JP2014014166A - 複数の動きベクトル・プレディクタを使用して動きベクトルを推定する方法、装置、エンコーダ、デコーダ及びデコーディング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 デコーダに伝送される情報量を減らすことができるビデオコーディングに係り、複数の動きベクトル・プレディクタを使用して動きベクトルを推定する方法、装置、エンコーダ、デコーダ及びデコーディング方法を提供する。
【解決手段】 現在ブロックと、現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度を計算し、この計算された空間類似度に基づいて、現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、少なくとも一つを選択し、この選択されたパーティションの動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定することを特徴とする動きベクトル推定方法である。
【選択図】 図３Ａ

Description

本発明は、ビデオのコーディング及びデコーディングの方法及び装置に係り、複数の動きベクトル・プレディクタを使用して動きベクトルを推定することに関する。

インターフレーム及びイントラフレームの予測は、二種の主なビデオ符号化技術である。イントラフレーム予測は、単一フレーム内で、隣接したピクセルのグレイレベル間の強い相関度（correlation）に基づいたビデオ符号化技術である。インターフレーム予測は、ビデオシーケンスにおいて、連続するフレーム間での類似性（similarities）に基づいたビデオ符号化技術である。動く画面で、急激な変化がない限り、動き画面の多くの部分は、連続するフレーム間にほとんど変化しない。特に、動きベクトル予測は、インターフレーム予測で使われるビデオ符号化技術のうちの一つである。動きベクトル予測は、動き予測によって計算された動きベクトルを差別符号化（differentially encoding）することによってイメージを処理するための技術である。一般的に、あるブロックの動きベクトルは、隣接パーティションの動きベクトルと密接な相関関係を有する。そのために、隣接パーティションの動きベクトルから現在ブロックの動きベクトルを予測し、その差分ベクトルのみを符号化することによって、符号化しなければならないビット量を減らすことができる。

図１Ａ及び図１Ｂは、従来技術による動き予測に使われる隣接パーティションの例示である。

図１Ａは、現在マクロブロックＥと隣接したパーティションＡ，Ｂ，Ｃの形状が同じ場合であり、動きベクトルの予測符号化は、左側ブロックＡ、上端ブロックＢ、右側上端ブロックＣの動きベクトル（ＭＶ：motion
vector）を使用し、水平成分と垂直成分との中間値（median value）を使用する。

図１Ｂは、現在マクロブロックＥと隣接パーティションとの形状が異なる場合であり、次のような方法によって、現在ブロックＥの動きベクトルを予測する。

（１）符号化しようというブロックＥの左側にある隣接パーティションがさまざまなブロックに分けられている場合、そのうちで最も上端に位置したブロックＡを予測に使用する。また、符号化しようというブロックＥの上端にある隣接パーティションがいくつかに分けられている場合、そのうちで最も左側に位置したブロックＢを予測に使用する。その後、動きベクトルの予測符号化のために、左側ブロックＡ、上端ブロックＢ、右側上端ブロックＣの動きベクトル（ＭＶ）を使用し、水平成分と垂直成分との中間値を使用する。

（２）ただし例外的に、符号化しようというマクロブロックＥが正方形ではない場合（１６×８ピクセルまたは８×１６）、中間値を使用せずに動き補償ブロックサイズによって、次の通りに動きベクトルを予測する。

（i）符号化しようというブロックが１６×８ピクセルである場合、上端ブロックは、ブロックＢを、下端ブロックは、ブロックＡを予測に使用する。

（ii）符号化しようというブロックが８×１６ピクセルである場合、左側ブロックは、ブロックＡを、右側ブロックは、ブロックＣを予測に使用する。

（３）スキップマクロブロックモードである場合は、前述の（１）と同じである。

前述のように、現在ブロックの動きベクトルを推定するために、一つ以上の隣接ブロックが使われうる。しかし、従来技術によれば、使われうる隣接ブロックは典型的なものばかりであり、特に、典型的な隣接ブロックのうち、現在ブロックと類似したブロック（すなわち、現在ブロックと同じ動きを有するブロック）は有用であるが、それ以外のブロックは有用ではない。従って、現在ブロックの動きベクトルを正確に推定するために、典型的な隣接ブロック以外にも、他の複数個の隣接ブロックを使用する必要がある。また、かような場合には、使われた隣接ブロックの情報をシグナリングする必要がある。

本発明は、前記のような問題点を解決するために創出されたものであり、現在ブロックの動きベクトル推定のために有用な隣接パーティションを推定し、推定されたパーティションの情報をシグナリングする方法及び装置を提供するところにその目的がある。

前記目的を達成するために、本発明の第１実施形態による現在ブロックの動きベクトルを推定する方法において、前記現在ブロックと、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度を計算する段階と、前記計算された空間類似度に基づいて、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、少なくとも一つを選択する段階と、前記選択されたパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階とを含むことを特徴とする。

望ましくは、前記空間類似度の計算時に、前記現在ブロックのピクセルの平均と、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションそれぞれのピクセルの平均とを利用することを特徴とし、前記現在ブロックのピクセルの平均は、前記現在ブロックに隣接したパーティションのピクセルのうち、前記現在ブロックと接したピクセルを利用して計算することを特徴とする。

望ましくは、前記空間類似度の計算時に、前記現在ブロックに隣接したパーティションに対して、エンコーダ及びデコーダ間にあらかじめ約束された空間的順序によって、空間類似度を付与することを特徴とする。

望ましくは、前記動きベクトル推定方法は、前記現在ブロックの動きベクトルと、前記推定された現在ブロックの動きベクトルとの動き情報、及び前記現在ブロックの動きベクトルの再生のためのパーティション情報を伝送する段階をさらに含むことを特徴とする。

望ましくは、前記推定する段階で、前記選択されたパーティションが複数個である場合、それらのうち、任意のいずれか１つのパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階であることを特徴とする。

望ましくは、前記推定する段階で、前記選択されたパーティションが複数個である場合、選択されたパーティションそれぞれの動きベクトルの中間値を、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階であることを特徴とする。

望ましくは、前記推定する段階で、前記選択されたパーティションが複数個である場合、前記選択されたパーティションの動きベクトルそれぞれに重み付けされたベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階であることを特徴とする。

望ましくは、前記推定する段階で、前記現在ブロックに空間的に対応する位置にある参照フレーム内のパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階をさらに含むことを特徴とする。

望ましくは、前記推定する段階で、前記選択されたパーティションが複数個である場合、前記選択されたパーティションの動きベクトルそれぞれに重み付けされたベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階であることを特徴とする。

望ましくは、前記推定する段階で、前記現在ブロックに空間的に対応する位置にある参照フレーム内のパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階をさらに含むことを特徴とする。

前記技術的課題を解決するために、本発明による現在ブロックの動きベクトルを推定する方法において、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションの動きベクトルを利用して少なくとも１つの参照フレームを検索し、前記現在ブロックに対応するブロックを検索する段階と、前記検索されたブロックそれぞれに隣接したピクセルと、前記現在ブロックに隣接したピクセルとの類似度を計算する段階と、前記計算結果に基づいて、前記パーティションの動きベクトルのうち一つを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する段階とを含むことを特徴とする。

本発明の第２実施形態によれば、前記方法を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供される。

本発明の第３実施形態によれば、現在ブロックに隣接した複数個のパーティションの動きベクトルを使用して現在ブロックの動きベクトルを推定するための方法において、前記現在ブロックと、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度を計算する空間類似度計算部と、前記計算された空間類似度に基づいて、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、少なくとも一つを選択するパーティション選択部と、前記選択されたパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する動きベクトル推定部とを含むことを特徴とする。

本発明の第４実施形態によれば、ビデオエンコーダが提供されるが、前記エンコーダは、現在ブロックと、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションそれぞれの動きベクトルとを生成する動き推定部と、前記現在ブロックと、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度を計算し、前記計算された空間類似度に基づいて、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、少なくとも一つを選択して、前記選択されたパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定する動きベクトル推定部と、前記現在ブロックの動きベクトルと、前記推定された現在ブロックの動きベクトルとの動き情報、及び前記現在ブロックの動きベクトルの再生のためのパーティション情報をエントロピ符号化するエントロピ符号化部とを含むことを特徴とする。

本発明の第５実施形態によれば、ビデオデコーダが提供されるが、前記デコーダは、符号化されたビットストリームから動き情報及びパーティション情報をエントロピ復号化するエントロピ復号化部と、前記復号化されたパーティション情報に基づいて、前記現在ブロックと、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度を計算し、前記計算された空間類似度に基づいて、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、少なくとも一つを選択し、前記選択されたパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定し、前記推定された動きベクトルに前記動き情報を加算し、現在ブロックの動きベクトルを再生する動きベクトル推定部と、前記再生された動きベクトルを利用し、現在ブロックを復元するマクロブロック復元部とを含むことを特徴とする。

本発明の第６実施形態によれば、デコーディング方法が提供されるが、前記方法は、符号化されたビットストリームから動き情報及びパーティション情報をエントロピ復号化する段階と、前記復号化されたパーティション情報に基づいて、現在ブロックと、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度を計算し、前記計算された空間類似度に基づいて、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、少なくとも一つを選択し、前記選択されたパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定し、前記推定された動きベクトルに前記動き情報を加算し、現在ブロックの動きベクトルを再生する段階と、前記再生された動きベクトルを利用し、現在ブロックを復元する段階とを含むことを特徴とする。

本発明の第７実施形態によれば、前記方法を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供される。

本発明の例示的な実施形態によれば、現在ブロックの動きベクトル推定のために有用なパーティションを推定し、推定されたパーティションの情報をシグナリングすることによって、デコーダに伝送になる情報量を減らすことができる。

従来技術による動き予測に使われる隣接パーティションの例示である。 従来技術による動き予測に使われる隣接パーティションの例示である。 本発明の一実施形態による動き予測に使われる隣接パーティションの例示である。 本発明の一実施形態による現在ブロックの動きベクトル推定方法を記述するフローチャートである。 本発明の他の実施形態による現在ブロックの動きベクトル推定方法を記述するフローチャートである。 本発明の一実施形態によって、現在ブロックと隣接パーティションとの空間類似度を計算するための概念図である。 本発明の一実施形態によって、現在ブロックに隣接したピクセルと、現在ブロックに対応するブロックそれぞれに隣接したピクセルとの類似度を計算するための概念図である。 本発明の一実施形態によって、現在ブロックに隣接したピクセルと、現在ブロックに対応するブロックそれぞれに隣接したピクセルとの類似度を計算するための概念図である。 本発明の一実施形態による動きベクトル推定装置の構成図である。 本発明の他の実施形態による動きベクトル推定装置の構成図である。 本発明の一実施形態による動きベクトル推定装置を含むエンコーダの構成図である。 本発明の一実施形態によるデコーダの構成図である。 本発明の一実施形態によるデコーディング方法のフローチャートである。

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明による複数の動きベクトル・プレディクタを使用して動きベクトルを推定する方法、装置、エンコーダ、デコーダ及びデコーディング方法の望ましい実施形態について詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにおいて、同じ構成要素に限っては、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同じ符号で表記されているということに留意せねばならない。また、下記の説明では、具体的な回路の構成素子のような多くの特定事項が図示されているが、それらは、本発明のさらに全般的な理解を助けるために提供されたものであり、かような特定事項なしにも本発明が実施されうることは、当該技術分野で当業者には自明であろう。そして、本発明を説明するにおいて、関連した公知機能または構成に係る具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

図２は、本発明の一実施形態による、動き予測に使われる隣接パーティションの例示を図示している。図２を参照するに、現在ブロックＥの動きベクトル推定のために、従来技術によるパーティションＡ，Ｂ，Ｃ以外にも、他のパーティションＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を使用できる。望ましくは、現在ブロックＥのサイズは、１６×１６ピクセルからなるマクロブロックであり、隣接したパーティションのサイズは、現在ブロックＥより小さく、例えば、１６×８ピクセル、８×１６ピクセル、８×４ピクセル、８×４ピクセル、４×４ピクセルのうち、いずれか一つからなる。

図３Ａは、本発明の一実施形態による現在ブロックの動きベクトル推定方法を記述するフローチャートであり、図４Ａは、本発明の一実施形態による、現在ブロックと隣接パーティションとの空間類似度を計算するための概念図である。

図３Ａを参照するに、段階３００で、現在ブロックＥに含まれたピクセルの平均と、現在ブロックに隣接したパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃそれぞれに係るピクセルの平均とを計算する。段階３００で、ピクセルの平均を計算する理由は、現在ブロックＥのような空間類似度（spatial similarity）を有する隣接パーティションを選択するためである。

段階３０１では、段階３００で計算された平均を利用し、現在ブロックＥと類似した隣接パーティションを、現在ブロックのプレディクタとして選択する。プレディクタという用語は、動きベクトル差（ＭＶＤ：motion vector difference）を求めるために、現在ブロックと比較されるブロックを意味する。

さらに具体的に技術すれば、現在ブロックのピクセル平均を第１平均、隣接パーティションのピクセル平均を第２平均とすれば、第１平均と第２平均との差の絶対値が所定の基準値以下である場合、隣接パーティションを現在ブロックのプレディクタとして選択する。

望ましくは、空間類似度の計算時に、現在ブロックのピクセルの平均、及び現在ブロックに隣接した複数個のパーティションそれぞれのピクセルの平均を利用することを特徴とし、現在ブロックのピクセルの平均は、現在ブロックに隣接したパーティションのピクセルのうち、現在ブロックと接したピクセルを利用して計算することを特徴とする。また、空間類似度の計算時に、現在ブロックに隣接したパーティションに対して、エンコーダ及びデコーダ間にあらかじめ約束された空間的順序によって、空間類似度を付与することを特徴とする。

段階３０２では、段階３０１で選択されたパーティションの動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定する。望ましくは、選択されたパーティションは、２以上であり、選択されたパーティションが複数個である場合について、以下の図４Ａを参照して記述する。

図４Ａは、本発明の一実施形態による、現在ブロックと隣接パーティションとの空間類似度を計算するための概念図である。図４Ａを参照するに、現在ブロックＥは、１６×１６ピクセルからなるマクロブロックであり、隣接したパーティションのうち、パーティションＡは８×４ピクセル、パーティションＡ１は８×４ピクセル、パーティションＡ２は８×８ピクセル、パーティションＢは４×８ピクセル、パーティションＢ１は４×８ピクセル、パーティションＢ２は８×８ピクセル、パーティションＣは１６×８ピクセルからなるとする。また、現在ブロックＥのピクセルの平均と、隣接パーティションＡ，Ａ１，Ａ２，Ｂ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃそれぞれの平均との絶対値の差を比較した結果、所定の基準値以下を有したパーティションが、Ａ２，Ｂ１，Ｂ２であると仮定する。

本発明の一実施形態によれば、次のような（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）または（ｉｖ）によって、現在ブロックＥの動きベクトルを推定できる。

すなわち、（i）パーティションＡ２，Ｂ１，Ｂ２のうち、いずれか一つを任意に選択し、選択されたパーティションの動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定したり、
（ii）パーティションＡ２，Ｂ１，Ｂ２の任意の組み合わせ、例えば、_３Ｃ_２のような式（formula）で選択し、選択されたパーティションの動きベクトルのｘ成分及びｙ成分の中間値（median value）を、現在ブロックの動きベクトルとして推定したり、または
（iii）パーティションそれぞれの動きベクトルを、それぞれＭＶＰＡ２、ＭＶＰＢ１、ＭＶＰＢ２とすれば、それらに重み付けされたベクトル、例えば、α＊ＭＶＰＡ２＋β＊ＭＶＰＢ１＋γ＊ＭＶＰＢ２を、現在ブロックの動きベクトルとして推定できる。

（iv）現在ブロックに空間的に対応する位置にある参照フレーム内のパーティションの動きベクトルを、前記現在ブロックの動きベクトルとして推定できる。時間的に近い参照フレーム内の現在ブロックに空間的に対応する位置、すなわち、参照フレームで、現在ブロックと同じ位置にあるパーティションは、現在ブロックと同じ動きを示す確率が高く、従って、対応する位置にあるパーティションの動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定できる。

望ましくは、パーティション情報は、デコーダとのあらかじめ予約されたルールにのっとる。パーティション情報の例として、空間類似度を有したパーティションのうち、左側にあるパーティションの動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定するようにするか、または各パーティションの動きベクトルの中間値を、現在ブロックの動きベクトルとして推定できる。また、重み付けを使用する場合には、重み付け係数（α，β，γ）がパーティションタイプとしてデコーダに伝送されねばならない。

図３Ｂは、本発明の他の実施形態による現在ブロックの動きベクトル推定方法を記述するフローチャートであり、図４Ｂ及び図４Ｃは、本発明の一実施形態による、現在ブロックに隣接したピクセルと、現在ブロックに対応するブロックそれぞれに隣接したピクセルとの類似度を計算するための概念図である。

図３Ｂを参照するに、段階３１０で、現在ブロック４１０に隣接した複数個のパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃの動きベクトルを利用し、少なくとも１つの参照フレームを検索し、現在ブロックに対応するブロック４２０ないし４２２を検索する。ここで、現在ブロック４１０は、図３Ａの現在ブロックＥと同じブロックであると仮定する。

現在ブロック４１０に隣接した複数個のパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃの動きベクトルが、現在ブロック４１０の動きベクトルとして推定される。例えば、図３ＡのパーティションＡの動きベクトルがＭＶＰ１であり、パーティションＢの動きベクトルがＭＶＰ２であり、パーティションＣの動きベクトルがＭＶＰ３になりうる。

段階３１１では、段階３１０で検索された現在ブロック４１０に対応するブロック４２０ないし４２２それぞれに隣接したピクセル４２３ないし４２５と、現在ブロック４１０に隣接したピクセル４１１との類似度を計算する。

望ましくは、対応するブロック４２０ないし４２２それぞれに隣接したピクセル４２３ないし４２５と、現在ブロック４１０に隣接したピクセル４１１とのＳＡＤ（sum of absolute difference）を計算する方法で類似度を計算できる。

段階３１１で、ＳＡＤを計算するにおいて、必ずしも現在ブロック４１０及び対応するブロック４２０ないし４２２に隣接したあらゆるピクセル４１１及び４２３ないし４２５を利用する必要はない。図４Ｃに図示されているように、それぞれのブロック４１０及び４２０ないし４２２に隣接したピクセルのうち、一部についてのみＳＡＤを計算して類似度を計算できる。図４Ｃでは、それぞれのブロック４１０及び４２０ないし４２２に隣接したピクセルのうち、左側上部、右側上部及び左側下部に隣接したピクセルだけを、類似度計算に利用した。

段階３１２では、段階３１１で計算された類似度に基づいて、現在ブロック４１０に隣接した複数個のパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃの動きベクトルのうち一つを、現在ブロックの動きベクトルとして推定する。

段階３１１で、ＳＡＤを計算した場合には、ＳＡＤが最も小さいピクセルに隣接したブロックを検索するのに利用された動きベクトルが、現在ブロックの動きベクトルとして推定される。例えば、現在ブロックに隣接したピクセル４１１と、ＭＶＰ１によって検索されたブロック４２０に隣接したピクセル４２３とのＳＡＤが最も小さく、類似度が最も高いと計算されたならば、ＭＶＰ１、すなわち、対応するブロック４１０を検索するために利用された動きベクトルが、現在ブロックの動きベクトルとして推定される。

このとき、必ずしも、ＳＡＤが最も小さいピクセルに隣接したブロックを検索するのに利用された動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定するというわけではない。ＳＡＤ値が最も小さいとしても、現在ブロックの全体Ｒ−Ｄコスト（rate distortion cost）を考慮したとき、適切に推定された動きベクトルではないこともある。従って、ＳＡＤが小さい順にＮ個、すなわち、複数の候補を選択し、選択された候補のうち、Ｒ−Ｄコストが良好な動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定する。

この場合、複数の候補のうち、いかなる動きベクトルが現在ブロックの動きベクトルとして推定されたかを示すための情報が、デコーダに伝送されねばならない。

図４Ｂに図示された動きベクトルＭＶＰ１，ＭＶＰ２及びＭＶＰ３のうち、ＭＶＰ１及びＭＶＰ２がＳＡＤが小さいと計算された場合を例にして説明する。ＳＡＤは、ＭＶＰ１を現在ブロックの動きベクトルとして推定した場合が、さらに小さいと仮定する。２つの動きベクトルＭＶＰ１及びＭＶＰ２を、現在ブロックの動きベクトルとして推定して符号化し、符号化の結果、ＭＶＰ２を動きベクトルとして推定した場合、Ｒ−Ｄコストがさらに良好であると判定されたとすれば、ＭＶＰ２を現在ブロックの動きベクトルとして推定する。

また、図３Ｂ、図４Ｂ及び図４Ｃと関連して前述のところのように類似度を計算するにおいて、ブロック４１０及び４２０ないし４２２の境界にすぐに隣接したピクセル４１１及び４２３ないし４２５を利用する必要もない。ブロック４１０及び４２０ないし４２２と相関性を有しているピクセルであるならば、それぞれのブロック４１０及び４２０ないし４２２の境界にすぐに隣接せずに、所定の距離ほど離れているピクセルを利用することもできる。

前述の方法は一実施形態に過ぎず、前述の方法以外にも、多様な組み合わせが可能であるという点は、当分野の熟練者であるならば、十分に理解できるであろう。

図５Ａは、本発明の一実施形態による動きベクトル推定装置５００の構成図であり、空間類似度計算部５０１、パーティション選択部５０２及び動きベクトル推定部５０３を含んでなる。

図５Ａを参照するに、空間類似度計算部５０１は、現在ブロックＥに含まれたピクセルの平均と、現在ブロックに隣接したパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃそれぞれに係るピクセルの平均を計算する。現在ブロックＥ及びそれぞれのパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃに係る平均は、パーティション選択部５０２に伝えられる。

パーティション選択部５０２は、現在ブロックのピクセルの平均を第１平均、隣接パーティションのピクセルの平均を第２平均とすれば、第１平均と第２平均との差の絶対値が所定の基準値以下である場合、該当する隣接パーティションを、現在ブロックのプレディクタとして選択する。選択された隣接パーティションについての情報は、動きベクトル推定部５０３に伝えられる。

その後、動きベクトル推定部５０３は、選択されたパーティションに係る動きベクトルともって、現在ブロックの動きベクトルを推定する。具体的な方法は、図３Ａ及び図４Ａで前述した通りである。望ましくは、選択されたパーティションは２以上であり、選択されたパーティションが複数個である場合は、図３Ａ及び図４Ｂと関連して、前述した通りである。

図５Ｂは、本発明の他の実施形態による動きベクトル推定装置５００の構成図であり、検索部５１１、類似度計算部５１２及び動きベクトル推定部５１３を含んでなる。図５Ｂを参照するに、検索部５１１は、現在ブロック４１０に隣接した複数個のパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃの動きベクトルを利用し、少なくとも１つの参照フレームを検索し、現在ブロックに対応するブロック４２０ないし４２２を検索する。図３Ｂと関連して前述したところと同様に、現在ブロック４１０は、図３Ａの現在ブロックＥと同じブロックであると仮定する。

類似度計算部５１２は、検索部５１１で検索された現在ブロックに対応するブロック４２０ないし４２２それぞれに隣接したピクセル４２３ないし４２５と、現在ブロック４１０に隣接したピクセル４１１との類似度を計算する。

対応するブロック４２０ないし４２２それぞれに隣接したピクセル４２３ないし４２５と、現在ブロック４１０に隣接したピクセル４１１とのＳＡＤを計算することによって、類似度を計算する。

動きベクトル推定部５１３は、類似度計算部５１２の計算結果に基づいて、現在ブロックの動きベクトルを推定する。具体的な方法は、図３Ｂ及び図４Ｂ及び４Ｃで、前述した通りである。

図６は、本発明の一実施形態による動きベクトル推定装置５００を含んだエンコーダ６００の構成図である。図６を参照するに、加算部６０１は、外部から入力された現在フレームの映像データと、動き補償部６０９から受信された動き補償された映像データとの差を計算し、周波数変換部６０２に伝達する。現在マクロブロックが、インターモード・コーディングによって符号化されるマクロブロックである場合、加算部６０１は、外部から入力された映像データと、動き補償された映像データとの差を周波数変換部６０２に出力する。

周波数変換部６０２は、加算部６０１から受信された映像データに離散余弦変換（ＤＣＴ）を適用し、空間領域の値を周波数領域の値に変換し、この変換された周波数領域の値を量子化部６０３に出力する。

量子化部６０３は、周波数変換部６０２から受信された周波数領域の値を量子化し、この量子化された周波数領域の値をエントロピ符号化部６０４に出力する。

エントロピ符号化部６０４は、量子化部６０３から受信された量子化された周波数領域の値、動き情報、及び動きベクトル推定装置５００から受信されたパーティション情報をエントロピ符号化し、圧縮されたビットストリームを生成する。

逆量子化部６０５、逆周波数変換部６０６、フレーム保存部６０７、動き推定部６０８、動き補償部６０９、動きベクトル推定装置５００は、動き補償を遂行するための集合である。

逆量子化部６０５は、量子化部６０３から受信された周波数領域の値に対して逆量子化を遂行し、逆量子化された周波数領域の値を逆周波数変換部６０６に出力する。

逆周波数変換部６０６は、逆量子化部６０５から受信された逆量子化された周波数領域の値を空間領域の値に変換し、加算部６０６ａに伝達する。

加算部６０６ａは、動き補償部６０９から受信された映像データに、逆周波数変換部６０６からの映像データを加算し、動き補償のために参照される参照フレームの映像データを生成する。生成された参照フレームの映像データは、フレーム保存部６０７に保存される。

フレーム保存部６０７は、加算部６０６ａから受信された参照フレームの映像データを保存する。

動き推定部６０８は、外部から入力された現在フレームの映像データ、及びフレーム保存部６０７に保存された映像データでの動き予測を遂行することによって、動きベクトルを計算する。動き推定部６０８で計算された動きベクトルは、動き補償部６０９及び動きベクトル推定装置５００に伝送される。

動き補償部６０９は、動き推定部６０８で計算された動きベクトルを使用し、フレーム保存部６０７に保存された参照フレームに対して動き補償を遂行し、動き補償された映像データを生成する。動き補償された映像データは、加算部６０１及び加算部６０６ａに伝えられる。

動きベクトル推定装置５００は、図５Ａに図示されているように、空間類似度計算部５０１、パーティション選択部５０２、動きベクトル推定部５０３を含んでなる。空間類似度計算部５０１は、現在ブロックＥに含まれたピクセルの平均と、現在ブロックに隣接したパーティションそれぞれに係るピクセルの平均とを計算する。

パーティション選択部５０２は、現在ブロックのピクセルの平均を第１平均、隣接パーティションのピクセルの平均を第２平均とすれば、第１平均と第２平均との差の絶対値が所定の基準値以下である場合、該当する隣接パーティションを、現在ブロックのプレディクタとして選択する。選択された隣接パーティションについての情報は、動きベクトル推定部５０３に伝えられる。

動きベクトル推定部５０３は、選択されたパーティションに係る動きベクトルをもって、現在ブロックの動きベクトルを推定する。一方、パーティション情報及び動き情報は、エントロピ符号化部６０４に出力される。動き情報は、現在ブロックの推定された動きベクトルと、隣接パーティションの動きベクトルとの差である。

具体的な方法は、図３Ａ及び図４Ａと関連して、前述した通りである。

本発明の他の実施形態によれば、動きベクトル推定装置５００は、図５Ｂに図示されているように、検索部５１１、類似度計算部５１２、動きベクトル推定部５１３を含んでなる。検索部５１１は、現在ブロック４１０に隣接した複数個のパーティションＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃの動きベクトルを利用し、参照フレームを検索し、現在ブロックに対応するブロック４２０ないし４２２を検索する。

類似度計算部５１２は、検索部５１１で検索された現在ブロックに対応するブロック４２０ないし４２２それぞれに隣接したピクセル４２３ないし４２５と、現在ブロック４１０に隣接したピクセル４１１との類似度を計算する。対応するブロック４２０ないし４２２それぞれに隣接したピクセル４２３ないし４２５と、現在ブロック４１０に隣接したピクセル４１１とのＳＡＤを計算することによって、類似度を計算する。

動きベクトル推定部５１３は、類似度計算部５１２の計算結果に基づいて、現在ブロックの動きベクトルを推定する。一方、パーティション情報及び動き情報は、エントロピ符号化部６０４に出力される。動き情報は、現在ブロックの推定された動きベクトルと、隣接パーティションの動きベクトルとの差である。

具体的な方法は、図３Ｂ、図４Ｂ及び４Ｃで、前述した通りである。

図７は、本発明の一実施形態によるデコーダ７００の構成図であり、エントロピ復号化部７０１、逆量子化部７０２、逆周波数変換部７０３、フレーム保存部７０４、動き補償部７０５、加算部７０６、動きベクトル推定部７０７を含んでなる。図７を参照するに、エントロピ復号化部７０１は、エンコーダから入力された圧縮されたビットストリームをエントロピ復号化し、エントロピ復号化されたビットストリームを逆量子化部７０２及び動きベクトル推定部７０７に伝達する。特に、インターモード・コーディングの場合、エントロピ復号化部７０１は、現在マクロブロックと関連した動き情報、パーティション情報及びエントロピ復号化された映像データを抽出し、抽出された映像データは逆量子化部７０２に、抽出された動き情報及びパーティション情報は、動きベクトル推定部７０７に出力する。

逆量子化部７０２は、エントロピ復号化部７０１からエントロピ復号化された映像データを逆量子化し、逆量子化された映像データを逆周波数変換部７０３に出力する。

逆周波数変換部７０３は、逆量子化部で受信された逆量子化された映像データを空間領域の値に変換し、この変換された空間領域の値を加算部７０６に出力する。

加算部７０６は、逆周波数変換部７０３から受信された逆量子化された映像データに、動き補償部７０５から受信された動き補償された映像データを加算し、復号化されたデータを生成する。加算部７０６の出力は、所望の現在フレームの復号化された映像データである。

フレーム保存部７０４は、加算部７０６から出力されたフレームの映像データを保存する。

動きベクトル推定部７０７は、エントロピ復号化部７０１によって抽出された動き情報と、フレーム保存部７０４の参照ブロックとで動きベクトル予測を遂行し、現在ブロックの動きベクトルを再生する。再生された動きベクトルは、動き補償部７０５に出力される。

具体的に、動きベクトル推定部７０７は、図６で記述されたエンコーダ６００の動きベクトル推定装置５００と同一に、現在ブロックの動きベクトルを推定する。従って、動きベクトル推定部７０７は、図６の動きベクトル推定装置５００と同一に構成されうる。

動き補償部７０５は、フレーム保存部７０４に保存された参照フレームの映像データに、動きベクトル推定部７０７から受信された動きベクトル及びパーティション情報を適用し、動き補償を遂行する。動き補償された映像データは、加算部７０６に出力される。

図８は、本発明の一実施形態によるデコーディング方法のフローチャートである。図８を参照するに、段階８０１で、符号化されたビットストリームから、動き情報、パーティション情報及び残差（residual）ブロックをエントロピ復号化する。

段階８０２では、復号化された動き情報及びパーティション情報から、現在ブロックの動きベクトルが復元される。さらに具体的に説明すれば、復号化されたパーティション情報に基づいて、現在ブロックと、現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度を計算する。その後、計算された空間類似度に基づいて、現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、少なくとも一つを選択し、選択されたパーティションの動きベクトルを、現在ブロックの動きベクトルとして推定する。次に、推定された動きベクトルに動き情報を加算し、現在ブロックの動きベクトルを再生する。

本発明の他の実施形態によれば、復号化されたパーティション情報によって決定された現在ブロックに隣接した複数個のパーティションの動きベクトルを利用して参照フレームを検索し、現在ブロックに対応するブロックを検索し、検索された対応するブロックそれぞれに隣接したピクセルと、現在ブロックに隣接したピクセルとの類似度を計算する。その後、計算結果に基づいて、パーティションの動きベクトルのうち一つを、現在ブロックの動きベクトルとして推定し、推定された動きベクトルに復号化された動き情報を加算し、現在ブロックの動きベクトルを再生する。

段階８０３では、再生された動きベクトルを利用し、現在ブロックを復元する。すなわち、段階８０２で再生された動きベクトルを参照ブロックに適用し、動き補償されたブロックを生成する。これと別個に、残差ブロックは、段階８０１でエントロピ復号化され、逆量子化及び逆周波数変換を経て空間領域の残差ブロックが生成される。その後、生成された動き補償されたブロックと空間領域の残差ブロックとは加算され、現在ブロックを生成する。

デコーディング方法及びデコーダの場合、現在ブロックの動きベクトルを推定するために、エンコーダの場合と同一に、隣接パーティションを利用できるという点は明白であるので、これに係る反復的な説明を避ける。

本発明はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（read-only memory）、ＲＡＭ（random-access memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがある。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。

以上、本発明の望ましい実施形態について詳細に記述したが、本発明が属する技術分野において当業者ならば、特許請求の範囲に定義された本発明の精神及び範囲を外れずに、本発明をさまざまに変形または変更して実施できるということを理解できるであろう。よって、本発明の今後の実施形態の変更は、本発明の技術を乗り越えるものではないのであろう。

Claims (8)

1. 現在ブロックの動きベクトルを推定する方法において、
   前記現在ブロックと、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションとの空間類似度に基づき、前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションのうち、動きベクトル差を獲得するために前記現在ブロックと比較される少なくとも一つのパーティションを選択する段階と、
   前記選択されたパーティションを前記現在ブロックの動きベクトルとして推定し、前記動きベクトル差を生成する段階と、
   前記動きベクトル差に対する情報及び前記現在ブロックの動きベクトルを復元するためにパーティション情報を伝送する段階とを含むことを特徴とする動きベクトル推定方法。
2. 前記空間類似度は、前記現在ブロックのピクセルの平均値及び前記現在ブロックに隣接した複数個のパーティションそれぞれのピクセルの平均値に基づき獲得されることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル推定方法。
3. 前記現在ブロックのピクセルの平均値は、前記現在ブロックに隣接したパーティションのピクセルのうち前記現在ブロックに接したピクセルを用いて獲得されることを特徴とする請求項２に記載の動きベクトル推定方法。
4. 前記空間類似度は、エンコーダ及びデコーダとの間に予め取り決められた空間的順序によって前記現在ブロックに隣接したパーティションに対して割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル推定方法。
5. 前記推定方法において、複数個の隣接するパーティションが選択された場合、前記選択された隣接するパーティションのうち一つの動きベクトルが前記現在ブロックの動きベクトルとして推定されることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル推定方法。
6. 前記推定方法において、複数個の隣接するパーティションが選択された場合、前記選択された隣接するパーティションの動きベクトルの中間値が前記現在ブロックの動きベクトルとして推定されることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル推定方法。
7. 前記推定段階において、複数個の隣接するパーティションが選択された場合、前記選択された隣接するパーティションに加重値が与えられた動きベクトルの和が前記現在ブロックの動きベクトルとして推定されることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル推定方法。
8. 前記推定段階において、前記現在ブロックに空間的に対応する位置に存する参照フレーム内のパーティションの動きベクトルが前記現在ブロックの動きベクトルとして推定されることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル推定方法。

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