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一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置與流程

文檔序號(hào):12041519閱讀:179來源:國知局
一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置與流程
本發(fā)明涉及三維圖像處理領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),尤其涉及一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置。

背景技術(shù):
隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展,效果更為逼真的三維圖像逐漸成為圖像數(shù)據(jù)處理的熱點(diǎn)。三維圖像數(shù)據(jù)處理中的一個(gè)重要技術(shù)即壓縮技術(shù),三維圖像數(shù)據(jù)的壓縮包括:頂點(diǎn)連接關(guān)系數(shù)據(jù)的壓縮和頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮兩部分;其中,頂點(diǎn)連接關(guān)系數(shù)據(jù)的壓縮方法,目前已經(jīng)可以使頂點(diǎn)連接關(guān)系數(shù)據(jù)的壓縮效率接近理論上的極限值,所以,三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法成為影響三維圖像數(shù)據(jù)壓縮效率的重要因素。目前頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法,包括以下步驟:首先生成壓縮碼書;計(jì)算待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)的各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量,將所得的殘差矢量作為待編碼殘差矢量;逐個(gè)提取待編碼殘差矢量,利用所提取的待編碼殘差矢量在預(yù)置的壓縮碼書中搜索獲取最佳匹配碼字,將最佳匹配碼字的碼字索引值作為該頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果,依此類推,直至獲取所有頂點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的殘差矢量的壓縮結(jié)果。其中,生成壓縮碼書的方法為:利用平行四邊形預(yù)測算法對(duì)選定的專門用于生成壓縮碼書的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得出該三維圖像數(shù)據(jù)各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量;利用LBG算法,對(duì)上述各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量的模值進(jìn)行訓(xùn)練,得到最終的碼字組成的集合即為壓縮碼書。但是,這種方法沒有充分考慮三維圖像數(shù)據(jù)的殘差矢量的模值的分布特性,即殘差矢量的模值較小的部分較多,且相互之間差值很小,如此,生成的壓縮碼書中就會(huì)存儲(chǔ)大量歐氏距離很近的 碼字,從而浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。比如:假設(shè)最終得到的壓縮碼書有一百個(gè)碼字為{x1,y1,z1;x2,y2,z2;…;x100,y100,z100},其中八十個(gè)碼字所對(duì)應(yīng)的殘差矢量的模值為0到150之間,且這八十個(gè)壓縮碼之間的歐氏距離非常小,這樣,就會(huì)使用較大的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)很多類似的碼字;并且,由于只有小部分壓縮碼書用來表示殘差矢量的模值較大的頂點(diǎn)數(shù)據(jù),會(huì)導(dǎo)致無法使圖像質(zhì)量提高。另外,上述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法中,在壓縮碼書中搜索的方法為全搜索(FS,F(xiàn)ullSearch)方法,包括:遍歷壓縮碼書中的所有碼字,對(duì)每個(gè)碼字與待編碼殘差矢量進(jìn)行計(jì)算獲得歐氏距離,最終將歐氏距離最小的碼字作為最佳匹配碼字,將最佳匹配碼字的碼字索引值作為該頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果。但是,由于在預(yù)置壓縮碼書時(shí),壓縮碼書中就會(huì)存儲(chǔ)大量歐氏距離很近的碼字,所以在獲取最佳匹配碼字時(shí),會(huì)浪費(fèi)時(shí)間來遍歷大量類似碼字并進(jìn)行計(jì)算,因此,影響頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮效率;并且,由于大量類似碼字會(huì)增加碼字索引值的數(shù)量,從而,使碼字索引值的比特(Bit)數(shù)增加,進(jìn)而使由頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果與殘差矢量的Bit比值計(jì)算得到的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮比無法改善??梢?,目前已有的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法,由于沒有充分利用三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布特點(diǎn),導(dǎo)致無法節(jié)約碼字的存儲(chǔ)空間、無法提高編碼質(zhì)量、無法改善頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮比、并且影響壓縮效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置,能節(jié)約碼字的存儲(chǔ)空間、提高編碼質(zhì)量、改善頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮比、并且提高壓縮效率。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明提供了一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮裝置,該裝置包括:碼書設(shè)計(jì)模塊和碼字搜索模塊;其中,碼書設(shè)計(jì)模塊,用于將碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量分組,為各組殘差矢量生成對(duì)應(yīng)的由指定數(shù)量碼字組成的壓縮子碼書,將各組壓 縮子碼書發(fā)送給碼字搜索模塊;碼字搜索模塊,用于接收碼書設(shè)計(jì)模塊發(fā)來的壓縮子碼書,以及依次為待壓縮三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量選取最佳匹配碼字,將所述最佳匹配碼字的碼字索引值、及所在壓縮子碼書的索引值作為所述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果。上述方案中,所述裝置還包括:頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊,用于計(jì)算得出碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量,并將殘差矢量發(fā)送給碼書設(shè)計(jì)模塊;相應(yīng)的,所述碼書設(shè)計(jì)模塊,具體用于接收頂點(diǎn)預(yù)測模塊發(fā)來的碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量,根據(jù)分組數(shù)量和分組比例,逐個(gè)根據(jù)分組比例從殘差矢量中按照殘差矢量模值從小到大的順序,提取相應(yīng)數(shù)量的殘差矢量組成一組殘差矢量,記錄該組門限值,依此類推,獲得與分組數(shù)量一致的多組殘差矢量,并按照生成順序?yàn)槊總€(gè)殘差矢量組編號(hào)。上述方案中,所述碼書設(shè)計(jì)模塊,具體用于逐個(gè)提取各組殘差矢量,使用LBG算法對(duì)所提取的每組殘差矢量進(jìn)行訓(xùn)練生成指定數(shù)量的碼字,組成對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書。上述方案中,所述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊,還用于計(jì)算得出待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量,并將殘差矢量發(fā)送給碼字搜索模塊;相應(yīng)的,所述碼字搜索模塊,具體用于接收頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊發(fā)來的待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量,將殘差矢量的模值與每組壓縮子碼書的分組門限值進(jìn)行比對(duì),選定殘差矢量所要進(jìn)行碼字搜索的壓縮子碼書,從選定的壓縮子碼書中進(jìn)行碼字搜索,獲取最佳匹配碼字。上述方案中,所述裝置還包括:控制模塊,用于選擇碼字搜索方法為FS方法還是快速搜索方法,并將選定的碼字搜索方法通知給碼字搜索模塊;相應(yīng)的,所述碼字搜索模塊,還用于接收控制模塊發(fā)來的選定的碼字搜索方法的通知。上述方案中,所述碼字搜索模塊,使用快速搜索方法時(shí),具體用于:運(yùn)用主成分分析(PCA,PrincipalComponentAnalysis)算法對(duì)各組壓縮子碼書進(jìn)行計(jì)算,分別得到各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣;利用各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣,對(duì)該壓縮子碼書中的所有碼字進(jìn)行變換,將經(jīng)過正交變換的碼字作為新碼字保存在該壓縮子碼書中;當(dāng)碼字搜索時(shí),根據(jù)分組門限值,逐個(gè)確定殘差矢量對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書,使用該壓縮子碼書的正交變換矩陣對(duì)殘差矢量進(jìn)行正交變換,利用變換后的殘差矢量在選定的壓縮子碼書中對(duì)經(jīng)過正交變換的碼字進(jìn)行搜索,獲取最佳匹配碼字。本發(fā)明還提供了一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法,該方法包括:將碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量分組,為各組殘差矢量生成對(duì)應(yīng)的由指定數(shù)量碼字組成的壓縮子碼書;依次為待壓縮三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量選取最佳匹配碼字,將所述最佳匹配碼字的碼字索引值、及所在壓縮子碼書的索引值作為所述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果。上述方案中,所述將碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量分組,包括:計(jì)算得出碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量;根據(jù)分組數(shù)量和分組比例,逐個(gè)根據(jù)分組比例從殘差矢量中按照殘差矢量模值從小到大的順序,提取相應(yīng)數(shù)量的殘差矢量組成一組殘差矢量,記錄該組門限值,依此類推,獲得與分組數(shù)量一致的多組殘差矢量,并按照生成順序?yàn)槊總€(gè)殘差矢量組編號(hào)。上述方案中,所述為各組殘差矢量生成對(duì)應(yīng)的由指定數(shù)量碼字組成的壓縮子碼書,包括:逐個(gè)提取各組殘差矢量,使用LBG算法對(duì)所提取的每組殘差矢量進(jìn)行訓(xùn)練生成指定數(shù)量的碼字,組成對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書。上述方案中,所述依次為待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量,從對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書中選取最佳匹配碼字,包括:計(jì)算得出待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量,將殘差矢量的模值與每組壓縮子碼書的分組門限值進(jìn)行比對(duì),選定殘差矢量所要進(jìn)行碼字搜索的壓縮子碼書,從選定的壓 縮子碼書中進(jìn)行碼字搜索,獲取最佳匹配碼字。上述方案中,所述碼字搜索為:FS方法或快速搜索方法。上述方案中,所述快速搜索方法包括:運(yùn)用PCA算法對(duì)各組壓縮子碼書進(jìn)行計(jì)算,分別得到各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣;利用各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣,對(duì)該壓縮子碼書中的所有碼字進(jìn)行變換,將經(jīng)過正交變換的碼字作為新碼字保存在該壓縮子碼書中;當(dāng)碼字搜索時(shí),根據(jù)分組門限值,逐個(gè)確定殘差矢量對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書,使用該壓縮子碼書的正交變換矩陣對(duì)殘差矢量進(jìn)行正交變換,利用變換后的殘差矢量在選定的壓縮子碼書中對(duì)經(jīng)過正交變換的碼字進(jìn)行搜索,獲取最佳匹配碼字。本發(fā)明所提供的三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置,通過指定各組壓縮子碼書的碼字?jǐn)?shù)量分組生成壓縮子碼書,能夠根據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量的數(shù)量隨模值由小到大依次減小的分布特點(diǎn),對(duì)由殘差矢量模值較小的殘差矢量組對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書指定較少的碼字?jǐn)?shù)量,從而能夠減少總碼字?jǐn)?shù)量且不影響最終的壓縮結(jié)果,如此,可節(jié)約碼字存儲(chǔ)空間;并且,對(duì)由殘差矢量模值較大的殘差矢量組對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書指定較多的碼字?jǐn)?shù)量,如此,能夠增加用于表示較大殘差矢量的碼字,從而提高編碼質(zhì)量。另外,在進(jìn)行碼字搜索時(shí),由于對(duì)各個(gè)殘差矢量從對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書中選取最佳匹配碼字,且生成壓縮子碼書時(shí)對(duì)使用頻率較高的模值較小的殘差矢量對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書中指定的碼字?jǐn)?shù)量較小,所以可以減少對(duì)使用頻率較高的壓縮子碼書中的搜索時(shí)間,并且由于殘差矢量模值較大的殘差矢量組使用頻率較低,因而針對(duì)殘差矢量模值較大部分增加的碼字?jǐn)?shù)量不會(huì)對(duì)搜索時(shí)間產(chǎn)生明顯影響,從而整體上提高壓縮效率;進(jìn)一步的,通過減少碼字?jǐn)?shù)量且將碼字分組,使最終的壓縮結(jié)果對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書索引值和碼字索引值對(duì)應(yīng)的Bit數(shù)量減少,從而改善頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮比。附圖說明圖1為本發(fā)明三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明生成壓縮子碼書的流程示意圖;圖3為本發(fā)明使用壓縮子碼書獲取最佳匹配碼字的流程示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的基本思想是:將碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量分組,為各組殘差矢量生成指定數(shù)量的碼字組成對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書;依次為待壓縮三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量選取最佳匹配碼字,將最佳匹配碼字的碼字索引值、及所在壓縮子碼書的索引值作為該頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明提供的一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮裝置如圖1所示,包括:碼書設(shè)計(jì)模塊102和碼字搜索模塊103;其中,碼書設(shè)計(jì)模塊102,用于將碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量分組,為各組殘差矢量生成指定數(shù)量的碼字組成對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書,將各組壓縮子碼書發(fā)送給碼字搜索模塊103;碼字搜索模塊103,用于接收碼書設(shè)計(jì)模塊102發(fā)來的壓縮子碼書,以及依次為待壓縮三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量,從對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書中選取最佳匹配碼字,將所述最佳匹配碼字的碼字索引值、及所在壓縮子碼書的索引值作為所述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果。所述裝置還包括:控制模塊104和頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101;控制模塊104,用于設(shè)置壓縮裝置的操作狀態(tài),當(dāng)操作狀態(tài)為生成壓縮子碼書時(shí),將碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101,并通知頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101將殘差矢量發(fā)送給碼書設(shè)計(jì)模塊102;頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101,用于接收控制模塊104發(fā)來的碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù),利用平行四邊形預(yù)測算法對(duì)碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得出各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量,根據(jù)控制模塊104發(fā)來的通知將得出的殘差矢量發(fā)送 給碼書設(shè)計(jì)模塊102;相應(yīng)的,所述碼書設(shè)計(jì)模塊102,還用于接收頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101發(fā)來的碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的殘差矢量;其中,所述碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)為根據(jù)實(shí)際情況由用戶選定的專門用于生成壓縮子碼書的三維圖像數(shù)據(jù)。所述碼書設(shè)計(jì)模塊102,具體用于根據(jù)預(yù)置的分組數(shù)量和分組比例,逐個(gè)根據(jù)分組比例從殘差矢量中按照殘差矢量模值從小到大的順序,提取相應(yīng)數(shù)量的殘差矢量組成一組殘差矢量,記錄該組門限值,依此類推,獲得與分組數(shù)量一致的多組殘差矢量,并按照生成順序?yàn)槊拷M殘差矢量編號(hào);其中,所述預(yù)置的分組數(shù)量為根據(jù)實(shí)際情況預(yù)置的數(shù)量;所述分組比例為:根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定的每組殘差矢量中包含的殘差矢量的數(shù)量占總殘差矢量的數(shù)量的比例值;所述分組門限值為:根據(jù)分配比例提取殘差矢量組成殘差矢量子集合時(shí),各個(gè)分配比例所對(duì)應(yīng)的殘差矢量的模值;比如:可以預(yù)置分組數(shù)量為三個(gè)、分組比例分別為85%、10%和5%;分別按照分配比例為85%、10%和5%從殘差矢量中按照殘差矢量模值從小到大的順序,提取相應(yīng)數(shù)量的殘差矢量組成三組殘差矢量,并且分別記錄85%、10%和5%對(duì)應(yīng)的殘差矢量的模值作為各組殘差矢量的分組門限值。所述碼書設(shè)計(jì)模塊102,具體用于逐個(gè)提取各組殘差矢量,使用LBG算法,對(duì)所提取的每組殘差矢量進(jìn)行訓(xùn)練生成指定數(shù)量的碼字,組成對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書,為該壓縮子碼書中的碼字依次設(shè)置碼字索引值,并將該組殘差矢量的組編號(hào)作為壓縮子碼書的索引值、將該組殘差矢量對(duì)應(yīng)的分組門限值作為壓縮子碼書的分組門限值,依此類推,將所有壓縮子碼書及各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的分組門限值發(fā)送給碼字搜索模塊103;相應(yīng)的,所述碼字搜索模塊103,還用于接收并保存碼書設(shè)計(jì)模塊102發(fā)來的壓縮子碼書及各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的分組門限值;其中,所述LBG算法、以及使用LBG算法對(duì)殘差矢量的模值進(jìn)行訓(xùn)練的方法均為已有技術(shù),這里不做贅述;所述指定數(shù)量的碼字為:根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定的每組壓縮子碼書中碼字的數(shù) 量,可以根據(jù)已有技術(shù)中生成的壓縮子碼書中所包含的碼字?jǐn)?shù)量為依據(jù),逐個(gè)設(shè)置壓縮子碼書中的碼字?jǐn)?shù)量、占已有技術(shù)中生成的壓縮碼書中的總碼字?jǐn)?shù)量的比例值對(duì)應(yīng)的數(shù)量;比如:當(dāng)有三組壓縮子碼書時(shí),分別設(shè)置各組壓縮子碼書中的碼字?jǐn)?shù)量占已有技術(shù)中生成的壓縮碼書中的總碼字?jǐn)?shù)的比值為1/8、1/4和1/2。所述碼書設(shè)計(jì)模塊102,還用于將壓縮子碼書及各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的分組門限值發(fā)送給碼字搜索模塊103時(shí),通知控制模塊104碼書設(shè)計(jì)完成;相應(yīng)的,所述控制模塊104,還用于接收碼書設(shè)計(jì)模塊102發(fā)來的碼書設(shè)計(jì)完成的通知,進(jìn)入使用壓縮子碼書獲取最佳匹配碼字的操作狀態(tài)。所述控制模塊104,還用于進(jìn)入使用壓縮子碼書獲取最佳匹配碼字的操作狀態(tài)后,實(shí)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況確定是否要重新預(yù)置壓縮子碼書,若需要,則重新返回生成壓縮子碼書的操作狀態(tài),否則,保持當(dāng)前操作狀態(tài)。所述控制模塊104,還用于當(dāng)裝置的操作狀態(tài)為使用壓縮子碼書獲取最佳匹配碼字時(shí),將待壓縮三維圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101,并通知頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101將殘差矢量發(fā)送給碼字搜索模塊103;相應(yīng)的,所述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測模塊101,還用于計(jì)算控制模塊104發(fā)來的待壓縮三維圖像數(shù)據(jù)各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量,并根據(jù)控制模塊104的通知將計(jì)算得到的所有殘差矢量發(fā)送給碼字搜索模塊103。所述碼字搜索模塊103,具體用于逐個(gè)提取殘差矢量,從對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書中進(jìn)行碼字搜索,獲取最佳匹配碼字,將該最佳匹配碼字的碼字索引值、及壓縮子碼書的索引值作為該頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果,直至獲取所有頂點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的殘差矢量的壓縮結(jié)果;其中,所述對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書為:根據(jù)殘差矢量的模值與每組壓縮子碼書的分組門限值進(jìn)行比對(duì),選定殘差矢量所要進(jìn)行碼字搜索的壓縮子碼書。所述控制模塊104,還用于選定碼字搜索方法為FS方法還是快速搜索方法,并將碼字搜索方法通知給碼字搜索模塊103;相應(yīng)的,所述碼字搜索模塊103,還用于接收控制模塊104發(fā)來的碼字搜索方法的通知。所述碼字搜索模塊103,具體用于當(dāng)碼字搜索方法為快速搜索方法時(shí),運(yùn)用PCA算法對(duì)碼書設(shè)計(jì)模塊102發(fā)來的各組壓縮子碼書進(jìn)行計(jì)算,分別得到各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣,利用各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣,對(duì)該壓縮子碼書中的所有碼字進(jìn)行變換,將經(jīng)過正交變換的碼字作為新碼字保存在該壓縮子碼書中;當(dāng)執(zhí)行碼字搜索時(shí),根據(jù)分組門限值,逐個(gè)確定殘差矢量對(duì)應(yīng)的碼書組,再使用該碼書組的正交變換矩陣對(duì)殘差矢量進(jìn)行正交變換,利用變換后的殘差矢量在選定的碼字組中對(duì)經(jīng)過正交變換的碼字進(jìn)行搜索,獲取最佳匹配碼字。其中,所述在選定的碼字組中對(duì)經(jīng)過正交變換的碼字進(jìn)行搜索可以使用基于正交變換的碼字搜索(OTNNS,OrthonormalTransformNearestNeighborSearch)算法進(jìn)行搜索。上述三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮裝置可以作為邏輯模塊,安裝在移動(dòng)終端或個(gè)人電腦上。本發(fā)明提出一種三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法,包括生成壓縮子碼書和使用壓縮子碼書獲取最佳匹配碼字兩部分;其中,所述生成壓縮子碼書的流程,如圖2所示,包括以下步驟:步驟201:根據(jù)碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù),生成殘差矢量。這里,所述生成殘差矢量為:利用平行四邊形預(yù)測算法對(duì)碼書設(shè)計(jì)三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得出各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量;其中,所述平行四邊形預(yù)測算法、以及利用平行四邊形預(yù)測算法進(jìn)行計(jì)算均為已有技術(shù),這里不做贅述;所述殘差矢量其數(shù)量與所述輸入的三維圖像數(shù)據(jù)中包含的頂點(diǎn)數(shù)相同。步驟202:將殘差矢量劃分成多組殘差矢量,并記錄分組門限值。具體的,根據(jù)預(yù)置的分組數(shù)量和分組比例,逐個(gè)根據(jù)分組比例從殘差矢量中按照殘差矢量模值從小到大的順序,提取相應(yīng)數(shù)量的殘差矢量組成一組殘差矢量,記錄該組門限值,依此類推,獲得與分組數(shù)量一致的多組殘差矢量,并按照生成順序?yàn)槊拷M殘差矢量編號(hào)。步驟203:生成各組殘差矢量對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書。這里,所述生成各組殘差矢量對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書為:逐個(gè)提取各組殘差 矢量,使用LBG算法對(duì)所提取的每組殘差矢量進(jìn)行訓(xùn)練生成指定數(shù)量的碼字,組成對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書,為該壓縮子碼書中的碼字依次設(shè)置碼字索引值,并將該組殘差矢量的組編號(hào)作為壓縮子碼書的索引值、將該組殘差矢量對(duì)應(yīng)的分組門限值作為壓縮子碼書的分組門限值,依此類推。在上述步驟203之后,還可以根據(jù)實(shí)際情況確定是否重新預(yù)置壓縮子碼書,若需要,則選定新的專用于生成壓縮子碼書的三維圖像數(shù)據(jù),執(zhí)行步驟201;否則,不做操作。完成上述生成壓縮子碼書后,使用壓縮子碼書獲取最佳匹配碼字的流程如圖3所示,包括以下步驟:步驟301:計(jì)算待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)的各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量。這里,所述計(jì)算為使用平行四邊形預(yù)測法進(jìn)行計(jì)算,為已有技術(shù),這里不做贅述。步驟302:逐個(gè)提取殘差矢量,從對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書中進(jìn)行碼字搜索,獲取最佳匹配碼字,將該最佳匹配碼字的碼字索引值、及壓縮子碼書的索引值作為該頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果,直至獲取所有頂點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的殘差矢量的壓縮結(jié)果。步驟302完成后,還會(huì)判斷是否接收到新的待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù),若是,則執(zhí)行步驟301;否則,重復(fù)判斷是否接收到新的待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)。另外,上述步驟302中,所述碼字搜索的方法可以使用已有技術(shù)中的FS方法,還可以使用快速搜索方法;其中,所述快速搜索方法具體包括:步驟203完成之后,運(yùn)用PCA算法對(duì)各組壓縮子碼書進(jìn)行計(jì)算,分別得到各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣;利用各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣,對(duì)該壓縮子碼書中的所有碼字進(jìn)行變換,將經(jīng)過正交變換的碼字作為新碼字保存在該壓縮子碼書中;當(dāng)執(zhí)行步驟302中的碼字搜索時(shí),根據(jù)分組門限值,逐個(gè)確定殘差矢量對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書,使用該壓縮子碼書的正交變換矩陣對(duì)殘差矢量進(jìn)行正交 變換,利用變換后的殘差矢量在選定的碼字組中對(duì)經(jīng)過正交變換的碼字進(jìn)行搜索,獲取最佳匹配碼字。其中,所述在選定的碼字組中對(duì)經(jīng)過正交變換的碼字進(jìn)行搜索可以使用OTNNS算法進(jìn)行搜索,所述OTNNS算法為已有技術(shù),這里不做贅述。實(shí)施例一,假設(shè)將殘差矢量劃分成的三組、分組比例分別為85%、10%和5%,碼字搜索方法為FS方法,則實(shí)現(xiàn)本發(fā)明三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法,包括以下步驟:步驟401:利用專用于生成壓縮子碼書的三維圖像數(shù)據(jù)生成殘差矢量。步驟402:將殘差矢量分成三組殘差矢量,并記錄分組門限值。具體的,將殘差矢量集合中的殘差矢量按照模值從小到大的順序排列,根據(jù)分配比例分別為85%、10%和5%,逐個(gè)從殘差矢量集合中提取殘差矢量、組成殘差矢量子集合,并且記錄分組門限值。步驟403:利用三組殘差矢量,生成對(duì)應(yīng)的三組壓縮子碼書。步驟404:計(jì)算待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)的各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量。步驟405:逐個(gè)提取殘差矢量,使用FS方法從對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書中進(jìn)行碼字搜索,獲取最佳匹配碼字,將該最佳匹配碼字的碼字索引值i、及壓縮子碼書的索引值u作為該頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果(u,i),直至獲取所有頂點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的殘差矢量的壓縮結(jié)果。步驟406:判斷是否接收到新的待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù),若是,則執(zhí)行步驟404;否則,重復(fù)執(zhí)行步驟406。實(shí)施例二,假設(shè)將殘差矢量劃分成的三組、分組比例分別為85%、10%和5%,碼字搜索方法為快速搜索方法,則實(shí)現(xiàn)本發(fā)明三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法,包括以下步驟:步驟501:利用專用于生成壓縮子碼書的三維圖像數(shù)據(jù)生成殘差矢量。步驟502:將殘差矢量分成三組殘差矢量,并記錄分組門限值。具體的,將殘差矢量集合中的殘差矢量按照模值從小到大的順序排列,根據(jù)分配比例分別為85%、10%和5%,逐個(gè)從殘差矢量集合中提取殘差矢量、 組成殘差矢量子集合,并且記錄分組門限值。步驟503:利用三組殘差矢量,生成對(duì)應(yīng)的三組壓縮子碼書。步驟504:運(yùn)用PCA算法對(duì)各組壓縮子碼書進(jìn)行計(jì)算,分別得到各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣;利用各組壓縮子碼書對(duì)應(yīng)的正交變換矩陣,對(duì)該壓縮子碼書中的所有碼字進(jìn)行變換,將經(jīng)過正交變換的碼字作為新碼字保存在該壓縮子碼書中。步驟505:計(jì)算待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù)的各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差矢量。步驟506:根據(jù)分組門限值,逐個(gè)確定殘差矢量對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書,使用該壓縮子碼書的正交變換矩陣對(duì)殘差矢量進(jìn)行正交變換,使用OTNNS算法利用變換后的殘差矢量在選定的碼字組中對(duì)經(jīng)過正交變換的碼字進(jìn)行搜索,獲取最佳匹配碼字,將該最佳匹配碼字的碼字索引值i、及壓縮子碼書的索引值u作為該頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果(u,i),直至獲取所有頂點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的殘差矢量的壓縮結(jié)果。步驟507:判斷是否接收到新的待壓縮的三維圖像數(shù)據(jù),若是,則執(zhí)行步驟505;否則,重復(fù)執(zhí)行步驟507。本發(fā)明所提供的三維圖像數(shù)據(jù)中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置,通過指定各組壓縮子碼書的碼字?jǐn)?shù)量分組生成壓縮子碼書,對(duì)由殘差矢量模值較小的殘差矢量組對(duì)應(yīng)的壓縮子碼書指定較少的碼字?jǐn)?shù)量,從而減少總碼字?jǐn)?shù)量且不影響最終的壓縮結(jié)果,達(dá)到節(jié)約碼字存儲(chǔ)空間的目的;通過增加用于表示較大殘差矢量的碼字,提高編碼質(zhì)量;另外,在進(jìn)行碼字搜索時(shí),可以減少對(duì)使用頻率較高的壓縮子碼書中的搜索時(shí)間,從而提高壓縮效率;通過減少最終的壓縮結(jié)果對(duì)應(yīng)的Bit數(shù)量減少,改善頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的壓縮比;進(jìn)一步的,本發(fā)明在進(jìn)行碼字搜索時(shí)還可以選擇使用快速搜索方法,快速搜索方法能夠通過減少乘法計(jì)算進(jìn)一步減少搜索時(shí)間,進(jìn)一步提高壓縮效率。以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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