JP2001507908A - 画像シーケンスの符号化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 画像シーケンス（Ｐ）の符号化において、動きベクトル（ＭＶ）が、符号化されるべき現在の画像（Ｐ（ｎ））内の画素ブロック（Ｂ（^*，^*；ｎ））に対して確立される。前記動きベクトル（ＭＶ）は、前記符号化されるべき現在の画像（Ｐ（ｎ））内の前記画素ブロック（Ｂ（^*，^*；ｎ））と同様である過去の画像（Ｐ（ｎ−１））内の画素ブロック（Ｂ（^*，^*；ｎ−１））を指示する。前記現在の画像（Ｐ（ｎ））内の前記画素ブロック（Ｂ（^*，^*；ｎ））に関するデータ（Ｄ）が圧縮される（ＣＭＰ）。このデータ（Ｄ）が圧縮される程度は、圧縮パラメータ（ＣＰ）に依存する。前記圧縮パラメータ（ＣＰ）が、前記動きベクトル（ＭＶ）に基づいて制御される。従って、動的対象物を表す画素ブロックに関するデータを、相対的に低く圧縮することが出来、一方、静的対象物を表す画素ブロックに関するデータを、相対的に高く圧縮することが出来る。これは、復号側における相対的に良好な画質を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 画像シーケンスの符号化 技術分野 本発明は、画像シーケンス(sequence of pictures)の符号化に関する。本発明 は、例えば、ＭＰＥＧ(Moving Pictures Experts Group)により定められた標準 に応じて動作するビデオコーダで適用され得る。 背景技術 ＭＰＥＧ−４標準に応じたビデオ符号化は、動き評価、動き補償、離散コサイ ン変換(DCT)及び量子化等の機能を有するであろう。動き評価は、符号化される べき現在の画像内の画素ブロック(block of pixels)に対する動きベクトルを確 立する。動きベクトルは、符号化されるべき現在の画像内の画素ブロックと同様 である過去の画像内の画素ブロックを指示する。動き補償は、これら二つの画素 ブロックの間の差である予測誤差ブロックを提供する。予測誤差ブロックは、Ｄ ＣＴを受ける。その結果は、ＤＣＴ係数ブロック(block of DCT coefficients) である。量子化は、量子化パラメータにより各ＤＣＴ係数を除算すること及びそ の結果を最も近い整数へラウンドオフする(round off)ことを含む。 ＭＰＥＧ−４の情報"Q2 Core Experiment:macroblock rate control"，ISO/IE C JTC/SC29/WG11 MPEG96/M2159，April 1997，Bristol(UK)において、ブロック 毎に量子化パラメータを制御することが提案されている。各画素ブロックに対し て、子測誤差ブロックにおける二乗値の和(sum of squared values)が計算され る。この和は、絶対差の和(sum of absolute differences(SAD))として参照され る。量子化パラメータは、ＳＡＤに基づいて制御される。 発明の開示 本発明の目的は、相対的に良好な画質を復号側で得ることが出来るような画像 シーケンスの符号化にある。 本発明は、以下の点を考慮に入れている。復号側で知覚される画質は、主に、 視聴者が“関心事”として関連付ける画像内のある部分により決定される。多く の場合、視聴者は、静的対象物(stationary objects)よりむしろ動的対象物(mov ing objects)に集中するであろう。即ち、動的対象物を符号化する精細さが、知 覚される画質に大きく影響するであろう。 本発明は、以下のフィーチャーを構築する。符号化されるべき現在の画像内の 画素ブロックと同様である過去の画像内の画素ブロックを指示する動きベクトル が確立される。前記現在の画像内の前記画素ブロックに関するデータが圧縮され 、該データが圧縮される程度は、圧縮パラメータに依存する。これらのフィーチ ャーは、例えば、ＤＣＴ係数ブロックが圧縮されるべきデータを構築し、量子化 パラメータが圧縮パラメータを構築する、ＭＰＥＧビデオ符号化に具備される。 本発明によれば、前記圧縮パラメータが、前記動きベクトルに基づいて制御さ れる。従って、動的対象物を表す画素ブロックに関するデータを、相対的に低く 圧縮することが出来、一方、静的対象物を表す画素ブロックに関するデータを、 相対的に高く圧縮することが出来る。斯かる動きベクトルに基づく量子化パラメ ータの制御は、動的対象物が相対的に高い精細さで符号化される、と言うことを もたらす。即ち、本発明は、復号側における相対的に良好な画質を可能にする。 動きベクトルに基づく圧縮パラメータを制御する二つの基本の方法があること に注意されたい。一方の基本の方法においては、固定カメラが、符号化されるべ き画像シーケンスを提供する。この場合、動的対象物を表す画素ブロックは、相 対的に大きい動きベクトルを持つであろうし、背景を表す画素ブロックは、相対 的に小さい動きベクトルを持つであろう。故に、動きベクトルが大きい場合、デ ータは相対的に低く圧縮されるべきであり、逆に、動きベクトルが相対的に小さ い場合、データは相対的に高く圧縮されるべきである。他方の基本の方法におい ては、動的対象物を追跡しているカメラが、符号化されるべき画像シーケンスを 提供する。この場合、動的対象物を表す画素ブロックは、相対的に小さい動きベ クトルを持つであろうし、背景を表す画素ブロックは、相対的に大きい動きベク トルを持つであろう。故に、動きベクトルが相対的に小さい場合、データは相対 的に低く圧縮されるべきであり、動きベクトルが相対的に大きい場合、データは 相対的に高く圧縮されるべきである。 本発明及び本発明を有利に実施するために任意に用いられ得る付加的なフィー チャーが、以下に記載の図面を参照して明白に説明されるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は、請求項１に記載の本発明の基本のフィーチャーを図示する概念図で ある。 第２図乃至第６図は、各々、請求項２乃至６に記載される付加的なフィーチャ ーを図示する概念図である。 第７図は、本発明によるＭＰＥＧビデオコーダの一例の機能ブロック図である 。 第８ａ図乃至第８ｄ図は、ＭＰＥＧビデオコーダ内のフィルタの作用を図示し ている。 図面の詳細な説明 初めに、参照記号の使用について幾つか注意されたい。図を通して、同様の要 素は、同一の文字コートで示される。一つの図において、種々の同様の要素が示 されるかもしれない。その場合は、添え字が、同様の要素を互いに識別するため に文字コードに付される。添え字は、同様の要素がランニングパラメータである 場合括弧間にあるだろう。ここでの説明及び各請求項において、参照記号におけ る如何なる添え字は、妥当な場合には省略されるかもしれない。 第１図は、本発明の基本のフィーチャーを図示している。画像Ｐのシーケンス の符号化において、動きベクトルＭＶが、符号化されるべき現在の画像Ｐ（ｎ） 内の画素ブロックＢ（^*，^*；ｎ）に対して確立される。動きベクトルＭＶは、符 号化されるべき現在の画像Ｐ（ｎ）内の画素ブロックＢ（^*，^*；ｎ）と同様であ る過去の画像Ｐ（ｎ−１）内の画素ブロックＢ（^*，^*；ｎ−１）を指示する。デ ータコンプレッサＣＭＰが、現在の画像Ｐ（ｎ）内の画素ブロックＢ（^*，^*；ｎ ）に関するデータＤを圧縮する。データＤを圧縮する程度は、圧縮パラメータＣ Ｐに依存する。コントローラＣＯＮが、動きベクトルＭＶに基づいて圧縮パラメ ータＣＰを制御する。 以下の点が、第１図に図示される基本のフィーチャーに関して考慮されている 。多くの応用例においては、画像シーケンスを符号化することにより得られるビ ット数は、好ましくは、ある制限を越えるべきではない。言い換えると、あるビ ット数が、画像シーケンスを符号化するために利用可能である。利用可能なビッ トの相対的に大部分が動的対象物を符号化するために用いられる場合、画質に有 用である。利用可能なビットの静的対象物を符号化するために用いられる部分が 小さくなればなるほど、動的対象物を符号化するために用いられ得る部分がより 大きくなる。即ち、動的対象物を表していない画素ブロックに関するデータが相 対的に低くしか圧縮されない、と言うことが防止されることが望ましい。 画像Ｐのシーケンスが動的対象物を含んでいると仮定する。多くの場合、この 対象物は、各画像において種々の画素ブロックを包含するであろう。ある特定の 画像において動きベクトルがこれらの画素ブロックに対して確立される場合、こ れらの動きベクトルはそれほど違わないであろう。反対に、動きベクトルがその 付近の動きベクトルと相対的に大きく異なる場合、当該動きベクトルが属する画 素ブロックは、動的対象物又はその一部を表していないと仮定して大丈夫である 。 第２図は、第１図に図示されるフィーチャーに加えて以下のフィーチャーを図 示している。動き指示ＭＩが、現在の画像Ｐ（ｎ）内の画素ブロックＢ（^*，^*； ｎ）に対して、画素ブロックＢ（^*，^*；ｎ）に属する動きベクトルＭＶ並びに隣 接する画素ブロックに属する動きベクトルＭＶ＋及びＭＶ−に基づいて確立され る。コントローラＣＯＮが、動き指示ＭＩに依存して圧縮パラメータＣＰを制御 する。 第２図に図示されるフィーチャーは、以下の有利な効果を提供する。動き指示 ＭＩは、隣接する動きベクトルと同様である動きベクトルを持つ画素ブロックと 、隣接する動きベクトルと異なる動きベクトルを持つ画素ブロックとの間の識別 を可能にする。故に、動き指示ＭＩは、動的対象物の一部を恐らく表す画素ブロ ックと、斯かるような対象物の動きベクトルは逆を示唆するが、動的対象物を恐 らく表していない画素ブロックとの間の識別を可能にする。圧縮パラメータＣＰ が動き指示ＭＩに依存して制御されるため、動的対象物を表さない画素ブロック に関連するデータか相対的に低くしか圧縮されない、と言うことを防止すること が 出来る。これは、利用可能なビットの相対的に大部分を動的対象物を符号化する ために用いることを可能にする。即ち、第２図に図示されるフィーチャーは、画 質に貢献する。 以下の点も、第１図に図示される基本のフィーチャーに関して考慮されている 。画像シーケンス又はその一部がむしろ静的なシーンを表していると言うことが 起こるかもしれない。その場合、画像内の大部分の動きベクトルは、動的対象物 というよりむしろ偶発的な影響(random effects)に起因するであろう。言い換え ると、大部分の動きベクトルは、ノイズを成す。圧縮パラメータＣＰが斯かる動 きベクトルに依存して制御されたならば、その値は、偶発的にブロック毎に変化 するであろう。斯かる圧縮パラメータＣＰの偶発的な変化は、一般的に、復号側 における画質に悪影響を及ぼすであろう。これは、圧縮パラメータＣＰの値が調 整される場合、この調整は、そうでなければ当該画像そのものを符号化するため に用いられ得るであろうあるビット数を要求して符号化されなければならないた め、一層真実みがある。 第３図は、第１図に図示されるフィーチャーに加えて以下のフィーチャーを図 示している。画素ブロックグループＧＲＰ(group of blocks of pixels)に属す る動きベクトルＭＶの平均長ＡＬが計算される。平均長ＡＬが閾値ＴＨより下で ある場合、コントローラＣＯＮは、画素ブロックグループＧＲＰに属するデータ Ｄを圧縮するための圧縮パラメータＣＰを全体値(global value)ＶＡＬ＿ｇｌｏ ｂで維持する。 第３図に図示されるフィーチャーは、以下の有利な効果を提供する。動きベク トルＭＶの平均長ＡＬが閾値ＴＨより下である場合、画素ブロックグループＧＲ Ｐはむしろ静的なシーンを表していると思われる。その場合、圧縮パラメータＣ Ｐが全体値ＶＡＬ＿ｇｌｏｂに維持される即ちブロック毎に調整されないため、 偶発的な影響がデータＤの圧縮に影響を及ぼす、と言うことが防止される。即ち 、第３図に図示されるフィーチャーは画質に貢献する。 以下の点も、第１図に図示される基本のフィーチャーに関して考慮されている 。人間の視覚は、斜め方向よりも水平及び垂直方向により大きな解像度を持つ。 それ故、視聴者は、対象物が斜め方向に動く場合よりも水平又は垂直方向に実質 的 に動く場合に該対象物のより精細なディテールを認識することが出来るであろう 。 第４図は、第１図を参照して論じられたフィーチャーに加えて以下のフィーチ ャーを図示している。コントローラＣＯＮが、動きベクトルＭＶの長さＬ及び向 きＯに基づいて圧縮パラメータＣＰを制御する。第４図に図示されるフィーチャ ーは以下の有利な効果を提供する。圧縮パラメータＣＰが動きベクトルＭＶの長 さＬに基づくだけでなくその向きＯにも基づいて制御されるため、実質的に斜め 方向に移動する対象物か実質的に水平又は垂直方向に移動する対象物かに依存し て各々高く又低くデータを圧縮することが出来る。即ち、データ圧縮を、人間の 視覚特性に応じて制御し、利用可能なビットを効率的に使用することが出来る。 故に、第４図に図示されるフィーチャーは画質に貢献する。 以下の点も第１図に図示されるフィーチャーに関して考慮されている。“関心 事”である画素ブロックが圧縮される程度により画質はかなり影響されることを 前に説明した。動的対象物を表す画素ブロックは“関心事”である。しかしなが ら、多くの（新しい）ディテールを有する画素ブロックも“関心事”である。 第５図は、第１図に図示されるフィーチャーに加えて以下のフィーチャーを図 示している。画像ディテール指示ＰＤＩが、符号化されるべき画素ブロックＢ（^* ，^*；ｎ）に対して確立される。圧縮パラメータＣＰが、動きベクトルＭＶ及び 画像ディテール指示ＰＤＩに基づいて制御される。 第５図に図示される付加的なフィーチャーは、以下の有利な効果を提供する。 動きベクトルＭＶ及び画像ディテール指示ＰＤＩの組合せは、画素ブロックが“ 関心事”であるかどうか、もしそうであるならどの程度であるかの相対的に精細 な指示を提供する。圧縮パラメータＣＰがこの組合せに基づいて制御されるため 、画素ブロックの“関心事”の程度及び該ブロックに関するデータを圧縮する程 度の間の緊密な対応を達成することが出来る。即ち、第５図のフィーチャーは画 質に貢献する。 以下の点も、第１図に図示されるフィーチャーに関して考慮されている。十分 に一様な画質を達成するために、データＤを圧縮する程度が、画像シーケンスに おける符号化されるべき現在の画像Ｐ（ｎ）の位置に実質的に依存せず、且つ、 該画像自体における画素ブロックＢ（^*，^*；ｎ）の位置に実質的に依存しないこ とが望ましい。圧縮パラメータＣＰがブロック毎に基づいて調整される場合、概 して、その値が、関連する動きベクトルによっては必要とされないような、ある 画像の符号化全体を通して漸次上昇する又は減少するという潜在的な危険性があ る。言い換えると、圧縮パラメータＣＰの値においてあるドリフトがあると言う 危険性がある。斯かるドリフトは、一般的に、画質に悪影響を及ぼすであろう。 第６図は、第１図に図示されるフィーチャーに加えて以下のフィーチャーを図 示している。計算器ＣＡＬ１が、圧縮パラメータＣＰに係る全体値ＶＡＬ＿ｇ１ ｏｂを計算する。全休値ＶＡＬ＿ｇｌｏｂは、現在の画像Ｐ（ｎ）内の全ての画 素ブロックに対して有効である。計算器ＣＡＬ２が、動きベクトルＭＶに基づい て圧縮パラメータＣＰに係るデルタ値ＶＡＬ＿ｄｅｌｔａを計算する。コントロ ーラＣＯＮが、全体値ＶＡＬ＿ｇｌｏｂ及びデルタ値ＶＡＬ＿ｄｅｌｔａの和に 依存して圧縮パラメータＣＰを制御する。 第６図に図示されるフィーチャーは、以下の有利な効果を提供する。圧縮パラ メータＣＰは、変動するかもしれないが、概して、関連する画像に対して全体値 ＶＡＬ＿ｇｌｏｂに実質的に等しい値を持つであろう。これは、画像の符号化全 体を通して圧縮パラメータＣＰの値がドリフトしてしまうのを防止し、故に、十 分に一様な画質を確実にする。即ち、第６図に図示されるフィーチャーは、画質 に貢献する。 第７図は、第１乃至６図に図示される上述したフィーチャーを再捕するＭＰＥ Ｇビデオコーダの一例を図示している。このＭＰＥＧビデオコーダは、画像Ｐの シーケンスを表すＭＰＥＧデータ流ＤＳを提供する。 第７図は、概略的な機能ブロック図であり、ここで、内に文字Ｆを持つブロッ クはデータ処理機能を表している。第７図に図示されているＭＰＥＧビデオデコ ーダは、以下のデータ処理機能、即ち、動き評価ＭＥＳＴ、ベクトル長計算ＶＬ ＥＣ、平均計算ＡＶＣ、動き検出ＭＤＥＴ、フィルタリングＦＩＬ、動き補償Ｍ ＣＯＭＰ、減算ＳＵＢ、画像ディテール計算ＰＤＣ、離散コサイン変換ＤＣＴ、 量子化パラメータ制御ＱＰＣ、量子化パラメータＱＰに依存する量子化Ｑ、可変 長符号化ＶＬＣ、脱量子化(de-quantization)ＤＱ、逆離散コサイン変換ＩＤＣ Ｔ及び加算ＡＤＤを有している。他のブロックは、処理されるべきデータ又は処 理 されたデータ若しくは両方を記憶するためのメモリＭＥＭを表している。斯かる ブロックの内の参照記号は、どのタイプのデータが当該メモリＭＥＭ内に記憶さ れるかを指示している。メモリＭＥＭＩは、符号化されなければならない現在の 画像Ｐ（ｎ）を含有する。メモリＭＥＭ２は、過去の画像ＰＣＤ（ｎ−１）の符 号化及び復号されたバージョンを含有する。現在の画像Ｐ（ｎ）及び過去の画像 ＰＣＤ（ｎ−１）の符号化及び復号されたバージョンは、１６×１６ピクセルの マクロブロックを有する。 第７図は、二つの主部分、即ち、部分Ｉ及び部分ＩＩを有している。部分Ｉは 、現在の画像Ｐ（ｎ）内のマクロブロックグループを符号化するための準備を成 すデータ処理機能を有している。部分ＩＩは、各マクロブロックの実際の符号化 を成すデータ処理機能を有している。即ち、部分Ｉにおける処理機能が現在の画 像Ｐ（ｎ）内のマクロブロックグループに先ず適用され、その後、部分ＩＩにお ける処理機能が各個別のマクロブロックに適用される。 部分Ｉに具備される処理機能を以下により詳細に述べる。前記グループの各マ クロブロックに対して、動き評価ＭＥＳＴが、過去の画像ＰＣＤ（ｎ−１）の符 号化及び復号されたバージョンにおける同様の１６×１６画素のブロックを探索 する。この探索の結果が、該探索において発見された同様のブロックを指示する 動きベクトルＭＶである。例えば、動きベクトルＭＶは、過去の画像ＰＣＤ（ｎ −１）の符号化及び復号されたバージョンにおける同様の１６×１６画素のブロ ックの位置が、探索が実行された現在の画像Ｐ（ｎ）におけるマクロブロックに 対して１左で、２高いことを指示するｘ、ｙ座標−１、２を有するかもしれない 。斯くして得られた動きベクトルＭＶは、メモリＭＥＭ３に記憶される。結果と して、メモリＭＥＭ３は、動き評価ＭＥＳＴが実行されたマクロブロックグルー プに対する動きベクトルマップＭＶＭを有するであろう。実際、動きベクトルマ ップＭＶＭはマトリクスであり、該マトリクスの各要素が別個のマクロブロック に対する動きベクトルＭＶである。 ベクトル長計算ＶＬＥＣが、動きベクトルマップＭＶＭ内の各動きベクトルに 対する動きベクトル長ＭＶＬを提供する。従って、動きベクトル長マップＭＶＬ Ｍが、関連するマクロブロックグループに対して得られる。動きベクトル長ＭＶ Ｌは、以下のように計算される。 ＭＶＬ＝｜ＭＶｘ｜＋｜ＭＶｙ｜＋｜｜ＭＶｘ｜−｜ＭＶｙ｜｜ ここで、ＭＶｘ及びＭＶｙは、動きベクトルＭＶの各々ｘ及びｙ成分である。斯 くして計算された動きベクトル長ＭＶＬは、一般的に、動きベクトルＭＶの実際 の長さには対応していない。例えば、｜ＭＶｘ｜＝０及び｜ＭＶｙ｜＝１と仮定 する。その場合、ＭＶＬ＝２であるが、実際の動きベクトル長は１である。しか しながら、｜ＭＶｘ｜＝１及び｜ＭＶｙ｜＝１の場合、ＭＶＬ＝２であり、正に 実際の動きベクトル長である。一般に、計算された動きべクトル長ＭＶＬは、動 きベクトルの向きか斜めより水平又は垂直であるにつれて増加する値により実際 の動きベクトル長を超えるであろう。即ち、より大きな重みが、斜め方向への動 きよりも水平又は垂直方向への動きに対して与えられる。これは、目の分解能が 当方性ではない、即ち、目は斜め方向よりも水平又は垂直方向により高い周波数 を識別することが出来るという意味で人の目の知覚に対応する。 平均計算ＡＶＣが、動きベクトル長マップＭＶＬＭに含まれる動きベクトル長 ＭＶＬの平均を計算する。結果として、平均動きベクトルＡＭＶＬが得られる。 平均動きベクトル長ＡＭＶＬは、閾値、例えば、２と比較される。この比較の結 果は、以下に述べられる部分１１に具備されるデータ処理機能への影響(impact) を持つ。 動き検出ＭＤＥＴが、動きベクトル長マップＭＶＬＭに含まれる各動きベクト ル長ＭＶＬに対する２進動き指示ＢＭＩを提供する。動きベクトル長ＭＶＬと閾 値との比較がなされる。動きベクトル長ＭＶＬが閾値を越える場合、２進動き指 示ＢＭＩは値１を持つ。越えない場合、２進動き指示ＢＭＩは値０を持つ。従っ て、２進動き指示マップＢＭＩＭが、各２進指示ＢＭＩが別個のマクロブロック と関連付けられると共に該マクロブロックが動的対象物又はむしろその一部を表 すか表さないかを指示するように、関連するマクロブロックグループに対して得 られる。 フィルタリングＦＩＬが、各２進動き指示ＢＭＩと一つ以上のその付近の２進 動き指示とを比較し、この比較の結果に依存するフィルタリングされた動き指示 ＦＭＩを提供する。従って、フィルタリングされた動き指示マップＦＭＩＭが得 られる。以下の１、２、３及び４の何れのケースにおいても、フィルタリングさ れた動き指示ＦＭＩは、対応する動き指示ＢＭＩとは異なる値を持つであろう。 他の如何なる場合においては、フィルタリングされた動き指示ＦＭＩは、対応す る２進動き指示ＢＭＩの値と同一の値を持つであろう。第８ａ図は、あるマクロ ブロックに属する２進動き指示ＢＭＩが０であるが、先行するマクロブロックに 属する２進動き指示及び後続するマクロブロックに属する２進動き指示が共に１ であるケース１を図示している。この場合、当該マクロブロックに対するフィル タリングされた動き指示ＦＭＩには値２が与えられる。値２は、動きベクトル長 が閾値より下であるが、当該マクロブロックは恐らく動的対象物の一部を表して いることを指示する。動的対象物は、そのまま、静的対象物よりも高い精細さで 符号化されるべきである。以下示されるように、これは、関連するマクロブロッ クに対するフィルタリングされた動き指示ＦＭＩに対し値２を与えることにより 達成される。 フィルタリングされた動き指示ＦＭＩが２である可能性のあるマクロブロック の一例は、ビデオホン画像シーケンスにおいて話をしている人の頬を表すマクロ ブロックである。頬は、動的対象物であり、故に、該頬を表すマクロブロックの 殆どは、１の２進動き指示ＢＭＩを持つであろう。しかしながら、頬の中央は、 一般に、相対的に僅かしか動かないであろう。従って、頬の中央におけるマクロ ブロックに対する２進動き指示ＢＭＩは０であるかもしれないか、付近のマクロ ブロックに対する動き指示は１である。その場合、頬の中央におけるマクロブロ ックに対するフィルタリングされた動き指示ＦＭＩは、２になるであろう。結果 として、頬全体が、知覚される全体的な画質に貢献する十分な精細さで符号化さ れる、と言うことがここで示されるであろう。 第８ｂ図は、あるマクロブロックに属する２進動き指示ＢＭＩが１であるが、 先行するマクロブロックに属する２進動き指示及び後続するマクロブロックに属 する２進動き指示が共に０であるケース２を図示している。この場合、関連する マクロブロックに対するフィルタリングされた動き指示ＦＭＩには値０が与えら れる。値０は、関連するマクロブロックが恐らく動的対象部の一部を表していな いために与えられる。そうでなければ、付近の２進動き指示の少なくとも一つが 値１を持つであろう。関連するマクロブロックに対する２進動き指示ＢＭＩがそ の付近のものの値である０に代えて１であるという事実は、恐らく、偶発的な影 響に起因する。以下示されるように、関連するマクロブロックに対するフィルタ リングされた動き指示ＦＭＩに値０を与えることにより、量子化パラメータが望 ましくない偶発的な影響の結果調整される、と言うことが防止される。 第８ｃ図は、あるマクロブロックに属する２進動き指示ＢＭＩが０であるが、 二つの後続するマクロブロックに属する２進動き指示が１であるケース３を図示 している。この場合、関連するマクロブロックに対するフィルタリングされた動 き指示ＦＭＩには値１が与えられる。１である２進動き指示を持つ連続する二つ 以上のマクロブロックは、一般的に、動的対象物を表す。動的対象物は、該対象 物を囲む背景よりもかなり高い精細さで符号化されることを必要とするかもしれ ない。しかしながら、ＭＰＥＧ符号化においては、符号化の精細さを、あるマク ロブロックから次のマクロブロックに対し如何なる所定の程度に増加することが 出来ない。解決策は、動的対象物を表す連続する二つ以上のマクロブロックに先 行する関連するマクロブロックに対する符号化の精細さを予め増加することであ る。以下に示されるように、これは、関連するマクロブロックに対するフィルタ リングされた動き指示ＦＭＩに対し値１を与えることにより達成される。 第８ｄ図は、あるマクロブロックに属する２進動き指示ＢＭＩが０であるが、 二つの先行するマクロブロックに属する２進動き指示が１であるケース４を図示 している。この場合、関連するマクロブロックに対するフィルタリングされた動 き指示ＦＭＩには値１が与えられる。関連するマクロブロックは動的対象物に隣 接している。第８ｃ図により図示されるケース３における関連するマクロブロッ クも動的対象物に隣接している。これらのマクロブロックの何れも、過去に符号 化された画像においては動的対象物により隠されていたような背景の一部を表す かもしれない。故に、これらのマクロブロックの何れも新しい情報を構築するか もしれない。そうであるなら、一般的に、過去の画像内に上記新しい情報を構築 するマクロブロックと実質的に同様であるマクロブロックは無いであろう。この 理由のため、前記新しい情報を構築するマクロブロックはいわゆるブロック効果 を回避するために相対的に高い精細さで符号化されることが好ましい。以下示さ れるように、これは、第８ｃ図及び第８ｄ図により各々図示されるケース３及び ケース４における関連するマクロブロックに対するフィルタリングされた動き指 示ＦＭＩに対し値１を与えることにより達成される。 部分ＩＩに具備される処理機能を以下により詳細に述べる。前述したように、 これらの処理機能は、部分Ｉに具備される処理機能のようなマクロブロックグル ープに対する代わりに個々のマクロブロック各々に対して実行される。 画像ディテール計算ＰＤＣ及び量子化パラメータ制御ＱＰＣは、平均動きベク トル長ＡＭＶＬが前記閾値より下である場合には実行されない。平均動きベクト ル長ＡＭＶＬが前記閾値より下である場合、量子化パラメータＱＰに係る全体値 ＶＡＬ＿ｇｌｏｂが、当該グループの各マクロブロックの量子化Ｑに対して適用 される。如何なる場合においても、全体値ＶＡＬ＿ｇｌｏｂは、現在の画像Ｐ（ ｎ）の符号化を開始する前に計算され、該現在の画像Ｐ（ｎ）の符号化中に有効 である。量子化パラメータＱＰに係る全体値ＶＡＬ＿ｇｌｏｂは、過去の画像Ｐ （ｎ−１）又はその一部を符号化することにより得られたデータ量、その場合に 用いられた量子化パラメータＱＰの値、ＭＰＥＧデータ流ＤＳのビットレート、 及び一定のビットストリームの形態で符号化された画像を提供するための出力バ ッファを構築するメモリＭＥＭ７内に含まれるデータ量に基づいて計算されても 良い。欧州特許出願公開第EP-A-0 670 663(PHF94,510)が、斯かる量子化パラメ ータの計算の一例を記載している。 動き補償ＭＣＯＭＰが、動きベクトルマップＭＶＭから符号化されるべきマク ロブロックに属する動きベクトルＭＶを読み取る。過去の画像ＰＣＤ（ｎ−１） の符号化及び復号されたバージョンに含まれる同様の１６×１６画素のブロック を提供するために、動きベクトルＭＶを用いる。符号化されるべきマクロブロッ クからの上記同様の１６×１６画素のブロックの減算ＳＵＢが、予測誤差マクロ ブロックを提供する。離散コサイン変換ＤＣＴが、予測誤差マクロブロックをＤ ＣＴ係数ブロックに変換する。画像ディテール計算ＰＤＣが、減算ＳＵＢにより 提供された予測誤差マクロブロックにおける二乗値の和を提供する。この和は、 以下、絶対差の和ＳＡＤとして参照される。前述のように、画像ディテール計算 ＰＤＣが、平均動きベクトル長ＡＭＶＬが前記閾値を越える場合にのみ実行され る。 平均動きベクトル長ＡＭＶＬが前記閾値を越える場合にのみ実行される量子化 パラメータ制御ＱＰＣは、量子化パラメータＱＰに係る所望値ＶＡＬ＿ｄｅｓを 先ず計算する。所望値ＶＡＬ＿ｄｅｓは、全体値ＶＡＬ＿ｇｌｏｂ及びデルタ値 ＶＡＬ＿ｄｅｌｔａの和である。即ち、 ＶＡＬ＿ｄｅｓ＝ＶＡＬ＿ｇｌｏｂ＋ＶＡＬ＿ｄｅｌｔａ である。デルタ値ＶＡＬ＿ｄｅｌｔａは、符号化されるべきマクロブロックに属 する絶対差の和ＳＡＤ、動きベクトル長ＭＶＬ及びフィルタリングされた動き指 示ＦＭＩに依存する。絶対差の和ＳＡＤは、その値に依存してロー、平均、ハイ に分類される。同様に、動きベクトル長ＭＶＬは、その値に依存してヌル、平均 、ハイに分類される。以下の表は、どのデルタ値ＶＡＬ＿ｄｅｌｔａが適用する かを示している。ここで、 range_up＝MIN(6,MAX(3,(0.3^*VAL_glob))) int_up＝range_up/2 range_down＝MIN(8,MAX(4,(0.3^*VAL_glob))) int_down=range_down/2 である。 絶対差の和ＳＡＤがローであり、フィルタリングされた動き指示ＦＭＩが値０ を持つ場合、マクロブロックは符号化されないであろう。後者の状況が適用する 場合、マクロブロックはむしろ静的なシーンを表している。マクロブロックを符 号化しないと言うことは、全てのＤＣＴ係数が、該マクロブロックを相対的に数 ビツトでＭＰＥＧデータ流ＤＳにおいて表し得るようにする、零に設定されるこ とを意味する。これは、ビット数の見地から、画質に貢献する動的対象物を表す マクロブロックを符号化するためのより多くの空間を残す。 一度量子化パラメータＱＰに係る所望値ＶＡＬ＿ｄｅｓが計算されると、量子 化パラメータ制御ＱＰＣは、該量子化パラメータＱＰに係る適用値ＶＡＬ＿ａｄ ｐを確立する。適用値ＶＡＬ＿ａｄｐは、以下の状況を満足する場合、所望値Ｖ ＡＬ＿ｄｅｓに等しい。過去のマクロブロックに対して適用された適用値と所望 値ＶＡＬ＿ｄｅｓとの間の差が２よりも小さいことである。この状況を満足しな い場合、適用値ＶＡＬ＿ａｄｐは、所望値ＶＡＬ＿ｄｅｓが過去の適用値を越え るか下であるか各々に依存して過去のマクロブロックに適用された適用値＋２又 は−２である。 適用値ＶＡＬ＿ａｄｐが常に自動的に所望値ＶＡＬ＿ｄｅｓに等しくならない 事実は、ＭＰＥＧ符号化においては、量子化パラメータの値が差分形態で伝送さ れるためである。即ち、現在の量子化パラメータの値と過去の量子化パラメータ の値との間の差である差分値が伝送される。差分値は、−２及び２の境界の範囲 内に含まれなければならない。即ち、二つの隣接するマクロブロックの間の量子 化パラメータの値における如何なる変化も２を越えることが出来ない。 量子化Ｑは、各ＤＣＴ係数を量子化パラメータＱＰで除算し、この除算の結果 を最も近い整数にラウンドオフする。量子化パラメータＱＰには、平均動きベク トル長ＡＭＶＬが閾値を越える場合に適用値ＶＡＬ＿ａｄｐが、又、後者の状況 を満足しない場合に全体値ＶＡＬ＿ｇｌｏｂが与えられる。従って、量子化Ｑは 、量子化されたＤＣＴ係数ブロックを提供する。 可変長符号化ＶＬＣは、量子化されたＤＣＴ係数ブロックを可変長コードに変 換する。可変長コードは、メモリＭＥＭ７に書込まれ、ＭＰＥＧデータ流ＤＳの 一部を形成するように後に該メモリＭＥＭ７から除去される。 最後に、正に符号化されたマクロブロックの復号されたバージョンが、メモリ ＭＥＭ２への記憶のために確立される。このため、脱量子化ＤＱが、量子化され たＤＣＴ係数ブロックを脱量子化されたＤＣＴ係数ブロックに変換する。逆離散 コサイン変換ＩＤＣＴが、脱量子化されたＤＣＴ係数ブロックを復号された誤差 予測マクロブロックに変換する。この復号された誤差予測マクロブロックと、前 述した動き補償ＭＣＯＭＰにより提供された同様の１６×１６画素のブロックと の加算ＡＤＤの結果、正に符号化されたマクロブロックの復号されたバージョン に至る。即ち、現在の画像Ｐ（ｎ）の全てのマクロブロックが符号化された場合 、メモリＭＥＭ２は、該現在の画像の符号化及び復号されたバージョンを含有し 、該バージョンが、次の画像Ｐ（ｎ＋１）の符号化に用いられるであろう。 前述のように、第７図に図示されたＭＰＥＧビデオコーダは、第１図乃至第６ 図に図示されたフィーチャーを再補する。第１図に図示されるフィーチャーに関 して、以下のことを注意されたい。第７図に図示されるＭＰＥＧビデオコーダに おける減算器ＳＵＢにより提供される予測誤差マクロブロックは、第１図に示さ れる符号化されるべきマクロブロックに関するデータＤを構築する。離散コサイ ン変換ＤＣＴ、量子化パラメータＱＰに依存する量子化Ｑ及び可変長符号化ＶＬ Ｃは、第１図に図示されるコンプレッサＣＭＰを構築する。 ここで述べた図面及びその説明は、本発明を限定するというのではなく例証す るものである。添付の請求項の範囲に入るような他の例が多数あることは明らか であろう。これに関して、最後に以下を参照されたい。 種々のユニットにわたり物理的に拡がる機能又は機能的要素のやり方は多数あ る。これに関して、図面は、各々が本発明の可能な一実施例しか表していないよ うに非常に概略的である。即ち、図面は個々の機能的要素を個々のブロックとし て示しているが、これは、決して、幾つかの機能的要素又は全ての機能的要素が 単一の物理的なユニットとして実行されても良いと言うことを排除するものでは ない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．画像シーケンスを符号化する方法であって、 − 符号化されるべき現在の画像内の画素ブロックと同様である過去の画像内 の画素ブロックを指示する動きベクトルを確立する工程と、 − 前記現在の画像内の前記画素ブロックに関するデータを圧縮する工程であ って、該データを圧縮する程度は圧縮パラメータに依存するような工程と、 を有する方法において、 前記動きベクトルに基づいて前記圧縮パラメータを制御する工程を有するこ とを特徴とする方法。 ２．請求項１に記載の方法において、 − 前記画素ブロックに属する前記動きベクトル及び付近の画素ブロックに属 する動きベクトルに基づいて前記現在の画像内の前記画素ブロックに対する 動き指示を確立する工程と、 − 前記動き指示に依存して前記圧縮パラメータを制御する工程と、 を有することを特徴とする方法。 ３．請求項１に記載の方法において、 − 画素ブロックグループに属する各動きベクトルの平均長を計算する工程と 、 − 前記平均長が閾値より下である場合、前記画素ブロックグループに関する データを圧縮するために前記圧縮パラメータを全体値に維持する工程と、 を有することを特徴とする方法。 ４．請求項１に記載の方法において、 前記動きベクトルの長さ及び向きに基づいて前記圧縮パラメータを制御する 工程を有することを特徴とする方法。 ５．請求項１に記載の方法において、 − 前記符号化されるべき画素ブロックに対して画像ディテール指示を確立す る工程と、 − 圧縮されるべきデータの前記動きベクトル及び前記画像ディテール指示に 基づいて前記圧縮パラメータを制御する工程と、 を有することを特徴とする方法。 ６．請求項１に記載の方法において、 − 前記現在の画像内の全ての画素ブロックに対して有効である前記圧縮パラ メータに係る全体値を計算する工程と、 − 前記動きベクトルに基づいて前記圧縮パラメータに係るデルタ値を計算す る工程と、 − 前記全体値及び前記デルタ値の和に依存して前記圧縮パラメータを制御す る工程と、 を有することを特徴とする方法。 ７．画像シーケンスを符号化するためのビデオコーダであって、 − 符号化されるべき現在の画像内の画素ブロックと同様である過去の画像内 の画素ブロックを指示する動きベクトルを確立するための動き評価器と、 − 前記現在の画像内の前記画素ブロックに関するデータを圧縮するためのデ ータ圧縮器であって、該データを圧縮する程度は圧縮パラメータに依存する ようなデータ圧縮器と、 を有するビデオコーダにおいて、 − 前記動きベクトルに基づいて前記圧縮パラメータを制御するための制御器 を有することを特徴とするビデオコーダ。