JP2005507204A - ダミーの双方向予測フィールドピクチャの生成 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、ビデオシステム全般に関し、より詳細には、デジタル形式でエンコードされたビデオ系列を記録又は再生するビデオシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
デジタルテレビジョン(DTV)及び高精細テレビジョン(HDTV)は、今日の家庭用電子製品の市場において注目されている。これらのタイプのテレビジョンの多くの購入者は、先に記録された番組を視聴したり、該購入者の好みの番組を記録したりするために、デジタルビデオディスク(DVD)レコーダ又はプレーヤのような、デジタルビデオレコーダ又はプレーヤも購入する。特に、DTV(又はHDTV)とデジタルビデオレコーダ又はプレーヤとの組み合わせは、ホームシアター娯楽システムの統合された部分となる。
【0003】
デジタルビデオレコーダ又はプレーヤは、MPEG(Moving Picture Expert Group)デコーダを一般に含んでおり、このデコーダは、レコーダ又はプレーヤが再生するディスクに記憶されたデジタル形式でエンコードされたマルチメディアデータをデコードする。デジタルビデオレコーダ又はプレーヤが従来の(DTVではない、又はHDTVではない)テレビジョンに接続された場合、デジタル形式でエンコードされた信号は、従来のテレビジョンに表示される前に、デジタルビデオレコーダ又はプレーヤのMPEGデコーダによりデコードされる。しかし、多くのDTVは、それ自身のMPEGデコーダを含んでいる。かかるように、デジタルビデオレコーダ又はプレーヤがDTVに接続された場合、ディスクから読み出されたビデオ信号は、DTVのデコーダで遠隔的にデコードされる。このシステム構成は、リモートデコーダ構成と呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、デジタル形式でエンコードされた信号をリモートDTVデコーダでデコードすることには、重要な問題が存在する。特に、このタイプの構成においてトリックモードを実行することは非常に困難である。トリックモードは、通常の速度で再生が行われないか、又は順方向で再生が行われない任意のビデオ再生である。トリックモードは、スローモーション又はフリーズのトリックモードの間のように、ビデオ信号における多数のピクチャを繰り返すことを含んでいることがある。デジタルビデオレコーダ又はプレーヤとDTVとの間の帯域幅は制限されているため、DTVに供給される信号におけるピクチャを繰り返すことで、該信号のビットレートが転送チャネルの最大ビットレートの限度を超える場合がある。この問題は、ピクチャがイントラ(I)ピクチャ又は予測(P)ピクチャである場合にはより深刻になる。これは、これらのピクチャが比較的多くのビット数でエンコードされている場合があるためである。
【0005】
さらに、コマ落としのトリックモードの間のようなピクチャをスキップする処理であっても、ビデオ信号の平均のビットレートが最大ビットレートを超える可能性がある。特に、コマ落としのトリックモードでスキップされるグループ・オブ・ピクチャ(GOP)における最初のピクチャは、一般に双方向予測(B)ピクチャである。Bピクチャがスキップされるとき、残りのピクチャの平均のエンコードデータの量、すなわちピクチャ当たりの平均のビット数は増加する。転送チャネルのビットレートの限度を超えることは、トリックモードのビデオ信号が表示される間に、バッファのオーバフローを引き起こし、ピクチャの損失を引き起こす。
【0006】
ビットレートの問題に加えて、ビデオ信号を遠隔的にデコードすることには、別の問題がある。かかる構成において、インタレースピクチャを繰り返し表示することで、この繰り返されるピクチャにおいて動く対象物が含まれている場合には、振動する効果がディスプレイに現れる。この問題点を説明するために、インタレース走査の簡単な説明が与えられる。
【0007】
多くのテレビジョンは、インタレース走査技術を採用している。この走査フォーマットでは、ビデオ信号は、所定数の水平ラインに典型的に分割される。それぞれのフィールド周期の間、これらのラインの半分のみが走査される。一般に、最初のフィールド周期の間に奇数番号のラインが走査され、次のフィールド周期の間に偶数番号のラインが走査される。それぞれの掃引は、フィールドと呼ばれ、両者が組み合わされたとき、2つのフィールドは、1つの完全なピクチャ、すなわちフレームを形成する。NTSCシステムでは、毎秒で60フィールドが表示され、毎秒30フレームのレートとなる。
【0008】
インタレース走査型テレビジョンにおいて、動く対象物がスクリーンにわたり移動するとき、それぞれのフィールドは、この動く対象物の一部を表示するのみである。この部分的な表示は、あるフィールドが全体のピクチャのうちの1つおきの水平ラインを表示するだけであるために生じる。たとえば、ある特定のフィールドnについて、奇数番号の水平ラインのみが走査され、フィールドnで表示される動く対象物の一部は、フィールドnの奇数番号の水平ラインの掃引の間に走査される一部である。次のフィールドであるフィールドn+1は、1/60秒後に形成され、そのピクチャの偶数番号の水平ラインを表示する。したがって、フィールドn+1で表示される動く対象物の一部は、フィールドn+1の偶数番号の水平ラインの掃引の間に走査される一部である。それぞれのフィールドは時間的に別個のものであるが、人間の目には、フィールドが表示される速度のために、フィールドの連続的な表示は滑らかな動きとして知覚される。
【0009】
視聴者がトリックモードを始動した場合、トリックモードのビデオ信号は、繰り返されるピクチャ、インタレース走査フォーマットに従って記録されるピクチャを含んでいる場合がある。たとえば、視聴者が、ある特定のピクチャにフリーズのトリックモードを始動した場合、そのピクチャは、リモートデコーダを含んでいるDTVに繰り返し転送され、該DTVにてデコードされて表示される。しかし、該繰り返されるピクチャを表示することは、インタレースピクチャの通常表示に従うことであり、すなわち、インタレースピクチャを構成するフィールドが交互に表示される。
【0010】
先に説明されたように、動く対象物が、インタレース走査フォーマットに従って記録されたピクチャに現れる場合、それぞれのフィールドは、この動く対象物を1つの特定の位置で表示する。したがって、フリーズのトリックモードの間、これらのフィールドが交互に表示されるとき、ディスプレイにおいて動く対象物は、ディスプレイにおけるある位置から別の位置に急速に移動して再び戻る。実際に、この動く対象物は、振動しているように見える。この振動は、インタレースフィールドが時間的に別個のものであり、動く対象物がそれぞれのフィールドの異なる位置で現れるために生じる。
【0011】
また、この問題は、デインタレーサを含むDTVにも存在する。当該技術分野では公知であるように、デインタレーサは、インタレースフィールドから完全なフレームを構築する。したがって、デインタレーサは、繰り返されるインタレースフレームを備えるフィールドから完全なフレームを構築する。しかしながら、インタレースフィールドから構築されるこれら完全なフレームもまた交互のやり方で表示されるため、振動によるアーチファクトの可能性が生じる。さらに、この振動の影響は、フリーズのトリックモードで現れるだけでなく、インタレースピクチャが繰り返される任意の他のトリックモードでも現れる場合がある。したがって、システムの費用又は複雑さを増加することなしに、ビットレートの問題及び振動によるアーチファクトを低減することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、ダミーの双方向予測フィールドピクチャを生成する方法に関する。本方法は、残差信号のエンコードが行われないことを示すために該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップ、及び振動によるアーチファクトを制御するために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが参照画像の最初のフィールドと最後のフィールドのなかで少なくとも1つのフィールドから予測されることを示すために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップを含んでいる。上記第一のインジケータを設定するステップは、該残差信号の離散コサイン変換(DCT)によるエンコードが行われないことを示すために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップをさらに含んでいる。
【0013】
さらに、該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、複数のマクロブロックを含んでおり、該第一のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックのヘッダに含まれている。それぞれのマクロブロックは、水平方向の動き成分と垂直方向の動き成分を有する少なくとも1つの動きベクトルを含んでおり、上記第一のインジケータを設定するステップは、該水平方向の動き成分と該垂直方向の動き成分がゼロであることを示すために、第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップを含んでいる。
【0014】
1つの構成では、該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、逆方向で予測されるフィールドピクチャであり、該第一のインジケータの少なくとも1部は、motion_code[0][1][0]フラグ及びmotion_code[0][1][1]フラグを含んでいる。上記第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、該motion_code[0][1][0]フラグ及びmotion_code[0][1][1]フラグを値1に設定するステップを含んでいる。代替的に、該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、順方向で予測されるフィールドピクチャであり、該第一のインジケータの少なくとも1部は、motion_code[0][0][0]フラグ及びmotion_code[0][0][1]フラグを含んでいる。上記マクロブロックヘッダの少なくとも1部を設定するステップは、該motion_code[0][0][0]フラグ及びmotion_code[0][0][1]フラグを値1に設定するステップを含んでいる。
【0015】
別の態様では、該参照画像は、イントラピクチャ又は予測ピクチャである。また、該参照画像は、インタレースピクチャ、ノンインタレースピクチャ又はフィールドピクチャである。更に別の態様では、該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、逆方向で予測されるフィールドピクチャであり、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが予測される少なくとも1つのフィールドは、該参照画像の最初のフィールドである。
【0016】
最初のフィールドはトップフィールドであり、第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにある。ここで、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][1]フラグを含んでいる。上記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、該motion_vertical_field_select[0][1]フラグを値0に設定するステップを含んでいる。別の構成では、該最初のフィールドはボトムフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにある。ここで、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][1]フラグを含んでいる。上記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、該motion_vertical_field_select[0][1]フラグを値1に設定するステップを含んでいる。
【0017】
更に別の構成では、該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、順方向で予測されるフィールドピクチャであり、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが予測される少なくとも1つのフィールドは、該参照画像の最後のフィールドである。該最後のフィールドはトップフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにある。ここで、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][0]フラグを含んでいる。上記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、該motion_vertical_field_select[0][0]フラグを値0に設定するステップを含んでいる。
【0018】
代替的に、最後のフィールドはボトムフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにある。ここで、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][0]フラグを含んでいる。上記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、該motion_vertical_field_select[0][0]フラグを値1に設定するステップを含んでいる。また、本方法は、該ダミー双方向予測フィールドピクチャ、及び該参照画像の少なくとも1つのフィールドが同じパリティを有するとき、該マイクロブロックの少なくとも1部をスキップするステップをさらに含んでいる。
【0019】
また、本発明は、ダミーの双方向予測フィールドピクチャを生成するためのシステムに関する。本システムは、記憶媒体からデータを読み出すためのコントローラ、及びプロセッサを含んでいる。該プロセッサは、残差信号のエンコードが行われないことを示すために該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第一のインジケータの少なくとも1部を設定し、振動によるアーチファクトを制御するため、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが参照画像の最初のフィールドと最後のフィールドのなかで少なくとも1つのフィールドから予測されることを示すために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第二のインジケータの少なくとも1部を設定するためにプログラムされる。また、本システムは、先に説明された方法を実現するために適切なソフトウェア及び回路を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明の構成に係る、様々な最新の動作機能を実現するためのシステム100は、図1のブロック図に示されている。しかし、本発明は、図1に例示される特定のシステムに限定されるものではなく、デジタル形式でエンコードされた信号を受けて、該信号を表示装置に転送可能な任意の他のシステムで本発明を実施することができる。さらに、システム100は、任意の特定のタイプの記憶媒体からデータを読み出すこと、又は該任意の特定のタイプの記憶媒体にデータを書き込むことに限定されず、デジタル形式でエンコードされたデータを記憶可能な任意の記憶媒体をシステム100で使用することができる。
【0021】
システム100は、コントローラ110を含んでおり、このコントローラ110は、記憶媒体112からデータを読み出し、又は該記憶媒体112にデータを書き込む。また、システム100は、前処理エンジン114、マイクロプロセッサ116、メモリ118、転送バッファ120及び表示装置122を有している。前処理エンジン114は、ダミーのBフィールドピクチャを生成するために、デジタル形式でエンコードされたビデオ信号における1以上の特定のフラグ又はパラメータを探し、設定又は調節するために適切なソフトウェア及び回路を含んでいる。マイクロプロセッサ116がコントローラ110及び前処理エンジン114の動作を制御可能とするために、制御回路及びデータインタフェースを設けることもできる。マイクロプロセッサ116により実行される従来の動作のために、適切なソフトウェア又はファームウェアをメモリに設けることができる。さらに、本発明の手順に従って、マイクロプロセッサ116用のプログラムルーチンを設けることができる。
【0022】
なお、前処理エンジン114及びマイクロプロセッサ116の全部又は一部は、本発明が意図する範囲でプロセッサ124とすることができる。さらに、コントローラ110、前処理エンジン114、マイクロプロセッサ116及び転送バッファ120の全部又は一部は、本発明が意図する範囲でビットストリームソース126とすることができる。
【0023】
1つの構成では、表示装置122は、記憶媒体112から読み出され、ビットストリームソース126で処理された任意のビデオ信号の全部又は一部をデコードするために自身のデコーダ123を含んでいる。この特定の構成では、ビットストリームソース126におけるデコーダ(図示せず)は、記憶媒体112から読み出されたビデオ信号を典型的にデコードしない。この特定の実施の形態は、リモートデコーダ構成と呼ばれる。なお、本発明は、この構成に限定されず、他の適切なシステムで本発明を実施することができる。
【0024】
動作において、コントローラ110は、複数のピクチャを含むビデオ信号を記憶媒体112から読み出す。これらのピクチャは、インタレースピクチャ、ノンインタレースピクチャ又はフィールドピクチャである。1つの構成では、マイクロプロセッサ116は、トリックモードのコマンドを受信した場合、マイクロプロセッサ116は、たとえば、ダミーBフィールドピクチャのMPEGシンタックスに関する幾つかの所定のフラグ又はパラメータを探し、設定又は調節することで、デジタル形式でエンコードされたビデオ信号におけるピクチャから予測されるダミーBフィールドピクチャを生成するように、前処理エンジン114に指示する。その後、ダミーBフィールドピクチャは、転送バッファ120及び表示装置122に転送される。デコーダ123は、ダミーBフィールドピクチャをデコードするものであり、表示装置122は、該ダミーBフィールドピクチャを表示する。
【0025】
先の説明は、マイクロプロセッサ116がトリックモードのコマンドを一旦受信したときに、ダミーBフィールドピクチャをどのように生成することができるかに関する例である。かかる処理は、「オン・ザ・フライ」でダミーBフィールドピクチャを生成すると呼ぶ。代替的に、前処理エンジン114及びマイクロプロセッサ116は、トリックモードのコマンドが始動される前に、ダミーBフィールドピクチャを生成する。例として、ダミーBフィールドピクチャが生成され、マイクロプロセッサ116は、1以上のダミーBフィールドピクチャをメモリ118に転送するように、前処理エンジン114に指示する。メモリ118では、ダミーBフィールドピクチャは、トリックモードのコマンドが受信されるまで記憶される。このとき、マイクロプロセッサ116は、ダミーBフィールドピクチャをビデオ信号に挿入する。本発明の全体の動作は、以下に更に詳細に説明される。
【0026】
[ダミーの双方向予測フィールドピクチャの生成]
図2を参照して、本方法200は、ダミーBフィールドピクチャが生成される1つのやり方を示している。1つの実施の形態では、本発明は、リモートデコーダ構成で実施される。本発明によれば、リモートデコーダ構成は、ビデオ信号におけるピクチャの少なくとも1部が、デコーダにピクチャを供給しているビットストリームソースの外部にあって、該ビットストリームソースの制御下にないデコーダによりデコードされる任意のシステムである。例として、ビットストリームソースは、光記憶媒体からマルチメディアデータを読み出し、転送チャネルを通して、このデータをデジタルテレビジョンに転送する光記憶媒体プレーヤ又はレコーダである。このデジタルテレビジョンは、それ自身のデコーダを含んでいる。しかし、本発明は、この例すなわちリモートデコーダ構成であっても限定されるものではなく、任意の他の適切なシステム又は構成で本発明を実施することができる。
【0027】
図3を参照して、デジタル形式でエンコードされたピクチャの典型的なMPEGシンタックス300の一部が示されている。このシンタックス300は、本発明の構成に従うダミーBフィールドピクチャのシンタックスを表している。図3は、ダミーBフィールドピクチャがどのように生成されるかを説明するために、図2と共に説明される。なお、インタレースフレームからのダミーBフィールドピクチャの生成に関連するシンタックス300の部分、特に、ピクチャにおける振動によるアーチファクトを低減するダミーBフィールドピクチャの部分のみが説明される。しかし、当業者であれば、本明細書で説明されないシンタックス300の部分は、従来のBフィールドピクチャの使用を通して既に知られていること、及びダミーBフィールドピクチャがノンインタレースピクチャ又はフィールドピクチャからも予測されることを理解されるであろう。
【0028】
図2を参照して、ステップ210で、インタレースピクチャからダミーBフィールドピクチャを生成するための処理が開始される。ステップ212で、シンタックス300(図3参照)のピクチャヘッダ310に含まれるpicture_coding_typeパラメータ(図示せず)は、ダミーBフィールドピクチャがBピクチャであることを示すために設定される。好ましくは、picture_coding_typeパラメータは、3ビットパラメータであり、値は、“011”に設定される。ステップ214で、f−codeパラメータが設定される。図3では、4ビットのパラメータf−code[0][0]、f_code[0][1]、f_code[1][0]及びf−code[1][1]を典型的に含んでいるf−codeパラメータ312は、ピクチャ符号化機能拡張ヘッダ314に配置される。
【0029】
ダミーBフィールドピクチャは、1方向で予測されるピクチャである。1方向で予測されるピクチャは、単に1つのピクチャから予測されるものであり、したがって、従来のBフレームピクチャは、一般に、2つの個別のピクチャから予測される。典型的に、1方向のダミーBフィールドピクチャは、順方向で予測されるダミーBフィールドピクチャ、又は逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャのいずれかである。ダミーBフィールドピクチャが順方向で予測されるダミーBフィールドピクチャである場合、ダミーBフィールドピクチャは、該ダミーBフィールドピクチャの(表示順序で)前にある参照画像から予測される。対照的に、ダミーBフィールドピクチャが、逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャである場合、ダミーBフィールドピクチャは、該ダミーBフィールドピクチャの(表示順序で)後ろにある参照画像から予測される。ダミーBフィールドピクチャは、1つのピクチャから単に予測されるため、1方向で予測されるダミーBフィールドピクチャは、ピクチャを繰り返すこと又は複製することに適している。
【0030】
ダミーBフィールドピクチャが逆方向で予測されるフィールドピクチャである場合、f−code[0][0]及びf−code[0][1]は、順方向での予測が行われないことを示すために、値“1111”に設定される。さらに、f−code[1][0]及びf−code[1][1]は、逆方向での予測について、動きベクトルの範囲の値を反映するために設定される。対照的に、ダミーBフィールドピクチャが順方向で予測されるフィールドピクチャである場合、f−code[1][0]及びf−code[1][1]は、逆方向での予測が行われないことを示すために、値“1111”に設定され、f−code[0][0]及びf−code[0][1]は、順方向の予測について、動きベクトルの範囲の値を反映するために設定される。
【0031】
本方法200を参照して、ステップ216で、picture_structureパラメータ(図3におけるpicture_structure315)は、値“01”又は“10”のいずれかに設定される。picture_structureパラメータ315を値“01”に設定することで、ダミーBフィールドピクチャがトップフィールドのピクチャであることが示され、パラメータ315を値“10”に設定することで、ダミーBフィールドピクチャがボトムフィールドのピクチャであることが示される。本発明及びMPEGシンタックスによれば、picture_structureパラメータ315がこれらのどの値に設定されるかに関して無関係である。この原理は、ダミーBフィールドピクチャがインタレースピクチャのフィールドピクチャから予測される場合にも当てはまる。たとえば、ダミーBフィールドピクチャがインタレースピクチャのトップフィールドから予測される場合、picture_structureパラメータ315は、先に説明された値のいずれかに設定され、ダミーBフィールドピクチャは、トップフィールドのピクチャ又はボトムフィールドのピクチャである。
【0032】
本方法200を続けて、frame_pred_frame_dctフラグ(図3におけるframe_pred_frame_dctフラグ316)は、ステップ218に示されるように、値“0”に設定される。frame_pred_frame_dctフラグ316を値“0”に設定することで、ダミーBフィールドピクチャをデコードするデコーダは、ダミーBフィールドピクチャを構築するときにフィールドベースの予測を利用することができる。さらに、top_field_firstフラグ(図3におけるtop_field_firstフラグ319)は、ステップ220に示されるように、フィールドピクチャのMPEGシンタックスに従って値“0”に設定される。
【0033】
本方法200のステップ222で、以下のフラグが値“0”に設定される。Q_scale_type(図3におけるQ_scale_typeフラグ320)、Intra_vlc_format(図3におけるIntra_vlc_formatフラグ322)、及びAlternate_scan(図3におけるAlternate_scanフラグ324)である。これらのフラグは、値“0”に設定される。これは、予測誤差すなわち残差信号のエンコードが行われないためである。また、Quantiser_scale_codeパラメータ(図3におけるQuantiser_scale_codeパラメータ326)は、値“00101”に設定される。これは、残差信号がエンコードされないためである。図3を参照して、Quantiser_scale_codeパラメータ326は、スライスヘッダ327に配置される(簡単のため、1つのみのスライスヘッダ327がシンタックス300に示されている)。
【0034】
ダミーBフィールドピクチャは、複数のマクロブロックを含んでおり、シンタックス300は、複数のマクロブロックヘッダ328を含んでいる。それぞれのマクロブロックヘッダ328は、(スライスヘッダに類似しており、図面の簡略化のために、1つのみのマクロブロックヘッダ328がシンタックス300に示されている)1つのマクロブロックと関連付けされている。第一のインジケータは、マクロブロックヘッダ328に位置されている。1つの構成では、第一のインジケータの一部は、macroblock_typeパラメータ330である。図2及び図3を参照して、本方法200のステップ224で、macroblock_typeパラメータ330は、残差信号のエンコードが行われないことを示すために設定される。例として、従来のBフィールドピクチャでは、残差信号をエンコードするために、離散コサイン変換(DCT)が一般に使用される。したがって、1つの構成では、それぞれのダミーBフィールドピクチャの残差信号に対するDCTによるエンコードが行われない。本発明は、この点に関して限定されるものではなく、DCT又は任意の他のアルゴリズムによる残差信号のエンコードが行われないことを示すために、任意の他の適切なパラメータを設定することができる。
【0035】
1つの構成では、macroblock_typeパラメータ330は、値“010”に設定される。この設定は、以下のフラグ(図示せず)が“0”に設定されることを示している。macroblock_quant、macroblock_pattern、macroblock_intra、spatial_temporal_weight_codeフラグ、及びpermitted_spatial_temporal_weight_classesである。さらに、この設定は、macroblock_motion_backwardフラグ(図示せず)が値“1”に設定されることを示しており、このフラグは、ダミーBフィールドピクチャが逆方向で予測される場合に使用される。別の例では、macroblock_typeパラメータ330は、値“0010”に設定される。この例では、設定は、macroblock_motion_backwardフラグの代わりに、macroblock_motion_forwardフラグ(図示せず)が値“1”に設定されることを除いて、先に説明されたのと同じである。
【0036】
ステップ226で示されるように、field_motion_typeパラメータ(図3におけるfield_motion_typeパラメータ332)が設定される。この設定は、予測タイプがフィールドベースの予測であり、motion_vector_countが“1”であり、mv_formatがフィールドであり、dmvが“0”であることを示している。本方法200を続けて、ステップ228で、motion_vertical_field_selectフラグのような第二のインジケータが設定される。
【0037】
たとえば、図3を参照して、motion_vertical_field_select[0][1]フラグ334又はmotion_vertical_field_select[0][0]フラグ336は、参照画像のどのフィールドがダミーBフィールドピクチャを予測するために使用されるかを示すために設定される。motion_vertical_field_select[0][1]フラグ334は、逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャと関連付けされており、motion_vertical_field_select[0][0]フラグ336は、順方向で予測されるダミーBフィールドピクチャと関連付けされている。第二のインジケータは、これらのフラグに限定されず、所望の予測スキームを実行するために、任意の他の適切なフラグ又はパラメータを使用することができる。
【0038】
当該技術分野で知られているように、デジタル形式でエンコードされたピクチャの所定のマクロブロックは、参照画像のフィールド、(インタレースのフレームピクチャの)フィールド、又は参照画像のフィールドから予測されるフィールドピクチャのパリティに基づいてスキップされる場合がある。例として、インタレースピクチャを含むビデオ信号が再生されている場合、それぞれの参照画像及び参照画像ではないピクチャは、トップフィールド及びボトムフィールドを有している。さらに、参照画像ではないピクチャのボトムフィールドが、同じパリティ(この場合、参照画像のフィールドはボトムフィールドである)を有する参照画像のフィールドから予測される場合、インタレースピクチャのボトムフィールドを構成する多数のマクロブロックがスキップされる。
【0039】
実際に、関連するフィールドが同じパリティを有する場合、最初のマクロブロックと最後のマクロブロックを除いて、スライスを構成する全てのマクロブロックがスキップされる。純粋な効果は、参照画像ではないピクチャがかかるピクチャをエンコードするために典型的に必要とされる情報よりも非常に少ないエンコードされた情報を含むことである。また、この処理は、フィールドピクチャにも適用される。当業者であれば、MPEGシンタックス(ここでは図示せず)におけるmacroblock_escape及びmacroblock_address_incrementパラメータは、この処理を実行するために調節することができることを理解されるであろう。
【0040】
マクロブロックをスキップすることに関する先の説明も本発明に適用される。すなわち、生成されたダミーBフィールドピクチャが参照画像から予測される場合を考える。この場合、ダミーBフィールドピクチャのパリティは参照画像のフィールドのパリティに一致しており、ダミーBフィールドピクチャを備える1以上のマクロブロックがスキップされる。同じことは、ダミーBフィールドピクチャが同じパリティを有する参照フィールドピクチャから予測される場合にも当てはまる。ダミーBフィールドピクチャのマクロブロックをスキップすることで、殆どエンコードされた情報を含まないダミーBフィールドピクチャが生成され、これにより、これらダミーBフィールドピクチャが挿入されるビデオ信号の上昇されたビットレートが低減される。
【0041】
ダミーBフィールドピクチャは、任意の適切な参照画像から予測される。参照画像は、たとえば、ノンインタレースピクチャ、インタレースピクチャ又はフィールドピクチャである。さらに、参照画像は、たとえば、イントラピクチャ又は予測ピクチャである。参照画像がインタレースピクチャである場合、参照画像は、少なくとも最初のフィールドと最後のフィールドを含んでいる。最初のフィールドは、参照画像を構成する任意の他のフィールドの前に表示される参照画像のフィールドである。逆に、最後のフィールドは、参照画像を備えるフィールドのなかで最後に表示される参照画像のフィールドである。
【0042】
多くのケースでは、参照画像は、トップフィールド及びボトムフィールドを含んでおり、最初のフィールドはトップフィールドであり、最後のフィールドはボトムフィールドである。この構成の例が図4Aに例示されており、グループ・オブ・ピクチャの一部を表示順序で示している。ピクチャI2は、ダミーBフィールドピクチャが予測される参照画像である(GOP400における任意の他の適切な参照画像を使用することもできる)。ピクチャI2は、トップフィールドI2t、及びボトムフィールドI2bを含んでいる。ここで、文字“t”は、あるフィールドをトップフィールドとして識別し、文字“b”は、あるフィールドをボトムフィールドとして識別する。
【0043】
この例では、フィールドI2tは、最初のフィールドである。これは、フィールドI2tは、通常の再生で表示されるべきピクチャI2の最初のフィールドとなることによる。さらに、フィールドI2bは、最後のフィールドである。これは、フィールドI2bは、表示されるべきピクチャI2の最後のフィールドでとなることによる。勿論、本発明は、この例に限定されるものではなく、参照画像の任意の他の適切なフィールドを最初のフィールド又は最後のフィールドとすることができる。たとえば、所定のケースでは、ピクチャI2bは、表示すべきピクチャI2の最初のフィールドであり、最初のフィールドとすることができ、ピクチャI2tは、表示すべき最後のフィールドであり、最後のフィールドとすることができる。
【0044】
図3を参照して、ダミーBフィールドピクチャが逆方向で予測されるフィールドピクチャであり、参照画像の最初のフィールドがトップフィールドである場合、motion_vertical_field_select[0][1]フラグ334は、ダミーBフィールドピクチャが参照画像のトップフィールドから予測されることを示すために、値“0”に設定される。代替的に、ダミーBフィールドピクチャが順方向で予測されるダミーBフィールドピクチャであり、参照画像の最後のフィールドがボトムフィールドである場合、motion_vertical_field_select[0][0]フラグは、ダミーBフィールドピクチャが参照画像のボトムフィールドから予測されることをデコーダに指示するために、値“1”に設定される。
【0045】
これらの特定の予測スキームの例が図4Bに例示されている。図4Aに図示されるように、及び図4Aと同様に、ピクチャI2は、トップフィールドI2t及びボトムフィールドI2bを有する参照画像である。本発明の構成によれば、逆方向で予測されたダミーBフィールドピクチャBdfbは、ピクチャI2の最初のフィールド、この場合フィールドI2tから予測される。文字“d”は、BピクチャはダミーBピクチャであることを意味しており、文字“f”は、ピクチャをフィールドピクチャとして表し、文字“b”は、ダミーBフィールドピクチャを逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャとして表す。
【0046】
別の構成では、順方向で予測されるダミーBピクチャBdffは、この例ではフィールドI2bであるピクチャI2の最後のフィールドから予測される。先に説明されたように、文字“d”、及び文字“d”の直後にある文字“f”は、そのピクチャがダミーBフィールドピクチャであることをそれぞれ表している。第二の文字“f”は、ダミーBフィールドピクチャが順方向で予測されたフィールドピクチャであることを示している。本発明はこれらの例に限定されるものではなく、ダミーBフィールドピクチャは、それらが順方向で予測されたピクチャであるか、逆方向で予測されたピクチャであるかに関らず、参照画像の任意の他の適切なフィールドから予測することができる。さらに、参照画像は、Iピクチャに限定されず、Pピクチャを参照画像とすることもできる。
【0047】
それにもかかわらず、先の例に従ってダミーBフィールドピクチャを予測することで、ピクチャにおける振動によるアーチファクトを制御することができる。この制御は、ダミーBフィールドピクチャ、及び参照画像のフィールドが、動く対象物の振動する量を制限するやり方で表示することができるために可能となる。たとえば、ダミーBフィールドピクチャが逆方向で予測されるフィールドピクチャである場合、ダミーBフィールドピクチャ、及びその後に逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャの予測を、参照画像の最初のフィールドからの予測に制限することで、該動く対象物の位置において単なる1回のシフトが生じることを保証することができる。この原理は、たとえ、幾つの逆方向で予測されるダミーBピクチャがビデオ信号に挿入されたとしても当てはまる。
【0048】
すなわち、動く対象物は、逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャ、及び参照画像の最初のフィールドのそれぞれの1つの位置に現れ、参照画像の第二のフィールドが表示されるときに、異なる位置に1度だけシフトする。また、この説明は、参照画像の第二のフィールドから予測される順方向で予測されたダミーBフィールドピクチャにも適用される。動く対象物のシフトを最小にすることは、順方向で予測されるピクチャが参照画像の第二のフィールドから予測され、逆方向で予測されるピクチャが最初のフィールドから予測される場合、順方向及び逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャの任意の組み合わせで実行される。
【0049】
図2のステップ228を続けて、第一のインジケータの別の部分は、幾つかのmotion_codeフラグを含んでおり、これらのmotion_codeフラグを設定することができる。たとえば、本発明の構成によれば、ダミーBフィールドピクチャは、水平方向の動き成分と垂直方向の動き成分を有する少なくとも1つの動きベクトルを含んでいる。図3に示されるように、動きベクトルは、motion_code[0][1][0]又は[0][1][1]フラグ338、及びmotion_code[0][0][0]又は[0][0][1]フラグ340を含んでいる。motion_code[0][1][0]又は[0][1][1]フラグ338は、逆方向で予測されるダミーBフィールドピクチャと関連付けされるフラグであり、motion_code[0][0][0]又は[0][0][1]フラグ340は、順方向で予測されるダミーBフィールドピクチャに向けられる。1つの構成では、動きベクトルは、値“1”に設定され、これにより、動きベクトルの水平方向の動き成分と垂直方向の動き成分が値“0”を有することが示される。
【0050】
残差信号をエンコードすることなしに、水平方向及び垂直方向の動き成分を値“0”に設定することで、特に、I、P又はBフィールドピクチャを含めて、従来のI、P又はBピクチャと比較して、ダミーBフィールドピクチャは、殆どビット数を含まない。したがって、これらのピクチャは、トリックモードのビデオ信号の平均ビットレートを低減するために、転送ラインを通してリモートデコーダに転送される。しかし、参照画像から予測されるダミーBフィールドピクチャは、遠隔的なデコードが行われるシステムに限定されるものではなく、これらのフィールドピクチャを任意の他の適切な構成で使用することができる。図2を参照して、本方法200により説明されていないが、ダミーBフィールドピクチャのマクロブロックと関連付けされるフラグ又はパラメータの設定に関するそれぞれの処理、すなわち、ステップ224、226及び228は、ダミーBフィールドピクチャのそれぞれスキップされていないマクロブロックのそれぞれについて繰り返すことができる。最後に、本方法200は、ステップ230で終了する。
【0051】
本明細書で開示された実施の形態と共に本発明を説明してきたが、上述された説明は、例示することを目的としており、特許請求の範囲で定義された本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明に係る、ダミーの双方向予測ピクチャを生成するシステムのブロック図である。
【図2】本発明に係る、ダミーの双方向予測ピクチャを生成する動作を説明するフローチャートである。
【図3】典型的なMPEGシンタックスの所定の部分を説明する図である。
【図4A】インタレースピクチャを含む典型的なグループ・オブ・ピクチャの一部を説明する図である。
【図4B】インタレースの参照画像からダミーの双方向予測フィールドピクチャを予測するための幾つかのやり方を示す図である。
Claims (30)
- ダミーの双方向予測フィールドピクチャを生成する方法であって、
残差信号のエンコードが行われないことを示すために該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップと、
振動によるアーチファクトを制御するために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが参照画像の最初のフィールドと最後のフィールドのなかで少なくとも1つのフィールドから予測されることを示すために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップと、
を備える方法。 - 前記第一のインジケータを設定するステップは、該残差信号の離散コサイン変換(DCT)によるエンコードが行われないことを示すために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップをさらに備える、
請求項1記載の方法。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、複数のマクロブロックを含み、該第一のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックのヘッダに含まれる、
請求項1記載の方法。 - それぞれのマクロブロックは、水平方向の動き成分と垂直方向の動き成分を有する少なくとも1つの動きベクトルを含み、前記第一のインジケータを設定するステップは、該水平方向の動き成分と該垂直方向の動き成分がゼロであることを示すために、第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップを備える、
請求項3記載の方法。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、逆方向で予測されるフィールドピクチャであり、該第一のインジケータの少なくとも1部は、motion_code[0][1][0]フラグ及びmotion_code[0][1][1]フラグを含み、前記第一のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、前記motion_code[0][1][0]フラグ及びmotion_code[0][1][1]フラグを値1に設定するステップを備える、
請求項4記載の方法。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、順方向で予測されるフィールドピクチャであり、該第一のインジケータの少なくとも1部は、motion_code[0][0][0]フラグ及びmotion_code[0][0][1]フラグを含み、前記マクロブロックヘッダの少なくとも1部を設定するステップは、前記motion_code[0][0][0]フラグ及びmotion_code[0][0][1]フラグを値1に設定するステップを備える、
請求項4記載の方法。 - 該参照画像は、イントラピクチャ及び予測ピクチャの少なくとも1つである、
請求項1記載の方法。 - 該参照画像は、インタレースピクチャ、ノンインタレースピクチャ及びフィールドピクチャのうちの少なくとも1つである、
請求項1記載の方法。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、逆方向で予測されるフィールドピクチャであり、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが予測される少なくとも1つのフィールドは、該参照画像の最初のフィールドである、
請求項1記載の方法。 - 該最初のフィールドは、トップフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][1]フラグを含み、前記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、前記motion_vertical_field_select[0][1]フラグを値0に設定するステップを備える、
請求項9記載の方法。 - 該最初のフィールドは、ボトムフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][1]フラグを含み、前記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、前記motion_vertical_field_select[0][1]フラグを値1に設定するステップを備える、
請求項9記載の方法。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、順方向で予測されるフィールドピクチャであり、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが予測される少なくとも1つのフィールドは、該参照画像の最後のフィールドである、
請求項1記載の方法。 - 該最後のフィールドは、トップフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][0]フラグを含み、前記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、前記motion_vertical_field_select[0][0]フラグを値0に設定するステップを備える、
請求項12記載の方法。 - 該最後のフィールドは、ボトムフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][0]フラグを含み、前記第二のインジケータの少なくとも1部を設定するステップは、前記motion_vertical_field_select[0][0]フラグを値1に設定するステップを備える、
請求項12記載の方法。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャ、及び該参照画像の少なくとも1つのフィールドが同じパリティを有するとき、該マイクロブロックの少なくとも1部をスキップするステップをさらに備える、
請求項3記載の方法。 - ダミーの双方向予測フィールドピクチャを生成するためのシステムであって、
記憶媒体からデータを読み出すためのコントローラと、
残差信号のエンコードが行われないことを示すために該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第一のインジケータの少なくとも1部を設定し、振動によるアーチファクトを制御するため、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが参照画像の最初のフィールドと最後のフィールドのなかで少なくとも1つのフィールドから予測されることを示すために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第二のインジケータの少なくとも1部を設定するためにプログラムされるプロセッサと、
を備えるシステム。 - 該プロセッサは、該残差信号の離散コサイン変換(DCT)によるエンコードが行われないことを示すために、該ダミー双方向予測フィールドピクチャの第一のインジケータの少なくとも1部を設定するためにさらにプログラムされる、
請求項16記載のシステム。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、複数のマクロブロックを含み、該第一のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックのヘッダに含まれる、
請求項16記載のシステム。 - それぞれのマクロブロックは、水平方向の動き成分と垂直方向の動き成分を有する少なくとも1つの動きベクトルを含み、該プロセッサは、該水平方向の動き成分と該垂直方向の動き成分がゼロであることを示すために、第一のインジケータの少なくとも1部を設定するためにさらにプログラムされる、
請求項18記載のシステム。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、逆方向で予測されるフィールドピクチャであり、該第一のインジケータの少なくとも1部は、motion_code[0][1][0]フラグ及びmotion_code[0][1][1]フラグを含み、該プロセッサは、前記motion_code[0][1][0]フラグ及びmotion_code[0][1][1]フラグを値1に設定するためにさらにプログラムされる、
請求項19記載のシステム。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、順方向で予測されるフィールドピクチャであり、該第一のインジケータの少なくとも1部は、motion_code[0][0][0]フラグ及びmotion_code[0][0][1]フラグを含み、該プロセッサは、前記motion_code[0][0][0]フラグ及びmotion_code[0][0][1]フラグを値1に設定するためにさらにプログラムされる、
請求項19記載のシステム。 - 該参照画像は、イントラピクチャ及び予測ピクチャの少なくとも1つである、
請求項16記載のシステム。 - 該参照画像は、インタレースピクチャ、ノンインタレースピクチャ及びフィールドピクチャのうちの少なくとも1つである、
請求項16記載のシステム。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、逆方向で予測されるフィールドピクチャであり、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが予測される少なくとも1つのフィールドは、該参照画像の最初のフィールドである、
請求項16記載のシステム。 - 該最初のフィールドは、トップフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][1]フラグを含み、該プロセッサは、前記motion_vertical_field_select[0][1]フラグを値0に設定するためにさらにプログラムされる、
請求項24記載のシステム。 - 該最初のフィールドは、ボトムフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][1]フラグを含み、該プロセッサは、前記motion_vertical_field_select[0][1]フラグを値1に設定するステップを備える、
請求項24記載のシステム。 - 該ダミー双方向予測フィールドピクチャは、順方向で予測されるフィールドピクチャであり、該ダミー双方向予測フィールドピクチャが予測される少なくとも1つのフィールドは、該参照画像の最後のフィールドである、
請求項16記載のシステム。 - 該最後のフィールドは、トップフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][0]フラグを含み、該プロセッサは、前記motion_vertical_field_select[0][0]フラグを値0に設定するためにさらにプログラムされる、
請求項27記載のシステム。 - 該最後のフィールドは、ボトムフィールドであり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、マクロブロックヘッダにあり、該第二のインジケータの少なくとも1部は、motion_vertical_field_select[0][0]フラグを含み、該プロセッサは、前記motion_vertical_field_select[0][0]フラグを値1に設定するためにさらにプログラムされる、
請求項27記載のシステム。 - 該プロセッサは、該ダミー双方向予測フィールドピクチャ、及び該参照画像の少なくとも1つのフィールドピクチャが同じパリティを有するとき、該マイクロブロックの少なくとも1部をスキップするためにさらにプログラムされる、
請求項18記載のシステム。
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