JP5862822B2 - 動画像復号装置、動画像復号方法及び動画像復号プログラム、並びに、受信装置、受信方法、及び受信プログラム - Google Patents
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Description
る動きベクトルの符号化技術に関する。
を細かいブロックに分割し、復号済みの画像を参照画像として、動きベクトルで示される
動き方向に動き量だけ、対象画像の対象ブロックと同一の位置から移動した位置の参照画
像を予測信号として生成する技術である。動き補償予測には1本の動きベクトルを利用し
て単方向に行うものと、2本の動きベクトルを利用して双方向に行うものがある。
動きベクトルを予測動きベクトル(単に「予測ベクトル」ともいう)とし、処理対象ブロ
ックの動きベクトルと予測ベクトルとの差分を求め、差分ベクトルを符号化ベクトルとし
て伝送することで圧縮効率を向上させている。
且つ多様にすることで動き補償予測の効率を向上させている。一方、ブロックサイズを細
かくしたことで動きベクトル数が増加するため、符号化ベクトルの符号量が問題となった
。
クトルを予測ベクトルとしていた(非特許文献1)が、MPEG−4AVCでは複数の隣
接ブロックの動きベクトルの中央値を予測ベクトルとすることで予測ベクトルの精度を向
上させ、符号化ベクトルの符号量の増加を抑制している(非特許文献2)。更に、MPE
G−4AVCにおいて、符号化済みの別の画像の動きベクトルを利用して、符号化ベクト
ルの符号化効率を向上させる技術が知られている。
得られないため、予測精度が悪く、符号化効率が良くならないという問題がある。本発明
者らは予測ベクトルの候補を複数用いる方法を取ることを考えたが、その場合、予測ベク
トルの候補を識別するためのインデックスを符号化することが必要になり、インデックス
の符号量が増えるという課題があることを認識するに至った。
精度と符号化効率を向上させることのできる動画像符号化技術を提供することにある。
また、ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号方法であって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、を有し、前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、ことを特徴とする動画像復号方法を提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号プログラムであって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、をコンピュータに実行させ、前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、ことを特徴とする動画像復号プログラムを提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信装置であって、 復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成部と、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号部と、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択部と、を備え、前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、ことを特徴とする受信装置を提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信方法であって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、を有し、前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、ことを特徴とする受信方法を提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信プログラムであって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、をコンピュータに実行させ、前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、ことを特徴とする受信プログラムを提供する。
体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効で
ある。
よびシステムが普及している。そのような符号化方式では、時間軸上に連続する複数の画
像をデジタル信号の情報として取り扱う。その際、効率の高い情報の放送、伝送または蓄
積などを目的とし、時間方向の冗長性を利用した動き補償予測、および空間方向の冗長性
を利用した離散コサイン変換などの直交変換を用いて圧縮符号化する。
、汎用の映像圧縮符号化方式として制定され、DVD(Digital Versatile Disk)および
D−VHS(登録商標)規格のデジタルVTRによる磁気テープなどの蓄積メディア、な
らびにデジタル放送などのアプリケーションとして広く用いられている。
ョイント技術委員会(ISO/IEC)と、国際電気通信連合電気通信標準化部門(IT
U−T)の共同作業によってMPEG−4 AVC/H.264と呼ばれる符号化方式(
ISO/IECでは14496−10、ITU−TではH.264の規格番号がつけられ
ている。以下、これをMPEG−4AVCと呼ぶ)が国際標準として制定された。
会(ISO/IEC)と、国際電気通信連合電気通信標準化部門(ITU−T)の共同作
業によってHEVCと呼ばれる符号化方式の標準化が検討されている。
本発明の実施の形態では、動き補償予測の方向や符号化ベクトル数を様々なブロックサ
イズで切り替えることが可能となっている。
について図28を用いて簡単に説明する。
iPred)、動き補償予測の方向が双方向であって符号化ベクトル数が2である双方向
モード(BiPred)、動き補償予測の方向が双方向であって符号化ベクトル数が0で
ある時間ダイレクトモード(Temporal Direct)と空間ダイレクトモード
(Spatial Dierct)がある。また、動き補償予測を実施しない予測符号化
モードであるイントラモード(Intra)もある。
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する参照画像インデックスは0以上の数値
となる。
本発明の実施の形態では、入力された画像信号を図29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。
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。
8画素×8画素とする。
10個に分割されている。CU0、CU1、CU9は32画素×32画素の符号化ブロッ
ク、CU2、CU3、CU8は16画素x16画素の符号化ブロック、CU4、CU5、
CU6は8画素×8画素の符号化ブロックとなっている。
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31に示す。符号化ブロックを分割しない2N×2N、水平
方向に分割する2N×N、垂直方向に分割するN×2N、水平と垂直に分割するN×Nが
ある。つまり、予測ブロックサイズは図32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。
ックを8画素×垂直8とするが、この組み合わせに限定されない。また、予測ブロックの
分割のパターンを図31としたが、1以上に分割されればよくこれに限定されない。
HEVCでは、更に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。また、予測ベクトルの候補として別
の画像の動きベクトルを利用することも検討されている。従来の動画像圧縮符号化では、
別の画像の動きベクトルは動き補償予測において利用されることはあっても、予測ベクト
ルとして利用されることはなかった。
ルの候補として別の画像の動きベクトルを利用する。
HEVCでは、更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の中か
ら最適な隣接ブロックを選択し、選択した隣接ブロックを示すための引き継ぎ方向インデ
ックス(マージインデックス)を符号化及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情報(動きベクトル、参照画像インデ
ックス及び動き補償予測の方向)を処理対象ブロックでそのまま利用する方法である。こ
の方法でも、予測ベクトルインデックスと同様に別の画像の処理済みのブロックを利用す
ることが検討されている。
本実施の形態による予測ブロックのシンタックスの一例を図33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33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。引き継ぎ方向
フラグ(merge_flag)、引き継ぎ方向インデックス(merge_idx)、
動き補償予測の方向(bipred_flag)、参照インデックス(ref_idx_
l0とref_idx_l1)、差分動きベクトル(mvd_l0[0]、mvd_l0
[1]、mvd_l1[0]、mvd_l1[1])、予測ベクトルインデックス(mv
p_idx_l0及びmvp_idx_l1)が設置されている。
を算出する関数であるNumMvpCands()が設置されている。これは周辺ブロッ
クの状況によって、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である。
化)しない。予測ベクトルの候補数が1である場合は指定しなくとも一意に決定できるた
めである。NumMvpCands()の詳細については後述する。
形態では、予測ベクトルインデックスの符号列としてTruncated Unary符
号列を用いる。図34(a)は予測ベクトルの候補数が2個の場合のTruncated
Unary符号列による予測ベクトルインデックスの符号列を、図34(b)は予測ベ
クトルの候補数が3個の場合のTruncated Unary符号列による予測ベクト
ルインデックスの符号列を、図34(c)は予測ベクトルの候補数が4個の場合のTru
ncated Unary符号列による予測ベクトルインデックスの符号列を示す。
補数が少ないほど予測ベクトルインデックスに割り当てられる符号ビットが小さくなるこ
とがわかる。例えば、予測ベクトルインデックスが1である場合、予測ベクトルの候補数
が2個であれば‘1’の1ビットであるが、予測ベクトルの候補数が3個であれば‘10
’の2ビットとなる。
効率は向上する。反面、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、予測ベ
クトルインデックスを復号するためには予測ベクトルの候補数を事前に算出しておく必要
がある。
行う場合のみであったが、本発明の実施の形態では上述のように予測ベクトルインデック
スの算出においても事前に予測ベクトルの候補数を算出しておく必要があるため動きベク
トルメモリへのアクセス量が大きく増加する。
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ベクトルと処理対象ブロックに隣接するブロックの動
きベクトルの相関度が高いのは、処理対象ブロックと処理対象ブロックに隣接するブロッ
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処理対象ブロックに隣接する
ブロックを含めた領域が平行移動している場合である。
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(同一位置ブロック)と処
理対象ブロックの相関度が高いのは、同一位置ブロックと処理対象ブロックが静止状態に
あるか、同一位置ブロックと処理対象ブロックが平行移動している場合である。
また、一般的にブロックの大きさが小さくなるのは、処理対象ブロックの動き(動きベ
クトル)と隣接ブロックの動き(動きベクトル)の相関度が低い場合、つまり動きが複雑
であると考えられ、この場合はまた処理対象ブロックと別画像の動きベクトルの同一位置
ブロックが静止状態にあるか、処理対象ブロックと同一位置ブロックが平行移動している
可能性は低い。
プログラムの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明には同一要素
には同一符号を付与して重複する説明を省略する。
(動画像符号化装置100の構成)
図1は本発明の第1の実施の形態の動画像符号化装置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。動画像符号化装置100は、CPU
(Central Processing Unit)、フレームメモリ、ハードディス
クなどを備える情報処理装置等のハードウェアにより実現される。動画像符号化装置10
0は、上記の構成要素が動作することにより、以下に説明する機能的な構成要素を実現す
る。
ス、動き補償予測の方向に関しては動画像符号化装置100内で共有していることとし、
図示しない。
02、予測誤差符号化部103、符号列生成部104、予測誤差復号部105、動き補償
部106、加算部107、動きベクトル検出部108、動き情報生成部109、フレーム
メモリ110、第1動き情報メモリ111、および第2動き情報メモリ112を含む。
(動画像符号化装置100の機能)
以下、各部の機能について説明する。
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と動きベクトル検出部108に供給する。
106より供給される予測信号を減算して予測誤差信号を算出し、予測誤差信号を予測誤
差符号化部103に供給する。
変換などの処理を行って予測誤差符号化データを生成し、予測誤差符号化データを符号列
生成部104及び予測誤差復号部105に供給する。
、および動き情報生成部109より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックス
を、動き補償予測の方向、参照インデックスとともにシンタックスに従ってエントロピー
符号化して符号列を生成し、符号列を端子11に供給する。
ated Unary符号列を利用したが、予測ベクトルインデックスが予測ベクトルの
候補数が小さいほど少ないビットで符号化できる符号列であればこれに限定されない。
タを逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成し、予測誤差信号を加
算部107に供給する。
8より供給される動きベクトルだけ動き補償して予測信号を生成する。動き補償予測の方
向が双方向であれば、それぞれの方向の予測信号を平均したものを予測信号とし、予測信
号を加算部107に供給する。
6より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成し、復号画像信号をフレームメ
モリ110に供給する。
と時間の異なる画像信号から動きベクトルを検出し、動きベクトルを動き補償部106に
供給する。なお、動き補償予測の方向が双方向であれば、それぞれの方向の動きベクトル
を検出し、動きベクトルを動き補償部106に供給する。
せた位置の異なる画像信号について誤差評価値を算出し、誤差評価値が最小となる移動量
を動きベクトルとする。誤差評価値としては、絶対差分和を示すSAD(Sum of
Absolute Difference)や自乗誤差平均を示すMSE(Mean S
quare Error)等を利用することが可能である。
第1動き情報メモリ111より供給される第1の候補ブロック群と、第2動き情報メモリ
112より供給される第2の候補ブロック群から差分ベクトルと予測ベクトルインデック
スを生成し、差分ベクトルと予測ベクトルインデックスを符号列生成部104に供給する
。
、画像全体の復号が完了した復号画像については参照画像として1以上の所定画像数記憶
し、参照画像信号を動き補償部106に供給する。参照画像を記憶する記憶領域はFIF
O(First In First Out)方式で制御される。
と参照画像インデックスを最小の予測ブロックサイズ単位で1画像分記憶し、処理対象の
予測ブロックの隣接ブロックの情報を第1の候補ブロック群として動き情報生成部109
に供給する。また、第1動き情報メモリ111は、画像全体の処理が終了すると、記憶し
ている動きベクトルと参照画像インデックスを第2動き情報メモリ112に移動させる。
と参照画像インデックスを所定画像数だけ記憶し、処理対象の予測ブロックと同一位置の
ColPic上のブロックとその周辺ブロックを第2の候補ブロック群として動き情報生
成部109に供給する。動きベクトルと参照画像インデックスを記憶する記憶領域はフレ
ームメモリ110と同期しており、FIFO(First In First Out)
方式で制御される。ColPicとは、処理対象の予測ブロックとは別の復号済みの画像
であって、フレームメモリ110に参照画像として記憶されている。本実施の形態では、
ColPicは直前に復号した参照画像とする。なお、本実施の形態では、ColPic
は直前に復号した参照画像としたが、表示順で直前の参照画像や表示順で直後の参照画像
としたり、符号化ストリーム中で任意の参照画像を指定することも可能である。
と参照画像インデックスの管理方法について図2を用いて説明する。動きベクトルと参照
画像インデックスは最小の予測ブロック単位で各メモリエリアに記憶される。図2は処理
対象の予測ブロックサイズが16画素×16画素である場合の様子を示している。この場
合、この予測ブロックの動きベクトルと参照画像インデックスは図2の斜線部の16個の
メモリエリアに格納される。
が記憶され、参照画像インデックスとして−1が記憶される。なお、参照画像インデック
スの−1は動き補償予測を実施しないモードであることが判定できればどのような値でも
よい。
位のことを示すこととする。
用いて説明する。図3は動き情報生成部109の構成を示す。
121と減算部122とを含む。端子12は第1動き情報メモリ111に、端子13は第
2動き情報メモリ112に、端子14は動きベクトル検出部108に、端子15は符号列
生成部104に接続されている。
生成された符号列を復号する動画像復号装置にも同様に設置されて動画像符号化装置と動
画像復号装置にて矛盾のない予測ベクトル候補リストが生成される。
生成部120により生成された予測ベクトル候補リストに含まれる予測ベクトル候補数を
返す。
群と端子13より供給される第2の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成し
、予測ベクトル候補リストを予測ベクトル選択部121に供給する。
ここで、第1の候補ブロック群について図4を用いて説明する。図4は処理対象の予測
ブロックサイズが16画素×16画素である場合の様子を示している。図4に示すように
処理対象の予測ブロックの隣接ブロックを、左に位置するブロックA1、ブロックA2、
A3、A4、上に位置するブロックB1、ブロックB2、ブロックB3、ブロックB4、
右上に位置するブロックC、左上に位置するブロックD、左下に位置するブロックEとし
、これらを第1の候補ブロック群とする。
1の候補ブロック群は、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、図4に限定されない。例えば、各方向から1つずつ選択してブ
ロックA1、ブロックC、ブロックD及びブロックB1、ブロックEなどとしてもよい。
ロックサイズが16画素×16画素である場合の様子を示している。図5に示すように処
理対象の予測ブロックと同一位置にあるColPic上の予測ブロック内のブロックとそ
の周辺ブロックを第2の候補ブロック群とする。具体的には、処理対象の予測ブロックと
同一位置にあるColPic上の予測ブロック内のブロックI1からブロックI16、左
に位置するブロックA1からブロックA4、上に位置するブロックB1からブロックB4
、右上に位置するブロックC、左上に位置するブロックD、左下に位置するブロックE、
右に位置するブロックF1からブロックF4、下に位置するG1からG4、右下に位置す
るHとし、これらのブロックを第2の候補ブロック群とする。
I16、ブロックA1からブロックA4、ブロックB1からブロックB4、ブロックC、
ブロックD、ブロックE、ブロックF1からブロックF4、ブロックG1からブロックG
4、ブロックHとしたが、本発明の実施の形態では、第2の候補ブロック群は、処理対象
の予測ブロックとは別の復号済みの画像上の少なくとも1以上のブロックであればよく、
上記に限定されない。第2の候補ブロック群を1ブロックとしてもよく、例えば、ブロッ
クI1の1ブロックだけ、ブロックHの1ブロックだけ、などとしてもよい。
測ベクトル候補リストの中から、端子14より供給される動きベクトルに対応する予測ベ
クトルを選択し、予測ベクトルを減算部122に供給するとともに、選択された予測ベク
トルを示す情報である予測ベクトルインデックスを端子15に出力する。
より供給される予測ベクトルを減算して差分ベクトルを算出し、差分ベクトルを端子15
に供給する。
結合判定部131と第2予測ベクトル候補リスト生成部132と予測ベクトル候補リスト
決定部133とを含む。端子16は予測ベクトル選択部121に接続されている。
ック群から1以上の動きベクトルを含む第1の予測ベクトル候補リストを生成し、第1の
予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リスト決定部133に供給する。
果を導出し、結合判定結果を予測ベクトル候補リスト決定部133に供給する。
ック群から0以上の動きベクトルを含む第2の予測ベクトル候補リストを生成し、第2の
予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リスト決定部133に供給する。
果に基づいて、第1予測ベクトル候補リスト生成部130より供給される第1の予測ベク
トル候補リストと第2予測ベクトル候補リスト生成部132より供給される第2の予測ベ
クトル候補リストから第3の予測ベクトル候補リストを決定し、第3の予測ベクトル候補
リストを端子16に供給する。
続いて、図7のフローチャートを用いて、本実施の形態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。
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(ステップS100)。
とフレームメモリ110より供給される参照画像信号から動きベクトルを検出する(ステ
ップS101)。
第1動き情報メモリ111より供給される第1の候補ブロック群と、第2動き情報メモリ
112より供給される第2の候補ブロック群とから、差分ベクトルと予測ベクトルインデ
ックスを生成する(ステップS102)。
より供給される動きベクトルにもとづいて動き補償して予測信号を生成する(ステップS
103)。
106より供給される予測信号を減算して予測誤差信号を算出する(ステップS104)
。
変換などの処理を行って予測誤差符号化データを生成する(ステップS105)。
、および動き情報生成部109より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックス
を、動き補償予測の方向、参照インデックスとともにシンタックスに従ってエントロピー
符号化して符号列を生成する(ステップS106)。
6より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成する(ステップS107)。
ップS108)。
を最小の予測ブロックサイズ単位で1画像分記憶する(ステップS109)。
7は第2動き情報メモリ208に記憶されている1画面分の動きベクトルを移動させ、第
2動き情報メモリ112は、第1動き情報メモリ111より供給される動きベクトルを所
定画像数だけ記憶する(ステップS111)。なお、本実施の形態ではステップS111
を画像全体の処理が終了した時としたが、処理対象の予測ブロック毎に行うこともできる
。
。
群と端子13より供給される第2の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成す
る(ステップS120)。
測ベクトル候補リストの中から、端子14より供給される動きベクトルに対応する予測ベ
クトルを決定する(ステップS121)。ここで、予測ベクトルの決定方法について説明
する。動きベクトルと予測ベクトル候補リストに含まれる各予測ベクトル候補の水平成分
と垂直成分の絶対差分和を求め、絶対差分和が最小となる予測ベクトル候補を予測ベクト
ルとして決定する。これは符号化ベクトルの符号量が最小になることが期待できるからで
ある。なお、符号化ベクトルの符号量が最小になる方法であれば、この方法に限定されな
い。
より供給される予測ベクトルを減算して差分ベクトルを算出する(ステップS122)。
動作を説明する。
ック群から1以上の動きベクトルを含む第1の予測ベクトル候補リストを生成する(ステ
ップS130)。
ック群から0以上の動きベクトルを含む第2の予測ベクトル候補リストを生成する(ステ
ップS131)する。
から結合判定結果を導出する(ステップS132)。
閾サイズと比較することによって行われる。処理対象ブロックの予測ブロックサイズが所
定閾サイズ以上であれば結合判定結果を1とし、それ以外では0とする。なお、本実施の
形態の結合判定は、処理対象ブロックの予測ブロックサイズを予め定められた所定閾サイ
ズと比較することによって行われるため、処理対象ブロックの予測ブロックサイズが所定
閾サイズより大きければ結合判定結果を1とし、それ以外では0としてもよい。
である16画素×16画素に設定する。予め定められた所定閾サイズはこれに限定されず
、ハードウェアの制約などによって設定されてもよい。
果が1であれば(ステップS132のYES)、第1予測ベクトル候補リスト生成部13
0より供給される第1の予測ベクトル候補リストと第2予測ベクトル候補リスト生成部1
32より供給される第2の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストと
する(ステップS133)。
果が0であれば(ステップS132のNO)、第1予測ベクトル候補リスト生成部130
より供給される第1の予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リストとする(ステッ
プS134)。つまり、結合判定部131より供給される結合判定結果が0であれば、第
2予測ベクトル候補リスト生成部132より供給される第2の予測ベクトル候補リストに
含まれる予測ベクトル候補は予測ベクトル候補リストには含まれない。
トル候補を順次検査して同一の動きベクトルを検出し、同一と検出された一方の予測ベク
トル候補を予測ベクトル候補リストから削除して、予測ベクトル候補が重複しないように
し、予測ベクトル候補リストを更新して冗長な予測ベクトル候補を削除する(ステップS
135)。
プS135を実施したが、ステップS135を省略することもできる。
2よりも先に実施するとしたが、ステップS132を先に行い、結合判定結果が0の場合
にはステップS131を省略することもできる。
30の動作を説明する。図10内の第Nは第1となる。
が初期化される(ステップS140)。
方向2)の2方向を定義して、以下の処理が行われる(ステップS141)。第1の候補
ブロック群に対しての各方向の検査については図11を用いて説明する。
クB4、ブロックDまで順次行われる。垂直方向の検査は、ブロックEからブロックA1
、ブロックA2、ブロックA3、ブロックA4まで順次行われる。
る(ステップS142)。
る8個にブロックCとブロックDを加えた10個とし、垂直方向に検査する最大数を最大
の予測ブロックサイズの半分である8個にブロックEを加えた9個とする。ところが、ブ
ロックC、ブロックD、及びブロックEは処理対象の予測ブロックの位置によっては存在
しない可能性がある。ブロックC、ブロックD、及びブロックEが存在しない場合は検査
する最大数から存在しないブロック数を減じておく。そして、第1の候補ブロック群に含
まれる各方向の候補ブロック数が検査する最大数を超える場合には検査個数を最大数に制
限する。
以下の処理が繰り返し実施される(ステップS143)。
が判定される(ステップS144)。
クの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であるか
が判定される(ステップS145)。
同一であれば(ステップS145のYES)、第1予測ベクトル候補リストに候補ブロッ
クの動きベクトルが追加される(ステップS146)。
ロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一でな
ければ(ステップS145のNO)、次の候補ブロックが検査される(ステップS147
)。
同一であるか、各方向の検査個数だけ処理されるまで上記の処理が繰り返される(ステッ
プS148)。
49)。
1予測ベクトル候補リストに動きベクトル(0,0)が追加され(ステップS150)、
処理を終了する。
理を終了する。以上のように、第1予測ベクトル候補リストに追加される動きベクトルが
導出される。
32の動作を説明する。図10内の第Nは第2となる。
同一位置方向(方向0)を有することであり、検査方向は同一位置方向、水平方向、垂直
方向の順で実施される。同一位置方向の候補ブロックは図12のI1からI16に相当し
、同一位置方向の検査はラスタースキャン順序で実施される。
9とステップS150が実施されないことである。これは第1予測ベクトル候補リストと
第2予測ベクトル候補リストのいずれか、または予測ベクトル候補リストに1以上の予測
ベクトル候補を追加するためになされるため、第1予測ベクトル候補リスト生成部130
または第2予測ベクトル候補リスト生成部132のいずれで行われてもよく、また予測ベ
クトルリスト決定部133で行われてもよい。
、特に制限を設けなくてもよい。
ックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であれば次の方向の検査
としたが、各方向の検査個数だけ処理されるまで繰り返してもよい。
全方向の合計の検査数が1以上であればよく、この検査方法に限定されない。例えば、方
向1をブロックC、ブロックB1、ブロックD、方向2をブロックE、ブロックA1だけ
としてもよい。
全方向の合計の検査数が1以上であればよく、この検査方法に限定されない。例えば、方
向2のブロックHだけとしてもよいし、ブロックHとブロックIの2ブロックとしてもよ
い。
次に、本実施の形態の動画像復号装置を説明する。図13に本実施の形態の動画像復号
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。
)、フレームメモリ、ハードディスクなどを備える情報処理装置等のハードウェアにより
実現される。動画像復号装置200は、上記の構成要素が動作することにより、以下に説
明する機能的な構成要素を実現する。
ス、動き補償予測の方向に関しては動画像復号装置200内で共有していることとし、図
示しない。
、加算部203、動き情報再生部204、動き補償部205、フレームメモリ206、第
1動き情報メモリ207、第2動き情報メモリ208で構成される。
以下、各部の機能について説明する。
タ、動き補償予測の方向、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し、予測誤差符号化データを予測誤差復号部20
2に、差分ベクトルおよび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
。
逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成し、予測誤差信号を加算部
203に供給する。
5より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成し、復号画像信号をフレームメ
モリ206に供給する。
トルインデックスと、第1動き情報メモリ207より供給される第1の候補ブロック群と
、第2動き情報メモリ208より供給される第2の候補ブロック群とから動きベクトルを
再生し、動きベクトルを動き補償部205に供給する。
り供給される動きベクトルだけ動き補償して予測信号を生成する。動き補償予測の方向が
双方向であれば、それぞれの方向の予測信号を平均したものを予測信号とし、予測信号を
加算部203に供給する。
れぞれフレームメモリ110、第1動き情報メモリ111、第2動き情報メモリ112と
同一の機能を有する。
を用いて説明する。図14は動き情報再生部204の構成を示す。
221と加算部222とを含む。端子22は第1動き情報メモリ207に、端子23は第
2動き情報メモリ208に、端子24は符号列解析部201に、端子25は動き補償部2
05に接続されている。
機能を有する。
測ベクトル候補リストと、端子24より供給される予測ベクトルインデックスとから予測
ベクトルを決定して加算部222に供給する。
り供給される予測ベクトルを加算して動きベクトルを算出し、動きベクトルを端子25に
供給する。
続いて、図15のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像復号装置200にお
ける復号の動作を説明する。
タ、動き補償予測の方向、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(ステップS200)。
トルインデックスと、第1動き情報メモリ207より供給される第1の候補ブロック群と
、第2動き情報メモリ208より供給される第2の候補ブロック群とから動きベクトルを
再生する(ステップS201)。
供給される動きベクトルにもとづいて動き補償して予測信号を生成する(ステップS20
2)。
逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成する(ステップS203)
。
5より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成する(ステップS204)。
ップS206)。
小の予測ブロックサイズ単位で1画像分記憶する(ステップS207)。
7は第2動き情報メモリ208に記憶している1画面分の動きベクトルを移動させ、第2
動き情報メモリ208は、第1動き情報メモリ207より供給される動きベクトルを所定
画像数だけ記憶する(ステップS209)。
る。
群と端子23より供給される第2の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成す
る(ステップS220)。
測ベクトル候補リストの予測ベクトル候補数が1より大きいかを判定する(ステップS2
21)。
21のYES)、符号列解析部201より供給される予測ベクトルインデックスを取得す
る(ステップS222)。そして予測ベクトル候補リストの中から予測ベクトルインデッ
クスで示される予測ベクトル候補を予測ベクトルとして選択する(ステップS223)。
NO)、予測ベクトル候補リストに含まれる唯一の予測ベクトル候補を予測ベクトルとし
て選択する(ステップS224)。
り供給される予測ベクトルを加算して動きベクトルを算出する(ステップS225)。
なお、本実施の形態は以下のように拡張できる。
本実施の形態では、予め定められた所定閾サイズを最大の予測ブロックサイズの1/4
である16画素×16画素に設定したが、所定閾サイズは最小の予測ブロックサイズ以上
で最大の予測ブロックサイズ以下であれば、例えば、32×16や4×8などの非対称ブ
ロックでもよい。また、所定閾サイズが最大の予測ブロックサイズである場合に、全ての
予測ブロックサイズで結合判定結果が0となるようにしてもよい。この場合、全ての予測
ブロックサイズで結合判定結果が0であるため、結果的に第2の予測ベクトル候補リスト
に含まれるColPic上の動きベクトルは予測ベクトルとして利用されないことになる
。
号化して復号することで符号化装置において動画像の特性などに応じて適応的に設定する
こともできる。例えば、画面サイズが大きくなる程大きくし、動きが大きい程大きくなる
ように適応的に設定することもできる。
化側と復号側で共有できればよく、これに限定されない。例えば、固定の所定閾サイズ(
4×4、8×8など)を示すフラグを符号列に符号化して復号し、符号化側と復号側にお
いて、所定閾サイズを示すフラグが0であれば固定の所定閾サイズが設定されて、所定閾
サイズを示すフラグが1であれば所定閾サイズが設定されないようすることでも実現でき
る。なお、所定閾サイズが設定されない場合には、第1の予測ベクトル候補リストと第2
の予測ベクトル候補リストが結合されて予測ベクトル候補リストは生成されるようにして
もよい。
適応的に設定することは、所定閾サイズが最大の予測ブロックサイズであることを示す情
報(以下、時間候補利用フラグ)をシーケンス毎やピクチャ毎に符号列に符号化して復号
し、時間候補利用フラグが0であれば、符号化側と復号側において第2の予測ベクトル候
補リストに含まれるColPic上の動きベクトルを予測ベクトルとして利用しないよう
にし、時間候補利用フラグが1であれば、符号化側と復号側において第2の予測ベクトル
候補リストに含まれるColPic上の動きベクトルを予測ベクトルとして利用するよう
にすることでも実現できる。
の予測ブロックサイズに設定し、常に第2の予測ベクトル候補リストに含まれるColP
ic上の動きベクトルを予測ベクトルとして利用しないようにすることで、ColPic
が損失した場合であっても予測動きベクトルが取得できるようにし、符号化ストリームを
復号できないような深刻なエラーを回避することができる。
本実施の形態では、所定閾サイズを予め定義したが、処理対象の予測ブロックが存在す
る処理対象画像と第2の候補ブロック群が存在する別の復号済みの画像との距離(時間差
)によって、画像間の距離が大きくなるほど上記所定閾サイズが大きくなるように制御す
ることも可能である。これは画像間の距離が大きくなるほど画像間の動き情報の相関性が
減少するために行われる。
8に示す。本実施の形態の拡張例による予測ベクトル候補リスト生成部120では、結合
判定部131に端子17及び端子18が接続されている。端子17からは処理対象画像の
時間情報が、端子18からは別の復号済みの画像の時間情報が供給される。結合判定部1
31は、端子17より供給される処理対象画像の時間情報と端子18より供給される別の
復号済みの画像の時間情報によって、画像間の距離が大きくなるほど上記所定閾サイズが
大きくなるように所定閾サイズを設定する(ステップS136)。本実施例では、時間情
報としてPOCを用いる。図19にPOC差が大きくなるほど所定閾サイズが大きくなる
ように制御した一例を示す。また、POC差が所定値以上であれば、所定閾サイズが常に
最大の予測ブロックサイズとして作用するようにすることもできる。
本実施の形態では、結合判定結果が1であれば、第1の予測ベクトル候補リストと第2
の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成するとした。一般的
に処理対象の予測ブロックサイズを含めた周辺領域が平行移動や静止している場合、すな
わち処理対象の予測ブロックサイズが大きい場合は、処理対象の予測ブロックとは別の画
像の動きベクトルは有効となるため、第2の予測ベクトル候補リストを優先し、その後に
第1の予測ベクトル候補リストを追加することもできる。第1の予測ベクトル候補リスト
と第2の予測ベクトル候補リストを結合した予測ベクトル候補リストにおいて優先する位
置にあるものほどインデックスに短い符号長の符号を割り当てて符号化するため、インデ
ックスの符号化効率を向上させることができる。
と第2の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成し、結合判定
結果が0であれば、第1の予測ベクトル候補リストから予測ベクトル候補リストを生成す
るとした。本実施の形態によれば、処理対象ブロックが所定閾サイズ以上である場合に別
の復号済みの画像の動きベクトルを優先すればよく、結合判定結果が1であれば、第2の
予測ベクトル候補リストと第1の予測ベクトル候補リストを順次結合して予測ベクトル候
補リストを生成し、結合判定結果が0であれば、第1の予測ベクトル候補リストと第2の
予測ベクトル候補リストを順次結合して予測ベクトル候補リストを生成することもできる
。
ローチャートを図20に示す。第1の実施の形態との違いは、ステップS133の代わり
に、第2の予測ベクトル候補リストと第1の予測ベクトル候補リストを順次結合して予測
ベクトル候補リストとし(ステップS136)、ステップS134の代わりに、第1の予
測ベクトル候補リストと第2の予測ベクトル候補リストを順次結合して予測ベクトル候補
リストとすることである(ステップS136)。
本実施の形態では、結合判定結果が1であれば、第1の予測ベクトル候補リストと第2
の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成し、結合判定結果が
0であれば、第1の予測ベクトル候補リストだけから予測ベクトル候補リストを生成する
とした。これは符号化と復号において共通動作を定義することで予測ベクトルインデック
スの符号量を削減するためにおこなった処理である。
リストと第2の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成して、
符号化装置において予測ベクトルインデックスの選択時に、結合判定結果が0であれば、
第2の予測ベクトル候補リストに含まれる動きベクトルを予測ベクトルとして選択しない
ように制御することもできる。この場合の動画像符号化装置は以下のような特徴を有する
。
符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの1個以上のブロックの動きベクトルから第
1の予測動きベクトルの候補を含む第1予測ベクトル候補リストを生成する第1予測ベク
トル候補リスト生成部と、
符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位
置のブロックに隣接する1個以上のブロックの動きベクトルから第2の予測動きベクトル
の候補を含む第2予測ベクトル候補リストを生成する第2予測ベクトル候補リスト生成部
と、
前記第1予測ベクトル候補リストと前記第2予測ベクトル候補リストを結合した第3予
測ベクトル候補リストを生成する第3予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズの比較結果により、前記第
2予測ベクトル候補リストを利用するか否かを判定する結合判定部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも小さい場合、前
記第3予測ベクトル候補リスト中の前記第2予測ベクトル候補リストを選択対象とせずに
、前記第3予測ベクトル候補リスト中の前記第1予測ベクトル候補リストから予測動きベ
クトルを選択する予測ベクトル選択部と、
前記第3予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示
す情報を符号化する符号化部とを備える。
本実施の形態では、候補リストの生成対象を動きベクトルとして予測ベクトルインデッ
クスの符号化及び復号について説明した。本実施の形態によれば、候補リストの生成対象
は動きベクトルに限定されず、処理対象ブロックに隣接する処理済みのブロックの情報か
ら第1の候補リストを生成し、既に処理済み画像の処理対象ブロックと同一位置に隣接す
るブロックの情報から第2の候補リストを生成し、第1の候補リストと第2の候補リスト
から生成した第3の候補リストを生成して、第3の候補リストから符号化及び復号するイ
ンデックスを決定する方法であればよい。例えば、本実施の形態は、動き情報を引き継ぐ
方向を示す引き継ぎ方向インデックス(マージインデックス)に適用できる。
に加えて参照画像インデックス及び動き補償予測の方向が同様に管理されて、引き継ぎ方
向インデックスによって示されたブロックの動き情報として動きベクトル、参照画像イン
デックス及び動き補償予測の方向が処理対象ブロックの動き情報として利用される。すな
わち、本実施の形態で説明した予測ベクトルがそのまま動きベクトルとして利用される。
なお、シンタックスで説明したNumMergeCands()はNumMvpCand
s()と同様に候補リストに含まれる候補数を返す。また、引き継ぎ方向インデックスの
符号列には予測ベクトルインデックスの符号列と同様にTruncated Unary
符号列が用いられる。
以上のように、処理対象の予測ブロックサイズを含めた周辺領域が平行移動しているか
静止している可能性が低い場合、すなわち、処理対象の予測ブロックサイズが小さい場合
に、処理対象の予測ブロックとは別の画像の動きベクトルを予測動きベクトル候補に加え
ないように制御することで、予測ベクトル候補数が削減され、予測ベクトルインデックス
の符号量を削減でき、動き補償予測の効率の低下を抑制する動画像符号化装置を実現でき
る。一方、処理対象の予測ブロックサイズが大きい場合に、処理対象の予測ブロックとは
別の画像の動きベクトルを予測動きベクトル候補に加えることで、予測ベクトルの精度を
向上させることができる。
れ、処理量が削減される効果もある。例えば、別の画像の動きベクトルが外部メモリなど
に所在する場合に、動きベクトルメモリへのアクセス量を抑制する効果は大きい。
する対象処理画像とは別の復号済みの画像との距離(時間差)が大きくなる、つまり、動
き情報の相関度は小さくなる場合に、別の画像の動きベクトルを予測動きベクトル候補に
加えないように制御することで、上記と同様な効果を実現できる。
図21は本発明の第2の実施の形態の動画像符号化装置300の構成を示す。本発明の
第2の実施の形態の動画像符号化装置300の構成は、端子30の設定と、動き情報圧縮
部301、第2動き情報メモリ302、動き情報伸張部303、および動き情報生成部1
09をいて、第1の実施の形態の動画像符号化装置100の構成と同一である。
メモリ302、動き情報伸張部303、動き情報生成部109の機能について第1の実施
の形態との相違を説明する。
き情報メモリ圧縮率αは、動き情報生成部109、動き情報圧縮部301、および動き情
報伸張部303に供給され、時間ベクトル利用制限レベルβは動き情報生成部109に供
給される。
照画像インデックスを、動き情報メモリ圧縮率αに基づいて、1/2αのメモリエリアに
圧縮して、第2動き情報メモリ302に供給する。
αのメモリ容量を持ち、動き情報圧縮部301より供給される動きベクトルと参照画像イ
ンデックスを所定画像数だけ記憶する。
02より供給される動きベクトルと参照画像インデックスを伸張して、動き情報生成部1
09に供給する。
メモリ302のメモリ容量を削減するために設定されるもので、水平・垂直方向それぞれ
について2αのサイズ(「圧縮サイズ」という)の動き情報のメモリエリアが1つのメモ
リエリアに圧縮される。このとき、2αのサイズのメモリエリアに格納されていた動き情
報をまとめられて1つの代表値に置き換えられ、代表値は1/2αに圧縮されたブロック
サイズ単位で割り当てられたメモリエリアに格納される。たとえば、2αのサイズのメモ
リエリアに格納されていた動きベクトルは平均値を取るなどにより、1つの代表動きベク
トルに置き換えられ、1/2αに圧縮されたメモリエリアに格納される。本実施の形態で
はαを5とする。
動き情報メモリ111のメモリエリア0からメモリエリア63までの64個のメモリエリ
アを示す。本実施例では64個のメモリエリアの代表値をメモリエリア0に格納された値
とする。図22(b)は圧縮後の第2動き情報メモリ302の1個のメモリエリアに第1
動き情報メモリ111のメモリエリア0の値が記憶されている様子を示す。図22(c)
は伸張後の動き情報生成部109に供給に供給される64個のメモリエリアに第2動き情
報メモリ302の1個のメモリエリアの値が複製されて記憶されている様子を示す。
以上であればよい。また、メモリエリアの代表値をメモリエリア0としたが、中央に位置
するメモリエリア27やその隣接ブロックエリアとしてもよいし、メモリエリア0からメ
モリエリア63の平均値や中央値でもよい。
が供給され、予測ベクトル候補リスト生成部120内の結合判定部131の機能だけが第
1の実施の形態とは異なる。
第1の実施の形態の結合判定結果の導出とは基準値となる所定閾サイズを以下の結合許可
サイズに置き換えたものに等しい。
き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβにより導出される結合許可サイズ
と比較することによって行われる。処理対象ブロックの予測ブロックサイズが動き情報メ
モリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβにより決定される結合許可サイズ以上であ
れば結合判定結果を1とし、それ以外では0とする。
、結合許可サイズは動き情報メモリ圧縮率により決まるメモリエリアサイズ(すなわち上
述の圧縮サイズ)に等しくなり、β=αとすれば、結合許可サイズは1となるから、全て
の予測ブロックサイズについて結合を許可することになる。本実施の形態ではβ=0とす
る。つまり、結合許可サイズは32画素×32画素となる。
タックスに従って動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβが符号化され
て符号列となる。図23のシンタックスでは、動き情報メモリ圧縮率α(mv_comp
ression_ratio)と時間ベクトル利用制限レベルβ(temporal_m
v_restrict_idc)をSPS(Sequence Parameter S
et)の一部に設定しているが、SPSよりも下位階層のPPS(Picture Pa
rameter Set)やスライスヘッダなどに設置することもできる。なお、動き情
報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβは、メモリエリアサイズと結合許可サ
イズが導出できればよく、図23の形式には限定されない。例えば、動き情報メモリ圧縮
率αや時間ベクトル利用制限レベルβを図32で示されるCU分割数で示すこともできる
。また、水平方向と垂直方向に分けて動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レ
ベルβを設定することもできる。
続いて、図24のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像符号化装置300に
おける符号化の動作を説明する。第1の実施の形態との相違について説明する。
βが符号化される。
圧縮部301は、第1動き情報メモリ111より供給される動きベクトルと参照画像イン
デックスを、動き情報メモリ圧縮率αに基づいて、1/2αのメモリエリアに圧縮する(
ステップS300)。
基づいて、第2動き情報メモリ302より供給される動きベクトルと参照画像インデック
スを伸張して、動き情報生成部109に供給する(ステップS301)。
成部120内の結合判定部131の動作について第1の実施の形態との相違点について説
明する。図25は予測ベクトル候補リスト生成部120の動作を示す。
βにより結合許可サイズを導出する(ステップS330)。
ズから結合判定結果を導出する(ステップS132)。
次に、本実施の形態の動画像復号装置を説明する。図26に本実施の形態の動画像復号
装置400を示す。動画像復号装置400は、動画像符号化装置300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。
第2動き情報メモリ402、動き情報伸張部403、動き情報再生部204を除いて第1
の実施の形態の動画像復号装置200の構成と同一である。
情報伸張部403、動き情報再生部204の機能について第1の実施の形態との相違を説
明する。
ックスに従って動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβが符号列から復
号されて、端子40より供給される。端子40より動き情報メモリ圧縮率αが動き情報圧
縮部401、動き情報伸張部403、動き情報再生部204に供給され、時間ベクトル利
用制限レベルβが動き情報再生部204に供給される。
本実施例の動画像符号化装置300の動き情報圧縮部301、第2動き情報メモリ302
、動き情報伸張部303と同一である。
が供給され、予測ベクトル候補リスト生成部120内の結合判定部131の機能だけが異
なる。予測ベクトル候補リスト生成部120内の結合判定部131の機能は、本実施例の
動画像符号化装置300と同一である。
続いて、図27のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像復号装置400にお
ける復号の動作を説明する。第1の実施の形態との相違について説明する。
βが復号される。
圧縮部401は、第1動き情報メモリ207より供給される動きベクトルと参照画像イン
デックスを、動き情報メモリ圧縮率αに基づいて、1/2αのメモリエリアに圧縮する(
ステップS400)。
基づいて、第2動き情報メモリ402より供給される動きベクトルと参照画像インデック
スを伸張して、動き情報再生部204に供給する(ステップS401)。
なお、本実施の形態は以下の変形例を適用できる。
ンデックスを動き情報伸張部にて伸張し、伸張した動きベクトルと参照インデックスを動
き情報生成部や動き情報再生部に供給しているが、本実施の形態は、圧縮された動きベク
トルと参照インデックスを圧縮や伸張をしなくとも同様に実施できる。
エリアにおいて参照されるメモリアドレスを圧縮されたメモリエリアのメモリアドレスに
変換することで、伸張せずに動き情報にアクセスすることもできる。
表値をメモリエリア0に格納された値とする場合には、伸張されたメモリエリアにおいて
参照されるメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれblkX、blkY、圧縮されたメモ
リエリアのメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれrblkX、rblkYとすると、式1
と式2によって算出することができる。ここで、Floor関数は入力値を切り捨てて整数と
する関数とする。
rblkX= Floor(blkX*8); (式1)
rblkY= Floor(blkY*8); (式2)
また、動き情報圧縮部301を省略し、動き情報伸張部の代わりにメモリアドレス変換
部を設置して、参照されるメモリアドレスを動き情報の代表値が格納されているメモリア
ドレスに変換することでも実現できる。例えば、図22のように水平8ブロック、垂直8
ブロックの64個のメモリエリアの代表値をメモリエリア0に格納された値とする場合に
は、参照されるメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれblkX、blkY、代表値が格
納されているメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれrblkX、rblkYとすると、式
3と式4によって算出することができる。
rblkX= Floor(blkX/8)*8; (式3)
rblkY= Floor(blkY/8)*8; (式4)
メモリアドレス変換することで、メモリ容量を削減することはできないが、圧縮や伸張
する処理を削減することができる。
以上のように、処理対象の予測ブロックサイズが小さい場合、圧縮された別の画像の動
きベクトルを予測動きベクトル候補に加えないように制御することで、本来の動き情報と
は異なる動き情報の利用を制限して動き補償予測の精度の低下を抑制しながら演算量を削
減し、予測ベクトル候補数を削減し、予測ベクトルインデックスの符号量を削減すること
のできる動画像符号化装置を実現できる。
、動きベクトルメモリへのアクセス量を抑制する効果もある。
復号する場合には、動き情報メモリ圧縮率の定義も合わせて復号することで、別の画像の
動きベクトルの利用が制限された場合には動き情報メモリの圧縮を促し、効率的な動き情
報メモリの利用が実現できる。また、フラグを共用することで、より低位階層で別の画像
の動きベクトルの利用の制限や動き情報メモリ圧縮率の定義において、フラグの符号量の
増加を抑制できる。
施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォ
ーマットを有しており、動画像符号化装置に対応する動画像復号装置がこの特定のデータ
フォーマットの符号化ストリームを復号することができる。
線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に
適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、動画像符号化装置が出力する符
号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネット
ワークに送信する動画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ス
トリームに復元して動画像復号装置に供給する動画像受信装置とが設けられる。
リと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、パケット化された符号化デ
ータをネットワークを介して送信する送信部とを含む。動画像受信装置は、パケット化さ
れた符号化データをネットワークを介して受信する受信部と、受信された符号化データを
バッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、動
画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。
して実現することができるのは勿論のこと、ROM(リード・オンリ・メモリ)やフラッ
シュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっ
ても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムを
コンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線
のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送
のデータ放送として提供することも可能である。
成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例
も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
103 予測誤差符号化部、 104 符号列生成部、 105 予測誤差復号部、
106 動き補償部、 107 加算部、 108 動きベクトル検出部、 109 動
き情報生成部、 110 フレームメモリ、 111 第1動き情報メモリ、 112
第2動き情報メモリ、 120 予測ベクトル候補リスト生成部、 121 予測ベクト
ル選択部、 122 減算部、 130 第1予測ベクトル候補リスト生成部、 131
結合判定部、 132 第2予測ベクトル候補リスト生成部、 133 予測ベクトル
候補リスト決定部、 200 動画像復号装置、 201 符号列解析部、 202 予
測誤差復号部、 203 加算部、 204 動き情報再生部、 205 動き補償部、
206 フレームメモリ、 207 第1動き情報メモリ、 208 第2動き情報メ
モリ、 220 予測ベクトル候補リスト生成部、 221 予測ベクトル決定部、 2
22 加算部、 300 動画像符号化装置、 301 動き情報圧縮部、 302 第
2動き情報メモリ、 303 動き情報伸張部、 400 動画像復号装置、 401
動き情報圧縮部、 402 第2動き情報メモリ、 403 動き情報伸張部。
Claims (6)
- ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号装置であって、
復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成部と、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号部と、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択部と、
を備え、
前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、
前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、
ことを特徴とする動画像復号装置。 - ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号方法であって、
復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、
を有し、
前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、
前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、
ことを特徴とする動画像復号方法。 - ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号プログラムであって、
復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、
前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、
ことを特徴とする動画像復号プログラム。 - ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信装置であって、
復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成部と、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号部と、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択部と、
を備え、
前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、
前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、
ことを特徴とする受信装置。 - ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信方法であって、
復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、
を有し、
前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、
前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、
ことを特徴とする受信方法。 - ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信プログラムであって、
復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズ以上の場合、復号済み画像にある複数の候補ブロックを所定の順序でイントラ符号化されているか否かを検査し、イントラ符号化されていない最初の候補ブロックを選択し、その選択した候補ブロックから予測動きベクトル候補を導出し、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズより小さい場合、前記予測動きベクトル候補を導出しない予測動きベクトル候補生成ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、
前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記復号済み画像にあるブロックの動きベクトルは、所定領域毎に、所定領域内のいずれか1つのブロックの動きベクトルに設定され、
前記所定領域は水平・垂直方向が2の乗数である、
ことを特徴とする受信プログラム。
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