JP2012010313A5

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Publication number: JP2012010313A5
Application number: JP2011070981A
Authority: JP
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-03-28

Description

本発明のある態様の画像符号化装置は、動画像を符号化する画像符号化装置であって、対象画像内の対象ブロックと、その対象ブロックと幾何学変換した関係にある参照画像内の参照ブロックとの間の、動きベクトルおよび予測信号を複数の予測モードごとに算出し、各予測モードにおいては、対象ブロックを構成する頂点に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する補間画素を頂点に相当する代表画素として選定し、それら代表画素の動きベクトルを算出するとともに、当該代表画素以外の画素の動きベクトルを、当該代表画素の動きベクトルを用いた補間により算出して予測信号を算出するための幾何学変換動き補償予測部と、対象画像内の対象ブロックごとに、幾何学変換動き補償予測部による複数の予測モードのいずれかを選択するための予測方法決定部と、予測方法決定部により選択された予測モードで算出された予測信号と、対象ブロックの画像信号との差分を算出し、予測誤差信号を生成するための予測誤差信号生成部と、予測方法決定部により選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルの予測動きベクトルを、対象ブロック内外の動きベクトルを用いて算出し、その予測動きベクトルと選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルとの差分を算出して代表画素の差分動きベクトルを生成するための差分ベクトル生成部と、予測方法決定部により選択された予測モードを特定するための予測方法情報、差分ベクトル生成部により生成された差分動きベクトル、および予測誤差信号生成部により生成された予測誤差信号を符号化するための符号化部と、を備える。対象ブロックは四角形の領域である。幾何学変換動き補償予測部は、対象ブロックの４つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第１モードと、対象ブロックの縦方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第２モードと、対象ブロックの横方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第３モードと、対象ブロックの３つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第４モードとの４つの予測モードの内の少なくとも２つの予測モードを備える。 An image encoding apparatus according to an aspect of the present invention is an image encoding apparatus that encodes a moving image, and includes a target block in the target image and a reference in the reference image that is geometrically transformed with the target block. The motion vector and prediction signal between the blocks are calculated for each of the plurality of prediction modes, and in each prediction mode, the pixel located at the vertex constituting the target block, or the pixel located near the vertex, or the vertex Interpolated pixels located in the vicinity are selected as representative pixels corresponding to the vertices, the motion vectors of these representative pixels are calculated, and the motion vectors of pixels other than the representative pixels are interpolated using the motion vectors of the representative pixels. The geometric conversion motion compensation prediction unit for calculating the prediction signal by calculation and the geometric conversion motion compensation prediction unit for each target block in the target image. A prediction method determining unit for selecting one of a plurality of prediction modes, a difference between the prediction signal calculated in the prediction mode selected by the prediction method determining unit, and the image signal of the target block, and a prediction error A prediction error signal generation unit for generating a signal, and a prediction motion vector of a representative pixel motion vector calculated in the prediction mode selected by the prediction method determination unit is calculated using motion vectors inside and outside the target block, A difference vector generation unit for calculating a difference between the predicted motion vector and the motion vector of the representative pixel calculated in the selected prediction mode to generate a differential motion vector of the representative pixel, and a prediction method determination unit. Prediction method information for specifying the predicted mode, the difference motion vector generated by the difference vector generation unit, and the prediction error signal generation unit. Comprising the generated prediction error signal and the encoding unit for encoding a. The target block is a rectangular area. The geometric transformation motion compensation prediction unit calculates a first mode for calculating the motion vectors encoded for the four representative pixels of the target block and the motion vectors encoded for the two representative pixels in the vertical direction of the target block. Second mode for calculating, a third mode for calculating motion vectors encoded for two representative pixels in the horizontal direction of the target block, and a fourth mode for calculating motion vectors encoded for three representative pixels of the target block. And at least two prediction modes of the four prediction modes.

Claims

動画像を符号化する画像符号化装置であって、
対象画像内の対象ブロックと、その対象ブロックと幾何学変換した関係にある参照画像内の参照ブロックとの間の、動きベクトルおよび予測信号を複数の予測モードごとに算出し、各予測モードにおいては、前記対象ブロックを構成する頂点に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する補間画素を頂点に相当する代表画素として選定し、それら代表画素の動きベクトルを算出するとともに、当該代表画素以外の画素の動きベクトルを、当該代表画素の動きベクトルを用いた補間により算出して前記予測信号を算出する幾何学変換動き補償予測部と、
対象画像内の対象ブロックごとに、前記幾何学変換動き補償予測部による複数の予測モードのいずれかを選択する予測方法決定部と、
前記予測方法決定部により選択された予測モードで算出された予測信号と、前記対象ブロックの画像信号との差分を算出し、予測誤差信号を生成する予測誤差信号生成部と、
前記予測方法決定部により選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルの予測動きベクトルを、前記対象ブロック内外の動きベクトルを用いて算出し、その予測動きベクトルと前記選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルとの差分を算出して代表画素の差分動きベクトルを生成する差分ベクトル生成部と、
前記予測方法決定部により選択された予測モードを特定するための予測方法情報、前記差分ベクトル生成部により生成された差分動きベクトル、および前記予測誤差信号生成部により生成された予測誤差信号を符号化する符号化部と、
を備え、
前記対象ブロックは四角形の領域であり、
前記幾何学変換動き補償予測部は、
前記対象ブロックの４つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第１モードと、
前記対象ブロックの縦方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第２モードと、
前記対象ブロックの横方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第３モードと、
前記対象ブロックの３つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第４モードとの４つの予測モードの内の少なくとも２つの予測モードを備えることを特徴とする画像符号化装置。 An image encoding device for encoding a moving image,
A motion vector and a prediction signal between the target block in the target image and a reference block in the reference image that is geometrically transformed with the target block are calculated for each of the plurality of prediction modes. , Select a pixel located at the vertex constituting the target block, a pixel located near the vertex, or an interpolation pixel located near the vertex as a representative pixel corresponding to the vertex, and calculate a motion vector of the representative pixel And a geometric conversion motion compensation prediction unit that calculates a motion vector of a pixel other than the representative pixel by interpolation using the motion vector of the representative pixel, and calculates the prediction signal;
A prediction method determination unit that selects one of a plurality of prediction modes by the geometric transformation motion compensation prediction unit for each target block in the target image;
A prediction error signal generation unit that calculates a difference between the prediction signal calculated in the prediction mode selected by the prediction method determination unit and the image signal of the target block, and generates a prediction error signal;
A prediction motion vector of a motion vector of a representative pixel calculated in the prediction mode selected by the prediction method determination unit is calculated using a motion vector inside and outside the target block, and the prediction motion vector and the selected prediction mode A difference vector generation unit that generates a difference motion vector of the representative pixel by calculating a difference from the motion vector of the representative pixel calculated in
The prediction method information for specifying the prediction mode selected by the prediction method determination unit, the differential motion vector generated by the difference vector generation unit, and the prediction error signal generated by the prediction error signal generation unit are encoded. An encoding unit to
Equipped with a,
The target block is a rectangular area;
The geometric transformation motion compensation prediction unit includes:
A first mode for calculating motion vectors to be encoded of four representative pixels of the target block;
A second mode for calculating a motion vector to be encoded of two representative pixels in the vertical direction of the target block;
A third mode for calculating motion vectors to be encoded of two representative pixels in the horizontal direction of the target block;
An image encoding apparatus comprising: at least two prediction modes among four prediction modes including a fourth mode for calculating a motion vector to be encoded of three representative pixels of the target block .

前記幾何学変換動き補償予測部は、前記第４モードにおいて、四角形の前記対象ブロックにおける左上の頂点に相当する第１代表画素の動きベクトル、右上の頂点に相当する第２代表画素の動きベクトル、および左下の頂点に相当する第３代表画素の動きベクトルを算出することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。 In the fourth mode, the geometric transformation motion compensation prediction unit includes a motion vector of a first representative pixel corresponding to an upper left vertex in the square target block, a motion vector of a second representative pixel corresponding to an upper right vertex, The image encoding apparatus according to claim 1 , wherein a motion vector of a third representative pixel corresponding to the lower left vertex is calculated.

前記差分ベクトル生成部は、前記予測方法決定部により前記第１モードが選択された場合、四角形の前記対象ブロックにおける右上の頂点に相当する第２代表画素の動きベクトルの値から左上の頂点に相当する第１代表画素の動きベクトルの値を引いた差分を、左下の頂点に相当する第３代表画素の動きベクトルに加算することにより、右下の頂点に相当する第４代表画素の予測動きベクトルを算出することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。 When the first mode is selected by the prediction method determination unit, the difference vector generation unit corresponds to the upper left vertex from the value of the motion vector of the second representative pixel corresponding to the upper right vertex in the square target block. The difference obtained by subtracting the value of the motion vector of the first representative pixel to be added to the motion vector of the third representative pixel corresponding to the lower left vertex is added to the predicted motion vector of the fourth representative pixel corresponding to the lower right vertex. The image coding apparatus according to claim 1 , wherein:

前記差分ベクトル生成部は、前記予測方法決定部により前記第１モードが選択された場合、四角形の前記対象ブロックにおける左下の頂点に相当する第３代表画素の動きベクトルの値から左上の頂点に相当する第１代表画素の動きベクトルの値を引いた差分を、右上の頂点に相当する第２代表画素の動きベクトルに加算することにより、右下の頂点に相当する第４代表画素の予測動きベクトルを算出することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。 When the first mode is selected by the prediction method determination unit, the difference vector generation unit corresponds to the upper left vertex from the value of the motion vector of the third representative pixel corresponding to the lower left vertex in the square target block. The difference obtained by subtracting the value of the motion vector of the first representative pixel to be added to the motion vector of the second representative pixel corresponding to the upper right vertex, thereby predicting the motion vector of the fourth representative pixel corresponding to the lower right vertex The image coding apparatus according to claim 1 , wherein:

対象画像内の対象ブロックと、その対象ブロックと平行移動した関係にある参照画像内の参照ブロックとの間の、動きベクトルおよび予測信号を生成する平行移動動き補償予測部をさらに備え、
前記予測方法決定部は、対象画像内の対象ブロックごとに、前記平行移動動き補償予測部による予測方法と、前記幾何学変換動き補償予測部による予測方法とのいずれを採用するか決定すると共に、採用した予測方法における予測モードを選択し、
前記差分ベクトル生成部は、前記対象ブロックの動きベクトルの予測動きベクトルを、前記予測モード、及び前記対象ブロックに隣接する隣接ブロックの動き補償予測方法に応じて、当該隣接ブロック、あるいは当該隣接ブロックに含まれる画素の動きベクトルから生成すると共に、前記予測方法決定部により前記平行移動動き補償予測部による予測方法が採用された場合には、前記予測方法決定部により選択された予測モードで算出された前記対象ブロックの動きベクトルと、前記対象ブロックの動きベクトルの予測動きベクトルとの差分を算出して差分動きベクトルを生成する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像符号化装置。 A translation motion compensation prediction unit that generates a motion vector and a prediction signal between the target block in the target image and a reference block in the reference image that is translated with the target block;
The prediction method determination unit determines, for each target block in the target image, which one of the prediction method by the translational motion compensation prediction unit and the prediction method by the geometric transformation motion compensation prediction unit is adopted, Select the prediction mode in the adopted prediction method,
The difference vector generation unit outputs the predicted motion vector of the motion vector of the target block to the adjacent block or the adjacent block according to the prediction mode and a motion compensation prediction method of the adjacent block adjacent to the target block. When it is generated from the motion vector of the included pixel and the prediction method by the translation motion compensation prediction unit is adopted by the prediction method determination unit, it is calculated in the prediction mode selected by the prediction method determination unit Calculating a difference between a motion vector of the target block and a predicted motion vector of the motion vector of the target block to generate a differential motion vector;
The image coding apparatus according to any of claims 1, wherein 4 of the.

動画像を符号化する画像符号化方法であって、
対象画像内の対象ブロックと、その対象ブロックと幾何学変換した関係にある参照画像内の参照ブロックとの間の、動きベクトルおよび予測信号を複数の予測モードごとに算出し、各予測モードにおいては、前記対象ブロックを構成する頂点に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する補間画素を頂点に相当する代表画素として選定し、それら代表画素の動きベクトルを算出するとともに、当該代表画素以外の画素の動きベクトルを、当該代表画素の動きベクトルを用いた補間により算出して前記予測信号を算出する幾何学変換動き補償予測ステップと、
対象画像内の対象ブロックごとに、前記幾何学変換動き補償予測ステップによる複数の予測モードのいずれかを選択する予測方法決定ステップと、
前記予測方法決定ステップにより選択された予測モードで算出された予測信号と、前記対象ブロックの画像信号との差分を算出し、予測誤差信号を生成する予測誤差信号生成ステップと、
前記予測方法決定ステップにより選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルの予測動きベクトルを、前記対象ブロック内外の動きベクトルを用いて算出し、その予測動きベクトルと前記選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルとの差分を算出して代表画素の差分動きベクトルを生成する差分ベクトル生成ステップと、
前記予測方法決定ステップにより選択された予測モードを特定するための予測方法情報、前記差分ベクトル生成ステップにより生成された差分動きベクトル、および前記予測誤差信号生成ステップにより生成された予測誤差信号を符号化する符号化ステップと、
を備え、
前記対象ブロックは四角形の領域であり、
前記幾何学変換動き補償予測ステップは、
前記対象ブロックの４つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第１モードと、
前記対象ブロックの縦方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第２モードと、
前記対象ブロックの横方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第３モードと、
前記対象ブロックの３つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第４モードとの４つの予測モードの内の少なくとも２つの予測モードを備えることを特徴とする画像符号化方法。 An image encoding method for encoding a moving image,
A motion vector and a prediction signal between the target block in the target image and a reference block in the reference image that is geometrically transformed with the target block are calculated for each of the plurality of prediction modes. , Select a pixel located at the vertex constituting the target block, a pixel located near the vertex, or an interpolation pixel located near the vertex as a representative pixel corresponding to the vertex, and calculate a motion vector of the representative pixel And a geometric transformation motion compensated prediction step of calculating a motion vector of a pixel other than the representative pixel by interpolation using the motion vector of the representative pixel and calculating the prediction signal;
For each target block in the target image, a prediction method determining step for selecting one of a plurality of prediction modes by the geometric transformation motion compensation prediction step;
A prediction error signal generation step of calculating a difference between the prediction signal calculated in the prediction mode selected in the prediction method determination step and the image signal of the target block, and generating a prediction error signal;
A predicted motion vector of a motion vector of a representative pixel calculated in the prediction mode selected in the prediction method determining step is calculated using motion vectors inside and outside the target block, and the predicted motion vector and the selected prediction mode A difference vector generation step of generating a difference motion vector of the representative pixel by calculating a difference from the motion vector of the representative pixel calculated in
The prediction method information for specifying the prediction mode selected in the prediction method determination step, the difference motion vector generated in the difference vector generation step, and the prediction error signal generated in the prediction error signal generation step are encoded. An encoding step,
Equipped with a,
The target block is a rectangular area;
The geometric transformation motion compensation prediction step includes:
A first mode for calculating motion vectors to be encoded of four representative pixels of the target block;
A second mode for calculating a motion vector to be encoded of two representative pixels in the vertical direction of the target block;
A third mode for calculating motion vectors to be encoded of two representative pixels in the horizontal direction of the target block;
An image coding method, comprising: at least two prediction modes among four prediction modes including a fourth mode for calculating a motion vector to be encoded of three representative pixels of the target block .

動画像を符号化する画像符号化プログラムであって、
対象画像内の対象ブロックと、その対象ブロックと幾何学変換した関係にある参照画像内の参照ブロックとの間の、動きベクトルおよび予測信号を複数の予測モードごとに算出し、各予測モードにおいては、前記対象ブロックを構成する頂点に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する画素、またはその頂点近傍に位置する補間画素を頂点に相当する代表画素として選定し、それら代表画素の動きベクトルを算出するとともに、当該代表画素以外の画素の動きベクトルを、当該代表画素の動きベクトルを用いた補間により算出して前記予測信号を算出する幾何学変換動き補償予測処理と、
対象画像内の対象ブロックごとに、前記幾何学変換動き補償予測処理による複数の予測モードのいずれかを選択する予測方法決定処理と、
前記予測方法決定処理により選択された予測モードで算出された予測信号と、前記対象ブロックの画像信号との差分を算出し、予測誤差信号を生成する予測誤差信号生成処理と、
前記予測方法決定処理により選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルの予測動きベクトルを、前記対象ブロック内外の動きベクトルを用いて算出し、その予測動きベクトルと前記選択された予測モードで算出された代表画素の動きベクトルとの差分を算出して代表画素の差分動きベクトルを生成する差分ベクトル生成処理と、
前記予測方法決定処理により選択された予測モードを特定するための予測方法情報、前記差分ベクトル生成処理により生成された差分動きベクトル、および前記予測誤差信号生成処理により生成された予測誤差信号を符号化する符号化処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記対象ブロックは四角形の領域であり、
前記幾何学変換動き補償予測処理は、
前記対象ブロックの４つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第１モードと、
前記対象ブロックの縦方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第２モードと、
前記対象ブロックの横方向における２つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第３モードと、
前記対象ブロックの３つの代表画素の符号化される動きベクトルを算出する第４モードとの４つの予測モードの内の少なくとも２つの予測モードを備えることを特徴とする画像符号化プログラム。 An image encoding program for encoding a moving image,
A motion vector and a prediction signal between the target block in the target image and a reference block in the reference image that is geometrically transformed with the target block are calculated for each of the plurality of prediction modes. , Select a pixel located at the vertex constituting the target block, a pixel located near the vertex, or an interpolation pixel located near the vertex as a representative pixel corresponding to the vertex, and calculate a motion vector of the representative pixel And a geometric transformation motion compensated prediction process for calculating the prediction signal by calculating a motion vector of a pixel other than the representative pixel by interpolation using the motion vector of the representative pixel;
For each target block in the target image, a prediction method determination process for selecting one of a plurality of prediction modes by the geometric transformation motion compensation prediction process;
A prediction error signal generation process for calculating a difference between the prediction signal calculated in the prediction mode selected by the prediction method determination process and the image signal of the target block, and generating a prediction error signal;
A predicted motion vector of a motion vector of a representative pixel calculated in the prediction mode selected by the prediction method determination process is calculated using motion vectors inside and outside the target block, and the predicted motion vector and the selected prediction mode A difference vector generation process for generating a difference motion vector of the representative pixel by calculating a difference with the motion vector of the representative pixel calculated in
The prediction method information for specifying the prediction mode selected by the prediction method determination process, the difference motion vector generated by the difference vector generation process, and the prediction error signal generated by the prediction error signal generation process are encoded. Encoding processing,
To the computer ,
The target block is a rectangular area;
The geometric transformation motion compensation prediction process is:
A first mode for calculating motion vectors to be encoded of four representative pixels of the target block;
A second mode for calculating a motion vector to be encoded of two representative pixels in the vertical direction of the target block;
A third mode for calculating motion vectors to be encoded of two representative pixels in the horizontal direction of the target block;
An image encoding program comprising at least two prediction modes among four prediction modes including a fourth mode for calculating a motion vector to be encoded of three representative pixels of the target block .