JP2010206395A - 動画像符号化装置、方法及びプログラム、並びに、動画像符号化システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の動画像符号化装置は、キーフレームについては、フレーム内符号化又はフレーム間符号化するキーフレーム符号化器と、非キーフレームについては、時間方向が異なるキーフレームから形成した予測画像と、非キーフレームの原画像との差である予測誤差信号に対する誤り訂正符号の情報を得る非キーフレーム符号化器とを有する。
キーフレーム符号化器は、参照用キーフレームの動き補償をする際に必要となる動き情報を、予測画像の生成時に利用する、非キーフレーム符号化器が生成した動き情報を補正して形成する。又は、非キーフレーム符号化器は、予測画像の生成時に利用する動き情報を、参照用キーフレームの動き補償をする際に必要となる、キーフレーム符号化器が生成した動き情報を補正して形成する。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明による動画像符号化装置、方法及びプログラム、並びに、動画像符号化システムの第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第1の実施形態に係る動画像符号化方式は上述したDVC方式である。
図1は、第1の実施形態の動画像符号化システムの構成を示すブロック図である。
次に、第1の実施形態に係る動画像符号化システム100の動作を、図1に加えて、図2〜図7のフローチャートをも参照しながら説明する。
まず、1フレーム目の符号化処理を図1及び図2を参照して説明する。1フレーム目はキーフレームであり、しかも、参照し得る過去のキーフレームが存在しないので、キーフレーム符号化器104においてイントラ符号化が実行される。
次に、2フレーム目の符号化処理を図1及び図3を参照して説明する。2フレーム目はWZフレームであるので、Wyner−Zivフレーム符号化器103において符号化される。
次に、3フレーム目の符号化処理を図1及び図4を参照して説明する。3フレーム目はキーフレームであり、しかも、参照し得る過去のキーフレーム(1フレーム目)が存在するので、キーフレーム符号化器104においてインター符号化が実行される。
次に、動画像復号装置102の動作を、キーフレームのイントラ復号処理、WZフレームの復号処理、キーフレームのインター復号処理の順に説明する。
次に、2フレーム目の復号処理を図1及び図6を参照して説明する。2フレーム目はWZフレームであるので、Wyner−Zivフレーム復号器105において復号される。
次に、サイドインフォメーション生成部118で、生成された予測画像を変換・量子化し、2値化した後、ビットプレーンへ分割する(ステップS603)。
そして、復号画像生成部120で、Slepian−Wolf復号結果のビットプレーンをフレーム単位へ再構成し、逆量子化・逆変換を行うことで復号画像を得て、次段の図示しない装置に出力する(ステップS608)。
次に、3フレーム目の復号処理を図1及び図7を参照して説明する。3フレーム目はキーフレームであり、しかも、参照し得る過去のキーフレーム(1フレーム目)が存在するので、キーフレーム復号器106においてインター復号が実行される。
第1の実施形態によれば、キーフレームの符号化方式にフィードバックを必要としないインター符号化を基本的に用いることにより、WZフレーム、キーフレーム共にフィードバックが必要ではなくなり、フィードバックを仮定しないアプリケーションでも利用可能となる。
次に、本発明による動画像符号化装置、方法及びプログラム、並びに、動画像符号化システムの第2の実施形態を、図面を参照しながら、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
図8は、第2の実施形態の動画像符号化システムの構成を示すブロック図であり、上述した第1の実施形態に係る図1との同一、対応部分には同一符号を付して示している。
次に、第2の実施形態に係る動画像符号化システム800の動作を、図8に加えて、図9〜図11をも参照しながら説明する。
まず、3フレーム目のキーフレームの符号化処理(インター符号化処理)を、図8及び図9を参照して説明する。図9は、第2の実施形態におけるキーフレームに対するインター符号化処理を示すフローチャートであり、第1の実施形態に係る図4との同一、対応ステップには同一符号を付して示している。
次に、2フレーム目(WZフレーム)の符号化処理を図8及び図10を参照して説明する。図10は、第2の実施形態におけるWZフレームに対する符号化処理を示すフローチャートであり、第1の実施形態に係る図3との同一、対応ステップには同一符号を付して示している。
第2の実施形態によれば、キーフレーム同士で動き推定を行うため、第1の実施形態のキーフレームのインター符号化に比べて、精度の良い動き推定を行え、キーフレームの符号化効率が上がる。また、キーフレームの動き情報を用いてWZフレームの予測画像を生成するため、WZフレームの予測画像の生成を低負荷で行うことができる。
次に、本発明による動画像符号化装置、方法及びプログラム、並びに、動画像符号化システムの第3の実施形態を、図面を参照しながら、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
図12は、第3の実施形態の動画像符号化システムの構成を示すブロック図であり、上述した第1の実施形態に係る図1との同一、対応部分には同一符号を付して示している。
次に、第3の実施形態に係る動画像符号化システム1200の動作を、図12に加えて、図13〜図16をも参照しながら説明する。
まず、5フレーム目のキーフレームに対するインター符号化処理を、図12及び図13を参照して説明する。図13は、第3の実施形態におけるキーフレームに対するインター符号化処理を示すフローチャートであり、第1の実施形態に係る図4との同一、対応ステップには同一符号を付して示している。
次に、2フレーム目又は4フレーム目(WZフレーム)の符号化処理を図12、並びに、図14及び図15を参照して説明する。図14及び図15は、第3の実施形態におけるWZフレームに対する符号化処理を示すフローチャートであり、第1の実施形態に係る図3との同一、対応ステップには同一符号を付して示している。
次に、5フレーム目のインター復号処理を図12及び図17を参照して説明する。図16は、第3の実施形態におけるキーフレームに対するインター符号化処理を示すフローチャートであり、第1の実施形態に係る図7との同一、対応ステップには同一符号を付して示している。
第3の実施形態によれば、キーフレームの動き推定をキーフレーム符号化器及びキーフレーム復号器双方で行うため、動き情報をキーフレーム符号化器からキーフレーム復号器へ送信する必要がないため、キーフレームの符号化効率を向上させることができる。
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
101、801、1201…動画像符号化装置、
103、803、1203…Wyner−Zivフレーム符号化器、
109…Wyner−Ziv符号化部、
107…変換・量子化部、
108…Slepian−Wolf符号化部、
110…動き推定部、
810…動き補正部、
1210…動き推定・補正部、
111…予測画像生成部、
112…送信符号量計算部、
104、804、1204…キーフレーム符号化器、
124…減算部、
113…変換・量子化部、
114…逆量子化・逆変換部、
125…加算部、
115…フレームバッファ、
117…動き補正部、
817…動き推定部、
1217…動き推定部、
116…動き補償部、
102、1202…動画像復号装置、
105…Wyner−Zivフレーム復号器、
118…サイドインフォメーション生成部、
119…Slepian−Wolf復号部、
120…復号画像生成部、
106、1206…キーフレーム復号器、
121…逆量子化・逆変換部、
126…加算部、
122…フレームバッファ、
123…動き補償部、
1225…動き推定部。
Claims (7)
- フレーム系列を分離したキーフレームについては、フレーム内符号化又はフレーム間符号化を適用して符号化するキーフレーム符号化器と、フレーム系列を分離した非キーフレームについては、時間方向が異なるキーフレームから形成した予測画像と、非キーフレームの原画像との差である予測誤差信号に対する誤り訂正符号の情報を得る非キーフレーム符号化器とを有する動画像符号化装置において、
上記キーフレーム符号化器は、
参照用キーフレームを格納している参照用キーフレーム格納手段と、
上記参照用キーフレーム格納手段から出力された参照用キーフレームに対して、与えられた動き情報を適用して動き補償する動き補償手段と、
上記動き補償手段に与えるキーフレーム間の動き情報を形成する第1の動き情報形成手段とを備え、
上記非キーフレーム符号化器は、
上記予測画像を生成する予測画像生成手段と、
上記予測画像生成手段が上記予測画像の生成時に利用する非キーフレームに係る動き情報を形成する第2の動き情報形成手段とを備え、
上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の一方が、接近したキーフレームや非キーフレームの複数のフレームから動き推定によって動き情報を生成するものであり、
上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の他方が、上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の一方が生成した動き情報を取り込み、その動き情報に対する補正によって動き情報を形成するものである
ことを特徴とする動画像符号化装置。 - 上記第2の動き情報形成手段が、接近したキーフレームや非キーフレームの複数のフレームから動き推定によって非キーフレームに係る動き情報を生成するものであり、
上記第1の動き情報形成手段が、上記第2の動き情報形成手段が生成した非キーフレームに係る動き情報を取り込み、その動き情報に対する外挿によってキーフレーム間の動き情報を形成するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の動画像符号化装置。 - 上記第1の動き情報形成手段が、接近した複数のキーフレームから動き推定によってキーフレーム間の動き情報を生成するものであり、
上記第2の動き情報形成手段が、上記第1の動き情報形成手段が生成したキーフレーム間の動き情報を取り込み、その動き情報に対する内挿によって非キーフレームに係る動き情報を形成するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の動画像符号化装置。 - 上記第2の動き情報形成手段は、上記第1の動き情報形成手段がキーフレーム間の動き情報を生成できない初期側の非キーフレームについては、接近したキーフレームや非キーフレームの複数のフレームから動き推定によって非キーフレームに係る動き情報を生成することを特徴とする請求項3に記載の動画像符号化装置。
- フレーム系列を分離したキーフレームについては、フレーム内符号化又はフレーム間符号化を適用して符号化するキーフレーム符号化器と、フレーム系列を分離した非キーフレームについては、時間方向が異なるキーフレームから形成した予測画像と、非キーフレームの原画像との差である予測誤差信号に対する誤り訂正符号の情報を得る非キーフレーム符号化器とを有する動画像符号化装置と、キーフレーム復号器と非キーフレーム復号器とを有する動画像復号装置とを対向している動画像符号化システムにおいて、
上記動画像符号化装置として、請求項3に記載の動画像符号化装置を適用していると共に、
上記動画像復号装置が、
参照用キーフレームを格納している復号側参照用キーフレーム格納手段と、
上記参照用キーフレーム格納手段から出力された参照用キーフレームに対して、与えられた動き情報を適用して動き補償する復号側動き補償手段と、
上記第1の動き情報形成手段と同じ動き情報の生成方法で、上記復号側動き補償手段に与えるキーフレーム間の動き情報を形成する第3の動き情報形成手段とを備えたキーフレーム復号器を有する
ことを特徴とする動画像符号化システム。 - フレーム系列を分離したキーフレームについては、フレーム内符号化又はフレーム間符号化を適用して符号化するキーフレーム符号化器と、フレーム系列を分離した非キーフレームについては、時間方向が異なるキーフレームから形成した予測画像と、非キーフレームの原画像との差である予測誤差信号に対する誤り訂正符号の情報を得る非キーフレーム符号化器とを有する動画像符号化装置が実行する動画像符号化方法において、
上記キーフレーム符号化器において、
参照用キーフレーム格納手段は、参照用キーフレームを格納し、
動き補償手段は、上記参照用キーフレーム格納手段から出力された参照用キーフレームに対して、与えられた動き情報を適用して動き補償し、
第1の動き情報形成手段は、上記動き補償手段に与えるキーフレーム間の動き情報を形成し、
上記非キーフレーム符号化器において、
予測画像生成手段は、上記予測画像を生成し、
第2の動き情報形成手段は、上記予測画像生成手段が上記予測画像の生成時に利用する非キーフレームに係る動き情報を形成し、
上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の一方が、接近したキーフレームや非キーフレームの複数のフレームから動き推定によって動き情報を生成し、
上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の他方が、上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の一方が生成した動き情報を取り込み、その動き情報に対する補正によって動き情報を形成する
ことを特徴とする動画像符号化方法。 - フレーム系列を分離したキーフレームについては、フレーム内符号化又はフレーム間符号化を適用して符号化するキーフレーム符号化器と、フレーム系列を分離した非キーフレームについては、時間方向が異なるキーフレームから形成した予測画像と、非キーフレームの原画像との差である予測誤差信号に対する誤り訂正符号の情報を得る非キーフレーム符号化器とを有する動画像符号化装置を構成するコンピュータを、
参照用キーフレームを格納している参照用キーフレーム格納手段と、上記参照用キーフレーム格納手段から出力された参照用キーフレームに対して、与えられた動き情報を適用して動き補償する動き補償手段と、上記動き補償手段に与えるキーフレーム間の動き情報を形成する第1の動き情報形成手段とを備えた上記キーフレーム符号化器と、
上記予測画像を生成する予測画像生成手段と、上記予測画像生成手段が上記予測画像の生成時に利用する非キーフレームに係る動き情報を形成する第2の動き情報形成手段とを備えた上記非キーフレーム符号化器として機能させるものであり、
機能させる上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の一方が、接近したキーフレームや非キーフレームの複数のフレームから動き推定によって動き情報を生成するものであり、
機能させる上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の他方が、上記第1の動き情報形成手段及び上記第2の動き情報形成手段の一方が生成した動き情報を取り込み、その動き情報に対する補正によって動き情報を形成するものである
ことを特徴とする動画像符号化プログラム。
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