JP2011239443A - ビデオ・データを符号化するための符号化タイプおよび予測モードの選択 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1)符号化タイプ選択アルゴリズムにより(簡単に計算できるマクロブロックの属性に基づいて)、マクロブロックに対して最初に検討する符号化タイプ(16×16または4×4)を選択し、2)ステップ1で16×16符号化タイプを選択した場合には、歪みしきい値に基づいて従来の方法または改良した16×16予測モード探索アルゴリズムにより、マクロブロック上で使用することができる4つの16×16予測モードを検討し、3)ステップ1で4×4符号化タイプを選択した場合には、予測モード間の位置関係に基づいて、4×4予測モード探索アルゴリズムにより、マクロブロックの16個の各4×4ブロックに対して使用する4×4予測モードを選択する。
【選択図】図7
Description
本出願は、2004年6月27日出願の「画像の符号化および復号化」(Encoding and Decoding Images)という名称の米国仮特許出願番号60/583,447の利益を主張する。
(技術分野)
本発明は、ビデオ・データを符号化するための符号化タイプおよび予測モードの選択に関する。
1)4つのすべての可能な16×16予測モードアレイのコストの計算。
2)16個の各4×4ブロックに対する、最低のコストの(9つの予測モードのうちの)予測モードの選択と、その後での結果としての組合わせの全コスト(すなわち、16個の決定したコストの合計コスト)の計算。
3)ステップ1で決定したコストと、ステップ2で決定したコストとの比較、および最低のコストの選択。この選択により、符号化タイプ選択と予測モード選択の両方が行われる。
1)符号化タイプ選択アルゴリズム(簡単に計算できるマクロブロックの属性に基づく)による、マクロブロックに対して最初に検討する符号化タイプ(16×16または4×4)の選択。符号化タイプ選択アルゴリズムについては、I節で以下に説明する。
2)ステップ1で16×16符号化タイプを選択した場合の、歪みしきい値に基づいて、従来の方法または改良した16×16予測モード探索アルゴリズムによる、マクロブロック上で使用することができる4つの16×16予測モードの検討(すなわち、試験)。16×16予測モード探索アルゴリズムのある特定の状況の場合には、4×4符号化タイプの選択も行われることに留意されたい。このステップについては、II節で以下に説明する。
3)ステップ1で4×4符号化タイプを選択した場合の、予測モード間の位置関係に基づいて、従来の方法または改良した4×4予測モード探索アルゴリズムによる、マクロブロックの16個の各4×4ブロックに対して使用する4×4予測モードの選択を行う(III節で以下に説明する)。
この節においては、一般的探索アルゴリズムのステップ1の符号化タイプ選択アルゴリズムについて説明する。符号化タイプ選択アルゴリズムは、マクロブロックに対して最初に検討する符号化タイプ(16×16または4×4)を選択し、それによりマクロブロックに対してどの予測モード(16×16モードまたは4×4モード)を最初に検討するのかを決定する。符号化タイプ選択アルゴリズムは、簡単に決定することができるマクロブロックの属性を使用する。
1)マクロブロックを4つの8×8ブロックに分割し、
2)各8×8ブロックの変化を計算し、所定のしきい値と比較する。例えば、所定のしきい値を、マクロブロックを含むフレーム内のすべての8×8ブロックの平均の変化に等しくセットすることができる。8×8ブロックの変化は、例えば、a)ブロック内のすべての画素値の平均を計算することにより、b)ブロック内の各画素を計算することにより:(画素値−平均)^2、c)ステップbのところで計算したすべての値を合計することにより、(すなわち、ブロック内のすべての画素に対して測定したすべての値を合計することにより)決定することができる。
3)所定のしきい値(マクロブロックを16×16ブロック、または16個の4×4ブロックに符号化すべきかどうかを決定するために使用する属性である)以下の変化を有するマクロブロック内の8×8ブロックの数を決定する。
4)4つすべての8×8ブロックが所定のしきい値以下の変化を有している場合には、16×16符号化タイプが最初の検討対象として選択される。最初の検討対象として16×16符号化タイプが選択された場合には、最終的に選択される符号化タイプは、16×16符号化タイプであっても、4×4符号化タイプであってもよいことに留意されたい。マクロブロック上で使用する16×16予測モードは、従来の方法または改良した16×16予測モード探索アルゴリズムにより選択することができる(II節のところで以下に説明する)。
5)4つの8×8ブロックの中のどれかが、所定のしきい値を超える変化を含んでいる場合には、4×4符号化タイプが選択される。それ故、次に、マクロブロックの16個の各4×4ブロック上で使用する4×4予測モードは、従来の方法または改良した4×4予測モード探索アルゴリズムにより決定される(III節のところで以下に説明するように)。
一般的な探索アルゴリズムのステップ1の後で、最初に、検討対象として16×16符号化タイプが選択された場合には、16×16予測モードが試験される。この節においては、一般的な探索アルゴリズムのステップ2について説明する。H.264コーデック規格の場合には、DC、V(垂直)、H(水平)およびP(平面)から選択するために、4つの可能な16×16内部予測モードを使用することができる。ある実施形態の場合には、16×16予測モードを選択するために従来の方法を使用することができる(例えば、4つの各16×16予測モードを決定し、コストが最も安いモードを選択することにより)。他の実施形態の場合には、予測モードによる歪みに基づいて、マクロブロックに対する16×16予測モードを検討(すなわち、試験)するために、改良した16×16予測モード探索アルゴリズムを使用することができる。
1)16×16DC予測モードを試験する。
a)16×16DC予測モードにより、マクロブロックの各4×4ブロック内で起きた歪みを測定する。
b)各4×4ブロック内の歪みが所定のしきい値より低い場合には、16×16DC予測モードがこのマクロブロックに対する予測モードとして選択され、16×16予測モード探索アルゴリズムは終了する。
c)任意の4×4ブロック内の歪みが所定のしきい値より大きい場合には、16×16予測モード探索アルゴリズムはステップ2に進む。
a)16×16V予測モードにより、マクロブロックの各4×4ブロック内で起きた歪みを測定する。
b)各4×4ブロック内の歪みが所定のしきい値より低い場合には、16×16V予測モードがこのマクロブロックに対する予測モードとして選択され、16×16予測モード探索アルゴリズムは終了する。
c)任意の4×4ブロック内の歪みが所定のしきい値より大きい場合には、16×16予測モード探索アルゴリズムはステップ3に進む。
a)16×16H予測モードによりマクロブロックの各4×4ブロック内で起きた歪みを測定する。
b)各4×4ブロック内の歪みが所定のしきい値より低い場合には、16×16H予測モードがこのマクロブロックに対する予測モードとして選択され、16×16予測モード探索アルゴリズムは終了する。
c)任意の4×4ブロック内の歪みが所定のしきい値より大きい場合には、16×16予測モード探索アルゴリズムは、16×16P予測モードおよび4×4符号化タイプを検討する。ある実施形態の場合には、2つの上記オプションの選択は、4×4予測モード探索アルゴリズムを使用することにより容易になる(III節のところで以下に説明する)。他の実施形態の場合には、2つの上記オプション間の選択は、従来の方法により行うことができる(例えば、16×16P予測モードおよび4×4符号化タイプを使用することにより最も低いコストを測定し、最も低いコストのオプションを選択することにより)。
一般的な探索アルゴリズムのステップ1の後で、4×4符号化タイプが最初の検討対象として選択された場合には、4×4予測モードがマクロブロックの16個の各4×4ブロックに対して選択される。この節においては、一般的な探索アルゴリズムのステップ3について説明する。ある実施形態の場合には、各4×4ブロックの4×4予測モードを選択するために従来の方法を使用することができる(例えば、9つの各予測モードのコストを決定し、コストが最も安いモードを選択することにより)。他の実施形態の場合には、4×4ブロックに対する4×4予測モードを選択するために、改良した4×4予測モード探索アルゴリズムを使用することができる。
0.内部_4×4_垂直
1.内部_4×4_水平
2.内部_4×4_DC
3.内部_4×4_対角線_下_左
4.内部_4×4_対角線_下_右
5.内部_4×4_垂直_右
6.内部_4×4_水平_下
7.内部_4×4_垂直_左
8.内部_4×4_水平_上
1. 7、0および5(垂直_左、垂直および垂直_右)
2. 8、1および6(水平_上、水平および水平_下)
3. 7、3および8(垂直_左、対角線_下_左および水平_上)
4. 5、4および6(垂直_右、対角線_下_右、および水平_下)
他の実施形態の場合には、他の予測モード探索アルゴリズムが、他の一組の演算を行う。最初に、他の探索アルゴリズムは、変数aが決定した索引番号を表すために使用される一組の予測モード(0、1、3および4)の中からコストが最も安い予測モードの索引番号を決定する。他の探索アルゴリズムは、また、変数bが決定した索引番号を表すために使用される一組の予測モード(0、1、3および4)の中から2番目にコストが安い予測モードの索引番号も決定する。さらに、この別の探索アルゴリズムは、また、変数nが決定した索引番号を表すために使用される一組の予測モード(0、1、2、3および4)の中からコストが最も安い予測モードの索引番号も決定する。
705 バス 710 プロセッサ
715 システム・メモリ
720 ROM 725 記憶装置
730 入力装置 765 ネットワーク
Claims (17)
- ビデオピクチャ内の、複数のサブブロックを含む画素ブロックを符号化する方法であって、
前記ブロックの各サブブロック毎に、予測モードを用いて、当該サブブロックのオリジナル画素値と前記ブロックの境界の画素のセットから導出される前記サブブロックの予測値のセットとの差分に基づく歪み値を算出するステップと、
全サブブロックの歪み値の全てが所定の歪み閾値を満たす場合、前記予測モードを用いて前記ブロックを符号化するステップと
を有することを特徴とする方法。 - 前記予測モードを第1の予測モード、前記歪み値を第1の歪み値、前記予測値のセットを第1の予測値セットとしたとき、前記方法は、
前記第1の歪みの全てが、前記所定の歪み閾値を満たさない場合には、第2の予測モードを、前記各サブブロック毎の第2の歪み値を算出するために使用するステップと、
前記ブロックの全サブブロックの前記第2の歪み値が前記所定の歪み閾値を満たす場合、前記第2の予測モードを用いて前記ブロックを符号化するステップと
を更に有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第2の歪み値の全てが前記所定の歪み閾値を満たさない場合に、第3の予測モードを用いて前記ブロックを符号化することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記第3の予測モードは、前記第2の予測モードで特定されるパーティションサイズよりも小さいサイズの前記ブロックのパーティションサイズを特定することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記境界の画素のセットは、水平、垂直方向の配列されたサブブロックにおける前記ブロックの境界上の画素であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 予測モードを用いて、各サブブロックの歪み値を算出する前記ステップは、
予測モードに基づき前記ブロックの境界の画素のセットを識別するステップと、
前記ブロックの識別された境界の画素を用いることで、前記サブブロックの歪み値のセットを導出するステップと、
前記サブブロックのオリジナルの画素値と前記サブブロックについて導出した予測値のセットとの差分に基づき歪み値を計算するステップと
を有することを請求項1に記載の方法。 - 前記予測モードで識別される境界の画素のセットは、前記ブロックの左端列の画素を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記予測モードで識別される境界の画素のセットは、前記ブロックの上端行の画素を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記予測値は前記予測モードで識別される境界の画素のセットの平均値から導出されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記画素ブロックは16×16画素であり、当該ブロックの各サブブロックは4×4画素であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ビデオイメージの画素セットを符号化する方法であって、
複数の符号化モードから異なる符号化モード間の関係に基づき、前記複数の符号化モードから符号化モードセットを識別するステップと、ここで、前記複数の符号化モードの各々は前記ビデオ画像中の前記画素セットに隣接する複数の画素を参照するイントラ予測符号化モードである;
前記符号化モードのセットの各々に関連するコスト値を演算するステップと、
前記符号化モードセットにおける演算された最も低いコストを持つ第1の符号化モードを識別するステップと、
前記符号化モードセットにおける2番目に低いコストを持つ第2の符号化モードを識別するステップと、
前記複数のモードの中の他の符号化モードよりも、前記第1,第2の符号化モードと最も近い位置関係を持つ第3の符号化モードを識別するステップと、
前記第3の符号化モードに関連するコスト値を演算するステップと、
前記第1の符号化モード、前記第2の符号化モード、前記第3の符号化モードの中の最も低いコストを持つ符号化モードを選択するステップと、
選択した最も低いコストを持つ符号化モードを用いて前記ビデオ画像の前記画素セットを符号化するステップと
を有することを特徴とする方法。 - 前記符号化モードセットは4×4配列のためのH.264codec標準の下で特定される9個の予測モード間の位置関係に基づいて識別されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記異なる符号化モード間の関係は、前記異なる符号化モードに関連する異なる予測アレイ間の位置及び論理関係によって定義されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記特定の符号化モードに関連する特定のコスト値は、前記特定の符号化モードを用いた画素セットの符号化するための歪みコスト値であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記符号化モードのセットは、DC符号化モードを含み、前記方法は、
前記DC符号化モードが前記符号化モードセットにおける最も低いコスト値を持つ符号化モードである場合、前記DC符号化モードを用いて符号化するステップを更に有することを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 少なくとも1つのプロセッサによって実行され、請求項1乃至15のいずれか1項に記載のステップを実行する命令セットを有するコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体。
- 請求項1乃至15のいずれか1項に記載のステップを実行する手段を有するコンピュータシステム。
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