KR20130126698A - 영상 부호화 장치, 영상 부호화 방법 및 영상 부호화 프로그램 - Google Patents

영상 부호화 장치, 영상 부호화 방법 및 영상 부호화 프로그램 Download PDF

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Abstract

입력 영상 신호에 대해 인트라 부호화 및 움직임 보상을 수반하는 인터 부호화를 이용하는 영상 부호화 장치로서, 부호화 대상인 입력 영상 신호에 대해 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는 판정부와, 판정부에 의해 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 움직임 벡터(0,0)의 인터 부호화를 행하는 제1 부호화부와, 판정부에 의해 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 제한된 탐색 범위내에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제2 부호화부와, 판정부에 의해 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제3 부호화부를 구비한 영상 부호화 장치.

Description

영상 부호화 장치, 영상 부호화 방법 및 영상 부호화 프로그램{Video encoding device, video encoding method and video encoding program}
본 발명은, 부호화기의 화질을 향상시키는 영상 부호화 기술에 관한 것으로, 특히 움직임 탐색 및 부호화 모드 선택시의 연산량을 억지(抑止)하는 영상 부호화 장치, 영상 부호화 방법 및 영상 부호화 프로그램에 관한 것이다.
본원은, 2011년 3월 9일 일본에 출원된 일본특허출원 2011-051354호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.
H.264/AVC(ISO/IEC 14496-10 "MPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding")로 대표되는 영상 부호화에서는, 공간 방향의 상관을 이용하여 프레임 내의 정보로 마감해 부호화를 행하는 인트라 부호화와, 시간 방향의 상관을 이용하여 프레임 간의 정보를 이용해 부호화를 행하는 인터 부호화를, 부호화 대상인 화상의 성질에 따라 적응적으로 전환하여 사용함으로써 압축 효율의 향상을 도모하고 있다. 인터 부호화에서는 움직임 보상 기술이 이용되고 있으며 부호화 대상이 되는 영역이, 참조 프레임이라고 불리는 과거 혹은 미래의 프레임에 대해 어느 위치에 존재했는지, 즉, 참조 프레임과 부호화 대상 프레임 사이에서 얼마나 움직였는지를 나타내는 움직임 벡터를 탐색한다. 이 경우, 참조 프레임에서 그 움직임 벡터 분만큼 멀어진 위치에 유사한 영역이 존재하고 그 영역과의 차분치는 매우 작아지는 것을 기대할 수 있다. 이것을 이용하여 부호화 대상 영역의 신호 자체가 아닌, 참조 프레임과의 차분 신호를 부호화함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
움직임 벡터를 구하는 움직임 탐색 처리에서는, 블록 매칭으로 불리는 수법이 널리 이용되고 있다. H.264/AVC에서는 부호화의 단위로서 화면을 분할한 직사각형 블록 영역이 사용되고 있다. 참조 프레임에서의 부호화 대상 블록 위치를 중심으로 하는 탐색 범위에서, 부호화 대상 블록과의 화소치의 차분 절대치 합 등의 평가치를 산출하여 최소치를 취하는 블록 패턴 위치와 부호화 대상 블록 위치와의 거리를 움직임 벡터로 한다. 블록 매칭에서는 참조 프레임의 탐색 범위내 모든 블록 패턴에 대해 1화소씩 이동하면서 평가치를 산출하는 전(全)탐색으로 불리는 수법이 일반적이다.
그러나 블록 매칭에 필요한 연산량은 다른 부호화 처리와 비교하여 방대해진다. 특히 블록 매칭을, 실시간으로의 라이브 영상 배신(配信) 등에 부호화 장치를 적용할 경우, 움직임 탐색의 연산량을 줄이는 것은 필수이다. 움직임 탐색의 연산량은 탐색 범위의 넓이에 따라 증가한다. 그러나 연산량을 줄이기 위해 탐색 범위를 단순히 동일하게 좁히면 움직임이 큰 영역이 존재할 경우에 적절한 움직임 벡터를 검출하지 못해 부호화 효율이 저하된다는 문제가 있다.
또, H.264/AVC의 인터 부호화에서는, 블록 사이즈를 변경함에 따른 복수의 부호화 모드가 허가되어 있다. 부호화하는 블록의 단위는 매크로블록으로 불리는 16 × 16 화소의 직사각형 블록이다. 매크로블록은, 이하의 블록으로 분할하는 것이 허가되어 있다.
(1) 16 × 16블록으로 1개의 움직임 벡터를 사용한다.
(2) 2개의 16 × 18 블록으로 분할하여 2개의 움직임 벡터를 사용한다.
(3) 2개의 8 × 16 블록으로 분할하여 2개의 움직임 벡터를 사용한다.
(4) 4개의 8 × 8 블록으로 분할하여 각각의 8 × 8 블록에 대해 이하 (4-1)∼(4-4)의 분할을 허가한다.
(4-1) 8 × 8 블록으로 1개의 움직임 벡터를 사용한다.
(4-2) 2개의 8 × 4 블록으로 분할하여 2개의 움직임 벡터를 사용한다.
(4-3) 2개의 4 × 8 블록으로 분할하여 2개의 움직임 벡터를 사용한다.
(4-4) 4개의 4 × 4 블록으로 분할하여 4개의 움직임 벡터를 사용한다.
최적의 부호화 모드 선택을 실시하기 위해서는, 허가되어 있는 블록 분할 모두에 대해 움직임 벡터를 검출할 필요가 있다. 또한 전술한 바와 같이 H.264/AVC에는 인터 부호화 외에도 인트라 부호화가 있고, 어느 쪽 부호화를 사용할지를 결정하기 위해서는 인트라 부호화를 실시하여 부호량을 산출하고 인터 부호화에 의한 부호량과 비교할 필요가 있다. 이들 모드 선택에 필요한 부하(負荷)도 영상 부호화에서의 연산량 증가의 요인이 되고 있다.
종래, 움직임 탐색의 부하를 경감시키기 위해 영역마다 움직임량을 추정하고, 움직임이 작은 영역에 대해서는 탐색 범위를 적절히 좁힘으로써 연산량을 줄이는 것이 이루어졌다. 이 방법은, 예를 들면 TV 회의 등과 같이 카메라가 고정되어 있는 영상에서는, 배경 등의 정지(停止) 영역과 동(動) 영역이 분명히 나뉘어 있기 때문에 효과적이다. 영역마다 움직임량을 추정하여 탐색 범위를 제어하는 종래 기술로서 예를 들면 특허문헌 1에 기재되어 있는 기술이 있다. 특허문헌 1에서는, 부호화 대상 프레임과 참조 프레임과의 상관 평가 결과에 기초하여 움직임 탐색 범위를 축소함으로써 움직임 탐색의 연산량을 억제하였다.
그러나 특허문헌 1에서는, 움직임 벡터에 대한 정보량을 고려하지 않고 움직임 탐색 범위를 제한함에 따른 화질 열화의 가능성이 있다. 또 인터 모드의 선택 방법이나 인트라/인터 부호화의 판정에 대해서는 언급되어 있지 않기 때문에 부호화 모드 판정을 실시함에 따른 연산 부하는 경감되지 않는다.
특허문헌 1: 일본특허공개 평8-32969호 공보
움직임 탐색에서의 연산량을 줄이는 것은, 부호화 장치의 고속화에 대해 필수인데, 탐색 범위를 동일하게 좁히면 부호화 효율이 저하된다는 문제가 있다. 또 H.264/AVC와 같이 부호화 모드가 많은 방식에서는, 모드 선택에 수반되는 연산량을 줄이는 것도 고려할 필요가 있다.
특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 부호화 대상 프레임과 참조 프레임과의 상관 평가 결과에 기초하여 상관이 높은 영역에 대해서는 움직임 탐색 범위를 축소함으로써 움직임 탐색의 연산량을 억제하는 방식인데, 탐색 범위의 결정에 대해 움직임 벡터의 정보량을 고려하지 않았다. 부호화 대상은, 부호화 대상 영역의 화소치 외에도 움직임 벡터도 포함되어 있다. H.264/AVC에서는, 부호화 대상 블록의 주변 블록에서 산출된 움직임 벡터의 중앙치를 이용하여 PMV로 불리는 예측 벡터를 산출하고 부호화 대상 블록에서 검출된 움직임 벡터와 PMV와의 차분치를 부호화한다.
PMV가 큰 값임에도 불구하고 상관 평가의 결과만을 이용하여 탐색 범위를 좁힌 경우, 움직임 벡터의 정보량이 커짐으로써 부호화 효율이 저하된다. 또 인터 모드의 선택 방법이나 인트라/인터 부호화의 판정에 대해서는 언급되어 있지 않기 때문에 부호화 모드 판정을 위해서는 부호화 방식으로 허가되어 있는 모드 각각에 대해 부호화를 실시할 필요가 있으며, 이에 수반되는 연산 부하는 경감되지 않는다. 이상과 같이 종래 기술에서는, 움직임 벡터의 부호량이 증가할 가능성이 있고 또 부호화 모드 판정에 수반되는 연산량의 경감이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 움직임 탐색 및 부호화 모드 판정에 수반되는 영상 부호화에서의 연산량을 종래 기술보다 효과적으로 억제할 수 있는 영상 부호화 장치, 영상 부호화 방법 및 영상 부호화 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 입력 영상 신호에 대해 인트라 부호화 및 움직임 보상을 수반하는 인터 부호화를 이용하는 영상 부호화 장치로서, 부호화 대상인 입력 영상 신호에 대해 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는 판정부와, 상기 판정부에 의해 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 움직임 벡터(0,0)의 인터 부호화를 행하는 제1 부호화부와, 상기 판정부에 의해 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 제한된 탐색 범위내에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제2 부호화부와, 상기 판정부에 의해 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제3 부호화부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 판정부는, 참조 프레임과 부호화 대상 프레임과의 유사도(類似度) 및 주변 영역에서의 움직임 벡터를 이용하여 상기 영역 판정을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 정지 영역 또는 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인트라 부호화를 실시할지 여부를 결정하는 결정부를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 입력 영상 신호에 대해 인트라 부호화 및 움직임 보상을 수반하는 인터 부호화를 이용하는 영상 부호화 방법으로서, 부호화 대상인 입력 영상 신호에 대해 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는 판정 단계와, 상기 판정 단계에 의해 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 움직임 벡터(0,0)의 인터 부호화를 행하는 제1 부호화 단계와, 상기 판정 단계에 의해 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 제한된 탐색 범위내에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제2 부호화 단계와, 상기 판정 단계에 의해 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제3 부호화 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 판정 단계는, 참조 프레임과 부호화 대상 프레임과의 유사도 및 주변 영역에서의 움직임 벡터를 이용하여 상기 영역 판정을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 정지 영역 또는 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인트라 부호화를 실시할지 여부를 결정하는 결정 단계를 더 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 입력 영상 신호에 대해 인트라 부호화 및 움직임 보상을 수반하는 인터 부호화를 이용하는 영상 부호화 장치상의 컴퓨터에 영상 부호화 처리를 실행시키는 영상 부호화 프로그램으로서, 부호화 대상인 입력 영상 신호에 대해 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는 판정 단계와, 상기 판정 단계에 의해 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 움직임 벡터(0,0)의 인터 부호화를 행하는 제1 부호화 단계와, 상기 판정 단계에 의해 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 제한된 탐색 범위내에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제2 부호화 단계와, 상기 판정 단계에 의해 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제3 부호화 단계를 상기 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 영역의 판정에 주변 벡터의 값을 이용함으로써 움직임 벡터 부호량 증가에 의한 부호화 효율 저하를 억제하면서, 움직임 탐색에 수반되는 연산량을 억지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또 부호화 모드 선택에 수반되는 연산량도 동일하게 억지할 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 움직임 탐색의 탐색 범위 및 부호화 모드 결정의 처리 동작을 도시한 흐름도다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 의한 영상 부호화 방법, 영상 부호화 장치 및 영상 부호화 프로그램을 설명하기로 한다. 도 1은 동 실시형태의 구성을 도시한 블럭도이다. 이 도면에서 부호 100은, 영상의 부호화를 행하는 부호화부이며, 부호화부(100)에서의 부호화 처리는, 영역 판정부(102), 움직임 벡터 메모리(103), 부호화 모드 결정부(114)와의 정보 교환을 제외하고는 종래의 MPEG-2, H.264 기타 영상 부호화를 행하는 장치와 동일하다. 또한 도 1을 참조하여 부호화부(100)의 구성을 설명할 때 부호화부(100)가 종래부터 통상적으로 가지는 공지의 기능·구성에 대해서는, 본 발명의 설명에 직접 관계가 없는 한 그 설명을 간단하게 한다.
프레임 메모리(101)에 저장된 입력 영상 신호는 예측 잔차 신호 생성부(120)에 입력하여 인트라/인터 모드 결정부(119)로부터 출력되는 예측 신호와의 잔차인 예측 잔차 신호로 변경한 후, 직교 변환부(104)에 입력하여 직교 변환에 의한 변환 계수를 출력한다. 변환 계수는 양자화부(105)에 입력하고, 양자화부(105)에서 부호화 제어부(109)로부터 설정되는 양자화 단계 사이즈에 따라 양자화한다. 이 양자화된 변환 계수는 가변장 부호화부(106)에 입력하여 가변장 부호화부(106)에서 가변장 부호화한다. 가변장 부호화부(106)로부터 출력되는 부호화 데이터는 다중화부(107)에서 다중화하여 버퍼부(108)에 격납한다. 버퍼부(108)로부터는 부호화 스트림으로서 출력한다.
부호화 제어부(109)는, 버퍼부(108)에 격납된 부호화 데이터량으로부터 양자화부(105)에서의 발생 부호량을 제어한다.
한편 양자화된 변환 계수는 역양자화부(110)에서 역양자화되고, 역직교 변환부(111)에서 역직교 변환됨으로써 복호 예측 잔차 신호를 생성한다. 이 복호 예측 잔차 신호는, 가산기(121)에서 인트라 혹은 인터 부호화에 의한 예측 신호와 가산되어 복호 신호를 생성한다. 복호 신호는, 계속되는 프레임의 예측 부호화에서의 참조 화상으로서 이용하기 위해 로컬 디코드 화상 메모리(112)에 격납한다.
또 프레임 메모리(101)에 축적된 입력 영상 신호는, 전술한 부호화 처리 외에 영역 판정부(102)에도 입력하고, 영역 판정부(102)는 입력 영상 및 움직임 벡터 메모리(103)로부터 입력되는 주변 영역의 움직임 벡터 정보에 기초하여 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하고, 판정 결과에 기초하여 탐색 범위 및 인터 부호화 모드를 선별하는 움직임 탐색 제어 신호를 움직임 탐색부(113)에 입력한다.
움직임 탐색부(113)는 프레임 메모리(101)로부터의 입력 영상 신호와 로컬 디코드 화상 메모리(112)에 격납되어 있는 로컬 디코드 화상을 이용하여 영역 판정부(102)로부터 입력된 움직임 탐색 제어 신호에 기초하여 결정된 탐색 범위 및 부호화 모드에 따라 움직임 탐색 처리를 실시한다. 움직임 보상부(115)는 검출된 움직임 벡터에 따라 로컬 디코드 화상 메모리(112)를 참조하여 인터 부호화에 의한 예측 신호를 생성한다. 인터 모드 결정부(116)는, 움직임 보상부(115)의 처리 결과에 기초하여 인터 부호화 모드를 결정한다.
인터 부호화에 추가하여 인트라 부호화가 실시되는데, 그에 앞서 부호화 모드 결정부(114)는, 영역 판정부(102)로부터의 영역 판정 결과 및 움직임 탐색에 의해 구해지는 차분 절대치 합 등의 평가치를 이용하여 인트라 부호화를 실시할지 여부를 결정한다. 인트라 부호화부(117)는 부호화 모드 결정부(114)의 처리 결과인 모드 제어 신호에 따라 인트라 부호화를 실시하거나, 혹은 실시하지 않는다. 인트라 부호화를 실시할 경우에는, 프레임 메모리(101)로부터 입력된 입력 영상 신호를 이용하여 인트라 부호화를 실시하고, 인트라 모드 결정부(118)는 그 결과에 기초하여 인트라 부호화 모드를 결정한다.
인트라/인터 모드 결정부(119)는, 인트라 모드와 인터 모드의 결과에 기초하여 어느 모드를 이용할지 결정하고, 결정된 모드의 예측 신호를 출력한다. 단, 부호화 모드 결정부(114)에서 인트라 모드를 실시하지 않기로 결정된 경우에는, 부호화 모드 결정부(114)로부터의 제어 신호에 따라 반드시 인터 모드를 선택한다.
다음으로, 도 2를 참조하여 움직임 탐색의 탐색 범위 및 부호화 모드 결정의 처리 동작에 대해 설명하기로 한다. 도 2는, 움직임 탐색의 탐색 범위 및 부호화 모드 결정의 처리 동작을 도시한 흐름도이다. 우선, 참조 프레임과 부호화 대상 프레임의 동(同) 위치와의 유사도 ΔDC를 계산한다(단계 S1). 아울러 유사도 ΔDC는 참조 프레임과 부호화 대상 프레임의 화소 간의 차분 절대치 합을 이용하는 것이 일반적인데, 연산량을 줄이기 위해 차분 절대치를 계산하는 대상의 화소를 1 화소 혹은 2 화소 건너뛰기로 해도 좋다. 다음으로, ΔDC의 값이 0인지 여부를 판정하여(단계 S2), ΔDC=0인 경우, 정지 영역으로 판단하여 움직임 탐색은 실시하지 않고 움직임 벡터를 (0,0)으로 결정하여 인터 부호화 모드로 고정한다(단계 S3). 정지 영역의 경우에는, 블록 사이즈를 분할해도 모든 블록에서 움직임 벡터는 (0,0)이 되기 때문에 부호화 모드를 변경하는 의미는 없으며, H.264/AVC에서는 가장 움직임 벡터수가 적은 블록 사이즈 16 × 16을 이용하는 것이 효율적이다.
한편, ΔDC가 0보다 큰 경우, ΔDC가 문턱값 Th_DC보다 작은지 여부를 판정한다(단계 S8). 이 판정의 결과, ΔDC가 문턱값 Th_DC보다 작은 경우, 주변 벡터의 중앙치로부터 산출되는 |PMV|를 산출하고(단계 S9), |PMV|의 값이 0인지 여부를 판정한다(단계 S10). 이 판정의 결과, |PMV|가 0이면, ΔDC가 0인 경우와 마찬가지로 정지 영역으로 판단하여 움직임 탐색은 실시하지 않고 움직임 벡터를 (0,0)으로 결정하여 인터 부호화 모드로 고정한다(단계 S3).
|PMV|의 값이 0보다 큰 경우, |PMV|가 문턱값 Th_PMV보다 작은지 여부를 판정한다(단계 S11). 이 판정의 결과, |PMV|가 문턱값 Th_PMV보다 작은 경우, 미소한 움직임을 가진 영역으로 판단하여 탐색 범위를 좁게 설정하고 움직임 탐색을 한다(단계 S12). 설정되는 탐색 범위로서는, 예를 들면 PMV와 동일한 움직임 벡터를 포함한 최소의 탐색 범위 등을 생각할 수 있다. 도 2에서는 인터 부호화 모드에 대해서는 특별히 제한하지 않았으나 미소한 움직임의 경우에는 블록 사이즈를 분할해도 각 블록에서 구해지는 움직임 벡터에는 거의 차이가 없을 것으로 예상되므로 더 연산량을 억제하기 위해 움직임 벡터수가 가장 적은 블록 사이즈 16 × 16으로 고정하고 다른 인터 부호화 모드에서의 움직임 탐색은 실시하지 않도록 해도 좋다.
단계 S3 혹은 단계 S12를 실시한 후 움직임 탐색에 의해 구해지는 평가치 Cost를 산출한다(단계 S4). 일반적으로 블록 매칭 수법에서는 평가치 Cost는 차분 절대치 합이 사용된다. 그리고 Cost가 문턱값 Th_Cost보다 작은지 여부를 판정하여(단계 S5), 작은 경우에는 부호화 모드는 인터 모드 고정으로 하고 인트라 부호화는 실시하지 않음으로써 모드 선택에 수반되는 연산량을 줄인다(단계 S6). Cost가 문턱값 Th_Cost보다 작지 않은 경우에는, 인트라 부호화를 실시하여 인트라 모드와 인터 모드의 효율을 비교하여 모드 판정을 한다(단계 S7). 또 ΔDC가 문턱값 Th_DC보다 큰 경우, 또는 |PMV|의 값이 Th_PMV보다 큰 경우에는, 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색을 하여 부호화 모드를 한정하는 것도 하지 않는다(단계 S13).
이상 설명한 바와 같이 부호화 대상 영역에 대해 참조 프레임과의 유사도 및 주변 벡터의 값을 이용하여 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하여, 정지 영역으로 판정된 영역에 대해서는 인터의 부호화 모드를 제한하면서 움직임 탐색을 하지 않고 움직임 벡터를 (0,0)으로 결정한다. 또 미소한 움직임을 가진 영역으로 판정된 영역에 대해서는 탐색 범위를 제한하여 움직임 탐색을 한다. 또 이들 영역에 대해서는, 인트라 부호화를 실시할지 여부를, 움직임 탐색으로 산출된 평가치와 문턱값의 비교로 결정한다. 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해서는 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색을 한다.
이러한 수법을 이용함으로써 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 또는 통상의 움직임을 수반하는 영역인지의 판정에, 참조 프레임과의 유사도에 추가하여 주변 벡터의 값을 이용함으로써 움직임 벡터의 정보량이 커지는 것을 억제하면서 정지 영역 및 미소한 움직임을 수반하는 영역에 대해서는 좁은 범위에서의 움직임 탐색으로 한정함으로써 움직임 탐색의 연산량을 억제한다. 또 정지 영역에 대해 인터의 부호화 모드를 제한함으로써 인터 모드 선택에 수반되는 연산량을 억제한다. 또한 이들 영역에 대해 인트라 부호화를 실시하지 않고 움직임 탐색으로 산출된 평가치와 문턱값의 비교만으로 인트라 부호화의 실시/비실시를 결정함으로써 인트라/인터 모드 선택에 수반되는 연산량을 억제할 수 있다.
아울러 도 1에서의 처리부의 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 독취 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어들여 실행함으로써 영상 부호화 처리를 해도 좋다. 아울러 여기서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란, OS나 주변기기 등의 하드웨어를 포함한 것으로 한다. 또 「컴퓨터 독취 가능한 기록 매체」란, 플렉서블 디스크, 광학 자기 디스크, ROM, CD-ROM 등의 가반(可搬) 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억 장치를 말한다. 또한 「컴퓨터 독취 가능한 기록 매체」란, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 통해 프로그램이 송신된 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리(RAM)와 같이 일정 시간 프로그램을 보유하고 있는 것도 포함하기로 한다.
또 상기 프로그램은, 이 프로그램을 기억 장치 등에 격납한 컴퓨터 시스템으로부터, 전송 매체를 통해 혹은 전송 매체 중의 전송파에 의해 다른 컴퓨터 시스템에 전송되어도 좋다. 여기서, 프로그램을 전송하는 「전송 매체」는, 인터넷 등의 네트워크(통신망)나 전화 회선 등의 통신 회선(통신선)과 같이 정보를 전송하는 기능을 가진 매체를 말한다. 또 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 좋다. 또한 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 것, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)이어도 좋다.
움직임 탐색 및 부호화 모드 판정에 수반된 연산량을 효과적으로 억지할 수 있는 영상 부호화 장치를 제공할 수 있다.
<산업상 이용 가능성>
영상 부호화 처리시에 움직임 탐색 및 부호화 모드 선택에서의 연산량을 억지하는 것이 불가결한 용도로 적용할 수 있다.
100 부호화부
101 프레임 메모리
102 영역 판정부
103 움직임 벡터
104 직교 변환부
105 양자화부
106 가변장 부호화부
107 다중화부
108 버퍼부
109 부호화 제어부
110 역양자화부
111 역직교 변환부
112 로컬 디코드 화상 메모리
113 움직임 탐색부
114 부호화 모드 결정부
115 움직임 보상부
116 인터 모드 결정부
117 인트라 부호화부
118 인트라 결정부
119 인트라/인터 모드 결정부
120 예측 잔차 신호 생성부
121 가산기

Claims (11)

  1. 입력 영상 신호에 대해 인트라 부호화 및 움직임 보상을 수반하는 인터 부호화를 이용하는 영상 부호화 장치로서,
    부호화 대상인 상기 입력 영상 신호에 대해 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는 판정부;
    상기 판정부에 의해 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 움직임 벡터(0,0)의 인터 부호화를 행하는 제1 부호화부;
    상기 판정부에 의해 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 제한된 탐색 범위내에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제2 부호화부;
    상기 판정부에 의해 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제3 부호화부;
    를 구비한, 영상 부호화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 판정부는, 참조 프레임과 부호화 대상 프레임과의 유사도 및 주변 영역에서의 움직임 벡터를 이용하여 상기 정지 영역인지, 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 상기 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는, 영상 부호화 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화하는, 영상 부호화 장치.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화하는 ,영상 부호화 장치.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정지 영역 또는 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인트라 부호화를 실시할지 여부를 결정하는 결정부;를 더 구비한, 영상 부호화 장치.
  6. 입력 영상 신호에 대해 인트라 부호화 및 움직임 보상을 수반하는 인터 부호화를 이용하는 영상 부호화 방법으로서,
    부호화 대상인 상기 입력 영상 신호에 대해 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는 판정 단계;
    상기 판정 단계에 의해 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 움직임 벡터(0,0)의 인터 부호화를 행하는 제1 부호화 단계;
    상기 판정 단계에 의해 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 제한된 탐색 범위내에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제2 부호화 단계;
    상기 판정 단계에 의해 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제3 부호화 단계;
    를 갖는, 영상 부호화 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 판정 단계는, 참조 프레임과 부호화 대상 프레임과의 유사도 및 주변 영역에서의 움직임 벡터를 이용하여 상기 정지 영역인지, 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 상기 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는, 영상 부호화 방법.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화하는, 영상 부호화 방법.
  9. 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인터 부호화 모드를 한정하여 부호화하는, 영상 부호화 방법.
  10. 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정지 영역 또는 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 인트라 부호화를 실시할지 여부를 결정하는 결정 단계;를 더 가지는, 영상 부호화 방법.
  11. 입력 영상 신호에 대해 인트라 부호화 및 움직임 보상을 수반하는 인터 부호화를 이용하는 영상 부호화 장치상의 컴퓨터에 영상 부호화 처리를 실행시키는 영상 부호화 프로그램으로서,
    부호화 대상인 입력 영상 신호에 대해 정지 영역인지, 미소한 움직임을 수반하는 영역인지, 통상의 움직임을 수반하는 영역인지를 판정하는 판정 단계;
    상기 판정 단계에 의해 정지 영역으로 판정된 영역에 대해 움직임 벡터(0,0)의 인터 부호화를 행하는 제1 부호화 단계;
    상기 판정 단계에 의해 미소한 움직임을 수반하는 영역으로 판정된 영역에 대해 제한된 탐색 범위내에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제2 부호화 단계;
    상기 판정 단계에 의해 통상의 움직임을 수반하는 영역으로 판단된 영역에 대해 통상의 탐색 범위에서 움직임 탐색 및 인터 부호화를 행하는 제3 부호화 단계;
    를 상기 컴퓨터에 실행시키는 영상 부호화 프로그램.
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