本發明公開了一種基于視頻的快速動態點云編碼方法及系統，包括：獲取視頻幀的編碼樹單元，通過計算編碼樹單元中的占用圖，確定CU的塊類型，CU表示編碼單元；利用快速編碼模式決策方案對編碼樹單元進行遍歷，確定編碼模式；所述快速編碼決策方案用于利用不同塊類型的率失真優化特性，以選擇性的跳過塊的方式確定編碼模式。優點：相對于現有技術本發明通過研究不同塊類型的率失真優化特性，以加快幾何和屬性視頻的編碼，極大地提升了編碼的效率；本發明具有編碼質量高、編碼速度快等特點。

技術領域

本發明涉及一種基于視頻的快速動態點云編碼方法及系統，屬于編碼技術領域。

背景技術

隨著3D捕捉技術的進步和3D設備的出現，人們越來越關注現實世界中的3D表示。點云定義為一組3D點，其中每個點都表示為3D坐標和特定屬性，例如顏色，材質反射等。點云被用作表示物體(如人)和場景的3D表面的有效手段，因此它們可以用于許多3D應用場景，例如文化遺產保護、大規模3D動態地圖、虛擬現實和沉浸式遠程呈現。根據應用場景，點云可以分為靜態對象和場景，動態對象和動態采集三類。本發明主要關注動態運動對象點云，稱為動態點云(DPC)。DPC由許多靜態點云(SPC)框架組成。每個SPC框架所描述的每個典型對象最多可以具有一百萬個點。對于幀率為30fps的未壓縮DPC，如果幾何精度和屬性精度分別為10位和8位，則位速率將達到180MB/s。因此，壓縮大量點云數據成為這些新興3D沉浸式系統的關鍵部分。

最近，包括運動圖像專家組(MPEG)在內的許多研究人員和組織都在致力于高效的DPC壓縮技術和標準化。由于DPC中的SPC幀表示連續移動的對象，因此連續的幀通常具有較強的時間冗余性。為了減少時間冗余，最近的工作嘗試在3D空間或2D空間中執行運動估計(ME)和運動補償(MC)。但是，連續SPC幀中的某些點可能沒有明確的對應關系，因此3D ME和MC無法充分利用DPC的時間相關性。此外，基于2D ME的方法將3D點云作為立方體或圓柱體投影到2D空間，然后將投影的樣本組織成2D視頻，以使用視頻壓縮框架進行編碼。在這些方法中，可以更好地利用時間相關性，但是由于遮擋可能會丟失許多點。

為了提高DPC的編碼效率，采用了補丁投影方案，根據法線的相似性將輸入的DPC分解為多個補丁。這些補丁分別組織成用于幾何和屬性組件的2D視頻。除生成幾何視頻和屬性視頻外，還會生成占用圖，以指示像素是否在點云內。也就是說，占用圖是二進制圖，其中值1對應于一個占用的單元格，而0是一個空單元格。然后，使用現有視頻編碼方法(例如，高效視頻編碼(HEVC))壓縮占用圖，幾何視頻和屬性視頻。這種方法稱為基于視頻的動態點云壓縮(V-PCC)，并且可以在保持所得視頻幀中的時間相關性的能力與投影點的數量之間取得更好的折衷，使其成為DPC壓縮提案MPEG提案的獲勝者。然而，在基于補丁投影的V-PCC中，生成視頻的編碼需要大量的計算。原因如下：(1)色塊通常具有不規則的形狀，因此每個色塊通常包含大量的空像素，進而生成的幾何和屬性視頻具有高分辨率，導致更多的計算；(2)將DPC的遠端和近端分別投影并打包到2D幀中，從而使幾何圖形和屬性視頻的幀速率比DPC的幀速率翻倍；(3)將DPC分解為三個視頻，包括占用地圖視頻，幾何圖形視頻和屬性視頻。特別是，幾何圖形和屬性視頻的壓縮比占用地圖視頻需要更廣泛的計算。因此，快速視頻編碼方法對于將V-PCC應用于實時沉浸式系統至關重要。為了研究快速的HEVC編碼方法，已經做出了許多努力。然而，這些作品主要集中在具有共同紋理的視頻上，但是對補丁投影產生的視頻編碼缺乏研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于視頻的快速動態點云編碼方法及系統。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于視頻的快速動態點云編碼方法，包括：

獲取視頻幀的編碼樹單元，通過計算編碼樹單元中的占用圖，確定CU的塊類型，CU表示編碼單元；

利用快速編碼模式決策方案對編碼樹單元進行遍歷，確定編碼模式；所述快速編碼決策方案用于利用不同塊類型的率失真優化特性，以選擇性的跳過塊的方式確定編碼模式。