JP2008301270A - Moving image encoding device and moving image encoding method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To determine an MB type of favorable encoding efficiency simply with high accuracy. <P>SOLUTION: A motion vector is searched for by use of a current image frame, an inter-frame prediction evaluation value indicating the encoding efficiency is produced based on an inter-frame prediction error and the motion vector weighted based on a quantization parameter (QP), thus raising a search accuracy for the motion vector searched for at a low bit rate, and the motion vector is reflected in producing the evaluation value, thereby determining the MB type of favorable encoding efficiency simply with high accuracy. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は動画像符号化装置、動画像符号化方法、プログラム、及び記録媒体に関し、特に、フレーム内の空間的相関及びフレーム間の時間的相関を利用して動画像を符号化するために用いて好適な技術に関する。   The present invention relates to a moving image encoding apparatus, a moving image encoding method, a program, and a recording medium, and more particularly, used to encode a moving image using a spatial correlation within a frame and a temporal correlation between frames. And a suitable technique.

フレーム間またはフレーム内の相関性を利用してブロック単位で動画像データを圧縮符号化する方式としてMPEG4方式あるいはH.264方式が知られている。これらの方式では、画面間における時間的相関性が高いときはフレーム間予測方式を用い、画面内での相関が高いときにはフレーム内予測方式を用いることにより高品質な圧縮が可能である。特にH.264方式は、フレーム間またはフレーム内のどちらの予測方式においてもMPEG4方式と比較して複数の予測単位あるいは予測モードが用意されており、圧縮符号化方式がより複雑化されている。   As a method for compressing and coding moving image data in units of blocks using the correlation between frames or within a frame, MPEG4 or H.264 is used. The H.264 system is known. In these methods, high-quality compression is possible by using an inter-frame prediction method when temporal correlation between screens is high, and by using an intra-frame prediction method when correlation within a screen is high. In particular H. In the H.264 system, a plurality of prediction units or prediction modes are prepared in the inter-frame or intra-frame prediction system as compared with the MPEG4 system, and the compression encoding system is more complicated.

フレーム間予測方式は、被写体の動きが比較的少ない場合に効果を発揮し、時間的に前または後のフレームから相関度の高い画像を切り出して現マクロブロックとの差分を符号化する。その際、どの部分を切り出してきたのかを示す動きベクトルも同時に符号化する。   The inter-frame prediction method is effective when the movement of the subject is relatively small, and an image with a high degree of correlation is cut out from a temporally previous or subsequent frame and a difference from the current macroblock is encoded. At this time, a motion vector indicating which part has been cut out is also encoded.

これに対して、画面内における相関性が高いときはフレーム内予測方式が有効である。フレーム内予測方式は、現マクロブロックに隣接するマクロブロックとの相関やマクロブロック内の相関を利用して予測誤差を算出する予測方式である。したがって、被写体の動きが大きく、フレーム間予測方式で符号化効率の良い動きベクトルを取得することが困難な状況においても比較的効率よく符号化できる。   On the other hand, when the correlation in the screen is high, the intra-frame prediction method is effective. The intra-frame prediction scheme is a prediction scheme that calculates a prediction error using a correlation with a macroblock adjacent to the current macroblock or a correlation within a macroblock. Therefore, even in a situation where the motion of the subject is large and it is difficult to obtain a motion vector with good coding efficiency by the inter-frame prediction method, the coding can be performed relatively efficiently.

これらの2種類の予測方式を用いる場合、どちらの方式を使用した方が符号化効率がよくなるのかを判定する手段が必要となる。処理時間に制限がない場合(例えば、既に記録してある動画像データを圧縮する場合)などは、全ての方式、単位、モードで一度符号化を施した後、最適な方式を選択すればよい。   When these two types of prediction methods are used, a means for determining which method is used to improve the coding efficiency is required. When the processing time is not limited (for example, when already recorded moving image data is compressed), an optimal method may be selected after encoding is performed once in all methods, units, and modes. .

しかしながら、ビデオカメラで撮影しながらリアルタイムに符号化を施す場合は、前記方法では処理内容が複雑になり、処理時間及び半導体への実装費用を考慮すると前記方法を用いた実装は困難である。したがって、前記方法に代わる簡易な演算によって高速にフレーム間符号化方式もしくはフレーム内符号化方式を選択する手段が必要となる。   However, when encoding is performed in real time while shooting with a video camera, the processing contents are complicated by the above method, and mounting using the above method is difficult in view of processing time and mounting cost on a semiconductor. Therefore, a means for selecting an inter-frame coding method or an intra-frame coding method at high speed by a simple calculation instead of the above method is required.

そこで、簡単化したフレーム内予測/フレーム間予測符号化判定方法が、非特許文献1で提案されている。この非特許文献1に記載の方法(以下「モデル3」の方法という。)は、フレーム間予測符号化時の符号化効率を動き補償の予測残差から推定する。そして、フレーム内符号化時の符号化効率をMB(マクロブロック)内予測残差から推定し、動き補償の予測残差とMB内予測残差とを比較することにより、フレーム内予測/フレーム間予測符号化方式を判定する。この処理方法について、図2のフローチャートを参照しながら説明する。   Thus, a simplified intra-frame prediction / inter-frame prediction encoding determination method is proposed in Non-Patent Document 1. In the method described in Non-Patent Document 1 (hereinafter referred to as “model 3 method”), the encoding efficiency at the time of interframe predictive encoding is estimated from the prediction residual of motion compensation. Then, the coding efficiency at the time of intra-frame coding is estimated from the MB (macroblock) intra-frame prediction residual, and the motion compensation prediction residual is compared with the intra-MB prediction residual. A predictive coding method is determined. This processing method will be described with reference to the flowchart of FIG.

図2のステップS201においては、入力MB(マクロブロック)の16×16画素のフレーム間予測方式における予測残差の平均二乗値(VAR)を計算する。具体的には、下記の式(1)に示すように、入力MB信号A[i,j]と、動きベクトル(x,y)により参照される予測MB信号F[x+i,y+j]との差分の平均二乗値(VAR)を計算する。   In step S201 of FIG. 2, the mean square value (VAR) of the prediction residual in the 16 × 16 pixel inter-frame prediction method of the input MB (macroblock) is calculated. Specifically, as shown in the following equation (1), the difference between the input MB signal A [i, j] and the predicted MB signal F [x + i, y + j] referenced by the motion vector (x, y). The mean square value (VAR) of is calculated.

Figure 2008301270
Figure 2008301270

なお、二乗値の代わりに絶対値を用いてもよい。
次のステップS202においては、入力MBの予測残差として、分散値(VAROR)を下記の式(2)より計算する。
An absolute value may be used instead of the square value.
In the next step S202, a variance value (VAROR) is calculated from the following equation (2) as a prediction residual of the input MB.

Figure 2008301270
Figure 2008301270

次のステップS203においては、ステップS201で計算した平均二乗値(VAR)とステップS202で計算した分散値(VAROR)とを図4に示す特性図より比較する。この比較の結果、VAR>THR、かつVAROR<VARである場合は、MBモードをフレーム内予測符号化とする(ステップS204)。一方、ステップS203の比較の結果、それ以外の場合は、MBモードをフレーム間予測符号化とする(ステップS205)。ここでTHRは閾値を示し、例えばTHR=64である。   In the next step S203, the mean square value (VAR) calculated in step S201 and the variance value (VAROR) calculated in step S202 are compared from the characteristic diagram shown in FIG. As a result of this comparison, if VAR> THR and VAROR <VAR, the MB mode is set to intraframe prediction encoding (step S204). On the other hand, as a result of the comparison in step S203, in other cases, the MB mode is set to interframe predictive coding (step S205). Here, THR indicates a threshold value, for example, THR = 64.

次に、ステップS206においては、指定されたMBタイプで入力MBを符号化する。具体的には、指定された予測符号化方法に予測誤差を周波数変換し、エントロピー符号化を行う。   Next, in step S206, the input MB is encoded with the designated MB type. Specifically, the prediction error is frequency-converted into a designated prediction encoding method, and entropy encoding is performed.

一方、非特許文献1に記載されているモデル3を改良した判定方法が特許文献1に開示されている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a determination method obtained by improving Model 3 described in Non-Patent Document 1.

特開平10−23434号公報JP-A-10-23434 MPEG Video Simulation Model 3 (ISO/IEC JTC1/SC2/WG11 N0010 MPEG90/041 July 1990)MPEG Video Simulation Model 3 (ISO / IEC JTC1 / SC2 / WG11 N0010 MPEG90 / 041 July 1990)

前述した従来例では、フレーム間予測方式は、符号化済みで再構成(局所復号)されたフレームと現在符号化対象となるフレームとを用いて動きベクトルを探索し、予測値を算出している。また、MBタイプの判定に用いられるフレーム間予測方式のMBの評価値は、動きベクトルと予測値とを用いて算出している。   In the above-described conventional example, the inter-frame prediction method searches for a motion vector using a frame that has been encoded and reconstructed (local decoding) and a frame that is the current encoding target, and calculates a predicted value. . The MB evaluation value of the inter-frame prediction method used for the MB type determination is calculated using a motion vector and a prediction value.

このような符号化済みの再構成フレームを用いて動きベクトルの探索を行った場合、低ビットレートにおいて探索された動きベクトルは誤判定される確率が高くなる問題点があった。そのため、符号化効率がよいMBタイプを高精度に判定できないという問題点があった。   When a motion vector search is performed using such an encoded reconstructed frame, there is a problem that a motion vector searched at a low bit rate has a high probability of being erroneously determined. Therefore, there is a problem that an MB type with good coding efficiency cannot be determined with high accuracy.

本発明は前述の問題点に鑑み、符号化効率がよいMBタイプを簡易にかつ高精度に判定できるようにすることを目的としている。   An object of the present invention is to make it possible to easily and accurately determine an MB type having good coding efficiency in view of the above-described problems.

本発明の動画像符号化装置は、フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式による予測誤差を用いて符号化対象フレームに対して符号化を行い、動画像符号化データを生成する動画像符号化装置であって、前記符号化対象フレームと、参照フレームとして現画像フレームとを用いて動きベクトルの探索を行う動き探索手段と、前記動き探索手段によって探索された動きベクトルと、符号化済みの再構成フレームとからフレーム間予測値を算出し、前記算出したフレーム間予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム間予測誤差を算出するフレーム間予測誤差算出手段と、前記符号化対象フレームの符号化済みの再構成画素を用いてフレーム内予測値を算出し、前記算出したフレーム内予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム内予測誤差を算出するフレーム内予測誤差算出手段と、前記フレーム内予測誤差算出手段によって算出されたフレーム内予測誤差に基づいて、符号化効率を示すフレーム内予測評価値を算出するとともに、前記フレーム間予測誤差算出手段によって算出されたフレーム間予測誤差と、量子化ステップレベルを表す量子化パラメータに応じて重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値算出手段によって算出されたフレーム内予測評価値とフレーム間予測評価値とを比較して、前記フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式の何れかを選択する予測選択手段とを備えることを特徴とする。   A moving picture coding apparatus according to the present invention performs coding on a coding target frame using a prediction error by an inter-frame prediction method or an intra-frame prediction method, and generates moving picture coded data. A motion search means for searching for a motion vector using the encoding target frame and a current image frame as a reference frame, a motion vector searched for by the motion search means, and an encoded reconstruction An inter-frame prediction error calculating unit that calculates an inter-frame prediction value from the frame, and calculates an inter-frame prediction error using the calculated inter-frame prediction value and a pixel of the encoding target frame; and the encoding target An intra-frame prediction value is calculated using the reconstructed pixels that have been encoded in the frame, the calculated intra-frame prediction value, and the encoding target frame An intra-frame prediction error calculating means for calculating an intra-frame prediction error using an element, and an intra-frame prediction evaluation value indicating coding efficiency based on the intra-frame prediction error calculated by the intra-frame prediction error calculating means. A frame indicating encoding efficiency based on the inter-frame prediction error calculated by the inter-frame prediction error calculating means and a motion vector weighted according to a quantization parameter indicating a quantization step level. An evaluation value calculating means for calculating an inter prediction evaluation value, and comparing the intra-frame prediction evaluation value calculated by the evaluation value calculating means with the inter-frame prediction evaluation value, And a prediction selection means for selecting one of them.

本発明の動画像符号化方法は、フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式による予測誤差を用いて符号化対象フレームに対して符号化を行い、動画像符号化データを生成する動画像符号化方法であって、前記符号化対象フレームと、参照フレームとして現画像フレームとを用いて動きベクトルの探索を行う動き探索工程と、前記動き探索工程において探索した動きベクトルと、符号化済みの再構成フレームとからフレーム間予測値を算出し、前記算出したフレーム間予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム間予測誤差を算出するフレーム間予測誤差算出工程と、前記符号化対象フレームの符号化済みの再構成画素を用いてフレーム内予測値を算出し、前記算出したフレーム内予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム内予測誤差を算出するフレーム内予測誤差算出工程と、前記フレーム内予測誤差算出工程において算出したフレーム内予測誤差に基づいて、符号化効率を示すフレーム内予測評価値を算出するとともに、前記フレーム間予測誤差算出工程において算出したフレーム間予測誤差と、量子化ステップレベルを表す量子化パラメータに応じて重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出する評価値算出工程と、前記評価値算出工程において生成したフレーム内予測評価値とフレーム間予測評価値とを比較して、前記フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式の何れかを選択する予測選択工程とを備えることを特徴とする。   The moving picture coding method of the present invention is a moving picture coding method in which coding is performed on a coding target frame using a prediction error by an inter-frame prediction method or an intra-frame prediction method, and moving image coded data is generated. A motion search step of searching for a motion vector using the encoding target frame and a current image frame as a reference frame, a motion vector searched in the motion search step, and an encoded reconstructed frame An inter-frame prediction value is calculated from the inter-frame prediction value using the calculated inter-frame prediction value and the pixel of the encoding target frame, and the encoding target frame. An intra-frame prediction value is calculated using the encoded reconstructed pixels, and the calculated intra-frame prediction value and the image of the encoding target frame are calculated. And calculating an intra-frame prediction error value indicating coding efficiency based on the intra-frame prediction error calculation step for calculating the intra-frame prediction error using the intra-frame prediction error and the intra-frame prediction error calculated in the intra-frame prediction error calculation step. In addition, the inter-frame prediction evaluation indicating the coding efficiency based on the inter-frame prediction error calculated in the inter-frame prediction error calculating step and the motion vector weighted according to the quantization parameter indicating the quantization step level. An evaluation value calculation step for calculating a value, and the intra-frame prediction evaluation value generated in the evaluation value calculation step and the inter-frame prediction evaluation value are compared, and either the inter-frame prediction method or the intra-frame prediction method is selected. And a prediction selection step.

本発明のプログラムは、フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式による予測誤差を用いて符号化対象フレームに対して符号化を行い、動画像符号化データを生成するようにコンピュータに実行させるプログラムであって、前記符号化対象フレームと、参照フレームとして現画像フレームとを用いて動きベクトルの探索を行う動き探索工程と、前記動き探索工程において探索した動きベクトルと、符号化済みの再構成フレームとからフレーム間予測値を算出し、前記算出したフレーム間予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム間予測誤差を算出するフレーム間予測誤差算出工程と、前記符号化対象フレームの符号化済みの再構成画素を用いてフレーム内予測値を算出し、前記算出したフレーム内予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム内予測誤差を算出するフレーム内予測誤差算出工程と、前記フレーム内予測誤差算出工程において算出したフレーム内予測誤差に基づいて、符号化効率を示すフレーム内予測評価値を算出するとともに、前記フレーム間予測誤差算出工程において算出したフレーム間予測誤差と、量子化ステップレベルを表す量子化パラメータに応じて重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出する評価値算出工程と、前記評価値算出工程において算出したフレーム内予測評価値とフレーム間予測評価値とを比較して、前記フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式の何れかを選択する予測選択工程とをコンピュータに実行させることを特徴とする。   The program of the present invention is a program that causes a computer to execute coding on a frame to be coded using a prediction error by an inter-frame prediction method or an intra-frame prediction method, and generate moving image coded data. A motion search step of searching for a motion vector using the encoding target frame and the current image frame as a reference frame, a motion vector searched in the motion search step, and an encoded reconstructed frame An inter-frame prediction error calculating step of calculating an inter-frame prediction value, calculating an inter-frame prediction error using the calculated inter-frame prediction value and a pixel of the encoding target frame; and a code of the encoding target frame An intra-frame prediction value is calculated using the converted reconstructed pixels, the calculated intra-frame prediction value, and the code An intra-frame prediction error calculation step for calculating an intra-frame prediction error using pixels of the target frame, and an intra-frame prediction evaluation indicating coding efficiency based on the intra-frame prediction error calculated in the intra-frame prediction error calculation step The coding efficiency is calculated based on the inter-frame prediction error calculated in the inter-frame prediction error calculation step and the motion vector weighted according to the quantization parameter indicating the quantization step level. An evaluation value calculation step for calculating an inter-frame prediction evaluation value, an intra-frame prediction evaluation value calculated in the evaluation value calculation step and an inter-frame prediction evaluation value are compared, and the inter-frame prediction method or the intra-frame prediction method The computer is caused to execute a prediction selection step for selecting one of them.

本発明の記録媒体は、前記に記載のプログラムを記録したことを特徴とする。   The recording medium of the present invention is characterized by recording the program described above.

本発明によれば、現画像フレームを用いて動きベクトルの探索を行い、フレーム間予測誤差と、量子化パラメータに応じた重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出するようにした。これにより、低ビットレートにおいて探索された動きベクトルの探索精度を上げることができるとともに、評価値の算出において動きベクトルを反映させることができる。したがって、符号化効率がよいMBタイプを簡易にかつ高精度に判定することができる。 According to the present invention, a motion vector is searched using the current image frame, and an inter-frame prediction indicating coding efficiency is performed based on an inter-frame prediction error and a motion vector weighted according to a quantization parameter. An evaluation value was calculated. Thereby, the search accuracy of the motion vector searched at the low bit rate can be increased, and the motion vector can be reflected in the calculation of the evaluation value. Therefore, it is possible to easily and accurately determine an MB type with good encoding efficiency.

(第1の実施形態)
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説明する。
図1は、本実施形態における動画像符号化装置の基本構成例を示すブロックである。
図1に記載の動画像符号化装置300は、フレーム内予測部301、フレーム間予測部302、動き探索部303、第1の減算器304、第2の減算器305、及び選択器306を有する。さらに、第1の参照フレームバッファ307、第2の参照フレームバッファ308、参照画素バッファ309、符号化処理部310、局所復号化処理部316、及びMB予測評価部311を有する。
(First embodiment)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration example of a moving image encoding apparatus according to the present embodiment.
1 includes an intra-frame prediction unit 301, an inter-frame prediction unit 302, a motion search unit 303, a first subtractor 304, a second subtractor 305, and a selector 306. . Furthermore, a first reference frame buffer 307, a second reference frame buffer 308, a reference pixel buffer 309, an encoding processing unit 310, a local decoding processing unit 316, and an MB prediction evaluation unit 311 are included.

図1に示すブロック図、及び図3に示すフローチャートを参照しながら、MB単位でフレーム内予測方式とフレーム間予測方式との2つ予測方法から1つの予測方式を選択し、符号化を行う手順について説明する。
まず、動画像シーケンス中の符号化対象フレームは、動き探索部303と、第1の減算器304と、第2の減算器305と、第1の参照フレームバッファ307とに入力される。なお、前記符号化対象フレームはMB単位に分割されて、逐次入力される。
A procedure for selecting and encoding one prediction method from two prediction methods of an intra-frame prediction method and an inter-frame prediction method in MB units with reference to the block diagram shown in FIG. 1 and the flowchart shown in FIG. Will be described.
First, the encoding target frame in the moving image sequence is input to the motion search unit 303, the first subtracter 304, the second subtracter 305, and the first reference frame buffer 307. The encoding target frame is divided into MB units and sequentially input.

まず、ステップS301において、動き探索部303は、入力された符号化対象フレームと、第1の参照フレームバッファ307から読み出された参照フレームとを用いて、動きベクトルを探索する。そして、探索した動きベクトルをフレーム間予測部302、MB予測評価部311、及び符号化処理部310に出力する。   First, in step S <b> 301, the motion search unit 303 searches for a motion vector using the input encoding target frame and the reference frame read from the first reference frame buffer 307. The searched motion vector is output to the inter-frame prediction unit 302, the MB prediction evaluation unit 311, and the encoding processing unit 310.

次に、ステップS302において、フレーム内予測部301及び第1の減算器304がフレーム内予測誤差算出手段として機能し、フレーム内予測誤差を算出する。また、フレーム間予測部302及び第2の減算器305がフレーム間予測誤差算出手段として機能し、フレーム間予測誤差を算出する。具体的な手順としては、まず、フレーム内予測部301は、参照画素バッファ309から読み出された同じフレーム内の参照画素を1つ以上用いて、符号化対象画素のフレーム内予測値を算出して第1の減算器304に出力する。なお、フレーム内予測部301におけるフレーム内予測値の算出は矩形領域単位で行われる。   Next, in step S302, the intra-frame prediction unit 301 and the first subtracter 304 function as an intra-frame prediction error calculation unit, and calculate an intra-frame prediction error. Further, the inter-frame prediction unit 302 and the second subtracter 305 function as an inter-frame prediction error calculation unit, and calculate an inter-frame prediction error. As a specific procedure, first, the intra-frame prediction unit 301 uses one or more reference pixels in the same frame read from the reference pixel buffer 309 to calculate an intra-frame prediction value of the encoding target pixel. To the first subtracter 304. Note that the calculation of the intra-frame prediction value in the intra-frame prediction unit 301 is performed in units of rectangular areas.

一方、フレーム間予測部302は、第2の参照フレームバッファ308から読み出された参照フレームと、動き探索部303から出力された動きベクトルとを用いて、符号化対象のMBのフレーム間予測値を計算して第2の減算器305に出力する。   On the other hand, the inter-frame prediction unit 302 uses the reference frame read from the second reference frame buffer 308 and the motion vector output from the motion search unit 303 to predict the inter-frame prediction value of the MB to be encoded. Is calculated and output to the second subtractor 305.

そして、第1の減算器304には、フレーム内予測部301から出力されたフレーム内予測値と、前記符号化対象のMBの画素値とが入力される。そして、前記フレーム内予測値と前記画素値との差分値をフレーム内予測誤差として選択器306、及びMB予測評価部311に出力する。また、第2の減算器305には、フレーム間予測部302から出力されたフレーム間予測値と、符号化対象のMBの画素値とが入力される。そして、前記フレーム間予測値と前記画素値との差分値をフレーム間予測誤差として選択器306、及びMB予測評価部311に出力する。   The first subtracter 304 receives the intra-frame prediction value output from the intra-frame prediction unit 301 and the pixel value of the encoding target MB. Then, a difference value between the intra-frame prediction value and the pixel value is output to the selector 306 and the MB prediction evaluation unit 311 as an intra-frame prediction error. The second subtracter 305 receives the inter-frame prediction value output from the inter-frame prediction unit 302 and the pixel value of the encoding target MB. Then, a difference value between the inter-frame prediction value and the pixel value is output to the selector 306 and the MB prediction evaluation unit 311 as an inter-frame prediction error.

次に、ステップS303において、MB予測評価部311は、動画像符号化ストリームを生成する際に、フレーム内予測方式またはフレーム間予測方式のいずれか1つの予測方法を決定するための評価を行う。そして、MBタイプを示す信号を選択器306に出力する。MB予測評価部311には、量子化パラメータ(QP)、量子化パラメータ閾値(QPth)、探索範囲(f_code)が入力される。さらに、動き探索部303から出力された動きベクトルが入力され、第1の減算器305、及び第2の減算器305から出力された予測誤差が入力される。なお、MB予測評価部311の具体的な構成については後述する。   Next, in step S303, the MB prediction evaluation unit 311 performs evaluation for determining one of the intra-frame prediction method and the inter-frame prediction method when generating a moving image encoded stream. Then, a signal indicating the MB type is output to the selector 306. The MB prediction evaluation unit 311 receives a quantization parameter (QP), a quantization parameter threshold value (QPth), and a search range (f_code). Furthermore, the motion vector output from the motion search unit 303 is input, and the prediction error output from the first subtractor 305 and the second subtractor 305 is input. A specific configuration of the MB prediction evaluation unit 311 will be described later.

選択器306は、MB予測評価部311から出力されたMBタイプを示す信号に従い、第1の減算器304から出力されたフレーム内予測誤差、または第2の減算器305から出力されたフレーム間予測誤差の何れかを選択して符号化処理部310に出力する。   The selector 306 determines the intra-frame prediction error output from the first subtractor 304 or the inter-frame prediction output from the second subtractor 305 according to the signal indicating the MB type output from the MB prediction evaluation unit 311. One of the errors is selected and output to the encoding processing unit 310.

そして、ステップS304において、符号化処理部310は、選択器306から出力された予測誤差を用いて符号化処理を施し、動画像符号化データを生成する。一方、符号化処理部310の出力は局所復号化処理部316に入力される。局所復号化処理部316では、符号化された画像データを復号し局所復号画像として参照フレームバッファ308と参照画素バッファ309に出力する。   In step S304, the encoding processing unit 310 performs encoding processing using the prediction error output from the selector 306, and generates moving image encoded data. On the other hand, the output of the encoding processing unit 310 is input to the local decoding processing unit 316. The local decoding processing unit 316 decodes the encoded image data and outputs the decoded image data to the reference frame buffer 308 and the reference pixel buffer 309 as a local decoded image.

次に、前述した処理に用いられた3つバッファの機能について説明する。第1の参照フレームバッファ307は、動画像シーケンス内のフレームを記憶する。また、動き探索部303は、動きベクトルの探索を行うために、第1の参照フレームバッファ307に記憶された現画像フレームを参照フレームとして読み出す機能を備えている。なお、第1の参照フレームバッファ307に記憶されるフレームは、動画像シーケンスのフレームを処理していない状態のフレームである。ただし、符号化処理及び局所復号化処理を施した再構成フレームでなければ、解像度や階調を変更させるなどの前処理を施したフレームであってもよい。   Next, functions of the three buffers used for the above-described processing will be described. The first reference frame buffer 307 stores frames in the moving image sequence. In addition, the motion search unit 303 has a function of reading the current image frame stored in the first reference frame buffer 307 as a reference frame in order to search for a motion vector. Note that the frame stored in the first reference frame buffer 307 is a frame in a state where the frame of the moving image sequence is not processed. However, if the frame is not a reconstructed frame that has been subjected to the encoding process and the local decoding process, it may be a frame that has been subjected to preprocessing such as changing the resolution or gradation.

一方、第2の参照フレームバッファ308は、局所復号化処理部316において局所復号化された再構成フレームを記憶する。また、フレーム間予測部302は、予測値を算出するために、第2の参照フレームバッファ308に記憶されたフレームを参照フレームとして読み出す機能を備えている。   On the other hand, the second reference frame buffer 308 stores the reconstructed frame locally decoded by the local decoding processing unit 316. The inter-frame prediction unit 302 has a function of reading out a frame stored in the second reference frame buffer 308 as a reference frame in order to calculate a prediction value.

また、参照画素バッファ309は、局所復号化処理部316において局所復号化された再構成画素を記憶する。また、フレーム内予測部301は、予測値を算出するために、参照画素バッファ309に記憶された画素を参照画素として読み出す機能を備えている。   Further, the reference pixel buffer 309 stores the reconstructed pixels that are locally decoded by the local decoding processing unit 316. The intra-frame prediction unit 301 has a function of reading out pixels stored in the reference pixel buffer 309 as reference pixels in order to calculate a prediction value.

次に、MB予測評価部311の具体的な構成及び処理手順の一例について、図4のフローチャートを参照しながら説明する。図4は、図3のステップS303の処理の詳細な手順の一例を示すフローチャートである。MB予測評価部311は、重み付け係数算出部312と、第1のSAD算出器313と、第2のSAD算出器314と、MBタイプ決定部315とから構成されている。   Next, an example of a specific configuration and processing procedure of the MB prediction evaluation unit 311 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a detailed procedure of the process in step S303 in FIG. The MB prediction evaluation unit 311 includes a weighting coefficient calculation unit 312, a first SAD calculator 313, a second SAD calculator 314, and an MB type determination unit 315.

まず、ステップS401において、重み付け係数算出部312は、量子化パラメータ(QP)と動き探索範囲(f_code)とから重み付け係数(α)を決定し、MBタイプ決定部315に出力する。なお、量子化パラメータ(QP)は、量子化ステップレベルを表すパラメータであり、量子化パラメータ(QP)が大きくなるほど低ビットレートになる。また、動き探索範囲(f_code)は、動きベクトルを探索する範囲のことであり、探索範囲が16×16の場合は動き探索範囲(f_code)が1と定義される。また、32×32の場合は動き探索範囲(f_code)が2と定義され、64×64の場合は動き探索範囲(f_code)が3などと定義される。なお、重み付け係数算出部312における重み付け係数の詳細な算出方法については後述する。   First, in step S401, the weighting coefficient calculation unit 312 determines the weighting coefficient (α) from the quantization parameter (QP) and the motion search range (f_code), and outputs the weighting coefficient (α) to the MB type determination unit 315. Note that the quantization parameter (QP) is a parameter representing the quantization step level, and the bit rate becomes lower as the quantization parameter (QP) increases. The motion search range (f_code) is a range for searching for a motion vector. When the search range is 16 × 16, the motion search range (f_code) is defined as 1. In the case of 32 × 32, the motion search range (f_code) is defined as 2, and in the case of 64 × 64, the motion search range (f_code) is defined as 3 or the like. A detailed calculation method of the weighting coefficient in the weighting coefficient calculation unit 312 will be described later.

次に、ステップS402において、MBの差分絶対値和(SAD)を算出する。具体的には、第1のSAD算出器313は、第1の減算器304から出力されたフレーム内予測誤差からMBの差分絶対値和(SAD)を算出し、MBタイプ決定部315に出力する。また、第2のSAD算出器314は、第2の減算器305から出力されたフレーム間予測誤差からMBの差分絶対値和(SAD)を算出し、MBタイプ決定部315に出力する。   Next, in step S402, an absolute difference sum (SAD) of MBs is calculated. Specifically, the first SAD calculator 313 calculates an absolute difference sum (SAD) of MBs from the intra-frame prediction error output from the first subtractor 304 and outputs it to the MB type determination unit 315. . In addition, the second SAD calculator 314 calculates an absolute difference sum (SAD) of MBs from the inter-frame prediction error output from the second subtractor 305 and outputs it to the MB type determination unit 315.

MBタイプ決定部315には、重み付け係数算出部312から出力された重み付け係数と、動き探索部303から出力された動きベクトルが入力される。さらに、第1のSAD算出器313、及び第2のSAD算出器314から出力されたMBの差分絶対値和(SAD)が入力される。そこで、次に、ステップS403において、MBタイプ決定部315は評価値算出手段として機能し、入力された信号を用いて、フレーム内予測方式とフレーム間予測方式とのそれぞれの符号化効率を示す評価値を算出する。そして、ステップS404において、MBタイプ決定部315は予測選択手段として機能し、評価値が小さい予測方式をMBタイプとして選択器306に出力する。   The MB type determination unit 315 receives the weighting coefficient output from the weighting coefficient calculation unit 312 and the motion vector output from the motion search unit 303. Further, the sum of absolute differences (SAD) of MBs output from the first SAD calculator 313 and the second SAD calculator 314 is input. Therefore, next, in step S403, the MB type determination unit 315 functions as an evaluation value calculation unit, and uses the input signal to evaluate each coding efficiency of the intra-frame prediction method and the inter-frame prediction method. Calculate the value. In step S404, the MB type determination unit 315 functions as a prediction selection unit, and outputs a prediction method having a small evaluation value to the selector 306 as an MB type.

次に、MBタイプ決定部315における評価値算出方法について説明する。なお、以下に説明する評価値とは、各予測方法による符号化効率を符号量や符号化歪などを模擬もしくは近似した数値モデルのことである。   Next, an evaluation value calculation method in the MB type determination unit 315 will be described. Note that the evaluation value described below is a numerical model that simulates or approximates the coding efficiency of each prediction method with the code amount, coding distortion, and the like.

フレーム内予測評価値(COSTINTRA)は、下記の式(4)に示すように、第1のSAD算出器313から出力されたフレーム内予測誤差の差分絶対値和(SADINTRA)をそのまま評価値として用いる。 The intra-frame prediction evaluation value (COST INTRA ) is obtained by directly calculating the sum of absolute differences (SAD INTRA ) of the intra- frame prediction error output from the first SAD calculator 313 as shown in the following equation (4). Used as

Figure 2008301270
Figure 2008301270

一方、フレーム間予測評価値(COSTINTER)の算出方法を下記の式(5)に示す。 On the other hand, the calculation method of the inter-frame prediction evaluation value (COST INTER ) is shown in the following formula (5).

Figure 2008301270
Figure 2008301270

式(5)においては、フレーム間予測評価値は、第2のSAD算出器314から出力されたフレーム間予測誤差の差分絶対値和(SADINTER)と、動き探索部303から出力された動きベクトル(MV)とから算出される。なお、式(5)に示すαは重み付け係数であり、量子化係数(QP)と動き探索範囲(f_code)とによって決定される。 In the equation (5), the inter-frame prediction evaluation value includes the sum of absolute differences (SAD INTER ) of the inter-frame prediction error output from the second SAD calculator 314 and the motion vector output from the motion search unit 303. (MV). Note that α shown in Expression (5) is a weighting coefficient, and is determined by the quantization coefficient (QP) and the motion search range (f_code).

重み付け係数αは、動き探索範囲(f_code)が大きくなると係数が小さくなり、動き探索範囲が小さくなると係数が大きくなる。したがって、この重み付け係数αは、動きベクトルと符号化効率との関係を表している。ここで、差分絶対値和(SADINTER)はフレーム間予測誤差のエントロピー符号量を近似したものである。ところが、低ビットレートではフレーム間予測誤差のエントロピー符号量は減少傾向にある。一方、動きベクトルはビットレートに依存せず、動きベクトル値に応じて一意の符号量を発生する。そこで、量子化パラメータ(QP)が閾値以上に大きくなると、低ビットレートになるため、重み付け係数αを大きくする。 The weighting coefficient α decreases as the motion search range (f_code) increases, and increases as the motion search range decreases. Therefore, the weighting coefficient α represents the relationship between the motion vector and the encoding efficiency. Here, the sum of absolute differences (SAD INTER ) approximates the entropy code amount of the inter-frame prediction error. However, at a low bit rate, the entropy code amount of inter-frame prediction error tends to decrease. On the other hand, the motion vector does not depend on the bit rate, and a unique code amount is generated according to the motion vector value. Therefore, when the quantization parameter (QP) becomes larger than the threshold value, the bit rate becomes low, so the weighting coefficient α is increased.

本実施形態では、オリジナルの符号化済みの現画像フレームを動き探索に用いるため、動きベクトルの探索において符号化歪は動き検出の精度低下要因にはならない。そのため、動きベクトルの精度は、符号化済みフレームを局所復号化した再構成フレームを用いて動き探索を行う場合と比較して、精度が非常に高い。   In the present embodiment, since the original encoded current image frame is used for motion search, encoding distortion does not cause a reduction in accuracy of motion detection in motion vector search. Therefore, the accuracy of the motion vector is very high compared to the case where motion search is performed using a reconstructed frame obtained by locally decoding an encoded frame.

しかし、高速にパンをする動画像シーケンスでは、動き探索範囲が動きベクトルの探索精度に関わってくる。高速パンの動画シーケンスでは、動き探索範囲が高域であるときは、動きベクトルの精度が高く、符号化効率が上がる。一方、動き探索範囲が狭域であるときは、動きベクトルの探索精度が低下する。そこで、動きベクトルの探索範囲に応じて、フレーム間予測評価値における動きベクトルの重み付けを変更するようにしてもよい。この場合、動きベクトルの探索範囲(f_code)が小さい場合は、動きベクトルの重み付けを大きくする。これにより、フレーム間予測評価値が大きくなってフレーム内予測方式が選択されるようになり、ブロックノイズやフリッカとして視聴者に検知される画質劣化を抑制することが可能になる。   However, in a moving image sequence that pans at high speed, the motion search range is related to the motion vector search accuracy. In a high-speed panning video sequence, when the motion search range is high, the accuracy of the motion vector is high and the coding efficiency is increased. On the other hand, when the motion search range is a narrow range, the motion vector search accuracy is lowered. Therefore, the motion vector weighting in the inter-frame prediction evaluation value may be changed according to the motion vector search range. In this case, when the motion vector search range (f_code) is small, the motion vector weighting is increased. As a result, the inter-frame prediction evaluation value becomes large and the intra-frame prediction method is selected, and it is possible to suppress image quality deterioration detected by the viewer as block noise or flicker.

以上のように本実施形態においては、現画像フレームを用いて動きベクトルの探索を行い、フレーム間予測誤差と、量子化パラメータ(QP)に基づく重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出するようにした。これにより、低ビットレートにおいて探索された動きベクトルの探索精度を上げることができるとともに、評価値の算出において動きベクトルを反映させることができる。したがって、符号化効率がよいMBタイプを高精度に判定することができる。   As described above, in this embodiment, a motion vector is searched using the current image frame, and encoding is performed based on the inter-frame prediction error and the motion vector weighted based on the quantization parameter (QP). An inter-frame prediction evaluation value indicating efficiency is calculated. Thereby, the search accuracy of the motion vector searched at the low bit rate can be increased, and the motion vector can be reflected in the calculation of the evaluation value. Therefore, it is possible to determine an MB type with good coding efficiency with high accuracy.

また、動きベクトルの探索範囲に応じて、フレーム間予測評価値における動きベクトルの重み付けを変更するようにしたので、符号化効率を落とさず、視覚的な劣化を抑制することができる。   Further, since the weighting of the motion vector in the inter-frame prediction evaluation value is changed according to the motion vector search range, it is possible to suppress visual degradation without reducing the encoding efficiency.

(本発明に係る他の実施形態)
前述した本発明の実施形態における動画像符号化装置を構成する各手段、並びに動画像符号化方法の各工程は、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前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。
(Other embodiments according to the present invention)
Each means constituting the moving picture coding apparatus and each step of the moving picture coding method in the embodiment of the present invention described above can be realized by operating a program stored in a RAM or ROM of a computer. This program and a computer-readable recording medium recording the program are included in the present invention.

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録媒体等としての実施形態も可能であり、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。   Further, the present invention can be implemented as, for example, a system, apparatus, method, program, or recording medium. Specifically, the present invention may be applied to a system including a plurality of devices. The present invention may be applied to an apparatus composed of a single device.

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(実施形態では図3、4に示すフローチャートに対応したプログラム)を、システムまたは装置に直接、または遠隔から供給する場合も含む。そして、そのシステムまた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。   Note that the present invention includes a case where a software program (in the embodiment, a program corresponding to the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4) for realizing the functions of the above-described embodiments is directly or remotely supplied to a system or apparatus. . This includes the case where the system or the computer of the apparatus is also achieved by reading and executing the supplied program code.

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。   Accordingly, since the functions of the present invention are implemented by computer, the program code installed in the computer also implements the present invention. In other words, the present invention includes a computer program itself for realizing the functional processing of the present invention.

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。   In that case, as long as it has the function of a program, it may be in the form of object code, a program executed by an interpreter, script data supplied to the OS, and the like.

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどがある。さらに、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM、DVD−R)などもある。   Examples of the recording medium for supplying the program include a flexible disk, a hard disk, an optical disk, and a magneto-optical disk. Further, there are MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, DVD (DVD-ROM, DVD-R) and the like.

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する方法がある。そして、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、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。   As another program supply method, there is a method of connecting to a homepage on the Internet using a browser of a client computer. The computer program itself of the present invention or a compressed file including an automatic installation function can be downloaded from the homepage by downloading it to a recording medium such as a hard disk.

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。   It can also be realized by dividing the program code constituting the program of the present invention into a plurality of files and downloading each file from a different homepage. That is, a WWW server that allows a plurality of users to download a program file for realizing the functional processing of the present invention on a computer is also included in the present invention.

また、その他の方法として、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記録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。   As another method, the program of the present invention is encrypted, stored in a recording medium such as a CD-ROM, distributed to users, and encrypted from a homepage via the Internet to users who have cleared predetermined conditions. Download the key information to be solved. It is also possible to execute the encrypted program by using the key information and install the program on a computer.

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。さらに、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。   Further, the functions of the above-described embodiments are realized by the computer executing the read program. Furthermore, based on the instructions of the program, an OS or the like running on the computer performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments can be realized by the processing.

さらに、その他の方法として、まず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。   As another method, the program read from the recording medium is first written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Then, based on the instructions of the program, the CPU or the like provided in the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are also realized by the processing.

本発明の実施形態における動画像符号化装置の機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structural example of the moving image encoder in embodiment of this invention. 従来において、予測方式を選択して符号化を行う処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence which selects and selects a prediction method in the past. 本発明の実施形態において、予測方式を選択して符号化を行う処理手順の一例を示すフローチャートである。In the embodiment of the present invention, it is a flowchart which shows an example of a processing procedure which chooses a prediction method and performs coding. 図3のステップS303の処理の詳細な手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the detailed procedure of the process of step S303 of FIG. MBタイプ判定特性を示す図である。It is a figure which shows MB type determination characteristic.

符号の説明Explanation of symbols

300 動画像符号化装置
301 フレーム内予測部
302 フレーム間予測部
303 動き探索部
304 第1の減算器
305 第2の減算器
306 選択器
307 第1の参照フレームバッファ
308 第2の参照フレームバッファ
309 参照画素バッファ
310 符号化処理部
311 MB予測評価部
312 重み付け係数算出部
313 第1のSAD算出器
314 第2のSAD算出器
315 MBタイプ決定部
316 局所復号化処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 300 Moving image encoder 301 Intra-frame prediction part 302 Inter-frame prediction part 303 Motion search part 304 1st subtractor 305 2nd subtractor 306 Selector 307 1st reference frame buffer 308 2nd reference frame buffer 309 Reference pixel buffer 310 Encoding processing unit 311 MB prediction evaluation unit 312 Weighting coefficient calculation unit 313 First SAD calculator 314 Second SAD calculator 315 MB type determination unit 316 Local decoding processing unit

Claims (6)

フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式による予測誤差を用いて符号化対象フレームに対して符号化を行い、動画像符号化データを生成する動画像符号化装置であって、
前記符号化対象フレームと、参照フレームとして現画像フレームとを用いて動きベクトルの探索を行う動き探索手段と、
前記動き探索手段によって探索された動きベクトルと、符号化済みの再構成フレームとからフレーム間予測値を算出し、前記算出したフレーム間予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム間予測誤差を算出するフレーム間予測誤差算出手段と、
前記符号化対象フレームの符号化済みの再構成画素を用いてフレーム内予測値を算出し、前記算出したフレーム内予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム内予測誤差を算出するフレーム内予測誤差算出手段と、
前記フレーム内予測誤差算出手段によって算出されたフレーム内予測誤差に基づいて、符号化効率を示すフレーム内予測評価値を算出するとともに、前記フレーム間予測誤差算出手段によって算出されたフレーム間予測誤差と、量子化ステップレベルを表す量子化パラメータに応じて重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値算出手段によって算出されたフレーム内予測評価値とフレーム間予測評価値とを比較して、前記フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式の何れかを選択する予測選択手段とを備えることを特徴とする動画像符号化装置。
A moving picture coding apparatus that performs coding on a coding target frame using a prediction error by an inter-frame prediction method or an intra-frame prediction method, and generates moving image coded data,
Motion search means for searching for a motion vector using the encoding target frame and a current image frame as a reference frame;
An inter-frame prediction value is calculated from the motion vector searched by the motion search means and the encoded reconstructed frame, and a frame is generated using the calculated inter-frame prediction value and the pixel of the encoding target frame. An inter-frame prediction error calculating means for calculating an inter-prediction error;
An intra-frame prediction value is calculated using the encoded reconstructed pixel of the encoding target frame, and an intra-frame prediction error is calculated using the calculated intra-frame prediction value and the pixel of the encoding target frame. Intra-frame prediction error calculating means
Based on the intra-frame prediction error calculated by the intra-frame prediction error calculating means, an intra-frame prediction evaluation value indicating coding efficiency is calculated, and the inter-frame prediction error calculated by the inter-frame prediction error calculating means Evaluation value calculating means for calculating an inter-frame prediction evaluation value indicating coding efficiency based on a motion vector weighted according to a quantization parameter representing a quantization step level;
A prediction selection unit that compares the intra-frame prediction evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit with the inter-frame prediction evaluation value, and selects either the inter-frame prediction method or the intra-frame prediction method. A moving image encoding device.
前記評価値算出手段は、前記動きベクトルに対して動き探索範囲に応じた重み付けを行い、前記フレーム間予測評価値を算出することを特徴とする請求項1に記載の動画像符号化装置。   2. The moving picture encoding apparatus according to claim 1, wherein the evaluation value calculating unit weights the motion vector according to a motion search range and calculates the inter-frame prediction evaluation value. フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式による予測誤差を用いて符号化対象フレームに対して符号化を行い、動画像符号化データを生成する動画像符号化方法であって、
前記符号化対象フレームと、参照フレームとして現画像フレームとを用いて動きベクトルの探索を行う動き探索工程と、
前記動き探索工程において探索した動きベクトルと、符号化済みの再構成フレームとからフレーム間予測値を算出し、前記算出したフレーム間予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム間予測誤差を算出するフレーム間予測誤差算出工程と、
前記符号化対象フレームの符号化済みの再構成画素を用いてフレーム内予測値を算出し、前記算出したフレーム内予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム内予測誤差を算出するフレーム内予測誤差算出工程と、
前記フレーム内予測誤差算出工程において算出したフレーム内予測誤差に基づいて、符号化効率を示すフレーム内予測評価値を算出するとともに、前記フレーム間予測誤差算出工程において算出したフレーム間予測誤差と、量子化ステップレベルを表す量子化パラメータに応じて重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出する評価値算出工程と、
前記評価値算出工程において生成したフレーム内予測評価値とフレーム間予測評価値とを比較して、前記フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式の何れかを選択する予測選択工程とを備えることを特徴とする動画像符号化方法。
A video encoding method that performs encoding on a frame to be encoded using a prediction error by an inter-frame prediction method or an intra-frame prediction method, and generates moving image encoded data,
A motion search step of searching for a motion vector using the encoding target frame and a current image frame as a reference frame;
An inter-frame prediction value is calculated from the motion vector searched in the motion search step and the encoded reconstructed frame, and the inter-frame prediction value is calculated using the calculated inter-frame prediction value and the pixel of the encoding target frame. An inter-frame prediction error calculation step for calculating a prediction error;
An intra-frame prediction value is calculated using the encoded reconstructed pixel of the encoding target frame, and an intra-frame prediction error is calculated using the calculated intra-frame prediction value and the pixel of the encoding target frame. An intra-frame prediction error calculating step,
Based on the intra-frame prediction error calculated in the intra-frame prediction error calculation step, an intra-frame prediction evaluation value indicating coding efficiency is calculated, and the inter-frame prediction error calculated in the inter-frame prediction error calculation step and a quantum An evaluation value calculation step for calculating an inter-frame prediction evaluation value indicating coding efficiency based on a motion vector weighted according to a quantization parameter representing a coding step level;
A prediction selection step of selecting either the inter-frame prediction method or the intra-frame prediction method by comparing the intra-frame prediction evaluation value and the inter-frame prediction evaluation value generated in the evaluation value calculation step. A video encoding method.
前記評価値算出工程においては、前記動きベクトルに対して動き探索範囲に応じた重み付けを行い、前記フレーム間予測評価値を算出することを特徴とする請求項3に記載の動画像符号化方法。   4. The moving picture encoding method according to claim 3, wherein, in the evaluation value calculating step, the inter-frame prediction evaluation value is calculated by weighting the motion vector according to a motion search range. フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式による予測誤差を用いて符号化対象フレームに対して符号化を行い、動画像符号化データを生成するようにコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記符号化対象フレームと、参照フレームとして現画像フレームとを用いて動きベクトルの探索を行う動き探索工程と、
前記動き探索工程において探索した動きベクトルと、符号化済みの再構成フレームとからフレーム間予測値を算出し、前記算出したフレーム間予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム間予測誤差を算出するフレーム間予測誤差算出工程と、
前記符号化対象フレームの符号化済みの再構成画素を用いてフレーム内予測値を算出し、前記算出したフレーム内予測値と、前記符号化対象フレームの画素とを用いてフレーム内予測誤差を算出するフレーム内予測誤差算出工程と、
前記フレーム内予測誤差算出工程において算出したフレーム内予測誤差に基づいて、符号化効率を示すフレーム内予測評価値を算出するとともに、前記フレーム間予測誤差算出工程において算出したフレーム間予測誤差と、量子化ステップレベルを表す量子化パラメータに応じて重み付けを行った動きベクトルとに基づいて、符号化効率を示すフレーム間予測評価値を算出する評価値算出工程と、
前記評価値算出工程において算出したフレーム内予測評価値とフレーム間予測評価値とを比較して、前記フレーム間予測方式またはフレーム内予測方式の何れかを選択する予測選択工程と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。
A program for performing encoding on a frame to be encoded using a prediction error by an inter-frame prediction method or an intra-frame prediction method, and causing a computer to generate moving image encoded data,
A motion search step of searching for a motion vector using the encoding target frame and a current image frame as a reference frame;
An inter-frame prediction value is calculated from the motion vector searched in the motion search step and the encoded reconstructed frame, and the inter-frame prediction value is calculated using the calculated inter-frame prediction value and the pixel of the encoding target frame. An inter-frame prediction error calculation step for calculating a prediction error;
An intra-frame prediction value is calculated using the encoded reconstructed pixel of the encoding target frame, and an intra-frame prediction error is calculated using the calculated intra-frame prediction value and the pixel of the encoding target frame. An intra-frame prediction error calculating step,
Based on the intra-frame prediction error calculated in the intra-frame prediction error calculation step, an intra-frame prediction evaluation value indicating coding efficiency is calculated, and the inter-frame prediction error calculated in the inter-frame prediction error calculation step and a quantum An evaluation value calculation step for calculating an inter-frame prediction evaluation value indicating coding efficiency based on a motion vector weighted according to a quantization parameter representing a coding step level;
Comparing the intra-frame prediction evaluation value calculated in the evaluation value calculation step with the inter-frame prediction evaluation value, and causing the computer to execute a prediction selection step of selecting either the inter-frame prediction method or the intra-frame prediction method. A program characterized by that.
請求項5に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the program according to claim 5 is recorded.
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