JP5237500B2 - 動きベクトル推定方法、多視点映像符号化方法、多視点映像復号方法、動きベクトル推定装置、多視点映像符号化装置、多視点映像復号装置、動きベクトル推定プログラム、多視点映像符号化プログラム、及び多視点映像復号プログラム - Google Patents
動きベクトル推定方法、多視点映像符号化方法、多視点映像復号方法、動きベクトル推定装置、多視点映像符号化装置、多視点映像復号装置、動きベクトル推定プログラム、多視点映像符号化プログラム、及び多視点映像復号プログラム Download PDFInfo
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Description
本願は、2010年2月23日に日本へ出願された日本特願2010−037434号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、本発明の第10の観点は、多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における第1の視点合成画像と、前記処理画像との間で動きベクトルを求める対象の前記処理カメラで撮影された参照画像が撮影された時刻における第2の視点合成画像とを生成する視点合成画像生成ステップと、前記処理カメラで撮影された画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記第1の視点合成画像上の画像信号を用いて、前記参照画像に対する前記第2の視点合成画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定ステップとを含む動きベクトル推定方法である。
また、本発明の第11の観点は、多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における第1の視点合成画像と、前記処理画像との間で動きベクトルを求める対象の前記処理カメラで撮影された参照画像が撮影された時刻における第2の視点合成画像とを生成する視点合成画像生成手段と、前記処理カメラで撮影された画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記第1の視点合成画像上の画像信号を用いて、前記参照画像に対する前記第2の視点合成画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域手段とを備える動きベクトル推定装置である。
また、本発明の第12の観点は、動きベクトル推定装置のコンピュータに、多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における第1の視点合成画像と、前記処理画像との間で動きベクトルを求める対象の前記処理カメラで撮影された参照画像が撮影された時刻における第2の視点合成画像とを生成する視点合成画像生成機能、前記処理カメラで撮影された画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記第1の視点合成画像上の画像信号を用いて、前記参照画像に対する前記第2の視点合成画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定機能を実行させる動きベクトル推定プログラムである。
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本第1実施形態に係る多視点映像符号化装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、多視点映像符号化装置100は、符号化対象フレーム入力部101、符号化対象画像メモリ102、参照視点フレーム入力部103、参照視点画像メモリ104、視点合成部105、視点合成画像メモリ106、信頼度設定部107、対応領域探索部108、動き補償予測部109、予測残差符号化部110、予測残差復号部111、復号画像メモリ112、予測残差算出部113、及び復号画像算出部114を備えている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図3は、本第2実施形態による多視点映像符号化装置の構成を示すブロック図である。図3に示すように、多視点映像符号化装置200は、符号化対象フレーム入力部201、符号化対象画像メモリ202、参照視点フレーム入力部203、視点合成部204、視点合成画像メモリ205、動き推定部206、動き補償予測部207、画像符号化部208、画像復号部209、復号画像メモリ210、対応領域探索部211、予測ベクトル生成部212、ベクトル情報符号化部213、及び動きベクトルメモリ214を備えている。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図5は、本第3実施形態による多視点映像復号装置の構成を示すブロック図である。図5に示すように、多視点映像復号装置300は、符号化データ入力部301、符号化データメモリ302、参照視点フレーム入力部303、参照視点画像メモリ304、視点合成部305、視点合成画像メモリ306、信頼度設定部307、対応領域探索部308、動き補償予測部309、予測残差復号部310、復号画像メモリ311、及び復号画像算出部312を備えている。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
図7は、本第4実施形態による多視点映像復号装置の構成を示すブロック図である。図7において、多視点映像復号装置400は、符号化データ入力部401、符号化データメモリ402、参照視点フレーム入力部403、視点合成部404、視点合成画像メモリ405、対応領域探索部406、予測ベクトル生成部407、動きベクトル復号部408、動きベクトルメモリ409、動き補償予測部410、画像復号部411、及び復号画像メモリ412を備えている。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図9は、本第5実施形態による動きベクトル推定装置の構成を示すブロック図である。図9に示すように、動きベクトル推定装置500は、参照視点映像入力部501、カメラ情報入力部502、視点合成部503、ローパスフィルタ部504、対応領域探索部505、及び動きベクトル平滑化部506を備えている。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
図12は、本第6実施形態に係る多視点映像符号化装置の構成示すブロック図である。図12に示すように、多視点映像符号化装置600は、符号化対象フレーム入力部601、符号化対象画像メモリ602、参照視点フレーム入力部603、参照視点画像メモリ604、視点合成部605、ローパスフィルタ部606、視点合成画像メモリ607、信頼度設定部608、対応領域探索部609、動きベクトル平滑化部610、動き補償予測部611、画像符号化部612、画像復号部613、及び復号画像メモリ614を備えている。
次に、本発明の第7実施形態について説明する。
図14は、本第7実施形態による多視点映像符号化装置の構成を示すブロック図である。図7に示すように、多視点映像符号化装置700は、符号化対象フレーム入力部701、符号化対象画像メモリ702、動き推定部703、動き補償予測部704、画像符号化部705、画像復号部706、復号画像メモリ707、参照視点フレーム入力部708、視点合成部709、ローパスフィルタ部710、視点合成画像メモリ711、対応領域探索部712、ベクトル平滑化部713、予測ベクトル生成部714、ベクトル情報符号化部715、及び動きベクトルメモリ716を備えている。
次に、本発明の第8実施形態について説明する。
図16は、本第8実施形態による多視点映像復号装置の構成を示すブロック図である。図16に示すように、多視点映像復号装置800は、符号化データ入力部801、符号化データメモリ802、参照視点フレーム入力部803、参照視点画像メモリ804、視点合成部805、ローパスフィルタ部806、視点合成画像メモリ807、信頼度設定部808、対応領域探索部809、動きベクトル平滑化部810、動き補償予測部811、画像復号部812、及び復号画像メモリ813を備えている。
次に、本発明の第9実施形態について説明する。
図18は、本第9実施形態による多視点映像復号装置の構成を示すブロック図である。図9において、多視点映像復号装置900は、符号化データ入力部901、符号化データメモリ902、参照視点フレーム入力部903、視点合成部904、ローパスフィルタ部905、視点合成画像メモリ906、対応領域探索部907、ベクトル平滑化部908、予測ベクトル生成部909、動きベクトル復号部910、動きベクトルメモリ911、動き補償予測部912、画像復号部913、及び復号画像メモリ914を備えている。
101、201 符号化対象フレーム入力部
102、202 符号化対象画像メモリ
103、203 参照視点フレーム入力部
104 参照視点画像メモリ
105、204 視点合成部
106、205 視点合成画像メモリ
107 信頼度設定部
108、211 対応領域探索部
109、207 動き補償予測部
110 予測残差符号化部
111 予測残差復号部
112、210 復号画像メモリ
113 予測残差算出部
114 復号画像算出部
206 動き推定部
208 画像符号化部
209 画像復号部
212 予測ベクトル生成部
213 ベクトル情報符号化部
214 動きベクトルメモリ
300、400 多視点映像復号装置
301、401 符号化データ入力部
302、402 符号化データメモリ
303、403 参照視点フレーム入力部
304 参照視点画像メモリ
305、404 視点合成部
306、405 視点合成画像メモリ
307 信頼度設定部
308、406 対応領域探索部
309、410 動き補償予測部
310 予測残差復号部
311、412 復号画像メモリ
312 復号画像算出部
407 予測ベクトル生成部
408 動きベクトル復号部
409 動きベクトルメモリ
411 画像復号部
500、500a 動きベクトル推定装置
600、700 多視点映像符号化装置
800、900 多視点映像復号装置
Claims (22)
- 多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における視点合成画像を生成する視点合成画像生成ステップと、
動きベクトルを推定すべき対象の時刻に撮影された処理画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記視点合成画像上の画像信号を用いて、前記処理カメラで撮影された参照画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定ステップと
を含む動きベクトル推定方法。 - 前記視点合成画像の各画素について、前記視点合成画像の確からしさを示す信頼度を設定する信頼度設定ステップを更に含み、
前記対応領域推定ステップは、前記信頼度に基づいて前記対応領域を探索する際のマッチングコストに重みを付ける、
請求項1に記載の動きベクトル推定方法。 - 多視点映像の予測符号化を行う多視点映像符号化方法であって、
前記多視点映像のある符号化対象視点とは異なる参照視点で、符号化対象フレームと同時刻に撮影された既に符号化済みの参照視点フレームから、前記符号化対象視点における視点合成画像を生成する視点合成画像生成ステップと、
前記視点合成画像の各符号化単位ブロックに対して、前記符号化対象視点における既に符号化済みの参照フレーム上の対応領域を探索することで動きベクトルを推定する動きベクトル推定ステップと、
前記推定された動きベクトルと前記参照フレームとを用いて、前記符号化対象フレームに対する動き補償予測画像を生成する動き補償予測画像生成ステップと、
前記符号化対象フレームと前記動き補償予測画像との差分信号を符号化する残差符号化ステップと
を含む多視点映像符号化方法。 - 前記視点合成画像の各画素について、前記視点合成画像の確からしさを示す信頼度を設定する信頼度設定ステップを更に含み、
前記動きベクトル推定ステップは、前記信頼度に基づいて前記対応領域を探索する際の各画素のマッチングコストに重みを付ける、
請求項3に記載多視点映像符号化方法。 - 前記符号化対象フレームの各符号化単位ブロックに対して、前記参照フレームとの間で対応領域を探索することで最適な動きベクトルを生成する動き探索ステップと、
前記動きベクトルと前記最適な動きベクトルとの差ベクトルを符号化する差ベクトル符号化ステップとを更に含み、
前記動き補償予測画像生成ステップは、前記最適な動きベクトルと前記参照フレームとを用いて前記動き補償予測画像を生成する、
請求項3または4に記載の多視点映像符号化方法。 - 前記動きベクトルと、符号化対象領域に隣接する領域で使用された最適な動きベクトル群とを用いて、予測ベクトルを生成する予測ベクトル生成ステップを更に含み、
前記差ベクトル符号化ステップは、前記予測ベクトルと前記最適な動きベクトルの差ベクトルを符号化する、
請求項5に記載の多視点映像符号化方法。 - 多視点映像のある視点に対する映像の符号化データを復号する多視点映像復号方法であって、
復号対象視点とは異なる参照視点で、復号対象フレームと同時刻に撮影された参照視点フレームから、前記復号対象視点における視点合成画像を生成する視点合成画像生成ステップと、
前記視点合成画像の各復号単位ブロックに対して、前記復号対象視点における既に復号済みの参照フレーム上の対応領域を探索することで動きベクトルを推定する動きベクトル推定ステップと、
前記推定された動きベクトルと前記参照フレームとを用いて、前記復号対象フレームに対する動き補償予測画像を生成する動き補償予測画像生成ステップと、
前記動き補償予測画像を予測信号として用いて、予測符号化されている前記復号対象フレームを前記符号化データから復号する画像復号ステップと
を含む多視点映像復号方法。 - 前記視点合成画像の各画素について、前記視点合成画像の確からしさを示す信頼度を設定する信頼度設定ステップを更に含み、
前記動きベクトル推定ステップは、前記信頼度に基づいて前記対応領域を探索する際の各画素のマッチングコストに重みを付ける、
請求項7に記載の多視点映像復号方法。 - 前記動きベクトルを予測ベクトルとして用いて、予測符号化されている最適な動きベクトルを前記符号化データから復号するベクトル復号ステップを更に含み、
前記動き補償予測画像生成ステップは、前記最適な動きベクトルと前記参照フレームとを用いて前記動き補償予測画像を生成する、
請求項7または8に記載の多視点映像復号方法。 - 前記動きベクトルと、復号対象領域に隣接する領域で使用された最適な動きベクトル群とを用いて、推定予測ベクトルを生成する予測ベクトル生成ステップを更に含み、
前記ベクトル復号ステップは、前記推定予測ベクトルを前記予測ベクトルとして用いて、前記最適な動きベクトルを復号する、
請求項9に記載の多視点映像復号方法。 - 多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における視点合成画像を生成する視点合成画像生成手段と、
動きベクトルを推定すべき対象の時刻に撮影された処理画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記視点合成画像上の画像信号を用いて、前記処理カメラで撮影された参照画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定手段と
を備える動きベクトル推定装置。 - 前記視点合成画像の各画素について、前記視点合成画像の確からしさを示す信頼度を設定する信頼度設定手段を更に備え、
前記対応領域推定手段は、前記信頼度に基づいて前記対応領域を探索する際のマッチングコストに重みを付ける、
請求項11に記載の動きベクトル推定装置。 - 多視点映像の予測符号化を行う多視点映像符号化装置であって、
前記多視点映像のある符号化対象視点とは異なる参照視点で、符号化対象フレームと同時刻に撮影された既に符号化済みの参照視点フレームから、前記符号化対象視点における視点合成画像を生成する視点合成画像生成手段と、
前記視点合成画像の各符号化単位ブロックに対して、前記符号化対象視点における既に符号化済みの参照フレーム上の対応領域を探索することで動きベクトルを推定する動きベクトル推定手段と、
前記推定された動きベクトルと前記参照フレームとを用いて、前記符号化対象フレームに対する動き補償予測画像を生成する動き補償予測画像生成手段と、
前記符号化対象フレームと前記動き補償予測画像との差分信号を符号化する残差符号化手段と
を備える多視点映像符号化装置。 - 前記視点合成画像の各画素について、前記視点合成画像の確からしさを示す信頼度を設定する信頼度設定手段を更に含み、
前記動きベクトル推定手段は、前記信頼度に基づいて前記対応領域を探索する際の各画素のマッチングコストに重みを付ける、
請求項13に記載多視点映像符号化装置。 - 多視点映像のある視点に対する映像の符号化データを復号する多視点映像復号装置であって、
復号対象視点とは異なる参照視点で、復号対象フレームと同時刻に撮影された参照視点フレームから、前記復号対象視点における視点合成画像を生成する視点合成画像生成手段と、
前記視点合成画像の各復号単位ブロックに対して、前記復号対象視点における既に復号済みの参照フレーム上の対応領域を探索することで動きベクトルを推定する動きベクトル推定手段と、
前記推定された動きベクトルと前記参照フレームとを用いて、前記復号対象フレームに対する動き補償予測画像を生成する動き補償予測画像生成手段と、
前記動き補償予測画像を予測信号として用いて、予測符号化されている前記復号対象フレームを前記符号化データから復号する画像復号手段と
を備える多視点映像復号装置。 - 前記視点合成画像の各画素について、前記視点合成画像の確からしさを示す信頼度を設定する信頼度設定手段を更に含み、
前記動きベクトル推定手段は、前記信頼度に基づいて前記対応領域を探索する際の各画素のマッチングコストに重みを付ける、
請求項15に記載の多視点映像復号装置。 - 動きベクトル推定装置のコンピュータに、
多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における視点合成画像を生成する視点合成画像生成機能、
動きベクトルを推定すべき対象の時刻に撮影された処理画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記視点合成画像上の画像信号を用いて、前記処理カメラで撮影された参照画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定機能
を実行させる動きベクトル推定プログラム。 - 多視点映像の予測符号化を行う多視点映像符号化装置のコンピュータに、
前記多視点映像のある符号化対象視点とは異なる参照視点で、符号化対象フレームと同時刻に撮影された既に符号化済みの参照視点フレームから、前記符号化対象視点における視点合成画像を生成する視点合成画像生成機能、
前記視点合成画像の各符号化単位ブロックに対して、前記符号化対象視点における既に符号化済みの参照フレーム上の対応領域を探索することで動きベクトルを推定する動きベクトル推定機能、
前記推定された動きベクトルと前記参照フレームとを用いて、前記符号化対象フレームに対する動き補償予測画像を生成する動き補償予測画像生成機能、
前記符号化対象フレームと前記動き補償予測画像との差分信号を符号化する残差符号化機能
を実行させる多視点映像符号化プログラム。 - 多視点映像のある視点に対する映像の符号化データを復号する多視点映像復号装置のコンピュータに、
復号対象視点とは異なる参照視点で、復号対象フレームと同時刻に撮影された参照視点フレームから、前記復号対象視点における視点合成画像を生成する視点合成画像生成機能、
前記視点合成画像の各復号単位ブロックに対して、前記復号対象視点における既に復号済みの参照フレーム上の対応領域を探索することで動きベクトルを推定する動きベクトル推定機能、
前記推定された動きベクトルと前記参照フレームとを用いて、前記復号対象フレームに対する動き補償予測画像を生成する動き補償予測画像生成機能、
前記動き補償予測画像を予測信号として用いて、予測符号化されている前記復号対象フレームを前記符号化データから復号する画像復号機能
を実行させる多視点映像復号プログラム。 - 視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における第1の視点合成画像と、前記処理画像との間で動きベクトルを求める対象の前記処理カメラで撮影された参照画像が撮影された時刻における第2の視点合成画像とを生成する視点合成画像生成ステップと、
前記処理カメラで撮影された画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記第1の視点合成画像上の画像信号を用いて、前記参照画像に対する前記第2の視点合成画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定ステップと
を含む動きベクトル推定方法。 - 多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における第1の視点合成画像と、前記処理画像との間で動きベクトルを求める対象の前記処理カメラで撮影された参照画像が撮影された時刻における第2の視点合成画像とを生成する視点合成画像生成手段と、
前記処理カメラで撮影された画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記第1の視点合成画像上の画像信号を用いて、前記参照画像に対する前記第2の視点合成画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定手段と
を備える動きベクトル推定装置。 - 動きベクトル推定装置のコンピュータに、
多視点映像に含まれる処理画像を撮影した処理カメラとは別のカメラで撮影された参照カメラ映像から、前記処理カメラと同じ設定に従って、前記処理画像が撮影された時刻における第1の視点合成画像と、前記処理画像との間で動きベクトルを求める対象の前記処理カメラで撮影された参照画像が撮影された時刻における第2の視点合成画像とを生成する視点合成画像生成機能、
前記処理カメラで撮影された画像を用いずに、前記処理画像上の処理領域に該当する前記第1の視点合成画像上の画像信号を用いて、前記参照画像に対する前記第2の視点合成画像における対応領域を探索することで、動きベクトルを推定する対応領域推定機能
を実行させる動きベクトル推定プログラム。
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