JP5118127B2 - 適応符号器支援フレーム・レート・アップコンバージョン - Google Patents

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関連文献
[35U.S.C.§119に基づく優先権の主張]
本出願は、2006年4月25日に提出され、その全内容は、本出願における参照としてここに組み込まれた、米国特許仮出願番号第60/789,319号及び第60/795,038号に優先権を主張する。
本開示は、デジタル・ビデオ符号化及び復号、そして更に特に、ビデオ・フレームの補間のための技術に係わる。
デジタル・ビデオの能力は、デジタル・テレビ、デジタル直接同報通信システム、無線通信デバイス、携帯情報端末(personal digital assistants)(PDAs)、ラップトップ計算機、デスクトップ計算機、ビデオ・ゲーム・コンソール、デジタル・カメラ、デジタル記録装置、セルラ又は衛星無線電話、その他これ等に類するものを含む、広範囲の装置に組み込まれることが出来る。デジタル・ビデオ装置は、ビデオ・シーケンスを処理し送信する上で、従来のアナログ・ビデオ・システムに勝る顕著な改善を提供することが出来る。
デジタル・ビデオ・シーケンスを符号化するために異なるビデオ符号化規格が制定されてきた。動画専門委員会(Moving Picture Experts Group)(MPEG)は、例えば、MPEG−1、MPEG−2及びMPEG−4を含む多数の規格を開発してきた。その他の例は、国際電気通信連合(International Telecommunication Union)(ITU)−TH.263規格、及びITU−TH.264規格及びそれに対応する規格、ISO/IEC MPEG−4、Part10、即ち、アドバンスト・ビデオ・コーディング(Advanced Video Coding)(AVC)を含む。これ等のビデオ符号化規格は、圧縮方式でデータを符号化することによってビデオ・シーケンスの伝送効率の改善をサポートする。
種々のビデオ符号化規格は、時間的相関又はフレーム間相関と呼ばれる、連続するビデオ・フレーム間の類似性を利用する、フレーム間圧縮を提供するビデオ符号化技術をサポートする。フレーム間圧縮技術は、ビデオ・フレームの画素基準表示を動き表示に変換することによって、フレーム全体にわたるデータの冗長性を活用する。フレーム間技術を使用して符号化されたフレームは、P(“predictive(予測型)”)フレーム又はB(“bi-directional(双方向)”)フレームと呼ばれる。あるフレームは、I(“intra(イントラ)”)フレームと呼ばれて、非予測型である空間圧縮を使用して符号化される。
発明の概要
本開示は、符号器支援フレーム・レート・アップコンバージョン(encoder-assisted frame rate up-conversion)(EA−FRUC)のための適応ビデオ符号化及び復号技術を説明する。開示される技術によれば、符号器は、B−フレーム又はその他の予測型フレームのようなビデオ・フレームを、或いは、ブロックのようなそのようなビデオ・フレームのある領域を、補間されたFRUCフレームを参照として使用して、選択的に符号化する。符号器は、これから符号化されようとしているビデオ・フレームと同じ時間インスタンス(time instance)にある該FRUCフレームを補間し、そして、例えば、レート歪(rate distortion)(RD)最適化判定に基づいて、複数のFRUC符号化モードのうちの1つを選択する。符号器は、次に、該選択されたFRUC符号化モード、FRUC参照フレーム、及び指示されることが可能である任意の付加的参照フレームを使用して、該フレームの少なくとも一部分、例えば、該フレーム中のブロック、を符号化する。
復号器は、FRUCフレームを補間しそしてそれを使用して、符号器によって使用された特定のFRUCモードについての情報を用いて符号化されたフレーム又はその一部分を復号する。符号器は、符号化されたビデオ・フレーム中の1又は複数の既存のパラメータを介して、該FRUCモードを伝達する。このようにして、符号化モードは、符号化されたビデオ・フレームを効率的に復号する際に使用するために、実質的に追加帯域幅を消費することなく、復号器に伝達されることが出来る。FRUC参照フレームの使用とFRUC符号化モードの伝達は、符号器と復号器が符号化効率と視覚的品質を更に効果的に均衡させることを可能にする。
一つの態様では、本開示は、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)を補間すること、該FRUCフレームを使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化すること、該符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択すること、及び該選択されたFRUCモードを指示するために、該符号化されたビデオ・フレームの該少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節すること、を具備するデジタル・ビデオ符号化方法を提供する。
別の態様では、本開示は、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間する補間モジュール、該FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化する符号化モジュール、該符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択するモード選択モジュール、及び該選択されたFRUCモードを指示するために、該符号化されたビデオ・フレーム中の該少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節するシグナリング・モジュール、を具備するデジタル・ビデオ符号化装置を提供する。
追加の態様では、本開示は、デジタル・ビデオ・データを符号化するためのプロセッサを提供し、該プロセッサは、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間するように、該FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化するように、該符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択するように、及び該選択されたFRUCモードを指示するために該符号化されたビデオ・フレームの該少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節するように、構成される。
更なる態様では、本開示は、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間すること、複数のFRUCモードのうちの1つを選択して、符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、該符号化されたビデオ・フレームの該少なくとも一部分を復号すること、ここに、該パラメータは該選択されたFRUCモードを指示する、及び、該補間されたFRUCフレームを参照として使用して該選択されたFRUCモードに従って該符号化されたビデオ・フレームの該少なくとも一部分を復号すること、を具備するデジタル・ビデオ復号方法を提供する。
別の態様では、本開示は、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間する補間モジュール、複数のFRUCモードのうちの1つを選択して、該選択されたFRUCモードを指示する符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、該符号化されたビデオ・フレームの該少なくとも一部分を復号するモード選択モジュール、ここに、該パラメータは該選択されたFRUCモードを指示する、及び、該補間されたFRUCフレームを参照として使用して該選択されたFRUCモードに従って該符号化されたビデオ・フレームの該少なくとも一部分を復号する復号モジュール、を具備するデジタル・ビデオ復号装置を提供する。
別の態様では、本開示は、デジタル・ビデオ・データを復号するためのプロセッサを提供し、該プロセッサは、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間する、複数のFRUCモードのうちの1つを選択し、該選択されたFRUCモードを指示する符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、該符号化されたビデオ・フレームの該少なくとも一部分を復号する、及び、該選択されたFRUCモードに従い該補間されたFRUCフレームを参照として使用して該符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分を復号する、ように構成される。
本開示中に記載される諸技術は、デジタル・ビデオ符号化装置及び/又は復号装置中に、ハードウェアで、ソフトウェアで、ファームウェアで、或いはそれ等の任意の組合せで、実装されることが出来る。ソフトウェアで実装される場合には、該ソフトウェアは、コンピュータで実行されることが出来る。該ソフトウェアは、命令、プログラム・コード、又はこれらに類するものとして初期に記憶されることが出来る。従って、本開示は又、コンピュータ可読媒体を具備する、デジタル・ビデオ符号化のためのコンピュータ・プログラム製品も意図する、ここで該コンピュータ可読媒体は、コンピュータが本開示に従って諸技術を実行することを可能にするためのコードを具備する。
種々の態様の更なる詳細は、付図と下記の説明中に記載される。その他の特徴、目的及び利点は、該説明と図面から、及び、特許請求の範囲から明らかになるであろう。
詳細な説明
本開示は、符号器支援フレーム・レート・アップコンバージョン(EA−FRUC)のための適応ビデオ符号化及び復号技術を説明する。開示される技術によれば、符号器は、B−フレーム又はその他の予測型フレームのようなビデオ・フレームを、或いは、そのようなビデオ・フレームのある部分、例えばブロック、を、補間されたFRUCフレームを参照として使用して、選択的に符号化する。符号器は、これから符号化されるビデオ・フレームと同じ時間インスタンスにある該FRUCフレームを補間し、そして、例えば、レート歪(RD)最適化判定に基づいて、複数のFRUC符号化モードのうちの1つを選択する。FRUC符号化モードは、フレーム又はフレームの一部分に適用されることが出来る。フレームの一部分とは、例えばマクロブロック(macroblock)(MB)、又はマクロブロックのサブパーティション或いはサブブロックのようなものであって、本開示では、一般にブロックと呼ばれることがある。符号器は、次に、該選択されたFRUC符号化モード、FRUC参照フレーム、及び指示されることが可能である任意の付加的参照フレームを使用して、該フレーム又はその一部分を符号化する。
復号器は、FRUCフレームを補間し、そしてそれを使用して、符号器によって使用された特定のFRUCモードについての情報を用いて符号化されたフレーム又はその一部分を復号する。符号器は、符号化されたビデオ・フレーム中に1又は複数の既存のパラメータを介して、該FRUCモードを伝達する。例えば、マクロブロックに関するパラメータは、該マクロブロックに対するFRUCモードを伝達するために使用されることが出来る。このようにして、符号化モードは、符号化されたビデオ・フレームを復号する際に使用するために、実質的な追加帯域幅を消費することなく、効率的に復号器に伝達されることが出来る。FRUC参照フレームの使用とFRUC符号化モードの伝達は、符号器と復号器が符号化効率と視覚的品質を更に効果的に均衡させることを可能にする。
符号器は、例えば、マクロブロック又はサブパーティション、即ち、ブロックに関連付けられる符号化されたブロック・パターン(coded block pattern)(CBP)パラメータ及び/又は動きベクトル(motion vector)(MV)を該符号化されたビデオ・フレーム中で調節して該ブロックに対して選択されたFRUCモードを特定することが出来る。これ等のパラメータは、それぞれゼロ又は非ゼロ値に設定されることが出来るビットを含む。従って、第1モードは、CBPパラメータをゼロにそしてMVパラメータをゼロに設定することによって指示されることが出来る、第2モードは、CBPパラメータを非ゼロにそしてMVパラメータをゼロに設定することによって指示されることが出来る、第3モードは、CBPパラメータをゼロにそしてMVパラメータを非ゼロに設定することによって指示されることが出来る、そして第4モードは、CBPパラメータとMVパラメータを非ゼロに設定することによって指示されることが出来る、4つのFRUCモードは、本開示中で例示目的のために説明されるけれども、追加の又はこれ等に代わるモードが、CBP及びMVPパラメータを用いて及び/又はCBP、MV及びその他のパラメータの追加の組合せを用いて、指定されることが出来る。
このようなパラメータ又は類似のパラメータを使用して、FRUCフレームを参照として利用するビデオ・フレーム中のブロックを符号化するために使用されるFRUCモードは、復号する際に使用するために復号器に効果的かつ効率的に伝達されることが出来る。それぞれのFRUCモードに対して、符号器は、ビデオ・フレーム中の関連ブロックを、異なる動き補償情報、例えば、残差データ及び動きベクトル、を用いて、符号化することが出来る。一例として、第1FRUCモードに対しては、動き補償情報が符号化されないとすることが出来る、第2FRUCモードに対しては、動きベクトル情報が符号化されるとすることが出来る、第3モードに対しては、残差情報が符号化されるとすることが出来る、そして第4モードに対しては、残差情報と動きベクトル情報が符号化されるとすることが出来る。
復号器は、符号化されたビデオ・フレームに埋め込まれたパラメータ、例えば、CBP及びMVを検査することによって符号化されたビデオ・フレームを復号し、該ビデオ・フレーム中のブロックを符号化するために使用された、選択されたFRUCモードを識別する。該パラメータを使用して、復号器は、何れのフレーム又はフレームの部分に対してFRUCフレームが補間されるべきなのか、及び、FRUCフレームを参照として使用して符号化されたビデオ・フレーム又はフレームの部分を如何に復号するか、に関して決定することが出来る。このようにして、復号器は、符号器によって指定されたような、標準型復号演算とEA−FRUC復号演算を使用することを選択することによってフレーム中のビデオ・ブロックを選択的に復号することが出来る。
図1は、本開示の一態様に従う適応符号器支援フレーム・レート・アップコンバージョン(EA−FRUC)技術を利用するビデオ符号化及び復号システム10を示すブロック図である。図1に示されるように、システム10は、通信チャネル15によって接続されるビデオ符号器12とビデオ復号器14とを含む。通信チャネル15は、有線又は無線媒体であることが出来る。システム10は、例えば、テレビ電話方式のために、双方向ビデオ伝送に対応することが出来る。従って、可逆符号化コンポーネント、復号コンポーネント、多重化(multiplexing)(MUX)コンポーネント、及び逆多重化(demultiplexing)(DEMUX)コンポーネントが通信チャネル15の両端に装備されることが出来る。或いは、ビデオ符号器12は、1又は複数の加入者デバイスに有線又は無線媒体を介してビデオを同報通信する又はストリーミングするビデオ同報通信デバイスの一部を形成することが出来る。種々の態様において、符号器12と復号器14は、ビデオ・ストリーミング、テレビ電話方式、又は双方のために装備された無線移動端末のようなビデオ通信デバイスの内部に組み入れられることが出来る。
システム10は、セッション・イニシエイテッド・プロトコル(Session Initiated Protocol)(SIP)、ITU−T H.323規格、ITU−T H.324規格、又はその他の規格に従うビデオ・ストリーミングのテレビ電話方式に対応することが出来る。ビデオ符号器12は、MPEG−2、MPEG−4、ITU−T H.263、又はITU−T H.264のような、ビデオ圧縮規格に従って符号化されたビデオ・データを生成する。図1には示されないけれども、ビデオ符号器12とビデオ復号器14は、それぞれ、音声符号器、音声復号器と統合されることが出来る、そして、音声及びビデオ双方の符号化を共通データ・ストリーム又は個別データ・ストリーム中で取り扱うために、適切なMUX−DEMUXユニット、或いはその他のハードウェアとソフトウェアを含めることが出来る。もし適用可能であれば、MUX−DEMUXユニットは、ITU−T H.223多重化器プロトコル、又はユーザ・データグラム・プロトコル(user datagram protocol)(UDP)のような他のプロトコル、に従うことが出来る。
ある複数の態様では、本開示は、順方向リンク・オンリー(Forward Link Only)(FLO)無線インターフェース仕様を使用する地上モバイル・マルチメディア・マルチキャスト(terrestrial mobile multimedia multicast)(TM3)システムにおける実時間ビデオ・サービスを配信するために拡張H.264ビデオ符号化への適用を意図する。“地上モバイル・マルチメディア・マルチキャストのための順方向リンク・オンリー無線インターフェース仕様”は、技術規格TIA−1099(“FLO仕様”)として公表される予定である。該FLO仕様は、ビットストリームのシンタックスとセマンティックスの定義例及びFLO無線インターフェースを介してサービスを配信するために適切な復号処理を含む。しかしながら、EA−FRUC技術は、如何なる特別な型の同報通信、マルチキャスト・システム、或いはポイント−ツー−ポイント(point-to-point)システムにも限定されない。
ビデオ符号器12とビデオ復号器14は、1又は複数のプロセッサ、デジタル信号処理装置、特定用途向け集積回路(application specific integrated circuits)(ASICs)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(field programmable gate arrays)(FPGAs)、個別ロジック、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、或いはこれ等の任意の組合せ、として実装されることが出来る。ビデオ符号器12とビデオ復号器14の図示されたコンポーネントは、1又は複数の符号器又は復号器中に含まれることが出来て、その何れもが、それぞれの加入者デバイス、同報通信デバイス、サーバ、又はこれ等に類する装置において、複合型符号器/復号器(combined encoder/decoder)(CODEC)の一部として統合されることが出来る。更に、ビデオ符号器12とビデオ復号器14は、符号化されたビデオの送受信のために適切な、変調コンポーネント、復調コンポーネント、周波数変換コンポーネント、フィルタリング・コンポーネント、及び増幅コンポーネントを含むことが出来るし、又、無線周波数(radio frequency)(RF)無線コンポーネント及びアンテナを適宜含むことが出来る。しかしながら、図面を簡略化するために、このようなコンポーネントは、図1には示されない。
符号器12は、入力原始ビデオ・ソース・ストリーム2のビデオ・フレームを該フレームのビデオ内容に基づいて選択的に符号化する。複数のフレームが1又は複数の、他のフレームを参照しないで符号化されるイントラ(“I”)フレーム、時間的に過去のフレームを参照して符号化される予測型(“P”)フレーム、及び/又は、時間的に過去及び/又は未来のフレームを参照して符号化される双方向(“B”)フレームを含むことが出来る。更に、このようなフレーム中の個々のブロックがI、P又はBブロックとして符号化されることが出来る。符号器12は、本開示で説明されるEA−FRUC技術に従って複数のビデオ・フレームを符号化する。
符号器12は、EA−FRUCを実行して、対応するビデオ・フレームを符号化するための参照フレームとして使用されるFRUCフレームを補間する。具体的には、符号器12は、該ビデオ・フレームと同じ時間インデックス、即ち、時間インスタンス、にあるビデオ・フレームに対する参照として使用されるFRUCフレームを補間する。このようにして、EA−FRUCは、符号器12がビデオ・フレームを圧縮されたサイズで予測符号化することを可能にする、その理由は、対応するFRUCフレームは、該ビデオ・フレームを符号化するために参照として別な方法で使用される他のビデオ・フレームよりも、これから符号化されようとしているビデオ・フレームへのより密接な一致であることが出来るからである。しかしながら、FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームを符号化することに加えて、符号器12は又、該ビデオ・フレーム中の複数のブロックのそれぞれを複数のFRUCモードのうちの1つに従って選択的に符号化する。符号器12は、レート歪(RD)最適化判定に基づいて、該ビデオ・フレーム中の複数のブロックを符号化するためのFRUCモードを選択して、符号化ビットレートと視覚的品質低下との要求を均衡させることが出来る。
符号器12は、該選択されたFRUCモードに基づき、異なる動き補償情報、例えば残差データと動きベクトル、を用いてビデオ・フレーム中のブロックを符号化する。一例として、第1FRUCモードに対しては、動き補償情報がブロックにおいて符号化されることが出来ない、第2FRUCモードに対しては、動きベクトル情報が符号化されることが出来る、第3モードに対しては、残差情報が符号化されることが出来る、そして第4モードに対しては、残差情報と動きベクトル情報が符号化されることが出来る。このようにして、符号器12は、もし視覚的品質が容認できるならば実効ビットレートを低減するように、もし視覚的品質が改善を求めるならば実効ビットレートを増大するように、異なるFRUCモードを選択することが出来る。
上記のFRUCモードは、例示目的のために説明されている。追加のFRUCモードが規定されることが出来る。更に、代わりのFRUCモードが規定されることが出来る。一例として、代わりのFRUCモードは、予測型ビデオ符号化技術では公知の1又は複数のノーマル双方向(B)MBモードと任意の上記FRUCモードとを組み合わせることが出来る。従って、EA−FRUCモードの総組合せは、4モードより多くなることが可能であり、及び/又は、該4つのモードは、本明細書で説明されたFRUCモードをノーマルBモードと組み合わせた1又は複数の代わりのモードを含むことが出来る。
符号器12は、符号化されたビデオ・フレームの既存のパラメータ、例えば、CBPパラメータやMVパラメータのような、該フレーム中のブロックに関連付けられるパラメータを調節することによって、該選択されたFRUCモードを復号器14に伝達する。これは、例えば、該ビデオ・フレーム中のそれぞれのブロックを符号化するために複数のFRUCモードの何れの1つが使用されたかを示す既存のパラメータにより与えられるビットを使用することによって実現されることが出来る。このようにして、符号器12は、選択されたFRUCモードを、ビデオ・フレームの符号化サイズを増大させずに伝達することが出来る。その代りに、符号器12は、そうでなければ該符号化されたビデオ・フレーム中に存在するはずのパラメータ値を利用することができ、FRUC方式の使用を通して符号化ビットの対話を可能にする一方、多数の追加ビットを消費することなくFRUCモード情報を伝達することが出来る。
図1の例では、ビデオ符号器12は、フレーム処理モジュール20、標準型符号器16、及びEA−FRUC符号器18を含む。フレーム処理モジュール20は、入力原始ビデオ・ストリーム2を処理するように構成される。フレーム処理モジュール20は、入力ビデオ・フレームを、例えばIBPBPBPのような、固定された画像のグループ(group of picture)(GOP)パターンに従って処理するように構成されることが出来る。フレーム処理モジュール20は、その代りに、複数のBフレームがそれぞれのPフレームの間でビデオ内容に基づいて符号化される適応GOPパターンに従って、入力ビデオ・フレームを処理するように構成されることが出来る。何れにせよ、フレーム処理モジュール20は、例えば、F、F、及びFのような入力ビデオ・フレームを、標準技術を使用して符号化するか、本明細書に記載の適応EA−FRUC技術を使用して符号化するかどうかを決定する。図1では、FはBフレームを表し、他方、フレームFとFは、フレームFを符号化するための参照フレームとして使用される、それぞれ、先行Pフレーム及び後続Pフレームを表す。
標準型符号器16は、標準符号化技術を使用して、F及びFのような、Pフレーム及びIフレームを符号化する。Fのような、それぞれの双方向(B)予測型ビデオ・フレームの少なくとも一部分を、本明細書に記載の適応EA−FRUC技術に従って符号化することが出来る。特に、EA−FRUC符号器18は、複数のFRUCモードのうちの1つに従いそして補間されたFRUCフレームを参照して、F中のそれぞれのブロックを選択的に符号化し、符号化ビットレートと視覚的品質低下への要求を均衡させることが出来る。
フレームF内のブロックをFRUCモードの1つに従って選択的に符号化するために、EA−FRUC符号器18は、Fと同じ時間インデックスにあるFRUCフレームを先ず補間する。FRUCフレームは、時間的にフレームFとフレームFとの間に存在して、その2つの隣接フレームFとFを、通常のBフレームと同じように、参照フレームとして利用する予測型フレームである。EA−FRUC符号器18は、復号器14で利用されるのと同じFRUC処理を使用して、FRUCフレームを補間する。即ち、EA−FRUC符号器18は、例えば、隣接するPフレームFとFを使用してFRUCフレームを補間することが出来る。従って、Fに対応するFRUCフレームは、FとFから補間されることが出来る。補間は、フレーム平均,フレーム繰返し、又はその他の補間技術に基づいて行われることが出来る。
上記で説明されたように、EA−FRUC処理は、ビデオ・フレームFと同じ時間インスタンスで生成された補間されたFRUCフレームの対応する部分を使用して、該ビデオ・フレームFの少なくとも一部分を符号化する。復号器14は、復号器側において該FRUCフレームを補間することが出来ることが知られる。従って、そのときに、該FRUCフレームは、フレームFの復号する際の使用のために、復号器側で利用可能であることも知られる。そこで、これに基づいて、該FRUCフレームは、フレームFに対する参照フレームとして利用されることが出来る。
該補間されたFRUCフレームを参照として使用し該ビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化することは、該ビデオ・フレームのために符号化されるデータのサイズを低減することを可能にする、その理由は、該FRUCフレームの参照データは、該ビデオ・フレームを符号化するために別な方法で使用される参照フレームFとFよりも、より密接な一致であることが出来るからである。結果として、ビデオ・フレームF内で符号化される、例えば、動きベクトルや残差データのような、動き補償情報は、もし該FRUCフレームがこれから符号化されようとしているビデオ・フレームFへの精確な又は十分密接な一致であるならば、低減される或いは削除されることすら出来る。EA−FRUCは、符号器12が、FRUCを実行してこれを活用する復号器14の能力を予測して、該符号化されたビデオ・フレームFから、該復号器において該補間されたFRUCフレームから求められることが出来るデータを削除することを可能にする。結果として、EA−FRUCは、圧縮率と通信チャネル15全体にわたる伝送帯域幅を改善することが出来る。
該FRUCフレームがFに対して生成された後、EA−FRUC符号器18は、“可能な”参照フレームのそれぞれに対する動き推定を実行する。この場合には、“可能な”参照フレームは、符号化されようとしているビデオ・フレームFと同じ時間インスタンスにおいて補間された該FRUCフレーム、符号化されようとしているビデオ・フレームFに先行する参照フレーム、いずれ符号化されようとしているビデオ・フレームFに後続する参照フレーム、或いは、先行と後続両方の参照フレーム、例えばFとF、を含む。可能な参照フレームは、1又は複数のバッファ又はリスト中に時間順で配置されることが出来る。例えば、後方参照バッファは、符号化されようとしているビデオ・フレームFに後続する1又は複数の参照フレーム、例えばF、を含むことが出来る。前方参照バッファは、該符号化されようとしているビデオ・フレームに先行する参照フレームを含むことが出来る。EA−FRUC符号器18が符号化されようとしているビデオ・フレームFと同じ時間インスタンスにおいてFRUCフレームを補間する場合には、該FRUCフレームは、図3でより詳細に説明されるように、先行参照フレーム中にも含まれる。図1に関しては、Fのための先行参照バッファは、F及びFと同じ時間インデックスにおいて補間された該FRUCフレームを含み、そして、後方参照バッファは、Fを含む。
通常のビデオ符号化、即ち、非FRUCビデオ符号化、に対しては、符号化するために考慮されるべき過去の参照フレームの数は、N、即ち前方参照フレーム・バッファ内の非補間参照フレームの数、である。ビデオ・フレームがそれを参照して符号化される特定の参照フレームは、例えば、参照フレーム、0からN−1、のうちの何れが関係のある参照フレームであるかを特定することによって、符号化データ・フィールド内で特定される。ビデオ・フレーム又はその一部が符号器で補間されたFRUCフレームを参照して符号化されることを指示するために、EA−FRUC符号器18は、前方参照バッファに対して符号化フィールドをNに設定することが出来る。符号化フィールドをN、即ち“通常”ビデオ符号化に対して可能な数よりも1だけ多い値、に設定することによって、符号化データ・フィールドは、ビデオ・フレームに対する符号化サイズを増大せずにEA−FRUC符号化を指示するために使用されることが出来る。換言すれば、補間されたFRUCフレーム又は非補間参照フレームに基づいて符号化することを指示するために、同じ符号化フィールドが使用されることが出来る。
フレームF中のあるブロックを符号化するために何れのFRUCモードが使用するかを決定するために、EA−FRUC符号器18は、Fに対して補間されたFRUCフレームを使用して各FRUCモードに関する動き推定を実行することが出来る。EA−FRUC符号器18は又、前方及び後方参照バッファ中に含まれる各非補間参照フレーム、即ち、Fに関してF及びF、に対する動き推定を実行することも出来る。EA−FRUC符号器18は、RD最適化判定に基づいて、F中のあるブロックを符号化するためにモード、即ち、標準モード又は複数のFRUCモードのうちの1つ、を選択する。即ち、EA−FRUC符号器18は、RDコスト関数を最小にする符号化モードを選択するように構成されることが出来る。RD最適化判定は、符号化されるフレーム又はその一部分の動きベクトルと残差とを使用する符号化サイズと歪みとの間のトレードオフの基準及び結果として残る映像歪みの対応する評価を具備するRD関数を利用することが出来る。EA−FRUC符号器18は、例えば最小残差関数や絶対差分和(sum of absolute difference)(SAD)関数のような、業界で公知の他の適切なコスト関数を使用することが出来る。
もしフレームF中の所与のブロックを符号化するために標準モードが選択されるならば、即ち、もしF中の該ブロックが参照として1又は複数の非補間フレーム(例えば、F及びF)を使用して符号化されるならば、EA−FRUC符号器18は、フレームF中の該ブロックを符号化して規格準拠ビットストリームを生成する。しかしながら、もしFRUCモードのうちの1つがF中の該ブロックを符号化するために選択されるならば、即ち、もし該Fブロックが参照としてFRUCフレームを使用して符号化されるならば、EA−FRUC符号器18は、プロプライエタリ(proprietary)ビットストリームを生成する。該プロプライエタリ・ビットストリームは、復号器14が、FRUCモードのうちの何れがビデオ・フレームF中の対応するブロックを符号化するために使用されたかを判定することを可能にし、従って同じFRUCモードを使用してビデオ・フレームF中の該ブロックを復号することを可能にする。
EA−FRUC符号器18は、1又は複数の存在するパラメータ又はデータ・フィールドを調節して、複数のFRUCモードのうちの何れの1つがビデオ・フレーム中の対応するブロックを符号化するために使用されたかを指示する。例としてH.264規格を用いれば、EA−FRUC符号器18は、選択されたFRUCモードを指示するために、符号化ブロック・パターン(coded block pattern)(CBP)パラメータと動きベクトル(MV)パラメータによって与えられる諸ビットを使用することが出来る。例えば、第1FRUCモードは、ブロックに対するCBPパラメータとMVパラメータをゼロに設定することによって指示されることが出来る、第2FRUCモードは、CBPパラメータを非ゼロ値にそしてMVパラメータをゼロに設定することによって指示されることが出来る、第3FRUCモードは、CBPパラメータをゼロにそしてMVパラメータを非ゼロ値に設定することによって指示されることが出来る、そして第4FRUCモードは、CBPパラメータを非ゼロ値にそしてMVパラメータを非ゼロ値に設定することによって指示されることが出来る。一般的には、CBPパラメータをゼロにそしてMVパラメータをゼロに設定することは、H.264規格の目的に対しては無効な状態である。しかしながら、H.264規格を僅かに破る或いは修正することによって、選択されるFRUCモードは、該ビデオ・フレーム符号化サイズを増大することなく、指示されることが出来る。
1つの態様では、復号器14は、例えば、先に説明された“参照フレーム”符号化フィールドを、フレーム中のブロックに対するCBP及びMV符号化フィールドを検査するためのトリガとして使用することが出来る。先に説明されたように、参照フレーム符号化フィールドは、該フィールド中に記憶された値がN、即ち前方参照バッファの事前に決定されたサイズ、即ちN−1、よりも1大きい値の場合には、対応する参照フレーム又は該参照フレーム内のブロックは、EA−FRUC符号器18によって補間されたFRUCフレームを使用して符号化されたことを指示する。このように、参照フレーム符号化フィールドを先ず検査して前方参照バッファ・サイズがNであることを知ることによって、復号器14は、該ビデオ・フレームの一部分が、参照として非補間フレームを使用して符号化されたか、或いは、参照としてEA−FRUC符号器18によって補間されたFRUCフレームを使用して符号化されたかどうかを、判定することが出来て、従って、該ブロックに対するCBPパラメータとMVパラメータにより提供される情報を処理することが出来る。
復号器14は、符号器12から伝送されたビットストリームを受信して該ビデオ・フレームを復号する。図1の例では、復号器14は、IフレームとPフレームの復号を取り扱うための標準型復号器22とBフレームの復号とFRUCフレームの補間を取り扱うEA−FRUC復号器24とを含む。標準型復号器22は、符号器12によって送られた、F及びFのような、それぞれのIフレームとPフレームを復号するために標準復号化技術を適用する。フレームFとFのそれぞれにおいて符号化された情報は、標準型復号器22が1フレームのビデオ情報を復号し提示することを可能にする。復号器22と復号器24は、分離したコンポーネントである必要はなく、代わりに、分担を基盤とする複数コンポーネントを利用する、共通のCODEC内の分離したプロセスとして統合されることが出来る。
図1の図示された説明では、EA−FRUC復号器24は、時間的にFとF、との間に存在する可能性があるフレームFの参照フレーム符号化フィールドを検査して、Fが、参照として、非補間フレームを使用して符号化されたか、或いは、補間されたFRUCフレームを使用して符号化されたかどうか、を判定する。EA−FRUC復号器が、Fが参照として非補間フレームを使用して符号化されたと判定する場合には、EA−FRUC復号器24は、Fを標準技術に従って復号する。例えば、EA−FRUC復号器24は、参照フレーム符号化フィールドによって特定される非補間フレームに一致するようにFを復号することが出来る。しかしながら、EA−FRUC復号器24が、Fのある部分が符号器12によって補間されたFRUCフレームを使用して符号化されたと判定する場合には、EA−FRUC復号器は、Fに関連付けられるブロックに対するCBPパラメータとMVパラメータを検査する。CBPパラメータとMVパラメータに基づいて、EA−FRUC復号器24は、複数のFRUCモードのうちの何れの1つがフレームFの関連ブロックを符号化するために使用されたかを決定し、それに応じて該Fのブロックを復号する。
フレームF中のあるブロックが複数のFRUCモードのうちの1つを使用して符号化されている場合には、EA−FRUC復号器12は、参照フレームFとFに対応する復号されたビデオ・フレームを使用してFRUCフレームを補間する。このFRUCフレームは、符号器12によって補間されたFRUCフレームに一致し、そして、Fの1又は複数のブロックを復号するために使用される。例えば、F中の所与のブロックが第1FRUCモードを使用して符号化されている場合には、EA−FRUC復号器24によって補間される該FRUCフレーム中の対応するブロックは、Fとして使用されることが出来る、というのは、該FRUCフレームとFは、十分密接に一致するからである。別の例として、F中のあるブロックが第2FRUCモードを使用して符号化されている場合には、EA−FRUC復号器24は、該補間されたFRUCフレームと受信されたビデオ・フレームによって与えられる動きベクトル情報を使用してF中のそれぞれのブロックを復号する。更なる例において、EA−FRUC復号器24が、F中のあるブロックが第3FRUCモードを使用して符号化されたと判定する場合には、EA−FRUC復号器24は、該補間されたFRUCフレームと受信されたビデオ・フレームによって与えられる残差データを使用してF中のそれぞれのブロックを復号する。更に別の例において、EA−FRUC復号器24が、F中のあるブロックが第4FRUCモードを使用して符号化されたと判定する場合には、EA−FRUC復号器24は、受信されたビデオ・フレームによって与えられる、動きベクトル・データと残差データを使用してF中のそれぞれのブロックを復号する。このようにして、復号器14は、符号器12から受信されたビットストリームを効率的に復号することが出来る。
図2Aは、符号器14の例示的な動作を図説する流れ図である。図2Aに示されるように、符号器14は、入力原始ビデオ・ストリームを受信する(3)。符号器14に関して更に具体的には、フレーム処理ユニット20は、入力原始ビデオ・ストリーム2を受信し、そして、ビデオ・ストリーム2を処理してビデオ内容を決定する(4)。該ビデオ内容、例えばFRUCフレームとFRUC位置の数、に基づいて、フレーム処理モジュール20は、受信されたビデオ・フレームがBフレームであるかどうか(5)、或いはフレーム中の1又は複数のブロックがBブロックであるかどうか、を判定する。
フレーム処理モジュール20が、受信されたビデオ・フレームがBフレームでないと判定する場合には(5のno分枝)、フレーム処理モジュール20は、該ビデオ・フレームを標準型符号器16に送る。標準型符号器16は、通常の可変長符号化法(variable length coding)(VLC)による符号化を実行してビデオ・フレームを符号化し(6)、それに応じてビットストリームを生成する(7)。該ビットストリームは、例えば、ITU-T H.264規格に準拠することが出来る。
フレーム処理モジュール20が、受信されたビデオ・フレームがBフレームであると判定する場合(5のyes分枝)、フレーム処理モジュール20は、該BフレームをEA−FRUC符号器18に送る。EA−FRUC符号器18は、該Bフレームと同じ時間インデックスにあるFRUCフレームを補間し、該Bフレーム中のマクロブロック又はサブパーティション、即ちブロック、を符号化するために1又は複数のモードを選択する(11)。EA−FRUC符号器18は、所与のブロックに対して、本開示で説明された複数のFRUCモードのうちの1つを選択することが出来る、若しくは、EA−FRUCモードを選択する代わりに標準Bモード符号化を適用して該ブロックを符号化することが出来る。
EA−FRUC符号器18は、Bフレーム中のそれぞれのブロックを、選択されたモードに従って符号化する(13)。もしEA符号器18がBフレーム中のブロックをEA−FRUCモードに従って符号化するならば(17のyes分枝)、EA−FRUC符号器18は、H.264規格非準拠ビットストリームを生成する(21)。この場合、該ビットストリームは、H.264規格に準拠しないことがあり、その理由は、EA−FRUC符号器18が1又は複数のパラメータ、例えば1又は複数のブロックに対するCBPパラメータとMVパラメータ、を調節して選択されたFRUCモードを指示することが出来るからである。特に、複数のFRUCモードのうちの1つは、修正パラメータによって与えられるビットを設定することによって、通常は、無効な状態に指示されることが出来る。更にEA−FRUC符号器は、Bフレーム中のブロックを複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化することを選択する場合には、前方参照バッファのサイズを1だけ増やすことも出来る。この場合、参照バッファのサイズは、事前に規定された最大値よりも大きく、従ってH.264規格に非準拠である。
他方、EA符号器18がBフレームの何れのブロックをも複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化しない場合には(17のno分枝)、EA−FRUC符号器18は、H.264規格に準拠するビットストリームを生成する(19)。符号器12によって生成される該ビットストリームは、通信チャネル15を介して復号器14に伝送される(8)。
図2Bは、復号器14の例示的な動作を示す流れ図である。図2Bに示されるように、復号器14は、通信チャネル15を介してビットストリームを受信する(23)。ビットストリームを受信すると、復号器14は、該ビットストリームを符号化されたビデオ・フレームに分解して(25)、誤り回復を実行する。復号器14は、各ビデオ・フレームを処理して、該ビデオ・フレームがBフレームであるかどうかを判定する(26)。復号器14が、該ビデオ・フレームがBフレームではないと判定する場合には(26のno分枝)、標準型復号器22は、該ビデオ・フレームに通常復号動作を適用して該ビデオ・フレームを復号する(27)。
しかしながら、復号器14が、該ビデオ・フレームがBフレームであると判定する場合には(26のyes分枝)、EA−FRUC復号器24は、該Bフレーム中の諸ブロックの何れかを復号するためにFRUCモードが使用されたかどうかを判定する(29)。EA−FRUC復号器24は、前方参照バッファがN−1からNに増加したという指示によって、FRUCモードが使用されたことを判定することが出来る、そして次に、該Bフレーム中のそれぞれのブロックを符号化するために使用された特定のFRUCモードを、先に説明されたように、関連するCBPパラメータ及びMVパラメータを検査することによって同定することが出来る。
該Bフレームが参照として非補間フレームを使用して符号化されたかどうか、或いは、何れかの該BフレームのブロックがFRUCフレームを参照として使用する複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化されたかどうかを判定する(29)ために、EA−FRUC復号器24は、例えば、参照フレーム符号化フィールドを処理することが出来る。先に説明されたように、参照フレーム符号化フィールドに記憶された値が0とN−1の間の値である場合には、その値は、前方参照バッファ中の非補間参照フレームのうちの何れの1つが該Bフレームを符号化するための参照として使用されたかということを示す。しかしながら、参照フレーム符号化フィールドに記憶された値がNである場合には、EA−FRUC復号器24は、該Bフレームに属する少なくとも1つの部分が、参照としてFRUCフレームを使用して複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化されたことを知る。
もし該Bフレーム中のブロックが複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化されたならば、復号器24は、例えば、それぞれのブロックに対するCBPパラメータ及びMVパラメータを参照することによって、使用されたFRUCモードを決定する(31)。これに基づいて、EA−FRUC復号器24は、それぞれのブロックに対して適切なFRUCモードを選択する。EA−FRUC復号器24は、Bフレームが複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化された(29のyes分枝)という判定に応じて、FRUCフレームを補間する(33)。次に、EA−FRUC復号器24は、参照フレームとして該補間されたフレーム(33)を使用し、該Bフレーム中のブロックを該選択されたFRUCモード(31)に従って復号することが出来る(35)。
該Bフレーム中のブロックが複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化されてない場合には(31のno分枝)、EA−FRUC復号器24は、参照として適切なビデオ・フレームを使用して、該Bフレームを復号する(36)。該適切なビデオ・フレームは、先に説明されたように、参照フレーム符号化フィールドを検査することによって決定されることが出来る。何れにせよ、復号器14は、標準型復号器22とEA−FRUC復号器24によって復号されたビデオ・フレームを再構成してビデオ・シーケンスを形成する(28)。
図3は、ビデオ符号器12における使用のためのEA−FRUC技術の、PフレームとBフレームの固定GOPパターンに対する適用を示す概略図である。図3の図説例では、フレーム処理モジュール20は、入力原始ビデオ・ストリーム2を、Pフレーム32A〜32D、包括的に“Pフレーム32”と呼ばれる、FRUCフレーム34、及びBフレーム30へと処理する。唯一つのBフレーム30が図3に示されるけれども、フレーム処理モジュール20によって処理されるフレームは、複数のBフレームを含むことが出来る。
FRUCフレーム34は、Bフレーム30と同じ時間インデックスにおいて、符号器12によって補間され、そして、Bフレーム30は、参照としてFRUCフレーム34を使用して符号化される。このようにして、Bフレーム30の符号化サイズは、それがFRUCフレーム34とBフレーム30との差分を含むが故に、削減される。即ち、Bフレーム30に対して符号化されたビデオ・フレームは、ビデオ・ストリーム2で送信される、“真の”Bフレーム30とFRUCフレームの残差を含む。FRUCフレーム34は、符号化されない又は復号器14に送信されない。代わりに、復号器14は、符号器12によって使用されたものと同じFRUC技術を使用してFRUCフレーム34を補間する。従って、図3は、Bフレーム30に対する従属関係を単に図説するだけである。
本構成において、通信チャネル15全体にわたりBフレーム30をコマ落ちさせる確率は、Bフレーム30に対する削減された符号化サイズのために、低減されると言える。例えば、劣悪な伝送状態下でBフレーム30がコマ落ちされる場合には、復号器14は、それでもFRUCを実行して失ったBフレーム30をFRUCフレーム34で置き替えることが出来る。視覚的品質は、ある程度損なわれる可能性があるけれども、復号器34は、それでもFRUC処理を使用してBフレーム30のそれなりの複製を提供することが出来る。
図3で示されるように、Bフレーム30は、Pフレーム32の何れかとFRUCフレーム34、又はそのようなフレームの組合せ、を参照して符号化されることが出来る。従って、Bフレーム30に対する前方参照バッファは、Pフレーム32A〜32CとFRUCフレーム30を含み、そして、Bフレーム30に対する後方参照バッファは、Pフレーム32Dを含む。Bフレームを符号化するための参照として複数の可能な参照フレームのうちの何れの1つを使用るかを決定するために、符号器12は、前方及び後方参照バッファ中に含まれる参照フレーム、即ちPフレーム32とFRUCフレーム34、のそれぞれに対して動き推定を実行する。更に具体的には、符号器12は、Bフレーム30の異なる部分、例えばマクロブロック、サブパーティション或いはサブブロックのような異なるブロック、を異なる参照フレームを使用して符号化することが出来る。Bフレームは、16×16画素配列のような、マクロブロック(macroblocks)(MBs)及び他のより小さいサブブロックのような、多数のブロックに分割される、或いは、8×8サブブロック又は4×4サブブロックのような任意の数のより小さなサブブロックに分割されることが出来る。それぞれのブロックは、他のブロックに関して独立に又は別な風に符号化されることが出来る。特に、Bフレーム内のそのようなブロックは、本開示で説明されるように、適用可能なレート歪(RD)最適化判定に従って異なるEA−FRUCモードを使用して符号化されることが出来る。
一般的には、サブブロックは、Bフレーム30、Pフレーム32、とFRUCフレーム34とでは変わり得る。例えば、動き推定アルゴリズムは、Bフレーム30を1つのフレームとして又は複数のブロックとして符号化するために使用されることが出来る。例として、Bフレーム30は、例えば16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8、及び4×4画素のような諸サイズ、他のブロック・サイズも考えられるけれども、を含むブロックに基づいて符号化されることが出来る。このようにして、Bフレーム30は、実質的に該フレームの全画素を符号化する1組の符号化されるブロックへと分割されることが出来る。該符号化される諸ブロックは、異なるサイズであることが可能であって、それぞれの符号化されるブロックは、本開示で説明されるように、異なるEA−FRUCモードを使用して符号化されることが出来る。従って、FRUCフレーム34は、符号化されるべきBフレーム30の幾つかの又は全てのブロックに対する参照フレームとして使用されることが出来る。
Bフレーム30を符号化するための参照として何れのフレームを使用するかを選択するために、符号器12は、Bフレーム30、又はBフレーム30の各サブブロック、に対する動き推定を実行する。FRUCフレーム34を使用する動き推定を実行することに関しては、符号器12は、異なるFRUCモードのそれぞれに対する動き推定を実行する。該動き推定アルゴリズムは、それぞれのグループの諸ブロックに対する動き補償情報、例えば動きベクトルと残差データ、を計算する。例えば、符号器12は、先ず、16×16ブロックのような、比較的大きなブロックに対して、続いて、該比較的大きなブロックの各サブブロック又はサブパーティション、例えば、16×8ブロック、8×16、8×8、4×8、4×4ブロック、及びこれらに類するブロックに対して、動き補償情報データを最初に計算することが出来る。
先に説明されたように、符号器12は、参照フレームを選択し、そして、FRUCフレーム34の場合、RD最適化判定に基づいてBフレーム30を符号化するためにFRUCモードを選択する。符号器12がBフレーム30中の各ブロックを符号化するために複数のFRUCモードのうちの1つを選択する場合には、符号器12は、それぞれのブロックに対するCBPパラメータとMVベクトル・パラメータを調節しそれに応じて符号器12によって使用された該FRUCモードを復号器14に伝達する。
図4は、ビデオ符号器12における使用のためのEA−FRUC技術の、適応GOPパターンに対する適用を示す概略図である。適応GOPパターンでは、複数のBフレームが隣接するPフレームの間でビデオ内容に基づいて符号化されることが出来て、それぞれのBフレームに対して同じ時間インデックスにおいて、独立したFRUCフレームが生成されることが出来る。
図4に示されるように、フレーム処理モジュール20は、入力原始ビデオ・ストリームを処理してBフレーム40A〜40CとPフレーム42A〜42Dを生成する。Bフレーム40A〜40Cは、Pフレーム44Cと44Dとの間で符号化される。Bフレーム40BとPフレーム44C〜44Dとの間の矢印は、Bフレーム40Bに対する可能な従属(依存)関係を図説する。従って、Bフレーム40Bに対する前方参照バッファは、Pフレーム42A〜42CとFRUCフレーム44とを含み、そして後方参照バッファは、Pフレーム42Dを含む。図4には矢印で示されないけれども、Bフレーム40AとBフレーム40Cも又Pフレーム44A〜44Cに関連付けられることが出来る。更に、示されてないけれども、符号器12は、Bフレーム40Aと40Cのそれぞれに対して対応するFRUCフレームを補間することが出来る。Bフレーム40A〜40Cのそれぞれに対する前方参照バッファは、Pフレーム42A〜42Cと該対応するFRUCフレームとを含む。換言すれば、Bフレーム40Aに対する前方参照バッファは、該対応するFRUCフレーム(示されない)とPフレーム42A〜42Cとを含むが、FRUCフレーム44を含まない、その理由は、FRUCフレーム44がBフレーム40Bに対応するためである。
Bフレーム40B内のブロックを符号化するために何れのFRUCモードを使用するかを選択することは、FRUCフレーム44が別なふうに生成され得ることを除いて、図3で説明されたのと同じ技術に従う。特に、Pフレーム42Cと42Dの情報は、Pフレーム42Cと42Dとの間の他のBフレーム、例えばBフレーム40Aと40B、の数に基づいて、拡大縮小されることが出来る。他の点では、動き推定を実行する処理とRD最適化判定に基づいてFRUCモードを選択する処理は、同じままである。この処理は又、FRUCフレーム44ではなく対応するFRUCフレームが使用されることを除いては、Bフレーム40Aと40Cに対する処理と同じである。
図5は、EA−FRUC符号器18の例を更に詳細に図説するブロック図である。図5に示されるように、EA−FRUC符号器18は、補間モジュール50、モード選択モジュール52、シグナリング(signaling)モジュール56、及び符号化モジュール58を含む。モード選択モジュール52は、更に動き計算ユニット54とレート歪(RD)計算ユニット55を含む。一般に、EA−FRUC符号器16は、標準型符号器16から受信されたBフレーム中の諸ブロックを、複数のFRUCモードのうちの1つに従って、選択的に符号化する。
補間モジュール50は、Bフレームと同じ時間インスタンスにあるFRUCフレーム、例えばF、を標準型符号器16から受信されるPフレームを使用して補間する。特に、補間モジュール50は、該Bフレームと同じ時間インデックスにあるFRUCフレームを補間して、復号器14がBフレームに対してFRUCフレームを生成するのと同じ方法で、FRUCフレームを生成する。一例としてフレームFを使用すると、補間モジュール50は、フレームFとFを使用してFRUCフレームを補間する。
一般に、モード選択モジュール52は、F中のそれぞれのブロックを符号化するために、複数のFRUCモードのうちの1つを選択する。モード選択モジュール52は、例えば、動き推定の結果を使用するRD最適化判定に基づいてFRUCモードを選択し、符号化ビットレートと視覚的品質低下への要求を均衡させることが出来る。特に、動き計算ユニット54は、Fに対する動き推定を、可能な参照フレームのそれぞれに関して実行する。可能な参照フレームは、補間モジュール50によって生成されたFRUCフレーム、及び、該Bフレームに対する前方及び後方参照バッファ中に含まれる非補間ビデオ・フレーム、例えば、F、F、及びFに関してFと同じ時間インスタンスにおいて生成されたFRUCフレーム、を含む。
動き計算ユニット54は、F内のビデオ・ブロックと、先行フレームF、後続フレームF、及びフレームFと同じ時間インスタンスにおいて生成されたFRUCフレーム内の対応するブロックとの間の、動きを表す動きベクトルを生成する。動き計算ユニット54は又、F内のビデオ・ブロックと、F、F、及び該FRUCフレーム内の対応するブロックとの間の、差分を表す残差データも生成する。
RD計算ユニット55は、フレームF内のブロックを符号化するためにそれぞれのFRUCモードを使用した結果を評価することが出来る。RD計算ユニット55は又、フレームF内のブロックを符号化するためにF又はFを使用した結果を評価することが出来る。特に、RD計算ユニット55は、動き推定ユニット54によって生成された情報をそれぞれのFRUCモードに対するRD関数に選択的に適用することが出来る。例えば、RD計算ユニット55は、動きベクトル・データ及び残差データを使用しないで、あるブロックに関する第1FRUCモードに対するRDコスト関数を処理する。別の例では、RD計算ユニット55は、動きベクトル・データのみを使用して第2FRUCモードに対するRDコスト関数を処理する。更なる例では、RD計算ユニット55は、残差データのみを使用して第3FRUCモードに対するRDコスト関数を処理する。更に別の例では、RD計算ユニット55は、残差データと動きベクトル・データとを第4FRUCモードに対するRDコスト関数に適用する。
RD計算ユニット55は、それぞれのFRUCモード並びにF及びFに対するコスト関数の結果を比較し、そして、該符号化されるブロックに対するRDコスト関数を最小にするFRUCモードを選択する。更に具体的には、RD計算ユニット55は、該ブロックに対して選択されたFRUCモードを指示する信号を出力する。このようにして、符号化モジュール56は、フレーム内の諸ブロックに対して適用可能なFRUCモードを決定する。
シグナリング・モジュール56は、該出力を受信し、それに応じて1又は複数のパラメータを調節する。先に説明されたように、シグナリング・モジュール56は、例えば、あるブロックに対するCBPパラメータとMVパラメータによって与えられる諸ビットをゼロ値又は非ゼロ値の何れかに設定して、選択されたFRUCモードを指示することが出来る。シグナリング・モジュール56は又、複数のFRUCモードの1つが選択される場合には、参照フレーム符号化フィールドを前方参照バッファの規定されたサイズより1だけ大きい値に設定することが出来る、即ち、該フィールドをN−1の代わりにNに設定することが出来る。このようにして、復号器14は、参照フレーム符号化フィールドを検査して、対応するビデオ・フレームが参照としてFRUCフレームを使用して符号化されたか又は非補間ビデオ・フレームを使用して符号化されたかどうかを決定することが出来る。
この符号化フィールドが、ビデオ・フレームの少なくとも一部分がFRUCフレームを参照として使用して符号化されたことを示す場合には、復号器14は、それに応じて各ブロックに対するCBPパラメータとMVパラメータを処理することが出来る。即ち、復号器14は、CBPパラメータとMVパラメータを処理することを知り、通常の方法でCBPパラメータとMVパラメータを処理する代わりに、何れのFRUCモードがあるブロックに対して選択されたかを決定する。このことは注意されて然るべきで、その理由は、第1FRUCモードは、H.264規格により規定されるように非有効状態によって指示されることがあり、そして復号器14は、もし参照フレーム符号化フィールドがCBPパラメータとMVパラメータに先んじて検査されないならば、これを誤りとして解釈し得るからである。
従って、符号化モジュール58は、複数のFRUCモードのうちの1つがF中のあるブロックを符号化するために選択される場合にはプロプライエタリ(proprietary)出力ビットストリームを生成する。その他の場合には、符号化モジュール58は、標準出力ビットストリームを生成する。即ち、符号化モジュール58は、Fが参照としてF又はFを使用して符号化される場合には、H.264規格シンタックスに従って出力ストリームを生成する。
図6は、本開示で説明される複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化されるビデオ・フレーム60を図説するブロック図である。ビデオ・フレームは、ビデオ・フレーム・ヘッダ62、符号化されたビデオ内容を含むビデオ・フレーム情報64、ビデオ・フレーム・パラメータ66、及びビデオ・フレーム終端70を含む。図6の図説例では、ビデオ情報64、即ち、動きベクトル・データと残差データ、の大きさは、ビデオ・フレーム60中のブロックをビデオ・フレーム60と同じ時間インデックスにおいて補間されたFRUCフレームを使用して符号化することによって、圧縮される。ビデオ情報64は、ビデオ・フレーム60内のブロックを符号化するために選択されるFRUCモードに基づいて更に圧縮されることが出来る。
先に説明されたように、ビデオ・フレーム60中の所与のブロックに対するビデオ情報64は、該ブロックが第1FRUCモードを使用して符号化される場合には、何の動き補償情報を含むことも出来ない。それに代わって、所与のブロックに対するビデオ情報64は、該ブロックが第2FRUCモードを使用して符号化される場合には、動きベクトル情報のみを含むことが出来る。別の例として、所与のブロックに対するビデオ情報64は、該ブロックが第3FRUCモードを使用して符号化される場合には、残差データのみを含むことが出来る。更に別の例として、ビデオ・フレーム60中の所与のブロックに対するビデオ情報64は、該ブロックが第4FRUCモードを使用して符号化される場合には、動きベクトル・データと残差データとを含むことが出来る。しかしながら、ビデオ情報64は、これ等の場合のそれぞれにおいて、参照として非補間フレームを使用してビデオ・フレームを符号化する場合に要求されるビデオ情報と比べて、圧縮されることが出来る。
図6の図説例では、ビデオ・フレーム・パラメータ66は、CBPパラメータ67、動きベクトル・パラメータ68、及び参照フレーム・パラメータ69を含む。CBPパラメータ67と動きベクトル・パラメータ68は、フレーム60内の個々のブロックに対して独立に指定されることが出来る。パラメータ67〜69のそれぞれは、H.264規格のような適用可能な規格のシンタックス中に規定される既存パラメータであることが出来て、符号化されるビデオ・フレーム中に含まれる。本開示で説明される諸技術は、殊にH.264規格に適用可能であると言えるが、それに限定される必要はない。ビデオ・フレーム・パラメータ66を使用してビデオ・フレーム60内のあるブロックを符号化するために何れのFRUCモードが使用されたかを指示することによって、十分な符号化情報が効率的な方法で提供されることが出来る。
特に、CBPパラメータ67と動きベクトル・パラメータ68は、ビデオ・フレーム60内のあるブロックを符号化するために使用されたFRUCモードを指示するために使用される。先に説明されたように、CBPパラメータ67と68のそれぞれは、ゼロと非ゼロ値に設定されることが出来るビットを与えることが出来る。従って、CBPパラメータ67と動きベクトル・パラメータ68は、本開示で説明されるFRUCモードを指示するために使用されることが出来る。従って、フレーム60中の異なるブロックは、異なるCBPパラメータと動きベクトル(MV)パラメータを有してそれぞれのブロックに対して異なるFRUCモードを指示することが出来る。
参照フレーム69は、本開示では先述の参照フレーム符号化フィールドに対応する。従って、参照フレーム・パラメータ69は、ビデオ・フレーム60内のブロックが参照として補間されたFRUCフレームを使用して符号化されたかどうか、或いは、参照として非補間ビデオ・フレームを使用して符号化されたかどうか、を指示するために使用される。例えば、復号器14は、参照フレーム60中のあるブロックを、参照パラメータ69が0からN−1までの間に番号付けられている場合には、前方参照バッファ中に含まれる複数の非補間参照フレームのうちの1つに基づいて符号化されたとして、識別することが出来る。しかしながら、復号器14は、参照パラメータ69がNに設定されている場合には、説明されたFRUCモードの1つに従って符号化されたとして、参照フレーム60中のあるブロックを識別することが出来る。参照フレーム・パラメータ69がNに設定されている場合には、復号器14は、CBPパラメータ67と動きベクトル・パラメータ68を読み取ってビデオ・フレーム60中の所与のブロックを符号化するために何れのFRUCモードが使用されたかを決定する。
図7は、適応EA−FRUCに関する技術を図説する流れ図である。一般に、図7で説明される技術は、Bフレーム又はPフレームのような、ビデオ・フレーム中のブロックを複数のFRUCモードのうちの1つに従って選択的に符号化するために、符号器12によって実行されることが出来る。該FRUCモードは、符号化ビットレートと視覚的品質低下への要求を均衡させるように選択されて、ビデオ・フレームの符号化サイズを圧縮するが、その理由は、該ビデオ・フレームがFRUCフレームを参照として使用して符号化されるからである。選択されるFRUCモードは、該フレーム中の諸ブロックに関連付けられる既存パラメータ又は符号化フィールドを調節することによって、効率的に特定されることができ、そして、ある複数の態様では、符号化サイズを増大させることなく特定されることが出来る。復号器14は、該修正されたパラメータを検査して該ビデオ・フレーム中の諸ブロックを復号するために何れのFRUCモードを使用するかを決定することによって、該符号化されたビデオ・フレームを効率的に復号することが出来る。
図7の流れ図に示される処理は、符号器12がビデオ・フレームを受信する時に開始する80。符号器12は、例えばIBPBPBPのように、固定GOPパターンで、或いは、複数のBフレームがビデオ内容に基づいて隣接Pの間で符号化されることが出来る、適応GOPパターンで、ビデオ・フレームを受信することが出来る。符号器12は、該受信されたビデオ・フレームを処理して、該ビデオ・フレームがBフレームであるかどうかを決定する82。もし該ビデオ・フレームがBフレームでなければ、符号器12は、Pフレーム符号化を実行する84、例えば、先行Pフレームを参照として使用して該Pフレーム中の諸ブロックを符号化する。次に符号器12は、該符号化されたPフレームに可変長符号化(variable length coding)(VLC)を実行して86、通信チャネル15を介して復号器14に送信される出力ビットストリームを生成する88。
符号器12が該Pフレームを符号化した後、符号器12は、FRUCフレームを補間する90。特に、符号器12は、後続のBフレームと同じ時間インデックスにあるFRUCフレームを補間する。符号器12は、該後続のBフレームが隣接Pフレームの間にある複数のフレームの先頭である場合には、たった今符号化されたPフレーム、即ちステップ90で符号化されたPフレーム、の情報を使用してFRUC情報を生成することによって、FRUCフレームを補間することが出来る。その他の場合には、符号器12は、両隣のPフレームのFRUC情報を拡大縮小することによって、及び、該拡大縮小されたFRUC情報を使用してFRUCフレームを生成することによって、FRUC情報を生成することが出来る。符号器12は、単一のBフレームが隣接Pフレームの間で符号化される場合には、このようにしてFRUCフレームを補間することが出来る。
FRUCフレームを補間するために、Pフレームに対する動きベクトルは、動きベクトル・バッファ中に記憶されることが出来、そして、該Pフレームは、再構成されて再構成フレーム・バッファ中に記憶されることが出来る。符号器12は、動きベクトル・バッファと再構成フレーム・バッファ中に記憶された情報を使用して、FRUCフレームを補間する90。符号器12は、該FRUCフレームをバッファ中に記憶する96。該FRUCフレームが該バッファ中に記憶されると、符号器12は、参照フレーム符号化フィールドを調節する。即ち、該FRUCフレームが該バッファ中に記憶されると、前方参照バッファのサイズがNに増やされて、該FRUCフレームが参照フレームとして使用されることを示す。
ステップ84でPフレームを符号化した後、符号器12は、別のビデオ・フレームを受信し、このビデオ・フレームを処理してそれがBフレームであるかどうかを判定する82。符号器12が、該受信されたビデオ・フレームがBフレームであると判定する場合には、符号器は、該ビデオ・フレームに対しBフレーム符号化を実行する98。該Bフレームの符号化サイズを圧縮するために、符号器12は、該Bフレームについての動き推定をそれぞれの可能な参照フレームに対して実行する100。該可能な参照フレームは、前方及び後方参照バッファ中に記憶されている。先に説明されたように、ステップ90で生成されたFRUCフレームは、前方参照バッファ中に記憶されている。
符号器12は、該動き推定結果にRDコスト関数を適用し102、該RDコスト関数に基づいて、該フレーム中のそれぞれのブロックに対してFRUCモード又は標準モードを選択する104。該Bフレームに対する参照として該FRUCフレームを使用して生成された動き推定結果に関して、符号器12は、複数のFRUCモードのそれぞれに対してRDコスト関数を適用する。換言すれば、先に説明されたように、符号器12は、それぞれのFRUCモードと対応する動き推定結果の情報にRDコスト関数を適用することが出来る。一例として、第2FRUCモードを使用すると、符号器12は、該動き推定の結果得られる動きベクトル情報のみをRDコスト関数に適用することが出来る。このようにして、符号器12は、非補間参照フレーム中の各ブロックに対するRDコスト関数の結果と該FRUCフレームに対するそれぞれのFRUCモードに関するRDコスト関数の結果とを比較して何れのモードを選択するかを決定する106。符号器12は、次に、所与のブロックに対するRDコスト関数を最小にする、若しくは、例え最小でないにせよ少なくとも最も望ましいRDコストをもたらす、FRUCモード又は標準、非FRUCモード、を選択することが出来る。
もし所与のブロックに対して複数のFRUCモードのうちの1つがRDコスト関数を最小にするならば、符号器12は、該選択されたFRUCモードに従って該ブロックのVLC符号化を実行する110。その他の場合には、符号器12は、参照として該選択された非補間ビデオ・フレームを使用して、該ブロックの通常VLC符号化を実行する108。符号器12は、復号器14に送信される出力ビットストリームを生成する88。該出力ビットストリームは、符号器12が該Bフレームを通常VLC符号化を使用して符号化する場合には、H.264規格に準拠することが出来る。しかしながら、符号器12が該Bフレーム中の1又は複数のブロックを該説明された複数のFRUCモードのうちの1つを使用して符号化する場合には、該出力ビットストリームは、H.264規格に準拠しないことがあり得て、その理由は、該符号化されるフレームの1又は複数のパラメータ、例えば、CBPパラメータやMVパラメータ、に対して行われる調節のためである。
特に、該Bフレームが該複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化される場合には、参照フレーム符号化フィールドがN−1からNに増加させられるが故に、出力ビットストリームは、準拠することが出来ないことがあり得て、そして、1又は複数のブロックに対するCBPパラメータ及びMVパラメータが該選択されたFRUCモードを指示するために使用される。出力ビットストリームが準拠していないとはいえ、復号器14は、該ビットストリームを効率的に復号することが出来る。
図8は、本開示に記載の適応EA−FRUC技術に従って符号化されたビデオ・フレームを復号するための復号化技術を図説する流れ図である。一般に図8で示される復号化技術は、復号器14によって実行されて、符号器14から受信される符号化されたビデオ・フレームを効率的に復号する。該流れ図は、復号器14が符号化されたビデオ・フレームを受信する時に、開始する120。
符号化されたビデオ・フレームを受信すると120、復号器14は、参照フレーム・パラメータ又は符号化フィールドを検査して122、該ビデオ・フレームが前述の複数のFRUCモードのうちの1つに従って符号化されたかどうか或いは参照として非補間ビデオ・フレームを使用して符号化されたかどうかを決定する。Nが前方参照バッファ中の非補間参照フレームの個数である場合には、もし該参照フレーム・パラメータがN−1より大であれば124、復号器14は、続けて前述の複数のFRUCモードのうちの1つに従って該ビデオ・フレーム中のブロックを復号する。しかしながら、もし該参照フレーム・パラメータがN−1より小であれば、復号器14は、参照として該指示されたビデオ・フレームを使用して該ビデオ・フレーム中のブロックを復号する126。該参照フレーム・パラメータが0とN−1との間の値を記憶する場合には、該値は、該ビデオ・フレームを符号化するための参照として使用された非補間参照フレームを特定する。
しかしながら、参照フレーム・パラメータが値Nを記憶している場合には、復号器14は、該ビデオ・フレームのそれぞれのブロックに対するCBPパラメータ及びMVパラメータを検査して128、該それぞれのブロックを符号化するために使用されたFRUCモードをCBPパラメータ及びMVパラメータに基づいて決定する130。このようにして、参照フレーム・パラメータは、復号器14によるトリガとして使用されて、該CBPパラメータ及びMVパラメータが通常に、即ち、H.264規格に準拠して使用される場合を決定する、或いは、該ビデオ・フレーム中のあるブロックを符号化するために使用されたFRUCモードを指示する。FRUCモードを決定した後、復号器14は、該選択されたFRUCモード、即ちステップ130で決定されたFRUCモード、に従って該ビデオ・フレームを復号することが出来る。
図9は、本開示に記載の適応EA−FRUC技術に従って、ビデオ・フレーム又はその部分を符号化するためのデジタル・ビデオ符号化装置136を図説するブロック図である。デジタル・ビデオ符号化装置136は、図1のビデオ符号器12のような、ビデオ符号器に常駐することが出来て、ハードウェア、ソフトウェア、或いはファームウェア、又はこれ等の任意の適切な組合せによって実現されることが出来る。図9に示されるように、デジタル・ビデオ符号化装置136は、本明細書で説明されたようにFRUCフレームを補間するためのモジュール138、本明細書で説明されたようにFRUCフレームを参照として使用しビデオ・フレームを符号化するためのモジュール140、本明細書で説明されたようにビデオ・フレーム又はその部分を符号化するために1又は複数のFRUCモードを選択するためのモジュール142、及び、本明細書で説明されたようにビデオ・フレーム又はその部分を符号化するために使用されるFRUCモードを指示するために諸パラメータを調節するためのモジュール144を含むことが出来る。ある複数の例の構成では、モジュール138は、図5の補間モジュール50に実質的に対応すると言え、モジュール140は、図5の符号化モジュール58に実質的に対応すると言え、モジュール142は、図5のモード選択モジュール52に実質的に対応すると言え、そしてモジュール144は、図5のシグナリング・モジュール56に実質的に対応すると言える。
図10は、本開示に記載の適応EA−FRUC技術に従って符号化された、ビデオ・フレーム又はその部分を復号するためのデジタル・ビデオ復号装置146を図説するブロック図である。デジタル・ビデオ復号装置146は、図1のビデオ復号器14のような、ビデオ復号器に常駐することが出来て、ハードウェア、ソフトウェア、或いはファームウェア、又はこれ等の任意の適切な組合せによって実現されることが出来る。図10に示されるように、デジタル・ビデオ復号装置146は、本明細書で説明されたようにFRUCフレームを補間するためのモジュール148を含むことが出来る。デジタル・ビデオ復号装置146は又、1又は複数のFRUCモードを選択するためのモジュール150を含み、例えば、該選択されたFRUCモードを指示する該符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、本明細書で説明されたようにデジタル・ビデオ・フレームの少なくとも一部分を復号することが出来る。更に、デジタル・ビデオ復号装置146は、該FRUCフレームを参照として使用し該選択されたFRUCモードに従って、ビデオ・フレーム又はその部分を復号するためのモジュール152を含むことが出来る。
本明細書に記載の技術は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれ等の任意の組合せで実装されることが出来る。ソフトウェアで実装される場合には、本技術は、コンピュータ可読媒体を具備するデジタル・ビデオ符号化のためのコンピュータ・プログラム製品によって一部実現されることが出来る、ここで、該コンピュータ可読媒体は、コンピュータに本開示に従う技術を実行させるためのコードを具備する。この場合には、該コンピュータ可読媒体は、シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(synchronous dynamic random access memory)(SDRAM)のような、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、非揮発性ランダム・アクセス・メモリ(NVRAM)、電気的消去可能ROM(EEPROM)、フラッシュ・メモリ、磁気的又は光学的データ記憶媒体、及びこれらに類するメモリを具備することが出来る。
該プログラム・コードは、コンピュータによって、例えば1又は複数のプロセッサによって実行されることが出来る。該プロセッサの例としては、1又は複数のデジタル信号処理装置(digital signal processors)(DSPs)、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(application specific integrated circuits)(ASICs)、フィールド・プログラマブル・ロジック・アレイ(field programmable logic array)(FPGA)、又は他の同等な集積論理回路あるいは個別論理回路、がある。ある複数の態様では、本明細書に記載の機能は、符号化及び復号するために構成された専用ソフトウェア・モジュール又はハードウェア・モジュールの中で実現されることが出来る、或いは、複合型ビデオ符号器復号器(combined video encoder-decoder)(CODEC)中に統合されることが出来る。
該説明された技術に対して種々の変更が特許請求の範囲を逸脱せずに行われることが可能である。従って、上記で説明された具体的な諸態様とその他の態様は、特許請求の範囲の中にある。
本発明の開示に従う符号器支援フレーム・レート・アップコンバージョン(EA−FRUC)技術を利用するビデオ符号化及び復号システムを示すブロック図。 本発明の図1のシステムにおける使用のための符号器の例示的動作を示す流れ図。 本発明の図1のシステムにおける使用のための復号器の例示的動作を示す流れ図。 本発明の図1で示されるシステムのビデオ符号器における使用のためのEA−FRUC技術の固定されたグループ・オブ・ピクチャー(GOP)パターンに対する適用を示す概略図。 本発明の図1で示されるシステムのビデオ符号器における使用のための別のEA−FRUC技術の適応GOPパターンに対する適用を示す概略図。 本発明の図1で示されるようなビデオ符号器における使用のためのEA−FRUC符号器を示すブロック図。 本発明の開示に記載されるEA−FRUC技術に従って符号化されたビデオ・フレームを示す図。 本発明の開示に記載される適応EA−FRUC技術に従ってビデオ・フレーム又はその一部分を符号化するための技術を示す流れ図。 本発明の開示に記載される適応EA−FRUC技術に従って符号化されるビデオ・フレーム又はその一部分に対する復号化技術を示す流れ図。 本発明の開示に記載される適応EA−FRUC技術に従ってビデオ・フレーム又はその一部分を符号化するための装置を示すブロック図。 本発明の開示に記載される適応EA−FRUC技術に従って符号化されたビデオ・フレーム又はその一部分を復号するための装置を示すブロック図。

Claims (30)

  1. ビデオ符号器、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間すること、
    前記ビデオ符号器、前記FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化すること、
    前記ビデオ符号器、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択すること、及び
    前記ビデオ符号器、前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節すること
    を具備し、
    前記1又は複数のパラメータを調節することは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを調節して、前記選択されたFRUCモードを指示することを具備する、デジタル・ビデオ符号化方法。
  2. 複数のFRUCモードのうちの1つを選択することは、前記符号化されたビデオ・フレーム内の複数のブロックのうちの少なくとも1つに対して、複数のFRUCモードのうちの1つを選択することを具備する、及び、1又は複数のパラメータを調節することは、前記それぞれのブロックに対して前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記複数のブロックのうちの少なくとも1つに関連付けられる1又は複数のパラメータを調節することを具備する、請求項1の方法。
  3. 前記CBPをゼロに且つ前記MVをゼロに設定して第1モードを指示すること、前記CBPをゼロに且つ前記MVを非ゼロ値に設定して第2モードを指示すること、前記CBPを非ゼロ値に且つ前記MVをゼロに設定して第3モードを指示すること、及び前記CBPを非ゼロ値に且つ前記MVを非ゼロ値に設定して第4モードを指示すること、を更に具備する、請求項1の方法。
  4. 複数のFRUCモードのうちの1つを選択することは、レート歪最適化判定に基づいて前記複数のFRUCモードのうちの1つを選択することを具備する、請求項1の方法。
  5. 前記符号化されたブロック・パターン(CBP)と前記モーション・ベクトル(MV)とを調整することは、前記選択されたFRUCモードが第1FRUCモードである場合に、残差情報と動きベクトル情報とを含まないこと、前記選択されたFRUCモードが第2FRUCモードである場合に、動きベクトル情報を含むこと前記選択されたFRUCモードが第3FRUCモードである場合に、残差情報を含むこと、及び前記選択されたFRUCモードが第4FRUCモードである場合に、残差情報及び動きベクトル情報の両者を含むこと、を具備する、請求項1の方法。
  6. フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間する補間モジュール、
    前記FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化する符号化モジュール、
    前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択するモード選択モジュール、及び
    前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記符号化されたビデオ・フレーム中の前記少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節するシグナリング・モジュール
    を具備し、
    前記シグナリング・モジュールは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを調節して、前記選択されたFRUCモードを指示する、デジタル・ビデオ符号化装置。
  7. 前記モード選択モジュールは、前記符号化されたビデオ・フレーム内の複数のブロックのうちの少なくとも1つに対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択する、及び、前記シグナリング・モジュールは、前記それぞれの複数のブロックに対して前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記複数のブロックのそれぞれに関連付けられる1又は複数のパラメータを調節する、請求項6の装置。
  8. 前記シグナリング・モジュールは、前記CBPをゼロに且つ前記MVをゼロに設定して第1モードを指示し、前記CBPをゼロに且つ前記MVを非ゼロ値に設定して第2モードを指示し、前記CBPを非ゼロ値に且つ前記MVをゼロに設定して第3モードを指示し、及び前記CBPを非ゼロ値に且つ前記MVを非ゼロ値に設定して第4モードを指示する、請求項6の装置。
  9. 前記モード選択モジュールは、レート歪最適化判定に基づいて前記複数のFRUCモードのうちの1つを選択する、請求項6の装置。
  10. 前記符号化されたブロック・パターン(CBP)と前記モーション・ベクトル(MV)とを調整することは、前記選択されたFRUCモードが第1FRUCモードである場合に、残差情報と動きベクトル情報とを含まないこと前記選択されたFRUCモードが第2FRUCモードである場合に、動きベクトル情報を含むこと前記選択されたFRUCモードが第3FRUCモードである場合に、残差情報を含むこと、及び前記選択されたFRUCモードが第4FRUCモードである場合に、残差情報及び動きベクトル情報の両者を含むこと、を具備する、請求項6の装置。
  11. デジタル・ビデオ・データを符号化するためのプロセッサであって、前記プロセッサは、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間するように、前記FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化するように、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択するように、及び、前記選択されたFRUCモードを指示するために前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節するように、構成され、
    前記1又は複数のパラメータを調節することは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを調節して、前記選択されたFRUCモードを指示することを具備する、プロセッサ。
  12. コンピュータに、
    フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間すること、
    前記FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化すること、
    前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択すること、及び
    前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節すること、
    前記符号化されたビデオ・フレーム中にモード情報を含めること、
    をさせるコードを具備するデジタル・ビデオ符号化のためのコンピュータ・プログラム、
    記憶し、前記1又は複数のパラメータを調節することは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを調節して、前記選択されたFRUCモードを指示することを具備する、コンピュータ可読記憶媒体
  13. フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間するための手段、
    前記FRUCフレームを参照として使用してビデオ・フレームの少なくとも一部分を符号化するための手段、
    前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための手段、及び
    前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータを調節するための手段
    を具備し、
    1又は複数のパラメータを調節するための前記手段は、前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを調節するための手段を具備する、デジタル・ビデオ符号化装置。
  14. 複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための前記手段は、前記符号化されたビデオ・フレーム内の複数のブロックのうちの少なくとも1つに対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための手段を具備する、及び、1又は複数のパラメータを調節するための前記手段は、前記それぞれのブロックに対して前記選択されたFRUCモードを指示するために、前記複数のブロックのそれぞれに関連付けられる1又は複数のパラメータを調節するための手段を具備する、請求項13の装置。
  15. 前記CBPをゼロに且つ前記MVをゼロに設定して第1モードを指示するための手段、前記CBPをゼロに且つ前記MVを非ゼロに設定して第2モードを指示するための手段、前記CBPを非ゼロに且つ前記MVをゼロに設定して第3モードを指示するための手段、及び、前記CBPを非ゼロに且つ前記MVを非ゼロに設定して第4モードを指示するための手段、を更に具備する、請求項13の装置。
  16. 複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための前記手段は、レート歪最適化判定に基づいて前記複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための手段を具備する、請求項13の装置。
  17. 復号器、フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間すること、
    前記復号器、複数のFRUCモードのうちの1つを選択して、符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号すること、ここに、前記パラメータは前記選択されたFRUCモードを指示する、及び
    前記復号器、前記補間されたFRUCフレームを参照として使用して前記選択されたFRUCモードに従って前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号すること、
    を具備し、
    前記選択されたFRUCモードを指示する前記パラメータは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを具備する、デジタル・ビデオ復号方法。
  18. 複数のFRUCモードのうちの1つを選択することは、前記符号化されたビデオ・フレーム内の複数のブロックのうちの少なくとも1つに対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択することを具備する、ここに、前記複数のブロックのそれぞれに関連付けられる1又は複数のパラメータは、前記それぞれのブロックに対する前記選択されたFRUCモードを指示する、請求項17の方法。
  19. 前記CBPはゼロに設定され且つ前記MVはゼロに設定されて第1モードを指示し、前記CBPはゼロに設定され且つ前記MVは非ゼロに設定されて第2モードを指示し、前記CBPは非ゼロに設定され且つ前記MVはゼロに設定されて第3モードを指示し、及び前記CBPは非ゼロに設定され且つ前記MVは非ゼロに設定されて第4モードを指示する、請求項17の方法。
  20. 前記符号化されたブロック・パターン(CBP)と前記モーション・ベクトル(MV)とを調整することは、前記選択されたFRUCモードが第1FRUCモードである場合に、残差情報と動きベクトル情報とを含まないこと前記選択されたFRUCモードが第2FRUCモードである場合に、動きベクトル情報を含むこと前記選択されたFRUCモードが第3FRUCモードである場合に、残差情報を含むこと、及び前記選択されたFRUCモードが第4FRUCモードである場合に、残差情報及び動きベクトル情報の両者を含むこと、を具備する、請求項17の方法。
  21. フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間する補間モジュール、
    複数のFRUCモードのうちの1つを選択して、前記選択されたFRUCモードを指示する符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号するモード選択モジュール、ここに、前記パラメータは前記選択されたFRUCモードを指示する、及び
    前記補間されたFRUCフレームを参照として使用して前記選択されたFRUCモードに従って前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号する復号モジュール、
    を具備し、
    前記選択されたFRUCモードを指示する前記パラメータは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを具備する、デジタル・ビデオ復号装置。
  22. 前記モード選択モジュールは、前記符号化されたビデオ・フレーム内の複数のブロックのうちの少なくとも1つに対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択する、ここに、前記複数のブロックのそれぞれに関連付けられる1又は複数のパラメータは、前記それぞれのブロックに対する前記選択されたFRUCモードを指示する、請求項21の装置。
  23. 前記CBPはゼロに設定され且つ前記MVはゼロに設定されて第1モードを指示し、前記CBPはゼロに設定され且つ前記MVは非ゼロに設定されて第2モードを指示し、前記CBPは非ゼロに設定され且つ前記MVはゼロに設定されて第3モードを指示し、及び前記CBPは非ゼロに設定され且つ前記MVは非ゼロに設定されて第4モードを指示する、請求項21の装置。
  24. 前記符号化されたブロック・パターン(CBP)と前記モーション・ベクトル(MV)とを調整することは、前記選択されたFRUCモードが第1FRUCモードである場合に、残差情報と動きベクトル情報とを含まないこと前記選択されたFRUCモードが第2FRUCモードである場合に、動きベクトル情報を含むこと前記選択されたFRUCモードが第3FRUCモードである場合に、残差情報を含むこと、及び前記選択されたFRUCモードが第4FRUCモードである場合に、残差情報及び動きベクトル情報の両者を含むこと、を具備する、請求項21の装置。
  25. デジタル・ビデオ・データを復号するためのプロセッサであって、前記プロセッサは、
    フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間する、
    複数のFRUCモードのうちの1つを選択し、前記選択されたFRUCモードを指示する符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号する、及び
    前記補間されたFRUCフレームを参照として使用し、前記選択されたFRUCモードに従って、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号する
    ように構成され、
    前記選択されたFRUCモードを指示する前記パラメータは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを具備する、プロセッサ。
  26. コンピュータに、
    フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間すること、
    複数のFRUCモードのうちの1つを選択し、前記選択されたFRUCモードを指示する符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号すること、及び
    前記補間されたFRUCフレームを参照として使用して前記選択されたFRUCモードに従って、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号することをさせるコードを具備するデジタル・ビデオ復号のためのコンピュータ・プログラム
    記憶し、
    前記選択されたFRUCモードを指示する前記パラメータは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを具備する、コンピュータ可読記憶媒体
  27. フレーム・レート・アップコンバージョン(FRUC)ビデオ・フレームを補間するための手段、
    複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための手段、前記手段は前記選択されたFRUCモードを指示する符号化されたビデオ・フレームの少なくとも一部分に対する1又は複数のパラメータに基づいて、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号する、及び
    前記補間されたFRUCフレームを参照として使用して前記選択されたFRUCモードに従って、前記符号化されたビデオ・フレームの前記少なくとも一部分を復号するための手段、
    を具備し、
    前記選択されたFRUCモードを指示する前記パラメータは、前記複数のブロックのそれぞれに対する符号化されたブロック・パターン(CBP)と動きベクトル(MV)とを具備する、デジタル・ビデオ復号装置。
  28. 複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための前記手段は、前記符号化されたビデオ・フレーム内の複数のブロックのうちの少なくとも1つに対して複数のFRUCモードのうちの1つを選択するための手段を具備する、及びここに、前記複数のブロックのそれぞれに関連付けられる1又は複数のパラメータは、前記それぞれのブロックに対する前記選択されたFRUCモードを指示する、請求項27の装置。
  29. 前記CBPはゼロに設定され且つ前記MVはゼロに設定されて第1モードを指示し、前記CBPはゼロに設定され且つ前記MVは非ゼロに設定されて第2モードを指示し、前記CBPは非ゼロに設定され且つ前記MVはゼロに設定されて第3モードを指示し、及び前記CBPは非ゼロに設定され且つ前記MVは非ゼロに設定されて第4モードを指示する、請求項27の装置。
  30. 前記符号化されたブロック・パターン(CBP)と前記モーション・ベクトル(MV)とを調整することは、前記選択されたFRUCモードが第1FRUCモードである場合に、残差情報と動きベクトル情報とを含まないこと前記選択されたFRUCモードが第2FRUCモードである場合に、動きベクトル情報を含むこと前記選択されたFRUCモードが第3FRUCモードである場合に、残差情報を含むこと、及び前記選択されたFRUCモードが第4FRUCモードである場合に、残差情報及び動きベクトル情報の両者を含むこと、を具備する、請求項27の装置。
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