JPWO2011099242A1 - 画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化方法及び画像復号方法 - Google Patents
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Abstract
Description
画像符号化装置及び画像復号装置における動き補償処理では、前方または後方のピクチャを参照して、マクロブロック単位で動きベクトルの検出や予測画像の生成を行う。
このとき、1枚のピクチャのみを参照して、画面間予測符号化を行うものをPピクチャと称し、同時に2枚のピクチャを参照して、画面間予測符号化を行うものをBピクチャと称する。
即ち、符号化対象のマクロブロックには、動きベクトルの符号化データを持たず、符号化済みの他のピクチャのマクロブロックの動きベクトルや、周囲のマクロブロックの動きベクトルを用いる所定の演算処理で、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符号化モードを選択することができる。
時間ダイレクトモードでは、符号化済みの他ピクチャの動きベクトルを参照し、符号化済みピクチャと符号化対象のピクチャとの時間差に応じて動きベクトルのスケーリング処理を行うことで、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。
空間ダイレクトモードでは、符号化対象のマクロブロックの周囲に位置している少なくとも1つ以上の符号化済みマクロブロックの動きベクトルを参照し、それらの動きベクトルから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。
このダイレクトモードでは、スライスヘッダに設けられたフラグである“direct_spatial_mv_pred_flag”を用いることにより、スライス単位で、時間ダイレクトモード又は空間ダイレクトモードのいずれか一方を選択することが可能である。
図9において、「P」はPピクチャを表し、「B」はBピクチャを表している。
また、数字0−3はピクチャの表示順を示し、時間T0,T1,T2,T3の表示画像であることを表している。
ピクチャの符号化処理は、P0,P3,B1,B2の順番で行われているものとする。
この場合、ピクチャB2の時間軸上後方にある符号化済みピクチャのうち、ピクチャB2に一番近いピクチャP3の動きベクトルであって、マクロブロックMB1と空間的に同じ位置にあるマクロブロックMB2の動きベクトルMVを用いる。
この動きベクトルMVはピクチャP0を参照しており、マクロブロックMB1を符号化する際に用いる動きベクトルMVL0,MVL1は、以下の式(1)で求められる。
図10において、currentMBは、符号化対象のマクロブロックを表している。
このとき、符号化対象のマクロブロックの左横の符号化済マクロブロックAの動きベクトルをMVa、符号化対象のマクロブロックの上の符号化済マクロブロックBの動きベクトルをMVb、符号化対象のマクロブロックの右上の符号化済マクロブロックCの動きベクトルをMVcとすると、下記の式(2)に示すように、これらの動きベクトルMVa,MVb,MVcのメディアン(中央値)を求めることにより、符号化対象のマクロブロックの動きベクトルMVを算出することができる。
MV=median(MVa、MVb、MVc) (2)
空間ダイレクトモードでは、前方及び後方のそれぞれについて動きベクトルを求めるが、どちらも上記の方法を用いて求めることが可能である。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による画像符号化装置を示す構成図である。
図1の画像符号化装置では、AVC/H.264規格で採用されている符号化方式を用いている例を説明する。
図1において、動きベクトルメモリ1は符号化済みマクロブロック(あるいは、マクロブロックを分割したサブマクロブロック)の動きベクトルを格納している例えばRAMなどの記録媒体である。
ただし、ここでは、説明の便宜上、マクロブロック単位で、動きベクトルを生成して予測画像を生成するものとする。
また、動き補償予測部2は空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの評価値を算出するとともに、その時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの評価値を算出する処理を実施する。
また、動き補償予測部2は空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択する処理を実施する。
さらに、動き補償予測部2は選択したダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
符号化モード判定部4は減算器3から出力された予測差分信号の予測効率を評価して、減算器3から出力された少なくとも1以上の予測差分信号の中で、最も予測効率が高い予測差分信号を選択し、動き補償予測部2で当該予測差分信号に係る予測画像の生成に用いられた動きベクトル、マクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプ(例えば、当該マクロブロックにおいて使用されている符号化モードが、インターモード又はダイレクトモードのいずれであるかを示す情報を含む)及び参照画像の識別番号を符号化モード情報として可変長符号化部10に出力し、また、最も予測効率が高い予測差分信号を圧縮部5に出力する処理を実施する。
なお、減算器3、符号化モード判定部4及び圧縮部5から量子化手段が構成されている。
加算器7は局部復号部6により算出された予測誤差信号と動き補償予測部2により生成された予測画像を示す予測信号を加算することで、局部復号画像を示す局部復号画像信号を生成する処理を実施する。
フレームメモリ9はループフィルタ8から出力された参照画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
図2において、動きベクトル探索部21は符号化モードがインターモードである旨を示す情報を受信(例えば、外部からインターモードを使用する旨を示す情報を受信)すると、インターモードで最適な動きベクトルを探索し、その動きベクトルを動き補償処理部23に出力する処理を実施する。
動き補償処理部23は動きベクトル探索部21又はダイレクトベクトル生成部22から出力された動きベクトルとフレームメモリ9に格納されている1フレームの参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。なお、動き補償処理部23は予測画像生成手段を構成している。
図3において、空間ダイレクトベクトル生成部31は動きベクトルメモリ1により格納されている符号化済みマクロブロックの動きベクトルの中から、符号化対象のマクロブロックの周囲に位置している符号化済みマクロブロックの動きベクトルを読み出し、その動きベクトルから空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを生成する処理を実施する。
時間ダイレクトベクトル生成部32は動きベクトルメモリ1により格納されている符号化済みマクロブロックの動きベクトルの中から、符号化対象のマクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャの動きベクトルであって、符号化対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックの動きベクトルを読み出し、その動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成する処理を実施する。
なお、空間ダイレクトベクトル生成部31及び時間ダイレクトベクトル生成部32からダイレクトベクトル生成手段が構成されている。
図4において、動き補償部41は空間ダイレクトベクトル生成部31により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成する処理を実施する。
類似度算出部42は空間ダイレクトモードの評価値として、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像の類似度を算出するとともに、時間ダイレクトモードの評価値として、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像の類似度を算出する処理を実施する。
なお、動き補償部41及び類似度算出部42から評価値算出手段が構成されている。
図5の画像復号装置では、AVC/H.264規格で採用されている符号化方式を用いている例を説明する。
図5において、動きベクトルメモリ51は復号済みマクロブロック(あるいは、マクロブロックを分割したサブマクロブロック)の動きベクトルを格納している例えばRAMなどの記録媒体である。
予測誤差復号部53は可変長復号部52から出力された圧縮データを逆量子化してDCT係数を求め、そのDCT係数に対する逆DCT処理を実施することで、差分画像を示す予測誤差信号(図1の符号化モード判定部4から出力された予測差分信号に相当する予測誤差信号)を算出する処理を実施する。なお、予測誤差復号部53は逆量子化手段を構成している。
一方、可変長復号部52から出力されたマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、図1の画像符号化装置における動き補償予測部2と同様にして、空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトベクトルを生成して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択し、その選択したダイレクトベクトルと識別番号が示す参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
ループフィルタ56は加算器55により生成された復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の復号画像信号が示す復号画像を参照画像としてフレームメモリ57に格納するとともに、その復号画像を外部に出力する処理を実施する。
なお、加算器55及びループフィルタ56から画像加算手段が構成されている。
フレームメモリ57はループフィルタ56から出力された参照画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
図6において、ダイレクトベクトル生成部61は可変長復号部52から出力されたマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、復号対象のマクロブロック毎に、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する処理を実施する。
図7において、空間ダイレクトベクトル生成部71は動きベクトルメモリ51により格納されている復号済みマクロブロックの動きベクトルの中から、復号対象のマクロブロックの周囲に位置している復号済みマクロブロックの動きベクトルを読み出し、その動きベクトルから空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを生成する処理を実施する。
時間ダイレクトベクトル生成部72は動きベクトルメモリ51により格納されている復号済みマクロブロックの動きベクトルの中から、復号対象のマクロブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャの動きベクトルであって、復号対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックの動きベクトルを読み出し、その動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成する処理を実施する。
なお、空間ダイレクトベクトル生成部71及び時間ダイレクトベクトル生成部72からダイレクトベクトル生成手段が構成されている。
図8において、動き補償部81は空間ダイレクトベクトル生成部71により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成する処理を実施する。
類似度算出部82は空間ダイレクトモードの評価値として、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像の類似度を算出するとともに、時間ダイレクトモードの評価値として、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像の類似度を算出する処理を実施する。
なお、動き補償部81及び類似度算出部82から評価値算出手段が構成されている。
図12はこの発明の実施の形態1による画像符号化装置の処理内容を示すフローチャートである。
図13はこの発明の実施の形態1による画像復号装置の処理内容を示すフローチャートである。
最初に、図1の画像符号化装置の処理内容を説明する。
動き補償予測部2は、入力画像を示す動画像信号を入力すると、その動画像信号の各フレームをマクロブロック単位(あるいは、サブマクロブロック単位)に分割する。
動き補償予測部2は、動画像信号をマクロブロック単位(あるいは、サブマクロブロック単位)に分割すると、フレームメモリ9に格納されている1フレーム以上の動き補償予測用の参照画像の中から1フレームの参照画像を選択し、マクロブロック単位(あるいは、サブマクロブロック単位)で、動き補償予測処理を実行することで、符号化対象のマクロブロック(あるいは、サブマクロブロック)の動きベクトルを生成して予測画像を生成する。
以下、動き補償予測部2の処理内容を具体的に説明する。
ただし、ここでは、説明の便宜上、マクロブロック単位で、動きベクトルを生成して予測画像を生成するものとする。
インターモードで最適な動きベクトルを探索する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
また、ダイレクトベクトル生成部22の時間ダイレクトベクトル生成部32は、動きベクトルメモリ1により格納されている符号化済みマクロブロックの動きベクトルの中から、符号化対象のマクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャの動きベクトルであって、符号化対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックの動きベクトルを読み出し、その動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成する(ステップST2)。
例えば、ピクチャB2の中のマクロブロックMB1が符号化対象のマクロブロックであり、マクロブロックMB1を時間ダイレクトモードで符号化する場合を想定する。
この場合、ピクチャB2の時間軸上後方にある符号化済みピクチャのうち、ピクチャB2に一番近いピクチャP3の動きベクトルであって、マクロブロックMB1と空間的に同じ位置にあるマクロブロックMB2の動きベクトルMVを用いる。
この動きベクトルMVはピクチャP0を参照しており、マクロブロックMB1を符号化する際に用いる動きベクトルMVL0,MVL1は、以下の式(3)で求められる。
ただし、時間ダイレクトベクトル生成部32における時間ダイレクトベクトルの生成方法は、図9に示すようなH.264方式を用いてもよいが、これに限るものではなく、他の方法を用いてもよい。
図10において、currentMBは、符号化対象のマクロブロックを表している。
このとき、符号化対象のマクロブロックの左横の符号化済マクロブロックAの動きベクトルをMVa、符号化対象のマクロブロックの上の符号化済マクロブロックBの動きベクトルをMVb、符号化対象のマクロブロックの右上の符号化済マクロブロックCの動きベクトルをMVcとすると、下記の式(4)に示すように、これらの動きベクトルMVa,MVb,MVcのメディアン(中央値)を求めることにより、符号化対象のマクロブロックの動きベクトルMVを算出することができる。
MV=median(MVa、MVb、MVc) (4)
空間ダイレクトベクトル生成部31は、上記のようにして、前方及び後方の動きベクトルMVを算出すると、前方及び後方の動きベクトルMVを空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルとしてダイレクトベクトル判定部33に出力する。
ただし、空間ダイレクトベクトル生成部31における空間ダイレクトベクトルの生成方法は、図10に示すようなH.264方式を用いてもよいが、これに限るものではなく、他の方法を用いてもよい。
また、ダイレクトベクトル判定部33は、時間ダイレクトベクトル生成部32が時間ダイレクトベクトルを生成すると、その時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの評価値を算出する。
ダイレクトベクトル判定部33は、その空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較し、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのうち、以下に記載するような判定手段によってダイレクトモードのダイレクトベクトルを選択して動き補償処理部23に出力する。
ダイレクトベクトル判定部33の動き補償部41は、空間ダイレクトベクトル生成部31が空間ダイレクトベクトルMVL0,MVL1を生成すると、図11に示すように、その空間ダイレクトベクトルMVL0を用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像fspatialを生成し、その空間ダイレクトベクトルMVL1を用いて、空間ダイレクトモードの後方予測画像gspatialを生成する(ステップST3)。
また、動き補償部41は、時間ダイレクトベクトル生成部32が前方及び後方の動きベクトルMVである時間ダイレクトベクトルを生成すると、図11に示すように、前方の動きベクトルMVである時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像ftemporalを生成し、後方の動きベクトルMVである時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの後方予測画像gtemporalを生成する(ステップST4)。
SADspatial=|fspatial−gspatial| (5)
また、類似度算出部42は、動き補償部41が時間ダイレクトモードの前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalを生成すると、時間ダイレクトモードの評価値SADtemporalとして、その前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalの類似度を算出する(ステップST6)。
SADtemporal=|ftemporal−gtemporal| (6)
なお、前方予測画像と後方予測画像間の差分が大きい程、2つの画像間の類似度が低くなり(2つの画像の差分絶対値和を示す評価値SADが大きくなる)、時間的な相関が低くなる。逆に、前方予測画像と後方予測画像間の差分が小さい程、2つの画像間の類似度が高くなり(2つの画像の差分絶対値和を示す評価値SADが小さくなる)、時間的な相関が高くなる。
一方、時間ダイレクトモードにおける前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalの類似度が、空間ダイレクトモードにおける前方予測画像fspatialと後方予測画像gspatialの類似度より高い場合(SADspatial>SADtemporal)、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを選択し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部23に出力する(ステップST9)。
一方、符号化モードがダイレクトモードであるとき(ステップST10)、ダイレクトベクトル生成部22から動きベクトル(ダイレクトベクトル選択部43により選択されたダイレクトベクトル)を受けると、その動きベクトルとフレームメモリ9に格納されている1フレームの参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する(ステップST12)。
なお、動き補償処理部23の動き補償予測処理は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
符号化モード判定部4は、減算器3から予測差分信号を受ける毎に、その予測差分信号の予測効率を評価して、減算器3から出力された少なくとも1以上の予測差分信号の中で、最も予測効率が高い予測差分信号を選択する。
符号化モード判定部4における予測差分信号の予測効率を評価する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
また、符号化モード判定部4は、最も予測効率が高い予測差分信号を圧縮部5に出力する(ステップST14)。
ただし、符号化モード判定部4は、符号化モードがインターモードであれば、予測画像の生成に用いられた動きベクトルを符号化モード情報に含めて、その動きベクトルを含んでいる符号化モード情報を可変長符号化部10に出力するが、符号化モードがダイレクトモードである場合には、予測画像の生成に用いられた動きベクトルを符号化モード情報に含めずに、その動きベクトルを含んでいない符号化モード情報を可変長符号化部10に出力する。
圧縮部5は、量子化後のDCT係数である圧縮データを局部復号部6及び可変長符号化部10に出力する。
加算器7は、局部復号部6が予測誤差信号を復号すると、その予測誤差信号と動き補償予測部2により生成された予測画像を示す予測信号を加算することで、局部復号画像を示す局部復号画像信号を生成する。
ループフィルタ8は、次の符号化処理に備えるため、加算器7から出力された局部復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の局部復号画像信号が示す局部復号画像を参照画像としてフレームメモリ9に格納する。
可変長復号部52は、図1の画像符号化装置から出力されたビットストリームを入力すると、そのビットストリームから圧縮データ及び符号化モード情報(マクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプ、動きベクトル(符号化モードがインターモードの場合)、参照画像の識別番号)をエントロピー復号して、その圧縮データを予測誤差復号部53に出力し、その符号化モード情報を動き補償予測部54に出力する(図13のステップST21)。
予測誤差復号部53は、可変長復号部52から圧縮データを受けると、その圧縮データを逆量子化してDCT係数を求め、そのDCT係数に対する逆DCT処理を実施することで、差分画像を示す予測誤差信号(図1の符号化モード判定部4から出力された予測差分信号に相当する予測誤差信号)を算出する(ステップST22)。
また、動き補償予測部54は、可変長復号部52からマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプを受けると、そのマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプを参照して、図1の画像符号化装置が符号化モードとして、インターモードを使用しているのか、ダイレクトモードを使用しているのかを判別する(ステップST23)。
一方、図1の画像符号化装置が符号化モードとして、ダイレクトモードを使用している場合、図1の画像符号化装置における動き補償予測部2と同様にして、空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトベクトルを生成して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択し、その選択したダイレクトベクトルと識別番号が示す参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する(ステップST25)。
動き補償予測部54のダイレクトベクトル生成部61は、可変長復号部52から出力されたマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、復号対象のマクロブロック毎に、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する。
ただし、空間ダイレクトベクトル生成部71における空間ダイレクトベクトルの生成方法は、図3の空間ダイレクトベクトル生成部31における空間ダイレクトベクトルの生成方法と同様であるため詳細な説明を省略する。
ただし、時間ダイレクトベクトル生成部72における時間ダイレクトベクトルの生成方法は、図3の時間ダイレクトベクトル生成部32における時間ダイレクトベクトルの生成方法と同様であるため詳細な説明を省略する。
また、ダイレクトベクトル判定部73は、時間ダイレクトベクトル生成部72が時間ダイレクトベクトルを生成すると、その時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの評価値を算出する。
ダイレクトベクトル判定部73は、その空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較し、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのうち、適正な方のダイレクトモードのダイレクトベクトルを選択して動き補償処理部62に出力する。
ダイレクトベクトル判定部73の動き補償部81は、空間ダイレクトベクトル生成部71が空間ダイレクトベクトルMVL0,MVL1を生成すると、図11に示すように、その空間ダイレクトベクトルMVL0を用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像fspatialを生成し、その空間ダイレクトベクトルMVL1を用いて、空間ダイレクトモードの後方予測画像gspatialを生成する。
また、動き補償部81は、時間ダイレクトベクトル生成部72が前方及び後方の動きベクトルMVである時間ダイレクトベクトルを生成すると、図11に示すように、前方の動きベクトルMVである時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像ftemporalを生成し、後方の動きベクトルMVである時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの後方予測画像gtemporalを生成する。
また、類似度算出部82は、動き補償部81が時間ダイレクトモードの前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalを生成すると、図4の類似度算出部42と同様に、時間ダイレクトモードの評価値SADtemporalとして、その前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalの類似度を算出する。
なお、前方予測画像と後方予測画像間の差分が大きい程、2つの画像間の類似度が低くなり(2つの画像の差分絶対値和を示す評価値SADが大きくなる)、時間的な相関が低くなる。逆に、前方予測画像と後方予測画像間の差分が小さい程、2つの画像間の類似度が高くなり(2つの画像の差分絶対値和を示す評価値SADが小さくなる)、時間的な相関が高くなる。
一方、時間ダイレクトモードにおける前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalの類似度が、空間ダイレクトモードにおける前方予測画像fspatialと後方予測画像gspatialの類似度より高い場合(SADspatial>SADtemporal)、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを選択し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する。
一方、可変長復号部52から出力されたマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、ダイレクトベクトル生成部61から出力された動きベクトルとフレームメモリ9に格納されている1フレームの参照画像(可変長復号部52から出力された識別番号が示す参照画像)を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する。
なお、動き補償処理部62の動き補償予測処理は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
ループフィルタ56は、加算器55が復号画像信号を生成すると、その復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の復号画像信号が示す復号画像を参照画像としてフレームメモリ57に格納するとともに、その復号画像を外部に出力する(ステップST27)。
上記実施の形態1では、類似度算出部42,82が、空間ダイレクトモードの評価値SADspatialとして、空間ダイレクトモードの前方予測画像fspatialと後方予測画像gspatialの類似度を算出する一方、時間ダイレクトモードの評価値SADtemporalとして、時間ダイレクトモードの前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalの類似度を算出するものについて示したが、空間ダイレクトモードの評価値として、符号化対象(復号対象)のマクロブロックの周囲に位置している符号化済みマクロブロック(復号済みマクロブロック)の動きベクトルの分散値σ(spatial)を算出する一方、時間ダイレクトモードの評価値として、符号化対象のマクロブロック(復号済みマクロブロック)の時間的に近傍にある符号化済みピクチャ(復号済みピクチャ)において、符号化対象のマクロブロック(復号済みマクロブロック)と空間的に同じ位置にあるマクロブロックの周囲に位置している符号化済みブロック(復号済みマクロブロック)の動きベクトルの分散値σ(temporal)を算出するようにしてもよく、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
また、類似度算出部42,82が、時間ダイレクトモードの評価値SADtemporalとして、時間ダイレクトモードの前方予測画像ftemporalと後方予測画像gtemporalの類似度を算出する代わりに、図14(b)に示すように、符号化対象のマクロブロック(復号済みマクロブロック)の時間的に近傍にある符号化済みピクチャ(復号済みピクチャ)において、符号化対象のマクロブロック(復号済みマクロブロック)と空間的に同じ位置にあるマクロブロックの周囲に位置している符号化済みブロック(復号済みマクロブロック)の動きベクトルの分散値σ(temporal)を算出する(下記の式(7)を参照)。
一方、動きベクトルの分散値σ(temporal)が動きベクトルの分散値σ(spatial)より大きい場合、時間ダイレクトモードの動きベクトル(時間ダイレクトベクトル)の信頼性が低いと判断して、空間ダイレクトモードの動きベクトル(空間ダイレクトベクトル)を選択する。
上記実施の形態1では、符号化モードがダイレクトモードであれば、マクロブロック単位に、空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトベクトルを生成して、空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルを選択し、その選択したダイレクトベクトルを用いて、予測画像を生成するものについて示したが、例えば、スライスヘッダに含まれているダイレクトモード切替フラグである“direct_spatial_mv_pred_flag”が無意(例えば、“0”)である場合に限り、上記実施の形態1と同様な予測画像生成処理を実施し、そのダイレクトモード切替フラグが有意(例えば、“1”又は“2”)である場合、そのダイレクトモード切替フラグが指示するダイレクトモードのダイレクトベクトルを選択する(例えば、フラグ=1の場合、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを選択し、フラグ=2の場合、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを選択する)ようにしてもよい。
ここでは、説明の便宜上、スライスヘッダに含まれているダイレクトモード切替フラグが“0”であれば、上記実施の形態1と同様な予測画像生成処理を実施するものとする(マクロブロック単位に、空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルを選択する)。
ダイレクトモード切替フラグが“1”であれば、当該スライスにおいては、全てのマクロブロックに対して、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを選択するものとする。
また、ダイレクトモード切替フラグが“2”であれば、当該スライスにおいては、全てのマクロブロックに対して、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを選択するものとする。
この実施の形態3では、ダイレクトモード切替フラグが“1”又は“2”である場合、スライス単位で、空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルに切り替えることになるが、これに限るものではなく、例えば、ピクチャ単位やシーケンス単位で、空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルに切り替えるようにしてもよい。
即ち、ダイレクトモード切替フラグがOFFである場合、上記実施の形態1と同様な予測画像生成処理を実施する。
一方、ダイレクトモード切替フラグがONである場合、例えば、別のフラグ情報が“0”であれば、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを選択し、別のフラグが“1”であれば、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを選択するようにする。
動き補償予測部11はスライスヘッダに含まれているダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図1の動き補償予測部2と同様の処理を実施する。
また、動き補償予測部11はスライスヘッダに含まれているダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを生成し、その空間ダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
また、動き補償予測部11はスライスヘッダに含まれているダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その時間ダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
ただし、動き補償予測部11は、図1の動き補償予測部2と同様に、動きベクトル探索部21、ダイレクトベクトル生成部22及び動き補償処理部23から構成されている(図2を参照)。
ダイレクトベクトル判定部34はスライスヘッダに含まれているダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図3のダイレクトベクトル判定部33と同様に、空間ダイレクトベクトル生成部31により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの評価値を算出するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの評価値を算出し、その空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択する処理を実施する。
また、ダイレクトベクトル判定部34はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、空間ダイレクトベクトル生成部31により生成された空間ダイレクトベクトルを選択し、その空間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部23に出力する処理を実施する。
また、ダイレクトベクトル判定部34はダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを選択し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部23に出力する処理を実施する。
図17において、動き補償部44はスライスヘッダに含まれているダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図4の動き補償部41と同様に、空間ダイレクトベクトル生成部31により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成する処理を実施する。
また、動き補償部44はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、空間ダイレクトベクトル生成部31により生成された空間ダイレクトベクトルを類似度算出部45に出力し、そのダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを類似度算出部45に出力する処理を実施する。
また、類似度算出部45はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、動き補償部44から出力された空間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部46に出力し、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、動き補償部44から出力された時間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部46に出力する処理を実施する。
なお、動き補償部44及び類似度算出部45から評価値算出手段が構成されている。
また、ダイレクトベクトル選択部46はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、類似度算出部45から出力された空間ダイレクトベクトルを選択して動き補償処理部23に出力し、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、類似度算出部45から出力された時間ダイレクトベクトルを選択して動き補償処理部23に出力する処理を実施する。なお、ダイレクトベクトル選択部46はダイレクトベクトル選択手段を構成している。
可変長復号部58は図15の画像符号化装置から出力されたビットストリーム(符号化データ)を入力し、そのビットストリームから圧縮データ、符号化モード情報(マクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプ、動きベクトル、参照画像の識別番号)及びダイレクトモード切替フラグをエントロピー復号して、その圧縮データを予測誤差復号部53に出力し、その符号化モード情報及びダイレクトモード切替フラグを動き補償予測部59に出力する処理を実施する。なお、可変長復号部58は可変長復号手段を構成している。
また、動き補償予測部59は可変長復号部58から出力されたマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示しており、かつ、可変長復号部58から出力されたダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図15の画像符号化装置における動き補償予測部11と同様に、空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトベクトルを生成して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択し、その選択したダイレクトベクトルと識別番号が示す参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
また、動き補償予測部59は可変長復号部58から出力されたマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示しており、かつ、可変長復号部58から出力されたダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトルを生成し、その時間ダイレクトベクトルと識別番号が示す参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
ただし、動き補償予測部59は、図6の動き補償予測部54と同様に、ダイレクトベクトル生成部61及び動き補償処理部62から構成されている(図6を参照)。
ダイレクトベクトル判定部74は可変長復号部58から出力されたダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図7のダイレクトベクトル判定部73と同様に、空間ダイレクトベクトル生成部71により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの評価値を算出するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの評価値を算出し、その空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択する処理を実施する。
また、ダイレクトベクトル判定部74はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、空間ダイレクトベクトル生成部71により生成された空間ダイレクトベクトルを選択し、その空間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する処理を実施する。
また、ダイレクトベクトル判定部74はダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを選択し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する処理を実施する。
図20において、動き補償部84は可変長復号部58から出力されたダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図8の動き補償部81と同様に、空間ダイレクトベクトル生成部71により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成する処理を実施する。
また、動き補償部84はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、空間ダイレクトベクトル生成部71により生成された空間ダイレクトベクトルを類似度算出部85に出力し、そのダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを類似度算出部85に出力する処理を実施する。
また、類似度算出部85はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、動き補償部84から出力された空間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部86に出力し、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、動き補償部84から出力された時間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部86に出力する処理を実施する。
なお、動き補償部84及び類似度算出部85から評価値算出手段が構成されている。
また、ダイレクトベクトル選択部86はダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、類似度算出部85から出力された空間ダイレクトベクトルを選択して動き補償処理部62に出力し、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、類似度算出部85から出力された時間ダイレクトベクトルを選択して動き補償処理部62に出力する処理を実施する。なお、ダイレクトベクトル選択部86はダイレクトベクトル選択手段を構成している。
最初に、図15の画像符号化装置の処理内容を説明する。
ただし、動き補償予測部11及び可変長符号化部12以外は、図1の画像符号化装置と同様であるため、動き補償予測部11及び可変長符号化部12の処理内容についてのみ説明する。
動き補償予測部11は、動画像信号をマクロブロック単位(あるいは、サブマクロブロック単位)に分割すると、フレームメモリ9に格納されている1フレーム以上の動き補償予測用の参照画像の中から1フレームの参照画像を選択し、マクロブロック単位(あるいは、サブマクロブロック)で、色成分毎に動き補償予測処理を実行することで、符号化対象のマクロブロック(あるいは、サブマクロブロック)の動きベクトルを生成して予測画像を生成する。
以下、動き補償予測部11の処理内容を具体的に説明する。
ただし、ここでは、説明の便宜上、マクロブロック単位で、動きベクトルを生成して予測画像を生成するものとする。
動き補償予測部11のダイレクトベクトル生成部22は、符号化モードがダイレクトモードである旨を示す情報を受信すると、符号化対象のマクロブロック毎に、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を動きベクトルとして動き補償処理部23に出力する。
また、ダイレクトベクトル生成部22の時間ダイレクトベクトル生成部32は、上記実施の形態1と同様に、動きベクトルメモリ1により格納されている符号化済みマクロブロックの動きベクトルの中から、符号化対象のマクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャの動きベクトルであって、符号化対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックの動きベクトルを読み出し、その動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成する。
そして、ダイレクトベクトル判定部34は、図3のダイレクトベクトル判定部33と同様に、その空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルを選択し、その選択したダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部23に出力する。
また、ダイレクトベクトル判定部34は、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを選択し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部23に出力する。
例えば、画像全体がパンしているような入力画像であれば、時間ダイレクトモードを選択する旨を示す“2”のダイレクトモード切替フラグが与えられ、画面内で動きが異なる入力画像であれば、空間ダイレクトモードを選択する旨を示す“1”のダイレクトモード切替フラグが与えられることが考えられる。
ダイレクトベクトル判定部34の動き補償部44は、ダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図4の動き補償部41と同様に、空間ダイレクトベクトル生成部31により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成する。
また、動き補償部44は、ダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、空間ダイレクトベクトル生成部31により生成された空間ダイレクトベクトルを類似度算出部45に出力し、そのダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部32により生成された時間ダイレクトベクトルを類似度算出部45に出力する。
また、類似度算出部45は、ダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、動き補償部44から出力された空間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部46に出力し、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、動き補償部44から出力された時間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部46に出力する。
また、ダイレクトベクトル選択部46は、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、類似度算出部45から出力された時間ダイレクトベクトルを入力し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部23に出力する。
ただし、動き補償予測部59及び可変長復号部58以外は、図5の画像復号装置と同様であるため、動き補償予測部59及び可変長復号部58の処理内容についてのみ説明する。
また、動き補償予測部59は、可変長復号部58からマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプを受けると、そのマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプを参照して、図15の画像符号化装置が符号化モードとして、インターモードを使用しているのか、ダイレクトモードを使用しているのかを判別する。
また、動き補償予測部59は、図15の画像符号化装置が符号化モードとして、ダイレクトモードを使用している場合、可変長復号部58から出力されたダイレクトモード切替フラグが“0”であれば、図15の画像符号化装置における動き補償予測部11と同様に、空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトベクトルを生成して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択し、その選択したダイレクトベクトルと識別番号が示す参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する。
また、動き補償予測部59は、図15の画像符号化装置が符号化モードとして、ダイレクトモードを使用している場合、可変長復号部58から出力されたダイレクトモード切替フラグが“2”であれば、時間ダイレクトベクトルを生成し、その時間ダイレクトベクトルと識別番号が示す参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する。
動き補償予測部59のダイレクトベクトル生成部61は、可変長復号部58から出力されたマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、上記実施の形態1と同様に、復号対象のマクロブロック毎に、空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルと時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する。
ダイレクトベクトル生成部61の時間ダイレクトベクトル生成部72は、上記実施の形態1と同様に、動きベクトルメモリ51により格納されている復号済みマクロブロックの動きベクトルの中から、復号対象のマクロブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャの動きベクトルであって、復号対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックの動きベクトルを読み出し、その動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成する。
そして、ダイレクトベクトル判定部74は、図7のダイレクトベクトル判定部73と同様に、その空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、その空間ダイレクトベクトル又は時間ダイレクトベクトルを選択し、その選択したダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する。
また、ダイレクトベクトル判定部74は、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを選択し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する。
ダイレクトベクトル判定部74の動き補償部84は、可変長復号部58から出力されたダイレクトモード切替フラグが“0”である場合、図8の動き補償部81と同様に、空間ダイレクトベクトル生成部71により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成するとともに、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成する。
また、動き補償部84は、ダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、空間ダイレクトベクトル生成部71により生成された空間ダイレクトベクトルを類似度算出部85に出力し、そのダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、時間ダイレクトベクトル生成部72により生成された時間ダイレクトベクトルを類似度算出部85に出力する。
また、類似度算出部85は、ダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、動き補償部84から出力された空間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部86に出力し、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、動き補償部84から出力された時間ダイレクトベクトルをダイレクトベクトル選択部86に出力する。
また、ダイレクトベクトル選択部86は、ダイレクトモード切替フラグが“1”である場合、類似度算出部85から出力された空間ダイレクトベクトルを選択し、その空間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部62に出力し、ダイレクトモード切替フラグが“2”である場合、類似度算出部85から出力された時間ダイレクトベクトルを選択し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして動き補償処理部62に出力する。
また、画像符号化装置及び画像復号装置における処理の揺らぎを吸収して、適切な処理量で符号化や復号を行うことが可能になる。
また、この発明は、上記のような画像符号化装置により生成された符号化データを復号する必要がある画像復号装置及び画像復号方法に適している。
Claims (10)
- 入力画像を構成しているブロック毎に、当該ブロックの周囲に位置している符号化済みブロックの動きベクトルから空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを生成するとともに、当該ブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成手段と、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、上記空間ダイレクトモードの評価値を算出するとともに、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、上記時間ダイレクトモードの評価値を算出する評価値算出手段と、上記評価値算出手段により算出された空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、上記空間ダイレクトベクトル又は上記時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択するダイレクトベクトル選択手段と、上記ダイレクトベクトル選択手段により選択されたダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成手段と、上記予測画像生成手段により生成された予測画像と上記入力画像の差分画像を量子化し、上記差分画像の量子化係数を出力する量子化手段と、上記量子化手段から出力された量子化係数を可変長符号化して、上記量子化係数の符号化データを出力する可変長符号化手段とを備えた画像符号化装置。
- 評価値算出手段は、空間ダイレクトモードの評価値として、ダイレクトベクトル生成手段により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、上記空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成して、上記前方予測画像と上記後方予測画像の類似度を算出する一方、時間ダイレクトモードの評価値として、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、上記時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成して、上記前方予測画像と上記後方予測画像の類似度を算出することを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。
- 評価値算出手段は、空間ダイレクトモードの評価値として、符号化対象のブロックの周囲に位置している符号化済みブロックの動きベクトルの分散値を算出する一方、時間ダイレクトモードの評価値として、符号化対象のブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャにおいて、符号化対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックの周囲に位置している符号化済みブロックの動きベクトルの分散値を算出することを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。
- ダイレクトベクトル選択手段は、選択対象のダイレクトモードを示すダイレクトモード切替フラグを入力すると、評価値算出手段により算出された評価値の比較結果に拘らず、上記ダイレクトモード切替フラグが示すダイレクトモードのダイレクトベクトルを選択し、
可変長符号化手段は、上記ダイレクトモード切替フラグと量子化手段から出力された量子化係数を可変長符号化して、上記ダイレクトモード切替フラグ及び上記量子化係数の符号化データを出力することを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 符号化データから量子化係数を復号する可変長復号手段と、上記可変長復号手段により復号された量子化係数を逆量子化する逆量子化手段と、復号対象のブロックの周囲に位置している復号済みブロックの動きベクトルから空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを生成するとともに、復号対象のブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成手段と、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、上記空間ダイレクトモードの評価値を算出するとともに、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、上記時間ダイレクトモードの評価値を算出する評価値算出手段と、上記評価値算出手段により算出された空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、上記空間ダイレクトベクトル又は上記時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択するダイレクトベクトル選択手段と、上記ダイレクトベクトル選択手段により選択されたダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成手段と、上記予測画像生成手段により生成された予測画像と上記逆量子化手段の逆量子化結果が示す差分画像を加算して、画像符号化装置の入力画像に相当する復号画像を得る画像加算手段とを備えた画像復号装置。
- 評価値算出手段は、空間ダイレクトモードの評価値として、ダイレクトベクトル生成手段により生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、上記空間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成して、上記前方予測画像と上記後方予測画像の類似度を算出する一方、時間ダイレクトモードの評価値として、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、上記時間ダイレクトモードの前方予測画像と後方予測画像を生成して、上記前方予測画像と上記後方予測画像の類似度を算出することを特徴とする請求項5記載の画像復号装置。
- 評価値算出手段は、空間ダイレクトモードの評価値として、復号対象のブロックの周囲に位置している復号済みブロックの動きベクトルの分散値を算出する一方、時間ダイレクトモードの評価値として、復号対象のブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャにおいて、復号対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックの周囲に位置している復号済みブロックの動きベクトルの分散値を算出することを特徴とする請求項5記載の画像復号装置。
- 可変長復号手段は、符号化データから量子化係数及びダイレクトモード切替フラグを復号し、
ダイレクトベクトル選択手段は、評価値算出手段により算出された評価値の比較結果に拘らず、上記可変長復号手段により復号されたダイレクトモード切替フラグが示すダイレクトモードのダイレクトベクトルを選択することを特徴とする請求項5記載の画像復号装置。 - ダイレクトベクトル生成手段が入力画像を構成しているブロック毎に、当該ブロックの周囲に位置している符号化済みブロックの動きベクトルから空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを生成するとともに、当該ブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成処理ステップと、評価値算出手段が上記ダイレクトベクトル生成処理ステップで生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、上記空間ダイレクトモードの評価値を算出するとともに、上記ダイレクトベクトル生成処理ステップで生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、上記時間ダイレクトモードの評価値を算出する評価値算出処理ステップと、ダイレクトベクトル選択手段が上記評価値算出処理ステップで算出された空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、上記空間ダイレクトベクトル又は上記時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択するダイレクトベクトル選択処理ステップと、予測画像生成手段が上記ダイレクトベクトル選択処理ステップで選択されたダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成処理ステップと、量子化手段が上記予測画像生成処理ステップで生成された予測画像と上記入力画像の差分画像を量子化し、上記差分画像の量子化係数を出力する量子化処理ステップと、可変長符号化手段が上記量子化処理ステップで出力された量子化係数を可変長符号化して、上記量子化係数の符号化データを出力する可変長符号化処理ステップとを備えた画像符号化方法。
- 可変長復号手段が符号化データから量子化係数を復号する可変長復号処理ステップと、逆量子化手段が上記可変長復号処理ステップで復号された量子化係数を逆量子化する逆量子化処理ステップと、ダイレクトベクトル生成手段が復号対象のブロックの周囲に位置している復号済みブロックの動きベクトルから空間ダイレクトモードの空間ダイレクトベクトルを生成するとともに、復号対象のブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成処理ステップと、評価値算出手段が上記ダイレクトベクトル生成処理ステップで生成された空間ダイレクトベクトルを用いて、上記空間ダイレクトモードの評価値を算出するとともに、上記ダイレクトベクトル生成処理ステップで生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、上記時間ダイレクトモードの評価値を算出する評価値算出処理ステップと、ダイレクトベクトル選択手段が上記評価値算出処理ステップで算出された空間ダイレクトモードの評価値と時間ダイレクトモードの評価値を比較して、上記空間ダイレクトベクトル又は上記時間ダイレクトベクトルのいずれか一方を選択するダイレクトベクトル選択処理ステップと、予測画像生成手段が上記ダイレクトベクトル選択処理ステップで選択されたダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成処理ステップと、画像加算手段が上記予測画像生成処理ステップで生成された予測画像と上記逆量子化処理ステップにおける逆量子化結果が示す差分画像を加算して、画像符号化装置の入力画像に相当する復号画像を得る画像加算処理ステップとを備えた画像復号方法。
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