JP2013509020A - 動き情報の適応型符号化方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
典型的なブロック単位動画像符号化方式においては、画像は多数の互いに重ならないブロックに分割される。最良のブロック形状及びサイズは、動画像のコンテンツ及び符号化方式に依存している。MPEG−4 AVC標準は、16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8及び4×4ブロックをサポートしている。分かるように、大きなブロックは小さなブロックに比較してより多くの画素を有している。動き補償の誤差は各画素からの誤差が原因である。ブロックがより多くの画素を含む場合、各画素からの誤差が均一であると仮定してそのブロックがより大きな補償誤差を持つ可能性が比較的高くなる。それ故、我々は大きなブロックに対しては小さなブロックに比較して高精度の動きベクトルを使用するようにしている。従って、我々は、実施形態において、パーティションサイズに対して動きベクトル精度を適応化させている。
多くの動きベクトル表現において、動きベクトルは動きを水平及び垂直方向の両方で記述する2次元ベクトルである。通常、動きベクトルは両方の方向で同一の精度を有する。しかしながら、特に、動きについてなんらかの事前情報が有る場合、異なる方向で同一の精度を有していることは要求されていない。例えば、動画像が主な水平方向の動き(カメラのパン操作のように)を有する場合、我々は動き情報をより良く表現するために水平方向内で高い精度を提供することができる。また、高精度の動き方向を信号で知らせるために整数型の動き振幅、パーティション形状、動きベクトル予測変数、又はグローバル動き情報を利用することもできる。従って、一実施形態において、動きベクトルの1以上の特定の方向について動きベクトル精度を適応化させる。
動画像エンコーダは、符号化された動画像の品質を制御するために量子化パラメータQPを使用する。量子化パラメータが大きいとき、基準フレーム(前に符号化されたフレームの再構成である)の品質は低い。特に、殆どの詳細部が符号化処理で除去されているため、基準フレームは滑らかになりがちである。従って、差異の少ない動きベクトルは非常に似た予測値を与える可能性が有り、高精度動きベクトルは不要である。従って、一実施形態においては、我々は動きベクトル精度を1つ以上の量子化パラメータに適応化させている。
画像信号内の滑らかな領域については、差が少ない動きベクトルは非常に似た予測値を提供する可能性が有る。従って、高精度動きベクトルによる利益は限定される。一方、目的とするエッジ及び質感の有る領域に対しては、予測値と現信号との間の僅かな不一致が予測誤差を大きく増やす可能性が有り、正確な動きベクトルが大きく必要とされる。このような関係を考慮して、実施形態において、我々は画像(またはシーケンス)コンテンツに対して動きベクトル精度を適用化している。
機能ブロック1210はmotion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeを解析し、ループリミットブロック1212に制御を受け渡す。ループリミットブロック1212は1から数(#)ブロックの範囲の変数Iを使用してループを開始し、機能ブロック1213に制御を受け渡す。機能ブロック1213は動きベクトル(MV)構文を解析し、判定ブロック1215に制御を受け渡す。判定ブロック1215はmotion_accuracy_adaptive_flag==1及びmv_accuracy_adaptation_mode==4であるか否かを判別する。そうである場合、制御は機能ブロック1220に受け渡される。そうでない場合、制御は機能ブロック1217に受け渡される。機能ブロック1220はローカル画像領域の統計から動きベクトル精度を取得し、機能ブロック1225に制御を受け渡す。機能ブロック1225は受け取った動きベクトルインデックスから動きベクトルを再構成し、機能ブロック1230に制御を受け渡す。機能ブロック1230は動き補償を実行し、ループリミットブロック1232に制御を受け渡す。ループリミットブロック1232はループを終了し、エンドブロック1299に制御を受け渡す。機能ブロック1217は均一精度又は他の適応型の精度方法を使用して動きベクトルを再構成し、機能ブロック1230に制御を受け渡す。
動画像符号化において、検索された動きベクトルと予測された動きベクトルの間の差が符号化され、それは上で定義したようにmvdである。ビデオエンコーダにおいて利用される実効的動き推測により、殆どの時点でmvdの値は非常に小さい。しかしながら、動画像ブロックが動き検索のために良い特徴を有していなければ、検索されたmvは信頼度が低く、いくらかの不規則性を示す。この場合には、mvdの振幅は非常に大きくなり得る。検索されたmvは信頼性が低いため、mvd符号化のために多すぎるビットは必要とされない。我々はmvdが大きな振幅を有するとき、ビットを節約するために、粗く量子化(低い動きベクトル精度)すべきであるとの選択をした。
表2は、本発明の原理の実施形態に応じた模範的な画像とスライスヘッダー構文を示している。
(i)動きベクトルが整数型動きベクトルであるときの動きベクトルの振幅、
(ii)ブロックのための動き補償パーティションの形状、
(iii)ブロックのための予測された動きベクトル、
(iv)ブロックに対して隣接したブロックの動きベクトル、及び
(v)画像と1以上の他の画像とであり、同一の動画像シーケンスに含まれる画像と1以上の他の画像との内の少なくとも1つに関するグローバル動き情報。
(i)ローカル領域内の画素の分散、
(ii)ローカル領域内の復号化された残余の係数の分散、
(iii)ローカル領域内のエッジの方向の分散、及び、
(iv)ローカル領域内のエッジ強度の分散。
Claims (23)
- 動きベクトルを使用して画像内のブロックを符号化するためのエンコーダ(100)を含む装置であって、ブロックを符号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準を含む、上記装置。
- ビデオエンコーダにおける方法であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを符号化するステップを含み、
ブロックを符号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準(320、520、525、720、920、925、1120、1320、1325)を含む、上記方法。 - 前記選択判定基準は動き補償パーティションサイズ(320)を含む、請求項2に上記記載の方法。
- 前記選択判定基準が動きベクトル成分の方向を含み、ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度が動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、垂直成分と水平成分との間で最高の精度を有する成分が主成分(520)として選択される、請求項2に記載の上記方法。
- 前記主成分は、
(i)動きベクトルが整数型動きベクトル(520)であるとき、動きベクトルの振幅、
(ii)ブロックのための動き補償パーティションの形状(520)、
(iii)ブロックのための予測動きベクトル(520)、
(iv)ブロックに対して隣接するブロックの動きベクトル(520)、及び
(v)画像と1以上の他の画像であり、同一の動画像シーケンスに含まれる前記画像と前記1以上の他の画像の少なくとも1つに関するグローバル動き情報(520)、
の少なくとも1つに応じて決定される、請求項4に記載の上記方法。 - ブロックの符号化量子化パラメータ(720)を含む、請求項2に記載の上記方法。
- 前記選択判定基準はローカル画像領域の統計を含んでおり、前記ローカル画像領域は画像の一部分、画像、1以上の他の画像、の少なくとも1つに対応しており、前記画像と前記1以上の他の画像は同一の動画像シーケンス(920、1120)に含まれる、請求項2に記載の上記方法。
- 前記ローカル画像領域の統計は、
(i)ローカル領域内の画素の分散(920、1120)、
(ii)ローカル領域の符号化残余係数の分散(920、1120)、
(iii)ローカル領域内のエッジの方向の分散(920、1120)、及び
(iv)ローカル領域内のエッジの強度の分散(920、1120)、
の少なくとも1つから選択されている、請求項7に記載の上記方法。 - 前記選択判定基準は検索された動きベクトルの振幅(1320)を含む、請求項2に記載の上記方法。
- ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度はビットストリームにおいて明示的に信号送出されている、請求項2に記載の上記方法。
- ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度は画像又は画像を含むシーケンス内の予め復号化された動画像(1120)から推測されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 動きベクトルを使用して画像内のブロックを復号化するためのデコーダ(200)を含む装置であって、ブロックを復号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準を含む、上記装置。
- 動画像デコーダにおける方法であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを復号化するステップを含み、
ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度方式が選択され、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準(420、620、625、820、1020、1025、1220、1225、1420、1425)を含む、上記方法。 - 前記選択判定基準は動き補償パーティションサイズ(420)を含む、請求項13に記載の上記方法。
- 前記選択判定基準は動きベクトル成分の方向を含み、ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度は動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、垂直成分と水平成分の内最高の精度を有する成分が主成分(620)として選択される、請求項13に記載の上記方法。
- (i)動きベクトルが整数型動きベクトル(620)であるとき、動きベクトルの振幅、
(ii)ブロックのための動き補償パーティションの形状(620)、
(iii)ブロックのための予測動きベクトル(620)、
(iv)ブロックに対して隣接するブロックの動きベクトル(620)、及び
(v)画像と1以上の他の画像であり、同一の動画像シーケンスに含まれる前記画像と前記1以上の他の画像の少なくとも1つに関するグローバル動き情報(620)、
の少なくとも1つに応じて決定される、請求項15に記載の上記方法。 - 前記選択判定基準はブロックの符号化量子化パラメータ(820)を含む、請求項13に記載の上記方法。
- 前記選択判定基準はローカル画像領域の統計を含み、ローカル画像領域は画像の一部分、画像、及び1以上の他の画像の少なくとも1つに対応し、画像と1以上の他の画像は同一の動画像シーケンス(1220)に含まれる、請求項13に記載の上記方法。
- ローカル画像領域の統計は、
(i)ローカル領域内の画素の分散(1220)、
(ii)ローカル領域における復号化された残余係数の分散(1220)、
(iii)ローカル領域におけるエッジ方向の分散(1220)、及び
(iv)ローカル領域におけるエッジ強度の分散(1220)、
の少なくとも1つから選択される、請求項18に記載の上記方法。 - 前記判定基準は検索された動きベクトルの振幅(1420)を含む、請求項13に記載の上記方法。
- ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度は符号化されたビットストリームにおいて明示的に受信される、請求項13に記載の上記方法。
- ブロックを復号化するために使用される動きベクトルの精度は予め画像又は画像を含むシーケンス(1220)における復号化された動画像から推測される、請求項13に記載の上記方法。
- 動きベクトルを使用して符号化されている画像内のブロックを含み、ブロックを符号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準を含むことを特徴とする符号化されている画像信号データを有する、コンピュータ可読記憶媒体。
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