JP3924071B2 - 映像信号符号化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２値形状信号符号化装置に関し、特に、２値形状信号の動きベクトルを符号化する２値形状信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、テレビ電話及び電子会議のようなディジタルテレビジョンシステムにおいて、ビデオフレーム信号におけるビデオライン信号が「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータからなっているため、各ビデオフレーム信号を表現するのには大量のディジタルデータが必要である。しかしながら、通常の伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているので、そのチャネルを通して大量のディジタルデータを伝送するためには、特に、テレビ電話及び電子会議のような低ビットレートの映像信号符号化システムの場合、様々なデータ圧縮技法を用いて伝送すべきデータの量を圧縮するか減らさなければならない。
【０００３】
低ビットレートの映像信号符号化システムにおいて、映像信号を符号化する方法の１つに、所謂、物体（オブジェクト）指向分析／合成符号化法（Ｏｂｊｅｃｔ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ−ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）がある。このオブジェクト指向分析／合成符号化法によれば、入力ビデオ映像は複数の物体（オブジェクト）に分けられ、各オブジェクトの動き、輪郭線及び画素データを規定する３組よりなるパラメータが異なる符号化チャネルを通して処理される。
【０００４】
このオブジェクト指向符号化方法の一例としては、いわゆるＭＰＥＧ−４（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ−４）があるが、この技法は、低ビットレート通信、相互対話式マルチメディア（例えば、ゲーム、相互対話式ＴＶなど）及び領域監視用の機構のような応用分野において、コンテキストに基づいたインタラクティビティ、向上された符号化の効率性の向上及び／又はユニバーサルなアクセス可能性を許容する視聴覚符号化の標準案を提供する。
【０００５】
このＭＰＥＧ−４によれば、入力ビデオ映像は、ビットストリーム内でユーザがアクセスし得るか、又は操作し得るエンティティに対応する複数の映像物体平面（ＶＯＰ）に分割される。ＶＯＰは物体として称され、幅及び高さが１６画素（マクロブロックの大きさ）の最小倍数である、各物体を取り囲む境界四角形として表れ得る。従って、エンコーダは入力ビデオ映像をＶＯＰ単位に処理することになる。
【０００６】
ＭＰＥＧ−４に開示されたＶＯＰは、ルミナンスデータ及びクロミナンスデータより構成される形状情報及びカラー情報を有する。ここで、形状情報は２値形状信号で表現され、アルファプレーンとして称される。このアルファプレーンは各々が１６×１６個の２値画素よりなる複数の２値アルファブロック（ＢＡＢ）に分割される。各２値画素は背景画素又は物体画素のうちの何れか１つとして分類される。ここで、背景画素はアルファプレーンにおける物体の外側に位置し、２値画素値（例えば、０値）として割当てられ、物体画素は物体の内側に位置し、２値画素値（例えば、２５５）として割当てられる。
【０００７】
ＢＡＢにおける各２値画素は、コンテキストに基づいた算術符号化（ＣＡＥ）技法のような従来のビットマップベース形状符号化技法を用いて符号化され得る。例えば、イントラモードにおいて、ＢＡＢにおける全ての２値画素は、イントラＣＡＥ法によって符号化されて、イントラ符号化ＢＡＢを発生する。ここで、イントラＣＡＥ法によるＢＡＢにおける各２値画素に対する内容値は、ＢＡＢにおける各２値画素を取囲む所定の数（例えば、１０個）の２値画素の値を用いて計算される。一方、インター符号化モードにおいては、現ＢＡＢにおける全ての２値画素はインタＣＡＥ法によって符号化されて、インター符号化ＢＡＢを発生する。ここで、インタＣＡＥ技法による現ＢＡＢにおける各２値画素の内容値は、現ＢＡＢにおける各２値画素を取囲む所定の数（例えば、４個）の２値画素の値と境界動き補償ＢＡＢにおける所定の数（例えば、５個）の２値画素の値とを用いて計算される（ＭＰＥＧ−４ Ｖｉｄｅｏ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ ７．０，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ， Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ＭＰＥＧ９７／Ｎ１６４２， Ｂｒｉｓｔｏｌ、１９９７年４月、２８〜３０頁参照）。
【０００８】
一方、従来の２値形状符号化技法においては、符号化の効率を向上させるために、ＢＡＢに対する該当符号化条件を表示するか又は特徴づけるモード信号が符号化されることによって、該当符号化モード信号を発生して伝送する。
【０００９】
例えば、ＢＡＢにおける全ての２値画素が物体画素である場合は、物体画素の２値画素値を符号化して符号化２値画素値を伝送することより、ＢＡＢにおける全ての２値画素が物体画素であることを表すモード信号を符号化することが好ましい。このように、該当符号化モード信号をＢＡＢに対する２値形状情報として伝送することによって、符号化の効率を向上させることができる。
【００１０】
表１には、従来のモード符号化方法によるＢＡＢの２値アルファ情報に対する７つのモードが示されている。ここで、ＢＡＢの形状動きベクトル差分（ＭＶＤ）は、形状動きベクトルＭＶと形状動きベクトル予測値ＭＶＰとの間の差分であり、ＭＶＰは、従来の動き推定方法を用いて決定される（ＭＰＥＧ−４ Ｖｉｄｅｏ Ｖｅｒｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ ７．０、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ、Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ＭＰＥＧ９７／Ｎ１６４２， Ｂｒｉｓｔｏｌ、Ａｐｒｉｌ １９９７、ｐｐ．２０〜２３参照）。
【００１１】
【表１】
【００１２】
表１において、モード０は現ＢＡＢに対するＭＶＤが０であり、現ＢＡＢが最も類似な候補ＢＡＢによって表現され得ることを表し、モード１は現ＢＡＢに対するＭＶＤが０でない値を有し、現ＢＡＢが最も類似な候補ＢＡＢによって表現され得ることを表す。モード０の現ＢＡＢに対してはモード信号のみが符号化され、モード１の現ＢＡＢに対してはモード信号及び該当ＭＶＤによって現れる。「ｎｏ＿ｕｐｄａｔｅ」の決定の際は、最も類似な候補ＢＡＢの各画素と現ＢＡＢにおける該当画素との間の差分によって差分ＢＡＢが形成され、差分ＢＡＢに含まれた４×４個の画素よりなる４×４個のサブブロックのうちの何れかに対するエラーが予め定められた閾値より小さいか否かが判定される。ここで、サブブロックのエラーは、例えば、サブブロックにおける絶対画素値の和である。全てのサブブロックのエラー値が閾値以下である場合は、現ＢＡＢはＭＶＤの値によってモード０又は１として決定される。
【００１３】
同様に、現ＢＡＢにおける全ての画素が０に変わるとき、４×４個のサブブロックに対するエラーが閾値以下である場合には、現ＢＡＢは「ａｌｌ＿０」モード（即ち、モード２）として符号化される。現ＢＡＢにおける全ての画素が２５５に変わるとき、４×４個のサブブロックに対するエラーが閾値以下である場合は、現ＢＡＢは「ａｌｌ＿２５５」モード（即ち、モード３）として符号化される。モード２又はモード３の現ＢＡＢに対しては、モード信号のみが符号化される。現ＢＡＢがモード０〜３のうちの何れにも属さない場合は、「イントラＣＡＥ」又は「インタＣＡＥ」技法が現ＢＡＢを符号化するために用いられる。モード４の現ＢＡＢはモード信号及びイントラＣＡＥ符号化済みのＢＡＢデータによって、モード５の現ＢＡＢはモード信号及びインタＣＡＥ符号化済みのＢＡＢデータによって、モード６の現ＢＡＢはモード信号、インタＣＡＥ符号化済みのＢＡＢデータ及びＭＶＤによって各々表現される。
【００１４】
上述したモード符号化技法を用いる従来の２値形状符号化方法では、基本的にプログレッシブ符号化を用いる。即ち、従来の２値形状符号化方法ではフィールドベース動き推定方法を用いて行われるインタレース符号化技法が用いられていなかった。しかし、フレーム間の空間的及び／又は時間的相関性がフィールド間の相関性より低い場合、２値形状信号の符号化の効率を向上させるのにはインタレース符号化技法が適している。プログレッシブ符号化技法及びインタレース符号化技法を用いて２値形状信号を適応的に符号化する例示的な方法及びその装置が、本特許出願と出願人を同じくする日本国特許第３３８，８２８／９７号に「モード信号符号化装置」との名称で開示されている。
【００１５】
２値形状信号（即ち、形状情報）と同様に、テキスチャー情報も符号化効率を向上させるために、プログレッシブ符号化技法及びインタレース符号化技法によって適応的に符号化される。
【００１６】
適応的符号化処理の結果、形状情報及びテキスチャー情報がプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合、フレームベース動きベクトルをフレームベース動き推定方法によって生成し、そうでない場合には、フィールドベース動きベクトルをフィールドベース動き推定方法によって生成することができる。
【００１７】
しかし、従来の２値形状符号化技法は、２値形状信号を符号化する際にフレームベース動きベクトルのみを用いている、という不都合がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、プログレッシブ符号化技法及びインタレース符号化技法を用いて２値形状信号を適応的に符号化する映像信号エンコーダに用いられ、フレームベース動きベクトル、及びフィールドベース動きベクトルに基づいて、２値形状信号の動きベクトルを効果的に符号化する映像信号符号化装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、プログレッシブ符号化又はインターレース符号化技法を選択的に用いて、Ｍ×Ｎ個（Ｍ及びＮは正の整数）の２値画素よりなる複数の２値アルファブロック（ＢＡＢ）に分割される形状情報と、前記ＢＡＢと同一の数の画素を有する複数のマクロブロックを有するテキスチャー情報とを有する映像信号を符号化する映像信号エンコーダに用いられ、前記形状情報の動きベクトルを符号化する映像信号符号化装置であって、
前記プログレッシブ符号化技法又は前記インターレース符号化技法のうち何れが目標ＢＡＢを符号化するのにより効果的であるかを決定して、符号化タイプ信号を発生する符号化タイプ決定手段と、
前記符号化タイプ信号に応じて、前記目標ＢＡＢ、又は前記インタレース符号化技法によって前記目標ＢＡＢを分割することにより生成される上部及び下部フィールドＢＡＢを発生するＢＡＢ発生手段と、
前記形状情報及びテキスチャー情報に対するフレームベース動きベクトル、及びフィールドベース動きベクトルを有する候補動きベクトル予測値（ＭＶＰ）のうち、前記目標ＢＡＢ、又は前記上部及び下部フィールドＢＡＢのうちの何れか１つに対応するフレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰを検出するＭＶＰ検出手段と、
前記検出されたＭＶＰを用いて、前記目標ＢＡＢに対応する動きベクトルを決定する動きベクトル決定手段と、
前記目標ＢＡＢに対応する前記動きベクトルを符号化する符号化手段とを含むことを特徴とする映像信号符号化装置が提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００２１】
図１は、１つのフレーム（又は、ＶＯＰ）における物体（オブジェクト）に対するテキスチャー情報及び形状情報を符号化する映像信号符号化器の概略的なブロック図である。テキスチャー情報は各々Ｍ×Ｎ個（例えば、１６×１６個）の画素よりなる複数のマクロブロックによって表現され、形状情報はマクロブロックと同一の数を有する画素よりなる複数の２値アルファブロック（ＢＡＢ）によって表現される。ここで、Ｍ及びＮは正の整数である。
【００２２】
テキスチャ符号化部１００はプログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法を用いて、マクロブロック単位で供給されるテキスチャー情報を適応的に符号化する。インターレース符号化技法によれば、マクロブロックは上部フィールドブロック及び下部フィールドブロックに分割され、各フィールドマクロブロックは（Ｍ／２）×Ｎ個（例えば、８×１６個）の画素を有する。この両フィールドブロックはフィールド単位で符号化される。一方、プログレッシブ符号化技法においては、マクロブロックは上記分割過程等のプロセス無しに符号化される。
【００２３】
上記テキスチャー符号化プロセスの結果、テキスチャ符号化部１００は符号化テキスチャー情報をデータＭＵＸ３００に供給し、テキスチャー動きベクトル情報をラインＬ１０を通して形状符号化部２００に供給する。このテキスチャー動きベクトル情報は、プログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法のうちの何れか１つを用いてマクロブロックを符号化することによって生成される。この場合、マクロブロックに対応する動きベクトルが存在しない場合は、テキスチャに対する動きベクトル情報はマクロブロックに対応する動きベクトルの不在を表すデータを有し、動きベクトルが存在する場合には、テキスチャに対する動きベクトル情報はその動きベクトルを有する。
【００２４】
詳述すると、マクロブロックがプログレッシブ符号化技法によってインター符号化される場合は、マクロブロックに対応する１つのフレームベース動きベクトルが存在する。一方、マクロブロックがインターレース符号化技法によってインター符号化される場合には、マクロブロックの上部及び下部フィールドブロックに各々対応する２つのフィールドベース動きベクトル（即ち、上部フィールド動きベクトル及び下部フィールド動きベクトル）が存在する。又、マクロブロックがイントラ符号化される場合は、該当動きベクトルは定義されず、動きベクトルも存在しない。
【００２５】
形状符号化部２００はプログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法を用いて、ＢＡＢ単位で入力される形状情報を適応的に符号化して、符号化形状情報をデータＭＵＸ３００に供給する。
【００２６】
データＭＵＸ３００は、テキスチャ符号化部１００から受取った符号化テキスチャー情報及び形状符号化部２００から受取った符号化形状情報を多重化して、符号化映像信号としてその伝送のために伝送器（図示せず）に供給する。
【００２７】
図２は、本発明の実施例による図１中の形状符号化部２００の詳細なブロック図である。形状情報は現ＢＡＢとしてフレームモード検出部２１０に供給される。
【００２８】
このフレームモード検出部２１０は、現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿０」であるか又は「ａｌｌ＿２５５」であるかを調べる。詳述すると、現ＢＡＢはＴ×Ｓ個（例えば、４×４個）の２値画素に分割され、よって、現ＢＡＢは各々が４×４個の２値画素よりなる４個のサブブロックを有する。ここで、Ｔ及びＳは正の整数である。
【００２９】
現ＢＡＢにおける各サブブロックと「ａｌｌ＿０」のＢＡＢのサブブロックとの間のエラーが予め定められた閾値以下である場合、フレームモード検出部２１０は現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿０」であることを表すタイプ１の指示信号Ｂ１をフレーム符号化部２４０に供給する。ここで、「ａｌｌ＿０」ＢＡＢは内部の各画素値が０であるＢＡＢを表す。
【００３０】
又、現ＢＡＢにおける各サブブロックと「ａｌｌ＿２５５」のＢＡＢのサブブロックとの間のエラーが予め定められた閾値以下である場合には、フレームモード検出部２１０は、現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿２５５」であることを表すタイプ２の指示信号Ｂ１をフレーム符号化部２４０に供給する。ここで、「ａｌｌ＿２５５」のＢＡＢは内部の各画素値が２５５であるＢＡＢを表す。
【００３１】
又、現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿０」でも「ａｌｌ＿２５５」でもない場合には、フレームモード検出部２１０は指示信号を、現ＢＡＢをラインＬ２０を介して符号化タイプ決定部２２０、スイッチ２３０、動き推定及び補償（ＭＥ＆ＭＣ）部２６０に各々供給する。
【００３２】
符号化タイプ決定部２２０は、フレームベース現ＢＡＢ及びフィールドベース現ＢＡＢにおける画素行間の空間的相関性を比較して、プログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法のうち、フレームモード検出部２１０から伝送された現ＢＡＢを符号化するためのより効果的な符号化技法を選択し、該当符号化技法を表す符号化タイプ信号Ｅ１を発生して、スイッチ２３０、ＭＥ＆ＭＣ部２６０及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）２７０に各々供給する。
【００３３】
スイッチ２３０は符号化タイプ決定部２２０からの符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、ラインＬ２０を通して伝送された現ＢＡＢを、ラインＬ２２を通してフレーム符号化部２４０に供給するか、又はラインＬ２４を通してフィールド符号化部２５０に供給する。詳述すると、符号化タイプ信号Ｅ１がプログレッシブ符号化技法を表す場合は、現ＢＡＢはフレーム符号化部２４０に供給され、そうでない場合には、フィールド符号化部２５０に供給される。従って、フレーム符号化部２４０又はフィールド符号化部２５０は、現ＢＡＢが供給されるかによって動作を実行する。
【００３４】
現ＢＡＢがラインＬ２２を通してフレーム符号化部２４０に供給される場合は、フレーム符号化部２４０はフレームベース符号化技法（即ち、プログレッシブ符号化技法）を用いて、ＭＥ＆ＭＣ部２６０と相互作用して現ＢＡＢを符号化することによって、フレーム符号化データ及び現ＢＡＢに対応するフレームモード信号を発生する。ここで、フレームモード信号はフレーム符号化データの符号化状態を表し、上記表１に記載されている７つのモードのうちの何れか１つを有する。詳述すると、モード２（即ち、「ａｌｌ＿０」）又はモード３（即ち、「ａｌｌ＿２５５」）は、フレームモード検出部２１０から供給された指示信号Ｂ１のみに基づいて決定される。符号化フレームモード信号を有するフレーム符号化データは、ラインＬ４２を通してＭＵＸ２７０に供給され、フレームモード信号は、ラインＬ２６を通してＭＥ＆ＭＣ部２６０に伝送される。
【００３５】
一方、現ＢＡＢがラインＬ２４を通してフィールド符号化部２５０に供給される場合は、フィールド符号化部２５０はフィールドベース符号化技法（即ち、インタレース符号化技法）を用いて、ＭＥ＆ＭＣ部２６０と相互作用して現ＢＡＢを符号化することによって、フィールド符号化データ及び現ＢＡＢに対応するフィールドモード信号を発生する。ここで、フィールドモード信号はフィールド符号化データの符号化状態を表し、上記表１においてモード２、３はフレーム符号化部２４０のみによって決定されるので、残りの５つのモードのうちの何れか１つを有する。符号化フィールドモード信号を有するフィールド符号化データは、ラインＬ４４を通してＭＵＸ２７０に供給され、フィールドモード信号は、ラインＬ２８を通してＭＥ＆ＭＣ部２６０に伝送される。
【００３６】
ＭＵＸ２７０は、受け取ったフレーム符号化データ、フィールド符号化データ、及び符号化タイプ信号Ｅ１を多重化して、図１中のデータＭＵＸ３００に符号化形状情報として供給する。
【００３７】
以下、フレーム符号化部２４０又はフィールド符号化部２５０とＭＥ＆ＭＣ部２６０との間の相互関連動作に対しては、図３を参照して説明する。
【００３８】
ＭＥ＆ＭＣ部２６０はラインＬ２０上の現ＢＡＢと、符号化タイプ信号Ｅ１と、ラインＬ１０を通して図１中のテキスチャ符号化部１００から供給されたテキスチャー動きベクトル情報と、ラインＬ２６上のフレームモード信号又はラインＬ２８上のフィールドモード信号とに基づいて、現ＢＡＢに対するフレームベース又はフィールドベース動き推定処理を行う。
【００３９】
図３は、本発明の実施例によって、図２中のＭＥ＆ＭＣ部２６０の詳細なブロック図である。
【００４０】
図１中のテキスチャ符号化部１００から伝送されたテキスチャー動きベクトル情報は、テキスチャー動きベクトルメモリ２６９−２に格納される。
【００４１】
現ＢＡＢはラインＬ２０を通してＭＥ＆ＭＣ部２６０に供給された後、再編成部２６２に入力される。再編成部２６２は符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、現ＢＡＢを上部フィールドＢＡＢ及び下部フィールドＢＡＢに分割してラインＬ５０に供給するか、又は現ＢＡＢをラインＬ５０に直接伝送する。ここで、上部フィールドＢＡＢは現ＢＡＢにおける各奇数番目の行を有し、下部フィールドＢＡＢは現ＢＡＢにおける各偶数番目の行を有することが好ましい。再編成部２６２から出力された現ＢＡＢ、又は上部及び下部フィールドＢＡＢはラインＬ５０を通して動き推定部２６３及び再構成部２６６に供給される。
【００４２】
一方、動きベクトル予測値（ＭＶＰ）決定部２６１は符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、本発明による所定の規則によって、形状ＭＶメモリ２６９−１及びテキスチャーＭＶメモリ２６９−２に格納されている複数の候補ＭＶＰのうち、現ＢＡＢに対応する形状に対する動きベクトル予測値を検出する。このＭＶＰ検出過程に対しては、図４〜図７を参照して説明する。
【００４３】
本発明によれば、映像信号の形状情報及びテキスチャー情報が、プログレッシブ符号化技法及びインターレース符号化技法を用いて適応的に符号化されるため、形状ＭＶメモリ２６９−１も、テキスチャーＭＶメモリ２６９−２に格納されているテキスチャー動きベクトル情報と類似な形状動きベクトル情報を格納する。即ち、現ＢＡＢに対応する動きベクトルが存在しない場合、形状動きベクトル情報は現ＢＡＢに対応する動きベクトルの不在を表すデータを有し、動きベクトルが存在する場合には、形状動きベクトル情報は、該当動きベクトルのみならずテキスチャ動きベクトル情報も有する。表１に示す２値形状信号の符号化モードを参照すると、現ＢＡＢの符号化モードがモード０、１、５、６のうちの何れか１つとして決定される場合は、現ＢＡＢに対する少なくとも１つの動きベクトルが存在し、符号化モードがモード２、３、４のうちの何れか１つとして決定される場合には、動きベクトルがモード２、３及び４に対しては定義されないので、現ＢＡＢに対する動きベクトルは存在しない。
【００４４】
さらに、現ＢＡＢがプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合は、該当形状動きベクトル情報は、１つのフレームベース動きベクトルを有し、現ＢＡＢがインタレース符号化技法によって符号化される場合には、上部及び下部フィールドＢＡＢがフィールド単位で符号化されるため、両フィールドＢＡＢに対応する２つのフィールドベース動きベクトル（即ち、上部フィールド動きベクトル及び下部フィールド動きベクトル）を含む。
【００４５】
選択部２６８においては、ラインＬ２６又はＬ２８上の各ＢＡＢに対するモード信号と動き推定部２６３にて各ＢＡＢに対して生成されることがあるラインＬ５５上の動きベクトルＭＶとに基づいて、形状動きベクトル情報が決定される。
【００４６】
即ち、ＢＡＢの符号化モードがモード２、３及び４のうちの何れか１つである場合は、該当動きベクトルが存在しても動きベクトルは意味をもたない。従って、その場合、選択部２６８は動きベクトルの不在を表す形状動きベクトル情報を形状ＭＶメモリ２６９−１に供給する。一方、ＢＡＢの符号化モードが０、１、５及び６のうちの何れか１つである場合には、ＢＡＢに対する動きベクトルが少なくとも１つ存在するので、該当動きベクトルを有する形状動きベクトル情報が形状ＭＶメモリ２６９−１に供給される。
【００４７】
上述したように、形状ＭＶメモリ２６９−１及びテキスチャーＭＶメモリ２６９−２に格納されているフレームベース動きベクトル及びフィールドベース動きベクトルは、候補ＭＶＰになり得る。従って、ＭＶＰ決定部２６１は符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、候補ＭＶＰのうち、現ＢＡＢに対するフレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰを検出する。
【００４８】
現ＢＡＢがプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合、即ち、符号化タイプ信号Ｅ１がフレームベース符号化を表す場合は、現ＢＡＢに対するフレームベースＭＶＰが生成される。一方、現ＢＡＢがインターレース符号化技法によって符号化される場合、即ち、符号化タイプ信号Ｅ１がフィールドベース符号化を表す場合には、現ＢＡＢに対する上部及び下部フィールドＢＡＢに対応する上部及び下部フィールドＭＶＰを有するフィールドベースＭＶＰが生成される。
【００４９】
その後、ＭＶＰ決定部２６１は、決定されたＭＶＰ（即ち、フレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰ）を、動き推定部２６３及び動きベクトル差分（ＭＶＤ）計算部２６４に各々供給する。
【００５０】
動き推定部２６３は、ＭＶＰ決定部２６１から供給されたフレームベース又はフィールドベースＭＶＰのうちの何れか１つと、再編成部２６２から出力された現ＢＡＢ又は上部及び下部フィールドＢＡＢのうちの何れか１つと、フレームメモリ２６７から取出された前フレームとに基づいて、現ＢＡＢに対するフレームベース又はフィールドベース動きベクトルを決定する。
【００５１】
例えば、ＭＰＥＧ−４に開示されたように、現ＢＡＢに対するフレームベース動きベクトルは、次のフレームベース動き推定の過程にて該当フレームベースＭＶＰを用いて決定される。動き補償エラーは、フレームベースＭＶＰによって指示されたＢＡＢと現ＢＡＢとを比較して計算される。この計算された動き補償エラーが各４×４個のサブブロックに対して予め定められた閾値以下である場合は、フレームベースＭＶＰが直接フレームベース動きベクトルとして用いられ、プロセスは終了する。
【００５２】
しかし、上記条件を満足しない場合、候補動きベクトルは、候補動きベクトルによって指定されるＢＡＢと現ＢＡＢとを比較して、１６×１６個の動き補償（ＭＣ）エラーを計算する間フレームベースＭＶＰの周りで決定される。探索領域は水平及び垂直方向に沿ってフレームベースＭＶＰを基準として１６個の画素である。しかる後、最小のＭＣエラーをもたらす候補動きベクトルが現ＢＡＢのフレームベース動きベクトルとして決定される。
【００５３】
フィールドベース動き推定の過程も、フレームベース動き推定の過程と同様な方法にて、各フィールドＢＡＢに対して行われる。
【００５４】
現ＢＡＢのＭＶ（即ち、フレームベースＭＶ又はフィールドベースＭＶ）は、ラインＬ５５を通して、ＭＶＤ計算部２６４、動き補償部２６５及び選択部２６８に各々供給される。
【００５５】
ＭＶＤ計算部２６４は、現ＢＡＢに対応する形状動きベクトル差分（ＭＶＤ）を計算して、現ＢＡＢの符号化タイプによってラインＬ３０又はＬ３２に供給する。ここで、ＭＶＤはＭＶとＭＶＰとの間の差分を表す。
【００５６】
動き補償部２６５は、動き推定部２６３から生成されたＭＶ及びフレームメモリ２６７から取出された前フレームに基づいて、従来の動き補償法を用いて動き補償ＢＡＢを発生して、現ＢＡＢの符号化タイプによってラインＬ３４又はＬ３６に、再構成部２６６に供給する。
【００５７】
再構成部２６６は、ラインＬ２６又はＬ２８上の現ＢＡＢのモード信号に応じて、動き補償部２６５から供給された動き補償ＢＡＢ又は、再編成部２６２から出力されたラインＬ５０上の現ＢＡＢ又は上部及び下部フィールドＢＡＢを選択して、再構成ＢＡＢとして発生する。一方、フレーム符号化部２４０から出力されたラインＬ２６上のモード信号がモード２又はモード３のうちの１つを表す場合、再構成ＢＡＢは「ａｌｌ＿０」ＢＡＢ又は「ａｌｌ＿２５５」ＢＡＢになる。
【００５８】
再構成ＢＡＢは現ＢＡＢの符号化タイプによってラインＬ３８又はＬ４０に供給され、再構成現フレームの発生のためにフレームメモリ２６７に供給される。この再構成現フレームは、フレームメモリ２６７に前フレームとして格納される。
【００５９】
上記において、ＭＶＤ計算部２６４、動き補償部２６５及び再構成部２６６の出力は、現ＢＡＢがプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合は、フレーム単位で生成され、各ラインＬ３０、Ｌ３４及びＬ３８を通してフレーム符号化部２４０に入力され、そうでない場合には、フィールド単位で生成され、各ラインＬ３２、Ｌ３６及びＬ４０を通してフィールド符号化部２５０に供給される。
【００６０】
従って、フレーム符号化部２４０は、現ＢＡＢの符号化モードを決定し、指示信号Ｂ１と、スイッチ２３０を通して伝送された現ＢＡＢと、ラインＬ３０上のフレームベースＭＶＤと、ラインＬ３４上の動き補償ＢＡＢと、ラインＬ３８上の再構成ＢＡＢとに基づいて、従来技術の同じ方法にてフレーム符号化データを発生する。
【００６１】
同様に、フィールド符号化部２５０は、現ＢＡＢに対応する上部及び下部フィールドＢＡＢの符号化モードを決定し、スイッチ２３０を通して供給された現ＢＡＢ、ラインＬ３２上のフィールドベースＭＶＤ、ラインＬ３６上の上部及び下部フィールドＢＡＢに対応する動き補償ＢＡＢ及びラインＬ４０上の再構成ＢＡＢに基づいて、上部及び下部フィールドＢＡＢに対応するフィールド符号化データを発生する。
【００６２】
以下、図４〜図７を参照して、動きベクトル決定及び符号化の過程をより詳細に説明する。
【００６３】
本発明によれば、現ＢＡＢに対するＭＶＰは、図７（Ａ）に示すような現ＢＡＢ（例えば、ＳＢ）を取囲むＢＡＢ（例えば、Ｓ１〜Ｓ３）の形状動きベクトルと、図７（Ｂ）に示すようなマクロブロック（例えば、現ＢＡＢ ＳＢに対応するＴＢ）を取囲むマクロブロック（例えば、Ｔ１〜Ｔ３）のテキスチャー動きベクトルとよりなる複数の候補ＭＶＰのなかから選択される。
【００６４】
現ＢＡＢを取囲む各ＢＡＢ、及び現ＢＡＢに対応するマクロブロックを取囲む各マクロブロックは、符号化タイプによってフレームベース動きベクトル、又は上部及び下部フィールド動きベクトルを有するフィールドベース動きベクトルを含む。
【００６５】
従って、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰを決定するために、候補ＭＶＰはＭＰＥＧ−４及び現ＢＡＢの符号化タイプによって決定される優先順位によって決定される。ＭＰＥＧ−４によれば、図７（Ａ）に示したように、現ＢＡＢ ＳＢを取囲むＢＡＢ Ｓ１〜Ｓ３は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順の優先順位を有し、同様に、マクロブロックＴＢを取囲むマクロブロックＴ１〜Ｔ３は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の順の優先順位を有する。符号化タイプによる優先順位は図４〜図６を参照して説明する。
【００６６】
図４を参照すると、ステップＳ１０においては、図２中の符号化タイプ決定部２２０にて決定された現ＢＡＢの符号化タイプがプログレッシブ符号化タイプであるかを判定する。判定の結果、現ＢＡＢの符号化タイプがプログレッシブ符号化タイプとして決定される場合、プロセスはステップＳ２０に進んで、ここで候補ＭＶＰのうち、フレームベース動きベクトルをフィールドベース動きベクトルの先に検討して、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰを決定する。
【００６７】
ステップＳ２０においては、図７（Ａ）のＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰsのうち適切なフレームベース形状動きベクトルＭＶsが存在するかを判定する。
【００６８】
判定の結果、フレームベースＭＶsが存在する場合、プロセスがステップＳ７０に進んで、検出したフレームベースＭＶsを現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定する。その後、プロセスはタップＢを介して図６中のステップＳ９０に進む。
【００６９】
フレームベースＭＶsが存在する場合には、ステップＳ３０にて、図７（Ａ）のＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフィールドベースＭＶsが存在するかを判定し、判定の結果、上部及び下部動きベクトルを有するフィールドベースＭＶsが存在する場合、プロセスはステップＳ８０に進む。
【００７０】
ステップＳ８０においては、フィールドベースＭＶsに含まれた上部及び下部フィールド動きベクトルの平均値を計算して、その平均値を現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定する。その後、プロセスはタップＢを介して図６中のステップＳ９０に進む。
【００７１】
ステップＳ３０における判定の結果、フィールドベースＭＶsが検出されない場合は、ステップＳ４０にて、図７（Ｂ）示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフレームベーステキスチャー動きベクトルＭＶTが存在するかを判定し、判定の結果、存在すると、フレームベースＭＶTは現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定され（ステップＳ７０）、そうでない場合には、ステップＳ５０に進む。
【００７２】
ステップＳ５０にては、ステップＳ４０と同一の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフィールドベースＭＶTが存在するか否かを判定し、判定の結果、上部及び下部フィールド動きベクトルを有するフィールドベースＭＶTが存在する場合は、ステップＳ８０に進む。
【００７３】
ステップＳ８０においては、フィールドベースＭＶTに含まれた上部及び下部フィールド動きベクトルの平均値を計算し、その平均値を現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定する。その後、プロセスはタップＢを介して図６中のステップＳ９０に進む。
【００７４】
一方、ステップＳ２０〜Ｓ５０の判定の結果、候補ＭＶＰのうちフレームベース動きベクトルもフィールドベース動きベクトルも存在しない場合には、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰは０に設定される（ステップＳ６０）。
【００７５】
現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰを決定するステップＳ２０〜Ｓ８０は、図３中のＭＶＰ決定部２６１にて行われる。
【００７６】
続いて、図６中のステップＳ９０において、現ＢＡＢのフレームベース動きベクトルＭＶは、図３中の動き推定部２６３にてＭＰＥＧ−４によって、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰに基づいて決定される。
【００７７】
ステップＳ１００においては、現ＢＡＢのフレームベースＭＶからフレームベースＭＶＰを減算して、現ＢＡＢのフレームベース動きベクトル差分ＭＶＤを計算する。
【００７８】
その後、フレームベースＭＶＤは図２中のフレーム符号化部２４０に伝送され（ステップＳ１１０）、動きベクトル決定及び符号化の過程は終了する。
【００７９】
一方、図４のステップＳ１０において、現ＢＡＢの符号化タイプがプログレッシブ符号化タイプでない場合は、即ち、現ＢＡＢがインターレース符号化技法によって符号化される場合は、フレームベース動きベクトルの先にフィールドベース動きベクトルが検討され、プロセスはタップＡを介して図５中のステップＳ１２０に進む。
【００８０】
ステップＳ１２０では、図７のＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰのうち上部及び下部動きベクトルを有する適切なフィールドベースＭＶsが存在するかを判定する。判定の結果、フィールドベースＭＶsが存在する場合、プロセスはステップＳ１６０に進み、ここで、上部及び下部フィールドＭＶＰを有するフィールドベースＭＶＰはフィールドベースＭＶsに基づいて決定される。この上部及び下部フィールドＭＶＰは現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＢＡＢに各々対応する。
【００８１】
本発明の実施例によれば、フィールドベースＭＶsの上部フィールド動きベクトルは現ＢＡＢの上部フィールドＭＶＰとして、下部フィールド動きベクトルは現ＢＡＢの下部フィールドＭＶＰとして決定される。
【００８２】
本発明の他の実施例によれば、フィールドベースＭＶsの下部フィールド動きベクトルは現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶＰとして決定される。
【００８３】
一方、ステップＳ１２０にて適切なフィールドベースＭＶsが選択されない場合は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフレームベースＭＶsが存在するかを判定する（ステップＳ１３０）。
【００８４】
判定の結果、フレームベースＭＶsが存在する場合は、フレームベースＭＶsを現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶＰとして決定し（ステップＳ１６０）、そうでない場合には、ステップＳ１４０に進む。
【００８５】
ステップＳ１４０においては、図７（Ｂ）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３の順序で候補ＭＶＰのうち上部及び下部フィールド動きベクトルを有するフィールドベースＭＶTが存在するかを判定する。
【００８６】
判定の結果、フィールドベースＭＶTが存在する場合は、上記フィールドベースＭＶSを用いてフィールドベースＭＶＰを決定する方法と同様に、現ＢＡＢのフィールドベースＭＶＰが決定される（ステップＳ１６０）。
【００８７】
一方、フィールドベースＭＶTが存在しない場合には、ステップＳ１４０と同一の順序に、候補ＭＶＰのうちフレームベースＭＶTが存在するか否かを判定する（ステップＳ１５０）。
【００８８】
判定の結果、フレームベースＭＶTが存在する場合は、フレームベースＭＶTを現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶＰとして決定し（ステップＳ１６０）、プロセスはタップＣを介して図６中のステップＳ１８０に進む。
【００８９】
ステップＳ１２０〜Ｓ１５０の判定の結果、候補ＭＶＰのうちフレームベース動きベクトルもフィールドベース動きベクトルも存在しない場合には、現ＢＡＢのフィールドベースＭＶＰは０に設定され（ステップＳ１７０）、プロセスはタップＣを介して図６中のステップＳ１８０に進む。
【００９０】
ステップＳ１８０においては、現ＢＡＢのフィールドベースＭＶをＭＰＥＧ−４によってフィールド単位で決定して、現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶを発生する。
【００９１】
ステップＳ１８０にてフィールドベースＭＶが決定される場合、フィールド単位で現ＢＡＢのフィールドベースＭＶ及びＭＶＰを用いてフィールドベースＭＶＤを計算する（ステップＳ１９０）。
【００９２】
ステップＳ２００においては、図２に示したように、フィールドベースＭＶＤがラインＬ３２を通してフィールド符号化部２５０に供給され、動きベクトル決定及び符号化の過程は終了する。
【００９３】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００９４】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、２値形状信号の動きベクトルの符号化に際してフレームベース動きベクトルのみならず、フィールドベース動きベクトルも共に用いることによって、符号化の効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】映像信号エンコーダのブロック図である。
【図２】本発明による図１中の形状符号化部の詳細なブロック図である。
【図３】図２中の動き推定及び動き補償（ＭＥ＆ＭＣ）部の詳細なブロック図である。
【図４】本発明による動きベクトル符号化の過程を説明するためのフロー図である。
【図５】同じく、本発明による動きベクトル符号化の過程を説明するためのフロー図である。
【図６】同じく、本発明による動きベクトル符号化の過程を説明するためのフロー図である。
【図７】Ａ及びＢよりなり、Ａは２値アルファブロックＳ１〜Ｓ３の形状動きベクトルからなる、ＢはマクロブロックＴ１〜Ｔ３のテキスチャー動きベクトルからなる複数の候補ＭＶＰのうち、動きベクトル予測値を決定する過程を説明する模式図である。
【符号の説明】
１００ テキスチャ符号化部
２００ 形状符号化部
２１０ フレームモード検出部
２２０ 符号化タイプ決定部
２３０ スイッチ
２４０ フレーム符号化部
２５０ フィールド符号化部
２６０ 動き推定及び補償（ＭＥ＆ＭＣ）部
２６１ 動きベクトル予測値（ＭＶＰ）決定部
２６２ 再編成部
２６３ 動き推定部
２６４ 動きベクトル差分（ＭＶＤ）計算部
２６５ 動き補償部
２６６ 再構成部
２６７ フレームメモリ
２６８ 選択部
２６９−１ 形状動きベクトル（ＭＶ）メモリ
２６９−２ テキスチャーＭＶメモリ
２７０ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
３００ データＭＵＸ
【発明の属する技術分野】
本発明は、２値形状信号符号化装置に関し、特に、２値形状信号の動きベクトルを符号化する２値形状信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、テレビ電話及び電子会議のようなディジタルテレビジョンシステムにおいて、ビデオフレーム信号におけるビデオライン信号が「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータからなっているため、各ビデオフレーム信号を表現するのには大量のディジタルデータが必要である。しかしながら、通常の伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているので、そのチャネルを通して大量のディジタルデータを伝送するためには、特に、テレビ電話及び電子会議のような低ビットレートの映像信号符号化システムの場合、様々なデータ圧縮技法を用いて伝送すべきデータの量を圧縮するか減らさなければならない。
【０００３】
低ビットレートの映像信号符号化システムにおいて、映像信号を符号化する方法の１つに、所謂、物体（オブジェクト）指向分析／合成符号化法（Ｏｂｊｅｃｔ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ−ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）がある。このオブジェクト指向分析／合成符号化法によれば、入力ビデオ映像は複数の物体（オブジェクト）に分けられ、各オブジェクトの動き、輪郭線及び画素データを規定する３組よりなるパラメータが異なる符号化チャネルを通して処理される。
【０００４】
このオブジェクト指向符号化方法の一例としては、いわゆるＭＰＥＧ−４（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ−４）があるが、この技法は、低ビットレート通信、相互対話式マルチメディア（例えば、ゲーム、相互対話式ＴＶなど）及び領域監視用の機構のような応用分野において、コンテキストに基づいたインタラクティビティ、向上された符号化の効率性の向上及び／又はユニバーサルなアクセス可能性を許容する視聴覚符号化の標準案を提供する。
【０００５】
このＭＰＥＧ−４によれば、入力ビデオ映像は、ビットストリーム内でユーザがアクセスし得るか、又は操作し得るエンティティに対応する複数の映像物体平面（ＶＯＰ）に分割される。ＶＯＰは物体として称され、幅及び高さが１６画素（マクロブロックの大きさ）の最小倍数である、各物体を取り囲む境界四角形として表れ得る。従って、エンコーダは入力ビデオ映像をＶＯＰ単位に処理することになる。
【０００６】
ＭＰＥＧ−４に開示されたＶＯＰは、ルミナンスデータ及びクロミナンスデータより構成される形状情報及びカラー情報を有する。ここで、形状情報は２値形状信号で表現され、アルファプレーンとして称される。このアルファプレーンは各々が１６×１６個の２値画素よりなる複数の２値アルファブロック（ＢＡＢ）に分割される。各２値画素は背景画素又は物体画素のうちの何れか１つとして分類される。ここで、背景画素はアルファプレーンにおける物体の外側に位置し、２値画素値（例えば、０値）として割当てられ、物体画素は物体の内側に位置し、２値画素値（例えば、２５５）として割当てられる。
【０００７】
ＢＡＢにおける各２値画素は、コンテキストに基づいた算術符号化（ＣＡＥ）技法のような従来のビットマップベース形状符号化技法を用いて符号化され得る。例えば、イントラモードにおいて、ＢＡＢにおける全ての２値画素は、イントラＣＡＥ法によって符号化されて、イントラ符号化ＢＡＢを発生する。ここで、イントラＣＡＥ法によるＢＡＢにおける各２値画素に対する内容値は、ＢＡＢにおける各２値画素を取囲む所定の数（例えば、１０個）の２値画素の値を用いて計算される。一方、インター符号化モードにおいては、現ＢＡＢにおける全ての２値画素はインタＣＡＥ法によって符号化されて、インター符号化ＢＡＢを発生する。ここで、インタＣＡＥ技法による現ＢＡＢにおける各２値画素の内容値は、現ＢＡＢにおける各２値画素を取囲む所定の数（例えば、４個）の２値画素の値と境界動き補償ＢＡＢにおける所定の数（例えば、５個）の２値画素の値とを用いて計算される（ＭＰＥＧ−４ Ｖｉｄｅｏ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ ７．０，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ， Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ＭＰＥＧ９７／Ｎ１６４２， Ｂｒｉｓｔｏｌ、１９９７年４月、２８〜３０頁参照）。
【０００８】
一方、従来の２値形状符号化技法においては、符号化の効率を向上させるために、ＢＡＢに対する該当符号化条件を表示するか又は特徴づけるモード信号が符号化されることによって、該当符号化モード信号を発生して伝送する。
【０００９】
例えば、ＢＡＢにおける全ての２値画素が物体画素である場合は、物体画素の２値画素値を符号化して符号化２値画素値を伝送することより、ＢＡＢにおける全ての２値画素が物体画素であることを表すモード信号を符号化することが好ましい。このように、該当符号化モード信号をＢＡＢに対する２値形状情報として伝送することによって、符号化の効率を向上させることができる。
【００１０】
表１には、従来のモード符号化方法によるＢＡＢの２値アルファ情報に対する７つのモードが示されている。ここで、ＢＡＢの形状動きベクトル差分（ＭＶＤ）は、形状動きベクトルＭＶと形状動きベクトル予測値ＭＶＰとの間の差分であり、ＭＶＰは、従来の動き推定方法を用いて決定される（ＭＰＥＧ−４ Ｖｉｄｅｏ Ｖｅｒｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ ７．０、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ、Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ＭＰＥＧ９７／Ｎ１６４２， Ｂｒｉｓｔｏｌ、Ａｐｒｉｌ １９９７、ｐｐ．２０〜２３参照）。
【００１１】
【表１】
表１において、モード０は現ＢＡＢに対するＭＶＤが０であり、現ＢＡＢが最も類似な候補ＢＡＢによって表現され得ることを表し、モード１は現ＢＡＢに対するＭＶＤが０でない値を有し、現ＢＡＢが最も類似な候補ＢＡＢによって表現され得ることを表す。モード０の現ＢＡＢに対してはモード信号のみが符号化され、モード１の現ＢＡＢに対してはモード信号及び該当ＭＶＤによって現れる。「ｎｏ＿ｕｐｄａｔｅ」の決定の際は、最も類似な候補ＢＡＢの各画素と現ＢＡＢにおける該当画素との間の差分によって差分ＢＡＢが形成され、差分ＢＡＢに含まれた４×４個の画素よりなる４×４個のサブブロックのうちの何れかに対するエラーが予め定められた閾値より小さいか否かが判定される。ここで、サブブロックのエラーは、例えば、サブブロックにおける絶対画素値の和である。全てのサブブロックのエラー値が閾値以下である場合は、現ＢＡＢはＭＶＤの値によってモード０又は１として決定される。
【００１３】
同様に、現ＢＡＢにおける全ての画素が０に変わるとき、４×４個のサブブロックに対するエラーが閾値以下である場合には、現ＢＡＢは「ａｌｌ＿０」モード（即ち、モード２）として符号化される。現ＢＡＢにおける全ての画素が２５５に変わるとき、４×４個のサブブロックに対するエラーが閾値以下である場合は、現ＢＡＢは「ａｌｌ＿２５５」モード（即ち、モード３）として符号化される。モード２又はモード３の現ＢＡＢに対しては、モード信号のみが符号化される。現ＢＡＢがモード０〜３のうちの何れにも属さない場合は、「イントラＣＡＥ」又は「インタＣＡＥ」技法が現ＢＡＢを符号化するために用いられる。モード４の現ＢＡＢはモード信号及びイントラＣＡＥ符号化済みのＢＡＢデータによって、モード５の現ＢＡＢはモード信号及びインタＣＡＥ符号化済みのＢＡＢデータによって、モード６の現ＢＡＢはモード信号、インタＣＡＥ符号化済みのＢＡＢデータ及びＭＶＤによって各々表現される。
【００１４】
上述したモード符号化技法を用いる従来の２値形状符号化方法では、基本的にプログレッシブ符号化を用いる。即ち、従来の２値形状符号化方法ではフィールドベース動き推定方法を用いて行われるインタレース符号化技法が用いられていなかった。しかし、フレーム間の空間的及び／又は時間的相関性がフィールド間の相関性より低い場合、２値形状信号の符号化の効率を向上させるのにはインタレース符号化技法が適している。プログレッシブ符号化技法及びインタレース符号化技法を用いて２値形状信号を適応的に符号化する例示的な方法及びその装置が、本特許出願と出願人を同じくする日本国特許第３３８，８２８／９７号に「モード信号符号化装置」との名称で開示されている。
【００１５】
２値形状信号（即ち、形状情報）と同様に、テキスチャー情報も符号化効率を向上させるために、プログレッシブ符号化技法及びインタレース符号化技法によって適応的に符号化される。
【００１６】
適応的符号化処理の結果、形状情報及びテキスチャー情報がプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合、フレームベース動きベクトルをフレームベース動き推定方法によって生成し、そうでない場合には、フィールドベース動きベクトルをフィールドベース動き推定方法によって生成することができる。
【００１７】
しかし、従来の２値形状符号化技法は、２値形状信号を符号化する際にフレームベース動きベクトルのみを用いている、という不都合がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、プログレッシブ符号化技法及びインタレース符号化技法を用いて２値形状信号を適応的に符号化する映像信号エンコーダに用いられ、フレームベース動きベクトル、及びフィールドベース動きベクトルに基づいて、２値形状信号の動きベクトルを効果的に符号化する映像信号符号化装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、プログレッシブ符号化又はインターレース符号化技法を選択的に用いて、Ｍ×Ｎ個（Ｍ及びＮは正の整数）の２値画素よりなる複数の２値アルファブロック（ＢＡＢ）に分割される形状情報と、前記ＢＡＢと同一の数の画素を有する複数のマクロブロックを有するテキスチャー情報とを有する映像信号を符号化する映像信号エンコーダに用いられ、前記形状情報の動きベクトルを符号化する映像信号符号化装置であって、
前記プログレッシブ符号化技法又は前記インターレース符号化技法のうち何れが目標ＢＡＢを符号化するのにより効果的であるかを決定して、符号化タイプ信号を発生する符号化タイプ決定手段と、
前記符号化タイプ信号に応じて、前記目標ＢＡＢ、又は前記インタレース符号化技法によって前記目標ＢＡＢを分割することにより生成される上部及び下部フィールドＢＡＢを発生するＢＡＢ発生手段と、
前記形状情報及びテキスチャー情報に対するフレームベース動きベクトル、及びフィールドベース動きベクトルを有する候補動きベクトル予測値（ＭＶＰ）のうち、前記目標ＢＡＢ、又は前記上部及び下部フィールドＢＡＢのうちの何れか１つに対応するフレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰを検出するＭＶＰ検出手段と、
前記検出されたＭＶＰを用いて、前記目標ＢＡＢに対応する動きベクトルを決定する動きベクトル決定手段と、
前記目標ＢＡＢに対応する前記動きベクトルを符号化する符号化手段とを含むことを特徴とする映像信号符号化装置が提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００２１】
図１は、１つのフレーム（又は、ＶＯＰ）における物体（オブジェクト）に対するテキスチャー情報及び形状情報を符号化する映像信号符号化器の概略的なブロック図である。テキスチャー情報は各々Ｍ×Ｎ個（例えば、１６×１６個）の画素よりなる複数のマクロブロックによって表現され、形状情報はマクロブロックと同一の数を有する画素よりなる複数の２値アルファブロック（ＢＡＢ）によって表現される。ここで、Ｍ及びＮは正の整数である。
【００２２】
テキスチャ符号化部１００はプログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法を用いて、マクロブロック単位で供給されるテキスチャー情報を適応的に符号化する。インターレース符号化技法によれば、マクロブロックは上部フィールドブロック及び下部フィールドブロックに分割され、各フィールドマクロブロックは（Ｍ／２）×Ｎ個（例えば、８×１６個）の画素を有する。この両フィールドブロックはフィールド単位で符号化される。一方、プログレッシブ符号化技法においては、マクロブロックは上記分割過程等のプロセス無しに符号化される。
【００２３】
上記テキスチャー符号化プロセスの結果、テキスチャ符号化部１００は符号化テキスチャー情報をデータＭＵＸ３００に供給し、テキスチャー動きベクトル情報をラインＬ１０を通して形状符号化部２００に供給する。このテキスチャー動きベクトル情報は、プログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法のうちの何れか１つを用いてマクロブロックを符号化することによって生成される。この場合、マクロブロックに対応する動きベクトルが存在しない場合は、テキスチャに対する動きベクトル情報はマクロブロックに対応する動きベクトルの不在を表すデータを有し、動きベクトルが存在する場合には、テキスチャに対する動きベクトル情報はその動きベクトルを有する。
【００２４】
詳述すると、マクロブロックがプログレッシブ符号化技法によってインター符号化される場合は、マクロブロックに対応する１つのフレームベース動きベクトルが存在する。一方、マクロブロックがインターレース符号化技法によってインター符号化される場合には、マクロブロックの上部及び下部フィールドブロックに各々対応する２つのフィールドベース動きベクトル（即ち、上部フィールド動きベクトル及び下部フィールド動きベクトル）が存在する。又、マクロブロックがイントラ符号化される場合は、該当動きベクトルは定義されず、動きベクトルも存在しない。
【００２５】
形状符号化部２００はプログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法を用いて、ＢＡＢ単位で入力される形状情報を適応的に符号化して、符号化形状情報をデータＭＵＸ３００に供給する。
【００２６】
データＭＵＸ３００は、テキスチャ符号化部１００から受取った符号化テキスチャー情報及び形状符号化部２００から受取った符号化形状情報を多重化して、符号化映像信号としてその伝送のために伝送器（図示せず）に供給する。
【００２７】
図２は、本発明の実施例による図１中の形状符号化部２００の詳細なブロック図である。形状情報は現ＢＡＢとしてフレームモード検出部２１０に供給される。
【００２８】
このフレームモード検出部２１０は、現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿０」であるか又は「ａｌｌ＿２５５」であるかを調べる。詳述すると、現ＢＡＢはＴ×Ｓ個（例えば、４×４個）の２値画素に分割され、よって、現ＢＡＢは各々が４×４個の２値画素よりなる４個のサブブロックを有する。ここで、Ｔ及びＳは正の整数である。
【００２９】
現ＢＡＢにおける各サブブロックと「ａｌｌ＿０」のＢＡＢのサブブロックとの間のエラーが予め定められた閾値以下である場合、フレームモード検出部２１０は現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿０」であることを表すタイプ１の指示信号Ｂ１をフレーム符号化部２４０に供給する。ここで、「ａｌｌ＿０」ＢＡＢは内部の各画素値が０であるＢＡＢを表す。
【００３０】
又、現ＢＡＢにおける各サブブロックと「ａｌｌ＿２５５」のＢＡＢのサブブロックとの間のエラーが予め定められた閾値以下である場合には、フレームモード検出部２１０は、現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿２５５」であることを表すタイプ２の指示信号Ｂ１をフレーム符号化部２４０に供給する。ここで、「ａｌｌ＿２５５」のＢＡＢは内部の各画素値が２５５であるＢＡＢを表す。
【００３１】
又、現ＢＡＢの符号化モードが「ａｌｌ＿０」でも「ａｌｌ＿２５５」でもない場合には、フレームモード検出部２１０は指示信号を、現ＢＡＢをラインＬ２０を介して符号化タイプ決定部２２０、スイッチ２３０、動き推定及び補償（ＭＥ＆ＭＣ）部２６０に各々供給する。
【００３２】
符号化タイプ決定部２２０は、フレームベース現ＢＡＢ及びフィールドベース現ＢＡＢにおける画素行間の空間的相関性を比較して、プログレッシブ符号化技法又はインターレース符号化技法のうち、フレームモード検出部２１０から伝送された現ＢＡＢを符号化するためのより効果的な符号化技法を選択し、該当符号化技法を表す符号化タイプ信号Ｅ１を発生して、スイッチ２３０、ＭＥ＆ＭＣ部２６０及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）２７０に各々供給する。
【００３３】
スイッチ２３０は符号化タイプ決定部２２０からの符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、ラインＬ２０を通して伝送された現ＢＡＢを、ラインＬ２２を通してフレーム符号化部２４０に供給するか、又はラインＬ２４を通してフィールド符号化部２５０に供給する。詳述すると、符号化タイプ信号Ｅ１がプログレッシブ符号化技法を表す場合は、現ＢＡＢはフレーム符号化部２４０に供給され、そうでない場合には、フィールド符号化部２５０に供給される。従って、フレーム符号化部２４０又はフィールド符号化部２５０は、現ＢＡＢが供給されるかによって動作を実行する。
【００３４】
現ＢＡＢがラインＬ２２を通してフレーム符号化部２４０に供給される場合は、フレーム符号化部２４０はフレームベース符号化技法（即ち、プログレッシブ符号化技法）を用いて、ＭＥ＆ＭＣ部２６０と相互作用して現ＢＡＢを符号化することによって、フレーム符号化データ及び現ＢＡＢに対応するフレームモード信号を発生する。ここで、フレームモード信号はフレーム符号化データの符号化状態を表し、上記表１に記載されている７つのモードのうちの何れか１つを有する。詳述すると、モード２（即ち、「ａｌｌ＿０」）又はモード３（即ち、「ａｌｌ＿２５５」）は、フレームモード検出部２１０から供給された指示信号Ｂ１のみに基づいて決定される。符号化フレームモード信号を有するフレーム符号化データは、ラインＬ４２を通してＭＵＸ２７０に供給され、フレームモード信号は、ラインＬ２６を通してＭＥ＆ＭＣ部２６０に伝送される。
【００３５】
一方、現ＢＡＢがラインＬ２４を通してフィールド符号化部２５０に供給される場合は、フィールド符号化部２５０はフィールドベース符号化技法（即ち、インタレース符号化技法）を用いて、ＭＥ＆ＭＣ部２６０と相互作用して現ＢＡＢを符号化することによって、フィールド符号化データ及び現ＢＡＢに対応するフィールドモード信号を発生する。ここで、フィールドモード信号はフィールド符号化データの符号化状態を表し、上記表１においてモード２、３はフレーム符号化部２４０のみによって決定されるので、残りの５つのモードのうちの何れか１つを有する。符号化フィールドモード信号を有するフィールド符号化データは、ラインＬ４４を通してＭＵＸ２７０に供給され、フィールドモード信号は、ラインＬ２８を通してＭＥ＆ＭＣ部２６０に伝送される。
【００３６】
ＭＵＸ２７０は、受け取ったフレーム符号化データ、フィールド符号化データ、及び符号化タイプ信号Ｅ１を多重化して、図１中のデータＭＵＸ３００に符号化形状情報として供給する。
【００３７】
以下、フレーム符号化部２４０又はフィールド符号化部２５０とＭＥ＆ＭＣ部２６０との間の相互関連動作に対しては、図３を参照して説明する。
【００３８】
ＭＥ＆ＭＣ部２６０はラインＬ２０上の現ＢＡＢと、符号化タイプ信号Ｅ１と、ラインＬ１０を通して図１中のテキスチャ符号化部１００から供給されたテキスチャー動きベクトル情報と、ラインＬ２６上のフレームモード信号又はラインＬ２８上のフィールドモード信号とに基づいて、現ＢＡＢに対するフレームベース又はフィールドベース動き推定処理を行う。
【００３９】
図３は、本発明の実施例によって、図２中のＭＥ＆ＭＣ部２６０の詳細なブロック図である。
【００４０】
図１中のテキスチャ符号化部１００から伝送されたテキスチャー動きベクトル情報は、テキスチャー動きベクトルメモリ２６９−２に格納される。
【００４１】
現ＢＡＢはラインＬ２０を通してＭＥ＆ＭＣ部２６０に供給された後、再編成部２６２に入力される。再編成部２６２は符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、現ＢＡＢを上部フィールドＢＡＢ及び下部フィールドＢＡＢに分割してラインＬ５０に供給するか、又は現ＢＡＢをラインＬ５０に直接伝送する。ここで、上部フィールドＢＡＢは現ＢＡＢにおける各奇数番目の行を有し、下部フィールドＢＡＢは現ＢＡＢにおける各偶数番目の行を有することが好ましい。再編成部２６２から出力された現ＢＡＢ、又は上部及び下部フィールドＢＡＢはラインＬ５０を通して動き推定部２６３及び再構成部２６６に供給される。
【００４２】
一方、動きベクトル予測値（ＭＶＰ）決定部２６１は符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、本発明による所定の規則によって、形状ＭＶメモリ２６９−１及びテキスチャーＭＶメモリ２６９−２に格納されている複数の候補ＭＶＰのうち、現ＢＡＢに対応する形状に対する動きベクトル予測値を検出する。このＭＶＰ検出過程に対しては、図４〜図７を参照して説明する。
【００４３】
本発明によれば、映像信号の形状情報及びテキスチャー情報が、プログレッシブ符号化技法及びインターレース符号化技法を用いて適応的に符号化されるため、形状ＭＶメモリ２６９−１も、テキスチャーＭＶメモリ２６９−２に格納されているテキスチャー動きベクトル情報と類似な形状動きベクトル情報を格納する。即ち、現ＢＡＢに対応する動きベクトルが存在しない場合、形状動きベクトル情報は現ＢＡＢに対応する動きベクトルの不在を表すデータを有し、動きベクトルが存在する場合には、形状動きベクトル情報は、該当動きベクトルのみならずテキスチャ動きベクトル情報も有する。表１に示す２値形状信号の符号化モードを参照すると、現ＢＡＢの符号化モードがモード０、１、５、６のうちの何れか１つとして決定される場合は、現ＢＡＢに対する少なくとも１つの動きベクトルが存在し、符号化モードがモード２、３、４のうちの何れか１つとして決定される場合には、動きベクトルがモード２、３及び４に対しては定義されないので、現ＢＡＢに対する動きベクトルは存在しない。
【００４４】
さらに、現ＢＡＢがプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合は、該当形状動きベクトル情報は、１つのフレームベース動きベクトルを有し、現ＢＡＢがインタレース符号化技法によって符号化される場合には、上部及び下部フィールドＢＡＢがフィールド単位で符号化されるため、両フィールドＢＡＢに対応する２つのフィールドベース動きベクトル（即ち、上部フィールド動きベクトル及び下部フィールド動きベクトル）を含む。
【００４５】
選択部２６８においては、ラインＬ２６又はＬ２８上の各ＢＡＢに対するモード信号と動き推定部２６３にて各ＢＡＢに対して生成されることがあるラインＬ５５上の動きベクトルＭＶとに基づいて、形状動きベクトル情報が決定される。
【００４６】
即ち、ＢＡＢの符号化モードがモード２、３及び４のうちの何れか１つである場合は、該当動きベクトルが存在しても動きベクトルは意味をもたない。従って、その場合、選択部２６８は動きベクトルの不在を表す形状動きベクトル情報を形状ＭＶメモリ２６９−１に供給する。一方、ＢＡＢの符号化モードが０、１、５及び６のうちの何れか１つである場合には、ＢＡＢに対する動きベクトルが少なくとも１つ存在するので、該当動きベクトルを有する形状動きベクトル情報が形状ＭＶメモリ２６９−１に供給される。
【００４７】
上述したように、形状ＭＶメモリ２６９−１及びテキスチャーＭＶメモリ２６９−２に格納されているフレームベース動きベクトル及びフィールドベース動きベクトルは、候補ＭＶＰになり得る。従って、ＭＶＰ決定部２６１は符号化タイプ信号Ｅ１に応じて、候補ＭＶＰのうち、現ＢＡＢに対するフレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰを検出する。
【００４８】
現ＢＡＢがプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合、即ち、符号化タイプ信号Ｅ１がフレームベース符号化を表す場合は、現ＢＡＢに対するフレームベースＭＶＰが生成される。一方、現ＢＡＢがインターレース符号化技法によって符号化される場合、即ち、符号化タイプ信号Ｅ１がフィールドベース符号化を表す場合には、現ＢＡＢに対する上部及び下部フィールドＢＡＢに対応する上部及び下部フィールドＭＶＰを有するフィールドベースＭＶＰが生成される。
【００４９】
その後、ＭＶＰ決定部２６１は、決定されたＭＶＰ（即ち、フレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰ）を、動き推定部２６３及び動きベクトル差分（ＭＶＤ）計算部２６４に各々供給する。
【００５０】
動き推定部２６３は、ＭＶＰ決定部２６１から供給されたフレームベース又はフィールドベースＭＶＰのうちの何れか１つと、再編成部２６２から出力された現ＢＡＢ又は上部及び下部フィールドＢＡＢのうちの何れか１つと、フレームメモリ２６７から取出された前フレームとに基づいて、現ＢＡＢに対するフレームベース又はフィールドベース動きベクトルを決定する。
【００５１】
例えば、ＭＰＥＧ−４に開示されたように、現ＢＡＢに対するフレームベース動きベクトルは、次のフレームベース動き推定の過程にて該当フレームベースＭＶＰを用いて決定される。動き補償エラーは、フレームベースＭＶＰによって指示されたＢＡＢと現ＢＡＢとを比較して計算される。この計算された動き補償エラーが各４×４個のサブブロックに対して予め定められた閾値以下である場合は、フレームベースＭＶＰが直接フレームベース動きベクトルとして用いられ、プロセスは終了する。
【００５２】
しかし、上記条件を満足しない場合、候補動きベクトルは、候補動きベクトルによって指定されるＢＡＢと現ＢＡＢとを比較して、１６×１６個の動き補償（ＭＣ）エラーを計算する間フレームベースＭＶＰの周りで決定される。探索領域は水平及び垂直方向に沿ってフレームベースＭＶＰを基準として１６個の画素である。しかる後、最小のＭＣエラーをもたらす候補動きベクトルが現ＢＡＢのフレームベース動きベクトルとして決定される。
【００５３】
フィールドベース動き推定の過程も、フレームベース動き推定の過程と同様な方法にて、各フィールドＢＡＢに対して行われる。
【００５４】
現ＢＡＢのＭＶ（即ち、フレームベースＭＶ又はフィールドベースＭＶ）は、ラインＬ５５を通して、ＭＶＤ計算部２６４、動き補償部２６５及び選択部２６８に各々供給される。
【００５５】
ＭＶＤ計算部２６４は、現ＢＡＢに対応する形状動きベクトル差分（ＭＶＤ）を計算して、現ＢＡＢの符号化タイプによってラインＬ３０又はＬ３２に供給する。ここで、ＭＶＤはＭＶとＭＶＰとの間の差分を表す。
【００５６】
動き補償部２６５は、動き推定部２６３から生成されたＭＶ及びフレームメモリ２６７から取出された前フレームに基づいて、従来の動き補償法を用いて動き補償ＢＡＢを発生して、現ＢＡＢの符号化タイプによってラインＬ３４又はＬ３６に、再構成部２６６に供給する。
【００５７】
再構成部２６６は、ラインＬ２６又はＬ２８上の現ＢＡＢのモード信号に応じて、動き補償部２６５から供給された動き補償ＢＡＢ又は、再編成部２６２から出力されたラインＬ５０上の現ＢＡＢ又は上部及び下部フィールドＢＡＢを選択して、再構成ＢＡＢとして発生する。一方、フレーム符号化部２４０から出力されたラインＬ２６上のモード信号がモード２又はモード３のうちの１つを表す場合、再構成ＢＡＢは「ａｌｌ＿０」ＢＡＢ又は「ａｌｌ＿２５５」ＢＡＢになる。
【００５８】
再構成ＢＡＢは現ＢＡＢの符号化タイプによってラインＬ３８又はＬ４０に供給され、再構成現フレームの発生のためにフレームメモリ２６７に供給される。この再構成現フレームは、フレームメモリ２６７に前フレームとして格納される。
【００５９】
上記において、ＭＶＤ計算部２６４、動き補償部２６５及び再構成部２６６の出力は、現ＢＡＢがプログレッシブ符号化技法によって符号化される場合は、フレーム単位で生成され、各ラインＬ３０、Ｌ３４及びＬ３８を通してフレーム符号化部２４０に入力され、そうでない場合には、フィールド単位で生成され、各ラインＬ３２、Ｌ３６及びＬ４０を通してフィールド符号化部２５０に供給される。
【００６０】
従って、フレーム符号化部２４０は、現ＢＡＢの符号化モードを決定し、指示信号Ｂ１と、スイッチ２３０を通して伝送された現ＢＡＢと、ラインＬ３０上のフレームベースＭＶＤと、ラインＬ３４上の動き補償ＢＡＢと、ラインＬ３８上の再構成ＢＡＢとに基づいて、従来技術の同じ方法にてフレーム符号化データを発生する。
【００６１】
同様に、フィールド符号化部２５０は、現ＢＡＢに対応する上部及び下部フィールドＢＡＢの符号化モードを決定し、スイッチ２３０を通して供給された現ＢＡＢ、ラインＬ３２上のフィールドベースＭＶＤ、ラインＬ３６上の上部及び下部フィールドＢＡＢに対応する動き補償ＢＡＢ及びラインＬ４０上の再構成ＢＡＢに基づいて、上部及び下部フィールドＢＡＢに対応するフィールド符号化データを発生する。
【００６２】
以下、図４〜図７を参照して、動きベクトル決定及び符号化の過程をより詳細に説明する。
【００６３】
本発明によれば、現ＢＡＢに対するＭＶＰは、図７（Ａ）に示すような現ＢＡＢ（例えば、ＳＢ）を取囲むＢＡＢ（例えば、Ｓ１〜Ｓ３）の形状動きベクトルと、図７（Ｂ）に示すようなマクロブロック（例えば、現ＢＡＢ ＳＢに対応するＴＢ）を取囲むマクロブロック（例えば、Ｔ１〜Ｔ３）のテキスチャー動きベクトルとよりなる複数の候補ＭＶＰのなかから選択される。
【００６４】
現ＢＡＢを取囲む各ＢＡＢ、及び現ＢＡＢに対応するマクロブロックを取囲む各マクロブロックは、符号化タイプによってフレームベース動きベクトル、又は上部及び下部フィールド動きベクトルを有するフィールドベース動きベクトルを含む。
【００６５】
従って、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰ又はフィールドベースＭＶＰを決定するために、候補ＭＶＰはＭＰＥＧ−４及び現ＢＡＢの符号化タイプによって決定される優先順位によって決定される。ＭＰＥＧ−４によれば、図７（Ａ）に示したように、現ＢＡＢ ＳＢを取囲むＢＡＢ Ｓ１〜Ｓ３は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順の優先順位を有し、同様に、マクロブロックＴＢを取囲むマクロブロックＴ１〜Ｔ３は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の順の優先順位を有する。符号化タイプによる優先順位は図４〜図６を参照して説明する。
【００６６】
図４を参照すると、ステップＳ１０においては、図２中の符号化タイプ決定部２２０にて決定された現ＢＡＢの符号化タイプがプログレッシブ符号化タイプであるかを判定する。判定の結果、現ＢＡＢの符号化タイプがプログレッシブ符号化タイプとして決定される場合、プロセスはステップＳ２０に進んで、ここで候補ＭＶＰのうち、フレームベース動きベクトルをフィールドベース動きベクトルの先に検討して、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰを決定する。
【００６７】
ステップＳ２０においては、図７（Ａ）のＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰsのうち適切なフレームベース形状動きベクトルＭＶsが存在するかを判定する。
【００６８】
判定の結果、フレームベースＭＶsが存在する場合、プロセスがステップＳ７０に進んで、検出したフレームベースＭＶsを現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定する。その後、プロセスはタップＢを介して図６中のステップＳ９０に進む。
【００６９】
フレームベースＭＶsが存在する場合には、ステップＳ３０にて、図７（Ａ）のＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフィールドベースＭＶsが存在するかを判定し、判定の結果、上部及び下部動きベクトルを有するフィールドベースＭＶsが存在する場合、プロセスはステップＳ８０に進む。
【００７０】
ステップＳ８０においては、フィールドベースＭＶsに含まれた上部及び下部フィールド動きベクトルの平均値を計算して、その平均値を現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定する。その後、プロセスはタップＢを介して図６中のステップＳ９０に進む。
【００７１】
ステップＳ３０における判定の結果、フィールドベースＭＶsが検出されない場合は、ステップＳ４０にて、図７（Ｂ）示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフレームベーステキスチャー動きベクトルＭＶTが存在するかを判定し、判定の結果、存在すると、フレームベースＭＶTは現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定され（ステップＳ７０）、そうでない場合には、ステップＳ５０に進む。
【００７２】
ステップＳ５０にては、ステップＳ４０と同一の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフィールドベースＭＶTが存在するか否かを判定し、判定の結果、上部及び下部フィールド動きベクトルを有するフィールドベースＭＶTが存在する場合は、ステップＳ８０に進む。
【００７３】
ステップＳ８０においては、フィールドベースＭＶTに含まれた上部及び下部フィールド動きベクトルの平均値を計算し、その平均値を現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰとして決定する。その後、プロセスはタップＢを介して図６中のステップＳ９０に進む。
【００７４】
一方、ステップＳ２０〜Ｓ５０の判定の結果、候補ＭＶＰのうちフレームベース動きベクトルもフィールドベース動きベクトルも存在しない場合には、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰは０に設定される（ステップＳ６０）。
【００７５】
現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰを決定するステップＳ２０〜Ｓ８０は、図３中のＭＶＰ決定部２６１にて行われる。
【００７６】
続いて、図６中のステップＳ９０において、現ＢＡＢのフレームベース動きベクトルＭＶは、図３中の動き推定部２６３にてＭＰＥＧ−４によって、現ＢＡＢのフレームベースＭＶＰに基づいて決定される。
【００７７】
ステップＳ１００においては、現ＢＡＢのフレームベースＭＶからフレームベースＭＶＰを減算して、現ＢＡＢのフレームベース動きベクトル差分ＭＶＤを計算する。
【００７８】
その後、フレームベースＭＶＤは図２中のフレーム符号化部２４０に伝送され（ステップＳ１１０）、動きベクトル決定及び符号化の過程は終了する。
【００７９】
一方、図４のステップＳ１０において、現ＢＡＢの符号化タイプがプログレッシブ符号化タイプでない場合は、即ち、現ＢＡＢがインターレース符号化技法によって符号化される場合は、フレームベース動きベクトルの先にフィールドベース動きベクトルが検討され、プロセスはタップＡを介して図５中のステップＳ１２０に進む。
【００８０】
ステップＳ１２０では、図７のＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰのうち上部及び下部動きベクトルを有する適切なフィールドベースＭＶsが存在するかを判定する。判定の結果、フィールドベースＭＶsが存在する場合、プロセスはステップＳ１６０に進み、ここで、上部及び下部フィールドＭＶＰを有するフィールドベースＭＶＰはフィールドベースＭＶsに基づいて決定される。この上部及び下部フィールドＭＶＰは現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＢＡＢに各々対応する。
【００８１】
本発明の実施例によれば、フィールドベースＭＶsの上部フィールド動きベクトルは現ＢＡＢの上部フィールドＭＶＰとして、下部フィールド動きベクトルは現ＢＡＢの下部フィールドＭＶＰとして決定される。
【００８２】
本発明の他の実施例によれば、フィールドベースＭＶsの下部フィールド動きベクトルは現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶＰとして決定される。
【００８３】
一方、ステップＳ１２０にて適切なフィールドベースＭＶsが選択されない場合は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順序で候補ＭＶＰのうち適切なフレームベースＭＶsが存在するかを判定する（ステップＳ１３０）。
【００８４】
判定の結果、フレームベースＭＶsが存在する場合は、フレームベースＭＶsを現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶＰとして決定し（ステップＳ１６０）、そうでない場合には、ステップＳ１４０に進む。
【００８５】
ステップＳ１４０においては、図７（Ｂ）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３の順序で候補ＭＶＰのうち上部及び下部フィールド動きベクトルを有するフィールドベースＭＶTが存在するかを判定する。
【００８６】
判定の結果、フィールドベースＭＶTが存在する場合は、上記フィールドベースＭＶSを用いてフィールドベースＭＶＰを決定する方法と同様に、現ＢＡＢのフィールドベースＭＶＰが決定される（ステップＳ１６０）。
【００８７】
一方、フィールドベースＭＶTが存在しない場合には、ステップＳ１４０と同一の順序に、候補ＭＶＰのうちフレームベースＭＶTが存在するか否かを判定する（ステップＳ１５０）。
【００８８】
判定の結果、フレームベースＭＶTが存在する場合は、フレームベースＭＶTを現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶＰとして決定し（ステップＳ１６０）、プロセスはタップＣを介して図６中のステップＳ１８０に進む。
【００８９】
ステップＳ１２０〜Ｓ１５０の判定の結果、候補ＭＶＰのうちフレームベース動きベクトルもフィールドベース動きベクトルも存在しない場合には、現ＢＡＢのフィールドベースＭＶＰは０に設定され（ステップＳ１７０）、プロセスはタップＣを介して図６中のステップＳ１８０に進む。
【００９０】
ステップＳ１８０においては、現ＢＡＢのフィールドベースＭＶをＭＰＥＧ−４によってフィールド単位で決定して、現ＢＡＢの上部及び下部フィールドＭＶを発生する。
【００９１】
ステップＳ１８０にてフィールドベースＭＶが決定される場合、フィールド単位で現ＢＡＢのフィールドベースＭＶ及びＭＶＰを用いてフィールドベースＭＶＤを計算する（ステップＳ１９０）。
【００９２】
ステップＳ２００においては、図２に示したように、フィールドベースＭＶＤがラインＬ３２を通してフィールド符号化部２５０に供給され、動きベクトル決定及び符号化の過程は終了する。
【００９３】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００９４】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、２値形状信号の動きベクトルの符号化に際してフレームベース動きベクトルのみならず、フィールドベース動きベクトルも共に用いることによって、符号化の効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】映像信号エンコーダのブロック図である。
【図２】本発明による図１中の形状符号化部の詳細なブロック図である。
【図３】図２中の動き推定及び動き補償（ＭＥ＆ＭＣ）部の詳細なブロック図である。
【図４】本発明による動きベクトル符号化の過程を説明するためのフロー図である。
【図５】同じく、本発明による動きベクトル符号化の過程を説明するためのフロー図である。
【図６】同じく、本発明による動きベクトル符号化の過程を説明するためのフロー図である。
【図７】Ａ及びＢよりなり、Ａは２値アルファブロックＳ１〜Ｓ３の形状動きベクトルからなる、ＢはマクロブロックＴ１〜Ｔ３のテキスチャー動きベクトルからなる複数の候補ＭＶＰのうち、動きベクトル予測値を決定する過程を説明する模式図である。
【符号の説明】
１００ テキスチャ符号化部
２００ 形状符号化部
２１０ フレームモード検出部
２２０ 符号化タイプ決定部
２３０ スイッチ
２４０ フレーム符号化部
２５０ フィールド符号化部
２６０ 動き推定及び補償（ＭＥ＆ＭＣ）部
２６１ 動きベクトル予測値（ＭＶＰ）決定部
２６２ 再編成部
２６３ 動き推定部
２６４ 動きベクトル差分（ＭＶＤ）計算部
２６５ 動き補償部
２６６ 再構成部
２６７ フレームメモリ
２６８ 選択部
２６９−１ 形状動きベクトル（ＭＶ）メモリ
２６９−２ テキスチャーＭＶメモリ
２７０ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
３００ データＭＵＸ
Claims (4)
- Ｍ×Ｎ個（Ｍ及びＮは正の整数）の２値画素よりなる複数の２値アルファブロック（Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢ）に分割される形状情報と、前記ＢＡＢと同一の数の画素を有する複数のマクロブロックを有するテキスチャー情報とを有する映像信号の符号化に用いられる形状情報の動きベクトル符号化装置であって、
符号化しようとする現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢと前形状フレーム内の多数の前候補Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢを比較して、前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢと最も類似な前候補Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢ間の動きベクトルを前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢの動きベクトルとして検出する動きベクトル検出手段と、
前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢに隣接する現フレーム内に既に設定された多数の隣接Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢのフレームベース動きベクトルのうちの何れか１つを前記検出された現動きベクトルに対する第１動きベクトル予測値（ＭＶＰ）に決定し、前記検出された現動きベクトルと前記決定された第１動きベクトル予測値（ＭＶＰ）間の動きベクトル差分（ＭＶＤ）を算出して、この算出されたＭＶＤを符号化して伝送するフレームベース形状動きベクトル符号化手段と、
前記既に設定された多数の隣接Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢのフレームベース動きベクトルが存在しない場合、前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢに対応する位置にある現テキスチャーフレーム内の対応するＭ×Ｎテキスチャーブロックに隣接する既に設定された隣接Ｍ×Ｎテキスチャーブロックのフレームベース動きベクトルか、前記既に設定されたＭ×Ｎテキスチャーブロックの上部及び下部フィールドのフィールド動きベクトルを平均して得たフィールドベース動きベクトルのうちの何れか一方を前記検出された現動きベクトルに対する第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）に決定し、前記検出された現動きベクトルと前記決定された第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）間のＭＶＤを算出して、この算出されたＭＶＤを符号化して伝送するテキスチャー動きベクトル符号化手段と、
前記第１動きベクトル予測値（ＭＶＰ）及び前記第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）の両方が存在しない場合、動きベクトル予測値（ＭＶＰ）を０に設定し、前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢの動きベクトルを符号化して伝送する第３動きベクトル符号化手段とを有することを特徴とする形状情報動きベクトル符号化装置。 - 前記テキスチャー動きベクトル符号化手段は、
前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢに対応する位置にある前記Ｍ×Ｎテキスチャーブロックに隣接する前記既に設定された隣接Ｍ×Ｎ画素テキスチャーブロックの前記フレームベース動きベクトルが存在しない場合、前記隣接Ｍ×ＮテキスチャーブロックのＭ／２×Ｎ画素の上部及び下部フィールドのフィールド動きベクトルが存在するか否かを判断する手段と、
前記判断の結果、前記Ｍ／２×Ｎ画素の上部及び下部フィールドのフィールド動きベクトルが存在する場合には、前記Ｍ／２×Ｎ画素の上部及び下部フィールドの動きベクトルの平均を算出する手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の形状情報動きベクトル符号化装置。 - Ｍ×Ｎ個（Ｍ及びＮは正の整数）の２値画素よりなる複数の２値アルファブロック（Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢ）に分割される形状情報と、前記ＢＡＢと同一の数の画素を有する複数のマクロブロックを有するテキスチャー情報とを有する映像信号の符号化に用いられる形状情報の動きベクトル符号化方法であって、
符号化しようとする現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢと前形状フレーム内の多数の前候補Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢを比較して、前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢと最も類似な前候補Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢ間の動きベクトルを前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢの動きベクトルとして検出する段階と、
前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢに隣接する現フレーム内に既に設定された多数の隣接Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢのフレームベース動きベクトルのうちの何れか１つを前記検出された現動きベクトルに対する第１動きベクトル予測値（ＭＶＰ）に決定する段階と、
前記既に設定された多数の隣接Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢのフレームベース動きベクトルが存在しない場合、前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢに対応する位置にある現テキスチャーフレーム内の対応するＭ×Ｎテキスチャーブロックに隣接する既に設定された隣接Ｍ×Ｎテキスチャー ブロックのフレームベース動きベクトルか、前記既に設定されたＭ×Ｎテキスチャーブロックの上部及び下部フィールドのフィールド動きベクトルを平均して得たフィールドベース動きベクトルのうちの何れか一方を前記検出された現動きベクトルに対する第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）に決定する段階と、
前記検出された現動きベクトルと前記決定された第１又は第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）間の差分（ＭＶＤ）を算出して、この算出されたＭＶＤを符号化して伝送する段階と、
前記第１動きベクトル予測値（ＭＶＰ）及び前記第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）の両方が存在しない場合、動きベクトル予測値（ＭＶＰ）を０に設定し、前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢの動きベクトルを符号化して伝送する段階とを有することを特徴とする形状情報の動きベクトル符号化方法。 - 前記第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）を決定する段階は、
前記現Ｍ×Ｎ画素ＢＡＢに対応する位置にある前記Ｍ×Ｎテキスチャーブロックに隣接する前記既に設定された隣接Ｍ×Ｎ画素テキスチャーブロックの前記フレームベース動きベクトルが存在しない場合、前記隣接Ｍ×Ｎテキスチャーブロックの各Ｍ／２×Ｎ画素の上部及び下部フィールドのフィールド動きベクトルが存在するか否かを判断する段階と、
前記判断の結果、前記Ｍ／２×Ｎ画素の上部及び下部フィールドのフィールド動きベクトルが存在する場合には、前記Ｍ／２×Ｎ画素の上部及び下部フィールドの動きベクトルの平均を算出してフィールドベース動きベクトルを求め、それを前記第２動きベクトル予測値（ＭＶＰ）に決定する段階とを有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
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