JP4727669B2 - ＬＡＳｅＲ二進表現のポイントシーケンス符号化／復号化方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポイントシーケンスを効率的に符号化／復号化する方法及び装置に関し、より具体的には、ＬＡＳｅＲ（Lightweight Application Scene Representation）二進表現のポイントシーケンスを効率的に符号化／復号化するための方法及び装置に関する。

ＬＡＳｅＲは、携帯電話のようにリソースが不足する端末において簡単なマルチメディアサービスを提供するために定められたマルチメディアコンテンツフォーマットである。モバイル端末の地図、アニメーション及び２次元ベクトルグラフィックのようなアプリケーションにＬＡＳｅＲの適用を考慮することができる。このようなアプリケーションデータの多くの部分は、ポイントデータからなることを特徴とする。したがって、ポイントデータを効率的に符号化する方法が考案される必要がある。このために考慮すべきＬＡＳｅＲの２つの主要な要素は、効率的な二進表現と、デコーダ上の小さいメモリである。

２００４年７月に公開されたLASeR Text of ISO/IEC 14496-20 CDでは、ＬＡＳｅＲ二進表現のポイントデータ符号化のために固定長さ（Fixed Length：ＦＬ）符号化方法を提案する。ＦＬ符号化方法は、ポイント個数（nbPoint）が３より小さい場合には、実際ポイントデータを符号化し、ポイント個数が３以上である場合には、ポイントシーケンスの動的範囲を決定するために全体ポイントシーケンスを検査し、その結果として得られた固定長さを用いて符号化する方式である。このような方法は、非常に簡単に具現されることができるが、各ポイントシーケンスに対する長さフィールドを指定するために１０ビットのオーバーヘッドが存在するだけでなく、その以後のデータフィールドにも不要に割り当てられた多数のビットが存在する。

イメージデータの効率的な圧縮と復元のためにエントロピー符号化／復号化を考慮することができる。一般的に、エントロピー符号化は、データが取れる多様な値を考慮して、その頻度が高い値を少ないビット数を用いて符号化する方式である。

多様なエントロピー符号化方法があるが、大きく、符号化テーブルを利用する符号化方法と、符号化テーブルを利用しない符号化方法の２つのグループに分類されることができる。ハフマン符号化方法は、符号化テーブルを利用するグループを代表する。この方法は、ほぼ最適に近い圧縮率を算出することができるが、符号化テーブルを転送しなければならない必要があり、ポイントデータを復号化する毎に毎回メモリ位置をアクセスしなければならないオーバーヘッドがデコーダ（端末機）側に加重されるという問題点がある。ＬＡＳｅＲは、軽量のメモリと最小の複雑度を必要とする点から、このように符号化テーブルを利用するハフマン符号化方式は、ポイントデータの符号化に適していない。

他のグループのエントロピー符号化方式（すなわち、符号化テーブルを利用しない符号化方式）として、算術的符号化及びＥＧ符号化を挙げることができる。算術的符号化が効率的な符号化方式ではあるが、エラー回復性の欠如に起因してＬＡＳｅＲに利用されることは困難であるという短所がある。

これに対し、ＥＧ（Exponential Golomb）符号化は、ＬＡＳｅＲ環境に適したいくつかの特性を有する。この方式は、インコーダー側に少ないオーバーヘッドを与えながら、特定の分布に適したパラメータｋを選択することができる。また、エラー回復機能を追加するために、リバーシブル可変長コーディング（Variable Length Coding：ＶＬＣ）に容易に変換されることができる（ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 1(ITU-T SG8), “Reversible VLC for added error resilience”参照）。他の長所は、デコーダ側の低いオーバーヘッドである。復号化プロセスがただ加算及びビットシフトたげを用いて行われることができるので、この方法は、携帯電話機のような小型装置に大きいオーバーヘッドを与えることなく具現されることができる。

本発明の目的は、ＬＡＳｅＲ二進表現の圧縮効率性を向上させるためにポイントシーケンスの符号化方式を選択し、選択された符号化方式を示すフラグ、及び選択された符号化方式がＥＧ符号化方式である場合にＥＧ符号化に使われるパラメータｋ値をさらに符号化し、ＬＡＳｅＲ二進ストリームと共に転送するためのポイントシーケンス符号化方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、符号化されたＬＡＳｅＲストリームから符号化方式を示すフラグを抽出し、その値によって復号化方式を決定し、ＥＧ復号化方式として決定された場合には、パラメータｋをさらに抽出し、前記符号化されたＬＡＳｅＲストリームを復号化する方法及び装置を提供することにある。

本発明は、ＬＡＳｅＲ二進表現のビット効率性を最大化させるためにポイントシーケンスのための選択的符号化／復号化方法及び装置を提案する。

本発明の一態様によれば、ＬＡＳｅＲのポイントシーケンス符号化方法が提供され、前記符号化方法は、各ポイントシーケンスに対して、（ａ）エクスポネンシャルゴロム（Exponential Golomb：ＥＧ）符号化または固定長さ（Fixed Length：ＦＬ）符号化方式のいずれか一方を選択する段階と、（ｂ）ＦＬ符号化方式が選択された場合に、ＦＬ符号化方式に基づいて前記ポイントシーケンスを符号化し、二進ストリームを生成する段階と、（ｃ）ＥＧ符号化方式が選択された場合に、ＥＧ符号化方式に基づいて前記ポイントシーケンスを符号化し、二進ストリームを生成する段階と、を備え、前記符号化方式の選択結果を示すフラグ、及び前記選択された符号化方式がＥＧ符号化方式である場合にＥＧ符号化を最も効果的に行うことができるパラメータｋ値が前記二進ストリームに含まれることを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、ＬＡＳｅＲ二進ストリームを復号化する方法が提供され、前記復号化方法は、前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームから符号化方式を示す情報を抽出し、前記抽出された情報に基づいてＥＧ復号化及びＦＬ復号化方式のいずれか一方を決定する段階と、前記決定された復号化方式に基づいて前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームを復号化する段階と、を備えることを特徴とする 。

本発明のさらに他の態様によれば、場面記述情報（Scene Description）を示すＬＡＳｅＲポイントシーケンスを前述した復号化方法により符号化することによって、符号化されたＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを生成するためのＬＡＳｅＲ場面符号化手段と、前記符号化されたＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームと、前記ＬＡＳｅＲ場面を構成するその他のエレメンタリストリームを多重化し、多重化されたＬＡＳｅＲ二進ストリームを生成するための多重化手段と、前記多重化されたＬＡＳｅＲ二進ストリームをユーザ端末に転送するための送信手段と、を備えるサーバーが提供される。

本発明のさらに他の態様によれば、ＬＡＳｅＲ二進ストリームを受信するための受信手段と、前記受信されたＬＡＳｅＲ二進ストリームからＬＡＳｅＲ場面記述ストリームとその他のエレメンタリストリームを出力するための逆多重化手段と、前記逆多重化手段から出力された前記ＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを前述した復号化方法により復号化することによって、個別アクセス可能な複数の復号化されたＬＡＳｅＲアクセスユニットを生成するためのＬＡＳｅＲ場面復号化手段と、前記逆多重化手段から出力された前記その他のエレメンタリストリームを復号化するためのその他のエレメンタリ復号化手段と、前記復号化されたアクセスユニットから場面ツリーを生成するための場面ツリーマネジャーと、前記生成された場面ツリーと前記復号化されたその他のエレメンタリストリームを用いてユーザにＬＡＳｅＲサービスを提供するためのＬＡＳｅＲレンダラー（renderer）と、を備えるユーザ端末装置が提供される。

本発明のさらに他の態様によれば、ＦＬ符号化方式またはＥＧ符号化方式のいずれか一方を符号化方式で示すためのフラグ、及び前記フラグがＥＧ符号化方式を示す値を有する場合にＥＧ符号化を最も効果的に行うことができるパラメータｋ値を含むことを特徴とするＬＡＳｅＲポイントシーケンス符号化データストリームのデータ構造が提供される。

前述したように、本発明の符号化方式によってポイントシーケンスを符号化／復号化する場合に、６乃至１７％のデータ圧縮利得が得られる。したがって、本発明に係る符号化方式が多量のポイントシーケンスを含む地図、漫画及びベクトルグラフィック（Vector Graphics）のようなアプリケーションに利用される場合、低いデコーダ複雑度をもって良好な圧縮効率が達成されることができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る実施例を詳細に説明する。しかし、以下の詳細な説明は、ただ例示的な目的として提供されるものであり、本発明の概念を任意の特定された物理的構成に限定するものと解されるべきではない。

図１は、本発明に係るＬＡＳｅＲポイントシーケンスの選択的符号化／復号化が適用されるシステムを示す構成図である。図示のように、サーバーシステム１０は、ＬＡＳｅＲ場面符号化部１１と、ＳＡＦ多重化部１２及び送信部１３を含む。ＬＡＳｅＲ場面符号化部１１は、場面に対する記述子（Scene Description）、例えば、ＳＶＧ（Scalable Vector Graphics）データまたはＬＡＳｅＲ ＸＭＬデータなどを入力されて、圧縮された（符号化された）ＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを生成する。本発明に係るＬＡＳｅＲポイントシーケンスの選択的符号化方式がＬＡＳｅＲ場面符号化部１１に適用されることができる。

ＳＡＦ多重化部１２は、ＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームと、ＬＡＳｅＲ場面を構成するその他のエレメンタリストリーム（Elementary Stream）（例えば、場面によってビデオ、オーディオ、イメージ、フォント、あるいはメタデータエレメンタリストリームなどを含む）を入力されて、１つの多重化されたＬＡＳｅＲ二進ストリームを生成する。送信部１３は、ＩＰ、無線インターネットあるいはＣＤＭＡ網などの多様な通信網を介して、ＬＡＳｅＲ二進ストリームをユーザ端末２０に転送する。ユーザ端末２０は、受信部２１と、ＳＡＦ逆多重化部２２と、ＬＡＳｅＲ場面復号化部２３と、その他のエレメンタリ復号化部２４及びＬＡＳｅＲレンダラー２６を含む。ＳＡＦ逆多重化部２３は、受信部２１により転送されたデータストリームを入力されて、ＬＡＳｅＲ場面記述ストリームとその他のエレメンタリストリームを生成する。ＬＡＳｅＲ場面復号化部２３は、ＳＡＦ逆多重化部２２の出力の中からＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを入力されて、復号化されたアクセスユニットを生成する。アクセスユニットは、メディアストリームから個別アクセスが可能なデータの一部分である。本発明に係るＬＡＳｅＲポイントシーケンスの復号化方式がＬＡＳｅＲ場面復号化部２３に適用されることができる。

その他のエレメンタリ復号化部２４は、ＳＡＦ逆多重化部２３の出力のうちＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを除いたその他のエレメンタリストリーム、すなわち、ビデオ、オーディオ、イメージ、フォント、またはメタデータエレメンタリストリームなどを復号化する。場面ツリーマネジャー（Scene Tree Manager）２５は、復号化されたアクセスユニットを入力されて、場面ツリーを生成する。場面ツリーとは、ＬＡＳｅＲ場面を構成する客体の時間／空間的位置を示すための場面記述子（Scene Description）の階層的構造を意味する。ＬＡＳｅＲレンダラー２６は、場面ツリーを入力されて、また、その他のエレメンタリ復号化部２４から出力された多様な形態のその他のエレメンタリストリームを入力されて、ユーザにＬＡＳｅＲサービスを提供する。

図２は、本発明によってポイントシーケンスを符号化するプロセスを示す流れ図である。各ポイントシーケンスに対して、段階２１０でＦＬまたはＥＧ符号化方式のいずれか一方を決定する。一実施例として、ＥＧ符号化及びＦＬ符号化を全て行った後、最も小さいビット数を発生させる符号化方式を選択する。ＦＬ符号化方式として選択されれば、段階２２０で符号化選択フラグを“０”に符号化し（ｆｌａｇ＝０）、段階２３０でＦＬ符号化方式を用いてポイントシーケンスを符号化する。

ＦＬ符号化方式は、次の手続によって行われることができる。

ポイントシーケンスが（ｘ_０、ｙ_０）（ｘ_１、ｙ_１）…（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）のｎ＋１個のポイントで構成されていると仮定する時、
１）ポイント個数が２個以下なら、
ｉ）ｘ_０、ｙ_０、ｘ_１及びｙ_１を全て符号化することができる最小ビット数（bits）を計算及び符号化する。
ｉｉ）前記ｉ）で求めたビット数（bits）を用いてポイント（ｘ_０、ｙ_０）、（ｘ_１、ｙ_１）を符号化する。
２）それとも、すなわち、ポイント個数が３個以上なら、
ｉ）ポイント（ｘ_０、ｙ_０）を全て符号化することができる最小ビット数（ｂｉｔｓ）を計算及び符号化する。
ｉｉ）前記ｉ）で求めた最小ビット数（bits）を用いてポイント（ｘ_０、ｙ_０）を符号化する。
ｉｉｉ）ｄｘ_１０、…ｄｘ_ｎｎ−１（ここで、ｄｘ_ｎｎ−１＝ｘ_ｎ−ｘ_ｎ−１）を求めた後、これらの符号化に必要なビット数（ｂｉｔｓｘ）を求める。
ｉｖ）ｄｙ_１０、…ｄｙ_ｎｎ−１（ここで、ｄｙ_ｎｎ−１＝ｙ_ｎ−ｙ_ｎ−１）を求めた後、これらの符号化に必要なビット数（bitsy）を求める。
ｖ）前記ビット数（bitsx及びbitsy）を符号化する。
ｖｉ）ｄｘ_１０、ｄｙ_１０…、ｄｘ_ｎｎ−１、ｄｙ_ｎｎ−１を符号化する。

これに対し、ＥＧ符号化方式が選択された場合に、段階２４０で符号化選択フラグを“１”に符号化し（ｆｌａｇ＝１）、段階２５０でＥＧ符号化を最も効果的に行うことができるパラメタｋを求め、これを符号化する。段階２６０で、ＥＧ符号化方式に基づいてポイントシーケンスを符号化する。

ＥＧ符号化は、エントロピー符号化方式の１つであって、小さい番号にさらに短いコードを割り当てることによって、小さい番号の発生頻度が多いポイントシーケンスの圧縮に有利な規則的な構成方式を有する。他のエントロピー符号化方式であるハフマン符号化方式では、シンボルとコード番号との関係を指定するコードテーブルが必要であり、このようなコードテーブルは、ユーザ端末機に格納されていなければならない。これとは対照的に、ＥＧ符号化は、規則的な構成方式を利用するので、コードテーブルを必要としないという点から、ＬＡＳｅＲにさらに適した符号化方式と言える。ＥＧ符号化は、シンボルの正確な統計によってコードワードを割り当てるものではない。その代わりに、ＥＧ符号化は、パラメータｋを調整することによって、ジオメトリック分布の多様な分散にマッチングされることができる。ＥＧ符号化において各コードは、次のように構成される。

［Ｍ ｚｅｒｏｓ］［１］［ＩＮＦＯ］
ここで、Ｍは、リーディングゼロ（leading zero）の個数であり、ＩＮＦＯは、情報を運搬する（Ｍ＋ｋ）ビットのサフィックスオフセット（suffix offset）値である。リーディングゼロと次の“１”は、各コードを分離するプレフィックスコードの役目をする。コード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）は、次のように決定される。
数式１
ＣｏｄｅＮｕｍ＝２^Ｍ＋ｋ＋ＩＮＦＯ−２^ｋ

ＩＮＦＯ値は、リーディングゼロの長さに影響を与えないので、上記式中、ＩＮＦＯ項を無視することによって、次の数式２によってリーディングゼロの個数Ｍを得ることができる。
数式２
Ｍ＝［ｌｏｇ_２（ＣｏｄｅＮｕｍ＋２^ｋ）］−ｋ

次に、ＩＮＦＯは、上記数式２から導き出された次の数式３によって得られることができる。
数式３
ＩＮＦＯ＝ＣｏｄｅＮｕｍ＋２^ｋ−２^Ｍ＋ｋ

以下の表１は、パラメータｋ＝０、ｋ＝１、ｋ＝２、ｋ＝３である場合に構成されたＥＧ符号化コードの各１１個を例示的に示す。

上記表から、コードは、論理的な順序に増加することが分かる。

＊ ＥＧコードは、符号なしコード番号のみを有するので、符号付きＥＧコードは、符号なしＥＧコードにマッピングされなければならない。符号付きＥＧコードは、ビットストリームから符号なしＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）を検索し、以下の規則を用いてこれを符号付きものにマッピングさせることによって、パーシングされる。
If (CodeNum is 0) signed code = 0;
else if (CodeNum is even) signed code = -CodeNum/2;
else if (CodeNum is odd) signed code = (CodeNum+1)/2;

下記の表２に符号なし−符号付きマッピングに対する例が記載されている。

一実施例として、ＥＧ符号化方式は、次の手続によって行われることができる。

ポイントシーケンスが（ｘ_０、ｙ_０）（ｘ_１、ｙ_１）…（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）のｎ＋１個のポイントで構成されていると仮定する時、
（１）ポイント（ｘ_０、ｙ_０）を符号化することができる最小ビット数を計算及び符号化する。
（２）前記最小ビット数を用いてポイント（ｘ_０、ｙ_０）を符号化する。
（３）前記ポイントシーケンスの残余ポイントの各々に対して、以前ポイントと現在ポイント間のｘ及びｙ座標の差分データを所定の規則に基づいてＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）に各々マッピングし、前記ＥＧコード番号及び前記パラメータｋ値を用いて前記ｘ及びｙ座標の差分データの各々に対応するＥＧコードワードを生成することによって、ＥＧ符号化を行う。

具体的に、１個のポイント（ｘ_ｉ、ｙ_ｉ）の符号化のために次のプロセスを行う。
（ｉ）ｘ_ｉとｘ_ｉ−１の差異（ｄｉｆｆｘ）は、下記の規則によって符号なしＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）にマッピングされる。
if (diffx >= 0) CodeNum = diffx * 2 - 1;
else CodeNum = |diffx| * 2;
（ｉｉ）リーディングゼロの個数を示すＭは、前述した数式２により求められることができる。
（ｉｉｉ）Ｍビットだけ０を記録する。
（ｉｖ）１ビットだけ１を記録する。
（ｖ）情報を運搬するサフィックスオフセット（suffix offset)であるＩＮＦＯは、前述した数式３により求められることができる。
（ｖｉ）Ｍ＋ｋビットにＩＮＦＯを記録する。
（ｖｉｉ）ｙ_ｉとｙ_ｉ−１の差異（ｄｉｆｆｙ）は、下記の規則によって符号なしＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）にマッピングされる。
if (diffy >= 0) CodeNum = diffy * 2 - 1;
else CodeNum = |diffy| * 2;
（ｖｉｉｉ）前記数式２を用いてリーディングゼロの個数を示すＭを求める。
（ｉｘ）Ｍビットだけ０を記録する。
（ｘ）１ビットだけ１を記録する。
（ｘｉ）前記数式３を用いて情報を運搬するサフィックスオフセット（suffix offset)であるＩＮＦＯを求める。
（ｘｉｉ）Ｍ＋ｋビットにＩＮＦＯを記録する。

図３は、本発明によってポイントシーケンスを復号化するプロセスを示す流れ図である。図示のように、段階３１０で、ＬＡＳｅＲ二進ストリームに対してＦＬまたはＥＧ復号化方式のいずれか一方を決定する。このような決定は、ＬＡＳｅＲ二進ストリームに含まれた符号化選択フラグを読み取ることによって行われることができる。前述したように、二進ストリームに含まれた符号化選択フラグは、当該ポイントシーケンスがＦＬ及びＥＧ符号化方式のいずれか方式によって符号化されたかを示すフラグであるから、これにより、復号化方式を決定するようになる。

ＦＬ復号化方式として決定された場合には、ＦＬ復号化方式に基づいてポイントシーケンスを復号化する（段階３２０）。ＦＬ復号化方式は、次の手続によって行われることができる。

ＬＡＳｅＲ二進ストリームがポイントシーケンス（ｘ_０、ｙ_０）（ｘ_１、ｙ_１）…（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）に復号化されると仮定する時、
（１）ＬＡＳｅＲ二進ストリームからポイントシーケンス内のポイント個数を抽出する。
（２）ＬＡＳｅＲ二進ストリームからポイントのｘとｙに必要なビット数（bits）を抽出する。
（３）ポイントが２個以下なら、ｂｉｔｓだけを読み取り、ｘ_０、ｙ_０、ｘ_１、ｙ_１の値を各々抽出する。
（４）それとも、
（ｉ）ｂｉｔｓだけを読み取り、ｘ_０とｙ_０を各々抽出する。
（ｉｉ）ｘとｙの差分（各ｄｘとｄｙ）に必要なビット数であるｂｉｔｓｘとｂｉｔｓｙを抽出する。
（ｉｉｉ）ｉ＝１に置く。
（ｉｖ）ｂｉｔｓｘとｂｉｔｓｙだけを読み取り、ｄｘとｄｙの値を各々抽出し、ｘ_ｉ＝ｘ_ｉ−１＋ｄｘとｙ_ｉ＝ｙ_ｉ−１＋ｄｙを計算する。
（ｖ）ｉ＝ｉ＋１して、前記（ｉｖ）項をｎ−１回行う。

これに対し、前記ＥＧ復号化方式として決定されれば、段階３３０でＥＧ復号化のためのパラメータｋをＬＡＳｅＲ二進ストリームからさらに抽出し、段階３４０で前記抽出したパラメータｋを用いてＥＧ復号化を行う。

一実施例として、ＥＧ復号化方式は、次の手続によって行われることができる。

ＬＡＳｅＲ二進ストリームがポイントシーケンス（ｘ_０、ｙ_０）（ｘ_１、ｙ_１）…（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）に復号化されると仮定する時、
（１）ＬＡＳｅＲ二進ストリームからポイントシーケンスのポイント個数情報、前記ポイントの符号化に利用されたビット数（bits）情報及び前記パラメータｋの情報を読み取る。
（２）前記抽出されたビット数（bits）単位でビットを読み取り、第１ポイント座標（ｘ_０、ｙ_０）を復号化する。
（３）ＬＡＳｅＲ二進ストリームから以前ポイントと現在ポイントのｘ及びｙ座標の差分データの各々に対応するＥＧコードワードを読み取り、前記パラメータｋを用いて復号化し、前記復号化されたｘ及びｙ座標の差分データを前記以前ポイントの座標に合算することによって、前記現在ポイントの座標を計算する。
（４）（３）段階を前記第１ポイントを除いた残余ポイント個数だけ繰り返して行う。

具体的に、１個ポイント（ｘ_ｉ、ｙ_ｉ）の復号化のために次のプロセスを行う。
（ｉ）１が発見されるまで１ビットずつを読み取り、総ビット数をＭという。
（ｉｉ）１を読み出して捨てる。
（ｉｉｉ）Ｍ＋ｋビットを読み出し、ＩＮＦＯという。
（ｉｖ）ＣｏｄｅＮｕｍ＝２^Ｍ＋ｋ＋ＩＮＦＯ−２^ｋを求める。
（ｖ）ＣｏｄｅＮｕｍからｄｘを求める。
（ｖｉ）ｘ_ｉ＝ｘ_ｉ−１＋ｄｘを計算する。
（ｖｉｉ）１が発見されるまで１ビットずつを読み出し、総ビット数をＭという。
（ｖｉｉｉ）１を読み出して捨てる。
（ｉｘ）Ｍ＋ｋビットを読み出し、ＩＮＦＯという。
（ｘ）ＣｏｄｅＮｕｍ＝２^Ｍ＋ｋ＋ＩＮＦＯ−２^ｋを求める。
（ｘｉ）ＣｏｄｅＮｕｍからｄｙを求める。
（ｘｉｉ）ｙ_ｉ＝ｙ_ｉ−１＋ｄｙを計算する。

本発明に係るＬＡＳｅＲ二進ストリームの復号化プロセスは、以下のシュード（Pseudo）コードで表現されたシンタックス及びセマンティックスで表現されることができる。
シンタックス：
decodingPointSequence {
nbPoints = Read(lenBits);
flag = Read(1);
if (flag == 0) {
if (nbPoints < 3) {
bits = Read(5);
for (int i = 0; i < nbPoints; i++) {
x[i] = Read(bits);
y[i] = Read(bits);
}
}
else {
bits = Read(5);
x[0] = Read(bits);
y[0] = Read(bits);
bitsx = Read(5);
bitsy = Read(5);
for (int i = 1; i < nbPoints; i++) {
dx = Read(bitsx);
dy = Read(bitsy);
x[i] = dx + x[i-1];
y[i] = dy + y[i-1];
}
}
}
else {
bits = Read(5);
x[0] = Read(bits);
y[0] = Read(bits);
kvalue = Read(4);
for(i=1; i < nbPoints; i++) {
l_zero = 0;
while (Read(1) == 0) l_zero++;
Mvalue = l_zero;
Read(1);
INFO = Read(Mvalue + kvalue);
CodeNum = 2^M+kvalue+INFO-2^kvalue;
if (CodeNum == 0) dx = 0;
else if (CodeNum == even) dx = -CodeNum/2;
else if (CodeNum == odd) dx = (CodeNum+1)/2;
x[i] = dx + x[i-1];
l_zero = 0;
while (Read(1) == 0) l_zero++;
Mvalue = l_zero;
Read(1);
INFO = Read(Mvalue + kvalue);
CodeNum = 2^M+kvalue+INFO-2^kvalue;
if (CodeNum == 0) dy = 0;
else if (CodeNum == even) dy = -CodeNum/2;
else if (CodeNum == odd) dy = (CodeNum+1)/2;
y[i] = dy + y[i-1];
}
}
}

セマンティックス：
ｆｌａｇ − ＦＬ符号化（ｆｌａｇ＝０）またはＥＧ符号化（ｆｌａｇ＝１）を示すフラグ
ｋｖａｌｕｅ − ＥＧ符号化のためのパラメータであって、ジオメトリック分布の種類によって異なる値を使用する。例えば、ｋｖａｌｕｅ値が増加するほど、ジオメトリック分布はだんだん緩やかになる。
Ｍｖａｌｕｅ − リーディングゼロの個数
ＣｏｄｅＮｕｍ − コード番号
ｄｘ − 現在ポイントのｘ座標値と以前ポイントのｘ座標値との差分。
ｄｘ＝ｘ［ｉ］−ｘ［ｉ−１］
ｄｙ − 現在ポイントのｙ座標値と以前ポイントのｙ座標値との差分。
ｄｙ＝ｙ［ｉ］−ｙ［ｉ−１］
ＩＮＦＯ − ｄｘまたはｄｙに関する情報を有する値

本発明に係るＬＡＳｅＲ二進ストリームの復号化プロセスは、一実施例として、以下のシュード（Pseudo）コードで表現されたシンタックスで表現されることができる。
シンタックス：
decodingPointSequence {
nbPoints = Read(lenBits);
flag = Read(1);
if (flag == 0) {
if (nbPoints < 3) {
bits = Read(5);
for (int i = 0; i < nbPoints; i++) {
x[i] = Read(bits);
y[i] = Read(bits);
}
}
else {
bits = Read(5);
x[0] = Read(bits);
y[0] = Read(bits);
bitsx = Read(5);
bitsy = Read(5);
for (int i = 1; i < nbPoints; i++) {
dx = Read(bitsx);
dy = Read(bitsy);
x[i] = dx + x[i-1];
y[i] = dy + y[i-1];
}
}
}

else {
kvalue = Read(4);
bits Read(5);
x[0] = Read(bits);
y[0] = Read(bits);
for(i=1; i < nbPoints; i++) {
l_zero = 0;
while (Read(1) == 0) l_zero++;
Mvalue = l_zero;
Read(1);
INFO = Read(Mvalue + kvalue);
CodeNum = 2^M+kvalue+INFO-2^kvalue;
if (CodeNum == 0) dx = 0;
else if (CodeNum == even) dx = -CodeNum/2;
else if (CodeNum == odd) dx = (CodeNum+1)/2;
x[i] = dx + x[i-1];
l_zero = 0;
while (Read(1) == 0) l_zero++;
Mvalue = l_zero;
Read(1);
INFO = Read(Mvalue + kvalue);
CodeNum = 2^M+kvalue+INFO-2^kvalue;
if (CodeNum == 0) dy = 0;
else if (CodeNum == even) dy = -CodeNum/2;
else if (CodeNum == odd) dy = (CodeNum+1)/2;
y[i] = dy + y[i-1];
}
}
}

本発明に係るＬＡＳｅＲ二進ストリームの復号化プロセスは、１つの変形実施例として、ＳＤＬ（Syntactic Description Language）コードで表現されたシンタックスで表現されることができる。
シンタックス：
decodingPointSequence {
uivlc5 nbPoints;
uint(1) flag;
if (flag == 0) {
if (nbPoints < 3) {
uint(5) bits;
for (int i = 0; i < nbPoints; i++) {
uint(bits) x[i];
uint(bits) y[i];

* }
} else {
uint(5) bits;
uint(bits) x[0];
uint(bits) y[0];
uint(5) bitsx;
uint(5) bitsy;
for (int i = 1; i < nbPoints; i++) {
uint(bitsx) dx;
uint(bitsy) dy;
x[i] = dx + x[i-1];
y[i] = dy + y[i-1];
}
}
}
else {
uint(4) kvalue;
uint(5) bits;
uint(bits) x[0];
uint(bits) y[0];
int XMvalue,YMvalue = 0;
int CodeNum = 0;
int Diff =0;
for(i=1; i < nbPoints; i++) {
// to calculate X point
do {
bit(1) bitX;
XMvalue ++;
} while (bitX == 0);
const bit(1) endX = 1;
uint(XMvalue+kvalue) INFO_dx;
CodeNum = GetCodeNum(kvalue, XMvalue, INFO_dx);
Diff = GetDiff(CodeNum);
x[i] = x[i-1] + Diff
// to calculate Y point
do {
unit(1) bitY;
YMvalue ++;
} while (bitY == 0);
const bit(1) endY = 1;
uint(YMvalue+kvalue) INFO_dy;
CodeNum = GetCodeNum(kvalue, YMvalue, INFO_dy);
Diff = GetDiff(CodeNum);
y[i] = y[i-1] + Diff
}
}
}

uint GetCodeNum(int k, int Mvalue, int INFO){
return 2^(k+Mvalue) + INFO - 2^k ;
}
int GetDiff (int CM) {
if ((CM%2)==0) return -1*CM/2;
else return CM//2;
}

前記シンタックス表現のうち演算子％は、モジュロ（modulus）演算子を示し、演算子／／は、整数除算であり、残りは、近い整数に四捨五入する。いくつかの例として、１／／２は、１となり、３／／２は、２となり、５／／２は、３となる。

前述した本発明は、１つ以上の製造物上に具現された１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体として提供されることができる。製造物として、フロッピーディスク、ハードディスク、ＣＤ ＲＯＭ、フラッシュメモリカード、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、または磁気テープを挙げることができる。一般的に、コンピュータ読み取り可能なプログラムは、任意のプログラミング言語で具現されることができる。使用可能な言語の例として、Ｃ、Ｃ＋＋、またはＪＡＶＡ（登録商標）が含まれる。

以上、特定の実施例により本発明を説明したが、本発明は、前述した実施例及び添付の図面に限定されるものではなく、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であることは自明であろう。

本発明に係るＬＡＳｅＲポイントシーケンスの選択的符号化／復号化が適用されるシステムを示す構成図である。 本発明によってポイントシーケンスを符号化するプロセスを示す流れ図である。 本発明によってポイントシーケンスを復号化するプロセスを示す流れ図である。

Claims (11)

1. ＬＡＳｅＲ（Lightweight Application Scene Representation）のポイントシーケンスを符号化する方法において、各ポイントシーケンスに対して、
   （ａ）エクスポネンシャルゴロム（Exponential Golomb：ＥＧ）符号化または固定長さ（Fixed Length：ＦＬ）符号化方式のいずれか一方を選択する段階と、
   （ｂ）ＦＬ符号化方式が選択された場合に、ＦＬ符号化方式に基づいて前記ポイントシーケンスを符号化し、二進ストリームを生成する段階と、
   （ｃ）ＥＧ符号化方式が選択された場合に、ＥＧ符号化方式に基づいて前記ポイントシーケンスを符号化し、二進ストリームを生成する段階と、を備え、
   前記符号化方式の選択結果を示すフラグ、及び前記選択された符号化方式がＥＧ符号化方式である場合にＥＧ符号化を最も効果的に行うことができるパラメータｋ値が前記二進ストリームに含まれ、前記パラメータｋ値はEG符号化に使用されるコード番号の幾何分布によって異なり、
   前記（ｂ）段階のＦＬ符号化方式は、ポイントシーケンス（ｘ _０ 、ｙ _０ ）（ｘ _１ 、ｙ _１ ）…（ｘ _ｎ 、ｙ _ｎ ）に対して、
   （ｂ１）前記ポイントシーケンスのポイント個数が２以下である場合に、
   （ｂ１−ｉ）前記ポイントの座標（ｘ _０ 、ｙ _０ 、）（ｘ _１ 、ｙ _１ ）を符号化することができる最小ビット数（bits）を計算及び符号化する段階と、
   （ｂ１−ｉｉ）前記最小ビット数（bits）を用いて前記ポイントの座標（ｘ _０ 、ｙ _０ ）（ｘ _１ 、ｙ _１ ））を符号化する段階と、
   （ｂ２）前記ポイントシーケンスのポイント個数が２を超過する場合に、
   （ｂ２−ｉ）第１ポイントの座標（ｘ _０ 、ｙ _０ ）を符号化することができる最小ビット数（bits）を計算及び符号化する段階と、
   （ｂ２−ｉｉ）前記最小ビット数（bits）を用いて前記第１ポイントの座標（ｘ _０ 、ｙ _０ ）を符号化する段階と、
   （ｂ２−ｉｉｉ）隣接するポイント間のｘ座標の差分データ（ｄｘ _１０ 、…、ｄｘ _ｎｎ−１ 、ここで、ｄｘ _ｎｎ−１ ＝ｘ _ｎ −ｘ _ｎ−１ ）を求め、前記ｘ座標の差分データの符号化に必要なビット数（bitsx）を計算する段階と、
   （ｂ２−ｉｖ）隣接するポイント間のｙ座標の差分データ（ｄｙ _１０ 、…、ｄｙ _ｎｎ−１ 、ここで、ｄｙ _ｎｎ−１ ＝ｙ _ｎ −ｙ _ｎ−１ ）を求め、前記ｙ座標の差分データの符号化に必要なビット数（bitsy）を計算する段階と、
   （ｂ２−ｖ）前記ｘ座標の差分データ符号化に必要なビット数及び前記ｙ座標の差分データの符号化に必要なビット数を符号化する段階と、
   （ｂ２−ｖｉ）前記ｘ座標の差分データ及びｙ座標の差分データを符号化する段階と、を備えることを特徴とするＬＡＳｅＲポイントシーケンス符号化方法。
2. 前記（ｃ）段階は、ＥＧ符号化を最も効果的に行うことができるパラメータｋを求める段階をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＡＳｅＲポイントシーケンス符号化方法。
3. 前記（ａ）段階で、前記ポイントシーケンスに対してＥＧ符号化及びＦＬ符号化を全て行った後、最も小さいビット数を発生させる符号化方式を選択することを特徴とする請求項１に記載のＬＡＳｅＲポイントシーケンス符号化方法。
4. 前記（ｃ）段階のＥＧ符号化方式は、ポイントシーケンス（ｘ_０、ｙ_０）（ｘ_１、ｙ_１）…（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）に対して、
   （ｃ１）第１ポイントの座標（ｘ_０、ｙ_０）を符号化することができる最小ビット数を計算及び符号化する段階と、
   （ｃ２）前記最小ビット数を用いて前記第１ポイントの座標（ｘ_０、ｙ_０）を符号化する段階と、
   （ｃ３）残余ポイントの各々に対して、以前ポイントと現在ポイント間のｘ及びｙ座標の差分データを所定の規則に基づいてＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）に各々マッピングし、前記ＥＧコード番号及び前記パラメータｋ値を用いて前記ｘ及びｙ座標の差分データの各々に対応するＥＧコードワードを生成することによって、ＥＧ符号化を行う段階と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＡＳｅＲポイントシーケンス符号化方法。
5. 前記（ｃ３）段階は、残余ポイントの各々に対して、
   （ｃ３−ｉ）以前ポイントと現在ポイント間のｘ座標の差分データを所定の規則に基づいてＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）にマッピングする段階と、
   （ｃ３−ｉｉ）前記（ｃ３−ｉ）段階で求めた前記ＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）及び前記パラメータｋ値を用いてリーディングゼロの個数（Ｍ）及び情報を運搬するサフィックスオフセット（ＩＮＦＯ）を求める段階と、
   （ｃ３−ｉｉｉ）前記（ｃ３−ｉｉ）段階で求めたＭ個ビットの“０”、１個ビットの“１”及びＭ＋ｋビットの前記サフィックスオフセット（ＩＮＦＯ）を連結することによって、前記ｘ座標の差分データに対応するＥＧコードワードを生成する段階と、
   （ｃ３−ｉｖ）以前ポイントと現在ポイント間のｙ座標の差分データを所定の規則に基づいてＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）にマッピングする段階と、
   （ｃ３−ｖ）前記（ｃ３−ｉｖ）段階で求めたＥＧコード番号（ＣｏｄｅＮｕｍ）及び前記パラメータｋ値を用いてリーディングゼロの個数（Ｍ）及び情報を運搬するサフィックスオフセット（ＩＮＦＯ）を求める段階と、
   （ｃ３−ｖｉ）前記（ｃ３−ｖ）段階で求めた前記Ｍ個ビットの“０”、１個ビットの“１”及び前記Ｍ＋ｋビットのサフィックスオフセット（ＩＮＦＯ）を連結することによって、前記ｙ座標の差分データに対応するＥＧコードワードを生成する段階と、を備えることを特徴とする請求項４に記載のＬＡＳｅＲポイントシーケンス符号化方法。
6. ＬＡＳｅＲ二進ストリームを復号化する方法において、
   前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームから符号化方式を示す情報を抽出し、前記抽出された情報に基づいてＥＧ復号化及びＦＬ復号化方式のいずれか一方を決定する段階と、
   前記決定された復号化方式に基づいて前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームを復号化する段階と、
   ＥＧ復号化方式として決定されれば、前記ＥＧ復号化に必要なパラメータｋを前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームから抽出し、前記パラメータｋを用いて前記ＥＧ復号化方式に基づいて前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームを復号化する段階と、
   を備え、前記パラメータｋ値はEG符号化に使用されるコード番号の幾何分布によって異なり、
   前記ＦＬ復号化方式として決定されれば、前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームがポイントシーケンス（ｘ _０ 、ｙ _０ ）（ｘ _１ 、ｙ _１ ）…（ｘ _ｎ 、ｙ _ｎ ）に復号化されると仮定する時、
   （ａ）前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームからポイントシーケンスのポイント個数情報及びポイントの符号化に利用されたビット数（bits）情報を読み取る段階と、
   （ｂ）前記読み取られたポイント個数が２個以下である場合に、前記読み取られたビット数（bits）単位でビットを順次に読み取り、前記２個以下のポイント座標を復号化する段階と、
   （ｃ）前記ポイント個数が２個を超過する場合に、
   （ｃ１）前記読み取られたビット数（bits）単位でビットを順次に読み取り、第１ポイント座標（ｘ _０ 、ｙ _０ ）を復号化する段階と、
   （ｃ２）前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームから隣接するポイント間のｘ及びｙ座標の差分データの符号化に利用されたビット数（bitsx、 bitsy）情報を順次に読み取る段階と、
   （ｃ３）前記読み取られたビット数（bitsx、 bitsy）の各々に該当するビットを順次に読み取り、以前ポイントと現在ポイント間のｘ及びｙ座標の差分データの各々を復号化し、前記復号化されたｘ及びｙ座標の差分データを前記以前ポイントの座標に合算することによって、前記現在ポイントの座標を計算する段階と、
   （ｃ４）前記（ｃ３）段階を前記第１ポイントを除いた残余ポイント個数だけ繰り返す段階と、を備えることを特徴とするＬＡＳｅＲ二進ストリーム復号化方法。
7. 前記ＥＧ復号化方式に基づいて前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームを復号化する段階は、前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームがポイントシーケンス（ｘ_０、ｙ_０）（ｘ_１、ｙ_１）…（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）に復号化されると仮定する時、
   （ａ）前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームからポイントシーケンスのポイント個数情報、前記ポイントの符号化に利用されたビット数（bits）情報及び前記パラメータｋ情報を読み取る段階と、
   （ｂ）前記抽出されたビット数（bits）単位でビットを順次に読み取り、第１ポイント座標（ｘ_０、ｙ_０）を復号化する段階と、
   （ｃ）前記ＬＡＳｅＲ二進ストリームから以前ポイントと現在ポイントのｘ及びｙ座標の差分データの各々に対応するＥＧコードワードを読み取り、前記パラメータｋを用いて復号化し、前記復号化されたｘ及びｙ座標の差分データを前記以前ポイントの座標に合算することによって、前記現在ポイントの座標を計算する段階と、
   （ｄ）前記（ｃ）段階を前記第１ポイントを除いた残余ポイント個数だけ繰り返す段階と、を備えることを特徴とする請求項６に記載のＬＡＳｅＲ二進ストリーム復号化方法。
8. 場面記述情報（Scene Description）を示すＬＡＳｅＲポイントシーケンスを請求項１乃至５のいずれかに記載の方法により符号化することによって、符号化されたＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを生成するためのＬＡＳｅＲ場面符号化手段と、
   前記符号化されたＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームと、前記ＬＡＳｅＲ場面を構成するその他のエレメンタリストリームを多重化し、多重化されたＬＡＳｅＲ二進ストリームを生成するための多重化手段と、
   前記多重化されたＬＡＳｅＲ二進ストリームをユーザ端末に転送するための送信手段と、を備えることを特徴とするサーバー装置。
9. ＬＡＳｅＲ二進ストリームを受信するための受信手段と、
   前記受信されたＬＡＳｅＲ二進ストリームからＬＡＳｅＲ場面記述ストリームとその他のエレメンタリストリームを出力するための逆多重化手段と、
   前記逆多重化手段から出力された前記ＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを請求項６乃至７のいずれかに記載の方法により復号化することによって、個別アクセス可能な複数の復号化されたＬＡＳｅＲアクセスユニットを生成するためのＬＡＳｅＲ場面復号化手段と、
   前記逆多重化手段から出力された前記その他のエレメンタリストリームを復号化するためのその他のエレメンタリ復号化手段と、
   前記復号化されたアクセスユニットから場面ツリーを生成するための場面ツリーマネジャーと、
   前記生成された場面ツリーと前記復号化されたその他のエレメンタリストリームを用いてユーザにＬＡＳｅＲサービスを提供するためのＬＡＳｅＲレンダラー（renderer）と、を備えることを特徴とするユーザ端末装置。
10. 場面記述情報（Scene Description）を示すＬＡＳｅＲポイントシーケンスを請求項１乃至５のいずれかに記載の方法により符号化することによって、符号化されたＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを生成するためのＬＡＳｅＲ場面符号化部と、
    前記符号化されたＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームと、前記ＬＡＳｅＲ場面を構成するその他のエレメンタリストリームを多重化し、多重化されたＬＡＳｅＲ二進ストリームを生成するための多重化部と、
    前記多重化されたＬＡＳｅＲ二進ストリームを出力するための出力部と、を備えることを特徴とする符号化装置。
11. ＬＡＳｅＲ二進ストリームを入力されるための入力部と、
    前記入力されたＬＡＳｅＲ二進ストリームからＬＡＳｅＲ場面記述ストリームとその他のエレメンタリストリームを出力するための逆多重化部と、
    前記逆多重化部から出力された前記ＬＡＳｅＲ場面記述エレメンタリストリームを請求項６乃至７のいずれかに記載の方法により復号化することによって、個別アクセス可能な複数の復号化されたＬＡＳｅＲアクセスユニットを生成するためのＬＡＳｅＲ場面復号化部と、
    前記逆多重化部から出力された前記その他のエレメンタリストリームを復号化するためのその他のエレメンタリ復号化部と、
    前記復号化されたアクセスユニットから場面ツリーを生成するための場面ツリーマネジャーと、
    前記生成された場面ツリーと前記復号化されたその他のエレメンタリストリームを用いてユーザにＬＡＳｅＲサービスを提供するためのＬＡＳｅＲレンダラー（renderer）と、を備えることを特徴とする復号化装置。

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