JP5274766B2 - マルチビュービデオを予測する方法及びシステム - Google Patents
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Description
図4は、本発明の1つの実施の形態によるMCTF/DCVF分解400を示す。入力ビデオ401〜404のフレームが、或るシーン5について異なる姿勢を有するカメラ1〜4によって取得される。なお、図8に示すように、カメラのうちのいくつか1a及び1bは、同一位置にあり、ただし異なる向きであってもよい。どの対のカメラ間にも或る量のビューの重なりがあると仮定される。カメラの姿勢は、マルチビュービデオの取得中に変化し得る。通常、カメラは互いに同期されている。各入力ビデオは、シーンの異なる「ビュー」を提供する。入力フレーム401〜404はMCTF/DCVF分解400に送られる。この分解は、符号化された低域フレーム411、符号化された高域フレーム412、及び関連するサイド情報413を生成する。高域フレームは、低域フレームを参照ピクチャとして用いて予測誤差を符号化する。分解は、選択された予測モード410に従って行われる。予測モードは、空間予測モード、時間予測モード、ビュー合成予測モード、及びイントラ予測モードを含む。予測モードは、各現フレームについてマクロブロック毎に適応的に選択することができる。イントラ予測を用いる場合、現マクロブロックは、同一フレーム内の他のマクロブロックから予測される。
図7に示すように、分解400の出力411及び412は信号エンコーダ710に供給され、出力413はサイド情報エンコーダ720に供給される。信号エンコーダ710は、変換、量子化及びエントロピー符号化を行って、分解された低域フレーム411及び高域フレーム412に残存する相関を除去する。このような操作は当該技術分野において既知である(Netravali及びHaskell著「Digital Pictures: Representation, Compression and Standards」(Second Edition, Plenum Press, 1995))。
ビットストリーム731を復号化740して、入力マルチビュービデオ401〜404に対応する出力マルチビュービデオ741を生成することができる。オプションで、合成ビデオも生成することができる。概して、デコーダは、エンコーダの逆の操作を行ってマルチビュービデオを再構成する。全ての低域フレーム及び高域フレームが復号化されれば、空間(ビュー)次元及び時間次元の両方において符号化品質で完全なフレーム集合が再構成され利用可能になる。
図8に示すように、ビュー合成は、1つ又は複数の実際のマルチビュービデオのフレーム803から合成ビデオのフレーム801を生成するプロセスである。言い換えれば、ビュー合成は、シーン5の選択された新たなビュー802に対応するフレーム801を合成する手段を提供する。この新たなビュー802は、入力マルチビュービデオ401〜404が取得された時点では存在しない「仮想」カメラ800に対応してもよく、又は、取得されるカメラビューに対応することができ、よって、合成ビューは、後述のようにその予測及び符号化/復号化に用いられる。
マクロブロック適応的MCTF/DCVF分解において、各マクロブロックの予測モードmは、コスト関数をマクロブロック毎に適応的に最小化することによって選択することができる。
図9は、従来技術のシングルビューの符号化及び復号化システムのための参照ピクチャ管理を示す。時間参照ピクチャ901は、復号ピクチャバッファ(DPB)940への時間参照ピクチャ901の挿入920及び削除930を決めるシングルビュー参照ピクチャリスト(RPL)マネージャ910によって管理される。参照ピクチャリスト950もまた保持されて、DPB940に格納されているフレームを示す。RPLは、挿入920及び削除930といった参照ピクチャの管理操作、並びにエンコーダ及びデコーダの両方における時間予測960のために用いられる。
エンコーダにおいて現フレームを符号化する前、又はデコーダにおいて現フレームを復号化する前に、マルチビューRPL1050においてマルチビュー参照ピクチャの集合1005を指示することができる。従来及び本明細書中で定義されるように、集合は何も有しなくても(空集合)、1つ又は複数の要素を有してもよい。RPLの同一コピーが、各現フレームについてエンコーダ及びデコーダの両方によって保持される。
RPLを管理するプロセスは、エンコーダ700とデコーダ740との間で調整される。特に、エンコーダ及びデコーダは、特定の現フレームを予測する際にマルチビュー参照ピクチャリストの同一コピーを保持する。
マルチビューRPLマネージャ1010は、マルチビュー参照ピクチャがDPBに格納される順序が、符号化及び復号化の効率を高める上でのピクチャの「有用性」に対応するようにRPLを保持する。具体的には、RPLの初めのほうの参照ピクチャは、RPLの終わりのほうの参照ピクチャよりも少ないビットで予測可能に符号化することができる。
本発明の実施の形態によるマルチビューピクチャ管理の1つの重要な利点は、既存のシングルビューのビデオ符号化システム及び設計と互換性があることである。このマルチビューピクチャ管理は、既存のシングルビュービデオ符号化規格に加える変更が最小であるだけでなく、既存のシングルビュービデオ符号化システムからのソフトウェア及びハードウェアを、本明細書に記載するマルチビュービデオ符号化に使用することも可能にする。
図8について上述したように、ビュー合成は、仮想カメラ800の合成ビュー802に対応するフレーム801を、既存のビデオから取得されるフレーム803から生成するプロセスである。言い換えれば、ビュー合成は、入力ビデオが取得された時点では存在しない仮想カメラによるシーンの選択された新たなビューに対応するフレームを合成する手段を提供する。1つ又は複数の実際のビデオのフレームの画素値及びシーン中の点の奥行き値が与えられると、合成ビデオビューのフレーム内の画素を外挿及び/又は内挿により生成することができる。
図16は、奥行き1901情報が符号化マルチビュービットストリーム731に含まれているときに、ビュー合成モードを用いて再構成マクロブロックを生成するプロセスを示す。所与のマクロブロックの奥行きは、サイド情報デコーダ1910によって復号化される。奥行き1901及び空間参照ピクチャ1902を用いてビュー合成1920を行い、合成マクロブロック1904を生成する。次に、合成マクロブロック1904と復号化された残差マクロブロック1905とを加算1930することによって再構成マクロブロック1903が形成される。
図17は、現フレームの符号化又は復号化中に予測モードを選択するプロセスを示す。時間参照ピクチャ2020を用いて現マクロブロック2011について動き推定2010を行う。結果として得られる動きベクトル2021を用いて、時間予測を用いて第1の符号化コストcost12031を求める2030。このプロセスに関連する予測モードはm1である。
ビュー合成モード2091を用いて、合成ビューの奥行き情報及び変位ベクトルを、1つ又は複数のマルチビュービデオの復号化フレームから推定することができる。奥行き情報は、適用されるプロセスに応じて、立体カメラから推定される画素毎の奥行きであってもよく、又は、マクロブロックマッチングから推定されるマクロブロック毎の奥行きであってもよい。
従来のビデオ中のフレームに対しランダムアクセスを提供するために、Iフレームとしても知られるイントラフレームが通常、ビデオ全体に間隔を置いて配置される。これにより、デコーダは、復号化シーケンス中の任意のフレームにアクセスすることが可能になるが、圧縮効率は低下する。
Claims (2)
- マルチビュービデオを予測する方法であって、
複数のマルチビュービデオから、予測しようとする時刻および仮想視点であるビューが同じフレームのビュー合成による合成参照ピクチャを生成するステップと、
前記複数のマルチビュービデオの各々の現フレーム毎に参照ピクチャリストを保持するステップであって、参照ピクチャは、前記複数の取得されたマルチビュービデオの時間参照ピクチャ及び空間参照ピクチャ並びに前記合成参照ピクチャをインデックス付けするステップと、
前記複数のマルチビュービデオの前記予測しようとする時刻および仮想視点であるビューが同じフレームを、関連する参照ピクチャリストによってインデックス付けされた参照ピクチャを用いて予測するステップと
を含む、マルチビュービデオを予測する方法。 - マルチビュービデオを予測するシステムであって、
複数のマルチビュービデオから、予測しようとする時刻および仮想視点であるビューが同じフレームのビュー合成による合成参照ピクチャを生成する手段と、
前記複数のマルチビュービデオの各々の現フレーム毎に参照ピクチャリストを保持する手段であって、参照ピクチャは、前記複数の取得されたマルチビュービデオの時間参照ピクチャ及び空間参照ピクチャ並びに前記合成参照ピクチャをインデックス付けする手段と、
前記複数のマルチビュービデオの前記予測しようとする時刻および仮想視点であるビューが同じフレームを、関連する参照ピクチャリストによってインデックス付けされた参照ピクチャを用いて予測する手段と
を備える、マルチビュービデオを予測するシステム。
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