JP4624308B2 - Moving picture decoding apparatus and moving picture decoding method - Google Patents

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Description

この発明は、ディジタル圧縮符号化された動画像データを入力して、動画像信号を復元する動画像復号装置及び動画像復号方法に関するもので、特に入力する動画像データ中に誤りがある場合に再生画質の劣化を抑える機能を有する動画像復号装置及び動画像復号方法に関するものである。   The present invention relates to a moving image decoding apparatus and a moving image decoding method for inputting moving image data that has been digitally compressed and encoded to restore a moving image signal, and particularly when there is an error in the input moving image data. The present invention relates to a moving image decoding apparatus and a moving image decoding method having a function of suppressing deterioration in reproduction image quality.

従来、MPEG(Moving Picture Experts Group)やITU−T(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) H.26x等の国際標準映像符号化方式では、映像信号の各フレームについて、輝度信号16×16画素とそれに対応する色差信号8×8画素分をまとめたブロックデータ(以下、マクロブロック)を単位として、動き補償技術及び直交変換/変換係数量子化技術に基づいて圧縮する方法が採用されている。このような標準方式に基づいて圧縮符号化された動画像データを放送・通信用途で伝送する場合、伝送路上での輻輳や電波干渉等により、ビットストリームに含まれる動画像データにビット誤りが混入することがある。   Conventionally, MPEG (Moving Picture Experts Group) and ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector). In an international standard video encoding system such as 26x, for each frame of a video signal, block data (hereinafter referred to as a macroblock) in which a luminance signal of 16 × 16 pixels and a corresponding color difference signal of 8 × 8 pixels are collected is used as a unit. A compression method based on a motion compensation technique and an orthogonal transform / transform coefficient quantization technique is employed. When video data compressed and encoded based on such a standard method is transmitted for broadcasting / communication purposes, bit errors are mixed in the video data included in the bitstream due to congestion on the transmission path or radio wave interference. There are things to do.

一般に動画像符号化において、ビットストリーム中に含まれる各符号化データはその発生確率に基づいて設計されたエントロピー符号化により可変長符号で表現される。そのため、ビット誤りにより、誤りを生じたビット位置に存在する符号化データだけでなく、それ以降の符号化データをも正常復号できなくなるのが通例である。その結果、符号化された信号とかけ離れた異常な再生画像が再生されたり、復号画像が欠落したりといった画質劣化が発生する。   In general, in moving picture coding, each piece of coded data included in a bit stream is represented by a variable length code by entropy coding designed based on the occurrence probability. For this reason, due to bit errors, not only the encoded data existing at the bit position where the error has occurred, but also the subsequent encoded data cannot be normally decoded. As a result, image quality degradation occurs such that an abnormal reproduced image far from the encoded signal is reproduced or a decoded image is lost.

このような画質劣化をできるだけ抑制することを目的として、過去に正常復号済みの映像信号を利用して劣化部分を隠蔽するエラーコンシールメントの技術が開発されている。通常、動画像の隣接フレーム間の画像内容は類似していることが多く、上記動き補償技術は過去の符号化済みフレームの信号をフレームメモリに格納して、それを参照して時間方向の予測を行うことで圧縮効率を高めている。動き補償が機能するためには、動画像復号装置側でも、動画像符号化装置で使用したフレームメモリの内容と全く同じ信号を保持しておく必要がある。つまり、あるフレームでビット誤りによる映像信号の劣化が生じたとしても、動画像復号装置中のフレームメモリ内には、ビット誤りが発生したフレームと良く類似した正常な映像信号が格納されている可能性が高い。   For the purpose of suppressing such image quality degradation as much as possible, an error concealment technique for concealing the degraded portion using a video signal that has been successfully decoded in the past has been developed. In general, the image content between adjacent frames of a moving image is often similar, and the motion compensation technique stores a signal of a past encoded frame in a frame memory and refers to it to predict in the time direction. To increase the compression efficiency. In order for motion compensation to function, it is necessary for the video decoding device side to hold the exact same signal as the content of the frame memory used in the video encoding device. In other words, even if a video signal deteriorates due to a bit error in a certain frame, a normal video signal that is very similar to the frame in which the bit error has occurred may be stored in the frame memory in the video decoding device. High nature.

この点に着目したエラーコンシールメント技術として、非特許文献1に示されている技術では、誤りが発生した画像ブロックに対する動きベクトルの候補をその周辺の情報に基づいて複数個推定し、それら推定動きベクトルのそれぞれについてフレームメモリ中の対応箇所から修復画像の候補を取り出している。   As an error concealment technique focusing on this point, in the technique shown in Non-Patent Document 1, a plurality of motion vector candidates for an image block in which an error has occurred are estimated based on the surrounding information, and the estimated motions are estimated. For each vector, a candidate for a repaired image is extracted from the corresponding location in the frame memory.

図9は修復画像の候補を説明するための図である。図9において、中心の斜線の損失ブロックは誤りによって当該位置の動きベクトルも含めて正常に復号できなかったブロックとし、その上下左右のブロックが正常に復号できたものとしている。   FIG. 9 is a diagram for explaining candidate repair images. In FIG. 9, it is assumed that a block with a diagonal line at the center is a block that could not be normally decoded due to an error, including the motion vector at that position, and that the upper, lower, left, and right blocks could be normally decoded.

このとき、(vup,vright,vleft,vdown)の4つの動きベクトルを、中心のブロックの動きベクトルの推定値候補として用いて、それぞれを中心ブロックの動きベクトルとみなした場合の修復画像の候補を得る。 At this time, the four motion vectors (v up , v right , v left , v down ) are used as the motion vector candidate values of the central block, and each is regarded as a motion vector of the central block. Get image candidates.

次いで、複数得られた修復画像候補のうち、中心ブロックの周辺の正常に復号済みの隣接ブロックとの間で、空間的な信号の連続性が最も高い修復画像候補を最終的な修復画像として採用する。   Next, among the plurality of obtained repair image candidates, the repair image candidate having the highest spatial signal continuity with the normally decoded neighboring blocks around the center block is adopted as the final repair image. To do.

W.-M.Lam,A.R.Reibman,and B.Liu,“Recovery of lost or erroneously received motion vectors,”in Proc.ICASSP,vol.5,1993, pp.417-420.W.-M.Lam, A.R.Reibman, and B.Liu, “Recovery of lost or erroneously received motion vectors,” in Proc.ICASSP, vol.5,1993, pp.417-420.

従来の動画像復号装置は以上のように構成され、上記非特許文献1の技術は時間方向の相関が高い映像信号に対して良好なエラーコンシールメント性能を有することが知られているが、複数の動きベクトル候補各々について、フレームメモリから修復画像候補を取り出す必要があり、少ない処理で効率的かつ誤りに強いエラーコンシールメント処理を行うことができず、マクロブロックあたりに必要な所要メモリバンド幅が大きくなり、移動体向け放送・通信等の消費電力の厳しい条件下において、効率良く再生品質を維持できないという課題があった。   The conventional moving image decoding apparatus is configured as described above, and the technique of Non-Patent Document 1 is known to have good error concealment performance with respect to a video signal having a high correlation in the time direction. For each of the motion vector candidates, it is necessary to extract a repaired image candidate from the frame memory, and it is not possible to perform error concealment processing that is efficient and error-resistant with less processing, and the required memory bandwidth per macroblock There is a problem that the reproduction quality cannot be efficiently maintained under the severe power consumption conditions such as broadcasting / communication for mobiles.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、予め複数の動きベクトル候補に対して動きベクトルの信頼性に関する評価を行い、修復画像を取り出すための動きベクトルの候補を信頼性の高いものに絞り込むことにより、少ない処理で効率的かつ誤りに強いエラーコンシールメント処理を行い、マクロブロックあたりに必要な所要メモリバンド幅を削減することができ、移動体向け放送・通信等の消費電力の厳しい条件下において、効率良く再生品質を維持できる動画像復号装置及び動画像復号方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The motion vector reliability is evaluated in advance for a plurality of motion vector candidates, and the motion vector candidates for extracting the repaired image are determined as reliability. By narrowing down to a higher one, efficient and error-resistant error concealment processing can be performed with less processing, and the required memory bandwidth required per macroblock can be reduced. An object of the present invention is to obtain a moving picture decoding apparatus and a moving picture decoding method capable of efficiently maintaining reproduction quality under severe power conditions.

この発明に係る動画像復号装置は、動画像の各フレームが所定領域に分割されて符号化されたビットストリームから所定領域の符号化データを抽出すると共に、符号化データを抽出する過程で復号破綻を検出して修復対象の所定領域を特定する可変長復号部と、該可変長復号部により抽出された所定領域の符号化データから予測残差画像を復号すると共に所定領域の復号画像を生成する所定領域復号処理部と、上記可変長復号部からの所定領域の符号化データと、上記所定領域復号処理部からの予測残差画像を入力し、画像修復用コンテキスト情報を生成する画像修復用コンテキスト情報生成部と、上記可変長復号部により特定された修復対象の所定領域の周辺の所定領域の有効性を判定し、有効と判定された周辺の所定領域から上記画像修復用コンテキスト情報生成部により生成された画像修復用コンテキスト情報を取得して、修復対象の所定領域の修復に用いる推定動きベクトルを求め、求めた推定動きベクトルに基づき既に復号済みのフレームから復号画像を取得して修復画像を生成する画像修復処理部と、上記可変長復号部による所定領域の復号破綻の検出有無に基づき、上記所定領域復号処理部により生成された復号画像又は上記画像修復処理部により生成された修復画像を選択して出力する選択部とを備えたものである。   The moving picture decoding apparatus according to the present invention extracts encoded data of a predetermined area from a bit stream that is encoded by dividing each frame of the moving picture into predetermined areas, and the decoding failure occurs in the process of extracting the encoded data. A variable-length decoding unit that detects a predetermined region to be repaired and detects a prediction residual image from encoded data of the predetermined region extracted by the variable-length decoding unit and generates a decoded image of the predetermined region An image restoration context for generating predetermined image decoding context information by inputting a predetermined region decoding processing unit, encoded data of a predetermined region from the variable length decoding unit, and a prediction residual image from the predetermined region decoding processing unit The validity of a predetermined area around the predetermined area to be repaired specified by the information generation section and the variable length decoding section is determined, and the image repair is performed from the predetermined predetermined area around the area determined to be effective. The image restoration context information generated by the image context information generation unit is acquired, an estimated motion vector used for repairing the predetermined area to be repaired is obtained, and a decoded image is obtained from a frame that has already been decoded based on the obtained estimated motion vector. An image restoration processing unit that obtains a repaired image by acquisition and a decoded image generated by the predetermined region decoding processing unit or the image restoration processing unit based on presence / absence of detection of decoding failure of the predetermined region by the variable length decoding unit And a selection unit that selects and outputs the generated repair image.

この発明により、少ない処理で効率的かつ誤りに強いエラーコンシールメント処理を行い、マクロブロックあたりに必要な所要メモリバンド幅を削減することができ、移動体向け放送・通信等の消費電力の厳しい条件下において、効率良く再生品質を維持できるという効果が得られる。   With this invention, it is possible to perform error concealment processing that is efficient and error-resistant with less processing, and can reduce the required memory bandwidth required per macroblock. Below, the effect that the reproduction quality can be efficiently maintained is obtained.

実施の形態1.
この実施の形態1における動画像復号装置は、入力としてMPEG−4 AVC(Advanced Video Coding)/ITU−T H.264(以下、AVC)規格に準拠した動画像符号化ビットストリームを受信して動画像信号を再生する装置とする。この実施の形態1では、動画像の各フレーム画像をスライスの単位に分割し、さらに、スライスが可変長符号化された複数のマクロブロックデータから構成される動画像圧縮データを入力し、動画像圧縮データ中に発生する誤りによる画質劣化を修復しながら再生画像を得る動画像復号装置について説明する。
Embodiment 1 FIG.
The moving picture decoding apparatus according to the first embodiment uses MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding) / ITU-T H.264 as an input. An apparatus for receiving a moving image encoded bit stream compliant with the H.264 (hereinafter, AVC) standard and reproducing a moving image signal. In the first embodiment, each frame image of a moving image is divided into slice units, and further, moving image compressed data composed of a plurality of macroblock data in which a slice is variable-length encoded is input, A moving picture decoding apparatus that obtains a reproduced image while repairing image quality deterioration due to errors occurring in compressed data will be described.

この実施の形態における動画像復号装置の特徴は、スライス中で誤りによる復号破綻を検出し、復号破綻による画質劣化を生じているマクロブロックを特定し、それらマクロブロックの画像データ修復を近傍のマクロブロックの復号状態に基づいて適応的に実施する点にある。   The feature of the moving picture decoding apparatus according to this embodiment is that a decoding failure due to an error is detected in a slice, macroblocks in which image quality deterioration has occurred due to a decoding failure are identified, and image data restoration of those macroblocks is performed with a neighboring macro The point is to adaptively execute based on the decoding state of the block.

図1はこの発明の実施の形態1による動画像復号装置の構成を示すブロック図である。この動画像復号装置は、可変長復号部1、メモリ2、マクロブロック復号処理部(所定領域復号処理部)3、画像修復用コンテキスト情報生成部4、画像修復処理部5、切替器(選択部)6、デブロッキングフィルタ7及びフレームメモリ8を備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a moving picture decoding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The moving image decoding apparatus includes a variable length decoding unit 1, a memory 2, a macroblock decoding processing unit (predetermined region decoding processing unit) 3, an image restoration context information generation unit 4, an image restoration processing unit 5, a switch (selection unit). 6) A deblocking filter 7 and a frame memory 8 are provided.

図1において、可変長復号部1は、動画像の各フレームがマクロブロック(所定領域)に分割されて符号化されたビットストリーム101からビットストリームシンタックスに基づきマクロブロックの符号化データ102を抽出すると共に、マクロブロックの符号化データ102を抽出する過程で復号破綻を検出した場合には、修復対象のマクロブロックを特定し、復号破綻検出フラグ103を有効にして、修復対象のマクロブロック位置情報104と画像修復実行指示情報105を出力する。   In FIG. 1, a variable-length decoding unit 1 extracts encoded data 102 of a macroblock based on a bitstream syntax from a bitstream 101 that is encoded by dividing each frame of a moving image into macroblocks (predetermined areas). In addition, when a decoding failure is detected in the process of extracting the encoded data 102 of the macroblock, the macroblock to be repaired is specified, the decoding failure detection flag 103 is enabled, and the macroblock position information to be repaired 104 and image restoration execution instruction information 105 are output.

メモリ2は、可変長復号部1からの修復対象のマクロブロック位置情報104により、誤り修復状況マップ106を記憶している。   The memory 2 stores an error repair status map 106 based on the macroblock position information 104 to be repaired from the variable length decoding unit 1.

マクロブロック復号処理部3は、可変長復号部1により抽出されたマクロブロックの符号化データ102から予測残差画像107を復号すると共に、フレームメモリ8に記憶されている参照画像113を用いて予測画像を生成し、復号した予測残差画像107と生成した予測画像により当該マクロブロックの第1の復号画像108を生成する。   The macroblock decoding processing unit 3 decodes the prediction residual image 107 from the encoded data 102 of the macroblock extracted by the variable length decoding unit 1 and performs prediction using the reference image 113 stored in the frame memory 8 An image is generated, and a first decoded image 108 of the macroblock is generated from the decoded prediction residual image 107 and the generated prediction image.

画像修復用コンテキスト情報生成部4は、可変長復号部1からのマクロブロックの符号化データ102と、マクロブロック復号処理部3からの予測残差画像107を入力し、画像修復処理に用いる画像修復用コンテキスト情報109を生成する。この場合、画像修復用コンテキスト情報生成部4は、マクロブロックの符号化データ102から動きベクトル、参照画像インデックス、予測誤差量に関する画像修復用コンテキスト情報109を生成する。   The image restoration context information generation unit 4 receives the macroblock encoded data 102 from the variable length decoding unit 1 and the prediction residual image 107 from the macroblock decoding processing unit 3, and uses image restoration processing for image restoration processing. Context information 109 is generated. In this case, the image restoration context information generation unit 4 generates the image restoration context information 109 regarding the motion vector, the reference image index, and the prediction error amount from the encoded data 102 of the macroblock.

画像修復処理部5は、可変長復号部1からの画像修復実行指示情報105に基づき、誤り修復状況マップ106を参照して、修復対象となるエリアを包含する領域を画像修復エリアとして決定し、決定した画像修復エリア内で修復処理を実行する修復対象のマクロブロック位置を決定し、決定した修復対象のマクロブロックの周辺のマクロブロックの有効無効を判定し、有効と判定された周辺のマクロブロックから画像修復用コンテキスト情報生成部4により生成された画像修復用コンテキスト情報109を取得して、修復対象のマクロブロックの修復に用いる推定動きベクトルを求め、求めた推定動きベクトルに基づき既に復号済みのフレームメモリ8中の直前のフレームから復号画像114を取得して修復画像110を生成する。   The image restoration processing unit 5 refers to the error restoration status map 106 based on the image restoration execution instruction information 105 from the variable length decoding unit 1, determines an area including an area to be restored as an image restoration area, The position of the target macroblock to be repaired is determined in the determined image repair area, the macroblocks around the determined macroblock to be repaired are determined to be valid / invalid, and the surrounding macroblocks determined to be valid The image restoration context information 109 generated by the image restoration context information generation unit 4 is obtained, and an estimated motion vector used for restoration of the macroblock to be restored is obtained, and the decoding has already been performed based on the obtained estimated motion vector. The decoded image 114 is acquired from the immediately preceding frame in the frame memory 8 and the repaired image 110 is generated.

切替器6は、可変長復号部1からの復号破綻検出フラグ103が破綻無し(=0)を示している場合には、マクロブロック復号処理部3からの第1の復号画像108を選択して第2の復号画像111として出力し、復号破綻検出フラグ103が破綻あり(=1)を示している場合には、画像修復処理部5からの修復画像110を選択して第2の復号画像111として出力する。   When the decoding failure detection flag 103 from the variable length decoding unit 1 indicates no failure (= 0), the switch 6 selects the first decoded image 108 from the macroblock decoding processing unit 3 When output as the second decoded image 111 and the decoding failure detection flag 103 indicates failure (= 1), the repaired image 110 from the image repair processing unit 5 is selected and the second decoded image 111 is selected. Output as.

デブロッキングフィルタ7は、切替器6からの第2の復号画像111を入力し、誤り修復状況マップ106を参照し、第2の復号画像111としての第1の復号画像108又は修復画像110に対応したデブロッキングフィルタ処理を実行して最終復号画像112を出力する。   The deblocking filter 7 inputs the second decoded image 111 from the switch 6, refers to the error correction situation map 106, and corresponds to the first decoded image 108 or the repaired image 110 as the second decoded image 111. The deblocking filter processing that has been performed is executed, and the final decoded image 112 is output.

フレームメモリ8は、デブロッキングフィルタ7からの最終復号画像112を、以降のフレームの予測画像生成に使用するために記憶し、マクロブロック復号処理部3の指示に基づき参照画像113として出力し、画像修復処理部5の指示に基づき直前のフレームから復号画像114を出力する。   The frame memory 8 stores the final decoded image 112 from the deblocking filter 7 for use in generating a predicted image of a subsequent frame, and outputs it as a reference image 113 based on an instruction from the macroblock decoding processing unit 3. Based on the instruction of the repair processing unit 5, the decoded image 114 is output from the immediately preceding frame.

図2はマクロブロック復号処理部3の内部構成を示すブロック図である。このマクロブロック復号処理部3は、逆量子化部31、逆整数変換部32、予測画像生成部33及び加算器34を備えている。   FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the macroblock decoding processing unit 3. The macroblock decoding processing unit 3 includes an inverse quantization unit 31, an inverse integer conversion unit 32, a predicted image generation unit 33, and an adder 34.

図2において、可変長復号部1からマクロブロック復号処理部3に入力されるマクロブロックの符号化データ102には、符号化モード情報201、イントラ予測モード情報202、動きベクトル203、参照ピクチャインデックス204、予測残差信号を表す整数変換係数データ205、量子化ステップパラメータ206等が含まれている。   In FIG. 2, encoded data 102 of a macroblock input from the variable length decoding unit 1 to the macroblock decoding processing unit 3 includes encoding mode information 201, intra prediction mode information 202, a motion vector 203, and a reference picture index 204. , Integer transform coefficient data 205 representing a prediction residual signal, quantization step parameter 206, and the like are included.

逆量子化部31は、予測残差信号を表す整数変換係数データ205及び量子化ステップパラメータ206を入力し、量子化ステップパラメータ206に基づき整数変換係数データ205を逆量子化し、逆量子化後の整数変換係数データ207を出力する。   The inverse quantization unit 31 receives the integer transform coefficient data 205 representing the prediction residual signal and the quantization step parameter 206, inversely quantizes the integer transform coefficient data 205 based on the quantization step parameter 206, and performs inverse quantization. The integer conversion coefficient data 207 is output.

逆整数変換部32は逆量子化部31からの逆量子化後の整数変換係数データ207を逆整数変換して予測残差画像107を復号する。   The inverse integer transform unit 32 performs inverse integer transform on the integer transform coefficient data 207 after inverse quantization from the inverse quantization unit 31 to decode the prediction residual image 107.

予測画像生成部33は、符号化モード情報201がフレーム間動き予測モード(インターモード)を示している場合は、符号化モード情報201、動きベクトル203、参照ピクチャインデックス204に基づき、フレームメモリ8中の参照画像113を用いて予測画像208を生成し、符号化モード情報201がフレーム内符号化モード(イントラモード)を示している場合は、イントラ予測モード情報202に基づき予測画像208を生成する。   When the coding mode information 201 indicates the inter-frame motion prediction mode (inter mode), the predicted image generation unit 33 stores the frame image in the frame memory 8 based on the coding mode information 201, the motion vector 203, and the reference picture index 204. The prediction image 208 is generated using the reference image 113, and when the encoding mode information 201 indicates the intra-frame encoding mode (intra mode), the prediction image 208 is generated based on the intra prediction mode information 202.

逆整数変換部32からの予測残差画像107はイントラ予測又はフレーム間動き補償予測を行った結果の予測残差画像であるので、加算部34は、符号化モード情報201に応じて生成される予測画像208を、逆整数変換部32からの予測残差画像107と加算することで第1の復号画像108を生成する。   Since the prediction residual image 107 from the inverse integer transform unit 32 is a prediction residual image obtained as a result of intra prediction or interframe motion compensation prediction, the addition unit 34 is generated according to the coding mode information 201. The predicted image 208 is added to the prediction residual image 107 from the inverse integer transform unit 32 to generate the first decoded image 108.

図3は画像修復処理部5の内部構成を示すブロック図である。この画像修復処理部5は、画像修復エリア決定部51、修復対象マクロブロック決定部52、周辺ブロック有効無効判定部53、動きベクトル推定部54及び修復画像生成部55を備えている。   FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the image restoration processing unit 5. The image restoration processing unit 5 includes an image restoration area determining unit 51, a restoration target macroblock determining unit 52, a peripheral block validity / invalidity determining unit 53, a motion vector estimating unit 54, and a repaired image generating unit 55.

図3において、画像修復エリア決定部51は、メモリ2に記憶されている誤り修復状況マップ106を参照して、修復対象となるエリアを包含する外接四角形領域を画像修復エリア211として決定する。   In FIG. 3, the image repair area determination unit 51 refers to the error repair status map 106 stored in the memory 2 and determines a circumscribed square area including the area to be repaired as the image repair area 211.

修復対象マクロブロック決定部52は、画像修復エリア211内で修復処理を実行する修復対象のマクロブロックをカレントマクロブロック212として決定する。   The restoration target macroblock determination unit 52 determines a restoration target macroblock to be restored in the image restoration area 211 as the current macroblock 212.

周辺ブロック有効無効判定部53は、カレントフレームに関する誤り修復状況マップ106を参照し、カレントマクロブロック212の上下左右に位置する周辺のマクロブロックの有効又は無効を判定して、周辺のマクロブロックの有効無効状態213を出力する。この場合、周辺ブロック有効無効判定部53は、周辺のマクロブロックの有効性を、修復対象となっていない場合及び画面外になっていない場合に「有効」と判定し、それ以外は「無効」と判定する。
The peripheral block validity / invalidity determination unit 53 refers to the error repair status map 106 relating to the current frame, determines the validity or invalidity of the surrounding macroblocks located above, below, left and right of the current macroblock 212, and validates the surrounding macroblocks. The invalid state 213 is output. In this case, the peripheral block validity / invalidity determination unit 53 determines that the validity of the peripheral macroblock is “valid” when it is not a restoration target and when it is not out of the screen, and “invalid” otherwise. Is determined.

動きベクトル推定部54は、周辺ブロック有効無効判定部53からの有効無効状態213を参照して「有効」と判定されたマクロブロックについて、画像修復用コンテキスト情報生成部4から動きベクトル、参照画像インデックス、予測誤差量に関する画像修復用コンテキスト情報109を取得し、カレントマクロブロック212の修復に用いる推定動きベクトル214を求める。この場合、動きベクトル推定部54は、参照画像インデックスに基づき動きベクトルをスケーリングすると共に、予測誤差量に基づいて定める重み係数を用いて、スケーリングされた動きベクトルを重み付平均することによって修復対象の所定領域の修復に用いる推定動きベクトル214を求める。   The motion vector estimation unit 54 refers to the motion vector and reference image index from the image restoration context information generation unit 4 for the macroblock determined to be “valid” with reference to the valid / invalid state 213 from the neighboring block valid / invalid determination unit 53. Then, the image restoration context information 109 relating to the prediction error amount is acquired, and an estimated motion vector 214 used for restoration of the current macroblock 212 is obtained. In this case, the motion vector estimation unit 54 scales the motion vector based on the reference image index, and weights and averages the scaled motion vector using a weighting coefficient determined based on the prediction error amount. An estimated motion vector 214 used to repair a predetermined area is obtained.

修復画像生成部55は推定動きベクトル214に基づきフレームメモリ8中の直前のフレームから復号画像114を取得して修復画像110を生成する。   The repair image generation unit 55 acquires the decoded image 114 from the immediately preceding frame in the frame memory 8 based on the estimated motion vector 214 and generates the repair image 110.

図4はこの発明の実施の形態1による動画像復号装置の処理の流れを示すフローチャートである。図4において、ステップST11〜ST13が可変長復号処理(A)を示し、ステップST14〜ST16が復号破綻を検出しない場合のマクロブロック復号処理(B)を示し、ステップST17〜ST18が復号破綻を検出した場合のマクロブロック復号処理(C)を示し、ステップST19〜ST20が画像修復処理(D)を示している。   FIG. 4 is a flowchart showing a process flow of the moving picture decoding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 4, steps ST11 to ST13 indicate variable length decoding processing (A), steps ST14 to ST16 indicate macroblock decoding processing (B) when no decoding failure is detected, and steps ST17 to ST18 detect decoding failure. In this case, the macroblock decoding process (C) is shown, and steps ST19 to ST20 show the image restoration process (D).

まず、可変長復号処理(A)について説明する。
動画像復号装置は、スライス単位でAVC規格に準拠した動画像符号化ビットストリームであるビットストリーム101を受け取り、ステップST11において、可変長復号部1はビットストリーム101からスライスヘッダ情報の復号を行う。このスライスヘッダ情報には、当該スライスの先頭マクロブロックの画面内位置情報や、当該スライスに含まれるマクロブロックの量子化パラメータ基準値等が含まれる。このとき、可変長復号部1は切替器6への復号破綻検出フラグ103を無効にして「0」にリセットする。
First, the variable length decoding process (A) will be described.
The video decoding device receives a bit stream 101 that is a video encoding bit stream compliant with the AVC standard in units of slices, and the variable length decoding unit 1 decodes slice header information from the bit stream 101 in step ST11. The slice header information includes the position information on the screen of the first macroblock of the slice, the quantization parameter reference value of the macroblock included in the slice, and the like. At this time, the variable length decoding unit 1 invalidates the decoding failure detection flag 103 to the switch 6 and resets it to “0”.

次いで、個々のマクロブロックの復号プロセスに移る。個々のマクロブロック復号プロセスでは、まず、ステップST12において、可変長復号部1は、AVC規格のビットストリームシンタックスに従ってビットストリーム101の解析を行い、マクロブロックの符号化データ102を抽出・復元する。このマクロブロックの符号化データ102には、符号化モード情報201、イントラ予測モード情報202、動きベクトル203、参照ピクチャインデックス204、予測残差信号を表す整数変換係数データ205、量子化ステップパラメータ206等が含まれている。   The process then proceeds to the individual macroblock decoding process. In each macroblock decoding process, first, in step ST12, the variable length decoding unit 1 analyzes the bitstream 101 according to the bitstream syntax of the AVC standard, and extracts and restores the encoded data 102 of the macroblock. The macroblock coded data 102 includes coding mode information 201, intra prediction mode information 202, motion vector 203, reference picture index 204, integer transform coefficient data 205 representing a prediction residual signal, quantization step parameter 206, and the like. It is included.

また、可変長復号部1は、ビットストリーム101の解析処理過程で後述のように復号破綻を検出する。復号破綻とは、再び復号同期が回復するまで、それ以上正常なビットストリーム解析を継続することが不可能な状態のことを指す。検出する復号破綻の例としては、例えば以下のようなものがある。
(a)AVC規格において、ビットストリームシンタックス上、発生し得ない未定義の符号語又は未定義の復号値が検出される場合
(b)AVC規格において、ビットストリームシンタックス上、復号値が固定的に定まっているデータが他の値をとる場合
(c)AVC規格において、ビットストリームシンタックス上、復号値の値域がそのデータ固有で、ないしは別のデータの復号値の制約の下で定められているデータが正常な値域を逸脱する場合
(d)復号されたデータが、それまでの復号過程に照らして明らかに矛盾を生じている場合で、例えば、あるスライスの先頭のマクロブロックの画面内位置を復号した結果、その値がその前までに復号されたスライスの画面内位置と不連続になっている場合等
(e)AVC規格において、復号される同種データの個数に限界が定められている場合に、その個数を超過して復号される場合で、例えば、AVCで採用される整数変換は4×4又は8×8画素ブロックに対して施されるため、整数変換係数は最大でも1ブロックあたり16個又は64個しか発生しないが、復号時にこの個数を超過する場合等
Further, the variable length decoding unit 1 detects a decoding failure as will be described later in the process of analyzing the bitstream 101. Decoding failure refers to a state in which normal bitstream analysis cannot be continued until decoding synchronization is restored again. Examples of the decoding failure to be detected include the following.
(A) In the AVC standard, an undefined codeword or an undefined decoded value that cannot be generated is detected in the bitstream syntax. (B) In the AVC standard, the decoded value is fixed in the bitstream syntax. (C) In the AVC standard, in the AVC standard, the range of the decoded value is determined based on the data-specific value or under the restriction of the decoded value of another data. (D) When the decoded data is clearly inconsistent with the previous decoding process, for example, within the screen of the first macroblock of a slice As a result of decoding the position, when the value is discontinuous with the position in the screen of the previously decoded slice, etc. (e) Decoded in the AVC standard When a limit is set on the number of similar data to be decoded, the number of decoded data exceeds that number. For example, integer conversion employed in AVC is applied to a 4 × 4 or 8 × 8 pixel block. Therefore, only 16 or 64 integer transform coefficients are generated per block, but this number is exceeded during decoding.

ステップST13において、可変長復号部1は、ビットストリーム101の解析処理過程で上記のような復号破綻を検出したか否かを判定し、その判定結果により処理フローを切り替える。当該スライスの復号処理中、復号破綻を検出しない限りは、後述の復号破綻を検出しない場合のマクロブロック復号処理(B)で説明するステップST14の処理を個々のマクロブロック毎に実行し続け、何れかのマクロブロックで復号破綻を検出した場合には、後述の復号破綻を検出した場合のマクロブロック復号処理(C)で説明するステップST17,ST18の処理を実行する。1フレーム分の処理が終了した時点で、後述の画像修復処理(D)で説明するステップST19における復号破綻を生じた箇所の修復とステップST20におけるデブロッキングフィルタ処理を実行する。   In step ST13, the variable length decoding unit 1 determines whether or not the above-described decoding failure is detected in the process of analyzing the bitstream 101, and switches the processing flow according to the determination result. As long as no decoding failure is detected during the decoding process of the slice, the processing of step ST14 described in the macroblock decoding process (B) in the case where a decoding failure described later is not detected continues to be executed for each individual macroblock. When a decoding failure is detected in such a macroblock, steps ST17 and ST18 described in the macroblock decoding process (C) when a decoding failure described later is detected are executed. When the processing for one frame is completed, the restoration of the part where the decoding failure occurred in step ST19 described in the image restoration process (D) described later and the deblocking filter process in step ST20 are executed.

なお、図1に示す動画像復号装置の構成では、復号破綻検出フラグ103に基づき、復号破綻を検出したか否かで、切替器6により後述の(B)の処理で生成される第1の復号画像108と後述の(C)の処理で生成される修復画像110とを切り替えて、第2の復号画像111を決定するように図示しているが、これは、復号破綻検出の有無に関わらず第1の復号画像108、修復画像110の双方を生成することを意味するものではなく、この発明の骨子を明瞭に記載するための便宜上、このように図示したものである。後述の(B)の処理を実行する場合は、図1に示す構成要素のうち、画像修復処理部5における処理は実行されず修復画像110は生成されない。また、後述の(C)の処理に遷移する場合は、可変長復号部1の中で修復対象と判定されるマクロブロック(画像修復実行指示情報105を「修復実施」とする対象になるマクロブロック)に対して、図2におけるマクロブロック復号処理部3の内部構成における逆量子化部31、逆整数変換部32、予測画像生成部33での処理は一切実行されず、第1の復号画像108は生成されない。   In the configuration of the moving picture decoding apparatus shown in FIG. 1, the first generated by the switcher 6 in the process (B) described later depending on whether or not a decoding failure is detected based on the decoding failure detection flag 103. Although it is illustrated that the second decoded image 111 is determined by switching the decoded image 108 and the repaired image 110 generated by the process (C) described later, this is related to whether or not a decoding failure is detected. It does not mean that both the first decoded image 108 and the repaired image 110 are generated, but is illustrated in this way for the sake of clarity in describing the outline of the present invention. When executing the process (B) described later, among the components shown in FIG. 1, the process in the image repair processing unit 5 is not performed and the repaired image 110 is not generated. In addition, when transitioning to processing (C) described later, a macroblock that is determined as a repair target in the variable-length decoding unit 1 (a macroblock that is a target for which the image repair execution instruction information 105 is “repair execution”) 2), the processing in the inverse quantization unit 31, the inverse integer transform unit 32, and the predicted image generation unit 33 in the internal configuration of the macroblock decoding processing unit 3 in FIG. Is not generated.

次に復号破綻を検出しない場合のマクロブロック復号処理(B)について説明する。
可変長復号部1は、上記のような復号破綻が検出されない場合は、復号破綻検出フラグ103を「0」にしたままとする。復号破綻検出フラグ103の具体的な値は、復号破綻の有無を識別できるならばどのように定めても良い。
Next, the macroblock decoding process (B) when no decoding failure is detected will be described.
When the decoding failure as described above is not detected, the variable length decoding unit 1 keeps the decoding failure detection flag 103 at “0”. The specific value of the decryption failure detection flag 103 may be determined in any way as long as the presence or absence of the decryption failure can be identified.

図4のステップST14において、マクロブロック復号処理部3は抽出されたマクロブロックの符号化データ102を用いて、当該マクロブロックの第1の復号画像108を生成する。この処理には、図2に示すマクロブロック復号処理部3の構成における逆量子化部31、逆整数変換部32、予測画像生成部33といった機能ブロックが使用される。まず、整数変換係数データ205、量子化ステップパラメータ206が逆量子化部31に送られ、整数変換係数データ205の逆量子化が行われた後、逆整数変換部32にて予測残差画像107に復号される。   In step ST14 of FIG. 4, the macroblock decoding processing unit 3 generates a first decoded image 108 of the macroblock using the extracted encoded data 102 of the macroblock. For this process, functional blocks such as an inverse quantization unit 31, an inverse integer transform unit 32, and a predicted image generation unit 33 in the configuration of the macroblock decoding processing unit 3 shown in FIG. 2 are used. First, the integer transform coefficient data 205 and the quantization step parameter 206 are sent to the inverse quantization unit 31, and after the inverse transform of the integer transform coefficient data 205 is performed, the inverse residual transform unit 32 performs the prediction residual image 107. Is decrypted.

予測画像生成部33は、符号化モード情報201がフレーム間動き予測モード(インターモード)を示している場合は、符号化モード情報201、動きベクトル203、参照ピクチャインデックス204に基づいてフレームメモリ8中の参照画像113を用いて予測画像208を生成して出力する一方、符号化モード情報201がフレーム内符号化モード(イントラモード)を示している場合は、イントラ予測モード情報202に基づいて予測画像208を生成して出力する。逆整数変換部32の出力の予測残差画像107は、イントラ予測又はフレーム間動き補償予測を行った結果の予測残差画像信号であるので、符号化モード情報201に応じて生成される予測画像208を、加算部34において逆整数変換部32からの予測残差画像107と加算することで第1の復号画像108を生成・出力する。   When the encoding mode information 201 indicates the inter-frame motion prediction mode (inter mode), the prediction image generation unit 33 stores the frame in the frame memory 8 based on the encoding mode information 201, the motion vector 203, and the reference picture index 204. On the other hand, when the prediction image 208 is generated and output using the reference image 113, and the coding mode information 201 indicates the intra-frame coding mode (intra mode), the prediction image 208 is predicted based on the intra prediction mode information 202. 208 is generated and output. Since the prediction residual image 107 output from the inverse integer transform unit 32 is a prediction residual image signal obtained as a result of performing intra prediction or interframe motion compensation prediction, a prediction image generated according to the coding mode information 201 is used. 208 is added to the prediction residual image 107 from the inverse integer transform unit 32 in the adding unit 34 to generate and output the first decoded image 108.

(B)の復号処理を実行している限りにおいては、復号破綻検出フラグ103は「復号破綻なし」の状態が維持されるので、切替器6では、第1の復号画像108をそのまま第2の復号画像111として出力する。   As long as the decoding process of (B) is executed, the decoding failure detection flag 103 is maintained in the state of “no decoding failure”. Therefore, the switch 6 uses the first decoded image 108 as it is. The decoded image 111 is output.

(B)の復号処理過程のステップST15において、画像修復用コンテキスト情報生成部4は後述する画像修復処理に用いる画像修復用コンテキスト情報109を生成する。図4では、ステップST14に続いてステップST15の処理を行うように記載されているが、実際は、ステップST15はステップST12,ST14を実行中に実施しても良い。画像修復用コンテキスト情報109は画像修復用コンテキスト情報生成部4によって抽出又は生成されて、画像修復用コンテキスト情報生成部4の中に含まれる記憶エリアに書き込まれ、画像修復処理部5の要求に応じて出力される。画像修復用コンテキスト情報109は、画像修復処理部5で用いる後述の画像修復アルゴリズムで参照する情報である。この実施の形態1では、1フレーム分の画像修復用コンテキスト情報109を、8×8ブロック単位の情報に置き換えて前記記憶エリアに保持する。もちろん、用いる画像修復アルゴリズムに応じて、16×16のマクロブロックの単位で保持する等の構成にしても良い。   In step ST15 of the decoding process (B), the image restoration context information generation unit 4 generates image restoration context information 109 used for an image restoration process described later. In FIG. 4, it is described that the process of step ST15 is performed following step ST14, but actually step ST15 may be performed while steps ST12 and ST14 are being executed. The image restoration context information 109 is extracted or generated by the image restoration context information generation unit 4 and written in a storage area included in the image restoration context information generation unit 4, in response to a request from the image restoration processing unit 5. Is output. The image restoration context information 109 is information referred to by an image restoration algorithm (described later) used in the image restoration processing unit 5. In the first embodiment, the image restoration context information 109 for one frame is replaced with information in units of 8 × 8 blocks and held in the storage area. Of course, it may be configured so as to be held in units of 16 × 16 macroblocks according to the image restoration algorithm to be used.

以下、画像修復用コンテキスト情報109の個々の内容について述べる。
○動きベクトルコンテキスト情報 ctx_mv
符号化モード情報201がフレーム間動き予測モード(インターモード)を示している場合は、動きベクトル203に基づいて予測画像208を生成する。AVCでは動きベクトル203は16×16ブロック単位の情報であることもあれば、4×4ブロック単位の情報であることもある。8×8よりも大きいブロックに対する動きベクトル203であれば、その領域内に包含される全ての8×8ブロックに同じ値を動きベクトルコンテキスト情報ctx_mvとしてアサインする。8×8ブロックよりも小さいブロックに対する動きベクトル203の場合は8×8ブロック領域をカバーする分を平均したり、メディアン値をとる等して8×8ブロック単位の動きベクトルコンテキスト情報ctx_mvを得る。符号化モード情報201がスキップマクロブロックを示している場合は、AVC規格のスキップマクロブロックの定義に従ってスキップマクロブロック用の動きベクトル203が生成されるので、それを動きベクトルコンテキスト情報ctx_mvとして用いる。また、符号化モード情報201がイントラモードを示している場合には、ゼロ、ないしは、スキップマクロブロックと等価な方法によって得られる動きベクトルコンテキスト情報ctx_mvを用いる。
The individual contents of the image restoration context information 109 will be described below.
○ Motion vector context information ctx_mv
When the encoding mode information 201 indicates an inter-frame motion prediction mode (inter mode), a predicted image 208 is generated based on the motion vector 203. In AVC, the motion vector 203 may be 16 × 16 block unit information or 4 × 4 block unit information. If it is a motion vector 203 for a block larger than 8 × 8, the same value is assigned as motion vector context information ctx_mv to all 8 × 8 blocks included in the region. In the case of the motion vector 203 for a block smaller than the 8 × 8 block, the motion vector context information ctx_mv in units of 8 × 8 blocks is obtained by averaging the portions covering the 8 × 8 block area or taking the median value. When the encoding mode information 201 indicates a skip macroblock, the motion vector 203 for the skip macroblock is generated according to the definition of the skip macroblock of the AVC standard, and is used as the motion vector context information ctx_mv. When the coding mode information 201 indicates the intra mode, motion vector context information ctx_mv obtained by a method equivalent to zero or a skip macroblock is used.

○参照画像インデックスコンテキスト情報 ctx_refidx
AVC規格では、フレームメモリ8内に複数の参照画像113を格納して、動きベクトル203を適用するブロック(ただし8×8ブロックサイズよりも大きいブロック)毎に予測画像生成に用いる参照画像113を変更できる。どの参照画像113を予測画像生成に使用するかは動画像復号装置に伝達する必要があるため、ビットストリーム101には、動きベクトル203毎に参照ピクチャインデックス204を付与する。この実施の形態1では、参照ピクチャインデックス204を8×8ブロック単位に読み替えて参照画像インデックスコンテキスト情報ctx_refidxとして格納する。符号化モード情報201がイントラモードを示している場合は、ゼロ、すなわち、直前のフレームを指すインデックス値とする。
○ Reference image index context information ctx_refidx
In the AVC standard, a plurality of reference images 113 are stored in the frame memory 8, and the reference image 113 used for predictive image generation is changed for each block to which the motion vector 203 is applied (however, a block larger than the 8 × 8 block size). it can. Since which reference image 113 is used for predictive image generation needs to be transmitted to the video decoding device, a reference picture index 204 is assigned to each bitstream 101 for each motion vector 203. In the first embodiment, the reference picture index 204 is read in units of 8 × 8 blocks and stored as reference image index context information ctx_refidx. When the encoding mode information 201 indicates the intra mode, it is set to zero, that is, an index value indicating the immediately preceding frame.

○予測誤差量コンテキスト情報 ctx_err
逆整数変換部32の出力である予測残差画像107について、8×8ブロックの単位で各画素値の絶対値を加算したスカラ値を予測誤差量コンテキスト情報ctx_errとして生成・保持する。符号化モード情報201がイントラモードを示している場合は、動きベクトル203による予測誤差ではないため、予測誤差量コンテキスト情報ctx_errを固定値Cにする。
○ Prediction error amount context information ctx_err
For the prediction residual image 107 that is the output of the inverse integer transform unit 32, a scalar value obtained by adding the absolute value of each pixel value in units of 8 × 8 blocks is generated and held as prediction error amount context information ctx_err. When the encoding mode information 201 indicates the intra mode, the prediction error amount context information ctx_err is set to a fixed value C because it is not a prediction error due to the motion vector 203.

最後に、図4のステップST16において、カレントマクロブロック212がフレームの末尾であるかどうかによりフレームの復号が完了したか否かをを判定し、末尾であればステップST19へ移り、さもなくばステップST11のスライスヘッダの復号処理へ戻る。   Finally, in step ST16 of FIG. 4, it is determined whether or not the decoding of the frame is completed depending on whether or not the current macroblock 212 is at the end of the frame. If it is at the end, the process proceeds to step ST19. Return to the slice header decoding process of ST11.

(C)復号破綻を検出した場合のマクロブロック復号処理
可変長復号部1は、復号破綻を検出した場合には、ステップST17において、復号破綻検出フラグ103を1として復号破綻が発生したことを外部に通知し、次いで、復号同期を回復して正常な復号を再開するために再同期点をサーチする。再同期点は、例えば、次のスライスの先頭や次のフレームの先頭を示すユニークワード等が該当する。
(C) Macroblock decoding processing when a decoding failure is detected When the variable length decoding unit 1 detects a decoding failure, in step ST17, the decoding failure detection flag 103 is set to 1 to indicate that a decoding failure has occurred. And then search for a resynchronization point to restore decoding synchronization and resume normal decoding. The resynchronization point corresponds to, for example, a unique word indicating the head of the next slice or the head of the next frame.

復号破綻検出後、上記再同期点が見つかるまでの間のマクロブロックの符号化データ102は失われるので、所定の範囲の画像データを修復によって補う必要がある。この実施の形態1では、この画像修復を、この発明の特徴である画像修復アルゴリズムに基づいて1フレーム分まとめて実行するため、ステップST18において、ここでは、復号破綻検出点から再同期点までの間の修復対象のマクロブロック位置情報104を「修復対象」としてメモリ2に誤り修復状況マップ106として記憶しておくこととする。   Since the encoded data 102 of the macroblock is lost after the decoding failure is detected until the resynchronization point is found, it is necessary to supplement the predetermined range of image data by restoration. In the first embodiment, since this image restoration is performed collectively for one frame based on the image restoration algorithm which is a feature of the present invention, in step ST18, here, from the decoding failure detection point to the resynchronization point. The macro block position information 104 to be repaired in the meantime is stored in the memory 2 as the error repair status map 106 as “repair target”.

図5はメモリ2に記憶されている誤り修復状況マップ106の様子を示す図である。メモリ2には、フレームメモリ8に格納可能な参照画像の枚数分の誤り修復状況マップ106を保持する。図5に示すように、誤り修復状況マップ106には、上記(B)の処理を終えた正常なマクロブロックについては「修復の必要がない領域」としてマーキングし、復号破綻を検出したマクロブロックについては「画像修復対象領域」としてマーキングしておく。復号破綻を検出したマクロブロックの次の正常なマクロブロックが再同期点で次スライスの先頭となる。
再同期点を検出して修復対象領域を記憶した後、上記ステップST11に戻り再同期点からの復号を再開する。
FIG. 5 is a diagram showing a state of the error correction situation map 106 stored in the memory 2. The memory 2 holds error correction status maps 106 corresponding to the number of reference images that can be stored in the frame memory 8. As shown in FIG. 5, in the error repair status map 106, normal macroblocks that have undergone the process (B) are marked as “areas that do not need to be repaired”, and macroblocks that have detected a decoding failure are detected. Is marked as “image restoration target area”. The next normal macroblock after the macroblock in which the decoding failure is detected becomes the head of the next slice at the resynchronization point.
After detecting the resynchronization point and storing the region to be repaired, the process returns to step ST11 and decoding from the resynchronization point is resumed.

(D)画像修復処理
上記(B),(C)の処理を1フレーム分実行した後、ステップST19において、画像修復処理部5は、可変長復号部1からの画像修復実行指示情報105に基づき、誤り修復状況マップ106を参照して、修復対象となるエリアを包含する領域を画像修復エリアとして決定し、決定した画像修復エリア内で修復処理を実行する修復マクロブロック位置を決定し、決定した修復マクロブロックの周辺マクロブロックの有効無効を判定し、有効と判定されたマクロブロック位置について、画像修復用コンテキスト情報109を取得してマクロブロックの修復に用いる推定動きベクトル214を求め、求めた推定動きベクトル214に基づいてフレームメモリ8中の直前のフレームから復号画像114を取得して修復画像110として出力する。
(D) Image Restoration Process After executing the processes (B) and (C) for one frame, in step ST19, the image restoration processing unit 5 is based on the image restoration execution instruction information 105 from the variable length decoding unit 1. Then, referring to the error repair situation map 106, the area including the area to be repaired is determined as the image repair area, and the repair macroblock position for executing the repair process in the determined image repair area is determined and determined. Validity / invalidity of surrounding macroblocks of the repaired macroblock is determined, image restoration context information 109 is obtained for the macroblock position determined to be valid, and an estimated motion vector 214 used for macroblock restoration is obtained, and the obtained estimation is obtained. Based on the motion vector 214, the decoded image 114 is obtained from the immediately preceding frame in the frame memory 8, and the repaired image 1 is obtained. 10 is output.

この発明のポイントは、画像修復処理部5が実行する画像修復アルゴリズムにある。通常、誤りによって損失したマクロブロックの修復処理としては、上記非特許文献1のようにフレームメモリ8中に格納される過去に復号済みの参照画像を利用して修復画像110を生成する時間コンシールメント処理と、同一フレーム内の空間的近傍に存在する正常に復号された情報を利用して修復画像110を生成する空間コンシールメントの2種類がある。これらは、下記の文献にあるように、例えば、カレントフレームがシーンチェンジ箇所であるかどうか等を判断基準として、フレームメモリ8中の参照画像110とカレントフレームとの相関の度合いを評価して、相関が高いと判断される場合には時間コンシールメントを、相関が低いと判断される場合は空間コンシールメントを用いるように設計するという方法が一般的である。この発明における画像修復アルゴリズムは、特に、時間コンシールメント手法に関するものである。
Akio Yoneyama,Hiromasa Yanagihara,Yasuyuki Nakajima、”VIDEO ERROR CONCEALMENT BY THE COMBINATION OF SPATIO-TEMPORAL RECOVERY AND POST FILTER FOR H.264”,IEEE International Conference on Consumer Electronics 2005,PAPER NO.9.3-2,Jan.10-12,2005.
The point of the present invention is the image restoration algorithm executed by the image restoration processing unit 5. Usually, as a process of repairing a macroblock lost due to an error, time concealment for generating a repaired image 110 by using a previously decoded reference image stored in the frame memory 8 as in Non-Patent Document 1 above. There are two types: processing and spatial concealment that generates the repaired image 110 using normally decoded information present in the spatial vicinity within the same frame. As described in the following document, for example, the degree of correlation between the reference image 110 in the frame memory 8 and the current frame is evaluated based on, for example, whether or not the current frame is a scene change location. In general, the method is designed so that the temporal concealment is used when the correlation is high, and the spatial concealment is used when the correlation is low. The image restoration algorithm in the present invention particularly relates to a temporal concealment technique.
Akio Yoneyama, Hiromasa Yanagihara, Yasuyuki Nakajima, “VIDEO ERROR CONCEALMENT BY THE COMBINATION OF SPATIO-TEMPORAL RECOVERY AND POST FILTER FOR H.264”, IEEE International Conference on Consumer Electronics 2005, PAPER NO.9.3-2, Jan. 10-12 , 2005.

可変長復号部1はカレントフレームが画像修復処理の必要ありと判断すると、画像修復実行指示情報105によって画像修復処理部5に画像修復処理の実行を指示する。画像修復処理部5はその指示を受けて修復処理を開始する。   When the variable length decoding unit 1 determines that the current frame needs to be subjected to the image restoration process, the variable length decoding unit 1 instructs the image restoration processing unit 5 to execute the image restoration process by the image restoration execution instruction information 105. The image restoration processing unit 5 starts the restoration process in response to the instruction.

図6は画像修復処理部5により実行される画像修復アルゴリズムの処理の流れを示すフローチャートである。
ステップST21において、図3に示す画像修復エリア決定部51はカレントフレームに関する誤り修復状況マップ106を参照して、修復対象となるエリアを包含する外接四角形領域を画像修復エリア211として決定する。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the image restoration algorithm process executed by the image restoration processing unit 5.
In step ST <b> 21, the image restoration area determination unit 51 illustrated in FIG. 3 refers to the error restoration situation map 106 relating to the current frame, and determines a circumscribed square area including the area to be restored as the image restoration area 211.

図7は画像修復エリア決定部51により決定される修復対象となるエリアを包含する外接四角形領域を示す図である。以下の処理は画像修復エリア211内でのみ実行する。画像修復エリア211外のマクロブロックには誤りで損失した領域は存在しないため、以下の処理をスキップする。   FIG. 7 is a diagram showing a circumscribed square area including an area to be repaired determined by the image repair area determining unit 51. The following processing is executed only in the image restoration area 211. Since there is no area lost due to an error in the macroblock outside the image restoration area 211, the following processing is skipped.

ステップST22において、修復対象マクロブロック決定部52は、画像修復エリア211内で修復処理を実行する修復対象のマクロブロックをカレントマクロブロック212として決定する。   In step ST <b> 22, the restoration target macroblock determination unit 52 determines a restoration target macroblock to be restored in the image restoration area 211 as the current macroblock 212.

カレントマクロブロック212の決定方法には以下のような方法が考えられるが、いずれの方法を用いても良い。
1つの方法として、修復対象マクロブロック決定部52は、画像修復エリア211内をラスタスキャン順に検証し、「修復対象」のマーキングがなされたマクロブロックを順に修復処理する。処理順序に関する特別な判断は必要ないが、「修復対象」のマクロブロックが局所的に集中している場合は、利用可能な画像修復用コンテキスト情報109が十分に得られない可能性がある。
Although the following method can be considered as a method of determining the current macroblock 212, any method may be used.
As one method, the restoration target macroblock determination unit 52 verifies the inside of the image restoration area 211 in the raster scan order, and sequentially repairs the macroblocks marked with “repair target”. Although a special determination regarding the processing order is not necessary, if the “restoration target” macroblocks are locally concentrated, there is a possibility that the usable image restoration context information 109 cannot be obtained sufficiently.

また、他の方法として、修復対象マクロブロック決定部52は、画像修復エリア211内をエリアの端に位置するマクロブロックから順に検証し、「修復対象」のマーキングがなされたマクロブロックを順に修復処理する。処理順序に関して逐一判断を行う必要がある反面、エリアの端には正常に復号されたマクロブロックが多く、「修復対象」のマクロブロックが局所的に集中している場合は、利用可能な画像修復用コンテキスト情報109が得られやすい可能性がある。   As another method, the restoration target macroblock determination unit 52 sequentially verifies the image restoration area 211 from the macroblock located at the end of the area, and sequentially repairs the macroblocks marked with “repair target”. To do. While it is necessary to make a judgment on the processing order one by one, there are many normally decoded macroblocks at the edge of the area, and when the “restoration target” macroblocks are concentrated locally, usable image restoration is possible. The context information 109 for use may be easily obtained.

ステップST23において、周辺ブロック有効無効判定部53は、カレントフレームに関する誤り修復状況マップ106を参照して、カレントマクロブロック212の上下左右に位置する周辺マクロブロックが「修復対象」となっているかどうかを検証し、有効無効判定対象のマクロブロックが「修復対象」となっている場合又は画面外になる場合は、そのマクロブロックは「無効」と判定し、さもなくば「有効」と判定することにより、周辺マクロブロックの有効無効を判定して有効無効状態213を出力する。誤り修復状況マップ106で、後述する「修復済み」の状態を示すマクロブロックについては「有効」と判定する。   In step ST23, the peripheral block validity / invalidity determination unit 53 refers to the error repair status map 106 related to the current frame and determines whether the peripheral macroblocks located above, below, left, and right of the current macroblock 212 are “repair targets”. By verifying, if the macroblock subject to valid / invalid judgment is “repair target” or goes out of the screen, the macroblock is judged as “invalid”, otherwise it is judged as “valid” Then, the validity / invalidity of the peripheral macroblock is determined and the valid / invalid state 213 is output. In the error repair status map 106, a macroblock indicating a “repaired” state, which will be described later, is determined to be “valid”.

ステップST24において、動きベクトル推定部54は、有効無効状態213を参照し「有効」と判定されたマクロブロック位置について、画像修復用コンテキスト情報109を取得し、カレントマクロブロック212の修復に用いる推定動きベクトル214を求める。もし、有効無効状態214に基づいて「有効」となっているマクロブロックが一つもない場合は、動きベクトル推定部54は推定動きベクトル214をゼロとする。   In step ST <b> 24, the motion vector estimation unit 54 refers to the valid / invalid state 213, acquires the image restoration context information 109 for the macroblock position determined to be “valid”, and estimates motion used for restoration of the current macroblock 212. Vector 214 is determined. If no macroblock is “valid” based on the valid / invalid state 214, the motion vector estimation unit 54 sets the estimated motion vector 214 to zero.

以下、例として、上記ステップST24で上下左右全てのマクロブロックが「有効」と判定される場合の推定動きベクトル214の推定方法について述べる。ボールド表記はベクトル値であることを表す。このときはカレントマクロブロックに対して、隣接する上下左右のマクロブロック内の8×8ブロックが有効であるため、合計8つのコンテキスト情報が利用可能となる。   Hereinafter, as an example, a method for estimating the estimated motion vector 214 when all the upper, lower, left, and right macroblocks are determined as “valid” in step ST24 will be described. Bold notation indicates a vector value. At this time, since the 8 × 8 blocks in the adjacent upper, lower, left, and right macroblocks are effective for the current macroblock, a total of eight pieces of context information can be used.

動きベクトルコンテキスト情報をctx_mv[8]とし、参照画像インデックスコンテキスト情報をctx_refidx[8]、予測誤差量コンテキスト情報をctx_err[8]とする。まず、各ctx_mv[k]について、動きベクトル値を直前のフレームに対する動きベクトルにスケーリングする。これは、動きが線形であることを仮定すれば、ctx_refidx[k]を用いて、スケーリングされた動きベクトルscaled_ctx_mv[k]は次の式(1)で求められる。

Figure 0004624308
The motion vector context information is ctx_mv [8], the reference image index context information is ctx_refidx [8], and the prediction error amount context information is ctx_err [8]. First, for each ctx_mv [k], the motion vector value is scaled to the motion vector for the previous frame. Assuming that the motion is linear, the scaled motion vector scaled_ctx_mv [k] is obtained by the following equation (1) using ctx_refidx [k].
Figure 0004624308

scaled_ctx_mv[k]を用いて、ctx_mv[k]が直前のフレームにおいて指し示す領域がどのマクロブロック位置に対応するかを定める位置情報refposを次の式(2)で定める。

Figure 0004624308
ここで、mbpos_in_pelは、画素単位でのカレントマクロブロックの位置である。 By using scaled_ctx_mv [k], position information refpos that defines which macroblock position the area pointed to by ctx_mv [k] in the immediately preceding frame corresponds is defined by the following expression (2).
Figure 0004624308
Here, mbpos_in_pel is the position of the current macroblock in pixel units.

図8は動きベクトル推定部54による推定動きベクトル214を求める処理を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining processing for obtaining the estimated motion vector 214 by the motion vector estimation unit 54.

次いで、メモリ2に保持してある直前のフレームの誤り修復状況マップ106を参照して、直前のフレームでrefpos[k]に対応する位置のマクロブロックが「修復の必要なし」であれば、ctx_mv[k]を以降の処理に利用可能と判断する。さもなくば、ctx_mv[k]は以降の処理に利用しない。以上の結果をもとに、最終的な推定動きベクトル(emv)214を次の式(3)で求める。

Figure 0004624308
ここで、Kは利用可能なctx_mv[k]の数であり、上記式(3)は、利用可能な全てのscaled_ctx_mv[k]について、それぞれに対応する予測誤差量ctx_err[k]で重みを付加し、重み付平均をとったものである。つまり、予測誤差量の小さいctx_mv[k]のほうが動きベクトルの信頼性が高いとみなし、より強い重みが掛かるようになっている。また、ctx_mv[k]はそれぞれ参照画像インデックスctx_refidx[k]が異なるが、この方法により、参照画像を全て直前フレームに統一することができ、修復画像の絵柄の連続性も保証できる。 Next, referring to the error correction status map 106 of the immediately preceding frame held in the memory 2, if the macroblock at the position corresponding to refpos [k] in the immediately preceding frame is “no need for repair”, ctx_mv It is determined that [k] can be used for the subsequent processing. Otherwise, ctx_mv [k] is not used for further processing. Based on the above results, the final estimated motion vector (emv) 214 is obtained by the following equation (3).
Figure 0004624308
Here, K is the number of ctx_mv [k] that can be used, and the above equation (3) adds a weight with the corresponding prediction error amount ctx_err [k] for all available scaled_ctx_mv [k] And a weighted average. That is, ctx_mv [k] having a smaller prediction error amount is considered to have higher motion vector reliability and is given a stronger weight. Further, ctx_mv [k] has a different reference image index ctx_refidx [k], but by this method, all the reference images can be unified in the immediately preceding frame, and the continuity of the pattern of the repaired image can be guaranteed.

また、メモリ2に保持してある直前のフレームの誤り修復状況マップ106を参照して、直前のフレームでrefpos[k]に対応する位置のマクロブロックが「修復の必要なし」であれば、ctx_mv[k]を以降の処理に利用可能と判断するようにしたが、もし全てのctx_mv[k]が利用できないと判断される場合には、推定動きベクトル(emv)214をゼロとする。   If the macroblock at the position corresponding to refpos [k] in the immediately preceding frame is “no need for repair” with reference to the error repair status map 106 of the immediately preceding frame held in the memory 2, ctx_mv [k] is determined to be usable for the subsequent processing. If it is determined that all ctx_mv [k] cannot be used, the estimated motion vector (emv) 214 is set to zero.

また、ここで決定した推定動きベクトル214の値と、参照画像インデックスの値(=0)は、カレントマクロブロックにおける画像修復用コンテキスト情報109として保持し、誤り修復状況マップ106のカレントマクロブロック位置の状態を「修復対象」から「修復済み」に変更する。これらは以降の画像修復処理に利用する。   Further, the value of the estimated motion vector 214 and the value of the reference image index (= 0) determined here are held as the image restoration context information 109 in the current macroblock, and the current macroblock position of the error restoration situation map 106 is stored. Change the status from "Repair target" to "Repaired". These are used for subsequent image restoration processing.

ステップST25において、修復画像生成部55は、推定動きベクトル214に基づいてフレームメモリ8中の直前のフレームから修復画像110を取得し、画像修復処理部5から出力する。なお、修復画像生成部55は、フレーム間動き補償予測における予測画像生成と等価な処理を行うため、マクロブロック復号処理部3の予測画像生成部33を流用するように装置を構成しても良い。   In step ST <b> 25, the repair image generation unit 55 acquires the repair image 110 from the immediately previous frame in the frame memory 8 based on the estimated motion vector 214 and outputs it from the image repair processing unit 5. The repair image generation unit 55 may be configured to use the prediction image generation unit 33 of the macroblock decoding processing unit 3 in order to perform a process equivalent to the prediction image generation in the inter-frame motion compensation prediction. .

(D)最終復号画像生成処理
切替器6は、復号破綻検出フラグ103が破綻無し(=0)を示している場合は、第1の復号画像108を第2の復号画像111として出力する(すでに上述のように、切替器6は常に第1の復号画像108と修復画像110とを入力としているわけではない)。
図4のステップST20において、第2の復号画像111はデブロッキングフィルタ7に入力され、デブロッキングフィルタ7はAVC規格に定める処理に基づいてデブロッキングフィルタ処理を実行して最終復号画像112を得る。最終復号画像112は、以降のフレームの予測画像生成に用いるため、マクロブロックの画面内位置に基づいてフレームメモリ8へ書き込まれる。
(D) Final decoded image generation processing When the decoding failure detection flag 103 indicates no failure (= 0), the switch 6 outputs the first decoded image 108 as the second decoded image 111 (already As described above, the switch 6 does not always receive the first decoded image 108 and the restored image 110 as inputs).
In step ST20 of FIG. 4, the second decoded image 111 is input to the deblocking filter 7, and the deblocking filter 7 performs a deblocking filter process based on a process defined in the AVC standard to obtain a final decoded image 112. The final decoded image 112 is written to the frame memory 8 based on the position of the macroblock in the screen, for use in generating predicted images for subsequent frames.

切替器6は、復号破綻検出フラグ103が破綻あり(=1)を示している場合は、修復画像110を第2の復号画像111として出力する(すでに上述のように切替器6は常に第1の復号画像108と修復画像110とを入力としているわけではない)。
図4のステップST20において、第2の復号画像111はデブロッキングフィルタ7に入力され、デブロッキングフィルタ7はAVC規格に定める処理に基づいてデブロッキングフィルタ処理を実行して最終復号画像112を得る。ただし、この際、第2の復号画像111は本来の復号画像データとは異なる可能性が高いため、デブロッキングフィルタ7を最もフィルタ強度が強いモードで実行する。これにより、修復画像110と正常画像が隣り合うようなブロック境界において、境界の不連続性を緩和することができる。最終復号画像112は、以降のフレームの予測画像生成に用いるため、マクロブロックの画面内位置に基づいてフレームメモリ8へ書き込まれる。
When the decoding failure detection flag 103 indicates that there is a failure (= 1), the switch 6 outputs the repaired image 110 as the second decoded image 111 (as described above, the switch 6 is always the first The decoded image 108 and the repaired image 110 are not input.
In step ST20 of FIG. 4, the second decoded image 111 is input to the deblocking filter 7, and the deblocking filter 7 performs a deblocking filter process based on a process defined in the AVC standard to obtain a final decoded image 112. However, at this time, since the second decoded image 111 is likely to be different from the original decoded image data, the deblocking filter 7 is executed in the mode with the strongest filter strength. Thereby, the discontinuity of the boundary can be reduced at the block boundary where the repaired image 110 and the normal image are adjacent to each other. The final decoded image 112 is written to the frame memory 8 based on the position of the macroblock in the screen, for use in generating predicted images for subsequent frames.

以上のように、この実施の形態1によれば、マクロブロックを復号中に復号破綻を生じる致命的な誤りが含まれていたときでも、周辺のコンテキスト情報に基づいて安定的に動きベクトルを推定して画像修復を行うことにより、非特許文献1のように、複数の予測画像候補を得るために頻繁にフレームメモリ8へアクセスする必要がなくなり、少ない処理で効率的かつ誤りに強いエラーコンシールメント処理を行い、マクロブロックあたりに必要な所要メモリバンド幅を削減することができ、移動体向け放送・通信等の消費電力の厳しい条件下において、効率良く再生品質を維持できるという効果が得られる。   As described above, according to the first embodiment, even when a fatal error that causes a decoding failure is included during decoding of a macroblock, a motion vector is stably estimated based on surrounding context information. By performing image restoration, it is not necessary to frequently access the frame memory 8 to obtain a plurality of predicted image candidates as in Non-Patent Document 1, and error concealment is efficient and error-resistant with less processing. By performing processing, the required memory bandwidth required per macroblock can be reduced, and the reproduction quality can be efficiently maintained under severe power consumption conditions such as broadcasting / communication for mobile units.

この実施の形態1では、AVC規格に従うビットストリームを復号する動画像復号装置について説明したが、この発明は、マクロブロック単位で動き補償予測を用いて符号化を行う各種国際標準方式であって、この実施の形態1で記載したようなコンテキスト情報を抽出可能なMPEG−1、MPEG−2、MPEG−4、H.261、H.263といった規格をサポートする動画像復号装置に対しても適用可能なことは言うまでもない。なお、参照ピクチャインデックス204に関してはAVC規格でのみ採用されているが、他の標準方式ではこれを常にゼロとみなして処理を行えば良い。   In the first embodiment, a video decoding device that decodes a bitstream that complies with the AVC standard has been described, but the present invention relates to various international standard schemes that perform motion compensation prediction using macroblock units, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264, and the like that can extract context information as described in the first embodiment. 261, H.H. Needless to say, the present invention can also be applied to a moving picture decoding apparatus that supports a standard such as H.263. Note that the reference picture index 204 is employed only in the AVC standard, but in other standard systems, processing may be performed by always considering this as zero.

この発明の実施の形態1による動画像復号装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による動画像復号装置のマクロブロック復号処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the macroblock decoding process part of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による動画像復号装置の画像修復処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the image restoration process part of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による動画像復号装置の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による動画像復号装置のメモリに記憶されている誤り修復状況マップの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the error correction condition map memorize | stored in the memory of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による動画像復号装置の画像修復処理部により実行される画像修復アルゴリズムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the image restoration algorithm performed by the image restoration process part of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による動画像復号装置の画像修復エリア決定部により決定される修復対象となるエリアを包含する外接四角形領域を示す図である。It is a figure which shows the circumscribed square area | region containing the area used as the repair object determined by the image restoration area determination part of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による動画像復号装置の動きベクトル推定部による推定動きベクトルを求める処理を説明する図である。It is a figure explaining the process which calculates | requires the estimated motion vector by the motion vector estimation part of the moving image decoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. 修復画像の候補を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the candidate of a restoration image.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変長復号部、2 メモリ、3 マクロブロック復号処理部、4 画像修復用コンテキスト情報生成部、5 画像修復処理部、6 切替器、7 デブロッキングフィルタ、8 フレームメモリ、31 逆量子化部、32 逆整数変換部、33 予測画像生成部、34 加算器、51 画像修復エリア決定部、52 修復対象マクロブロック決定部、53 周辺ブロック有効無効判定部、54 動きベクトル推定部、55 修復画像生成部、101 ビットストリーム、102 マクロブロックの符号化データ、103 復号破綻検出フラグ、104 修復対象のマクロブロック位置情報、105 画像修復実行指示情報、106 誤り修復状況マップ、107 予測残差画像、108 第1の復号画像、109 画像修復用コンテキスト情報、110 修復画像、111 第2の復号画像、112 最終復号画像、113 参照画像、114 直前のフレームの復号画像、201 符号化モード情報、202 イントラ予測モード情報、203 動きベクトル、204 参照ピクチャインデックス、205 整数変換係数データ、206 量子化ステップパラメータ、207 逆量子化後の整数変換係数データ、208 予測画像、211 画像修復エリア、212 カレントマクロブロック、213 有効無効状態、214 推定動きベクトル。   1 variable length decoding unit, 2 memory, 3 macroblock decoding processing unit, 4 image restoration context information generation unit, 5 image restoration processing unit, 6 switch, 7 deblocking filter, 8 frame memory, 31 dequantization unit, 32 inverse integer transform unit, 33 predicted image generation unit, 34 adder, 51 image restoration area determination unit, 52 restoration target macroblock decision unit, 53 peripheral block validity / invalidity determination unit, 54 motion vector estimation unit, 55 restoration image generation unit , 101 bit stream, 102 encoded data of macroblock, 103 decoding failure detection flag, 104 macroblock position information to be repaired, 105 image repair execution instruction information, 106 error repair status map, 107 prediction residual image, 108 first Decoded image, 109 image restoration context information, 110 restoration Image, 111 second decoded image, 112 final decoded image, 113 reference image, 114 decoded image of previous frame, 201 encoding mode information, 202 intra prediction mode information, 203 motion vector, 204 reference picture index, 205 integer conversion Coefficient data, 206 quantization step parameter, 207 integer transform coefficient data after inverse quantization, 208 predicted image, 211 image restoration area, 212 current macroblock, 213 valid / invalid state, 214 estimated motion vector.

Claims (4)

動画像の各フレームが所定領域に分割されて符号化されたビットストリームから所定領域の符号化データを抽出すると共に、符号化データを抽出する過程で復号破綻を検出して修復対象の所定領域を特定する可変長復号部と、
該可変長復号部により抽出された所定領域の符号化データから予測残差画像を復号すると共に所定領域の復号画像を生成する所定領域復号処理部と、
上記可変長復号部からの所定領域の符号化データと、上記所定領域復号処理部からの予測残差画像を入力し、画像修復用コンテキスト情報を生成する画像修復用コンテキスト情報生成部と、
上記可変長復号部により特定された修復対象の所定領域の周辺の所定領域の有効性を判定し、有効と判定された周辺の所定領域から上記画像修復用コンテキスト情報生成部により生成された画像修復用コンテキスト情報を取得して、修復対象の所定領域の修復に用いる推定動きベクトルを求め、求めた推定動きベクトルに基づき既に復号済みのフレームから復号画像を取得して修復画像を生成する画像修復処理部と、
上記可変長復号部による所定領域の復号破綻の検出有無に基づき、上記所定領域復号処理部により生成された復号画像又は上記画像修復処理部により生成された修復画像を選択して出力する選択部とを備えた動画像復号装置。
Extracting encoded data of a predetermined area from a bit stream that is encoded by dividing each frame of a moving image into predetermined areas, and detecting a decoding failure in the process of extracting the encoded data, A variable length decoding unit to be identified;
A predetermined region decoding processing unit that decodes the prediction residual image from the encoded data of the predetermined region extracted by the variable length decoding unit and generates a decoded image of the predetermined region;
An image restoration context information generation unit that inputs encoded data of a predetermined region from the variable length decoding unit and a prediction residual image from the predetermined region decoding processing unit, and generates image restoration context information;
Image restoration generated by the image restoration context information generation unit from the surrounding predetermined region determined to be valid by determining the validity of the predetermined region around the predetermined region to be repaired specified by the variable length decoding unit Image restoration processing that obtains context information, obtains an estimated motion vector used for restoration of a predetermined area to be restored, obtains a decoded image from a frame that has already been decoded based on the obtained estimated motion vector, and generates a restored image And
A selection unit that selects and outputs a decoded image generated by the predetermined region decoding processing unit or a repaired image generated by the image restoration processing unit based on whether or not a decoding failure of the predetermined region is detected by the variable length decoding unit; A video decoding device comprising:
上記画像修復用コンテキスト情報生成部は、所定領域の符号化データから動きベクトル、参照画像インデックス、予測誤差量に関する画像修復用コンテキスト情報を生成し、
上記画像修復処理部は、上記参照画像インデックスに基づき上記動きベクトルをスケーリングすると共に、上記予測誤差量に基づいて定める重み係数を用いて、スケーリングされた動きベクトルを重み付平均することによって修復対象の所定領域の修復に用いる推定動きベクトルを求めることを特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。
The image restoration context information generation unit generates image restoration context information related to a motion vector, a reference image index, and a prediction error amount from encoded data of a predetermined region,
The image restoration processing unit scales the motion vector based on the reference image index and uses a weighting factor determined based on the prediction error amount to perform weighted averaging of the scaled motion vector to be a restoration target. 2. The moving picture decoding apparatus according to claim 1, wherein an estimated motion vector used for repairing the predetermined area is obtained.
上記画像修復処理部は、修復対象の所定領域の周辺の所定領域の有効性を、修復対象となっていない場合及び画面外になっていない場合に有効と判定することを特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。 The image restoration processing unit according to claim the effectiveness of a given region around a predetermined region of the repaired, and judging effect when not in and out of the screen when not in the repaired 1 The moving picture decoding apparatus described. 動画像の各フレームが所定領域に分割されて符号化されたビットストリームから所定領域の符号化データを抽出すると共に、符号化データを抽出する過程で復号破綻を検出して修復対象の所定領域を特定する第1のステップと、
該第1のステップで抽出された所定領域の符号化データから予測残差画像を復号すると共に所定領域の復号画像を生成する第2のステップと、
上記第1のステップで抽出された所定領域の符号化データと、上記第2のステップで復号された予測残差画像を入力し、画像修復用コンテキスト情報を生成する第3のステップと、
上記第1のステップで特定された修復対象の所定領域の周辺の所定領域の有効性を判定し、有効と判定された周辺の所定領域から上記第3のステップで生成された画像修復用コンテキスト情報を取得して、修復対象の所定領域の修復に用いる推定動きベクトルを求め、求めた推定動きベクトルに基づき、既に復号済みのフレームから復号画像を取得して修復画像を生成する第4のステップと、
上記第1のステップにおける所定領域の復号破綻の検出有無に基づき、上記第2のステップで生成された復号画像又は上記第4のステップで生成された修復画像を選択して出力する第5のステップとを備えた動画像復号方法。
Extracting encoded data of a predetermined area from a bit stream that is encoded by dividing each frame of a moving image into predetermined areas, and detecting a decoding failure in the process of extracting the encoded data, A first step to identify;
A second step of decoding a prediction residual image from the encoded data of the predetermined region extracted in the first step and generating a decoded image of the predetermined region;
A third step of inputting the encoded data of the predetermined area extracted in the first step and the prediction residual image decoded in the second step, and generating context information for image restoration;
The validity of the predetermined area around the predetermined area to be repaired specified in the first step is determined, and the image restoration context information generated in the third step from the predetermined peripheral area determined to be effective Obtaining an estimated motion vector to be used for repairing a predetermined area to be repaired, and acquiring a decoded image from a frame that has already been decoded based on the determined estimated motion vector to generate a repaired image; ,
Fifth step of selecting and outputting the decoded image generated in the second step or the repaired image generated in the fourth step based on the presence or absence of detection of the decoding failure of the predetermined area in the first step A video decoding method comprising:
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