JP2007318726A - 画像符号化装置、画像符号化方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 スライス分割の境界線付近の画像劣化を目立たなくする。
【解決手段】 画像符号化装置は、入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割するスライス分割部と、分割されたスライスを単位としてビデオ信号を符号化する符号化部と、前記スライス分割部にスライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定するスライス設定部とを具備する。スライス設定部は、隣接するピクチャ間でスライスの境界が異なる位置となるように、スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビデオ信号を圧縮符号化する画像符号化装置及びその方法に関し、より具体的には、スライス分割を行ってビデオ信号を符号化する画像符号化装置及びその方法に関する。

画像情報を伝送又は蓄積するための高能率な圧縮符号化方式として、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）−２及びＭＰＥＧ−４が知られている。更に、ＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ−１０：ＡＶＣ（非特許文献１）が規格化されている。ＭＰＥＧ４ Ｐａｒｔ−１０：ＡＶＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０）は、Ｈ．２６４とも呼ばれている。これらの圧縮方式は、基本的に、ＤＣＴ（離散コサイン変換）等の直交変換、動き補償、並びに、画面間や画面内の冗長性を利用して、高い圧縮率を実現する技術である。

Ｈ．２６４では、符号化されるピクチャは、予測方式の違いにより、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャに分類される。各ピクチャは、複数のマクロブロック（ＭＢ）から構成される。さらに、Ｈ．２６４では、ひとつのピクチャを複数のマクロブロックから成るスライスに分割して、スライス単位で符号化処理を行うことができる。スライス分割した場合は、各スライスがＩスライス、Ｐスライス及びＢスライスなどと呼ばれる。なお、Ｈ．２６４のベースライン・プロファイルにおいては、Ｂピクチャが使用されない。

Ｈ．２６４を用いた画像符号化装置は、ピクチャ（フレーム又はフィールド）単位で符号化を行っても良いが、フレーム又はフィールドを複数のスライスに分割し、そのスライスを基本単位として符号化を行った方が、処理をより容易にできることがある。例えば、１９２０画素×１０８８画素のような高解像度の画像に対して、画像符号化装置によって、画像を複数のスライスに分割して、並列或いは時分割に各スライスの符号化・復号化が行われることがある。スライスに分割して、符号化・復号化を分散させることによって、画像符号化装置は効率的に処理を行うことができる。

スライス分割に関連する技術として、特許文献１には、伝送路のエラー又は画像の動きに応じて、スライス形状を変化させる技術が記載されている。また、特許文献２には、Ｈ．２６４／ＡＶＣの規格化過程の符号化方式（Ｈ．２６Ｌ或いはＪＶＴと呼ばれた）において、符号量を調節し、スライス分割を行う技術が記載されている。

Ｈ．２６４のスライスは、符号化処理の単位となるデータブロック、すなわちマクロブロックを単位として分割される。即ち、スライスは、水平方向又は垂直方向の１又は複数のマクロブロックからなる。図１７は、スライスとマクロブロックの関係を示す図である。図１７は、１画面が水平方向に３分割されており、１画面が３つのスライス（第一スライス、第二スライス、第三スライス）からなることを示す。各スライスは、複数のマクロブロック（ＭＢ）から構成されている。マクロブロック１５２，１５４が、第一スライスに属し、かつ、第二スライスとの境界に隣接する。マクロブロック１５０が第二スライスに属し、かつ、第一スライスとの境界に隣接する。

なお、スライスは、図１７のような矩形状又は短冊状だけでなく、ＦＭＯ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍａｃｒｏ−ｂｌｏｃｋ Ｏｒｄｅｒ）又はスライス・グループと呼ばれる手法により、任意の形状をとることができる。なお、スライスの分割は、マクロブロックのラスタ順であれば、どのプロファイルでも実行できるが、スライス・グループはベースライン・プロファイル及びエクステンド・プロファイルでのみ用いられる。
特開２００５−１２４０４１号公報 特開２００４−２３５６８３号公報 ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０"Ｐａｒｔ−１０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ"

ところで、Ｈ．２６４を用いた画像符号化装置が、スライス分割を利用した場合、スライスが基本符号化単位となるので、他のスライスに含まれるマクロブロックの情報を符号化に利用できない。例えば、図１７に示す例では、マクロブロック１５０の符号化に、マクロブロック１５２及び１５４の情報を利用できない。この結果、スライスの境界付近ではピクチャ内（イントラ）予測及びピクチャ間（インター）予測の予測効率が下がるため、符号化効率が低下する。

また、Ｈ．２６４の特徴ともいえるエントロピー符号化方式であるＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｎａｒｙ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ）は、符号化を進めていくにつれて適応的に、確率テーブルを変動させることで符号化効率を向上させている。この確率テーブルが、スライスの符号化開始時に初期化されることによって、符号化対象が有する確率分布と異なった状態になりやすい。この状態は、ある程度符号化が進み、確率テーブルが符号化対象に適応するまで続くことになる。従って、確率テーブルを初期化した直後であるスライス境界付近では符号化効率がおおよそ低下する。

このように、スライス境界付近で符号化効率が低下した結果として、特にスライス境界付近に位置するマクロブロックでは発生符号量が増加するが、全体的な符号量制御の観点から前記発生符号量の抑圧が行われる。そのため、スライス境界付近に位置するマクロブロックで画質劣化が発生し、スライス境界が視覚的に目立ってしまう。特に、水平方向に配置されるマクロブロックが連続的に劣化した場合には、ノイズとして認識されやすいものとなる。

さらに、図１８及び図１９に示すように、連続する各ピクチャでスライスの分割位置を同じにしたとする。図１８は、連続するピクチャ（００，０１，０２，０３，０４，０５，・・・）をそれぞれ同じ位置でスライスに分割した例である。また、図１９は、図１８の各ピクチャを断面的に表わしたときの、スライス分割位置を示す図である。各ピクチャの番号の前に付加した”Ｉ”はＩピクチャであることを示し、”Ｂ”はＢピクチャであることを示し、”Ｐ”はＰピクチャであることを示す。例えば、Ｂ０２は、Ｂピクチャであるピクチャ番号０２を示す。図１９で、各ピクチャのスライス分割位置をつなぐ水平の破線１７０，１７２は、スライスの境界が、時間の経過に対して、画面上の一定の位置にあることを示している。このように、連続する複数ピクチャに対して、スライス境界が画面上の一定の位置にあるようにすると、スライス境界付近のノイズがひときわ認識されやすくなる。

このような、スライス境界付近の画像劣化は、特許文献２に記載の技術のように、スライス形状を不規則に変化させることにより目立たなくすることができるかもしれないが、スライス形状を不規則に変化させると符号化処理及び復号化処理が複雑になってしまう。例えば、符号化対象のマクロブロックがスライスの境界に隣接するか否かの判定など、各マクロブロックの位置関係を必ず確認しなければならない。

そこで、本発明は、上記のような問題点に鑑み、少ない処理負担で、スライス境界付近の画像劣化を目立たなくする画像符号化装置及びその方法を提示することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る画像符号化装置は、ビデオ信号の符号化を行う画像符号化装置において、入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する分割手段と、前記分割手段によって分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する符号化手段と、前記分割手段に前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する設定手段とを有し、前記設定手段は、隣接するピクチャ間で前記スライスの境界が異なる位置となるように、前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定することを特徴とする。

また、本発明に係る画像符号化方法は、ビデオ信号を符号化するための画像符号化方法であって、入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する工程と、分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する工程と、隣接するピクチャ間で前記スライスの境界が異なる位置となるように、前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、少ない処理負担で、スライス境界付近の画像劣化が目立たなくなる。また、スライス分割に周期性或いは規則性を持たせることで、復号時にスライス分割位置を決定しやすくなり、復号処理が簡略になる。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。画像符号化装置１０は、ＭＰＥＧ４ ｐａｒｔ−１０：ＡＶＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０、いわゆるＨ．２６４）方式に準拠して、ビデオ信号を符号化する。画像符号化装置１０に入力されるビデオ信号は、所定のサンプリングレートでデジタル化されたデジタルデータである。また、画像符号化装置１０はデジタルビデオカメラやデジタルビデオレコーダ等に適用できる。

ピクチャ属性決定部４２は、入力ビデオ信号に含まれる各ピクチャの属性を決定する。即ち、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの何れにするかを決定する。ピクチャ属性決定部４２は、スライス分割するときには、各スライスの属性を決定する。スライス設定部４４は、ピクチャ属性決定部４２により決定された内容に基づき、スライス分割の境界位置と各スライスの符号化タイプ（Ｉスライス、Ｂスライス、Ｐスライス、等）を決定し、スライス分割部１２に設定する。スライス分割の決定方法は、後述する。スライスは、符号化処理の単位となるデータブロック、すなわちマクロブロックを単位として、１以上のマクロブロックにより構成される。

スライス分割部１２は、入力ビデオ信号の各ピクチャ（フレーム又はフィールド）を、スライス設定部４４からの設定情報に基づき、スライスに分割する。即ち、スライス分割部１２は、入力ビデオ信号の各ピクチャ（フレーム又はフィールド）を構成する画像データをスライスごとに識別して出力する。また、スライス分割部１２は、スライス分割されたマクロブロックの位置やスライスの符号化タイプなどを示すスライス分割情報を、後述するイントラ予測部２８、動き推定部３６及びエントロピー符号化部４０に供給する。以下、符号化対象のピクチャに関して、フレームを例にして説明する。

減算器１４は、予測符号化を利用する場合には、スライス分割部１２からの画像データと、スイッチ３８からの予測値との差分を算出し、この差データを整数精度の離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行なう整数変換部１６に出力する。減算器１４は、予測符号化を使用しない場合には、スライス分割部１２からの画像データをそのまま整数変換部１６に出力する。

整数変換部１６は、減算器１４からの画像データを整数精度で、４×４画素ブロック単位で離散コサイン変換し、その結果であるＤＣＴ変換係数を量子化部１８に出力する。

量子化部１８は、整数変換部１６からのＤＣＴ変換係数に対して量子化処理を行い、得られる量子化変換係数をエントロピー符号化部４０及び逆量子化部２０に出力する。

エントロピー符号化部４０は、量子化部１８からの量子化変換係数をエントロピー符号化する。Ｈ．２６４では、エントロピー符号化として、ＣＡＶＬＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−Ｂａｓｅｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ）とＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−Ｂａｓｅｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｎａｒｙ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ）が選択的に使用できる。エントロピー符号化部４０は、例えばＣＡＢＡＣによって、入力したスライス分割情報に基づいて、スライスを基本単位として符号化処理を行う。エントロピー符号化部４０はまた、動き推定部３６からの動きベクトル情報を符号化データに多重して、出力ビットストリームとして出力する。なお、出力ビットストリーム中には、スライス分割されたマクロブロックの位置やスライスの符号化タイプ等の情報も多重化される。

逆量子化部２０は、量子化部１８からの量子化変数係数をＤＣＴ変換係数に戻し、逆整数変換部２２に送出する。逆整数変換部２２は、逆量子化部２０からのＤＣＴ変換係数に逆整数変換処理を施し、減算器１４の出力データに相当するデータを復元する。

加算器２４は、予測符号化を利用していない場合には、逆整数変換部２２の出力データをそのまま出力し、予測符号化を利用している場合には、逆整数変換部２２の出力データにスイッチ３８からの予測値を加算して出力する。加算器２４の出力データが、いわゆる局所復号データである。加算器２４の出力は、ピクチャ内予測（イントラ予測）のために、フレームメモリ２６に格納される。また、ピクチャ間予測（インター予測）のために、デブロッキングフィルタ３０を介して、フレームメモリ３２に格納される。デブロッキングフィルタ３０は、局部復号データにおけるブロックノイズを低減するために使用される。

動き推定部３６は、後述するインター予測に関連して、スライス分割部１２からの画像データをフレームメモリ３２に格納された局所復号データと比較して、画像内の物体の動きを推定する。フレームメモリ３２に格納された局所復号データは、現フレームの表示タイミングよりも前又は後ろに位置するフレームを構成するものであり、フレーム間予測の参照画像として利用される。動き推定部３６によって検出された動きベクトルは、インター予測部３４とエントロピー符号化部４０に供給される。特に、動き推定部３６は、入力したスライス分割情報に基づいて、スライスの境界を越えた動きベクトルの検出を禁止する。

イントラ予測部２８は、フレームメモリ２６に格納された局所復号データを参照して、予測処理を行って、フレーム内から予測値を算出して出力する。イントラ予測部２８は、スライス分割されているときは、入力したスライス分割情報に基づいて、フレーム内かつ同じスライス内の情報のみを用いて予測処理を行って、予測値を算出する。Ｈ．２６４のイントラ予測は、符号化済みの画素ブロックに含まれる隣接画素の情報を用いて、予測対象ブロックの予測値を生成するものである。

インター予測部３４は、動き推定部３６により推定された動きベクトルにしたがって、フレームメモリ３２に格納された参照画像から予測に使用する画像データを決定し、フレーム間の予測値（いわゆる、動き補償予測値）を算出して出力する。

スイッチ３８は、符号化しようとする画像データをイントラ予測で符号化するのか、インター予測で符号化するのかに応じて、イントラ予測部２８の予測値又はインター予測部３４の予測値を選択し、予測符号化の予測値として減算器１４に供給する。なお、スライス符号化タイプがＩスライスの場合はフレーム内符号化が、Ｐスライスの場合はフレーム内符号化と参照画像を１枚用いたフレーム間符号化が、Ｂスライスの場合はフレーム内符号化と参照画像を１枚乃至２枚用いたフレーム間符号化が、夫々許容される。

次に、図２及び図３を参照して、本実施例におけるスライス分割の動作を説明する。図２は、連続するピクチャ（００，０１，０２，０３，０４，０５，・・・）をピクチャの属性に応じて異なる境界位置でスライスに分割した例である。また、図３は、図２の各ピクチャを断面的に表わしたときの、スライス分割位置を示す図である。スライス分割は、マクロブロックのラスタ順に従って実行され、スライス分割の結果、図２に示した例のように横長の長方形のスライスが複数（Ｉフレームは３つ、Ｂフレームは４つ、Ｐフレームは５つ）完成する。

ピクチャ属性決定部４２が、予め指定された符号化方式に従い、入力ビデオ信号の符号化対象フレームがＩ、Ｐ及びＢのどれになるかを決定し、決定したピクチャ属性をスライス設定部４４に通知する。スライス設定部４４は、Ｉフレームに対しては、フレームを例えば均等に３分割するようにスライス分割部１２を設定する。また、Ｐフレームに対しては、フレームを例えば均等に５分割するようにスライス分割部１２を設定する。さらに、Ｂフレームに対しては、ピフレームを例えば均等に４分割するようにスライス分割部１２を設定する。

スライス分割部１２は、スライス設定部４４による設定に基づき、入力ビデオ信号の各フレームを設定された数のスライスに分割する。スライス分割以降の動作は、上述した通りである。

このように、本実施例では、ピクチャ属性に応じて規則的にスライスの分割数及び分割位置を変化させるので、長時間に渡ってスライス分割位置が同じになることがなくなる。従って、スライス境界付近での画像劣化（画質劣化）が目立たなくなる。図２及び図３に示す例では、連続する２枚のＢフレーム（フレーム０１及び０２など）ではスライス分割位置が同じになるが、Ｉフレーム及びＰフレームと比べれば、Ｂフレームなのでスライス境界線での画像劣化が目立たない。

なお、図２に示す例では、Ｉフレーム、Ｐフレーム及びＢフレームのいずれも、フレームを等分割したが、ＩフレームとＰフレームの間に必ずＢフレームが存在する場合には、ＩフレームとＰフレームのスライス分割方法を同じにしても充分な効果は得られる。

このように、スライス分割位置に規則性を持たせることで、復号時にスライス分割位置を決定しやすくなり、復号処理が簡略になる利点もある。

実施例１では、ピクチャ属性に応じて規則的にスライスの分割数及び分割位置を変化させたが、ピクチャ番号（すなわちフレーム番号）順にスライスの分割数と分割位置とを変化させてもよい。図４は、実施例２に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図４において、図１に示すブロック図と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、実施例１と重複する説明は省略する。

図４に示す画像符号化装置１０ａは、スライス設定部４６を備える。スライス設定部４６は、入力ビデオ信号のフレーム数をカウントし、そのカウント値に応じて、以下のように、スライス分割部１２にスライス分割条件を設定する。例えば、３種類のスライス分割法を使う場合、符号化対象フレームのピクチャ番号を３で割り、その余りに応じて、３分割、４分割又は５分割を割当てる。図５は、連続するピクチャ（００，０１，０２，０３，０４，０５，・・・）をピクチャ番号に応じて異なる境界位置でスライスに分割した例である。また、図６は、図５の各ピクチャを断面的に表わしたときの、スライス分割位置を示す図である。スライス分割は、マクロブロックのラスタ順に従って実行され、スライス分割の結果、図５に示した例のように横長の長方形のスライスが複数完成する。図５及び図６では、ピクチャ番号が３で割り切れるピクチャ（Ｉ００，Ｐ０３，Ｐ０６，Ｐ０９・・・）の場合には、例えば３分割を設定する。また、ピクチャ番号が３で割って余りが１のピクチャ（Ｂ０１，Ｂ０４，Ｂ０７，Ｂ１０・・・）の場合には、例えば４分割を設定する。さらに、ピクチャ番号が３で割って余りが２のピクチャ（Ｂ０２，Ｂ０５，Ｂ０８，Ｂ１１・・・）の場合には、例えば５分割を設定する。この例では、スライス分割が３ピクチャ周期で繰り返す。

スライス分割部１２は、スライス設定部４６による設定に基づき、入力ビデオ信号の各フレームを設定された数のスライスに分割する。スライス分割以降の動作は、上述した通りである。

このように、本実施例では、ピクチャ番号に応じて規則的にスライスの分割数及び分割位置を変化させるので、隣接するピクチャ間でスライス分割位置が同じになることがなくなる。従って、スライス境界付近での画像劣化（画質劣化）が目立たなくなる。

実施例３では、実施例２とは異なる方法によって、ピクチャ番号順にスライスの分割数及び分割位置を一定規則のもとで変化させてもよい。実施例３に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図は、図４のブロック図を使用する。図７は、連続するピクチャ（００，０１，０２，０３，０４，０５，・・・）をピクチャ番号に応じて異なる境界位置でスライスに分割した例である。また、図８は、図７の各ピクチャを断面的に表わしたときの、スライス分割位置を示す図である。

図８において、白丸、黒丸、黒三角形及び黒四角形はいずれもスライス分割位置を示す。補助線Ａは、ピクチャ番号が３で割り切れるピクチャ（Ｉ００，Ｐ０３，Ｐ０６，Ｐ０９・・・）からなるグループ（第１グループ）の黒丸で示すスライス分割位置の変化を示す。補助線Ｂは、ピクチャ番号を３で割った場合に余りが１になるピクチャ（Ｂ０１，Ｂ０４，Ｂ０７，Ｂ１０・・・）からなるグループ（第２グループ）の黒三角形で示すスライス分割位置の変化を示す。補助線Ｃは、ピクチャ番号を３で割った場合に余りが２になるピクチャ（Ｂ０２，Ｂ０５，Ｂ０８，Ｂ１１・・・）からなるグループ（第３グループ）の黒四角形で示すスライス分割位置の変化を示す。

図７から容易に理解できるように、第１グループに属するピクチャでは、スライスの分割位置がピクチャごとに画面上方向に一定量だけ、例えば１マクロブロック（ＭＢ）分づつ、シフトする。また、第２グループに属するピクチャでは、スライスの分割位置がピクチャごとに画面下方向に一定量だけ、例えば１マクロブロック（ＭＢ）分づつ、シフトする。さらに、第３グループに属するピクチャでは、スライスの分割位置がピクチャごとに画面上方向に一定量だけ、例えば２マクロブロック（ＭＢ）分づつ、シフトする。

スライス分割位置の移動によりサイズが大きくなってしまうスライスには、例えば、図７に追加の分割位置Ａ，Ｂ，Ｃとして図示したように、新たな分割線を追加する。

このように、本実施例では、ピクチャ番号に応じてスライスの分割数を変化させ、分割位置をシフトさせるので、近傍の複数ピクチャ間でスライスの分割位置が同じになる確率が低下し、より一層スライス境界付近での画像劣化（画質劣化）が目立たなくなる。例えば、サーチ再生などでは、上述の第１のグループのみを表示する場合があるが、この場合でも、本実施例の場合、スライス分割境界の画質劣化は目立ちにくい。

なお、本実施例では、ピクチャ内を均等にスライスに分割することを前提に説明したが、隣接するピクチャ間でスライスの分割位置が異なればいいので、ピクチャ内を不均等にスライス分割しても同様の効果が得られる。

また、本実施例では、ピクチャ番号に従いスライス分割条件を決定していたが、予測方式の違いに応じてスライス分割条件を変化させてもよい。

また、本実施例の変形例として、グループごとの分割数を維持するために、図９及び図１０に示すように、スライス境界線の追加に応じて、既存の境界線を削除しても良い。図９は、そのように変更した、実施例３の変形例となるスライス分割の例である。また、図１０は、図９の各ピクチャを断面的に表わしたときの、スライス分割位置を示す図である。図９及び図１０をそれぞれ図７及び図８と比較することによって、削除される境界線が示される。

上記各実施例では、基本的なスライス分割数として３，４及び５の組み合わせを例示したが、本発明は、このようなスライス分割数に限定されない。また、実施例３では、３つのグループにピクチャを分類しているが、４つ以上に分類しても良い。図１１は、図７及び図８に示す分割法を４グループに拡張した場合（拡張例１）のスライス分割位置を示す図である。

図１１において、白丸、黒丸、黒三角形、黒四角形及び黒星形はいずれもスライス分割位置を示す。補助線Ｄは、ピクチャ番号が４で割り切れるピクチャ（Ｉ００，Ｂ０４，Ｂ０８・・・）からなるグループ（第１グループ）の黒丸で示すスライス分割位置の変化を示す。補助線Ｅは、ピクチャ番号を４で割った場合に余りが１になるピクチャ（Ｂ０１，Ｂ０５，Ｐ０９・・・）からなるグループ（第２グループ）の黒三角形で示すスライス分割位置の変化を示す。補助線Ｆは、ピクチャ番号を４で割った場合に余りが２になるピクチャ（Ｂ０２，Ｐ０６，Ｂ１０・・・）からなるグループ（第３グループ）の黒四角形で示すスライス分割位置の変化を示す。補助線Ｇは、ピクチャ番号を４で割った場合に余りが３になるピクチャ（Ｐ０３，Ｂ０７，Ｂ１１・・・）からなるグループ（第４グループ）の黒星形で示すスライス分割位置の変化を示す。

さらに、図１１において、第１グループに属するピクチャでは、スライスの分割位置がピクチャごとに画面上方向に一定量だけ、例えば１マクロブロック（ＭＢ）分づつ、シフトする。また、第２グループに属するピクチャでは、スライスの分割位置がピクチャごとに画面上方向に一定量だけ、例えば２マクロブロック（ＭＢ）分づつ、シフトする。また、第３グループに属するピクチャでは、スライスの分割位置がピクチャごとに画面下方向に一定量だけ、例えば２マクロブロック（ＭＢ）分づつ、シフトする。さらに、第４グループに属するピクチャでは、スライスの分割位置がピクチャごとに画面下方向に一定量だけ、例えば１マクロブロック（ＭＢ）分づつ、シフトする。

また、図１２は、図９及び図１０に示す分割法を４グループに拡張した場合（拡張例２）のスライス分割位置を示す図である。図１２を図１１と比較することによって、削除される境界線が示される。

実施例１から実施例３では、スライス分割について、各ピクチャ間で異なる分割数としていたが、本発明は、隣接するピクチャ間でのスライスの分割位置（スライスの境界）が異なればよい。そこで、実施例４では、各ピクチャのスライスの分割数を等しくし、その分割位置のみを変化させた例を示す。実施例４に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図は、図４のブロック図を使用する。図１３は、連続するピクチャ（００，０１，０２，０３，０４，０５，・・・）の各ピクチャを同じ分割数、かつ、異なる分割位置でスライスに分割した例である。また、図１４は、図１３の各ピクチャを断面的に表わしたときの、スライス分割位置を示す図である。

図１３及び図１４の例では、全てのピクチャをそれぞれ３つのスライスに分割している。このとき、図で示した様に、各ピクチャのスライス分割位置が、隣接ピクチャ間で異なるように設定することで、スライス境界が連続して同じ位置に現れないようにすることができる。

このとき、このスライス分割の位置の変化は、完全にランダムである必要はなく、一定の周期で繰り返される規則性をもったパターンとして設定することができる。予め定められたピクチャ数ごとの周期で繰り返すように設定することで、復号時にスライス分割位置を決定しやすくなり、復号処理が簡単になる。図１３及び図１４の例では、同じ分割位置が３ピクチャ周期で繰り返されるように示してあるが、この例に限定されるものではなく、周期的なものであれば、より長いピクチャ数からなる周期を設定しておくことももちろん可能である。

Ｈ．２６４方式は、スライス単位に予測方式を設定することが可能となっている。すなわち、分割したスライスごとに、Ｉスライス、ＰスライスまたはＢスライスの設定を行うことが可能である。例えば、Ｂピクチャの一部のスライスをＩスライスとして符号化することも可能であり、その場合、Ｉスライスにしたエリアにおけるエラー耐性や高速再生時の表示再現性を向上させられることができる。

実施例５では、このように一部のスライスをＩスライスとする機能を本発明に適用した場合について説明する。実施例５に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図は、図４のブロック図を使用する。図１５は、連続するピクチャ（００，０１，０２，０３，０４，０５，・・・）の各ピクチャをスライスに分割した例である。さらに、一部のスライスをＩスライスとして設定した様子を示している。また、図１６は、図１５の各ピクチャを断面的に表わしたときの、スライス分割位置とＩスライスの位置を示す図である。

図１５および図１６で示されるように、本実施例では、各ピクチャを、分割位置が隣接ピクチャで異なる様に設定しつつ、さらに各ピクチャの一部のスライスをＩスライスに設定して符号化している。例えば、Ｉ００ピクチャの一番目のスライス、Ｂ０１ピクチャの二番目のスライス、Ｂ０２ピクチャの三番目のスライス、Ｐ０３ピクチャの三番目のスライス、といったように、Ｉスライスが設定される。（なお、Ｉ００の場合、その他のスライスもＩスライスであるが、本実施例の説明には不要なので、図示していない。以下、単にＩスライスといった場合、Ｉ００のその他のＩスライスは含まれないものとする。）
各Ｉスライスとなるスライスは、ピクチャごとに少しずつ位置をずらしながら設定され、なおかつ、その分割位置は、隣接ピクチャのスライス分割位置と異なる位置に設定される。なお、他のスライスの分割位置も、隣接ピクチャと異なる位置に設定される。通常Ｉスライスは、使用可能な予測モードがイントラ予測しかないため、符号化効率が悪く、割り当てられる符号量によるものの、基本的にノイズが発生しやすい状態にある。特に、隣接スライスが符号化効率の良い、ＰスライスやＢスライスの場合、Ｉスライスの劣化の程度が目立ちやすく、スライス境界が認識されやすくなる。

そこで、本実施例では、上記した各実施例と同様に各ピクチャのスライス分割位置が隣接ピクチャと異なる位置になるように設定し、なおかつ、Ｉスライスをピクチャごとにずらしながら設定するようにする。これによって、スライス境界を目立ちにくくすることができるとともに、Ｉスライスに設定したエリアにおけるエラー耐性や高速再生時の表示再現性を向上させられることができる。

以上のとおり、本発明は、スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定するものであり、基本的に隣接するピクチャ間でスライス分割位置を異ならせるものであり、或いはスライス分割位置が異なる確率を高めるものである。そして、スライス分割位置の変化を規則的なものとすることで、復号時にスライス分割位置を決定しやすくなり、復号処理を容易にすることができる。

（他の実施形態）
上述した本発明の実施形態における画像符号化装置を構成する各手段、並びに画像符号化方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。

また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施形態も可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システムあるいは装置に直接されてもよい。あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどである。また、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）なども含む。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのものをダウンロードすることによっても供給できる。もしくは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。

また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

本発明の実施例１に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 実施例１におけるスライス分割の例である。 実施例１におけるスライス分割位置を示す図である。 本発明の実施例２に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 実施例２におけるスライス分割の例である。 実施例２におけるスライス分割位置を示す図である。 実施例３におけるスライス分割の例である。 実施例３におけるスライス分割位置を示す図である。 実施例３の変形例におけるスライス分割の例である。 実施例３の変形例におけるスライス分割位置を示す図である。 実施例３の拡張例１におけるスライス分割位置を示す図である。 実施例３の拡張例２におけるスライス分割位置を示す図である。 実施例４におけるスライス分割の例である。 実施例４におけるスライス分割位置を示す図である。 実施例５におけるスライス分割の例である。 実施例５におけるスライス分割位置とＩスライスの位置を示す図である。 スライスとマクロブロックの関係を示す図である。 スライス分割の例である。 スライス分割位置を示す図である。

符号の説明

１０ 画像符号化装置
１２ スライス分割部
１４ 減算器
１６ 整数変換部
１８ 量子化部
２０ 逆量子化部
２２ 逆整数変換部
２４ 加算器
２６ フレームメモリ
２８ イントラ予測部
３０ デブロッキングフィルタ
３２ フレームメモリ
３４ インター予測部
３６ 動き推定部
３８ スイッチ
４０ エントロピー符号化部
４２ ピクチャ属性決定部
４４ スライス設定部
１０ａ 画像符号化装置
４６ スライス設定部

Claims (19)

1. ビデオ信号の符号化を行う画像符号化装置において、
   入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する分割手段と、
   前記分割手段によって分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する符号化手段と、
   前記分割手段に前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する設定手段とを有し、
   前記設定手段は、隣接するピクチャ間で前記スライスの境界が異なる位置となるように、前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定することを特徴とする画像符号化装置。
2. 前記設定手段は、前記ピクチャの属性に基づいて前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
3. 前記設定手段は、前記ピクチャのピクチャ番号に基づいて前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
4. 前記符号化手段は、前記スライスによって限定された予測符号化を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像符号化装置。
5. 前記分割手段は、スライス分割に関する情報を前記符号化手段に供給することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像符号化装置。
6. 前記符号化手段は、前記情報に従って前記スライスを単位として符号化を行うエントロピー符号化手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像符号化装置。
7. 前記符号化手段は、前記情報に従って前記スライスを単位としてピクチャ間予測に関連する動き推定を行う動き推定手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像符号化装置。
8. 前記符号化手段は、前記情報に従って前記スライスを単位として予測処理を行うピクチャ内予測手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像符号化装置。
9. 前記設定手段は、設定されるスライスごとに符号化タイプを設定することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
10. 前記設定手段は、設定されるスライスの一部をスライス内のイントラ予測のみ可能なスライスに設定することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
11. ビデオ信号の符号化を行う画像符号化装置において、
    入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する分割手段と、
    前記分割手段によって分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する符号化手段と、
    前記分割手段に前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する設定手段とを有し、
    前記設定手段は、前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方が、予め定められたピクチャ数ごとに周期的に変化するように設定することを特徴とする画像符号化装置。
12. ビデオ信号の符号化を行う画像符号化装置において、
    入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する分割手段と、
    前記分割手段によって分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する符号化手段と、
    前記分割手段に前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する設定手段とを有し、
    前記設定手段は、前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方が、予め定められたピクチャ数ごとに規則性をもって変化するように設定することを特徴とする画像符号化装置。
13. ビデオ信号を符号化するための画像符号化方法であって、
    入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する工程と、
    分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する工程と、
    隣接するピクチャ間で前記スライスの境界が異なる位置となるように、前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する工程とを有することを特徴とする画像符号化方法。
14. ビデオ信号を符号化するための画像符号化方法であって、
    入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する工程と、
    分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する符号化工程と、
    前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方が、予め定められたピクチャ数ごとに周期的に変化するように設定する工程とを有することを特徴とする画像符号化方法。
15. ビデオ信号を符号化するための画像符号化方法であって、
    入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する工程と、
    分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する工程と、
    前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方が、予め定められたピクチャ数ごとに規則性をもって変化するように設定する工程とを有することを特徴とする画像符号化方法。
16. 入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する工程と、
    分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する工程と、
    隣接するピクチャ間で前記スライスの境界が異なる位置となるように、前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方を設定する工程とを有する方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
17. 入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する工程と、
    分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する符号化工程と、
    前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方が、予め定められたピクチャ数ごとに周期的に変化するように設定する工程とを有する方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
18. 入力されるビデオ信号に含まれる符号化対象のピクチャを、夫々が１以上のデータブロックから構成される複数のスライスに分割する工程と、
    分割されたスライスを単位として前記ビデオ信号を符号化する工程と、
    前記スライスの分割位置及び分割数の少なくとも一方が、予め定められたピクチャ数ごとに規則性をもって変化するように設定する工程とを有する方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
19. 請求項１６乃至１８の何れか１項に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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