JP2001339730A - 映像コーディング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像コーディング方法を提供する。 【解決手段】 （ａ）アフィン移動推定を行うことによ
りアフィン移動パラメータを求める段階と、（ｂ）前記
アフィン移動パラメータを所定数の直交移動ベクトルに
変換する段階、及び（ｃ）現在のブロックと以前のブロ
ックとの間で、変換された直交移動ベクトルの差をコー
ディングする段階を含み、アフィン移動推定を使用する
ことにより得られる向上された移動推定効果を持ちつつ
発生ビット率が低い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は映像コーディング方
法及びアフィン移動推定方法に係り、より詳細には発生
ビット率を下げた映像コーディング方法及び小さなブロ
ックに対しても効率的にコーディングを行えるアフィン
移動推定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、国際電気通信連合（ＩＴＵ−Ｔ：
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｎｉｃａ
ｔｉｏｎ ｐａｒｔ）は次世代映像電話と関連して、
Ｈ．２６Ｌの国際標準化作業を本格化している。これは
Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、及びＨ．２６３＋のような一
連の映像電話関連の映像コーディング方法の標準案がＩ
ＴＵ−Ｔ国際標準に確定された後、Ｈ．２６３＋＋標準
案とＭＰＥＧ−４のような標準による技術が開発され
た。

【０００３】しかし、超低速のリアルタイム応用のため
のより一層向上したコーディング効率と短い端−対−端
（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ）遅延を達成するための要求が
相変らず存在する。すなわち、同じビット率でＨ．２６
３＋規格によるコーディング方法より改善されたフレー
ム率を達成したり、Ｈ．２６３＋規格によるコーディン
グ方法でコーディングした画質と同等な画質を維持しな
がらビット率を顕著に低下させられる移動推定方法及び
映像コーディング方法に対する必要性が相変らず存在す
る。

【０００４】従来の一つの移動推定方法では、

【数２８】 がマクロブロックまたはそのサブブロックの座標である
とする時、アフィン移動推定は、次の式、

【数２９】 を使用して映像内のピクセルの移動を表現する。ここ
で、

【数３０】 とはブロック

【数３１】 内に位置したピクセルのｘ軸及びｙ軸方向の移動大きさ
に該当する。これらを合せた

【数３２】 を

【数３３】 に位置したピクセルの移動ベクトルと呼ぶ。すなわち、
前記式１ａと式１ｂにおいて各ピクセルで移動ベクトル
はピクセルの位置と６つのパラメータ

【数３４】 とにより決定される。このようなパラメータ

【数３５】 は「アフィン移動パラメータ」と呼ぶことができる。

【０００５】しかし、前記のようなアフィン移動推定方
法によれば、アフィン移動パラメータのビット数が増加
すれば移動推定の計算量が増加して時間がたくさんかか
るようになり、あるブロックは従来の直交移動推定に比
べて向上を与えないようになる。一方、Ｈ．２６１、
Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−２などのよ
うな標準では、

【数３６】 と表現される直交移動模型を基礎にピクセルの移動を表
現する。式２ａと式２ｂとを見れば、ブロック内の全て
のピクセルの移動ベクトルは一つのベクトル値に固定さ
れていることが分かる。しかし、アフィン移動の場合に
は、式１ａ及び式１ｂから分かるように、各ピクセルの
位置による移動ベクトル値が可変的である。アフィン移
動推定は回転、縮少、拡大、及び歪みのような映像の複
雑な移動を表現できるために、精巧な移動推定が可能で
あるという長所がある。

【０００６】アフィン移動推定により映像の移動を推定
するためには各ブロック別に式１ａ及び式１ｂに示した
ような移動パラメータを求めねばならない。移動パラメ
ータは現在映像と移動補償された移転映像のピクセル値
の差を最小化するブロックの変位値に該当して次の式、

【数３７】 と表現される。ここで、

【数３８】 はピクセル

【数３９】 の輝度値を示し、

【数４０】 はｋ番目ブロックを示す。

【数４１】 は式１ａと式１ｂとにより表現される。すなわち、式３
は現在のブロックと移動パラメータとにより動いた以前
のブロック間の輝度値の差を最小化する移動パラメータ
を意味し、この移動パラメータが移動推定されたパラメ
ータである。

【０００７】従来技術によるアフィン移動推定方法では

【数４２】 、

【数４３】 は反復係数であるとする時、移動パラメータを、

【数４４】 を使用して求める。また、

【数４５】 である時は、

【数４６】 のように示され、このような場合の移動パラメータは初
期値と称する。

【数４７】

【０００８】前記式４ないし式９ａ及び式９ｂにおいて
見られたアフィン移動パラメータ推定方法は微分移動推
定法と呼ばれる。前記微分移動推定法はアフィン移動推
定に最も多用される。反復係数

【数４８】 を０と置き、その時の自乗誤差は可能な最大値と置く。
次に、前記式６ないし式９ａ及び式９ｂを使用して式６
の値をアップデートし、式４に代入することで

【数４９】 を求める。ここで、求めた

【数５０】 を使用して現在のブロックと移動補償されたブロックと
の差を次の式、

【数５１】 を使用して求める。もし、

【数５２】 より小さければ

【数５３】 に１を増加させて前記段階を反復する。

【数５４】 より大きい場合にはその時の

【数５５】 を推定された移動パラメータと決定して反復推定過程を
終了する。

【０００９】しかし、前記のようなアフィン移動推定方
法は大きさが小さいブロックに対しては移動推定性能が
急激に落ちるという問題点がある。従って、アフィン移
動推定方法は直交移動推定方法に比べて優秀な映像予測
性を持っているにもかかわらずＨ．２６１、Ｈ．２６
３、ＭＰＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−４のような標準で適
用されないでいる。

【００１０】一方、前記のような推定方法により得られ
たアフィン移動パラメータは小数点以下の値を持つ過ち
形態を持つ。従って、このようなパラメータは実際の映
像符号化に使われるためには固定小数点に変換したり量
子化されねばならない。Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰ
ＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−４のような標準ではブロック
別にコーディングせねばならない移動情報は、移動ベク
トルを使用して予測コーディングをすることにより移動
情報のコーディング時に発生するビット数を減らす。し
かし、アフィン移動模型を使用する場合には、式１で示
したように６つのパラメータがあるがこれら各パラメー
タは周辺ブロックとの相関性が低いために、直交移動模
型でのように移動情報を予測コーディングすることが非
常に困難である。従って、アフィン移動模型の移動パラ
メータをコーディングするにあたりかなり多くのビット
数が要求される。従って、アフィン移動パラメータの効
率的なコーディング方法が必要である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明がなそうとする
技術的課題は、アフィン移動推定を使用することにより
得られる移動推定効果を持ちつつも発生ビット率を下げ
た映像コーディング方法を提供することである。本発明
がなそうとする他の技術的課題は、小さなブロックに対
しも効率的にコーディングを行える移動推定方法を提供
することである。本発明がなそうとするさらに他の技術
的課題は、前記のような映像コーディング方法によりコ
ーディングされたビットストリームをデコーディングす
るデコーディング方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題をなすために本
発明の日本側面による映像コーディング方法は、（ａ）
アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメ
ータを求める段階と、（ｂ）前記アフィン移動パラメー
タを所定数の直交移動ベクトルに変換する段階と、
（ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で、変換
された直交移動ベクトルの差をコーディングする段階と
を含むことを特徴とする。

【００１３】また、前記映像コーディング方法は前記
（ｃ）段階以前に、前記（ｂ）段階により変換された直
交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子
化する段階をさらに含むことが望ましい。また、前記映
像コーディング方法は、前記（ｃ）段階以前に、Ψとп
とはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコ
ーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間
隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度
Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に
現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差
信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在の
ブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必
要なビット数であるとする時、現在のブロックの直交移
動ベクトルのピクセル単位の所定範囲を定め、決められ
た範囲内の各値ごとに

【数５６】 により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに
対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことが
望ましい。

【００１４】また、前記映像コーディング方法はハット
（ｈａｔ）は予測値を取る演算、

【数５７】 は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当す
る直交移動ベクトルを取る演算であるとする時、

【数５８】 を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現
在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する
段階とをさらに含むことが望ましい。

【００１５】また、前記（ｃ）段階は、（ｃ−１）現在
のブロックの変換された直交移動ベクトルと周辺ブロッ
クの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベクトルの差
を求める段階と、（ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの
差を可変長コーディングする段階とを含むことが望まし
い。また、前記（ａ）段階は、

【数５９】 がマクロブロックまたはそのサブブロックの座標である
とする時、現在のフレーム内のコーディングするブロッ
ク内と以前のフレーム内のピクセル値に対し、

【数６０】 とを使用して映像内のピクセルの移動を推定することに
より、６つのアフィン移動推定パラメータ

【数６１】 を求める段階を含むことが望ましい。

【００１６】また、前記（ｂ）段階は、

【数６２】 のもとで、サブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなるブロッ
クは一つのマクロブロックに該当し、ブロックの

【数６３】 と定義される時、サブブロックＡの中心点での移動ベク
トルを

【数６４】 を使用して求める段階を含むことが望ましい。

【００１７】また、前記映像コーディング方法は前記
（ｂ）段階以後に、（ｂ’−１）直交移動ベクトルを所
定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階と、
（ｂ’−２）直交移動ベクトルのうちビット率と歪曲と
を考慮する時に最適の正確度を選択する段階と、（ｂ’
−３）周辺ブロックの変換された直交移動ベクトルを用
いて選択された正確度の直交移動ベクトルを予測する段
階とをさらに含むことが望ましい。

【００１８】また、前記映像コーディング方法は前記
（ａ）段階以前に、現在のブロックに対するブロック整
合技法により一つの直交移動ベクトルを求める段階をさ
らに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）求めた直交移動
ベクトルを初期値として使用し、アフィン移動推定を行
うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含
むことが望ましい。代案として、前記映像コーディング
方法は前記（ａ）段階以前に、現在のブロックに対する
ブロック整合技法により一つの直交移動ベクトルを求め
る段階をさらに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）求め
た直交移動ベクトルを初期値として使用し、アフィン移
動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求め
る段階を含むことがより望ましい。

【００１９】代案として、前記映像コーディング方法は
前記（ａ）段階以前に、現在のブロックの上位に位置し
たブロック及び現在のブロックの左側に位置したブロッ
クの推定されたアフィン移動パラメータのうちから現在
のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号
の平均二乗和を最小化する場合の移動パラメータを求め
る段階をさらに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）ピク
セル単位の所定範囲について求めた移動パラメータを初
期値として使用し、アフィン移動推定を行うことにより
アフィン移動パラメータを求める段階を含むことがより
望ましい。

【００２０】代案として、前記映像コーディング方法は
前記（ａ）段階以前に、現在のブロックの上位に位置し
たブロック及び現在のブロックの左側に位置したブロッ
クの推定されたアフィン移動パラメータのうちから現在
のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号
の平均二乗和を最小化する場合の移動パラメータを求め
る段階をさらに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）求め
た移動パラメータを初期値として使用してピクセル単位
の所定範囲についてアフィン移動推定を行うことにより
アフィン移動パラメータを求める段階を含むことがより
望ましい。

【００２１】また、前記課題をなすために本発明の他の
側面による映像コーディング方法は、（ａ）アフィン移
動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求め
る段階と、（ｂ）ブロックの大きさは

【数６５】 、定数αは

【数６６】 と定義されるとする時、

【数６７】 と

【数６８】 のもとで直交移動ベクトルを求める段階と、（ｃ）前記
（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差をコーディン
グする段階とを含むことを特徴とする。

【００２２】また、前記課題をなすために本発明のさら
に他の側面による映像コーディング方法は、（ａ）現在
のブロックの直交移動ベクトルに対してピクセル単位の
所定範囲を定める段階と、（ｂ）Ψとпとはそれぞれ選
択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする
時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として
決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロ
ックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロック
と移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗
和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交
移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数で
あるとする時、前記（ａ）段階で決められた範囲内の各
値ごとに

【数６９】 を計算することにより正確度の集合Πのうちから選択さ
れた正確度Ψに対し最小値を得た正確度を与える直交移
動ベクトルのピクセル移動ベクトルを定める段階と、
（ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で変換さ
れた直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを
含むことを特徴とする。

【００２３】また、前記課題をなすために本発明のさら
に他の側面による映像コーディング方法は、（ａ）直交
移動ベクトルの６つの成分

【数７０】 別にピクセル単位の所定範囲を定める段階と、（ｂ）Ψ
とпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像
をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子
化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正
確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する
時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックと
の差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現
在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするの
に必要なビット数であるとする時、直交移動ベクトルの
６つの成分

【数７１】 別に前記（ａ）段階で決められた範囲内の各値ごとに

【数７２】 を計算することにより、正確度の集合Πのうちから選択
された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を与える直交
移動ベクトルのピクセル移動ベクトルを求める段階と、
（ｃ）前記（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差を
コーディングする段階とを含むことを特徴とする。ま
た、前記他の課題をなすために本発明による移動推定方
法は（ａ）アフィン移動推定を行うことによりアフィン
移動パラメータを求める段階と、（ｂ）前記アフィン移
動パラメータを所定数の直交移動ベクトルに変換する段
階とを含むことを特徴とする。

【００２４】また、前記さらに他の課題をなすために本
発明による移動推定方法は（ａ）コーディングされたデ
ータを受信する段階と、（ｂ）受信されたデータをデコ
ーディングすることにより直交移動ベクトルを求める段
階と、（ｃ）求めた直交移動ベクトルをアフィン移動パ
ラメータに変換する段階と、（ｄ）求めたアフィン移動
パラメータを使用して移動補償を行う段階とを含むこと
を特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下添付された図面を参照して本
発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。図１には本
発明の実施形態による映像コーディング方法の主要段階
をフローチャートとして示した。図１を参照すれば、本
発明の実施形態による映像コーディング方法は、まず、
現在映像フレーム内のコーディングするブロックのピク
セル値と移転映像フレーム内のサーチ領域のピクセル値
を使用してアフィン移動推定を行うことにより、現在の
ブロックのアフィン移動パラメータを求める（段階１０
２）。アフィン移動推定は、例えば６つのパラメータ

【数７３】 を使用して記述できる。

【００２６】次に、本実施形態ではアフィン移動を３つ
の直交移動ベクトルで記述する。このために、移動推定
を行うことにより求めたアフィン移動パラメータを直交
移動ベクトルに変換する（段階１０４）。本実施形態の
段階（１０４）では、ブロックの

【数７４】 と定義されるとする時、

【数７５】 のもとでアフィン移動パラメータを直交移動ベクトルに
変換する。

【００２７】アフィン移動パラメータは小数点以下の値
を持つ過ち形態を行っているゆえに、実際の映像コーデ
ィングに使われるためには固定小数点の値に変換または
量子化されねばならない。このために、段階（１０４）
により変換された直交移動ベクトルを所定正確度を持つ
固定小数点値に量子化する（段階１０６）。図２に図示
したように一つのマクロブロックが４つのサブブロック
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなるとする時、式１ａと式１ｂの座
標値ｉ｀とｊ｀とにサブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中心
点の座標値を代入すれば、サブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、及
びＤの中心点での移動ベクトルを、

【００２８】

【数７６】 のように求めることができる。次に、最適の正確度を選
択する（段階１０８）。

【数７７】 ここで、Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合を
示す。また、ＱＰは映像をコーディングする時に使用し
た量子化間隔であるとする時、λは

【数７８】 と設定される。ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロッ
クの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと
移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和
を示す。また、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロ
ックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要な
ビット数を示す。従って、前記式１３は正確度の集合Π
のうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確
度を使用することを意味する。前記正確度を使用して現
在のブロックの直交移動ベクトルを示す。

【００２９】次に、次の式、

【数７９】 を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現
在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する
（段階１１０）。図３にはブロックの符号を説明するた
めの図面を示した。ここで、ハットは予測値を取る演算
を示し、

【数８０】 は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当す
る直交移動ベクトルを取る演算を示す。アフィン移動パ
ラメータは式１１ａ及び式１１ｂに示したように３つの
直交移動ベクトルを用いて表現されるので、現在処理ブ
ロックの右側下段のサブブロック、一般的にサブブロッ
クｄに対する直交移動ベクトルは予測しないだけでなく
コーディングすることもしない。従って、全てのブロッ
クに対して現在処理ブロックの右側下段のサブブロック
はコーディングしなくともよい。しかし、式１４ａ、式
１４ｂ、式１５ａ、式１５ｂ、式１６ａ、及び式１６ｂ
はそれぞれサブブロックＵ＿ｄ及びＬ＿ｄの直交ベクト
ルを予測する時に使用する。このようなサブブロックｄ
の直交移動ベクトルは、

【数８１】 を使用して計算されたものに該当する。

【００３０】また、式１４ａ、式１４ｂ、式１５ａ、式
１５ｂ、式１６ａ、及び式１６ｂで、周辺ブロックの直
交移動ベクトルに対する正確度が現在のブロックの直交
移動ベクトルの正確図と相異なる場合には、周辺ブロッ
クの直交移動ベクトルに対する正確度を現在のブロック
に対する正確図と同一に変更することが望ましい。次
に、現在のブロックの変換された直交移動ベクトルと周
辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベク
トルの差を求め（段階１１２）、求めた直交移動ベクト
ルの差を可変長コーディング（段階１１４）する。

【００３１】

【表１】 表１には本発明の実施形態による映像コーディング方法
でテスト映像を使用して平均移動ベクトルエントロピを
評価した結果を示した。表１を参照すれば、本発明によ
る映像コーディング方法のテスト映像シーケンスに対す
る平均移動ベクトルエントロピ（アフィン移動ベクトル
で参照される）は、直交移動ベクトル推定方法を基礎と
した従来の映像エンコーディング方法を使用したテスト
映像シーケンスに対する平均移動ベクトルエントロピよ
り大きいということが分かる。

【００３２】

【表２】 また、表２には平均予測利得を示すＰＳＮＲ測定結果を
示した。ＰＳＮＲの単位はデシベル（ｄＢ）である。表
２を参照すれば、テスト映像シーケンスに対する測定さ
れたＰＳＮＲは直交移動ベクトル推定を基礎とした映像
エンコーディング方法に比べ、本発明による移動ベクト
ル基盤のアフィン移動推定方法を適用した映像エンコー
ディング方法が大きいということが分かる。

【００３３】すなわち、前記段階（１０２）と段階（１
０４）とを含む方法を直交移動ベクトルを求める移動推
定方法に適用すれば、アフィン移動推定を使用すること
により得られる向上された移動推定効果を持ちつつも、
１６×１６ピクセル以下の小さなブロックに対しても高
い性能の移動推定を行える。また、前記のような映像コ
ーディング方法によれば、発生する単位パケットのビッ
ト数が最も多く発生する時は、９．６２×３、すなわ
ち、２８．８６ビットが発生し、最も少なく発生する時
は４．７２×３、すなわち、１４．１６ビットが発生す
るので、従来のアフィンパラメータで各パラメータ別に
８ビットを使用してＦＬＣコーディングする場合での６
×６、すなわち、３６ビットが発生することに比べて発
生ビット率が低い。

【００３４】図１を参照して説明した以上の実施形態で
は、現在映像フレーム内のコーディングするブロックの
ピクセル値と移転映像フレーム内のサーチ領域のピクセ
ル値とを使用してアフィン移動推定を行うことにより現
在のブロックのアフィン移動パラメータを求める段階
（１０２）、求めたアフィン移動パラメータを直交移動
ベクトルに変換する段階（１０４）、及び変換された直
交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子
化する段階（１０６）が分離されて行われることを例に
説明した。

【００３５】しかし、式１１ａ及び式１１ｂのもとでア
フィンパラメータ推定を行うことにより、現在映像フレ
ーム内のコーディングするブロックのピクセル値と以前
の映像フレーム内のサーチ領域のピクセル値を使用して
アフィン移動推定を行うことにより現在のブロックのア
フィン移動パラメータを求める段階（１０２）と、移動
推定を行うことにより求めたアフィン移動パラメータを
直交移動ベクトルに変換する段階（１０４）とを一つの
段階に統合できる。このような場合には複雑さをより減
らすことができるという長所がある。

【００３６】また、現在のブロックの直交移動ベクトル
のピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の
各値ごとに式１３により最も最小の値を与える直交移動
ベクトルのピクセル移動ベクトルを定めることにより段
階（１０２）、段階（１０４）、及び段階（１０６）を
統合できる。たとえば、サブピクセル単位で所定範囲を
定め、範囲内の各値ごとに式１３により最小値を与える
直交移動ベクトルのサブピクセル移動ベクトルを定める
ことが可能である。このような場合には複雑さをさらに
減らすことができるという長所がある。

【００３７】また、図１を参照して説明した実施形態で
は段階（１０２）で、各直交移動ベクトル成分をその成
分が持てる全ての場合を考慮して求めるようになる。し
かし、直交移動ベクトルの６つの成分

【数８２】 別にピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内
の各値ごとに式１３により最小値を与える直交移動ベク
トルのピクセル移動ベクトルを定めることが可能であ
る。このような場合には複雑さをさらに減らすことがで
きるという長所がある。

【００３８】また、前記段階（１０２）で、初期分を式
５から「０」に設定したことを例に説明した。しかし、
現在のブロックに対するブロック整合技法により一つの
直交移動ベクトルを求め、求めた直交移動ベクトルを初
期値として使用して段階（１０２）を行うことがより望
ましい。また、段階（１０２）で、現在のブロックの上
位に位置したブロック及び現在のブロックの左側に位置
したブロックの推定されたアフィン移動パラメータのう
ち現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの
差信号の平均二乗和を最小化する場合の移動パラメータ
を初期値として使用することも可能である。

【００３９】また、現在のブロックに対するブロック整
合技法により一つの直交移動ベクトルを求め、段階（１
０２）では求めた直交移動ベクトルを初期値として使用
してピクセル単位の所定範囲についてアフィン移動パラ
メータを求めることにより複雑さをさらに減らすことが
可能である。また、現在のブロックの上位に位置したブ
ロック及び現在のブロックの左側に位置したブロックの
推定されたアフィンパラメータのうちから現在のブロッ
クと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二
乗和を最小化する移動パラメータを求め、段階（１０
２）では求めた移動パラメータを初期値として使用し、
ピクセル単位の所定範囲についてアフィン移動パラメー
タを求めることにより複雑さをさらに減らすことも可能
である。

【００４０】一方、前記と本発明による映像コーディン
グ方法によりコーディングされたビットストリームは本
発明による移動ベクトルデコーディング方法によりデコ
ーディングすることが可能である。図４には本発明の実
施形態による移動ベクトルデコーディング方法の主要段
階をフローチャートで示した。図４を参照すれば、本発
明の実施形態による移動ベクトルデコーディング方法
は、可変長コーディングされたデータを受信（段階４０
２）し、受信されたデータを可変長デコーディングする
ことにより直交移動ベクトルを求める（段階４０４）。
前述の映像コーディング方法によりコーディングされた
ビットストリームは該当ブロックと周辺ブロックの直交
移動ベクトルのメディアン値の差を含むので、受信され
たデータを可変長デコーディングすることにより、該当
ブロックと周辺ブロックのメディアン値の差を求めた
後、差を使用して直交移動ベクトルが求められる。

【００４１】次に、求めた直交移動ベクトルをアフィン
移動パラメータに変換する（段階４０６）。段階（４０
６）は図１及び図２を参照して説明した映像コーディン
グ方法で移動パラメータを移動ベクトルに変換する過程
の逆過程に該当するので、本明細書ではこれ以上説明し
ない。ここで、段階（４０６）で求めたアフィン移動パ
ラメータを使用して移動補償を行うことにより映像を復
元する（段階４０８）。

【００４２】前記のような本発明による映像コーディン
グ方法及び移動ベクトルデコーディング方法と移動推定
方法は個人用またはサーバ級のコンピュータ内において
実行されるプログラムで作成可能である。前記プログラ
ムを構成するプログラムコード及びコードセグメント
は、当該分野のコンピュータプログラマらにより容易に
推論できる。また、前記プログラムはコンピュータ読み
出し可能な記録媒体に保存されうる。前記記録媒体は自
己記録媒体、光記録媒体、及び電波媒体を含む。

【００４３】

【発明の効果】前述したように本発明による映像コーデ
ィング方法は、アフィン移動推定を使用することにより
得られる向上された移動推定効果を持ちつつも発生ビッ
ト率が低い。また、本発明による移動推定方法は、アフ
ィン移動推定を使用することにより得られる向上された
移動推定効果を持ちつつも１６×１６ピクセル以下の小
さなブロックに対しても高い性能の移動推定を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による映像コーディング方
法の主要段階を図示したフローチャートである。

【図２】 本発明の実施形態による移動推定方法で使わ
れたアフィン移動ベクトルの座標システムを示した図面
である。

【図３】 ブロック符号を説明するための図面である。

【図４】 本発明の実施形態による映像デコーディング
方法の主要段階を図示したフローチャートである。

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）アフィン移動推定を行うことによ
   りアフィン移動パラメータを求める段階と、 （ｂ）前記アフィン移動パラメータを所定数の直交移動
   ベクトルに変換する段階と、 （ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で、変換
   された直交移動ベクトルの差をコーディングする段階と
   を含むことを特徴とする映像コーディング方法。
2. 【請求項２】 前記（ｃ）段階以前に、 前記（ｂ）段階により変換された直交移動ベクトルを所
   定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階をさらに
   含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディン
   グ方法。
3. 【請求項３】 前記（ｃ）段階以前に、 ΨとΠはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像
   をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子
   化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正
   確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する
   時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックと
   の差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現
   在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするの
   に必要なビット数であるとする時、現在のブロックの直
   交移動ベクトルをピクセル単位の所定範囲を定め、決め
   られた範囲内の各値ごとに 【数１】 により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに
   対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことを
   特徴とする請求項２に記載の映像コーディング方法。
4. 【請求項４】 ハット（ｈａｔ）は予測値を取る演算、
   ｍｅｄｉａｎ｛｝は３つの直交移動ベクトルのうち大き
   さが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算である
   とする時、 【数２】 を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現
   在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する
   段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の映
   像コーディング方法。
5. 【請求項５】 前記（ｃ）段階は、 （ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクト
   ルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移
   動ベクトルの差を求める段階と、 （ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーデ
   ィングする段階とを含むことを特徴とする請求項１に記
   載の映像コーディング方法。
6. 【請求項６】 前記（ａ）段階は、 【数３】 がマクロブロックまたはそのサブブロックの座標である
   とする時、現在のフレーム内のコーディングするブロッ
   ク内と以前のフレーム内のピクセル値とについて 【数４】 とを使用して映像内のピクセルの移動を推定することに
   より、６つのアフィン移動推定パラメータ 【数５】 を求める段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の
   映像コーディング方法。
7. 【請求項７】 前記（ｂ）段階は、 【数６】 と 【数７】 とを基礎にし、サブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなるブ
   ロックは一つのマクロブロックに該当し、ブロックの大
   きさは 【数８】 定数αは 【数９】 と定義される時、サブブロックＡの中心点での移動ベク
   トルを 【数１０】 を使用して求める段階を含むことを特徴とする請求項１
   に記載の映像コーディング方法。
8. 【請求項８】 前記（ｂ）段階以後に、 （ｂ’−１）直交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定
   小数点値に量子化する段階と、 （ｂ’−２）直交移動ベクトルのうちビット率と歪曲と
   を考慮する時に最適の正確度を選択する段階と、 （ｂ’−３）周辺ブロックの変換された直交移動ベクト
   ルを用いて選択された正確度の直交移動ベクトルを予測
   する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記
   載の映像コーディング方法。
9. 【請求項９】 前記（ａ）段階以前に、 現在のブロックに対するブロック整合技法により一つの
   直交移動ベクトルを求める段階をさらに含み、 前記（ａ）段階は、 （ａ’）求めた直交移動ベクトルを初期値として使用
   し、アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パ
   ラメータを求める段階を含むことを特徴とする請求項１
   に記載の映像コーディング方法。
10. 【請求項１０】 前記（ａ）段階以前に、 現在のブロックの上位に位置したブロック及び現在のブ
    ロックの左側に位置したブロックの推定されたアフィン
    移動パラメータのうちから現在のブロックと移動補償さ
    れた以前のブロックとの差信号の平均二乗和を最小化す
    る場合の移動パラメータを求める段階とさらに含み、 前記（ａ）段階は、 （ａ’）ピクセル単位の所定範囲について求めた移動パ
    ラメータを初期値として使用し、アフィン移動推定を行
    うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含
    むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング
    方法。
11. 【請求項１１】 （ａ）アフィン移動推定を行うことに
    よりアフィン移動パラメータを求める段階と、 （ｂ）ブロックの大きさは 【数１１】 、定数αは 【数１２】 と定義されるとする時、 【数１３】 とを基礎として直交移動ベクトルを求める段階と、 （ｃ）前記（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差を
    コーディングする段階とを含むことを特徴とする映像コ
    ーディング方法。
12. 【請求項１２】 前記（ｃ）段階以前に、 前記（ｂ）段階により変換された直交移動ベクトルを所
    定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階をさらに
    含むことを特徴とする請求項１１に記載の映像コーディ
    ング方法。
13. 【請求項１３】 前記（ｃ）段階以前に、 Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映
    像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量
    子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は
    正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現す
    る時に現在のブロックと移動補償された以前のブロック
    との差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで
    現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングする
    のに必要なビット数であるとする時、現在のブロックの
    直交移動ベクトルをピクセル単位の所定範囲を定め、決
    められた範囲内の各値ごとに 【数１４】 により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに
    対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことを
    特徴とする請求項１１に記載の映像コーディング方法。
14. 【請求項１４】 ハットは予測値を取る演算、 【数１５】 は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当す
    る直交移動ベクトルを取る演算であるとする時に、 【数１６】 を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現
    在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の
    映像コーディング方法。
15. 【請求項１５】 前記（ｃ）段階は、 （ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクト
    ルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移
    動ベクトルの差を求める段階と、 （ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーデ
    ィングする段階とを含むことを特徴とする請求項１１に
    記載の映像コーディング方法。
16. 【請求項１６】 （ａ）現在のブロックの直交移動ベク
    トルに対してピクセル単位の所定範囲を定める段階と、 （ｂ）Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、Ｑ
    Ｐは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、
    λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ
    （Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトル
    を表現する時に現在のブロックと移動補償された以前の
    ブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正
    確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディ
    ングするのに必要なビット数であるとする時、現在のブ
    ロックの直交移動ベクトルをピクセル単位の所定範囲を
    定め、決められた範囲内の各値ごとに 【数１７】 により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに
    対し最小値を得た正確度を与える直交移動ベクトルのピ
    クセル移動ベクトルを定める段階と、 （ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で、変換
    された直交移動ベクトルの差をコーディングする段階と
    を含むことを特徴とする映像コーディング方法。
17. 【請求項１７】 前記（ｃ）段階以前に、 ハットは予測値を取る演算、 【数１８】 は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当す
    る直交移動ベクトルを取る演算であるとする時、 【数１９】 を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現
    在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の
    映像コーディング方法。
18. 【請求項１８】 前記（ｃ）段階は、 （ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクト
    ルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移
    動ベクトルの差を求める段階と、 （ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーデ
    ィングする段階とを含むことを特徴とする請求１６に記
    載の映像コーディング方法。
19. 【請求項１９】 （ａ）直交移動ベクトルの６つの成分 【数２０】 別にピクセル単位の所定範囲を定める段階と、 （ｂ）Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、Ｑ
    Ｐは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、
    λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ
    （Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトル
    を表現する時に現在のブロックと移動補償された以前の
    ブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正
    確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディ
    ングするのに必要なビット数であるとする時、直交移動
    ベクトルの６つの成分 【数２１】 別に前記（ａ）段階で決められた範囲内の各値ごとに 【数２２】 を計算することにより正確度の集合Πのうちから選択さ
    れた正確度Ψに対し最小値を得た正確度を与える直交移
    動ベクトルのピクセル移動ベクトルを求める段階と、 （ｃ）前記（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差を
    コーディングする段階とを含むことを特徴とする映像コ
    ーディング方法。
20. 【請求項２０】 前記（ｃ）段階以前に、 ハットは予測値を取る演算、 【数２３】 は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当す
    る直交移動ベクトルを取る演算であるとする時 【数２４】 を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現
    在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の
    映像コーディング方法。
21. 【請求項２１】 前記（ｃ）段階は、 （ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクト
    ルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移
    動ベクトルの差を求める段階と、 （ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーデ
    ィングする段階とを含むことを特徴とする請求項１９に
    記載の映像コーディング方法。
22. 【請求項２２】 （ａ）アフィン移動推定を行うことに
    よりアフィン移動パラメータを求める段階と、 （ｂ）前記アフィン移動パラメータを所定数の直交移動
    ベクトルに変換する段階とを含むことを特徴とする移動
    推定方法。
23. 【請求項２３】 前記（ｂ）段階以後に、 前記（ｂ）段階により変換された直交移動ベクトルを所
    定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階をさらに
    含むことを特徴とする請求項２２に記載の移動推定方
    法。
24. 【請求項２４】 前記（ｂ）段階以後に、 Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映
    像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量
    子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は
    正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現す
    る時に現在のブロックと移動補償された以前のブロック
    との差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで
    現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングする
    のに必要なビット数であるとする時、 現在のブロックの直交移動ベクトルをピクセル単位の所
    定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに 【数２５】 により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに
    対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことを
    特徴とする請求項２３に記載の移動推定方法。
25. 【請求項２５】 ハットは予測値を取る演算、 【数２６】 は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当す
    る直交移動ベクトルを取る演算であるとする時、 【数２７】 を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現
    在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の
    移動推定方法。
26. 【請求項２６】 （ａ）コーディングされたデータを受
    信する段階と、 （ｂ）受信されたデータをデコーディングすることによ
    り直交移動ベクトルを求める段階と、 （ｃ）求めた直交移動ベクトルをアフィン移動パラメー
    タに変換する段階と、 （ｄ）求めたアフィン移動パラメータを使用して移動補
    償を行う段階とを含むことを特徴とする動きベクトルデ
    コーディング方法。