元データ６３２を作成する。次に、要求範囲決定部６２２は、作成した第１三次元データ６３２の中でデータが不足している三次元空間範囲である要求範囲を決定する。
【０２５６】
次に、探索部６２３は、要求範囲の三次元データを所有する周辺車両を探索し、探索により特定した周辺車両に要求範囲を示す要求範囲情報６３３を送信する。次に、受信部６２４は、周辺車両から、要求範囲の符号化ストリームである符号化三次元データ６３４を受信する（Ｓ６２４）。なお、探索部６２３は、特定範囲に存在する全ての車両に対し、無差別にリクエストを出し、応答があった相手から符号化三次元データ６３４を受信してもよい。また、探索部６２３は、車両に限らず、信号機又は標識などの物体にリクエストを出し、当該物体から符号化三次元データ６３４を受信してもよい。
【０２５７】
次に、復号部６２５は、受信した符号化三次元データ６３４を復号することで第２三次元データ６３５を取得する。次に、合成部６２６は、第１三次元データ６３２と第２三次元データ６３５とを合成することで、より密な第３三次元データ６３６を作成する。
【０２５８】
次に、本実施の形態に係る三次元データ送信装置６４０の構成及び動作を説明する。図２５は、三次元データ送信装置６４０のブロック図である。
【０２５９】
三次元データ送信装置６４０は、例えば、上述した周辺車両に含まれ、周辺車両が作成した第５三次元データ６５２を自車両が要求する第６三次元データ６５４に加工し、第６三次元データ６５４を符号化することで符号化三次元データ６３４を生成し、符号化三次元データ６３４を自車両に送信する。
【０２６０】
三次元データ送信装置６４０は、三次元データ作成部６４１と、受信部６４２と、抽出部６４３と、符号化部６４４と、送信部６４５とを備える。
【０２６１】
まず、三次元データ作成部６４１は、周辺車両が備えるセンサで検知したセンサ情報６５１を用いて第５三次元データ６５２を作成する。次に、受信部６４２は、自車両から送信された要求範囲情報６３３を受信する。
【０２６２】
次に、抽出部６４３は、第５三次元データ６５２から、要求範囲情報６３３で示される要求範囲の三次元データを抽出することで、第５三次元データ６５２を第６三次元データ６５４に加工する。次に、符号化部６４４は、第６三次元データ６５４を符号化することで、符号化ストリームである符号化三次元データ６３４を生成する。そして、送信部６４５は、自車両へ符号化三次元データ６３４を送信する。
【０２６３】
なお、ここでは、自車両が三次元データ作成装置６２０を備え、周辺車両が三次元データ送信装置６４０を備える例を説明するが、各車両が、三次元データ作成装置６２０と三次元データ送信装置６４０との機能を有してもよい。
【０２６４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、三次元マップに基づく自己位置推定における異常系の動作について説明する。
【０２６５】
車の自動運転、又は、ロボット、或いはドローンなどの飛行体などの移動体を自律的に移動させるなどの用途が今後拡大すると予想される。このような自律的な移動を実現する手段の一例として、移動体が、三次元マップ内における自らの位置を推定（自己位置推定）しながら、マップに従って走行する方法がある。
【０２６６】
自己位置推定は、三次元マップと、自車に搭載したレンジファインダー（ＬｉＤＡＲなど）又はステレオカメラなどのセンサにより取得した自車周辺の三次元情報（以降、自車検知三次元データ）とをマッチングして、三次元マップ内の自車位置を推定することで実現できる。
【０２６７】
三次元マップは、ＨＥＲＥ社が提唱するＨＤマップなどのように、三次元のポイントクラウドだけでなく、道路及び交差点の形状情報など二次元の地図データ、又は、渋滞及び事故などの実時間で変化する情報を含んでもよい。三次元データ、二次元データ、実時間で変化するメタデータなど複数のレイヤから三次元マップが構成され、装置は、必要なデータのみを取得、又は、参照することも可能である。
【０２６８】
ポイントクラウドのデータは、上述したＳＷＬＤであってもよいし、特徴点ではない点群データを含んでもよい。また、ポイントクラウドのデータの送受信は、１つ、または、複数のランダムアクセス単位を基本として行われる。
【０２６９】
三次元マップと自車検知三次元データとのマッチング方法として以下の方法を用いることができる。例えば、装置は、互いのポイントクラウドにおける点群の形状を比較し、特徴点間の類似度が高い部位が同一位置であると決定する。また、装置は、三次元マップがＳＷＬＤから構成される場合、ＳＷＬＤを構成する特徴点と、自車検知三次元データから抽出した三次元特徴点とを比較してマッチングを行う。
【０２７０】
ここで、高精度に自己位置推定を行うためには、（Ａ）三次元マップと自車検知三次元データが取得できており、かつ、（Ｂ）それらの精度が予め定められた基準を満たすことが必要となる。しかしながら、以下のような異常ケースでは、（Ａ）又は（Ｂ）が満たせない。
【０２７１】
（１）三次元マップを通信経由で取得できない。
【０２７２】
（２）三次元マップが存在しない、又は、三次元マップを取得したが破損している。
【０２７３】
（３）自車のセンサが故障している、又は、悪天候のために、自車検知三次元データの生成精度が十分でない。
【０２７４】
これらの異常ケースに対処するための動作を、以下で説明する。以下では、車を例に動作を説明するが、以下の手法は、ロボット又はドローンなど、自律的に移動する動物体全般に対して適用できる。
【０２７５】
以下、三次元マップ又は自車検知三次元データにおける異常ケースに対応するための、本実施の形態に係る三次元情報処理装置の構成及び動作を説明する。図２６は、本実施の形態に係る三次元情報処理装置７００の構成例を示すブロック図である。
【０２７６】
三次元情報処理装置７００は、例えば、自動車等の動物体に搭載される。図２６に示すように、三次元情報処理装置７００は、三次元マップ取得部７０１と、自車検知データ取得部７０２と、異常ケース判定部７０３と、対処動作決定部７０４と、動作制御部７０５とを備える。
【０２７７】
なお、三次元情報処理装置７００は、二次元画像を取得するカメラ、又は、超音波或いはレーザーを用いた一次元データのセンサなど、自車周辺の構造物又は動物体を検知するための図示しない二次元又は一次元のセンサを備えてもよい。また、三次元情報処理装置７００は、三次元マップを４Ｇ或いは５Ｇなどの移動体通信網、又は、車車間通信或いは路車間通信により取得するための通信部（図示せず）を備えてもよい。
【０２７８】
三次元マップ取得部７０１は、走行経路近傍の三次元マップ７１１を取得する。例えば、三次元マップ取得部７０１は、移動体通信網、又は、車車間通信或いは路車間通信により三次元マップ７１１を取得する。
【０２７９】
次に、自車検知データ取得部７０２は、センサ情報に基づいて自車検知三次元データ７１２を取得する。例えば、自車検知データ取得部７０２は、自車が備えるセンサにより取得されたセンサ情報に基づき、自車検知三次元データ７１２を生成する。
【０２８０】
次に、異常ケース判定部７０３は、取得した三次元マップ７１１及び自車検知三次元データ７１２の少なくとも一方に対して予め定められたチェックを実施することで異常ケースを検出する。つまり、異常ケース判定部７０３は、取得した三次元マップ７１１及び自車検知三次元データ７１２の少なくとも一方が異常であるかを判定する。
【０２８１】
異常ケースが検出された場合、対処動作決定部７０４は、異常ケースに対する対処動作を決定する。次に、動作制御部７０５は、三次元マップ取得部７０１など、対処動作の実施に必要となる各処理部の動作を制御する。
【０２８２】
一方、異常ケースが検出されない場合、三次元情報処理装置７００は、処理を終了する。
【０２８３】
また、三次元情報処理装置７００は、三次元マップ７１１と自車検知三次元データ７１２とを用いて、三次元情報処理装置７００を有する車両の自己位置推定を行う。次に、三次元情報処理装置７００は、自己位置推定の結果を用いて、当該車両を自動運転する。
【０２８４】
このように、三次元情報処理装置７００は、第１の三次元位置情報を含むマップデータ（三次元マップ７１１）を通信路を介して取得する。例えば、第１の三次元位置情報は、三次元の座標情報を有する部分空間を単位として符号化され、各々が１以上の部分空間の集合体であり、各々を独立に復号可能な複数のランダムアクセス単位を含む。例えば、第１の三次元位置情報は、三次元の特徴量が所定の閾値以上となる特徴点が符号化されたデータ（ＳＷＬＤ）である。
【０２８５】
また、三次元情報処理装置７００は、センサで検知した情報から第２の三次元位置情報（自車検知三次元データ７１２）を生成する。次に、三次元情報処理装置７００は、第１の三次元位置情報又は第２の三次元位置情報に対して異常判定処理を実施することで、第１の三次元位置情報又は前記第２の三次元位置情報が異常であるかどうかを判定する。
【０２８６】
三次元情報処理装置７００は、第１の三次元位置情報又は第２の三次元位置情報が異常であると判定された場合、当該異常に対する対処動作を決定する。次に、三次元情報処理装置７００は、対処動作の実施に必要となる制御を実施する。
【０２８７】
これにより、三次元情報処理装置７００は、第１の三次元位置情報又は第２の三次元位置情報の異常を検知し、対処動作を行うことができる。
【０２８８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、後続車両への三次元データ送信方法等について説明する。
【０２８９】
図２７は、本実施の形態に係る三次元データ作成装置８１０の構成例を示すブロック図である。この三次元データ作成装置８１０は、例えば、車両に搭載される。三次元データ作成装置８１０は、外部の交通監視クラウド、前走車両又は後続車両と三次元データの送受信を行うとともに、三次元データを作成及び蓄積する。
【０２９０】
三次元データ作成装置８１０は、データ受信部８１１と、通信部８１２と、受信制御部８１３と、フォーマット変換部８１４と、複数のセンサ８１５と、三次元データ作成部８１６と、三次元データ合成部８１７と、三次元データ蓄積部８１８と、通信部８１９と、送信制御部８２０と、フォーマット変換部８２１と、データ送信部８２２とを備える。
【０２９１】
データ受信部８１１は、交通監視クラウド又は前走車両から三次元データ８３１を受信する。三次元データ８３１は、例えば、自車両のセンサ８１５で検知不能な領域を含む、ポイントクラウド、可視光映像、奥行き情報、センサ位置情報、又は速度情報などの情報を含む。
【０２９２】
通信部８１２は、交通監視クラウド又は前走車両と通信し、データ送信要求などを交通監視クラウド又は前走車両に送信する。
【０２９３】
受信制御部８１３は、通信部８１２を介して、対応フォーマット等の情報を通信先と交換し、通信先との通信を確立する。
【０２９４】
フォーマット変換部８１４は、データ受信部８１１が受信した三次元データ８３１にフォーマット変換等を行うことで三次元データ８３２を生成する。また、フォーマット変換部８１４は、三次元データ８３１が圧縮又は符号化されている場合には、伸張又は復号処理を行う。
【０２９５】
複数のセンサ８１５は、ＬｉＤＡＲ、可視光カメラ又は赤外線カメラなどの、車両の外部の情報を取得するセンサ群であり、センサ情報８３３を生成する。例えば、センサ情報８３３は、センサ８１５がＬｉＤＡＲなどのレーザセンサである場合、ポイントクラウド（点群データ）等の三次元データである。なお、センサ８１５は複数でなくてもよい。
【０２９６】
三次元データ作成部８１６は、センサ情報８３３から三次元データ８３４を生成する。三次元データ８３４は、例えば、ポイントクラウド、可視光映像、奥行き情報、センサ位置情報、又は速度情報などの情報を含む。
【０２９７】
三次元データ合成部８１７は、自車両のセンサ情報８３３に基づいて作成された三次元データ８３４に、交通監視クラウド又は前走車両等が作成した三次元データ８３２を合成することで、自車両のセンサ８１５では検知できない前走車両の前方の空間も含む三次元データ８３５を構築する。
【０２９８】
三次元データ蓄積部８１８は、生成された三次元データ８３５等を蓄積する。
【０２９９】
通信部８１９は、交通監視クラウド又は後続車両と通信し、データ送信要求などを交通監視クラウド又は後続車両に送信する。
【０３００】
送信制御部８２０は、通信部８１９を介して、対応フォーマット等の情報を通信先と交換し、通信先と通信を確立する。また、送信制御部８２０は、三次元データ合成部８１７で生成された三次元データ８３２の三次元データ構築情報と、通信先からのデータ送信要求とに基づき、送信対象の三次元データの空間である送信領域を決定する。
【０３０１】
具体的には、送信制御部８２０は、交通監視クラウド又は後続車両からのデータ送信要求に応じて、後続車両のセンサでは検知できない自車両の前方の空間を含む送信領域を決定する。また、送信制御部８２０は、三次元データ構築情報に基づいて送信可能な空間又は送信済み空間の更新有無等を判断することで送信領域を決定する。例えば、送信制御部８２０は、データ送信要求で指定された領域であり、かつ、対応する三次元データ８３５が存在する領域を送信領域に決定する。そして、送信制御部８２０は、通信先が対応するフォーマット、及び送信領域をフォーマット変換部８２１に通知する。
【０３０２】
フォーマット変換部８２１は、三次元データ蓄積部８１８に蓄積されている三次元データ８３５のうち、送信領域の三次元データ８３６を、受信側が対応しているフォーマットへ変換することで三次元データ８３７を生成する。なお、フォーマット変換部８２１は、三次元データ８３７を圧縮又は符号化することでデータ量を削減してもよい。
【０３０３】
データ送信部８２２は、三次元データ８３７を交通監視クラウド又は後続車両に送信する。この三次元データ８３７は、例えば、後続車両の死角になる領域を含む、自車両の前方のポイントクラウド、可視光映像、奥行き情報、又はセンサ位置情報などの情報を含む。
【０３０４】
なお、ここでは、フォーマット変換部８１４及び８２１にてフォーマット変換等が行われる例を述べたが、フォーマット変換は行われなくてもよい。
【０３０５】
このような構成により、三次元データ作成装置８１０は、自車両のセンサ８１５では検知できない領域の三次元データ８３１を外部から取得し、三次元データ８３１と自車両のセンサ８１５で検知したセンサ情報８３３に基づく三次元データ８３４とを合成することで三次元データ８３５を生成する。これにより、三次元データ作成装置８１０は、自車両のセンサ８１５で検知できない範囲の三次元データを生成できる。
【０３０６】
また、三次元データ作成装置８１０は、交通監視クラウド又は後続車両からのデータ送信要求に応じて、後続車両のセンサでは検知できない自車両の前方の空間を含む三次元データを、交通監視クラウド又は後続車両等へ送信できる。
【０３０７】
（実施の形態６）
実施の形態５において、車両等のクライアント装置が、他の車両又は交通監視クラウド等のサーバに三次元データを送信する例を説明した。本実施の形態では、クライアント装置は、サーバ又は他のクライアント装置にセンサで得られたセンサ情報を送信する。
【０３０８】
まず、本実施の形態に係るシステムの構成を説明する。図２８は、本実施の形態に係る三次元マップ及びセンサ情報の送受信システムの構成を示す図である。このシステムは、サーバ９０１と、クライアント装置９０２Ａ及び９０２Ｂを含む。なお、クライアント装置９０２Ａ及び９０２Ｂを特に区別しない場合には、クライアント装置９０２とも記す。
【０３０９】
クライアント装置９０２は、例えば、車両等の移動体に搭載される車載機器である。サーバ９０１は、例えば、交通監視クラウド等であり、複数のクライアント装置９０２と通信可能である。
【０３１０】
サーバ９０１は、クライアント装置９０２に、ポイントクラウドから構成される三次元マップを送信する。なお、三次元マップの構成はポイントクラウドに限定されず、メッシュ構造等、他の三次元データを表すものであってもよい。
【０３１１】
クライアント装置９０２は、サーバ９０１に、クライアント装置９０２が取得したセンサ情報を送信する。センサ情報は、例えば、ＬｉＤＡＲ取得情報、可視光画像、赤外画像、デプス画像、センサ位置情報及び速度情報のうち少なくとも一つを含む。
【０３１２】
サーバ９０１とクライアント装置９０２との間で送受信されるデータは、データ削減のために圧縮されてもよいし、データの精度を維持するために非圧縮のままでも構わない。データを圧縮する場合、ポイントクラウドには例えば８分木構造に基づく三次元圧縮方式を用いることができる。また、可視光画像、赤外画像、及びデプス画像には二次元の画像圧縮方式を用いることできる。二次元の画像圧縮方式とは、例えば、ＭＰＥＧで規格化されたＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ又はＨＥＶＣ等である。
【０３１３】
また、サーバ９０１は、クライアント装置９０２からの三次元マップの送信要求に応じてサーバ９０１で管理する三次元マップをクライアント装置９０２に送信する。なお、サーバ９０１はクライアント装置９０２からの三次元マップの送信要求を待たずに三次元マップを送信してもよい。例えば、サーバ９０１は、予め定められた空間にいる１つ以上のクライアント装置９０２に三次元マップをブロードキャストしても構わない。また、サーバ９０１は、一度送信要求を受けたクライアント装置９０２に、一定時間毎にクライアント装置９０２の位置に適した三次元マップを送信してもよい。また、サーバ９０１は、サーバ９０１が管理する三次元マップが更新される度にクライアント装置９０２に三次元マップを送信してもよい。
【０３１４】
クライアント装置９０２は、サーバ９０１に三次元マップの送信要求を出す。例えば、クライアント装置９０２が、走行時に自己位置推定を行いたい場合に、クライアント装置９０２は、三次元マップの送信要求をサーバ９０１に送信する。
【０３１５】
なお、次のような場合に、クライアント装置９０２はサーバ９０１に三次元マップの送信要求を出してもよい。クライアント装置９０２の保持する三次元マップが古い場合に、クライアント装置９０２はサーバ９０１に三次元マップの送信要求を出してもよい。例えば、クライアント装置９０２が三次元マップを取得してから一定期間が経過した場合に、クライアント装置９０２はサーバ９０１に三次元マップの送信要求を出してもよい。
【０３１６】
クライアント装置９０２が保持する三次元マップで示される空間から、クライアント装置９０２が外に出る一定時刻前に、クライアント装置９０２はサーバ９０１に三次元マップの送信要求を出してもよい。例えば、クライアント装置９０２が、クライアント装置９０２が保持する三次元マップで示される空間の境界から予め定められた距離以内に存在する場合に、クライアント装置９０２はサーバ９０１に三次元マップの送信要求を出してもよい。また、クライアント装置９０２の移動経路及び移動速度が把握できている場合には、これらに基づき、クライアント装置９０２が保持する三次元マップで示される空間から、クライアント装置９０２が外に出る時刻を予測してもよい。
【０３１７】
クライアント装置９０２がセンサ情報から作成した三次元データと三次元マップとの位置合せ時の誤差が一定以上の場合に、クライアント装置９０２はサーバ９０１に三次元マップの送信要求を出してもよい。
【０３１８】
クライアント装置９０２は、サーバ９０１から送信されたセンサ情報の送信要求に応じて、サーバ９０１にセンサ情報を送信する。なお、クライアント装置９０２はサーバ９０１からのセンサ情報の送信要求を待たずにセンサ情報をサーバ９０１に送ってもよい。例えば、クライアント装置９０２は、一度サーバ９０１からセンサ情報の送信要求を得た場合、一定期間の間、定期的にセンサ情報をサーバ９０１に送信してもよい。また、クライアント装置９０２は、クライアント装置９０２がセンサ情報を元に作成した三次元データと、サーバ９０１から得た三次元マップとの位置合せ時の誤差が一定以上の場合、クライアント装置９０２の周辺の三次元マップに変化が生じた可能性があると判断し、その旨とセンサ情報とをサーバ９０１に送信してもよい。
【０３１９】
サーバ９０１は、クライアント装置９０２にセンサ情報の送信要求を出す。例えば、サーバ９０１は、クライアント装置９０２から、ＧＰＳ等のクライアント装置９０２の位置情報を受信する。サーバ９０１は、クライアント装置９０２の位置情報に基づき、サーバ９０１が管理する三次元マップにおいて情報が少ない空間にクライアント装置９０２が近づいていると判断した場合、新たな三次元マップを生成するためにクライアント装置９０２にセンサ情報の送信要求を出す。また、サーバ９０１は、三次元マップを更新したい場合、積雪時或いは災害時などの道路状況を確認したい場合、渋滞状況、或いは事件事故状況等を確認したい場合に、センサ情報の送信要求を出してもよい。
【０３２０】
また、クライアント装置９０２は、サーバ９０１から受け取るセンサ情報の送信要求の受信時における通信状態又は帯域に応じて、サーバ９０１に送信するセンサ情報のデータ量を設定してもよい。サーバ９０１に送信するセンサ情報のデータ量を設定するというのは、例えば、当該データそのものを増減させること、又は圧縮方式を適宜選択することである。
【０３２１】
図２９は、クライアント装置９０２の構成例を示すブロック図である。クライアント装置９０２は、サーバ９０１からポイントクラウド等で構成される三次元マップを受信し、クライアント装置９０２のセンサ情報に基づいて作成した三次元データからクライアント装置９０２の自己位置を推定する。また、クライアント装置９０２は、取得したセンサ情報をサーバ９０１に送信する。
【０３２２】
クライアント装置９０２は、データ受信部１０１１と、通信部１０１２と、受信制御部１０１３と、フォーマット変換部１０１４と、複数のセンサ１０１５と、三次元データ作成部１０１６と、三次元画像処理部１０１７と、三次元データ蓄積部１０１８と、フォーマット変換部１０１９と、通信部１０２０と、送信制御部１０２１と、データ送信部１０２２とを備える。
【０３２３】
データ受信部１０１１は、サーバ９０１から三次元マップ１０３１を受信する。三次元マップ１０３１は、ＷＬＤ又はＳＷＬＤ等のポイントクラウドを含むデータである。三次元マップ１０３１には、圧縮データ、及び非圧縮データのどちらが含まれていてもよい。
【０３２４】
通信部１０１２は、サーバ９０１と通信し、データ送信要求（例えば、三次元マップの送信要求）などをサーバ９０１に送信する。
【０３２５】
受信制御部１０１３は、通信部１０１２を介して、対応フォーマット等の情報を通信先と交換し、通信先との通信を確立する。
【０３２６】
フォーマット変換部１０１４は、データ受信部１０１１が受信した三次元マップ１０３１にフォーマット変換等を行うことで三次元マップ１０３２を生成する。また、フォーマット変換部１０１４は、三次元マップ１０３１が圧縮又は符号化されている場合には、伸張又は復号処理を行う。なお、フォーマット変換部１０１４は、三次元マップ１０３１が非圧縮データであれば、伸張又は復号処理を行わない。
【０３２７】
複数のセンサ１０１５は、ＬｉＤＡＲ、可視光カメラ、赤外線カメラ、又はデプスセンサなど、クライアント装置９０２が搭載されている車両の外部の情報を取得するセンサ群であり、センサ情報１０３３を生成する。例えば、センサ情報１０３３は、センサ１０１５がＬｉＤＡＲなどのレーザセンサである場合、ポイントクラウド（点群データ）等の三次元データである。なお、センサ１０１５は複数でなくてもよい。
【０３２８】
三次元データ作成部１０１６は、センサ情報１０３３に基づいて自車両の周辺の三次元データ１０３４を作成する。例えば、三次元データ作成部１０１６は、ＬｉＤＡＲで取得した情報と、可視光カメラで得られた可視光映像とを用いて自車両の周辺の色情報付きのポイントクラウドデータを作成する。
【０３２９】
三次元画像処理部１０１７は、受信したポイントクラウド等の三次元マップ１０３２と、センサ情報１０３３から生成した自車両の周辺の三次元データ１０３４とを用いて、自車両の自己位置推定処理等を行う。なお、三次元画像処理部１０１７は、三次元マップ１０３２と三次元データ１０３４とを合成することで自車両の周辺の三次元データ１０３５を作成し、作成した三次元データ１０３５を用いて自己位置推定処理を行ってもよい。
【０３３０】
三次元データ蓄積部１０１８は、三次元マップ１０３２、三次元データ１０３４及び三次元データ１０３５等を蓄積する。
【０３３１】
フォーマット変換部１０１９は、センサ情報１０３３を、受信側が対応しているフォーマットへ変換することでセンサ情報１０３７を生成する。なお、フォーマット変換部１０１９は、センサ情報１０３７を圧縮又は符号化することでデータ量を削減してもよい。また、フォーマット変換部１０１９は、フォーマット変換をする必要がない場合は処理を省略してもよい。また、フォーマット変換部１０１９は、送信範囲の指定に応じて送信するデータ量を制御してもよい。
【０３３２】
通信部１０２０は、サーバ９０１と通信し、データ送信要求（センサ情報の送信要求）などをサーバ９０１から受信する。
【０３３３】
送信制御部１０２１は、通信部１０２０を介して、対応フォーマット等の情報を通信先と交換し、通信を確立する。
【０３３４】
データ送信部１０２２は、センサ情報１０３７をサーバ９０１に送信する。センサ情報１０３７は、例えば、ＬｉＤＡＲで取得した情報、可視光カメラで取得した輝度画像、赤外線カメラで取得した赤外画像、デプスセンサで取得したデプス画像、センサ位置情報、及び速度情報など、複数のセンサ１０１５によって取得した情報を含む。
【０３３５】
次に、サーバ９０１の構成を説明する。図３０は、サーバ９０１の構成例を示すブロック図である。サーバ９０１は、クライアント装置９０２から送信されたセンサ情報を受信し、受信したセンサ情報に基づいて三次元データを作成する。サーバ９０１は、作成した三次元データを用いて、サーバ９０１が管理する三次元マップを更新する。また、サーバ９０１は、クライアント装置９０２からの三次元マップの送信要求に応じて、更新した三次元マップをクライアント装置９０２に送信する。
【０３３６】
サーバ９０１は、データ受信部１１１１と、通信部１１１２と、受信制御部１１１３と、フォーマット変換部１１１４と、三次元データ作成部１１１６と、三次元データ合成部１１１７と、三次元データ蓄積部１１１８と、フォーマット変換部１１１９と、通信部１１２０と、送信制御部１１２１と、データ送信部１１２２とを備える。
【０３３７】
データ受信部１１１１は、クライアント装置９０２からセンサ情報１０３７を受信する。センサ情報１０３７は、例えば、ＬｉＤＡＲで取得した情報、可視光カメラで取得した輝度画像、赤外線カメラで取得した赤外画像、デプスセンサで取得したデプス画像、センサ位置情報、及び速度情報などを含む。
【０３３８】
通信部１１１２は、クライアント装置９０２と通信し、データ送信要求（例えば、センサ情報の送信要求）などをクライアント装置９０２に送信する。
【０３３９】
受信制御部１１１３は、通信部１１１２を介して、対応フォーマット等の情報を通信先と交換し、通信を確立する。
【０３４０】
フォーマット変換部１１１４は、受信したセンサ情報１０３７が圧縮又は符号化されている場合には、伸張又は復号処理を行うことでセンサ情報１１３２を生成する。なお、フォーマット変換部１１１４は、センサ情報１０３７が非圧縮データであれば、伸張又は復号処理を行わない。
【０３４１】
三次元データ作成部１１１６は、センサ情報１１３２に基づいてクライアント装置９０２の周辺の三次元データ１１３４を作成する。例えば、三次元データ作成部１１１６は、ＬｉＤＡＲで取得した情報と、可視光カメラで得られた可視光映像とを用いてクライアント装置９０２の周辺の色情報付ポイントクラウドデータを作成する。
【０３４２】
三次元データ合成部１１１７は、センサ情報１１３２を元に作成した三次元データ１１３４を、サーバ９０１が管理する三次元マップ１１３５に合成することで三次元マップ１１３５を更新する。
【０３４３】
三次元データ蓄積部１１１８は、三次元マップ１１３５等を蓄積する。
【０３４４】
フォーマット変換部１１１９は、三次元マップ１１３５を、受信側が対応しているフォーマットへ変換することで三次元マップ１０３１を生成する。なお、フォーマット変換部１１１９は、三次元マップ１１３５を圧縮又は符号化することでデータ量を削減してもよい。また、フォーマット変換部１１１９は、フォーマット変換をする必要がない場合は処理を省略してもよい。また、フォーマット変換部１１１９は、送信範囲の指定に応じて送信するデータ量を制御してもよい。
【０３４５】
通信部１１２０は、クライアント装置９０２と通信し、データ送信要求（三次元マップの送信要求）などをクライアント装置９０２から受信する。
【０３４６】
送信制御部１１２１は、通信部１１２０を介して、対応フォーマット等の情報を通信先と交換し、通信を確立する。
【０３４７】
データ送信部１１２２は、三次元マップ１０３１をクライアント装置９０２に送信する。三次元マップ１０３１は、ＷＬＤ又はＳＷＬＤ等のポイントクラウドを含むデータである。三次元マップ１０３１には、圧縮データ、及び非圧縮データのどちらが含まれていてもよい。
【０３４８】
次に、クライアント装置９０２の動作フローについて説明する。図３１は、クライアント装置９０２による三次元マップ取得時の動作を示すフローチャートである。
【０３４９】
まず、クライアント装置９０２は、サーバ９０１へ三次元マップ（ポイントクラウド等）の送信を要求する（Ｓ１００１）。このとき、クライアント装置９０２は、ＧＰＳ等で得られたクライアント装置９０２の位置情報を合わせて送信することで、その位置情報に関連する三次元マップの送信をサーバ９０１に要求してもよい。
【０３５０】
次に、クライアント装置９０２は、サーバ９０１から三次元マップを受信する（Ｓ１００２）。受信した三次元マップが圧縮データであれば、クライアント装置９０２は、受信した三次元マップを復号して非圧縮の三次元マップを生成する（Ｓ１００３）。
【０３５１】
次に、クライアント装置９０２は、複数のセンサ１０１５で得られたセンサ情報１０３３からクライアント装置９０２の周辺の三次元データ１０３４を作成する（Ｓ１００４）。次に、クライアント装置９０２は、サーバ９０１から受信した三次元マップ１０３２と、センサ情報１０３３から作成した三次元データ１０３４とを用いてクライアント装置９０２の自己位置を推定する（Ｓ１００５）。
【０３５２】
図３２は、クライアント装置９０２によるセンサ情報の送信時の動作を示すフローチャートである。まず、クライアント装置９０２は、サーバ９０１からセンサ情報の送信要求を受信する（Ｓ１０１１）。送信要求を受信したクライアント装置９０２は、センサ情報１０３７をサーバ９０１に送信する（Ｓ１０１２）。なお、クライアント装置９０２は、センサ情報１０３３が複数のセンサ１０１５で得られた複数の情報を含む場合、各情報を、各情報に適した圧縮方式で圧縮することでセンサ情報１０３７を生成してもよい。
【０３５３】
次に、サーバ９０１の動作フローについて説明する。図３３は、サーバ９０１によるセンサ情報の取得時の動作を示すフローチャートである。まず、サーバ９０１は、クライアント装置９０２へセンサ情報の送信を要求する（Ｓ１０２１）。次に、サーバ９０１は、当該要求に応じてクライアント装置９０２から送信されたセンサ情報１０３７を受信する（Ｓ１０２２）。次に、サーバ９０１は、受信したセンサ情報１０３７を用いて三次元データ１１３４を作成する（Ｓ１０２３）。次に、サーバ９０１は、作成した三次元データ１１３４を三次元マップ１１３５に反映する（Ｓ１０２４）。
【０３５４】
図３４は、サーバ９０１による三次元マップの送信時の動作を示すフローチャートである。まず、サーバ９０１は、クライアント装置９０２から三次元マップの送信要求を受信する（Ｓ１０３１）。三次元マップの送信要求を受信したサーバ９０１は、クライアント装置９０２へ三次元マップ１０３１を送信する（Ｓ１０３２）。このとき、サーバ９０１は、クライアント装置９０２の位置情報に合わせてその付近の三次元マップを抽出し、抽出した三次元マップを送信してもよい。また、サーバ９０１は、ポイントクラウドで構成される三次元マップを、例えば８分木構造による圧縮方式等を用いて圧縮し、圧縮後の三次元マップを送信してもよい。
【０３５５】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。
【０３５６】
サーバ９０１は、クライアント装置９０２から受信したセンサ情報１０３７を用いてクライアント装置９０２の位置付近の三次元データ１１３４を作成する。次に、サーバ９０１は、作成した三次元データ１１３４と、サーバ９０１が管理する同エリアの三次元マップ１１３５とのマッチングを行うことによって、三次元データ１１３４と三次元マップ１１３５との差分を算出する。サーバ９０１は、差分が予め定められた閾値以上の場合は、クライアント装置９０２の周辺で何らかの異常が発生したと判断する。例えば、地震等の自然災害によって地盤沈下等が発生した際などに、サーバ９０１が管理する三次元マップ１１３５と、センサ情報１０３７を基に作成した三次元データ１１３４との間に大きな差が発生することが考えられる。
【０３５７】
センサ情報１０３７は、センサの種類、センサの性能、及びセンサの型番のうち少なくとも一つを示す情報を含んでもよい。また、センサ情報１０３７に、センサの性能に応じたクラスＩＤ等が付加されてもよい。例えば、センサ情報１０３７がＬｉＤＡＲで取得された情報である場合、数ｍｍ単位の精度で情報を取得できるセンサをクラス１、数ｃｍ単位の精度で情報を取得できるセンサをクラス２、数ｍ単位の精度で情報を取得できるセンサをクラス３のように、センサの性能に識別子を割り当てることが考えられる。また、サーバ９０１は、センサの性能情報等を、クライアント装置９０２の型番から推定してもよい。例えば、クライアント装置９０２が車両に搭載されている場合、サーバ９０１は、当該車両の車種からセンサのスペック情報を判断してもよい。この場合、サーバ９０１は、車両の車種の情報を事前に取得していてもよいし、センサ情報に、当該情報が含まれてもよい。また、サーバ９０１は取得したセンサ情報１０３７を用いて、センサ情報１０３７を用いて作成した三次元データ１１３４に対する補正の度合いを切り替えてもよい。例えば、センサ性能が高精度（クラス１）である場合、サーバ９０１は、三次元データ１１３４に対する補正を行わない。センサ性能が低精度（クラス３）である場合、サーバ９０１は、三次元データ１１３４に、センサの精度に応じた補正を適用する。例えば、サーバ９０１は、センサの精度が低いほど補正の度合い（強度）を強くする。
【０３５８】
サーバ９０１は、ある空間にいる複数のクライアント装置９０２に同時にセンサ情報の送信要求を出してもよい。サーバ９０１は、複数のクライアント装置９０２から複数のセンサ情報を受信した場合に、全てのセンサ情報を三次元データ１１３４の作成に利用する必要はなく、例えば、センサの性能に応じて、利用するセンサ情報を選択してもよい。例えば、サーバ９０１は、三次元マップ１１３５を更新する場合、受信した複数のセンサ情報の中から高精度なセンサ情報（クラス１）を選別し、選別したセンサ情報を用いて三次元データ１１３４を作成してもよい。
【０３５９】
サーバ９０１は、交通監視クラウド等のサーバのみに限定されず、他のクライアント装置（車載）であってもよい。図３５は、この場合のシステム構成を示す図である。
【０３６０】
例えば、クライアント装置９０２Ｃが近くにいるクライアント装置９０２Ａにセンサ情報の送信要求を出し、クライアント装置９０２Ａからセンサ情報を取得する。そして、クライアント装置９０２Ｃは、取得したクライアント装置９０２Ａのセンサ情報を用いて三次元データを作成し、クライアント装置９０２Ｃの三次元マップを更新する。これにより、クライアント装置９０２Ｃは、クライアント装置９０２Ａから取得可能な空間の三次元マップを、クライアント装置９０２Ｃの性能を活かして生成できる。例えば、クライアント装置９０２Ｃの性能が高い場合に、このようなケースが発生すると考えられる。
【０３６１】
また、この場合、センサ情報を提供したクライアント装置９０２Ａは、クライアント装置９０２Ｃが生成した高精度な三次元マップを取得する権利が与えられる。クライアント装置９０２Ａは、その権利に従ってクライアント装置９０２Ｃから高精度な三次元マップを受信する。
【０３６２】
また、クライアント装置９０２Ｃは近くにいる複数のクライアント装置９０２（クライアント装置９０２Ａ及びクライアント装置９０２Ｂ）にセンサ情報の送信要求を出してもよい。クライアント装置９０２Ａ又はクライアント装置９０２Ｂのセンサが高性能である場合には、クライアント装置９０２Ｃは、この高性能なセンサで得られたセンサ情報を用いて三次元データを作成できる。
【０３６３】
図３６は、サーバ９０１及びクライアント装置９０２の機能構成を示すブロック図である。サーバ９０１は、例えば、三次元マップを圧縮及び復号する三次元マップ圧縮／復号処理部１２０１と、センサ情報を圧縮及び復号するセンサ情報圧縮／復号処理部１２０２とを備える。
【０３６４】
クライアント装置９０２は、三次元マップ復号処理部１２１１と、センサ情報圧縮処理部１２１２とを備える。三次元マップ復号処理部１２１１は、圧縮された三次元マップの符号化データを受信し、符号化データを復号して三次元マップを取得する。センサ情報圧縮処理部１２１２は、取得したセンサ情報から作成した三次元データの代わりに、センサ情報そのものを圧縮し、圧縮したセンサ情報の符号化データをサーバ９０１へ送信する。この構成により、クライアント装置９０２は、三次元マップ（ポイントクラウド等）を復号する処理を行う処理部（装置又はＬＳＩ）を内部に保持すればよく、三次元マップ（ポイントクラウド等）の三次元データを圧縮する処理を行う処理部を内部に保持する必要がない。これにより、クライアント装置９０２のコスト及び消費電力等を抑えることができる。
【０３６５】
以上のように、本実施の形態に係るクライアント装置９０２は、移動体に搭載され、移動体に搭載されたセンサ１０１５により得られた、移動体の周辺状況を示すセンサ情報１０３３から、移動体の周辺の三次元データ１０３４を作成する。クライアント装置９０２は、作成された三次元データ１０３４を用いて移動体の自己位置を推定する。クライアント装置９０２は、取得したセンサ情報１０３３をサーバ９０１又は他の移動体９０２に送信する。
【０３６６】
これによれば、クライアント装置９０２は、センサ情報１０３３をサーバ９０１等に送信する。これにより、三次元データを送信する場合に比べて、送信データのデータ量を削減できる可能性がある。また、三次元データの圧縮又は符号化等の処理をクライアント装置９０２で行う必要がないので、クライアント装置９０２の処理量を削減できる。よって、クライアント装置９０２は、伝送されるデータ量の削減、又は、装置の構成の簡略化を実現できる。
【０３６７】
また、クライアント装置９０２は、さらに、サーバ９０１に三次元マップの送信要求を送信し、サーバ９０１から三次元マップ１０３１を受信する。クライアント装置９０２は、自己位置の推定では、三次元データ１０３４と三次元マップ１０３２とを用いて、自己位置を推定する。
【０３６８】
また、センサ情報１０３３は、レーザセンサで得られた情報、輝度画像、赤外画像、デプス画像、センサの位置情報、及びセンサの速度情報のうち少なくとも一つを含む。
【０３６９】
また、センサ情報１０３３は、センサの性能を示す情報を含む。
【０３７０】
また、クライアント装置９０２は、センサ情報１０３３を符号化又は圧縮し、センサ情報の送信では、符号化又は圧縮後のセンサ情報１０３７を、サーバ９０１又は他の移動体９０２に送信する。これによれば、クライアント装置９０２は、伝送されるデータ量を削減できる。
【０３７１】
例えば、クライアント装置９０２は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０３７２】
また、本実施の形態に係るサーバ９０１は、移動体に搭載されるクライアント装置９０２と通信可能であり、移動体に搭載されたセンサ１０１５により得られた、移動体の周辺状況を示すセンサ情報１０３７をクライアント装置９０２から受信する。サーバ９０１は、受信したセンサ情報１０３７から、移動体の周辺の三次元データ１１３４を作成する。
【０３７３】
これによれば、サーバ９０１は、クライアント装置９０２から送信されたセンサ情報１０３７を用いて三次元データ１１３４を作成する。これにより、クライアント装置９０２が三次元データを送信する場合に比べて、送信データのデータ量を削減できる可能性がある。また、三次元データの圧縮又は符号化等の処理をクライアント装置９０２で行う必要がないので、クライアント装置９０２の処理量を削減できる。よって、サーバ９０１は、伝送されるデータ量の削減、又は、装置の構成の簡略化を実現できる。
【０３７４】
また、サーバ９０１は、さらに、クライアント装置９０２にセンサ情報の送信要求を送信する。
【０３７５】
また、サーバ９０１は、さらに、作成された三次元データ１１３４を用いて三次元マップ１１３５を更新し、クライアント装置９０２からの三次元マップ１１３５の送信要求に応じて三次元マップ１１３５をクライアント装置９０２に送信する。
【０３７６】
また、センサ情報１０３７は、レーザセンサで得られた情報、輝度画像、赤外画像、デプス画像、センサの位置情報、及びセンサの速度情報のうち少なくとも一つを含む。
【０３７７】
また、センサ情報１０３７は、センサの性能を示す情報を含む。
【０３７８】
また、サーバ９０１は、さらに、センサの性能に応じて、三次元データを補正する。これによれば、当該三次元データ作成方法は、三次元データの品質を向上できる。
【０３７９】
また、サーバ９０１は、センサ情報の受信では、複数のクライアント装置９０２から複数のセンサ情報１０３７を受信し、複数のセンサ情報１０３７に含まれるセンサの性能を示す複数の情報に基づき、三次元データ１１３４の作成に用いるセンサ情報１０３７を選択する。これによれば、サーバ９０１は、三次元データ１１３４の品質を向上できる。
【０３８０】
また、サーバ９０１は、受信したセンサ情報１０３７を復号又は伸張し、復号又は伸張後のセンサ情報１１３２から、三次元データ１１３４を作成する。これによれば、サーバ９０１は、伝送されるデータ量を削減できる。
【０３８１】
例えば、サーバ９０１は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０３８２】
（実施の形態７）
本実施の形態では、インター予測処理を用いた三次元データの符号化方法及び復号方法について説明する。
【０３８３】
図３７は、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置１３００のブロック図である。この三次元データ符号装置１３００は、三次元データを符号化することで符号化信号である符号化ビットストリーム（以下、単にビットストリームとも記す）を生成する。図３７に示すように、三次元データ符号化装置１３００は、分割部１３０１と、減算部１３０２と、変換部１３０３と、量子化部１３０４と、逆量子化部１３０５と、逆変換部１３０６と、加算部１３０７と、参照ボリュームメモリ１３０８と、イントラ予測部１３０９と、参照スペースメモリ１３１０と、インター予測部１３１１と、予測制御部１３１２と、エントロピー符号化部１３１３とを備える。
【０３８４】
分割部１３０１は、三次元データに含まれる各スペース（ＳＰＣ）を符号化単位である複数のボリューム（ＶＬＭ）に分割する。また、分割部１３０１は、各ボリューム内のボクセルを８分木表現化（Ｏｃｔｒｅｅ化）する。なお、分割部１３０１は、スペースとボリュームを同一サイズとし、スペースを８分木表現化してもよい。また、分割部１３０１は、８分木化に必要な情報（深度情報など）をビットストリームのヘッダ等に付加してもよい。
【０３８５】
減算部１３０２は、分割部１３０１から出力されたボリューム（符号化対象ボリューム）と、後述するイントラ予測又はインター予測によって生成される予測ボリュームとの差分を算出し、算出された差分を予測残差として変換部１３０３に出力する。図３８は、予測残差の算出例を示す図である。なお、ここで示す符号化対象ボリューム及び予測ボリュームのビット列は、例えば、ボリュームに含まれる三次元点（例えばポイントクラウド）の位置を示す位置情報である。
【０３８６】
以下、８分木表現とボクセルのスキャン順について説明する。ボリュームは８分木構造に変換（８分木化）された後、符号化される。８分木構造はノードとリーフとで構成される。各ノードは８つのノード又はリーフを持ち、各リーフはボクセル（ＶＸＬ）情報を持つ。図３９は、複数のボクセルを含むボリュームの構造例を示す図である。図４０は、図３９に示すボリュームを８分木構造に変換した例を示す図である。ここで、図４０に示すリーフのうち、リーフ１、２、３はそれぞれ図３９に示すボクセルＶＸＬ１、ＶＸＬ２、ＶＸＬ３を表し、点群を含むＶＸＬ（以下、有効ＶＸＬ）を表現している。
【０３８７】
８分木は、例えば０、１の二値列で表現される。例えば、ノード又は有効ＶＸＬを値１、それ以外を値０とすると、各ノード及びリーフには図４０に示す二値列が割当てられる。そして、幅優先又は深さ優先のスキャン順に応じて、この二値列がスキャンされる。例えば幅優先でスキャンされた場合、図４１のＡに示す二値列が得られる。深さ優先でスキャンした場合は図４１のＢに示す二値列が得られる。このスキャンにより得られた二値列はエントロピー符号化によって符号化され情報量が削減される。
【０３８８】
次に、８分木表現における深度情報について説明する。８分木表現における深度は、ボリューム内に含まれるポイントクラウド情報を、どの粒度まで保持するかをコントロールするために使用される。深度を大きく設定すると、より細かいレベルまでポイントクラウド情報を再現することができるが、ノード及びリーフを表現するためのデータ量が増える。逆に深度を小さく設定すると、データ量が減少するが、複数の異なる位置及び色の異なるポイントクラウド情報が同一位置かつ同一色であるとみなされるため、本来のポイントクラウド情報が持つ情報を失うことになる。
【０３８９】
例えば、図４２は、図４０に示す深度＝２の８分木を、深度＝１の８分木で表現した例を示す図である。図４２に示す８分木は図４０に示す８分木よりデータ量が少なくなる。つまり、図４２に示す８分木は図４２に示す８分木より二値列化後のビット数が少ない。ここで、図４０に示すリーフ１とリーフ２が図４１に示すリーフ１で表現されることになる。つまり、図４０に示すリーフ１とリーフ２とが異なる位置であったという情報が失われる。
【０３９０】
図４３は、図４２に示す８分木に対応するボリュームを示す図である。図３９に示すＶＸＬ１とＶＸＬ２が図４３に示すＶＸＬ１２に対応する。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、図４３に示すＶＸＬ１２の色情報を、図３９に示すＶＸＬ１とＶＸＬ２との色情報から生成する。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、ＶＸＬ１とＶＸＬ２との色情報の平均値、中間値、又は重み平均値などをＶＸＬ１２の色情報として算出する。このように、三次元データ符号化装置１３００は、８分木の深度を変えることで、データ量の削減を制御してもよい。
【０３９１】
三次元データ符号化装置１３００は、８分木の深度情報を、ワールド単位、スペース単位、及びボリューム単位のいずれの単位で設定しても構わない。またその際、三次元データ符号化装置１３００は、ワールドのヘッダ情報、スペースのヘッダ情報、又はボリュームのヘッダ情報に深度情報を付加してもよい。また、時間の異なる全てのワールド、スペース、及びボリュームで深度情報して同一の値を使用してもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、全時間のワールドを管理するヘッダ情報に深度情報を付加してもよい。
【０３９２】
ボクセルに色情報が含まれる場合には、変換部１３０３は、ボリューム内のボクセルの色情報の予測残差に対し、直交変換等の周波数変換を適用する。例えば、変換部１３０３は、あるスキャン順で予測残差をスキャンすることで一次元配列を作成する。その後、変換部１３０３は、作成した一次元配列に一次元の直交変換を適用することで一次元配列を周波数領域に変換する。これにより、ボリューム内の予測残差の値が近い場合には低域の周波数成分の値が大きくなり、高域の周波数成分の値が小さくなる。よって、量子化部１３０４においてより効率的に符号量を削減することができる。
【０３９３】
また、変換部１３０３は、一次元ではなく、二次元以上の直交変換を用いてもよい。例えば、変換部１３０３は、あるスキャン順で予測残差を二次元配列にマッピングし、得られた二次元配列に二次元直交変換を適用する。また、変換部１３０３は、複数の直交変換方式から使用する直交変換方式を選択してもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、どの直交変換方式を用いたかを示す情報をビットストリームに付加する。また、変換部１３０３は、次元の異なる複数の直交変換方式から使用する直交変換方式を選択してもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、どの次元の直交変換方式を用いたかをビットストリームに付加する。
【０３９４】
例えば、変換部１３０３は、予測残差のスキャン順を、ボリューム内の８分木におけるスキャン順（幅優先又は深さ優先など）に合わせる。これにより、予測残差のスキャン順を示す情報をビットストリームに付加する必要がないので、オーバーヘッドを削減できる。また、変換部１３０３は、８分木のスキャン順とは異なるスキャン順を適用してもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、予測残差のスキャン順を示す情報をビットストリームに付加する。これにより、三次元データ符号化装置１３００は、予測残差を効率よく符号化することができる。また、三次元データ符号化装置１３００は、８分木のスキャン順を適用するか否かを示す情報（フラグ等）をビットストリームに付加し、８分木のスキャン順を適用しない場合に、予測残差のスキャン順を示す情報をビットストリームに付加してもよい。
【０３９５】
変換部１３０３は、色情報の予測残差だけでなく、ボクセルが持つその他の属性情報を変換してもよい。例えば、変換部１３０３は、ポイントクラウドをＬｉＤＡＲ等で取得した際に得られる反射度等の情報を変換し、符号化してもよい。
【０３９６】
変換部１３０３は、スペースが色情報等の属性情報を持たない場合は、処理をスキップしてもよい。また、三次元データ符号化装置１３００は、変換部１３０３の処理をスキップするか否かを示す情報（フラグ）をビットストリームに付加してもよい。
【０３９７】
量子化部１３０４は、変換部１３０３で生成された予測残差の周波数成分に対し、量子化制御パラメータを用いて量子化を行うことで量子化係数を生成する。これにより情報量が削減される。生成された量子化係数はエントロピー符号化部１３１３に出力される。量子化部１３０４は、量子化制御パラメータを、ワールド単位、スペース単位、又はボリューム単位で制御してもよい。その際には、三次元データ符号化装置１３００は、量子化制御パラメータをそれぞれのヘッダ情報等に付加する。また、量子化部１３０４は、予測残差の周波数成分毎に、重みを変えて量子化制御を行ってもよい。例えば、量子化部１３０４は、低周波数成分は細かく量子化し、高周波成分は粗く量子化してもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、各周波数成分の重みを表すパラメータをヘッダに付加してもよい。
【０３９８】
量子化部１３０４は、スペースが色情報等の属性情報を持たない場合は、処理をスキップしてもよい。また、三次元データ符号化装置１３００は、量子化部１３０４の処理をスキップするか否かを示す情報（フラグ）をビットストリームに付加してもよい。
【０３９９】
逆量子化部１３０５は、量子化制御パラメータを用いて、量子化部１３０４で生成された量子化係数に逆量子化を行うことで予測残差の逆量子化係数を生成し、生成した逆量子化係数を逆変換部１３０６に出力する。
【０４００】
逆変換部１３０６は、逆量子化部１３０５で生成された逆量子化係数に対し逆変換を適用することで逆変換適用後予測残差を生成する。この逆変換適用後予測残差は、量子化後に生成された予測残差であるため、変換部１３０３が出力した予測残差とは完全には一致しなくてもよい。
【０４０１】
加算部１３０７は、逆変換部１３０６で生成された逆変換適用後予測残差と、量子化前の予測残差の生成に用いられた、後述するイントラ予測又はインター予測により生成された予測ボリュームとを加算して再構成ボリュームを生成する。この再構成ボリュームは、参照ボリュームメモリ１３０８、又は、参照スペースメモリ１３１０に格納される。
【０４０２】
イントラ予測部１３０９は、参照ボリュームメモリ１３０８に格納された隣接ボリュームの属性情報を用いて、符号化対象ボリュームの予測ボリュームを生成する。属性情報とは、ボクセルの色情報又は反射度を含む。イントラ予測部１３０９は、符号化対象ボリュームの色情報又は反射度の予測値を生成する。
【０４０３】
図４４は、イントラ予測部１３０９の動作を説明するための図である。例えば、イントラ予測部１３０９は、図４４に示す、符号化対象ボリューム（ボリュームｉｄｘ＝３）の予測ボリュームを、隣接ボリューム（ボリュームｉｄｘ＝０）から生成する。ここで、ボリュームｉｄｘとはスペース内のボリュームに対し付加される識別子情報であり、各ボリュームに異なる値が割当てられる。ボリュームｉｄｘの割当ての順番は符号化順と同じ順番であってもよいし、符号化順とは異なる順番であってもよい。例えば、イントラ予測部１３０９は、図４４に示す符号化対象ボリュームの色情報の予測値として、隣接ボリュームであるボリュームｉｄｘ＝０内に含まれるボクセルの色情報の平均値を用いる。この場合、符号化対象ボリューム内に含まれる各ボクセルの色情報から、色情報の予測値が差し引かれることで予測残差が生成される。この予測残差に対して変換部１３０３以降の処理が行われる。また、この場合、三次元データ符号化装置１３００は、隣接ボリューム情報と、予測モード情報とをビットストリームに付加する。ここで隣接ボリューム情報とは、予測に用いた隣接ボリュームを示す情報であり、例えば、予測に用いた隣接ボリュームのボリュームｉｄｘを示す。また、予測モード情報とは、予測ボリュームの生成に使用したモードを示す。モードとは、例えば、隣接ボリューム内のボクセルの平均値から予測値を生成する平均値モード、又は隣接ボリューム内のボクセルの中間値から予測値を生成する中間値モード等である。
【０４０４】
イントラ予測部１３０９は、予測ボリュームを、複数の隣接ボリュームから生成してもよい。例えば、図４４に示す構成において、イントラ予測部１３０９は、ボリュームｉｄｘ＝０のボリュームから予測ボリューム０を生成し、ボリュームｉｄｘ＝１のボリュームから予測ボリューム１を生成する。そして、イントラ予測部１３０９は、予測ボリューム０と予測ボリューム１の平均を最終的な予測ボリュームとして生成する。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、予測ボリュームの生成に使用した複数のボリュームの複数のボリュームｉｄｘをビットストリームに付加してもよい。
【０４０５】
図４５は、本実施の形態に係るインター予測処理を模式的に示す図である。インター予測部１３１１は、ある時刻Ｔ＿Ｃｕｒのスペース（ＳＰＣ）を、異なる時刻Ｔ＿ＬＸの符号化済みスペースを用いて符号化（インター予測）する。この場合、インター予測部１３１１は、異なる時刻Ｔ＿ＬＸの符号化済みスペースに回転及び並進処理を適用して符号化処理を行う。
【０４０６】
また、三次元データ符号化装置１３００は、異なる時刻Ｔ＿ＬＸのスペースに適用した回転及び並進処理に関わるＲＴ情報をビットストリームに付加する。異なる時刻Ｔ＿ＬＸとは、例えば、前記ある時刻Ｔ＿Ｃｕｒより前の時刻Ｔ＿Ｌ０である。このとき、三次元データ符号化装置１３００は、時刻Ｔ＿Ｌ０のスペースに適用した回転及び並進処理に関わるＲＴ情報ＲＴ＿Ｌ０をビットストリームに付加してもよい。
【０４０７】
または、異なる時刻Ｔ＿ＬＸとは、例えば、前記ある時刻Ｔ＿Ｃｕｒより後の時刻Ｔ＿Ｌ１である。このとき、三次元データ符号化装置１３００は、時刻Ｔ＿Ｌ１のスペースに適用した回転及び並進処理に関わるＲＴ情報ＲＴ＿Ｌ１をビットストリームに付加してもよい。
【０４０８】
または、インター予測部１３１１は、異なる時刻Ｔ＿Ｌ０及び時刻Ｔ＿Ｌ１の両方のスペースを参照して符号化（双予測）を行う。この場合には、三次元データ符号化装置１３００は、それぞれのスペースに適用した回転及び並進に関わるＲＴ情報ＲＴ＿Ｌ０及びＲＴ＿Ｌ１の両方をビットストリームに付加してもよい。
【０４０９】
なお、上記ではＴ＿Ｌ０をＴ＿Ｃｕｒより前の時刻、Ｔ＿Ｌ１をＴ＿Ｃｕｒより後の時刻としたが、必ずしもこれに限らない。例えば、Ｔ＿Ｌ０とＴ＿Ｌ１は共にＴ＿Ｃｕｒより前の時刻でもよい。または、Ｔ＿Ｌ０とＴ＿Ｌ１は共にＴ＿Ｃｕｒより後の時刻でもよい。
【０４１０】
また、三次元データ符号化装置１３００は、複数の異なる時刻のスペースを参照して符号化を行う場合には、それぞれのスペースに適用した回転及び並進に関わるＲＴ情報をビットストリームに付加してもよい。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、参照する複数の符号化済みスペースを２つの参照リスト（Ｌ０リスト及びＬ１リスト）で管理する。Ｌ０リスト内の第１の参照スペースをＬ０Ｒ０とし、Ｌ０リスト内の第２の参照スペースをＬ０Ｒ１とし、Ｌ１リスト内の第１の参照スペースをＬ１Ｒ０とし、Ｌ１リスト内の第２の参照スペースをＬ１Ｒ１とした場合、三次元データ符号化装置１３００は、Ｌ０Ｒ０のＲＴ情報ＲＴ＿Ｌ０Ｒ０と、Ｌ０Ｒ１のＲＴ情報ＲＴ＿Ｌ０Ｒ１と、Ｌ１Ｒ０のＲＴ情報ＲＴ＿Ｌ１Ｒ０と、Ｌ１Ｒ１のＲＴ情報ＲＴ＿Ｌ１Ｒ１とをビットストリームに付加する。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、これらのＲＴ情報をビットストリームのヘッダ等に付加する。
【０４１１】
また、三次元データ符号化装置１３００は、複数の異なる時刻の参照スペースを参照して符号化を行う場合、参照スペース毎に回転及び並進を適用するか否かを判定する。その際、三次元データ符号化装置１３００は、参照スペース毎に回転及び並進を適用したか否かを示す情報（ＲＴ適用フラグ等）をビットストリームのヘッダ情報等に付加してもよい。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、符号化対象スペースから参照する参照スペース毎にＩＣＰ（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔ）アルゴリズムを用いてＲＴ情報、及びＩＣＰエラー値を算出する。三次元データ符号化装置１３００は、ＩＣＰエラー値が、予め定められた一定値以下の場合は、回転及び並進を行う必要がないと判定してＲＴ適用フラグをオフに設定する。一方、三次元データ符号化装置１３００は、ＩＣＰエラー値が上記一定値より大きい場合は、ＲＴ適用フラグをオンに設定し、ＲＴ情報をビットストリームに付加する。
【０４１２】
図４６は、ＲＴ情報及びＲＴ適用フラグをヘッダに付加するシンタックス例を示す図である。なお、各シンタックスに割当てるビット数は、そのシンタックスが取りうる範囲で決定してもよい。例えば、参照リストＬ０内に含まれる参照スペース数が８つの場合、ＭａｘＲｅｆＳｐｃ＿ｌ０には３ｂｉｔが割当てられてもよい。割当てるビット数を、各シンタックスが取りうる値に応じて可変にしてもよいし、取りうる値に関わらず固定にしてもよい。割り当てるビット数を固定にする場合は、三次元データ符号化装置１３００は、その固定ビット数を別のヘッダ情報に付加してもよい。
【０４１３】
ここで、図４６に示す、ＭａｘＲｅｆＳｐｃ＿ｌ０は、参照リストＬ０内に含まれる参照スペース数を示す。ＲＴ＿ｆｌａｇ＿ｌ０［ｉ］は、参照リストＬ０内の参照スペースｉのＲＴ適用フラグである。ＲＴ＿ｆｌａｇ＿ｌ０［ｉ］が１の場合、参照スペースｉに回転及び並進が適用される。ＲＴ＿ｆｌａｇ＿ｌ０［ｉ］が０の場合、参照スペースｉに回転及び並進が適用されない。
【０４１４】
Ｒ＿ｌ０［ｉ］及びＴ＿ｌ０［ｉ］は、参照リストＬ０内の参照スペースｉのＲＴ情報である。Ｒ＿ｌ０［ｉ］は、参照リストＬ０内の参照スペースｉの回転情報である。回転情報は、適用された回転処理の内容を示し、例えば、回転行列、又はクォータニオン等である。Ｔ＿ｌ０［ｉ］は、参照リストＬ０内の参照スペースｉの並進情報である。並進情報は、適用された並進処理の内容を示し、例えば、並進ベクトル等である。
【０４１５】
ＭａｘＲｅｆＳｐｃ＿ｌ１は、参照リストＬ１内に含まれる参照スペース数を示す。ＲＴ＿ｆｌａｇ＿ｌ１［ｉ］は、参照リストＬ１内の参照スペースｉのＲＴ適用フラグである。ＲＴ＿ｆｌａｇ＿ｌ１［ｉ］が１の場合、参照スペースｉに回転及び並進が適用される。ＲＴ＿ｆｌａｇ＿ｌ１［ｉ］が０の場合、参照スペースｉに回転及び並進が適用されない。
【０４１６】
Ｒ＿ｌ１［ｉ］及びＴ＿ｌ１［ｉ］は、参照リストＬ１内の参照スペースｉのＲＴ情報である。Ｒ＿ｌ１［ｉ］は、参照リストＬ１内の参照スペースｉの回転情報である。回転情報は、適用された回転処理の内容を示し、例えば、回転行列、又はクォータニオン等である。Ｔ＿ｌ１［ｉ］は、参照リストＬ１内の参照スペースｉの並進情報である。並進情報は、適用された並進処理の内容を示し、例えば、並進ベクトル等である。
【０４１７】
インター予測部１３１１は、参照スペースメモリ１３１０に格納された符号化済みの参照スペースの情報を用いて符号化対象ボリュームの予測ボリュームを生成する。上述したように、インター予測部１３１１は、符号化対象ボリュームの予測ボリュームを生成する前に、符号化対象スペースと参照スペースの全体的な位置関係を近づけるために、符号化対象スペースと参照スペースでＩＣＰ（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔ）アルゴリズムを用いてＲＴ情報を求める。そして、インター予測部１３１１は、求めたＲＴ情報を用いて参照スペースに回転及び並進処理を適用することで参照スペースＢを得る。その後、インター予測部１３１１は、符号化対象スペース内の符号化対象ボリュームの予測ボリュームを参照スペースＢ内の情報を用いて生成する。ここで、三次元データ符号化装置１３００は、参照スペースＢを得るために用いられたＲＴ情報を符号化対象スペースのヘッダ情報等に付加する。
【０４１８】
このように、インター予測部１３１１は、参照スペースに回転及び並進処理を適用することにより符号化対象スペースと参照スペースとの全体的な位置関係を近づけてから、参照スペースの情報を用いて予測ボリュームを生成することで予測ボリュームの精度を向上できる。また、予測残差を抑制できるので符号量を削減できる。なお、ここでは、符号化対象スペースと参照スペースとを用いてＩＣＰを行う例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、インター予測部１３１１は、処理量を削減するために、ボクセル又はポイントクラウド数を間引いた符号化対象スペース、及び、ボクセル又はポイントクラウド数を間引いた参照スペースの少なくとも一方を用いてＩＣＰを行うことで、ＲＴ情報を求めてもよい。
【０４１９】
また、インター予測部１３１１は、ＩＣＰの結果得られるＩＣＰエラー値が、予め定められた第１閾値より小さい場合、つまり、例えば符号化対象スペースと参照スペースの位置関係が近い場合には、回転及び並進処理は必要ないと判断し、回転及び並進を行わなくてもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、ＲＴ情報をビットストリームに付加しないことによりオーバーヘッドを抑制してもよい。
【０４２０】
また、インター予測部１３１１は、ＩＣＰエラー値が、予め定められた第２閾値より大きい場合には、スペース間の形状変化が大きいと判断し、符号化対象スペースの全てのボリュームにイントラ予測を適用してもよい。以下、イントラ予測を適用するスペースをイントラスペースと呼ぶ。また、第２閾値は上記第１閾値より大きい値である。また、ＩＣＰに限定せず、２つのボクセル集合、又は、２つのポイントクラウド集合からＲＴ情報を求める方法であれば、どのような手法を適用してもよい。
【０４２１】
また、三次元データに形状又は色等の属性情報が含まれる場合には、インター予測部１３１１は、符号化対象スペース内の符号化対象ボリュームの予測ボリュームとして、例えば参照スペース内で符号化対象ボリュームと最も形状又は色等の属性情報が近いボリュームを探索する。また、この参照スペースは、例えば、上述した回転及び並進処理が行われた後の参照スペースである。インター予測部１３１１は、探索により得られたボリューム（参照ボリューム）から予測ボリュームを生成する。図４７は、予測ボリュームの生成動作を説明するための図である。インター予測部１３１１は、図４７に示す符号化対象ボリューム（ボリュームｉｄｘ＝０）を、インター予測を用いて符号化する場合、参照スペース内の参照ボリュームを順にスキャンしながら、符号化対象ボリュームと参照ボリュームとの差分である予測残差が一番小さいボリュームを探索する。インター予測部１３１１は、予測残差が一番小さいボリュームを予測ボリュームとして選択する。符号化対象ボリュームと予測ボリュームとの予測残差が変換部１３０３以降の処理により符号化される。ここで、予測残差とは、符号化対象ボリュームの属性情報と予測ボリュームの属性情報との差分である。また、三次元データ符号化装置１３００は、予測ボリュームとして参照した参照スペース内の参照ボリュームのボリュームｉｄｘをビットストリームのヘッダ等に付加する。
【０４２２】
図４７に示す例では、参照スペースＬ０Ｒ０のボリュームｉｄｘ＝４の参照ボリュームが符号化対象ボリュームの予測ボリュームとして選択される。そして、符号化対象ボリュームと参照ボリュームとの予測残差と、参照ボリュームｉｄｘ＝４とが符号化されてビットストリームに付加される。
【０４２３】
なお、ここでは属性情報の予測ボリュームを生成する例を説明したが、位置情報の予測ボリュームについても同様の処理が行われてもよい。
【０４２４】
予測制御部１３１２は、符号化対象ボリュームをイントラ予測、及びインター予測のいずれを用いて符号化するかを制御する。ここで、イントラ予測、及びインター予測を含むモードを予測モードと呼ぶ。例えば、予測制御部１３１２は、符号化対象ボリュームをイントラ予測で予測した場合の予測残差と、インター予測で予測した場合の予測残差とを評価値として算出し、評価値が小さい方の予測モードを選択する。なお、予測制御部１３１２は、イントラ予測の予測残差とインター予測の予測残差とに、それぞれ直交変換、量子化、及び、エントロピー符号化を適用することで実際の符号量を算出し、算出した符号量を評価値として予測モードを選択してもよい。また、評価値に予測残差以外のオーバーヘッド情報（参照ボリュームｉｄｘ情報など）を加えるようにしてもよい。また、予測制御部１３１２は、符号化対象スペースをイントラスペースで符号化すると予め決定されている場合には、常にイントラ予測を選択してもよい。
【０４２５】
エントロピー符号化部１３１３は、量子化部１３０４からの入力である量子化係数を可変長符号化することにより符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。具体的には、エントロピー符号化部１３１３は、例えば、量子化係数を二値化し、得られた二値信号を算術符号化する。
【０４２６】
次に、三次元データ符号化装置１３００により生成された符号化信号を復号する三次元データ復号装置について説明する。図４８は、本実施の形態に係る三次元データ復号装置１４００のブロック図である。この三次元データ復号装置１４００は、エントロピー復号部１４０１と、逆量子化部１４０２と、逆変換部１４０３と、加算部１４０４と、参照ボリュームメモリ１４０５と、イントラ予測部１４０６と、参照スペースメモリ１４０７と、インター予測部１４０８と、予測制御部１４０９とを備える。
【０４２７】
エントロピー復号部１４０１は、符号化信号（符号化ビットストリーム）を可変長復号する。例えば、エントロピー復号部１４０１は、符号化信号を算術復号して二値信号を生成し、生成した二値信号から量子化係数を生成する。
【０４２８】
逆量子化部１４０２は、エントロピー復号部１４０１から入力された量子化係数を、ビットストリーム等に付加された量子化パラメータを用いて逆量子化することで逆量子化係数を生成する。
【０４２９】
逆変換部１４０３は、逆量子化部１４０２から入力された逆量子化係数を逆変換することで予測残差を生成する。例えば、逆変換部１４０３は、逆量子化係数を、ビットストリームに付加された情報に基づいて逆直交変換することで予測残差を生成する。
【０４３０】
加算部１４０４は、逆変換部１４０３で生成された予測残差と、イントラ予測又はインター予測により生成された予測ボリュームとを加算して再構成ボリュームを生成する。この再構成ボリュームは、復号三次元データとして出力されるとともに、参照ボリュームメモリ１４０５、又は、参照スペースメモリ１４０７に格納される。
【０４３１】
イントラ予測部１４０６は、参照ボリュームメモリ１４０５内の参照ボリュームとビットストリームに付加された情報とを用いてイントラ予測により予測ボリュームを生成する。具体的には、イントラ予測部１４０６は、ビットストリームに付加された隣接ボリューム情報（例えばボリュームｉｄｘ）と、予測モード情報とを取得し、隣接ボリューム情報で示さる隣接ボリュームを用いて、予測モード情報で示されるモードにより予測ボリュームを生成する。なお、これらの処理の詳細は、ビットストリームに付与された情報が用いられる点を除き、上述したイントラ予測部１３０９による処理と同様である。
【０４３２】
インター予測部１４０８は、参照スペースメモリ１４０７内の参照スペースとビットストリームに付加された情報とを用いてインター予測により予測ボリュームを生成する。具体的には、インター予測部１４０８は、ビットストリームに付加された参照スペース毎のＲＴ情報を用いて参照スペースに対して回転及び並進処理を適用し、適用後の参照スペースを用いて予測ボリュームを生成する。なお、参照スペース毎のＲＴ適用フラグがビットストリーム内に存在する場合には、インター予測部１４０８は、ＲＴ適用フラグに応じて参照スペースに回転及び並進処理を適用する。なお、これらの処理の詳細は、ビットストリームに付与された情報が用いられる点を除き、上述したインター予測部１３１１による処理と同様である。
【０４３３】
予測制御部１４０９は、復号対象ボリュームをイントラ予測で復号するか、インター予測で復号するかを制御する。例えば、予測制御部１４０９は、ビットストリームに付加された、使用する予測モードを示す情報に応じてイントラ予測又はインター予測を選択する。なお、予測制御部１４０９は、復号対象スペースをイントラスペースで復号すると予め決定されている場合は、常にイントラ予測を選択してもよい。
【０４３４】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態ではスペース単位で回転及び並進が適用される例を説明したが、より細かい単位で回転及び並進が適用されてもよい。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、スペースをサブスペースに分割し、サブスペース単位で回転及び並進を適用してもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、サブスペース毎にＲＴ情報を生成し、生成したＲＴ情報をビットストリームのヘッダ等に付加する。また、三次元データ符号化装置１３００は、符号化単位であるボリューム単位で回転及び並進を適用してもよい。この場合、三次元データ符号化装置１３００は、符号化ボリューム単位でＲＴ情報を生成し、生成したＲＴ情報をビットストリームのヘッダ等に付加する。さらに、上記を組み合わせてもよい。つまり、三次元データ符号化装置１３００は、大きい単位で回転及び並進を適用し、その後、細かい単位で回転及び並進を適用してもよい。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、スペース単位で回転及び並進を適用し、得られたスペースに含まれる複数のボリュームの各々に対して、互いに異なる回転及び並進を適用してもよい。
【０４３５】
また、本実施の形態では参照スペースに回転及び並進を適用する例を説明したが、必ずしもこれに限らない。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、例えば、スケール処理を適用して三次元データの大きさを変化させてもよい。また、三次元データ符号化装置１３００は、回転、並進及びスケールのうち、いずれか１つ又は２つを適用してもよい。また、上記のように多段階で異なる単位で処理を適用する場合には、各単位に適用される処理の種類が異なってもよい。例えば、スペース単位では回転及び並進が適用され、ボリューム単位では並進が適用されてもよい。
【０４３６】
なお、これらの変形例については、三次元データ復号装置１４００に対しても同様に適用できる。
【０４３７】
以上のように、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置１３００は、以下の処理を行う。図４８は、三次元データ符号化装置１３００によるインター予測処理のフローチャートである。
【０４３８】
まず、三次元データ符号化装置１３００は、対象三次元データ（例えば符号化対象スペース）と異なる時刻の参照三次元データ（例えば参照スペース）に含まれる三次元点の位置情報を用いて予測位置情報（例えば予測ボリューム）を生成する（Ｓ１３０１）。具体的には、三次元データ符号化装置１３００は、参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に回転及び並進処理を適用することで予測位置情報を生成する。
【０４３９】
なお、三次元データ符号化装置１３００は、回転及び並進処理を第１の単位（例えばスペース）で行い、予測位置情報の生成を第１の単位より細かい第２の単位（例えばボリューム）で行ってもよい。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、回転及び並進処理後の参照スペースに含まれる複数のボリュームのうち、符号化対象スペースに含まれる符号化対象ボリュームと位置情報の差が最小となるボリュームを探索し、得られたボリュームを予測ボリュームとして用いる。なお、三次元データ符号化装置１３００は、回転及び並進処理と、予測位置情報の生成とを同一の単位で行ってもよい。
【０４４０】
また、三次元データ符号化装置１３００は、参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に第１の単位（例えばスペース）で第１回転及び並進処理を適用し、第１回転及び並進処理により得られた三次元点の位置情報に、第１の単位より細かい第２の単位（例えばボリューム）で第２回転及び並進処理を適用することで予測位置情報を生成してもよい。
【０４４１】
ここで、三次元点の位置情報及び予測位置情報は、例えば図４１に示すように、８分木構造で表現される。例えば、三次元点の位置情報及び予測位置情報は、８分木構造における深度と幅とのうち、幅を優先したスキャン順で表される。または、三次元点の位置情報及び予測位置情報は、８分木構造における深度と幅とのうち、深度を優先したスキャン順で表される。
【０４４２】
また、図４６に示すように、三次元データ符号化装置１３００は、参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に回転及び並進処理を適用するか否かを示すＲＴ適用フラグを符号化する。つまり、三次元データ符号化装置１３００は、ＲＴ適用フラグを含む符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。また、三次元データ符号化装置１３００は、回転及び並進処理の内容を示すＲＴ情報を符号化する。つまり、三次元データ符号化装置１３００は、ＲＴ情報を含む符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。なお、三次元データ符号化装置１３００は、ＲＴ適用フラグにより回転及び並進処理を適用することが示される場合にＲＴ情報を符号化し、ＲＴ適用フラグにより回転及び並進処理を適用しないことが示される場合にＲＴ情報を符号化しなくてもよい。
【０４４３】
また、三次元データは、例えば、三次元点の位置情報と、各三次元点の属性情報（色情報等）とを含む。三次元データ符号化装置１３００は、参照三次元データに含まれる三次元点の属性情報を用いて予測属性情報を生成する（Ｓ１３０２）。
【０４４４】
次に、三次元データ符号化装置１３００は、対象三次元データに含まれる三次元点の位置情報を、予測位置情報を用いて符号化する。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、図３８に示すように対象三次元データに含まれる三次元点の位置情報と予測位置情報との差分である差分位置情報を算出する（Ｓ１３０３）。
【０４４５】
また、三次元データ符号化装置１３００は、対象三次元データに含まれる三次元点の属性情報を、予測属性情報を用いて符号化する。例えば、三次元データ符号化装置１３００は、対象三次元データに含まれる三次元点の属性情報と予測属性情報との差分である差分属性情報を算出する（Ｓ１３０４）。次に、三次元データ符号化装置１３００は、算出された差分属性情報に変換及び量子化を行う（Ｓ１３０５）。
【０４４６】
最後に、三次元データ符号化装置１３００は、差分位置情報と、量子化後の差分属性情報とを符号化（例えばエントロピー符号化）する（Ｓ１３０６）。つまり、三次元データ符号化装置１３００は、差分位置情報と差分属性情報とを含む符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。
【０４４７】
なお、三次元データに属性情報が含まれない場合には、三次元データ符号化装置１３００は、ステップＳ１３０２、Ｓ１３０４及びＳ１３０５を行わなくてもよい。また、三次元データ符号化装置１３００は、三次元点の位置情報の符号化と、三次元点の属性情報の符号化とのうち、一方のみを行ってもよい。
【０４４８】
また、図４９に示す処理の順序は一例であり、これに限定されない。例えば、位置情報に対する処理（Ｓ１３０１、Ｓ１３０３）と、属性情報に対する処理（Ｓ１３０２、Ｓ１３０４、Ｓ１３０５）とは互いに独立しているため、任意の順序で行われてもよいし、一部が並列処理されてもよい。
【０４４９】
以上により、本実施の形態に三次元データ符号化装置１３００は、対象三次元データと異なる時刻の参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報を用いて予測位置情報を生成し、対象三次元データに含まれる三次元点の位置情報と予測位置情報との差分である差分位置情報を符号化する。これにより、符号化信号のデータ量を削減できるので符号化効率を向上できる。
【０４５０】
また、本実施の形態に三次元データ符号化装置１３００は、参照三次元データに含まれる三次元点の属性情報を用いて予測属性情報を生成し、対象三次元データに含まれる三次元点の属性情報と予測属性情報との差分である差分属性情報を符号化する。これにより、符号化信号のデータ量を削減できるので符号化効率を向上できる。
【０４５１】
例えば、三次元データ符号化装置１３００は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０４５２】
図４８は、三次元データ復号装置１４００によるインター予測処理のフローチャートである。
【０４５３】
まず、三次元データ復号装置１４００は、符号化信号（符号化ビットストリーム）から、差分位置情報と差分属性情報とを復号（例えばエントロピー復号）する（Ｓ１４０１）。
【０４５４】
また、三次元データ復号装置１４００は、符号化信号から、参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に回転及び並進処理を適用するか否かを示すＲＴ適用フラグを復号する。また、三次元データ復号装置１４００は、回転及び並進処理の内容を示すＲＴ情報を復号する。なお、三次元データ復号装置１４００は、ＲＴ適用フラグにより回転及び並進処理を適用することが示される場合にＲＴ情報を復号し、ＲＴ適用フラグにより回転及び並進処理を適用しないことが示される場合にＲＴ情報を復号しなくてもよい。
【０４５５】
次に、三次元データ復号装置１４００は、復号された差分属性情報に逆量子化及び逆変換を行う（Ｓ１４０２）。
【０４５６】
次に、三次元データ復号装置１４００は、対象三次元データ（例えば復号対象スペース）と異なる時刻の参照三次元データ（例えば参照スペース）に含まれる三次元点の位置情報を用いて予測位置情報（例えば予測ボリューム）を生成する（Ｓ１４０３）。具体的には、三次元データ復号装置１４００は、参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に回転及び並進処理を適用することで予測位置情報を生成する。
【０４５７】
より具体的には、三次元データ復号装置１４００は、ＲＴ適用フラグにより回転及び並進処理を適用することが示される場合に、ＲＴ情報で示される参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に回転及び並進処理を適用する。一方、ＲＴ適用フラグにより回転及び並進処理を適用しないことが示される場合には、三次元データ復号装置１４００は、参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に回転及び並進処理を適用しない。
【０４５８】
なお、三次元データ復号装置１４００は、回転及び並進処理を第１の単位（例えばスペース）で行い、予測位置情報の生成を第１の単位より細かい第２の単位（例えばボリューム）で行ってもよい。なお、三次元データ復号装置１４００は、回転及び並進処理と、予測位置情報の生成とを同一の単位で行ってもよい。
【０４５９】
また、三次元データ復号装置１４００は、参照三次元データに含まれる三次元点の位置情報に第１の単位（例えばスペース）で第１回転及び並進処理を適用し、第１回転及び並進処理により得られた三次元点の位置情報に、第１の単位より細かい第２の単位（例えばボリューム）で第２回転及び並進処理を適用することで予測位置情報を生成してもよい。
【０４６０】
ここで、三次元点の位置情報及び予測位置情報は、例えば図４１に示すように、８分木構造で表現される。例えば、三次元点の位置情報及び予測位置情報は、８分木構造における深度と幅とのうち、幅を優先したスキャン順で表される。または、三次元点の位置情報及び予測位置情報は、８分木構造における深度と幅とのうち、深度を優先したスキャン順で表される。
【０４６１】
三次元データ復号装置１４００は、参照三次元データに含まれる三次元点の属性情報を用いて予測属性情報を生成する（Ｓ１４０４）。
【０４６２】
次に、三次元データ復号装置１４００は、符号化信号に含まれる符号化位置情報を予測位置情報を用いて復号することで対象三次元データに含まれる三次元点の位置情報を復元する。ここで、符号化位置情報とは、例えば、差分位置情報であり、三次元データ復号装置１４００は、差分位置情報と予測位置情報とを加算することで対象三次元データに含まれる三次元点の位置情報を復元する（Ｓ１４０５）。
【０４６３】
また、三次元データ復号装置１４００は、符号化信号に含まれる符号化属性情報を予測属性情報を用いて復号することで対象三次元データに含まれる三次元点の属性情報を復元する。ここで、符号化属性情報とは、例えば、差分属性情報であり、三次元データ復号装置１４００は、差分属性情報と予測属性情報とを加算することで対象三次元データに含まれる三次元点の属性情報を復元する（Ｓ１４０６）。
【０４６４】
なお、三次元データに属性情報が含まれない場合には、三次元データ復号装置１４００は、ステップＳ１４０２、Ｓ１４０４及びＳ１４０６を行わなくてもよい。また、三次元データ復号装置１４００は、三次元点の位置情報の復号と、三次元点の属性情報の復号とのうち、一方のみを行ってもよい。
【０４６５】
また、図５０に示す処理の順序は一例であり、これに限定されない。例えば、位置情報に対する処理（Ｓ１４０３、Ｓ１４０５）と、属性情報に対する処理（Ｓ１４０２、Ｓ１４０４、Ｓ１４０６）とは互いに独立しているため、任意の順序で行われてもよいし、一部が並列処理されてもよい。
【０４６６】
（実施の形態８）
本実施の形態では、三次元データ符号化装置は、入力された三次元点群を２つ以上のサブ三次元点群に分離し、複数のサブ三次元点群に依存関係が発生しないように各サブ三次元点群を符号化する。これにより、三次元データ符号化装置は、複数のサブ三次元点群を並列に符号化できる。例えば、三次元データ符号化装置は、入力された三次元点群をサブ三次元点群Ａとサブ三次元点群Ｂに分離し、サブ三次元点群Ａとサブ三次元点群Ｂとを並列に符号化する。
【０４６７】
なお、分離の方法としては、三次元データ符号化装置は、例えば、８分木構造を用いて符号化を行う場合、８分木に分割した８個の子ノードを並列に符号化する。例えば、三次元データ符号化装置は、各子ノードをルートとする複数の木構造を並列に符号化する。
【０４６８】
なお、三次元データ符号化装置は、複数のサブ三次元点群を必ずしも並列に符号化する必要はなく、依存関係が発生しないように、複数のサブ三次元点群を逐次的に符号化してもよい。また、８分木に限定されず、４分木又は１６分木等のＮ分木（Ｎは２以上の整数）に本実施の形態の手法を適用してもよい。また、三次元データ符号化装置は、点群の色、反射率又は法線ベクトル等の属性情報を用いて分割を行ってもよい。また、三次元データ符号化装置は、点群の密度の違いによって分割を行ってもよい。
【０４６９】
また、三次元データ符号化装置は、符号化した複数のサブ三次元点群の複数の符号化データを１個のビットストリームに結合してもよい。この際、三次元データ符号化装置は、各サブ三次元点群の各符号化データの開始位置をビットストリームのヘッダ等に含めてもよい。例えば、三次元データ符号化装置は、ビットストリームの先頭からのアドレス（ビット位置又はバイト数等）をヘッダ等に含めてもよい。これにより、三次元データ復号装置は、各サブ三次元点群の符号化データの開始位置をビットストリームの先頭を復号することで知ることができる。また、三次元データ復号装置は、複数のサブ三次元点群の符号化データを並列に復号できるので、処理時間を削減できる。
【０４７０】
なお、三次元データ符号化装置は、複数のサブ三次元点群に依存関係が発生しないように複数のサブ三次元点群を符号化したことを示す、又は、複数のサブ三次元点群を並列に符号化したことを示すフラグをビットストリームのヘッダに付加してもよい。これにより、三次元データ復号装置は、ヘッダを復号することで、複数の三次元点群の複数の符号化データを並列に復号可能か否かを判断できる。
【０４７１】
ここで、複数のサブ三次元点群に依存関係が発生しないとは、例えば、複数のサブ三次元点群の複数のノードのオキュパンシー符号又はリーフ情報等を符号化するための符号化テーブル（エントロピー符号化に用いられる確率テーブル等）を、各サブ三次元点群に対して独立に持つことを意味する。例えば、三次元データ符号化装置は、サブ三次元点群Ａとサブ三次元点群Ｂを依存関係が発生しないように符号化するために、サブ三次元点群Ａとサブ三次元点群Ｂとに対して異なる符号化テーブルを用いる。または、三次元データ符号化装置は、サブ三次元点群Ａとサブ三次元点群Ｂを逐次的に処理する場合、サブ三次元点群Ａとサブ三次元点群Ｂとに依存関係が発生しないように、サブ三次元点群Ａを符号化した後、かつサブ三次元点群Ｂを符号化する前に符号化テーブルを初期化する。このように、三次元データ符号化装置は、各サブ三次元点群の符号化テーブルを独立に持つ、又は、符号化前に符号化テーブルを初期化することで、複数のサブ三次元点群に依存関係が発生しないように複数のサブ三次元点群を符号化できる。また、三次元データ復号装置も同様に、各サブ三次元点群の符号化テーブル（復号テーブル）を独立に持つ、または、各サブ三次元点群の復号前に符号化テーブルを初期化することで、各サブ三次元点群を適切に復号できる。
【０４７２】
また、複数のサブ三次元点群に依存関係が発生しないとは、例えば、複数のサブ三次元点群の複数のノードのオキュパンシー符号又はリーフ情報等を符号化する際に、サブ三次元点群間で参照を禁止することを意味してもよい。例えば、三次元データ符号化装置は、符号化対象の対象ノードのオキュパンシー符号を符号化する際に、８分木における隣接ノードの情報を用いて符号化を行う。この場合において、三次元データ符号化装置は、隣接ノードが別のサブ三次元点群に含まれる場合、その隣接ノードを参照せずに対象ノードを符号化する。この場合、三次元データ符号化装置は、隣接ノードは存在しないとして符号化を行ってもよいし、隣接ノードは存在するが、当該隣接ノードが別のサブ三次元点群に含まれるという条件の元で対象ノードを符号化してもよい。
【０４７３】
同様に、三次元データ復号装置は、例えば、複数のサブ三次元点群の複数のノードのオキュパンシー符号又はリーフ情報等を復号する際に、サブ三次元点群間で参照を禁止する。例えば、三次元データ復号装置は、復号対象の対象ノードのオキュパンシー符号を復号する際に、８分木における隣接ノードの情報を用いて復号を行う。この場合において、三次元データ復号装置は、隣接ノードが別のサブ三次元点群に含まれる場合、その隣接ノードを参照せずに対象ノードを復号する。この場合、三次元データ復号装置は、隣接ノードは存在しないとして復号を行ってもよいし、隣接ノードは存在するが当該隣接ノードが別のサブ三次元点群に含まれるという条件の元で対象ノードを復号してもよい。
【０４７４】
また、三次元データ符号化装置は、複数のサブ三次元点群の三次元位置情報と属性情報（色、反射率又は法線ベクトル等）とをそれぞれ符号化する際に、一方に対しては依存関係が発生しないように符号化を行い、他方に対しては依存関係があるように符号化を行ってもよい。例えば、三次元データ符号化装置は、依存関係が発生しないように三次元位置情報を符号化し、依存関係があるように属性情報を符号化してもよい。これにより、三次元データ符号化装置は、三次元位置情報を並列に符号化することで処理時間を削減でき、属性情報を逐次的に符号化することで符号化量を削減できる。なお、三次元データ符号化装置は、三次元位置情報を依存関係がないように符号化したか否かを示す情報と、属性情報を依存関係がないように符号化したか否かを示す情報との両方をヘッダに付加してもよい。これにより、三次元データ復号装置はヘッダを復号することで、三次元位置情報を依存関係がないように復号できるか、属性情報を依存関係がないように復号できるかをそれぞれ判断できる。これにより、三次元データ復号装置は、依存関係がない場合は並列に復号を行うことができる。例えば、三次元データ復号装置は、三次元位置情報が依存関係が発生しないように符号化されており、属性情報が依存関係があるように符号化されている場合、三次元位置情報を並列に復号することで処理時間を削減し、属性情報を逐次的に復号する。
【０４７５】
図５１は、木構造の例を示す図である。なお、図５１では、４分木の例を示すが、８分木等の他の分木構造が用いられてもよい。三次元データ符号化装置は、図５１に示す木構造を、例えば、図５２に示すサブ三次元点群Ａと、図５３に示すサブ三次元群Ｂとに分割する。なお、この例では、層１の有効ノードで分割が行われる。つまり、４分木の場合には、最大で４個のサブ三次元点群が生成され、８分木の場合には、最大で８個のサブ三次元点群が生成される。また、三次元データ符号化装置は、属性情報、又は点群密度等の情報を利用して分割を行ってもよい。
【０４７６】
三次元データ符号化装置は、サブ三次元点群Ａとサブ三次元点群Ｂに依存関係が発生しないように符号化を行う。例えば、三次元データ符号化装置は、サブ三次元点群毎にオキュパンシー符号のエントロピー符号化に用いる符号化テーブルを切替える。または、三次元データ符号化装置は、各サブ三次元点群の符号化前に符号化テーブルを初期化する。または、三次元データ符号化装置は、ノードの隣接情報を算出する際に、隣接ノードが異なるサブ三次元点群に含まれる場合は当該隣接ノードの参照を禁止する。
【０４７７】
図５４は、本実施の形態に係るビットストリームの構成例を示す図である。図５４に示すようにビットストリームは、ヘッダと、サブ三次元点群Ａの符号化データと、サブ三次元点群Ｂの符号化データとを含む。ヘッダは、点群数情報と、依存関係情報と、先頭アドレス情報Ａ及び先頭アドレス情報Ｂとを含む。
【０４７８】
点群数情報は、ビットストリームに含まれるサブ三次元点群の個数を示す。なお、点群数情報として、オキュパンシー符号により個数が示されてもよい。例えば、図５１に示す例では、層０のオキュパンシー符号「１０１０」が用いられ、オキュパンシー符号に含まれる「１」の数によりサブ三次元点群の個数が示される。
【０４７９】
依存関係情報は、サブ三次元点群を依存関係なく符号化したか否かを示す。例えば、三次元データ復号装置は、この依存関係情報に基づき、サブ三次元点群を並列に復号するか否かを判定する。
【０４８０】
先頭アドレス情報Ａは、サブ三次元点群Ａの符号化データの先頭アドレスを示す。先頭アドレス情報Ｂは、サブ三次元点群Ｂの符号化データの先頭アドレスを示す。
【０４８１】
以下、並列符号化の効果について説明する。三次元点群（ポイントクラウド）の８分木データにおいて、幾何情報（三次元位置情報）又は属性情報を分割し、並列符号化することで、処理時間を低減できる。親ノードの階層においてノードが他のノードから独立している場合に並列符号化を実現できる。つまり、隣接親ノードを参照しない必要がある。この条件は、子ノード及び孫ノードの全てにおいても満たされる必要がある。
【０４８２】
図５５は、木構造の例を示す図である。図５５に示す例において、深さ優先の符号化が用いられる場合、ノードＡは、層１からノードＣと独立している。また、ノードＣは、層２からノードＤと独立している。ノードＡは、層３からノードＢと独立している。
【０４８３】
三次元データ符号化装置は、各ノードのこの独立の情報を用いて、ハードウェアの種別、ユーザ設定、アルゴリズム、又はデータの適応性等に基づき、２つの方式の並列符号化方法から使用する並列符号化方法を選択する。
【０４８４】
この２つの方式とは、全並列符号化（ｆｕｌｌ  ｐａｒａｌｌｅｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）と、漸進並列符号化（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  ｐａｒａｌｌｅｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）とである。
【０４８５】
まず、全並列符号化について説明する。並列処理又は並列プログラミングでは、同時に多くのデータを処理する必要があるため、非常に処理が重い。
【０４８６】
ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）に含まれるプロセッシングユニット（ＰＵ）の数、ＣＰＵに含まれるコアの数、又は、ソフトウェア実装におけるスレッドの数を用いて、並列処理可能なノードの数が決定される。
【０４８７】
ここで、一般に８分木に含まれるノードの数は、利用可能なＰＵの数よりも多い。三次元データ符号化装置は、層に含まれる符号化済みのノードの数を示す情報を用いて、層に含まれるノードの数が、利用可能なＰＵの数に対応する最適数であるかを判定し、層に含まれるノードの数が、最適数に達したことをトリガに、全並列符号化を開始する。なお、並列処理において、幅優先又は深さ優先の処理を用いることができる。
【０４８８】
三次元データ符号化装置は、並列符号化処理を開始したノード（層）を示す情報をビットストリームにヘッダに格納してもよい。これにより、三次元データ復号装置は、この情報を用いて、必要であれば並列復号処理を行うことができる。なお、並列符号化処理を開始したノードを示す情報の形式は任意でよいが、例えば、ロケーション符号が用いられてもよい。
【０４８９】
また、三次元データ符号化装置は、並列符号化を行う各ノード（サブ三次元点群）に対して符号化テーブル（確率テーブル）を準備する。この符号化テーブルは、初期値又はノード毎に異なる値に初期化される。例えば、ノード毎に異なる値とは、親ノードのオキュパンシー符号に基づく値である。この全並列符号化では、ＧＰＵの初期化が一度でよいという利点がある。
【０４９０】
図５６は、全並列符号化を説明するための図であり、木構造の例を示す図である。図５７は、並列処理されるサブ三次元点群を空間的に示す図である。三次元データ符号化装置は、ＰＵ又はスレッドの数に相関するノードの数が最適点に達したことをトリガに並列処理を開始する。
【０４９１】
図５６に示す例では、層３において、当該層に含まれる占有ノードの数が９となり、最適数を超える。よって、三次元データ符号化装置は、層３以下の三次元点（ノード）を、層３の各占有ノードをルートとする複数のサブ三次元点群に分割し、各サブ三次元点群を並列処理する。例えば、図５６に示す例では、９個のサブ三次元点群が生成される。
【０４９２】
三次元データ符号化装置は、並列処理を始めた層を示すレイヤ情報を符号化してもよい。また、三次元データ符号化装置は、並列処理を始めた際の占有ノードの数（図５６の例では９）を示す情報を符号化してもよい。
【０４９３】
また、三次元データ符号化装置は、例えば、複数のサブ三次元群を互いの参照を禁止しながら符号化する。また、三次元データ符号化装置は、例えば、各サブ三次元点群の符号前にエントロピー符号化に用いる符号化テーブル（確率テーブル等）を初期化する。
【０４９４】
図５８は、本実施の形態に係るビットストリームの構成例を示す図である。図５８に示すように、ビットストリームは、ヘッダと、上層符号化データと、サブヘッダと、サブ三次元点群Ａの符号化データと、サブ三次元点群Ｂの符号化データとを含む。
【０４９５】
ヘッダは、空間最大サイズ情報と、並列開始レイヤ情報とを含む。空間サイズ情報は、三次元点群を８分木に分割する最初の三次元空間を示す。例えば、空間サイズ情報は、最初の三次元空間の最大座標（ｘ，ｙ，ｚ）を示す。
【０４９６】
並列開始レイヤ情報は、並列処理を開始可能な層である並列開始レイヤを示す。ここでは、並列開始レイヤ情報は、例えば層Ｎを示す。
【０４９７】
上層符号化データは、並列処理を開始する前の層Ｎまでの符号化データであり、層Ｎまでのノード情報である。例えば、上層符号化データは、層Ｎまでのノードのオキュパンシー符号等を含む。
【０４９８】
サブヘッダは、層Ｎ以降を復号するために必要な情報を含む。例えば、サブヘッダは、各サブ三次元点群の符号化データの先頭アドレス等を示す。図５８に示す例では、サブヘッダは、先頭アドレス情報Ａと、先頭アドレス情報Ｂとを含む。先頭アドレス情報Ａは、サブ三次元点群Ａの符号化データの先頭アドレスを示す。先頭アドレス情報Ｂは、サブ三次元点群Ｂの符号化データの先頭アドレスを示す。
【０４９９】
なお、三次元データ符号化装置は、ヘッダに、先頭アドレス情報Ａ及び先頭アドレス情報Ｂを格納してもよい。これにより、三次元データ復号装置は、上層符号化データよりも先に、サブ三次元点群の符号化データを並列に復号できる。この場合、サブヘッダは、各サブ三次元点群の空間を示す情報を含んでもよい。この情報は、各サブ三次元点群の空間の最大座標（ｘ，ｙ，ｚ）を示す。
【０５００】
図５９は、並列復号処理を説明するための図である。図５９に示すように、三次元データ復号装置は、サブ三次元点群Ａの符号化データとサブ三次元点群Ｂの符号化データとを並列に復号し、サブ三次元点Ａの復号データとサブ三次元点群Ｂの復号データとを生成する。次に、三次元データ復号装置は、生成したサブ三次元点Ａの復号データとサブ三次元点群Ｂの復号データと統合し、三次元点群の復号データを生成する。このように、三次元データ復号装置は、複数のサブ三次元点群の復号データに含まれる三次元位置情報及び属性情報（色情報及び反射率等）を統合する。また、三次元データ復号装置は、統合したデータを１個のファイルとして出力してもよい。
【０５０１】
なお、三次元データ復号装置は、必ずしもサブ三次元点群の全てを復号する必要はなく、三次元データ復号装置が必要なサブ三次元点群を選択的に復号してもよい。例えば、三次元データ復号装置が車載等のモビリティの場合、三次元データ復号装置は、複数のサブ三次元点群のうち、ＧＰＳ等で取得した現在の位置に近いエリアのサブ三次元点群を復号する。
【０５０２】
また、三次元データ符号化装置は、サブヘッダに、各サブ三次元点群の優先順位を示す情報を格納してもよい。この場合、三次元データ復号装置は、サブヘッダに含まれる情報で示される優先順位に従い、優先順位が高いサブ三次元点群に対してＣＰＵ等の演算資源を優先的に与えながら並列復号を実行する。これにより、三次元データ復号装置は、三次元データ復号装置にとって重要なエリアを含むサブ三次元点群を効率的に復号できる。
【０５０３】
図６０は、全並列符号化処理の流れを模式的に示す図である。まず、三次元データ符号化装置は、利用可能なＰＵの数を決定する（Ｓ２６０１）。次に、三次元データ符号化装置は、８分木を処理し、ノードの位置を格納する（Ｓ２６０２）。次に、三次元データ符号化装置は、占有ノードの数がＰＵの数より多いか否かを判定する（Ｓ２６０３）。
【０５０４】
占有ノード数がＰＵの数以下の場合（Ｓ２６０３でＮｏ）、三次元データ符号化装置は、次のノードに対してステップＳ２６０２の処理を行う。占有ノードの数がＰＵの数より多い場合（Ｓ２６０３でＹｅｓ）、三次元データ符号化装置は、現在の層を並列処理を開始する層である並列開始レイヤに設定する（Ｓ２６０４）。
【０５０５】
次に、三次元データ符号化装置は、複数の符号化テーブルを初期化し、並列符号化を開始する（Ｓ２６０５）。並列符号化が完了した後、三次元データ符号化装置は、ステップＳ２６０２で格納した位置に基づき、８分木を再構成する（Ｓ２６０６）。
【０５０６】
なお、三次元データ符号化装置は、並列符号化を開始した並列開始レイヤを示す並列開始レイヤ情報をビットストリームのヘッダに付加してもよい。これにより、三次元データ復号装置はヘッダを復号することで、どの層から並列復号が可能であるかを判定できる。
【０５０７】
なお、どの層から並列処理を始めるかが、予め決められていてもよい。また、並列化を開始するレイヤを示す並列開始レイヤ情報がビットストリームに付加されず、並列化を開始するレイヤが規格等で規定されてもよい。例えば、三次元データ符号化装置は、並列化するか否かを示すフラグをビットストリームに付加する。三次元データ復号装置は、そのフラグがオンの場合は、最初のレイヤから並列処理を開始し、フラグがオフの場合は逐次処理を適用してもよい。
【０５０８】
図６１は、全並列復号処理の流れを模式的に示す図である。まず、三次元データ復号装置は、ヘッダを復号することで並列処理可能なレイヤＮを示す並列開始レイヤ情報を取得する（Ｓ２６１１）。次に、三次元データ復号装置は、オキュパンシー符号を復号して現ノードを８分割し、占有状態のサブノードの処理へ移行する（Ｓ２６１２）。
【０５０９】
次に、三次元データ復号装置は、処理対象の層が並列開始レイヤＮに到達したか否かを判定する（Ｓ２６１３）。処理対象の層が並列開始レイヤＮに到達してない場合（Ｓ２６１３でＮｏ）、三次元データ復号装置は、次のノードに対してステップＳ２６１２の処理を行う。処理対象の層が並列開始レイヤＮに到達した場合（Ｓ２６１３でＹｅｓ）、三次元データ復号装置は、サブヘッダを復号し、複数のサブ三次元点群の開始アドレスを取得する（Ｓ２６１４）。
【０５１０】
次に、三次元データ復号装置は、複数の符号化テーブルを初期化し、複数のサブ三次元点群の並列復号を開始する（Ｓ２６１５）。並列復号が完了した後、三次元データ復号装置は、復号した複数のサブ三次元点群の三次元位置情報と属性情報とを統合する（Ｓ２６１６）。
【０５１１】
例えば、三次元データ復号装置は、並列開始レイヤ情報をビットストリームのヘッダから復号する。これにより三次元データ復号装置は、どの層から並列に復号可能か否かを判定できる。
【０５１２】
なお、並列化を開始するレイヤを示す並列開始レイヤ情報はビットストリームに付加されず、並列化を開始するレイヤが規格等で規定されてもよい。例えば、三次元データ符号化装置は、並列化するか否かを示すフラグをビットストリームに付加する。三次元データ復号装置は、そのフラグがオンの場合、最初のレイヤから並列処理を開始し、フラグがオフの場合は逐次処理を適用してもよい。
【０５１３】
次に、漸進並列符号化について説明する。図６２及び図６３は、この漸進並列符号化を説明するための図である。図６２は、木構造における並列処理を示す図であり、図６３は、並列処理における時系列の変化を示す図である。
【０５１４】
漸進並列符号化では、親ノードが１以上の子ノードに分割された場合において、利用可能なＰＵが存在する場合には、並列数を順次増加させていく処理である。また、追加のＰＵを必要とする新たなノードが見つかるたびに符号化テーブルが予め定められたテーブルに設定される。
【０５１５】
図６２に示す例では、トップ（ルート）においてコア１による処理が開始する。層１において、右側のノードの処理にコア２が用いれ、コア１は左側のノードを処理する。層２においてコア１は左側のノードの処理を継続する。層３では、コア１はノードＡを処理し、新たに見つかったノードＢをコア４が処理する。また、層１の右側のノードに対しては、層２においてコア２は左のノードの処理を継続し、層３においてノードＣを処理する。また、層２において、コア３が追加され、コア３は右のノードを処理し、層３においてノードＤを処理する。
【０５１６】
なお、三次元データ符号化装置は、各ノードにおいてエントロピー符号化の符号化テーブルの初期化が必要か否かを示すフラグを追加してもよい。これにより、三次元データ復号装置は、当該フラグにより初期化がオンとなったノードの次の子ノードを並列処理が可能と判定できる。
【０５１７】
図６４は、漸進並列符号化処理の流れを模式的に示す図である。まず、三次元データ符号化装置は、８分木を処理し、ノードの位置を格納する（Ｓ２６２１）。次に、三次元データ符号化装置は、対象ノードが占有状態の子ノードである占有子ノードを複数有するか否かを判定する（Ｓ２６２２）。対象ノードが複数の占有子ノードを有する場合（Ｓ２６１３でＹｅｓ）、三次元データ符号化装置は、並列符号化に利用可能なＰＵが存在するか否かを判定する（Ｓ２６２３）。
【０５１８】
対象ノードが複数の占有子ノードを有さない場合（Ｓ２６１３でＮｏ）、又は、並列符号化に利用可能なＰＵが存在しない場合（Ｓ２６２３でＮｏ）、三次元データ符号化装置は、現在使用中のＰＵを用いて８分木の処理を継続する（Ｓ２６２４）。例えば、初期状態では、三次元データ符号化装置は初期状態の一つのＰＵを用いて処理を継続する。また、対象ノードが複数の占有子ノードを有さない場合とは、対象ノードが占有子ノードを有さない場合、及び、対象ノードが１個の占有子ノードを有する場合を含む。
【０５１９】
一方、並列符号化に利用可能なＰＵが存在する場合（Ｓ２６２３でＹｅｓ）、三次元データ符号化装置は、使用するＰＵに新たなＰＵを追加し、複数の符号化テーブルを初期化し、並列符号化を開始する（Ｓ２６２５）。
【０５２０】
全てのノードの処理が完了していない場合（Ｓ２６２６でＮｏ）、三次元データ符号化装置は、次のノードに対してステップＳ２６２１の処理を行う。全てのノードの処理が完了した場合（Ｓ２６２６でＹｅｓ）、三次元データ符号化装置は、ステップＳ２６０２で格納した位置に基づき、８分木を再構成する（Ｓ２６２７）。
【０５２１】
このような漸進並列符号化では、対象ノードが複数の占有ノードを有し、空いているＰＵが存在する場合には、直ちに並列処理が開始される。これにより、ＰＵの処理が短い時間で完了した場合には、次の処理にＰＵを割り当てることができるので、理想的な処理不可のパランスを実現できる。
【０５２２】
一方で、並列処理が要求されるたびに初期化処理が必要となる。また、上下又は左右の処理順における次の処理までに、複数のＰＵにおける処理が終了するとは限らないため、データの書き戻しのために、各層のノード及び子ノードの全てを同期させるメカニズムが必要となる。言い換えると、上述した全並列符号化では、このような処理が必要でないため処理量を低減できるという効果を実現できる。
【０５２３】
以上のように、本実施の形態では、元の三次元点は、並列処理可能な枝に分割される。８分木では、例えば、ノードに対して並列処理可能な８個の枝が生成される。また、８分木のどの層から並列処理可能な枝が開始するかを示す新たなパラメータが定義される。
【０５２４】
次の並列処理可能な枝に処理が移行する際に、エントロピー符号化のための符号化テーブルがリセットされる。または、複数の並列処理可能な枝に対して異なる符号化テーブルが用いられる。
【０５２５】
例えば、隣接ノードの情報等、異なる並列処理可能な枝に含まれるノードの参照が禁止される。
【０５２６】
並列処理に関する複数のモードが定義される。例えば、モード０は、並列処理を行わないモードである。モード１は、位置情報（構造情報）を並列処理するモードである。このモードでは、属性情報については、他の並列処理可能な枝を参照することが許可される。第２モードは、位置情報及び属性情報を並列処理するモードである。つまり、位置情報及び属性情報の両方に対して、他の並列処理可能な枝を参照することが禁止される。
【０５２７】
各並列処理可能な枝のデータの開始アドレスは、例えばスライスヘッダ等のヘッダ内に符号化される。
【０５２８】
三次元データ復号装置は、全ての並列処理可能な枝を並列処理してもよし、複数の並列処理可能な枝の一部を並列処理してもよい。
【０５２９】
以上のように、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置は、図６５に示す処理を行う。まず、三次元データ符号化装置は、三次元データに含まれる複数の三次元点のＮ（Ｎは２以上の整数）分木構造を第１枝（第１サブ三次元点群）と第２枝（第２サブ三次元点群）とに分離する（Ｓ２６３１）。次に、三次元データ符号化装置は、第１枝と第２枝との各々を独立して復号可能なように符号化する（Ｓ２６３２）。言い換えると、三次元データ符号化装置は、第１枝と第２枝とを依存関係がないように符号化する。例えば、三次元データ符号化装置は、第１枝と第２枝とを並列符号化する。
【０５３０】
例えば、前記第１枝のルートは、前記Ｎ分木構造における第１層に含まれる第１ノードであり、前記第２枝のルートは、前記第１層に含まれる前記第１ノードとは異なる第２ノードである。つまり、第１枝のルートと第２枝のルートとは同じ層に属する。
【０５３１】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記第１層を示す情報（並列開始レイヤ情報）を符号化する。つまり、三次元データ符号化装置は、前記第１層を示す情報（並列開始レイヤ情報）を含むビットストリームを生成する。
【０５３２】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記第１枝と前記第２枝とを異なる符号化テーブルを用いてエントロピー符号化する。
【０５３３】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記第１枝をエントロピー符号化した後、前記第２枝をエントロピー符号化する前に符号化テーブルを初期化する。
【０５３４】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記第１枝の符号化において、前記第２枝の参照を禁止し、前記第２枝の符号化において、前記第１枝の参照を禁止する。
【０５３５】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記第１枝に含まれる複数の第１三次元点の位置情報と、前記第２枝に含まれる複数の第２三次元点の位置情報との各々を独立して復号可能なように符号化し、前記複数の第１三次元点の属性情報と、前記複数の第２三次元点の属性情報との各々を独立して復号可能なように符号化する。つまり、三次元データ符号化装置は、位置情報と属性情報との両方に対して依存関係がないように符号化を行う。
【０５３６】
例えば、三次元データ符号化装置は、（１）前記第１枝に含まれる複数の第１三次元点の位置情報と、前記第２枝に含まれる複数の第２三次元点の位置情報との各々、及び、（２）前記複数の第１三次元点の属性情報と、前記複数の第２三次元点の属性情報との各々、の一方を独立して復号可能なように符号化し、（１）前記複数の第１三次元点の位置情報と、前記複数の第２三次元点の位置情報との各々、及び、（２）前記複数の第１三次元点の属性情報と、前記複数の第２三次元点の属性情報との各々、の他方を依存関係があるように符号化する。つまり、三次元データ符号化装置は、位置情報と属性情報との一方に対して依存関係がないように符号化を行い、位置情報と属性情報との他方に対して依存関係があるように符号化を行う。なお、依存関係があるとは、例えば、前記第１枝と前記第２枝とを同じ符号化テーブルを用いてエントロピー符号化する、又は、前記第１枝をエントロピー符号化した後、前記第２枝をエントロピー符号化する前に符号化テーブルを初期化しない、又は、前記第１枝の符号化において、前記第２枝の参照を許可する、又は、前記第２枝の符号化において、前記第１枝の参照を許可する、ことである。
【０５３７】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記第１枝と前記第２枝との各々を独立して復号可能なように符号化したか否かを示すフラグを符号化する。つまり、三次元データ符号化装置は、前記第１枝と前記第２枝との各々を独立して復号可能なように符号化したか否かを示すフラグを含むビットストリームを生成する。
【０５３８】
例えば、三次元データ符号化装置は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０５３９】
また、本実施の形態に係る三次元データ復号装置は、図６６に示す処理を行う。まず、三次元データ復号装置は、三次元データに含まれる複数の三次元点のＮ（Ｎは２以上の整数）分木構造に含まれる第１枝と第２枝との各々が独立して復号可能なように符号化されることで生成された第１符号化データと第２符号化データとを取得する（Ｓ２６４１）。例えば、三次元データ復号装置は、第１符号化データと第２符号化データとをビットストリームから取得する。次に、三次元データ復号装置は、前記第１符号化データと前記第２符号化データとの各々を復号することで前記第１枝と前記第２枝とを復元する（Ｓ２６４２）。例えば、三次元データ復号装置は、第１符号化データと第２符号化データとを並列復号する。
【０５４０】
例えば、前記第１枝のルートは、前記Ｎ分木構造における第１層に含まれる第１ノードであり、前記第２枝のルートは、前記第１層に含まれる前記第１ノードとは異なる第２ノードである。つまり、第１枝のルートと第２枝のルートとは同じ層に属する。
【０５４１】
例えば、三次元データ復号装置は、前記第１層を示す情報（並列開始レイヤ情報）を復号する。つまり、三次元データ復号装置は、前記第１層を示す情報（並列開始レイヤ情報）をビットストリームから取得する。
【０５４２】
例えば、三次元データ復号装置は、前記第１枝と前記第２枝とを異なる符号テーブルを用いてエントロピー復号する。
【０５４３】
例えば、三次元データ復号装置は、前記第１枝をエントロピー復号した後、前記第２枝をエントロピー復号する前に符号化テーブルを初期化する。
【０５４４】
例えば、三次元データ復号装置は、前記第１枝の復号において、前記第２枝を参照せず、前記第２枝の復号において、前記第１枝を参照しない。
【０５４５】
例えば、前記第１符号化データは、前記第１枝に含まれる複数の第１三次元点の位置情報が符号化されることで生成された第１符号化位置データと、前記複数の第１三次元点の属性情報が符号化されることで生成された第１符号化属性データとを含む。前記第２符号化データは、前記第２枝に含まれる複数の第２三次元点の位置情報が符号化されることで生成された第２符号化位置データと、前記複数の第２三次元点の属性情報が符号化されることで生成された第２符号化属性データとを含む。前記前記第１符号化位置データと前記第２符号化位置データとは、独立して復号可能なように生成されており、前記前記第１符号化属性データと前記第２符号化属性データとは、独立して復号可能なように生成されている。つまり、三次元データ符号化装置は、位置情報と属性情報との両方に対して依存関係がないように符号化を行うことで、第１符号化データと第２符号化データとを生成する。
【０５４６】
例えば、前記第１符号化データ及び前記第２符号化データは、前記第１枝に含まれる複数の第１三次元点及び前記第２枝に含まれる複数の第２三次元点の位置情報及び属性情報の一方の各々が独立して復号可能なように符号化されることで生成される。三次元データ復号装置は、前記第１符号化データと前記第２符号化データとの各々を復号することで前記複数の第１三次元点及び前記複数の第２三次元点の前記位置情報及び前記属性情報の前記一方の各々を復元する。三次元データ復号装置は、さらに、前記複数の第１三次元点及び前記複数の第２三次元点の前記位置情報及び前記属性情報の他方の各々が依存関係があるように符号化されることで生成された第３符号化データ及び第４符号化データを取得する。三次元データ復号装置は、前記第３符号化データと前記第４符号化データとの各々を復号することで前記複数の第１三次元点及び前記複数の第２三次元点の前記位置情報及び前記属性情報の前記他方の各々を復元する。つまり、三次元データ符号化装置は、位置情報と属性情報との一方に対して依存関係がないように符号化を行い、位置情報と属性情報との他方に対して依存関係があるように符号化を行う。例えば、三次元データ復号装置は、２つの符号化データに依存関係がある場合には、２つの符号化データを同じ符号化テーブルを用いてエントロピー復号する、又は、一方の符号化データをエントロピー復号した後、他方の符号化データをエントロピー復号する前に符号化テーブルを初期化しない、又は、一方の符号化データの復号において、他方の符号化データを参照する。
【０５４７】
例えば、三次元データ復号装置は、前記第１枝と前記第２枝との各々が独立して復号可能なように符号化されているか否かを示すフラグを復号する。つまり、三次元データ復号装置は、前記第１枝と前記第２枝との各々が独立して復号可能なように符号化されているか否かを示すフラグをビットストリームから取得する。例えば、三次元データ復号装置は、前記フラグにより前記第１枝と前記第２枝との各々が独立して復号可能なように符号化されていることが示される場合、前記第１符号化データと前記第２符号化データとを並列復号し、前記フラグにより前記第１枝と前記第２枝との各々が独立して復号可能なように符号化されていることが示されない場合、前記第１符号化データと前記第２符号化データとを逐次復号する。
【０５４８】
例えば、三次元データ復号装置は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０５４９】
（実施の形態９）
符号化された三次元点（ポイントクラウド）のビットストリームは、データサイズが大きくなるため、大容量のストレージ又はキャッシュが必要となる。また、当該ビットストリームは複雑となり、高性能のハードウェアが必要となる。また、ビットストリームが分散されることで、複数のＰＣＣ（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｌｏｕｄ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）ビットストリームが必要となる。
【０５５０】
一方でユーザは、三次元点のビットストリームの全ての情報が常に必要とは限らず、いくつかのＰＣＣビットストリーム、又はビットストリームの複数の成分を含む結合ビットストリームが必要である場合もある。よって、三次元点の情報を、効果的に、また、並列に取得する手法が望まれる。
【０５５１】
図６７は、ＧＰＳ座標を有する自動車が、上面視した地図情報を取得するために、三次元点のビットストリームにアクセスする場合の動作を模式的に示す図である。例えば、図６７に示すように、ビットストリームＡは、車両周辺の領域の三次元点のＰＣＣビットストリームであり、ビットストリームＢ及びビットストリームＣは、隣接領域の三次元点のＰＣＣビットストリームである。また、各ビットストリームは、ブロック形式で上面視した状態を示す。
【０５５２】
本実施の形態では、三次元点のビットストリームを小領域に分割する手法としてタイル分割を用いる。タイルは、三次元点のビットストリームを、ユーザ記述に基づき、異なるブロック領域に分割した分割領域である。
【０５５３】
タイルは、ルートノードからの複数のレベルを有する。また、異なるレベルを有するタイルは、それぞれ可変の異なるサイズを有してもよい。また、複数のタイルは、互いに独立していてもよい。
【０５５４】
三次元データ符号化装置は、１又は複数のタイルレベルを符号化し、三次元データ復号装置は、１又は複数のタイルレベルのうち、アプリケーションに必要な１以上のタイルレベルを復号してもよい。
【０５５５】
図６８は、単一のＰＣＣビットストリームを小さいタイルに分割した状態を上面視で示す図である。図６９は、単一のＰＣＣビットストリームを大きいタイルに分割した状態を上面視で示す図である。図８０は、単一のＰＣＣビットストリームを複数サイズのタイルに分割した状態を上面視で示す図である。
【０５５６】
このように、三次元データ符号化装置は、同一領域を小さいタイル分割（図６８）を用いて符号化するとともに、大きいタイル分割（図６９）を用いて符号化してもよい。例えば、三次元データ符号化装置は、三次元データ復号装置からの要望に応じて領域毎に、小さいタイル分割の結果を送信するか、大きいタイル分割の結果を送信するかを切替える。または、三次元データ符号化装置は、両方の結果を三次元データ復号装置に送信し、三次元データ復号装置は、小さいタイル分割の結果と、大きいタイル分割の結果とのどちらを使用するかを自動車の状態（例えば、速度又は場所等）等に応じて切替えてもよい。
【０５５７】
以下、複数のタイルサイズを用いる複合タイル分割について説明する。三次元データ符号化装置は、複数種類のサイズのタイルをビットストリームに符号化してもよい。例えば、図７０に示す例において、自動車が移動している場合、周辺状況は異なる速度で変化する。例えば、自動車から遠い領域、又は前方或いは後方の領域の変化は、自動車の側方の領域の変化より遅い。このように、変化が遅い領域に対して大きいタイルサイズを適用することで符号化効率を向上できる。
【０５５８】
図７１は、４分木におけるタイル分割の例を示す図である。図７１に示す例では、一部のタイルは層２のレベルであり、他の一部のタイルは層３のレベルである。
【０５５９】
なお、上記では、二次元（上面視）のタイル分割について説明したが、三次元のタイル分割にも同様の手法を適用できる。図７２は、三次元のタイル分割の例を示す図である。なお、図７２では、説明の簡略化のため一部のタイルのみを図示している。 
【０５６０】
自動車の進行方向である、自動車の前方遠方のタイルは、読み込みが必要となる可能性が高いため、大きいサイズに設定されている。自動車の側方のタイルは、自動車が当該方向に進む可能性が低いため小さいサイズに設定されている。
【０５６１】
なお、図６８及び図６９に示した例と同様に、三次元の場合にも固定サイズのタイルが用いられてもよい。
【０５６２】
また、地図上の同じ領域に対して、大きいサイズのタイルを用いて生成された符号化データと、小さいサイズのタイルを用いて生成された符号化データとが、サーバ又は外部記憶装置に格納されてもよい。自動車がその領域に移動した場合、いずれにしてもその領域のデータが必要となるため、大きいタイルのデータが自動車に送信される。また、自動車の進行方向ではない方向の領域では、自動車はその領域の一部のデータのみを必要とするので、小さいタイルのデータが自動車に送信される。
【０５６３】
また、タイルを用いることで空間的なランダムアクセス性を向上できる。三次元データ復号装置（例えば自動車に搭載される）は、読み込んだ（ロードした）タイルを、その符号化方式に応じて並列に復号できる。また、三次元データ復号装置は、移動中に必要となるメモリのサイズ（例えば３×３タイル）を一定に制御できる。
【０５６４】
図７３は、自動車の移動時において読み込まれるタイルの例を示す図である。図７３に示すように、自動車がｘ方向に移動している場合には、自動車は、進行方向（ｘ方向）の３つのタイルのデータを新たにメモリに読み込み（ロードし）、進行方向とは逆の方向（−ｘ方向）の３つのタイルのデータをメモリから削除する。
【０５６５】
なお、三次元データ復号装置は、読み込んだタイルを並列に復号してもよい。また、三次元データ復号装置は、読み込んだタイルに優先順位を決め、優先順位の順番にタイルを復号してもよい。例えば、三次元データ復号装置は、自動車の進行方向に近い領域のタイル（例えば図７３に示すタイルＡ）を優先して復号してもよい。
【０５６６】
同様に、自動車が−ｙ方向に移動している場合には、自動車は、進行方向（−ｙ方向）の３つのタイルのデータを新たにメモリに読み込み（ロードし）、進行方向とは逆の方向（ｙ方向）の３つのタイルのデータをメモリから削除する。
【０５６７】
また、自動車が対角線方向（同図の右上方向）に移動している場合には、自動車は、進行方向の５つのタイルのデータを新たにメモリに読み込み（ロードし）、進行方向とは逆の方向の５つのタイルのデータをメモリから削除する。
【０５６８】
このように、メモリには常に３×３のタイルのデータが保存されるので、メモリサイズを３×３のタイルのデータを制限できる。
【０５６９】
図７４は、本実施の形態に係るシステムの構成例を示す図である。当該システムは、サーバ又は外部記憶装置（三次元データ符号化装置）と、自動車等に搭載される車載コンピュータ（三次元データ復号装置）とを含む。
【０５７０】
サーバ又は外部記憶装置は、全ての三次元マップを格納している。車載コンピュータからの要求により、所望のタイルが、車載コンピュータが備えるメモリに読み込まれ、復号される。例えば、車載コンピュータは、自動車の現在位置に応じた領域のタイルをサーバ又は外部記憶装置に要求する。
【０５７１】
次に、タイルの使用例について説明する。図７５及び図７６は、自動車に取得されるタイルの領域の例を示す図である。例えば、自動車が高速道路を走行している場合、移動速度が速いので、前方の情報を素早く復号する必要がある。よって、より少ないデータ量で、必要な情報を取得することが望まれる。このため、例えば、自動車は、領域Ａのタイルを取得する。
【０５７２】
一方、自動車が市街地を走行している場合、運転手が周辺状況をより取得できるように、自動車は領域Ａ及び領域Ｂの両方の情報を取得する。また、自動車がオフロード又は運転手が不慣れな道を走行している場合、自動車は、より多くのデータを取得するために、例えば８×８タイル等のより広い範囲のデータを取得してもよい。
【０５７３】
また、別の例として、復号処理の処理負荷が多くなりすぎないように、自動車の移動速度に応じて復号するタイルが選択されてもよい。例えば、自動車が高速道路を高速で走行している場合、前方の情報を素早く更新する必要がある。一方で、自動車の側方の領域の重要性は低い。よって、自動車は、前方の矩形領域のタイルを選択し、復号する。一方、自動車が低速で走行している場合、前方の必要なタイルは少なくなる。よって、前方のタイルが取得される領域は高速走行時より狭くなる。また、自動車が交差点等で停止している場合、周辺の全ての方向のタイルが等しく重要である。よって、自動車は、全ての方向のタイルを取得する。
【０５７４】
また、図７２を用いて説明したように、領域Ａ及び領域Ｂのタイルの大きさを、自動車の進行方向及び速度に応じて変更してもよい。
【０５７５】
次に、スライスについて説明する。複数のタイルは、三次元空間内の意味情報として利用するためにスライスに分類される。スライスは、三次元空間内の意味情報（属性情報）に応じてタイルが分類されたグループである。つまり、各タイルは、複数のスライスのいずれかに属する。タイルが属するスライスの情報は、三次元点の符号化ビットストリームのヘッダ又はサブヘッダに符号化される。
【０５７６】
例えば、走行中の自動車では、目的地までの経路はほぼ決まっているため、地図上のいくつかの道路は使用されない。よって、これらの道路を無視できる。また、木々の外観は日々変化する。よって、建造物及び道路と比べ、木々の重要性は低い。
【０５７７】
図７７は、三次元データ（三次元点）の一例を示す図である。図７８〜図８０は、図７７に示す三次元データを分割した３つのスライスのデータの例を示す図である。図７８に示すスライスは、高速道路の三次元データを含む。図７９に示すスライスは、木々の三次元データを含む。図８０に示すスライスは側道の三次元データを含む。
【０５７８】
また、スライスの分割方法として、タイル又はタイル内に含まれる点群の特性（色、反射率、法線ベクトル、又は関連するオブジェクト）等を用いることが考えられる。また、車載の自己位置推定に使用する点群を含むタイルをスライスＡに分類し、ナビゲージョン画面に表示する点群を含むタイルをスライスＢに分類するなど、ターゲットとするアプリケーション毎にスライスを設定してもよい。また、三次元地図における用途でスライスを設定する場合は、点群又はタイルの属する地域情報（日本では都道府県又は市町村など）を元にスライスを設定してもよい。
【０５７９】
次に、８分木におけるタイルの例について説明する。図８１は、タイルの例を示す図である。図８２は、８分木におけるタイルの例を示す図である。
【０５８０】
例えば、各タイル及び各スライスは、独立して符号化され、独立して復号可能である。符号化及び復号において、各タイル及び各スライスは、全体の８分木に関連するサブ８分木を含む。例えば、三次元データ符号化装置及び三次元データ復号装置は、タイル毎に、符号化テーブルを初期化する。
【０５８１】
また、復号されたタイル又はスライスは、他のタイル又はスライスの復号を待たずに直ちにアプリケーションに使用されてもよい。
【０５８２】
また、タイル又はスライスのデータは、ビットストリーム内において、所定の順序で配置される。例えば、この順序により、アプリケーションにおけるデータの優先度が示される。
【０５８３】
例えば、図８２に示すように、タイルＡとタイルＢとがそれぞれエントロピー符号化され、生成されたタイルＡのビットストリームとタイルＢのビットストリームとが、全体のビットストリームに含まれる。
【０５８４】
以下、本実施の形態に係るビットストリームの構成例を説明する。図８３は、複数のタイルがエントロピー符号化されることで得られるビットストリームの例を示す図である。図８３に示すように、ビットストリームは、複数のタイルの共通のヘッダ情報（第１ヘッダ）である共通ヘッダ２８０１と、タイルテーブル２８０２と、符号化データ２８０３とを含む。
【０５８５】
共通ヘッダ２８０１は、全体ヘッダ２８０４と、固定サイズフラグ２８０５と、タイル数情報２８０６とを含む。全体ヘッダ２８０４は、木構造全体のヘッダであり、全体の木構造の位置を示す位置情報２８０７を含む。つまり、位置情報２８０７は、全体の木構造の位置、又は、当該木構造に対応する三次元空間（バウンディングボックス）の位置を特定する情報である。例えば、位置情報２８０７は、全体の木構造内の任意のノード、又は、当該木構造に対応する三次元空間に含まれる任意の点の位置（例えば座標）を示す。例えば、位置情報２８０７は、木構造のルートの位置を示す。例えば、位置情報２８０７は、世界座標（ｗｏｒｌｄ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）を基点とした木構造のルートの座標を示してもよい。また、全体ヘッダは、全体の木構造に含まれる三次元点の数を示す情報等を含んでもよい。
【０５８６】
固定サイズフラグ２８０５は、タイルのサイズを固定するか否かを示すフラグである。つまり、固定サイズフラグ２８０５は、複数のタイルのサイズを同一にするか否かを示す。例えば、固定サイズフラグ＝０は、タイルのサイズを固定しないことを示し、固定サイズフラグ＝１は、タイルのサイズを固定することを示す。
【０５８７】
タイル数情報２８０６は、タイルの数を示す情報であり、タイルテーブル２８０２を解析するために用いられる。なお、タイル数情報２８０６は、タイルテーブル２８０２に含まれてもよい。タイルテーブル２８０２は、複数のタイルの情報を含む。
【０５８８】
符号化データ２８０３は、各タイルの符号化データを含む。各タイルの符号化データは、例えば、独立している。
【０５８９】
図８４は、固定サイズフラグ＝０（固定しない）の場合の、タイルテーブル２８０２の構成例を示す図である。タイルテーブル２８０２は、タイル単位のヘッダ情報（第２ヘッダ）であるタイル情報２８１１を含む。つまり、複数のタイル情報２８１１は、複数のタイルに一対一に対応する。
【０５９０】
タイル情報２８１１は、タイル位置情報２８１２と、タイルサイズ情報２８１３と、符号量情報２８１４とを含む。タイル位置情報２８１２は、タイルの位置を示す。例えば、タイル位置情報２８１２は、タイルのルートの位置を示す。例えば、タイル位置情報２８１２は、世界座標（ｗｏｒｌｄ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）を基点とした座標を示してもよい。なお、この場合、三次元データ復号装置は、復号した三次元点の座標をそのまま使用することができるので、処理量を低減できる。または、タイル位置情報２８１２は、位置情報２８０７で示される全体の木構造の位置（座標）と、タイルの位置（座標）との差分を示してもよい。
【０５９１】
タイルサイズ情報２８１３は、タイルのサイズを示す。なお、タイルのサイズは、例えば、ｘ、ｙ、ｚのそれぞれの方向のサイズにより示されてもよいし、ｘ、ｙ、ｚのサイズは等しいという前提のもと、一辺のサイズが示されてもよい。また、タイルのサイズは上述したように木構造における階層（レベル）に対応する。よって、タイルのサイズは階層（レベル）で表されてもよい。
【０５９２】
符号量情報２８１４は、対応するタイルの符号化データの符号量（ビットサイズ）を示す。
【０５９３】
また、三次元データ復号装置は、ビットストリーム内の各タイルの符号化データの開始位置（ｓｔａｒｔ  ｂｉｔ）を、タイルテーブル２８０２内に含まれる各タイルの符号量情報２８１４を参照することで算出してもよい。例えば、三次元データ復号装置は、図８３に示すタイルＣの開始位置を、タイルＡの符号量とタイルＢの符号量とを加算することで算出する。また、各タイルの符号化データのビットストリーム内における開始位置が、タイルテーブル２８０２に格納されてもよい。これにより、三次元データ復号装置は、タイルテーブル２８０２を参照することでビットストリーム内の各タイルの符号化データの開始位置を知ることができるので、必要なタイルの符号化データの取得し、復号を早く開始することができる。なお、符号量情報２８１４は、ビットストリーム内における当該符号化データの終了位置を示してもよい。
【０５９４】
図８５は、固定サイズフラグ＝０（固定しない）の場合の、タイルテーブル２８０２の別の構成例を示す図である。図８５に示すタイル情報２８１１は、図８４に示すタイル情報２８１１に加え、スライス情報２８１５を含む。スライス情報２８１５は、当該タイルに関連するスライスの情報（意味情報）を示す。つまり、スライス情報２８１５は、当該タイルが属するスライスを示す。この情報は、使用するアプリケーションに依存するが、例えば、色、対象物の属性、車両までの距離、三次元点の密度等を示す。
【０５９５】
図８６は、固定サイズフラグ＝１（固定する）の場合の、タイルテーブル２８０２の構成例を示す図である。この場合、タイルサイズ情報２８１３は、各タイルのタイル情報２８１１内ではなく、複数のタイルに共通の情報としてタイルテーブル２８０２に含まれる。つまり、タイルサイズ情報２８１３は、複数のタイルに共通の第１ヘッダに含まれる。
【０５９６】
また、図８７は、固定サイズフラグ＝１（固定する）の場合の、タイルテーブル２８０２の別の構成例を示す図である。図８５に示す例と同様に、タイル情報２８１１は、スライス情報２８１５を含んでもよい。
【０５９７】
以下、三次元データ復号装置における動作を説明する。三次元データ復号装置を含む自動車が地図サーバと接続された際、以下の動作が行われる。三次元データ復号装置を含む自動車は、現在の自動車の大まかな位置及びアプリケーションの要求に応じて、地図サーバにタイルの送信要求を送信する。地図サーバは、タイルテーブルを参照して、要求に合ったタイルを選択し、選択したタイルの符号化データを含む新たなビットストリームを生成し、当該ビットストリームを自動車に送信する。自動車は、受信したビットストリームに含まれるタイルテーブルを参照し、各タイルの情報を取得する。自動車は、当該情報で示される各タイルのルートの三次元位置を用いて、複数のタイルのビットストリームを復号することで三次元点を復元する。
【０５９８】
なお、自動車はオフラインであり、地図サーバの代わりに外部記憶装置が用いられてもよい。この場合、以下の動作が行われる。自動車は、現在の自動車の大まかな位置及びアプリケーションの要求に応じて、ローカルのタイルテーブルから最適なタイルを判定する。自動車は、ビットストリームに含まれるタイルテーブルを参照し、各タイルの情報を取得する。自動車は、当該情報で示される各タイルのルートの三次元位置を用いて、複数のタイルのビットストリームを復号することで三次元点を復元する。
【０５９９】
なお、三次元データ符号化装置は、スライス情報２８１５に、スライスの識別番号（ｓｌｉｃｅ＿ｉｄ）を格納してもよい。これにより、三次元データ復号装置は、必要なｓｌｉｃｅ＿ｉｄを持つタイルの情報をタイルテーブル２８０２から取得できるので、必要なｓｌｉｃｅ＿ｉｄを持つタイルを復号する等の処理を行うことができる。
【０６００】
三次元データ符号化装置は、共通ヘッダ２８０１（又は全体ヘッダ２８０４）と、タイルテーブル２８０２と、各タイルの符号化データ２８０３とを、別々のＮＡＬ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）  Ｕｎｉｔとして符号化してもよい。つまり、三次元データ符号化装置は、複数のタイルの複数の第２ヘッダを含むストリームを、複数のタイルの符号化データとは独立したストリームとして生成してもよい。これにより、例えば、サーバ（三次元データ符号化装置）は、先にタイルテーブル２８０２のＮＡＬ  ｕｎｉｔをクライアント（三次元データ復号装置）に送信する。クライアントはタイルテーブル２８０２を復号して必要なタイルを決定し、サーバに必要なタイルの送信要求を行う。サーバは、クライアントの要求に応じて、要求されたタイルのＮＡＬ  ｕｎｉｔをクライアントに送信する。
【０６０１】
タイル位置情報２８１２は、ある世界座標（ｗｏｒｌｄ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）を基点とした座標を示してもよい。これにより、三次元データ符号化装置は、各タイルに含まれる点群が世界座標を基点とした、どの位置の三次元情報であるかを早く知ることができる。また、タイル位置情報２８１２は、全体ヘッダ２８０４に含まれる位置情報２８０７で示される座標からの相対座標を示してもよい。この場合、三次元データ復号装置は、各タイルの世界座標を基点とした座標を、位置情報２８０７で示される座標に、タイル位置情報２８１２で示される相対座標を加算することで算出してもよい。これにより、タイル位置情報２８１２の値の大きさを抑制できるので、タイルテーブル２８０２のサイズを削減できる。
【０６０２】
以下、三次元データ符号化装置の動作及び三次元データ復号装置の動作を説明する。図８８は、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置による三次元データ符号化処理のフローチャートである。
【０６０３】
まず、三次元データ符号化装置は、入力された三次元点を含むバウンディングボックスを設定する（Ｓ２８０１）。次に、三次元データ符号化装置は、当該バウンディングボックスを８個の子ノードに分割する（Ｓ２８０２）。
【０６０４】
次に、三次元データ符号化装置は、８個の子ノードのうち三次元点が含まれる子ノードの各々のオキュパンシー符号を生成する（Ｓ２８０３）。次に、三次元データ符号化装置は、処理対象のノードのレベル（木構造の階層）が、対象タイルレベルに到達したか否かを判定する（Ｓ２８０４）。ここで対象タイルレベルとは、タイル分割を行うレベル（木構造の階層）である。
【０６０５】
処理対象のノードのレベルが対象タイルレベルに到達していない場合（Ｓ２８０４でＮｏ）、三次元データ符号化装置は、各子ノードを８個の孫ノードに分割し（Ｓ２８０５）、孫ノードの各々に対してステップＳ２８０３以降の処理を行う。
【０６０６】
処理対象のノードのレベルが対象タイルレベルに到達した場合（Ｓ２８０４でＹｅｓ）、三次元データ符号化装置は、タイルテーブルに現在のノード位置及びタイルレベル（タイルサイズ）を保存する（Ｓ２８０６）。
【０６０７】
次に、三次元データ符号化装置は、各子ノードを８個の孫ノードに分割する（Ｓ２８０７）。次に、三次元データ符号化装置は、オキュパンシー符号を生成する処理を、ノードが分割できなくなるまで繰り返す（Ｓ２８０８）。次に、三次元データ符号化装置は、各タイルのオキュパンシー符号を符号化する（Ｓ２８０９）。
【０６０８】
最後に、三次元データ符号化装置は、生成した複数のタイルの符号化ビットストリーム（符号化データ）を結合する（Ｓ２８１０）。また、三次元データ符号化装置は、タイルテーブル等をビットストリームのヘッダ情報に付加する。
【０６０９】
ここで、タイルテーブル２８０２に、タイルサイズ（タイルレベル）が格納される。よって、三次元データ復号装置は、このタイルサイズを用いて、各タイルのサブツリーのバウンディングボックスのサイズを取得できる。また、三次元データ復号装置は、サブツリーのバウンディングボックスのサイズを用いて、全体の木構造のバウンディングボックスのサイズを算出できる。
【０６１０】
なお、三次元データ符号化装置は、各タイルのバウンディングボックスのサイズをタイルテーブル２８０２に格納してもよい。これにより、三次元データ復号装置は、タイルテーブル２８０２を参照することで各タイルのバウンディングボックスのサイズを取得できる。
【０６１１】
図８９は、本実施の形態に係る三次元データ復号装置による三次元データ復号処理のフローチャートである。
【０６１２】
まず、三次元データ復号装置は、ビットストリームに含まれるヘッダ情報を用いて、出力する三次元点を含むバウンディングボックスを設定する（Ｓ２８２１）。次に、三次元データ復号装置は、ビットストリームに含まれるヘッダ情報を用いて各タイル（サブツリー）のルート位置を設定する（Ｓ２８２２）。
【０６１３】
次に、三次元データ復号装置は、当該バウンディングボックスを８個の子ノードに分割する（Ｓ２８２３）。次に、三次元データ復号装置は、各ノードのオキュパンシー符号を復号し、復号したオキュパンシー符号に基づきノードを８個の子ノードに分割する。また、三次元データ復号装置は、この処理を、各タイル（サブツリー）のノードが分割できなくなるまで繰り返す（Ｓ２８２４）。
【０６１４】
最後に、三次元データ復号装置は、復号した複数のタイルの三次元点を結合する（Ｓ２８２５）。
【０６１５】
図９０は、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置２８２０の構成を示すブロック図である。三次元データ符号化装置２８２０は、８分木生成部２８２１と、タイル分割部２８２２と、複数のエントロピー符号化部２８２３と、ビットストリーム生成部２８２４とを備える。
【０６１６】
対象タイルレベルが三次元データ符号化装置２８２０に入力される。三次元データ符号化装置２８２０は、当該対象タイルレベルに処理が到達した後、各タイルのオキュパンシー符号化を格納し、複数のタイルのオキュパンシー符号を個別に符号化することで各タイルの符号データを生成する。
【０６１７】
８分木生成部２８２１は、バウンディングボックスを設定し、バウンディングボックスを８個の子ノードに分割する。また、８分木生成部２８２１は、この分割処理を、処理が対象タイルレベルに到達するまで繰り返す。
【０６１８】
タイル分割部２８２２は、タイルを設定する。具体的には、上記処理が対象タイルレベルに到達した場合に、当該レベルをルートとする複数のタイルを設定する。
【０６１９】
複数のエントロピー符号化部２８２３は、複数のタイルを個別に符号化する。ビットストリーム生成部２８２４は、複数のタイルが符号化された符号化データを結合することでビットストリームを生成する。
【０６２０】
図９１は、本実施の形態に係る三次元データ復号装置２８３０の構成を示すブロック図である。三次元データ復号装置２８３０は、８分木生成部２８３１と、ビットストリーム分割部２８３２と、複数のエントロピー復号部２８３３と、三次元点結合部２８３４とを備える。
【０６２１】
８分木生成部２８３１は、バウンディングボックスを設定し、バウンディングボックスを８個の子ノードに分割する。また、８分木生成部２８３１は、この分割処理を、処理が対象タイルレベルに到達するまで繰り返す。
【０６２２】
ビットストリーム分割部２８３２は、ビットストリームに含まれるヘッダ情報を用いて、ビットストリームを各タイルの符号化データに分割する。
【０６２３】
複数のエントロピー復号部２８３３は、複数のタイルを個別に復号する。三次元点結合部２８３４は、復号された複数のタイルの三次元点を結合する。なお、復号された三次元点がアプリケーションにおいて直接使用される場合もある。このような場合には、この結合処理はスキップされる。
【０６２４】
以上のように、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置は、図９２に示す処理を行う。三次元データ符号化装置は、複数の三次元点が含まれる対象空間（例えばバウンディングボックス）に含まれる複数のサブ空間（例えばタイル）を符号化することでビットストリームを生成する。前記ビットストリームの生成では、三次元データ符号化装置は、ビットストリームに含まれる、複数のサブ空間に共通の第１ヘッダ（例えば、共通ヘッダ２８０１又は全体ヘッダ２８０４）に、対象空間の座標である第１座標を示す第１情報（例えば位置情報２８０７）を格納し（Ｓ２８３１）、ビットストリームに含まれる、サブ空間単位の第２ヘッダ（例えばタイル情報２８１１）に、対応するサブ空間の座標である第２座標と第１座標との差分を示す第２情報（例えばタイル位置情報２８１２）を格納する（Ｓ２８３２）。
【０６２５】
これによれば、第２情報として第１座標と第２座標との差分を示す情報を格納されるので、ビットストリームの符号量を低減できる。
【０６２６】
なお、第１ヘッダの少なくとも一部と複数の第２ヘッダとが単一のヘッダ（シンタックス）に含まれてもよい。例えば、図８６に示すように、タイルテーブル２８０２に、複数のサブ空間に共通の情報であるタイルサイズ情報２９１３（第１ヘッダ）と、サブ空間単位の情報であるタイル情報２８１１（第２ヘッダ）とが含まれてもよい。また、第１ヘッダは、共通ヘッダ２８０１の少なくとも一部と、タイルテーブル２８０２の一部とを含んでもよい。
【０６２７】
例えば、複数のサブ空間に含まれる第１サブ空間と第２サブ空間との一部は重複する。例えば、図６８、図６９及び図７０に示すように、同一の領域が異なるタイル分割が用いられてもよい。
【０６２８】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記ビットストリームの生成では、第２ヘッダ（例えば図８４のタイル情報２８１１）に、対応するサブ空間の大きさを示す第３情報（例えば図８４のタイルサイズ情報２８１３）を格納する。
【０６２９】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記ビットストリームの生成では、第１ヘッダに、複数のサブ空間の大きさを示す第３情報（図８６のタイルサイズ情報２８１３）を格納する。
【０６３０】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記ビットストリームの生成では、前記第１ヘッダ（例えば共通ヘッダ２８０１又はタイルテーブル２８０２）に、複数のサブ空間の数を示す第４情報（タイル数情報２８０６）を格納する。
【０６３１】
例えば、三次元データ符号化装置は、前記ビットストリームの生成では、複数のサブ空間の複数の第２ヘッダを含むストリームを、複数のサブ空間の符号化データとは独立したストリームとして生成する。例えば、複数のサブ空間の複数の第２ヘッダと、複数のサブ空間の符号化データとは別々のＮＡＬ  Ｕｎｉｔとして符号化される。
【０６３２】
これによれば、例えば、三次元データ復号装置は、第２ヘッダを含むストリームを参照することで、必要なサブ空間を判定し、必要なサブ空間の符号化データを選択的に取得することができる。
【０６３３】
例えば、三次元データ符号化装置は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０６３４】
また、本実施の形態に係る三次元データ復号装置は、図９３に示す処理を行う。三次元データ復号装置は、複数の三次元点が含まれる対象空間に含まれる複数のサブ空間が符号化されることで得られたビットストリームを復号する。三次元データ復号装置は、前記ビットストリームの復号では、ビットストリームに含まれる、複数のサブ空間に共通の第１ヘッダ（例えば、共通ヘッダ２８０１又は全体ヘッダ２８０４）から、前記対象空間の座標である第１座標を示す第１情報（例えば位置情報２８０７）を復号し（Ｓ２８４１）、ビットストリームに含まれる、サブ空間単位の第２ヘッダ（例えばタイル情報２８１１）から、対応するサブ空間の座標である第２座標と第１座標との差分を示す第２情報（例えばタイル位置情報２８１２）を復号する（Ｓ２８４２）。例えば、三次元データ復号装置は、第１情報で示される第１座標に、第２情報で示される差分を加算することで第２座標を算出する。
【０６３５】
これによれば、第２情報として第１座標と第２座標との差分を示す情報を格納されるので、ビットストリームの符号量を低減できる。
【０６３６】
例えば、複数のサブ空間に含まれる第１サブ空間と第２サブ空間との一部は重複する。例えば、図６８、図６９及び図７０に示すように、同一の領域が異なるタイル分割が用いられてもよい。
【０６３７】
例えば、三次元データ復号装置は、前記ビットストリームの復号では、第２ヘッダ（例えば図８４のタイル情報２８１１）から、対応するサブ空間の大きさを示す第３情報（例えば図８４のタイルサイズ情報２８１３）を復号する。
【０６３８】
例えば、三次元データ復号装置は、前記ビットストリームの復号では、第１ヘッダから、複数のサブ空間の大きさを示す第３情報（図８６のタイルサイズ情報２８１３）を復号する。
【０６３９】
例えば、三次元データ復号装置は、前記ビットストリームの復号では、第１ヘッダ（例えば共通ヘッダ２８０１）から、複数のサブ空間の数を示す第４情報（タイル数情報２８０６）を復号する。
【０６４０】
例えば、複数のサブ空間の複数の第２ヘッダを含むストリームは、複数のサブ空間の復号データとは独立したストリームとして生成されている。例えば、複数のサブ空間の複数の第２ヘッダと、複数のサブ空間の符号化データとは別々のＮＡＬ  Ｕｎｉｔとして符号化される。例えば、三次元データ復号装置は、第２ヘッダを含むストリームを参照することで、必要なサブ空間を判定し、必要なサブ空間の符号化データを選択的に取得する。
【０６４１】
例えば、三次元データ復号装置は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０６４２】
（実施の形態１０）
三次元点群マップ（３Ｄ  ｐｏｉｎｔ  ｃｌｏｕｄ  ｍａｐ）は、自動車又はドローンが、グローバル座標（ｇｌｏｂａｌ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）において、自身が移動している位置を検出するための自己位置推定処理に用いることができる。グローバル座標を提供するためには、三次元点群マップに、ジオリファレンス（座標の位置合わせ）を行う必要がある。
【０６４３】
また、自動運転車の用途において、ジオリファレンスされた三次元点群マップは、ジオフェンシングを用いた自動運転処理に必要である。ここでジオフェンシングとは、実空間の地理的領域に仮想的な範囲（ジオフェンス）を設定する技術である。例えば、自動運転処理では、安全性及びセキュリティのために、自動車は、特定の地理領域（ジオフェンス）内で動作するように制限される。
【０６４４】
また、ジオリファレンスされた三次元点群マップでは、三次元点群の内部座標（ローカル座標）系は、地理的座標に関連付けることできる。
【０６４５】
なお、本実施の形態では、グローバル座標と、ローカル座標とが用いられる。グローバル座標は、例えば、緯度、経度、高度で表され、地球上の位置を一意に特定できる座標である。ローカル座標は、例えば、点群データを生成するセンサ（又はセンサを備える移動体（例えば自動車））の位置を基準とした座標である。例えば、ローカル座標系の原点は、センサ又は自動車の位置である。つまり、グローバル座標は、センサ（又は自動車）の位置に依存せず、センサの位置にかかわらず同じ座標を示す。一方、ローカル座標は、センサの位置に応じて変化する。
【０６４６】
また、グローバル座標は、緯度、経度、高度で表される緯度経度座標（球座標）、又は、Ｘ、Ｙ、Ｚで表される直交座標（ｃａｒｔｅｓｉａｎ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）で表される。例えば、ローカル座標は、直交座標で表される。なお、座標の表現方式は、これらに限られず、公知の任意の表現方式が用いられてもよい。
【０６４７】
また、以下では、緯度経度座標で表されるグローバル座標を地理的座標（ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）と呼び、直交座標で表されるグローバル座標を世界座標（ｗｒｏｌｄ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）と呼び、直交座標で表されるローカル座標を幾何座標（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）と呼ぶ。
【０６４８】
また、本実施の形態における、座標とは、座標そのものを直接的に示す情報であってもよいし、座標又は位置を間接的に示す情報であってもよい。
【０６４９】
図９４は、ジオフェンスを動作の制限に用いる場合のジオフェンスを含む三次元点群マップの例を示す図である。例えば、図９４に示すジオフェンス内に自動運転車の動作が制限される。
【０６５０】
図９５は、ジオフェンス内においてサービス又は追加機能を有効にする場合に用いられる三次元点群マップの例を示す図である。例えば、自動車が、図９５に示すジオフェンス内に進入した場合に、いくつかのサービス又は機能が有効になる。
【０６５１】
また、あるアプリケーションでは、自動車は、地理的座標とともに三次元点群をアップロードする必要がある。
【０６５２】
図９６は、ジオリファレンスされた三次元点群（Ｇｅｏ−ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ  ３Ｄ  ｐｏｉｎｔ  ｃｌｏｕｄ：以下、ジオリファレンスド点群と呼ぶ）をアップデートする処理を模式的に示す図である。マッピング中、又は、地図アップデート又は更新処理中において、自動車は、ジオリファレンスド点群を地図サーバにアップデートする。例えば、自動車は、ＬｉＤＡＲ等のセンサにより得られたポイントクラウドと、ＧＰＳ等から得た地理的情報（ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）とを用いて、ジオリファレンスド点群を生成する。
【０６５３】
なお、自動車が、ジオリファレンスド点群を、当該自動車の位置情報（グローバル座標）を基にサーバからダウンロードするケースをユースケースとして想定してもよい。なお、自動車は、当該自動車の位置情報を、当該自動車が備えるＧＰＳセンサで取得してもよい。また、自動車は、当該自動車の未来の位置情報を推定して、その情報を基にサーバからジオリファレンスド点群をダウンロードしてもよい。自動車は、当該自動車の未来の位置情報を、ユーザがカーナビ等で指定した目的地から推定してもよい。または、自動車は、当該自動車の制御情報（速度或いは加速度など）又は周辺状況（渋滞情報或いは事故情報など）から未来の位置情報を推定してもよい。
【０６５４】
以下、ジオリファレンスド点群を用いた三次元位置の制御について説明する。図９７は、ジオリファレンスド点群における三次元位置の例を示す図である。図９７において、地理的座標は、φ、λ、ｈ（緯度、経度、高度）で表される。
【０６５５】
三次元点群（三次元ポイントクラウド）は、同一又は異なるボリューム（空間単位）に分割される。各ボリュームにおいて、１又は複数の三次元点のローカル座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、地理的座標（φ、λ、ｈ）に対応付けられる。同一のボリュームでは、全ての三次元点は、同じ地理的座標、又は異なる地理的座標を有する。
【０６５６】
自動車には、位置検出のためのセンサＡが搭載されている。例えば、センサＡは、自動車の地理的位置を得るためのＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）を含む。なお、センサＡは、ＧＰＳを含まなくてもよい。ＧＰＳ情報を取得できない場合、又はＧＰＳ情報の精度が低い場合に、自動車は、センサＡで得られた情報（例えば点群Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の情報）と、三次元点群マップとを用いて自動車のグローバル座標を検出してもよい。ここで三次元点群マップは、点群Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のグローバル座標を含む。
【０６５７】
単一の三次元点（対象三次元点）の地理的座標の状態として以下の３つのケースがある。一つ目のケースは、ＧＰＳシステムから地理的座標を取得するケースである。２つ目のケースは、ＧＰＳシステムから取得された地理的座標を有する複数の隣接三次元点の地理的座標を補間することで対象三次元点の地理的座標を取得するケースである。３つ目のケースは、地理的座標の情報が存在しないケースである。
【０６５８】
上記の三次元点の地理的座標の状態は、実際のアプリケーションにおける展開により決定される。また、三次元空間には異なる点があるため、複数の三次元点が有する地理的座標は異なる場合がある。
【０６５９】
例えばセンサＡがＬｉＤＡＲである場合、自動車は、ＬｉＤＡＲで得られた当該自動車周囲の点群データと、サーバ等から取得した三次元点群マップとを用いて三次元点群マップ内における自己位置（グローバル座標）を推定する。その際、三次元点群マップの各点群にグローバル座標が付加されている場合は、自動車は、そのグローバル座標を基に自動車のグローバル座標を算出してもよい。これにより自動車は地球上の絶対位置情報（緯度、経度、高度など）を取得することができる。これにより、自動車は、上述したジオフェンシングを利用したサービス等を受けることが可能となる。
【０６６０】
以下、ジオリファレンスド点群の取得方法について説明する。図９８は、ジオリファレンスド点群の取得方法を説明するための図である。
【０６６１】
ジオリファレンスド点群は以下の方法により取得される。自動車はセンサＡとセンサＢとを備える。センサＡは、自動車の周辺環境の三次元点群のローカル座標（例えば、（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）、・・・、（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）を取得する。センサＢは、例えば、自動車の地理的座標（φ０、λ０、ｈ０）を取得する。また、自動車は、自動車のローカル座標（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）を取得し、地理的座標（φ０、λ０、ｈ０）と対応付ける。例えば、センサＢの地理的座標系は、世界座標系１９８４（ＷＧＳ８４）に基づき定義される。
【０６６２】
三次元点の直交座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、後述する（式２）〜（式６）に示す方程式を用いて地理的座標（Φ、λ、ｈ）から算出される。一方で、地理的座標（φ、λ、ｈ）は、三次元点の直交座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）から、後述する（式７）〜（式１０）を用いて導出できる。なお、他の変換方法が用いらえてもよい。
【０６６３】
また、自動車は、当該自動車の位置情報を取得できない場合もある。この場合、自動車は、過去又は未来の利用可能な位置情報を用いた重み付き補間処理により、当該自動車の位置情報を取得する。
【０６６４】
図９９は、ジオリファレンスド点群の取得処理の流れを示す図である。まず、自動車は、ＧＰＳ衛星から信号を受信する（Ｓ２９０１）。次に、自動車は、受信した信号に基づき地理的座標系における当該自動車の現在位置を算出する（Ｓ２９０２）。次に、自動車は、地理的座標系における現在位置を直交座標（世界座標）に変換する（Ｓ２９０３）。また、後述する（式２）〜（式６）に示す方程式を用いてこの変換が行われる。
【０６６５】
次に、自動車は、世界座標に対する自動車の現在の回転角度を取得する（Ｓ２９０４）。例えば、自動車は、短い時間期間内の地理的座標を用いて自動車の現在の移動方向を推定することにより、回転角度を取得する。例えば、図１００に示すように、自動車は、複数の時刻（ｔ−３〜ｔ０）の地理的座標を用いて当該自動車の移動方向を推定する。
【０６６６】
また、自動車は、ローカル座標系と世界座標系との間の並行移動量（例えば、ｘ、ｙ、ｚ方向の差分）を算出する（Ｓ２９０５）。また、自動車は、ローカル座標系と世界座標系との間の回転角度を算出する（Ｓ２９０６）。ここで、ローカル座標系とは、例えば、自動車の位置を原点とする直交座標系である。
【０６６７】
また、自動車は、ＬｉＤＡＲから信号を受信する（Ｓ２９０７）。次に、自動車は、受信した信号を用いて周辺の点群（ポイントクラウド）の位置（ローカル座標）を算出する（Ｓ２９０８）。
【０６６８】
最後に、自動車は、ステップＳ２９０５及びＳ２９０６で得られた情報を用いて、点群のローカル座標を世界座標に変換する（Ｓ２９０９）。例えば、自動車は、下記（式１）を用いて、点群の座標をローカル座標系から世界座標系に変換する。
【０６６９】
Ｘｎｅｗ＝ＲＸ＋ｔ    ・・・（式１）
【０６７０】
ここで、Ｒは、ローカル座標系と世界座標系との間の回転角度のマトリックスであり、ｔは、ローカル座標系と世界座標系との間の平行移動のマトリックスである。Ｘは、ローカル座標系における点群の座標であり、Ｘｎｅｗは、世界座標系における点群の座標である。
【０６７１】
また、世界座標系における座標Ｘｎｅｗを、例えば、後述する（式７）〜（式１０）を用いて、地理的座標に変換できる。
【０６７２】
図１０１は、上記の処理の流れを模式的に示す図である。図１０１に示すように、まず、自動車は、ＧＰＳデータを取得し、取得したＧＰＳデータを用いて自動車の地理的座標（φ０、λ０、ｈ０）を算出する。次に、自動車は、例えば、後述する（式２）〜（式６）を用いて、地理的座標（φ０、λ０、ｈ０）を世界座標（Ｗｘ０、Ｗｙ０、Ｗｚ０）に変換する。
【０６７３】
次に、自動車は、ローカル座標系の点群の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を世界座標（Ｘ＋Ｗｘ０、Ｙ＋Ｗｙ０、Ｚ＋Ｗｚ０）に変換する。なお、このとき、上述したように、ローカル座標系と世界座標系との回転角度のマトリックスも用いられる。
【０６７４】
次に、自動車は、後述する（式７）〜（式１０）を用いて、世界座標（Ｘ＋Ｗｘ０、Ｙ＋Ｗｙ０、Ｚ＋Ｗｚ０）を、地理的座標（φｘ、λｙ、ｈｚ）に変換する。
【０６７５】
以下、ケースＡとケースＢとにおける三次元データ符号化装置で生成されるビットストリームと、三次元データ復号装置において点群の地理的座標を取得する動作とを説明する。
【０６７６】
ケースＡでは、三次元データ符号化装置が生成するビットストリームに含まれる各三次元点群のデータは、ローカル座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、地理的座標（φｘ、λｙ、ｈｚ）との両方を有する。この場合、三次元データ復号装置は、各三次元点群のローカル座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、地理的座標（φｘ、λｙ、ｈｚ）とを復号する。ケースＡでは、三次元データ復号装置は、点群の座標を変換する処理を行う必要ないため、三次元データ復号装置の処理負荷を低減できる。
【０６７７】
ケースＢでは、三次元データ符号化装置が生成するビットストリームに含まれる各三次元点群のデータは、ローカル座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、ローカル座標系の原点の地理的座標（φ０、λ０、ｈ０）と、地理的座標を世界座標に変換する変換パラメータ及び世界座標を地理的座標に変換する変換パラメータを含む。この場合、各三次元点群の地理的座標が符号化されないため、ケースＡに比べてビットストリームのデータ量を削減できる。
【０６７８】
この場合、三次元データ復号装置は、各三次元点群のローカル座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を復号する。次に、三次元データ復号装置は、原点の地理的座標（φ０、λ０、ｈ０）を、世界座標（Ｗｘ０、Ｗｙ０、Ｗｚ０）に変換し、世界座標（Ｗｘ０、Ｗｙ０、Ｗｚ０）を用いて、各三次元点群のローカル座標を世界座標（Ｘ＋Ｗｘ０、Ｙ＋Ｗｙ０、Ｚ＋Ｗｚ０）に変換する。そして、三次元データ復号装置は、各三次元点群の世界座標（Ｘ＋Ｗｘ０、Ｙ＋Ｗｙ０、Ｚ＋Ｗｚ０）を地理的座標（φｘ、λｙ、ｈｚ）に変換する。
【０６７９】
以下、直交座標（世界座標）と地理的座標との間の変換処理について説明する。図１０２は、直交座標と地理的座標との間の変換処理を説明するための図である。小さい角度を表す単位としてｍｉｌが用いられる。ここで、６４００ｍｉｌ＝２πであり、ｒａｄｉａｎｓ＝３６０°である。また、１ｒａｄ＝５７°．２９５７８＝５７°１７’４４”．８＝３４３７’．７５＝２０６２６４”．８＝１０１８．６ｍｉｌである。１°＝０．０１７４５３３ｒａｄであり、１’＝０．０００２９１ｒａｄ＝０．２９６ｍｉｌであり，１”＝０．０００００４８５ｒａｄである。１ｍｉｌ＝０．０００９８２ｒａｄ＝０°．０５６３＝３’．３７＝２０２”である。また、図１０３は、楕円体の幾何パラメータの例を示す図である。
【０６８０】
例えば、変換処理として以下の手法が用いられる。（式２）〜（式６）を用いて地理的座標（φ、λ、ｈ）から直交座標（世界座標）（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が算出される。
【０６８１】
【数１】
2019230920.tif 000003
【０６８２】
ここでυは、卯酉線の面（ｐｒｉｍｅ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｐｌａｎｅ）の曲率半径である。また、ａ及びｆは、楕円体の幾何パラメータである。
【０６８３】
また、例えば、（式７）〜（式１０）を用いて直交座標（世界座標）（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を地理的座標（φ、λ、ｈ）に変換できる。
【０６８４】
【数２】
2019230920.tif 000004
【０６８５】
ここで、ｐは垂直距離（ｐｅｒｐｒｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）である。
【０６８６】
また、上記の変換処理の詳細については、例えば、非特許文献１に記載されている。よって、非特許文献１に記載の手法を用いてもよい。
【０６８７】
以下、地理的座標の投影について説明する。地理的座標は、可視化及び表示のために、二次元地図座標に投影される場合がある。ここで、地理的座標系は、特定の位置を原点とした特定の方向の楕円体に基づく。この原点及び楕円体は、地域又は国に応じて異なる。この原点及び楕円体を示す情報は空間参照（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）と呼ばれる。例えば、空間参照（ＳＲ）として、シンガポールでは図１０４に示すＥＰＳＧ３４１４が用いられ、日本では図１０５に示すＥＰＳＧ４９４７が用いられる。なお、ＥＰＳＧ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｓｕｒｖｅｙ  Ｇｒｏｕｐ）は、測地学が適用される調査の開発に関与した組織である。
【０６８８】
以下、ジオリファレンスド点群を符号化する第１モードについて説明する。図１０６は、第１モードにおける符号化データの構成例を示す図である。図１０６に示すように、各点群のローカル座標である幾何座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、地理的座標（φ、λ、ｈ）に対応付けられる。
【０６８９】
図１０７は、第１モードにおける点群の構造例を示す図である。図１０８は、点群の木構造の例を示す図である。第１モードでは、複数の三次元点群の各々は、地理的座標と対応付けられる。例えば、複数の地理的座標は、個別に符号化される。例えば、この符号化には、属性符号化（ａｔｔｒｉｂｕｔｅ  ｃｏｄｉｎｇ）又は８分木符号化を用いることができる。例えば、図１０８に示す８分木構造を地理的情報の符号化に用いることができる。このとき、三次元データ符号化装置は、図１０７に示すように、隣接ノードの情報を用いて地理的情報を符号化してもよい。または、三次元データ符号化装置は、地理的座標を幾何座標の属性情報とみなし、地理的座標に属性符号化を適用してもよい。
【０６９０】
三次元点の幾何情報（幾何座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ））は、例えば、ＬｉＤＡＲで得られたデータである。地理的情報（地理的座標）は、例えば、ＧＰＳで得られたデータである。地理的情報を符号化する目的は、ＬｉＤＡＲデータを自動車の座標として扱うためである。この場合、自動車が存在する位置を示す情報は存在しない。一方で、地理的情報により、グローバル座標系における現在の自動車の位置を判定できる。そして、判定した位置を、例えば、自車位置が必要なアプリケーションに用いることができる。
【０６９１】
次に、ジオリファレンスド点群を符号化する第２モードについて説明する。図１０９は、第２モードにおける符号化データの構成例を示す図である。第２モードでは、図１０９に示すように、複数の三次元点群からなる組が、一つの地理的座標（φ、λ、ｈ）に対応付けられる。
【０６９２】
図１１０は、第２モードにおける点群の構造例を示す図である。第２モードでは、複数の三次元点群を含む組は、一つの地理的情報（地理的座標）と対応付けられる。例えば、複数の地理的情報は、個別に符号化される。例えば、この符号化には、属性符号化（ａｔｔｒｉｂｕｔｅ  ｃｏｄｉｎｇ）又は８分木符号化を用いることができる。例えば、図１０８に示す８分木構造を地理的情報の符号化に用いることができる。
【０６９３】
第２モードでは、複数の点群に同じ地理的座標が割り当てられる。つまり、復号された複数の点群は同じ地理的座標を有する。例えば、単一の地理的座標を有しても問題ない程度に小さい単位であり、独立した符号化単位毎に、地理的情報が付加される。この単位とは、例えば、タイル又はスライスである。
【０６９４】
例えば、図１０９に示す例では、点群Ｐ１〜Ｐｎの組に、点群Ｐ１の地理的座標（φ１、λ１、ｈ１）が付加されている。この場合、三次元データ復号装置は、点群Ｐ１の地理的座標（φ１、λ１、ｈ１）と、点群Ｐ１〜Ｐｎの幾何座標とを用いて、他の点群Ｐ２〜Ｐｎの地理的座標を算出してもよい。例えば、三次元データ復号装置は、点群Ｐ１の地理的座標（φ１、λ１、ｈ１）に、点群Ｐ１の幾何座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）と点群Ｐ２の幾何座標（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）との差分に基づき、点群Ｐ２の地理的座標を算出できる。
【０６９５】
なお、付加される地理的座標は、点群Ｐ１〜Ｐｎのいずれかの地理的座標であってもよい。または、付加される地理的座標は、祖父ノードの地理的座標であってもよい。ここで、ノードの地理的座標とは、例えば、ノード内の予め定められた位置（例えば、中心又は隅等）の地理的座標である。
【０６９６】
また、どの点の地理的情報が付加されるかは、予め定めれていてもよいし、可変であってもよい。可変である場合は、どの点の地理的情報が付加されているかを示す情報がビットストリームに付加されてもよい。また、第１モードにおいて、ビットストリームは、幾何座標を含まなくてもよい。
【０６９７】
次に、本実施の形態に係るビットストリームの構成例について説明する。図１１１は、第１モードにおけるビットストリームの構成例を示す図である。図１１１に示すように、ビットストリームは、ヘッダ２９０１と、モードフラグ２９０２と、ＳＲ情報２９０３と、直交フラグ２９０４と、幾何情報２９０５と、地理的情報２９０６とを含む。
【０６９８】
幾何情報２９０５は、複数の三次元点の各々のローカル座標（幾何座標）を示す。
【０６９９】
地理的情報２９０６は、複数の三次元点の各々のグローバル座標を示す。なお、このグローバル座標は、地理的座標（緯度経度座標）であってもよいし、世界座標（直交座標）であってもよい。
【０７００】
ヘッダ２９０１は、木構造全体のヘッダであり、木構造のルート位置（例えば座標）を示す情報、スケールを示す情報、全体の木構造に含まれる三次元点の数を示す情報等を含む。モードフラグ２９０２は、地理的情報のモード（上述した第１モード又は第２モード）を示す。つまり、図１１１に示す例では、モードフラグ２９０２は、第１モードを示す。
【０７０１】
ＳＲ情報２９０３は、空間参照を示す情報である。上述したように空間参照は、座標変換及び投影に必要となる情報である。空間参照により、参照座標、参照楕円体、原点、及び幾何パラメータ等が特定される。また、上述したように、ＳＲ情報２９０３は、地域又は国によって異なる。
【０７０２】
直交フラグ２９０４は、地理的情報に含まれるグローバル座標が直交座標であるか否かを示す。つまり、直交フラグ２９０４は、地理的情報に含まれるグローバル座標が地理的座標（緯度経度座標）であるか、世界座標（直交座標）であるかを示す。
【０７０３】
図１１２は、第２モードにおけるビットストリームの構成例を示す図である。地理的情報２９０６Ａは、複数の三次元点の組に対応付けられたグローバル座標を示す。なお、このグローバル座標は、地理的座標（緯度経度座標）であってもよいし、世界座標（直交座標）であってもよい。また、図１１２に示す例では、モードフラグ２９０２は、第２モードを示す。
【０７０４】
図１１２に示すように、地理的情報２９０６Ａのデータ量を、図１１１に示す第１モードにおける地理的情報２９０６のデータ量より削減できる。
【０７０５】
なお、ビットストリーム内において、地理的情報２９０６（２９０６Ａ）の位置は、幾何情報２９０５の位置よりも前であってもよい。または、第２モードの場合、地理的情報２９０６Ａは、ヘッダ２９０１内に格納されてもよい。
【０７０６】
次に、ジオリファレンスド点群の符号化構成について説明する。図１１３は、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置２９１０の構成を示す図である。この構成は、座標変換が行われる場合の構成である。三次元データ符号化装置２９１０は、幾何情報符号化部２９１１と、地理的情報符号化部２９１２と、ビットストリーム生成部２９１３とを含む。幾何情報符号化部２９１１は、８分木生成部２９１４と、エントロピー符号化部２９１５とを含む。地理的情報符号化部２９１２は、座標変換部２９１６と、エントロピー符号化部２９１７とを含む。
【０７０７】
８分木生成部２９１４は、入力点群に含まれる幾何情報（幾何座標）を用いて、８分木を生成する。また、８分木生成部２９１４は、８分木の各ノードのオキュパンシー符号を生成する。ここで、幾何情報は、例えば、ＬｉＤＡＲで得られたデータである。
【０７０８】
エントロピー符号化部２９１５は、幾何情報（８分木生成部２９１４で生成されたオキュパンシー符号等）をエントロピー符号化することで幾何情報のビットストリーム（符号化データ）を生成する。この時、エントロピー符号化部２９１５は、地理的情報（地理的座標）のエントロピー符号化に用いられる符号化テーブルとは異なる符号化テーブルを用いて幾何情報をエントロピー符号化する。
【０７０９】
座標変換部２９１６は、衛星（例えばＧＰＳ等）から得た自動車の地理的情報（緯度、経度、高度）を世界座標（例えば国における参照点に対応する座標系）又はローカル座標（例えば自動車を基準とした座標系）に変換する。また、上述した第１モードでは、座標変換部２９１６は、生成された自動車の世界座標を用いて、三次元点の幾何座標を世界座標に変換し、得られた世界座標を地理的座標に変換する。
【０７１０】
エントロピー符号化部２９１７は、座標変換部２９１６で生成された地理的座標をエントロピー符号化することで地理的情報のビットストリーム（符号化データ）を生成する。この時、エントロピー符号化部２９１７は、幾何情報のエントロピー符号化に用いられる符号化テーブルとは異なる符号化テーブルを用いて地理的情報をエントロピー符号化する。
【０７１１】
ビットストリーム生成部２９１３は、幾何情報のビットストリームと地理的情報のビットストリームとを含むビットストリームを生成する。
【０７１２】
なお、入力点群に地理的座標（緯度、経度、高度）が付加されている場合には、座標変換部２９１６は、当該地理的座標を世界座標に変換し、エントロピー符号化部２９１７は、変換により得られた世界座標を符号化してもよい。
【０７１３】
図１１４は、座標変換が行われない場合の三次元データ符号化装置２９１０Ａの構成を示す図である。図１１４に示す三次元データ符号化装置２９１０Ａは、図１１３に示す三次元データ符号化装置２９１０に対して地理的情報符号化部２９１２Ａが座標変換部２９１６を備えない点が異なる。エントロピー符号化部２９１７は、入力点群の情報に含まれる地理的情報をエントロピー符号化することで地理的情報のビットストリーム（符号化データ）を生成する。例えば、上述したケースＢでは、自動車の地理的情報がエントロピー符号化される。
【０７１４】
次に、ジオリファレンスド点群の復号構成について説明する。図１１５は、本実施の形態に係る三次元データ復号装置２９２０の構成を示す図である。この構成は、座標変換が行われる場合の構成である。三次元データ復号装置２９２０は、幾何情報復号部２９２１と、地理的情報復号部２９２２と、点群生成部２９２３とを含む。幾何情報復号部２９２１は、８分木生成部２９２４と、エントロピー復号部２９２５とを含む。地理的情報復号部２９２２は、エントロピー復号部２９２６と、座標変換部２９２７とを含む。
【０７１５】
８分木生成部２９２４は、ビットストリームに含まれる情報を用いて、対象空間を生成し、復号情報を用いて対象空間を８分割することで８個の小空間を生成する。また、この処理がビットストリームが全て復号されるまで繰り返される。
【０７１６】
エントロピー復号部２９２５は、ビットストリームをエントロピー復号することでオキュパンシー符号を取得する。この時、エントロピー復号部２９２５は、地理的情報のエントロピー復号に用いられる符号化テーブルとは異なる符号化テーブルを用いて幾何情報（オキュパンシー符号）をエントロピー復号する。
【０７１７】
エントロピー復号部２９２６は、ビットストリームを復号することで地理的情報を取得する。この時、エントロピー復号部２９２６は、幾何情報のエントロピー復号に用いられる符号化テーブルとは異なる符号化テーブルを用いて地理的情報をエントロピー復号する。
【０７１８】
座標変換部２９２７は、復号された地理的情報を用いて、世界座標又はローカル座標を地理的座標に変換する。例えば、上述したケースＢでは、自動車の地理的情報が復号される。座標変換部２９２７は、復号された自動車の地理的情報を世界座標に変換する。次に、座標変換部２９２７は、得られた自動車の世界座標を用いて、三次元点の幾何座標を世界座標に変換し、得られた世界座標を地理的座標に変換する。
【０７１９】
なお、ビットストリームに符号化された世界座標が含まれる場合、エントロピー復号部２９２５は、ビットストリームを復号することで世界座標を復号し、座標変換部２９２７は、当該世界座標を地理的座標に変換してもよい。
【０７２０】
点群生成部２９２３は、復号した幾何情報に地理的情報（地理的座標）を付加する。
【０７２１】
図１１６は、座標変換が行われない場合の三次元データ復号装置２９２０Ａの構成を示す図である。図１１６に示す三次元データ復号装置２９２０Ａは、図１１５に示す三次元データ復号装置２９２０に対して地理的情報復号部２９２２Ａが座標変換部２９２７を備えない点が異なる。
【０７２２】
例えば、上述した第１モードでは、エントロピー復号部２９２６は、ビットストリームを復号することで、複数の三次元点の地理的座標を取得する。
【０７２３】
図１１７は、座標変換及び座標拡張が行われる場合の三次元データ復号装置２９２０Ｂの構成を示す図である。図１１７に示す三次元データ復号装置２９２０Ｂは、図１１５に示す三次元データ復号装置２９２０に対して地理的情報復号部２９２２Ａが、さらに座標拡張部２９２８を備える。
【０７２４】
座標拡張部２９２８は、例えば、自動車の地理的座標（φ、λ、ｈ）、世界座標又はローカル座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を、複数の点群の座標に拡張する。例えば、座標拡張部２９２８は、自動車又は三次元点の組の世界座標、又はローカル座標を、複数の三次元点の世界座標又はローカル座標として割り当てる。
【０７２５】
図１１８は、座標変換が行われず、座標拡張が行われる場合の三次元データ復号装置２９２０Ｃの構成を示す図である。図１１８に示す三次元データ復号装置２９２０Ｃは、図１１７に示す三次元データ復号装置２９２０Ｂに対して地理的情報復号部２９２２Ｃが座標変換部２９２７を備えない点が異なる。
【０７２６】
例えば、上述した第２モードでは、エントロピー復号部２９２６は、ビットストリームを復号することで、複数の三次元点を含む組の地理的座標を取得する。座標拡張部２９２８は、当該組に含まれる複数の三次元点に地理的座標を割り当てる。または、座標拡張部２９２８は、復号した地理的座標と、複数の三次元点の幾何座標とを用いて、各三次元点の地理的座標を算出する。または、上述したケースＢでは、エントロピー復号部２９２６は、自動車の地理的座標（φ、λ、ｈ）を復号する。座標拡張部２９２８は、自動車の地理的座標を複数の三次元点に地理的座標として割り当てる。
【０７２７】
次に、ジオリファレンスド点群の符号化処理及び復号処理の流れを説明する。図１１９は、三次元データ符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【０７２８】
まず、三次元データ符号化装置は、入力点群を含むバウンディングボックスを設定する（Ｓ２９１１）。次に、三次元データ符号化装置は、当該バウンディングボックスを８個の子ノードに分割する（Ｓ２９１２）。
【０７２９】
次に、三次元データ符号化装置は、８個の子ノードのうち三次元点が含まれる子ノードの各々のオキュパンシー符号を生成する（Ｓ２９１３）。次に、三次元データ符号化装置は、各子ノードを８個の孫ノードに分割する（Ｓ２９１４）。次に、三次元データ符号化装置は、オキュパンシー符号を生成する処理を、ノードが分割できなくなるまで繰り返す（Ｓ２９１５）。次に、三次元データ符号化装置は、オキュパンシー符号を符号化する（Ｓ２９１６）。
【０７３０】
また、三次元データ符号化装置は、地理的情報（φ、λ、ｈ）を世界座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）へ変換する（Ｓ２９１７）。例えば、三次元データ符号化装置は、自動車の地理的座標を世界座標に変換する。また、上述した第１モードでは、座標変換部２９１６は、生成された自動車の世界座標を用いて、三次元点の幾何座標を世界座標に変換し、得られた世界座標を地理的座標に変換する。次に、三次元データ符号化装置は、変換した地理的座標を符号化する（Ｓ２９１８）。
【０７３１】
なお、三次元データ符号化装置は、世界座標から地理的座標への変換を行わず、幾何座標を変換することで得られた世界座標を符号化してもよい。
【０７３２】
また、入力点群に地理的座標が付加されている場合には、三次元データ符号化装置は、当該地理的座標を世界座標に変換し、変換により得られた世界座標を符号化してもよい。
【０７３３】
最後に、三次元データ符号化装置は、生成した幾何情報の符号化ビットストリームと、地理的情報の符号化ビットストリームを結合する。また、三次元データ符号化装置は、ビットストリームにヘッダ情報を付加する（Ｓ２９１９）。例えば、三次元データ符号化装置は、点群毎に地理的情報を符号化する場合、モードを１に設定し、点群全体に１個の地理的情報を符号化する場合、モードを２に設定する。また、三次元データ符号化装置は、地理的座標を世界座標に変換するためのパラメータ（ＳＲ情報等）をヘッダ情報に付加してもよい。また、三次元データ符号化装置は、地理的情報が直交座標であるか否かを示す情報（直交フラグ）をヘッダ情報に付加してもよい。
【０７３４】
これらの情報がヘッダに付加されることにより、三次元データ復号装置はビットストリームを正しく復号できる。また、三次元データ復号装置は地理的座標と世界座標の変換を正しく行うことができる。
【０７３５】
図１２０は、本実施の形態に係る三次元データ復号装置による三次元データ復号処理のフローチャートである。
【０７３６】
まず、三次元データ復号装置は、ビットストリームに含まれるヘッダ情報を用いて、出力する点群を含むバウンディングボックスを設定する（Ｓ２９２１）。次に、三次元データ復号装置は、バウンディングボックスを８個の子ノードに分割する（Ｓ２９２２）。次に、三次元データ復号装置は、各ノードのオキュパンシー符号を復号し、復号したオキュパンシー符号に基づきノードを８個の子ノードに分割する。また、三次元データ復号装置は、この処理を、ノード（サブ空間）が分割できなくなるまで繰り返す（Ｓ２９２３）。
【０７３７】
また、三次元データ復号装置は、地理的情報を復号する（Ｓ２９２４）。次に、三次元データ復号装置は、地理的情報を世界座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）から地理的座標（φ、λ、ｈ）へ変換する（Ｓ２９２５）。例えば、上述したケースＢでは、自動車の地理的情報が復号される。三次元データ復号装置は、復号された自動車の地理的情報を世界座標に変換する。次に、三次元データ復号装置は、得られた自動車の世界座標を用いて、三次元点の幾何座標を世界座標に変換し、得られた世界座標を地理的座標に変換する。なお、ビットストリームに三次元点群の地理的座標が含まれる場合には、変換処理（Ｓ２９２５）は行われなくてもよい。
【０７３８】
なお、ビットストリームに符号化された世界座標が含まれる場合、三次元データ復号装置は、ビットストリームを復号することで世界座標を復号し、当該世界座標を地理的座標に変換してもよい。
【０７３９】
最後に、三次元データ復号装置は、復号した点群を地理的情報と結合する（Ｓ２９２６）。
【０７４０】
以上のように、本実施の形態に係る三次元データ符号化装置は、図１２１に示す処理を行う。三次元データ符号化装置は、センサで得られた複数の三次元点を符号化する。三次元データ符号化装置は、複数の三次元点の座標であって、センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報を符号化し（Ｓ２９３１）、符号化されたローカル座標情報（例えば幾何情報２９０５）と、複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報（例えば地理的情報２９０６又は２９０６Ａ）とを含む符号化ビットストリームを生成する（Ｓ２９３２）。
【０７４１】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【０７４２】
例えば、図１０６に示すように、グローバル座標情報は、複数の三次元点の各々のグローバル座標を示す。これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【０７４３】
例えば、図１０９に示すように、グローバル座標情報は、複数の三次元点に対応付けられた１つのグローバル座標を示す。これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【０７４４】
例えば、グローバル座標情報は、ローカル座標系の原点のグローバル座標を示す。これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【０７４５】
例えば、グローバル座標は、緯度、経度、高度で表される。例えば、グローバル座標は、直交座標で表される。
【０７４６】
例えば、符号化ビットストリームは、さらに、グローバル座標が直交座標で表されているか否か示す情報（直交フラグ２９０４）を含む。
【０７４７】
例えば、符号化ビットストリームは、さらに、グローバル座標の空間参照を示す情報（ＳＲ情報２９０３）を含む。
【０７４８】
例えば、三次元データ符号化装置は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０７４９】
また、本実施の形態に係る三次元データ復号装置は、図１２２に示す処理を行う。三次元データ復号装置は、センサで得られた複数の三次元点を復号する。三次元データ復号装置は、符号化ビットストリームから、複数の三次元点の複数の座標であって、センサの位置に依存する複数のローカル座標を示すローカル座標情報（例えば幾何情報２９０５）を復号し（Ｓ２９４１）、符号化ビットストリームから、複数の三次元点のうちの少なくとも一つ、又は基準点の座標であって、センサの位置に依存しないグローバル座標を示すグローバル座標情報（例えば地理的情報２９０６又は２９０６Ａ）を復号（取得）する。
【０７５０】
これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【０７５１】
例えば、図１０６に示すように、グローバル座標情報は、複数の三次元点の各々のグローバル座標を示す。これによれば、三次元データ復号装置において、グローバル座標を算出する必要ないので三次元データ復号装置における処理量を低減できる。
【０７５２】
例えば、図１０９に示すように、グローバル座標情報は、複数の三次元点に対応付けられた１つのグローバル座標を示す。これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【０７５３】
例えば、グローバル座標情報は、ローカル座標系の原点のグローバル座標を示す。これによれば、グローバル座標情報のデータ量を低減できるので、符号化ビットストリームのデータ量を低減できる。
【０７５４】
例えば、グローバル座標は、緯度、経度、高度で表される。例えば、グローバル座標は、直交座標で表される。
【０７５５】
例えば、三次元データ復号装置は、さらに、符号化ビットストリームから、グローバル座標が直交座標で表されているか否か示す情報（直交フラグ２９０４）を復号する。
【０７５６】
例えば、三次元データ復号装置は、さらに、符号化ビットストリームから、グローバル座標の空間参照を示す情報（ＳＲ情報２９０３）を復号する。
【０７５７】
例えば、三次元データ復号装置は、プロセッサと、メモリとを備え、プロセッサは、メモリを用いて、上記の処理を行う。
【０７５８】
以上、本開示の実施の形態に係る三次元データ符号化装置及び三次元データ復号装置等について説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０７５９】
また、上記実施の形態に係る三次元データ符号化装置及び三次元データ復号装置等に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
【０７６０】
また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０７６１】
また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０７６２】
また、本開示は、三次元データ符号化装置及び三次元データ復号装置等により実行される三次元データ符号化方法又は三次元データ復号方法等として実現されてもよい。
【０７６３】
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【０７６４】
また、フローチャートにおける各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【０７６５】
以上、一つまたは複数の態様に係る三次元データ符号化装置及び三次元データ復号装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０７６６】
本開示は、三次元データ符号化装置及び三次元データ復号装置に適用できる。
【符号の説明】
【０７６７】
１００、４００  三次元データ符号化装置
１０１、２０１、４０１、５０１  取得部
１０２、４０２  符号化領域決定部
１０３  分割部
１０４、６４４  符号化部
１１１  三次元データ
１１２、２１１、４１３、４１４、５１１、６３４  符号化三次元データ
２００、５００  三次元データ復号装置
２０２  復号開始ＧＯＳ決定部
２０３  復号ＳＰＣ決定部
２０４、６２５  復号部
２１２、５１２、５１３  復号三次元データ
４０３  ＳＷＬＤ抽出部
４０４  ＷＬＤ符号化部
４０５  ＳＷＬＤ符号化部
４１１  入力三次元データ
４１２  抽出三次元データ
５０２  ヘッダ解析部
５０３  ＷＬＤ復号部
５０４  ＳＷＬＤ復号部
６２０、６２０Ａ  三次元データ作成装置
６２１、６４１  三次元データ作成部
６２２  要求範囲決定部
６２３  探索部
６２４、６４２  受信部
６２６  合成部
６３１、６５１  センサ情報
６３２  第１三次元データ
６３３  要求範囲情報
６３５  第２三次元データ
６３６  第３三次元データ
６４０  三次元データ送信装置
６４３  抽出部
６４５  送信部
６５２  第５三次元データ
６５４  第６三次元データ
７００  三次元情報処理装置
７０１  三次元マップ取得部
７０２  自車検知データ取得部
７０３  異常ケース判定部
７０４  対処動作決定部
７０５  動作制御部
７１１  三次元マップ
７１２  自車検知三次元データ
８１０  三次元データ作成装置
８１１  データ受信部
８１２、８１９  通信部
８１３  受信制御部
８１４、８２１  フォーマット変換部
８１５  センサ
８１６  三次元データ作成部
８１７  三次元データ合成部
８１８  三次元データ蓄積部
８２０  送信制御部
８２２  データ送信部
８３１、８３２、８３４、８３５、８３６、８３７  三次元データ
８３３  センサ情報
９０１  サーバ
９０２、９０２Ａ、９０２Ｂ、９０２Ｃ  クライアント装置
１０１１、１１１１  データ受信部
１０１２、１０２０、１１１２、１１２０  通信部
１０１３、１１１３  受信制御部
１０１４、１０１９、１１１４、１１１９  フォーマット変換部
１０１５  センサ
１０１６、１１１６  三次元データ作成部
１０１７  三次元画像処理部
１０１８、１１１８  三次元データ蓄積部
１０２１、１１２１  送信制御部
１０２２、１１２２  データ送信部
１０３１、１０３２、１１３５  三次元マップ
１０３３、１０３７、１１３２  センサ情報
１０３４、１０３５、１１３４  三次元データ
１１１７  三次元データ合成部
１２０１  三次元マップ圧縮／復号処理部
１２０２  センサ情報圧縮／復号処理部
１２１１  三次元マップ復号処理部
１２１２  センサ情報圧縮処理部
１３００  三次元データ符号化装置
１３０１  分割部
１３０２  減算部
１３０３  変換部
１３０４  量子化部
１３０５、１４０２  逆量子化部
１３０６、１４０３  逆変換部
１３０７、１４０４  加算部
１３０８、１４０５  参照ボリュームメモリ
１３０９、１４０６  イントラ予測部
１３１０、１４０７  参照スペースメモリ
１３１１、１４０８  インター予測部
１３１２、１４０９  予測制御部
１３１３  エントロピー符号化部
１４００  三次元データ復号装置
１４０１  エントロピー復号部
２８０１  共通ヘッダ
２８０２  タイルテーブル
２８０３  符号化データ
２８０４  全体ヘッダ
２８０５  固定サイズフラグ
２８０６  タイル数情報
２８０７  位置情報
２８１１  タイル情報
２８１２  タイル位置情報
２８１３  タイルサイズ情報
２８１４  符号量情報
２８１５  スライス情報
２８２０  三次元データ符号化装置
２８２１、２８３１  ８分木生成部
２８２２  タイル分割部
２８２３  エントロピー符号化部
２８２４  ビットストリーム生成部
２８３０  三次元データ復号装置
２８３２  ビットストリーム分割部
２８３３  エントロピー復号部
２８３４  三次元点結合部
２９０１  ヘッダ
２９０２  モードフラグ
２９０３  ＳＲ情報
２９０４  直交フラグ
２９０５  幾何情報
２９０６、２９０６Ａ  地理的情報
２９１０、２９１０Ａ  三次元データ符号化装置
２９１１  幾何情報符号化部
２９１２、２９１２Ａ  地理的情報符号化部
２９１３  ビットストリーム生成部
２９１４、２９２４  ８分木生成部
２９１５、２９１７  エントロピー符号化部
２９１６、２９２７  座標変換部
２９２０、２９２０Ａ、２９２０Ｂ、２９２０Ｃ  三次元データ復号装置
２９２１  幾何情報復号部
２９２２、２９２２Ａ、２９２２Ｂ、２９２２Ｃ  地理的情報復号部
２９２３  点群生成部
２９２５、２９２６  エントロピー復号部
２９２８  座標拡張部
【図１】
2019230920.tif 000005
【図２】
2019230920.tif 000006
【図３】
2019230920.tif 000007
【図４】
2019230920.tif 000008
【図５】
2019230920.tif 000009
【図６】
2019230920.tif 000010
【図７】
2019230920.tif 000011
【図８】
2019230920.tif 000012
【図９】
2019230920.tif 000013
【図１０】
2019230920.tif 000014
【図１１】
2019230920.tif 000015
【図１２】
2019230920.tif 000016
【図１３】
2019230920.tif 000017
【図１４】
2019230920.tif 000018
【図１５】
2019230920.tif 000019
【図１６】
2019230920.tif 000020
【図１７】
2019230920.tif 000021
【図１８】
2019230920.tif 000022
【図１９】
2019230920.tif 000023
【図２０】
2019230920.tif 000024
【図２１】
2019230920.tif 000025
【図２２】
2019230920.tif 000026
【図２３】
2019230920.tif 000027
【図２４】
2019230920.tif 000028
【図２５】
2019230920.tif 000029
【図２６】
2019230920.tif 000030
【図２７】
2019230920.tif 000031
【図２８】
2019230920.tif 000032
【図２９】
2019230920.tif 000033
【図３０】
2019230920.tif 000034
【図３１】
2019230920.tif 000035
【図３２】
2019230920.tif 000036
【図３３】
2019230920.tif 000037
【図３４】
2019230920.tif 000038
【図３５】
2019230920.tif 000039
【図３６】
2019230920.tif 000040
【図３７】
2019230920.tif 000041
【図３８】
2019230920.tif 000042
【図３９】
2019230920.tif 000043
【図４０】
2019230920.tif 000044
【図４１】
2019230920.tif 000045
【図４２】
2019230920.tif 000046
【図４３】
2019230920.tif 000047
【図４４】
2019230920.tif 000048
【図４５】
2019230920.tif 000049
【図４６】
2019230920.tif 000050
【図４７】
2019230920.tif 000051
【図４８】
2019230920.tif 000052
【図４９】
2019230920.tif 000053
【図５０】
2019230920.tif 000054
【図５１】
2019230920.tif 000055
【図５２】
2019230920.tif 000056
【図５３】
2019230920.tif 000057
【図５４】
2019230920.tif 000058
【図５５】
2019230920.tif 000059
【図５６】
2019230920.tif 000060
【図５７】
2019230920.tif 000061
【図５８】
2019230920.tif 000062
【図５９】
2019230920.tif 000063
【図６０】
2019230920.tif 000064
【図６１】
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【図６２】
2019230920.tif 000066
【図６３】
2019230920.tif 000067
【図６４】
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【図６５】
2019230920.tif 000069
【図６６】
2019230920.tif 000070
【図６７】
2019230920.tif 000071
【図６８】
2019230920.tif 000072
【図６９】
2019230920.tif 000073
【図７０】
2019230920.tif 000074
【図７１】
2019230920.tif 000075
【図７２】
2019230920.tif 000076
【図７３】
2019230920.tif 000077
【図７４】
2019230920.tif 000078
【図７５】
2019230920.tif 000079
【図７６】
2019230920.tif 000080
【図７７】
2019230920.tif 000081
【図７８】
2019230920.tif 000082
【図７９】
2019230920.tif 000083
【図８０】
2019230920.tif 000084
【図８１】
2019230920.tif 000085
【図８２】
2019230920.tif 000086
【図８３】
2019230920.tif 000087
【図８４】
2019230920.tif 000088
【図８５】
2019230920.tif 000089
【図８６】
2019230920.tif 000090
【図８７】
2019230920.tif 000091
【図８８】
2019230920.tif 000092
【図８９】
2019230920.tif 000093
【図９０】
2019230920.tif 000094
【図９１】
2019230920.tif 000095
【図９２】
2019230920.tif 000096
【図９３】
2019230920.tif 000097
【図９４】
2019230920.tif 000098
【図９５】
2019230920.tif 000099
【図９６】
2019230920.tif 000100
【図９７】
2019230920.tif 000101
【図９８】
2019230920.tif 000102
【図９９】
2019230920.tif 000103
【図１００】
2019230920.tif 000104
【図１０１】
2019230920.tif 000105
【図１０２】
2019230920.tif 000106
【図１０３】
2019230920.tif 000107
【図１０４】
2019230920.tif 000108
【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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【図１１８】
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【図１１９】
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【図１２０】
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【図１２１】
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【図１２２】
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【国際調査報告】
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