JP2006270436A - ビデオエンコーダ及びこれを用いた携帯無線端末装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】動き補償予測器(20)は、参照画像選択部(31)、探索中心設定部(32)と、探索範囲設定部(33)、動きベクトル探索部(34)、及び動画像信号中の対象ブロックに対して参照画像信号の選択、探索中心の設定、探索範囲の設定及び動きベクトルの探索を繰り返した結果求まる最適動きベクトルを用いて動き補償を行うことにより予測画像信号を生成する動き補償部(35)を有し、探索範囲設定部(34)は前回選択された参照画像信号上に設定された探索範囲内で探索された動きベクトルに依存する情報に従って、今回選択された参照画像信号上に探索範囲を設定する。
【選択図】 図2
Description
ITU-T Rec.H.264|ISO/IEC 14496-10 AVC Thomas Wiegand, Heiko Schwarz, Anthony Joch, Faouzi Kossentini, Senior Member, IEEE, and Gary K. Sullivan, Senior Member IEEE, "Rate-Constrained Coder Control and Comparison of Video Coding Standards" IEEE TRANSACTIONS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL.13, NO.7, JULY 2003
前記探索範囲を設定する手段は、前回選択された参照画像信号上に設定された探索範囲内で探索された動きベクトルに依存する情報に従って、今回選択された参照画像信号上に前記探索範囲を設定することを特徴とする。
SAD2=SAD1−ΔESAD
ここで、R0,SAD0は現在探索されている動きベクトルMV0に対応する、前記サイド情報の発生符号量及びSADを表し、R2(m)は前記動きベクトル候補mにそれぞれ対応する、前記サイド情報の発生符号量を表し、SAD1は前記探索中心におけるSADを表し、SAD2は探索中の動きベクトルMV2に対応する、前記サイド情報の発生符号量を表し、ΔESADはSAD1に対するSAD2の減少量の期待値を表し、λMはラグランジェ乗数を表し、SADは前記動画像信号と前記参照画像信号との間の差分の絶対値和(sum of absolute difference)を表す。
SATD2=SATD1−ΔESATD
ここで、R0,SATD0は現在探索されている動きベクトルMV0に対応する、前記サイド情報の発生符号量及びSATDを表し、R2(m)は前記動きベクトル候補mにそれぞれ対応する、前記サイド情報の発生符号量を表し、SATD1は前記探索中心におけるSATDを表し、SATD2は探索中の動きベクトルMV2に対応する、前記サイド情報の発生符号量を表し、ΔESATDはSATD1に対するSATD2の減少量の期待値を表し、λMはラグランジェ乗数を表し、SATDは前記動画像信号と前記参照画像信号との間の差分をアダマール変換した値の絶対値和(sum of absolute transformed difference)を表す。
ここで、R1は前記探索中心における動きベクトルに対応する、前記サイド情報の発生符号量を表す。
J=SAD(m)+λM×R(m,p,r) (1)
ここで、SAD(m)は原画像信号201と参照画像信号203との間の差分絶対値和(sum of absolute difference)、λMはラグランジェ定数、R(m,p,r)は差分ベクトル及び参照インデックス(サイド情報)の符号量をそれぞれ表す。
まず、複数のフレームから第1回目の動きベクトル探索に用いる第1参照画像信号を選択する(ステップS101)。第1参照画像信号の選択法は、特に限定されない。例えば符号化対象画像信号のフレームの直近のフレームから第1参照画像信号を選択してもよいし、対象ブロックの近傍のブロックを符号化するときの参照画像信号の選択状況に基づいて第1参照画像信号を選択してもよい。
SAD2=SAD1−ΔESAD (2)
ここで、R0,SAD0は現在探索されている動きベクトルMV0に対応する、前記サイド情報の発生符号量及びSADを表し、R2(m)は前記動きベクトル候補mにそれぞれ対応する、サイド情報の発生符号量を表し、SAD1は前記探索中心におけるSADを表し、SAD2は探索中の動きベクトルMV2に対応する、前記サイド情報の発生符号量を表し、ΔESADはSAD1に対するSAD2の減少量の期待値を表し、λMはラグランジェ乗数を表す。
このように図6の例では、1回目の動きベクトル探索においても動きベクトルの探索範囲の絞り込みを行う。従って、動きベクトルの探索に必要なブロックマッチングの回数がさらに減少するため、計算量のさらなる削減を達成することができる。
SATD2=SATD1−ΔESATD (4)
図7は、本発明の応用例である携帯電話機のような携帯無線端末装置を示している。受信時には、図示しないキャリア通信網に含まれる基地局から送信される無線周波数(RF)信号がアンテナ50により受信され、受信信号はデュプレクサ51を介して受信ユニット52に入力される。受信ユニット51は受信信号に対して増幅、周波数変換(ダウンコンバート)及びアナログ−ディジタル変換などの処理を施し、中間周波数(IF)信号を生成する。受信ベースバンド信号は、符号分割多元接続(code division multiple access:CDMA)コーデック54に入力され、直交復調及び逆拡散の処理を受けて受信データとされる。受信データは、受信されたRF信号が音声信号の場合は音声コーデック55によって所定の音声復号化方式に従って伸張処理され、さらにディジタル−アナログ変換により復号されてアナログ音声信号とされる。アナログ音声信号は電力増幅器586を介してスピーカ37に供給され、ここから音声として出力される。
12…DCTユニット;
13…量子化器;
14…逆量子化器;
15…IDCTユニット;
16…加算器;
17…イントラ予測器;
18…参照画像メモリ;
19…デブロッキングフィルタ;
20…インター予測器;
21…予測画像信号切替スイッチ;
22…エントロピー符号化器;
23…符号化制御部;
31…参照画像選択部;
32…探索中心設定部;
33…探索範囲設定部;
34…動きベクトル探索部;
35…動き補償部
Claims (7)
- 動画像信号を符号化するビデオエンコーダにおいて、
複数フレームの参照画像信号から1フレームの参照画像信号を選択する手段と、
選択された参照画像信号上に探索中心を設定する手段と、
前記選択された参照画像信号上に前記探索中心を基準とする探索範囲を設定する手段と、
前記探索範囲内でブロックマッチングを行って動きベクトルを探索する手段と、
前記動画像信号中の各対象ブロックに対して、前記参照画像信号の選択、前記探索中心の設定、前記探索範囲の設定及び前記動きベクトルの探索を繰り返した結果求まる最適動きベクトルを用いて前記参照画像信号に対して動き補償を行うことにより予測画像信号を生成する手段、及び
前記動画像信号の前記対象ブロックに対する前記予測画像信号の差分信号及びサイド情報を符号化する手段を具備し、
前記探索範囲を設定する手段は、前回選択された参照画像信号上に設定された探索範囲内で探索された動きベクトルに依存する情報に従って、今回選択された参照画像信号上に前記探索範囲を設定することを特徴とするビデオエンコーダ。 - 請求項1記載のビデオエンコーダにおいて、前記探索範囲を設定する手段は、前記動きベクトルを探索する手段が以下の数式を満たす全ての動きベクトル候補mについて前記動きベクトルを探索するように前記探索範囲を設定することを特徴とする。
R2(m)<R0−(SAD1−ΔESAD−SAD0)/λM
SAD2=SAD1−ΔESAD
ここで、R0,SAD0は現在探索されている動きベクトルMV0に対応する、前記サイド情報の発生符号量及びSADを表し、R2(m)は前記動きベクトル候補mにそれぞれ対応する、サイド情報の発生符号量を表し、SAD1は前記探索中心におけるSADを表し、SAD2は探索中の動きベクトルMV2に対応する、前記サイド情報の発生符号量を表し、ΔESADはSAD1に対するSAD2の減少量の期待値を表し、λMはラグランジェ乗数を表し、SADは前記動画像信号と前記参照画像信号との間の差分の絶対値和(sum of absolute difference)を表す。 - 請求項1記載のビデオエンコーダにおいて、前記探索範囲を設定する手段は、前記動きベクトルを探索する手段が以下の数式を満たす全ての動きベクトル候補mについて前記動きベクトルを探索するように前記探索範囲を設定することを特徴とする。
R2(m)<R0−(SATD1−ΔESATD−SATD0)/λM
SATD2=SATD1−ΔESATD
ここで、R0,SATD0は現在探索されている動きベクトルMV0に対応する、前記サイド情報の発生符号量及びSATDを表し、R2(m)は前記動きベクトル候補mにそれぞれ対応する、サイド情報の発生符号量を表し、SATD1は前記探索中心におけるSATDを表し、SATD2は探索中の動きベクトルMV2に対応する、前記サイド情報の発生符号量を表し、ΔESATDはSATD1に対するSATD2の減少量の期待値を表し、λMはラグランジェ乗数を表し、SATDは前記動画像信号と前記参照画像信号との間の差分をアダマール変換した値の絶対値和(sum of absolute transformed difference)を表す。 - 請求項2または3記載のビデオエンコーダにおいて、前記探索範囲を設定する手段は、前記参照画像信号を選択する手段の1回目の選択時には以下の数式を満たす全ての動きベクトル候補mについて前記動きベクトルを探索するように前記探索範囲を設定することを特徴とする。
R2(m)<R1−ΔESAD/λM
ここで、R1は前記探索中心における動きベクトルに対応する、前記サイド情報の発生符号量を表す。 - 請求項1記載のビデオエンコーダにおいて、前記探索中心を設定する手段は、第1回目の設定時には前記探索中心をゼロ点ベクトル及び予測ベクトルの位置がそれぞれ指し示すブロックのうち、以下の数式で示すコストJが最小となるブロックの位置に設定することを特徴とする。
J=SAD(m)+λM×R(m)
ここで、SAD(m)は前記動画像信号と参照画像信号との間の差分絶対値和(sum of absolute difference)、λMはラグランジェ定数、R(m)は前記サイド情報の符号量をそれぞれ表す。 - 請求項1記載のビデオエンコーダにおいて、前記探索中心を設定する手段は、第i(i=2,3…)回目の設定時には前記探索中心を(a)ゼロ点ベクトル、(b)予測ベクトル、(c)第1回目の探索で得られた動きベクトルをスケーリングしたベクトル、がそれぞれ指し示すブロックのうち、以下の数式で示すコストJが最小あるいは第1回目の設定時に得られるコストJより小さくなるブロックの位置に設定することを特徴とする。
J=SAD(m)+λM×R(m)
ここで、SAD(m)は前記動画像信号と参照画像信号との間の差分絶対値和(sum of absolute difference)、λMはラグランジェ定数、R(m)は前記サイド情報の符号量をそれぞれ表す。 - 請求項1乃至6のいずれか1項記載のビデオエンコーダ、及び
前記ビデオエンコーダにより前記動画像信号を符号化して得られる符号化ビットストリームを送信する送信手段を具備する携帯無線端末装置。
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