JP2007521696A - エラー・コンシールメントのための直接モード導出プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
簡単に述べると、第1の好ましい実施形態によれば、直接モード(direct−mode:ダイレクト・モード)で符号化されたマクロブロックのアレイ中の欠落/破損マクロブロックの時間的コンシールメントを行う技術が提供される。直接モードは、データが伝送されないPフレーム・スキップ・マクロブロックとは対照的に、Bスライスまたはピクチャのマクロブロックについてはビデオ・ストリームでは動きパラメータが伝送されない、特定のフレーム間符号化モードである。最初に、アレイ内の、欠落/破損値を有する少なくとも1つのマクロブロックを識別する。次に、マクロブロックのアレイからなる第1の以前に伝送されたピクチャ内で、同じ位置にあるマクロブロックを突き止め、その同じ位置にあるマクロブロックの動きベクトルを決定する。この動きベクトル(「同じ位置の動きベクトル」と呼ぶ)を、識別したマクロブロックと同じ位置にあるマクロブロックの間の距離にほぼ対応するピクチャ・オーダ・カウント(POC:Picture Order Count)距離に従ってスケーリングする。識別したマクロブロックを、スケーリングした同じ位置の動きベクトルに従って、第1のピクチャおよび第2の以前に伝送されたピクチャの両方からの動き補償データによって、予測する。この技術は、MPEG−4など、Bフレーム・ピクチャを使用するブロック圧縮技術で圧縮されたビデオに適用可能である。
本発明の原理による欠落/破損マクロブロックの時間的コンシールメントを行う技術は、ITU H.264符号化規格の状況において最もよく理解することができるが、以下に述べるように、この技術は、MPEG−4符号化規格など、その他の符号化規格にも適用可能である。従って、ITU H.264符号化規格による直接モード符号化に利用可能な導出プロセスについて簡単に説明しておくことは、後に役に立つであろう。ITU H.264符号化規格では、複数の参照ピクチャをフレーム間予測に使用することができ、参照インデックスは、デコーダ(図示せず)に関連する参照ピクチャ・バッファ(図示せず)中のピクチャのうち、どのピクチャ(1つまたは複数)が使用されるかを示すように符号化される。参照ピクチャ・バッファは、2つのリスト、リスト0およびリスト1を保持する。Pスライス内のブロックの予測は、「RefIdxL0」と呼ばれる伝送された参照インデックス、および「MvL0」と呼ばれる伝送された動きベクトルに従って、リスト0内の異なる参照ピクチャから単一の動きベクトルを用いて行うことができる。Bスライス内のブロックの予測は、「RefIdxL0」および「MvL0」としてそれぞれ伝送されたリスト0からの参照インデックスおよび動きベクトル、またはリスト1からの参照インデックス「RefIdxL1」および動きベクトル「MvL1」を用いて、リスト0またはリスト1の何れかから行うことができる。また、双方向予測モードでは、両方のリストを用いる。この最後の場合には、ブロックの内容の予測は、リスト0からの1つのブロックの内容とリスト1からの別のブロックの内容とを平均することによって行われる。
図1のマクロブロックEに関する空間的直接動きベクトル予測を開始するときに、リスト0および1の参照インデックスは、以下の関係に従って、図1中の近接するブロックA〜Dから推測される。
現在のマクロブロックのアドレス(MbAddr)を入力データとして、時間的直接動きベクトル予測の例示的なアルゴリズムは、リスト1の第1の参照ピクチャ上の同じ位置にあるブロックの位置を計算する(図2参照)。同じ位置にあるブロックは、図2に示すように、その内容を推定するためのパラメータMvL0Col、MvL1Col、RefIdxL0ColおよびRefIdxL1Colと、MvVertScaleFactorとを提供する。これらの値から、このアルゴリズムは、同じ位置の動きベクトルMvColの値、並びに参照インデックスRefIdxL0およびRefIdxL1を、以下のように導出する。
RefIdxL1=0と設定する。これはリスト1中の第1のピクチャである。
RefIdxL0Colが負でない場合には、リスト0の動きベクトルMvL0ColをMvColに割り当て、リスト0の参照インデックスRefIdxL0ColをRefIdxL0に割り当てる。
MPEG−4符号化規格では、Pピクチャのマクロブロック動きベクトルを利用し、これらのベクトルをスケーリングしてBピクチャのマクロブロックの順方向動きベクトルおよび逆方向動きベクトルを導出する、ITU H.263符号化規格を拡張して得られた直接双方向動き補償を用いる。これは、8×8個のブロックの動きベクトルを使用することを可能にする唯一のモードである。これは、予測可能なビデオ・オブジェクト・プレーン(P−VOP:Predictive Video Object Plane)内の同じ位置にあるマクロブロックが8×8MVモードを使用しているときにのみ可能である。ITU H.263符号化規格によれば、Bフレーム・シンタックス(B−frame syntax)を用いて、マクロブロック当たり許容されるデルタ動きベクトルは1つだけである。
順方向動きベクトルおよび逆方向動きベクトルの計算では、時間的にその次の予測可能なビデオ・オブジェクト・プレーン(P−VOP)内の同じ位置にあるブロックの線形スケーリングを行った後でデルタ・ベクトルによる補正を行うので、実際には、ITU H.263符号化規格で行われる手続きと同じである。唯一わずかに異なる点は、MPEG−4符号化方式では、ピクチャの代わりにビデオ・オブジェクト・プレーン(VOP)が存在し、一対の参照ピクチャの間にBピクチャが1つしか存在しないのではなく、一対の参照VOPの間に複数の双方向VOP(B−VOP:bidirectional VOP)が許容される点である。H.263符号化規格の場合と同様に、参照VOP対の時間参照の差に対するB−VOPの時間参照を使用して、デルタ・ベクトルによって補正された動きベクトルを計算するためのスケーリング・ファクタを決定する。更に、同じ位置にあるマクロブロック(Mb)は、可能であれば同じインデックスを用いてMbとして定義される。そうでない場合には、直接モードを使用しない。
本発明の原理によれば、直接モードを使用して、(1)動きベクトル、(2)参照ピクチャ・インデックス、(3)符号化モード(リスト0/リスト1/双方向)、および(4)符号化モードをコンシールメントに適用するブロック・サイズを導出する。発明者等は、破損/欠落マクロブロックを予測するために必要な情報を導出するプロセスが、それ以前に伝送されたフレームの動き補償データによる直接符号化マクロブロックの回復に非常に近い問題を規定することを発見した。従って、直接モードで符号化されたブロックを予測するための同じアルゴリズムによって、直接モードをフレーム間符号化の具体的なケースとして定義している規格に準拠した任意のビデオ・デコーダを使用して、追加の実施コストを発生させることなく、フレーム間符号化されたフレーム上の損失した/破損したブロックを予測することができる。これは、現在のMPEG−4ビデオ・デコーダおよびH.264ビデオ・デコーダにも当てはまり、動きベクトルを直接モードで導出するアルゴリズムを実施することによって、MPEG−2ビデオ・デコーダに当てはまることもある。
本発明の原理によるエラー・コンシールメントは、空間的直接モードまたは時間的直接モードのみに依拠することによって、或いは両モードを併用することによって行われる。両モードを利用するときには、特定のブロックまたはマクロブロックに対してより良好なコンシールメントが行われるモードを選択するための基準がなければならない。好ましい実施形態では、アプリオリ(a priori:予測的)に適用される基準、即ち2つのモードの何れかを実際に選択する前に適用される基準と、アポステリオリ(a posteriori:帰納的)に適用される基準、即ちより良好な結果をもたらすモードを選択するために両モードを実行した後で適用される基準の間には違いがある。
コンシールメントを必要とする領域のサイズは、空間的直接モードを使用するか時間的直接モードを使用するかを判定するための、アプリオリに適用される1つの基準となる。時間的直接モードのコンシールメントは、大きな領域に対してより良好な結果をもたらし、空間的直接モードは、小さな領域に対してより良好な結果をもたらす。同一ピクチャ内のその他のスライスで選択されたコンシールメント・モードは、損失した、または欠落したスライスをコンシールメントする特定のモードを選択するための、もう1つの基準となる。従って、同一ピクチャ内のその他のスライスが空間的直接モードで符号化されている場合には、当該領域に対してもそのモードを選択しなければならない。
前述のように、時間的直接モードの導出プロセスおよび空間的直接モードの導出プロセスの両方を行い、アポステリオリに適用される幾つかの基準のうちの1つに従って、特定の一方のプロセスの結果を選択する。例えば、両方のプロセスを行いながら、コンシールメントされたブロックとその近接するブロックの境界における移行が最も滑らかとなるプロセスの結果のみを保持する。或いは、両方のプロセスを行いながら、デブロッキング・フィルタにおいて、より低い境界強度値(エラー・コンシールメントに続いて測定される)を生じたプロセスのみを保持することができる。境界強度値が低くなると、移行がより滑らかになり、動き補償もより良好になる。
Claims (17)
- 直接モードで符号化されたビデオ・ストリーム中の欠落/破損マクロブロックの時間的コンシールメントを行う方法であって、
少なくとも1つの欠落/破損マクロブロックを識別するステップと、
第1の以前に伝送されたピクチャ内の同じ位置にあるマクロブロックを発見するステップと、
前記同じ位置にあるマクロブロックの同じ位置の動きベクトルを決定するステップと、
ピクチャ・オーダ・カウント(POC)距離に従って前記同じ位置の動きベクトルをスケーリングするステップと、
前記スケーリングされた同じ位置の動きベクトルに従って、前記第1の以前に伝送されたピクチャおよび第2の以前に伝送された参照ピクチャからの動き補償データによって、前記識別されたマクロブロックの欠落/破損データを予測するステップと、
を含む、前記方法。 - 前記欠落/破損データが、時間的直接モードを用いて予測される、請求項1に記載の方法。
- 前記欠落/破損データが、予測前に選択される少なくとも1つの基準に従って、時間的直接モードの導出プロセスおよび空間的直接モードの導出プロセスの一方を用いて予測される、請求項1に記載の方法。
- 前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスの一方の選択が、コンシールメント領域のサイズに従って行われる、請求項3に記載の方法。
- 前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスの一方の選択が、近接するスライスの導出モードに応答して行われる、請求項4に記載の方法。
- 前記欠落/破損データの予測が、
前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスを実行するステップと、
少なくとも1つの帰納的な基準に従って、前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスの一方の結果を選択するステップとによって行われる、請求項1に記載の方法。 - 前記同じ位置の動きベクトルを適用する前記第1のピクチャおよび前記第2のピクチャ内のブロックのサイズを導出するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- ITU H.264符号化規格により、デブロッキングの境界強度値に従って結果を選択する、請求項1に記載の方法。
- 前記欠落/破損データが、ITU H.264符号化規格に定義される時間的直接モードを用いて予測される、請求項1に記載の方法。
- ISO/ITU H.264符号化規格に従って直接モードで符号化されたビデオ・ストリーム中の欠落/破損マクロブロックの時間的コンシールメントを行う方法であって、
少なくとも1つの欠落/破損マクロブロックを識別するステップと、
第1の以前に伝送されたピクチャ内の同じ位置にあるマクロブロックを発見するステップと、
前記同じ位置にあるマクロブロックの参照インデックスおよび動きベクトルを決定するステップと、
前記動きベクトルをスケーリングするステップと、
前記参照インデックスに従って第2の以前に伝送されたピクチャを選択するステップと、
前記決定された動きベクトルに従って、前記第1および第2の以前に伝送された参照ピクチャからの動き補償データによって、前記識別されたマクロブロックの欠落/破損データを予測するステップと、
を含む、前記方法。 - 前記欠落/破損データが、ITU H.264符号化規格に定義される時間的直接モードを用いて予測される、請求項10に記載の方法。
- 前記欠落/破損データが、ITU H.264符号化規格に定義される空間的直接モードを用いて予測される、請求項10に記載の方法。
- 前記欠落/破損データが、予測前に選択される少なくとも1つの基準に従って、ITU H.264符号化規格に定義される時間的直接モードの導出プロセスおよび空間的直接モードの導出プロセスの一方を用いて予測される、請求項10に記載の方法。
- 前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスの一方の選択が、コンシールメント領域のサイズに従って行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスの一方の選択が、近接するスライスの導出モードに応答して行われる、請求項14に記載の方法。
- 前記欠落/破損データの予測が、
ITU H.264符号化規格に定義される前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスを実行するステップと、
少なくとも1つの帰納的な基準に従って、前記時間的直接モードの導出プロセスおよび前記空間的直接モードの導出プロセスの一方の結果を選択するステップとによって行われる、請求項10に記載の方法。 - ITU H.264符号化規格により、デブロッキングの境界強度値に従って結果を選択する、請求項16に記載の方法。
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