JPWO2014073173A1 - 映像符号化方法、映像符号化装置および映像符号化プログラム - Google Patents

映像符号化方法、映像符号化装置および映像符号化プログラム Download PDF

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Abstract

映像符号化装置は、符号化対象ブロックの動き情報を探索し、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成し、動き情報の探索により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外し、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う。

Description

本発明は、映像符号化装置に関し、特に、マージインデックス決定に関する符号化制御技術に関する。
フレーム間予測における動き補償予測では、過去に符号化された参照ピクチャ（Reference Picture: Ref Pic）の画像を用いて、符号化対象ブロック（Current Prediction Unit: Cur_PU ）の画像が予測される。符号化対象ブロックの動き補償予測に利用される参照ピクチャは、参照ピクチャインデックス（RefPicIdx ）によって同定される。また、符号化対象ブロックの動き補償予測に利用される参照ピクチャの画像の位置は、動きベクトル（Motion Vector: MV ）によって同定される。通常、MVは予測動きベクトル（PMV ）に基づいて予測され、差分動きベクトル（DMV=MV - PMV）が伝送される。
動きベクトル探索では、符号化対象ブロックの好適な符号化効率が実現されるように、符号化コストが最小となる、参照ピクチャインデックスと動きベクトルの組が決定される。ある動きベクトルmvに対する符号化コストJ は、動き補償予測誤差の変換係数の絶対値総和（SATD: Sum of Absolute Transformed Differences ）、参照ピクチャインデックス、および差分動きベクトルの符号量（RMotion ）によって以下の（１）式のように定義される。
Figure 2014073173
ただし、λは量子化パラメータQPに依存した関数である。λは、量子化パラメータが小さくなるほど（量子化ステップサイズが小さくなるほど）小さな値になり、量子化パラメータが大きくなるほど（量子化ステップサイズが大きくなるほど）大きな値になる。λは以下の（２）式で定義される。
Figure 2014073173
なお、符号化コストJ の計算において、SATDの代わりに、動き補償予測誤差の絶対値総和（SAD: Sum of Absolute Differences）を用いてもよい。
図9 は、過去に符号化された2 枚の参照ピクチャ（RefIdx=0, 1 ）の画像から、符号化対象ブロックの動き補償予測に用いる参照ピクチャインデックスと動きベクトル（Motion Vector: MV ）の組を求める様子を示す概念図である。図9 には、動きベクトル探索で、2 枚の参照ピクチャそれぞれの動き探索領域に含まれる候補動きベクトルmvの符号化コストJ を計算し、符号化コストJ を最小とする参照ピクチャインデックス（図9 に示す例では、RefIdx=1）と動きベクトル(MV=BMV)の組が得られたことが示されている。
H.264/AVC の後継規格として、HEVC（High Efficiency Video Coding）が検討されている。HEVCにおいて、マージモードという新しい概念の動き補償予測モードが定義されている。
図10は、マージモードの説明図である。図10における左側には、符号化対象の予測ブロック（Current Prediction Unit: Cur_PU ）が示されている。ブロックA0,A1,B0,B1,B2は、参照ピクチャにおいてCur_PUに隣接する符号化済のブロックである。図10における中央には、Cur_PUに時間的に隣接するピクチャの符号化済のブロック（Collocate PU: Col_PUと呼ぶ。）が示されている。ブロックC は、Col_PUの中心位置のブロックである。ブロックH は、Col_PUの右下に位置するブロックである。
図10における右側には、Cur_PUを含む符号化対象のピクチャ（Cur_Pic ）およびCol_PUを含むピクチャ（Col_Pic ）と参照ピクチャ（Cur_Ref およびCol_Pef ）との関係が示されている。
マージモードを用いる映像符号化装置は、ブロックA0,A1,B0,B1,B2,C,Hの動きベクトルを利用して予測動きベクトルを作成する。映像符号化装置は、マージモードが用いられるブロック（MergeFlag=1 のブロック）では、空間的に隣接する4 つの位置の符号化済みブロック（ブロックA1, B1, B0, A0（ブロックA1, B1, B0, A0のいずれかが利用できなければブロックB2））、および時間軸で隣接する1 つのピクチャの符号化済みブロック（ブロックH 、または、ブロックC （ブロックHが利用できない場合））の動き情報に基づいて、最大で5 つの候補を持つマージ動き情報候補リストを生成する。なお、図10の右側において、矢印は、ブロックの選択順序を示す。
映像符号化装置は、MergeFlag=1 のブロックでは、マージ動き情報候補リストのインデックス（マージインデックス）で同定されるマージ動き情報をブロックの動き情報とする。つまり、映像符号化装置は、MergeFlag=1 のブロックでは、参照ピクチャインデックスおよび差分動きベクトルを伝送しないで、マージインデックスのみを伝送する。マージインデックスは、Truncated Unary Codeによって表現される。よって、MergeIdx=0、MergeIdx=1、MergeIdx=2、MergeIdx=3、MergeIdx=4の符号は、それぞれ、1 ビット(0) 、2 ビット(10) 、3 ビット(110) 、4 ビット(1110)、4 ビット(1111)である。
なお、マージ動き情報候補リストを導出するプロセスは、非特許文献２の8.5.2.1 Derivation process for motion vector components and reference indices に詳細に記載されている。また、マージ動き情報候補リストを導出するプロセスの簡易説明が、非特許文献１の3.4.1.1から3.4.1.4に存在する。
JCTVC-I1002, Geneva, 27 April - 7 May 2012 Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 JCTVC-I1003_d9, Geneva, 27 April - 7 May 2012, by Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11
図11の説明図および図12のフローチャートを参照して、マージモードの選択方法を説明する。
図11には、Cur_PUと2 枚の参照ピクチャ（RefIdx=0, 1 ）とが例示されている。波線の矢印は、動きベクトル探索で決定された動き情報（動きベクトル）であるBMV を示す。MergeMV(A1) 、MergeMV(B0) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(A0) は 、ブロックA1, B0, B1, A0の位置から導出される動きベクトルを示す。MergeMV(ColH) は 、Col_Pic の符号化済みブロックH の位置から導出される動きベクトルを示す。映像符号化装置は、以下のようにしてマージモードを選択する。
なお、図11に示す例では、MergeMV(A1) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(B0) 、およびMergeMV(A0) は、動きベクトル探索領域に含まれる動き情報である。MergeMV(B1) 、MergeMV(B0) およびMergeMV(A0) は、BMV と同じ参照ピクチャの動き情報である。また、MergeMV(B1) およびMergeMV(B0) は、BMV との差分が予め定められている所定量以下の動き情報である。
映像符号化装置は、ステップS101において、動きベクトル探索を行う。図12には、BMV の符号化コスト（BMVCost ）も示されている。符号化コストは、SATDと補助情報量の和である。補助情報量は、（λ×動きベクトルの符号量R ）で表される。
映像符号化装置は、ステップS102において、マージ動き情報候補リストを生成する。すなわち、MergeMV(A1) 、MergeMV(B0) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(A0) 、MergeMV(ColH) を計算する。
映像符号化装置は、ステップS104において、マージインデックスを決定する。すなわち、MergeMV(A1) 、MergeMV(B0) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(A0) 、MergeMV(ColH) の符号化コスト（SATDと（λ×R ）の和）を計算し、符号化コストが最小の動きベクトルを特定し、特定した動きベクトルのマージインデックス（MergeCandIdx）を選択する。図12には、MergeMV(A1) の符号化コストが最小であることが例示されている。なお、図12においてCandMVで表されている動きベクトルとMergeCandIdxとの対応は、予め決められている。
映像符号化装置は、ステップS105において、モード決定を行う。すなわち、映像符号化装置は、ステップS104の処理で決定されたMergeCandIdxを伝送するのかステップS101の処理で探索された通常の動きベクトル（BMV ）に基づく差分動きベクトルを伝送するのかを決定する。具体的には、映像符号化装置は、ステップS104の処理で決定されたMergeCandIdx（この例では、MergeCandIdx=0）で特定される動きベクトル（この例では、MergeMV(A1) ）の符号化コストとBMV の符号化コストとを比較し、符号化コストが小さい方を伝送することに決定する。図12には、MergeMV(A1) の符号化コストが小さいことが例示されている。
マージモードが用いられる場合、上記のように、マージ動き情報候補数だけのマージ動き情報の符号化コスト計算が必要である。マージモードでは、最大で5 つの候補を持つマージ動き情報候補リストを生成できる。従って、符号化対象ブロックの符号化効率が好適となるマージインデックスを決定するために、最大5 つのマージ動き情報の符号化コストを計算する必要がある。
また、常に、全てのマージ動き情報候補の符号化コストを評価してマージインデックスを決定すると、動きベクトル探索によって決定された動き情報と全く異なるマージ動き情報が符号化対象ブロックに結合されて画質が劣化することがある。
マージインデックスの符号長は、参照ピクチャインデックスおよび差分動きベクトルの符号長よりも短い傾向になる。よって、低ビットレートになるほど（量子化パラメータQPが大きくなるほど）、マージモードの符号化コストJMergeは通常モードの符号化コストJ よりも小さくなりやすい。すなわち、低ビットレートになるほど、マージモードが通常モードよりも選択されやすくなる。また、マージインデックスの符号長はインデックスの値に比例するため（MergeIdx=0 は1 ビット、MergeIdx=1 は2 ビット、MergeIdx=2 は3 ビット、MergeIdx=3 は4 ビット、MergeIdx=4 は4 ビット)、低ビットレートになるほど、小さな値のマージインデックスが大きな値のマージインデックスよりも選択されやすくなる。
マージモードでは、参照ピクチャインデックスおよび差分動きベクトルが伝送されないため、受信側で、符号化対象ブロックの動き情報を必ずしも忠実に再現できない。よって、映像符号化装置が、動きベクトル探索によって決定された動き情報と全く異なるマージ動き情報に対応付けられたマージインデックス（以下、不適マージインデックスと呼ぶ。）を誤って選択すると、動き補償予測誤差が大きくなるマージ動き情報が符号化対象ブロックに結合される。その結果、符号化対象ブロックの画質が劣化する。
図12に示す例では、MergeMV(A1) の符号化コストがBMV の符号化コストよりも小さいので、ステップS105の処理でマージモードが選択されるが、SATDについては、BMV の方が小さい。すると、映像復号装置がMergeMV(A1) を使用して復号処理を実行すると、局所的に、画質が劣化する。
本発明は、不適マージインデックスが選択されないようにし、かつ、符号化コストの計算量を減らすことを目的とする。
本発明による映像符号化方法は、符号化対象ブロックの動き情報を探索し、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成し、動き情報の探索により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外し、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行うことを特徴とする。
本発明による映像符号化装置は、符号化対象ブロックの動き情報を探索する動き情報探索部と、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成するマージ動き情報候補リスト生成部と、動き情報探索部により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外するマージインデックス除外部と、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行うマージインデックス判定部とを備えることを特徴とする。
本発明による他の態様の映像符号化装置は、符号化対象ブロックの動き情報を探索する動き情報探索部と、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成するマージ動き情報候補リスト生成部と、マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスに対応する動き情報のうち、符号化コストが最小でない動き情報に対応するマージインデックスを出力するマージインデックス出力部とを備えることを特徴とする。
本発明による映像符号化プログラムは、コンピュータに、符号化対象ブロックの動き情報を探索する処理と、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成する処理と、動き情報の探索により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外する処理と、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う処理とを実行させることを特徴とする。
本発明による記録媒体は、映像符号化プログラムが記録された記録媒体であって、プロセッサが映像符号化プログラムにもとづいて動作するときに、符号化対象ブロックの動き情報を探索し、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成し、動き情報の探索により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスを前記マージ動き情報候補リストから除外し、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行うことを特徴とする。
本発明によれば、符号化コストの計算量を減らすことができる。
映像符号化装置の第1 の実施形態を示すブロック図である。 第1 の実施形態の映像符号化装置の動作を示すフローチャートである。 映像符号化装置の第2 の実施形態を示すブロック図である。 第2 の実施形態の映像符号化装置の動作を示すフローチャートである。 映像符号化装置の第3 の実施形態を示すブロック図である。 第3 の実施形態の映像符号化装置の動作を示すフローチャートである。 映像符号化装置の第4 の実施形態を示すブロック図である。 本発明による映像符号化装置の機能を実現可能な情報処理システムの構成例を示すブロック図である。 動き補償予測に用いる参照ピクチャインデックスと動きベクトルの組を求める様子を示す概念図である。 マージモードの説明図である。 Cur_PUと参照ピクチャを示す説明図である。 一般的なマージモードの決定の処理を示すブロック図である。
実施形態１．
図1 は、映像符号化装置の第1 の実施形態を示すブロック図である。図1 に示す映像符号化装置は、動き情報探索部101 、マージ動き情報候補リスト生成部102 、マージインデックス除外部103 、およびマージインデックス判定部104 を備える。
動き情報探索部101 は、符号化対象ブロックの動き情報を探索する。マージ動き情報候補リスト生成部102 は、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成する。マージインデックス除外部103 は、動き情報探索部101 が決定した動き情報を用いて、マージ動き情報候補リストから不適なマージ動き情報のマージインデックスを除外する。マージインデックス判定部104 は、符号化対象ブロックの動き情報に結合させるマージ動き情報のマージインデックスを判定する。
図2 は、図1 に示された映像符号化装置の動作を示すフローチャートである。図1 および図2 を参照して映像符号化装置の動作を説明する。
動き情報探索部101 は、ステップS101で、参照ピクチャにおいて符号化対象ブロックに関する動きベクトル（MV=BMV）を探索し、探索の結果決定した動きベクトルの符号化コスト（BMVCost ）を計算する。符号化コストは、動き補償予測誤差と補助情報量の和である。図2 には、動き補償予測誤差としてSATDが例示されている。また、補助情報量は、（λ×動きベクトルの符号量R ）で表される。
マージ動き情報候補リスト生成部102 は、ステップS102で、マージ動き情報候補リストを生成する。すなわち、MergeMV(A1) 、MergeMV(B0) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(A0) 、MergeMV(ColH) を計算する。そして、それらの動きベクトルに対応するマージインデックスを含むマージ動き情報候補リストを生成する。
本実施形態では、マージインデックス除外部103 は、マージインデックス判定部104 の判定対象に不適マージ動き情報が含まれないようにする。具体的には、ステップS103 で、マージインデックス除外部103 は、動き情報探索部101 が決定した動き情報（動きベクトル）に基づいて、マージ動き情報候補リスト生成部102 が生成したマージ動き情報候補リストから不適マージインデックスを除去する。
本実施形態では、不適なマージ動き情報を、以下の２つの条件の少なくとも一方に該当する動き情報であるとする。
（条件1 ）マージ動き情報の参照ピクチャが動き情報探索部101 が決定した動き情報の参照ピクチャと異なる。
（条件2 ）マージ動き情報の動きベクトルと動き情報探索部101 が決定した動きベクトルとの差分が所定量よりも大きい。なお、所定量は、例えば、映像符号化装置において予め定められている。
動きベクトル探索で決定された動き情報（動きベクトル：BMV ）のSATDは、一般に、動き探索領域に含まれるどの動きベクトルMVのSATDよりも小さい。なぜなら、動きベクトル探索は、動き補償予測誤差が小さくなる動き情報を探索するからである。よって、BMV のSATDは、一般に、動き探索領域に含まれるマージ動き情報のSATDよりも小さい。この特性を考慮して、本実施形態では、BMV を用いて不適なマージ動き情報をマージ動き情報候補リストからスクリーニングする。
なお、BMV と、MergeMV(A1) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(B0) 、MergeMV(A0) 、およびMergeMV(ColH) との関係として、図11に例示された関係を用いる。すなわち、MergeMV(A1) の参照ピクチャは、動き情報探索部101 が決定した動き情報の参照ピクチャと異なっている。また、MergeMV(A0) の参照ピクチャは、動き情報探索部101 が決定した動き情報の参照ピクチャと同じであるが、動き情報探索部101 が決定した動きベクトルとの差分が所定量よりも大きい。
従って、マージインデックス除外部103 は、条件1 に基づいて、MergeMV(A1) に対応するMergeCandIdx=0をマージ動き情報候補リストから除外する。また、条件2 に基づいて、MergeMV(A0)に対応するMergeCandIdx=3をマージ動き情報候補リストから除外する。
マージインデックス判定部104 は、ステップS104で、マージインデックスを決定する。すなわち、マージインデックス判定部104 は、マージ動き情報候補リストに残されているマージインデックスに対応するMergeMV(B0) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(ColH) の符号化コストを計算し、符号化コストが最小の動きベクトルを特定し、特定した動きベクトルのマージインデックス（MergeCandIdx）を選択する。図2 には、MergeMV(B1) の符号化コストが最小であることが例示されている。
その後、マージインデックス判定部104 は、ステップS105で、モード決定を行う。すなわち、マージインデックス判定部104 は、ステップS104の処理で決定されたMergeCandIdxを伝送するのかステップS101の処理で探索された通常の動きベクトル（BMV ）を伝送するのかを決定する。具体的には、マージインデックス判定部104 は、ステップS104の処理で決定されたMergeCandIdx（この例では、MergeCandIdx=1）で特定される動きベクトル（この例では、MergeMV(B1) ）の符号化コストとBMV の符号化コストとを比較し、符号化コストが小さい方を伝送することに決定する。図2 には、MergeMV(B1) の符号化コストが小さいことが例示されている。
本実施形態では、映像符号化装置は、マージ動き情報候補リストからマージインデックスを選択する前に、動きベクトル探索で決定した動き情報に基づいて、不適マージインデックス（図2 に示す例では、MergeCandIdx=0およびMergeCandIdx=3）を選択候補から除外する。その結果、不適マージインデックスは選択されなくなるので、その符号化コストを求める計算量が不要になる。よって、マージインデックスの符号化コストを求める平均計算量を低減できる。
実施形態２．
図3 は、映像符号化装置の第2 の実施形態を示すブロック図である。第2 の実施形態の映像符号化装置は、第1 の実施形態におけるマージインデックス除外部103 に代えて、マージインデックス除外部203 を備える。
マージインデックス除外部203 は、第1 の実施形態におけるマージインデックス除外部103 の機能に加えて、動き情報探索の探索領域に含まれない動きベクトルに対応するマージ動き情報のマージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外する機能を有する。
すなわち、マージインデックス除外部203 は、動き情報探索部101 が決定した動き情報（動きベクトル）に基づいて、マージ動き情報候補リスト生成部102 が生成したマージ動き情報候補リストから不適マージインデックスを除外し、かつ、動き情報探索部101 による動き情報探索の探索領域に含まれない動きベクトルに対応するマージ動き情報のマージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外する。
図4 は、図3 に示された映像符号化装置の動作を示すフローチャートである。図3 および図4 を参照して映像符号化装置の動作を説明する。
ステップS101 ,S102 ,S104 ,S105の処理は、第1 の実施形態における処理と同じである。
なお、BMV と、MergeMV(A1) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(B0) 、MergeMV(A0) 、およびMergeMV(H)との関係として、図11に例示された関係を用いる。すなわち、MergeMV(A1) の参照ピクチャは、動き情報探索部101 が決定した動き情報の参照ピクチャと異なっている。また、MergeMV(A0) の参照ピクチャは、動き情報探索部101 が決定した動き情報の参照ピクチャと同じであるが、動き情報探索部101 が決定した動きベクトルとの差分が所定量よりも大きい。
ステップS203で、マージインデックス除外部203 は、第1 の実施形態の場合と同様に、MergeMV(A1) に対応するMergeCandIdx=0およびMergeMV(A0)に対応する MergeCandIdx=3を、マージ動き情報候補リストから除外する。
さらに、ステップS203で、マージインデックス除外部203 は、動き情報探索部101 による動き情報探索の探索領域に含まれない動きベクトルに対応するマージ動き情報のマージインデックス（図4 に示す例では、MergeMV(ColH) に対応するMergeCandIdx=4）もマージ動き情報候補リストから除外する。
本実施形態の映像符号化装置は、第1 の実施形態の映像符号化装置よりも、マージインデックスの符号化コストを求める平均計算量を低減できる。
実施形態3．
図5 は、映像符号化装置の第3 の実施形態を示すブロック図である。第3 の実施形態の映像符号化装置は、第1 の実施形態におけるマージインデックス除外部103 に代えて、マージインデックス除外部303 を備える。
マージインデックス除外部303 は、第1 の実施形態におけるマージインデックス除外部103 の機能に加えて、マージ動き情報候補リストに残ったマージインデックスのうち、動き情報探索部101 が決定した動きベクトルとの差分が最も小さい動き情報に対応するマージインデックスのみを選択候補として残す機能を有する。
図6 は、図5 に示された映像符号化装置の動作を示すフローチャートである。図5 および図6 を参照して映像符号化装置の動作を説明する。
ステップS101 ,S102 ,S104 ,S105の処理は、第1 の実施形態および第2 の実施形態における処理と同じである。
なお、BMV と、MergeMV(A1) 、MergeMV(B1) 、MergeMV(B0) 、MergeMV(A0) 、およびMergeMV(H)との関係として、図11に例示された関係を用いる。すなわち、MergeMV(A1) の参照ピクチャは、動き情報探索部101 が決定した動き情報の参照ピクチャと異なっている。また、MergeMV(A0) の参照ピクチャは、動き情報探索部101 が決定した動き情報の参照ピクチャと同じであるが、動き情報探索部101 が決定した動きベクトルとの差分が所定量よりも大きい。
従って、マージインデックス除外部303 は、ステップS303で、MergeMV(A1) に対応するMergeCandIdx=0をマージ動き情報候補リストから除外する。また、MergeMV(A0)に対応するMergeCandIdx=3をマージ動き情報候補リストから除外する。
図6 において、マージ動き情報候補リストに残った、MergeMV(B1) に対応するMergeCandIdx=1、MergeMV(B0)に対応する MergeCandIdx=2およびMergeMV(ColH) に対応するMergeCandIdx=4のうち、MergeMV(B1) が、動き情報探索部101 が決定した動きベクトルとの差分が最も小さいとする。
よって、マージインデックス除外部303 は、ステップS303で、MergeMV(B1) に対応するMergeCandIdx=1のみをマージ動き情報候補リストに残す。
本実施形態では、マージインデックス除外部303 は、マージ動き情報候補リストに残ったマージインデックスのうち、動き情報探索部101 が決定した動きベクトルとの差分が最も小さい動き情報に対応するマージインデックスをマージインデックスの選択候補とする。すなわち、BMV と類似する動きベクトルに対応するマージインデックスをマージインデックスの選択候補とする。従って、マージインデックスの選択候補数が1 に制約され、マージインデックスの符号化コストを求める平均計算量をさらに低減できる。
なお、マージインデックス除外部303 は、第1 の実施形態におけるマージインデックス除外部103 の機能に加えて、マージインデックスの選択候補数を1 に制約する機能を有するが、第2 の実施形態におけるマージインデックス除外部203 の機能に加えて、マージインデックスの選択候補数を1 に制約する機能を有するように構成してもよい。
また、上記の各実施形態では、マージインデックスの符号化コストを求める平均計算量が低減されるが、動き補償予測誤差が大きくなるマージ動き情報が符号化対象ブロックに結合されることを防止できる効果もある。例えば、SATDが大きくなるMergeMV(A1) に対応するMergeCandIdx=0は選択されないので、局所的に画質劣化が生ずることが防止される。
実施形態４．
図7 は、映像符号化装置の第4 の実施形態を示すブロック図である。図7 に示す映像符号化装置は、動き情報探索部101 、マージ動き情報候補リスト生成部102 、およびマージインデックス出力部105 を含む。
動き情報探索部101 は、第１〜第３の実施形態のように、符号化対象ブロックの動き情報を探索する。マージ動き情報候補リスト生成部102 は、第１〜第３の実施形態のように、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成する。マージインデックス出力部105 は、マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスに対応する動き情報のうち、符号化コストが最小でない動き情報に対応するマージインデックスを出力する。
図2 、図4 および図6 のフローチャートを参照して、マージインデックス出力部105 の動作を説明する。
すなわち、ステップS101，S102の処理が実行された後、マージインデックス出力部105 は、マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスに対応する各々の動き情報（動きベクトル）の符号化コストを算出する。そして、符号化コストが最小である動き情報以外に対応するマージインデックスをマージインデックス除外部103 （もしくはマージインデックス除外部203 またはマージインデックス除外部303 ：図７において図示せず）に出力する。マージインデックス除外部103,203,303 は、マージ動き情報候補リストに含まれる、符号化コストが最小である動き情報以外に対応するマージインデックス（マージインデックス出力部105 が出力したマージインデックス）を対象として、ステップS103、ステップS203またはステップS303の処理を実行する。
なお、マージインデックス出力部105 は、上記の第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態のいずれにも適用可能である。
また、本実施形態では、マージインデックス出力部105 は、符号化コストが最小でない動き情報に対応するマージインデックスを出力するが、符号化コストが最小である動き情報に対応するマージインデックスを出力してもよい。その場合には、マージインデックス除外部103 （もしくはマージインデックス除外部203 またはマージインデックス除外部303 ：図７において図示せず）は、マージインデックス出力部105 が出力したマージインデックスを除く各マージインデックスを除外候補にする。
本実施形態では、符号化コストが最小である動き情報に対応するマージインデックスは不適マージインデックスにならない。その結果、映像の主観品質（体感品質）の低下が防止される。
また、上記の各実施形態を、ハードウェアで構成することも可能であるが、例えば記録媒体に記録されたコンピュータプログラムにより実現することも可能である。
図8 に示す情報処理システムは、プロセッサ1001、プログラムメモリ1002、映像データを格納するための記憶媒体（記録媒体）1003、およびビットストリーム等のデータを格納するための記憶媒体1004を備える。記憶媒体1003と記憶媒体1004とは、別個の記憶媒体であってもよいし、同一の記憶媒体からなる記憶領域であってもよい。記憶媒体として、ハードディスク等の磁気記憶媒体を用いることができる。記憶媒体1003において、少なくともプログラムが記憶される領域は、一時的でない有形な記憶領域（non-transitory tangible media ）である。
図8 に示された情報処理システムにおいて、プログラムメモリ1002には、図1 、図3 、図5 、図7 のそれぞれに示された各ブロックの機能を実現するためのプログラムが格納される。そして、プロセッサ1001は、プログラムメモリ1002に格納されているプログラムに従って処理を実行することによって、図1 、図3 、図5 、図7 のそれぞれに示された映像符号化装置の機能を実現する。
以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１２年１１月６日に出願された日本特許出願２０１２−２４４７００を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
101 動き情報探索部
102 マージ動き情報候補リスト生成部
103,203,303 マージインデックス除外部
104 マージインデックス判定部
105 マージインデックス出力部
1001 プロセッサ
1002 プログラムメモリ
1003 記憶媒体
1004 記憶媒体
本発明による映像符号化方法は、符号化対象ブロックの動き情報を探索し、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成し、動き情報の探索により決定された動き情報に対して所定の条件を満たすマージ動き情報に対応する不適マージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外し、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行うことを特徴とする。
本発明による映像符号化装置は、符号化対象ブロックの動き情報を探索する動き情報探索部と、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成するマージ動き情報候補リスト生成部と、動き情報探索部により決定された動き情報に対して所定の条件を満たすマージ動き情報に対応する不適マージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外するマージインデックス除外部と、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行うマージインデックス判定部とを備えることを特徴とする。
本発明による映像符号化プログラムは、コンピュータに、符号化対象ブロックの動き情報を探索する処理と、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成する処理と、動き情報の探索により決定された動き情報に対して所定の条件を満たすマージ動き情報に対応する不適マージインデックスをマージ動き情報候補リストから除外する処理と、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う処理とを実行させることを特徴とする。
本発明による記録媒体は、映像符号化プログラムが記録された記録媒体であって、プロセッサが映像符号化プログラムにもとづいて動作するときに、符号化対象ブロックの動き情報を探索し、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成し、動き情報の探索により決定された動き情報に対して所定の条件を満たすマージ動き情報に対応する不適マージインデックスを前記マージ動き情報候補リストから除外し、不適マージインデックスが除外されたマージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行うことを特徴とする。

Claims (17)

  1. 符号化対象ブロックの動き情報を探索し、
    前記符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成し、
    前記動き情報の探索により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスを前記マージ動き情報候補リストから除外し、
    前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う映像符号化方法。
  2. 前記不適マージインデックスは、前記動き情報の探索により決定された動き情報の参照ピクチャとは異なる参照ピクチャに基づくマージ動き情報と、前記動き情報の探索により決定された動き情報との差分が所定量よりも大きいマージ動き情報とのうちの少なくとも一方に対応付けられたマージインデックスである
    請求項１記載の映像符号化方法。
  3. さらに、前記動き情報の探索領域に含まれない動き情報に対応付けられたマージインデックスを前記不適マージインデックスとして前記マージ動き情報候補リストから除外する
    請求項２記載の映像符号化方法。
  4. 前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスのうち、前記動き情報の探索により決定された動き情報との差分が最も小さい動き情報に対応付けられたマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の映像符号化方法。
  5. 符号化対象ブロックの動き情報を探索する動き情報探索部と、
    前記符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成するマージ動き情報候補リスト生成部と、
    前記動き情報探索部により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスを前記マージ動き情報候補リストから除外するマージインデックス除外部と、
    前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行うマージインデックス判定部とを備える映像符号化装置。
  6. 前記不適マージインデックスは、前記動き情報探索部により決定された動き情報の参照ピクチャとは異なる参照ピクチャに基づくマージ動き情報と、前記動き情報探索部により決定された動き情報との差分が所定量よりも大きいマージ動き情報とのうちの少なくとも一方に対応付けられたマージインデックスである
    請求項５記載の映像符号化装置。
  7. 前記マージインデックス除外部は、さらに、前記動き情報探索部の探索領域に含まれない動き情報に対応付けられたマージインデックスを前記不適マージインデックスとして前記マージ動き情報候補リストから除外する
    請求項６記載の映像符号化装置。
  8. 前記マージインデックス判定部は、前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスのうち、前記動き情報の探索により決定された動き情報との差分が最も小さい動き情報に対応付けられたマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う
    請求項５から請求項７のうちのいずれか１項に記載の映像符号化装置。
  9. 符号化対象ブロックの動き情報を探索する動き情報探索部と、
    前記符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成するマージ動き情報候補リスト生成部と、
    前記マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスに対応する動き情報のうち、符号化コストが最小でない動き情報に対応するマージインデックスを出力するマージインデックス出力部とを備える映像符号化装置。
  10. コンピュータに、
    符号化対象ブロックの動き情報を探索する処理と、
    前記符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成する処理と、
    前記動き情報の探索により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスを前記マージ動き情報候補リストから除外する処理と、
    前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う処理と
    を実行させるための映像符号化プログラム。
  11. 前記不適マージインデックスは、前記動き情報の探索により決定された動き情報の参照ピクチャとは異なる参照ピクチャに基づくマージ動き情報と、前記動き情報の探索により決定された動き情報との差分が所定量よりも大きいマージ動き情報とのうちの少なくとも一方に対応付けられたマージインデックスである
    請求項１０記載の映像符号化プログラム。
  12. 前記コンピュータに、前記動き情報の探索領域に含まれない動き情報に対応付けられたマージインデックスを前記不適マージインデックスとして前記マージ動き情報候補リストから除外する処理を実行させるための請求項１１記載の映像符号化プログラム。
  13. 前記コンピュータに、前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスのうち、前記動き情報の探索により決定された動き情報との差分が最も小さい動き情報に対応付けられたマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う処理を実行させるための請求項１０から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の映像符号化プログラム。
  14. 映像符号化プログラムが記録された記録媒体であって、
    プロセッサが前記映像符号化プログラムにもとづいて動作するときに、
    符号化対象ブロックの動き情報を探索し、
    前記符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動き情報に基づいてマージ動き情報候補リストを生成し、
    前記動き情報の探索により決定された動き情報を用いて、所定の不適マージインデックスを前記マージ動き情報候補リストから除外し、
    前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストにおけるマージ動き情報のマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う
    記録媒体。
  15. 前記不適マージインデックスは、前記動き情報の探索により決定された動き情報の参照ピクチャとは異なる参照ピクチャに基づくマージ動き情報と、前記動き情報の探索により決定された動き情報との差分が所定量よりも大きいマージ動き情報とのうちの少なくとも一方に対応付けられたマージインデックスである
    請求項１４記載の記録媒体。
  16. プロセッサが前記映像符号化プログラムにもとづいて動作するときに、前記動き情報の探索領域に含まれない動き情報に対応付けられたマージインデックスを前記不適マージインデックスとして前記マージ動き情報候補リストから除外する請求項１５記載の記録媒体。
  17. プロセッサが前記映像符号化プログラムにもとづいて動作するときに、前記不適マージインデックスが除外された前記マージ動き情報候補リストに含まれるマージインデックスのうち、前記動き情報の探索により決定された動き情報との差分が最も小さい動き情報に対応付けられたマージインデックスを用いてマージモードの判定を行う請求項１４から請求項１６のうちのいずれか１項に記載の記録媒体。
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