WO2011099463A1 - 動きベクトル予測符号化方法,動きベクトル予測復号方法,動画像符号化装置,動画像復号装置およびそれらのプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は,2010年2月9日に日本へ出願された日本特願2010-026132号に対して優先権を主張し,その内容をここに援用する。
(a)メディアン予測符号化(H.264など)〔以下,従来技術aという〕
(b)参照動きベクトル指定による予測符号化〔以下,従来技術bという〕
図14は,従来の動きベクトルの予測符号化方式の例を説明する図である。従来技術aおよび従来技術bでは,動きベクトルを符号化(復号も同様)する際に,図14に示すような符号化対象ブロックの近隣の符号化済みブロックの動きベクトル(符号化済み動きベクトル)を参照動きベクトルとして用いて予測を行って,動きベクトルの符号化を行う。
(1)符号化対象画像および符号化済み画像の少なくとも一方において,符号化対象ブロックの位置によって定まる,符号化済みの多数(N個)の1次候補ブロックの動きベクトルを,1次候補参照動きベクトルとして利用する。
(2)復号側で符号化(復号)対象ブロックを復号開始する時点ですでに復号済みの情報のみを利用して,各1次候補参照動きベクトルがどれだけ予測に適しているかを示す評価値(以下,信頼度)を求める。
(3)1次候補参照動きベクトルを,信頼度が所定の閾値より大きい少数(M個)の2次候補参照動きベクトルに絞り込む。
(4)M個の2次候補参照動きベクトルを利用して予測動きベクトルを作成する。
動きベクトル予測残差算出部187は,動き探索部181が算出した動きベクトルと,動きベクトル予測部186が算出した予測動きベクトルとの残差を算出し,算出された残差を動きベクトル予測残差として出力する。
最初に,1次候補ブロックの動きベクトル読み出し部183(または254)は,N個の1次候補ブロックの動きベクトルを,動きベクトルメモリ182(または253)から読み出す。
1次候補ブロックの動きベクトル読み出し部183は,N個の1次候補ブロックの各々について,符号化済みピクチャ(または復号済みピクチャ)のブロックであるかどうかを判定する。1次候補ブロックが符号化済みピクチャのブロックである場合には,1次候補ブロックの動きベクトル読み出し部183は,次のステップS3を実行する。
1次候補ブロックが符号化済みピクチャのものであれば,その符号化に利用された動きベクトルそのものを1次候補参照動きベクトルとするのではなく,符号化対象ピクチャの参照画像に対応するように動きベクトルを加工する。
上記のピクチャの「時刻」は,ピクチャの表示時刻情報や,H.264の規格で定義されているPOC(Picture Order Count )など,ピクチャの相対的な時間関係を示すものであればどのようなものでもよい。
すなわち,前述した1次候補参照動きベクトルVを算出する式「V=Vc ×(Tr -Te )/(Tr2-Tc )」に当てはめると,Vp4=Vc ,ピクチャP2の時刻がTe ,ピクチャP4の時刻がTc =Tr ,ピクチャP1の時刻がTr2となる。この式により,1次候補ブロックの動きベクトルVp4を加工して,1次候補参照動きベクトルVとして用いることができるようにする。
1次候補ブロックの動きベクトル読み出し部183(または254)は,以上の処理によってN個の1次候補ブロックから得られた動きベクトルを,1次候補参照動きベクトルとして設定し,信頼度計算部184(または255)に通知する。
信頼度計算部184(または255)は,設定されたN個の1次候補参照動きベクトルの各々について,符号化済みの情報を用いて信頼度を算出する。ここで,信頼度は,符号化(復号)対象ブロックでの動きベクトル予測における1次候補参照動きベクトルの有効性を定量的に表現したものである。この信頼度は,N個の1次候補参照動きベクトルについて,復号側で符号化対象ブロックの復号を開始する時点ですでに復号済みの情報のみを利用して計算する。
次に,参照動きベクトル決定部185(または256)において,各1次候補参照動きベクトルの信頼度情報に基づき,N個の1次候補参照動きベクトルを少数の2次候補参照動きベクトルに絞り込む。
動きベクトル予測部186(または257)は,参照動きベクトル決定部185が選出した2次候補参照動きベクトルを利用して,符号化対象ブロックの予測動きベクトルを作成する。本発明において重要なポイントは,多数の1次候補参照動きベクトルを信頼度によって絞り込むことにより,信頼度の高い2次候補参照動きベクトルを用いて,動きベクトル予測残差を算出するための予測動きベクトルを求める点にある。したがって,2次候補参照動きベクトルから予測動きベクトルを求める処理は,図12や図13で説明した従来技術の動きベクトル予測部103(または204)の処理と同様でよい。しかし,必ずしも従来技術と同じ処理でなければならないわけではなく,異なる処理によって予測動きベクトルを求めて,本発明を実施することもできる。
2 動画像復号装置
10 予測残差信号算出部
11 直交変換部
12 量子化部
13 情報源符号化部
14,21 逆量子化部
15,22 逆直交変換部
16 復号信号算出部
17,24 フレームメモリ
18,25 動き補償部
181 動き探索部
182,253 動きベクトルメモリ
183,254 1次候補ブロックの動きベクトル読み出し部
184,255 信頼度計算部
185,256 参照動きベクトル決定部
186,257 動きベクトル予測部
187 動きベクトル予測残差算出部
20 情報源復号部
23 復号信号算出部
251 動きベクトル算出部
252 予測信号作成部
Claims (16)
- 符号化対象画像をブロックに分割し,ブロックごとに動き補償を用いて符号化する動画像符号化方式における動きベクトル予測符号化方法において,
符号化済みの参照画像を用いて,前記符号化対象画像における符号化対象ブロックの動き探索を行い,動きベクトルを算出するステップと,
前記符号化対象画像における前記符号化対象ブロックの位置に対して,予め定められた相対的な位置にあり,前記符号化対象画像中の符号化済みブロックおよび符号化済み画像における符号化済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを1次候補ブロックとして設定し,前記1次候補ブロックの符号化に用いた動きベクトルからN個(Nは2以上の整数)の1次候補参照動きベクトルを決定するステップと,
前記1次候補参照動きベクトルの,前記符号化対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を,前記1次候補参照動きベクトルのそれぞれについて符号化済みの画像情報を用いて算出するステップと,
前記N個の1次候補参照動きベクトルの中から,信頼度が所定の閾値より大きい1次候補参照動きベクトルを,2次候補参照動きベクトルとして選出するステップと,
前記2次候補参照動きベクトルを用いて前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出し,前記符号化対象ブロックの動き探索で求めた前記動きベクトルと,前記予測動きベクトルとの残差を,前記動きベクトルの符号化情報として符号化するステップとを有する
動きベクトル予測符号化方法。 - 請求項1記載の動きベクトル予測符号化方法において,
前記1次候補参照動きベクトルを2次候補参照動きベクトルとして選出するステップでは,
前記1次候補参照動きベクトルの前記信頼度が前記所定の閾値より大きい前記1次候補参照動きベクトルを高信頼参照動きベクトルとして設定し,前記高信頼参照動きベクトルのうち,信頼度が大きい上位M個(Mは1以上かつN未満の所定の整数)の高信頼参照動きベクトルを,前記2次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測符号化方法。 - 請求項2記載の動きベクトル予測符号化方法において,
前記高信頼参照動きベクトルの個数が前記M個より小さいM′個の場合,M′個の高信頼参照動きベクトルを,前記2次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測符号化方法。 - 請求項1,請求項2または請求項3記載の動きベクトル予測符号化方法において,
前記1次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは,前記符号化対象ブロックに隣接する符号化済み画素の集合をテンプレートとして用い,前記参照画像上で前記1次候補参照動きベクトル分だけ前記テンプレートの領域をずらした領域をマッチング対象領域として設定し,前記テンプレートの前記符号化済み画素の集合と前記マッチング対象領域における画素の集合の類似度を前記信頼度として算出する
動きベクトル予測符号化方法。 - 請求項1,請求項2または請求項3記載の動きベクトル予測符号化方法において,
前記1次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは,前記1次候補参照動きベクトルに係る1次候補ブロックの動き補償における復号予測残差信号の小ささを信頼度の指標として,前記信頼度を算出する
動きベクトル予測符号化方法。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の動きベクトル予測符号化方法において,
前記1次候補参照動きベクトルを決定するステップでは,前記1次候補ブロックの符号化に用いた前記動きベクトルと,当該動きベクトルの各々を基準とした所定範囲内の動きベクトルとから,前記1次候補参照動きベクトルを決定する
動きベクトル予測符号化方法。 - ブロックに分割されて符号化された動画像の復号対象画像を,ブロックごとに動き補償を用いて復号する動画像復号方式における動きベクトル予測復号方法において,
復号対象ブロックの動きベクトル予測残差を復号するステップと,
前記復号対象画像における前記復号対象ブロックの位置に対して,予め定められた相対的な位置にあり,前記復号対象画像中の復号済みブロックおよび復号済み画像における復号済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを1次候補ブロックとして設定し,前記1次候補ブロックの復号に用いた動きベクトルからN個(Nは2以上の整数)の1次候補参照動きベクトルを決定するステップと,
前記1次候補参照動きベクトルの,前記復号対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を,前記1次候補参照動きベクトルのそれぞれについて復号済みの画像情報を用いて算出するステップと,
前記N個の1次候補参照動きベクトルの中から,信頼度が所定の閾値より大きい1次候補参照動きベクトルを,2次候補参照動きベクトルとして選出するステップと,
前記2次候補参照動きベクトルを用いて前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを算出し,前記復号した動きベクトル予測残差に前記予測動きベクトルを加算して前記復号対象ブロックの動きベクトルを算出するステップとを有する
動きベクトル予測復号方法。 - 請求項7記載の動きベクトル予測復号方法において,
前記1次候補参照動きベクトルを2次候補参照動きベクトルとして選出するステップでは,
前記1次候補参照動きベクトルの前記信頼度が前記所定の閾値より大きい前記1次候補参照動きベクトルを高信頼参照動きベクトルとして設定し,前記高信頼参照動きベクトルのうち,信頼度が大きい上位M個(Mは1以上かつN未満の所定の整数)の高信頼参照動きベクトルを,前記2次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測復号方法。 - 請求項8記載の動きベクトル予測復号方法において,
前記高信頼参照動きベクトルの個数が前記M個より小さいM′個の場合,M′個の高信頼参照動きベクトルを,前記2次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測復号方法。 - 請求項7,請求項8または請求項9記載の動きベクトル予測復号方法において,
前記1次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは,前記復号対象ブロックに隣接する復号済み画素の集合をテンプレートとして用い,復号済みの参照画像上で前記1次候補参照動きベクトル分だけ前記テンプレートの領域をずらした領域をマッチング対象領域として設定し,前記テンプレートの前記復号済み画素の集合と前記マッチング対象領域における画素の集合の類似度を前記信頼度として算出する
動きベクトル予測復号方法。 - 請求項7,請求項8または請求項9記載の動きベクトル予測復号方法において,
前記1次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは,前記1次候補参照動きベクトルに係る1次候補ブロックの動き補償における復号予測残差信号の小ささを信頼度の指標として,前記信頼度を算出する
動きベクトル予測復号方法。 - 請求項7から請求項11までのいずれか1項に記載の動きベクトル予測復号方法において,
前記1次候補参照動きベクトルを決定するステップでは,前記1次候補ブロックの復号に用いた前記動きベクトルと,当該動きベクトルの各々を基準とした所定範囲内の動きベクトルとから,前記1次候補参照動きベクトルを決定する
動きベクトル予測復号方法。 - 符号化対象画像をブロックに分割し,ブロックごとに動き補償を用いて動画像を符号化する動画像符号化装置において,
符号化済みの参照画像を用いて,前記符号化対象画像における符号化対象ブロックの動き探索を行い,動きベクトルを算出する動き探索部と,
前記符号化対象画像における前記符号化対象ブロックの位置に対して,予め定められた相対的な位置にあり,前記符号化対象画像中の符号化済みブロックおよび符号化済み画像における符号化済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを1次候補ブロックとして設定し,前記1次候補ブロックの符号化に用いた動きベクトルからN個(Nは2以上の整数)の1次候補参照動きベクトルを決定する1次候補参照動きベクトル決定部と,
前記1次候補参照動きベクトルの,前記符号化対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を,前記1次候補参照動きベクトルのそれぞれについて符号化済みの画像情報を用いて算出する信頼度計算部と,
前記N個の1次候補参照動きベクトルの中から,信頼度が所定の閾値より大きい1次候補参照動きベクトルを,2次候補参照動きベクトルとして選出する参照動きベクトル決定部と,
前記2次候補参照動きベクトルを用いて前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出し,前記符号化対象ブロックの動き探索で求めた前記動きベクトルと,前記予測動きベクトルとの残差を,前記動きベクトルの符号化情報として符号化する動きベクトル符号化部とを備える
動画像符号化装置。 - ブロックに分割されて符号化された動画像の復号対象画像を,ブロックごとに動き補償を用いて復号する動画像復号装置において,
復号対象ブロックの動きベクトル予測残差を復号する情報源復号部と,
前記復号対象画像における前記復号対象ブロックの位置に対して,予め定められた相対的な位置にあり,前記復号対象画像中の復号済みブロックおよび復号済み画像における復号済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを1次候補ブロックとして設定し,前記1次候補ブロックの復号に用いた動きベクトルからN個(Nは2以上の整数)の1次候補参照動きベクトルを決定する1次候補参照動きベクトル決定部と,
前記1次候補参照動きベクトルの,前記復号対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を,前記1次候補参照動きベクトルのそれぞれについて復号済みの画像情報を用いて算出する信頼度計算部と,
前記N個の1次候補参照動きベクトルの中から,信頼度が所定の閾値より大きい1次候補参照動きベクトルを,2次候補参照動きベクトルとして選出する参照動きベクトル決定部と,
前記2次候補参照動きベクトルを用いて前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを算出し,前記復号した動きベクトル予測残差に前記予測動きベクトルを加算して前記復号対象ブロックの動きベクトルを算出する動きベクトル算出部とを備える
動画像復号装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の動きベクトル予測符号化方法を,コンピュータに実行させるための動きベクトル予測符号化プログラム。
- 請求項7から請求項12までのいずれか1項に記載の動きベクトル予測復号方法を,コンピュータに実行させるための動きベクトル予測復号プログラム。
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