JP2014187580A - 映像符号化装置、映像復号装置、映像符号化方法、映像復号方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像符号化装置AAは、非線形映像分解部10、構造成分符号化部20、および摂動成分符号化部30を備える。非線形映像分解部10は、入力映像aを構造成分と摂動成分とに分解する。構造成分符号化部20は、非線形映像分解部10により分解された入力映像aの構造成分に対して圧縮符号化処理を施す。摂動成分符号化部30は、非線形映像分解部10により分解された入力映像aの摂動成分に対して圧縮符号化処理を施す。
【選択図】図1
Description
(1) 本発明は、空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像符号化装置(例えば、図1の映像符号化装置AAに相当)であって、入力映像を構造成分と摂動成分とに分解する非線形映像分解手段(例えば、図1の非線形映像分解部10に相当)と、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の構造成分に対して圧縮符号化処理を施す構造成分符号化手段(例えば、図1の構造成分符号化部20に相当)と、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の摂動成分に対して圧縮符号化処理を施す摂動成分符号化手段(例えば、図1の摂動成分符号化部30に相当)と、を備えることを特徴とする映像符号化装置を提案している。
図1は、本発明の一実施形態に係る映像符号化装置AAのブロック図である。映像符号化装置AAは、入力された入力映像aについて、構造成分(Structure成分)と摂動成分(Texture成分)とに分解し、成分ごとに独立した符号化方式で符号化する。この映像符号化装置AAは、非線形映像分解部10、構造成分符号化部20、および摂動成分符号化部30を備える。
非線形映像分解部10は、入力映像aを入力とする。この非線形映像分解部10は、入力映像aを構造成分と摂動成分とに分解し、構造成分入力映像eおよび摂動成分入力映像fとして出力するとともに、後述の非線形映像分解情報bを出力する。非線形映像分解部10の動作について、以下に詳述する。
図2は、構造成分符号化部20のブロック図である。構造成分符号化部20は、入力映像aの構造成分にあたる構造成分入力映像eに対して圧縮符号化処理を施して、構造成分圧縮データcとして出力するとともに、入力映像aの構造成分のフレーム間予測に用いられる動きベクトルの情報を含む予測情報gを出力する。この構造成分符号化部20は、予測値生成部21、直交変換/量子化部22、逆直交変換/逆量子化部23、ローカルメモリ24、およびエントロピー符号化部25を備える。
図3は、摂動成分符号化部30のブロック図である。摂動成分符号化部30は、入力映像aの摂動成分にあたる摂動成分入力映像fに対して圧縮符号化処理を施して、摂動成分圧縮データdとして出力する。この摂動成分符号化部30は、直交変換部31、予測値生成部32、量子化部33、逆量子化部34、ローカルメモリ35、およびエントロピー符号化部36を備える。
図7は、本発明の一実施形態に係る映像復号装置BBのブロック図である。映像復号装置BBは、入力映像aの構造成分を映像符号化装置AAで符号化したものにあたる構造成分圧縮データcと、入力映像aの摂動成分を映像符号化装置AAで符号化したものにあたる摂動成分圧縮データdと、をそれぞれ復号して、これら復号結果を合成して復号映像Aを生成する。この映像復号装置BBは、構造成分復号部110、摂動成分復号部120、および非線形映像合成部130を備える。
図8は、構造成分復号部110のブロック図である。構造成分復号部110は、入力映像aの構造成分を映像符号化装置AAで符号化したものにあたる構造成分圧縮データcを復号して、構造成分復号信号Bとして出力するとともに、入力映像aの構造成分のフレーム間予測に用いられた動きベクトルの情報を含む予測情報Cを出力する。この構造成分復号部110は、エントロピー復号部111、予測値生成部112、逆直交変換/逆量子化部113、およびローカルメモリ114を備える。
図9は、摂動成分復号部120のブロック図である。摂動成分復号部120は、入力映像aの摂動成分を映像符号化装置AAで符号化したものにあたる摂動成分圧縮データdを復号して、摂動成分復号信号Dとして出力する。この摂動成分復号部120は、エントロピー復号部121、予測値生成部122、逆量子化部123、ローカルメモリ124、および逆直交変換部125を備える。
図7に戻って、非線形映像合成部130は、構造成分復号信号Bと、摂動成分復号信号Dと、を入力とする。この非線形映像合成部130は、構造成分復号信号Bと摂動成分復号信号Dとの和をNフレームごとに、非特許文献2、3に示されているように求めて、復号映像Aを生成する。
20・・・構造成分符号化部
30・・・摂動成分符号化部
110・・・構造成分復号部
120・・・摂動成分復号部
130・・・非線形映像合成部
AA・・・映像符号化装置
BB・・・映像復号装置
Claims (22)
- 空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像符号化装置であって、
入力映像を構造成分と摂動成分とに分解する非線形映像分解手段と、
前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の構造成分に対して圧縮符号化処理を施す構造成分符号化手段と、
前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の摂動成分に対して圧縮符号化処理を施す摂動成分符号化手段と、を備えることを特徴とする映像符号化装置。 - 前記摂動成分符号化手段は、
前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の摂動成分を直交変換する直交変換手段と、
前記直交変換手段により直交変換された入力映像の摂動成分に対して、周波数ドメイン上でフレーム間予測に基づく予測値を生成する予測値生成手段と、
前記直交変換手段により直交変換された入力映像の摂動成分と、前記予測値生成手段により生成された予測値と、の差分により得られる差分信号に対して量子化処理を施す量子化手段と、
前記量子化手段により量子化された差分信号をエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の映像符号化装置。 - 前記構造成分符号化手段は、前記入力映像の構造成分に対して圧縮符号化処理を施す際に、フレーム間予測に用いられる動きベクトルを求め、
前記予測値生成手段は、前記構造成分符号化手段により求められた動きベクトルの処理フレームから参照フレームまでのフレーム間隔に応じて、時間方向の直交変換処理単位のフレーム間隔に当該動きベクトルを外挿または内挿し、当該外挿または内挿した動きベクトルを用いてフレーム間予測を行うことを特徴とする請求項2に記載の映像符号化装置。 - 前記構造成分符号化手段は、前記入力映像の構造成分に対して圧縮符号化処理を施す際に、フレーム間予測に用いられる動きベクトルを求め、
前記エントロピー符号化手段は、前記構造成分符号化手段により求められたエントロピー符号化の処理ブロックに該当する領域における複数の動きベクトルに基づいて、摂動成分におけるスキャン順序を決定することを特徴とする請求項2または3に記載の映像符号化装置。 - 前記エントロピー符号化手段は、前記構造成分符号化手段により求められたエントロピー符号化の処理ブロックに該当する領域における複数の動きベクトルで張られる領域の面積を求め、当該面積に基づいて前記スキャン順序を決定することを特徴とする請求項4に記載の映像符号化装置。
- 前記エントロピー符号化手段は、前記構造成分符号化手段により求められたエントロピー符号化の処理ブロックに該当する領域における複数の動きベクトルの水平方向の変化量と垂直方向の変化量とを求め、当該変化量に基づいて前記スキャン順序を決定することを特徴とする請求項4に記載の映像符号化装置。
- 前記構造成分符号化手段は、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の構造成分に対して、ピクセルドメインでの圧縮符号化処理を施すことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の映像符号化装置。
- 前記摂動成分符号化手段は、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の摂動成分に対して、周波数ドメインでの圧縮符号化処理を施すことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の映像符号化装置。
- 前記構造成分符号化手段は、前記圧縮符号化処理において、ブロックベースの予測符号化技術を用いることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の映像符号化装置。
- 空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像復号装置であって、
圧縮符号化処理が施された構造成分の圧縮データを復号する構造成分復号手段と、
圧縮符号化処理が施された摂動成分の圧縮データを復号する摂動成分復号手段と、
前記構造成分復号手段により復号された構造成分の信号と、前記摂動成分復号手段により復号された摂動成分の信号と、に基づいて、復号映像を生成する非線形映像合成手段と、を備えることを特徴とする映像復号装置。 - 前記摂動成分復号手段は、
前記圧縮符号化処理が施された摂動成分の圧縮データをエントロピー復号するエントロピー復号手段と、
前記エントロピー復号手段により復号された摂動成分の信号に対して、周波数ドメイン上でフレーム間予測に基づく予測値を生成する予測値生成手段と、
前記エントロピー復号手段により復号された摂動成分の信号に対して逆量子化処理を施す逆量子化手段と、
前記予測値生成手段により生成された予測値と、前記逆量子化手段により逆量子化処理が施された摂動成分の信号と、の加算情報に対して、逆直交変換を施す逆直交変換手段と、を備えることを特徴とする請求項10に記載の映像復号装置。 - 前記構造成分復号手段は、前記圧縮符号化処理が施された構造成分の圧縮データを復号する際に、フレーム間予測に用いられる動きベクトルを求め、
前記予測値生成手段は、前記構造成分復号手段により求められた動きベクトルの処理フレームから参照フレームまでのフレーム間隔に応じて、時間方向の直交変換処理単位のフレーム間隔に当該動きベクトルを外挿または内挿し、当該外挿または内挿した動きベクトルを用いてフレーム間予測を行うことを特徴とする請求項11に記載の映像復号装置。 - 前記構造成分復号手段は、前記圧縮符号化処理が施された構造成分の圧縮データを復号する際に、フレーム間予測に用いられる動きベクトルを求め、
前記エントロピー復号手段は、前記構造成分復号手段により求められたエントロピー復号の処理ブロックに該当する領域における複数の動きベクトルに基づいて、摂動成分におけるスキャン順序を決定することを特徴とする請求項11または12に記載の映像復号装置。 - 前記エントロピー復号手段は、前記構造成分復号手段により求められたエントロピー復号の処理ブロックに該当する領域における複数の動きベクトルで張られる領域の面積を求め、当該面積に基づいて前記スキャン順序を決定することを特徴とする請求項13に記載の映像復号装置。
- 前記エントロピー復号手段は、前記構造成分復号手段により求められたエントロピー復号の処理ブロックに該当する領域における複数の動きベクトルの水平方向の変化量と垂直方向の変化量とを求め、当該変化量に基づいて前記スキャン順序を決定することを特徴とする請求項13に記載の映像復号装置。
- 前記構造成分復号手段は、前記圧縮符号化処理が施された構造成分の圧縮データについて、ピクセルドメインで復号することを特徴とする請求項10から15のいずれかに記載の映像復号装置。
- 前記摂動成分復号手段は、前記圧縮符号化処理が施された摂動成分の圧縮データについて、周波数ドメインで復号することを特徴とする請求項10から16のいずれかに記載の映像復号装置。
- 前記構造成分復号手段は、前記復号において、ブロックベースの予測符号化技術を用いることを特徴とする請求項10から17のいずれかに記載の映像復号装置。
- 非線形映像分解手段、構造成分符号化手段、および摂動成分符号化手段を備え、空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像符号化装置における映像符号化方法であって、
前記非線形映像分解手段が、入力映像を構造成分と摂動成分とに分解する第1のステップと、
前記構造成分符号化手段が、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の構造成分に対して圧縮符号化処理を施す第2のステップと、
前記摂動成分符号化手段が、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の摂動成分に対して圧縮符号化処理を施す第3のステップと、を備えることを特徴とする映像符号化方法。 - 構造成分復号手段、摂動成分復号手段、および非線形映像合成手段を備え、空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像復号装置における映像復号方法であって、
前記構造成分復号手段が、圧縮符号化処理が施された構造成分の圧縮データを復号する第1のステップと、
前記摂動成分復号手段が、圧縮符号化処理が施された摂動成分の圧縮データを復号する第2のステップと、
前記非線形映像合成手段が、前記構造成分復号手段により復号された構造成分の信号と、前記摂動成分復号手段により復号された摂動成分の信号と、に基づいて、復号映像を生成する第3のステップと、を備えることを特徴とする映像復号方法。 - 非線形映像分解手段、構造成分符号化手段、および摂動成分符号化手段を備え、空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像符号化装置における映像符号化方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記非線形映像分解手段が、入力映像を構造成分と摂動成分とに分解する第1のステップと、
前記構造成分符号化手段が、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の構造成分に対して圧縮符号化処理を施す第2のステップと、
前記摂動成分符号化手段が、前記非線形映像分解手段により分解された入力映像の摂動成分に対して圧縮符号化処理を施す第3のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 構造成分復号手段、摂動成分復号手段、および非線形映像合成手段を備え、空間的および時間的にサンプリングされた画素値空間の形式で映像信号が表現されるディジタル映像に対する映像復号装置における映像復号方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記構造成分復号手段が、圧縮符号化処理が施された構造成分の圧縮データを復号する第1のステップと、
前記摂動成分復号手段が、圧縮符号化処理が施された摂動成分の圧縮データを復号する第2のステップと、
前記非線形映像合成手段が、前記構造成分復号手段により復号された構造成分の信号と、前記摂動成分復号手段により復号された摂動成分の信号と、に基づいて、復号映像を生成する第3のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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