JP5099776B2

JP5099776B2 - 動画像符号化装置および復号装置

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Publication number: JP5099776B2
Application number: JP2008196118A
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Inventors: 知伸吉野; 整内藤; 淳小池
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: JP2010034946A

Description

本発明は、画面をマクロブロック（以下、ＭＢ）に分割し、ＭＢ単位で符号化する際にインター符号化を許容する動画像符号化装置および復号装置に関し、特に、符号化済み隣接ＭＢにおける動きベクトルから、処理ＭＢにおける動きベクトルの予測ベクトルを生成する動画像符号化装置および復号装置に関する。

ＭＢ単位での符号化の際にインター符号化を許容する動画像符号化装置において、ＭＢもしくはＭＢを細分化したブロック（以下、単にブロックと記述）単位でのインター符号化の際に、隣接する符号化済みブロック（以下、参照ブロック）の動きベクトル（以下、参照ベクトル）に基づいて予測ベクトルを生成する方法が、下記の非特許文献１に示されている。この方法により、予測ベクトルと動き補償により得られる動きベクトルの差分のみを符号化することで、動きベクトルの符号化に要する符号量を抑制することが可能である。

非特許文献１には、隣接する３つもしくは２つのブロックを参照ブロックとし、全ての参照ベクトルのｘ成分およびｙ成分に関するメディアン(中央)値を算出し、同ｘ成分およびｙ成分によって成されるベクトルを予測ベクトルとする予測ベクトル生成方法が開示されている。

この予測ベクトル生成方法（すなわち、H.264における予測ベクトル生成方法）を、図１０を参照して簡単に説明する。図１０は画面をブロックで分割した時の一部のブロックを示し、H.２６４では、図示されているように、処理ブロックに隣接する左、上および右上に位置するブロックを参照ブロックとする。いま、各参照ブロックにおける参照ベクトルを、Va＝（ｘ_ａ，ｙ_ａ）、Vb＝（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ)、Vc＝（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）とすると、予測ベクトルVpred＝（ｘ_ｐｒｅｄ，ｙ_ｐｒｅｄ）は、下式(1)により得られる。

ただし、関数median（）は、引数のメディアン値を得る関数であり、下式(2)に従う。

Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG and ITU-VCEG, "Text of ISO/IEC 14496 10 Advanced Video Coding 3rd Edition", July 2004.

しかしながら、前記した従来技術の予測方法では、高々３つの参照ベクトルを入力としているに過ぎず、粗いサンプルに対するメディアン値を予測値としている。したがって、該予測値の精度は、必ずしも全てのケースにおいて良好であるとはいえないという問題があった。

本発明は、前記した従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、予測ベクトル性能を改善できる動画像符号化装置および復号装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、マクロブロック単位での符号化の際にインター符号化を許容する動画像符号化装置において、インター符号化予測値生成部を具備し、該インター符号化予測値生成部が、隣接する複数の符号化済みブロックの動きベクトル（以下、参照ベクトル）のメディアン値を選択して予測ベクトルとする第１の予測ベクトル生成部と、各々２つの参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値を選択して予測ベクトルとする第２の予測ベクトル生成部と、前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値を得る動きベクトル評価値算出部と、前記参照ベクトルの乖離が予め定められた第１の値より大きいときまたは前記密集性が予め定められた第２の値より高いときに前記第１の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択し、前記乖離が前記第１の値以下および前記密集性が前記第２の値以下のときに前記第２の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択する予測ベクトル制御部とを含む点に第１の特徴がある。

また、本発明は、マクロブロック単位での復号の際にインター符号化を許容する動画像復号装置において、インター予測値生成部を具備し、該インター予測値生成部が、隣接する複数の符号化済みブロックの動きベクトル（以下、参照ベクトル）のメディアン値を選択して予測ベクトルとする第１の予測ベクトル生成部と、各々２つの参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値を選択して予測ベクトルとする第２の予測ベクトル生成部と、前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値を得る動きベクトル評価値算出部と、前記参照ベクトルの乖離が予め定められた第１の値より大きいときまたは前記密集性が予め定められた第２の値より高いときに前記第１の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択し、前記乖離が前記第１の値以下および前記密集性が前記第２の値以下のときに前記第２の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択する予測ベクトル制御部とを含む点に第２の特徴がある。

さらに、本発明は、前記処理ブロックの符号化データのビットストリームから制御情報を解析する手段をさらに具備し、前記予測ベクトル制御部は、前記ビットストリームから得られる制御情報に基づき、参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値もしくは参照ベクトルのメディアン値のどちらかを予測ベクトルとして用いるようにした点に第３の特徴がある。

本発明の前記第１の特徴によれば、新たな予測ベクトル候補、すなわち各々２つの参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値を新たな予測ベクトル候補として定義し、画像特徴に応じて従来手法と適応的に予測ベクトル生成手法を切り替えるようにしたので、予測ベクトル性能が改善し、符号化効率の向上が期待される。

また、本発明の前記第２、第３の特徴によれば、参照ベクトルを評価することで、新たに定義した前記予測ベクトル候補が有効であるときのみ、予測ベクトル生成手法の切り替えを行う。これにより、予測ベクトル性能が改善し、符号化効率の向上が期待される上に、前記切り替えに必要となる付与情報の情報量を抑制することが可能となる。

以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。まず、本発明が適用される動画像符号化装置について説明する。

本発明は、画面内のＭＢ単位での符号化の際にインター符号化を許容し、動き補償により動きベクトルを決定するとともに、隣接する符号化済みブロックの動きベクトル（参照ベクトル）に基づいて予測ベクトルを生成し、動きベクトルと予測ベクトルの差分を符号化する動画像符号化装置を前提とする。

図１は、本発明の一実施形態の動画像符号化装置のブロック図を示す。

イントラ符号化予測値生成部１では、入力映像、符号化済みブロックにおける局所復号された画素値ｉ、および符号化済みブロックにおけるイントラ予測方向に関する情報ｊを入力とし、符号化済みブロックにおける局所復号された画素値ｉに基づき、処理ブロックにおける各イントラ予測方向の予測値を生成する。そして、該予測値に対して、入力映像との差分を得る事で、イントラ符号化における符号化歪みを算出する。また、符号化歪みおよび符号化済みブロックにおけるイントラ予測方向に関する情報ｊに基づき、各イントラ予測方向におけるコスト値を算出する。算出されたコスト値を比較し、最も処理ブロックの符号化に適したイントラ予測方向を選択する。該イントラ符号化予測値生成部１の出力として、最適なイントラ予測方向における予測値ａ、該予測方向に関する情報ｂ、および該予測方向におけるコスト値ｃを出力する。

インター符号化予測値生成部２では、入力映像、符号化済みフレームにおける局所復号された画素値ｉ、および同一フレーム内の隣接する符号化済みブロックにおける予測情報ｊを入力とする。ただし、該予測情報ｊには、動きベクトルおよび発明手法の適用有無を表す情報が含まれる。そして、最適な動きベクトルにおける予測値ｄ、該予測情報(動きベクトル、および発明手法の適用有無)ｅ、および該予測情報におけるコスト値ｆを出力する。本発明は、該インター符号化予測値生成部２の構成に特徴があるので、その詳細は、図３、図５を参照して後述する。

モード判定制御部３では、イントラ符号化予測値生成部１およびインター符号化予測値生成部２から出力されるコスト値ｃ、ｆを入力とし、入力されるコスト値の比較を行い、処理ブロックに適する符号化モードを選択する。該モード判定制御部３は、イントラ符号化予測値生成部１およびインター符号化予測値生成部２から出力される予測値（ａ，ｄ）および予測に関する情報（ｂ，ｅ）について、処理ブロックの符号化に適する符号化モードが符号化に用いられるように切り替える。

DCT/量子化部４では、入力映像に対する予測値ａまたはｄとの差分を入力とし、入力される信号に対して、DCT処理および量子化処理を施す。そして、その出力として、量子化されたDCT係数ｇを出力する。

IDCT/逆量子化部５では、量子化されたDCT係数ｇを入力とし、該DCT係数ｇに対して、逆量子化処理および逆DCT処理を施す。該IDCT/逆量子化部５の出力として、逆DCTされた画素信号を出力する。

エントロピー符号化部６では、量子化されたDCT係数ｇおよび予測に関する情報ｊ（ｂ又はｅ）を入力とし、入力される信号についてエントロピー符号化を行う。エントロピー符号化部６の出力として、エントロピー符号化された結果を、符号化データｈとして出力する。該符号化データｈはビットストリームとして送出される。

ローカルメモリ(1)７では、予測値と逆DCTされた画素信号の和をとった信号、すなわち局所復号された画素値ｉを入力とする。該ローカルメモリ(1)７では、局所復号された画素値ｉを蓄積し、適宜、イントラ符号化予測値生成部１およびインター符号化予測値生成部２に供給する。

ローカルメモリ(2)８では、符号化済みブロックにおいて適用された予測方法に関する情報ｊ（ｂ又はｅ）を入力とする。なお、該情報ｊには、発明手法の適用有無を表す情報が含まれている。そして、符号化済みブロックにおける予測情報ｊを蓄積し、適宜、イントラ符号化予測値生成部１およびインター符号化予測値生成部２に該情報ｊを供給する。該予測情報ｊには、符号化済みブロックのＭＶ，差分ベクトル、発明手法の適用有無に関する情報などが含まれる。

次に、本発明の一実施形態の動画像復号装置について説明する。図２は、画面内のＭＢ単位での符号化の際に拡張イントラ符号化を許容する動画像復号装置のブロック図を示している。動画像復号装置は、符号化データ解析部１１、イントラ予測値生成部１２、インター予測値生成部１３、予測方法制御部１４、およびメモリ１５で構成される。

符号化データ解析部（または、エントロピー復号部）１１では、ビットストリームとして送られてくる符号化データｈを入力とする。なお、入力される符号化データｈには、発明手法の適用有無を示す情報が含まれる。該符号化データ解析部１１では、符号化データをエントロピー復号し、シンタックスに従って符号化データに記述される内容を解析する。該符号化データ解析部１１の出力として、シンタックス解析の結果として得られる、残差信号ｋ、予測情報ｍ、およびインター符号化における動きベクトル予測方法の制御情報ｍ’（後述の制御情報３０ｂ）を出力とする。

イントラ予測値生成部１２では、符号化データ解析部１１から得られる予測情報ｍ、メモリ１５から得られる復号済み画素値ｎを入力とし、復号済み画素値ｎを基に、予測情報ｍにしたがってイントラ予測値ｐを生成し、該イントラ予測値ｐを出力する。

インター符号化予測値生成部１３では、符号化済みフレームにおける局所復号された画素値ｎ、同一フレーム内の隣接する復号済みブロックおよび処理ブロックにおける予測情報ｍ、および動きベクトル予測方法の制御情報ｍ’を入力とする。そして、該インター符号化予測値生成部１３の出力として、インター符号化における予測値ｑを出力する。本発明は、該インター予測値生成部１３の構成に特徴を有しているので、その詳細は、図７、図８を参照して後述する。

予測方法制御部１４では、符号化データ解析部１１から得られる予測情報ｍを入力とする。該予測方法制御部１４では、前記予測情報ｍがイントラ予測に関するものであるか、インター予測に関するものであるかを識別し、イントラ予測およびインター予測を切り替えるための制御信号ｒを出力する。

メモリ１５では、復号済み画素値を入力とし、該復号済み画素値ｎを蓄積し、未復号ブロックの復号処理を行う際に、復号済み画素値ｎをイントラ予測値生成部１２およびインター予測値生成部１３に適宜入力する。

次に、本発明の符号化装置の前記インター符号化予測値生成部２の一実施形態について、図３及び図５を参照して詳細に説明する。図３は、該インター符号化予測値生成部２の第１実施形態ブロック図であり、参照ベクトルのみに基づき予測ベクトルを生成する物である。また、図５は、該インター符号化予測値生成部２の第２実施形態のブロック図であり、予測ベクトル制御方法の制御情報および参照ベクトルに基づき予測ベクトルを生成するものである。

まず、図３を参照して、参照ベクトルのみに基づき予測ベクトルを生成するインター符号化予測値生成部２の第１実施形態の構成及び動作を説明する。

ＭＶ(Motion Vector)抽出部２１では、前記ローカルメモリ(2)８から供給される近傍の符号化済みブロックにおける予測情報ｊを入力とし、該予測情報ｊから近傍ブロックにおけるＭＶの情報を抽出する。そして、その出力として、処理ブロックに隣接する符号化済みブロックにおけるＭＶを出力する。

Ｈ．２６４予測ベクトル生成部２３では、隣接する符号化済み各ブロック（例えば、処理ブロックに対して左、上、右上のブロック）における動きベクトルＭＶを入力とする。該Ｈ．２６４予測ベクトル生成部２３は、各動きベクトルにおけるｘ成分およびｙ成分に関してメディアン値を算出し、得られるｘ成分およびｙ成分からなるベクトルを予測ベクトルとし、生成された予測ベクトル２３ａを出力する。該Ｈ．２６４予測ベクトル生成部２３の動作は、図１０で説明した通りである。

発明手法予測ベクトル生成部２４では、隣接する符号化済みブロックにおける動きベクトルＭＶを入力とし、処理ブロックに対して左、上、右上に隣接する符号化済みブロックにおける動きベクトルについて、各々２つの平均ベクトルを算出する。該平均ベクトルにおけるｘ成分およびｙ成分に関してメディアン値を算出し、得られるｘ成分およびｙ成分からなるベクトルを、予測ベクトルとする。該発明手法予測ベクトル生成部２４の出力として、生成された予測ベクトル２４ａを出力する。

評価値算出部(1)２２ａでは、隣接する符号化済みブロック（例えば、処理ブロックに対して左、上、右上のブロック）における動きベクトル（参照ベクトル）を入力とする。そして、同部２２ａでは、各参照ベクトルについて、他の参照ベクトルからの乖離の値を算出し、該乖離の値（以下、乖離の評価値）を出力する。

評価値算出部(2)２２ｂでは、隣接する符号化済みブロック（例えば、処理ブロックに対して左、上、右上のブロック）における動きベクトル（参照ベクトル）を入力とする。そして、同部２２ｂでは、各参照ベクトルについて、密集性の値を算出し、該密集性の値（以下、密集性の評価値）を出力する。

予測ベクトル制御部(1)２５は、評価値算出部(1)２２ａから出力される乖離の値と、評価値算出部(2)２２ｂから出力される密集性の値を入力する。そして、何れかの参照ベクトルにおいて、乖離が予め定められた値より大きいとき、当該処理ブロックでは発明手法予測ベクトルが不適であると判断する。また、参照ベクトルの密集性が予め定められた値より高いとき、当該処理ブロックでは発明手法予測ベクトルが不適であると判断する。該予測ベクトル制御部(1)２５は、前記乖離と密集性に関して、両方あるいはいずれか一方で、発明手法予測ベクトルが不適であると判断された時、該発明手法予測ベクトルは処理ブロックに不適であると判断する。そして、発明手法予測ベクトルが不適であるときには、予測ベクトルとして、Ｈ．２６４方法に基づく予測ベクトルを選択し、それ以外のときは、発明手法予測ベクトルを採用する制御信号２５ａを出力する。

前記乖離が予め定められた値より大きいときに、当該処理ブロックでは発明手法予測ベクトルが不適であると判断するのは、該乖離の大きな動きベクトルはノイズ等により異常である可能性が高いので、該異常の動きベクトルを参照ベクトルに参画させないためである。また、前記参照ベクトルの密集性が予め定められた値より高いとき、当該処理ブロックでは発明手法予測ベクトルが不適であると判断するのは、発明手法により求められる予測ベクトルとＨ．２６４方法に基づく予測ベクトルとでは、ほぼ同じ予測ベクトルが得られるからである。

ここで、前記乖離の評価値および密集性の評価値の算出の仕方とその評価の仕方についての具体例を説明する。該評価値の算出方法および評価方法として、下記の２つの方法が考えられる。

(a)参照ベクトルの成分を用いた評価

複数、例えば３個の参照ベクトルの水平成分および垂直成分について、それぞれの分散値を算出する。何れかの分散値が予め定められたある閾値Ａを超えるとき、乖離が発生していると判断する。また、何れの分散値とも予め定められたある閾値Ｂ（Ｂ＜Ａ）を下回るとき、密集していると判断する。

(b)参照ベクトル間の距離を用いた評価

複数、例えば３個の各々の参照ベクトルについて、互いの距離を算出する。ここで、参照ベクトル間の距離は、それぞれ２つの参照ベクトルについて、差分ベクトルの距離を指す。何れかの参照ベクトル間の距離が予め定められたある閾値Ａ’を超えるとき、乖離が発生していると判断する。また、何れの参照ベクトル間の距離が予め定められたある閾値Ｂ’（Ｂ’＜Ａ’）を下回るとき、密集していると判断する。

なお、前記の実施形態では、評価値算出部(1)２２ａで乖離の評価値を算出し、評価値算出部(2)２２ｂで密集性の評価値を算出するように説明したが、これらの２つの評価値算出部(1)、(2)とせずに、これらを１つの評価値算出部に統合するようにしてもよい。この統合に関しては、後述する図５、図７および図８の実施形態においても同様である。

図４は、前記予測ベクトル制御部(1)２５の機能を説明するフローチャートであるが、該フローチャートの説明は省略する。

次に、参照先決定部２６では、入力映像および符号化済みフレームにおける局所復号された信号ｉを入力とする。同部２６では、処理ブロックにおける入力映像について、局所復号された信号を対象に探索範囲内で最も信号が近い同矩形の位置を探す。最も信号が近い位置について、処理ブロックからの空間的な相対位置を、動きベクトルとする。また、最も信号が近い位置における局所復号された信号について、同画素値を予測値とする。さらに、入力映像に対する予測値の差分を、予測誤差とする。同部２６の出力として、動きベクトル２６ａ、予測値ｄ、予測誤差２６ｂを出力する。

ベクトル差分抽出部２７では、前記参照先決定部２６から出力された動きベクトル２６ａおよび前記予測ベクトル生成部２３または２４から出力された予測ベクトル２３ａまたは２４ａを入力とする。同部２７では、動きベクトルに対する予測ベクトルの差分を、差分ベクトルｅとする。また、該差分ベクトルｅについて、エントロピー符号化を施し、差分ベクトルにより発生する符号量を求める。同部２７の出力として、差分ベクトルｅ（復号する際に用いられる予測に関する情報）および差分ベクトルの符号化に要する符号量２７ａを出力する。

歪み算出部２８では、入力映像、および前記参照先決定部２６から出力された予測誤差２６ｂと予測値ｄを入力とする。同部２８では、入力される予測誤差２６ｂについて、ＤＣＴ、量子化、逆量子化、逆ＤＣＴの処理を施す。逆ＤＣＴまで施した結果に対して予測値を加えた信号(局所復号信号)を得る。ここで、入力信号に対する局所復号信号の差分を求め、差分信号について二乗和を得る。同部２８の出力として、差分信号の二乗和（符号化歪み２８ａ）を出力する。

コスト値算出部２９では、前記ベクトル差分抽出部２７から出力された差分ベクトルの符号量２７ａと前記歪み算出部２８から出力された符号化歪み２８ａを入力とする。同部２９では、符号量２７ａおよび符号化歪み２８ａをコスト関数に入力し、コスト値を得る。同部２９の出力として、コスト値ｆを出力する。

以上のように、この実施形態によれば、評価値算出部(1)、(2)で参照ベクトルを評価することで、発明手法予測ベクトル生成部２４で生成される予測ベクトル２４ａの適否を判断し、該予測ベクトル２４ａが有効である時のみ、該発明手法予測ベクトル生成部２４で生成される予測ベクトルを採用するので、予測ベクトル性能を改善することができるようになる。

次に、図５を参照して、インター符号化予測値生成部２の第２実施形態の構成及び動作を説明する。この第２実施形態は、予測ベクトル制御部(2)３０を除き、図３のブロック図と同一又は同等であるので、以下では、予測ベクトル制御部(2)３０についてのみ説明し、他の構成の説明は省略する。

予測ベクトル制御部(2)３０では、予測ベクトル制御部(1)２５から出力される、処理ブロックにおける発明手法予測ベクトルの適否に関する情報２５ａ、発明手法予測ベクトル生成部２４に基づき生成される予測ベクトル２４ａ、およびＨ．２６４予測ベクトル生成部（従来方法）２３に基づき生成される予測ベクトル２３ａを入力とする。同部３０では、予測ベクトル制御部(1)により、処理ブロックにおいて発明手法予測ベクトルが適用可能であると判断された場合に、前記発明手法２４に基づき生成される予測ベクトル２４ａと従来方法２３に基づき生成される予測ベクトル２３ａについて、符号化性能の優劣に基づき、適切な予測ベクトルを選択する。例えば、前記予測ベクトル２３ａおよび２４ａのそれぞれを用いた場合について、各符号化データ量もしくは符号化性能を表わす評価値を求め、該符号化データ量の小さい方、もしくは符号化性能を表わす評価値が優れている予測ベクトルを選択する。

そして、同部３０の出力として、ベクトル差分抽出部２７に入力される予測ベクトルを制御するための制御信号３０ａ、および予測ベクトル制御部(1)により処理ブロックで発明手法予測ベクトルが適用可能であると判断される場合に、処理ブロックにおいて予測ベクトル生成に用いられた方法を表す制御情報３０ｂを出力する。同制御情報３０ｂは、エントロピー符号化され、前記符号化データｈ（図１参照）の一部として図示されていないビットストリームに含められる。該ビットストリームは、後述する復号装置に伝送される。

図６は、図５の予測ベクトル制御部(1)２５および予測ベクトル制御部(2)の機能を説明するフローチャートである。予測ベクトル制御部(2)は、図示されているように、発明手法とＨ．２６４方法の符号化性能の比較の結果、発明手法が優位であると判断された場合には、制御情報３０ｂとして、１ビットの制御情報「ａ」を付与し、また制御信号３０ａにより発明手法予測ベクトル２４ａを選択する。一方、Ｈ．２６４方法が優位であると判断された場合には、制御情報３０ｂとして、１ビットの制御情報「ｂ」を付与し、また制御信号３０ａによりＨ．２６４予測ベクトル２３ａを選択する。

以上のように、本実施形態によれば、予測ベクトル制御部(1)２５から発明手法予測ベクトル生成部２４で生成された予測ベクトル２４ａが有効であると判断された場合に、さらに符号化性能の優劣に基づき、適切な予測ベクトルを選択するようにしたので、予測ベクトル性能が改善し、符号化効率の向上が期待される。

次に、動画像復号装置におけるインター予測値生成部１３（図２参照）の実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、前記インター符号化予測値生成部の第１実施形態（図３）に対応するインター予測値生成部のブロック図を示し、参照ベクトルのみに基づき予測ベクトルを生成するものである。また、図８は、前記インター符号化予測値生成部の第２実施形態（図５）に対応するインター予測値生成部のブロック図を示し、予測ベクトル制御方法の制御情報および参照ベクトルに基づき予測ベクトルを生成するものである。

まず、図７のインター予測値生成部について説明する。評価値算出部(1)４４ａでは、ＭＶ抽出部４１から出力された隣接する符号化済みブロック（例えば、処理ブロックに対して左、上、右上のブロック）における動きベクトル（参照ベクトル）を入力とする。そして、同部４４ａでは、各参照ベクトルについて、他の参照ベクトルからの乖離の値を算出し、該乖離の評価値を出力する。

評価値算出部(2)４４ｂでは、ＭＶ抽出部４１から出力された隣接する符号化済みブロック（例えば、処理ブロックに対して左、上、右上のブロック）における動きベクトル（参照ベクトル）を入力とする。そして、同部４４ｂでは、各参照ベクトルについて、密集性の値を算出し、該密集性の評価値を出力する。

予測ベクトル制御部(1)４５では、評価値算出部(1)４４ａから出力される乖離の値と、評価値算出部(2)４４ｂから出力される密集性の値を入力する。そして、何れかの参照ベクトルにおいて、乖離が予め定められた値より大きいとき、当該処理ブロックでは発明手法予測ベクトルが不適であると判断する。また、参照ベクトルの密集性が予め定められた値より高いとき、当該処理ブロックでは発明手法予測ベクトルが不適であると判断する。該予測ベクトル制御部(1)４５は、前記乖離と密集性に関して、両方あるいはいずれか一方で、発明手法予測ベクトルが不適であると判断された時、該発明手法予測ベクトルは処理ブロックに不適であると判断する。そして、発明手法予測ベクトルが不適であるときには、予測ベクトルとして、Ｈ．２６４方法に基づく予測ベクトル４２ａを選択し、それ以外のときは、発明手法予測ベクトル４３ａを採用する制御信号４５ａを出力する。なお、前記乖離及び密集性の評価は、前記した通りであるので、説明を省略する。

発明手法予測ベクトル生成部４３では、隣接する符号化済みブロックにおける動きベクトルを入力とする。同部４３では、処理ブロックに対して左、上、右上に隣接する符号化済みブロックにおける動きベクトル（参照ベクトル）について、各々２つの平均ベクトルを算出する。同平均ベクトルにおけるｘ成分およびｙ成分に関してメディアン値を算出し、得られるｘ成分およびｙ成分からなるベクトルを、予測ベクトルとする。同部４３の出力として、生成された予測ベクトル４３ａを出力する。

次に、図８のインター予測値生成部について説明する。図８は、予測ベクトル生成方法を制御する情報および参照ベクトルに基づき予測ベクトルを生成するインター予測値生成部のブロック図を示す。

図８に示すブロック図は、予測ベクトル制御部(2)４８を除き、図７と同等であるので、以下では、予測ベクトル制御部(2)４８についてのみ説明する。

予測ベクトル制御部(2)４８では、予測ベクトル制御部(1)４５から出力される処理ブロックにおける発明手法予測ベクトルの適否に関する情報４５ａ、および符号化データに含まれる予測ベクトル生成に用いられた方法を表す制御情報３０ｂを入力とする。同部４８では、本発明予測ベクトルが適切であるとき、制御情報３０ｂに従い予測ベクトル生成方法を制御する。同部４８の出力として、予測ベクトル生成方法を制御するための信号４８ａを出力する。

図９は、図８の予測ベクトル制御部(1)４５および予測ベクトル制御部(2)４８の機能を説明するフローチャートである。図において、（イ）は予測ベクトル制御部(1)４５の機能を示し、（ロ）は予測ベクトル制御部(2)４８の機能を示すが、これらの機能は図から明らかであるので、説明を省略する。

次に、本発明の効果例を示す。シミュレーションとして、エンコーダに発明手法を実装し、符号化実験を行った。発明手法の適否判定における、参照ベクトルの乖離性及び密集性の評価は、前記の「（ｂ）参照ベクトル間の距離を用いた評価」に従った。同評価におけるＨＤＴＶ素材に対する符号化実験の結果、最大で約１．８８％の平均符号量削減が得られた。以上より、発明手法により、符号化性能が改善することが確認された。

本発明のインター符号化予測値生成部を含む動画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。本発明のインター予測値生成部を含む動画像復号装置の構成例を示すブロック図である。本発明のインター符号化予測値生成部の第１実施形態の構成を示すブロック図である。図３の予測ベクトル制御部(1)の動作の概略を示すフローチャートである。本発明のインター符号化予測値生成部の第２実施形態の構成を示すブロック図である。図５の予測ベクトル制御部(1)および予測ベクトル制御部(2)の動作の概略を示すフローチャートである。本発明のインター予測値生成部の第１実施形態の構成を示すブロック図である。本発明のインター予測値生成部の第２実施形態の構成を示すブロック図である。図８の予測ベクトル制御部(1)および予測ベクトル制御部(2)の動作の概略を示すフローチャートである。従来方法による予測ベクトル生成方法の説明図である。

符号の説明

２・・・インター符号化予測値生成部、１３・・・インター予測値生成部、２２ａ、２２ｂ、４４ａ、４４ｂ・・・評価値値算出部(1)、（２）、２３、４２・・・Ｈ．２６４予測ベクトル生成部、２４、４３・・・発明手法予測ベクトル生成部、２５、４５・・・予測ベクトル制御部（１）、３０、４８・・・予測ベクトル制御部（２）。

Claims

マクロブロック単位での符号化の際にインター符号化を許容する動画像符号化装置において、
インター符号化予測値生成部を具備し、
該インター符号化予測値生成部が、
隣接する複数の符号化済みブロックの動きベクトル（以下、参照ベクトル）のメディアン値を選択して予測ベクトルとする第１の予測ベクトル生成部と、
各々２つの参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値を選択して予測ベクトルとする第２の予測ベクトル生成部と、
前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値を得る動きベクトル評価値算出部と、
前記参照ベクトルの乖離が予め定められた第１の値より大きいときまたは前記密集性が予め定められた第２の値より高いときに前記第１の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択し、前記乖離が前記第１の値以下および前記密集性が前記第２の値以下のときに前記第２の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択する予測ベクトル制御部と、
を含むことを特徴とする動画像符号化装置。
請求項１に記載の動画像符号化装置において、
前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値として、各参照ベクトルの水平成分および垂直成分の分散値が用いられることを特徴とする動画像符号化装置。
請求項１に記載の動画像符号化装置において、
前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値として、各参照ベクトルの各々２つの参照ベクトル間の距離が用いられることを特徴とする動画像符号化装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の動画像符号化装置において、
前記予測ベクトル制御部は、該処理ブロックの符号化データのビットストリームに、参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値もしくは参照ベクトルのメディアン値のどちらを予測ベクトルとして採用したかを表す制御情報を付与することを特徴とする動画像符号化装置。
マクロブロック単位での復号の際にインター符号化を許容する動画像復号装置において、
インター予測値生成部を具備し、
該インター予測値生成部が、
隣接する複数の符号化済みブロックの動きベクトル（以下、参照ベクトル）のメディアン値を選択して予測ベクトルとする第１の予測ベクトル生成部と、
各々２つの参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値を選択して予測ベクトルとする第２の予測ベクトル生成部と、
前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値を得る動きベクトル評価値算出部と、
前記参照ベクトルの乖離が予め定められた第１の値より大きいときまたは前記密集性が予め定められた第２の値より高いときに前記第１の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択し、前記乖離が前記第１の値以下および前記密集性が前記第２の値以下のときに前記第２の予測ベクトル生成部からの予測ベクトルを選択する予測ベクトル制御部と、
を含むことを特徴とする動画像復号装置。
請求項５に記載の動画像復号装置において、
前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値として、各参照ベクトルの水平成分および垂直成分の分散値が用いられることを特徴とする動画像復号装置。
請求項５に記載の動画像符号化装置において、
前記参照ベクトルの乖離および密集性についての評価値として、各参照ベクトルの各々２つの参照ベクトル間の距離が用いられることを特徴とする動画像復号装置。
請求項５ないし７のいずれかに記載の動画像復号装置において、
前記処理ブロックの符号化データのビットストリームから制御情報を解析する手段をさらに具備し、
前記予測ベクトル制御部は、前記ビットストリームから得られる制御情報に基づき、参照ベクトルの平均ベクトルのメディアン値もしくは参照ベクトルのメディアン値のどちらかを予測ベクトルとして用いることを特徴とする動画像復号装置。