CN102187677A - 可分级视频编码方法、可分级视频编码装置、可分级视频编码程序以及记录有该程序的计算机可读取的记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明在可分级视频编码中，基于在现有的编码中所选择的最佳预测模式，求取针对上位层和下位层的空间地对应的块选择的最佳预测模式的组合的发生率，生成对它们的关系进行记述的对应表。接着，基于发生率缩减在对应表记述的最佳预测模式的组合，生成针对该缩减了的最佳预测模式的组合进行记述的预测模式对应信息。然后，在对上位层的块进行编码的情况下，通过将在下位层的空间地对应的块的编码中选择的最佳预测模式作为关键来参照预测模式对应信息，从而决定在该编码中搜索的预测模式搜索候补，减少预测模式搜索候补的数目。

Description

可分级视频编码方法、可分级视频编码装置、可分级视频编码程序以及记录有该程序的计算机可读取的记录介质
技术领域
本发明涉及对视频可分级地进行编码的可分级视频编码方法及其装置、用于实现该可分级视频编码方法的可分级视频编码程序、及记录有该程序的计算机可读取的记录介质。本发明特别涉及实现编码时间的削减的可分级视频编码方法及其装置、用于实现该可分级视频编码方法的可分级视频编码程序、及记录有该程序的计算机可读取的记录介质。
本申请基于2008年10月22日在日本申请的特愿2008-271513号要求优先权，并在这里引用其内容。
背景技术
在近年来的各种各样的显示终端/网络环境的背景下，在JVT（Joint Video Team：联合视频编码组）中，研讨对AVC（Advanced Video Coding，高级视频编码：高级视频压缩编码标准）赋予空间/时间/SNR（Signal to Noise ratio，信噪比）的可分级性的编码方式SVC（Scalable Video Coding，可分级视频编码）（例如参照非专利文献1）。
在SVC中引入有inter预测（inter prediction）、intra预测（intra prediction）、层间预测的3个预测方法，除去内在于时间、空间、层间的冗余性。在下述列举在SVC能够取得的预测模式。
[inter预测]
▪ Skip模式（Skip）
▪ Direct模式（Direct）
▪ 16×16块尺寸运动预测模式（P16×16）
▪ 16×8块尺寸运动预测模式（P16×8）
▪ 8×16块尺寸运动预测模式（P8×16）
▪ 8×8块尺寸运动预测模式（P8×8）
[intra预测]
▪ 16×16块尺寸intra预测模式（I16×16）
▪ 8×8块尺寸intra预测模式（I8×8）
▪ 4×4块尺寸intra预测模式（I4×4）
[层间预测]
▪ BLSkip模式（BLSkip）
▪ IntraBL模式（IntraBL）
在进行P8×8的情况下的各8×8块能进一步分割成8×4、4×4、4×4的块尺寸。在SVC中，对每个宏块从这些预测模式搜索候补中选择1个作为最佳预测模式。
以下列举最佳预测模式的决定方法的例子。
在JVT作为SVC的参照编码器而提供的JSVM（Joint Scalable Video Model，联合可分级视频模型，例如参照非专利文献2）中，在各预测模式中计算由码量和编码失真构成的编码成本，将在上述的全部的预测模式中编码成本变得最小的预测模式定为最佳预测模式。
此外，在下述示出的专利文献1中，生成将参照帧的运动矢量外插/内插于编码对象帧的矢量，通过该矢量求取运动的宏块的各像素的坐标，针对每个像素对像素一致的次数进行计数。接着，按照从编码对象宏块内的各像素的计数数量算出的分（score）的值的大小进行预测模式搜索候补的缩减（narrow down）。该缩减方法虽然是为了H.264/AVC的预测模式搜索高速化而提出的，但在作为和H.264/AVC相同的预测模式搜索的机制的SVC中也能应用。
此外，在下述示出的专利文献2中，为了能够高速进行帧内编码，求取使用邻近编码块的像素值来进行帧内编码的块的例如9种画面内预测误差，基于该误差决定该块的预测模式。接着，使用邻近的已编码块的画面内预测模式来决定该块的预测模式，在该2个预测模式一致的情况下，直接选择该预测模式，在不一致的情况下，选择编码成本小的一方的预测模式。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：T. Wiegand, G. Sullivan, J. Reichel, H. Schwarz and M. Wien :"Joint Draft ITU-T Rec. H.264|ISO/IEC 14496-10/ Amd.3 Scalable video coding, "ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 and ITU-T SG16 Q.6, JVT-X201, 2007. http://ftp3.itu.ch/av-arch/jvt-site/2007_06_Geneva/JVT X201.zip；
非专利文献2：J. Reichel, H. Schwarz and M. Wien: "Joint Scalable Video Model JSVM-11," ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 and ITU-T SG16 Q.6, JVT-X202, 2007. http://ftp3.itu.ch/av-arch/jvt-site/2007_06_Geneva/JVTX 202 .zip；
专利文献
专利文献1：日本特开2006-033451号公报；
专利文献2：日本特开2005-184241号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在非专利文献2的JSVM的最佳预测模式的决定方法中，由于不进行预测模式搜索候补的缩减，所以能实现高的编码性能。相反，在该决定方法中，对预测模式搜索需要莫大的时间。即，在该决定方法中，对如果考虑宏块内的图像的特性的话被选择的可能性明显低的预测模式（例如，静止区域的intra预测模式）也进行搜索，浪费较多。
此外，由于专利文献1的预测模式搜索候补的缩减是判定是否进行intra预测的方法，所以没有与intra预测模式的搜索相比需要长的计算时间的inter预测模式搜索的削减效果。也就是说，针对inter预测模式搜索，还留有改良的余地。
此外，由于专利文献2的预测模式搜索候补的缩减仅为intra预测的缩减，所以和专利文献1的预测模式搜索候补的缩减相同地，没有inter预测模式搜索的削减效果。也就是说，针对inter预测模式搜索，还留有改良的余地。
本发明正是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种新的可分级视频编码技术，即，在通过层构造来实现可分级性的可分级视频编码中，利用层间的最佳预测模式的相关性，进行上位层的预测模式搜索候补的缩减，从而实现高速化。
用于解决问题的手段
本发明的可分级视频编码装置，为了在通过层构造来实现可分级性的可分级视频编码中实现预测模式搜索的高速化，具备：（1）生成部，基于在不对定义为能使用的预测模式的使用设置限制而进行的可分级编码中选择的最佳预测模式的信息，求取空间地对应的块中的选择的上位层和下位层的最佳预测模式的组合的发生率，生成对应表，所述对应表针对该最佳预测模式的组合与该发生率的对应关系进行记述；（2）取得部，在对上位层的块进行编码的情况下，取得在下位层的空间地对应的块的编码中选择的最佳预测模式的信息；（3）决定部，基于取得部取得的最佳预测模式的信息和在对应表记述的发生率的信息，从在对应表中记述的最佳预测模式组合中提取有效的组合，将该提取的有效的组合具有的上位层的最佳预测模式，决定为在上位层的块的编码中搜索的预测模式搜索候补；以及（4）控制部，以交替地反复进行下述各可分级编码的方式进行控制，即，对使用对应表而执行的预测模式的使用设置限制的可分级编码，和对不使用对应表而执行的预测模式的使用不设置限制的可分级编码。
在这样的结构中，决定部通过将取得部的取得了的最佳预测模式的信息作为关键（key）来参照对应表，由此确定与该最佳预测模式对应的发生率。接着，优选决定部根据该确定的发生率对具有示出比规定的阈值大的值的发生率的最佳预测模式的组合进行提取、或根据该确定了的发生率提取具有示出最大值的发生率的最佳预测模式的组合、或根据该确定了的发生率对具有按从该值大的顺序选择的规定的个数的发生率的最佳预测模式的组合进行提取。决定部将具有该提取出的最佳预测模式的组合的上位层的最佳预测模式决定为在上位层的块的编码中搜索的预测模式搜索候补。
进而，为了实现决定部的高效率的决定处理，优选本发明的可分级视频编码装置通过提前（in advance）基于在对应表记述的发生率的值，缩减在对应表记述的最佳预测模式的组合，由此提取有效的最佳预测模式的组合，生成针对该提取的有效的最佳预测模式的组合进行记述的预测模式对应信息。
在该情况下，本发明的可分级视频编码装置，为了在通过层构造来实现可分级性的可分级视频编码中实现预测模式搜索的高速化，具备：（1）对应表生成部，基于在不对定义为能使用的预测模式的使用设置限制而进行的可分级编码中选择的最佳预测模式的信息，求取空间地对应的块中的选择的上位层和下位层的最佳预测模式的组合的发生率，生成对应表，所述对应表针对该最佳预测模式的组合与该发生率的对应关系进行记述；（2）预测模式对应信息生成部，通过基于在对应表记述的发生率的值，对在对应表中记述的最佳预测模式的组合进行缩减，从而提取有效的最佳预测模式的组合，生成针对该提取的有效的最佳预测模式的组合进行记述的预测模式对应信息；（3）取得部，在对上位层的块进行编码的情况下，取得在下位层的空间地对应的块的编码中选择的最佳预测模式的信息；（4）决定部，通过将取得部取得的最佳预测模式的信息作为关键来参照预测模式对应信息，从而决定在上位层的块的编码中搜索的预测模式搜索候补；以及（5）控制部，以交替地反复进行下述各可分级编码的方式进行控制，即，对使用对应表而执行的预测模式的使用设置限制的可分级编码，和对不使用对应表而执行的预测模式的使用不设置限制的可分级编码。
在采用该结构时，预测模式对应信息生成部通过将具有示出比规定的阈值大的值的发生率的最佳预测模式的组合作为有效的组合进行提取，由此生成预测模式对应信息，或通过从针对下位层具有相同的最佳预测模式的最佳预测模式的组合中提取具有示出最大值的发生率的最佳预测模式的组合作为有效的组合，由此生成预测模式对应信息，或通过将按表示大的值的发生率的顺序选择的规定的个数的最佳预测模式的组合作为有效的组合进行提取，由此生成预测模式对应信息也可。
通过以上的各处理部工作而实现的本发明的可分级视频编码方法也能以计算机程序实现，该计算机程序记录在适当的计算机可读取的记录介质中被提供或经由网络被提供，在实施本发明时，通过安装该程序并在CPU等的控制部上来进行工作而实现本发明。
发明的效果
在本发明中，在通过层构造来实现可分级性的可分级视频编码中，因为利用层间的最佳预测模式的相关性来进行上位层的预测模式搜索候补的缩减，所以能削减编码时间。
进而，在本发明中，在通过缩减预测模式搜索候补来谋求编码时间的削减时，因为根据编码完成帧的层间的最佳预测模式的对应关系来进行该缩减，所以能回避最佳预测模式通过缩减而被忽略的危险性。因此，通过缩减预测模式搜索候补，能抑制可能产生的编码性能的降低。
附图说明
图1是表示成为预测模式对应率表的生成对象的帧和编码对象帧的一个例子的说明图。
图2是表示本发明的一个实施方式的视频编码处理大致流程的流程图。
图3是本发明的一个实施方式的预测模式对应率表。
图4是表示本发明的一个实施方式的预测模式搜索候补的缩减结果的表。
图5是表示本发明的一个实施方式的预测模式搜索候补的缩减结果的表。
图6是表示本发明的一个实施方式的可分级视频编码处理的流程图。
图7是表示在图6示出的可分级视频编码处理中执行的对预测模式搜索候补进行决定的处理的一个例子的流程图。
图8是表示在图6示出的可分级视频编码处理中执行的对预测模式搜索候补进行决定的处理的另一个例子的流程图。
图9是表示本发明的一个实施方式的可分级视频编码装置的框图。
图10是表示在图9示出的可分级视频编码装置中的预测模式检索候补决定部的一个例子的框图。
图11是表示在图9示出的可分级视频编码装置中的预测模式检索候补决定部的另一个例子的框图。
图12是表示为了验证本发明的一个实施方式的有效性而进行的实验中的对应率计算帧以及高速模式选择帧的说明图。
图13是表示为了验证本发明的一个实施方式的有效性而进行的实验的实验结果的图表。
图14是表示为了验证本发明的一个实施方式的有效性而进行的实验的实验结果的图表。
具体实施方式
[1] 本发明的一个实施方式的基本的考虑方法
在本发明的一个实施方式中，在通过层构造来实现可分级性的可分级视频编码中，通过
（i）预测模式对应率表（针对层间的最佳预测模式的相关性进行记述的表）的生成
（ii）使用预测模式对应率表的预测模式搜索候补的缩减
的2个处理来实现预测模式搜索的高速化。
以下，按照图1那样的例子进行说明。即，假定层L和层L-1的双方以IBBBP的阶层的B构造来进行编码。图中的箭头表示预测参照目标（end）。将编码对象层设为L，将编码对象帧设为B2b，并将预测模式对应率表的生成对象帧设为B2a。此外，将B2b的相同时刻的层L-1的帧设为B’2b，将B2a的相同时刻的层L-1的帧设为B’2a。按从时间等级低的顺序进行编码，在相同时间等级（time level）中按从时间早的帧的顺序进行编码。此外，层按从等级小的顺序进行编码。
接着，按照图2示出的流程图，针对本实施方式的处理的大致流程进行说明。
在本实施方式中，在对视频进行可分级编码的情况下，如图2的流程图所示，在步骤S101中，将变量n设为1，接着在步骤S102中，判断是否已对全部的帧进行了编码。在判断为已对全部的帧进行了编码的情况下，结束处理。
另一方面，在按照步骤S102的判断处理判断为没有对全部的帧进行编码时，向步骤S103前进，按照从开头帧起的顺序，选择1个未处理的帧。接着在步骤S104中，不对定义为能使用的预测模式的使用施加限制来进行预测，即，通过使用能使用的全部的预测模式来进行预测，对该选择的帧进行编码。
接着，在步骤S105中，将变量n的值增加1。接着在步骤S106中，判断变量n的值是否比规定的阈值N1（N1是1以上的整数）大。在判断为变量n的值不比阈值N1大时，返回至步骤S102的处理，不对定义为能使用的预测模式的使用施加限制，继续对帧进行编码。
另一方面，在步骤S106的判断处理中，在判断为变量n的值比阈值N1大时，向步骤S107前进，生成预测模式对应率表。预测模式对应率表是具有后述那样的数据构造，针对层间的最佳预测模式的相关性（发生率）进行记述的表。
接着，在步骤S108中，将变量n设为1，接着在步骤S109中，判断是否已对全部的帧进行了编码。在判断为已对全部的帧进行了编码的情况下，结束处理。
另一方面，在步骤S109中，在判断为没有对全部的帧进行编码时，向步骤S110前进。在步骤S110中，按照从开头帧起的顺序，选择1个未处理的帧。接着在步骤S111中，通过一边使用预测模式对应率表进行预测模式的搜索候补的缩减一边进行预测，对该选择的帧进行编码。
接着，在步骤S112中，将变量n的值增加1。接着在步骤S113中判断变量n的值是否比规定的阈值N2（N2是1以上的整数）大。在判断为变量n的值不比阈值N2大时，返回至步骤S109的处理，一边使用预测模式对应率表进行预测模式的搜索候补的缩减，一边继续对帧进行编码。
另一方面，在步骤S113中，在判断为变量n的值比阈值N2大时，判断为需要更新预测模式对应率表，返回至步骤S101的处理。由此，一边更新预测模式对应率表，一边继续步骤S101～S113的处理。
像这样，在本实施方式中，在对视频进行可分级编码的情况下，在对N1枚帧进行编码之后，基于该编码结果，生成针对层间的最佳预测模式的相关性（发生率）进行记述的预测模式对应率表。接着，转移到与其接着的N2枚帧的编码，以一边使用生成的预测模式对应率表进行预测模式的搜索候补的缩减，一边反复进行N2枚帧的编码的方式进行处理。
（i）预测模式对应率表的生成
接着，针对在步骤S107中执行的预测模式对应率表的生成处理进行说明。
通过步骤S104的处理，在图1中所示的预测模式对应率表生成对象帧B2a和其紧邻下方的B’2a已经完成编码，最佳预测模式已经被选择。在帧B2a和B’2a的编码时，将选择出的最佳预测模式的信息储存于缓冲器中。基于在该缓冲器中储存的最佳预测模式信息，调查帧B2a的宏块（以下，简记为MB）的最佳预测模式和在空间上对应的帧B’2a的子宏块（以下，简记为SMB）的最佳预测模式的对应关系。
具体地，在B2a和B’2a之间生成具有如图3所示的数据构造的预测模式对应率表。在图3中示出的数值表示在帧B’2a的各SMB（8×8尺寸）中选择出的最佳预测模式为i的情况下，在帧B2a的MB中选择最佳预测模式j的比率（发生率）。例如，在帧B’2a的SMB中选择P16×16的情况下，在和选择有P16×16的SMB在空间上对应的帧B2a的MB中，选择Skip模式的比率示出为32.3％。
在此，帧B2a、B’2a的最佳预测模式的选择方法是非专利文献2中记载的JSVM方法也可，是如专利文献1中记载的进行预测模式搜索候补的缩减的方法也可。
此外，在该例中，预测模式对应率表的对象帧设为1枚和编码对象帧相同时间等级的编码完成帧（B2a），但并不仅限于此。将不同的时间等级的编码完成帧（例如，B1）作为对象也可。此外，将多个帧作为对象（例如，B1和B2a），通过该多个帧的累积来计算对应率也可。也就是说，如果在编码对象层以及其紧邻下层中是编码完成的帧的话，能成为预测模式对应率表生成对象帧。
（ii）使用预测模式对应率表的预测模式搜索候补的缩减
接着，针对使用步骤S111的预测模式对应率表的预测模式搜索候补的缩减处理进行说明。
按照在步骤S107生成的预测模式对应率表中的预测模式对应率的值，在编码对象帧B2b的各MB中缩减预测模式搜索候补。预测模式对应率表的表中的数值看作为能成为编码对象宏块的最佳预测模式的概率。
针对预测模式搜索候补的缩减处理更具体地进行说明。在以下的说明中，将帧B2b的编码对象宏块标记为MBL，并将和MBL在空间中处于相同位置的层L-1的帧B’2b的子宏块标记为SMBL-1。
在缩减宏块MBL的预测模式搜索候补的情况下，首先，读入子宏块SMBL-1的最佳预测模式的信息。接着，对照（collate）预测模式对应率表和SMBL-1的最佳预测模式，并调查（find out）能成为编码对象宏块MBL的各预测模式的最佳预测模式的概率（对应率）。接着，根据能成为该最佳预测模式的概率，缩减预测模式搜索候补。在下述表示2个缩减的例子。
（A）缩减方法1
缩减方法1是使用预测模式搜索候补缩减阈值来缩减预测模式搜索候补的方法。
在该缩减方法1中，设置预测模式搜索候补缩减阈值t%，从搜索候补中除去不足该阈值t%的预测模式。阈值t的值从外部赋予。作为值的决定方法，作为一个例子可以考虑通过多次编码处理来决定将编码性能的劣化抑制在容许范围以内的值。
在此，在取得SMBL-1的最佳预测模式的信息的时刻，从预测模式对应率表中读出MBL的各预测模式的能够成为最佳预测模式的概率（对应率），和预测模式搜索候补缩减阈值进行比较，当使用该方法时，比较处理变得繁杂。
因此，提前将预测模式对应率表的对应率通过预测模式搜索候补缩减阈值进行阈值处理，将预测模式对应率表的对应率进行2值化。
图4表示在图3示出的预测模式对应率表中设定预测模式搜索候补缩减阈值为5％的情况下的预测模式搜索候补的缩减结果。在图中，○表示搜索候补，×表示从搜索候补中除去的预测模式。
（B）缩减方法2
缩减方法2是仅将预测模式对应率为最大的预测模式设定为搜索候补的方法。
将预测模式对应率为最大的预测模式设定为搜索候补。通常，在此缩减为1个预测模式，但在提供最大值的预测模式搜索候补存在多个的情况下，将这些全部设定为搜索候补。
在此，在取得SMBL-1的最佳预测模式的信息的时刻，从预测模式对应率表中读出MBL的各预测模式的能够成为最佳预测模式的概率（对应率），从其中确定最大值的对应率，当使用该方法时，该确定处理变得繁杂。
因此，提前确定在预测模式对应率表的对应率中包含的最大值的对应率，将预测模式对应率表的对应率进行2值化。
图5表示在图3示出的预测模式对应率表中将最大值的预测模式设定为预测模式搜索候补的情况下的缩减结果。在图中，○表示搜索候补，×表示从搜索候补中除去的预测模式。
以下，按照实施方式对本发明详细地进行说明。
在图6～图8图示有根据本实施方式执行的可分级视频编码处理的流程图。
图6是根据本实施方式执行的可分级视频编码处理的整体的流程图。图7以及图8是表示在图6的流程图的步骤S201执行的处理的详细的一个例子及另一个例子的流程图。
接着，按照这些流程图，针对根据本实施方式执行的可分级视频编码处理详细地进行说明。
本实施方式的编码处理是对增强层（enhancement layer）的处理，对基本层应用非可分级的单层编码处理。对于单层编码处理的一个例子，可列举在非专利文献2中举出的SVC的参照编码器JSVM的基本层部分的编码处理。
针对在图6的流程图中执行的步骤S201～步骤S206的处理进行说明。
在步骤S201中，读入在编码对象宏块（MB）中搜索的预测模式搜索候补的初始值，决定在最终编码对象MB中搜索的预测模式的搜索候补，储存于寄存器中。针对本处理的细节，参照图7以及图8在后面叙述。
在步骤S202中，从寄存器中读入通过步骤S201的处理储存了的预测模式搜索候补的信息，执行各预测模式搜索候补的搜索，并决定1个在编码中利用的最佳预测模式，将该信息储存于寄存器中。作为最佳预测模式的决定方法的一个例子，可列举在JSVM中进行的将使以码量和编码失真的线性和表现的编码成本最小化的预测模式定为最佳的方法。
在步骤S203中，从寄存器读入编码对象MB的最佳预测模式的信息，以该最佳预测模式进行运动补偿，生成预测残差信号，储存于缓冲器中。
在步骤S204中，从缓冲器读入预测残差信号，进行该预测残差信号的编码，将编码数据存储于缓冲器中。对于本处理的一个例子，可列举在非专利文献2举出的SVC的参照编码器JSVM中的DCT、量化、可变长度编码的一连串处理。
在步骤S205中，进行是否结束了全部的MB的编码的判定处理。在结束了全部的MB的编码的情况下终止编码处理，并从缓冲器中读入各MB的编码数据以及需要的其它的报头信息，作为最终编码数据而输出。另一方面，在没有结束全部的MB的编码的情况下，转移至步骤S206的处理。
在步骤S206中，转移至下一个编码对象MB，进行步骤S201的处理。
接着，对于在步骤S201中执行的具体的处理的一个例子，使用包含步骤S301～步骤S306的图7的流程图进行说明。
在步骤S301中，读入针对编码对象MB是否为应用本实施方式的预测模式搜索候补缩减对象MB进行指定的信息。在编码对象MB是预测模式搜索候补缩减对象MB的情况下，转移至步骤S302的处理。在编码对象MB不是预测模式搜索候补缩减对象MB的情况下，将预测模式搜索候补的初始值作为最终的预测模式搜索候补输出。
在步骤S302中，从外部读入作为预测模式对应率表的计算对象的编码完成帧的指定信息，将该指定帧的预测模式信息储存于寄存器中。
在步骤S303中，读入预测模式对应率表的计算对象帧的预测模式信息（在编码中使用的最佳的预测模式的信息），计算编码对象层和其紧邻下层的最佳预测模式的对应率（发生率），作为预测模式对应率表储存于寄存器中。生成如图3所示的预测模式对应率表并储存于寄存器中。
在步骤S304中，读入预测模式对应率表，将其储存于缓冲器中。
在步骤S305中，读入预测模式搜索候补缩减阈值，将其储存于寄存器中。
在步骤S306中，从缓冲器读入预测模式对应率表，并且从寄存器中读入预测模式搜索候补缩减阈值。仅将对应率（发生率）为预测模式搜索候补缩减阈值以上的预测模式设定为预测模式搜索候补，将该信息储存于寄存器中。在上述设定/储存时，仅选择与在基本层的编码中得到的最佳预测模式对应的预测模式搜索候补，进行设定/储存。
像这样，在图6的流程图中，基于具有如图3所示的数据构造的预测模式对应率表，以如图4所示的方式进行处理以使预测模式搜索候补缩减。
接着，针对在步骤S201中执行的具体的处理的其它的例子，使用包含步骤S401～步骤S405的图8的流程图进行说明。
在步骤S401中，读入针对编码对象MB是否为应用本发明的预测模式搜索候补缩减对象MB进行指定的信息。在编码对象MB是预测模式搜索候补缩减对象MB的情况下，转移至步骤S402的处理。在编码对象MB不是预测模式搜索候补缩减对象MB的情况下，将预测模式搜索候补初始值作为最终的预测模式搜索候补而输出。
在步骤S402中，从外部读入作为预测模式对应率表的计算对象的编码完成帧的指定信息，将该指定帧的预测模式信息储存于寄存器中。
在步骤S403中，读入预测模式对应率表的计算对象帧的预测模式信息（在编码中使用的最佳的预测模式的信息）。接着，计算编码对象层和其紧邻下层的最佳预测模式的对应率（发生率），作为预测模式对应率表储存于寄存器中。即，生成如图3所示的预测模式对应率表并储存于寄存器中。
在步骤S404中，读入预测模式对应率表，将其储存于缓冲器中。
在步骤S405中，从缓冲器读入预测模式对应率表，仅将对应率（发生率）最大的预测模式设定为预测模式搜索候补，并将该信息储存于寄存器中。在此，在该设定/储存时，仅选择与在基本层的编码中得到的最佳预测模式对应的预测模式搜索候补，进行设定/储存。
像这样，在图6的流程图中，基于具有如图3所示的数据构造的预测模式对应率表，以如图5所示的方式进行处理以使预测模式搜索候补缩减。
在图9～图11图示有本发明的一个实施方式的可分级视频编码装置的结构。
图9是本实施方式的可分级视频编码装置的整体的结构，图10以及图11表示在图9示出的预测模式搜索候补决定部102的详细的结构的一个例子和另一个例子。
接着，参照这些装置结构图，针对本实施方式的可分级视频编码装置详细地进行说明。
本实施方式的可分级视频编码装置是对增强层的处理装置，在基本层应用非可分级的单层编码处理。对于单层编码处理的一个例子，可列举在非专利文献2中举出的SVC的参照编码器JSVM的基本层部分的编码处理。
首先，参照图9，针对可分级视频编码装置的整体结构进行说明。
预测模式搜索候补初始值存储部101读入预测模式搜索候补的初始值，向寄存器输出。
预测模式搜索候补决定部102读入预测模式搜索候补的初始值，决定最终搜索的预测模式搜索候补。接着，预测模式搜索候补决定部102将该最终决定的预测模式搜索候补的信息向寄存器输出，转移至最佳预测模式决定部103。针对本处理部的详细的结构，使用图10以及图11在后面叙述。
最佳预测模式决定部103从寄存器中读入预测模式搜索候补，针对各预测模式搜索候补执行搜索。接着，最佳预测模式决定部103决定1个在编码中利用的最佳预测模式，将该信息向最佳预测模式存储部104输出。作为最佳预测模式的决定方法的一个例子，可列举在JSVM中进行的将使以码量和编码失真的线性和表现的编码成本最小化的预测模式作为最佳的方法。
预测残差信号生成部105从最佳预测模式存储部104读入编码对象MB的最佳预测模式，以该最佳预测模式进行运动补偿，生成预测残差信号，向缓冲器输出。
预测残差信号编码部106从缓冲器读入编码对象MB的预测残差信号，进行该预测残差信号的编码，将编码数据向缓冲器输出。对于本处理的一个例子，可以考虑H.264/AVC的参照编码器JM、在非专利文献2举出的SVC的参照编码器JSVM的DCT、量化、可变长度编码的一连串处理的应用。
全部MB结束判定部107进行是否结束了全部的MB的编码的判定处理。在结束了全部的MB的编码的情况下终止编码处理，输出最终的编码数据。在没有结束全部的MB的编码的情况下转移至编码对象MB更新部108的处理。
编码对象MB更新部108转移至下一个编码对象MB，进行预测模式搜索候补决定部102的处理。
接着，参照图10，针对预测模式搜索候补决定部102的详细的结构的一个例子进行说明。
预测模式搜索候补缩减对象MB指定信息存储部201读入针对是否为进行预测模式搜索候补的缩减的MB进行指定的信息，向寄存器输出。
预测模式搜索候补缩减对象MB判定部202从预测模式搜索候补缩减对象MB指定信息存储部201中读入进行预测模式搜索候补的缩减的MB的指定信息，进行编码对象MB是否为进行缩减的MB的判定处理。在编码对象MB为进行缩减的MB的情况下转移至预测模式对应率表生成部206的处理。在编码对象MB为不进行缩减的MB的情况下，将预测模式搜索候补的初始值决定为最终的预测模式搜索候补，进行输出。
预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部203读入成为预测模式对应率的计算对象的编码完成的帧的指定信息，向寄存器输出。
对象帧增强层最佳预测模式存储部204，针对预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部203读入的指定信息所指的成为预测模式对应率的计算对象的帧，读入编码对象层的最佳预测模式信息，向寄存器输出。
对象帧紧邻下层最佳预测模式存储部205，针对预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部203读入的指定信息所指的成为预测模式对应率的计算对象的帧，读入编码对象层的紧邻下层的最佳预测模式信息，向寄存器输出。
预测模式对应率表生成部206从对象帧增强层最佳预测模式存储部204读入在预测模式对应率的计算对象帧的编码对象层中的最佳预测模式信息。进而预测模式对应率表生成部206从对象帧紧邻下层最佳预测模式存储部205读入在预测模式对应率的计算对象帧的编码对象层的紧邻下层中的最佳预测模式信息，计算在对应的宏块和子宏块间的最佳预测模式的对应率（发生率），作为预测模式对应率表向预测模式对应率表存储部207输出。
预测模式搜索候补缩减阈值存储部208读入预测模式搜索候补缩减阈值，向寄存器输出。
预测模式对应率表阈值比较部209从预测模式对应率表存储部207读入预测模式对应率表，并且从预测模式搜索候补缩减阈值存储部208读入预测模式搜索候补缩减阈值。接着，预测模式对应率表阈值比较部209调查与紧邻下方SMB的最佳预测模式对应的编码对象MB的最佳预测模式的发生概率，并仅将发生概率为预测模式搜索候补缩减阈值以上的预测模式设定为最终的预测模式搜索候补，进行输出。
像这样，在图10示出的装置结构中，基于具有如图3所示的数据构造的预测模式对应率表，以如图4所示的方式进行处理以使预测模式搜索候补缩减。
接着，参照图11，针对预测模式搜索候补决定部102的详细的结构的另一个例子进行说明。
预测模式搜索候补缩减对象MB指定信息存储部301读入针对是否为进行预测模式搜索候补的缩减的MB进行指定的信息，向寄存器输出。
预测模式搜索候补缩减对象MB判定部302从预测模式搜索候补缩减对象MB指定信息存储部301读入进行预测模式搜索候补的缩减的MB的指定信息，进行编码对象MB是否为进行缩减的MB的判定处理。在编码对象MB为进行缩减的MB的情况下，转移至预测模式对应率表生成部306的处理。在编码对象MB为不进行缩减的MB的情况下，将预测模式搜索候补的初始值决定为最终的预测模式搜索候补，进行输出。
预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部303读入成为预测模式对应率的计算对象的编码完成的帧的指定信息，向寄存器输出。
对象帧增强层最佳预测模式存储部304，针对预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部303读入的指定信息所指的成为预测模式对应率的计算对象的帧，读入编码对象层的最佳预测模式信息，向寄存器输出。
对象帧紧邻下层最佳预测模式存储部305，针对预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部303读入的指定信息所指的成为预测模式对应率的计算对象的帧，读入编码对象层的紧邻下层的最佳预测模式信息，向寄存器输出。
预测模式对应率表生成部306从对象帧增强层最佳预测模式存储部304读入在预测模式对应率的计算对象帧的编码对象层中的最佳预测模式信息。进而，预测模式对应率表生成部306从对象帧紧邻下层最佳预测模式存储部305中读入在预测模式对应率的计算对象帧的编码对象层的紧邻下层中的最佳预测模式信息。接着，预测模式对应率表生成部306计算在对应的宏块和子宏块间的最佳预测模式的对应率（发生率），作为预测模式对应率表向预测模式对应率表存储部307输出。
发生率最大预测模式调查部308从预测模式对应率表存储部307读入预测模式对应率表，调查相对于紧邻下方SMB的最佳预测模式的编码对象MB的最佳预测模式的发生概率，并将发生概率最大的预测模式设定为最终的预测模式搜索候补，进行输出。
像这样，在图11示出的装置结构中，基于具有如图3所示的数据构造的预测模式对应率表，以如图5所示的方式进行处理以使预测模式搜索候补缩减。
接着，针对为了验证本发明的有效性而进行的实验的结果进行说明。
该实验通过在JSVM 9.12.2安装本实施方式，并将JSVM和本实施方式进行比较来进行。影像使用704×576尺寸的SVC测试（test）影像“City”以及“Soccer”和1920×1024尺寸的测试影像“Pedestrian”以及“Station”。上述的分辨率的影像作为向增强层的输入，向基本层输入其纵横一半的像素数分辨率的影像。编码枚数是129枚，QP（Quantization Parameter，量化参数）尝试22、27、32、37四个，并在两层中使用相同的值。GOP（Group of Pictures，图像组）构造为IBBBP的阶层的B图像构造，并且每16枚输入I。如图12所示，对应率计算帧以及高速模式选择帧分别应用属于最下位时间等级的2枚帧。在编码时间测定中使用Xeon 3.16GHz的CPU。
在下述的表1中表示码量增加率和编码时间削减率的实验结果。
[表1]
Figure DEST_PATH_IMAGE001
在此，码量增加率以如下方式确定，即，通过Piecewise Cubic Hermite Polynominal Interpolation（分段三次厄米多项式插值）来生成各QP的码量和PSNR（Peak Signal to Noise Ratio，峰值信噪比）的4个标出点间的近似曲线，并将在比较对象的2数据的共同区间中的码量的平均差分值作为该增加率。此外，编码时间削减率是各QP的编码时间削减率的平均值。
在图13图示有在“Pedestrian”以及“Station”图像的编码中的编码特性，并且在图14图示有在“Pedestrian”的编码中的编码时间的变化的情况。
根据在以上示出的实验结果，能验证本发明不依赖于分辨率/影像，能一边将码量增加率抑制为不足1%，一边实现20%左右的编码时间削减率。
本发明并不限定于上述的实施方式。例如，在上述的实施方式中，说明了对基本层以及增强层的阶层层结构应用本发明的例子，但在本发明中应用并不仅限于这样的阶层层结构。
产业上的利用可能性
本发明能应用于通过层构造来实现可分级性的可分级视频编码，通过应用本发明能削减编码时间。
附图标记的说明
101 预测模式搜索候补初始值存储部
102 预测模式搜索候补决定部
103 最佳预测模式决定部
104 最佳预测模式存储部
105 预测残差信号生成部
106 预测残差信号编码部
107 全部MB结束判定部
108 编码对象MB更新部
201 预测模式搜索候补缩减对象MB指定信息存储部
202 预测模式搜索候补缩减对象MB判定部
203 预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部
204 对象帧增强层最佳预测模式存储部
205 对象帧紧邻下层最佳预测模式存储部
206 预测模式对应率表生成部
207 预测模式对应率表存储部
208 预测模式搜索候补缩减阈值存储部
209 预测模式对应率表阈值比较部
301 预测模式搜索候补缩减对象MB指定信息存储部
302 预测模式搜索候补缩减对象MB判定部
303 预测模式对应率计算对象帧指定信息存储部
304 对象帧增强层最佳预测模式存储部
305 对象帧紧邻下层最佳预测模式存储部
306 预测模式对应率表生成部
307 预测模式对应率表存储部
308 发生率最大预测模式调查部

Claims (10)

1. 一种可分级视频编码方法，对视频可分级地进行编码，其中，具备：
基于在不对定义为能使用的预测模式的使用设置限制而进行的可分级编码中选择的最佳预测模式的信息，求取针对上位层和下位层的空间地对应的块应该选择的最佳预测模式的组合的发生率，生成对应表的步骤，所述对应表针对所述选择的最佳预测模式和所述应该选择的最佳预测模式的组合与所述发生率的对应关系进行记述；
在对所述上位层的块进行编码的情况下，取得所述下位层的所述空间地对应的块的编码中的所述选择的最佳预测模式的信息的步骤；以及
基于在所述进行取得的步骤中取得的所述选择的最佳预测模式的信息和在所述对应表记述的所述发生率的信息，从在所述对应表中记述的所述组合中提取有效的组合，将提取的所述有效的组合具有的所述上位层的最佳预测模式，决定为在所述上位层的块的编码中应该搜索的预测模式搜索候补的步骤。
2. 一种可分级视频编码方法，对视频可分级地进行编码，其中，具备：
基于在不对定义为能使用的预测模式的使用设置限制而进行的可分级编码中选择的最佳预测模式的信息，求取针对上位层和下位层的空间地对应的块应该选择的最佳预测模式的组合的发生率，生成对应表的步骤，所述对应表针对所述选择的最佳预测模式和所述应该选择的最佳预测模式的组合与所述发生率的对应关系进行记述；
通过基于所述发生率的值，对在所述对应表中记述的所述选择的最佳预测模式和所述应该选择的最佳预测模式的组合进行缩减，从而提取有效的最佳预测模式的组合，生成针对提取的所述有效的最佳预测模式的组合进行记述的预测模式对应信息的步骤；
在对所述上位层的块进行编码的情况下，取得所述下位层的所述空间地对应的块的编码中的所述选择的最佳预测模式的信息的步骤；以及
通过将在所述进行取得的步骤中取得的所述选择的最佳预测模式的信息作为关键来参照所述预测模式对应信息，从而决定在所述上位层的块的编码中应该搜索的预测模式搜索候补的步骤。
3. 根据权利要求2所述的可分级视频编码方法，其中，
在生成所述预测模式对应信息的步骤中，将具有示出比规定的阈值大的值的发生率的所述组合作为有效的组合进行提取。
4. 根据权利要求2所述的可分级视频编码方法，其中，
在生成所述预测模式对应信息的步骤中，从针对所述下位层具有相同的最佳预测模式的最佳预测模式的组合中，提取具有示出最大值的发生率的所述组合作为有效的组合，或者将按照示出大的值的发生率的顺序选择的规定个数的最佳预测模式的组合作为有效的组合进行提取。
5. 根据权利要求1～4的任一项所述的可分级视频编码方法，其中，具备：
以交替地反复进行下述各可分级编码的方式进行控制的步骤，即，对使用所述对应表而执行的预测模式的使用设置限制的可分级编码，和对不使用所述对应表而执行的预测模式的使用不设置限制的可分级编码。
6. 一种可分级视频编码装置，对视频可分级地进行编码，其中，具备：
生成部，基于在不对定义为能使用的预测模式的使用设置限制而进行的可分级编码中选择的最佳预测模式的信息，求取针对上位层和下位层的空间地对应的块应该选择的最佳预测模式的组合的发生率，生成对应表，所述对应表针对所述选择的最佳预测模式和所述应该选择的最佳预测模式的组合与所述发生率的对应关系进行记述；
取得部，在对所述上位层的块进行编码的情况下，取得所述下位层的所述空间地对应的块的编码中的所述选择的最佳预测模式的信息；以及
决定部，基于在所述取得部中取得的所述选择的最佳预测模式的信息和在所述对应表记述的所述发生率的信息，从在所述对应表中记述的所述组合中提取有效的组合，将提取的所述有效的组合具有的所述上位层的最佳预测模式，决定为在所述上位层的块的编码中应该搜索的预测模式搜索候补。
7. 一种可分级视频编码装置，对视频可分级地进行编码，其中，具备：
对应表生成部，基于在不对定义为能使用的预测模式的使用设置限制而进行的可分级编码中选择的最佳预测模式的信息，求取针对上位层和下位层的空间地对应的块应该选择的最佳预测模式的组合的发生率，生成对应表，所述对应表针对所述选择的最佳预测模式和所述应该选择的最佳预测模式的组合与所述发生率的对应关系进行记述；
预测模式对应信息生成部，通过基于所述发生率的值，对在所述对应表中记述的所述选择的最佳预测模式和所述应该选择的最佳预测模式的组合进行缩减，从而提取有效的最佳预测模式的组合，生成针对提取的所述有效的最佳预测模式的组合进行记述的预测模式对应信息；
取得部，在对所述上位层的块进行编码的情况下，取得所述下位层的所述空间地对应的块的编码中的所述选择的最佳预测模式的信息；以及
决定部，通过将在所述取得部中取得的所述选择的最佳预测模式的信息作为关键来参照所述预测模式对应信息，从而决定在所述上位层的块的编码中应该搜索的预测模式搜索候补。
8. 根据权利要求6或者7所述的可分级视频编码装置，其中，具备：
控制部，以交替地反复进行下述各可分级编码的方式进行控制，即，对使用所述对应表而执行的预测模式的使用设置限制的可分级编码，和对不使用所述对应表而执行的预测模式的使用不设置限制的可分级编码。
9. 一种可分级视频编码程序，其中，
用于使计算机执行权利要求1～5的任一项所述的可分级视频编码方法。
10. 一种计算机可读取的记录介质，记录有可分级视频编码程序，其中，
所述可分级视频编码程序用于使计算机执行权利要求1～5的任一项所述的可分级视频编码方法。
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