JP4824712B2 - 動き推定精度推定方法、動き推定精度推定装置、動き推定精度推定プログラムおよびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
J.Ribas-Corbera and D.L.Neuhoff. Optimizing motion-vector accuracy in block-based video coding. IEEE CSVT, Vol.11, No.4, pp.497-511, 2001.
(α1 F-2+α2 F-1+α3 +α4 )/κα1(M−1)
という関数を決定することで、歪み量を一定とする符号化の条件下において、その符号化で発生することになる符号量を最小化する動き推定精度の推定に用いられる、フレームレートの逆数を変数とする二次関数を決定する。
フレームレートとフレーム間予測誤差電力との関係を解析的に導出する。ここでは、簡単のため1次元信号を例にとり説明する。
gt (x)=ft (x)+nt (x)
とする。
et-1 int (x+^d[i])
=ft-1 (x+^d[i])−I(ft-1 (x+^d[i]))
の通りである。
N(x)=nt (x)−I(nt-1 (x+^d[i]))
+et-1 int (x+^d[i])−I(vt-1 (x+^d[i]))q
のように表せる。
ζ[i](x)=d[i](x)−^d[i]
のように表せる。
次に、モデルパラメータα3 を定義する前述の式(9)の推定について説明する。前述の式(9)の各項は以下のように推定する。
次に、前述の式(6)(7)が成立することについて説明する。
連続値として表した場合の変移量^dF [i]を離散した場合の離散値を〜dF [i]とする。このときの離散化誤差をε[i]とすると、〜dF [i]は下記の式(16)のようにあらわせる。
ε[i]がゼロ平均の一様分布に従うと仮定すると、下記の式(23)を得る。
ζF [i](x)=dF [i](x)−^dF [i]
のように定義する変移量の推定誤差とする。
歪み量を一定(量子化ステップ幅を固定)とした場合の符号量を評価関数として考える。以下では、量子化ステップ幅が与えられた場合に、その評価関数を最小化する動き推定精度を算出する方法について詳述する。
Rc (q,F,δ)=(1/2)log2 γc (P(F,δ)/q2 )
・・・ 式(30)
のようにモデル化できる。
P(F,δ)=Σσ[i]2 但し、Σはi=1〜X/Lについての総和
であり、フレーム内の予測誤差電力和を示す。
Rmv(F,δ)=(X/L)log2 (2U(F)/δ) ・・・ 式(31)
のようにモデル化できる。
U(F)=U0 F0 /F
というように設定する。ここで、U0 はフレームレートがF0 の場合の動き推定の範囲を表すパラメータである。
R(q,F,δ)=Rc (q,F,δ)+Rmv(F,δ) ・・・ 式(32)
となる。
∂R(q,F,δ)/∂δ
=∂Rc (q,F,δ)/∂δ+∂Rmv(F,δ)/∂δ=0
・・・ 式(33)
という式を満たす。
α1 F-2+α2 F-1+α3 +α4
を算出するのである。
(X/L−1)α1 κ1'
を算出するのである。
102 参照フレーム記憶部
103 画素間差分値算出部
104 画素間差分値記憶部
105 二乗和算出部
106 テイラー展開近似誤差算出部
107 テイラー展開近似誤差記憶部
108 積算値加算処理部
109 修正テイラー展開近似誤差記憶部
110 二乗和算出部
111 テイラー展開近似誤差二乗和記憶部
112 残差成分算出部
113 残差成分記憶部
114 フレームレート記憶部
115 逆数算出部
116 フレームレート逆数記憶部
117 二乗値算出部
118 フレームレート逆数二乗値記憶部
119 セグメント数算出部
120 セグメント数記憶部
121 減算処理部
122 セグメント数記憶部
123 パラメータ記憶部
124 パラメータ記憶部
125 積算処理部
126 画素間差分値二乗和記憶部
127 積算処理部
128 積算処理部
129 加算処理部
130 加算値記憶部
131 積算処理部
132 積算値記憶部
133 除算処理部
Claims (6)
- 非整数画素精度の動き推定を行うフレーム間予測を伴う映像符号化で用いられて、映像を符号化する際に、歪み量を一定とする符号化の条件下において、その符号化で発生することになる符号量を最小化する動き推定精度を推定する動き推定精度推定方法であって、
フレームレートを入力する過程と、
あるフレームレートで符号化を行う場合におけるフレーム間予測の予測誤差電力の推定に用いられる関数に記述される4個のモデルパラメータを入力する過程と、
前記入力した4個のモデルパラメータに基づいて、歪み量を一定とする符号化の条件下において、その符号化で発生することになる符号量を最小化する動き推定精度の推定に用いられる、フレームレートの逆数を変数とする二次関数を決定する過程と、
前記決定した二次関数に対して、前記入力したフレームレートの値を代入することで、前記入力したフレームで符号化を行う場合に発生することになる符号量を最小化する動き推定精度を推定する過程と、
前記推定した動き推定精度を出力する過程とを有し、
前記入力する過程では、(1)参照フレームにおける隣接画素間の差分値の二乗和から導出されるモデルパラメータと、(2)フレーム間予測誤差に対するテイラー展開の近似誤差と参照フレームにおける隣接画素間差分値との積の和から導出されるモデルパラメータと、(3)原信号に重畳している雑音と参照フレームにおける補間誤差との和の二乗和の近似値から導出されるモデルパラメータと、(4)フレーム間予測誤差に対するテイラー展開の近似誤差の二乗和から導出されるモデルパラメータという4個のモデルパラメータを入力することを、
特徴とする動き推定精度推定方法。 - 請求項1に記載の動き推定精度推定方法において、
前記決定する過程では、フレームレートをFで表し、前記4個のモデルパラメータをα1,α2,α3,α4 で表し、動き補償の単位となるセグメントの数をMで表し、係数をκで表すならば、前記二次関数として、
(α1 F-2+α2 F-1+α3 +α4 )/κα1(M−1)
という関数を決定することを、
特徴とする動き推定精度推定方法。 - 非整数画素精度の動き推定を行うフレーム間予測を伴う映像符号化で用いられて、映像を符号化する際に、歪み量を一定とする符号化の条件下において、その符号化で発生することになる符号量を最小化する動き推定精度を推定する動き推定精度推定装置であって、
フレームレートを入力するフレームレート入力手段と、
あるフレームレートで符号化を行う場合におけるフレーム間予測の予測誤差電力の推定に用いられる関数に記述される4個のモデルパラメータを入力するモデルパラメータ入力手段と、
前記モデルパラメータ入力手段の入力した4個のモデルパラメータに基づいて、歪み量を一定とする符号化の条件下において、その符号化で発生することになる符号量を最小化する動き推定精度の推定に用いられる、フレームレートの逆数を変数とする二次関数を決定する決定手段と、
前記決定手段の決定した二次関数に対して、前記フレームレート入力手段の入力したフレームレートの値を代入することで、前記フレームレート入力手段の入力したフレームで符号化を行う場合に発生することになる符号量を最小化する動き推定精度を推定する推定手段と、
前記推定手段の推定した動き推定精度を出力する出力手段とを備え、
前記モデルパラメータ入力手段は、(1)参照フレームにおける隣接画素間の差分値の二乗和から導出されるモデルパラメータと、(2)フレーム間予測誤差に対するテイラー展開の近似誤差と参照フレームにおける隣接画素間差分値との積の和から導出されるモデルパラメータと、(3)原信号に重畳している雑音と参照フレームにおける補間誤差との和の二乗和の近似値から導出されるモデルパラメータと、(4)フレーム間予測誤差に対するテイラー展開の近似誤差の二乗和から導出されるモデルパラメータという4個のモデルパラメータを入力することを、
特徴とする動き推定精度推定装置。 - 請求項3に記載の動き推定精度推定装置において、
前記決定手段は、フレームレートをFで表し、前記4個のモデルパラメータをα1,α2,α3,α4 で表し、動き補償の単位となるセグメントの数をMで表し、係数をκで表すならば、前記二次関数として、
(α1 F-2+α2 F-1+α3 +α4 )/κα1(M−1)
という関数を決定することを、
特徴とする動き推定精度推定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の動き推定精度推定方法をコンピュータに実行させるための動き推定精度推定プログラム。
- 請求項1又は請求項2に記載の動き推定精度推定方法をコンピュータに実行させるための動き推定精度推定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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