CN1320503C

Method and device for coding and decoding key word value data of coordinate internal insertion symbol

Abstract

A method and device for encoding/decoding key value data of coordinate interpolators used in three-dimensional graphics animation. The apparatus for encoding key value data of a coordinate interpolator that uses the coordinates of each vertex including x, y, and z components to represent the position of each vertex of an object includes: a quantizer, which is quantized and inputted with a predetermined quantization bit The DPCM processor performs a predetermined mode of DPCM operation on each component of each vertex of the quantized coordinate interpolator, and thus generates difference data based on the time change of the coordinate of each vertex and based on each The differential data of the spatial variation of the coordinates of a vertex, the dictionary encoder, generates the sign of the differential data representing each component of each vertex, the mode of the DPCM operation that has been performed on the differential data, and the position index representing the position of the symbol, and Entropy encoder, entropy encoding symbol and position index.

CN1320503C, drawing sheet 1
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Expired 27 November 2022, 3.8 years ago.

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  1. 1
    第 1. 用于编码坐标内插符的关键字值数据的装置,坐标内插符使用包括χ、 y和z分量的每一个顶点的坐标表示对象的每一顶点的位置,该装置包括: 量化器,其以预定的量化比特量化输入其中的坐标内插符, 差分脉码调制处理器,其对量化的坐标内插符的每一顶点的每一分量执 行预定模式的差分脉码调制操作,并且因此产生基于每一顶点的坐标的时间 变化的差分数据以及基于每一个顶点的坐标的空间变化的差分数据; 字典编码器,其产生表示每一顶点的每一分量的差分数据的符号和已经 对差分数据执行的差分脉码调制操作的模式以及表示符号的位置的位置索 引;及 燔编码器,其炳编码符号和位置索引, 其中差分脉码调制处理器包括: 差分脉码调制操作器,对量化的坐标内插符的每一顶点的每一分量执行 时间差分脉码调制操作,以便产生在关键帧中的顶点和另一关键帧中的顶点 之间的第一差分数据;对量化的坐标内插符的每一顶点的每一分量执行空间 差分脉码调制操作,以便产生在同关键帧中的顶点之间的第二差分数据;并 且对量化的坐标内插符的每一顶点的每一分量执行空间-时间差分脉码调制 操作,以便产生在顶点和关键帧之间的第三差分数据; 循环量化器,其对从差分脉码调制操作器输入的第一至第三差分数据执 行循环量化操作,以便降低其范围;及 差分脉码调制模式选择器,其根据用于进行编码所需要的比特数目选择 已经循环量化的第一至第三差分数据中的一个,并且输出选择的差分数据, 而字典编码器包括: 差分脉码调制模式编码器,其产生表示已经对每一顶点的每一分量的数 据执行的差分脉码调制模式组合的符号和表示符号位置的位置索引;及 出现模式编码器,其产生对应于每一顶点的每一分量的输入差分数据的 符号和表示符号的位置的位置索引。
  2. 2
    如权利要求1所述的装置,其中差分脉码调制操作器包括: 时间差分脉码调制操作器,计算在当前关键帧中的顶点的坐标和先前关 键帧顶点的坐标之间的差值; 02140002.4 第 空间差分脉码调制操作器,计算在当前关键帧中的顶点的坐标和参考顶 点的坐标之间的差值;及 空间-时间差分脉码调制操作器,计算顶点的坐标与其在先前关键帧中的 对应参考顶,占、的坐标之间的差值和顶,占、的坐标与其在当前关键帧中的对应参 考顶点的坐标之间的差值之间的差分数据。
  3. 3
    如权利要求2所述的装置,其中在当前顶点受空间差分脉码调制操作 之前的已经差分脉码调制的顶点当中,参考顶点是具有用于编码在本身和受 到空间差分脉码调制操作的当前顶点之间的差分数据所需要的最小比特数目 的顶点。
  4. 4
    如权利要求1所述的装置,其中循环量化器通过对每一顶点的每一分 量的差分数据和在它们当中的最大和最小值执行预定的操作而产生具有缩减 大小的差分数据。
  5. 5
    如权利要求4所述的装置,其中循环量化器根据差分数据的符号,通 过把每一顶点的每一分量的差分数据的范围值加到差分数据或从差分数据减 去范围值而产生循环量化的差分数据,并且输出在差分数据和循环量化的差 分数据之间的较小的。
  6. 6
    如权利要求1所述的装置,其中差分脉码调制模式选择器对第一至第 三差分数据执行绝对差之和操作、分散操作以及爛操作中的一个,并且选择 在已经通过对应操作的第一至第三差分数据中的具有最小大小的差分数据ο
  7. 7
    如权利要求1所述的装置,其中出现模式编码器以表格的形式产生在 输入差分数据中和其各自的位置索引中出现的符号。 如权利要求1所述的装置,其中字典编码器还包括: 增量模式编码器,其产生表示在每一顶点的每一分量的输入差分数据中 是否存在预定的符号的符号标志以及表示符号的位置的位置索引;及 表格大小计算器,其计算由对应于输入差分数据的符号构成的第一符号 表的大小以及符号标志的大小,并且根据第一符号表和符号标志的大小把从 差分脉码调制模式编码器输入的每一顶点的每一分量的输入差分数据输出到 出现模式编码器或增量模式编码器。 9.如权利要求8所述的装置,其中增量模式编码器产生第二符号表,其 中将要被编码的符号按照从具有最小绝对值的符号到具有最大绝对值的符号 的次序排列,和表示对应于输入其中的差分数据的符号是否存在于第二符号 02140002.4 第 表中的符号,以及表示符号的位置的位置索引。·
  8. 8
    10. 如权利要求8所述的装置,其中表格大小计算器根据包括在输入差分 数据中的符号数目以及用于编码符号所需要的比特数目而计算第一符号表的 大小。
  9. 9
    11. 如权利要求8所述的装置,其中表格大小计算器根据用于编码包括在 输入差分数据中的符号所需的比特数目计算在增量模式中的符号标志的大 小。
  10. 10
    12. 如权利要求1所述的装置,其中爛编码器使用第一上下文爛编码输入 其中的差分数据的最高有效比特以及使用第二上下文燔编码输入其中的差分 数据的其它比特。
  11. 11
    13. 用于解码比特数据流的装置,其中使用包括X、y和ζ分量的每一个顶 点的坐标表示对象的每一顶点的位置的坐标内插符的关键字值数据被编码, 该装置包括: 嫡解码器,其通过燔解码输入的比特数据流而产生将要被字典解码的数 据,数据包括差分数据的符号、表示符号位置的位置索引和差分脉码调制操 作模式; 字典解码器,使用将要被字典解码的数据产生差分数据; 反差分脉码调制处理器,通过按照差分脉码调制操作模式恢复从字典解 码器输入的关键帧之间的差分数据和顶点之间的差分数据而产生量化数据; 及 反量化器,通过反量化量化的数据而产生恢复的关键字值数据, 其中字典解码器包括: 差分脉码调制模式解码器,其解码有关已经对每一个顶点的每一分量的 数据执行的差分脉码调制操作的模式的信息;及 出现模式解码器,其根据将要被字典解码的输入差分数据的符号以及表 示符号的位置的位置索引而产生每一个顶点的差分数据, 而反差分脉码调制处理器包括: 反时间差分脉码调制操作器,其对在关键帧中的顶点和在另一关键帧中 的顶点、之间的差分数据执行反差分脉码调制操作; 反空间差分脉码调制操作器,其对同一个关键帧中的顶点和其对应的参 考顶点之间的差分数据执行反差分脉码调制操作;及 02140002.4 第 反差分脉码调制模式选择器,其根据差分脉码调制操作模式把差分数据 输出到反时间差分脉码调制操作器或反空间差分脉码调制操作器。
  12. 12
    14. 如权利要求13所述的装置,其中差分脉码调制模式解码器,根据表 示差分脉码调制操作模式的组合的符号以及表示符号的位置的位置索引而恢 复已经对每一顶点的每一分量的数据执行的差分脉码调制操作的模式。
  13. 13
    15. 如权利要求13所述的装置,其中字典解码器还包括: 增量模式解码器,其根据表示在差分数据中是否存在预定的符号的符号 标志而解码包括在将被字典解码的差分数据中的符号,并且根据表示符号的 位置的位置索引而产生每一个顶点的差分数据;及 字典模式选择器,其从比特数据流中读出字典编码模式,并且把将被字 典解码的差分数据输出到出现模式解码器或增量模式解码器。
  14. 14
    16. 如权利要求13所述的装置,其中反差分脉码调制处理器还包括反空 间-时间差分脉码调制操作器,其对结果执行反时间差分脉码调制操作,其中 该结果是对当前关键帧和先前关键帧执行反空间差分脉码调制操作的结果, 其中反差分脉码调制模式选择器根据差分脉码调制操作模式把差分数据输 出到反时间差分脉码调制操作器、反空间差分脉码调制操作器或反空间-时间 差分脉码调制操作器。
  15. 15
    17. 如权利要求16所述的装置,其中反时间差分脉码调制操作器、反空 间差分脉码调制操作器和反空间-时间差分脉码调制操作器对输入的差分数 据和在它们当中的最大和最小值执行反循环量化操作,以便扩展其范围。
  16. 16
    18. 如权利要求13所述的装置,其中比特数据流中的使用包括X、y和ζ 分量的每一个顶点、的坐标表示的对象的每一个顶点位置的关键字值数据被编 码,比特数据流包括: 字典解码的信息,其包括关于表示将要从比特数据流中燔解码的字典编 码关键字值数据的差分数据的符号的信息,表示符号的位置的第一位置索引, 和表示将要对第一位置索引执行的字典解码方法的字典解码模式; 反差分脉码调制操作信息,其包括表示符号的位置的第二位置索引,符 号表示用于反差分脉码调制操作的反差分脉码调制操作模式的组合,其中组 合用于把每一顶点的每一分量的字典解码的差分数据转换成量化的关键字值 数据;及 反量化信息,被用于通过反量化量化的关键字值数据而产生恢复的关键 02140002.4 第 字数据。
  17. 17
    19. 如权利要求18所述的装置,其中字典解码信息包括: 当字典解码模式是出现模式时,包括对应于存在于差分数据中的差分值 的符号和表示符号的位置的位置索引;及 当字典解码模式是增量模式时,包括表示在差分数据中存在的差分值是 否存在于预定符号表中的符号标志和表示对应于符号标志的符号的位置的位 置索引。
  18. 18
    20. 如权利要求18所述的装置,其中反差分脉码调制操作信息还包括反 差分脉码调制模式标志,其表示在表示反差分脉码调制操作模式的组合的符 号当中是否存在对应于将要对每一顶点的每一分量的差分数据执行的反差分 脉码调制操作的符号。
  19. 19
    21. 如权利要求20所述的装置,其中反差分脉码调制操作模式的组合是 在反时间差分脉码调制操作、反空间差分脉码调制操作以及反空间-时间差分 脉码调制操作当中的任何组合。
  20. 20
    22. 如权利要求21所述的装置,其中反差分脉码调制操作信息还包括参 考顶点标志,当反差分脉码调制操作由反差分脉码调制模式标志被确定为是 反空间差分脉码调制操作或反空间-时间差分脉码调制操作时,其表示对应于 受到反空间差分脉码调制操作或反空间-时间差分脉码调制操作的顶点的参 考顶点。
  21. 21
    23. 如权利要求18所述的装置,其中反量化信息包括表示受到反量化操 作的关键字值数据的顶点的顶点选择标志,由顶点选择标志选择的顶点的每 一分量的关键字值数据当中的最小值和顶点的每一分量的关键字值数据的数 据范围中的最大范围,以及用于反量化选择的顶点的关键字值数据的反量化 比特大小。
  22. 22
    24. 如权利要求23所述的装置,其中反量化信息还包括将要反量化的关 键字值数据中包括的顶点数目,关键字值数据的有效位数的最大数目,在每 一顶点的每一分量的数据当中的最大值中的最大值和最小值,以及在每一顶 点的每一分量的数据当中的最小值中的最大值和最小值。
  23. 23
    25. 如权利要求18所述的装置,还包括表示关键字值数据的编码模式是 否为转置模式或顶点模式的标志。
  24. 24
    26. 用于编码坐标内插符的关键字值数据的方法,坐标内插符使用包括χ、 02140002.4 第 y和z分量的每一个顶点的坐标表示对象的每一顶点的位置,方法包括下述步 骤: (a) 以预定的量化比特量化坐标内插符的关键字值数据;(b) 对量化的坐标内插符的毎一顶点的毎一分量执行预定模式的差分脉 码调制操作,并且因此产生基于每一顶点的坐标的时间变化的差分数据以及 基于每一个顶点的坐标的空间变化的差分数据;(c) 产生表示每一顶点的每一分量的差分数据的符号和已经对差分数据 执行的差分脉码调制操作的模式以及表示符号的位置的位置索引;及 (d) 嫡编码符号和位置索引, 其中步骤(b)包括: (b 1)对量化的坐标内插符的每一顶点的每一分量执行时间差分脉码调制 操作,以便产生在关键帧中的顶点和另一关键帧中的顶点之间的第一差分数 据,对量化的坐标内插符的每一顶点的每一分量执行空间差分脉码调制操作, 以便产生在同关键帧中的顶点之间的第二差分数据,并且对量化的坐标内插 符的每一顶点的每一分量执行空间-时间差分脉码调制操作,以便产生在顶点 和关键帧之间的第三差分数据; (b2)对第一至第三差分数据执行循环量化操作,以便降低其范围;及 (b3)根据用于编码所需要的比特数目,选择已经循环量化的第一至第三 差分数据中的一个, 而步骤(c)包括: (cl)产生表示已经对每一顶点的每一分量的数据执行的差分脉码调制模 式组合的符号和表示符号位置的位置索引;及 (c3)产生对应于每一顶点、的每一分量的输入差分数据的符号和表示符 号的位置的位置索引。 27.如权利要求26所述的方法,其中在步骤(bl)中:执行时间差分脉码 调制操作,其中计算在当前关键帧中的顶点、的坐标和在先前关键帧中的顶点 的坐标的差值、空间差分脉码调制操作,其中计算在当前关键帧中的顶点的 坐标和参考顶点的坐标之间的差值、和空间-时间差分脉码调制操作,其中计 算在先前关键帧中的顶点的坐标和参考顶点的坐标之间的差值与在当前关键 帧中的顶点的坐标和其对应参考顶点的坐标之间的差值之间的差分数据。 2 如权利要求27所述的方法,其中在当前顶点受到空间差分脉码调制 02140002.4 第 操作之前的已经差分脉码调制的顶点当中,参考顶点是具有用于编码在本身 和受到空间差分脉码调制操作的当前顶点之间的差分数据所需要的最小比特 数目的顶点。
  25. 25
    29. 如权利要求26所述的方法,其中在步骤(b2)中,通过对每一顶点的 每一分量的差分数据和在它们当中的最大和最小值执行预定的操作而产生具 有缩减大小的差分数据。
  26. 26
    30. 如权利要求29所述的方法,其中在步骤(b2)中,根据差分数据的符 号,通过把每一顶点的每一分量的差分数据的范围值加到差分数据或从差分 数据减去范围值而产生循环量化的差分数据,并且把差分数据和循环量化的 差分数据之间的较小的确定为循环量化的差分数据。
  27. 27
    31. 如权利要求26所述的方法,其中在步骤(b3)中,对第一至第三差分 数据执行绝对差之和操作、分散操作和嫡操作中的一个,然后在已经通过对 应操作的第一至第三差分数据中选择具有最小大小的差分数据。
  28. 28
    32. 如权利要求26所述的方法,其中在步骤(c3)中,以表格的形式产生 在输入差分数据中中出现的符号和其各自的位置索引。
  29. 29
    33. 如权利要求26所述的方法,其中步骤(c3)还包括: 执行增量模式编码操作,其中产生表示在每一顶点的每一分量的输入差 分数据中是否存在预定的符号的符号标志以及表示符号的位置的位置索引, 其中计算由对应于差分数据的符号构成的第一符号表的大小以及符号标志的 大小,并且确定将要对每一顶点的每一分量的差分数据执行的字典编码操作 的步骤(c2)被进一步包括在步骤(cl)和步骤(c3)之间。
  30. 30
    34. 如权利要求33所述的方法,其中在增量模式编码操作中,产生其中 以从具有最小绝对值的符号到具有最大绝对值的符号的次序排列的将被编码 的符号的第二符号表、表示在第二符号表中是否存在对应于每一顶点的每一 分量的差分数据的符号的符号标志、以及表示符号的位置的位置索引。
  31. 31
    35. 如权利要求33所述的方法,其中在步骤(c2)中,根据包括在每一顶 点的每一分量的差分数据中的符号数目和用于编码符号所需要的比特数目而 计算第一符号表的大小。
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    36. 如权利要求33所述的方法,其中在步骤(c2)中,根据用于编码包括 在每一顶点的每一分量的差分数据中的符号所需的比特数目而计算在增量模 式中的符号标志的大小。 02140002.4 第
  33. 33
    37. 如权利要求26所述的方法,其中在步骤(d)中,使用第一上下文嫡编 码输入差分数据的最高有效比特,而使用第二上下文嫡编码输入差分数据的 其它比特。
  34. 34
    38. —种用于解码比特数据流的方法,在比特数据流中的使用包括X、y 和z分量的每一个顶点的坐标表示对象的每一个顶点位置的坐标内插符的关 键字值数据被编码,该方法包括步骤: (a) 通过嫡解码输入的比特数据流而产生将要被字典解码的数据,其包 括差分数据的符号、表示符号位置的位置索引和差分脉码调制操作模式; (b) 通过对差分数据的符号和位置索引执行字典解码操作,使用将要被 字典解码的数据产生差分数据; (c) 按照差分脉码调制操作模式,通过恢复关键帧之间的差分数据和顶 点之间的差分数据而产生量化的数据;及 (d) 通过反量化量化的数据而产生恢复的关键字值数据, 其中步骤(b)包括: (b 1)解码关于已经对每一个顶点执行的差分脉码调制操作的模式的信 息;及 (b3)根据将要被字典解码的差分数据的符号以及表示符号的位置的位置 索引而产生每一个顶点的差分数据, 而在步骤(c)中,按照差分脉码调制工作模式对差分数据执行预定的反差 分脉码调制操作,并且反差分脉码调制操作包括: 反时间差分脉码调制操作器,其中对在关键帧中的顶点和在另一关键帧 中的顶点之间的差分数据执行反差分脉码调制操作,以便产生量化的数据; 及 反空间差分脉码调制操作,其中对在同关键帧中的顶点和其对应参考顶 点之间的差分数据执行反差分脉码调制操作,以便产生量化的数据。
  35. 35
    39. 如权利要求38所述的方法,其中在步骤(bl)中,根据表示差分脉码 调制操作模式的组合的符号和表示符号的位置的位置索引,恢复已经对每一 顶点的每一分量的差分数据执行的差分脉码调制操作的模式。
  36. 36
    40. 如权利要求38所述的方法,其中步骤(b3)还包括步骤:执行增量模 式解码操作,其中根据表示在差分数据中是否存在预定符号的符号标志而解 码在将被字典解码的差分数据中包括的符号,并且根据表示符号的位置的位 02140002.4 第 置索引产生每一顶点的差分数据,其中从比特数据流中读出字典编码模式, 并且确定对将被字典解码的数据执行的字典解码操作的步骤(b2)被进一步包 括在步骤(bl)和步骤(b3)之间。
  37. 37
    41. 如权利要求38所述的方法,其中差分脉码调制操作还包括反空间时间差分脉码调制操作,其中对当前关键帧和先前关键帧执行反空间差分脉 码调制操作的结果执行反差分脉码调制操作。
  38. 38
    42. 如权利要求41所述的方法,其中在反时间差分脉码调制操作、反空 间-时间差分脉码调制操作和反空间-时间差分脉码调制操作中,对输入的差分 数据和在它们当中的最大和最小值执行反循环量化操作,以便扩展其范围。
  39. 39
    43. 如权利要求38所述的方法,其中比特数据流中的使用包括X、y和ζ 分量的每一个顶点、的坐标表示的对象的每一个顶点位置的关键字值数据被编 码,比特数据流包括: 字典解码的信息,其包括关于表示将要从比特数据流中爛解码的字典编 码关键字值数据的差分数据的符号的信息,表示符号的位置的第一位置索引, 和表示将要对第一位置索引执行的字典解码方法的字典解码模式; 反差分脉码调制操作信息,其包括表示符号的位置的第二位置索引,符 号表示用于反差分脉码调制操作的反差分脉码调制操作模式的组合,其中组 合用于把每一顶点的每一分量的字典解码的差分数据转换成量化的关键字值 数据;及 反量化信息,被用于通过反量化量化的关键字值数据而产生恢复的关键 字数据。
  40. 40
    44. 如权利要求43所述的方法,其中字典解码信息包括: 当字典解码模式是出现模式时,包括对应于存在于差分数据中的差分值 的符号和表示符号的位置的位置索引;及 当字典解码模式是增量模式时,包括表示在差分数据中存在的差分值是 否存在于预定符号表中的符号标志和表示对应于符号标志的符号的位置的位 置索引。
  41. 41
    45. 如权利要求43所述的方法,其中 反差分脉码调制操作信息还包括反 差分脉码调制模式标志,其表示在表示反差分脉码调制操作模式的组合的符 号当中是否存在对应于将要对每一顶点的每一分量的差分数据执行的反差分 脉码调制操作的符号。 02140002.4 第
  42. 42
    46. 如权利要求45所述的方法,其中反差分脉码调制操作模式的组合是 在反时间差分脉码调制操作、反空间差分脉码调制操作以及反空间-时间差分 脉码调制操作当中的任何组合。
  43. 43
    47. 如权利要求46所述的方法,其中反差分脉码调制操作信息还包括参 考顶点标志,当反差分脉码调制操作由反差分脉码调制模式标志被确定为是 反空间差分脉码调制操作或反空间-时间差分脉码调制操作时,其表示对应于 受到反空间差分脉码调制操作或反空间-时间差分脉码调制操作的顶点的参 考顶点。 4 如权利要求43所述的方法,其中反量化信息包括表示受到反量化操 作的关键字值数据的顶点的顶点选择标志,由顶点选择标志选择的顶点的每 一分量的关键字值数据当中的最小值和顶点的每一分量的关键字值数据的数 据范围中的最大范围,以及用于反量化选择的顶点的关键字值数据的反量化 比特大小。
  44. 44
    49. 如权利要求48所述的方法,其中反量化信息还包括将要反量化的关 键字值数据中包括的顶点数目,关键字值数据的有效位数的最大数目,在每 一顶点的每一分量的数据当中的最大值中的最大值和最小值,以及在每一顶 点的每一分量的数据当中的最小值中的最大值和最小值。
  45. 45
    50. 如权利要求43所述的方法,还包括表示关键字值数据的编码模式是 否为转置模式或顶点模式的标志。 02140002.4
Independent claims45