(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024152166
(43)【公開日】2024-10-25
(54)【発明の名称】点群復号装置、点群復号方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G06T 9/40 20060101AFI20241018BHJP
【ＦＩ】
G06T9/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023066201
(22)【出願日】2023-04-14
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和５年度、総務省「３次元空間データの無線伝送に向けた高能率圧縮技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001564
【氏名又は名称】フェリシテ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】花岡 洋平
(72)【発明者】
【氏名】小森田 賢史
(72)【発明者】
【氏名】海野 恭平
(72)【発明者】
【氏名】河村 圭
(57)【要約】
【課題】Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、符号化効率を改善すること。
【解決手段】本発明に係る点群復号装置２００は、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部２０２０を備える。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係る点群復号装置２００は、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部２０２０を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
点群復号装置であって、
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
【請求項2】
前記ツリー合成部は、前記閾値を、ハードコーディングされた特定の値をとすることを特徴とする請求項１に記載の点群復号装置。
【請求項3】
前記ツリー合成部は、前記閾値を、前記半径残差を復号する際に用いる方位角ステップ数に関する閾値の値とすることを特徴とする請求項１に記載の点群復号装置。
【請求項4】
前記ツリー合成部は、前記閾値を復号器にて導出するかどうか制御するためのフラグに基づいて、前記閾値を前記復号器にて導出することを特徴とする請求項１に記載の点群復号装置。
【請求項5】
点群復号装置であって、
復号した半径残差を逆量子化するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
復号した半径残差を逆量子化するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
【請求項6】
点群復号装置であって、
予測器インデックス０番目の予測器を、親ノードとするか或いは相関予測器とするかについて選択するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
予測器インデックス０番目の予測器を、親ノードとするか或いは相関予測器とするかについて選択するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
【請求項7】
前記ツリー合成部は、
予測値の計算の完了後に、前記親ノードを前記予測器とした場合及び前記相関予測器を前記予測器とした場合のそれぞれの半径残差を計算し、
前記半径残差が小さくなる方の予測器を第１最適予測器とし、
それ以降に復号するノードにおいて参照ノードとして選択された際に、前記第１最適予測器を参照し、
前記予測器インデックスの０番目の予測器を、前記親ノードとするか或いは前記相関予測器とするかを選択することを特徴とする請求項６に記載の点群復号装置。
予測値の計算の完了後に、前記親ノードを前記予測器とした場合及び前記相関予測器を前記予測器とした場合のそれぞれの半径残差を計算し、
前記半径残差が小さくなる方の予測器を第１最適予測器とし、
それ以降に復号するノードにおいて参照ノードとして選択された際に、前記第１最適予測器を参照し、
前記予測器インデックスの０番目の予測器を、前記親ノードとするか或いは前記相関予測器とするかを選択することを特徴とする請求項６に記載の点群復号装置。
【請求項8】
点群復号装置であって、
復号済ノードで事前に最適予測器を計算しておき、前記最適予測器を参照して予測するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
復号済ノードで事前に最適予測器を計算しておき、前記最適予測器を参照して予測するツリー合成部を備えることを特徴とする点群復号装置。
【請求項9】
前記ツリー合成部は、
予測値の計算の完了後に、予測器リストに存在する予測器の中で、半径残差が最も小さくなる予測器を前記最適予測器とし、
それ以降に復号するノードにおいて参照ノードとして選択された際に、前記最適予測器を参照することを特徴とする請求項８に記載の点群復号装置。
予測値の計算の完了後に、予測器リストに存在する予測器の中で、半径残差が最も小さくなる予測器を前記最適予測器とし、
それ以降に復号するノードにおいて参照ノードとして選択された際に、前記最適予測器を参照することを特徴とする請求項８に記載の点群復号装置。
【請求項10】
点群復号方法であって、
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定する工程を有することを特徴とする点群復号方法。
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定する工程を有することを特徴とする点群復号方法。
【請求項11】
コンピュータを、点群復号装置として機能させるプログラムであって、
前記点群復号装置は、
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部を備えることを特徴とするプログラム。
前記点群復号装置は、
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部を備えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、点群復号装置、点群復号方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
非特許文献２では、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、復号した予測器インデックス及び復号した方位角ステップ数に応じて、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Ｇ-ＰＣＣ ｃｏｄｅｃ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ、ＩＳＯ/ＩＥＣ ＪＴＣ１/ＳＣ２９/ＷＧ７ Ｎ００２７１
【非特許文献2】Ｇ-ＰＣＣ ２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ ｃｏｄｅｃ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ、ＩＳＯ/ＩＥＣ ＪＴＣ１/ＳＣ２９/ＷＧ７ Ｎ００３１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、非特許文献２の方法では、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定する際、復号した方位角ステップ数が０であるか否かを１つの条件としているが、復号対象のデータシーケンスに応じた最適な条件になっていないという問題点があった。
【0005】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、符号化効率を改善することができる点群復号装置、点群復号方法及びプログラム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】
【0006】
本発明の第１の特徴は、点群復号装置であって、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部を備えることを要旨とする。
【0007】
本発明の第２の特徴は、点群復号装置であって、復号した半径残差を逆量子化するツリー合成部を備えることを要旨とする。
【0008】
本発明の第３の特徴は、点群復号装置であって、予測器インデックス０番目の予測器を、親ノードとするか或いは相関予測器とするかについて選択するツリー合成部を備えることを要旨とする。
【0009】
本発明の第４の特徴は、点群復号装置であって、復号済ノードで事前に最適予測器を計算しておき、前記最適予測器を参照して予測するツリー合成部を備えることを要旨とする。
【0010】
本発明の第５の特徴は、点群復号方法であって、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定する工程を有することを要旨とする。
【0011】
本発明の第６の特徴は、コンピュータを、点群復号装置として機能させるプログラムであって、前記点群復号装置は、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、前記判定の結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定するツリー合成部を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇのＡｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、符号化効率を改善することができる点群復号装置、点群復号方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【0015】
【0016】
図１に示すように、点群処理システム１０は、点群符号化装置１００及び点群復号装置２００を有する。
【0017】
点群符号化装置１００は、入力点群信号を符号化することによって符号化データ（ビットストリーム）を生成するように構成されている。点群復号装置２００は、ビットストリームを復号することによって出力点群信号を生成するように構成されている。
【0018】
なお、入力点群信号及び出力点群信号は、点群内の各点の位置情報と属性情報とから構成される。属性情報は、例えば、各点の色情報や反射率である。
【0019】
ここで、かかるビットストリームは、点群符号化装置１００から点群復号装置２００に対して伝送路を介して送信されてもよい。また、ビットストリームは、記憶媒体に格納された上で、点群符号化装置１００から点群復号装置２００に提供されてもよい。
【0020】
【0021】
図２に示すように、点群復号装置２００は、幾何情報復号部２０１０と、ツリー合成部２０２０と、近似表面合成部２０３０と、幾何情報再構成部２０４０と、逆座標変換部２０５０と、属性情報復号部２０６０と、逆量子化部２０７０と、ＲＡＨＴ部２０８０と、ＬｏＤ算出部２０９０と、逆リフティング部２１００と、逆色変換部２１１０と、フレームバッファ２１２０とを有する。
【0022】
幾何情報復号部２０１０は、点群符号化装置１００から出力されるビットストリームのうち、幾何情報に関するビットストリーム（幾何情報ビットストリーム）を入力とし、シンタックスを復号するように構成されている。
【0023】
復号処理は、例えば、コンテクスト適応二値算術復号処理である。ここで、例えば、シンタックスは、位置情報の復号処理を制御するための制御データ（フラグやパラメータ）を含む。
【0024】
ツリー合成部２０２０は、幾何情報復号部２０１０によって復号された制御データ及び後述するツリー内のどのノードに点群が存在するかを示すｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅを入力として、復号対象空間内のどの領域に点が存在するかというツリー情報を生成するように構成されている。
【0025】
なお、ｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅの復号処理をツリー合成部２０２０内部で行うよう構成されていてもよい。
【0026】
本処理は、復号対象空間を直方体で区切り、ｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅを参照して各直方体内に点が存在するかを判断し、点が存在する直方体を複数の直方体に分割し、ｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅを参照するという処理を再帰的に繰り返すことで、ツリー情報を生成することができる。
【0027】
ここで、かかるｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅの復号に際して、後述するインター予測を用いてもよい。
【0028】
本実施形態では、上述の直方体を常に立方体として８分木分割を再帰的に行う「Ｏｃｔｒｅｅ」と呼ばれる手法、及び、８分木分割に加え、４分木分割及び２分木分割を行う「ＱｔＢｔ」と呼ばれる手法を使用することができる。ＱｔＢｔ」を使用するか否かは、制御データとして点群符号化装置１００側から伝送される。
【0029】
或いは、制御データによってＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇを使用するように指定された場合、ツリー合成部２０２０は、点群符号化装置１００において決定した任意のツリー構成に基づいて各点の座標を復号するように構成されている。
【0030】
近似表面合成部２０３０は、ツリー合成部２０２０によって生成されたツリー情報を用いて近似表面情報を生成し、かかる近似表面情報に基づいて点群を復号するように構成されている。
【0031】
近似表面情報は、例えば、物体の３次元点群データを復号する際等において、点群が物体表面に密に分布しているような場合に、個々の点群を復号するのではなく、点群の存在領域を小さな平面で近似して表現したものである。
【0032】
具体的には、近似表面合成部２０３０は、例えば、「Ｔｒｉｓｏｕｐ」と呼ばれる手法で、近似表面情報を生成し、点群を復号することができる。「Ｔｒｉｓｏｕｐ」の具体的な処理例については後述する。また、Ｌｉｄａｒ等で取得した疎な点群を復号する場合は、本処理を省略することができる。
【0033】
幾何情報再構成部２０４０は、ツリー合成部２０２０によって生成されたツリー情報及び近似表面合成部２０３０によって生成された近似表面情報を元に、復号対象の点群データの各点の幾何情報（復号処理が仮定している座標系における位置情報）を再構成するように構成されている。
【0034】
逆座標変換部２０５０は、幾何情報再構成部２０４０によって再構成された幾何情報を入力として、復号処理が仮定している座標系から、出力点群信号の座標系に変換を行い、位置情報を出力するように構成されている。
【0035】
フレームバッファ２１２０は、幾何情報再構成部２０４０によって再構成された幾何情報を入力として、参照フレームとして保存するように構成されている。保存した参照フレームは、ツリー合成部２０２０において時間的に異なるフレームのインター予測を行う場合に、フレームバッファ２１３０から読み出されて参照フレームとして使用される。
【0036】
ここで、各フレームに対してどの時刻の参照フレームを用いるかどうかは、例えば、点群符号化装置１００からビットストリームとして伝送されてくる制御データに基づいて決定されてもよい。
【0037】
属性情報復号部２０６０は、点群符号化装置１００から出力されるビットストリームのうち、属性情報に関するビットストリーム（属性情報ビットストリーム）を入力とし、シンタックスを復号するように構成されている。
【0038】
復号処理は、例えば、コンテクスト適応二値算術復号処理である。ここで、例えば、シンタックスは、属性情報の復号処理を制御するための制御データ（フラグ及びパラメータ）を含む。
【0039】
また、属性情報復号部２０６０は、復号したシンタックスから、量子化済み残差情報を復号するように構成されている。
【0040】
逆量子化部２０７０は、属性情報復号部２０６０によって復号された量子化済み残差情報と、属性情報復号部２０６０によって復号された制御データの一つである量子化パラメータとを元に、逆量子化処理を行い、逆量子化済み残差情報を生成するように構成されている。
【0041】
逆量子化済み残差情報は、復号対象の点群の特徴に応じて、ＲＡＨＴ部２０８０及びＬｏＤ算出部２０９０のいずれかに出力される。いずれに出力されるかは、属性情報復号部２０６０によって復号される制御データによって指定される。
【0042】
ＲＡＨＴ部２０８０は、逆量子化部２０７０によって生成された逆量子化済み残差情報及び幾何情報再構成部２０４０によって生成された幾何情報を入力とし、ＲＡＨＴ（Ｒｅｇｉｏｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれるＨａａｒ変換（復号処理においては、逆Ｈａａｒ変換）の一種を用いて、各点の属性情報を復号するように構成されている。ＲＡＨＴの具体的な処理としては、例えば、非特許文献１に記載の方法を用いることができる。
【0043】
ＬｏＤ算出部２０９０は、幾何情報再構成部２０４０によって生成された幾何情報を入力とし、ＬｏＤ（Ｌｅｖｅｌ ｏｆ Ｄｅｔａｉｌ）を生成するように構成されている。
【0044】
ＬｏＤは、ある点の属性情報から、他のある点の属性情報を予測し、予測残差を符号化或いは復号するといった予測符号化を実現するための参照関係（参照する点及び参照される点）を定義するための情報である。
【0045】
言い換えると、ＬｏＤは、幾何情報に含まれる各点を複数のレベルに分類し、下位のレベルに属する点については上位のレベルに属する点の属性情報を用いて属性を符号化或いは復号するといった階層構造を定義した情報である。
【0046】
ＬｏＤの具体的な決定方法としては、例えば、上述の非特許文献１に記載の方法を用いてもよい。
【0047】
逆リフティング部２１００は、ＬｏＤ算出部２０９０によって生成されたＬｏＤ及び逆量子化部２０７０によって生成された逆量子化済み残差情報を用いて、ＬｏＤで規定した階層構造に基づいて各点の属性情報を復号するように構成されている。逆リフティングの具体的な処理としては、例えば、上述の非特許文献１に記載の方法を用いることができる。
【0048】
逆色変換部２１１０は、復号対象の属性情報が色情報であり且つ点群符号化装置１００側で色変換が行われていた場合に、ＲＡＨＴ部２０８０又は逆リフティング部２１００から出力される属性情報に逆色変換処理を行うように構成されている。かかる逆色変換処理の実行の有無については、属性情報復号部２０６０によって復号された制御データによって決定される。
【0049】
点群復号装置２００は、以上の処理により、点群内の各点の属性情報を復号して出力するように構成されている。
【0050】
【0051】
図３は、幾何情報復号部２０１０で受信する符号化データ（ビットストリーム）の構成の一例である。
【0052】
第１に、ビットストリームは、ＧＰＳ２０１１を含んでいてもよい。ＧＰＳ２０１１は、ジオメトリパラメータセットとも呼ばれ、幾何情報の復号に関する制御データの集合である。具体例については後述する。各ＧＰＳ２０１１は、複数のＧＰＳ２０１１が存在する場合に個々を識別するためのＧＰＳ ｉｄ情報を少なくとも含む。
【0053】
第２に、ビットストリームは、ＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂを含んでいてもよい。ＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂは、ジオメトリスライスヘッダ或いはジオメトリデータユニットヘッダとも呼ばれ、後述するスライスに対応する制御データの集合である。以降では、スライスという呼称を用いて説明するが、スライスをデータユニットと読み替えることもできる。具体例については後述する。ＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂは、各ＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂに対応するＧＰＳ２０１１を指定するためのＧＰＳ ｉｄ情報を少なくとも含む。
【0054】
第３に、ビットストリームは、ＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂの次に、スライスデータ２０１３Ａ/２０１３Ｂを含んでいてもよい。スライスデータ２０１３Ａ/２０１３Ｂには、幾何情報を符号化したデータが含まれている。
【0055】
以上のように、ビットストリームは、各スライスデータ２０１３Ａ/２０１３Ｂに、１つずつＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂ及びＧＰＳ２０１１が対応する構成となる。
【0056】
上述のように、ＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂにて、どのＧＰＳ２０１１を参照するかをＧＰＳ ｉｄ情報で指定するため、複数のスライスデータ２０１３Ａ/２０１３Ｂに対して共通のＧＰＳ２０１１を用いることができる。
【0057】
言い換えると、ＧＰＳ２０１１は、スライスごとに必ずしも伝送する必要がない。例えば、図３のように、ＧＳＨ２０１２Ｂ及びスライスデータ２０１３Ｂの直前では、ＧＰＳ２０１１を符号化しないようなビットストリームの構成とすることもできる。
【0058】
なお、図３の構成は、あくまで一例である。各スライスデータ２０１３Ａ/２０１３Ｂに、ＧＳＨ２０１２Ａ/２０１２Ｂ及びＧＰＳ２０１１が対応する構成となっていれば、ビットストリームの構成要素として、上述以外の要素が追加されてもよい。
【0059】
例えば、図３に示すように、ビットストリームは、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）２００１を含んでいてもよい。また、同様に、伝送に際して、図３と異なる構成に整形されてもよい。更に、後述する属性情報復号部２０６０で復号されるビットストリームと合成して単一のビットストリームとして伝送されてもよい。
【0060】
図４は、ＧＰＳ２０１１のシンタックス構成の一例である。
【0061】
なお、以下で説明するシンタックス名は、あくまで一例である。以下で説明したシンタックスの機能が同様であれば、シンタックス名は異なっていても差し支えない。
【0062】
ＧＰＳ２０１１は、各ＧＰＳ２０１１を識別するためのＧＰＳ ｉｄ情報（ｇｐｓ_ｇｅｏｍ_ｐａｒａｍｅｔｅｒ_ｓｅｔ_ｉｄ）を含んでもよい。
【0063】
なお、図４のＤｅｓｃｒｉｐｔｏｒ欄は、各シンタックスが、どのように符号化されているかを意味している。ｕｅ（ｖ）は、符号無し０次指数ゴロム符号であることを意味し、ｕ（１）は、１ビットのフラグであることを意味する。
【0064】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０でツリータイプを制御するためのフラグ（ｇｅｏｍ_ｔｒｅｅ_ｔｙｐｅ）を含んでもよい。
【0065】
例えば、ｇｅｏｍ_ｔｒｅｅ_ｔｙｐｅの値が「１」の場合は、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇを使用すると定義し、ｇｅｏｍ_ｔｒｅｅ_ｔｙｐｅの値が「０」の場合は、Ｏｃｔｒｅｅを使用するように定義されていてもよい。
【0066】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモードとして処理を行うかどうかを制御するためのフラグ（ｇｅｏｍ_ａｎｇｕｌａｒ_ｅｎａｂｌｅｄ）を含んでもよい。
【0067】
例えば、ｇｅｏｍ_ａｎｇｕｌａｒ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「１」の場合は、ＡｎｇｕｌａｒモードとしてＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇの処理を行うと定義し、ｇｅｏｍ_ａｎｇｕｌａｒ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「０」の場合は、ＡｎｇｕｌａｒモードとしてＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇの処理を行わないように定義されていてもよい。
【0068】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモードにおいて、適応的方位角量子化モードであるかどうかを制御するためのフラグ（ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄ）を含んでもよい。適応的方位角量子化モードとは、半径に応じた適応的な方位角の量子化を行うモードである。
【0069】
例えば、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「１」の場合は、半径に応じた適応的な方位角の量子化を行うと定義し、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「０」の場合は、半径に応じた適応的な方位角の量子化を行わないと定義されていてもとい。
【0070】
また、Ａｎｇｕｌａｒモードにおける予測器の計算（選択）において、予測器リストを使うかどうか制御するためのフラグとして用いてもよい。本実施形態では、予測器は、線形予測器を含む概念であるものとする。
【0071】
例えば、ｐｔｒｅｅ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「１」の場合は、かかる予測器の計算において、予測器リストを使うと定義し、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「０」の場合は、かかる予測器の計算において、予測器リストを使わないと定義されていてもよい。
【0072】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモードにおいて、方位角の予測値の計算するために利用するためのレーザーの回転速度に関する値（ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｔｅｐ_ｍｉｎｕｓ１）を含んでもよい。
【0073】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、半径残差を復号する際に用いる方位角ステップ数に関する閾値（ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を含んでもよい。
【0074】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、半径残差を復号する際に用いる方位角ステップ数に関する２つ目の閾値（ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ２）を含んでもよい。
【0075】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、方位角ステップ数に関する閾値を復号器にて導出するかどうか制御するためのフラグ（ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ_ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ_ｅｎａｂｌｅｄ）を含んでもよい。
【0076】
例えば、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ_ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「１」の場合は、かかる閾値を復号器にて導出すると定義し、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ_ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ_ｅｎａｂｌｅｄの値が「０」の場合は、かかる閾値を復号器にて導出しないと定義されていてもよい。
【0077】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、親ノード等の複数の復号済ノードの相関を使った相関予測器を用いるかどうかを制御するためのフラグ（ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒｅｌａｔｉｏｎ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇ）を含んでもよい。
【0078】
例えば、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇの値が「１」の場合は、かかる相関予測器を用いると定義し、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇの値が「０」の場合は、かかる相関予測器を用いないように定義されていてもよい。
【0079】
ＧＰＳ２０１１は、ツリー合成部２０２０で、Ａｎｇｕｌａｒモード且つ適応的方位角量子化モードにおいて、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成して予測を行うか否かを制御するためのフラグ（ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ_ｏｐｔｉｍａｌ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇ）を含んでもよい。
【0080】
例えば、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇの値が「１」の場合は、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成すると定義し、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ_ｏｐｔｉｍａｌ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇの値が「０」の場合は、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成しないと定義されていてもよい。
（ツリー合成部２０２０）
以下、図５～図１３を用いてツリー合成部２０２０の動作の一例について説明する。
（ツリー合成部２０２０）
以下、図５～図１３を用いてツリー合成部２０２０の動作の一例について説明する。
【0081】
図５は、ツリー合成部２０２０における処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下では「Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇ」を使用してツリーを合成する場合の例について説明する。
【0082】
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇは、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｔｒｅｅとも呼ばれている。Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇは、点群符号化装置１００側で決めた任意の木構造に基づいて予測した位置情報及び当該点群データの位置情報の残差を復号し、両者を加算することで当該点群データの位置情報を復号する手段である。
【0083】
図５に示すように、ステップＳ５０１において、ツリー合成部２０２０は、当該スライス内に含まれる全ての点群データの位置情報の復号が完了したかどうかを判定する。
【0084】
この処理は、例えば、ＧＳＨに当該スライスに含まれる点群データ数を示す情報を伝送しておき、この点群データ数と既に処理したデータ数とを比較することで、全ての点の処理が完了したか否かを判定することができる。
【0085】
全ての点群データの位置情報の復号が完了した場合は、本動作は、ステップＳ５１３へ進み、処理を終了する。全ての点群データの位置情報の復号が完了していない場合は、本動作は、ステップＳ５０２へ進む。
【0086】
ステップＳ５０２において、ツリー合成部２０２０は、点群データの復号対象ノード（処理対象ノード）の親ノードを設定する。
【0087】
例えば、ツリー合成部２０２０は、各ノードの子ノードの数を復号し、各ノードにおいて当該子ノード数の分だけノードのインデックスを格納しておく。
【0088】
そして、ツリー合成部２０２０は、あるノードの後に復号対象ノードの処理を行う場合、当該ノードのインデックスの配列を参照し、かかる配列の末尾に格納されているインデックスを１つ取得し、取得したインデックスのノードを、かかる復号対象ノードの親ノードに設定してもよい。
【0089】
かかる親ノードの設定が完了した後、本動作は、ステップＳ５０３へ進む。
【0090】
ステップＳ５０３において、ツリー合成部２０２０は、Ａｎｇｕｌａｒモードで処理を行うかを判定する。
【0091】
例えば、ツリー合成部２０２０は、上述のｇｅｏｍ_ａｎｇｕｌａｒ_ｅｎａｂｌｅｄの値を参照して、Ａｎｇｕｌａｒモードで処理を行うかを判定することができる。
【0092】
Ａｎｇｕｌａｒモードで処理を行う場合は、本動作は、ステップＳ５０４へ進み、Ａｎｇｕｌａｒモードで処理を行わない場合は、本動作は、ステップＳ５１０へ進む。
【0093】
ステップＳ５０４において、ツリー合成部２０２０は、予測器情報及び球面座標残差の復号を行う。ここで、球面座標残差は、半径や方位角やレーザーＩＤの残差を示す。かかる復号が完了したら、本動作は、ステップＳ５０５へ進む。
【0094】
ステップＳ５０５において、ツリー合成部２０２０は、予測器情報に基づいて、位置情報の予測を行う。ここで、予測器情報は、予測器インデックス又は予測モードである。
【0095】
ツリー合成部２０２０は、かかる処理では、最初に、予測に用いる予測器の種類を決定する。
【0096】
例えば、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値に基づいて、適応的方位角量子化モードで処理を行うか否かを判定し、かかる判定結果に基づいて、利用する予測器の種類を決定してもよい。
【0097】
ツリー合成部２０２０は、例えば、適応的方位角量子化モードでよりを行う場合、復号した予測器モードに基づいて、木構造を用いて計算される複数の予測器の中から、利用する予測器の種類を選択してもよい。
【0098】
例えば、ツリー合成部２０２０は、適応的方位角量子化モードの場合、木構造を用いて計算される複数の予測器の中から、復号した予測モードに基づき利用する予測器を選択するものであってもよい。
【0099】
或いは、ツリー合成部２０２０は、適応的方位角量子化モードで処理を行う場合、復号済みノードの位置情報を予測器としてリストに保持しておき、復号した予測器インデックスに割り当てられている予測器を当該リストから参照し、利用する予測器の種類として選択してもよい。
【0100】
ツリー合成部２０２０は、予測器の種類が決定したら、かかる予測器を位置情報の予測値とする。具体的な処理の例については、後述する。
【0101】
かかる位置情報の予測が完了した後、本動作は、ステップＳ５０６へと進む。
【0102】
ステップＳ５０６において、ツリー合成部２０２０は、球面座標の再構成を行う。ツリー合成部２０２０は、かかる処理では、復号した球面座標残差と予測器とを加算することで、球面座標を再構成する。
【0103】
かかる再構成が完了した後、本動作は、ステップＳ５０７へと進む。
【0104】
ステップＳ５０７において、ツリー合成部２０２０は、直交整数座標の再構成を行う。ツリー合成部２０２０は、かかる処理では、再構成した球面座標に基づいて、球面座標の直交整数座標への変換を行うことができる。具体的な方法としては、例えば、非特許文献１に記載の手法で実現できる。
【0105】
かかる直交整数座標の再構成が完了した後、本動作は、ステップＳ５０８へ進む。
【0106】
ステップＳ５０８において、ツリー合成部２０２０は、直交整数座標残差の復号を行う。
【0107】
直交整数座標残差の復号が完了した後、本動作は、ステップＳ５０９へと進む。
【0108】
ステップＳ５０９において、ツリー合成部２０２０は、元座標の再構成を行う。ツリー合成部２０２０は、かかる処理では、復号した直交整数座標残差と再構成した直交整数座標とを加算することで、元座標の再構成を行う。
【0109】
かかる元座標の再構成が完了した後、本動作は、ステップＳ５０１へと戻る。
【0110】
ステップＳ５１０において、ツリー合成部２０２０は、位置情報の予測を行う。具体的には、ツリー合成部２０２０は、予測器を選択し、かかる予測器を位置情報の予測値とする。
【0111】
例えば、ツリー合成部２０２０は、木構造に基づき計算される複数の予測器の中から、復号した予測器モードに基づき予測器を選択してもよい。
【0112】
かかる位置情報の予測が完了した後、本動作は、ステップＳ５１１へと進む。
【0113】
ステップＳ５１１において、ツリー合成部２０２０は、直交整数座標残差の復号を行う。
【0114】
直交整数座標残差の復号が完了した後、本動作は、ステップＳ５１２へと進む。
【0115】
ステップＳ５１２において、ツリー合成部２０２０は、元座標の再構成を行う。ツリー合成部２０２０は、かかる処理では、ステップＳ５１１で復号した直交整数座標の残差とステップＳ５１０で予測した位置情報とを加算することで、元座標を再構成する。
【0116】
かかる元座標の再構成が完了した後、本動作は、ステップＳ５０１へと戻る。
【0117】
図６は、ステップＳ５０４における予測器情報及び球面座標残差の復号処理の一例を示すフローチャートである。
【0118】
図６に示すように、ステップＳ６０１において、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値に基づいて、適応的方位角量子化モードであるか否かを判定する。
【0119】
適応的方位角量子化モードである場合、本動作は、ステップＳ６０２へ進む。一方、適応的方位角量子化モードではない場合、本動作は、ステップＳ６０３へ進む。
【0120】
ステップＳ６０２において、ツリー合成部２０２０は、予測器インデックスを復号する。予測器インデックスの復号が完了後、本動作は、ステップＳ６０４へ進む。
【0121】
ステップＳ６０３において、ツリー合成部２０２０は、予測モードを復号する。予測モードの復号が完了後、本動作は、ステップＳ６０４へ進む。
【0122】
ステップＳ６０４において、ツリー合成部２０２０は、方位角ステップ数の復号を行う。方位角ステップ数の復号が完了後、本動作は、ステップＳ６０５へ進む。
【0123】
ステップＳ６０５において、ツリー合成部２０２０は、球面座標残差を復号する。復号が完了後、本動作は、ステップＳ６０６へ進み、処理を終了する。
【0124】
図７は、ステップＳ６０４における球面座標残差の復号処理の一例を示すフローチャートである。
【0125】
図７に示すように、ステップＳ７０１において、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値に基づいて、適応的方位角量子化モードであるか否かを判定する。
【0126】
適応的方位角量子化モードである場合、本動作は、ステップＳ７０２へ進む。一方、適応的方位角量子化モードではない場合、本動作は、ステップＳ７０４へ進む。
【0127】
ステップＳ７０２において、ツリー合成部２０２０は、半径残差の復号を行う。半径残差の復号が完了後、本動作は、ステップＳ７０３へ進む。
【0128】
ステップＳ７０３において、ツリー合成部２０２０は、方位角残差の復号を行う。方位角残差の復号が完了後、本動作は、ステップＳ７０６へ進む。
【0129】
ステップＳ７０４において、ツリー合成部２０２０は、半径残差の復号を行う。半径残差の復号が完了後、本動作は、ステップＳ７０５へ進む。
【0130】
ステップＳ７０５において、ツリー合成部２０２０は、方位角残差の復号を行う。方位角残差の復号が完了後、本動作は、ステップＳ７０６へ進む。
【0131】
ステップＳ７０６において、ツリー合成部２０２０は、レーザーＩＤ残差の復号を行う。レーザーＩＤ残差の復号が完了後、本動作は、ステップＳ７０７へ進み、処理を終了する。
【0132】
図８は、ステップＳ７０２における半径残差の復号処理の一例を示すフローチャートである。
【0133】
図８に示すように、ステップＳ８０１において、ツリー合成部２０２０は、コンテクストを決定する。
【0134】
例えば、ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックス及び復号した方位角ステップ数を用いて、以下のように、方位角ステップ数に関する閾値を１つ用いて、４つのコンテクストインデックスｃｔｘＩｄｘの中から、条件に当てはまるコンテクストインデックスを１つ選び、かかるコンテクストインデックスに基づいて、コンテクストを決定してもよい。
【0135】
【数1】
【0136】
ツリー合成部２０２０は、閾値ｘとして、ハードコーディングされた特定の値を用いてもよい。例えば、ツリー合成部２０２０は、閾値ｘとして、０等の特定の値をハードコーディングして用いてもよい。
【0137】
若しくは、ツリー合成部２０２０は、閾値ｘとして、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの値を用いてもよい。
【0138】
若しくは、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ_ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ_ｅｎａｂｌｅｄの値を参照し、かかる閾値ｘを復号器にて導出すると判定した場合、ＧＰＳ２０１１が保持するシンタックスを用いて閾値ｘを導出してもよい。
【0139】
例えば、ツリー合成部２０２０は、方位角の予測値の計算するために利用するためのレーザーの回転速度に関する値であるｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｔｅｐ_ｍｉｎｕｓ１の値に基づいて、閾値ｘを導出してもよい。
【0140】
例えば、ツリー合成部２０２０は、以下のように、閾値ｘを計算してもよい。
【0141】
【数2】
【0142】
例えば、ツリー合成部２０２０は、方位角ステップ数に関する閾値を２つ用いて、以下に示す条件により、コンテクストインデックスを選択してもよい。
【0143】
【数3】
【0144】
例えば、ツリー合成部２０２０は、閾値ｙとして、０のような特定の値を用いてもよい。
【0145】
若しくは、ツリー合成部２０２０は、閾値ｙとして、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ２の値を用いてもよい。
【0146】
例えば、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒａｄｉｕｓ_ｒｅｓｉｄｕａｌ_ｃｏｒｄｉｎｇ_ｃｏｎｔｅｘｔ_ｑｐｈｉ_ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ_ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ_ｅｎａｂｌｅｄの値を参照し、閾値ｙを復号器にて導出すると判定した場合、ＧＰＳ２０１１が保持するシンタックスを用いて閾値ｙを導出してもよい。
【0147】
以上のように、ツリー合成部２０２０は、方位角ステップ数に関する閾値及び復号した方位角ステップ数による判定を行い、かかる判定結果に基づき、半径残差の復号に利用するコンテクストを決定してもよい。このような構成とすることで、半径残差の符号量を削減することができる。
【0148】
コンテクストが決定したら、本動作は、ステップＳ８０２へ進む。
【0149】
ステップＳ８０２において、ツリー合成部２０２０は、半径残差を復号する。
【0150】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、ステップＳ８０１で決定したコンテクストに基づいて、コンテクスト適応二値算術復号処理を行う。
【0151】
さらに、この処理では、ツリー合成部２０２０は、復号した半径残差を逆量子化してもよい。
【0152】
ここで、ツリー合成部２０２０は、全ての復号対象ノードに対して、一様の値で逆量子化してもよいし、非一様の値で逆量子化してもよい。
【0153】
例えば、ツリー合成部２０２０は、復号した半径残差の大きさに応じて、全ての復号対象ノードに対して非一様の値で逆量子化してもよい。
【0154】
さらに、例えば、ツリー合成部２０２０は、全ての復号対象ノードに対して、半径残差の大きさに応じて線形に変化させた値で逆量子化してもよいし、指数関数で逆量子化してもよい。
【0155】
以上のように、ツリー合成部２０２０は、半径残差を逆量子化する構成としてもよい。このような構成とすることで、半径残差の符号量を削減することができる。
【0156】
図９は、ステップＳ５０５における位置情報の予測の処理の一例を示すフローチャートである。
【0157】
図９に示すように、ステップＳ９０１において、ツリー合成部２０２０は、予測器の計算に予測器リストを使うかどうかを判定する。
【0158】
例えば、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値に基づいて、適応的方位角量子化モードであるか否かを判定し、予測器の計算に用いる予測器の種類を決定してもよい。
【0159】
予測器リストを使う場合は、本動作は、ステップＳ９０２へ進み、予測器リストを使わない場合は、本動作は、ステップＳ９０３へ進む。
【0160】
ステップＳ９０２において、ツリー合成部２０２０は、予測器リストを使って予測器を計算し、位置情報の予測を行う。
【0161】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、予測器リストとして保持している復号済ノードの位置情報の中から、前記復号した予測器インデックスに該当するものをリストから取得してもよい。
【0162】
若しくは、ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックスに基づき、親ノードの位置情報を予測器として利用してもよい。
【0163】
ツリー合成部２０２０は、予測器が決定したら、その予測器を用いて位置情報の予測値を計算する。予測値計算の具体的な処理の例は、後述する。
【0164】
位置情報の予測が完了後、本動作は、ステップＳ９０４へ進み、処理を終了する。
【0165】
ステップＳ９０３において、ツリー合成部２０２０は、木構造を用いて計算される複数の予測器の中から、復号した予測器モードに基づき利用する予測器を選択し、その予測器を位置情報の予測値とする。
【0166】
例えば、ツリー合成部２０２０は、予測しないモード、親ノードのみに基づき予測するモード、親ノードとその親ノードに基づき予測するモード、親ノードの親ノードとその親ノードに基づき予測するモードの中から、復号した予測器モードに基づき利用するモードを選択するものであってもよい。
【0167】
具体的には、例えば、ツリー合成部２０２０は、非特許文献１に記載の手法で実現できる。
【0168】
位置情報の予測が完了後、本動作は、ステップＳ９０４へ進み、処理を終了する。
【0169】
図１０は、ステップＳ９０２における予測器リストによる予測器の生成及び予測値の計算処理の一例を示すフローチャートである。
【0170】
図１０に示すように、ステップＳ１００１において、ツリー合成部２０２０は、相関予測器を使うかどうかを判定する。相関予測器とは、親ノード等の復号済ノードの相関を使って生成する予測器である。
【0171】
例えば、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒｅｌａｔｉｏｎ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇを参照して、相関予測器を使うかどうかを判定することができる。
【0172】
相関予測器を使う場合は、本動作は、ステップＳ１００２へ進み、相関予測器を使わない場合は、本動作は、ステップＳ１００３へ進む。
【0173】
ステップＳ１００２において、ツリー合成部２０２０は、相関予測器を利用する予測を行う。
【0174】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックスに基づき、相関予測器又は相関予測器以外の予測器を生成し、復号対象ノードの位置情報を予測する。具体的には、後述する。
【0175】
かかる予測が完了したら、本動作は、ステップＳ１００４へ進み、処理を終了する。
【0176】
ステップＳ１００３において、ツリー合成部２０２０は、相関予測器以外の予測器を利用する予測を行う。
【0177】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックスに基づき、相関予測器以外の予測器を生成し、復号対象ノードの位置情報を予測する。
【0178】
かかる予測が完了したら、本動作は、ステップＳ１００４へ進み、処理を終了する。
【0179】
図１１は、ステップＳ１００２における相関予測器を含む予測処理の一例を示すフローチャートである。
【0180】
図１１に示すように、ステップＳ１１０１において、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの第１最適予測器を取得する。
【0181】
ここで、参照ノードは、既に復号済のノードであって、復号対象ノードが利用する予測器を決定するために利用されるノードである。ツリー合成部２０２０は、後述のステップＳ１１０５において、参照ノードにおいて、位置情報を復号した後に、親ノードを予測器とした場合及び相関予測器を予測器とした場合のそれぞれの半径残差を計算する。
【0182】
また、第１最適予測器は、後述するように、復号対象ノードの予測器インデックスが０だった場合に使われる予測器であり、計算された半径残差のうち、より半径残差が小さくなるときの予測器である。
【0183】
すなわち、ツリー合成部２０２０は、参照ノードにおいて位置情報を復号した後に、親ノード及び相関予測器のどちらを予測器とした方が半径残差が小さくなるかについて計算し、より半径残差が小さくなる方の予測器を第１最適予測器とする。
【0184】
ここで、ツリー合成部２０２０は、ステップＳ１１０２において選択される復号対象ノードの予測器インデックスが０だった場合に、親ノードを予測器とするか相関予測器を予測器とするかの判定に、参照ノードの第１最適予測器を使用する。
【0185】
例えば、参照ノードの第１最適予測器が親ノードの場合、復号対象ノードの予測器インデックス０は、親ノードとなり、参照ノードの第１最適予測器が相関予測器の場合、復号対象ノードの予測器インデックス０は、相関予測器となる。
【0186】
ツリー合成部２０２０は、例えば、復号対象ノードのレーザーＩＤの直前に処理したレーザーＩＤの中から、復号対象ノードの直前に復号したノードの方位角以上の方位角を持つノードのうち、最小の方位角を持つノードを、参照ノードとしてもよい。
【0187】
また、ツリー合成部２０２０は、復号対象ノードのレーザーＩＤの直前に処理したレーザーＩＤが存在しない場合は、復号対象ノードの直前に復号したノードを、参照ノードとしてもよい。
【0188】
また、ツリー合成部２０２０は、復号対象ノードが各レーザーの先頭ノードの場合は、復号対象ノードの直前に復号したノードを、参照ノードとしてもよい。
【0189】
参照ノードの選択が完了後、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの第１最適予測器を取得する。
【0190】
参照ノードの第１最適予測器の取得が完了後、本動作は、ステップＳ１１０２へ進む。
【0191】
ステップＳ１１０２において、ツリー合成部２０２０は、予測器を選択する。ここで、ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックスが０の場合、取得した参照ノードの第１最適予測器に応じた予測器を選択する。
【0192】
例えば、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの第１最適予測器が親ノードの場合、親ノードを予測器とし、参照ノードの第１最適予測器が相関予測器の場合、相関予測器を予測器とする。
【0193】
例えば、相関予測器は、親ノード及び親ノードの親ノードの相関に基づいて生成される線形予測器であってもよい。
【0194】
ツリー合成部２０２０は、線形予測器Ｐ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ）＝（ｒ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ），φ（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ））について、親ノードの位置情報Ｐ_０＝（ｒ_０，φ_０）及び親ノードの親ノードの位置情報Ｐ_１＝（ｒ_０，φ_１）を用いて、Ｐ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ）＝Ｐ_０＋（Ｐ_０－Ｐ_１）と計算してもよい。
【0195】
ここで、ｒは、半径を示し、φは、方位角を示す。
【0196】
或いは、ツリー合成部２０２０は、線形予測器Ｐ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ）＝（ｒ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ），φ（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ））のうち、半径ｒ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ）のみについて、ｒ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ）＝ｒ_０＋（ｒ_０－ｒ_１）と計算し、方位角φ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ）については、φ_（ｐｒｅｄ_ｌｉｎｅａｒ）＝φ_０としてもよい。
【0197】
ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックスが０以外の場合、予測器リストとして保持している復号済ノードの位置情報の中から、復号した予測器インデックスに該当するものをリストから取得する。
【0198】
予測器の選択が完了後、本動作は、ステップ１１０３へ進む。
【0199】
ステップＳ１１０３において、ツリー合成部２０２０は、予測値の計算を行う。具体的には、ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックスに該当する予測器を、予測器リストから取得し、取得した予測器を元に、かかる予測値を計算する。
【0200】
予測器には、既に復号済ノードの方位角及び半径が含まれ、ツリー合成部２０２０は、これらに親ノードの復号済レーザーＩＤを加えた情報に基づいて、例えば、非特許文献２に記載の手法で、予測器の計算が実現できる。
【0201】
予測値の計算が完了後、本動作は、ステップＳ１１０４へ進む。
【0202】
ステップＳ１１０４において、ツリー合成部２０２０は、予測器リストの更新を行う。かかる予測器リストには、復号済の半径と方位角が、予測器として格納されている。
【0203】
具体的には、ツリー合成部２０２０は、今回復号した半径及び方位角を予測器リストのインデックス０番目に格納することで、予測器リストの更新を行う。
【0204】
若しくは、ツリー合成部２０２０は、復号した予測モードが線形予測器であった場合、予測に用いた線形予測器をインデックス０番目に格納してもよい。
【0205】
例えば、インデックス１番目以降の更新については、非特許文献２に記載の手法で実現できる。
【0206】
予測器リストの更新が完了後、本動作は、ステップＳ１１０５へ進む。
【0207】
ステップＳ１１０５において、ツリー合成部２０２０は、第１最適予測器を計算する。
【0208】
ここで、計算された第１最適予測器は、復号対象ノード以降のノードの復号において、復号対象ノードが参照ノードとして選択された際に、参照される。
【0209】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、復号対象ノードにおいて、親ノードを予測器とした場合及び相関予測器を予測器とした場合のそれぞれの半径残差を計算し、本来はどちらの予測器を選択していた方が、半径残差が小さくなっていたのかを計算し、半径残差が小さくなる方の予測器を第１最適予測器とする。
【0210】
具体的には、ツリー合成部２０２０は、復号対象ノードにおいて復号した半径と親ノードの半径の差分と、復号対象ノードにおいて復号した半径と相関予測器の半径の差分を比較し、親ノードとの差分の方が小さい場合は、親ノードを第１最適予測器とし、相関予測器との差分の方が小さい場合は、相関予測器を第１最適予測器とする。
【0211】
第１最適予測器の計算が完了後、本動作は、ステップＳ１１０６へ進み、処理を終了する。
【0212】
以上のように、ツリー合成部２０２０は、予測器インデックス０番目の予測器を、親ノードとするか相関予測器とするかについて選択する構成としてもよい。このような構成とすることで、予測器インデックス０番目を、より最適な予測器で割り当てることができ、符号化効率を改善することができる。
【0213】
図１２は、ステップＳ５０４における予測器情報及び球面座標残差の復号処理の一例を示すフローチャートである。
【0214】
図１２に示すように、ステップＳ１２０１において、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値に基づいて、適応的方位角量子化モードであるか否かを判定する。
【0215】
適応的方位角量子化モードである場合、本動作は、ステップＳ１２０２へ進む。一方、適応的方位角量子化モードではない場合、本動作は、ステップＳ１２０３へ進む。
【0216】
ステップＳ１２０２において、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成して予測を行うか否かを判定する。
【0217】
例えば、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ_ｏｐｔｉｍａｌ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇの値に基づいて、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成して予測を行うか否かを判定してもよい。
【0218】
参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成する場合は、本動作は、ステップＳ１２０５へ進み、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成しない場合は、本動作は、ステップＳ１２０４へ進む。
【0219】
ステップＳ１２０３において、ツリー合成部２０２０は、予測モードを復号する。予測モードの復号が完了後、本動作は、ステップＳ６０４へ進む。
【0220】
ステップＳ１２０４において、ツリー合成部２０２０は、予測器インデックスを復号する。予測器インデックスの復号が完了後、本動作は、ステップＳ１２０５へ進む。
【0221】
ステップＳ１２０５において、ツリー合成部２０２０は、方位角ステップ数の復号を行う。方位角ステップ数の復号が完了後、本動作は、ステップＳ１２０６へ進む。
【0222】
ステップＳ１２０６において、ツリー合成部２０２０は、球面座標残差を復号する。
【0223】
なお、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ_ｏｐｔｉｍａｌ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇの値に基づいて、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成しないと判定した場合、半径残差の復号では、方位角ステップ数のみを条件としてコンテクストを選択する。
【0224】
復号が完了後、本動作は、ステップＳ１２０７へ進み、処理を終了する。
【0225】
図１３は、ステップＳ５０５における位置情報の予測の一例を示すフローチャートである。
【0226】
図１３に示すように、ステップＳ１３０１において、ツリー合成部２０２０は、予測器の計算に予測器リストを使うかどうかを判定する。
【0227】
例えば、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ａｚｉｍｕｔｈ_ｓｃａｌｉｎｇ_ｅｎａｂｌｅｄの値に基づいて、適応的方位角量子化モードであるか否かを判定し、予測器の計算に用いる予測器の種類を決定してもよい。
【0228】
予測器リストを使う場合は、本動作は、ステップＳ１２０２へ進み、予測器リストを使わない場合は、本動作は、ステップＳ１３０３へ進む。
【0229】
ステップＳ１３０２において、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成して予測を行うか否かを判定する。
【0230】
例えば、ツリー合成部２０２０は、ｐｔｒｅｅ_ａｎｇ_ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ_ｏｐｔｉｍａｌ_ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌａｇの値に基づいて、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成して予測を行うか否かを判定してもよい。
【0231】
参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成する場合は、本動作は、ステップＳ１３０４へ進み、参照ノードの最適予測器を使って予測器を生成しない場合は、本動作は、ステップＳ１３０５へ進む。
【0232】
ステップＳ１３０３において、ツリー合成部２０２０は、木構造を用いて計算される複数の予測器の中から、復号した予測器モードに基づき利用する予測器を選択し、その予測器を位置情報の予測値とする。
【0233】
例えば、ツリー合成部２０２０は、予測しないモード、親ノードのみに基づき予測するモード、親ノードとその親ノードに基づき予測するモード、親ノードの親ノードとその親ノードに基づき予測するモードの中から、復号した予測器モードに基づき、利用するモードを選択するものであってもよい。具体的には、例えば、非特許文献１に記載の手法で、かかる選択を実現できる。
【0234】
位置情報の予測が完了後、本動作は、ステップＳ１３０６へ進み、処理を終了する。
【0235】
ステップＳ１３０４において、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの最適予測器に応じた予測器の生成及び予測値の計算を行う。
【0236】
ここで、参照ノードは、既に復号済のノードであって、復号対象ノードが利用する予測器を決定するために利用されるノードである。
【0237】
また、最適予測器は、参照ノードにおいて位置情報を復号した後に、予測器リストに存在する予測器の中で、どの予測器を選択した場合に半径残差が最も小さくなるかを計算し、その結果、最も半径残差が小さくなる予測器のことである。
【0238】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの最適予測器を取得し、かかる最適予測器に基づいて予測値を計算する。詳細は後述する。
【0239】
予測値の計算が完了後、本動作は、ステップＳ１３０６へ進み、処理を終了する。
【0240】
ステップＳ１３０５において、ツリー合成部２０２０は、予測器リストを使って予測器を計算し、位置情報の予測を行う。
【0241】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、予測器リストとして保持している復号済ノードの位置情報の中から、前記復号した予測器インデックスに該当するものをリストから取得してもよい。
【0242】
若しくは、ツリー合成部２０２０は、復号した予測器インデックスに基づき、親ノードの位置情報を予測器として利用してもよい。
【0243】
予測器が決定したら、ツリー合成部２０２０は、かかる予測器を用いて位置情報の予測値を計算する。
【0244】
予測が完了したら、本動作は、ステップＳ１３０６へ進み、処理を終了する。
【0245】
図１４は、ステップＳ１３０４における参照ノードの最適予測器に応じた予測器の生成及び予測値の計算処理の一例を示すフローチャートである。
【0246】
図１４に示すように、ステップＳ１４０１において、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの最適予測器を取得する。
【0247】
例えば、ツリー合成部２０２０は、復号対象ノードのレーザーIDの直前に処理したレーザーIDの中から、復号対象ノードの直前に復号したノードの方位角以上の方位角を持つノードのうち、最小の方位角を持つノードを、参照ノードとしてもよい。
【0248】
また、ツリー合成部２０２０は、復号対象ノードのレーザーＩＤの直前に処理したレーザーＩＤが存在しない場合は、復号対象ノードの直前に復号したノードを、参照ノードとしてもよい。
【0249】
また、ツリー合成部２０２０は、復号対象ノードが各レーザーの先頭ノードの場合は、復号対象ノードの直前に復号したノードを、参照ノードとしてもよい。
【0250】
参照ノードの選択が完了後、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの最適予測器を取得する。
【0251】
参照ノードの最適予測器の取得が完了後、本動作は、ステップＳ１４０２へ進む。
【0252】
ステップＳ１４０２において、ツリー合成部２０２０は、予測器を選択する。
【0253】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、取得した参照ノードの最適予測器に応じた予測器を選択する。
【0254】
例えば、ツリー合成部２０２０は、参照ノードの最適予測器をそのまま予測器としてもよいし、参照ノードの最適予測器と同じ方位角の復号対象ノードと同一レーザーのノードを予測器としてもよい。
【0255】
予測器の選択が完了後、本動作は、ステップ１４０３へ進む。
【0256】
ステップＳ１４０３において、ツリー合成部２０２０は、予測値の計算を行う。取得された予測器には、復号済ノードの半径及び方位角の情報が含まれる。
【0257】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、取得した予測器及び親ノードの復号済レーザーＩＤを加えた情報に基づいて、例えば、非特許文献２に記載の手法で、予測器の計算が実現できる。
【0258】
予測値の計算が完了後、本動作は、ステップＳ１４０４へ進む。
【0259】
ステップＳ１４０４において、ツリー合成部２０２０は、予測器リストの更新を行う。予測器リストには、復号済の半径及び方位角が、予測器として格納されている。
【0260】
ツリー合成部２０２０は、予測器リストの更新の際に、例えば、復号に使った予測器を、予測器リストの最後尾に格納してもよい。
【0261】
また、ツリー合成部２０２０は、予測器リストについて、レーザーＩＤごとに独立させてもよい。
【0262】
例えば、ツリー合成部２０２０は、復号したレーザーＩＤが直前のレーザーＩＤから変化した場合、新たな予測器リストを作成してもよい。
【0263】
ツリー合成部２０２０は、レーザーＩＤごとに予測器リストを独立させる場合、ステップＳ１４０２で予測器を選択する際には、参照ノードのレーザーＩＤに対応する予測器リストを参照し、予測器を選択する。
【0264】
予測器リストの更新が完了後、本動作は、ステップＳ１４０５へ進む。
【0265】
ステップＳ１４０５において、ツリー合成部２０２０は、最適予測器を計算する。
【0266】
計算された最適予測器は、復号対象ノード以降のノードの復号において、復号対象ノードが参照ノードとして選択された際に、参照される。
【0267】
この処理では、ツリー合成部２０２０は、参照ノードにおいて位置情報を復号した後に、既に復号済のノードの中で、どのノードを予測器とした場合に半径残差が最も小さくなるかを計算し、その結果、最も半径残差が小さくなる予測器を最適予測器とする。
【0268】
最適予測器の計算が完了後、本動作は、ステップＳ１４０６へ進み、処理を終了する。
【0269】
以上のように、ツリー合成部２０２０は、復号済ノードで事前に最適な予測器を計算しておき、その予測器を参照して、予測する構成としてもよい。
このような構成とすることで、予測器インデックスを復号する必要がなく、符号化効率を改善することができる。
このような構成とすることで、予測器インデックスを復号する必要がなく、符号化効率を改善することができる。
【0270】
【0271】
図１５に示すように、点群符号化装置１００は、座標変換部１０１０と、幾何情報量子化部１０２０と、ツリー解析部１０３０と、近似表面解析部１０４０と、幾何情報符号化部１０５０と、幾何情報再構成部１０６０と、色変換部１０７０と、属性転移部１０８０と、ＲＡＨＴ部１０９０と、ＬｏＤ算出部１１００と、リフティング部１１１０と、属性情報量子化部１１２０と、属性情報符号化部１１３０と、フレームバッファ１１４０とを有する。
【0272】
座標変換部１０１０は、入力点群の３次元座標系から、任意の異なる座標系への変換処理を行うよう構成されている。座標変換は、例えば、入力点群を回転することにより、入力点群のｘ、ｙ、ｚ座標を任意のs、ｔ、ｕ座標に変換してもよい。また、変換のバリエーションの１つとして、入力点群の座標系をそのまま使用してもよい。
【0273】
幾何情報量子化部１０２０は、座標変換後の入力点群の位置情報の量子化及び座標が重複する点の除去を行うように構成されている。なお、量子化ステップサイズが１の場合は、入力点群の位置情報と量子化後の位置情報とが一致する。すなわち、量子化ステップサイズが１の場合は、量子化を行わない場合と等価になる。
【0274】
ツリー解析部１０３０は、量子化後の点群の位置情報を入力として、後述のツリー構造に基づいて、符号化対象空間のどのノードに点が存在するかについて示すｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅを生成するように構成されている。
【0275】
ツリー解析部１０３０は、本処理において、符号化対象空間を再帰的に直方体で区切ることにより、ツリー構造を生成するように構成されている。
【0276】
ここで、ある直方体内に点が存在する場合、かかる直方体を複数の直方体に分割する処理を、直方体が所定のサイズになるまで再帰的に実行することでツリー構造を生成することができる。なお、かかる各直方体をノードと呼ぶ。また、ノードを分割して生成される各直方体を子ノードと呼び、子ノード内に点が含まれるか否かについて０又は１で表現したものがｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅである。
【0277】
以上のように、ツリー解析部１０３０は、所定のサイズになるまでノードを再帰的に分割しながら、ｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅを生成するように構成されている。
【0278】
本実施形態では、上述の直方体を常に立方体として８分木分割を再帰的に行う「Ｏｃｔｒｅｅ」と呼ばれる手法、及び、８分木分割に加え、４分木分割及び２分木分割を行う「ＱｔＢｔ」と呼ばれる手法を使用することができる。
【0279】
ここで、「ＱｔＢｔ」を使用するか否かについては、制御データとして点群復号装置２００に伝送される。
【0280】
或いは、任意のツリー構成を用いるＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｉｎｇを使用するように指定されてもよい。かかる場合、ツリー解析部１０３０が、ツリー構造を決定し、決定されたツリー構造は、制御データとして点群復号装置２００へ伝送される。
【0281】
【0282】
近似表面解析部１０４０は、ツリー解析部１０３０によって生成されたツリー情報を用いて、近似表面情報を生成するように構成されている。
【0283】
近似表面情報は、例えば、物体の３次元点群データを復号する際等において、点群が物体表面に密に分布しているような場合に、個々の点群を復号するのではなく、点群の存在領域を小さな平面で近似して表現したものである。
【0284】
具体的には、近似表面解析部１０４０は、例えば、「Ｔｒｉｓｏｕｐ」と呼ばれる手法で、近似表面情報を生成するように構成されていてもよい。また、Ｌｉｄａｒ等で取得した疎な点群を復号する場合は、本処理を省略することができる。
【0285】
幾何情報符号化部１０５０は、ツリー解析部１０３０によって生成されたｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｃｏｄｅ及び近似表面解析部１０４０によって生成された近似表面情報等のシンタックスを符号化してビットストリーム（幾何情報ビットストリーム）を生成するように構成されている。ここで、ビットストリームには、例えば、図４で説明したシンタックスを含まれていてもよい。
【0286】
符号化処理は、例えば、コンテクスト適応二値算術符号化処理である。ここで、例えば、シンタックスは、位置情報の復号処理を制御するための制御データ（フラグやパラメータ）を含む。
【0287】
幾何情報再構成部１０６０は、ツリー解析部１０３０によって生成されたツリー情報及び近似表面解析部１０４０によって生成された近似表面情報に基づいて、符号化対象の点群データの各点の幾何情報（符号化処理が仮定している座標系、すなわち、座標変換部１０１０における座標変換後の位置情報）を再構成するように構成されている。
【0288】
フレームバッファ１１４０は、幾何情報再構成部１０６０によって再構成された幾何情報を入力とし、参照フレームとして保存するように構成されている。
【0289】
保存された参照フレームは、ツリー解析部１０３０において時間的に異なるフレームのインター予測を行う場合に、フレームバッファ１１４０から読み出されて参照フレームとして使用される。
【0290】
ここで、各フレームに対してどの時刻の参照フレームを用いるかどうかが、例えば、符号化効率を表すコスト関数の値に基づいて決定され、使用する参照フレームの情報が制御データとして点群復号装置２００へ伝送されてもよい。
【0291】
色変換部１０７０は、入力の属性情報が色情報であった場合に、色変換を行うように構成されている。色変換は、必ずしも実行する必要は無く、色変換処理の実行の有無については、制御データの一部として符号化され、点群復号装置２００へ伝送される。
【0292】
属性転移部１０８０は、入力点群の位置情報、幾何情報再構成部１０６０における再構成後の点群の位置情報及び色変換部１０７０での色変化後の属性情報に基づいて、属性情報の歪みが最小となるように属性値を補正するように構成されている。具体的な補正方法は、例えば、非特許文献１に記載の方法を適用できる。
【0293】
ＲＡＨＴ部１０９０は、属性転移部１０８０による転移後の属性情報及び幾何情報再構成部１０６０によって生成された幾何情報を入力とし、ＲＡＨＴ（Ｒｅｇｉｏｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれるＨａａｒ変換の一種を用いて、各点の残差情報を生成するように構成されている。ＲＡＨＴの具体的な処理としては、例えば、上述の非特許文献１に記載の方法を用いることができる。
【0294】
ＬｏＤ算出部１１００は、幾何情報再構成部１０６０によって生成された幾何情報を入力とし、ＬｏＤ（Ｌｅｖｅｌ ｏｆ Ｄｅｔａｉｌ）を生成するように構成されている。
【0295】
ＬｏＤは、ある点の属性情報から、他のある点の属性情報を予測し、予測残差を符号化或いは復号するといった予測符号化を実現するための参照関係（参照する点及び参照される点）を定義するための情報である。
【0296】
言い換えると、ＬｏＤは、幾何情報に含まれる各点を複数のレベルに分類し、下位のレベルに属する点については上位のレベルに属する点の属性情報を用いて属性を符号化或いは復号するといった階層構造を定義した情報である。
【0297】
ＬｏＤの具体的な決定方法としては、例えば、上述の非特許文献１に記載の方法を用いてもよい。
【0298】
リフティング部１１１０は、ＬｏＤ算出部１１００によって生成されたＬｏＤ及び属性転移部１０８０での属性転移後の属性情報を用いて、リフティング処理により残差情報を生成するように構成されている。
【0299】
リフティングの具体的な処理としては、例えば、上述の非特許文献１に記載の方法を用いてもよい。
【0300】
属性情報量子化部１１２０は、ＲＡＨＴ部１０９０又はリフティング部１１１０から出力される残差情報を量子化するように構成されている。ここで、量子化ステップサイズが１の場合は、量子化を行わない場合と等価である。
【0301】
属性情報符号化部１１３０は、属性情報量子化部１１２０から出力される量子化後の残差情報等をシンタックスとして符号化処理を行い、属性情報に関するビットストリーム（属性情報ビットストリーム）を生成するように構成されている。
【0302】
符号化処理は、例えば、コンテクスト適応二値算術符号化処理である。ここで、例えば、シンタックスは、属性情報の復号処理を制御するための制御データ（フラグ及びパラメータ）を含む。
【0303】
点群符号化装置１００は、以上の処理により、点群内の各点の位置情報及び属性情報を入力として符号化処理を行い、幾何情報ビットストリーム及び属性情報ビットストリームを出力するように構成されている。
【0304】
また、上述の点群符号化装置１００及び点群復号装置２００は、コンピュータに各機能（各工程）を実行させるプログラムであって実現されていてもよい。
【0305】
なお、上記の各実施形態では、本発明を点群符号化装置１００及び点群復号装置２００への適用を例にして説明したが、本発明は、かかる例のみに限定されるものではなく、点群符号化装置１００及び点群復号装置２００の各機能を備えた点群符号化/復号システムにも同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0306】
なお、本実施形態によれば、例えば、動画像通信において総合的なサービス品質の向上を実現できることから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
【符号の説明】
【0307】
１０…点群処理システム
１００…点群符号化装置
１０１０…座標変換部
１０２０…幾何情報量子化部
１０３０…ツリー解析部
１０４０…近似表面解析部
１０５０…幾何情報符号化部
１０６０…幾何情報再構成部
１０７０…色変換部
１０８０…属性転移部
１０９０…ＲＡＨＴ部
１１００…ＬｏＤ算出部
１１１０…リフティング部
１１２０…属性情報量子化部
１１３０…属性情報符号化部
１１４０…フレームバッファ
２００…点群復号装置
２０１０…幾何情報復号部
２０２０…ツリー合成部
２０３０…近似表面合成部
２０４０…幾何情報再構成部
２０５０…逆座標変換部
２０６０…属性情報復号部
２０７０…逆量子化部
２０８０…ＲＡＨＴ部
２０９０…ＬｏＤ算出部
２１００…逆リフティング部
２１１０…逆色変換部
２１２０…フレームバッファ
１００…点群符号化装置
１０１０…座標変換部
１０２０…幾何情報量子化部
１０３０…ツリー解析部
１０４０…近似表面解析部
１０５０…幾何情報符号化部
１０６０…幾何情報再構成部
１０７０…色変換部
１０８０…属性転移部
１０９０…ＲＡＨＴ部
１１００…ＬｏＤ算出部
１１１０…リフティング部
１１２０…属性情報量子化部
１１３０…属性情報符号化部
１１４０…フレームバッファ
２００…点群復号装置
２０１０…幾何情報復号部
２０２０…ツリー合成部
２０３０…近似表面合成部
２０４０…幾何情報再構成部
２０５０…逆座標変換部
２０６０…属性情報復号部
２０７０…逆量子化部
２０８０…ＲＡＨＴ部
２０９０…ＬｏＤ算出部
２１００…逆リフティング部
２１１０…逆色変換部
２１２０…フレームバッファ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】