JP2000165884A - フィ―ルド／フレ―ムに対する決定ステップ及び運動ベクトルｄｃｔを有するビデオピクチャ圧縮及びコ―ディング - Google Patents

フィ―ルド／フレ―ムに対する決定ステップ及び運動ベクトルｄｃｔを有するビデオピクチャ圧縮及びコ―ディング

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JP2000165884A
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Pou Danilo
ポウ ダニロ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より簡単なハードウエアで実現することの可
能なビデオデータのコーディング技術を提供する。 【解決手段】 本発明によれば、複雑性インデックスを
識別する隣接するピクセルの間の差の評価及び平均絶対
予測エラーの広がりインデックスの処理に基づいて予測
方法及びＤＣＴモードの選択を行う。本発明によれば、
従来技術におけるように分散及び相関インデックスの計
算に基づくものではないので処理が極めて効率的であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオピクチャ圧
縮技術に関するものであって、更に詳細には、運動推定
及び圧縮及びコーディングフェーズにおけるビデオデー
タの離散余弦変換のシステムの性能を最適化させるため
のハードウエアによって実現されるアルゴリズムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ピクチャのフィールドの１組のピクセル
は先行するものを移動させることによって得られる後の
ピクチャの位置に配置させることが可能である。勿論、
これらのオブジェクトの移動は、前に見えなかった部分
及びそれらの輪郭の変化（例えば、ズーミング等）をビ
デオカメラに対して露呈する場合がある。
【０００３】これらのイメージの部分を識別し且つ関連
付けるのに適した一群のアルゴリズムは、通常、「運動
推定」と呼ばれる。このような関連付けは冗長な時間的
情報を除去することによって差分イメージの部分を計算
することを可能とし、離散余弦変換（ＤＣＴ）、量子化
及びエントロピィコーディングによる爾後の圧縮プロセ
スをより効果的なものとさせる。
【０００４】このような方法は典型例であるスタンダー
ドのＭＰＥＧ２において見られ、且つこのように広く適
用されているスタンダードの重要性に鑑み且つ例示とし
て、以下の説明においてはＭＰＥＧ２スタンダードを参
照して説明する。勿論、以下に行われる基本的な考察は
その他のスタンダードに対しても完全に有効なものであ
って、且つ本発明のアーキテクチュア及び運動推定シス
テムは、ＭＰＥＧ２以外のプロトコルに従ってデジタル
化したピクチャを処理するシステムに対して適用可能で
あり且つ有益的に使用することが可能である。
【０００５】ビデオＭＰＥＧ２コーダの典型的なブロッ
ク図を図１に示してある。このようなシステムは次のよ
うな機能的ブロックから構成されている。
【０００６】（１）フィールド順番付け器 このブロックはＭＰＥＧスタンダードによって必要とさ
れるコーディング順にフィールドを出力する１つ又は幾
つかのフィールドメモリから構成されている。例えば、
入力シーケンスがＩＢＢＰＢＢＰ等である場合には、そ
の出力の順番はＩＰＢＢＰＢＢ．．．である。
【０００７】※Ｉ（イントラコード化ピクチャ）は時間
的冗長性を包含するフィールド及び／又はセミフィール
ドである。
【０００８】※Ｐ（予測ピクチャ）は、それから先行す
るＩ又はＰ（前にコード化／デコード化されている）に
関して時間的冗長性が除去されているフィールド及び／
又はセミフィールドである。
【０００９】※Ｂ（双方向予測ピクチャ）は、先行する
Ｉ及び後続のＰ（又は先行するＰ及び後続のＰ）に関し
て時間的冗長性が除去されているフィールド及び／又は
セミフィールドである（両方の場合にも、Ｉ及びＰピク
チャは既にコード化／デコード化されているものと考え
ねばならない）。
【００１０】４：２：０のフォーマットにおける各フレ
ームバッファは以下のメモリ空間を占有する。
【００１１】 ※スタンダードＰＡＬ ルミナンス（Ｙ）に対し７２０×５７６×８ ＝３，３１７，７６０ビット クロミナンス（Ｕ）に対し３６０×２８８×８ ＝ ８２９，４４０ビット クロミナンス（Ｖ）に対し３６０×２８８×８ ＝ ８２９，４４０ビット −−−−−−−−−−−− 全Ｙ＋Ｕ＋Ｖ ＝４，９７６，６４０ビット ※スタンダードＮＴＳＣ ルミナンス（Ｙ）に対し７２０×４８０×８ ＝２，７６４，８００ビット クロミナンス（Ｕ）に対し３６０×２４０×８ ＝ ６１９，２００ビット クロミナンス（Ｖ）に対し３６０×２４０×８ ＝ ６１９，２００ビット −−−−−−−−−−−− 全Ｙ＋Ｕ＋Ｖ ＝４，１４７，２００ビット （２）運動推定器 これはＰ及びＢピクチャから時間的冗長性を除去するブ
ロックである。注意すべきことであるが、この機能的ブ
ロックは、例えばルミナンス成分等のコード化されるべ
きシーケンスの最もエネルギの高い成分、従ってピクチ
ャ情報が最も豊富である成分に関してのみ動作する。
【００１２】（３）ＤＣＴ これはＭＰＥＧ２スタンダードに従って離散余弦変換を
実施するブロックである。Ｉピクチャ及びエラーピクチ
ャＰ及びＢは８×８ブロックのピクセルＹ，Ｕ，Ｖに分
割され、それに関してＤＣＴ変換が実施される。
【００１３】（４）量子化器Ｑ 次いで、ＤＣＴ変換から得られる８×８ブロックはＤＣ
Ｔ係数の大きさを多かれ少なかれ劇的に減少させるため
に量子化用マトリクスによって割算する。このような場
合には、人間の視力にとって感度が低い最も高い周波数
に関連する情報が除去される傾向となる。その結果は順
番が付け直され且つ次のブロックへ送られる。
【００１４】（５）可変長コーディング（ＶＬＣ） 量子化器から出力されるコード化ワードは多かれ少なか
れ多数のヌル係数を有する傾向があり、その後に非ヌル
値が続く。最初の非ヌル値に先行するヌル値はカウント
され且つそのカウント値はコード化ワードの第一部分を
構成しその第二部分は非ヌル係数を表わす。
【００１５】これらの対構成とされた値は他のものより
も蓋然性の高い値をとる傾向がある。最も蓋然性の高い
ものは比較的短いワード（２，３又は４ビットから構成
される）でコード化され、一方最も蓋然性の低いものは
より長いワードで高度化される。統計的には、出力ビッ
ト数はこのような方法が実施されない場合よりも少な
い。
【００１６】（６）マルチプレクサ及びバッファ 可変長コーダ、量子化用マトリクス、運動ベクトル及び
その他の構文的要素によって発生されるデータはＭＰＥ
Ｇ２スタンダードによって意図される最終的なシンタッ
クス即ち構文を構成するために組立てられる。その結果
得られるビットストリームはメモリバッファ内に格納さ
れ、該バッファの限界寸法はＭＰＥＧ２スタンダードに
よって画定され且つオーバーフローすることは不可能で
ある。量子化器ブロックＱは、このようなメモリバッフ
ァの充填限界に対してシステムがどれ程離れているか及
び運動推定及びＤＣＴ変換プロセスの上流側においてと
られる８×８ソースブロックのエネルギに依存してＤＣ
Ｔ８×８ブロックの分割を多かれ少なかれ劇的なものと
することによってこのような限界の観点を取扱う。 （７）逆可変長コーディング（Ｉ−ＶＬＣ） 上述した可変長コーディング機能が逆の順番で実行され
る。
【００１７】（８）逆量子化（ＩＱ） Ｉ−ＶＬＣブロックによって出力されるワードは８×８
ブロック構造で順番が付け直され、それはその先行コー
ディングに対して使用されたものと同一の量子化用マト
リクスによって乗算される。
【００１８】（９）逆ＤＣＴ（Ｉ−ＤＣＴ） ＤＣＴ変換関数が反転され且つ逆量子化処理によって出
力される８×８ブロックへ適用される。このことは空間
周波数のドメインからピクセルドメインへ通過すること
を許容する。
【００１９】（１０）運動補償及び格納 Ｉ−ＤＣＴブロックの出力端においては、−後のＰ及び
Ｂピクチャからそれに関して時間的冗長性を取り除くた
めに夫々のメモリバッファ内に格納されねばならないデ
コード済Ｉピクチャ（又はセミピクチャ）、−運動推定
フェーズ期間中に以前に除去した情報へ加算されねばな
らないデコード済予測エラーピクチャ（セミピクチャＰ
又はＢ）、が二者択一的に存在する場合がある。Ｐピク
チャの場合には、専用のメモリバッファ内に格納されて
いるこのような結果的に得られる和は相次ぐＰピクチャ
及びＢピクチャに対する運動推定プロセス期間中に使用
される。
【００２０】これらのフィールドメモリは、通常、ブロ
ックを並べ替えるために使用されるフィールドメモリと
は別個のものである。
【００２１】（１１）ディスプレイユニット このユニットはピクチャを４：２：０フォーマットから
４：２：２フォーマットへ変換し且つイメージを表示す
るためにインターレースしたフォーマットを発生する。
【００２２】例えばルミナンス等の最もエネルギの高
い、従って、最も情報が豊富な成分をＮラインとＭ列の
マトリクスとして表わすことが可能であるとする。各フ
ィールドを各々がＲ個のラインとＳ個の列であるマクロ
ブロックと呼ばれる部分に分割する。
【００２３】Ｎ／Ｒ及びＭ／Ｓの分割の結果は、２つの
整数でなければならないが、必ずしも互いに等しいもの
である必要はない。
【００２４】図２を参照すると、図１に示した（推定器
ブロック）を有する２つのシステムを識別することが可
能である。
【００２５】（ａ）運動推定器 この最初のサブブロックはある推定アルゴリズムに従っ
て各マクロブロックの予測子をサーチし、且つスタンダ
ードによって記述される異なる予測オプションの中で、
最良の結果を発生するものを決定し、それは相次ぐブロ
ック及び最終的なバッファに運動ベクトル及び選択した
予測のタイプを供給する。
【００２６】異なるタイプのフィールドに対する予測の
態様は以下のようにすることが可能である。
【００２７】イントラフィールド ・イントラＰフィールド ・前方フィールド ・フレームフィールド ・二重プライムＢフィールド ・フィールド前方 ・フィールド後方 ・フィールド補間 ・フレーム前方 ・フレーム後方 ・フレーム補間 （ｂ）決定器 このサブブロックは単一マクロブロックのコーディング
モード及びそれらの各々に対する予測エラーの周波数の
ドメインにおける変換モードを選択する推定器の部分で
ある。異なるコーディングモードは以下の通りである。
【００２８】イントラフィールド： ・イントラＰフィールド： ・イントラ ・前方予測 ・運動補償なしＢフィールド： ・イントラ ・前方予測 ・後方予測 ・補間予測 然しながら、ＤＣＴブロックに関する限り（図１参
照）、これは異なるマクロブロックを８×８ピクセルの
より小さな部分へ分解すると言われている。然しなが
ら、マクロブロックのブロックへの分解は２つの異なる
モード、即ちフィールド又はフレームにおいて実施する
ことが可能である。
【００２９】図２ｂから且つ１６×１６ピクセルのマク
ロブロック及び２つの相次ぐセミフィールドに属する行
は同一のピクチャを構成するものであると仮定すると、
マクロブロックを４個のブロックに分割することが可能
であり、それに関して離散余弦変換を２つの異なるモー
ドで適用することが可能である。
【００３０】・フレーム： ４個のマクロブロックは両
方のセミフィールドに属する行から構成される。
【００３１】・フィールド： ４個のブロックは同一の
セミフィールドに属する行から構成される。
【００３２】然しながら、ＭＰＥＧ２ビデオスタンダー
ドによれば、既に上に説明したように、各シーケンス：
「イントラ」（即ちＩ）、「Ｐ」、「Ｂ」内に存在する
フィールドに対して３つの可能なコーディングモードが
存在している。
【００３３】イントラフィールドの場合には、各マクロ
ブロックは「イントラ」モードに従ってコード化され
る。
【００３４】「非イントラ」フィールドの場合に対して
は、以下の如くにして各マクロブロックを独立的にコー
ド化することが可能である。
【００３５】現在のフィールドがＰフィールドである場
合には、受付けられるコーディングモードは、イント
ラ、運動補償なし、運動補償；Ｂピクチャの場合には、
受付けられるコーディングモードは、イントラ、前方予
測、後方予測、補間である。
【００３６】従って、イントラフィールドの場合には、
ＤＣＴ変換をどのようにして異なるブロックに対して適
用するかを決定することが必要であるに過ぎず（フィー
ルド又はフレームモードにおいて）、一方非イントラフ
ィールド（Ｐ及びＢ）の場合には、考慮中の単一のマク
ロブロックをどのように予測するかを確立することも必
要である。
【００３７】決定アルゴリズム（ＴＭ５） 公知の技術によれば、使用すべきＤＣＴ変換のタイプに
関する決定に関する限り、その手順は全てのタイプのフ
ィールド及びマクロブロックに対して同一である。この
手順は、以下の説明においてより良く理解されるよう
に、検知した予測エラーのサンプルの間の分散及び相関
の推定に基づくものである。予測のタイプに関する決定
に関する限り、その手順は分散推定に基づくものであ
り、予測モードの選択は分散推定を考慮する。
【００３８】予測方法の選択 第一に、このアルゴリズムは、選択されたタイプの予測
に対して平均二乗エラー（ＭＳＥ）を以下の如くに計算
する。
【００３９】
【数１】 尚、εi,j＝ｐ* i,j−ｐi,jであり、「ｐ*」は予測子を
構成するピクセルを表わしており、且つ「ｐ」は位置
（ｉ，ｊ）における現在のマクロブロックを構成するピ
クセルを表わしている。
【００４０】処理中の現在のマクロブロックは以下の条
件が満足される場合に運動推定（「イントラ」）なしで
コード化される。
【００４１】ＭＳＥ＞ＶＡＲ ＭＳＥ≧９・２５６ 尚、「ＭＳＥ」は平均二乗エラーであり、一方「ＶＡ
Ｒ」は基準マクロブロックのサンプリング分散であり、
即ち、
【数２】 尚、ｐi,jは現在のマクロブロックのピクセルの値であ
る。
【００４２】このことは以下のことを意味している。即
ち、※イントラとしてコード化されるべき現在のマクロ
ブロックｔｐの場合には、予測用の平均二乗エラーはこ
のようなマクロブロックを構成するピクセルの分散より
も大きなものでなければならず且つ、更に、ヒューリス
ティック即ち発見的に配置されたスレッシュホールドよ
りも大きなものでなければならない。このような場合に
は、最早予測用のエラーの形態でマクロブロックをコー
ド化することは便利なものではない。何故ならば、それ
に関連するエントロピィはそれを構成する単一ピクセル
と関連するものよりも一層大きいからであり、従って圧
縮効率を劣化させるからである。
【００４３】※非イントラとしてコード化すべき現在の
マクロブロックの場合には、上述した２つの条件のうち
の少なくとも１つが検証されないことで充分である。
【００４４】いずれの場合においても、現在のマクロブ
ロックを「イントラ」としてコード化することが決定さ
れる場合には、コーダはその単一ピクセルの値を後に変
換され且つ量子化されるサンプルとして直接的に考慮す
ることはなく、変異フィールドの中間における値「１２
８」をそれらから減算することによって該ピクセルから
得られるサンプルに関してこれらの操作を実施する。
【００４５】対照的に、「非イントラ」コーディングが
決定される場合には、それから基準マクロブロックが発
生する現在のピクチャが「Ｂ」又は「Ｐ」ピクチャのい
ずれかであるかに依存して２つの異なる場合の間で区別
を行うことが可能である。
【００４６】最初の場合には、システムは、そのように
して見つけ出され且つ選択された値を有する運動ベクト
ルを包含すべく予め処理された構造を単にアップデート
する。２番目の場合においては、その代わりに、コーダ
は「運動補償」と共に又はなしでマクロブロックをコー
ド化することを決定する場合がある（ＭＣ／ｎｏ−Ｍ
Ｃ）。これを行うために、基準マクロブロックと最初の
もの（Ｖ0として呼称する）の同一の絶対的座標での予
測に基づくフィールド上に配置されているものとの間の
平均二乗エラーを計算し且つそれを前に見つけた平均二
乗エラー（ＭＳＥ）と比較する。コーダは以下の２つの
条件が同時に検証される場合にのみ運動推定結果を使用
することを決定する。
【００４７】Ｖ0＞（５／４）・ＭＳＥ Ｖ0≧９・２５６ 図２ｃは公知の技術に基づく決定アルゴリズムの手法を
示している。
【００４８】ＤＣＴフィールド又はフレーム 最初に、この手順は別々に２つのフィールドの予測エラ
ーの分散推定の積の計算を行う。
【００４９】
【数３】 尚、εTopは「トップフィールド（Ｔｏｐ ｆｉｅｌ
ｄ）」（フィールドの偶数ラインから構成されており、
即ち０，２，４，．．．）の予測エラーであり、εBot
は「ボトムフィールド（Ｂｏｔｔｏｍ ｆｉｅｌｄ）」
（フィールドの奇数ラインから構成されており、即ち
１，３，５，．．．）の予測エラーである。注意すべき
ことであるが、「イントラ」フィールドの場合には、予
測エラーはピクセル値の変異範囲（０−２５５）の中心
においてそのピクセルが全て同一の値（１２８に等し
い）を有している仮想的なブロックに関して計算され
る。「ｄ」がヌル（即ち０）である場合には、２つのフ
ィールドのうちの少なくとも１つに関連する予測エラー
は一様であり、従って、それはＤＣＴフィールド（ＤＣ
１の後の１個の係数のみ）を計算するのに便利である。
正に、２つのフィールドのうちの少なくとも１つはヌル
分散を有しており、従ってこれら２つのフィールドは相
関しておらず、従ってＤＣＴは「フィールド」モードで
計算され、それはＹ，Ｕ，Ｖブロックを構成する２つの
セミフィールドに関して独立的である。対照的に「ｄ」
が正である場合には、２つのフィールドに関する予測エ
ラーの間で相関インデックスを計算すべきであり、即
ち、
【数４】 このようなインデックスが高い場合には（即ち、予め定
めたスレッシュホールドよりも大きい場合）、ＤＣＴは
「フレーム」モードで計算される。対照的に、それが小
さい場合には（予め定めたスレッシュホールドよりも小
さい場合）、２つのフィールドの間の予測エラーは相関
しておらず、従ってＤＣＴは「フィールド」モードで計
算される。
【００５０】上述したことから理解されるように、公知
の技術によれば、予測方法及び離散余弦変換モード（フ
ィールド又はフレーム）の選択は、著しく複雑な処理を
必要とするアルゴリズムを介して実施され、それは乗
算、平方根、割算演算等の実行を介して分散及び相関イ
ンデックスの計算を行うことを必要とする。これらの理
由により、そのアルゴリズムを実現するハードウエアは
複雑且つコスト高である。
【００５１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、公知の技術よりもより簡単なハードウエア
でもってビデオデータをコーディングする技術を提供す
ることを主要な目的とする。本発明の別の目的とすると
ころは、従来技術のアルゴリズムよりも簡単であり且つ
ハードウエアによって実現する場合に困難性がより少な
い予測方法及びＤＣＴモードの選択アルゴリズムを提供
することである。
【００５２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、実施す
ることが必要な演算は２の羃による乗算であり、実際
上、何等著しい付加的なハードウエアコストなしで実現
することが可能である。本発明方法は分散及び相関イン
デックスの計算に基づくものではなく、複雑性インデッ
クスを識別する隣接するピクセル間の差の評価及び平均
絶対予測エラーの広がりインデックスの処理に基づくも
のである。
【００５３】
【発明の実施の形態】別個のオプションの間で選択を行
う本発明の新規なアルゴリズムは以下のとおりである。
【００５４】予測方法の選択 第一に、以下の態様で平均に関し計算した「平均絶対広
がり」を定義することが必要であり、「ｐi,j」はマク
ロブロックのピクセルの値を表わす。
【００５５】
【数５】 この値ＭＳＡpはその予測を求めるべき推定中のマクロ
ブロックに関して計算される。Ｅ演算子は平均演算を表
わしており且つμはピクセルの平均値を表わしている。
【００５６】特定のピクセルに対する予測エラーをε
i,jで表わし（εi,j＝ｐi,j−ｐ* i,j）且つこのような
エラーの平均値をμεを表わすことにより、それらの平
均値に関する予測エラーの絶対的平均広がりは次式によ
って与えられる。
【００５７】
【数６】 最初に、このインデックスＳＭＡを使用してイントラコ
ーディングと非イントラコーディングとの間の選択を行
う。以下の条件が同時的に満足される場合にはマクロブ
ロックはイントラとしてコード化される。
【００５８】ＳＭＡε＞ＳＭＡp ＳＭＡε≧スレッシュホールド１ そのマクロブロックが属するフィールドがＢフィールド
であり、且つ上述した２つの条件が満足されない場合に
は、更なる制御が行われることはなく、且つ得られた予
測子は、それを特性付ける運動ベクトル、予測方法
（「前方」、「後方」、又は「補間」）及び量子化予測
エラーと共にビットストリーム内に挿入される。
【００５９】同一の基準がＰフィールドに属するマクロ
ブロックに対しても使用され、この場合には、然しなが
ら、イントラコーディングと非イントラコーディングと
の間の選択を行った後に、運動補償を使用するか否かを
選択するために更なる区別を行うことが必要である
（「ＭＣ」又は「Ｎｏ−ＭＣ」モード）。以下の条件が
満足される場合には使用するか否か（且つ、それによ
り、予測エラー及び選択された予測モードと共に運動ベ
クトルをビットストリーム内に挿入すること）の決定が
行われる。
【００６０】ＭＳＡε0 ＞ＳＭＡε ＭＳＡε0 ≧スレッシュホールド２ 尚、ＳＭＡε0 はヌルベクトルによって識別されたマク
ロブロックに関して計算された絶対的平均広がりであ
る。
【００６１】対照的に、運動補償を使用しないことが選
択される場合には、見つけだされたものの代わりにヌル
運動ベクトルが挿入される。
【００６２】図３は上述した方法のフローチャートを示
しており且つ図４は「絶対的平均広がり」を計算するた
めの可能なハードウエアアーキテクチュアを示してい
る。
【００６３】フレームのＤＣＴフィールド 図５の手法を参照することにより、最初に、現在のマク
ロブロックを構成する単一ブロックの複雑性インデック
スを「フィールド」及び「フレーム」態様の両方に対し
て計算する。「ブロック複雑性」という用語によって、
２つの水平方向の隣接するピクセル（同一のラインに属
する）及び垂直方向の隣接するピクセルの間の絶対的な
差の全ての中で最大のものを意味している。あるマクロ
ブロックを構成する全てのブロックに対して計算された
差の最大値を加算することによって、全体的なマクロブ
ロック複雑性が得られる。
【００６４】この計算は二度繰返され、即ち相次ぐＤＣ
Ｔ変換が「フレーム」モードで行われた場合に得られる
ブロックに関して、従って異なるセミフィールドに対す
るブロックのラインでもって一度行われ、且つＤＣＴ変
換が「フィールド」モードで行われることを仮定するこ
とにより、従って同一のセミフィールドに属するブロッ
クのラインに関して一度行われる。そのように計算され
た２つの複雑性の値が得られると、最も低いものが選択
され且つＤＣＴ変換は、実際には、このような選択に従
って実施される。
【００６５】注意すべきことであるが、この手順は現在
のマクロブロックがイントラであるであるか非イントラ
であるかに拘らず同一であるが、複雑性の計算は第一の
場合においてはオリジナルのマクロブロックに関して実
施され、且つ第二の場合においてはエラーマクロブロッ
クに関して実施される。
【００６６】本発明方法は、特に、ＤＶＤ記録、カムコ
ーダ（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）等に使用されるコーダ等の
適用例において特に有用である。
【００６７】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の目的を構成する「推定器」と呼ばれ
る機能的ブロックを包含するＭＰＥＧ２ ＭＰ＠ＭＬコ
ーダの基本的構成を示した概略図。
【図２】 「決定器」と呼ばれるサブブロック内におい
てそれ自身を識別する本発明の目的をハイライトした図
１の推定器の内部機能的アーキテクチュアを示した概略
図。
【図２ｂ】 複数個のブロック内の１個のマクロブロッ
クの分解の２つの択一的な手法、即ちフレーム及びフィ
ールドを示した概略図。
【図２ｃ】 本発明のアルゴリズムによって追従される
相関手法を示した概略図。
【図３】 異なるオプション「イントラ／非イントラ」
及び「運動補償／非運動補償」の間での選択に関する本
発明の決定ステップを示した機能的ブロック図。
【図４】 「イントラ」「非イントラ」の選択の基礎と
なる平均値に関する「平均絶対広がり」の計算ブロック
のアーキテクチュアを示した概略図。
【図５】 フィールドの各マクロブロックに対する「フ
ィールド−ＤＣＴ／フレーム−ＤＣＴ」に関して本発明
の選択方法を示した概略ブロック図。
【図６】 マクロブロックの全体的な複雑性を計算する
「複雑性フィールド」及び「複雑性フレーム」と呼ばれ
る図５のブロックのアーキテクチュアを示した概略図。
【図７】 １つの方向（水平又は垂直）におけるブロッ
クの複雑性を計算する「ＣＯＭＰ」と呼ばれる図６の機
能的ブロックのアーキテクチュアを示した概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルカ ペッツォーニ イタリア国， 20032 コルマーノ， ビ ア クレリチ ２ (72)発明者 ダニロ ポウ イタリア国， 20099 セスト サン ジ オバーニ， ビア ダンテ 131

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スタンダードに従ってビデオデータをコ
    ーディングする方法において、基準即ちイントラ（Ｉ）
    フィールド以外の幾つかのタイプのフィールド（Ｐ，
    Ｂ）を識別し且つ非イントラフィールド（Ｐ，Ｂ）の異
    なるタイプの夫々の予測モードの間で選択可能な予測モ
    ードに従って最良の近似を与え、フレーム分解モードに
    従ってデータのマクロブロックからなるデータのブロッ
    クであって、偶数線セミフィールド及び奇数線セミフィ
    ールドに属するデータの線からなるブロックか又はフィ
    ールド分解モードにおいては同一のセミフィールドに属
    するデータの線からなるブロックに対して離散余弦変換
    （ＤＣＴ）を計算し、格納されるべきデータのブロック
    によって実施される前記離散余弦変換（ＤＣＴ）から発
    生するデータを量子化し且つコーディングして、予測子
    マクロブロックの識別及び運動推定のアルゴリズムによ
    って非イントラフィールド（Ｐ，Ｂ）から時間的冗長性
    を除去することを包含している種々のコーディングオプ
    ションが前記非イントラフィールド（Ｐ，Ｂ）に対して
    存在している方法において、 （ａ）平均値（ＳＭＡp）に関する絶対平均広がりを現
    在のマクロブロックのピクセルに対して計算し且つ前記
    予測子マクロブロックの相同ピクセルに関し現在のマク
    ロブロックの各ピクセルの予測エラーの絶対平均広がり
    （ＳＭＡε）を計算し、 （ｂ）以下の条件が満足されるか否かに依存してイント
    ラ又は非イントラフィールドの場合におけるように現在
    のマクロブロックのデータに対するコーディングオプシ
    ョンを選択し、 ＳＭＡε＞ＳＭＡp ＳＭＡε≧スレッシュホールド１ （ｃ）上の２つの条件のうちの少なくとも１つを満足し
    ない場合には、先行するフィールド（Ｉ，Ｐ）及び／又
    は後続のフィールド（Ｐ）に関してその時間的な冗長性
    が除去されているフィールド（Ｂ）に前記マクロブロッ
    クが属するか否かを確立し、 （ｄ）時間的冗長性が除去されている場合には、前方モ
    ード、後方モード、又は補間モードの間で選択されてい
    る予測モードに従ってそれを特性付ける運動ベクトル及
    び量子化予測エラーと共に前記データストリーム内に挿
    入し、 （ｅ）時間的冗長性が除去されておらず且つ前記マクロ
    ブロックが時間的冗長性を包含しているフィールド
    （Ｐ）に属するものとして認識される場合には、以下の
    条件が満足されるか否かをテストし、 ＳＭＡε0＞ＳＭＡε ＳＭＡε0≧スレッシュホールド２ 尚、ＳＡＭε0はヌル運動ベクトルによって識別される
    マクロブロックを現在のマクロブロックの予測子として
    使用することによる予測エラーの絶対平均広がりであ
    り、 （ｆ）上の（ｅ）の両方の条件が満足される場合には、
    運動補償（ＭＣ）を実施し、前方モードと二重プライム
    モードとの間で選択された予測モードに従ってそれを特
    性付ける運動ベクトル及び量子化予測エラーと共に前記
    相対的予測子を前記データストリーム内に挿入し、 （ｇ）上の（ｅ）の条件が満足されない場合には、運動
    補償を行わず（Ｎｏ−ＭＣ）、ヌル運動ベクトルと共に
    前記データストリーム内に前記ヌル運動ベクトルによっ
    て識別されるマクロブロックを現在のマクロブロックの
    予測子として使用することによって予測エラーを挿入
    し、 （ｈ）前記ブロックの同一の列上及び同一のライン上の
    任意の２つの隣接するピクセルの間の最大絶対差の最大
    値として現在のマクロブロックが非イントラタイプのも
    のである場合にはエラーマクロブロックの又はイントラ
    タイプのものである場合にはフィールドモード及びフレ
    ームモードに基づく現在のマクロブロックの分解ノード
    単一のブロックの複雑性インデックスを計算し且つ相対
    的なマクロブロックの全複雑性インデックスを画定する
    全部のブロックの最大絶対差を加算し、 （ｉ）フレームモードにおいて及びフィールドモードに
    おいて計算された同一のマクロブロックに対する前記複
    雑性インデックスの最小値を識別し、且つ複雑性インデ
    ックスの最小値が識別されている分解モード（フレー
    ム、フィールド）において離散余弦変換（ＤＣＴ）を計
    算する、ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 ＭＰＥＧ２スタンダードに従ってビデオ
    データを圧縮し且つコーディングするシステムにおい
    て、運動推定の第一ステージ及び運動推定を適用するか
    否かを決定し且つ離散余弦変換（フレームＤＣＴ／フィ
    ールドＤＣＴ）を実施するブロック内のフィールド
    （Ｉ，Ｐ，Ｂ）のピクセルのマクロブロックの分解モー
    ドを選択する第二ステージから構成されており非イント
    ラフィールド（Ｐ，Ｂ）から時間的冗長性を除去する運
    動推定の機能的ブロックを有するシステムにおいて、前
    記第二ステージが、 予測用のマクロブロックの相同ピクセルと比較して基準
    マクロブロックに属する各ピクセルの予測エラーの絶対
    平均広がり（ＳＭＡε）の第一計算ライン、及び、 第二計算ラインであって、 （ａ）基準マクロブロックのピクセルと現在のマクロブ
    ロックのピクセルとの間の差からなるエラーマクロブロ
    ックのピクセルを格納する入力バッファと、 （ｂ）並列に動作する一対の比較ラインであって、各々
    が入力マルチプレクサ（ＭＵＸ，ＣＴＲＬ）及び現在の
    マクロブロックが非イントラフィールドに属する場合に
    は予測エラーブロックの又はそれがイントラフィールド
    に属する場合には現在のマクロブロックのそれぞれ同一
    のライン上且つ同一の列上の任意の２つの隣接するピク
    セルの間の最大差を識別する比較器ブロック（ＣＯＭ
    Ｐ）を具備している一対の比較ラインと、 （ｃ）前記マクロブロックの垂直複雑性に対し且つ水平
    複雑性に対して隣接するピクセルの間の２つの最大差の
    最も高いものを出力する比較器（＞）と、 （ｄ）前記比較器（＞）によるデータ出力の和として前
    記マクロブロックの全複雑性インデックスを計算する処
    理ブロックと、から構成されている垂直及び水平複雑性
    インデックスの第二計算ライン、を有していることを特
    徴とするシステム。
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