JP2012044239A - 映像符号化方法,映像復号方法,映像符号化装置,映像復号装置およびそれらのプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】領域分割部11は,複数用意された領域分割手法の中から1つずつ順番に領域分割手法を選択し,符号化対象画像の領域を分割する。補間フィルタ係数切り替え部12は,分割された領域ごとに小数精度画素の補間フィルタを切り替え,予測符号化部14で予測符号化する。領域分割モード判定部15は,各領域分割手法ごとに算出されたレート歪みコストの中でコストが最小となる領域分割手法を選択し,最終的にその領域分割手法を用いて,符号化対象画像を予測符号化部14,可変長符号化部16により符号化する。領域分割手法を示す情報も可変長符号化し,デコーダへ送る。
【選択図】図1
Description
過去の映像符号化標準方式MPEG−1/2/4においては,図10に示されるように,1/2精度の画素を補間するために,両隣の2点の整数精度画素(単に整数画素ともいう)から加算平均を用いて補間画素を生成していた。すなわち,2点の整数画素に対して,[1/2,1/2]の平均値フィルタを施していることになる。非常に単純な処理のため,計算複雑度の観点からみると効果的であるが,1/4精度の画素を求める上ではフィルタの性能としては高くはない。
H.264/AVCでは,入力画像条件(シーケンス種類/画像サイズ/フレームレート)や符号化条件(ブロックサイズ/GOP構造/QP)に関わらず,フィルタ係数値は一定である。フィルタ係数値が固定である場合,例えば,エイリアシング,量子化誤差,動き推定による誤差,カメラノイズといった時間的に変化する効果が考慮されていない。したがって,符号化効率の点で性能向上に限界があると考えられる。そこで,補間フィルタ係数を適応的に変化させる方式が,非特許文献4では提案されており,非分離型の適応補間フィルタと呼ばれている。
〜x=x+MVx − FilterOffset
であり,MVx は事前に得られた動きベクトルの水平成分,FilterOffsetは,調整のためのオフセット(水平方向フィルタ長を2で割った値)を示している。垂直方向については,〜y=y+MVy となり,MVy は動きベクトルの垂直成分を示す。wciは求めるべき水平方向フィルタ係数群ci (0≦ci <6)を示す。
図1は,本発明に係る映像符号化装置の構成例を示す図である。映像符号化装置10は,複数の領域分割手法(領域分割モードという)によって領域を分割し,それぞれの領域分割モードの中で符号化コストが最小となる領域分割による領域分割型適応補間フィルタを用いて,小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償によって符号化を行う装置であり,適応補間フィルタを切り替える単位となる領域の分割を,複数の領域分割モードの中から選択する点が,図14に示す従来の映像符号化装置100と異なる。
図2は,映像符号化装置10が実行する映像符号化処理のフローチャートである。以下では,特に断りがない限り,輝度信号での処理を仮定して説明するが,本例で述べている最適な領域分割を選んで,領域単位で補間フィルタ係数を切り替えて符号化する機能は,輝度信号だけでなく,色差信号にも適用可能である。
次に,本実施形態で用いる領域分割モードの例について説明する。
モード番号0は,フレーム内の領域を分割しない場合であり,従来の適応補間フィルタ(AIF:Adaptive Interpolation Filter)を用いる場合である。
モード番号1は,動きベクトルのx成分(MVx )に着目して領域を分割するモードであり,MVx が閾値Thx1,Thx2の間にあれば第1の領域(領域1),閾値Thx1,Thx2の外にあれば第2の領域(領域2)として分割する。
モード番号3,4,5は,動きベクトルの向きに着目して領域を分割するモードである。図5(A)は,動きベクトルの向き(モード番号3〜5)による領域分割の処理フローを示している。まず,ステップS301では,符号化対象フレームについてブロック単位で動きベクトルを取得する。ステップS302では,動きベクトルの向きを判定する。ステップS303では,動きベクトルの向きによって領域番号(領域1または領域2)を決定する。
モード番号6,7は,空間座標に着目して領域を分割するモードである。図6(A)は,空間座標による領域分割の処理フローを示している。まず,ステップS401では,符号化対象ブロックの空間座標を取得する。ステップS402では,ステップS401で取得したブロックの空間座標の値によって領域番号(領域1または領域2)を決定する。
図7(A)は,領域数が4の場合の動きベクトルの向きによる領域分割の処理フローを示している。まず,ステップS501では,符号化対象フレームについてブロック単位で動きベクトルを取得する。ステップS502では,動きベクトルの向きを判定する。ステップS503では,動きベクトルの向きによって領域番号(領域1〜4)を決定する。
図8は,本発明に係る映像復号装置の構成例を示す図である。映像復号装置20は,図1に示す映像符号化装置10が符号化したビットストリームを入力し,領域分割モードに応じて分割された領域ごとに適応補間フィルタを切り替えて小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償によって復号画像を生成する。領域分割モードに応じて復号対象ブロックの領域を判定し,適応補間フィルタを切り替えて小数精度画素の補間を行う点が,図15に示す従来の映像復号装置200と異なる。
図9は,映像復号装置20が実行する映像復号処理のフローチャートである。以下では,特に断りがない限り,輝度信号での処理を仮定して説明するが,輝度信号だけでなく,色差信号にも適用可能である。
11 領域分割部
12 補間フィルタ係数切り替え部
13 予測信号生成部
131 参照画像補間部
132 動き検出部
14 予測符号化部
15 領域分割モード判定部
16 可変長符号化部
17 復号部
18 参照画像メモリ
20 映像復号装置
21 可変長復号部
211 領域分割モード復号部
22 領域判定部
23 補間フィルタ係数切り替え部
24 予測信号生成部
241 参照画像補間部
25 予測復号部
26 参照画像メモリ
Claims (9)
- 小数精度の動き補償を用いる映像符号化方法において,
予め定められた複数の領域分割手法の中から,順次,1つの領域分割手法を選択するステップと,
前記選択された領域分割手法に従って,符号化対象フレームまたはスライスから符号化済みまたは符号化中に得られる情報をもとにフレームまたはスライス内で領域分割を行い,その分割された領域ごとに小数精度画素の補間フィルタを選択するステップと,
選択された補間フィルタを用いて参照画像に対する小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償により予測符号化を行うステップと,
前記選択された領域分割手法に対して,符号化のコストを算出して保存するステップと,
保存したコストから前記複数の領域分割手法の中でコストが最小となる領域分割手法を選択して,その領域分割手法を示す情報を符号化するステップと,
前記コストが最小となる領域分割手法を用いて,符号化対象フレームまたはスライスの符号化を実行するステップとを有する
ことを特徴とする映像符号化方法。 - 請求項1記載の映像符号化方法において,
前記符号化済みまたは符号化中に得られる情報は,符号化対象ブロックの動きベクトルの成分の大きさ,または符号化対象ブロックの動きベクトルの向き,または符号化対象ブロックの位置を示す空間座標を含む
ことを特徴とする映像符号化方法。 - 請求項1または請求項2記載の映像符号化方法において,
前記複数の領域分割手法は,
領域を分割しないモード,符号化対象ブロックの動きベクトルの水平成分の大小によって領域を分割する1または複数のモード,符号化対象ブロックの動きベクトルの向きによって領域を分割する1または複数のモード,符号化対象ブロックの位置を示す空間座標によって領域を分割する1または複数のモードのうち,いずれか複数のモードを含む
ことを特徴とする映像符号化方法。 - 小数精度の動き補償を用いる映像復号方法において,
符号化時に用いられた領域分割手法を示す情報を復号するステップと,
小数精度画素の補間フィルタ係数を復号するステップと,
復号対象ブロックから得られる情報を用いてブロック単位で前記復号により得られた領域分割手法に従う領域の分類を行い,その分類結果に応じて復号対象フレームまたはスライスの領域を分割するステップと,
前記分割された領域ごとに小数精度画素の補間フィルタを切り替えて,参照画像に対する小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償により予測復号を行うステップとを有する
ことを特徴とする映像復号方法。 - 請求項4記載の映像復号方法において,
前記領域分割手法は,
領域を分割しないモード,符号化対象ブロックの動きベクトルの水平成分の大小によって領域を分割する1または複数のモード,符号化対象ブロックの動きベクトルの向きによって領域を分割する1または複数のモード,符号化対象ブロックの位置を示す空間座標によって領域を分割する1または複数のモードのうち,いずれか複数のモードを含む
ことを特徴とする映像復号方法。 - 小数精度の動き補償を用いる映像符号化装置において,
予め定められた複数の領域分割手法の中から,順次,1つの領域分割手法を選択する手段と,
前記選択された領域分割手法に従って,符号化対象フレームまたはスライスから符号化済みまたは符号化中に得られる情報をもとにフレームまたはスライス内で領域分割を行い,その分割された領域ごとに小数精度画素の補間フィルタを選択する手段と,
選択された補間フィルタを用いて参照画像に対する小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償により予測符号化を行う手段と,
前記選択された領域分割手法に対して,符号化のコストを算出して保存する手段と,
保存したコストから前記複数の領域分割手法の中でコストが最小となる領域分割手法を選択して,その領域分割手法を示す情報を符号化する手段と,
前記コストが最小となる領域分割手法を用いて,符号化対象フレームまたはスライスの符号化を実行する手段とを備える
ことを特徴とする映像符号化装置。 - 小数精度の動き補償を用いる映像復号装置において,
符号化時に用いられた領域分割手法を示す情報を復号する手段と,
小数精度画素の補間フィルタ係数を復号する手段と,
復号対象ブロックから得られる情報を用いてブロック単位で前記復号により得られた領域分割手法に従う領域の分類を行い,その分類結果に応じて復号対象フレームまたはスライスの領域を分割する手段と,
前記分割された領域ごとに小数精度画素の補間フィルタを切り替えて,参照画像に対する小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償により予測復号を行う手段とを備える
ことを特徴とする映像復号装置。 - 請求項1,請求項2または請求項3に記載の映像符号化方法を,コンピュータに実行させるための映像符号化プログラム。
- 請求項4または請求項5に記載の映像復号方法を,コンピュータに実行させるための映像復号プログラム。
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