JP4955216B2 - グレイアルファチャンネルを含んだ映像の符号化/復号化装置および方法 - Google Patents
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Description
Text of ISO/IEC FDIS 14496-2:Information Technology-Generic coding of audio-visual objects-Part 2:Visual Text of ISO/IEC FDIS 14496-10:Information Technology-Coding of audio-visual objects-Part 10:Advanced Video Coding、ISO/IEC JTC1/SC 29/WG 11、N5555、March 2003
図1Aは、本発明の1実施形態に係るグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置の構成を示す図面であって、該装置はブロックデータ受信部101と、前景領域符号化部103と、背景領域符号化部107とから構成される。
図1Aを参照して説明すると、ブロックデータ受信部101は、符号化するために入力された現行のフレームの画像データを一定のブロック単位、例えば、マクロブロック単位で受信し、該ブロックに含まれたグレイアルファ成分の値に応じて各ブロックを前景領域と背景領域の何れか1つに分類する。前景領域符号化部103は、前景領域に含まれたブロックについて、グレイアルファ成分と、輝度および色度成分とを順次符号化する。背景領域符号化部107は、背景領域に含まれたブロックについて、グレイアルファ成分を符号化する。
図1Bを参照して説明すると、ブロックデータ受信部111は、符号化するために入力された現行のフレームの画像データを一定のブロック単位、例えば、マクロブロック単位で受信し、受信した画像データのうちグレイアルファ成分をグレイ予測誤差生成部113に、輝度および色度成分を輝度および色度予測誤差生成部117に提供する。1つのブロックに含まれた画像データは、グレイアルファ成分と輝度および色度成分よりなる。グレイアルファ成分は、前景領域に含まれた輝度および色度成分の加重値を表す成分である。例えば、グレイアルファ成分が8ビットで表現される場合、0ないし255の値を有する。この値は、第1輝度および色度映像を第2輝度および色度映像に合成する時に加重値の役割を果たすので、第1輝度および色度映像に含まれたグレイアルファ成分が255に近いほど、第1輝度および色度映像に大きく加重して2つの映像を合成する。一方、第1輝度および色度映像に含まれたグレイアルファ成分が0である場合には、第1輝度および色度映像は全く考慮されず、第2輝度および色度映像のみを使用して2つの映像を合成する。このとき、前景領域の境界情報は別途、符号化する必要なく、グレイアルファ成分が0であれば背景領域と、0でなければ他の映像との合成に使われる前景領域として判断される。したがって、輝度および色度成分は、背景領域では存在する必要がないので、符号化および復号化が行われなくてもよい。
グレイ予測誤差符号化部115は、グレイ予測誤差に対して変換および量子化を行い、量子化されたグレイ予測誤差に対してエントロピー符号化を行って、その結果をビット列生成部121に提供する。
図2を参照して説明すると、時空間予測部201は、現行のフレームに対するグレイアルファチャンネル映像Fnの現行のブロックがイントラモードである場合、現行のフレームに対する復元されたグレイアルファチャンネル映像F’nを参照する空間予測を行って空間上の予測映像を生成し、現行のブロックがインターモードである場合、前のフレームの復元されたグレイアルファチャンネル映像F’n-1を参照する時間予測を行って時間上の予測映像を生成する。
グレイ予測誤差、または輝度および色度予測誤差の符号化過程をスキップした場合には、前記ブロックの画素値を符号化せずにスキップするという表示のみが前記ブロックのビット列に含まれる。これによれば、CBP情報、運動ベクトル、画素値などすべての情報についての符号化が省略され、スキップされた現行のブロックの予測誤差の代わりに、時空間上で隣接したブロックで補償された予測映像をそのまま使用して復元された映像を得る。例えば、前のフレームのグレイアルファチャンネル映像で、現行のフレームのグレイアルファチャンネル映像と同じ位置にあるブロックの画素値をそのまま使用するか、または現行のブロックの周辺にあるブロックの運動ベクトルを利用して、前のフレームのグレイアルファチャンネル映像の特定位置を計算し、その位置にあるブロックの画素値をそのまま使用する。
図3を参照して説明すれば、301段階では、符号化しようとする現行のフレームの画像データをブロック単位で受信する。303段階では、現行のフレームの画像データ中にグレイアルファ成分の予測誤差を生成する。305段階では、グレイ予測誤差の絶対値の和を臨界値と比較し、グレイ予測誤差の絶対値の和が臨界値より小さい場合には(図3の305で「はい」)、307段階でグレイ予測誤差の符号化過程をスキップする。309段階では、301段階で受信された現行のブロックの画像データに属するグレイアルファ成分がいずれも「0」であるか、すなわち、現行のブロックが透明であるかを判断し、現行のブロックのすべてが「0」のグレイアルファ成分を含んでいる場合には(図3の309で「はい」)、311段階で現行のブロックの輝度および色度成分の符号化過程をスキップする。315段階では、309段階における判断の結果、現在ブロックが‘0’でないグレイアルファ成分を含んでいる場合、すなわち現在ブロックが不透明な場合に、307段階で現行のブロックのグレイ予測誤差の符号化過程をスキップしたため、現行のブロックの輝度および色度予測誤差の符号化過程もスキップする。
一方、305段階での比較の結果、グレイ予測誤差の絶対値の和が臨界値より大きい場合には(図3の305で「いいえ」)、317段階でグレイ予測誤差の符号化過程を行う。319段階では、301段階で受信された現行のブロックの画像データに属するグレイアルファ成分がいずれも「0」であるか、すなわち、現行のブロックが透明であるかを判断し、現行のブロックのすべてが「0」のグレイアルファ成分を含んでいる場合には(図3の319で「はい」)、321段階で現行のブロックの輝度および色度成分の符号化過程をスキップする。323段階では、319段階での判断の結果、現行のブロックが「0」ではないグレイアルファ成分を含んでいる場合、すなわち、現行のブロックが不透明である場合、輝度および色度成分の予測誤差を生成する。325段階では、317段階で現行のブロックのグレイ予測誤差の符号化過程を行ったため、現行のブロックの輝度および色度予測誤差の符号化過程も行う。
MBタイプ412および422は、予測モードがイントラモードであるかインターモードであるかを示すフィールドである。H.264において、インターモードは、ブロックをどの程度のサイズに分割するかに応じて色々な方式に区分され、一方、イントラモードは空間上に隣接した画素値をどの方向から予測するかに応じて色々な方式に区分される。イントラ/インター予測付加情報413、423および426は、行動ベクトル情報およびイントラ予測方向情報を含むフィールドである。CBPG414および424は、グレイアルファ成分に対するCBPを表し、輝度および色度成分のCBP416および427と同様に、8×8ブロック単位で8×8ブロック内に「0」ではない変換係数が存在するか否かを表す。
図6Aを参照して説明すると、ビット列解釈部601は、ビット列をブロック単位で解釈し、解釈結果に基づいて各ブロックを前景領域と背景領域の何れかに分類する。前景領域復号化部603は、前景領域に含まれるブロックについて、グレイアルファ成分と輝度および色度成分とを順次に復号化して、復元したグレイアルファチャンネル映像と復元した輝度および色度映像とを生成する。背景領域復号化部607は、背景領域に含まれるブロックについて、グレイアルファ成分を復号化して、復元したグレイアルファチャンネル映像を生成する。
図6Bを参照して説明すると、ビット列解釈部611は、符号化されて生成されたビット列を解釈する。グレイ予測誤差復号化部613は、現行のブロックについてのビット列のMBスキップフラグを参照して、グレイ予測誤差に対する符号化が行われた場合、すなわち、MBスキップフラグが「0」である場合にグレイ予測誤差に対する復号化を行う。もし、グレイ予測誤差に対する符号化がスキップされた場合、すなわち、MBスキップフラグが「1」である場合は現行のブロックのグレイ予測誤差の復号化結果を「0」と予測する。グレイ成分復元部615は、現行のブロックについてのビット列のMBタイプを参照して、予測モードがイントラモードであるかインターモードであるかを判断し、復号化されたグレイ予測誤差に、時空間予測補償を行って獲得した予測映像を加えることにより、復元されたグレイアルファチャンネル映像を生成する。
図7を参照して説明すると、エントロピー復号化部701は、ビット列解釈部601のビット列の解釈の結果、MBスキップフラグが「0」である場合、符号化されたグレイ予測誤差に対してエントロピー復号化を行う。一方、ビット列解釈部601のビット列解釈の結果、MBスキップフラグが「1」である場合には、前記ブロックのグレイ予測誤差を何れも「0」と設定して、加算部705にその結果を提供する。逆量子化および逆変換部703は、エントロピー復号化されたグレイ予測誤差に対して逆量子化および逆変換を行い、その結果を逆変換されたグレイ予測誤差を加算部705に提供する。加算部705は、逆変換されたグレイ予測誤差あるいは「0」値を有する予測誤差に、補償された時空間予測映像を加算することにより、復元されたグレイアルファチャンネル映像F’nを生成する。
図8を参照して説明すると、801段階では、受信されたビット列をブロック単位で解釈する。803段階では、ビット列のMBスキップフラグを参照して、現行のブロックに対して予測誤差の符号化過程がスキップされたか否かを判断する。803段階での判断の結果、現行のブロックに対する予測誤差の符号化過程がスキップされたと判断した場合(図8の803で「はい」)、805段階では、時空間上で隣接したブロックにおいてイントラ/インター予測付加情報を復元する。807段階では、復元されたイントラ/インター予測付加情報を利用してグレイ予測映像を補償し、809段階では、補償されたグレイ予測映像を利用してグレイアルファ成分を復元する。811段階では、809段階で復元された現行のブロックのグレイアルファ成分のすべてが「0」であるか否かを判断し、すべてが「0」である場合(図8の811で「はい」)、813段階で現行のブロックの輝度および色度成分の復号化過程がスキップされる。一方、811段階での判断の結果、現行のブロックのグレイアルファ成分が「0」ではない値を有する場合(図8の811で「いいえ」)、815段階で輝度および色度成分の予測映像を補償し、817段階で、補償された輝度および色度予測映像に復号化された輝度および色度予測誤差を加えて輝度および色度成分を復元する。
下記の表1は、本発明の1実施形態に係るグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置で使用される符号化モード1ないし4による符号化方式を表す。
103 前景領域符号化部
107 背景領域符号化部
Claims (25)
- グレイアルファ成分と輝度及び色度成分とを含む画像データを一定のブロック単位で符号化する、グレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置であって、
現行のブロックに該当する画像データを受信し、前記ブロックに含まれたグレイアルファ成分の値が‘0’であれば前記ブロックを背景領域に、‘0’でなければ前記ブロックを前景領域に分類するブロックデータ受信部と、
前記ブロックが前景領域に分類された場合に、前記ブロックのグレイアルファ成分と輝度及び色度成分とに対して順次符号化を行う前景領域符号化部と、
前記ブロックが背景領域に分類された場合に、前記ブロックの輝度及び色度成分は符号化せず、前記ブロックの前記グレイアルファ成分を符号化する背景領域符号化部と、
を備えることを特徴とするグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置。 - 前記前景領域符号化部は、
前記ブロックに含まれた前記グレイアルファ成分に対する予測誤差を生成するグレイ予測誤差生成部と、
前記ブロックに対するグレイ予測誤差の絶対値の和が所定の臨界値より大きい場合に、前記グレイ予測誤差に対して符号化を行うグレイ予測誤差符号化部と、
前記ブロックに含まれた前記輝度及び色度成分に対する予測誤差を生成する輝度及び色度予測誤差生成部と、
前記ブロックに対するグレイ予測誤差の絶対値の和が前記臨界値より小さい場合に、前記輝度及び色度予測誤差に対して符号化を行う輝度及び色度予測誤差符号化部と、
前記グレイ予測誤差の符号化結果と、前記輝度及び色度予測誤差の符号化結果とに基づき、ビット列を生成するビット列生成部と、
を備えることを特徴とする請求項1記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置。 - 前記背景領域符号化部は、
前記ブロックに含まれた前記グレイアルファ成分に対する予測誤差を生成するグレイ予測誤差生成部と、
前記ブロックに対するグレイ予測誤差の絶対値の和が所定の臨界値より大きい場合に、前記グレイ予測誤差に対して符号化を行うグレイ予測誤差符号化部と、
前記グレイ予測誤差の符号化結果に基づきビット列を生成するビット列生成部と、
を備えることを特徴とする請求項1記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置。 - 前記グレイ予測誤差符号化部は、前記ブロックの前記グレイ予測誤差が前記臨界値より小さい場合、予測モードに関係なく前記グレイ予測誤差の符号化過程をスキップする、
ことを特徴とする請求項2記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置。 - 前記輝度及び色度予測誤差生成部は、前記ブロックに含まれたグレイアルファ成分の値の全てが「0」である場合、前記ブロックの輝度及び色度成分の符号化過程をスキップする、
ことを特徴とする請求項2記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置。 - 前記輝度及び色度予測誤差符号化部は、前記ブロックに対するグレイ予測誤差が前記臨界値より小さく、予測モードがインターモードである場合、前記輝度及び色度予測誤差の符号化過程をスキップする、
ことを特徴とする請求項2記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置。 - 前記グレイ予測誤差符号化部は、前記ブロックに対するグレイ予測誤差が前記臨界値より小さな場合、予測モードに関係なく前記グレイ予測誤差の符号化過程をスキップする、
ことを特徴とする請求項3記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化装置。 - グレイアルファ成分と輝度及び色度成分とを含む画像データを一定のブロック単位で符号化する、グレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法であって、
現行のブロックに含まれたグレイアルファ成分の値が‘0’であれば前記ブロックを背景領域に、‘0’でなければ前記ブロックを前景領域に分類する段階と、
前記ブロックが前景領域に分類された場合に、前記ブロックの前記グレイアルファ成分と輝度及び色度成分とに対して順次符号化を行う段階と、
前記ブロックが背景領域に分類された場合に、前記ブロックの輝度及び色度成分を符号化せず、前記ブロックのグレイアルファ成分に対して符号化を行う段階と、
を含むことを特徴とするグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法。 - 前記前景領域に対して符号化を行う段階では、前記ブロックのグレイ予測誤差が臨界値より小さな場合、グレイ予測誤差と輝度及び色度予測誤差とに対する符号化過程をスキップする、
ことを特徴とする請求項8記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法。 - グレイ予測誤差に対して符号化を行う段階は、予測モードに関係なくスキップする、
ことを特徴とする請求項8記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法。 - 輝度及び色度予測誤差に対して符号化を行う段階は、前記ブロックに対するグレイ予測誤差が前記臨界値より小さく、予測モードがインターモードである場合にスキップする、
ことを特徴とする請求項8記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法。 - 前記背景領域に対して符号化を行う段階では、前記ブロックに対するグレイ予測誤差が臨界値より小さな場合、前記グレイ予測誤差に対する符号化過程をスキップする、
ことを特徴とする請求項8記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法。 - 前記グレイ予測誤差に対して符号化を行う段階は、予測モードに関係なくスキップする、
ことを特徴とする請求項12記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法。 - グレイアルファ成分と輝度及び色度成分とを含む画像データを符号化したビット列を復号化する、グレイアルファチャンネルを含む映像の復号化方法であって、
前記ビット列をブロック単位で解釈し、解釈の結果、ブロック毎に対して予測誤差の符号化スキップに対する情報と復元されたグレイアルファ成分によって現行のブロックを前景領域と背景領域の何れかに分類するビット列解釈部と、
前記ブロックが前景領域に分類された場合に、前記ブロックのグレイアルファ成分と輝度及び色度成分とに対して順次復号化を行い、復元されたグレイアルファチャンネル映像と復元された輝度及び色度映像とを生成する前景領域復号化部と、
前記ブロックが背景領域に分類された場合に、前記ブロックの輝度及び色度成分は復号化せず、前記ブロックのグレイアルファ成分に対して復号化を行い、復元されたグレイアルファチャンネル映像を生成する背景領域復号化部と、
を備える特徴とするグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化装置。 - 前記前景領域復号化部は、
符号化されたグレイ予測誤差に対して復号化を行うグレイ予測誤差復号化部と、
復号化されたグレイ予測誤差からグレイアルファチャンネル映像を復元するグレイ成分復元部と、
符号化された輝度及び色度予測誤差を復号化する、輝度及び色度予測誤差復号化部と、
復号化された輝度及び色度予測誤差から輝度及び色度映像を復元する輝度及び色度成分復元部と、
を備えることを特徴とする請求項14記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化装置。 - 前記背景領域復号化部は、
前記符号化されたグレイ予測誤差に対して復号化を行うグレイ予測誤差復号化部と、
前記復号化されたグレイ予測誤差からグレイアルファチャンネル映像を復元するグレイ成分復元部と、
を備えることを特徴とする請求項14記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化装置。 - 前記グレイ予測誤差復号化部は、グレイ予測誤差の符号化過程がスキップされたブロックのグレイ予測誤差を「0」に復号化する、
ことを特徴とする請求項15記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化装置。 - 前記輝度及び色度予測誤差復号化部は、輝度及び色度符号化過程がスキップされたブロックに対して復号化過程をスキップする、
ことを特徴とする請求項15記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化装置。 - 前記輝度及び色度予測誤差復号化部は、輝度及び色度予測誤差の符号化過程がスキップされたブロックの輝度及び色度予測誤差を「0」に復号化する、
ことを特徴とする請求項18記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化装置。 - 前記グレイ予測誤差復号化部は、グレイ予測誤差の符号化過程がスキップされたブロックのグレイ予測誤差を「0」に復号化する、
ことを特徴とする請求項16記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化装置。 - グレイアルファ成分と輝度及び色度成分とを含む画像データを符号化したビット列を復号化する、グレイアルファチャンネルを含む映像の復号化方法であって、
前記ビット列をブロック単位で解釈し、解釈の結果、ブロック毎に対して予測誤差の符号化スキップに対する情報と復元されたグレイアルファ成分によって現行のブロックを前景領域と背景領域の何れかに分類する段階と、
前記ブロックが前景領域に分類された場合、前記ブロックのグレイアルファ成分と輝度及び色度成分とに対して順次復号化を行い、復元されたグレイアルファチャンネル映像と復元された輝度及び色度映像とを生成する段階と、
前記ブロックが背景領域に分類された場合、前記ブロックの輝度及び色度成分は復号化せず、前記ブロックのグレイアルファ成分に対して復号化を行い、復元されたグレイアルファチャンネル映像を生成する段階と、
を含むことを特徴とするグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化方法。 - 前記前景領域に対して復号化を行う段階は、グレイ予測誤差の符号化過程がスキップされたブロックのグレイ予測誤差と輝度及び色度予測誤差を「0」に復号化する、
ことを特徴とする請求項21記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化方法。 - 前記背景領域復号化段階は、グレイ予測誤差の符号化過程がスキップされたブロックのグレイ予測誤差を「0」に復号化する、
ことを特徴とする請求項21記載のグレイアルファチャンネルを含む映像の復号化方法。 - コンピュータに、グレイアルファ成分と輝度及び色度成分とを含む画像データを一定のブロック単位で符号化する、グレイアルファチャンネルを含む映像の符号化方法を実行させる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であって、
現行のブロックに含まれたグレイアルファ成分の値が‘0’であれば前記ブロックを背景領域に、‘0’でなければ前記ブロックを前景領域に分類する段階と、
前記ブロックが前景領域に分類された場合に、前記ブロックのグレイアルファ成分と輝度及び色度成分とに対して順次符号化する段階と、
前記ブロックが背景領域に分類された場合に、前記ブロックの輝度及び色度成分は符号化せず、前記ブロックのグレイアルファ成分に対して符号化を行う段階と、
を含む、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - コンピュータに、グレイアルファ成分と輝度及び色度成分とを含む画像データを符号化したビット列を復号化する、グレイアルファチャンネルを含む映像の復号化方法を実行させるため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であって、
前記ビット列をブロック単位で解釈し、解釈の結果、ブロック毎に対して予測誤差の符号化スキップに対する情報と復元されたグレイアルファ成分によって現行のブロックを前景領域と背景領域の何れかに分類する段階と、
前記ブロックが前景領域に分類された場合に、前記ブロックのグレイアルファ成分と輝度及び色度成分とに対して順次復号化を行い、復元されたグレイアルファチャンネル映像と復元された輝度及び色度映像とを生成する段階と、
前記ブロックが背景領域に分類された場合に、前記ブロックの輝度及び色度成分は復号化せず、前記ブロックのグレイアルファ成分に対して復号化を行い、復元されたグレイアルファチャンネル映像を生成する段階を含む、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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