JP5513333B2 - Moving picture coding apparatus, moving picture coding method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、動画像符号化装置、動画像符号化方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a moving image encoding device, a moving image encoding method, and a program.
非特許文献１には、フレーム間予測を許容する映像圧縮符号化の標準規格が示されている。フレーム間予測では、既に符号化を行った画像から、符号化対象領域の絵柄に類似した絵柄を有する領域を探し、探した領域の画素値を符号化対象領域の予測値とする。以降では、フレーム間予測により予測誤差を求める処理を、動き補償と呼び、符号化対象領域から符号化済みである類似領域までの空間的なベクトルを、動きベクトル（ＭＶ；Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）と呼ぶものとする。 Non-Patent Document 1 discloses a video compression coding standard that allows interframe prediction. In inter-frame prediction, an area having a pattern similar to the pattern of the encoding target area is searched from an already encoded image, and the pixel value of the searched area is set as the prediction value of the encoding target area. Hereinafter, a process for obtaining a prediction error by inter-frame prediction is referred to as motion compensation, and a spatial vector from an encoding target region to a similar region that has been encoded is referred to as a motion vector (MV; Motion Vector). And
非特許文献１に記載の手法では、類似領域の探索（動き探索）の際に、整数サンプリング位置（整数精度画素）の画素値だけでなく、中間的な位置（小数精度画素）の画素値を補間により生成して、この補間により生成した画素値を予測値とすることもできる。非特許文献１に記載の手法では、１／４精度画素までフレーム間予測が許容される。 In the method described in Non-Patent Document 1, not only the pixel value of the integer sampling position (integer precision pixel) but also the pixel value of an intermediate position (decimal precision pixel) is searched for a similar area search (motion search). It is also possible to generate by interpolation and use the pixel value generated by this interpolation as a predicted value. In the method described in Non-Patent Document 1, inter-frame prediction is allowed up to ¼ precision pixels.
一方、非特許文献２には、小数精度の動き探索における補間処理（補間フィルタ係数を用いる処理）について、映像特徴などに適応的に処理する手法（適応的な補間フィルタ係数を用いる手法）が示されている。この非特許文献２に記載の手法によれば、上述の非特許文献１に記載の手法と比べて、高い符号化性能を得ることができる。 On the other hand, Non-Patent Document 2 shows a technique (a technique using an adaptive interpolation filter coefficient) that adaptively processes an interpolation process (a process using an interpolation filter coefficient) in a motion search with decimal precision to a video feature or the like. Has been. According to the method described in Non-Patent Document 2, it is possible to obtain higher encoding performance than the method described in Non-Patent Document 1 described above.
また、非特許文献３には、第１の手法と、第２の手法と、が示されている。第１の手法では、画面を複数の領域に分割し、分割領域ごとに最適な補間フィルタ係数を算出して設定する。この第１の手法によれば、同一フレーム内で動きといった特徴の異なるオブジェクトが混在している場合に、オブジェクトごとに最適な補間フィルタ係数を設定することができる。このため、同一フレーム内で共通の補間フィルタ係数を設定する、非特許文献１に記載の手法や非特許文献２に記載の手法と比べて、高い符号化性能を得ることができる。ところが、第１の手法では、スライスごとに、分割領域の位置や形状を示す情報を付与する必要があり、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定するために必要な情報量が増加してしまう。 Non-Patent Document 3 describes a first method and a second method. In the first method, the screen is divided into a plurality of areas, and an optimum interpolation filter coefficient is calculated and set for each divided area. According to the first method, when objects having different characteristics such as motion are mixed in the same frame, an optimal interpolation filter coefficient can be set for each object. For this reason, compared with the method described in the nonpatent literature 1 and the method described in the nonpatent literature 2 which sets a common interpolation filter coefficient within the same flame | frame, high encoding performance can be acquired. However, in the first method, it is necessary to add information indicating the position and shape of the divided region for each slice, and the amount of information necessary for setting the optimum interpolation filter coefficient locally in the screen increases. Resulting in.
これに対して、第２の手法では、動きベクトルの大きさや向きといった映像特徴ごとに、適切な補間フィルタ係数を算出して設定する。この第２の手法によれば、上述の第１の手法のように画面を複数の領域に分割する必要がないので、分割領域の位置や形状を示す情報が不要となり、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定するために必要な情報量が増加してしまうのを抑制できる。 On the other hand, in the second method, an appropriate interpolation filter coefficient is calculated and set for each video feature such as the magnitude and direction of the motion vector. According to the second method, since it is not necessary to divide the screen into a plurality of regions unlike the first method described above, the information indicating the position and shape of the divided regions is not necessary, and locally in the screen. An increase in the amount of information necessary for setting the optimal interpolation filter coefficient can be suppressed.
ところが、非特許文献３に示された第２の手法では、補間フィルタ係数の切替精度が不十分であり、符号化性能を十分には向上させることができない場合があった。 However, in the second method shown in Non-Patent Document 3, the switching accuracy of the interpolation filter coefficient is insufficient, and the encoding performance may not be sufficiently improved.
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定でき、かつ、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定するために必要な情報量を抑制できる動画像符号化装置、動画像符号化方法、およびプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and is capable of setting an optimal interpolation filter coefficient locally within a screen and setting an optimal interpolation filter coefficient locally within a screen. An object of the present invention is to provide a moving picture coding apparatus, a moving picture coding method, and a program that can suppress the amount of information necessary for the above.
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。 The present invention proposes the following matters in order to solve the above problems.
（１） 本発明は、フレーム間予測において小数画素位置（例えば、図３の１／２画素位置や１／４画素位置に相当）における補間値の参照を許容する動画像符号化装置であって、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する補間フィルタ係数設定手段（例えば、図２のフィルタ係数算出部２１に相当）と、前記補間フィルタ係数設定手段により設定された補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成する予測画像生成手段（例えば、図２の動き補償処理部２３に相当）と、を備えることを特徴とする動画像符号化装置を提案している。 (1) The present invention is a moving picture encoding apparatus that permits reference to an interpolation value at a decimal pixel position (for example, corresponding to a 1/2 pixel position or a 1/4 pixel position in FIG. 3) in inter-frame prediction. Using interpolation filter coefficient setting means (for example, equivalent to the filter coefficient calculation unit 21 in FIG. 2) for setting the interpolation filter coefficient for each decimal pixel position, and the interpolation filter coefficient set by the interpolation filter coefficient setting means, Proposed is a moving picture coding apparatus comprising: a predicted picture generating means for generating a motion compensated predicted picture (for example, corresponding to the motion compensation processing unit 23 in FIG. 2).
この発明によれば、フレーム間予測において小数画素位置における補間値の参照を許容する動画像符号化装置に、補間フィルタ係数設定手段および予測画像生成手段を設けた。そして、補間フィルタ係数設定手段により、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定し、予測画像生成手段により、補間フィルタ係数設定手段により設定された補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成することとした。 According to the present invention, the interpolation filter coefficient setting unit and the prediction image generation unit are provided in the moving picture encoding apparatus that permits the reference of the interpolation value at the decimal pixel position in the inter-frame prediction. Then, an interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position by the interpolation filter coefficient setting means, and a motion compensated prediction image is generated by the prediction image generation means using the interpolation filter coefficient set by the interpolation filter coefficient setting means. It was decided.
このため、（１）の動画像符号化装置は、小数画素位置ごとに最適な補間フィルタ係数を設定することで、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定することができる。また、上述の非特許文献３に示された第１の手法と比べて、分割領域の位置や形状を示す情報をスライスごとに付与する必要がないため、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定するために必要な情報量を抑制できる。 For this reason, the moving picture encoding apparatus of (1) can set the optimal interpolation filter coefficient locally within the screen by setting the optimal interpolation filter coefficient for each decimal pixel position. Further, compared to the first method shown in Non-Patent Document 3 described above, since it is not necessary to give information indicating the position and shape of the divided region for each slice, the interpolation filter that is locally optimal in the screen The amount of information necessary to set the coefficient can be suppressed.
（２） （１）の動画像符号化装置について、前記補間フィルタ係数設定手段は、小数画素位置ごとに、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の中から１つを設定することを特徴とする動画像符号化装置を提案している。 (2) The moving picture coding apparatus according to (1), wherein the interpolation filter coefficient setting means sets one of a plurality of types of interpolation filter coefficients determined in advance for each decimal pixel position. A moving image encoding device is proposed.
この発明によれば、（１）の動画像符号化装置において、補間フィルタ係数設定手段により、小数画素位置ごとに、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の中から１つを設定することとした。 According to the present invention, in the moving picture encoding apparatus of (1), one of a plurality of types of predetermined interpolation filter coefficients is set for each decimal pixel position by the interpolation filter coefficient setting means. did.
このため、（２）の動画像符号化装置は、小数画素位置ごとに設定する補間フィルタ係数を、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の中から選択することができる。 For this reason, the moving picture encoding apparatus of (2) can select the interpolation filter coefficient set for each decimal pixel position from a plurality of types of predetermined interpolation filter coefficients.
（３） （２）の動画像符号化装置について、前記補間フィルタ係数設定手段は、Ｒ−Ｄ最適化法におけるＲ−Ｄコストの評価値に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置を提案している。 (3) In the moving picture coding apparatus according to (2), the interpolation filter coefficient setting means sets an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position based on an evaluation value of the RD cost in the RD optimization method. A video encoding device characterized by the above is proposed.
この発明によれば、（２）の動画像符号化装置において、補間フィルタ係数設定手段により、Ｒ−Ｄ最適化法におけるＲ−Ｄコストの評価値に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することとした。 According to the present invention, in the moving picture coding apparatus of (2), the interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position by the interpolation filter coefficient setting means based on the evaluation value of the RD cost in the RD optimization method. It was decided to set.
このため、（３）の動画像符号化装置は、Ｒ−Ｄ最適化法におけるＲ−Ｄコストの評価値に基づいて、最適な補間フィルタ係数を、小数画素位置ごとに設定することができる。 For this reason, the moving picture encoding apparatus of (3) can set the optimal interpolation filter coefficient for every decimal pixel position based on the evaluation value of the RD cost in the RD optimization method.
（４） （２）の動画像符号化装置について、前記補間フィルタ係数設定手段は、予測誤差の絶対値和または２乗和の評価値に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置を提案している。 (4) In the moving picture coding apparatus according to (2), the interpolation filter coefficient setting means sets an interpolation filter coefficient for each fractional pixel position based on an evaluation value of an absolute value sum or a square sum of prediction errors. A video encoding apparatus characterized by this is proposed.
この発明によれば、（２）の動画像符号化装置において、補間フィルタ係数設定手段により、予測誤差の絶対値和または２乗和の評価値に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することとした。 According to the present invention, in the moving image encoding apparatus of (2), the interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position by the interpolation filter coefficient setting means based on the absolute value of the prediction error or the evaluation value of the square sum. It was decided to set.
このため、（４）の動画像符号化装置は、予測誤差の絶対値和または２乗和の評価値に基づいて、最適な補間フィルタ係数を、小数画素位置ごとに設定することができる。 For this reason, the moving picture encoding apparatus of (4) can set the optimal interpolation filter coefficient for every decimal pixel position based on the absolute value sum or the square sum evaluation value of the prediction error.
（５） （３）または（４）の動画像符号化装置について、前記補間フィルタ係数設定手段は、画面全体で前記評価値を評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置を提案している。 (5) In the moving picture encoding device according to (3) or (4), the interpolation filter coefficient setting means evaluates the evaluation value over the entire screen, and based on the evaluation result, the interpolation filter coefficient for each decimal pixel position. Has been proposed.
この発明によれば、（３）または（４）の動画像符号化装置において、補間フィルタ係数設定手段により、画面全体で評価値を評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することとした。 According to the present invention, in the moving image encoding apparatus according to (3) or (4), the interpolation filter coefficient setting means evaluates the evaluation value over the entire screen, and based on the evaluation result, the interpolation filter for each decimal pixel position. The coefficient was set.
このため、（５）の動画像符号化装置は、（３）または（４）の評価値を画面全体で評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに設定する補間フィルタ係数を設定する。したがって、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定しつつ、画面全体としても最適な補間フィルタ係数を設定することができる。 For this reason, the moving picture encoding apparatus of (5) evaluates the evaluation value of (3) or (4) over the entire screen, and sets an interpolation filter coefficient to be set for each decimal pixel position based on the evaluation result. . Therefore, it is possible to set the optimum interpolation filter coefficient for the entire screen while setting the optimum interpolation filter coefficient locally in the screen.
（６） （３）または（４）の動画像符号化装置について、前記補間フィルタ係数設定手段は、各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定して前記評価値を評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置を提案している。 (6) In the moving picture coding apparatus according to (3) or (4), the interpolation filter coefficient setting means evaluates the evaluation value only for a motion vector referring to each decimal pixel position, and based on the evaluation result Thus, a moving picture coding apparatus is proposed in which an interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position.
この発明によれば、（３）または（４）の動画像符号化装置において、補間フィルタ係数設定手段により、各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定して評価値を評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することとした。 According to the present invention, in the moving picture coding apparatus according to (3) or (4), the interpolation filter coefficient setting means evaluates the evaluation value limited to the motion vector referring to each decimal pixel position, and the evaluation result is obtained. Based on this, an interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position.
このため、（６）の動画像符号化装置は、（３）または（４）の評価値を各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定して評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに設定する補間フィルタ係数を設定することができる。 For this reason, the moving picture coding apparatus of (6) evaluates the evaluation value of (3) or (4) by limiting to the motion vector referring to each decimal pixel position, and the decimal pixel position based on the evaluation result. The interpolation filter coefficient to be set for each can be set.
（７） 本発明は、フレーム間予測において小数画素位置（例えば、図３の１／２画素位置や１／４画素位置に相当）における補間値の参照を許容する動画像符号化方法であって、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する第１のステップ（例えば、図８のステップＳ４の処理に相当）と、前記第１のステップにおいて設定した補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成する第２のステップ（例えば、図８のステップＳ６の処理に相当）と、を備えることを特徴とする動画像符号化方法を提案している。 (7) The present invention is a moving image encoding method that allows reference to an interpolation value at a decimal pixel position (for example, corresponding to a 1/2 pixel position or a 1/4 pixel position in FIG. 3) in inter-frame prediction. The first step (for example, equivalent to the process of step S4 in FIG. 8) for setting the interpolation filter coefficient for each decimal pixel position, and the interpolation filter coefficient set in the first step, the motion compensated prediction image And a second step (for example, equivalent to the process of step S6 in FIG. 8).
この発明によれば、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定し、設定した補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成することとした。これによれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。 According to the present invention, an interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position, and a motion compensated prediction image is generated using the set interpolation filter coefficient. According to this, an effect similar to the effect mentioned above can be produced.
（８） 本発明は、フレーム間予測において小数画素位置（例えば、図３の１／２画素位置や１／４画素位置に相当）における補間値の参照を許容する動画像符号化方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する第１のステップ（例えば、図８のステップＳ４の処理に相当）と、前記第１のステップにおいて設定した補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成する第２のステップ（例えば、図８のステップＳ６の処理に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。 (8) The present invention relates to a moving picture encoding method that allows reference to an interpolation value at a decimal pixel position (for example, corresponding to a 1/2 pixel position or a 1/4 pixel position in FIG. 3) in inter-frame prediction. A first step for setting an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position (e.g., corresponding to the process of step S4 in FIG. 8), and the interpolation filter set in the first step. A program for causing a computer to execute a second step (for example, corresponding to the process of step S6 in FIG. 8) for generating a motion compensated prediction image using a coefficient is proposed.
この発明によれば、プログラムをコンピュータに実行させることで、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定し、設定した補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成することとした。これによれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。 According to the present invention, an interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position by causing a computer to execute a program, and a motion compensated prediction image is generated using the set interpolation filter coefficient. According to this, an effect similar to the effect mentioned above can be produced.
本発明によれば、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定でき、かつ、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定するために必要な情報量を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optimal amount of interpolation filter coefficients can be set locally within the screen, and the amount of information necessary for setting the optimal interpolation filter coefficients locally within the screen can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the constituent elements in the following embodiments can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Accordingly, the description of the following embodiments does not limit the contents of the invention described in the claims.
［動画像符号化装置ＡＡの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る動画像符号化装置ＡＡの構成を示すブロック図である。動画像符号化装置ＡＡは、イントラ符号化予測値生成部１、インター符号化予測値生成部２、モード判定制御部３、ＤＣＴ／量子化部４、ＩＤＣＴ／逆量子化部５、エントロピー符号化部６、第１のローカルメモリ７、および第２のローカルメモリ８を備え、マクロブロック単位で符号化を行う。
[Configuration of Moving Image Encoding Device AA]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a moving picture coding apparatus AA according to an embodiment of the present invention. The moving image coding apparatus AA includes an intra-coded prediction value generation unit 1, an inter-coding prediction value generation unit 2, a mode determination control unit 3, a DCT / quantization unit 4, an IDCT / inverse quantization unit 5, and entropy coding. Unit 6, first local memory 7, and second local memory 8, and performs encoding in units of macroblocks.
イントラ符号化予測値生成部１は、入力映像ａと、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄと、符号化済みブロックにおける予測方向情報ｅと、を入力とする。このイントラ符号化予測値生成部１は、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄに基づいて、予測値を生成し、生成した予測値と入力信号との差分を求めることで、符号化歪みを算出する。そして、算出した符号化歪みと、符号化済みブロックにおける予測方向情報ｅと、に基づいて、符号化に要する符号化コスト値ｈを算出する。そして、イントラ予測値ｆと、イントラ予測情報（動きベクトルを含む）ｇと、符号化コスト値ｈと、を出力する。 The intra encoded prediction value generation unit 1 receives the input video a, the local decoded value d in the encoded block, and the prediction direction information e in the encoded block. The intra-coded prediction value generation unit 1 generates a prediction value based on the local decoded value d in the encoded block, and calculates a coding distortion by obtaining a difference between the generated prediction value and the input signal. To do. Then, an encoding cost value h required for encoding is calculated based on the calculated encoding distortion and the prediction direction information e in the encoded block. Then, an intra prediction value f, intra prediction information (including a motion vector) g, and an encoding cost value h are output.
インター符号化予測値生成部２は、入力映像ａと、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄと、符号化済みブロックにおける予測方向情報ｅと、を入力とする。このインター符号化予測値生成部２は、これら入力に基づいて、インター予測値ｉと、インター予測情報（動きベクトルを含む）ｊと、係数情報ｂと、符号化コスト値ｍと、を出力する。係数情報ｂには、小数画素位置ごとに設定した補間フィルタ係数が含まれる。 The inter-coded prediction value generation unit 2 receives the input video a, the local decoded value d in the encoded block, and the prediction direction information e in the encoded block. Based on these inputs, the inter-coded prediction value generation unit 2 outputs an inter-prediction value i, inter-prediction information (including a motion vector) j, coefficient information b, and a coding cost value m. . The coefficient information b includes an interpolation filter coefficient set for each decimal pixel position.
図２は、インター符号化予測値生成部２の構成を示すブロック図である。インター符号化予測値生成部２は、フィルタ係数算出部２１、小数位置補間値生成部２２、および動き補償処理部２３を備える。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the inter-coded prediction value generation unit 2. The inter-coded prediction value generation unit 2 includes a filter coefficient calculation unit 21, a decimal position interpolation value generation unit 22, and a motion compensation processing unit 23.
フィルタ係数算出部２１は、入力映像ａと、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄと、を入力とする。このフィルタ係数算出部２１は、これら入力に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定し、小数画素位置ごとに設定した補間フィルタ係数を含む係数情報ｂを出力する。小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する方法としては、例えば、上述の非特許文献４に示されたＲ−Ｄ最適化法に基づく設定方法や、予測誤差情報に基づく設定方法を適用することができる。 The filter coefficient calculation unit 21 receives the input video a and the local decoded value d in the encoded block. Based on these inputs, the filter coefficient calculation unit 21 sets an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position, and outputs coefficient information b including the interpolation filter coefficient set for each decimal pixel position. As a method for setting the interpolation filter coefficient for each decimal pixel position, for example, a setting method based on the RD optimization method described in Non-Patent Document 4 or a setting method based on prediction error information is applied. Can do.
＜Ｒ−Ｄ最適化法に基づく設定方法＞
Ｒ−Ｄ最適化法に基づく設定方法には、フレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法と、各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法と、がある。
<Setting method based on RD optimization method>
The setting method based on the RD optimization method includes a setting method based on RD cost comparison in a frame and a setting method based on RD cost comparison limited to a motion vector referring to each decimal pixel position. .
（フレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法）
フレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法では、まず、同一フレーム内の全ての小数画素位置のそれぞれについて、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数のそれぞれを用いて符号化する。例えば、Ｎ種類の補間フィルタ係数について、Ｍ個の小数画素位置が存在する場合には、ＮＭ通りの符号化を行うこととなる。なお、上述の予め定められた複数種類の補間フィルタ係数は、例えば非特許文献１に記載の手法により、定めることができる。
(Setting method by RD cost comparison in frame)
In the setting method based on the RD cost comparison in a frame, first, all of the decimal pixel positions in the same frame are encoded using each of a plurality of types of predetermined interpolation filter coefficients. For example, when there are M decimal pixel positions for N types of interpolation filter coefficients, N M encodings are performed. Note that the above-described predetermined types of interpolation filter coefficients can be determined by the method described in Non-Patent Document 1, for example.
次に、符号化に用いた補間フィルタ係数ごとに、フレーム全体での符号量Ｒおよび符号化歪み（原画像と符号化画像との差分二乗和）Ｄを算出し、式（１）に示すＲ−Ｄコスト関数を用いてＲ−Ｄコスト値Ｊを算出する。なお、式（１）において、λは、量子化パラメータによって定まるラグランジュ乗数である。 Next, for each interpolation filter coefficient used for encoding, a code amount R and encoding distortion (sum of squares of differences between the original image and the encoded image) D for the entire frame are calculated, and R shown in Expression (1) is calculated. The RD cost value J is calculated using the -D cost function. In Equation (1), λ is a Lagrange multiplier determined by the quantization parameter.
次に、小数画素位置ごとに、符号化に用いた補間フィルタ係数ごとのＲ−Ｄコスト値Ｊを比較して、Ｒ−Ｄコスト値Ｊの最も小さい補間フィルタ係数を、その小数画素位置における補間フィルタ係数として設定する。 Next, the RD cost value J for each interpolation filter coefficient used for encoding is compared for each decimal pixel position, and the interpolation filter coefficient having the smallest RD cost value J is interpolated at the decimal pixel position. Set as a filter coefficient.
ここで、Ｒ−Ｄコスト値は、マクロブロックごとに独立であり、フレーム全体のＲ−Ｄコスト値は、同一フレーム内の各マクロブロックにおけるＲ−Ｄコスト値の合計に等しくなる。このため、十分な性能を得られない場合のＲ−Ｄコスト値の算出（符号化処理）について、途中で打ち切ることができる。 Here, the RD cost value is independent for each macroblock, and the RD cost value for the entire frame is equal to the sum of the RD cost values for each macroblock in the same frame. For this reason, the calculation (encoding process) of the RD cost value when sufficient performance cannot be obtained can be terminated in the middle.
具体的には、ある補間フィルタ係数を用いた符号化において、各マクロブロックの符号化が完了するたびに、Ｒ−Ｄコスト値を加算する。そして、Ｒ−Ｄコスト値の総計が、フレーム全体のＲ−Ｄコスト値の算出を完了した場合におけるＲ−Ｄコスト値を上回った場合には、符号化中である補間フィルタ係数が選択されることはないので、この補間フィルタ係数についてのＲ−Ｄコスト値の算出を打ち切ることができる。これによれば、各小数画素位置における補間フィルタ係数を設定する際の処理量を、削減することができる。 Specifically, in encoding using a certain interpolation filter coefficient, an RD cost value is added each time encoding of each macroblock is completed. When the total of the RD cost values exceeds the RD cost value when the calculation of the RD cost value of the entire frame is completed, the interpolation filter coefficient being encoded is selected. Therefore, the calculation of the RD cost value for this interpolation filter coefficient can be aborted. According to this, it is possible to reduce the processing amount when setting the interpolation filter coefficient at each decimal pixel position.
（各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法）
各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法では、まず、フレーム単位でＲ−Ｄコスト値Ｊを算出する。例えば、Ｐ種類の補間フィルタ係数について、Ｑ個の小数画素位置が存在する場合には、Ｐ×Ｑ通りの符号化を行うこととなる。なお、上述の予め定められた複数種類の補間フィルタ係数は、例えば、非特許文献１に記載の手法により、定めることができる。また、小数画素位置のうち、補間フィルタ係数を設定する小数画素位置を除くものについては、上述の非特許文献１に記載の手法により求めることのできる補間フィルタ係数を用いる。また、Ｒ−Ｄコスト値Ｊの算出は、上述の式（１）により行う。
(Setting method based on RD cost comparison limited to motion vectors referring to each decimal pixel position)
In the setting method based on the RD cost comparison limited to the motion vector that refers to each decimal pixel position, first, the RD cost value J is calculated for each frame. For example, if there are Q decimal pixel positions for P types of interpolation filter coefficients, P × Q encodings are performed. Note that the above-described plural types of interpolation filter coefficients can be determined by the method described in Non-Patent Document 1, for example. In addition, among the decimal pixel positions except for the decimal pixel position where the interpolation filter coefficient is set, the interpolation filter coefficient that can be obtained by the method described in Non-Patent Document 1 is used. Further, the calculation of the RD cost value J is performed by the above-described equation (1).
次に、小数画素位置ごとに、符号化に用いた補間フィルタ係数ごとのＲ−Ｄコスト値Ｊを比較して、Ｒ−Ｄコスト値Ｊの最も小さい補間フィルタ係数を、その小数画素位置における補間フィルタ係数として設定する。 Next, the RD cost value J for each interpolation filter coefficient used for encoding is compared for each decimal pixel position, and the interpolation filter coefficient having the smallest RD cost value J is interpolated at the decimal pixel position. Set as a filter coefficient.
なお、各小数画素位置に限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法では、上述のフレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法と同様に、十分な性能を得られない場合のＲ−Ｄコスト値の算出（符号化処理）を途中で打ち切って、各小数画素位置における補間フィルタ係数を設定する際の処理量を、削減することができる。 Note that, in the setting method based on the RD cost comparison limited to each decimal pixel position, the RD cost value when sufficient performance cannot be obtained as in the setting method based on the RD cost comparison in the frame described above. The calculation amount (encoding process) is interrupted in the middle, and the processing amount when setting the interpolation filter coefficient at each decimal pixel position can be reduced.
＜予測誤差情報に基づく設定方法＞
予測誤差情報に基づく設定方法には、フレームでの予測誤差情報比較による設定方法と、各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定した予測誤差情報比較による設定方法と、がある。ここで、予測誤差情報とは、予測誤差に関する絶対値和（ＳＡＤ；Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、または、予測誤差に関する２乗誤差和（ＳＳＤ；Ｓｕｍ ｏｆ Ｓｑｕａｒｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）のことである。
<Setting method based on prediction error information>
The setting method based on prediction error information includes a setting method based on prediction error information comparison in a frame and a setting method based on prediction error information comparison limited to a motion vector referring to each decimal pixel position. Here, the prediction error information is a sum of absolute differences (SAD) relating to prediction errors or a sum of square errors (SSD) relating to prediction errors.
（フレームでの予測誤差情報比較による設定方法）
フレームでの予測誤差情報比較による設定方法では、まず、上述のフレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法と同様に、同一フレーム内の全ての小数画素位置のそれぞれについて、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数のそれぞれを用いて符号化する。次に、符号化に用いた補間フィルタ係数ごとに、フレーム全体でのＳＡＤまたはＳＳＤを算出する。
(Setting method by comparing prediction error information in frames)
In the setting method based on prediction error information comparison in a frame, first, in the same way as in the setting method based on RD cost comparison in the above-described frame, a plurality of predetermined types are set for each of all the decimal pixel positions in the same frame. Encoding is performed using each of the interpolation filter coefficients. Next, SAD or SSD in the entire frame is calculated for each interpolation filter coefficient used for encoding.
次に、小数画素位置ごとに、符号化に用いた補間フィルタ係数ごとのＳＡＤまたはＳＳＤを比較して、ＳＡＤまたはＳＳＤの最も小さい補間フィルタ係数を、その小数画素位置における補間フィルタ係数として設定する。 Next, SAD or SSD for each interpolation filter coefficient used for encoding is compared for each decimal pixel position, and the interpolation filter coefficient having the smallest SAD or SSD is set as the interpolation filter coefficient at the decimal pixel position.
なお、フレームでの予測誤差情報比較による設定方法では、上述のフレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法と同様に、十分な性能を得られない場合のＳＡＤまたはＳＳＤの算出を途中で打ち切って、各小数画素位置における補間フィルタ係数を設定する際の処理量を、削減することができる。 Note that, in the setting method based on prediction error information comparison in a frame, the calculation of SAD or SSD in the case where sufficient performance cannot be obtained is interrupted in the same way as in the setting method based on RD cost comparison in the frame described above. The processing amount when setting the interpolation filter coefficient at each decimal pixel position can be reduced.
（各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定した予測誤差情報比較による設定方法）
各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定した予測誤差情報比較による設定方法では、まず、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法と同様に、フレーム単位でＳＡＤまたはＳＳＤを算出する。なお、小数画素位置のうち、補間フィルタ係数を設定する小数画素位置を除くものについては、上述の非特許文献１に記載の手法により求めることのできる補間フィルタ係数を用いる。
(Setting method based on prediction error information comparison limited to motion vectors that refer to each decimal pixel position)
In the setting method based on the prediction error information comparison limited to the motion vector referring to each decimal pixel position, first, as in the setting method based on the RD cost comparison limited to the motion vector referring to each decimal pixel position described above, the frame Calculate SAD or SSD in units. Of the decimal pixel positions, those other than the decimal pixel position for which the interpolation filter coefficient is set use the interpolation filter coefficient that can be obtained by the method described in Non-Patent Document 1 described above.
次に、小数画素位置ごとに、符号化に用いた補間フィルタ係数ごとのＳＡＤまたはＳＳＤを比較して、ＳＡＤまたはＳＳＤの最も小さい補間フィルタ係数を、その小数画素位置における補間フィルタ係数として設定する。 Next, SAD or SSD for each interpolation filter coefficient used for encoding is compared for each decimal pixel position, and the interpolation filter coefficient having the smallest SAD or SSD is set as the interpolation filter coefficient at the decimal pixel position.
なお、フレームでの予測誤差情報比較による設定方法では、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法と同様に、十分な性能を得られない場合のＳＡＤまたはＳＳＤの算出を途中で打ち切って、各小数画素位置における補間フィルタ係数を設定する際の処理量を、削減することができる。 Note that the setting method based on the prediction error information comparison in the frame is similar to the setting method based on the RD cost comparison limited to the motion vector referring to each decimal pixel position described above, and the SAD when sufficient performance cannot be obtained. Alternatively, it is possible to reduce the processing amount when setting the interpolation filter coefficient at each decimal pixel position by interrupting the calculation of the SSD.
図３は、１／４精度動き補償における小数画素位置を示す図である。１／４精度動き補償においては、１つの整数画素位置に対して１５種類の小数画素位置Ｘ１〜Ｘ１５が存在する。 FIG. 3 is a diagram showing the decimal pixel position in the 1/4 precision motion compensation. In 1/4 precision motion compensation, there are 15 types of decimal pixel positions X1 to X15 for one integer pixel position.
ここで、上述の予め定められた複数種類の補間フィルタ係数として、図４の（ａ）に示す第１の補間フィルタ係数と、図４の（ｂ）に示す第２の補間フィルタ係数と、が定められたものとする。すると、フィルタ係数算出部２１は、上述のフレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法や、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法や、上述のフレームでの予測誤差情報比較による設定方法や、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定した予測誤差情報比較による設定方法により、小数画素位置Ｘ１〜Ｘ１５のそれぞれについて、第１の補間フィルタ係数または第２の補間フィルタ係数を設定することとなる。 Here, as the above-described plural types of interpolation filter coefficients, the first interpolation filter coefficient shown in (a) of FIG. 4 and the second interpolation filter coefficient shown in (b) of FIG. It shall be determined. Then, the filter coefficient calculation unit 21 performs the setting method based on the RD cost comparison in the frame described above, the setting method based on the RD cost comparison limited to the motion vector referring to each decimal pixel position described above, The first interpolation filter is used for each of the decimal pixel positions X1 to X15 by the setting method based on prediction error information comparison in a frame or the above-described setting method based on prediction error information comparison limited to a motion vector referring to each decimal pixel position. The coefficient or the second interpolation filter coefficient is set.
図５、図６、図７は、小数画素位置Ｘ１〜Ｘ１５のそれぞれについて、第１の補間フィルタ係数または第２の補間フィルタ係数を設定した一例を示す図である。 5, 6, and 7 are diagrams illustrating an example in which the first interpolation filter coefficient or the second interpolation filter coefficient is set for each of the decimal pixel positions X1 to X15.
図２に戻って、小数位置補間値生成部２２は、係数情報ｂと、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄと、を入力とする。この小数位置補間値生成部２２は、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄに対して、係数情報ｂに含まれる小数画素位置ごとの補間フィルタ係数を用いて小数画素位置における補間値を生成し、局所復号値ｄに関する小数画素位置における補間値ｑとして出力する。 Returning to FIG. 2, the decimal position interpolation value generation unit 22 receives the coefficient information b and the local decoded value d in the encoded block. The decimal position interpolation value generation unit 22 generates an interpolation value at the decimal pixel position using the interpolation filter coefficient for each decimal pixel position included in the coefficient information b for the local decoded value d in the encoded block, Output as the interpolated value q at the decimal pixel position for the local decoded value d.
動き補償処理部２３は、入力映像ａと、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄと、符号化済みブロックにおける予測方向情報ｅと、局所復号値ｄに関する小数画素位置における補間値ｑと、を入力とする。この動き補償処理部２３は、入力映像ａと、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄと、局所復号値ｄに関する小数画素位置における補間値ｑと、に基づいて、この符号化済みブロックにおける動き補償予測を行って動きベクトルを求める。そして、求めた動きベクトルと、符号化済みブロックにおける予測方向情報ｅから求められる予測ベクトルと、の差分を計算し、符号化すべきインター予測情報を求める。また、予測誤差および発生符号量に基づいて、インター符号化におけるコスト値を求める。そして、インター予測値ｉ、インター予測情報（動きベクトルを含む）ｊ、および符号化コスト値ｍとして出力する。 The motion compensation processing unit 23 inputs the input video a, the local decoded value d in the encoded block, the prediction direction information e in the encoded block, and the interpolation value q at the decimal pixel position with respect to the local decoded value d. And The motion compensation processing unit 23 performs motion compensation in the encoded block based on the input video a, the local decoded value d in the encoded block, and the interpolation value q in the decimal pixel position with respect to the local decoded value d. A motion vector is obtained by performing prediction. And the difference of the calculated | required motion vector and the prediction vector calculated | required from the prediction direction information e in an encoded block is calculated, and the inter prediction information which should be encoded is calculated | required. Further, a cost value in inter coding is obtained based on the prediction error and the generated code amount. Then, an inter prediction value i, inter prediction information (including a motion vector) j, and an encoding cost value m are output.
図１に戻って、モード判定制御部３は、イントラ符号化予測値生成部１から出力される符号化コスト値ｈと、インター符号化予測値生成部２から出力される符号化コスト値ｍと、を入力とする。このモード判定制御部３は、これら入力される符号化コスト値ｈ、ｍ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。 Returning to FIG. 1, the mode determination control unit 3 includes a coding cost value h output from the intra-coded prediction value generation unit 1, a coding cost value m output from the inter-coding prediction value generation unit 2, and , As an input. The mode determination control unit 3 compares the input encoding cost values h and m, and selects an encoding mode suitable for the processing block.
ＤＣＴ／量子化部４は、入力映像ａと、イントラ予測値ｆおよびインター予測値ｉのうちモード判定制御部３により選択された符号化モードに応じたものと、の差分を入力とする。ここで、イントラ予測値ｆおよびインター予測値ｉのうちモード判定制御部３により選択された符号化モードに応じたものとは、モード判定制御部３によりイントラ符号化が選択された場合にはイントラ予測値ｆのことであり、モード判定制御部３によりインター符号化が選択された場合にはインター予測値ｉのことである。このＤＣＴ／量子化部４は、入力される信号に対してＤＣＴ処理および量子化処理を施し、量子化されたＤＣＴ係数（残差信号）ｎとして出力する。 The DCT / quantization unit 4 receives the difference between the input video a and the one corresponding to the coding mode selected by the mode determination control unit 3 among the intra prediction value f and the inter prediction value i. Here, out of the intra prediction value f and the inter prediction value i, the one corresponding to the coding mode selected by the mode determination control unit 3 is the intra prediction value when the mode determination control unit 3 selects intra coding. It is the predicted value f, and is the inter predicted value i when the inter-coding is selected by the mode determination control unit 3. The DCT / quantization unit 4 performs DCT processing and quantization processing on the input signal, and outputs the result as a quantized DCT coefficient (residual signal) n.
ＩＤＣＴ／逆量子化部５は、量子化されたＤＣＴ係数（残差信号）ｎを入力とする。このＩＤＣＴ／逆量子化部５は、入力される信号に対して逆量子化処理および逆ＤＣＴ処理を施し、逆ＤＣＴされた画素信号ｐとして出力する。 The IDCT / inverse quantization unit 5 receives the quantized DCT coefficient (residual signal) n as an input. The IDCT / inverse quantization unit 5 performs an inverse quantization process and an inverse DCT process on the input signal and outputs it as a pixel signal p subjected to the inverse DCT.
エントロピー符号化部６は、係数情報ｂと、量子化されたＤＣＴ係数（残差信号）ｎと、イントラ予測情報ｇおよびインター予測情報ｊのうちモード判定制御部３により選択された符号化モードに応じたものと、を入力とする。ここで、イントラ予測情報ｇおよびインター予測情報ｊのうちモード判定制御部３により選択された符号化モードに応じたものとは、モード判定制御部３によりイントラ符号化が選択された場合にはイントラ予測情報ｇのことであり、モード判定制御部３によりインター符号化が選択された場合にはインター予測情報ｊのことである。このエントロピー符号化部６は、入力される信号に対してエントロピー符号化を行ったり、小数画素位置ごとに設定された補間フィルタ係数をスライスヘッダに記述してエントロピー符号化を行ったりして、符号化データｃとして出力する。 The entropy encoding unit 6 selects the encoding mode selected by the mode determination control unit 3 from the coefficient information b, the quantized DCT coefficient (residual signal) n, the intra prediction information g, and the inter prediction information j. The one that responds is taken as input. Here, out of the intra prediction information g and the inter prediction information j, the one corresponding to the coding mode selected by the mode determination control unit 3 is the intra prediction information when the mode determination control unit 3 selects intra coding. This is prediction information g, and is inter prediction information j when inter coding is selected by the mode determination control unit 3. The entropy coding unit 6 performs entropy coding on the input signal, or describes the interpolation filter coefficient set for each decimal pixel position in the slice header and performs entropy coding. To be output as digitized data c.
第１のローカルメモリ７は、イントラ予測値ｆおよびインター予測値ｉのうちモード判定制御部３により選択された符号化モードに応じたものと、逆ＤＣＴされた画素信号ｐと、の和をとった信号、すなわち符号化済みブロックにおける局所復号値ｄを入力とする。この第１のローカルメモリ７は、符号化済みブロックにおける局所復号値ｄ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。 The first local memory 7 takes the sum of the intra prediction value f and the inter prediction value i corresponding to the encoding mode selected by the mode determination control unit 3 and the inverse DCT pixel signal p. Signal, that is, the local decoded value d in the encoded block is input. The first local memory 7 accumulates the local decoded value d in the encoded block and supplies it to the intra-coded prediction value generation unit 1 and the inter-coding prediction value generation unit 2 as appropriate.
第２のローカルメモリ８は、イントラ予測情報ｇおよびインター予測情報ｊのうちモード判定制御部３により選択された符号化モードに応じたもの、すなわち符号化済みブロックにおける予測方向情報ｅを入力とする。ここで、イントラ予測情報ｇおよびインター予測情報ｊのうちモード判定制御部３により選択された符号化モードに応じたものとは、モード判定制御部３によりイントラ符号化が選択された場合にはイントラ予測情報ｇのことであり、モード判定制御部３によりインター符号化が選択された場合にはインター予測情報ｊのことである。この第２のローカルメモリ８は、符号化済みブロックにおける予測方向情報ｅ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。 The second local memory 8 receives the intra prediction information g and the inter prediction information j corresponding to the encoding mode selected by the mode determination control unit 3, that is, the prediction direction information e in the encoded block. . Here, out of the intra prediction information g and the inter prediction information j, the one corresponding to the coding mode selected by the mode determination control unit 3 is the intra prediction information when the mode determination control unit 3 selects intra coding. This is prediction information g, and is inter prediction information j when inter coding is selected by the mode determination control unit 3. The second local memory 8 accumulates the prediction direction information e in the encoded block, and supplies the prediction direction information e to the intra encoded prediction value generation unit 1 and the inter encoded prediction value generation unit 2 as appropriate.
［動画像符号化装置ＡＡの動作］
図８は、動画像符号化装置ＡＡの動作を示すフローチャートである。
[Operation of Moving Image Encoding Device AA]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the moving picture coding apparatus AA.
ステップＳ１において、動画像符号化装置ＡＡは、モード判定制御部３により、処理ブロックに適する符号化モードがインター符号化であるか否かを判別する。そして、インター符号化であると判別した場合には、ステップＳ３に処理を移し、インター符号化ではないと判別した場合には、ステップＳ２に処理を移す。 In step S <b> 1, the moving image encoding apparatus AA determines whether or not the encoding mode suitable for the processing block is inter encoding by the mode determination control unit 3. If it is determined that the encoding is inter coding, the process proceeds to step S3. If it is determined that the encoding is not inter coding, the process proceeds to step S2.
ステップＳ２において、動画像符号化装置ＡＡは、イントラ符号化予測値生成部１によりイントラ符号化を行った結果をエントロピー符号化部６に出力し、図８の処理を終了する。 In step S2, the moving image encoding device AA outputs the result of intra encoding performed by the intra encoded prediction value generation unit 1 to the entropy encoding unit 6, and ends the process of FIG.
ステップＳ３において、動画像符号化装置ＡＡは、インター符号化予測値生成部２により、例えば非特許文献１に記載の手法により、複数種類の補間フィルタ係数を定め、ステップＳ４に処理を移す。 In step S3, the moving image coding apparatus AA determines a plurality of types of interpolation filter coefficients by the inter-coded prediction value generation unit 2, for example, by the method described in Non-Patent Document 1, and moves the process to step S4.
ステップＳ４において、動画像符号化装置ＡＡは、インター符号化予測値生成部２により、上述のフレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法や、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法や、上述のフレームでの予測誤差情報比較による設定方法や、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定した予測誤差情報比較による設定方法により、小数画素位置ごとに、ステップＳ３において定めた複数種類の補間フィルタ係数の中から最適なものを１つ設定し、ステップＳ５に処理を移す。 In step S4, the moving image encoding device AA uses the inter-coded prediction value generation unit 2 to limit the setting method based on the RD cost comparison in the above-described frame and the motion vector referring to each of the above-described decimal pixel positions. By the setting method based on the RD cost comparison, the setting method based on the prediction error information comparison in the frame, and the setting method based on the prediction error information comparison limited to the motion vector referring to each decimal pixel position, For each position, an optimal one is set from the plural types of interpolation filter coefficients determined in step S3, and the process proceeds to step S5.
ステップＳ５において、動画像符号化装置ＡＡは、インター符号化予測値生成部２により、全ての小数画素位置について、補間フィルタ係数を設定したか否かを判別する。そして、設定したと判別した場合には、ステップＳ６に処理を移し、設定していないと判別した場合には、ステップＳ４に処理を移す。 In step S5, the moving image encoding device AA determines whether or not the inter-coded prediction value generation unit 2 has set interpolation filter coefficients for all the decimal pixel positions. If it is determined that it has been set, the process proceeds to step S6. If it is determined that it has not been set, the process proceeds to step S4.
ステップＳ６において、動画像符号化装置ＡＡは、ステップＳ４において設定した補間フィルタ係数を用いてインター符号化予測値生成部２によりインター符号化を行った結果をエントロピー符号化部６に出力し、図８の処理を終了する。 In step S6, the moving image encoding apparatus AA outputs the result of inter encoding performed by the inter encoding prediction value generation unit 2 using the interpolation filter coefficient set in step S4 to the entropy encoding unit 6, and FIG. The process of 8 is finished.
［動画像復号装置ＢＢの構成］
図９は、本発明の一実施形態に係る動画像復号装置ＢＢの構成を示すブロック図である。動画像復号装置ＢＢは、符号化データ解析部１１０、予測手法制御部１２０、インター予測値生成部１３０、イントラ予測値生成部１４０、およびメモリ１５０を備え、動画像符号化装置ＡＡにおいて生成された符号化データｃを復号する。
[Configuration of Video Decoding Device BB]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a video decoding device BB according to an embodiment of the present invention. The video decoding device BB includes a coded data analysis unit 110, a prediction technique control unit 120, an inter prediction value generation unit 130, an intra prediction value generation unit 140, and a memory 150, and is generated by the video coding device AA. The encoded data c is decoded.
符号化データ解析部１１０は、符号化データｃを入力とする。この符号化データ解析部１１０は、まず、符号化シンタックスに従って、符号化データｃに記載されている内容を解析し、エントロピー復号する。そして、エントロピー復号の結果として得られる、エントロピー復号された残差信号Ｂと、上述の小数画素位置ごとに設定された補間フィルタ係数Ｃと、エントロピー復号された予測情報Ｄと、を出力する。 The encoded data analysis unit 110 receives the encoded data c. The encoded data analysis unit 110 first analyzes the content described in the encoded data c according to the encoding syntax and performs entropy decoding. Then, the entropy-decoded residual signal B obtained as a result of entropy decoding, the interpolation filter coefficient C set for each decimal pixel position, and the entropy-decoded prediction information D are output.
予測手法制御部１２０は、エントロピー復号された予測情報Ｄを入力とする。この予測手法制御部１２０は、エントロピー復号された予測情報Ｄが、イントラ予測に関するものであるのか、インター予測に関するものであるのかを識別し、イントラ予測とインター予測とを切り替えるための制御信号Ｅを出力する。 The prediction technique control unit 120 receives the entropy-decoded prediction information D as input. The prediction technique control unit 120 identifies whether the entropy-decoded prediction information D relates to intra prediction or inter prediction, and generates a control signal E for switching between intra prediction and inter prediction. Output.
インター予測値生成部１３０には、小数画素位置ごとに設定された補間フィルタ係数Ｃが入力されるとともに、制御信号Ｅに応じて、復号済み画素値Ａと、エントロピー復号された予測情報Ｄと、が入力される場合がある。具体的には、復号済み画素値Ａと、エントロピー復号された予測情報Ｄとは、エントロピー復号された予測情報Ｄがインター予測に関するものであると予測手法制御部１２０により識別された場合に、インター予測値生成部１３０に入力される。このインター予測値生成部１３０は、復号済み画素値Ａを元に、エントロピー復号された予測情報Ｄに従ってインター予測値Ｆを生成し、出力する。 The inter prediction value generation unit 130 receives the interpolation filter coefficient C set for each decimal pixel position, and according to the control signal E, the decoded pixel value A, the entropy decoded prediction information D, May be entered. Specifically, the decoded pixel value A and the entropy-decoded prediction information D are interpolated when the prediction method control unit 120 identifies that the entropy-decoded prediction information D relates to inter prediction. Input to the predicted value generation unit 130. The inter prediction value generation unit 130 generates and outputs an inter prediction value F based on the prediction information D subjected to entropy decoding based on the decoded pixel value A.
図５は、インター予測値生成部１３０の構成を示すブロック図である。インター予測値生成部１３０は、小数位置補間値生成部１３１および動き補償処理部１３２を備える。 FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the inter prediction value generation unit 130. The inter prediction value generation unit 130 includes a decimal position interpolation value generation unit 131 and a motion compensation processing unit 132.
小数位置補間値生成部１３１は、復号済み画素値Ａと、小数画素位置ごとに設定された補間フィルタ係数Ｃと、を入力とする。この小数位置補間値生成部１３１は、復号済み画素値Ａに対して、小数画素位置ごとに設定された補間フィルタ係数Ｃに従って、復号済み画素値Ａに関する小数画素位置における補間値Ｈを生成し、出力する。 The decimal position interpolation value generation unit 131 receives the decoded pixel value A and the interpolation filter coefficient C set for each decimal pixel position. The decimal position interpolation value generation unit 131 generates an interpolation value H at the decimal pixel position related to the decoded pixel value A according to the interpolation filter coefficient C set for each decimal pixel position with respect to the decoded pixel value A. Output.
動き補償処理部１３２は、復号済み画素値Ａと、小数画素位置ごとに設定された補間フィルタ係数Ｃと、エントロピー復号された予測情報Ｄと、復号済み画素値Ａに関する小数画素位置における補間値Ｈと、を入力とする。この動き補償処理部１３２は、エントロピー復号された予測情報Ｄから生成される動きベクトルに基づいて、復号済み画素値Ａを参照してインター予測値Ｆを生成し、出力する。 The motion compensation processing unit 132 includes the decoded pixel value A, the interpolation filter coefficient C set for each decimal pixel position, the entropy-decoded prediction information D, and the interpolation value H at the decimal pixel position related to the decoded pixel value A. And are input. The motion compensation processing unit 132 refers to the decoded pixel value A based on a motion vector generated from the entropy-decoded prediction information D, and outputs the inter prediction value F.
図９に戻って、イントラ予測値生成部１４０には、制御信号Ｅに応じて、復号済み画素値Ａと、エントロピー復号された予測情報Ｄと、が入力される場合がある。具体的には、復号済み画素値Ａと、エントロピー復号された予測情報Ｄとは、エントロピー復号された予測情報Ｄがイントラ予測に関するものであると予測手法制御部１２０により識別された場合に、イントラ予測値生成部１４０に入力される。このイントラ予測値生成部１４０は、復号済み画素値Ａを元に、エントロピー復号された予測情報Ｄに従ってイントラ予測値Ｇを生成し、出力する。 Returning to FIG. 9, the decoded pixel value A and the entropy-decoded prediction information D may be input to the intra prediction value generation unit 140 in accordance with the control signal E. Specifically, the decoded pixel value A and the entropy-decoded prediction information D are obtained when the prediction method control unit 120 identifies that the entropy-decoded prediction information D relates to intra prediction. Input to the predicted value generation unit 140. This intra prediction value generation unit 140 generates and outputs an intra prediction value G based on the entropy-decoded prediction information D based on the decoded pixel value A.
メモリ１５０は、エントロピー復号された残差信号Ｂと、インター予測値Ｆおよびイントラ予測値Ｇのうち制御信号Ｅに応じたものと、の和をとった信号、すなわち復号済み画素値Ａを入力とする。ここで、インター予測値Ｆおよびイントラ予測値Ｇのうち制御信号Ｅに応じたものとは、エントロピー復号された予測情報Ｄがインター予測に関するものであると予測手法制御部１２０により識別された場合には、インター予測値Ｆのことであり、エントロピー復号された予測情報Ｄがイントラ予測に関するものであると予測手法制御部１２０により識別された場合には、イントラ予測値Ｇのことである。メモリ１５０は、入力された復号済み画素値Ａを蓄積し、未復号ブロックの復号処理を行う際に、適宜、インター予測値生成部１３０またはイントラ予測値生成部１４０に供給する。 The memory 150 receives a signal obtained by summing the entropy-decoded residual signal B and the inter prediction value F and the intra prediction value G corresponding to the control signal E, that is, the decoded pixel value A. To do. Here, the inter prediction value F and the intra prediction value G corresponding to the control signal E means that the prediction method control unit 120 identifies that the entropy-decoded prediction information D relates to inter prediction. Is the inter prediction value F, and is the intra prediction value G when the prediction method control unit 120 identifies that the entropy-decoded prediction information D is related to intra prediction. The memory 150 accumulates the input decoded pixel value A and supplies it to the inter prediction value generation unit 130 or the intra prediction value generation unit 140 as appropriate when performing decoding processing on the undecoded block.
以上の動画像符号化装置ＡＡによれば、小数画素位置ごとに、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の中から最適なものを選択し、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する。このため、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定することができる。 According to the above moving picture coding apparatus AA, an optimal one is selected from a plurality of types of interpolation filter coefficients determined in advance for each decimal pixel position, and an interpolation filter coefficient is set for each decimal pixel position. For this reason, the optimal interpolation filter coefficient can be set locally within the screen.
また、動画像符号化装置ＡＡによれば、非特許文献３に示された第１の手法と比べて、分割領域の位置や形状を示す情報をスライスごとに付与する必要がないため、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定するために必要な情報量を抑制できる。 In addition, according to the moving image encoding device AA, it is not necessary to provide information indicating the position and shape of the divided region for each slice as compared with the first method disclosed in Non-Patent Document 3, so Thus, it is possible to suppress the amount of information necessary for setting the optimum interpolation filter coefficient locally.
なお、本発明の動画像符号化装置ＡＡの処理や、動画像復号装置ＢＢの処理を、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶し、記録媒体に記録されたプログラムを動画像符号化装置ＡＡや、動画像復号装置ＢＢに読み込ませ、実行することによって、本発明を実現できる。 The processing of the moving image encoding device AA and the processing of the moving image decoding device BB of the present invention is stored in a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is stored in the moving image encoding device AA, The present invention can be realized by causing the video decoding device BB to read the program and execute it.
また、上述のプログラムは、このプログラムを記憶装置などに格納した動画像符号化装置ＡＡや動画像復号装置ＢＢから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネットなどのネットワーク（通信網）や電話回線などの通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。 In addition, the above-described program is transferred from the video encoding device AA or the video decoding device BB storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. May be transmitted. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
また、上述のプログラムは、上述の機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述の機能を動画像符号化装置ＡＡや動画像復号装置ＢＢにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 Further, the above-described program may be for realizing a part of the above-described function. Furthermore, what can implement | achieve the above-mentioned function in combination with the program already recorded on the moving image encoder AA and the moving image decoder BB, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design that does not depart from the gist of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、１／４精度動き補償を行う場合について説明したが、これに限らず、例えば１／２精度動き補償や１／８精度動き補償を行う場合についても、本発明を適用することができる。また、上述の実施形態では、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数として、２種類の補間フィルタ係数を用いる場合について説明したが、これに限らず、２種類以上の補間フィルタ係数を用いる場合について、本発明を適用することができる。なお、予め定められた補間フィルタ係数の数が、小数画素位置の数より多くなることが好ましい。 For example, in the above-described embodiment, the case of performing quarter-accuracy motion compensation has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is also applied to the case of performing half-precision motion compensation or 1 / 8-precision motion compensation. Can be applied. In the above-described embodiment, the case where two types of interpolation filter coefficients are used as a plurality of types of predetermined interpolation filter coefficients has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case where two or more types of interpolation filter coefficients are used. The present invention can be applied. Note that the number of interpolation filter coefficients determined in advance is preferably larger than the number of decimal pixel positions.
また、上述の実施形態では、小数画素位置ごとの補間フィルタ係数について、上述のフレームでのＲ−Ｄコスト比較による設定方法や、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定したＲ−Ｄコスト比較による設定方法や、上述のフレームでの予測誤差情報比較による設定方法や、上述の各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定した予測誤差情報比較による設定方法により、設定するものとしたが、これに限らない。例えば、上述のような設定方法により、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を決定した後に、決定した補間フィルタ係数の数が、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の種類間で略等しくなるように、決定した補間フィルタ係数を適宜変更して、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定してもよい。これによれば、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数のそれぞれについて、小数画素位置ごとに設定された数が略等しくなる。このため、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数において、小数画素位置ごとに設定される補間フィルタ係数の種類に偏りが発生してしまうのを防止できる。したがって、仮に、設定した補間フィルタ係数が小数画素位置にとって最適ではなかった場合でも、符号化性能の低下を抑制できる。よって、画面内で局所的に最適な補間フィルタ係数を設定しつつ、画面全体としても最適な補間フィルタ係数を設定することができる。 In the above-described embodiment, the interpolation filter coefficient for each decimal pixel position is set to the setting method by the RD cost comparison in the above-described frame, or to the RD limited to the motion vector referring to each of the above-described decimal pixel positions. The setting is made by the setting method by cost comparison, the setting method by the prediction error information comparison in the above-mentioned frame, or the setting method by the above-mentioned prediction error information comparison limited to the motion vector referring to each decimal pixel position. Not limited to this. For example, after the interpolation filter coefficients are determined for each decimal pixel position by the setting method as described above, the determined number of interpolation filter coefficients is substantially equal among a plurality of types of predetermined interpolation filter coefficients. Alternatively, the determined interpolation filter coefficient may be changed as appropriate, and an interpolation filter coefficient may be set for each decimal pixel position. According to this, for each of a plurality of types of interpolation filter coefficients determined in advance, the number set for each decimal pixel position is substantially equal. For this reason, it is possible to prevent a bias from occurring in the types of interpolation filter coefficients set for each decimal pixel position in a plurality of types of interpolation filter coefficients determined in advance. Therefore, even if the set interpolation filter coefficient is not optimal for the decimal pixel position, it is possible to suppress a decrease in encoding performance. Therefore, it is possible to set the optimal interpolation filter coefficient for the entire screen while setting the optimal interpolation filter coefficient locally in the screen.
また、上述の各実施形態では、動き補償予測におけるフィルタ処理に本発明を適用する場合について説明したが、これに限らず、本発明は、スケーラブル符号化におけるレイヤ間予測や、多視点映像符号化における視差補償予測など、動き補償予測と同様の処理に対しても適用することができる。 Further, in each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the filter processing in motion compensation prediction has been described. The present invention can also be applied to processing similar to motion compensation prediction, such as parallax compensation prediction.
ＡＡ・・・動画像符号化装置
ＢＢ・・・動画像復号装置
１・・・イントラ符号化予測値生成部
２・・・インター符号化予測値生成部
３・・・モード判定制御部
４・・・ＤＣＴ／量子化部
５・・・ＩＤＣＴ／逆量子化部
６・・・エントロピー符号化部
７・・・第１のローカルメモリ
８・・・第２のローカルメモリ
２１・・・フィルタ係数算出部
２２・・・小数位置補間値生成部
２３・・・動き補償処理部
１１０・・・符号化データ解析部
１２０・・・予測手法制御部
１３０・・・インター予測値生成部
１４０・・・イントラ予測値生成部
１５０・・・メモリ
１３１・・・小数位置補間値生成部
１３２・・・動き補償処理部
AA ... Moving picture coding device BB ... Moving picture decoding device 1 ... Intra coding prediction value generation unit 2 ... Inter coding prediction value generation unit 3 ... Mode determination control unit 4. DCT / quantization unit 5 ... IDCT / inverse quantization unit 6 ... entropy encoding unit 7 ... first local memory 8 ... second local memory 21 ... filter coefficient calculation unit 22 ... Decimal position interpolation value generation unit 23 ... Motion compensation processing unit 110 ... Encoded data analysis unit 120 ... Prediction method control unit 130 ... Inter prediction value generation unit 140 ... Intra prediction Value generation unit 150 ... Memory 131 ... Decimal position interpolation value generation unit 132 ... Motion compensation processing unit
Claims (7)
小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する補間フィルタ係数設定手段と、
前記補間フィルタ係数設定手段により設定された補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成する予測画像生成手段と、を備え、
前記補間フィルタ係数設定手段は、
小数画素位置ごとに、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の中から１つを設定して、
フレームごとに、小数画素位置ごとに設定した補間フィルタ係数の数を、前記複数種類の補間フィルタ係数の種類間で等しくすることを特徴とする動画像符号化装置。 A video encoding device that allows reference to an interpolation value at a decimal pixel position in inter-frame prediction,
Interpolation filter coefficient setting means for setting an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position;
Using the interpolation filter coefficient set by the interpolation filter coefficient setting means, a prediction image generation means for generating a motion compensated prediction image ,
The interpolation filter coefficient setting means includes
For each decimal pixel position, one of a plurality of predetermined interpolation filter coefficients is set,
A moving picture coding apparatus characterized in that, for each frame, the number of interpolation filter coefficients set for each decimal pixel position is made equal among the plurality of types of interpolation filter coefficients .
前記補間フィルタ係数設定手段は、Ｒ−Ｄ最適化法におけるＲ−Ｄコストの評価値に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding device according to claim 1 ,
The moving picture coding apparatus, wherein the interpolation filter coefficient setting means sets an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position based on an evaluation value of an RD cost in an RD optimization method.
前記補間フィルタ係数設定手段は、予測誤差の絶対値和または２乗和の評価値に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding device according to claim 1 ,
The moving picture coding apparatus characterized in that the interpolation filter coefficient setting means sets an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position based on an evaluation value of an absolute value sum or a square sum of prediction errors.
前記補間フィルタ係数設定手段は、画面全体で前記評価値を評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding apparatus according to claim 2 or 3 ,
The moving picture coding apparatus, wherein the interpolation filter coefficient setting means evaluates the evaluation value over the entire screen and sets an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position based on the evaluation result.
前記補間フィルタ係数設定手段は、各小数画素位置を参照する動きベクトルに限定して前記評価値を評価し、評価結果に基づいて、小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定することを特徴とする動画像符号化装置。 In the image coding apparatus according to claim 2 or 3 ,
The interpolation filter coefficient setting means evaluates the evaluation value only for a motion vector that refers to each decimal pixel position, and sets an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position based on the evaluation result. Video encoding device.
小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて設定した補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成する第２のステップと、を備え、
前記第１のステップでは、
小数画素位置ごとに、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の中から１つを設定して、
フレームごとに、小数画素位置ごとに設定した補間フィルタ係数の数を、前記複数種類の補間フィルタ係数の種類間で等しくすることを特徴とする動画像符号化方法。 A video encoding method that allows reference to an interpolation value at a decimal pixel position in inter-frame prediction,
A first step of setting an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position;
A second step of generating a motion compensated prediction image using the interpolation filter coefficient set in the first step, and
In the first step,
For each decimal pixel position, one of a plurality of predetermined interpolation filter coefficients is set,
A moving picture coding method characterized in that, for each frame, the number of interpolation filter coefficients set for each decimal pixel position is made equal among the plurality of types of interpolation filter coefficients .
小数画素位置ごとに補間フィルタ係数を設定する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて設定した補間フィルタ係数を用いて、動き補償予測画像を生成する第２のステップと、をコンピュータに実行させ、
前記第１のステップでは、
小数画素位置ごとに、予め定められた複数種類の補間フィルタ係数の中から１つを設定して、
フレームごとに、小数画素位置ごとに設定した補間フィルタ係数の数を、前記複数種類の補間フィルタ係数の種類間で等しくするためのプログラム。 A program for causing a computer to execute a moving image encoding method that allows reference to an interpolation value at a decimal pixel position in inter-frame prediction,
A first step of setting an interpolation filter coefficient for each decimal pixel position;
Using the interpolation filter coefficient set in the first step, a second step of generating a motion compensated prediction image ;
In the first step,
For each decimal pixel position, one of a plurality of predetermined interpolation filter coefficients is set,
A program for equalizing the number of interpolation filter coefficients set for each decimal pixel position for each frame among the plurality of types of interpolation filter coefficients .
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