JP2014039321A - デコードされたビデオブロック内の予期される歪みを判定する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置は、動きベクトルが非整数値を有するときに、ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られるイメージブロックの動きベクトルを使用して、イメージブロックの予期される歪みを計算する歪み計算機(1050)を含む。歪み計算機(1050)は、非整数値を有する動きベクトルに関して基準ピクチャ内の少なくとも2つの隣接する整数ピクセル位置の伝搬された歪みに基づいて予期される歪みを計算する。イメージブロックは、インターモードまたはスキップモードでコーディングされる。
【選択図】図1B
Description
本願は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている2006年8月28日に出願した米国仮出願第60/823748号の利益を主張するものである。
異なる候補コーディングモードについて受信されたマクロブロックの予期される歪みを計算する方法の提供に関して、我々は、まず、単一の動きベクトル(MV)だけがマクロブロック全体について使用されるインター予測モードを考慮する。一般に、基準フレームは、前のM個のフレームのいずれかから選択することができる。候補基準フレームインデックスm(1<=m<=M)および候補動きベクトルvについて、歪みは、次のように計算される。
異なる候補コーディングモードについて受信されたマクロブロックの予期される歪みを計算する方法の提供に関して、我々は、ここでスキップモードを検討する。スキップモードでは、エンコーダは、動きベクトルが0と仮定し、または選択された前にコーディングされたマクロブロックの動きベクトルに基づいて動きベクトルを予測し、予測誤差信号を計算するが、予測誤差信号をコーディングはしない。エンコーダが再構成したブロックは、単に前のフレーム内の同一位置のマクロブロック(動きベクトルが0であるとエンコーダが仮定する場合)または予測された動きベクトルに基づく動き補償ブロックである。マクロブロックが受信されるときの歪みは、予測誤差に基準フレームからの伝搬されたチャネル誤差を加えたものである。ここで、我々は、スキップモードに関して、エンコーダが基準フレームインデックスおよび動きベクトルを予測できるが、単一の動きベクトルだけがマクロブロック全体に使用されると仮定する。MPEG−4 AVC標準規格では、前のフレームだけが基準フレームとして許容され、これは、本原理の実施形態に従って本明細書で考慮される特別なケースであることに留意すべきである。meおよびveは、エンコーダが予測した基準フレームインデックスおよび動きベクトル(前の隣接するマクロブロックについて選択された基準フレームインデックスおよび動きベクトルの関数)を表すものとする。予期される歪みは、次のとおりである。
異なる候補コーディングモードに関する受信されたマクロブロックの予期される歪みを計算する方法の提供に関して、我々は、ここでイントラモードを考慮する。イントラモードは、ブロックを直接にコーディングする、または、1タイプのイントラ予測パターンを使用することができる。後者の場合に、我々は、制約付きイントラ予測だけを考慮し、イントラコーディングされるマクロブロック内の以前にコーディングされたピクセルだけが、制約付きイントラ予測によってイントラ予測に使用される。マクロブロックが受信されるときのイントラモードに関する予期される歪みは、次のように、量子化歪みと等しい。
我々は、ここで本原理の様々な実施形態による、エラー隠蔽方法EC1およびEC2について失われたマクロブロックの式(2)の予期される歪み
エラー隠蔽方法EC1およびEC2を使用して失われたマクロブロックの予期される歪みを計算する方法の提供に関して、我々は、まずデコーダが、すべての失われたマクロブロックのエラー隠蔽のために前のフレーム内の同一位置のマクロブロックをコピーする場合を考慮する。我々は、このケースをEC1と表す。
エラー隠蔽方法EC1およびEC2を使用して失われたマクロブロックの予期される歪みを計算する方法の提供に関して、我々は、ここで本明細書においてEC2と呼ぶ、エンコーダコーディングモードおよび動きベクトルを使用するケースを考慮する。このケースでは、あるマクロブロックのコーディングモードおよび動きベクトル情報が、テクスチャ情報(イントラ予測誤差およびインター予測誤差のDCT係数)が失われる場合であっても使用可能であるような方法でコーディングされ、転送されると仮定する。例えば、エンコーダは、コーディングモードおよび動きベクトル情報を冗長スライス内または別々のデータパーティション内に含めて、そのような不均一保護を実現することができる。このケースでは、テクスチャ情報が失われる場合に、デコーダは、エンコーダコーディングモードならびに対応する基準フレームインデックスおよび動きベクトルを使用して、動き補償エラー隠蔽を実行する。マクロブロックが、イントラモードまたはスキップモードを使用してコーディングされるとき、デコーダは、動きベクトルが0であると仮定し(フレームコピーと同等)、または前にコーディングされたマクロブロックの動きベクトルに基づいて予測された動きベクトルを使用し、エラー隠蔽を実行することができる。エンコーダは、これらのマクロブロックについて同一の予測された動きベクトルを作成することができ、したがって、いずれのオプションを用いても隠蔽歪みを正確に推定することができる。我々は、このエラー隠蔽方法をEC2と呼ぶ。
モード情報および動きベクトルが、テクスチャデータと異なって保護されない応用例では、デコーダは、時間的エラー隠蔽のために失われたマクロブロックの動きベクトルを推定しなければならない。失われたマクロブロックを隠蔽する1つの単純な手法は、前のフレーム内の同一位置の動きベクトルを使用することである。フレームn内の同一位置のマクロブロックが、mフレーム離れた基準フレームを使用する場合、フレームn+1内の同一マクロブロックの時間的隠蔽は、フレームn+1−mに基づく。前のフレーム内の同一位置のマクロブロックが、イントラモードまたはスキップモードを使用してコーディングされる場合、エラー隠蔽は、動きベクトルが0であると仮定し、またはフレームn+1内の以前にデコードされたインターコーディングされたマクロブロックの回復した動きベクトルに基づいて動きベクトルを予測することができる。いずれの場合でも、エンコーダは、これらのマクロブロックの同一の予測された動きベクトルを作成することができ、したがって、いずれのオプションを用いる隠蔽歪みをも正確に推定することができる。我々は、このエラー隠蔽方法をEC3と呼ぶ。現在のマクロブロックについて選択されたコーディングモードおよび動きベクトルが、後続フレーム内の同一位置のマクロブロックの隠蔽歪みに影響するので、我々は、式(1)の従来のLagrangianコスト関数を式(3)の関数に変更し、この関数は、式(4)で定義される
mdおよびvdが、このマクロブロックについてデコーダとして使用される基準フレームインデックスおよび動きベクトルを表すものとするが、これらは、フレームn内のマクロブロックjの候補コーディングモード、基準フレームインデックス、および動きベクトルに基づいてエンコーダによって導き出すことができる。我々は、
ブロックr(j,v)がまだコーディングされていないとき、式(18)の
Dc,n=PDECP,n+((1−P)(1−βn)a+Ph)Dc,n-1 (20)
ここで、hは、aに似ているが、エラー隠蔽に使用される動きベクトルの分布に依存する係数である。EC3を用いると、エラー隠蔽は、エンコーダが使用するのと同一の動きベクトルのセットを使用し、その結果、h=aをセットできるようになる。このフレームをコーディングする前にイントラ率βnを推定するために、前にコーディングされたフレームで使用されたイントラ率の平均をとることができる。項DECP,nは、前のフレームにチャネルが誘導するエラーがない場合の、フレームnの平均隠蔽歪みを表す。EC3を用いると、フレームn−1の同一位置のマクロブロックjについて、最終的に選択される基準フレームインデックスが
クの
Lagrangianコストのレート項
本明細書で前に提示した方法は、M個までの前のフレーム内のすべてのマクロブロックの予期されるチャネル歪みが既知であると仮定してきた。ここで、我々は、あるマクロブロックの最終的なコーディングモードおよび動きベクトルが選択された後に、そのマクロブロックの予期されるチャネル歪みをどのように計算すべきかを考慮する。この計算は、フレームn内の各マクロブロックをコーディングするときに、動き推定およびモード決定プロセスの終りに行われる。
機能ブロック515は、
機能ブロック520は、
機能ブロック715は、このマクロブロックについてデコーダで使用される基準フレームインデックスmdおよびMV vdを判定し、制御を機能ブロック720に渡す。機能ブロック715に関して、フレームn−1の同一位置のマクロブロック(MB)が基準フレームインデックスmおよび動きベクトル(MV)vを伴うインターモードを使用する場合、機能ブロック715は、md=m、vd=vをセットする。そうでない場合は、md、vdは、フレームn−1内の隣接するマクロブロック内の基準フレームインデックスおよび動きベクトルに基づいて予測される。
)が使用される。スキップモードについて、次式が使用される。
Claims (25)
- イメージブロックの動きベクトルが非整数値を有するときに前記動きベクトルを使用して、ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られる前記イメージブロックの予期される歪みを計算する歪み計算機(1050)であって、前記歪み計算機は、前記非整数値を有する前記動きベクトルに関して基準ピクチャ内の少なくとも2つの隣接する整数ピクセル位置の伝搬された歪みに基づいて前記予期される歪みを計算し、前記イメージブロックは、インターモードまたはスキップモードでコーディングされる、歪み計算機(1050)
を備えたことを特徴とする装置。 - 前記歪み計算機(1050)は、0と1との間の値を有する倍率を前記少なくとも2つの隣接する整数ピクセル位置の歪みに適用することによって前記予期される歪みを計算することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記倍率は、前記非整数値を有するブロックのすべての候補動きベクトルについて事前に推定されることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記歪み計算機(1050)は、ビデオエンコーダ内に備えられることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- イメージブロックの動きベクトルが非整数値を有するときに前記動きベクトルを使用して、ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られる前記イメージブロックの予期される歪みを計算するステップ(230)であって、前記計算するステップは、前記非整数値を有する前記動きベクトルに関して基準ピクチャ内の少なくとも2つの隣接する整数ピクセル位置の伝搬された歪みに基づいて前記予期される歪みを計算し、前記イメージブロックは、インターモードまたはスキップモードでコーディングされる、計算するステップ(230)
を含むことを特徴とする方法。 - 前記計算するステップは、0と1との間の値を有する倍率を前記少なくとも2つの隣接する整数ピクセル位置の歪みに適用するステップ(330)によって前記予期される歪みを計算することを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記倍率は、前記非整数値を有するブロックのすべての候補動きベクトルについて事前に推定される(330)ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記方法は、ビデオエンコーダによって実行されることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- デブロッキングフィルタリング動作が、ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られるイメージブロックに適用されるときに、前記イメージブロックの予期される歪みを計算する歪み計算機(1050)であって、前記歪み計算機は、前記デブロッキングフィルタリング動作に使用されるピクセル位置に関して基準ピクチャ内の少なくとも2つの隣接する整数ピクセル位置の伝搬された歪みに基づいて前記予期される歪みを計算し、前記イメージブロックは、インターモードまたはスキップモードでコーディングされる、歪み計算機(1050)
を備えたことを特徴とする装置。 - 前記イメージブロックが、インターコーディングされ、前にデコードされたピクチャ内の同一位置のブロックのデコードされたコーディングモードおよび動きベクトルを使用して失われたマクロブロックの動き補償時間予測を実行するデコーダによって受信されるときに、前記予期される歪みを含むLagrangianコスト関数を計算するエンコーダ(1010)をさらに備えたことを特徴とする請求項9に記載の装置。
- デブロッキングフィルタリング動作が、ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られるイメージブロックに適用されるときに、前記イメージブロックの予期される歪みを計算するステップ(330)であって、前記計算するステップは、前記デブロッキングフィルタリング動作に使用されるピクセル位置に関して基準ピクチャ内の少なくとも2つの隣接する整数ピクセル位置の伝搬された歪みに基づいて前記予期される歪みを計算し、前記イメージブロックは、インターモードまたはスキップモードでコーディングされる、計算するステップ(330)
を含むことを特徴とする方法。 - 前記イメージブロックが、インターコーディングされ、前にデコードされたピクチャ内の同一位置のブロックのデコードされたコーディングモードおよび動きベクトルを使用して失われたマクロブロックの動き補償時間予測を実行するデコーダによって受信されるときに、前記予期される歪みを含むLagrangianコスト関数を計算するステップ(330)をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記Langrangianコスト関数を計算するステップは、ビデオエンコーダによって実行されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られるインターコーディングされたブロックのデブロッキングフィルタ動作および動きベクトルを利用して、前記インターコーディングされたブロックの予期される歪みを計算するエンコーダ(100)であって、前記エンコーダは、前記デブロッキングフィルタ動作に使用される前記インターコーディングされたブロックの隣接するブロック内のピクセル位置からの歪みの影響に基づいて前記予期される歪みを計算する、エンコーダ(100)
を備えたことを特徴とする装置。 - ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られるインターコーディングされたブロックのデブロッキングフィルタ動作および動きベクトルを利用して、前記インターコーディングされたブロックの予期される歪みを計算するステップ(330)であって、エンコードするステップは、前記デブロッキングフィルタ動作に使用される前記インターコーディングされたブロックの隣接するブロック内のピクセル位置からの歪みの影響に基づいて前記予期される歪みを計算する、計算するステップ(330)
を含むことを特徴とする方法。 - ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られるブロックの予期される歪みを計算するエンコーダ(100)であって、前記エンコーダは、前記ブロックのコーディングモードおよび動きベクトルに基づき、デコーダエラー隠蔽動作を使用して前記予期される歪みを計算し、前記ブロックの前記動きベクトルは、非整数値を有する、エンコーダ(100)
を備えたことを特徴とする装置。 - 前記デコーダエラー隠蔽動作は、フレームコピー動作であることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記デコーダエラー隠蔽動作は、前記ブロックのエンコーダコーディングモードおよびエンコーダ動きベクトルを使用することを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記デコーダエラー隠蔽動作は、前のピクチャに対応するエンコーダコーディングモードおよびエンコーダ動きベクトルをコピーすることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記エラー隠蔽動作は、動き補償時間予測を使用し、前記エンコーダ(100)は、前記ブロックだけが前記ピクチャ内で失われるときに前記デコーダエラー隠蔽動作を使用して計算される隠蔽歪み、および前記ブロックの動きベクトルによって指し示される基準ピクチャ内の動き補償ブロック内のチャネル歪みを合計することによって前記予期される歪みを計算し、前記チャネル歪みは、倍率によってスケールダウンされ、前記隠蔽歪みは、前記基準ピクチャ内の前記動き補償ブロック内のエンコードされたピクセル値に基づいて計算されることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- ビデオシーケンスのピクチャ内に含まれ損失を伴うチャネルを介して送られるブロックの予期される歪みを計算するステップ(330)であって、前記計算するステップは、前記ブロックのコーディングモードおよび動きベクトルに基づき、デコーダエラー隠蔽動作を使用して前記予期される歪みを計算し、前記ブロックの前記動きベクトルは、非整数値を有する、計算するステップ(330)
を含むことを特徴とする方法。 - 前記デコーダエラー隠蔽動作は、フレームコピー動作である(315)ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記デコーダエラー隠蔽動作は、前記ブロックのエンコーダコーディングモードおよびエンコーダ動きベクトルを使用する(310)ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記デコーダエラー隠蔽動作は、前のピクチャに対応するエンコーダコーディングモードおよびエンコーダ動きベクトルをコピーする(430)ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記エラー隠蔽動作は、動き補償時間予測を使用し、前記計算するステップは、前記ブロックだけが前記ピクチャ内で失われるときに前記デコーダエラー隠蔽動作を使用して計算される隠蔽歪み、および前記ブロックの動きベクトルによって指し示される基準ピクチャ内の動き補償ブロック内のチャネル歪みを合計することによって前記予期される歪みを計算し、前記チャネル歪みは、倍率によってスケールダウンされ、前記隠蔽歪みは、前記基準ピクチャ内の前記動き補償ブロック内のエンコードされたピクセル値に基づいて計算される(430)ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
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