JP2013034186A - 画像符号化装置、画像符号化方法および画像符号化プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】候補リスト生成部は、符号化対象ブロックに隣接する複数の符号化済みのブロックから、動きベクトルの情報と参照画像の情報とを少なくとも含む動き情報をそれぞれ1つまたは2つ持つ複数のブロックを選択して、選択されたブロックの動き情報から、動き補償予測に用いる動き情報の候補を含む候補リストを生成する。第1の動き情報取得部は、前記候補に含まれる第1の候補から第1の予測リストの動き情報を取得する。第2の動き情報取得部は、前記候補に含まれる第2の候補から第2の予測リストの動き情報を取得する。選択候補生成部は、第1の動き情報取得部により取得された第1の予測リストの動き情報と、前記第2の動き情報取得部により取得された第2の予測リストの動き情報を組み合わせて、動き情報の新たな候補を生成する。
【選択図】図9
Description
本発明の実施の形態では、入力された画像信号を図1のように最大符号化ブロック単位に分割し、分割した符号化ブロックをラスタースキャン順序で処理する。符号化ブロックは階層構造となっており、符号化効率などを考慮して順次均等に4分割することでより小さい符号化ブロックにすることができる。なお、4分割された符号化ブロックはジグザグスキャン順で符号化される。これ以上小さくすることのできない符号化ブロックを最小符号化ブロックと呼ぶ。符号化ブロックは符号化の単位となり、最大符号化ブロックも分割数が0である場合は符号化ブロックとなる。本実施の形態では、最大符号化ブロックを64画素×64画素、最小符号化ブロックを8画素×8画素とする。
本発明の実施の形態では、符号化ブロックはさらに予測ブロックに分割される。予測ブロックの分割のパターンを図3(a)〜(d)に示す。図3(a)は符号化ブロックを分割しない2N×2N、図3(b)は水平に分割する2N×N、図3(c)は垂直に分割するN×2N、および図3(d)は水平と垂直に分割するN×Nを示す。つまり、予測ブロックサイズには、図4に示すように、CU分割数が0であって最大の予測ブロックサイズである64画素×64画素からCU分割数が3であって最小の予測ブロックサイズである4画素×4画素までの13の予測ブロックサイズが存在することになる。
本発明の実施の形態では、動き補償予測の予測方向や符号化ベクトル数を予測ブロックのブロックサイズで切り替えることが可能となっている。ここで、動き補償予測の予測方向と符号化ベクトル数を関連付けた予測符号化モードの一例について図5を用いて簡単に説明する。
本発明の実施の形態では、動き補償予測の精度向上のために、動き補償予測において複数の参照画像の中から最適な参照画像を選択することを可能とする。そのため、動き補償予測で利用した参照画像を参照画像インデックスとして符号化ベクトルとともに符号化ストリーム中に符号化する。動き補償予測で利用される参照画像インデックスは0以上の数値となる。参照画像インデックスで選択できる複数の参照画像は参照インデックスリストで管理される。動き補償予測の予測方向が単方向であれば、参照画像インデックスは1つ符号化され、動き補償予測の予測方向が双方向であれば、それぞれの予測方向の参照画像を示す参照画像インデックスが符号化される(図5参照)。
HEVCでは、予測ベクトルの精度を向上させるために、複数の予測ベクトルの候補の中から最適な予測ベクトルを選択し、選択した予測ベクトルを示すための予測ベクトルインデックスを符号化することが検討されている。本発明の実施の形態では、上記の予測ベクトルインデックスを導入する。動き補償予測の予測方向が単方向であれば、予測ベクトルインデックスは1つ符号化され、動き補償予測の予測方向が双方向であれば、それぞれの予測方向の予測ベクトルを示す予測ベクトルインデックスが符号化される(図5参照)。
HEVCでは、さらに符号化効率を向上させるために、複数の隣接ブロックの候補及び符号化済みの別の画像の処理対象ブロックと同一位置にあるブロックの中から最適なブロックを選択し、選択したブロックを示すマージインデックスを符号化および復号することが検討されている。これは、選択されたマージインデックスの示すブロックの動き補償予測の予測方向、動きベクトル情報、参照画像情報から成る動き情報を処理対象ブロックで利用する動き補償予測技術(マージ技術)である。本発明の実施の形態では、上記のマージインデックス(マージ技術)を導入する。図5に示すように、マージインデックスは予測符号化モードがマージモードの場合に、1つ符号化される。なお、動き情報が双方向であれば、動き情報には各予測方向の動きベクトル情報と参照画像情報が含まれる。
本発明の実施の形態では、動き補償予測の予測方向としてL0方向とL1方向の2つを設定する。ここで、動き補償予測の予測方向について図6(a)〜(d)を用いて簡単に説明する。動き補償予測の予測方向が単方向の場合はL0方向またはL1方向のいずれかを利用する。図6(a)は単方向であってL0方向の参照画像(RefL0Pic)が符号化対象画像(CurPic)より前の時刻にある場合を示している。図6(b)は単方向であってL0方向の参照画像が符号化対象画像より後の時刻にある場合を示している。図6(a)および図6(b)のL0方向の参照画像をL1方向の参照画像(RefL1Pic)に置き換えることもできる。
本発明の実施の形態による予測ブロックのシンタックスの一例について図7を用いて説明する。予測ブロックがイントラであるかインターであるかは上位の符号化ブロックによって指定されており、図7は予測ブロックがインターの場合のシンタックスを示す。予測ブロックには、マージフラグ(merge_flag)、マージインデックス(merge_idx)、動き補償予測の方向(inter_pred_type)、参照インデックス(ref_idx_l0とref_idx_l1)、差分ベクトル(mvd_l0[0]、mvd_l0[1]、mvd_l1[0]、mvd_l1[1])および予測ベクトルインデックス(mvp_idx_l0およびmvp_idx_l1)が設置されている。差分ベクトルの[0]は水平成分、[1]は垂直成分を示す。
図7のシンタックスからもわかるように、マージモードはマージインデックス1つで動き情報を伝送できる。したがって、マージモード(マージフラグが1)と非マージモード(マージフラグが0)の予測誤差が同程度であれば、マージモードの方が動き情報を効率よく符号化できる。すなわち、マージモードの選択率を高くすることで動き情報の符号化効率を向上させることができる。
図7ではマージインデックスの復号(符号化)の前段にマージの候補数を算出する関数であるNumMergeCands()が、予測ベクトルインデックスの復号(符号化)の前段に予測ベクトルの候補数を算出する関数であるNumMvpCands()が設置されている。これらは隣接ブロックの動き情報の有効性によって、マージの候補数や予測ベクトルの候補数が予測ブロック毎に変化するために、その候補数を取得するために必要な関数である。なお、隣接ブロックの動き情報が有効であるとは、その隣接ブロックが領域外のブロックやイントラモードでないことであって、隣接ブロックの動き情報が無効であるとは、その隣接ブロックが領域外のブロックやイントラモードであることである。
本発明の実施の形態では、画像の時間情報(距離情報)としてPOC(Picture Order Count)を用いる。POCはMPEG−4AVCで定義された画像の表示順序を示すカウンタである。画像の表示順序が1増加するとPOCも1増加する。したがって、画像間のPOC差から画像間の時間差(距離)を取得できる。
一般的に処理対象ブロックの動き情報と処理対象ブロックに隣接するブロック(以下、隣接ブロックという)の動き情報の相関度が高いのは、処理対象ブロックと隣接ブロックが同じ動きをしている場合、例えば、処理対象ブロックと隣接ブロックを含めた領域が平行移動している場合である。また、一般的に処理対象ブロックの動き情報と隣接ブロックの動き情報の相関度は、処理対象ブロックと隣接ブロックの接している長さにも依存する。
一方、一般的に時間ダイレクトモードや空間ダイレクトモードで利用されている復号済みの別の画像上で処理対象ブロックと同一位置にあるブロック(以下、同一位置ブロックという)と、当該処理対象ブロックとの相関度が高いのは、当該同一位置ブロックおよび当該処理対象ブロックが静止状態にある場合である。
(動画像符号化装置100の構成)
図9は本発明の実施の形態1に係る動画像符号化装置100の構成を示す。動画像符号化装置100は、動画像信号を動き補償予測を実施する予測ブロック単位で符号化する装置である。符号化ブロックの分割、予測ブロックサイズの決定、予測符号化モードの決定は上位の符号化制御部で決定されているものとする。
以下、各部の機能について説明する。予測ブロック画像取得部101は、予測ブロックの位置情報と予測ブロックサイズに基づいて、端子10より供給される画像信号から処理対象の予測ブロックの画像信号を取得し、予測ブロックの画像信号を減算部102、動きベクトル検出部108および動き情報生成部109に供給する。
ここで、予測ベクトル候補リスト生成部130に供給される候補ブロック群について図13と図14を用いて説明する。候補ブロック群には空間候補ブロック群と時間候補ブロック群が含まれる。
続いて、結合動き情報決定部121の詳細な構成について図15を用いて説明する。図15は結合動き情報決定部121の構成を示す。結合動き情報決定部121は、結合動き情報候補生成部140および結合動き情報選択部141を含む。結合動き情報候補生成部140は、実施の形態1による動画像符号化装置100により生成された符号列を復号する動画像復号装置200にも同様に設置されて、動画像符号化装置100と動画像復号装置200にて矛盾のない同一の結合動き情報リストが生成される。
ここで、結合動き情報候補生成部140に供給される候補ブロック群について図13と図14を用いて説明する。候補ブロック群には空間候補ブロック群と時間候補ブロック群が含まれる。実施の形態1では、空間候補ブロック群を図13に示すブロックA4、ブロックB4、ブロックCおよびブロックEの4ブロックとする。ここでは、空間候補ブロック群をブロックA4、ブロックB4、ブロックCおよびブロックEの4ブロックとしたが、空間候補ブロック群は、処理対象の予測ブロックに隣接する少なくとも1以上の処理済みのブロックであればよく、これらに限定されない。
続いて、実施の形態1の特徴をなす結合動き情報候補生成部140の詳細な構成について図16を用いて説明する。図16は結合動き情報候補生成部140の構成を示す。端子18は結合動き情報選択部141に接続されている。結合動き情報候補生成部140は、単方向結合動き情報候補リスト生成部150、第1結合動き情報候補リスト削減部151、双方向結合動き情報候補リスト生成部152および第2結合動き情報候補リスト削減部153を含む。
続いて、双方向結合動き情報候補リスト生成部152の詳細な構成について図17を用いて説明する。図17は双方向結合動き情報候補リスト生成部152の構成を示す。端子19は第1結合動き情報候補リスト削減部151に、端子20は第2結合動き情報候補リスト削減部153にそれぞれ接続されている。双方向結合動き情報候補リスト生成部152は、基準方向決定部160、基準方向動き情報決定部161、逆方向動き情報決定部162および双方向動き情報決定部163を含む。
ここで、実施の形態1で利用するマージ候補番号と結合動き情報候補の関係を示す候補番号管理テーブルについて図18を用いて説明する。マージ候補番号の0から6は、それぞれ結合動き情報候補リストに含まれるブロックAの結合動き情報候補(A)、ブロックBの結合動き情報候補(B)、時間ブロックの結合動き情報候補(COL)、ブロックCの結合動き情報候補(C)、ブロックEの結合動き情報候補(E)、基準方向がL0の双方向結合動き情報候補(BD0)、および基準方向がL1の双方向結合動き情報候補(BD1)を示す。また、結合動き情報候補リストに含まれる結合動き情報候補の最大数は7(マージインデックスの最大値は6)であるとする。以上のように、ここでは基準方向がL0の双方向結合動き情報候補(BD0)と基準方向がL1の双方向結合動き情報候補(BD1)のマージ候補番号が単方向結合動き情報候補のマージ候補番号よりも大きくなるように割り当てられる。なお、実施の形態1で利用する候補番号管理テーブルを図18としたが、選択率の高い結合動き情報候補ほど小さいマージ候補番号が割り当てられていればよくこれに限定されない。
続いて、図20のフローチャートを用いて、実施の形態1の動画像符号化装置100における符号化の動作を説明する。予測ブロック画像取得部101は、予測ブロックの位置情報と予測ブロックサイズに基づいて、端子10より供給される画像信号から処理対象の予測ブロックの画像信号を取得する(S100)。
引き続いて、図23のフローチャートを用いて、結合動き情報決定部121の動作を詳細に説明する。結合動き情報候補生成部140は、端子12より供給される候補ブロック群から結合動き情報候補リストを生成する(S130)。結合動き情報選択部141は、結合動き情報候補生成部140より供給される結合動き情報候補リストの中から、端子13より供給される動きベクトルと参照画像インデックス、および予測方向に最適な結合動き情報を決定する(S131)。
引き続いて、図24のフローチャートを用いて、結合動き情報候補生成部140の動作を詳細に説明する。単方向結合動き情報候補リスト生成部150は、端子12より供給される空間候補ブロック群から領域外である候補ブロックおよびイントラモードである候補ブロックを除いた候補ブロックから空間結合動き情報候補リストを生成する(S140)。空間結合動き情報候補リストの生成の詳細な動作は後述する。
引き続いて、図27のフローチャートを用いて、双方向結合動き情報候補リストの生成の詳細な動作を説明する。双方向結合動き情報候補リストは空であるとする。基準方向決定部160は、第2結合動き情報候補リストから双方向結合動き情報候補の基準方向を決定する(S170)。基準方向がL0の双方向結合動き情報候補(BD0)の場合の基準方向はL0方向となり、基準方向がL1の双方向結合動き情報候補(BD1)の場合の基準方向はL1方向となる。
次に、実施の形態1の動画像復号装置を説明する。図32に実施の形態1の動画像復号装置200を示す。動画像復号装置200は、動画像符号化装置100により符号化された符号列を復号して再生画像を生成する装置である。
以下、各部の機能について説明する。符号列解析部201は、端子30より供給された符号列を復号して予測誤差符号化データ、マージフラグ、マージ候補番号、動き補償予測の予測方向、参照画像インデックス、差分ベクトル、および予測ベクトルインデックスをシンタックスに従って復号する。そして、当該予測誤差符号化データを予測誤差復号部202に、当該マージフラグ、当該マージ候補番号、当該動き補償予測の予測方向、当該参照画像インデックス、当該差分ベクトル、および当該予測ベクトルインデックスを動き情報再生部204に供給する。なお、マージ候補番号はマージインデックスより変換されて得られる。
続いて、実施の形態1の特徴をなす動き情報再生部204の詳細な構成について図33を用いて説明する。図33は動き情報再生部204の構成を示す。動き情報再生部204は、符号化モード判定部210、動きベクトル再生部211および結合動き情報再生部212を含む。端子32は符号列解析部201に、端子33は動き情報メモリ207に、端子34は動き補償部205にそれぞれ接続されている。
続いて、図36のフローチャートを用いて、実施の形態1の動画像復号装置200における復号の動作を説明する。符号列解析部201は、端子30より供給される符号列を復号して予測誤差符号化データ、マージフラグ、マージ候補番号、動き補償予測の予測方向、参照画像インデックス、差分ベクトル、および予測ベクトルインデックスをシンタックスに従って復号する(S210)。
なお、実施の形態1は以下のように変形できる。
上述の実施の形態1では、逆方向動き情報決定部162の動作例として図29を挙げたが、双方向結合動き情報候補が生成されればよく、これに限定されない。例えば、双方向結合動き情報候補の有効性を高める、つまり第2結合動き情報候補リスト削減部153によって削除されないようにする目的で、図44のようにステップS240を追加してもよい。
上述の実施の形態1では、逆方向動き情報決定部162の動作例として図29を挙げたが、図45のようにステップS250を追加してもよい。
上述の実施の形態1では、結合動き情報候補生成部140の構成の一例として図16を挙げたが、より簡易的な構成として、図46のように第1結合動き情報候補リスト削減部151をなくして第2結合動き情報候補リスト削減部153だけとして削除部を1つにまとめることもできる。
上述の実施の形態1では、逆方向動き情報決定部162の逆方向について、基準方向がL0方向であれば逆方向はL1方向となり、基準方向がL1方向であれば逆方向はL0方向となる例を挙げた。この点、基準方向がL0方向であれば逆方向をL0方向とし、基準方向がL1方向であれば逆方向をL1方向としてもよい。これは、図48のように第2結合動き情報候補リストに含まれる結合動き情報候補に同一の予測方向の動き情報のみ存在する場合に、双方向結合動き情報候補の生成確率を高め、結合動き情報候補の選択率を高めることで動き情報の符号化効率を向上させることができる。
上述の実施の形態1では、双方向結合動き情報候補を、基準方向と逆方向において有効である結合動き情報候補ブロックを検索して、基準方向と逆方向の動き情報を利用することで生成した。基準方向と逆方向に検索することで双方向結合動き情報候補の有効性を向上させることができるが、処理量が増加する。
上述の実施の形態1では基準方向がL0の双方向結合動き情報候補(BD0)に小さいマージ候補番号を割り当てるとしたが、これに限定されない。例えば、予測方向が双方向である双方向結合動き情報候補に優先的に小さいマージ候補番号を割り当てることで、予測効率の高い双方向予測の双方向結合動き情報候補に小さいマージ候補番号を割り当てることで符号化効率を改善することもできる。さらに、BD0とBD1がともに双方向予測である場合には、基準方向の動き情報が単方向である双方向結合動き情報候補に優先的に小さいマージ候補番号を割り当てることもできる。これは、一般的には単方向予測よりも双方向予測の方が予測効率が高いにも関わらず単方向予測が選択されている場合、その動き情報の信頼度は高いためである。
(双方向予測の双方向結合動き情報の効果例)
実施の形態1による効果について図50を用いて説明する。以下、ブロックNのL0方向の動きベクトルをmvL0N、L1方向の動きベクトルをmvL1N、L0方向の参照画像インデックスをrefIdxL0N、L1方向の参照画像インデックスをrefIdxL1N、L0方向の差分ベクトルをdmvL0N、L1方向の差分ベクトルをdmvL1N、L0方向の参照画像インデックスの差分をdrefIdxL0N、およびL1方向の参照画像インデックスをdrefIdxL1Nと表す。
また、実施の形態1による単方向予測の効果について図51を用いて説明する。処理対象ブロック(Z)にとって予測誤差が最小となる動き情報は、予測方向が単方向(UNI)で、mvL0Z=(0,8)、refIdxL0Z=2であるとする。
また、実施の形態1による予測方向が単方向の動き情報の組み合わせによる効果について図52を用いて説明する。処理対象ブロック(Z)にとって予測誤差が最小となる動き情報は、予測方向が単方向(BI)で、mvL0Z=(2,2)、refIdxL0Z=0、mvL1Z=(―2,2)、refIdxL1Z=0であるとする。
以上のように、単方向結合動き情報候補のL0方向とL1方向の動き情報を利用して双方向結合動き情報候補を生成することで、処理対象ブロックの動きが、符号化済みの別の画像の同一位置ブロックや当該処理対象ブロックの隣接ブロックの動きとずれがある場合でも、動き情報を符号化することなくインデックスのみで符号化することができる。したがって、符号化効率と予測効率を最適化できる動画像符号化装置および動画像復号装置を実現できる。
また、単方向結合動き情報候補のL0方向とL1方向の動き情報を利用して新たな単方向の結合動き情報候補を生成する場合についても、単方向結合動き情報候補のL0方向とL1方向の動き情報を利用して双方向結合動き情報候補を生成する場合と、同様の効果を奏する。
また、単方向結合動き情報候補の同一の予測方向の動き情報を利用して双方向結合動き情報候補を生成する場合についても、単方向結合動き情報候補のL0方向とL1方向の動き情報を利用して双方向結合動き情報候補を生成する場合と、同様の効果を奏する。
以上のように、単方向結合動き情報候補の各方向の動き情報を利用して双方向結合動き情報候補を生成することで、処理対象ブロックの動きが、符号化済みの別の画像の同一位置ブロックや当該処理対象ブロックの隣接ブロックの動きとずれがある場合でも、予測方向、参照インデックスおよび差分ベクトルの復号、予測ベクトルと差分ベクトルとの加算処理などが不要となり、動画像復号装置の処理を削減することができる。
以上のように、第1結合動き情報候補リスト削減部151を設置することで、双方向結合動き情報候補リスト生成部152において、基準方向がL0の双方向結合動き情報候補(BD0)と、基準方向がL1の双方向結合動き情報候補(BD1)が同一の動き情報を持つことを回避することができ、双方向結合動き情報候補の有効性を高めて符号化効率を向上させることができる。
以上のように、選択率の高い結合動き情報候補ほど小さいマージ候補番号を割り当てておくことで、各方向においてより確からしい動き情報の選択率を高め、各方向において精度の高い動き情報を利用して高精度な双方向結合動き情報候補を生成することができる。また、検索の処理を単純化することができ、検索の処理数を制限しても符号化効率の低下を抑制できる。
以上のように、単方向結合動き情報候補の各方向の動き情報を利用して双方向結合動き情報候補を生成することで、単方向結合動き情報候補の数を増加させることなく結合動き情報候補の数を増加させることができる。したがって、単方向結合動き情報候補数の増加によってメモリリード時間が長くなるような一般的なLSIを使用している動画像符号化装置および動画像復号装置において、単方向結合動き情報候補数の増加によるメモリリード時間の増大を抑制できる。
以上のように、予測方向が双方向である双方向結合動き情報候補に優先的に小さいマージ候補番号を割り当てることで、予測効率の高い、予測方向が双方向である双方向結合動き情報候補の選択率を高め、基準方向の動き情報が単方向である双方向結合動き情報候補に優先的に小さいマージ候補番号を割り当てることで、信頼度の高い動き情報を利用した双方向結合動き情報候補の選択率を高めて符号化効率を向上させることができる。
(シンタックス)
実施の形態2の動画像符号化装置の構成は、当該動画像符号化装置の上位機能と符号列生成部104の機能を除いて実施の形態1の動画像符号化装置100の構成と同一である。以下、実施の形態2における動画像符号化装置の上位機能と符号列生成部104の機能について実施の形態1との相違を説明する。
マージ候補番号と結合動き情報候補の最適な関係を、実施の形態2による動画像符号化装置と動画像復号装置でストリーム単位またはスライス単位で共有することで、ストリーム単位やスライス単位で動きの特性が変化するような場合にマージインデックスの符号化効率を向上させることができる。
(結合動き情報候補の置換)
実施の形態3の動画像符号化装置の構成は、結合動き情報候補生成部140の機能を除いて実施の形態1の動画像符号化装置100の構成と同一である。最初に、実施の形態3における候補番号管理テーブルを図54とし、結合動き情報候補リストに含まれる結合動き情報候補の最大数は5であるとする。結合動き情報候補リストに含まれる結合動き情報候補の最大数が5であること、双方向結合動き情報候補にマージ候補番号が割り当てられていないことが異なる。以下、実施の形態3における結合動き情報候補生成部140について図55を用いて実施の形態1との相違を説明する。
なお、実施の形態3は以下のように変形できる。
上述の実施の形態3では、候補番号管理テーブル変更部154の動作例として図57を挙げたが、変更された候補番号管理テーブルが選択率の高い結合動き情報候補ほど小さいマージ候補番号が割り当てられていればよく、これに限定されない。
候補番号管理テーブル変更部154の動作はさらに変形することもできる。最初に、本変形例では、所定のブロックに所定の双方向結合動き情報候補が関連付けられているとし、ブロックCにBD0が、ブロックDにBD1が関連付けられているものとする。以下、候補番号管理テーブル変更部154の動作の別の変形例について図61を用いて説明する。関連付けられたブロックの個数だけ以下の処理が繰り返される(S280からS284)。i番目の所定のブロックが無効であるか検査する(S281)。i番目の所定のブロックが無効であれば(S281のYES)、候補番号管理テーブルを変更するため以降の処理を行う。i番目の所定のブロックが無効でなければ(S281のNO)、次の所定ブロックを検査する。
候補番号管理テーブル変更部154の動作はさらに変形することもできる。以下、候補番号管理テーブル変更部154の動作の変形例について図62を用いて説明する。結合動き情報候補の無効数が0であれば(S271のNO)、候補番号管理テーブル変更部154は、第2結合動き情報候補リストに含まれる予測方向が単方向(L0方向またはL1方向)である結合動き情報候補の数をカウントし、単方向予測数を算出する(S290)。単方向予測数が1以上であるか調査する(S291)。双方向結合動き情報候補の有効数が1以上であれば(S291のYES)、候補番号管理テーブルを変更するため以降の処理を行う。単方向予測数が0であれば(S291のNO)、処理を終了する。候補番号管理テーブル変更部154は、予測方向が双方向である双方向結合動き情報候補の数をカウントし、双方向結合動き情報候補の有効数を算出する(S292)。候補番号管理テーブル変更部154は、双方向結合動き情報候補の追加数分の双方向結合動き情報候補に予測方向が単方向である結合動き情報候補のマージ候補番号を割り当てる(S294)。
以上のように、無効となるマージインデックスを双方向結合動き情報候補のマージ候補番号として利用することで、マージ候補番号の増加によるマージインデックスの符号量の増加を抑制し、結合動き情報候補の選択率を高めて符号化効率を向上させることができる。
(単方向予測の動き情報を優先)
実施の形態4の動画像符号化装置の構成は、基準方向動き情報決定部161の機能を除いて実施の形態1の動画像符号化装置100の構成と同一である。以下、実施の形態4における基準方向動き情報決定部161について実施の形態1との相違を説明する。実施の形態4の基準方向動き情報決定部161の動作について図63を用いて説明する。
なお、実施の形態4は以下のように変形できる。
上述の実施の形態4では、基準方向動き情報決定部161の動作例として図63を挙げたが、動き情報の決定において単方向である動き情報が優先されればよく、これに限定されない。例えば、図63のステップS191からステップS194を削除して基準方向の動き情報を単方向である動き情報に限定して選択してもよい。
上述の実施の形態4では、基準方向動き情報決定部161の動作例として図63を挙げたが、動き情報の決定において単方向である動き情報が優先されればよく、これに限定されない。例えば、逆方向動き情報決定部162の逆方向の動き情報の決定においても、実施の形態4の基準方向動き情報決定部161と同様に単方向である動き情報を優先してもよい。また、逆方向動き情報決定部162の逆方向の動き情報の決定において、実施の形態4の変形例1の基準方向動き情報決定部161と同様に単方向である動き情報に限定して選択してもよい。
実施の形態4では、基準方向の動き情報の決定において単方向である動き情報を優先することで、信頼度の高い動き情報を基準方向の動き情報として利用することができ、双方向結合動き情報候補の選択率を高めて符号化効率を向上させることができる。
(各方向削除プロセス)
実施の形態5の動画像符号化装置の構成は、結合動き情報候補生成部140の機能を除いて実施の形態1の動画像符号化装置100の構成と同一である。以下、実施の形態5における結合動き情報候補生成部140について実施の形態1との相違を説明する。
実施の形態5では、L0方向とL1方向の動き情報の冗長度を削減しておくことで同一の双方向結合動き情報の生成を抑制し、双方向結合動き情報候補の有効性を高めて符号化効率を向上させることができる。
(双方向結合動き情報候補の選択的利用)
実施の形態6の動画像符号化装置の構成は、基準方向決定部160の機能を除いて実施の形態1の動画像符号化装置100の構成と同一である。最初に、実施の形態6における候補番号管理テーブルを図65とし、結合動き情報候補リストに含まれる結合動き情報候補の最大数は6であるとする。結合動き情報候補リストに含まれる結合動き情報候補の最大数が6であること、双方向結合動き情報候補にマージ候補番号が1つしか割り当てられていないことが異なる。以下、実施の形態6における基準方向決定部160について実施の形態1との相違を説明する。実施の形態6の基準方向決定部160の動作について図66を用いて説明する。
実施の形態6では、結合動き情報候補リストに含まれる結合動き情報候補の予測方向によって基準方向をL0方向とするかL1方向するかを判定することで、双方向結合動き情報候補が1つだけ有効である場合に、双方向結合動き情報候補の有効性を高め、双方向結合動き情報候補の選択性を高めて符号化効率を向上させることができる。
mvL0t=mvCol×CurrL0Dist/ColDist
mvL1t=mvCol×CurrL1Dist/ColDist ・・・(式1)
なお、図67のColPic、ColRefPic、ColL0Pic、ColL1Picは一例であってこれ以外の関係であってもよい。
Claims (14)
- 動き補償予測を行う画像符号化装置であって、
符号化対象ブロックに隣接する複数の符号化済みのブロックから、動きベクトルの情報と参照画像の情報とを少なくとも含む動き情報をそれぞれ1つまたは2つ持つ複数のブロックを選択して、選択されたブロックの動き情報から、動き補償予測に用いる動き情報の候補を含む候補リストを生成する候補リスト生成部と、
前記候補に含まれる第1の候補から第1の予測リストの動き情報を取得する第1の動き情報取得部と、
前記候補に含まれる第2の候補から第2の予測リストの動き情報を取得する第2の動き情報取得部と、
前記第1の動き情報取得部により取得された前記第1の予測リストの動き情報と、前記第2の動き情報取得部により取得された前記第2の予測リストの動き情報を組み合わせて、動き情報の新たな候補を生成する選択候補生成部と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 前記候補リスト生成部は、前記候補の数が、設定された最大数に満たない場合、前記選択候補生成部により生成された新たな候補を含めた候補リストを生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。 - 前記候補リスト生成部は、前記候補の数が、前記最大数を超えないように、前記選択候補生成部により生成された1つ以上の新たな候補を含めた候補リストを生成する、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像符号化装置。 - 動き補償予測に用いる動き情報の候補を前記候補リスト内で特定するための候補特定情報を符号化する符号列生成部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像符号化装置。 - 前記候補リスト生成部は、前記選択候補生成部により生成された新たな候補に前記候補よりも大きな候補特定情報を割り当てる、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像符号化装置。 - 前記第1の予測リストおよび前記第2の予測リストは、異なる予測リストである、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の画像符号化装置。 - 前記候補リスト生成部は、前記符号化対象ブロックを含む画像と時間的に異なる画像のブロックの動き情報から導出した動き情報を候補リストに含める、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の画像符号化装置。 - 前記第1の動き情報取得部は、前記候補を第1の優先順に従って検索し、有効となる候補を前記第1の候補とし、
前記第2の動き情報取得部は、前記候補を第2の優先順に従って検索し、有効となる候補を前記第2の候補とする、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の画像符号化装置。 - 前記第1の動き情報取得部は、前記候補の中の予め定められた候補を前記第1の候補とし、
前記第2の動き情報取得部は、前記候補の中の予め定められた別の候補を前記第2の候補とする、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の画像符号化装置。 - 前記選択候補生成部は、前記第1の動き情報取得部および前記第2の動き情報取得部により取得された、前記第1の予測リストの動き情報および前記第2の予測リストの動き情報の両方が有効である場合、前記新たな候補を生成する、
ことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の画像符号化装置。 - 前記新たな候補は、2つの動き情報を持つことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の画像符号化装置。
- 前記新たな候補は、1つの動き情報を持つ、
ことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の画像符号化装置。 - 動き補償予測を行う画像符号化方法であって、
符号化対象ブロックに隣接する複数の符号化済みのブロックから、動きベクトルの情報と参照画像の情報とを少なくとも含む動き情報をそれぞれ1つまたは2つ持つ複数のブロックを選択して、選択されたブロックの動き情報から、動き補償予測に用いる動き情報の候補を含む候補リストを生成するステップと、
前記候補リストに含まれる第1の候補から第1の予測リストの動き情報を取得するステップと、
前記候補リストに含まれる第2の候補から第2の予測リストの動き情報を取得するステップと、
前記第1の予測リストの動き情報と、前記第2の予測リストの動き情報を組み合わせて、動き情報の新たな候補を生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像符号化方法。 - 動き補償予測を行う画像符号化プログラムであって、
符号化対象ブロックに隣接する複数の符号化済みのブロックから、動きベクトルの情報と参照画像の情報とを少なくとも含む動き情報をそれぞれ1つまたは2つ持つ複数のブロックを選択して、選択されたブロックの動き情報から、動き補償予測に用いる動き情報の候補を含む候補リストを生成する処理と、
前記候補リストに含まれる第1の候補から第1の予測リストの動き情報を取得する処理と、
前記候補リストに含まれる第2の候補から第2の予測リストの動き情報を取得する処理と、
前記第1の予測リストの動き情報と、前記第2の予測リストの動き情報を組み合わせて、動き情報の新たな候補を生成する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像符号化プログラム。
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