JP2004500772A - ビデオ信号を符号化する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、圧縮されたビデオデータ信号（ＣＳ）を供給する入力ビデオ信号（ＩＳ）を受信する符号化方法に関する。この方法は、ビデオシーンに含まれる以下ＶＯＰと略称される、ビデオオブジェクトプレーンを抽出する入力ビデオ信号のセグメント化（ＳＥＧ）ステップと、非可視ＶＯＰの検出（ＤＥＴ）ステップと、検出ステップにより検出された非可視イントラ符号化又は予測符号化ＶＯＰに表示順において先行する双方向予測符号化ＶＯＰを、イントラ符号化又は予測符号化ＶＯＰに変換する修正（ＣＯＲ）ステップと、検出ステップにより非可視ＶＯＰが検出された場合には変換されたＶＯＰを符号化（ＥＮＣ）し、又は反対に検出されない場合には通常のＶＯＰを符号化（ＥＮＣ）するステップとを有し、圧縮されたビデオデータ信号を生ずる。用途としては、ＭＰＥＧ−４エンコーダである。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力ビデオ信号をセグメント化するステップを有し、前記ステップが、少なくとも１つのビデオオブジェクトプレーンＶＯＰを有する少なくとも１つのビデオオブジェクトを供給する、入力ビデオ信号の符号化方法に関する。
【０００２】
このような符号化方法は、例えば、ＭＰＥＧ−４用途にて使用されうる。
【０００３】
【従来の技術】
今日、符号化方式は、国際標準規格ＭＰＥＧ−４ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄから知られており、ＭＰＥＧ−４ Ｖｉｓｕａｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ １， ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−２と呼ばれている。
【０００４】
このＭＰＥＧ−４規格は、ユーザがアクセスするとともに操作加工することが可能なシーンにおけるエンティティを構成するビデオオブジェクトを使用する。所与の時間におけるビデオオブジェクトのインスタンスは、ビデオオブジェクトプレーンと呼ばれ、以下ＶＯＰ（Ｖｉｄｅｏ Ｏｂｊｅｃｔ Ｐｌａｎｅ）と略称する。ＶＯＰの符号化された表示は、その形状、動き、及びテクスチャの表示を含む。
【０００５】
以下Ｉ−ＶＯＰと略称される、イントラ符号化ＶＯＰは、他のピクチャに関係なく符号化される。これらのＩ−ＶＯＰは、復号が開始されることが可能な符号化されたシーケンスへのアクセスポイントを供給するけれども、穏やかな圧縮のみを用いて符号化される。以下Ｐ−ＶＯＰと略称される、予測符号化ＶＯＰは、過去のイントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰからの動き補償された予測を用いて、より効率的に符号化され、通常、更に進んだ予測のための基準として使用される。以下Ｂ−ＶＯＰと略称される、双方向予測符号化ＶＯＰは、最高度の圧縮を供給するけれども、動き補償のために過去及び未来の双方の基準ＶＯＰを必要とする。以下マクロブロックと呼ばれる、ＶＯＰの１６ライン領域による１６個の各サンプルについて、又は、以下ブロックと呼ばれる、ＶＯＰの８ライン領域による８個の各サンプルについて、必要に応じて、動きベクトルが規定される。
【０００６】
ビデオシーケンスの間に、或るビデオオブジェクトが、別のオブジェクトによって隠蔽されたり、ピクチャウィンドウの外に出たり、又は小さ過ぎて目に見えなくなっている可能性があり、所与の時間にビデオオブジェクトがビジュアルシーンから消えてしまう。それにも関わらず、この非可視ビデオオブジェクトは、なおシーンの一部であり、姿を消していても再び姿を現わしているものとして、圧縮されたビデオデータ信号において送信されなければならない。
【０００７】
ＭＰＥＧ−４ビデオ規格は、ＶＯＰヘッダの符号化インジケータによって上記動作を達成する。ｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄと名付けられた符号化インジケータは、ＶＯＰが実際に符号化されたのか（ｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝１）、又は次のデータがＶＯＰのために存在しないか（ｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝０）を示す。非可視ＶＯＰは、動き補償についての基準として使用されることはできない。結果として、過去及び未来の基準が、図１ａ及び図１ｂによって規定される。図１ａは、符号化順におけるＶＯＰのシーケンスを示し、ここでＰ（ｎ）は非可視ＶＯＰである。図１ｂは、表示順におけるＶＯＰの図１ａと同じシーケンスを示す。このＶＯＰ Ｐ（ｎ）は、破線で表わされている。
【０００８】
過去の基準ＶＯＰは、過去において最も新しく復号されたｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝１のＩ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰとして規定される。図１ｂに描写される矢印により図示されるように、対象のＶＯＰ Ｂ（ｎ−２），Ｂ（ｎ−１）のみならず、ＶＯＰ Ｂ（ｎ＋１），Ｂ（ｎ＋２）及びＰ（ｎ＋３）についても、過去の基準ＶＯＰは、ＶＯＰ Ｐ（ｎ−３）である。
【０００９】
未来の基準ＶＯＰは、ｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄの値に関わらず、未来において最も新しく復号されたＩ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰとして規定される。対象のＶＯＰ Ｂ（ｎ＋１）及びＢ（ｎ＋２）については、未来の基準ＶＯＰは、ＶＯＰ Ｐ（ｎ＋３）である。従って、対象のＢ−ＶＯＰは、以下の如く参照することができる。
・ 過去の基準ＶＯＰについて ｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝１ならば、過去及び／又は未来の基準ＶＯＰを参照する。
・ 未来の基準ＶＯＰについて ｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝０ならば、過去の基準ＶＯＰのみ参照する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、入力ビデオ信号のより効率的な符号化を達成することである。本発明は、以下の態様を考慮する。
【００１１】
従来技術による符号化方法は、未来の基準ＶＯＰについてｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝０の場合、過去の基準ＶＯＰを使用することのみによって、Ｂ−ＶＯＰを符号化する。斯様なＢ−ＶＯＰの符号化はＰ−ＶＯＰの符号化と同様であるので、上記方法はあまり効率的ではない。Ｐ−ＶＯＰの符号化と比較して、斯様なＢ−ＶＯＰの符号化が更に非効率な理由は、より高価な符号化シンタックスを使用するからである。加えて、符号器において当該方法を実施するために、Ｂ−ＶＯＰが有効な未来の基準をもたない場合を通常の場合から区別しなければならないので、Ｂ−ＶＯＰの処理が更に複雑になる。
【００１２】
従来技術による符号化方法は、ＶＯＰのグループからずっと遠くにありうる過去の基準を用いて、表示順で、１つのＩ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰ、及びＢ−ＶＯＰ（ｓ）、並びに引き続く非可視ＶＯＰを有するＶＯＰのグループも符号化する。図１ｂの例において、Ｐ（ｎ−３）は、Ｂ（ｎ＋１），Ｂ（ｎ＋２）及びＰ（ｎ＋３）についての過去の基準である。これは符号化効率を更に悪くする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による符号化の方法は、
・ 非可視ＶＯＰの検出ステップと、
・ 上記検出ステップによって検出された非可視イントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに表示順において先行する双方向予測符号化ＶＯＰを、符号化されるべきイントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに変換する修正ステップと、
を有することを特徴とする。
【００１４】
このような符号化方法により、符号化順における非可視ＶＯＰに引き続く過去及び未来の双方の基準Ｂ−ＶＯＰを用いて符号化することが可能になり、結果として符号化効率が改善される。更に、表示順における１つのＩ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰ、及びＢ−ＶＯＰ、並びに引き続く非可視ＶＯＰを有するＶＯＰのグループが、より近いＰ−ＶＯＰを基準として符号化され、これにより符号化効率が更に改善される。
【００１５】
本発明は、このような符号化方法を実行するビデオ符号器にも適用される。
【００１６】
本発明のこれら及び他の態様は、本願明細書下文の実施例を参照すると、より明らかになり明瞭に説明されるであろう。
【００１７】
本発明は、添付図面を参照する例によって以下説明されるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による符号化方法の原則が、図２のブロック図で示される。
【００１９】
この符号化方法は、圧縮されたビデオデータ信号（ＣＳ）を供給するために入力ビデオ信号（ＩＳ）を受け取る。この方法は、
・ ビデオシーンに含まれる少なくとも１つのＶＯＰを有するビデオオブジェクトを抽出するための、入力ビデオ信号のセグメント化（ＳＥＧ）ステップと、
・ 非可視ＶＯＰの検出（ＤＥＴ）ステップと、
・ 上記検出ステップにより検出された（Ｙ）非可視Ｉ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰに表示順で先行するＢ−ＶＯＰを、Ｉ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰに変換するための修正（ＣＯＲ）ステップと、
・ 非可視ＶＯＰが上記検出ステップにより検出された場合には変換されたＶＯＰを符号化（ＥＮＣ）し、又は反対に検出されない場合（Ｎ）には通常のＶＯＰを符号化（ＥＮＣ）し、結果として圧縮されたビデオデータ信号をもたらすステップと、
を有する。
【００２０】
この検出ステップは、ＶＯＰの形状分析に基づく。任意に形作られたＶＯＰが形成されるとき、形状データを含むマクロブロックが全く存在しないならば、このＶＯＰは非可視ＶＯＰであることを意味し、ＶＯＰのサイズがゼロに設定され、すなわち、符号化インジケータｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝０となる。この検出ステップの結果はＹであり、修正ステップが適用される。
【００２１】
この修正ステップの結果として、過去及び未来の基準が、図３ａ及び図３ｂに従って再規定される。図３ａは、符号化順におけるＶＯＰのシーケンスを示し、ここで、Ｐ（ｎ）は非可視ＶＯＰである。図３ｂは、表示順におけるＶＯＰの図３ａと同じシーケンスを示す。ＶＯＰ Ｐ（ｎ）は、破線で表わされている。上記修正ステップの後、図３ａによれば、非可視ＶＯＰ Ｐ（ｎ）に引き続くＶＯＰは、ここでＢ（ｎ−２）及びＰ（ｎ−１）になる。
【００２２】
過去の基準ＶＯＰが、過去における最も新しく復号されたｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝１のＩ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰとして規定される。過去の基準ＶＯＰは、対象のＶＯＰ Ｂ（ｎ−２）について常にＶＯＰ Ｐ（ｎ−３）であるが、ＶＯＰ Ｂ（ｎ＋１）， Ｂ（ｎ＋２）及びＰ（ｎ＋３）のグループについて、ここではＶＯＰ Ｐ（ｎ−１）となる。このＶＯＰ Ｐ（ｎ−１）は、上述された３つのＶＯＰのグループについて従来技術のＶＯＰ Ｐ（ｎ−３）よりも更に近づいた基準となり、これにより符号化効率が改善される。
【００２３】
未来の基準ＶＯＰが、ｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄの値に関わらず、未来において最も新しく復号されたＩ−ＶＯＰ又はＰ−ＶＯＰとして規定される。未来の基準ＶＯＰは、対象のＶＯＰ Ｂ（ｎ＋１）及びＢ（ｎ＋２）について、ＶＯＰ Ｐ（ｎ＋３）であるが、ＶＯＰ Ｂ（ｎ−２）について、ここではＶＯＰ Ｐ（ｎ−１）となる。ＶＯＰ（ｎ−２）が、過去の基準のみをもつＢ−ＶＯＰとして符号化される代わりに、本当のＢ−ＶＯＰとして符号化され、従って、双方向予測の全体の符号化効率を伴う。更に、ＶＯＰ（ｎ−１）が、過去の基準のみをもつＢ−ＶＯＰとして符号化される代わりに、Ｐ−ＶＯＰとして符号化され、従って、従来技術のものよりもより安価な符号化シンタックスを伴う。この結果として、当該符号化方法により、符号化効率の改善がもたらされる。
【００２４】
ＶＯＰヘッダが書き込まれた後に符号化が終了すること以外は、非符号化ＶＯＰが規則的に処理される。表示順で直前のＶＯＰが、未だに符号化されていない場合、すなわちｖｏｐ＿ｃｏｄｅｄ＝０である場合、非符号化ＶＯＰの符号化を防ぐために、そのＶＯＰは、符号化チェーンから取り除かれる。
【００２５】
このような符号化方法は、ビットを節約するとともに、周期的なレートで非可視ＶＯＰを符号化する代わりに、姿が見えない間１度だけ非可視ＶＯＰを符号化し、このＶＯＰが再び可視になるときに限り、符号化を再び始める。
【００２６】
本発明による符号化方法は、例えば、ビデオ符号器に組み込まれることを目的とする集積回路などにおいて実施される。
【００２７】
この対応するビデオ符号器は、出力圧縮されたビデオデータ信号を供給することを目的とし、
・ 入力ビデオ信号から、少なくとも１つのＶＯＰを有する少なくとも１つのビデオオブジェクトを抽出するセグメント化手段と、
・ 非可視ＶＯＰを検出する検出器と、
・ 上記検出器によって検出された非可視イントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに表示順において先行する双方向予測符号化ＶＯＰを、符号化されるべきイントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに変換する修正手段と、
・ 非可視ＶＯＰが上記検出器によって検出された場合には変換されたＶＯＰを符号化し、又は反対に検出されない場合には通常のＶＯＰを符号化し、圧縮されたビデオデータ信号をもたらすデータ圧縮器とを有する。
【００２８】
適宜にプログラムされる集積回路を使用して、この符号化方法を実施することが可能である。例えば、コンピュータプログラミングメモリに含まれる命令のセットにより、当該集積回路に、この符号化方法の異なるステップを実行させることができる。この命令のセットは、例えば、ディスクなどのデータ担体を読み込むことによって、プログラミングメモリにロードされることが可能である。この命令セットは更に、例えば、インターネットのような通信ネットワークを介するサービスプロバイダによって使用可能にされることもできる。
【００２９】
請求項における如何なる参照符号も、特許請求の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞及びこの活用形が、どの請求項においても記載される以外の他のステップ又は構成要素の存在を除外するものではないことに留意されたい。構成要素又はステップの前に付く冠詞「ａ」又は「ａｎ」も、当該構成要素又はステップの複数の存在を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】従来技術による符号化順におけるＶＯＰのシーケンスを表わす。
【図１ｂ】表示順におけるＶＯＰのシーケンスについて、従来技術による過去及び未来の基準を表わす。
【図２】本発明による符号化方法のブロック図である。
【図３ａ】本発明による符号化順におけるＶＯＰのシーケンスを表わす。
【図３ｂ】表示順におけるＶＯＰのシーケンスについて、本発明による過去及び未来の基準を表わす。

Claims (4)

1. 入力ビデオ信号をセグメント化するステップを有し、前記ステップが、少なくとも１つのビデオオブジェクトプレーンＶＯＰを有する少なくとも１つのビデオオブジェクトを供給する、入力ビデオ信号の符号化方法であって、前記符号化方法が、
   非可視ＶＯＰの検出ステップと、
   前記検出ステップによって検出された非可視イントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに表示順において先行する双方向予測符号化ＶＯＰを、符号化されるべきイントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに変換する修正ステップと、を更に有することを特徴とする符号化方法。
2. 符号化チェーンから、２番目の時間において可視でないＶＯＰを取り除くステップと、
   前記ＶＯＰが再び可視になるとき、符号化を再び始めるステップと、
   を更に有する、請求項１に記載の符号化方法。
3. 少なくとも１つのビデオオブジェクトプレーンＶＯＰを有する
   少なくとも１つのビデオオブジェクトを、入力ビデオ信号から抽出するためのセ
   グメント化手段を有する、入力ビデオ信号を受信するビデオ符号器であって、前
   記ビデオ符号器が、
   非可視ＶＯＰの検出器と、
   前記検出器によって検出された非可視イントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに
   表示順において先行する双方向予測符号化ＶＯＰを、符号化されるべきイントラ符号化ＶＯＰ又は予測符号化ＶＯＰに変換する修正手段と、
   を更に有することを特徴とするビデオ符号器。
4. ビデオ符号器にロードされるとき、請求項１又は２に記載の符号化方法を前記ビデオ符号器に実行させる命令のセットを有する、ビデオ符号器用のコンピュータプログラム製品。