JPH10112865A - 復号信号の符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再符号化時に、動き検出をすることなく参照
フレームを間引くことができ、結果として演算量を増加
させず、かつ、画質劣化を抑えた符号化データのスケー
リングを可能にする。 【解決手段】 符号化対象ブロックの動きベクトルから
予測ブロックの位置を算出する。予測ブロックがまたが
る参照フレーム内の１つ以上の参照ブロックを検出す
る。予測ブロックと各参照ブロックｂｌｏｃｋｉが重な
りあう面積ｐ_i を算出する。各参照ブロックｂｌｏｃｋ
ｉの符号化モードを調べ、Ｉｎｔｒａモードのブロック
を除外する。Ｉｎｔｅｒモードの参照ブロックＩｎｔｅ
ｒ-ｂｌｏｃｋ_i が占める総面積Ｐａｌｌを計算する。
各Ｉｎｔｅｒモード参照ブロックの占有面積Ｉｎｔｅｒ
-ｐ_i 、各参照ブロックの動きベクトル、符号化対象ブ
ロックの動きベクトルから新たな符号化対象ブロックの
動きベクトルを算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、あるビットレート
で符号化された符号化データの復号信号を符号化する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】あるビットレートにて符号化された符号
化データから、複数のビットレートの符号化データを生
成する一方法として、再生画像を再符号化する方法があ
る。図７にシステム図を示す。

【０００３】図７において、再生画像だけを用いて再符
号化する場合は、通常の符号化処理と同等である。通
常、符号化処理において、動きベクトルを算出する動き
探索処理に最も演算量を必要とする。そこで、動きベク
トルを符号化データから抽出して利用することで、再符
号化時の演算量を削減できる。さらに、符号化モードに
ついても、元の符号化データと同じモードを用いること
で、演算量を削減できる。逆に、符号化モードを再符号
化時に新たに決定すれば、符号化効率の低下を抑えるこ
とができる。

【０００４】符号化データから抽出した符号化パラメー
タを用い、新たに与えられたビットレートにて符号化処
理を行なうことにより、通常の符号化処理に比べ、少な
い演算量で符号化データ量の縮小が可能となる。

【０００５】また、再符号化方式では、符号化データの
一部を削除する形式と異なり、符号化側と復号側で異な
る参照画像を用いることに起因するドリフトは発生しな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来方法では、再生画
像を再符号化する時に量子化ステップを大きくし、粗く
量子化することで、発生情報量を小さくしている。符号
化データは、大きく符号化モードや動きベクトルなどの
オーバーヘッド情報と直交変換係数情報に分けられる。
従来の方法で発生情報量を小さくできるのは、直交変換
係数情報でしかない。このため、元のビットストリーム
のオーバヘッドが大きい場合やスケーリング（縮小）す
る目標ビットレートが極端に小さい場合は、スケーリン
グができない可能性がある。仮に、可能であったとして
も、直交変換係数情報が殆んど失われてしまうため、画
質劣化が顕著になる。

【０００７】そこで、再符号化する際に、全ての再生画
像を再符号化せず、一部の再生画像だけを再符号化する
ことにより、上記の問題は回避できる。

【０００８】しかし、演算量削減のため、動きベクトル
を符号化データから抽出している場合、その動きベクト
ルを算出した際の参照フレームを間引くことはできな
い。動きベクトルは、符号化対象フレームと参照フレー
ムから算出するが、仮に、その参照フレームが存在しな
い場合、正しい動き補償ができなくなり、符号化効率が
極端に低下する。

【０００９】このように、量子化ステップによる再符号
化では不十分な場合、従来の方法では、画質劣化が顕著
になり、最悪スケーリングが不可能になる場合があっ
た。

【００１０】本発明の目的は、再符号化時に、動き検出
をすることなく参照フレームを間引くことができ、結果
として演算量を増加させず、かつ、画質劣化を抑えた符
号化データのスケーリングが可能な、復号信号の符号化
方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の、復号信号の符
号化方法は、元の符号化データに含まれるデータから再
符号化対象ブロックの予測ブロックがまたがる動き補償
参照フレームのブロックを検出する段階と、該動き補償
参照フレームのブロックが持つ動きベクトルを基に新た
な動きベクトルを算出する段階とを有する。

【００１２】本発明の実施態様によれば、再符号化対象
フレームの予測ブロックがまたがる動き補償参照フレー
ムのブロックが持つ動きベクトルと、予測ブロックと動
き補償参照フレーム内の各ブロックとが重なる面積を基
に重み係数を算出し、新たな動きベクトルを算出する。

【００１３】本発明では、動き補償の参照フレームを間
引き、符号化データ内の動きベクトルから新たに動きベ
クトルを算出する。

【００１４】図５に示す参照フレームを間引く場合を考
える。図５では、フレームｎ＋１はフレームｎ＋２の参
照フレームとなっている。よって、フレームｎ＋１を間
引く場合、フレームｎ＋２は、フレームｎを参照フレー
ムとするように変更する必要がある。

【００１５】図６に、符号化対象ブロックと参照フレー
ムの関係を示す。以下に符号化対象ブロックの動きベク
トルの算出方法について述べる。

【００１６】まず、再符号化の符号化対象ブロックの動
きベクトル

【００１７】

【外１】 から、間引く参照フレーム内での予測ブロックの位置を
求める。予測ブロックの位置に存在する１つ以上のブロ
ック（参照ブロック）ｂｌｏｃｋｉ（ｉ＝１、２・・
・）が持つ動きベクトル

【００１８】

【外２】 を符号化データから抽出する。この動きベクトルは、予
測ブロックと間引く参照ブロックの配置により複数存在
する。図６の例では、予測ブロックが４つの参照ブロッ
クｂｌｏｃｋ１，ｂｌｏｃｋ２，ｂｌｏｃｋ３，ｂｌｏ
ｃｋ４にまたがっており、４つの動きベクトル

【００１９】

【外３】 が存在する。この参照ブロックに含まれる動きベクトル

【００２０】

【外４】 に対して重み付けし、次式より新たな動きベクトル

【００２１】

【外５】 を算出する。図６に示すように、符号化対象ブロックは
（ｎ＋２）フレーム内、予測ブロックは（ｎ＋１）フレ
ーム内に点線で示されたものとして存在する。

【００２２】

【数１】 ここで、ｗ_iは、参照ブロックと予測ブロックとの関係
から算出されるものである。例えば、予測ブロックに占
める各参照ブロックｂｌｏｃｋｉの面積比率から算出す
ることができる。この他、符号化対象ブロックと各参照
ブロックと画像信号の相関係数などがある。

【００２３】間引くフレームが複数存在する場合、上記
の処理を繰り返すことで新たな動きベクトルを算出する
ことが可能となる。

【００２４】上述したように、符号化対象フレームから
動きベクトルを辿り新たな参照フレームに対する動きベ
クトルの算出を行なう。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２６】図１は本発明の一実施形態の、復号信号の
符号化方法を示すフローチャートである。

【００２７】本実施形態では、間引く参照フレーム数を
１フレーム、ブロック形状は正方形とし、新たな動きベ
クトルを算出するための重み係数は面積比率から算出す
る。 １．間引く参照フレームの符号化データから、各参照ブ
ロックの符号化モードと動きベクトルを抽出する（ステ
ップ１）。 ２．符号化対象フレームの符号化データから、各ブロッ
クの符号化モードと動きベクトルを抽出する（ステップ
２）。 ３．ここで、符号化対象ブロックがフレーム内符号化
（Ｉｎｔｒａ）で符号化されている場合は、再符号化も
Ｉｎｔｒａモードにて符号化を行なう（ステップ３）。 ４．符号化対象ブロックがフレーム間符号化（Ｉｎｔｅ
ｒ）の場合、面積比率から重み係数を計算し、直前に符
号化したフレームへの新たな動きベクトルを算出する
（ステップ４）。 ５．算出した動きベクトルを用いたＩｎｔｅｒモードと
Ｉｎｔｒａモードの符号化効率を調べ、符号化モードを
決定する（ステップ５）。

【００２８】図２はステップ４の動きベクトル算出のフ
ローチャートである。 １．符号化対象ブロックの動きベクトル

【００２９】

【外６】 から予測ブロックの位置を算出する（ステップ１１）。 ２．予測ブロックがまたがる参照フレーム内の１つ以上
の参照ブロックを検出する（ステップ１２）。予測ブロ
ックの位置により、１〜４つの参照ブロックｂｌｏｃｋ
_i （ｉ＝１〜４）と重なる可能性がある（図３）。参照
ブロック数をＮＢとする。 ３．予測ブロックと各参照ブロックｂｌｏｃｋ_i （ｉ＝
１，…，ＮＢ）が重なりあう面積ｐ_i を算出する（ステ
ップ１３）。 ４．各参照ブロックｂｌｏｃｋ_i （ｉ＝１，…，ＮＢ）
の符号化モードを調べ、Ｉｎｔｒａモードのブロックを
除外する（ステップ１４）。 ５．Ｉｎｔｒａモード参照ブロックの占有面積が５０％
を越える場合、符号化対象ブロックの符号化モードをＩ
ｎｔｒａモードとする（ステップ１５）。 ６．Ｉｎｔｅｒモードの参照ブロックＩｎｔｅｒ−ｂｌ
ｏｃｋｉ（ｉ＝１，…，ＮＩＢ＜ＮＢ）が占める総面積
Ｐａｌｌを計算する（ステップ１６）。ここで、ＮＩＢ
はＩｎｔｅｒモード参照ブロックの数、Ｉｎｔｅｒ−ｐ
_i は各Ｉｎｔｅｒモード参照ブロックの占有面積であ
る。

【００３０】

【数２】 ７．各Ｉｎｔｅｒモード参照ブロックの占有面積Ｉｎｔ
ｅｒ−ｐ_i 、各参照ブロックの動きベクトル

【００３１】

【外７】 、符号化対象ブロックの動きベクトル

【００３２】

【外８】 から、符号化対象ブロックの新たな動きベクトル

【００３３】

【外９】 を算出する。

【００３４】

【数３】 算出した符号化モードと動きベクトルを用いて符号化処
理を行なう。これにより、参照フレームを間引いた場合
においても、動き探索を行なうことなく動きベクトルを
算出できる。

【００３５】以上述べた実施形態では、重み係数として
面積比率を用いたが、符号化対象ブロックと各参照ブロ
ックと関係を表すことができる物理量であればよい。ま
た、ブロックを正方形としたが、これに限定されるもの
ではない。

【００３６】ここで、符号化対象ブロックの新たな動き
ベクトル

【００３７】

【外１０】 の算出例を図４により説明する。ｎ＋１フレームにおい
て符号化対象ブロックが参照するブロックを含む４ブロ
ックを決める。ｎ＋１フレームとｎフレームの比較によ
って得られている、これら４ブロックｂｌｏｃｋ１、ｂ
ｌｏｃｋ２、ｂｌｏｃｋ３、ｂｌｏｃｋ４が有する動き
ベクトル

【００３８】

【外１１】 をｎ＋１フレームの符号化データから得る。ｂｌｏｃｋ
１，ｂｌｏｃｋ２，ｂｌｏｃｋ３，ｂｌｏｃｋ４の面積
比を計算する。これらの面積比をｗ＝０．１，ｗ ₂ ＝
０．６，ｗ₃ ＝０．０５，ｗ₄ ＝０．２５とすると、新
たな動きベクトル

【００３９】

【数４】 が得られる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再符号化時に、動き検出をすることなく参照フレームを
間引くことができ、結果として演算量を増加させず、か
つ、画質劣化を抑えた符号化データのスケーリングが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の、復号信号の符号化方法
のフローチャートである。

【図２】図１中の動きベクトル算出のフローチャートで
ある。

【図３】予測ブロックと重なる参照ブロックを示す図で
ある。

【図４】動きベクトル算出の具体例を示す図である。

【図５】フレーム間の参照関係を示す図である。

【図６】符号化対象ブロックと参照フレームの関係を示
す図である。

【図７】符号化データの再符号化を示す図である。

【符号の説明】

１〜５，１１〜１７ ステップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 あるビットレートで符号化された符号化
   データの復号信号を符号化する方法において、 元の符号化データに含まれるデータから再符号化対象ブ
   ロックの予測ブロックがまたがる動き補償参照フレーム
   のブロックを検出する段階と、 該動き補償参照フレームのブロックが持つ動きベクトル
   を基に新たな動きベクトルを算出する段階とを有するこ
   とを特徴とする、復号信号の符号化方法。
2. 【請求項２】 再符号化対象フレームの予測ブロックが
   またがる動き補償参照フレームのブロックが持つ動きベ
   クトルと、予測ブロックと動き補償参照フレーム内の各
   ブロックとが重なる面積を基に重み係数を算出し、新た
   な動きベクトルを算出する請求項１記載の復号信号の符
   号化方法。