JP3895431B2 - 物体境界ブロック合併/分割を利用した映像情報符号化方法 - Google Patents

物体境界ブロック合併/分割を利用した映像情報符号化方法 Download PDF

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    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/649Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding the transform being applied to non rectangular image segments

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号の動画像符号化に関するもので、特にブロック内およびブロック間に存在する映像内および映像間の空間の剰余性を利用して物体境界ブロックを合併した後に符号化し、復元映像の再構成およびディスプレイのための物体ブロックの分割技術を合併過程と同じ過程をへて分割する物体境界ブロックの合併/分割を利用した映像情報符号化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、映像および音響符号化の技術およびシステム構成に関する国際標準案MPEG−1,MPEG−2を開発し議決したMPEGグループが現在は1998年11月に国際標準として採択される予定の次世代映像および音響符号化の技術とシステム構成に関する国際標準案であるMPEG4を研究・開発中にある。
【0003】
MPEG−4の開発は既存の知られた標準案としては支援することができない次世代映像および音響応用物を支援する必要性から出発した。
MPEG−4は映像および音響データの通信と接続、そして操作のための新たな方法、例えば特性が異なるネットワークを通じた物体中心の対話的機能および接続等を提供する。
また、エラーが容易に発生する通信環境と低伝送率の通信環境においても有用に動作する特性を提供する。
その上に、コンピュータグラフィック技術を統合して自然映像および音響と人工映像および音響をともに符号化し操作することができる機能を提供する。
要するに、MPEG−4は各種応用分野から要求され予想されるすべての機能を支援しなければならない。
【0004】
したがって、マルチメディア情報の急膨脹と技術向上によって新たに開発されたとか、開発される低価格、高機能のすべての可能な応用分野に要求される機能を支援することができるように拡張可能であり、開放的な構造をもつようになる。その中には伝送および貯蔵機能と費用節減に必要な符号化効果の向上機能がある。
【0005】
現在、MPEG−4の技術が応用されるものと期待される応用物としてはインタネットマルチメディア(IMM:Intenet Multi Media)、対話形ビデオゲーム(IVG:Interactive Video Games)、映像会議および映像電話等の相互通信(IPC:Interpersonal Communications)、双方向貯蔵媒体(ISM:Interactive Storage Media)、マルチメディア電子郵便(MMM:Multimedia Mai1ing)、無線マルチメディア(WMM:Wireless Multimedia)、ATM網等を利用したネットワークデータベースサービス(NDB:Networked Database Service)、遠隔応急システム(RES:Remote Emergency System)、遠隔映像監視(RVS:Remote Video Survei11ance)等がある。
【0006】
既存の応用物や今後期待される応用物を支援するためには使用者が映像内の願う客体のみを通信することができ、探し読むことができるように接近することができ、絶断・付着することができるように編集することができる映像符号化技術が必要である。
1999年1月の完成に向けて、現在、世界標準化作業が進行中である新たな映像および音響符号化技術であるMPEG−4はこのような必要を充足きせるためのものである。
【0007】
図9はMPEG−4の映像符号化器の構造を図示しているものである。これは既存の映像符号化世界標準であるH.261,H.263、MPEG−1,MPEG−2の映像符号化器構造とは他の構造をもっている。
即ち、このようなMPEG−4の映像符号化器は、VOP(Video Object Plane)形成部10で形成されたそれぞれの対象物映像に対するVOPが動き推定部11に入力きれてマクロブロックの単位に動きが推定される。
そして、前記動き推定部11で推定された動き情報は動き補償部12に入力されて動きが補償される。
【0008】
また、前記動き補償部12で動きが補償されたVOPはVOP形成部10で形成されたVOPとともに減算器13に入力されて差の値が検出され、前記減算器13で検出された差の値は映像信号符号化部14に入力されてマクロブロックのサブブロック単位に対象物の映像信号が符号化される。
例えば、映像信号符号化部14は、マクロブロックのX軸およびY軸をそれぞれ8個の画素を有する8×8のサブブロックに細分化した後に対象物の映像信号を符号化する。
【0009】
そして、前記動き補償部12で動きが補償されたVOPと映像信号符号化部14で符号化された対象物の内部情報が加算機15に入力されて加算され、前記加算機15の出力信号は以前VOP検出部16に入力されて以前画面のVOPが検出される。
以前VOP検出部16で検出された前記以前画面のVOPは動き推定部11および動き補償部12に入力されて動き推定および動き補償に使用するようにしている。
そして、VOP形成部10で形成されたVOPは形状情報符号化部17に入力されて形状情報が符号化される。
【0010】
ここで、形状情報符号化部17の出力信号はVOP符号化部が適用される分野により使用可否が決定されるもので、形状情報符号化部17の出力信号は点線で表示のように動き推定部11と動き補償部12および映像信号符号化部14に入力されて動き推定、動き補償および対象物の内部情報を符号化するのに使用することができる。
また、前記動き推定部11で推定された動き情報、映像信号符号化部14で符号化された対象物の内部情報および形状情報符号化部17で符号化された形状情報はマルチプレクサ18において多重化きれ、バッファ19を通じてビットストリームに伝送される。
【0011】
このように構成されて動作するMPEG−4の映像符号化器においては、特に形状情報符号化部とVOPという概念の導入が最も頭著な差異を見せている。
VOPは使用者が接近および編集することができる任意形状の内容物の時間軸上の一つの始点が客体を意味し、内容物基盤の機能性を支援するためにはVOP別に符号化されなければならない。
【0012】
図10は任意の映像において全体映像やその映像を成す意味ある物体のみで構成された映像を示したもので、映像符号化のため16×16画素で構成されたマクロブロックに再構成される。
このようにマクロブロックに再構成されると、図11のように三つの種類のマクロブロックが存在するようになるが、客体内の情報のみで構成される客体内のマクロブロックと客体内の情報を一つも持たない客体外のマクロブロックと客体内の情報を部分的にもつ物体境界マクロブロックがそれである。
【0013】
各マクロブロック内の輝度ブロックと色彩ブロックの配列は図12のとおりである。
客体内のマクロブロックは客体内のブロックのみで構成され、客体外のマクロブロックは客体外のブロックのみで構成される。
しかし、物体境界マクロブロック内には図13のようにマクロブロックの種類と同一の特性を有する8×8画素に構成された三つの種類のブロックが存在することができるが、客体内のサブブロック、客体外のサブブロック、物体境界サブブロックがそれである。
【0014】
図14は前記図9における映像信号符号化部14(VM5.0)の従来構成を示したもので、図9における動き補償部12とVOP形成部10からの映像間の情報または原映像の情報そして形状情報符号化部17からのパッディング形状情報(例えば、原映像形状情報、復元された形状情報)の入力を受けて客体外の領域をパッディングする客体外の領域パッディング部14aと、前記客体外の領域パッディング部14aの信号をDCTおよび符号化させて信号情報を出力させるDCTおよび符号化部14bと、前記DCTおよび符号化部14bの信号をIDCTおよび復号化させて、復号化された情報を以前VOP検出部16に出力させるIDCTおよび復号化部14cを包含して構成された。
【0015】
物体境界ブロックの映像内および映像間情報を符号化するためには、客体外の領域にある画素の画素値がまず決定されなければならなく、このような映像内信号と誤差信号をテクスチャ情報と指称する。
最近まで考慮された技術としてはブロック内の客体内映像情報の平均値を満たす平均値代替技術、ゼロ値を満たすゼロパッディンク技術、客体境界情報を利用した反復パッディング技術、客体外の情報に対してDon't Careした形状適応形DCT(Shape Adaptitve DCT)技術等がある。
【0016】
しかし、映像内および映像間情報は空間内から相関度が高い空間の剰余性をもっているが、最近まで提起された技術はブロック内の空間の剰余性をDCTと量子化を通じて適切に利用しているが、ブロック間に存在する空間の剰余性は利用していない。
もし、ブロック間に存在する空間の剰余性を利用するようになると符号化効率を向上させることができるであろうし、このため、本発明においては物体境界ブロック内の映像情報および予測誤差情報を合併して符号化する物体境界ブロックの合併技術(BBM:Boundary Block Merging Technique)を提供する。
その上、上述のように従来の各種のパッディング技法によってパッディングされた互いに他の映像ブロックを合併する場合、映像境界部分から高周波成分が発生することができるので、符号化効率を高めることができる適切なパッディング技法が必要になる。
【0017】
以下、このような従来の映像信号符号化部14(VM5.0)を参考として上述した従来のパッディング技術の例を説明すると次のとおりである。
まず、平均値代替技術は物体境界マクロブロック内の物体境界ブロック内から映像内および映像間情報を符号化するために、客体外の画素値をそのブロック内の客体内の画素値の平均値に満たした後にDCT(Discrete Cosine Transfom)を利用して符号化する技術である。
【0018】
平均値代替技術は図15(a)のように遂行されるが、図面において、20は分離器、21は平均値計算機、22は選択器を図示している。
物体境界ブロック内の客体内画素の平均値‘a’を求め、客体外の画素値を‘a’に代替した後にDCTを利用して符号化する。
【0019】
次に、ゼロパッディング技術は、物体境界マクロブロック内の物体境界ブロックから映像情報および予測誤差情報を符号化するために、客体外の画素値をゼロ値に満たした後にDCTを利用して符号化する技術である。
ゼロバッディング技術は図15(a)から物体境界ブロック内の客体外の画素である白色画素にゼロ値に代替した後にDCTを利用して符号化する技術として、MPEG−4VMビジョン2.0〜7.0まで映像間の符号化時に適用されている。
【0020】
一方、反復パッディング技術は再生された形状情報を利用し、5段階に構成されたもので、図15(b)を通じて各段階を説明すると次のとおりである。
(1)物体境界ブロック内の客体外の画素値をゼロとして見る。
(2)物体境界ブロックを水平方向にスキャンする。このとき、各水平ラインに二種類の線が存在することができるようになる。
ゼロ値で構成された線であるゼロセグメントとゼロではない値で構成された線であるノンゼロセグメントがそれである。
【0021】
もし、スキャンされる水平ラインにノンゼロセグメントだけがあるとか、ノンゼロセグメントだけあると、如何なる遂行もせずに、次の水平ラインをスキャンし、ゼロセグメントがブロックとノンゼロセグメントとの間にあると、ゼロセグメントと当接するノンゼロセグメントの終りの画素値にゼロセグメント内に画素を満たし、ゼロセグメントがノンゼロセグメントとの間に置いた場合には、そのゼロセグメントと当接するノンゼロセグメントの終りの画素値の平均値に満たす。
【0022】
(3)垂直方向に物体境界ブロックをスキャンし、(2)で説明した過程を遂行する。
(4)もし客体外の画素が(2)と(3)ですべて満たされると、二つの値の平均値に満たす。
(5)(1)〜(4)まで遂行した後にも満たされなかった客体外の画素は水平方向にスキャンしてゼロではない最も近い画素を探し、もし距離が同じであると、左側にあるゼロではない画素値に定めて置いて、垂直方向に同一に遂行し、距離が同じであれば、上側にあるゼロではない画素値に定めて、その定められた二つの値の平均値に代替する。
上述の各段階の結果を図示したのが、図15(b)であり、MPEG−4VM1.0においては映像内および映像間の符号化に、VM2.0〜4.0まで映像内の符号化に適用されている。
【0023】
一方、LPE(Low Pass Extrapolation)技術は図15(c)のように分離器20と平均計算機21そして選択器22とフィルタ部23とからなり、符号化するブロックが物体境界ブロックであるとき、平均計算機28を通じてそのブロック内の映像情報の平均値を求めてその値mに客体外の領域の画素を満たした後にその状態から客体外の領域の画素、即ち客体内の平均値に満たされた各画素に対して上・下・左・右の画素の中で客体内に属する画素値を加えた後に客体内に属する画素数で分けた値に画素値を代替する。
【0024】
例えば、図15(c)において、f1は下の客体内画素値に代替され、f2は右の客体内の画素値に代替きれ、f4は下と右の物体値の平均値に代替される。 LPE技術は物体境界マクロブロック内の物体境界ブロックの映像情報を符号化するために、客体外の画素をそのブロック内の客体内の画素値の平均値に満たした後にDCTを遂行する前に物体境界外の各画素を4方向隣接する画素値の平均値に再び代替する技術である。
【0025】
ただし、4方向の隣接する画素中に客体外の画素があると、その画素値を除外した後に客体内の画素のみの平均値を求める。
図15(c)において、f1〜f9間の画素のみが4方向隣接する客体内の画素値のみの平均値に代替される画素になる。
DCTはその以後に適用され、そのブロックを符号化する。現在LPE技術はMPEG−4VM5.0から映像内の符号化時に適用されている。
また、形状適応形DCT技術(SADCT:Shape Adaptive Discrete CosineTransfom Technique)は任意形状のVOPの物体境界ブロックに適用される。
【0026】
任意形状のVOP基盤の映像符号化時、客体外に画素に対して定義されてない画素値を適切な値に代替する方法とは異なり、客体内の情報のみを利用して符号化し量子化して符号化する。
15(d)において、(A)のような客体内情報が存在するとき、(B)のようにまず上側に映像内および映像間情報を移動させた後に垂直方向の1次元DCTを遂行し、(C)のように形成されたDCT計数を再び(D)のように左側に移動させた後に(E)のように水平方向の1次元DCTを遂行する。
【0027】
そして(E)の遂行後に(F)のようにSADCT計数が形成され、SADCT後のDCT計数は量子化が遂行され、ジグザグスキャンが適用されが、計数が存在していない領域に対してはスキップする適応形スキャンが実行される。
適応形スキャンによりスキャンされた計数値は既存のVLCテーブルを利用して符号化され、MPEG−4VM5.0〜VM7.0まで映像内および映像間符号化の選択技術として適用されている。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、最近まで提起された技術はブロック内の空間の剰余性をDCTと量子化を通じて適切に利用しているが、ブロック間に存在する空間の剰余性は利用していないので、符号化効率が低下していた。
【0029】
本発明はこのような従来の問題点を解決するために案出したもので、BBMを通じて合併させて符号化/伝送することによってブロック内ばかりではなく、近接したブロック間に存在する映像内および映像間情報の空間の剰余性を利用して符号化の効率を向上させることができる物体境界ブロックの合併とその合併の逆過程として合併/分割を利用した映像情報符号化方法を提供することにその目的がある。
【0030】
また、本発明の目的は符号化のため物体境界ブロックを水平、垂直、対角線方向合併の三つのモードを置いて合併符号化する合併技術を適用し、合併過程と逆過程を通じて合併された物体境界ブロックを分割することによって先行過程により後行過程をスキップして処理時間を減少させ、システム構成時に複雑度を高めなくとも符号化の効率を向上させることができる物体境界ブロックの合併/分割を利用した映像情報符号化方法を提供することにある。
【0031】
また、本発明の目的は互いに他の物体境界ブロックを合併した場合、客体外の画素に対する新たなパッディング技法を提示してDCT等の符号化の効率を増大させることができるパッディング技法を提供することにある。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る物体境界ブロックの合併を利用した映像情報符号化方法は、客体内部及び外部を構成する客体内部の画素及び客体外部の画素を全て含む物体境界ブロックの合併/分割を利用して物体境界ブロックのテクスチャ情報を符号化するための映像情報符号化方法において、マクロブロック内の複数の物体境界ブロックの中から互いに近接した第1物体境界ブロック及び第2物体境界ブロックのうち、前記第2物体境界ブロックの画素を180度回転する回転ステップと、前記第1物体境界ブロックの画素及び回転された第2物体境界ブロックの画素を合併し、前記第1物体境界ブロックと前記回転された第2物体境界ブロックを合併する合併ステップと、前記第1物体境界ブロックの画素の形状情報及び前記回転された第2物体境界ブロックの画素の形状情報を比較し、前記第1物体境界ブロック及び前記回転された第2物体境界ブロック間に重畳される客体内部の画素があるのか否かを判断する判断ステップと、前記判断結果、重畳された客体内部の画素がない場合に、合併されたブロックのテクスチャ情報を符号化する符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【0068】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が形状情報の180°回転と三つのモードを利用して輝度ブロックにのみ適用された実施の形態を添附の図面を参考として詳細に説明すると次のとおりである。
まず、図1は本発明による映像情報符号化部30の構成図で、図9での動き補償部12とVOP形成部10から映像間の情報または原映像情報の入力を受け、形状情報符号化部17からパッディング形状情報の入力を受けて客体外の領域をパッディングする客体外の領域パッディング部31と、前記客体外の領域パッディング部31の信号と合併形状情報から物体境界ブロックを合併する物体境界ブロック合併部32と、前記物体境界ブロック合併部32の信号をDCTおよび符号化させて信号情報をマルチプレクサに出力させるDCTおよび符号化部33と、前記DCTおよび符号化部33の信号をIDCTおよび復号化させるIDCTおよび復号化部34と、前記復元された形状情報とIDCTおよび復号化部34の信号から合併されたブロックを分離させて復号化された情報を以前VOP検出部に出力させる合併されたブロック分離部35とから構成される。
ここで、前記合併されたブロックとは、合併結果一つは信号があり、他の一つは信号のない2個ブロックを指称しており、客体とは保護しなければならない背景映像ではない意味ある映像を指称する。
【0069】
このように構成された本発明において、物体境界ブロック合併(BBM:Boundary Block Merge)技術と物体境界ブロック分割(BBS:Boundary Block Split)技術は図9における映像信号符号化部14に適用され、映像情報および映像間情報のブロック内および近接したブロック間の空間の剰余性を利用する。特に、物体境界ブロックの分割技術は復号化後に再構成された映像が正確に構成およびディスプレイされるようにするための技術として、このとき二つの技術すべて形状情報の復号化後に再構成された形状情報を利用し輝度情報にのみ適用される。
【0070】
また、本発明は図2(A)〜(C)に図示のようにBBM部以前のパッディング部とBBM部そしてBBS部とからなり、BBM部以前のパッディング部は、形状情報符号化部から符号化された後に復号化された再現された形状情報(VM.7x)或いは原映像形状情報(VM7.0)が入力され、原映像形状情報或いは復元された形状情報入力を基準として映像情報をブロック単位に映像内情報はLPEパッディングを、映像間情報はゼロバッディングを遂行する。
そして、BBM部は、形状情報符号化部から符号化された後に復号化された再現された形状情報と原映像情報を入力とし、形状情報を利用して図2(B)のように形状情報と映像情報に対して合併過程を遂行する。
【0071】
以後、図2(B)のブロックCのように合併されるブロックは客体外のブロックに変更しブロックAのように合併されたブロックは合併された形状情報外の客体外の領域の画素に対して見ると、ブロックAとブロックCのパッディング値に代替された客体外の領域の画素値を利用してその平均値に映像情報を代替し、以後映像情報に対してDCT符号化する。
そしてBBS部は、入力形状情報符号化部から符号化された再現された形状情報とBBM以後符号化された後に復号化された復元された映像情報を入力とし、形状情報を利用して復元されたブロック中に合併されたままに符号化されたブロックを探し出して合併される前の形状情報の入力情報を利用して復元された映像情報を図2(C)のように分離する。
【0072】
まず、物体境界ブロック合併BBM技術には図3(a)に図示のような水平合併技術、図3(b)に図示のような垂直合併技術、図3(c)に図示のような対角線方向合併技術があり、図4(a)はこのような物体境界ブロック合併技術の流れを示したものであり、図5はBBMの一例を示したものである。
ここで、形状情報は重畳可否判断のため合併するが、BBM,BBS両者すべて合併して伝送するものではなく、単にテクスチャ情報合併のために利用されるだけである。
また、送信端においてはBBM,BBSをすべて遂行することができるが、受信端においてはBBSのみ遂行することができるだけである。
【0073】
まず、図4(a)を通じてその流れを観察して見ると、水平合併を遂行(S1)した後にマクロブロック内に少なくとも一つの合併ブロックがあるかを判断(S2)してない場合、垂直合併を遂行(S3)した後に再びマクロブロック内に少なくとも一つの合併ブロックがあるかを判断(S4)してない場合、対角線合併を遂行(S5)する。
ここで、水平合併→垂直合併→対角線合併順に合併過程を遂行したが、本発明はこれに制限されず、水平→対角線→垂直、垂直→水平→対角線、垂直→対角線→水平、対角線→垂直→水平、対角線→水卒→垂直に合併過程を遂行することができる。
【0074】
このような垂直、水平、対角線合併の中で、まず図3(a)を参考として水平合併に対して説明すると次のとおりである。
第1段階として、ブロックAとブロックBが物体境界ブロックであり、ブロックBを180°回転したものとブロックA間に重畳された客体画素がなければ、ブロックBを180°回転させた客体および形状情報をブロックAに合併し、ブロックBを客体外のブロックに変換させる。
このとき、客体外のブロックに変換されたブロックは合併結果信号が移動してテクスチャ情報がなくなったブロックを指称する。
【0075】
第2段階として、ブロックCとブロックDが物体境界ブロックであり、ブロックDを180°回軸したものとブロックC間に重畳された客体画素がなければ、ブロックDを180°回転させた客体および形状情報をブロックCに合併し、ブロックDを客体外のブロックに変換させる。水平合併から合併された物体境界ブロックが一つ以上であれば、垂直合併と対角線方向合併はスキップし、水平合併から合併された物体境界ブロックが一つもないと、垂直合併を遂行する。
【0076】
次に図3(b)を参考として垂直合併に対して説明すると次のとおりである。 第1段階として、ブロックAとブロックCが物体境界ブロックであり、ブロックCを180°回転したものとブロックA間に重畳された客体画素がなければ、ブロックCを180°回転させた客体および形状情報をブロックAに合併し、ブロックCを客体外のブロックに変換させる。
【0077】
第2段階として、ブロックBとブロックDが物体境界ブロックであり、ブロックDを180°回転したものとブロックB間に重畳された客体画素がなければ、ブロックDを180°回転させた客体および形状情報をブロックBに合併し、ブロックDを客体外のブロックに変換させる。
垂直合併から合併された物体境界ブロックが一つ以上であれば、対角線方向合併はスキップし、垂直合併から合併された物体境界ブロックが一つもなければ、対角線方向合併を遂行する。
【0078】
一方、図3(c)を参考として対角線合併に対して説明すると次のとおりである。
第1段階として、ブロックAとブロックDが物体境界ブロックであり、ブロックDを180°回軸したものとブロックA間に重畳された客体画素がなければ、ブロックDを180°回転させた客体および形状情報をブロックAに合併し、ブロックDを客体外のブロックに変換させる。
【0079】
第2段階として、ブロックBとブロックCが物体境界ブロックであり、ブロックCが180°回転したものとブロックB間に重畳された客体画素がなければ、ブロックCを180°回転させた客体および形状情報をブロックBに合併し、ブロックCを客体外のブロックと定義する。
【0080】
前記物体境界ブロック合併技術で合併されたブロックが発生した場合、その合併されたブロック内の客体外の画素に対する画素値を合併されたブロックを構成するブロックで決定された画素値を利用して決定する。
このとき、利用される形状情報は原映像の形状情報や復元された形状情報の中での一つを選択して利用することができる。
【0081】
図3(a)のように合併されたブロックを構成するブロックAの合併前の客体外の画素値をaとし、ブロックBを合併前の客体外の画素値をbとし、ブロックA内の客体内画素の数をnum_aとし、ブロックB内の客体内画素の数をnum_bとすると、2個の物体境界ブロックA,Bが合併された場合、再パッディングのための任意の値を(a×num_a+b×num_b)/(num_a+num_b)に決定してパッディングする。
また、2個の物体境界ブロックA,Bが合併された場合、再パッディングのための任意の平均値を(a+b)/2に決定した後に客体外の画素をパッディングする。
【0082】
物体境界サブブロックの合併を利用して符号化する過程を一例として図5、図6および図7の図面のように合併条件を符号化されなかった一番目の物体境界サブブロックには適用せずに、二番目から適用して説明する。
図5の図面で、物体境界マクロブロック内の4個の輝度ブロックと2個の色彩ブロックに対して輝度ブロックは輝度ブロック同士、色彩ブロックは色彩ブロック同士、輝度ブロックにのみまたは輝度ブロックと色彩ブロックを区分せずに合併して符号化する。
図5において、一番目の輝度ブロック、四番目の輝度ブロック、一番目の色彩ブロックおよび二番目の色彩ブロックが物体境界サブブロックである。
【0083】
図5の図面は、輝度ブロックは輝度ブロック同士、色彩ブロックは色彩ブロック同士合併条件を適用した一例であり、図6のサブブロックが輝度ブロックにのみ区分される場合に輝度ブロックにのみ適用され、輝度ブロックと色彩ブロックを区分せずに合併条件を適用した一例である。
前記の二つの場合に対してすべて合併条件は符号化されなかった物体境界サブブロックの中で二番目の以後の物体境界サブブロックに適用した一例である。
【0084】
合併条件が適用された物体境界サブブロックが符号化されなかった一番目の物体境界サブブロックと重なる画素が一つもなければ、符号化されなかった一番目の物体境界サブブロックと合併条件が適用されたブロックの情報を集合して一つの符号化ブロックを形成させる。
【0085】
即ち、図6の(A)および(B)に図示のように2個のサブブロックがあると仮定する場合に、(B)に図示の二番目のサブブロックを(C)に図示のように180°回転させた後に(A)に図示のサブブロックに(D)に図示のように合併するとか、(B)に図示されたサブブロックを(E)に図示のように対角線方向に対称されるようにした後に(A)に図示のサブブロックに(F)に図示のように合併する。
【0086】
また、図6の(G)に図示のようにサブブロックを時計の方向に90°回転させるとか、(H)に図示のように時計の反射方向に回転させるとか、(1)に図示のように中心線を基準として対称されるようにするとか、または図面には図示されていないが、水平中心線を基準として対称されるようにした後にサブブロックにそれぞれ存在する形状情報が互いに重畳されない合併条件を満足する場合に合併することができる。
【0087】
そして、図6とは異なり符号化きれなかった物体境界サブブロックがその後にも存在すれば再びそのサブブロックに合併条件を適用して既に合併された符号化ブロックに前記のような過程を反復する。
このとき、合併する余地が残存していなければ合併を通じて形成された符号化ブロックをDCTする。
合併された符号化ブロックを構成せずに残存している物体境界サブブロックに前記の過程を再次反復する。
合併された符号化ブロックを形成すればその符号化ブロックを符号化し、合併条件を充足しないでそのまま残存している物体境界サブブロックのみ一つの符号化ブロックと見做してDCTする。
上述のように合併され符号化されて伝送されるものは結局、映像内、映像間データを有するテクスチャ情報である。
【0088】
一方、物体境界ブロック分割BBS技術としては図3に図示のように水平分割技術(a)、垂直分割技術(b)、対角線分割技術(c)があり、図4(b)はその動作流れを示したものであり、図5はBBMの一例を示したもので、分割過程においてもこのようなBBMと同じ形状情報、即ち形状情報復号化以後再構成された形状情報を利用する。
まず、図4(b)を参考としてその動作を観察して見ると、水平分割を遂行(S6)した後にマクロブロック内に少なくとも一つの分割ブロックがあるかを判断(S7)してない場合、垂直分割を遂行(S8)した後に再びマクロブロック内に少なくとも一つの分割ブロックがあるかを判断(S9)してない場合、対角線分割を遂行(S10)するもので、ここでは、水平分割→垂直分割→対角線分割順に分割過程を遂行したが、本発明はこれに制限されず、水平→対角線→垂直、垂直→水平→対角線、垂直→対角線→水平、対角線→垂直→水平、対角線→水平→垂直に分割過程を遂行することができる。
【0089】
このような垂直、水平、対角線分割中、まず図3(a)を参考として水平分割に対して説明すると、次のとおりである。
即ち、水平分割は、第1段階として、ブロックAとブロックBが物体境界ブロックであり、ブロックBを180°回転したものとブロックA間に重畳された物体画素がなければ、ブロックAから180°回転させたブロックBの映像内および映像間情報を分割し、その分割した情報を再び180°回転させてブロックBを構成する。
【0090】
第2段階として、ブロックCとブロックDが物体境界ブロックであり、ブロックDを180°回転したものとブロックA間に重畳された物体画素がなければ、ブロックAから180°回転させたブロックDの映像および予測誤差情報を分割し、その分割した情報を再び180°回転させてブロックDを構成する。
水平分割で分割された物体境界ブロックが一つ以上であれば、垂直分割と対角線方向分割はスキップし、水平分割から分割された物体境界ブロックが一つもなければ、垂直分割を遂行する。
また、垂直分割は図3(b)に図示のように、第1段階としてブロックAとブロックCが物体境界ブロックであり、ブロックCを180°回転したものとブロックA間に重畳された物体画素がなければ、ブロックAから180°回転させたブロックCの映像内および映像間情報を分割し、その分割した情報を再び180°回転させてブロックCを構成する。
【0091】
第2段階として、ブロックBとブロックDが物体境界ブロックであり、ブロックDを180°回転したものとブロックB間に重畳された物体画素がなければ、ブロックBから180°回転させたブロックDの映像および予測誤差情報を分割し、その分割した情報を再び180°回転させてブロックDを構成する。
垂直分割で分割された物体境界ブロックが一つ以上であれば、対角線方向分割はスキップし、垂直分割で分割された物体境界ブロックが一つもなければ、対角線方向分割を遂行する。
【0092】
そして、対角線分割は図3(c)に図示のように、第1段階として、ブロックAとブロックDが物体境界ブロックであり、ブロックDを180°回転したものとブロックA間に重畳された物体画素がなければ、ブロックAから180°回転させたブロックDの映像内および映像間情報を分割し、その分割した情報を再び180°回転させてブロックDを構成する。
第2段階として、ブロックBとブロックCが物体境界ブロックであり、ブロックCを180°回転したものとブロックB間に重畳された物体画素がなければ、ブロックBから180°回転させたブロックCの映像内および映像間情報を分割し、その分割した情報を再び180°回転させてブロックCを構成する。
【0093】
一方、図7は本発明がマクロブロック単位においてのみ適用される実施の形態の構成を示した図面であって、マクロブロック単位に信号を映像合併部にブロックするマクロブロックスキャン部21と、合併過程を遂行する合併部22と、合併されたブロックを符号化してマルチプレクサ18に出力する映像情報符号化部23とから構成される。
【0094】
そして、図8は本発明が全体映像からマクロブロック単位に制限されずに適用される実施の形態の構成を示した図面であって、VOPを形成する全体対象物の映像に対して合併を遂行する全体映像合併部24と、合併されなかったマクロブロックおよび前記全体映像合併部24から合併されたブロックを符号化する映像情報符号化部23とから構成される。
【0095】
図8のように構成された本発明の他の実施の形態はVOPを形成したマクロブロック内のブロックにのみ制限させるとか、或いは制限を置かないで全体の映像に対して符号化されなかった物体境界ブロックと上・下・左・右の4方向にまたは上・下・左・右と45°方向の8方向のブロックとの合併可否を考慮して符号化する場合に適用されることができる。
このときはマクロブロック内からのみならず、マクロブロックに制限を受けずに、周囲の物体境界ブロックに置いている符号化単位(M×N領域、例8×8ブロック)に対しても適用することができる。
一方、本発明の他の実施の形態であって、前記図12のマクロブロック内のブロックの配列を参照して本発明に順次合併方法が適用された実施の形態は各種方法によって適用可能である。
【0096】
この実施の形態は輝度ブロックにのみ適用されることができ。色彩ブロックにのみ適用されることができ、また輝度ブロックと色彩ブロックの制限なしに適用されることもできる。
また、合併されるブロックの数を2個の物体境界ブロックによって制限することもでき、N(N=2,3、・・・N)に制限することもでき、制限のなしに適用することもできる。
【0097】
輝度ブロックにのみ適用され合併されるブロック個数を制限せずに順次合併方法に対して説明すると、次のとおりである。
即ち、ブロックAからDまで物体境界ブロックに限定して順次物体境界ブロック合併過程を遂行しブロックAと合併されたブロックは除外し、もしブロックBが合併されていないとブロックBとブロックC以下の合併過程を遂行し、もしブロックCが合併されていないとブロックCのブロックを利用してブロックDとの合併過程を遂行する。
このとき、合併されることができる場合は(A,B)(A,C)(A,D)(B,C)(B,D)(C,D)(A,B,C)(A,B,D)(B,C,D)(A,B,C,D)である。
【0098】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、ブロック内およびブロック間に存在する映像内および映像間情報の空間剰余性を利用して映像品質を維持しながらも符号化ビットを減少させることができる物体境界ブロックを合併する技術を遂行し、先行過程により不必要な後行過程をスキップして所要時間を減少させ、復元映像の再構成およびディスプレイのための物体境界ブロック分割技術が簡単に適用されることができるので、システムの複雑度を高めることなく符号化効率と時間遅延面で向上された特性を得ることができるので、システム構築時に改善された性能を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による映像情報符号化器の構成図である。
【図2】 本発明によるBBM以前のパッディング、BBM,BBSを説明するための図面である。
【図3】 本発明によるマクロブロック内の輝度ブロックの配列とBBM/BBSの三つのモデルを適用した一例に対する図面である。
【図4】 本発明に三つのモデルを適用した一例に対する図面であって、(a)はBBMの動作流れ図、(b)はBBSの動作流れ図である。
【図5】 本発明のBBM/BBSを輝度ブロックにのみ適用した実施の形態の例示図である。
【図6】 ブロック内の形状情報を調節して合併する過程を説明するための図面である。
【図7】 本発明がマクロブロック単位にのみ適用される実施の形態の構成を示した図面である。
【図8】 本発明が全体映像からマクロブロック単位に制限されず適用される実施の形態の構成を示した図面である。
【図9】 MPEG−4VOP符号化器の構成を示したブロック図である。
【図10】 任意の符号化しようとするVOPを示した図面である。
【図11】 VOP映像内のマクロブロックの魯須を示した図面である。
【図12】 マクロブロック内のブロックの配列図である。
【図13】 VOP映像内のブロックの種類を示した図面である。
【図14】 従来の映像情報符号化器の構成図である。
【図15】 従来のパッディング技術の説明図で、(a)は平均値代替方法に対するブロック図、(b)は反復パッディング技法の段階別結果を示した図面、(c)は物体外の領域パッディング部の詳細ブロック図、(d)は任意形状のVOPに対するSADCT遂行段階を説明するための図面である。
【符号の説明】
10 VOP形成部、11 動き推定部、12 動き補償部、13 減算器、14,30 映像信号符号化部、15 加算機、16 以前VOP検出部、17 形状情報符号化部、18 マルチプレクサ、19 バッファ、31 物体外の領域パッディング部、32 物体境界ブロック合併部、33 DCTおよび符号化部、34 IDCTおよび復号化部、35 合併されたブロック分離部。

Claims (9)

  1. 客体内部及び外部を構成する客体内部の画素及び客体外部の画素を全て含む物体境界ブロックの合併/分割を利用して物体境界ブロックのテクスチャ情報を符号化するための映像情報符号化方法において、
    マクロブロック内の複数の物体境界ブロックの中から互いに近接した第1物体境界ブロック及び第2物体境界ブロックのうち、前記第2物体境界ブロックの画素を180度回転する回転ステップと、
    前記第1物体境界ブロックの画素及び回転された第2物体境界ブロックの画素を合併し、前記第1物体境界ブロックと前記回転された第2物体境界ブロックを合併する合併ステップと、
    前記第1物体境界ブロックの画素の形状情報及び前記回転された第2物体境界ブロックの画素の形状情報を比較し、前記第1物体境界ブロック及び前記回転された第2物体境界ブロック間に重畳される客体内部の画素があるのか否かを判断する判断ステップと、
    前記判断結果、重畳された客体内部の画素がない場合に、合併されたブロックのテクスチャ情報を符号化する符号化ステップと
    を含むことを特徴とする映像情報符号化方法。
  2. 前記合併ステップは、第2物体境界ブロックの垂直中心線を中心としてブロック内画素を対称に移動させた後、第1物体境界ブロックと合併することを特徴とする請求項1に記載の映像情報符号化方法。
  3. 前記合併ステップは、第2物体境界ブロックの水平中心線を中心としてブロック内画素を対称に移動させた後、第1物体境界ブロックと合併することを特徴とする請求項1に記載の映像情報符号化方法。
  4. 前記合併ステップは、第2物体境界ブロックの対角線を中心としてブロック内画素を対称に移動させた後、第1物体境界ブロックと合併することを特徴とする請求項1に記載の映像情報符号化方法。
  5. 前記合併ステップを行う前に物体境界ブロックの客体外部の画素値を所定の値にパッディングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の映像情報符号化方法。
  6. 合併されたブロックの客体外部の画素値を所定の値に再パッディングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の映像情報符号化方法。
  7. 前記合併ステップを行った後に物体境界ブロックの客体外部の画素値を所定の値にパッディングするステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の映像情報符号化方法。
  8. 前記パッディングする所定の値は、二つの物体境界ブロックA及びBが合併される場合に、下式に示す値
    (a×num_a+b×num_b)/(num_a+num_b)
    ここで、aは合併前のブロックAの客体外部の画素の値、
    bは合併前のブロックBの客体外部の画素の値、
    num_aはブロックAの客体画素の数、
    num_bはブロックBの客体画素の数
    であることを特徴とする請求項7に記載の映像情報符号化方法。
  9. 前記パッディングする所定の値は、二つの物体境界ブロックA及びBが合併される場合に、下式に示す値
    (a+b)/2
    ここで、aは合併前のブロックAの客体外部の画素の値、
    bは合併前のブロックBの客体外部の画素の値
    であることを特徴とする請求項7に記載の映像情報符号化方法。
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