저 복잡도 3차원 메쉬 부호화 방법

Abstract

과학, 예술, 게임 뿐만아니라 학습에 이르기까지 다양한 분야에서 3차원 메쉬 모델을 이용한 표현이 널리 이용됨에 따라 3차원 데이터의 효율적인 부호화 방 법들이 연구되어 왔다. 오늘날까지 널리 알려지고, 이용되는 기법들은 3차원 데 이터 그 자체를 얼마나 고효율로 압축하느냐가 주된 목표였었다. 이러한 연구들 은 이미 많은 실험과 연구 성과의 향상으로 인하여 이미 최적화된 알고리듬이 제안되었다. 그러나, 이와 같은 3차원 모델의 고효율, 고압축 기법들은 부호화되 는 비트스트림의 크기를 줄이기 위하여 매우 복잡한 계산 알고리듬을 이용하기 때문에, 휴대용 기기와 같이 적은 시스템 자원을 가지고, 성능이 높지 않은 시스 템에서는 사용되기 어렵다. 게다가, 앞서 말한 바와 같이 3차원 모델의 부호화에 관한 연구가 효율적인 압축에 초점이 맞추어져 있다 보니, 저 성능 시스템에서 사용할 수 있는 낮은 계산 복잡도의 3차원 모델 부호화 및 복호화 기법에 대한 연구는 아직 미진한 상태이며, 적은 시스템 자원을 가진 단말기에서도 사용이 가 능한 저 복잡도 3차원 데이터 처리 알고리즘을 연구할 필요성이 제기되고 있다. 이에 본 논문에서는 3차원 메쉬 모델에서 연이어진 다각형에 존재하는 동일한 정점 정보를 추출하고 이를 복호화기에서 추가적인 계산 복잡도 없이 재사용할 수 있도록 구성하는 방법과 부호화시 데이터의 예측에 사용되는 방법을 간소화 함으로써 낮은 계산 복잡도를 가지는 3차원 데이터 부호화 방법을 제시하였다. 제안한 방법을 사용한 실험결과에 따르면, 국제 표준으로 사용되는 MPEG-4 3DMC extension 보다 각각 부호화 시간에서는 90%, 복호화 시간에서는 70% 이 상 감소하는 우수한 성능을 보였다.; As three-dimensional (3D) representation with 3D mesh models is widely used in various fields (e.g., science, arts, and entertainment), efficient coding schemes of these 3D mesh data have been researched. Many previous approaches mainly focused on compactness which compresses 3D mesh data more efficiently. Moreover, 3D mesh compression techniques have already achieved an extremely advanced level. However, these compression schemes may not be used under certain limited environments such as mobile devices due to their high computational cost. Thus, low complexity 3D mesh coding schemes are currently an attractive research field and few studies have examined about the relate algorithms. In this paper, new simple and fast 3D mesh coding methods, which can be applied to diverse systems including constrained environments, are presented. Analyzing reusable information in consecutive polygons and employing simple delta prediction are used in order to lower computational cost. By adopting these schemes, not only encoding time but also decoding time can be reduced. Simulation results reveal that proposed methods are superior to the MPEG-4 standard for 3D mesh coding (3DMC) extension in terms of computational simplicity