JPWO2010100672A1 - 圧縮動画符号化装置、圧縮動画復号化装置、圧縮動画符号化方法および圧縮動画復号化方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1…減算器
2…直交変換器
3…量子化器
4…符号化器
5…逆量子化器
6…逆直交変換器
7…加算器
8…動き補償器
9…動きベクトル探索器
10…フレームメモリ
11…参照画像画面拡張ユニット
111…類似度計算ユニット
112…最類似画素検索ユニット
113…参照画面外画素生成ユニット
50…参照画面内と画面外との境界
A、B、C…境界線50の内側の参照画像
D…境界線50の外側の拡張参照画像
w…拡張参照画の幅
60…参照画面内と画面外との境界
61…境界線の内側の対象物(オブジェクト)の参照画像
62…境界線の外側の拡張参照画像
70…圧縮動画復号化装置(デコーダ)
71…復号化器
72…逆子化器
73…逆直交変換器
74…動き補償器
75…加算器
76…フレームメモリ
77…参照画像画面拡張ユニット
80…圧縮動画復号化装置(デコーダ)
81…復号化器
82…逆子化器
83…逆直交変換器
84…動き補償器
85…加算器
96…フレームメモリ86
L0…参照画面内と画面外との境界
L1、L2、L3…延長直線
90…境界線L0の外側に拡張参照画像
91〜99…参照画面内の内側の画面内には多数の参照画像
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
実施の形態について更に詳述する。なお、発明を実施するための形態を説明するための全図において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
[実施の形態1]
《圧縮動画符号化装置の構成》
図3は、本発明の実施の形態1による圧縮動画符号化装置(エンコーダ)の構成を示す図である。
図4は、図3に示す本発明の実施の形態1による圧縮動画符号化装置(エンコーダ)1000に付加された参照画像画面拡張ユニット11の構成を示す図である。
参照画像画面拡張ユニット11の類似度計算ユニット111にはフレームメモリ10から画面内画素値が供給されて、類似度計算ユニット111から最類似画素検索ユニット112に差分情報が供給されて、最類似画素検索ユニット112から参照画面外画素生成ユニット113に類似位置情報が供給されるものである。フレームメモリ10から参照画面外画素生成ユニット113に画面内画素値が供給されて、参照画面外画素生成ユニット113からフレームメモリ10に画面外画素値が供給される。
図5は、MPEG−4の符号化方法で採用されている非制限動きベクトル(UMV)を実現するために、図4に示す参照画像画面拡張ユニット11が付加された図3に示す本発明の実施の形態1による圧縮動画符号化装置において参照画像の周辺画像の拡張参照画像が生成される方法を説明する図である。
《圧縮動画復号化装置の構成》
図7は、図3に示した本発明の実施の形態1による圧縮動画符号化装置(エンコーダ)によって生成される符号化映像出力信号であるMPEGのビデオ・ストリームを復号化する本発明の実施の形態2による圧縮動画復号化装置(デコーダ)の構成を示す図である。
《圧縮動画復号化装置の他の構成》
図8は、図3に示した本発明の実施の形態1による圧縮動画符号化装置(エンコーダ)によって生成される符号化映像出力信号であるMPEGのビデオ・ストリームを復号化する本発明の実施の形態3による圧縮動画復号化装置(デコーダ)の他の構成を示す図である。
《拡張参照画像の他の生成方法》
図9は、MPEG−4の符号化方法で採用されている非制限動きベクトル(UMV)を実現するために、参照画像画面拡張ユニット11が付加された図3に示す本発明の実施の形態1による圧縮動画符号化装置において参照画像の周辺画像の拡張参照画像が生成される他の方法を説明する図である。
例えば、図3に示した圧縮動画符号化装置1000に含まれる減算器1、直交変換器2、量子化器3、符号化器4、逆量子化器5、逆直交変換器6、加算器7、動き補償器8、動きベクトル探索器9、参照画像画面拡張ユニット11は、それぞれ専用ハードウェアによる信号処理に限定されるものではない。すなわち、これらの信号処理は、圧縮動画符号化装置1000に含まれる中央処理ユニット(CPU)によって実行されるソフトウェア処理によって置換されることが可能である。
Claims (20)
- 符号化されるべき映像入力信号の画像領域と最も類似する画像領域をフレームメモリから読み出される参照画像にて探索することによって、動きベクトルが生成され、
前記動きベクトルと前記フレームメモリから読み出される前記参照画像とから、予測画像としての動き補償された参照画像が生成され、
前記動き補償された参照画像と前記符号化されるべき映像入力信号との減算によって、予測残差が生成され、
前記予測残差の直交変換処理と量子化処理と逆量子化処理と逆直交変換処理の結果と前記動き補償された参照画像との加算によって、前記フレームメモリに格納される前記参照画像が生成され、
前記予測残差の前記直交変換処理と前記量子化処理と可変長符号化処理とによって、符号化映像出力信号が生成される圧縮動画符号化装置であって、
前記参照画像は映像表示画面の内側の画面内参照画像と前記映像表示画面の外側の画面外参照画像とを含み、
前記画面外参照画像は前記画面内参照画像の類似した複数の参照画像の位置関係に基づいて生成されることを特徴とする圧縮動画符号化装置。 - 請求項1に記載の圧縮動画符号化装置であって、
前記画面内参照画像の類似した前記複数の参照画像の一方の参照画像は、前記画面内参照画像と前記画面外参照画像との境界線に近接するものであり、
前記複数の参照画像の他方の参照画像は、前記一方の参照画像よりも前記境界線から離間して前記画面内参照画像の内部に位置するものであり、
前記画面外参照画像は、前記境界線を介して前記一方の参照画像と直近するものであり、
前記一方の参照画像と前記画面外参照画像の位置関係と略同一の位置関係で、前記画面内参照画像の他の参照画像は前記他方の参照画像に近接するものである。
前記他の参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画符号化装置。 - 請求項1に記載の圧縮動画符号化装置であって、
前記画面内参照画像は、複数のスタートの参照画像を含むものであり、
前記画面外参照画像と前記複数のスタートの参照画像との間には、複数の延長直線が存在するものであり、
前記複数の延長直線の各延長直線上の参照画像の複数の類似度が計算されて、前記複数の類似度の最高類似度の延長直線が選択され、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画符号化装置。 - 請求項3に記載の圧縮動画符号化装置であって、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の前記画像情報の統計処理結果に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画符号化装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の圧縮動画符号化装置であって、
前記画面内参照画像の上方向と下方向と左方向と右方向の各方向に前記画面外参照画像が生成されるか否かを示す情報が、前記符号化映像出力信号に付加されることを特徴とする圧縮動画符号化装置。 - 符号化映像入力信号の復号化処理によって、動きベクトルが抽出され、
前記動きベクトルと前記フレームメモリから読み出される前記参照画像とから、予測画像としての動き補償された参照画像が生成され、
前記符号化映像入力信号の前記符号化処理と逆量子化処理と逆直交変換処理の結果と前記動き補償された参照画像との加算によって、前記フレームメモリに格納される前記参照画像が生成され、
前記フレームメモリから、復号化映像出力信号が生成される圧縮動画復号化装置であって、
前記参照画像は映像表示画面の内側の画面内参照画像と前記映像表示画面の外側の画面外参照画像とを含み、
前記画面外参照画像は前記画面内参照画像の類似した複数の参照画像の位置関係に基づいて生成されることを特徴とする圧縮動画復号化装置。 - 請求項6に記載の圧縮動画復号化装置であって、
前記画面内参照画像の類似した前記複数の参照画像の一方の参照画像は、前記画面内参照画像と前記画面外参照画像との境界線に近接するものであり、
前記複数の参照画像の他方の参照画像は、前記一方の参照画像よりも前記境界線から離間して前記画面内参照画像の内部に位置するものであり、
前記画面外参照画像は、前記境界線を介して前記一方の参照画像と直近するものであり、
前記一方の参照画像と前記画面外参照画像の位置関係と略同一の位置関係で、前記画面内参照画像の他の参照画像は前記他方の参照画像に近接するものである。
前記他の参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画復号化装置。 - 請求項6に記載の圧縮動画復号化装置であって、
前記画面内参照画像は、複数のスタートの参照画像を含むものであり、
前記画面外参照画像と前記複数のスタートの参照画像との間には、複数の延長直線が存在するものであり、
前記複数の延長直線の各延長直線上の参照画像の複数の類似度が計算されて、前記複数の類似度の最高類似度の延長直線が選択され、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画復号化装置。 - 請求項8に記載の圧縮動画復号化装置であって、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の前記画像情報の統計処理結果に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画復号化装置。 - 請求項6乃至請求項9のいずれかに記載の圧縮動画復号化装置であって、
前記画面内参照画像の上方向と下方向と左方向と右方向の各方向に前記画面外参照画像が生成されるか否かを示す情報が、前記符号化映像入力信号から抽出されるものであり、
前記情報が否を示す方向に関しての前記画面外参照画像の生成が省略されることを特徴とする圧縮動画復号化装置。 - 符号化されるべき映像入力信号の画像領域と最も類似する画像領域をフレームメモリから読み出される参照画像にて探索することによって、動きベクトルが生成され、
前記動きベクトルと前記フレームメモリから読み出される前記参照画像とから、予測画像としての動き補償された参照画像が生成され、
前記動き補償された参照画像と前記符号化されるべき映像入力信号との減算によって、予測残差が生成され、
前記予測残差の直交変換処理と量子化処理と逆量子化処理と逆直交変換処理の結果と前記動き補償された参照画像との加算によって、前記フレームメモリに格納される前記参照画像が生成され、
前記予測残差の前記直交変換処理と前記量子化処理と可変長符号化処理とによって、符号化映像出力信号が生成される圧縮動画符号化方法であって、
前記参照画像は映像表示画面の内側の画面内参照画像と前記映像表示画面の外側の画面外参照画像とを含み、
前記画面外参照画像は前記画面内参照画像の類似した複数の参照画像の位置関係に基づいて生成されることを特徴とする圧縮動画符号化方法。 - 請求項11に記載の圧縮動画符号化方法であって、
前記画面内参照画像の類似した前記複数の参照画像の一方の参照画像は、前記画面内参照画像と前記画面外参照画像との境界線に近接するものであり、
前記複数の参照画像の他方の参照画像は、前記一方の参照画像よりも前記境界線から離間して前記画面内参照画像の内部に位置するものであり、
前記画面外参照画像は、前記境界線を介して前記一方の参照画像と直近するものであり、
前記一方の参照画像と前記画面外参照画像の位置関係と略同一の位置関係で、前記画面内参照画像の他の参照画像は前記他方の参照画像に近接するものである。
前記他の参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画符号化方法。 - 請求項11に記載の圧縮動画符号化方法であって、
前記画面内参照画像は、複数のスタートの参照画像を含むものであり、
前記画面外参照画像と前記複数のスタートの参照画像との間には、複数の延長直線が存在するものであり、
前記複数の延長直線の各延長直線上の参照画像の複数の類似度が計算されて、前記複数の類似度の最高類似度の延長直線が選択され、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画符号化方法。 - 請求項13に記載の圧縮動画符号化方法であって、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の前記画像情報の統計処理結果に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画符号化方法。 - 請求項11乃至請求項14のいずれかに記載の圧縮動画符号化方法であって、
前記画面内参照画像の上方向と下方向と左方向と右方向の各方向に前記画面外参照画像が生成されるか否かを示す情報が、前記符号化映像出力信号に付加されることを特徴とする圧縮動画符号化方法。 - 符号化映像入力信号の復号化処理によって、動きベクトルが抽出され、
前記動きベクトルと前記フレームメモリから読み出される前記参照画像とから、予測画像としての動き補償された参照画像が生成され、
前記符号化映像入力信号の前記復号化処理と逆量子化処理と逆直交変換処理の結果と前記動き補償された参照画像との加算によって、前記フレームメモリに格納される前記参照画像が生成され、
前記フレームメモリから、復号化映像出力信号が生成される圧縮動画復号化装置であって、
前記参照画像は映像表示画面の内側の画面内参照画像と前記映像表示画面の外側の画面外参照画像とを含み、
前記画面外参照画像は前記画面内参照画像の類似した複数の参照画像の位置関係に基づいて生成されることを特徴とする圧縮動画復号化方法。 - 請求項16に記載の圧縮動画復号化方法であって、
前記画面内参照画像の類似した前記複数の参照画像の一方の参照画像は、前記画面内参照画像と前記画面外参照画像との境界線に近接するものであり、
前記複数の参照画像の他方の参照画像は、前記一方の参照画像よりも前記境界線から離間して前記画面内参照画像の内部に位置するものであり、
前記画面外参照画像は、前記境界線を介して前記一方の参照画像と直近するものであり、
前記一方の参照画像と前記画面外参照画像の位置関係と略同一の位置関係で、前記画面内参照画像の他の参照画像は前記他方の参照画像に近接するものである。
前記他の参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画復号化方法。 - 請求項16に記載の圧縮動画復号化方法であって、
前記画面内参照画像は、複数のスタートの参照画像を含むものであり、
前記画面外参照画像と前記複数のスタートの参照画像との間には、複数の延長直線が存在するものであり、
前記複数の延長直線の各延長直線上の参照画像の複数の類似度が計算されて、前記複数の類似度の最高類似度の延長直線が選択され、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の画像情報に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画復号化方法。 - 請求項18に記載の圧縮動画復号化方法であって、
前記最高類似度を持った前記延長直線の前記参照画像の前記画像情報の統計処理結果に基づき、前記画面外参照画像の画像情報が生成されることを特徴とする圧縮動画復号化方法。 - 請求項16乃至請求項19のいずれかに記載の圧縮動画復号化方法であって、
前記画面内参照画像の上方向と下方向と左方向と右方向の各方向に前記画面外参照画像が生成されるか否かを示す情報が、前記符号化映像入力信号から抽出されるものであり、
前記情報が否を示す方向に関しての前記画面外参照画像の生成が省略されることを特徴とする圧縮動画復号化方法。
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