JP2007166521A - 動画像再符号化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動画像再符号化に際して、メモリアクセスのバンド幅を大きくすることなく好適な動きベクトルを求めて効率の高い符号化を可能とする。
【解決手段】入力される動画像符号化データを復号して抽出される原動きベクトルを含むサイド情報１５と動きベクトル予測部３０１からの予測動きベクトルから、探索中心設定部３０２により参照画像信号上の原動きベクトルが指し示す位置と予測動きベクトルが指し示す位置のいずれか一方に探索中心を設定し、動きベクトル探索部３０３により探索中心に従って設定された探索範囲の参照画像信号を参照画像メモリ２０８から読み込み、符号化対象ブロックの動き補償予測のための動きベクトルを探索する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動画像符号化データを復号してから再び符号化する動画像再符号化方法及び装置に関する。

近年、デジタル放送等の普及により、動画像符号化データをビットレート、画像サイズあるいは符号化方式を変更して別の動画像符号化データへと変換する、トランスコーダと呼ばれる動画像再符号化装置の必要性が高まっている。

動画像再符号化装置では、通常の動画像符号化装置と同様、より好適な動きベクトルを求めることで効率の高い符号化が可能となる。好適な動きベクトルを求めようとすると、一般には演算量が増えると共に、参照画像メモリから参照画像のデータを読み込むためのメモリアクセスのバンド幅が多く必要となる。従って、好適な動きベクトルを求めるためにプロセッサの負担が増大する。

そこで、符号化効率を維持しつつ好適な動きベクトルを求めるための演算量を削減するために、Xiaoan Lu, et al, “Fast Mode Decision and Motion Estimation for H.264 with a Focus on MPEG-2/H.264 Transcoding”, ISCAS2005, pp.1246-1249（非特許文献１）において、元の動画像符号化データの動きベクトルや、予測動きベクトルを中心に狭い範囲を探索する方法が提案されている。
Xiaoan Lu, et al, "Fast Mode Decision and Motion Estimation for H.264 with a Focus on MPEG-2/H.264 Transcoding", ISCAS2005, pp.1246-1249

非特許文献１の方法は、元の動画像符号化データに付加されている原動きベクトルと予測動きベクトルがそれぞれ指し示す参照画像上の位置を評価して、いずれの位置を探索中心とするかを決定している。このため参照画像メモリから原動きベクトル及び予測動きベクトルの両者に対応する参照画像のデータを読み込む必要があり、メモリアクセスのバンド幅が大きくなる。メモリアクセスのバンド幅が大きくなると、プロセッサの負担が増大するため、符号化効率の低下を来すという問題が起こる。

本発明は、メモリアクセスのバンド幅を大きくすることなく好適な動きベクトルを求めて効率の高い符号化を可能とする動画像再符号化方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの観点によると、第１の動画像符号化データを符号化対象ブロック毎にイントラモード及び動き補償予測モードから選択された符号化モードにより再符号化して第２の動画像符号化データを得る動画像再符号化装置において、前記第１の動画像符号化データを復号して復号画像信号を生成すると共に第１動きベクトルを抽出する動画像復号化部と、前記復号画像信号の符号化対象ブロックと参照画像信号との間の予測動きベクトルを求める動きベクトル予測部と、前記参照画像信号上の前記第１動きベクトルが指し示す位置と前記予測動きベクトルが指し示す位置のいずれか一方に探索中心を設定する探索中心設定部と、前記探索中心に従って前記参照画像信号中に設定された探索範囲から前記符号化対象ブロックの動き補償予測のための第２動きベクトルを探索する動きベクトル探索部とを具備する動画像再符号化装置を提供する。

前記探索中心設定部は、例えば（ａ）前記参照画像信号中の前記符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラモードで符号化されている場合は前記第１動きベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定し、（ｂ）前記参照ブロックが動き補償予測モードで符号化されている場合は前記予測ベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定する。

前記探索中心設定部は、例えば（ａ）前記参照画像信号中の前記符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラモードで符号化されている場合、あるいは前記参照ブロックが動き補償予測モードで符号化され、かつ前記参照ブロックとその周囲ブロックとの差分動きベクトルの絶対値和が閾値を超える場合は前記第１動きベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定し、（ｂ）前記参照ブロックが動き補償予測モードで符号化され、かつ前記絶対値和が前記閾値以下の場合は前記予測ベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定する。

本発明によれば、原動きベクトル及び予測動きベクトルのいずれか一方が指し示す参照画像上の位置に探索中心を設定して動きベクトルの探索を行うことにより、メモリアクセスのバンド幅を大きくすることなく好適な動きベクトルを求めて、効率の高い動画像再符号化を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る動画像再符号化装置は動画像復号部１００と動画像符号化部２００とからなる。動画像信号復号部１００は、例えばＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４あるいはＨ．２６４／ＡＶＣなどの動画像符号化方式により動画像信号を符号化して得られた動画像符号化データ（入力符号列）１０を復号し、復号画像信号１１を生成すると共に、サイド情報１５を抽出して出力する。サイド情報１５は、動画像復号化部１００が動画像信号を符号化する過程で得られる情報であり、例えば予測モード及び動きベクトルの情報を含む。

動画像符号化部２００は、動画像復号化部１００からの復号画像信号１１を入力符号列１０と同じかまたは異なる動画像符号化方式、例えばＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４あるいはＨ．２６４／ＡＶＣなどの動画像符号化方式により符号化して、動画像符号化データ（出力符号列）１４を得る。出力符号列１４が入力符号列１０と同一の動画像符号化方式である場合、動画像符号化部２００はビットレートや画像サイズの変換のための再符号化を行う。動画像符号化部２００は復号画像メモリ２０１、減算器２０２、直交変換／量子化部２０３、エントロピー符号化部２０４、動き補償予測部２０５、逆量子化／逆直交変換部２０６、加算器２０７及び参照画像メモリ２０８を有する。

復号画像メモリ２０１には、動画像符号化部２００が符号化すべき復号画像信号１１が一時的に記憶される。動き補償予測部２０５は、動画像復号化部１００からのサイド情報１５と、復号画像メモリ１１から読み込まれる復号画像信号及び参照画像メモリ２０８から読み込まれる参照画像信号を用いて最適動きベクトルを求め、この最適動きベクトルを用いて参照画像信号に対して動き補償予測を行う。すなわち、動き補償予測部２０５は最適動きベクトルで示される領域の参照画像信号を参照画像メモリ２０８から読み込むことにより、動き補償予測に基づく予測画像信号１７を生成する。動き補償予測部２０５からは、最適動きベクトルを示す動きベクトル情報１６が出力される。動き補償予測部２０５については、後に詳しく説明する。

減算器２０２は、復号画像メモリ２０１から読み込まれる復号画像信号と動き補償予測部２０５によって参照画像メモリ２０８から読み込まれる予測画像信号１７との減算を行って両者の差分、すなわち予測残差信号１２を生成する。予測残差信号１２は、直交変換／量子化部２０３に入力される。

直交変換／量子化部２０３は、予測残差信号１２に対して直交変換及び量子化を行って、量子化直交変換係数１３を生成する。量子化直交変換係数１１３は、エントロピー符号化部１０４及び逆量子化／逆直交変換部２０６に入力される。

エントロピー符号化部１０４は、量子化直交変換係数１３及び動きベクトル情報１６に対してエントロピー符号化を行い、出力符号列１４を生成する。

逆量子化／逆直交変換部２０６は、直交変換／量子化部２０３からの量子化直交変換係数１３に対して逆量子化と逆直交変換を行って予測残差信号を再生する。

加算器２０７は、再生された予測残差信号と参照画像メモリ２０８からの予測画像信号１７とを加算して局部復号画像信号を生成する。局部復号画像信号は、次の動き補償予測のために参照画像信号として参照画像メモリ２０８に格納される。

次に、図２を参照して動き補償予測部２０５について詳しく説明する。図２に示す動き補償予測部２０５は、動きベクトル予測部３０１、探索中心設定部３０２及び動きベクトル探索部３０３を有し、復号画像信号１１の動き補償予測に用いる動きベクトルの予測（予測動きベクトルの生成）と、動きベクトルの探索に用いる探索中心の設定及び最適動きベクトルの探索を行う。

動きベクトル予測部３０１は、復号画像信号上の符号化対象ブロックの周辺ブロック、及び符号化対象ブロックと空間位置（画像平面上のｘ−ｙ座標位置）が同じである、参照画像信号上のブロック（以下、これを符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックという）の動きベクトル情報を用いて予測動きベクトルを求める。

探索中心設定部３０２は、サイド情報１５中の動きベクトル（原動きベクトルという）が指し示す参照画像信号上の位置と、動きベクトル予測部３０１で求められた予測動きベクトルが指し示す参照画像信号上の位置のいずれか一方を動きベクトル探索部３０３での動きベクトル探索で用いる探索中心として設定する。

動きベクトル探索部３０３は、復号画像メモリ２０１から符号化対象ブロックの復号画像信号のデータを受け取り、参照画像メモリ２０８から探索中心設定部３０２で求められた探索中心の周囲に設定した動きベクトル探索範囲の参照画像信号のデータを受け取って動きベクトル探索を行い、最適動きベクトルを求める。すなわち、動きベクトル探索範囲の参照画像信号のうち、符号化対象ブロックの画像信号に最も類似した領域を公知のブロックマッチングにより求め、その領域と符号化対象ブロックとの間の動きベクトルを最適動きベクトルとする。

次に、図３のフローチャートを用いて図２に示した動き補償予測部２０５の詳細な処理手順について説明する。
まず、復号画像メモリ２０１から符号化対象ブロックの復号画像信号を読み込む（ステップＳ１０１）。次に、サイド情報１５と予測動きベクトルを用いて動きベクトルの探索中心を設定する（ステップＳ１０２）。より具体的には、サイド情報１５に含まれる原動きベクトルが指し示す参照画像信号上の位置と、予測動きベクトルが指し示す参照画像信号上の位置のいずれか一方を探索中心として選択することで探索中心の設定を行う。

次に、参照画像メモリ２０８からステップＳ１０２で求められた探索中心の周囲に設定した動きベクトル探索範囲の参照画像信号のデータを読み込み（ステップＳ１０３）、この範囲について動きベクトルの探索を行う（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０１の処理は、ステップＳ１０４より前であればどこでもよく、また場合によっては他のステップの処理と同時に行ってもよい。

このように第１の実施形態では、参照画像信号上の原動きベクトルが指し示す位置と予測動きベクトルが指し示す位置のいずれか一方を動きベクトルの探索中心に設定するため、動きベクトルの探索に際しては参照画像メモリ２０８から探索中心の周囲に設定した動きベクトル探索範囲の参照画像信号のデータのみを読み込めばよい。従って、非特許文献１に開示されたような、参照画像信号上の原動きベクトルと予測動きベクトルがそれぞれ指し示す位置を評価するために参照画像メモリから原動きベクトル及び予測動きベクトルの両者に対応する参照画像のデータを読み込む手法に比較して、参照画像メモリ２０８から参照画像信号のデータを読み込む際のメモリアクセスのバンド幅が大幅に削減される。従って、ＣＰＵなどのプロセッサの処理負荷が減少し、結果的に符号化効率の向上に寄与することができる。

（第２の実施形態）
次に、図４を用いて動き補償予測部２０５の第２の具体例について説明する。図４に示す動き補償予測部２０５では、図２に示した第１の具体例の動き補償予測部に対して、エントロピー符号化部２０４から探索中心設定部３０２へのパスが追加されている。このパスには、エントロピー符号化部１０４からの符号化結果の情報が出力される。

動きベクトル予測部３０１は、第１の実施形態と同様に復号画像信号上の符号化対象ブロックの周辺ブロック、及び参照画像信号上の符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックの動きベクトルの情報を用いて予測動きベクトルを求める。

探索中心設定部３０２は、エントロピー符号化部２０４からの符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックの符号化結果の情報（例えば、当該参照ブロックの発生符号量や当該参照ブロックの動きベクトルの差分絶対値和など）に基づいて、参照画像上のサイド情報１５中の原動きベクトルが指し示す位置と、動きベクトル予測部３０１で求められた予測動きベクトルが指し示す位置のいずれかを動きベクトル探索で用いる探索中心に設定する。

動きベクトル探索部３０３は、復号画像メモリ２０１から符号化対象ブロックの復号画像信号のデータを受け取り、参照画像メモリ２０８から探索中心設定部３０２で求められた探索中心の周囲に設定した動きベクトル探索範囲の参照画像信号のデータを受け取って動きベクトル探索を行い、最適動きベクトルを求める。

次に、図５のフローチャートを用いて図４に示した動き補償予測部２０５の処理手順について説明する。

まず、復号画像メモリ２０１から符号化対象ブロックの復号画像信号を読み込む（ステップＳ１０１）。次に、エントロピー符号化部２０４から参照画像上の符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックの符号化結果を示す情報を読み込む（ステップＳ１１１）。参照ブロックの符号化結果を示す情報とは、例えば参照ブロックの符号化モードを表す情報や動きベクトルの情報である。符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックとしては、例えば図７中に示されるようなＨ．２６４／ＡＶＣにおけるco-locatedブロックが挙げられる。

図７は、Ｈ．２６４／ＡＶＣにおける時間ダイレクト（temporal direct）モードの動き補償予測構造を示しており、Currentは現在符号化しようとしている符号化対象画像、List 0 Reference，List 1 Referenceは符号化対象画像の時間的に前後にある参照画像、current blockは符号化対象ブロック、co-located blockは参照画像List 1 Referenceにおける、符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックである。

図７において、temporal direct MV0は符号化対象ブロックcurrent blockと参照画像List 0 Referenceとの間の動きベクトル、temporal direct MV1は符号化対象ブロックcurrent blockと参照画像List 1 Referenceとの間の動きベクトル、そしてco-located MVは参照画像List 1 Reference上のco-located blockとList 0 Referenceとの間の動きベクトルを表す。

次に、サイド情報１５と予測動きベクトルを用いて動きベクトルの探索中心を設定する（ステップＳ１０２）。具体的には、サイド情報１５に含まれる原動きベクトルが指し示す参照画像信号上の位置と予測動きベクトルが指し示す参照画像信号上の位置のいずれか一方を探索中心として選択することで、探索中心を設定する。

次に、参照画像メモリ２０８からステップＳ１０２で求められた探索中心の周囲に設定した動きベクトル探索範囲の参照画像信号のデータを読み込み（ステップＳ１０３）、動きベクトルの探索を行う（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０１の処理は、ステップＳ１０４より前であればどこでもよく、また場合によってはステップＳ１０１の処理を他のステップの処理と同時に行ってもよい。

このように第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に動きベクトルの探索に際して参照画像メモリ２０８から探索中心の周囲に設定した動きベクトル探索範囲の参照画像信号のデータのみを読み込めばよいため、参照画像信号のデータを読み込む際のメモリアクセスのバンド幅が大幅に削減される。

さらに、第２の実施形態では予測動きベクトルとして、符号化対象ブロックの周辺を必要としないタイプの動きベクトル、例えばＨ．２６４／ＡＶＣにおける時間ダイレクトモードの動きベクトル（図７中のtemporal direct MV0，temporal direct MV1）を用いると、探索中心の決定に必要な情報がサイド情報１５と参照画像の符号化結果のみによって求められるので、動き補償予測部２０５の処理をパイプライン化したり並列化したりすることによって高速で行うことが容易となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態においては動き補償予測部２０５の構成と概略の処理手順は第２の実施形態と同様であり、探索中心設定部３０２の処理が第２の実施形態と異なっている。以下、図６のフローチャートを用いて本実施形態における探索中心設定部３０２の具体的な処理手順について述べる。

まず、エントロピー符号化部２０４から参照画像信号上の符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックの符号化結果を示す情報のうち符号化モードを示す情報を受け取り、参照ブロックがイントラモードで符号化されているかどうか、すなわち当該参照ブロックがイントラブロックかどうかを調べる（ステップＳ２０１）。参照ブロックがイントラブロックである場合、動きベクトルの探索中心をサイド情報１５中の原動きベクトルが指し示す位置に設定する（ステップＳ２０２）。

一方、符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラブロックでない場合、すなわち当該参照ブロックがインターモードである動き補償予測モードで符号化されたインターブロック（動き補償予測ブロックともいう）の場合は、動きベクトルの探索中心を動きベクトル予測部３０１で求められた予測動きベクトルが指し示す位置に設定する（ステップＳ２０３）。

このように第３の実施形態では、参照画像信号における対象ブロックと空間位置が同じである参照ブロックの符号化結果を用いることで、より適切な動きベクトル探索の中心を選択することが可能となる。従って、少ないメモリアクセスのバンド幅でも、好適な動きベクトルでの効率の高い符号化が可能となる。

今、動画像符号化部２００の符号化形式がＨ．２６４／ＡＶＣで、符号化対象画像がＢピクチャであり、予測動きベクトルとして時間ダイレクトモードの動きベクトルを用いた場合を考える。時間ダイレクトモードの動きベクトルは、co-locatedブロックがイントラブロックであると零ベクトルになる。実際の動きのある映像では、零ベクトルが指し示す位置を探索中心としても好適な動きベクトルを求めることはできない。

そこで、このような場合、すなわちステップＳ２０１で参照ブロック（co-locatedブロック）がイントラブロックと判定された場合は、入力符号列１０中のサイド情報１５に含まれる原動きベクトルが指し示す位置を探索中心とすることが望ましい。こうしてステップＳ１０２で動きベクトルの探索中心を設定した後、ステップＳ１０３〜Ｓ１０４の処理を経ることで好適な動きベクトルを探索し、効率の高い符号化を行うことが可能となる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態においては動き補償予測部２０５の構成と概略の処理手順は第２の実施形態と同様であり、探索中心設定部３０２の処理が第２の実施形態と異なっている。以下、図８のフローチャートを用いて本実施形態における探索中心設定部３０２の具体的な処理手順について述べる。

まず、エントロピー符号化部２０４からの符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラブロックかどうかを調べる（ステップＳ２０１）。符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラブロックである場合、動きベクトルの探索中心をサイド情報１５中の原動きベクトルが指し示す位置に設定する（ステップＳ２０２）。

一方、符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラブロックでない場合、すなわちインターブロックの場合は、エントロピー符号化部２０４からの当該参照ブロックの符号化結果に含まれる差分動きベクトルの絶対値和がある閾値以下かどうかを調べる（ステップＳ２０４）。差分動きベクトルとは、参照ブロックの動きベクトルとその周囲ブロックの予測動きベクトルとの差分ベクトルである。

参照ブロックとその周囲ブロックとの差分動きベクトルの絶対値和が閾値より大きい場合、動きベクトルの探索中心をサイド情報１５中の原動きベクトルが指し示す位置に設定する（ステップＳ２０２）。参照ブロックの差分動きベクトルの絶対値和が閾値以下の場合、動きベクトルの探索中心を動きベクトル予測部３０１で求められた予測動きベクトルが指し示す位置に設定する（ステップＳ２０３）。

このように第４の実施形態では、第３の実施形態と同様に参照画像信号における対象ブロックと空間位置が同じである参照ブロックの符号化結果を用いることで、より適切な動きベクトル探索の中心を選択することが可能となる。従って、少ないメモリアクセスのバンド幅でも、好適な動きベクトルでの効率の高い符号化が可能となる。

また、動画像符号化部２００の符号化形式がＨ．２６４／ＡＶＣで、符号化対象画像がＢピクチャであり、かつ予測動きベクトルに時間ダイレクトモードの動きベクトルを用いた場合、参照ブロック（co-locatedブロック）がイントラブロックと判定されたときは、第３の実施形態と同様に入力符号列１０中のサイド情報１５に含まれる原動きベクトルが指し示す位置を探索中心とすることによって、より好適な動きベクトルを探索することができる。

図７に示されるように、時間ダイレクトモードの動きベクトル（temporal direct MV0，temporal direct MV1）は、co-locatedブロックの動きベクトル（co-located MV）を内分（スケーリング）して得られるため、時間的に動きが一定で符号化対象ブロックが周辺ブロックと同様の動きをしている時に特に有効である。さらに、co-locatedブロックの動きベクトルとその周辺ブロックの予測動きベクトルとの差分動きベクトルの絶対値和が小さいということは、co-locatedブロックが周辺ブロックと同様の動きをしていることを表しているので、時間ダイレクトモードの動きベクトルの信頼性が高いと言える。

従って、ステップＳ２０４において参照ブロックと周囲ブロックとの間の差分動きベクトルの絶対値和が閾値以下の場合は、時間ダイレクトモードの動きベクトルを予測動きベクトルとして、予測動きベクトルが指し示す参照画像上の位置を動きベクトルの探索中心とすることによって、より好適な動きベクトルを探索して効率の高い符号化を行うことが可能となる。

一方、co-locatedブロックの動きベクトルとその周辺ブロックの予測ベクトルとの差分ベクトルの絶対値和が大きい場合は、co-locatedブロックが周辺ブロックと異なる動きをしていることを表しているので、時間ダイレクトモードの動きベクトルの信頼性が低いと言える。従って、ステップＳ２０４において参照ブロックと周囲ブロックとの間の差分動きベクトルの絶対値和が閾値を超える場合は、入力符号列１０中のサイド情報１５に含まれる原動きベクトルが指し示す位置を探索中心とすることによって、好適な動きベクトルを探索することができる。

ステップＳ２０４においては、前記閾値を固定値としてもよいし、変化させてもよい。閾値を変化させる場合、例えばエントロピー符号化部２０４からの符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックの発生符号量が多いほど閾値を小さくする。すなわち、参照ブロックの発生符号量が多い場合には、入力符号列１０中のサイド情報１５に含まれる原動きベクトルが指し示す位置が探索中心として選択されやすくなるようにする。これは発生符号量が多いということは、動きベクトルの符号化に用いる符号量にも余裕があるためであり、これによって動きベクトルの発生符号量が少ない予測動きベクトルの周辺を探索範囲として動きベクトルを探索する必要性が低くなる。

このように符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックの発生符号量によってステップＳ２０４における閾値を変化させることで、より適切な探索中心を設定することが可能となり、メモリアクセスのバンド幅が小さい場合でも、より好適な動きベクトルを探索して効率の高い符号化を行うことが可能となる。

前述したように、動画像符号化部２００の符号化形式がＨ．２６４／ＡＶＣで、符号化対象画像がＢピクチャであり、予測動きベクトルとして時間ダイレクトモードの動きベクトルを用いた場合、時間ダイレクトモードの動きベクトルは、co-locatedブロックがイントラブロックであると零ベクトルになる。実際の動きのある映像では、零ベクトルが指し示す位置を探索中心としても好適な動きベクトルを求めることはできないが、映像の動きと関係なく零ベクトルがより好適な動きベクトルである場合がある。

そこで、ステップＳ２０２あるいはステップＳ２０３で設定された探索中心の周囲の探索範囲からの動きベクトル探索に加えて、参照画像信号のうち零ベクトルの位置についても動きベクトルの探索を行う。零ベクトルの位置に対応して参照画像メモリ２０８から参照画像信号を読み込む位置は決まっており、かつ狭い範囲であるので、メモリアクセスのバンド幅への影響は小さい。従って、零ベクトルの位置も探索範囲に加えることで、メモリアクセスのバンド幅をほとんど増加させることなく、さらに好適な動きベクトルを探索可能として効率の高い符号化を行うことができる。

なお、上述した各実施形態で説明した動画像再符号化処理は、専用のハードウェアによって行うようにしてもよいし、ＣＰＵがプログラムに従って動作することにより、動画像再符号化処理（図３、図５、図６、図８参照）が行われるように構成してもよい。また、コンピュータにこのような処理を実行させるためのプログラムをインタネット等の通信回線を介してユーザに提供するようにしてもよいし、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録してユーザに提供するようにしてもよい。

すなわち、本発明によると第１の動画像符号化データを符号化対象ブロック毎にイントラモード及び動き補償予測モードから選択された符号化モードにより再符号化して第２の動画像符号化データを得る動画像再符号化装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記第１の動画像符号化データを復号して復号画像信号を生成すると共に第１動きベクトルを抽出する動画像復号化部と、前記復号画像信号の符号化対象ブロックと参照画像信号との間の予測動きベクトルを求める動きベクトル予測部と、前記参照画像信号上の前記第１動きベクトルが指し示す位置と前記予測動きベクトルが指し示す位置のいずれか一方に探索中心を設定する探索中心設定部と、前記探索中心に従って前記参照画像信号中に設定された探索範囲から前記符号化対象ブロックの動き補償予測のための第２動きベクトルを探索する動きベクトル探索部とを具備する動画像再符号化装置として前記コンピュータを機能させるためのプログラム、あるいは該プログラムを記録した記録媒体を提供することもできる。

本発明の一実施形態に係る動画像再符号化装置の構成を示すブロック図 図１中の動き補償予測部の第１の具体例を示すブロック図 図２の動き補償予測部の処理手順を示すフローチャート 図１中の動き補償予測部の第２の具体例を示すブロック図 図４の動き補償予測部の処理手順を示すフローチャート 図４中の探索中心設定部の第１の具体的な処理手順を示すフローチャート Ｈ．２６４／ＡＶＣにおける時間ダイレクト（temporal direct）モードの動き補償予測構造を示す図 図４中の探索中心設定部の第２の具体的な処理手順を示すフローチャート

符号の説明

１０…入力符号列（第１の動画像符号化データ）
１１…復号画像信号
１２…予測残差信号
１３…量子化直交変換係数
１４…出力符号列（第２の動画像符号化データ）
１５…サイド情報
１６…動きベクトル情報
１７…参照画像信号
１００…動画像信号復号部
２００…動画像符号化部
２０１…復号画像メモリ
２０２…減算器
２０３…直交変換／量子化部
２０４…エントロピー符号化部
２０５…動き補償予測部
２０６…逆量子化／逆直交変換部
２０７…加算器
２０８…参照画像メモリ
３０１…動きベクトル予測部
３０２…探索中心設定部
３０３…動きベクトル探索部

Claims (10)

1. 第１の動画像符号化データを符号化対象ブロック毎にイントラモード及び動き補償予測モードから選択された符号化モードにより再符号化して第２の動画像符号化データを得る動画像再符号化方法において、
   前記第１の動画像符号化データを復号して復号画像信号を生成すると共に第１動きベクトルを抽出するステップと、
   前記復号画像信号の符号化対象ブロックと参照画像信号との間の予測動きベクトルを求めるステップと、
   前記参照画像信号上の前記第１動きベクトルが指し示す位置と前記予測動きベクトルが指し示す位置のいずれか一方に探索中心を設定するステップと、
   前記探索中心に従って前記参照画像信号中に設定された探索範囲から前記符号化対象ブロックの動き補償予測のための第２動きベクトルを探索するステップとを具備する動画像再符号化方法。
2. 第１の動画像符号化データを符号化対象ブロック毎にイントラモード及び動き補償予測モードから選択された符号化モードにより再符号化して第２の動画像符号化データを得る動画像再符号化装置において、
   前記第１の動画像符号化データを復号して復号画像信号を生成すると共に第１動きベクトルを抽出する動画像復号化部と、
   前記復号画像信号の符号化対象ブロックと参照画像信号との間の予測動きベクトルを求める動きベクトル予測部と、
   前記参照画像信号上の前記第１動きベクトルが指し示す位置と前記予測動きベクトルが指し示す位置のいずれか一方に探索中心を設定する探索中心設定部と、
   前記探索中心に従って前記参照画像信号中に設定された探索範囲から前記符号化対象ブロックの動き補償予測のための第２動きベクトルを探索する動きベクトル探索部とを具備する動画像再符号化装置。
3. 前記探索中心設定部は、（ａ）前記参照画像信号中の前記符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラモードで符号化されている場合は前記第１動きベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定し、（ｂ）前記参照ブロックが動き補償予測モードで符号化されている場合は前記予測ベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定する請求項２記載の動画像再符号化装置。
4. 前記探索中心設定部は、（ａ）前記参照画像信号中の前記符号化対象ブロックと空間位置が同じ参照ブロックがイントラモードで符号化されている場合、あるいは前記参照ブロックが動き補償予測モードで符号化され、かつ前記参照ブロックとその周囲ブロックとの差分動きベクトルの絶対値和が閾値を超える場合は前記第１動きベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定し、（ｂ）前記参照ブロックが動き補償予測モードで符号化され、かつ前記絶対値和が前記閾値以下の場合は前記予測ベクトルが指し示す位置を前記探索中心に設定する請求項２記載の動画像再符号化装置。
5. 前記探索中心設定部は、前記動画像符号化部における前記参照ブロックの発生符号量が多いほど前記閾値を小さくする請求項４記載の動画像再符号化装置。
6. 前記動きベクトル探索部は、前記探索中心に従って前記参照画像信号中に設定された探索範囲及び前記参照画像信号中の零ベクトルの位置から前記第２動きベクトルを探索する請求項２乃至５のいずれか１項記載の動画像再符号化装置。
7. 前記第１の動画像符号化データは、ＭＰＥＧ−２により符号化されている請求項２乃至６のいずれか１項記載の動画像再符号化装置。
8. 前記動画像再符号化装置は、Ｈ．２６４／ＡＶＣにより前記復号画像信号を符号化して前記第２の動画像符号化データを得るように構成される請求項２乃至７のいずれか１項記載の動画像再符号化装置。
9. 前記動画像再符号化装置は、Ｈ．２６４／ＡＶＣにより前記復号画像信号を符号化して前記第２の動画像符号化データを得るように構成され、前記動きベクトル予測部は時間ダイレクトモードの動きベクトルを前記予測動きベクトルとする請求項２乃至７のいずれか１項記載の動画像再符号化装置。
10. 第１の動画像符号化データを符号化対象ブロック毎にイントラモード及び動き補償予測モードから選択された符号化モードにより再符号化して第２の動画像符号化データを得る動画像再符号化装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
    前記第１の動画像符号化データを復号して復号画像信号を生成すると共に第１動きベクトルを抽出する動画像復号化部と、
    前記復号画像信号の符号化対象ブロックと参照画像信号との間の予測動きベクトルを求める動きベクトル予測部と、
    前記参照画像信号上の前記第１動きベクトルが指し示す位置と前記予測動きベクトルが指し示す位置のいずれか一方に探索中心を設定する探索中心設定部と、
    前記探索中心に従って前記参照画像信号中に設定された探索範囲から前記符号化対象ブロックの動き補償予測のための第２動きベクトルを探索する動きベクトル探索部とを具備する動画像再符号化装置として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。

Images