JP2021083097A - 動画像復号化方法 - Google Patents
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Abstract
Description
を導出するステップにおいて、所定の順番で各第1予測動きベクトル候補にインデックスを割り当て、前記第2予測動きベクトル候補を導出するステップにおいて、前記第1予測動きベクトル候補が最大候補数に満たない場合は、前記第2予測動きベクトル候補を、前記最大候補数に一致するまで前記候補リストに追加し、前記情報が前記第2規格に準拠することを示す場合、前記第1予測動きベクトル候補を導出するステップにおいて、前記1つ以上の周辺ブロックに含まれる第1周辺ブロックの復号化に用いられた第1周辺動きベクトルを有する候補を、前記第1予測動きベクトル候補の1つとして前記候補リストに追加し、前記1つ以上の周辺ブロックに含まれる、前記第1周辺ブロックとは異なる第2周辺ブロックの復号化に用いられた第2周辺動きベクトルを有する候補を、前記第1予測動きベクトル候補の他の1つとして前記候補リストに追加し、前記第2周辺動きベクトルは前記第1周辺動きベクトルとは異なる値を有し、前記各第1予測動きベクトル候補が選ばれた回数を計測し、前記第2周辺動きベクトルを有する候補の選ばれた回数が、前記第1周辺動きベクトルを有する候補の選ばれた回数より多い場合は、前記第2周辺動きベクトルを有する候補に対し値の小さい予測動きベクトルインデックスを割り当てる。
既に標準化されている、H.264と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャという3種類のピクチャタイプが用いられている。
きベクトルインデックスの値が「3」の予測候補は、予測不可能候補であり、予測動きベクトル候補リストから削除される。また、隣接ブロックDから生成された予測方向0の予測動きベクトルは、隣接ブロックAから生成された予測方向0の予測動きベクトルと値が一致しているため、予測動きベクトルインデックスの値が「4」の予測候補は、予測動きベクトル候補リストから削除される。その結果、最終的に、予測方向0の予測動きベクトル候補数は3となり、予測方向0の予測動きベクトル候補リストのリストサイズは3に設定される。
MvLX_N×(POC(RefLX)−curPOC)/(POC(RefLX_N)−curPOC) …(式1)
MvL(1-X)_N×(POC(RefLX)−curPOC)/(POC(RefL(1-X)_N)−curPOC)
…(式2)
数が、予測動きベクトル候補リストサイズに設定される。ステップS1004では、符号化対象ブロックの予測方向Xの動きベクトル符号化に用いる予測動きベクトルインデックスが決定される。ステップS1005において、決定された予測動きベクトルインデックスが、予測動きベクトル候補リストサイズによって決められたビット列を用いて可変長符号化される。
、可変長復号化部2001は、ビットストリームに含まれる予測動きベクトルインデックスを、予測動きベクトル候補リストサイズを用いて復号する。
トル候補の導出に必要な情報(例えば、co−locatedブロック等の情報)がロスされた場合でも、復号側ではインデックスを復号することができ、エラー耐性を向上させることが可能となる。また、復号側では、実際に導出される予測動きベクトル候補の数に依存せずにインデックスを復号できる。つまり、復号側では、予測動きベクトル候補の導出処理を待たずにインデックスの復号処理を行うことができる。すなわち、予測動きベクトル候補の導出処理とインデックスの復号処理とを並列に行うことが可能なビットストリームを生成することができる。
図13は、実施の形態1に係る動画像符号化装置100の構成を示すブロック図である。
動きベクトル候補を導出する。そして、予測動きベクトル候補算出部114は、後述する方法で、予測可能候補数を算出する。また、予測動きベクトル候補算出部114は、導出した予測動きベクトル候補に対して、予測動きベクトルインデックスの値を割り当てる。そして、予測動きベクトル候補算出部114は、予測動きベクトル候補と、予測動きベクトルインデックスとを、インター予測制御部111に送る。また、予測動きベクトル候補算出部114は、算出した予測可能候補数を可変長符号化部116に送信する。
ロックの予測動きベクトル候補として、例えば、隣接ブロックA、B、C、およびDの持つ動きベクトルを選択する。さらに、予測動きベクトル候補算出部114は、co−locatedブロックの動きベクトルから時間予測モードによって算出した動きベクトル等を予測動きベクトル候補として算出する。
ックBに対応する予測動きベクトルインデックスの値として「1」が割り当てられる。また、co−locatedブロックに対応する予測動きベクトルインデックスの値として「2」が割り当てられる。また、隣接ブロックCに対応する予測動きベクトルインデックスの値として「3」が割り当てられる。また、隣接ブロックDに対応する予測動きベクトルインデックスの値として「4」が割り当てられる。
動きベクトル候補リストに新規候補を追加する。ここで、新規候補を追加する際には、予測動きベクトル候補算出部114は、元々ある予測動きベクトル候補に優先して小さい予測動きベクトルインデックスが割り当たるように、予測動きベクトルインデックスの値の再割り当てを行ってもよい。つまり、予測動きベクトル候補算出部114は、新規候補には値が大きい予測動きベクトルインデックスが割り当たるように、予測動きベクトルインデックスの値の再割り当てを行っても構わない。これにより予測動きベクトルインデックスの符号量を削減できる。
候補かどうかに関らず、予測可能候補数に1を加算する。これにより、パケットロス等でco−locatedブロックの情報がロスされた場合でも、動画像符号化装置と動画像復号化装置とで予測可能候補数に不一致が発生しない。
上記実施の形態1では、動画像符号化装置は、co−locatedブロックが予測可能候補かどうかに関らず、予測ブロック候補がco−locatedブロックであれば常に1を加算するようにして算出した予測可能候補数を用いて、予測動きベクトルインデックスに割り当てるビット列を決定したが、これに限られるものではない。例えば、動画像符号化装置は、図18のステップS124において、co−locatedブロック以外の予測ブロック候補に対しても、必ず常に1を加算するようにして算出した予測可能候補数を用いて、予測動きベクトルインデックスに割り当てるビット列を決定してもよい。すなわち、動画像符号化装置は、予測動きベクトル候補数の最大値Nに固定された予測動きベクトル候補リストサイズを用いて、予測動きベクトルインデックスにビット列を割り当てても構わない。つまり、動画像符号化装置は、全ての予測ブロック候補を予測可能候補とみなし、予測動きベクトル候補リストサイズを、予測動きベクトル候補数の最大値Nに固定して、予測動きベクトルインデックスを符号化しても構わない。
測動きベクトル候補に、当該予測動きベクトル候補を特定するためのインデックス(以下、「予測動きベクトルインデックス」と呼ぶ)を対応付けた予測動きベクトル候補リストを生成する。
ス値に割り当てられたビット列を可変長符号化する。さらに、符号化部230は、符号化されたインデックスをビットストリームに付加する。
スの復号処理とを並列に行うことが可能なビットストリームを生成することができる。
図23は、実施の形態3に係る動画像復号化装置300の構成を示すブロック図である。
リ305には、予測誤差データと、予測画像データとが加算されて生成された復号化画像データが、ブロック単位で保存される。フレームメモリ306には、復号化画像データが、フレーム単位で保存される。
を生成する。ステップS305では、インター予測制御部309は、復号された予測動きベクトルインデックスの示す予測動きベクトル候補に、復号された差分動きベクトルを加算し、動きベクトルを算出する。そして、インター予測制御部309は、算出した動きベクトルを用いて、インター予測部308にインター予測画像を生成させる。
上記実施の形態3では、動画像復号化装置は、co−locatedブロックが予測可能候補かどうかに関らず、予測ブロック候補がco−locatedブロックであれば常に1を加算するようにして算出した予測可能候補数を用いて、予測動きベクトルインデックスに割り当てるビット列を決定したが、これに限られるものではない。例えば、動画像復号化装置は、図25のステップS314において、co−locatedブロック以外の予測ブロック候補に対しても、必ず常に1を加算するようにして算出した予測可能候補数を用いて、予測動きベクトルインデックスに割り当てるビット列を決定してもよい。すなわち、動画像復号化装置は、予測動きベクトル候補数の最大値Nに固定された予測動きベクトル候補リストサイズを用いて、予測動きベクトルインデックスにビット列を割り当
てても構わない。つまり、動画像復号化装置は、全ての予測ブロック候補を予測可能候補とみなし、予測動きベクトル候補リストサイズを、予測動きベクトル候補数の最大値Nに固定して、予測動きベクトルインデックスを復号化しても構わない。
ないように第1予測動きベクトル候補を導出する。より具体的には、第1導出部412は、例えば、復号化対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの復号化に用いられた動きベクトルに基づいて第1予測動きベクトル候補を導出する。そして、第1導出部412は、例えば、このように導出された第1予測動きベクトル候補を予測動きベクトルインデックスに対応付けて予測動きベクトル候補リストに登録する。
導出部412は、第1予測動きベクトル候補を導出する(S402)。特定部413は、複数の第1予測動きベクトル候補が導出された場合に、動きベクトルが他の第1予測動きベクトル候補と重複する第1予測動きベクトル候補を特定する(S403)。
すフローチャートに、必ずしもステップS403が含まれる必要はない。このような場合であっても、動画像復号化装置400は、予測動きベクトル候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて復号化することができるので、エラー耐性を向上させることが可能となる。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法(画像符号化方法)または動画像復号化方法(画像復号方法)の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ICカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
するストリーミングサーバex103で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex103で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex113に限らず、カメラex116で撮影した静止画像および/または動画像データを、コンピュータex111を介してストリーミングサーバex103に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex116、コンピュータex111、ストリーミングサーバex103のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
アンテナex204またはケーブルex203等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex301と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調/復調部ex302と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex306で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重/分離部ex303を備える。
1等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex211の構成は例えば図33に示す構成のうち、GPS受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex111や携帯電話ex114等でも考えられる。
6で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重/分離部ex353に送出する。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、MPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
トストリーム形式のデジタルストリームである。
Extra_HeaderにはATS(Arrival_Time_Stamp)などの情報が記載される。ATSは当該TSパケットのデコーダのPIDフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図40下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はSPN(ソースパケットナンバー)と呼ばれる。
ーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるLSIで実現される。一例として、図45に1チップ化されたLSIex500の構成を示す。LSIex500は、以下に説明する要素ex501、ex502、ex503、ex504、ex505、ex506、ex507、ex508、ex509を備え、各要素はバスex510を介して接続している。電源回路部ex505は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
処理部ex507において音声信号の符号化および/または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex507ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームI/Oex506から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex107に向けて送信されたり、または記録メディアex215に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex508にデータを蓄積するとよい。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、LSIex500において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のCPUex502の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex802に対し、映像データを復号するよう指示する。
像データであることを示している場合には、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、CPUex502の駆動を停止させることなく、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、CPUex502の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、CPUex502の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、LSIex500の信号処理部ex507が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex507を個別に用いると、LSIex500の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
ものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、LSIex500で実装することも可能である。
101 減算部
102 直交変換部
103 量子化部
104、302 逆量子化部
105、303 逆直交変換部
106、304 加算部
107、305 ブロックメモリ
108、306 フレームメモリ
109、307 イントラ予測部
110、308 インター予測部
111、309 インター予測制御部
112 ピクチャタイプ決定部
113、310 スイッチ
114、311 予測動きベクトル候補算出部
115、312 colPicメモリ
116 可変長符号化部
210、410 予測動きベクトル候補導出部
211、411 決定部
212、412 第1導出部
213、413 特定部
214、414 判定部
215、415 第2導出部
220、430 予測制御部
230 符号化部
300、400 動画像復号化装置
301 可変長復号化部
420 復号化部
Claims (1)
- 複数のブロックからなる画像の復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、
前記復号化対象ブロックに空間的あるいは時間的に隣接する1つ以上の周辺ブロックの復号化に用いられた動きベクトルに基づいて第1予測動きベクトル候補を導出するステップと、
前記第1予測動きベクトル候補とは異なる導出方法により第2予測動きベクトル候補を導出するステップと、
前記第1予測動きベクトル候補および前記第2予測動きベクトル候補からなる予測動きベクトルの候補リストを生成するステップと、
前記候補リストから選択した予測動きベクトルを用いて前記復号化対象ブロックを復号化するステップと、を含み、
前記動画像復号化方法は、さらに、第1規格に準拠するか第2規格に準拠するかを示す情報を復号化するステップ、を含み、
前記情報が前記第1規格に準拠することを示す場合、
前記第1予測動きベクトル候補を導出するステップにおいて、所定の順番で各第1予測動きベクトル候補にインデックスを割り当て、
前記第2予測動きベクトル候補を導出するステップにおいて、前記第1予測動きベクトル候補が最大候補数に満たない場合は、前記第2予測動きベクトル候補を、前記最大候補数に一致するまで前記候補リストに追加し、
前記情報が前記第2規格に準拠することを示す場合、前記第1予測動きベクトル候補を導出するステップにおいて、
前記1つ以上の周辺ブロックに含まれる第1周辺ブロックの復号化に用いられた第1周辺動きベクトルを有する候補を、前記第1予測動きベクトル候補の1つとして前記候補リストに追加し、
前記1つ以上の周辺ブロックに含まれる、前記第1周辺ブロックとは異なる第2周辺ブロックの復号化に用いられた第2周辺動きベクトルを有する候補を、前記第1予測動きベクトル候補の他の1つとして前記候補リストに追加し、前記第2周辺動きベクトルは前記第1周辺動きベクトルとは異なる値を有し、
前記各第1予測動きベクトル候補が選ばれた回数を計測し、前記第2周辺動きベクトルを有する候補の選ばれた回数が、前記第1周辺動きベクトルを有する候補の選ばれた回数より多い場合は、前記第2周辺動きベクトルを有する候補に対し値の小さい予測動きベクトルインデックスを割り当てる、
動画像復号化方法。
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