JP4148549B2 - モード信号符号化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２値形状信号のモード信号を符号化する装置に関し、特に、フレームベース符号化またはフィールドベース符号化に基づいてモード信号を符号化するモード信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、テレビ電話及び電子会議のようなディジタルビデオシステムにおいて、映像フレーム信号は「画素」と呼ばれる一連のディジタルデータからなっているため、各映像フレーム信号を表現するのには大量のディジタルデータが必要である。
【０００３】
しかしながら、通常の伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているので、そのチャネルを通じて大量のディジタルデータを伝送するためには、特に、テレビ電話及び電子会議のような低ビットレートの映像信号符号化の場合、様々なデータ圧縮技法を用いて伝送すべきデータの量を圧縮するか減らさなければならない。
【０００４】
低ビットレートの映像信号符号化システムにおいて、映像信号を符号化する方法の一つに、いわゆる物体指向分析／合成符号化方法（Object-Oriented Analysis-Synthesis coding technique)がある。この物体指向分析／合成符号化技法によれば、入力映像信号は複数の物体（オブジェクト）に分けられ、各物体の動き、輪郭線及び画素データを規定する三つの組よりなるパラメータが互いに異なる符号化チャネルを通じて取り扱われる。
【０００５】
そのような物体指向分析／合成符号化方法の一例として、所謂、ＭＰＥＧ-4(Moving Picture Experts Group phase 4)があるが、このＭＰＥＧ-4は低ビットレート通信、対話式マルチメディア（例えば、ゲーム、対話式テレビ、等々）及び領域監視用機器のような応用分野において内容ベース対話式、改善された符号化効率及び／または汎用アクセシビリティが可能となるようにする視聴符号化標準案を提供する。
【０００６】
ＭＰＥＧ−４において、入力ビデオ映像は、使用者がアクセスして操作できるビットストリーム内のエンティティに対応する、複数のビデオ物体平面（ＶＯＰ, Video Object Plane）に分けられる。ＶＯＰは物体としても定義され、その幅及び高さが各物体を取り囲む１６画素（マクロブロックの大きさ）の最小倍数になる四角形で表され得る。よって、符号化はＶＯＰ単位、即ち、物体単位で入力ビデオ映像を取り扱うことになる。
【０００７】
ＭＰＥＧ−４に記載のＶＯＰは、２値マスクで表現される形状情報と、クロミナンスデータ及びルミナンスデータよりなる色情報とを有する。２値マスクにおいて、一つの２値（例えば、０）はＶＯＰにおける物体の外側に位置する画素（背景画素）を、他方の２値（例えば、255)は物体の内側に位置する画素（物体画素）を各々表す。
【０００８】
フレームまたはＶＯＰ内の物体の位置及び形状を表す２値形状信号は、例えば、16×162 値画素の大きさの２値アルファブロック（ＢＡＢ: Binary Alpha Block）として表現され、各々の２値画素は、例えば、背景画素を表す値「０」及び物体画素を表す値「255 」のうちのいずれか一つである。
【０００９】
ＢＡＢは、公知のビットマップベース形状符号化(Context-based Arithmetic Encoding: ＣＡＥ）技法によって符号化されるＢＡＢ(BAB; Binary alpha block）で表現される。詳しくすると、イントラモードにおいて現フレーム（ＶＯＰ）内のＢＡＢは、イントラＣＡＥ方法を用いて符号化され、符号化ＢＡＢが生成される。ここで、イントラＣＡＥ方法において、現フレーム内のＢＡＢの２値画素のコンテキスト値は現フレーム（またはＶＯＰ）内のＢＡＢの２値画素の周囲にある２値画素のコンテキスト値を用いて求められる。
【００１０】
インターモードにおいて、現フレーム（ＶＯＰ）内のＢＡＢは、イントラＣＡＥ方法及びインターＣＡＥ方法のうち予め定められた一つの技法を用いて符号化され、符号化ＢＡＢが生成される。インターＣＡＥ方法において、現フレーム内のＢＡＢの２値画素のコンテキスト値は現フレーム（またはＶＯＰ）内のＢＡＢの２値画素の周囲にある２値画素のコンテキスト値及び前フレーム内の２値画素のコンテキスト値を用いて求められる（ＭＰＥＧ−４ Video Verification Model Version 7.0,International Organization for Standardization, Coding of Moving and Associated Audio Information, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG97/N1642, Bristol, April, pp28-30 参照）。
【００１１】
一方、符号化効率を向上させるために、例えば、従来のＣＡＥ方法によると、ＢＡＢ内の全ての２値画素値を符号化して、符号化２値画素値を復号器へ伝送する代わりにＢＡＢに対する該当符号化の条件を表すかまたは特徴付けられるモード信号を符号化して、符号化モード信号を伝送する。
【００１２】
従来のモード符号化方法によると、ＢＡＢを符号化することにおいて各々のＢＡＢに対して次の［表１］に示すように７個の互いに異なるモードのうちのいずれか一つを表すモード信号を与え、これを符号化モード信号として符号化して伝送する。
【００１３】
【表１】
【００１４】
〔表１〕を参照すると、７個のモード信号がある。即ち、ＢＡＢに対する動きベクトル差分（ＭＶＤs: Motion Vector Difference for shape)が「０」と定義され、ＢＡＢ内の２値画素値が符号化されていないことを表す第１モード信号（ここで、ＭＶＤs はＢＡＢの動きベクトル（ＭＶ: Motion Vector)及びＢＡＢに対する動きベクトル予測値（ＭＶＰs: Motion Vector Predictor for shape）との間の差を表す）と、ＢＡＢに対するＭＶＤが「０」と定義されなく、ＢＡＢ内の２値画素値が符号化されていないことを表す第２モード信号と、ＢＡＢ内の全ての２値画素値が背景画素として定義されることを表す第３モード信号と、ＢＡＢ内の全ての２値画素が物体画素として定義されることを表す第４モード信号と、ＢＡＢ内の２値画素値がイントラＣＡＥ符号化されることを表す第５モード信号と、ＢＡＢに対するＭＶＤが「０」と定義され、ＢＡＢ内の２値画素値がインターＣＡＥ符号化されることを表す第６モード信号と、ＢＡＢに対するＭＶＤが「０」と定義されなく、ＢＡＢ内の２値画素値がインターＣＡＥ符号化されることを表す第７モード信号がある（ＭＰＥＧ−４ Video Verification Model Version 7.0,International Organization for Standardization, Coding of Moving and Associated Audio Information, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG97/N1642, Bristol, April, 1997, pp 20-21参照）。
【００１５】
上記のような従来のモード符号化方法を採択している従来の２値形状信号符号化方法は、基本的にプログレッシブ符号化(Progressive Coding)方法である。即ち、従来の２値形状信号符号化方法においては、フィールド別の動きベクトル推定技法を用いて行われるインタレース符号化(Interlaced Coding）方法は用いられない。従って、フレームの間の時間的及び／または空間的な相関度がフィールドの間の時間的及び／または空間的な相関度より低い場合にもインタレース符号化技法は考慮されなかったので、符号化効率を向上させるに限界があるという不都合がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、プログレッシブ符号化またはインタレース符号化を適応的に行って、モード信号を効率的に符号化するモード信号符号化装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、インタレース符号化において、下部フィールドの下部モードを上部フィールドの上部モードに変更して、モード信号を効率的に符号化するモード信号符号化装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、２値形状信号に表現される目標ブロックのモード信号を符号化するモード信号符号化装置であって、前記２値形状信号が、各々が第１及び第２値画素のうちのいずれか一つを有するＭ×Ｎ個（Ｍ及びＮは正の整数）画素よりなる複数のブロックに分けられ、前記目標ブロックが符号化されるべき現ピクチャーのブロックのうちのいずれか一つを表し、Ｍ×Ｎ個の画素単位で符号化されるべきフレームベース符号化、または（Ｍ／２）×Ｎ個の画素単位で符号化されるべきフィールドベース符号化のうちのいずれかによって符号化されることを特徴とし、各基準ブロックがＭ×Ｎ個の画素を有し、第１及び第２基準ブロックの全画素が第１及び第２値を有しており、第１基準ブロックに対して前記目標ブロックのエラーが予め定められた閾値以下である場合は、前記目標ブロックの全ての画素値を前記第１値に定義する第１指示信号を発生し、第２基準ブロックに対して前記目標ブロックのエラーが前記予め定められた閾値以下である場合には、前記目標ブロックの全ての画素値を前記第２値に定義する第２指示信号を発生するブロック検出手段と、前記フレームベース符号化または前記フィールドベース符号化のいずれかを選択して、前記目標ブロックが前記フレームベース符号化または前記フィールドベース符号化のうちのいずれか一つによって符号化されるかを表す符号化モード信号を発生するモード選択手段と、前記符号化モード信号に応じて、前記目標ブロックを前記フレームベース符号化を用いて符号化して、前記フレーム符号化データの符号化条件を表すフレームモード信号及びフレーム符号化データを発生するフレームベース符号化手段と、前記符号化モード信号に応じて、前記目標ブロックを前記フィールドベース符号化を用いて符号化して、前記フィールド符号化データの符号化条件を表現するフィールドモード信号及びフィールド符号化データを発生するフィールドベース符号化手段と、第１及び第２指示信号のうち、発生した指示信号と前記符号化モード信号とに基づきベースモード信号を発生し、前記ベースモード信号、前記フレームモード信号及び前記フィールドモード信号を組合せて、前記目標ブロックを伝送するための、前記ベースモード信号、前記フレームモード信号、前記フィールドモード信号を多重化させたモード信号を発生するマルチプレクサとを含むことを特徴とするモード信号符号化装置が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。図１を参照すると、本発明の好適実施例による２値アルファブロック（Binary Alpha Block:BAB）単位に形状情報のモード信号を符号化するモード信号符号化装置が示されている。ここで、２値形状信号で表現される形状情報は、アルファプレーン(alpha plane）と呼ばれる。このアルファプレーンは、複数の２値アルファブロックに分割され、各々１６×１６個の２値画素を有する２値アルファブロックは、形状情報としてフレーム検出部10に供給される。
【００２０】
フレーム検出部10は、各BAB の符号化モードが、「 all＿０」または「 all＿255 」であるかをチェックする。特に、BAB は、好ましくは４×４個の画素よりなる１６個のサブブロックに分割される。BAB の全てのサブブロックと「 all＿０」サブブロックとの間の全てのエラーが、予め定められた閾値以下である場合、BAB の全ての２値画素は、画素値「０」を有する背景画素に変更され、BAB が「 all ０」として定義されることを表す指示信号Ｓ1 ＝「 all ０」がモードX90 に供給される。ここで、「 all ０」サブブロックは、全て「０」の２値画素値を有するサブブロックである。BAB の全てのサブブロックと「 all 255」との間の全てのエラーが、予め定められた閾値以下である場合、BAB の全ての２値画素は、画素値「255 」を有する物体画素に変更され、BAB が「 all 255 」として定義されることを表す指示信号Ｓ1 ＝「 all 255 」がモードMUX90 に供給される。ここで、「 all 255 」サブブロックは、全て「255 」の２値画素値を有するサブブロックである。
【００２１】
BAB の符号化モードが、「 all 0 」または「 all 255 」のいずれでもない場合は、BAB のアルファプレーンが、モード選択部20及びスイッチ25に各々供給される。モード選択部20は、BAB がフレーム単位またはフィールド単位のうちのいずれか一つに符号化されることを表す符号化モード信号Ｓ2 を発生し、この符号化モード信号Ｓ2 をスイッチ25及びモードMUX90 に各々供給する。モードMUX90 は、指示信号Ｓ1 及び符号化モード信号Ｓ2 に基づいてBAB に対するベースモード信号を発生する。
【００２２】
〔表２〕を参照すると、モードMUX90 から発生した４個のベースモード信号が一例として示される。
【表２】
【００２３】
スイッチ25において、BAB は、符号化モード信号Ｓ2 に基づいてフレーム符号化部30またはフレーム分割部27のうちのいずれか一つに切換えられる。特に、BAB がフレーム単位で符号化される場合、BAB は、BAB フレームデータとしてフレーム符号化部30に供給され、そうでない場合は、BAB はフレーム分割部27に供給される。
【００２４】
図２を参照すると、図１中のフレーム符号化部30の詳細なブロック図が示されている。ここで、BAB フレームデータは、現BAB としてフレームNO UPDATE32 、ME＆MC部33及びフレーム再構成部44内のMUX35 に各々供給される。
【００２５】
ME＆MC部33はフレーム再構成部44内のメモリ34から検出された候補動きベクトル予測値に基づいて、現BAB の動きベクトル予測値MVP を決定し、現BAB の動きベクトルMV及び動きベクトル差分MVD を計算し、境界動き補償(MC)ブロックを発生するため、MVに沿って動き補償を行い、MVD 及び境界MCブロックをMVD 符号化部36及びフレームNO UPDATE32 に各々供給する。ここで、MVP は、MVとMVP との間の変位を表し、境界MCブロックは、MVP に対応する前BAB の各２値画素をMVだけシフトさせて得られる動き補償BAB(MC BAB）と、MC BABの周りの１画素の幅の境界とを全て表す（ＭＰＥＧ−４ Video Verification Model Version 7.0 、International Organization for Standardization、Coding of Moving Pictures And Associated Information、 ISO/IEC JCT１/SC29/WG11 MPEG97/N1642 、Bristol 、1997年４月、pp20-23 参照）。
【００２６】
MVD 符号化部36は、MVD が「０」であるか否かを表すMVD 信号Ｓ3 を発生して、そのMVD 信号Ｓ3 をモード決定部43に供給し、MVD が「０」でない場合は、現BAB のMVD を符号化して、この符号化MVP データ自体をラインＬ３６を通じてCAE 部45内のインタビット計算部40及びモードMUX90 に各々供給する。
【００２７】
一方、フレームNO UPDATE32 は、現BAB が、MC BABと同一であるか否かを決定し、現BAB が符号化されるべきであるかを表すno＿updsate 信号Ｓ4 をモード決定部43に供給する。最初、フレームNO UPDATE32 は、現BAB を１６個の現サブブロックに分割し、MC BABを１６個のMCサブブロックに分割する。ここで、現サブブロック及びMCサブブロックは、各々４×４個の画素を有し、MC BABフィールドは、境界MC BABの周りの１画素の幅の境界を捨てることよって得られる。フレームNO UPDATE52 は、各現BAB サブブロックとMCサブブロックに対応するBAB サブブロックとの間の各エラーが、予め定められた閾値以下であるか否かを決定する。全てのエラーが予め定められた閾値以下である場合、現BAB を符号化する必要がなく、no＿updsate 信号Ｓ4 がｎo ＿updateを表すことが好ましい。
【００２８】
これに対して、BAB ブロックとMCサブブロックに対応するBAB サブブロックとの間のエラーのうち、少なくとも一つのエラーが予め定められた閾値より大きい場合、即ち、現BAB が後述するように符号化される場合、フレームNO UPDATE32 は、現BAB をCAE 部45内のイントラCAE 部37及びインタCAE 部39に各々供給し、境界MC BABをインタCAE 部39に供給する。
【００２９】
イントラCAE 部37は、従来のイントラCAE 規則を用いて、ラインＬ３５を通じてフレーム再構成部44内のMUX35 から検出された隣接する３個の再構成フィールドに基づいて、現BAB の全ての２値画素を符号化する。ここで、上部左側、上部または左側にある現BAB に隣接する各再構成BAB は、１６×１６個の再構成画素を有する。従来のイントラCAE 規則において、現BAB の各２値画素に対するイントラコンテクスト値は、予め定められた個数の２値画素、例えば、各２値画素を取囲む１０個の候補画素を用いて計算される。ここで、候補２値画素は、３つの隣接する再構成BAB にある全ての再構成画素と、もしあったらイントラCAE 規則によって既に符号化された１つ以上のイントラ符号化現画素を用いて計算され、各２値画素は、イントラコンテクスト値に基づいて各２値画素に対するイントラ符号化画素になる。全てのイントラ符号化画素は、イントラCAE データとしてイントラビット計算部38及び選択部42に各々供給される。
【００３０】
イントラビット計算部38は、イントラCAE データを表すのに必要なビット数を計算し、イントラCAE データのビット数を比較部41に供給する。
【００３１】
一方、インタCAE 部39は、インタCAE 規則を用いてラインＬ３５を通じて検出された隣接する再構成BAB に基づく現BAB の全ての２値画素及び境界MC BABを符号化する。インタCAE 規則において、現BAB 内の各２値画素のインタコンテクスト値は、予め定められた個数の２値画素値、例えば、現BAB 内の各２値画素を取囲む４個の再構成２値画素と、予め定められた個数の２値、例えば、境界動き補償されたBAB 内の５個の境界MC2 値画素とを用いて計算され、各２値画素は、インタコンテクスト値に基づいて符号化され、各２値画素に対するインタ符号化画素を発生する。全てのインタ符号化画素は、インタCAE データとしてインタビット計算部40及び選択部42に各々供給される。
【００３２】
インタビット計算部40は、インタCAE データ及び符号化MVD データを全て表すのに必要なビット数を計算して、これを比較部41に供給する。
比較部41において、イントラCAE データのビット数がインタCAE データ及び符号化MVD データのビット数より小さい場合、イントラCAE データを表すイントラ／インタ信号Ｓ5 が選択部42及びモード決定部43に各々供給され、そうでない場合は、インタCAE データ及び符号化MVD データを表すイントラ／インタ信号Ｓ5 が選択部42及びモード決定部43に各々供給される。
【００３３】
イントラ／インタ信号Ｓ5 に応じて、選択部42はイントラCAE データ、インタCAE データまたは符号化MVD データのうちのいずれか一つを選択して、選択結果をデータMUX95 に供給する。
【００３４】
一方、モード決定部43は、現BAB のフレーム符号化モードを両信号Ｓ3 及びＳ4 に基づいて決定し、そのフレーム符号化モードをフレーム再構成部44内のMUX35 及び下部フィールド符号化部70に各々供給する。
【００３５】
モード決定部43からのフレーム符号化モードに応じて、フレームMUX35 は現BAB を再構成して、再構成BAB を生成する。即ち、フレームMUX35 は、現BAB 自体、またはME＆MC部33から入力される境界MC BABのうち、MC BABをフレーム符号化モードに基づく再構成BAB に置換する。再構成BAB は、次のBAB フレームデータを処理するために、ラインＬ３５を通じてMUX35 からメモリ34、イントラCAE 部37及びインタCAE 部39に各々供給する。
【００３６】
図１を再び参照すると、フレームモード符号化部47は、従来の統計的符号化技法に基づいて現BAB に対するフレームモード信号を発生して、そのフレームモード信号をモードMUX90 に供給する。
【００３７】
【表３】
【００３８】
〔表３〕を参照すると、各信号Ｓ3 、Ｓ4 及びＳ5 に基づくフレームモード信号によって、フレームBAB に対する５個のフレームモード信号が例として示されている。ここで、フレームBAB の形状に対する動きベクトル差分(MVD) は、形状に対する動きベクトルMVと形状に対する動きベクトル予測差(MVP) との間の差分であり、MVP は従来の動き推定規則を用いて決定される。
【００３９】
これに対して、符号化モード信号Ｓ2 に応じてフィールド単位で符号化するために、BAB がスイッチ25からフレーム分割部27に供給される場合、フレーム分割部27は、BAB をBAB の全ての奇数行を有する上部フィールドBAB とBAB の全ての偶数行を有する下部フィールドとに分割し、上部及び下部フィールドBAB をフィールドBAB データとして上部フィールド符号化部50、下部フィールド符号化部70に各々供給する。BAB が１６×１６個の画素を有する場合、上部及び下部フィールドBAB は、８×１６画素を有することが好ましい。上部フィールド符号化部50は、実際に下部フィールド符号化部70と同一であるため、表示フィールド符号化部は、次のように説明される。
【００４０】
図３を参照すると、図１中の上部／下部フィールド符号化部の詳細なブロック図が示されている。フィールドBAB データは、現フィールドBAB としてフィールド決定部51に供給される。フィールド符号化部は、フレーム符号化部と類似であるため、フィールド符号化部について下記のように簡略に説明する。
【００４１】
フィールド決定部51は、符号化モードが「 all ０」と「 all 255 」とのうちのいずれか一つである場合、フィールド単位で各現フィールドBAB の符号化モードを検出する。現フィールドBAB の符号化モードが「 all ０」または「all 255 」のうちのいずれか一つである場合、現フィールドが「 all ０」または「 all 255 」のうちのいずれか一つとして定義されることを表す指示信号Ｓ6 がモード決定部63に供給される。現フィールドBAB の符号化モードが、「 all ０」または「 all 255 」のうちいずれでもない場合、現フィールドBAB が、フレームNO UPDATE52 、ME＆MC部53及び再構成部64内のフレームMUX55 に各々供給される。
【００４２】
ME＆MC部53は、従来のＭＰＥＧ−４規則によって再構成部64内の再構成部64から検出される候補MVP に基づいて、現フィールドBAB の動きベクトル予測値(MVP) を決定する。ここで、各候補MVP は、好ましくメモリ34内の再構成フレームBAB の再構成下部フィールドBAB のうちから選択される。通常、上部フィールド符号化部50、下部フィールド符号化部70及び図２に示したフレーム符号化部30のフレーム再構成部44は、メモリ34を有する。現フィールドBAB のMV及びMVD を計算した後、ME＆MC部53はMVD 及び境界MCフィールドブロックをMVD 符号化部56及びフレームNO UPDATE52 に各々供給する。ここで、MVD はMVとMVP との間の変位を表し、境界MCフィールドブロックは、MCフィールドBAB 及びMCフィールドBAB の周りの１画素の幅の境界を全て表す。上部または下部フィールドBAB に対するMCフィールドBAB は、MVP に対応する前BAB の上部または下部フィールドBAB の各2 値画素をMVP に置換して求められる。
【００４３】
フレーム符号化部のMVD 符号化部36と実質上同一のMVD 符号化部56は、MVD が「０」であるかを表すMVD 信号Ｓ7 が存在する場合、モード決定部63に供給し、符号化MVD データ自体を供給するために、現フィールドBAB のMVD を符号化して、ラインＬ５６を通じてCAE 部65内のインタビット計算部60及びモードMUX90 に各々供給する。
【００４４】
一方、フレームNO UPDATE52 はNO UPDATE 信号Ｓ8 をモード決定部63に供給する。ここで、NO UPDATE 信号Ｓ8 は、現フィールドBAB がMCフィールドBAB と同一であるか否かを表すため、現フィールドBAB を符号化するべきである。現フィールドBAB が、MCフィールドBAB と同一である場合、現BAB は、符号化されずNO UPDATE 信号Ｓ8 がno updateを表すことが好ましい。一方、現BAB が後述するように符号化される場合、フレームNO UPDATE52 は現フィールドBAB 及び境界MCフィールドBAB を「フレーム」を「フィールド」に置換した点のみ除いて、フレーム符号化部30と類似な方式にてCAE 部65に供給する。
【００４５】
上部／下部フィールド符号化部50及び70のCAE 部65は、図２に示したフレーム符号化部30のCAE 部45と実質上同一であるため、同様に、両上部フィールド符号化部50、下部フィールド符号化部70のCAE 部65は、イントラCAE57 、イントラビット計算部58、インタCAE59 、インタビット計算部60、比較部61及び選択部62を備える。比較部61から、現フィールドBAB に対するイントラCAE データが好ましくインタCAE データであるか否かを表すイントラ／インタ信号Ｓ9 が選択部62及びモード決定部63に各々供給される。ここで、選択部62は、イントラ／インタ信号Ｓ9 に応じて、イントラCAE データまたはインタCAE データのうちのいずれか一つを選択して、その結果をデータMUX95 に供給する。
【００４６】
一方、モード決定部63は、各信号Ｓ6 、Ｓ7 、Ｓ8 及びＳ9 に基づいて、現フィールドBAB のフィールド符号化モードを決定し、フィールド符号化モードを再構成部64内のフレームMUX55 に供給する。さらに、フィールド符号化モードを、図１に示したように、上部フィールド符号化部50から上部モード符号化部67に、または下部フィールド符号化部70から下部モード符号化部87に供給する。
【００４７】
モード決定部63からのフィールド符号化モードに応じて、フレームMUX55 は現フィールドBAB を再構成する。即ち、フィールド符号化モードに応じて、フレームMUX55 は、臨時の「 all ０」フィールドBAB と、「 all 255 」フィールドBAB と、フィールド決定部51から入力される現フィールドBAB 自体と、ME＆MC部53から入力されるMCフィールドBAB とを現フィールドBAB に対する再構成フィールドBAB に置換する。再構成フィールドBAB は、次のフィールドBAB データを処理するためにラインＬ５５を通じて、フレームMUX55 からメモリ34、イントラCAE57 及びインタCAE59 に各々供給する。
【００４８】
図１を再度参照すると、上部モード符号化部67は上部モード信号を下部モード符号化部87に供給するため、従来の統計的符号化技法に基づいて現上部フィールドBAB に対する上部モード信号を発生する。
【００４９】
【表４】
〔表４〕を参照すると、各信号Ｓ6 、Ｓ7 、Ｓ8 及びＳ9 に基づいて、上部符号化モードによって上部フィールドBAB に対する７個の上部モード信号が例として示されている。ここで、Ｔ１は、BAB に対する形状の動きベクトル差分(MVD) が「０」として定義され、BAB 内の全ての２値画素が符号化する必要がない第１上部モードを表す。
【００５０】
下部モード符号化部87は、従来の統計的符号化技法に基づいて、現下部フィールドBAB に対して変更済みの下部モード信号を発生し、変更済みの下部モード信号は上部モード信号に基づいて決定され、上部モード信号を変更済みの下部モード信号に付加して、フィールドモード信号として付加されたモード信号をモードMUX90 に供給する。
【００５１】
【表５】
【００５２】
〔表５〕を参照すると、７個のモード信号によって変更済みの下部フィールドBAB に対する４７個の変更済みの下部モード信号が例として示されている。ここで、Ｂ１はBAB に対する形状の動きベクトル差分(MVD) が「０」として定義されることと、BAB 内の全ての２値画素が符号化される必要がないことを表す。ｉが１〜７である時、Ｂｉが下部フィールドであることはＴｉが上部フィールドであることと同一である。フレームBAB に対する「 all ０」が既にフレーム検出部10にて検出されたので、第６番目の上部モードＴ６に対する下部モードは「 all ０」がない。
【００５３】
図１を再び参照すると、Ｓ1 に基づくベースモード信号、及び上述したような符号化モード信号Ｓ2 を発生した後、モードMUX90 はベースモード信号に基づいてフレーム及びフィールドモード信号を多重化して、モード信号をデータMUX95 に供給する。
【００５４】
データMUX95 はモード信号に基づいて、フレーム符号化データ、上部フィールド符号化データ及び下部フィールド符号化データを多重化して、多重化データを伝送器（図示せず）に伝送する。
【００５５】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００５６】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、インタレース符号化において、下部フィールドの下部モードを上部フィールドの上部モードに変更することによって、モード信号を効率的に符号化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例による２値アルファブロック（Binary Alpha Block:BAB）単位に形状情報のモード信号を符号化するモード信号符号化装置のブロック図である。
【図２】図１中のフレーム符号化部の詳細なブロック図である。
【図３】図１中のフィールド符号化部の詳細なブロック図である。
【符号の説明】
10 フレーム検出部
20 モード選択部
25 スイッチ
27 フレーム分割部
30 フレーム符号化部
32 フレームNO UPDATE
33 ME＆MC部
37 イントラCAE 部
38 イントラビット計算部
39 インタCAE 部
40 インタビット計算部
41 比較部
42 選択部
43 モード決定部
44 フレーム再構成部
45 CAE 部
47 フレームモード符号化部
50 上部フィールド符号化部
51 フィールド決定部
52 フレームNO UPDATE
57 イントラCAE
58 イントラビット計算部
59 インタCAE
60 インタビット計算部
61 比較部
62 選択部
63 モード決定部
64 再構成部
65 CAE 部
67 上部モード符号化部
70 下部フィールド符号化部
87 下部モード符号化部
90 モードMUX
95 データMUX
【発明の属する技術分野】
本発明は、２値形状信号のモード信号を符号化する装置に関し、特に、フレームベース符号化またはフィールドベース符号化に基づいてモード信号を符号化するモード信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、テレビ電話及び電子会議のようなディジタルビデオシステムにおいて、映像フレーム信号は「画素」と呼ばれる一連のディジタルデータからなっているため、各映像フレーム信号を表現するのには大量のディジタルデータが必要である。
【０００３】
しかしながら、通常の伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているので、そのチャネルを通じて大量のディジタルデータを伝送するためには、特に、テレビ電話及び電子会議のような低ビットレートの映像信号符号化の場合、様々なデータ圧縮技法を用いて伝送すべきデータの量を圧縮するか減らさなければならない。
【０００４】
低ビットレートの映像信号符号化システムにおいて、映像信号を符号化する方法の一つに、いわゆる物体指向分析／合成符号化方法（Object-Oriented Analysis-Synthesis coding technique)がある。この物体指向分析／合成符号化技法によれば、入力映像信号は複数の物体（オブジェクト）に分けられ、各物体の動き、輪郭線及び画素データを規定する三つの組よりなるパラメータが互いに異なる符号化チャネルを通じて取り扱われる。
【０００５】
そのような物体指向分析／合成符号化方法の一例として、所謂、ＭＰＥＧ-4(Moving Picture Experts Group phase 4)があるが、このＭＰＥＧ-4は低ビットレート通信、対話式マルチメディア（例えば、ゲーム、対話式テレビ、等々）及び領域監視用機器のような応用分野において内容ベース対話式、改善された符号化効率及び／または汎用アクセシビリティが可能となるようにする視聴符号化標準案を提供する。
【０００６】
ＭＰＥＧ−４において、入力ビデオ映像は、使用者がアクセスして操作できるビットストリーム内のエンティティに対応する、複数のビデオ物体平面（ＶＯＰ, Video Object Plane）に分けられる。ＶＯＰは物体としても定義され、その幅及び高さが各物体を取り囲む１６画素（マクロブロックの大きさ）の最小倍数になる四角形で表され得る。よって、符号化はＶＯＰ単位、即ち、物体単位で入力ビデオ映像を取り扱うことになる。
【０００７】
ＭＰＥＧ−４に記載のＶＯＰは、２値マスクで表現される形状情報と、クロミナンスデータ及びルミナンスデータよりなる色情報とを有する。２値マスクにおいて、一つの２値（例えば、０）はＶＯＰにおける物体の外側に位置する画素（背景画素）を、他方の２値（例えば、255)は物体の内側に位置する画素（物体画素）を各々表す。
【０００８】
フレームまたはＶＯＰ内の物体の位置及び形状を表す２値形状信号は、例えば、16×162 値画素の大きさの２値アルファブロック（ＢＡＢ: Binary Alpha Block）として表現され、各々の２値画素は、例えば、背景画素を表す値「０」及び物体画素を表す値「255 」のうちのいずれか一つである。
【０００９】
ＢＡＢは、公知のビットマップベース形状符号化(Context-based Arithmetic Encoding: ＣＡＥ）技法によって符号化されるＢＡＢ(BAB; Binary alpha block）で表現される。詳しくすると、イントラモードにおいて現フレーム（ＶＯＰ）内のＢＡＢは、イントラＣＡＥ方法を用いて符号化され、符号化ＢＡＢが生成される。ここで、イントラＣＡＥ方法において、現フレーム内のＢＡＢの２値画素のコンテキスト値は現フレーム（またはＶＯＰ）内のＢＡＢの２値画素の周囲にある２値画素のコンテキスト値を用いて求められる。
【００１０】
インターモードにおいて、現フレーム（ＶＯＰ）内のＢＡＢは、イントラＣＡＥ方法及びインターＣＡＥ方法のうち予め定められた一つの技法を用いて符号化され、符号化ＢＡＢが生成される。インターＣＡＥ方法において、現フレーム内のＢＡＢの２値画素のコンテキスト値は現フレーム（またはＶＯＰ）内のＢＡＢの２値画素の周囲にある２値画素のコンテキスト値及び前フレーム内の２値画素のコンテキスト値を用いて求められる（ＭＰＥＧ−４ Video Verification Model Version 7.0,International Organization for Standardization, Coding of Moving and Associated Audio Information, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG97/N1642, Bristol, April, pp28-30 参照）。
【００１１】
一方、符号化効率を向上させるために、例えば、従来のＣＡＥ方法によると、ＢＡＢ内の全ての２値画素値を符号化して、符号化２値画素値を復号器へ伝送する代わりにＢＡＢに対する該当符号化の条件を表すかまたは特徴付けられるモード信号を符号化して、符号化モード信号を伝送する。
【００１２】
従来のモード符号化方法によると、ＢＡＢを符号化することにおいて各々のＢＡＢに対して次の［表１］に示すように７個の互いに異なるモードのうちのいずれか一つを表すモード信号を与え、これを符号化モード信号として符号化して伝送する。
【００１３】
【表１】
〔表１〕を参照すると、７個のモード信号がある。即ち、ＢＡＢに対する動きベクトル差分（ＭＶＤs: Motion Vector Difference for shape)が「０」と定義され、ＢＡＢ内の２値画素値が符号化されていないことを表す第１モード信号（ここで、ＭＶＤs はＢＡＢの動きベクトル（ＭＶ: Motion Vector)及びＢＡＢに対する動きベクトル予測値（ＭＶＰs: Motion Vector Predictor for shape）との間の差を表す）と、ＢＡＢに対するＭＶＤが「０」と定義されなく、ＢＡＢ内の２値画素値が符号化されていないことを表す第２モード信号と、ＢＡＢ内の全ての２値画素値が背景画素として定義されることを表す第３モード信号と、ＢＡＢ内の全ての２値画素が物体画素として定義されることを表す第４モード信号と、ＢＡＢ内の２値画素値がイントラＣＡＥ符号化されることを表す第５モード信号と、ＢＡＢに対するＭＶＤが「０」と定義され、ＢＡＢ内の２値画素値がインターＣＡＥ符号化されることを表す第６モード信号と、ＢＡＢに対するＭＶＤが「０」と定義されなく、ＢＡＢ内の２値画素値がインターＣＡＥ符号化されることを表す第７モード信号がある（ＭＰＥＧ−４ Video Verification Model Version 7.0,International Organization for Standardization, Coding of Moving and Associated Audio Information, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG97/N1642, Bristol, April, 1997, pp 20-21参照）。
【００１５】
上記のような従来のモード符号化方法を採択している従来の２値形状信号符号化方法は、基本的にプログレッシブ符号化(Progressive Coding)方法である。即ち、従来の２値形状信号符号化方法においては、フィールド別の動きベクトル推定技法を用いて行われるインタレース符号化(Interlaced Coding）方法は用いられない。従って、フレームの間の時間的及び／または空間的な相関度がフィールドの間の時間的及び／または空間的な相関度より低い場合にもインタレース符号化技法は考慮されなかったので、符号化効率を向上させるに限界があるという不都合がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、プログレッシブ符号化またはインタレース符号化を適応的に行って、モード信号を効率的に符号化するモード信号符号化装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、インタレース符号化において、下部フィールドの下部モードを上部フィールドの上部モードに変更して、モード信号を効率的に符号化するモード信号符号化装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、２値形状信号に表現される目標ブロックのモード信号を符号化するモード信号符号化装置であって、前記２値形状信号が、各々が第１及び第２値画素のうちのいずれか一つを有するＭ×Ｎ個（Ｍ及びＮは正の整数）画素よりなる複数のブロックに分けられ、前記目標ブロックが符号化されるべき現ピクチャーのブロックのうちのいずれか一つを表し、Ｍ×Ｎ個の画素単位で符号化されるべきフレームベース符号化、または（Ｍ／２）×Ｎ個の画素単位で符号化されるべきフィールドベース符号化のうちのいずれかによって符号化されることを特徴とし、各基準ブロックがＭ×Ｎ個の画素を有し、第１及び第２基準ブロックの全画素が第１及び第２値を有しており、第１基準ブロックに対して前記目標ブロックのエラーが予め定められた閾値以下である場合は、前記目標ブロックの全ての画素値を前記第１値に定義する第１指示信号を発生し、第２基準ブロックに対して前記目標ブロックのエラーが前記予め定められた閾値以下である場合には、前記目標ブロックの全ての画素値を前記第２値に定義する第２指示信号を発生するブロック検出手段と、前記フレームベース符号化または前記フィールドベース符号化のいずれかを選択して、前記目標ブロックが前記フレームベース符号化または前記フィールドベース符号化のうちのいずれか一つによって符号化されるかを表す符号化モード信号を発生するモード選択手段と、前記符号化モード信号に応じて、前記目標ブロックを前記フレームベース符号化を用いて符号化して、前記フレーム符号化データの符号化条件を表すフレームモード信号及びフレーム符号化データを発生するフレームベース符号化手段と、前記符号化モード信号に応じて、前記目標ブロックを前記フィールドベース符号化を用いて符号化して、前記フィールド符号化データの符号化条件を表現するフィールドモード信号及びフィールド符号化データを発生するフィールドベース符号化手段と、第１及び第２指示信号のうち、発生した指示信号と前記符号化モード信号とに基づきベースモード信号を発生し、前記ベースモード信号、前記フレームモード信号及び前記フィールドモード信号を組合せて、前記目標ブロックを伝送するための、前記ベースモード信号、前記フレームモード信号、前記フィールドモード信号を多重化させたモード信号を発生するマルチプレクサとを含むことを特徴とするモード信号符号化装置が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。図１を参照すると、本発明の好適実施例による２値アルファブロック（Binary Alpha Block:BAB）単位に形状情報のモード信号を符号化するモード信号符号化装置が示されている。ここで、２値形状信号で表現される形状情報は、アルファプレーン(alpha plane）と呼ばれる。このアルファプレーンは、複数の２値アルファブロックに分割され、各々１６×１６個の２値画素を有する２値アルファブロックは、形状情報としてフレーム検出部10に供給される。
【００２０】
フレーム検出部10は、各BAB の符号化モードが、「 all＿０」または「 all＿255 」であるかをチェックする。特に、BAB は、好ましくは４×４個の画素よりなる１６個のサブブロックに分割される。BAB の全てのサブブロックと「 all＿０」サブブロックとの間の全てのエラーが、予め定められた閾値以下である場合、BAB の全ての２値画素は、画素値「０」を有する背景画素に変更され、BAB が「 all ０」として定義されることを表す指示信号Ｓ1 ＝「 all ０」がモードX90 に供給される。ここで、「 all ０」サブブロックは、全て「０」の２値画素値を有するサブブロックである。BAB の全てのサブブロックと「 all 255」との間の全てのエラーが、予め定められた閾値以下である場合、BAB の全ての２値画素は、画素値「255 」を有する物体画素に変更され、BAB が「 all 255 」として定義されることを表す指示信号Ｓ1 ＝「 all 255 」がモードMUX90 に供給される。ここで、「 all 255 」サブブロックは、全て「255 」の２値画素値を有するサブブロックである。
【００２１】
BAB の符号化モードが、「 all 0 」または「 all 255 」のいずれでもない場合は、BAB のアルファプレーンが、モード選択部20及びスイッチ25に各々供給される。モード選択部20は、BAB がフレーム単位またはフィールド単位のうちのいずれか一つに符号化されることを表す符号化モード信号Ｓ2 を発生し、この符号化モード信号Ｓ2 をスイッチ25及びモードMUX90 に各々供給する。モードMUX90 は、指示信号Ｓ1 及び符号化モード信号Ｓ2 に基づいてBAB に対するベースモード信号を発生する。
【００２２】
〔表２〕を参照すると、モードMUX90 から発生した４個のベースモード信号が一例として示される。
【表２】
スイッチ25において、BAB は、符号化モード信号Ｓ2 に基づいてフレーム符号化部30またはフレーム分割部27のうちのいずれか一つに切換えられる。特に、BAB がフレーム単位で符号化される場合、BAB は、BAB フレームデータとしてフレーム符号化部30に供給され、そうでない場合は、BAB はフレーム分割部27に供給される。
【００２４】
図２を参照すると、図１中のフレーム符号化部30の詳細なブロック図が示されている。ここで、BAB フレームデータは、現BAB としてフレームNO UPDATE32 、ME＆MC部33及びフレーム再構成部44内のMUX35 に各々供給される。
【００２５】
ME＆MC部33はフレーム再構成部44内のメモリ34から検出された候補動きベクトル予測値に基づいて、現BAB の動きベクトル予測値MVP を決定し、現BAB の動きベクトルMV及び動きベクトル差分MVD を計算し、境界動き補償(MC)ブロックを発生するため、MVに沿って動き補償を行い、MVD 及び境界MCブロックをMVD 符号化部36及びフレームNO UPDATE32 に各々供給する。ここで、MVP は、MVとMVP との間の変位を表し、境界MCブロックは、MVP に対応する前BAB の各２値画素をMVだけシフトさせて得られる動き補償BAB(MC BAB）と、MC BABの周りの１画素の幅の境界とを全て表す（ＭＰＥＧ−４ Video Verification Model Version 7.0 、International Organization for Standardization、Coding of Moving Pictures And Associated Information、 ISO/IEC JCT１/SC29/WG11 MPEG97/N1642 、Bristol 、1997年４月、pp20-23 参照）。
【００２６】
MVD 符号化部36は、MVD が「０」であるか否かを表すMVD 信号Ｓ3 を発生して、そのMVD 信号Ｓ3 をモード決定部43に供給し、MVD が「０」でない場合は、現BAB のMVD を符号化して、この符号化MVP データ自体をラインＬ３６を通じてCAE 部45内のインタビット計算部40及びモードMUX90 に各々供給する。
【００２７】
一方、フレームNO UPDATE32 は、現BAB が、MC BABと同一であるか否かを決定し、現BAB が符号化されるべきであるかを表すno＿updsate 信号Ｓ4 をモード決定部43に供給する。最初、フレームNO UPDATE32 は、現BAB を１６個の現サブブロックに分割し、MC BABを１６個のMCサブブロックに分割する。ここで、現サブブロック及びMCサブブロックは、各々４×４個の画素を有し、MC BABフィールドは、境界MC BABの周りの１画素の幅の境界を捨てることよって得られる。フレームNO UPDATE52 は、各現BAB サブブロックとMCサブブロックに対応するBAB サブブロックとの間の各エラーが、予め定められた閾値以下であるか否かを決定する。全てのエラーが予め定められた閾値以下である場合、現BAB を符号化する必要がなく、no＿updsate 信号Ｓ4 がｎo ＿updateを表すことが好ましい。
【００２８】
これに対して、BAB ブロックとMCサブブロックに対応するBAB サブブロックとの間のエラーのうち、少なくとも一つのエラーが予め定められた閾値より大きい場合、即ち、現BAB が後述するように符号化される場合、フレームNO UPDATE32 は、現BAB をCAE 部45内のイントラCAE 部37及びインタCAE 部39に各々供給し、境界MC BABをインタCAE 部39に供給する。
【００２９】
イントラCAE 部37は、従来のイントラCAE 規則を用いて、ラインＬ３５を通じてフレーム再構成部44内のMUX35 から検出された隣接する３個の再構成フィールドに基づいて、現BAB の全ての２値画素を符号化する。ここで、上部左側、上部または左側にある現BAB に隣接する各再構成BAB は、１６×１６個の再構成画素を有する。従来のイントラCAE 規則において、現BAB の各２値画素に対するイントラコンテクスト値は、予め定められた個数の２値画素、例えば、各２値画素を取囲む１０個の候補画素を用いて計算される。ここで、候補２値画素は、３つの隣接する再構成BAB にある全ての再構成画素と、もしあったらイントラCAE 規則によって既に符号化された１つ以上のイントラ符号化現画素を用いて計算され、各２値画素は、イントラコンテクスト値に基づいて各２値画素に対するイントラ符号化画素になる。全てのイントラ符号化画素は、イントラCAE データとしてイントラビット計算部38及び選択部42に各々供給される。
【００３０】
イントラビット計算部38は、イントラCAE データを表すのに必要なビット数を計算し、イントラCAE データのビット数を比較部41に供給する。
【００３１】
一方、インタCAE 部39は、インタCAE 規則を用いてラインＬ３５を通じて検出された隣接する再構成BAB に基づく現BAB の全ての２値画素及び境界MC BABを符号化する。インタCAE 規則において、現BAB 内の各２値画素のインタコンテクスト値は、予め定められた個数の２値画素値、例えば、現BAB 内の各２値画素を取囲む４個の再構成２値画素と、予め定められた個数の２値、例えば、境界動き補償されたBAB 内の５個の境界MC2 値画素とを用いて計算され、各２値画素は、インタコンテクスト値に基づいて符号化され、各２値画素に対するインタ符号化画素を発生する。全てのインタ符号化画素は、インタCAE データとしてインタビット計算部40及び選択部42に各々供給される。
【００３２】
インタビット計算部40は、インタCAE データ及び符号化MVD データを全て表すのに必要なビット数を計算して、これを比較部41に供給する。
比較部41において、イントラCAE データのビット数がインタCAE データ及び符号化MVD データのビット数より小さい場合、イントラCAE データを表すイントラ／インタ信号Ｓ5 が選択部42及びモード決定部43に各々供給され、そうでない場合は、インタCAE データ及び符号化MVD データを表すイントラ／インタ信号Ｓ5 が選択部42及びモード決定部43に各々供給される。
【００３３】
イントラ／インタ信号Ｓ5 に応じて、選択部42はイントラCAE データ、インタCAE データまたは符号化MVD データのうちのいずれか一つを選択して、選択結果をデータMUX95 に供給する。
【００３４】
一方、モード決定部43は、現BAB のフレーム符号化モードを両信号Ｓ3 及びＳ4 に基づいて決定し、そのフレーム符号化モードをフレーム再構成部44内のMUX35 及び下部フィールド符号化部70に各々供給する。
【００３５】
モード決定部43からのフレーム符号化モードに応じて、フレームMUX35 は現BAB を再構成して、再構成BAB を生成する。即ち、フレームMUX35 は、現BAB 自体、またはME＆MC部33から入力される境界MC BABのうち、MC BABをフレーム符号化モードに基づく再構成BAB に置換する。再構成BAB は、次のBAB フレームデータを処理するために、ラインＬ３５を通じてMUX35 からメモリ34、イントラCAE 部37及びインタCAE 部39に各々供給する。
【００３６】
図１を再び参照すると、フレームモード符号化部47は、従来の統計的符号化技法に基づいて現BAB に対するフレームモード信号を発生して、そのフレームモード信号をモードMUX90 に供給する。
【００３７】
【表３】
〔表３〕を参照すると、各信号Ｓ3 、Ｓ4 及びＳ5 に基づくフレームモード信号によって、フレームBAB に対する５個のフレームモード信号が例として示されている。ここで、フレームBAB の形状に対する動きベクトル差分(MVD) は、形状に対する動きベクトルMVと形状に対する動きベクトル予測差(MVP) との間の差分であり、MVP は従来の動き推定規則を用いて決定される。
【００３９】
これに対して、符号化モード信号Ｓ2 に応じてフィールド単位で符号化するために、BAB がスイッチ25からフレーム分割部27に供給される場合、フレーム分割部27は、BAB をBAB の全ての奇数行を有する上部フィールドBAB とBAB の全ての偶数行を有する下部フィールドとに分割し、上部及び下部フィールドBAB をフィールドBAB データとして上部フィールド符号化部50、下部フィールド符号化部70に各々供給する。BAB が１６×１６個の画素を有する場合、上部及び下部フィールドBAB は、８×１６画素を有することが好ましい。上部フィールド符号化部50は、実際に下部フィールド符号化部70と同一であるため、表示フィールド符号化部は、次のように説明される。
【００４０】
図３を参照すると、図１中の上部／下部フィールド符号化部の詳細なブロック図が示されている。フィールドBAB データは、現フィールドBAB としてフィールド決定部51に供給される。フィールド符号化部は、フレーム符号化部と類似であるため、フィールド符号化部について下記のように簡略に説明する。
【００４１】
フィールド決定部51は、符号化モードが「 all ０」と「 all 255 」とのうちのいずれか一つである場合、フィールド単位で各現フィールドBAB の符号化モードを検出する。現フィールドBAB の符号化モードが「 all ０」または「all 255 」のうちのいずれか一つである場合、現フィールドが「 all ０」または「 all 255 」のうちのいずれか一つとして定義されることを表す指示信号Ｓ6 がモード決定部63に供給される。現フィールドBAB の符号化モードが、「 all ０」または「 all 255 」のうちいずれでもない場合、現フィールドBAB が、フレームNO UPDATE52 、ME＆MC部53及び再構成部64内のフレームMUX55 に各々供給される。
【００４２】
ME＆MC部53は、従来のＭＰＥＧ−４規則によって再構成部64内の再構成部64から検出される候補MVP に基づいて、現フィールドBAB の動きベクトル予測値(MVP) を決定する。ここで、各候補MVP は、好ましくメモリ34内の再構成フレームBAB の再構成下部フィールドBAB のうちから選択される。通常、上部フィールド符号化部50、下部フィールド符号化部70及び図２に示したフレーム符号化部30のフレーム再構成部44は、メモリ34を有する。現フィールドBAB のMV及びMVD を計算した後、ME＆MC部53はMVD 及び境界MCフィールドブロックをMVD 符号化部56及びフレームNO UPDATE52 に各々供給する。ここで、MVD はMVとMVP との間の変位を表し、境界MCフィールドブロックは、MCフィールドBAB 及びMCフィールドBAB の周りの１画素の幅の境界を全て表す。上部または下部フィールドBAB に対するMCフィールドBAB は、MVP に対応する前BAB の上部または下部フィールドBAB の各2 値画素をMVP に置換して求められる。
【００４３】
フレーム符号化部のMVD 符号化部36と実質上同一のMVD 符号化部56は、MVD が「０」であるかを表すMVD 信号Ｓ7 が存在する場合、モード決定部63に供給し、符号化MVD データ自体を供給するために、現フィールドBAB のMVD を符号化して、ラインＬ５６を通じてCAE 部65内のインタビット計算部60及びモードMUX90 に各々供給する。
【００４４】
一方、フレームNO UPDATE52 はNO UPDATE 信号Ｓ8 をモード決定部63に供給する。ここで、NO UPDATE 信号Ｓ8 は、現フィールドBAB がMCフィールドBAB と同一であるか否かを表すため、現フィールドBAB を符号化するべきである。現フィールドBAB が、MCフィールドBAB と同一である場合、現BAB は、符号化されずNO UPDATE 信号Ｓ8 がno updateを表すことが好ましい。一方、現BAB が後述するように符号化される場合、フレームNO UPDATE52 は現フィールドBAB 及び境界MCフィールドBAB を「フレーム」を「フィールド」に置換した点のみ除いて、フレーム符号化部30と類似な方式にてCAE 部65に供給する。
【００４５】
上部／下部フィールド符号化部50及び70のCAE 部65は、図２に示したフレーム符号化部30のCAE 部45と実質上同一であるため、同様に、両上部フィールド符号化部50、下部フィールド符号化部70のCAE 部65は、イントラCAE57 、イントラビット計算部58、インタCAE59 、インタビット計算部60、比較部61及び選択部62を備える。比較部61から、現フィールドBAB に対するイントラCAE データが好ましくインタCAE データであるか否かを表すイントラ／インタ信号Ｓ9 が選択部62及びモード決定部63に各々供給される。ここで、選択部62は、イントラ／インタ信号Ｓ9 に応じて、イントラCAE データまたはインタCAE データのうちのいずれか一つを選択して、その結果をデータMUX95 に供給する。
【００４６】
一方、モード決定部63は、各信号Ｓ6 、Ｓ7 、Ｓ8 及びＳ9 に基づいて、現フィールドBAB のフィールド符号化モードを決定し、フィールド符号化モードを再構成部64内のフレームMUX55 に供給する。さらに、フィールド符号化モードを、図１に示したように、上部フィールド符号化部50から上部モード符号化部67に、または下部フィールド符号化部70から下部モード符号化部87に供給する。
【００４７】
モード決定部63からのフィールド符号化モードに応じて、フレームMUX55 は現フィールドBAB を再構成する。即ち、フィールド符号化モードに応じて、フレームMUX55 は、臨時の「 all ０」フィールドBAB と、「 all 255 」フィールドBAB と、フィールド決定部51から入力される現フィールドBAB 自体と、ME＆MC部53から入力されるMCフィールドBAB とを現フィールドBAB に対する再構成フィールドBAB に置換する。再構成フィールドBAB は、次のフィールドBAB データを処理するためにラインＬ５５を通じて、フレームMUX55 からメモリ34、イントラCAE57 及びインタCAE59 に各々供給する。
【００４８】
図１を再度参照すると、上部モード符号化部67は上部モード信号を下部モード符号化部87に供給するため、従来の統計的符号化技法に基づいて現上部フィールドBAB に対する上部モード信号を発生する。
【００４９】
【表４】
【００５０】
下部モード符号化部87は、従来の統計的符号化技法に基づいて、現下部フィールドBAB に対して変更済みの下部モード信号を発生し、変更済みの下部モード信号は上部モード信号に基づいて決定され、上部モード信号を変更済みの下部モード信号に付加して、フィールドモード信号として付加されたモード信号をモードMUX90 に供給する。
【００５１】
【表５】
〔表５〕を参照すると、７個のモード信号によって変更済みの下部フィールドBAB に対する４７個の変更済みの下部モード信号が例として示されている。ここで、Ｂ１はBAB に対する形状の動きベクトル差分(MVD) が「０」として定義されることと、BAB 内の全ての２値画素が符号化される必要がないことを表す。ｉが１〜７である時、Ｂｉが下部フィールドであることはＴｉが上部フィールドであることと同一である。フレームBAB に対する「 all ０」が既にフレーム検出部10にて検出されたので、第６番目の上部モードＴ６に対する下部モードは「 all ０」がない。
【００５３】
図１を再び参照すると、Ｓ1 に基づくベースモード信号、及び上述したような符号化モード信号Ｓ2 を発生した後、モードMUX90 はベースモード信号に基づいてフレーム及びフィールドモード信号を多重化して、モード信号をデータMUX95 に供給する。
【００５４】
データMUX95 はモード信号に基づいて、フレーム符号化データ、上部フィールド符号化データ及び下部フィールド符号化データを多重化して、多重化データを伝送器（図示せず）に伝送する。
【００５５】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００５６】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、インタレース符号化において、下部フィールドの下部モードを上部フィールドの上部モードに変更することによって、モード信号を効率的に符号化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例による２値アルファブロック（Binary Alpha Block:BAB）単位に形状情報のモード信号を符号化するモード信号符号化装置のブロック図である。
【図２】図１中のフレーム符号化部の詳細なブロック図である。
【図３】図１中のフィールド符号化部の詳細なブロック図である。
【符号の説明】
10 フレーム検出部
20 モード選択部
25 スイッチ
27 フレーム分割部
30 フレーム符号化部
32 フレームNO UPDATE
33 ME＆MC部
37 イントラCAE 部
38 イントラビット計算部
39 インタCAE 部
40 インタビット計算部
41 比較部
42 選択部
43 モード決定部
44 フレーム再構成部
45 CAE 部
47 フレームモード符号化部
50 上部フィールド符号化部
51 フィールド決定部
52 フレームNO UPDATE
57 イントラCAE
58 イントラビット計算部
59 インタCAE
60 インタビット計算部
61 比較部
62 選択部
63 モード決定部
64 再構成部
65 CAE 部
67 上部モード符号化部
70 下部フィールド符号化部
87 下部モード符号化部
90 モードMUX
95 データMUX
Claims (8)
- ２値形状信号に表現される目標ブロックのモード信号を符号化するモード信号符号化装置であって、
前記２値形状信号が、各々が第１及び第２値画素のうちのいずれか一つを有するＭ×Ｎ個（Ｍ及びＮは正の整数）画素よりなる複数のブロックに分けられ、前記目標ブロックが符号化されるべき現ピクチャーのブロックのうちのいずれか一つを表し、Ｍ×Ｎ個の画素単位で符号化されるべきフレームベース符号化、または（Ｍ／２）×Ｎ個の画素単位で符号化されるべきフィールドベース符号化のうちのいずれかによって符号化されることを特徴とし、
各基準ブロックがＭ×Ｎ個の画素を有し、第１及び第２基準ブロックの全画素が各々第１及び第２値を有しており、第１基準ブロックに対して前記目標ブロックのエラーが予め定められた閾値以下である場合は、前記目標ブロックの全ての画素値を前記第１値に定義する第１指示信号を発生し、第２基準ブロックに対して前記目標ブロックのエラーが前記予め定められた閾値以下である場合には、前記目標ブロックの全ての画素値を前記第２値に定義する第２指示信号を発生するブロック検出手段と、
前記フレームベース符号化または前記フィールドベース符号化のいずれかを選択して、前記目標ブロックが前記フレームベース符号化または前記フィールドベース符号化のうちのいずれか一つによって符号化されるかを表す符号化モード信号を発生するモード選択手段と、
前記符号化モード信号に応じて、前記目標ブロックを前記フレームベース符号化を用いて符号化して、前記フレーム符号化データの符号化条件を表すフレームモード信号及びフレーム符号化データを発生するフレームベース符号化手段と、
前記符号化モード信号に応じて、前記目標ブロックを前記フィールドベース符号化を用いて符号化して、前記フィールド符号化データの符号化条件を表現するフィールドモード信号及びフィールド符号化データを発生するフィールドベース符号化手段と、
第１及び第２指示信号のうち、発生した指示信号と前記符号化モード信号とに基づきベースモード信号を発生し、前記ベースモード信号、前記フレームモード信号及び前記フィールドモード信号を組合せて、前記目標ブロックを伝送するための、前記ベースモード信号、前記フレームモード信号、前記フィールドモード信号を多重化させたモード信号を発生するマルチプレクサ
とを含むことを特徴とするモード信号符号化装置。 - 前記フィールドベース符号化手段が、
前記目標ブロックを、前記目標ブロックの全ての奇数行に該当する（Ｍ／２）×Ｎ個の画素を有する上部フィールドと前記目標ブロックの全ての偶数行に該当する（Ｍ／２）×Ｎ個の画素を有する下部フィールドとに分割するブロック分割部と、
前記上部フィールドを符号化して、前記上部フィールド符号化データの符号化条件を表す上部モード信号及び上部フィールド符号化データを発生する上部フィールド符号化器と、
前記下部フィールドを符号化して、前記下部フィールド符号化データの符号化条件を表す下部モード信号及び下部フィールド符号化データを発生する下部フィールド符号化器と、
前記上部モード信号に基づいて前記下部モード信号を変更して、変更済みの下部モード信号を発生する下部モード信号変更手段と、
前記上部モード信号と前記変更済みの下部モード信号とを付加して、フィールドモード信号を発生する付加手段
とを有することを特徴とする請求項１に記載のモード信号符号化装置。 - 前記フレームベース符号化手段が、
前記現ピクチャーの一つまたは複数の前ピクチャーを基準として、前記目標ブロックを動き推定及び補償することによって、動きベクトルと前記目標ブロックの最も類似なブロックを有する動き補償ブロックとよりなる動きベクトル情報を発生する動き推定補償手段と、
前記目標ブロックと前記最も類似なブロックとの間の動き補償エラー(MC Ｅ）と、前記動きベクトルとその予測値との間の動きベクトル差分(MVD）とを計算するMCＥ/MVD計算手段と、
前記MVD が「０」であるかを表すMVD 信号を発生するMVD 信号発生手段と、
前記MVD が「０」でない場合、前記MVD を符号化して、符号化MVD データを発生するMVD 符号化手段と、
前記MCＥが前記予め定められた閾値以下であるか否かを表すNO UPDATE 信号を設定する信号設定手段と、
前記MCＥが前記予め定められた閾値以下である場合、前記現ピクチャーの予め定められた画素に基づいて、前記目標ブロックの画素を符号化して発生されるイントラ符号化データと、前記現ピクチャー及び動き補償ブロックに含まれた現画素に基づいて、前記目標ブロックの前記画素を符号化して発生されるインタ符号化データとを発生し、前記イントラ符号化データまたは前記インタ符号化データのうちのいずれか一つが選択される場合、イントラ／インタ信号を発生する符号化データ発生手段と、
前記MVD 信号、前記NO UPDATE 信号及び／または前記イントラ／インタ信号に基づいて、前記フレームモード信号を決定するフレームモード決定手段
とを有することを特徴とする請求項１に記載のモード信号符号化装置。 - 前記符号化データ発生手段が、
前記イントラ符号化データのビット数及び前記インタ符号化データのビット数を計算するビット数計算手段と、
前記イントラ符号化データのビット数及び前記インタ符号化データのビット数を互いに比較して、そのうち小さいビット数を選択する比較手段と、
前記小さいビット数に応じて、前記イントラ符号化データのビット数が前記インタ符号化データのビット数以下であるかを表す前記イントラ／インタ信号を発生するイントラ／インタ信号発生手段と、
前記イントラ／インタ信号に応じて、前記フレーム符号化データとして前記イントラ符号化データまたは前記インタ符号化データのうちのいずれか一つを発生するフレーム符号化データ発生手段
とを有することを特徴とする請求項３に記載のモード信号符号化装置。 - 前記イントラ符号化データがイントラコンテクストベース算出符号化法によって発生され、前記インタ符号化データがインタCAE 法によって発生されることを特徴とする請求項３に記載のモード信号符号化装置。
- 前記上部フィールド符号化器手段及び前記下部フィールド符号化器手段が、
各基準フィールドが（Ｍ／２）×Ｎ個の画素を有し、第１及び第２基準フィールドの全画素が第１及び第２値を有しており、第１基準フィールドに対して前記上部フィールド及び前記下部フィールドのエラーが予め定められた閾値以下である場合は、第１フィールド指示信号を発生し、第２基準フィールドに対して前記上部フィールド及び前記下部フィールドのエラーが前記予め定められた閾値以下である場合には、第２フィールド指示信号を発生するフィールド指示信号発生手段と、
前記現ピクチャーの一つまたは複数の前ピクチャーを基準として、前記上部フィールド及び前記下部フィールドを動き推定及び補償することによって、動きベクトルと前記上部フィールド及び前記下部フィールドの最も類似なフィールドを有する動き補償フィールドとよりなる動きベクトル情報を発生する動き推定補償手段と、
前記上部フィールド及び前記下部フィールドと前記最も類似なフィールドとの間の動き補償エラー(MC Ｅ) と、前記動きベクトルとその予測値との間の動きベクトル差分(MVD) とを計算するMCＥ/MVD計算手段と、
前記MVD が「０」であるかを表すフィールドMVD 信号を発生するフィールドMVD 信号発生手段と、
前記MVD が「０」でない場合、前記MVD を符号化して、符号化MVD データを発生するMVD 符号化手段と、
前記MCＥが前記予め定められた閾値以下であるか否かを表すフィールドNO UPDATE 信号を設定する信号設定手段と、
前記MCＥが前記予め定められた閾値以下である場合、前記現ピクチャーの予め定められた画素に基づいて、前記上部フィールド及び前記下部フィールドの画素を符号化して発生されるフィールドイントラ符号化データと、前記現ピクチャー及び前記動き補償ブロックに含まれた現画素に基づいて、前記上部フィールド及び前記下部フィールドの前記画素を符号化して発生されるフィールドインタ符号化データとを発生し、前記フィールドイントラ符号化データまたは前記フィールドインタ符号化データのうちのいずれか一つが選択される場合、フィールドイントラ／インタ信号を発生するフィールド符号化データ発生手段と、
前記第１及び第２フィールド指示信号、前記フィールドMVD 信号、前記フィールドNO UPDATE 信号及び／または前記フィールドイントラ／インタ信号に基づいて、前記フィールドモード信号を決定するフィールドモード決定手段
とを有することを特徴とする請求項２に記載のモード信号符号化装置。 - 前記フィールド符号化データ発生手段が、
前記フィールドイントラ符号化データのビット数及び前記フィールドインタ符号化データのビット数を計算するビット数計算手段と、
前記フィールドイントラ符号化データのビット数及び前記フィールドインタ符号化データのビット数を互いに比較して、そのうち小さいビット数を選択する比較手段と、
前記小さいビット数に応じて、前記フィールドイントラ符号化データまたは前記フィールドインタ符号化データのうちのいずれか一つを表す前記フィールドイントラ／インタ信号を発生するフィールドイントラ／インタ信号発生手段と、
前記フィールドイントラ／インタ信号に応じて、前記フィールド符号化データとして前記フィールドイントラ符号化データまたは前記フィールドインタ符号化データのうちのいずれか一つを発生するフィールド符号化データ発生手段
とを有することを特徴とする請求項６に記載のモード信号符号化装置。 - 前記フィールドイントラ符号化データがイントラコンテクストベース算出符号化法によって発生され、前記フィールドインタ符号化データがインタCAE 法によって発生されることを特徴とする請求項６に記載のモード信号符号化装置。
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