JP5580214B2 - 変換領域内における符号化映像に対する遷移の生成 - Google Patents
変換領域内における符号化映像に対する遷移の生成 Download PDFInfo
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Description
本出願は、2008年2月1日に出願された「Transition Creation for Encoded Video in the Transform Domain」というタイトルの米国特許出願第12/024,707号の優先権を主張し、その開示全体が本明細書に参考として援用される。
本発明は、画像処理に関し、より具体的には、符号化動画像間の遷移のための符号化領域内の中間画像の構築に関する。
ソフトウェアおよびハードウェア映像エンコーダならびにデコーダの増大する有用性と相まって、最新の圧縮アルゴリズムの飛躍的性能によって、符号化コンテンツが普及している。MPEG(Motion Picture Expert Group)規格は、商業用途および一般向け用途の両方において、広範に使用されている。種々のモジュール150を有するサンプルMPEG映像圧縮および解凍システムが、図1に示される。画素データ151が、システムに入力され、各マクロブロック(16×16画素群)は、離散コサイン変換(DCT)152を使用して、変換符号化を受ける。結果として得られるデータは、量子化され153、マクロブロックが内部符号化される場合、エントロピ符号化されるであろう。量子化されたデータは、フィードバックループを通過し、そこで量子化されたデータが逆量子化され155、逆変換156を経る。次いで、結果として得られる画素データは、動き推定ブロック157内の動きベクトル、ならびに相互符号化のための動き推定差分値158(順次フレーム内に同様に位置するマクロブロック間の差分値)を計算するために、順次マクロブロックの処理のために保存および使用される。続いて、動きベクトルおよび動き推定差分値は、エントロピ符号化され154、出力ビットストリーム160内に出力される。
式中、pは、画素領域内の画素値であって、α=[0、1]は、フェーディング荷重である。pbが単調色である場合、フェードイン(α=0→1の場合)およびフェードアウト(α=1→0の場合)と呼ばれる。それ以外は、クロスフェードと呼ばれる。したがって、符号化映像コンテンツを扱う制作者および編集者は、最初に、映像コンテンツの各フレームを復号化し、空間/画素領域内のデータを操作し、これらの効果を生成し、次いで、フレームを再符号化するように強いられる。したがって、これらの映画的効果を生成するために、いくつかのプロセッサ集約的ステップを踏まなければならない(特に、変換復号化および符号化の性能)。
本発明の第1の実施形態では、第1の画像と第2の画像との間の少なくとも1つの中間遷移画像のデータ代表値を計算するための方法が、提供される。第1および第2の画像は、DCT係数等の変換符号化データによって表される。方法は、第1および第2の画像内の対応する位置における変換符号化データを変換復号化せずに、第1および第2の画像の変換符号化データを使用して、少なくとも1つの中間画像に対する変換符号化値を計算するステップを含む。各中間フレームに対して、変換符号化値が、各画素位置のために計算される。少なくとも1つの中間画像に対する変換符号化値は、メモリに保存される。第1の画像および第2の画像を形成する画像データは、1つ以上の動画像列からの個々のフレームであってもよく、または静止画像であってもよい。第1および第2の画像に対する画像データは、フレーム内符号化されてもよい。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
第1の画像と第2の画像との間の少なくとも1つの中間遷移画像のデータ代表値を計算するための方法であって、該第1および第2の画像は、符号化データによって表され、該方法は、
該第1および第2の画像内の各対応する位置に対して、該変換符号化データを変換復号化せずに、該第1および第2の画像の該変換符号化データを使用して、該少なくとも1つの中間画像のための変換符号化値を計算することと、
該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値をメモリに保存することと
を含む、方法。
(項目2)
前記第1の画像は、第1の動画像列からのものであって、前記第2の画像は、第2の動画像列からのものである、項目1に記載の少なくとも1つの中間遷移画像のデータ代表値を計算するための方法。
(項目3)
前記第1の動画像は、フレーム内符号化される、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記第2の動画像は、フレーム内符号化される、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記第1の画像は、静止画像である、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記第2の画像は、静止画像である、項目5に記載の方法。
(項目7)
第1の動画像列からの前記第1の動画像を構文解析することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目8)
第2の動画像列からの前記第2の動画像を構文解析することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目9)
前記第1の動画像は、内部符号化される、項目7に記載の方法。
(項目10)
前記第2の動画像は、内部符号化される、項目8に記載の方法。
(項目11)
前記中間画像がフレーム内またはフレーム間符号化されるかどうか決定することと、
該中間画像がフレーム内符号化されるべき場合、該少なくとも1つの中間画像に対する前記変換符号化値を決定するためのフレーム内符号化式を選択することと、
該中間画像がフレーム間符号化されるべき場合、該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値を決定するためのフレーム間符号化式を選択することと
をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目12)
前記第1と第2の画像との間に生成される映画的効果の種類を決定することと、
前記中間画像がフレーム内またはフレーム間符号化されるかどうか決定することと、
該中間画像がフレーム内符号化されるべき場合、該映画的効果に基づいて、該少なくとも1つの中間画像に対する前記変換符号化値を決定するためのフレーム内符号化式を選択することと、
該中間画像がフレーム間符号化されるべき場合、該映画的効果に基づいて、該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値を決定するためのフレーム間符号化式を選択することと
をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目13)
前記第1および第2の画像は、MPEG符号化される、項目1に記載の方法。
(項目14)
前記第1および第2のMPEG画像をエントロピ復号化することと、
該第1および第2のMPEG画像を逆量子化し、該第1および第2のMPEG画像のための変換データを生成することと
をさらに含む、項目3に記載の方法。
(項目15)
変換符号化値を決定することは、
前記第1の画像の前記変換符号化データをパーセント値で、前記第2の画像の該変換符号化データを1−該パーセント値で乗算することと、
該第1の画像および該第2の画像の該乗算変換データを加算し、前記中間画像の変換符号化データを形成することと
を含む、項目1に記載の方法。
(項目16)
前記第1および前記第2の画像の変換データ代表値間の前記中間画像の前記変換符号化データ代表値を挿入することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目17)
前記第1、第2、および中間画像の前記データ代表値を量子化することと、
該第1、第2、および中間画像の該データ代表値をエントロピ符号化して、符号化データストリームを生成することと
をさらに含む、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第2の画像のフェードインを生成する、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第1の画像のフェードアウトを生成する、項目17に記載の方法。
(項目20)
前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第1と第2の画像との間のクロスフェードを生成する、項目17に記載の方法。
(項目21)
前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第1と第2の画像との間のワイプを提供する、項目17に記載の方法。
(項目22)
第1の画像と第2の画像との間の少なくとも1つの中間遷移画像のデータ代表値を計算するための方法であって、該第1および第2の画像は、符号化データによって表され、該方法は、
該中間画像が内部符号化されるべきかどうか決定することと、
該第1の画像および該第2の画像のための該符号化データが両方とも、同一のステップサイズおよび量子化行列を使用して量子化されているかどうか決定することと、
該中間画像が内部符号化されるべきであって、該ステップサイズおよび量子化行列が該第1の画像および該第2の画像の両方に対して同一である場合、該第1および第2の画像内の各対応する位置に対して、該第1および第2の画像からの量子化された変換係数を使用して、該少なくとも1つの中間画像のための量子化された変換符号化値を計算することと、
各量子化された変換符号化値をメモリに保存することと
を含む、方法。
(項目23)
第1のMPEG画像と第2のMPEG画像との間の少なくとも1つの中間遷移画像のデータ代表値を計算するために、自身にコンピュータコードを有するコンピュータ可読保存媒体を備える、コンピュータプログラム製品であって、該コンピュータコードは、
該第1および第2のMPEG画像からのデータを変換復号化せずに、該少なくとも1つの中間画像に対する変換符号化値を決定するためのコンピュータコードと、
該変換符号化値をメモリに保存するためのコンピュータコードと
を含む、コンピュータプログラム製品。
(項目24)
前記第1の画像は、第1の動画像列からのものであって、前記第2の画像は、第2の動画像列からのものである、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目25)
前記第1の動画像は、フレーム内符号化される、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目26)
前記第2の動画像は、フレーム内符号化される、項目25に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目27)
前記第1の画像は、静止画像である、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目28)
前記第1および第2のMPEG画像をエントロピ復号化するためのコンピュータコードと、
該第1および第2のMPEG画像を逆量子化して、該第1および第2のMPEG画像のための変換データを生成するためのコンピュータコードと
をさらに含む、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目29)
変換符号化値を決定するための前記コンピュータコードは、
前記第1の画像の前記変換データをパーセント値で、前記第2の画像の該変換データを1−該パーセント値で乗算するためのコンピュータコードと、
該第1の画像および該第2の画像の該乗算変換データを加算し、前記中間画像の変換符号化データを形成するためのコンピュータコードと
を含む、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目30)
前記第1および前記第2の画像の変換データ代表値間の前記中間画像の前記変換符号化データ代表値を挿入するためのコンピュータコードをさらに含む、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目31)
前記第1、第2、および中間画像の前記データ代表値を量子化するためのコンピュータコードと、
該第1、第2、および中間画像の該データ代表値をエントロピ符号化して、MPEGデータストリームを生成するためのコンピュータコードと
をさらに含む、項目30に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目32)
前記MPEGデータストリームの復号化および表示は、前記第2の画像のフェードインを生成する、項目31に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目33)
前記MPEGデータストリームの復号化および表示は、前記第1の画像のフェードアウトを生成する、項目31に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目34)
前記MPEGデータストリームの復号化および表示は、前記第1と第2の画像との間のクロスフェードを生成する、項目31に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目35)
前記第1の画像は、単調画像である、項目1に記載の方法。
(項目36)
前記第2の画像は、単調画像である、項目1に記載の方法。
(項目37)
前記第1のMPEG画像は、単調画像である、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目38)
前記第2のMPEG画像は、単調画像である、項目23に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目39)
第1の画像と第2の画像との間の少なくとも1つの中間遷移画像のデータ代表値を計算するための方法であって、該第1および第2の画像は、符号化データによって表され、該方法は、
該中間画像が内部符号化されるべきであるかどうか決定することと、
該第1の画像および該第2の画像のための該符号化データが両方とも、同一のステップサイズおよび量子化行列を使用して量子化されているかどうか決定することと、
該中間画像が内部符号化されるべきであって、該ステップサイズおよび量子化行列が、該第1の画像および該第2の画像の両方に対して同一である場合、該第1および第2の画像内の各対応する位置に対して、該第1および第2の画像からの量子化された変換係数を使用して、該少なくとも1つの中間画像のための量子化された変換符号化値を計算することと、
各量子化された変換符号化値をメモリに保存することと
を含む、方法。
以下の明細書および付随の請求項で使用されるように、用語「符号化」とは、別途文脈によって示されない限り、圧縮画像または映像ストリームを生成するプロセスを意味するものとする。画像のデータ代表値は、プロセスの少なくとも一部が行なわれる場合、符号化されたとみなされるものとする。例えば、画像および映像データを空間的に圧縮する圧縮アルゴリズムは、一般に、3つのステップを含む(変換処理、量子化、およびエントロピ符号化)。したがって、空間データが変換を経ることによってデータが変換されている場合、画像データは、符号化されている、または部分的に符号化されているとみなされてもよい。用語「マクロブロック」は、MPEG(Motion Picture Expert Group)マクロブロックを意味するものとする。マクロブロックは、概して、空間領域内で参照される場合、画像内の指定されたマクロブロック位置における16×16画素群であって、変換領域内で参照される場合、16×16周波数値群である。変換されたマクロブロック内の値は、変換係数である。
累積予測エラーが存在するため、GOPサイズを4として選択することが適切である。したがって、例えば、4GOPの場合、中間画像4つ毎に、1つのI−フレームおよび3つのP−フレームまたは4つのI−フレームが存在し得る。
Claims (41)
- 第1の画像と第2の画像との間の少なくとも1つの中間画像のデータ代表値を計算するための方法であって、該第1および第2の画像は、変換符号化データによって表され、各画像は、該変換符号化データと関連付けられた複数の位置を有し、該方法は、
該少なくとも1つの中間画像がフレーム内またはフレーム間符号化されるかどうか決定することと、
該第1および第2の画像内の各対応する位置に対して、該変換符号化データを変換復号化せずに、該第1および第2の画像の該変換符号化データを使用して、該少なくとも1つの中間画像のための変換符号化値を計算することと、
該少なくとも1つの中間画像がフレーム内符号化されるべき場合、該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値を計算するためのフレーム内符号化式を選択することと、
該少なくとも1つの中間画像がフレーム間符号化されるべき場合、該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値を計算するためのフレーム間符号化式を選択することと、
該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値をメモリに保存することと
を含む、方法。 - 前記第1の画像は、第1の動画像列からのものであり、前記第2の画像は、第2の動画像列からのものである、請求項1に記載の少なくとも1つの中間画像のデータ代表値を計算するための方法。
- 前記第1の画像は、フレーム内符号化される、請求項2に記載の方法。
- 前記第2の画像は、フレーム内符号化される、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の画像は、静止画像である、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の画像は、静止画像である、請求項5に記載の方法。
- 第1の動画像列からの前記第1の画像を構文解析することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 第2の動画像列からの前記第2の画像を構文解析することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像は、内部符号化される、請求項7に記載の方法。
- 前記第2の画像は、内部符号化される、請求項8に記載の方法。
- 前記第1と第2の画像との間に生成される映画的効果の種類を決定することをさらに含み、
前記少なくとも1つの中間画像に対する前記変換符号化値を計算するためのフレーム内符号化式を選択することは、該映画的効果に基づき、
該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値を計算するためのフレーム間符号化式を選択することは、該映画的効果に基づく、請求項1に記載の方法。 - 前記第1および第2の画像は、MPEG符号化される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2のMPEG画像をエントロピ復号化することと、
該第1および第2のMPEG画像を逆量子化し、該第1および第2のMPEG画像のための変換データを生成することと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 変換符号化値を決定することは、
前記第1の画像の前記変換符号化データをパーセント値で乗算して、第1の乗算された変換符号化データを取得し、前記第2の画像の該変換符号化データを1−該パーセント値で乗算して、第2の乗算された変換符号化データを取得することと、
該第1の乗算された変換符号化データと該第2の乗算された変換符号化データを加算して、前記少なくとも1つの中間画像の変換符号化データを形成することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1および前記第2の画像の変換符号化データ代表値間に前記少なくとも1つの中間画像のデータ代表値を挿入することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1、第2、および中間画像の前記データ代表値を量子化することと、
該第1、第2、および中間画像の該データ代表値をエントロピ符号化して、符号化データストリームを生成することと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第2の画像のフェードインを生成する、請求項16に記載の方法。
- 前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第1の画像のフェードアウトを生成する、請求項16に記載の方法。
- 前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第1と第2の画像との間のクロスフェードを生成する、請求項16に記載の方法。
- 前記符号化データストリームの復号化および表示は、前記第1と第2の画像との間のワイプを提供する、請求項16に記載の方法。
- 第1の画像と第2の画像との間の少なくとも1つの中間画像のデータ代表値を計算するための方法であって、該第1および第2の画像は、符号化データによって表され、該方法は、
該中間画像が内部符号化されるべきかどうか決定することと、
該第1の画像および該第2の画像のための該符号化データが両方とも、同一のステップサイズおよび同一の量子化行列を使用して量子化されているかどうか決定することと、
該中間画像が内部符号化されるべきであって、該ステップサイズおよび量子化行列が該第1の画像および該第2の画像の両方に対して同一である場合、該第1および第2の画像内の各対応する位置に対して、該第1および第2の画像からの量子化された変換係数を使用して、該少なくとも1つの中間画像のための量子化された変換符号化値を計算することと、
各量子化された変換符号化値をメモリに保存することと
を含む、方法。 - 第1のMPEG画像と第2のMPEG画像との間の少なくとも1つの中間画像のデータ代表値を計算するためのコンピュータコードを有するコンピュータ可読保存媒体であって、該第1および第2のMPEG画像は、変換符号化データによって表され、各画像は、該変換符号化データと関連付けられた複数の位置を有し、該コンピュータコードは、
該少なくとも1つの中間画像がフレーム内またはフレーム間符号化されるかどうか決定するためのコンピュータコードと、
該第1および第2のMPEG画像内の各対応する位置に対して、該第1および第2のMPEG画像の変換符号化データを変換復号化せずに、該第1および第2のMPEG画像の該変換符号化データを使用して、該少なくとも1つの中間画像に対する変換符号化値を計算するためのコンピュータコードと、
該少なくとも1つの中間画像がフレーム内符号化されるべき場合、該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値を計算するためのフレーム内符号化式を選択するためのコンピュータコードと、
該少なくとも1つの中間画像がフレーム間符号化されるべき場合、該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値を計算するためのフレーム間符号化式を選択するためのコンピュータコードと、
該少なくとも1つの中間画像に対する該変換符号化値をメモリに保存するためのコンピュータコードと
を含む、コンピュータ可読保存媒体。 - 前記第1のMPEG画像は、第1の動画像列からのものであり、前記第2のMPEG画像は、第2の動画像列からのものである、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第1のMPEG画像は、フレーム内符号化される、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第2のMPEG画像は、フレーム内符号化される、請求項24に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第1のMPEG画像は、静止画像である、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第1および第2のMPEG画像をエントロピ復号化するためのコンピュータコードと、
該第1および第2のMPEG画像を逆量子化して、該第1および第2のMPEG画像のための変換データを生成するためのコンピュータコードと
をさらに含む、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。 - 前記変換符号化値を決定するためのコンピュータコードは、
前記第1のMPEG画像の前記変換符号化データをパーセント値で乗算して、第1の乗算された変換データを取得し、前記第2のMPEG画像の該変換符号化データを1−該パーセント値で乗算して、第2の乗算された変換データを取得するためのコンピュータコードと、
該第1の乗算された変換データと該第2の乗算された変換データを加算して、前記少なくとも1つの中間画像の変換符号化データを形成するためのコンピュータコードと
を含む、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。 - 前記第1および前記第2のMPEG画像の変換符号化データ代表値間に前記少なくとも1つの中間画像の変換符号化データ代表値を挿入するためのコンピュータコードをさらに含む、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第1のMPEG画像、前記第2のMPEG画像、および前記少なくとも1つの中間画像の前記データ代表値を量子化するためのコンピュータコードと、
該第1のMPEG画像、該第2のMPEG画像、および該少なくとも1つの中間画像の該データ代表値をエントロピ符号化して、MPEGデータストリームを生成するためのコンピュータコードと
をさらに含む、請求項29に記載のコンピュータ可読保存媒体。 - 前記MPEGデータストリームの復号化および表示は、前記第2のMPEG画像のフェードインを生成する、請求項30に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記MPEGデータストリームの復号化および表示は、前記第1のMPEG画像のフェードアウトを生成する、請求項30に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記MPEGデータストリームの復号化および表示は、前記第1と第2の画像との間のクロスフェードを生成する、請求項30に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第1の画像は、単調画像である、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の画像は、単調画像である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のMPEG画像は、単調画像である、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第2のMPEG画像は、単調画像である、請求項22に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第1の動画像列は、放送コンテンツを含み、前記第2の動画像列は、ユーザ選択コンテンツを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第1の動画像列は、放送コンテンツを含み、前記第2の動画像列は、広告を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第1の動画像列は、放送コンテンツを含み、前記第2の動画像列は、ユーザ選択コンテンツを含む、請求項23に記載のコンピュータ可読保存媒体。
- 前記第1の動画像列は、放送コンテンツを含み、前記第2の動画像列は、広告を含む、請求項23に記載のコンピュータ可読保存媒体。
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