JP2007516639A

JP2007516639A - 符号化方法及び符号化装置

Info

Publication number: JP2007516639A
Application number: JP2006520036A
Authority: JP
Inventors: コルソ，サンドラデル
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2007-06-21
Also published as: KR20060034294A; US20060181650A1; WO2005009045A1; CN1823530A; EP1649696A1

Abstract

本発明は、サブフレームに分割される連続フレームを備える入力ビデオ系列に施される符号化方法に関し、該方法は、サブフレーム毎に動きベクトルを推定する工程と、いわゆる入力残差信号を変換し、量子化し、符号化する工程と、予測フレームを生成する工程と、予測フレームと動きベクトルとに基づいて動き補償予測フレームを生成する工程と、現行フレームと動き補償予測フレームとの間の差によって、入力残差信号を生成する工程とを備える。本発明によれば、符号化方法は、予測フレーム生成工程に、動き補償予測フレーム生成工程の前に予測フレームに対して行われる時間的フィルタリング・サブ工程が続くことを特徴とする。

Description

本発明は、サブフレームに分割される連続フレームを備える入力ビデオ系列に施される符号化方法に関し、該方法は、
符号化する対象の現行フレームのサブフレーム毎に動きベクトルを推定する工程と、
いわゆる入力残差信号を変換し、量子化し、符号化する工程と、
量子化工程の後に得られる信号に基づいて、空間的フィルタリング工程の有無にかかわらず、少なくとも、逆量子化工程と、逆変換工程と、加算工程とによって予測フレームを生成する工程と、
予測フレームと、各々がサブフレームに関連した動きベクトルとに基づいて、動き補償予測フレームを生成する工程と、
現行フレームと動き補償予測フレームとの間の差によって、入力残差信号を生成する工程とを少なくとも備える。

本発明は、そのような符号化方法を行う装置にも関する。

例えば国際公開第97/16029号の文献に記載されているものなどの画像符号器は主に、動き推定と、動き補償と、レート制御と、DCT（離散コサイン変換）と、量子化と、VLC（可変長符号化）と、バッファと、逆量子化と、逆DCT変換と、減算器と、加算器とのモジュールを備える。そのような符号器では、量子化処理は、アーチファクトの阻止につながる非可逆的処理である。国際公開第00/48809号（代理人整理番号PHF99508）は、このアーチファクトを、符号化する対象の信号のブロック性構造による空間的アーチファクトを消去するか少なくとも削減することを可能にする空間的フィルタリング工程を復号化処理において実施する原理に基づいて除去するか少なくとも削減する手法に関する。

本発明の目的は、復号化側で再構築される画像の視覚品質をなお向上させることを可能にする新たなタイプの符号器を提案するというものである。

この目的で、本発明は、本明細書の最初の部分に規定したような画像符号器に関し、画像符号器は、予測フレーム生成工程の次に来るのが、動き補償予測フレーム生成工程前に予測フレームに対して行われる時間的フィルタリング・サブ工程であることによって更に特徴付けられる。

この構造の利点は、符号化側の符号化画像系列の圧縮率が改善され、それによって、復号化側の再構築画像系列の視覚品質が向上することになるということである。

本発明は、次に、例として、添付図面を参照しながら説明することとする。

従来の符号化装置の構成図を図1に表す。そのような装置は一般的に、符号化分岐と予測分岐とを備える。符号化分岐は、その入力が、サブフレームに分割される入力ビデオ系列110を受信し、減算器111と、DCT回路112と、量子化回路113と、VLC回路114などのエントロピー符号器と、バッファ115と、レート制御回路116とを直列に備える。予測分岐は、量子化回路113の出力と、減算器111の負の入力との間に直列に、逆量子化回路211と、逆DCT回路212と、加算器213と、フレーム・メモリ回路216と、動き補償回路218とを備える。（214と参照される）デブロッキング・フィルタを予測分岐内に、加算器213の出力とフレーム・メモリ216の入力との間に備え得る。予測分岐は、符号化分岐の入力と動き補償回路218との間に動き補償回路217も備える。

本願の場合、入力ビデオ系列は、（MPEG標準に従って）ルミナンス信号と2つの差異信号との形態にディジタル化され、表され、複数の層（系列、ピクチャ群、ピクチャ、又はフレーム、スライス、マクロブロック及びブロック、本願の実施形態では前述のサブフレームである複数のマクロブロックによって各ピクチャを表す。）に更に分割される。各入力ビデオ信号は、動きベクトルを推定する動き推定回路217によって受信され、動き推定回路217の出力で利用可能な動きベクトルは、予測の効率を向上させるよう動き補償回路218によって受信される。動き補償回路218は、動き補償予測（予測画像）を生成し、これは減算器111によって元のビデオ画像から減算して誤り信号Rすなわち予測残差信号を形成し、これはDCT回路112の入力で受信される。このDCT回路は更に、順DCT処理を予測残差信号の各ブロックに施してDCT係数ブロック群を生成する。各生成DCT係数ブロックは、量子化回路113によって受信され、そこではDCT係数は量子化される。量子化の処理は、DCT係数が表される精度を、DCT係数を、整数値を形成するのに適切な丸めを備えた量子化値群によって除算することによって削減する（参照表、例えば、ルミナンス量子化表又はクロミナンス量子化表、として設定され、変換ブロックにおける各周波数係数が量子化される方法を判定する量子化行列によって各DCT係数に別の量子化値が施される。）。

生成された量子化DCT係数ブロックは、VLC回路114によって受信され、VLC回路は、一連の量子化DCT係数と、（マクロブロック・サイズや動きベクトルなどの、）マクロブロック毎のサイド情報全てとを符号化する。VLC回路114の出力では、元の入力ビデオ系列110に相当する符号化データ・ストリームが次に利用可能である。この符号化データ・ストリームはバッファ115によって受信され、バッファは、出力ビット・レートを平滑化するよう、符号器出力を伝送チャネルに一致させるのに用いる。よって、バッファ115の出力信号310は、入力ビデオ信号の圧縮表現であり、記憶媒体又は伝送チャネルに送られる。レート制御回路116は、符号器によって生成されるビット数を制御することによって、符号器側でのオーバフロー又はアンダフローを阻止するために、バッファ115に入るデータ・ストリームのビット・レートを監視し、調節する役目を担う。

量子化回路113からの量子化DCT係数は、逆量子化回路211によっても受信され、生成される逆量子化DCT係数は、逆DCT回路212に転送され、逆DCT回路では、逆DCTを各マクロブロックに施して復号化誤り信号を生成する。この誤り信号は、加算器213によって動き補償回路218からの予測信号にもう一度加算して、メモリ回路216に送られる復号化参照ピクチャ（再構築画像）を生成する。

本発明によれば、（デブロッキング・フィルタ214の有無にかかわらず）予測分岐内に、加算器213の出力とフレーム・メモリ216の入力との間に時間的フィルタリング回路300を追加することが更に提案される。そのような回路について種々の実施形態を提案し得る。例えば、メモリ（画像の容量を有するメモリ）に先行画像又は後続画像を保持してもよく、多くの過去の画像及び/又は後続画像をメモリに保持し、メディアンフィルタや同様な特性のフィルタを用いて相当する画素をフィルタリングする。

そのような構造によって、予測工程の精度が向上し、（入力信号と、予測されたものとの間の差による）減算器111の出力で得られる残差信号は小さくなる、すなわち、圧縮率が改善される。復号化側での画像再構築はその場合、向上した品質で行われる。なお、既に述べたように、デブロッキング・フィルタ214は予測分岐内にあってもなくてもよい。この空間的フィルタの有無にかかわらず、何れの場合にも本発明は適用可能である。

従来の画像符号器の例を示す図である。本発明による符号化装置を示す図である。

Claims

サブフレームに分割される連続フレームを備える入力ビデオ系列に施される符号化方法であって、
符号化する対象の現行フレームのサブフレーム毎に動きベクトルを推定する工程と、
いわゆる入力残差信号を変換し、量子化し、符号化する工程と、
前記量子化工程の後に得られる信号に基づいて、少なくとも、逆量子化工程と、逆変換工程と、加算工程とによって予測フレームを生成する工程と、
前記予測フレームと、各々が前記サブフレームに関連した前記動きベクトルとに基づいて、動き補償予測フレームを生成する工程と、
前記現行フレームと前記動き補償予測フレームとの間の差によって、前記入力残差信号を生成する工程とを備え、
前記予測フレームを生成する工程の次に、前記予測フレームに対して行う時間的フィルタリング・サブ工程が、前記動き補償予測フレームを生成する工程の前に来ることを特徴とする符号化方法。
サブフレームに分割される連続フレームを備える入力ビデオ系列に施される符号化方法であって、
符号化する対象の現行フレームのサブフレーム毎に動きベクトルを推定する工程と、
いわゆる入力残差信号を変換し、量子化し、符号化する工程と、
前記量子化工程の後に得られる信号に基づいて、少なくとも、逆量子化工程と、逆変換工程と、空間的フィルタリング工程と、加算工程とによって予測フレームを生成する工程と、
前記予測フレームと、各々が前記サブフレームに関連した前記動きベクトルとに基づいて、動き補償予測フレームを生成する工程と、
前記現行フレームと前記動き補償予測フレームとの間の差によって、前記入力残差信号を生成する工程とを備え、
前記予測フレーム生成工程の次に、前記予測フレームに対して行う時間的フィルタリング・サブ工程が、前記動き補償予測フレームを生成する工程の前に来ることを特徴とする符号化方法。
符号化装置であって、請求項1と請求項2との何れか記載の符号化方法を行うようにすることを特徴とする符号化装置。