JP5207693B2 - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図5は、従来のMPEG−2方式を用いた画像符号化装置の機能構成例を示すブロック図である。
図5において、501は動き検出部であり、動きベクトルを探索する。502は動き補償部であり、検出された動きベクトルを用いて画像間の差分をとり、動き補償を行う。
図6は、動き検出の概要を示す図である。動き検出においては、符号化対象のマクロブロック602と、ローカルデコード後の参照フレーム601との差分を取って絶対値を演算する方法が一般的に用いられる。具体的には、輝度ブロックに対して、参照フレーム601内の任意の位置における16×16単位の画素との差分を取り、絶対値和を算出する。そして、参照フレーム601の位置をずらしながら、前記絶対値和が最小になるポイントを求める。その結果、この最小ポイントを動きベクトルとして決定する。
図7に示す例に沿って説明すると、まずステップS1において、フレーム701内において、大域的にサーチするサーチエリア702を指定する。次に、ステップS2において、サーチエリア702のエリア内で動きベクトルの候補を求め、その中の候補から絶対値和が最小となるポイントの動きベクトルの候補を選ぶ。
図1に示す画像符号化装置100において、121は、H.264方式に対応のエンコーダ及びデコーダである。122は、MPEG−2方式に対応のエンコーダである。
まず、ステップS11において、再符号化の対象となるフレームに相当する動きベクトルをマクロブロック情報メモリ118から読み出し、H.264方式の場合と参照フレームが同一であるか否かを判断する。この判断の結果、参照フレームが同一である場合は、動きベクトルを補正する必要はないため、動き補償部112にそのまま動きベクトルを送り、処理を終了する。
304は再符号化の対象となっているBピクチャであり、303はMPEG−2方式で参照対象となる直前に復号化済みのPピクチャである。H.264方式で用いられた該当するマクロブロックのオリジナルの動きベクトルが、Bピクチャ302の前に位置するIピクチャ301を参照していたものとする。
第1の実施形態においては、再符号化を行う場合、オリジナルの動きベクトルを内分した値を動きベクトルとしてそのまま用いた。ところが、符号化の方式によっては、その動きベクトルが必ずしも最適ではない可能性がある。そこで本実施形態では、内分した値(成分)をステップサーチの開始点として設定する例について説明する。
図2において、画像符号化装置200のMPEG−2方式に対応のエンコーダ222に動き検出部211が含まれている。動き検出部211は、動きベクトル補正部119で内分したベクトル値を、前述した動き検出法におけるステップサーチの開始点として設定し、動き検出を再度行う。
従来は、規格(フォーマット)によってマクロブロックのサイズが異なるため、再符号化の際にオリジナルベクトルを使えない場合があった。図10(a)に示すように、MPEG−2方式では、マクロブロックは、16×16単位のサイズの輝度ブロックで固定されており、この単位で動きベクトルが設定される。ところが、MPEG−4方式では、図10(b)に示すように、8×8単位のサイズまで細分化した輝度ブロックで動きベクトルを設定できる。さらに、H.264/MPEG−4 AVC方式では、図10(c)に示すように、4×4単位のサイズまで細分化した輝度ブロック(あるいはサブマクロブロック)で動きベクトルを設定することができる。また、H.264/MPEG−4 AVC方式では、図10(d)に示すような、縦横のサイズの比率が異なるブロックを用いることができる。このようにH.264/MPEG−4 AVC方式では、可変ブロックサイズと呼ばれる動き予測も可能としている。
f1=(10、−5)、
f2=(8、−3)、
f3=(5、0)、
f4=(7,3)、
b1=(10、−5)、
b2=(8、−1)、
b3=(7、2)、
b4=(2,3)
(2)マクロブロックのうち、最大サイズのサブマクロブロックの動きベクトルを使用する。
(3)隣接するマクロブロックの代表ベクトルを使用する。
(4)動き補償自体が最適ではないと判断し、フレーム内符号化を行う。
前述した本発明の実施形態における画像符号化装置を構成する各手段、並びに画像符号化方法の各工程は、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記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は本発明に含まれる。
101 動き検出部
102 動き補償部
103 DCT部
104 量子化部
105 逆量子化部
106 IDCT部
107 可変長符号化部
108 フレームメモリ
109 可変長復号化部
112 動き補償部
113 DCT部
114 量子化部
115 逆量子化部
116 IDCT部
117 可変長符号化部
118 マクロブロック情報メモリ
119 動きベクトル補正部
121 H.264方式に対応のエンコーダ及びデコーダ
122 MPEG−2方式に対応のエンコーダ
Claims (7)
- マクロブロック毎に、或いは、マクロブロックを構成する複数のサブマクロブロック毎に生成された動きベクトルを用いてフレーム間予測符号化を行う第1の符号化方式によって符号化された第1の画像データを、フレーム内符号化とフレーム間予測符号化とを用いた符号化方式であって、マクロブロック毎に生成された動きベクトルを用いてフレーム間予測符号化を行う第2の符号化方式によって符号化する画像符号化装置であって、
前記第1の画像データを復号して第2の画像データを生成する復号手段と、
前記復号手段により前記第1の画像データを復号することにより得られた第2の画像データにおける符号化対象のマクロブロックに対応した、前記第1の画像データの一つのマクロブロックが複数のサブマクロブロックで構成されていた場合、前記一つのマクロブロックを構成する複数のサブマクロブロックの動きベクトルのうち、前記符号化対象のマクロブロックの参照フレームと異なる参照フレームに対する動きベクトルを内分することにより補正し、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルから、前記符号化対象のマクロブロックに対応する動きベクトルを生成する動きベクトル補正手段と、
前記動きベクトル補正手段により生成された動きベクトルを用いて、前記復号手段により前記第1の画像データを復号することにより得られた第2の画像データを前記第2の符号化方式により符号化する符号化手段とを備え、
前記符号化手段は、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルの分散値の少なくとも一つが所定の値を上回る場合、前記符号化対象のマクロブロックをフレーム内符号化により符号化することを特徴とする画像符号化装置。 - 前記動きベクトル補正手段は、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルの平均値、あるいは中央値を用いて、前記符号化対象のマクロブロックの動きベクトル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。
- 前記符号化手段は、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルの分散値が何れも前記所定の値より小さい場合、前記動きベクトル補正手段により生成された動きベクトルを用いて前記復号手段により前記第1の画像データを復号することにより得られた第2の画像データを符号化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。
- 前記第1の符号化方式はMPEG−4方式またはH.264方式であり、前記第2の符号化方式はMPEG−2方式であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の画像符号化装置。
- マクロブロック毎に、或いは、マクロブロックを構成する複数のサブマクロブロック毎に生成された動きベクトルを用いてフレーム間予測符号化を行う第1の符号化方式によって符号化された第1の画像データを、フレーム内符号化とフレーム間予測符号化とを用いた符号化方式であって、マクロブロック毎に生成された動きベクトルを用いてフレーム間予測符号化を行う第2の符号化方式によって符号化する画像符号化方法であって、
前記第1の画像データを復号して第2の画像データを生成する復号工程と、
前記復号工程により前記第1の画像データを復号することにより得られた第2の画像データにおける符号化対象のマクロブロックに対応した、前記第1の画像データの一つのマクロブロックが複数のサブマクロブロックで構成されていた場合、前記一つのマクロブロックを構成する複数のサブマクロブロックの動きベクトルのうち、前記符号化対象のマクロブロックの参照フレームと異なる参照フレームに対する動きベクトルを内分することにより補正し、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルから、前記符号化対象のマクロブロックに対応する動きベクトルを生成する動きベクトル補正工程と、
前記動きベクトル補正工程において生成された動きベクトルを用いて、前記復号工程により前記第1の画像データを復号することにより得られた第2の画像データを前記第2の符号化方式により符号化する符号化工程とを備え、
前記符号化工程においては、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルの分散値の少なくとも一つが所定の値を上回る場合、前記符号化対象のマクロブロックをフレーム内符号化により符号化することを特徴とする画像符号化方法。 - マクロブロック毎に、或いは、マクロブロックを構成する複数のサブマクロブロック毎に生成された動きベクトルを用いてフレーム間予測符号化を行う第1の符号化方式によって符号化された第1の画像データを、フレーム内符号化とフレーム間予測符号化とを用いた符号化方式であって、マクロブロック毎に生成された動きベクトルを用いてフレーム間予測符号化を行う第2の符号化方式によって符号化する画像符号化装置を制御するためのプログラムであって、
前記第1の画像データを復号して第2の画像データを生成する復号工程と、
前記復号工程により前記第1の画像データを復号することにより得られた第2の画像データにおける符号化対象のマクロブロックに対応した、前記第1の画像データの一つのマクロブロックが複数のサブマクロブロックで構成されていた場合、前記一つのマクロブロックを構成する複数のサブマクロブロックの動きベクトルのうち、前記符号化対象のマクロブロックの参照フレームと異なる参照フレームに対する動きベクトルを内分することにより補正し、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルから、前記符号化対象のマクロブロックに対応する動きベクトルを生成する動きベクトル補正工程と、
前記動きベクトル補正工程において生成された動きベクトルを用いて、前記復号工程により前記第1の画像データを復号することにより得られた第2の画像データを前記第2の符号化方式により符号化する符号化工程とをコンピュータに実行させ、
前記符号化工程においては、前記補正された動きベクトルを含む複数の前記サブマクロブロックの動きベクトルの分散値の少なくとも一つが所定の値を上回る場合、前記符号化対象のマクロブロックをフレーム内符号化により符号化することを特徴とするプログラム。 - 請求項6に記載のプログラムを記録した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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