JP3895145B2 - Image encoding apparatus, image decoding apparatus and method, image encoding program, and image decoding program - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、連続する画像(フレーム)間の相関を利用し、動き補償によって符号化情報量を低減して画像の符号化を行う画像処理装置及びその方法に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報化社会の発展に伴い、通信メディアにおける画像と音声との統合、すなわち、オーディオビジュアル化の要求が非常に高まり、その一例としてテレビ会議やテレビ電話システムなどが実用化されている。
このような画像処理システムにおいて、経済的な画像通信を実現するためには動画の圧縮を行う画像符号化技術が必須となる。
【0003】
この動画の圧縮を行う画像符号化技術として、連続する画像(フレーム)間の相関を利用し、動き補償によって符号化情報量を低減するフレーム間予測符号化方法がある。
このフレーム間予測符号化を用いた動画像符号化において、複数の参照画像をフレーム単位やマクロブロック単位に選択する参照画像選択符号化方式がある。
【0004】
参照画像選択符号化方式である動画像符号化方式H.263(動画像符号化方式のITU-T国際標準)のAnnexNやAnnexUでは、エンコーダは予め複数の復号画像を蓄積できる参照画像メモリを備えておき、各フレームの符号化データを復号し、この参照画像メモリに復号画像を蓄積していく。
【0005】
そして、各マクロブロックを符号化する時には、上記参照画像メモリから適当なフレームの画像を選択し、選択した画像を参照画像にして符号化と復号とを行う。
また、デコーダにおいても、予め複数の復号画像を蓄積できる参照画像メモリを備えておき、各フレームの符号化データを復号するとこのメモリに復号画像を蓄積していく。
【0006】
各マクロブロックを復号する時には,参照画像メモリから適当なフレームの画像を選択し,それを参照画像にして復号を行う.この方法は,フレーム間予測で使用する予測画像の候補が多くなるため,一般的に符号化効率を向上することができる。
また、フレーム間予測符号化を用いた動画像符号化において、画面全体の動きベクトル(グローバル動きベクトルと呼ぶ)を使って、フレーム間予測符号化をするグローバル動き補償符号化方法がある。
【0007】
このグローバル動き補償符号化方法は、マクロブロック毎の動きベクトルを使う通常の動き補償符号化方法に対して、パンやズームと言ったカメラパラメータをグローバル動きベクトルで表現できる。
このため、グローバル動き補償符号化方法は、カメラパラメータのある動画像を符号化する際に、マクロブロック毎の動きベクトルをまとめてグローバル動きベクトルとして符号化することができ、通常の動き補償符号化方法に対して、画像圧縮における符号化効率の向上が可能である。
【0008】
例えば、MPEG−4においては、画面の四頂点の動きベクトルをグローバル動きベクトルとして符号化する。
これにより、カメラ移動等によって、画面全体が一様に横方向にパンする画像では、四頂点の動きベクトルを画面が横方向にパンするように符号化すれば良い。
この場合、マクロブロック毎の動きベクトルは、画面全体の動きが動きベクトルとして表現されているため、0ベクトルとなる。
【0009】
さらに、グローバル動き補償符号化方法では、マクロブロック毎にグローバル動き補償方法で符号化するのか、通常の動き補償方法で符号化するかどうかを選択することが可能である。
この補償方法の選択が行えるということは、同一画面内に異なる動きを持つ背景と前景とが混在している場合、すなわち、グローバルな動きと局所的な動きとが混在している場合に有効である。
例えば、背景領域のマクロブロックに対してはグローバル動きベクトルを使い、一方、前景領域のマクロブロックに対してはグローバル動きベクトルを使わずにマクロブロックの動きベクトルを使うことにより、補償するデータ量に対応してより有効な符号化方法が選択できることとなる。
【0010】
ここで、グローバル動き補償方法で符号化するのか、通常の動き補償方法より符号化するのかを選択できる場合、画像符号化装置では、どちらの動き補償を使ったのかを指定する情報を符号化している。
以下、本願で説明するグローバル動き補償方法においては、「どちらの動き補償を使ったのかを指定する情報」を、「動き選択フラグ」と呼ぶ。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
参照画像選択符号化方法とグローバル動き補償符号化方法とを組み合わせた場合、エンコーダの参照画像メモリに保存した複数の参照画像の各々に対して、グローバル動きベクトルを求めてグローバル動き補償符号化を行う。
このとき、エンコーダは、参照画像毎のグローバル動きベクトルを符号化データに含める必要がある。
さらに、エンコーダは、マクロブロック毎に参照画像の指定と、グローバル動きベクトルを使うかどうかを指定する上記動き選択フラグ情報を符号化データに含める必要がある。
【0012】
しかしながら、一般的に現フレーム(圧縮対象のフレーム)は、直前フレームとの間で最も差分が少なくなる傾向がある。
そのため、多くのマクロブロックが直前フレームを参照画像に指定することが多く、逆に、直前フレーム以外のフレームを参照画像に指定するマクロブロックの数は少ない。
【0013】
従って、直前フレーム以外においては、グローバル動きベクトルを符号化したとしても、グローバル動きベクトルを使用するマクロブロックが多く無いため、使用しない不必要な情報を符号化し、符号化データに添付することになる。
これにより、符号化効率の低下を招くことになる。
【0014】
さらに、上述した参照画像選択符号化方法とグローバル動き補償符号化方法とを組み合わせた符号化方法においては、マクロブロック毎にグローバル動きベクトルを使って符号化するかどうかを選択するため、グローバル動きベクトルを使用するマクロブロック数が、グローバル動き補償符号化方法のみの場合に対して、さらに少なくなる場合が多くなり、符号化処理全体の符号化効率が低下してしまう。
【0015】
本発明はこのような背景の下になされたもので、グローバル動き補償符号化方法を用いる場合に、複数の参照画像毎に、グローバル動きベクトルの符号化を行わず、1つのグローバル動きベクトルの符号化を行うことで、画像圧縮全体の符号化効率を向上させる画像符号化装置及び画像復号装置を提供する事にある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像符号化装置は、現フレームの画像を入力する画像入力部と、フレーム間予測符号化を用いて入力画像を符号化する符号化部と、フレーム間予測符号化を用いて符号化データを復号する復号部と、グローバル動きベクトルを入力するグローバル動きベクトル入力部と、グローバル動き補償のための予測画像を作成するグローバル動き補償部とを備える画像符号化装置であり、複数フレーム分の復号画像を蓄積する参照画像メモリと、参照画像メモリの中から1つの画像を参照画像として選択する参照画像選択部と、複数の過去のグローバル動きベクトルを蓄積するグローバル動きベクトル蓄積部と、前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトル,及びグローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去のグローバル動きベクトルから、現フレームと参照画像メモリとに蓄積した画像の間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡部とを備えることを特徴とする。
【0017】
本発明の画像符号化装置は、画像を分割した領域ごとの動きベクトルを入力する動きベクトル入力部と、前記領域ごとの動き補償のための予測画像を作成する動き補償部と、前記符号化部と前記復号部とで使用する予測画像を、動き補償部において作成した予測画像と、グローバル動き補償部で作成した予測画像とから選択する動き補償選択部とを備えることを特徴とする。
【0018】
本発明の画像符号化装置は、前記動きベクトル入力部が、複数の参照画像を対象とした複数フレーム分の動きベクトルを入力し、前記参照画像選択部が参照画像と動きベクトルを選択することを特徴とする。
【0019】
本発明の画像復号装置は、現フレームの符号化データを入力する符号化データ入力部と、フレーム間予測符号化を用いて符号化データを復号する復号部と、グローバル動き補償のための予測画像を作成するグローバル動き補償部とを備える画像復号装置であり、複数フレーム分の復号画像を蓄積する参照画像メモリと、参照画像メモリの中から1つの画像を参照画像として選択する参照画像選択部と、複数の過去のグローバル動きベクトルを蓄積するグローバル動きベクトル蓄積部と、前記符号化データ入力部から得られるグローバル動きベクトルと、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去のグローバル動きベクトルとから、現フレームと参照画像メモリに蓄積した画像との間のグローバル動きベクトルを作るグローバル動きベクトル追跡部とを備えることを特徴とする。
【0020】
本発明の画像復号装置は、画像を分割した領域ごとの動き補償のための予測画像を作成する動き補償部と、復号部で使用する予測画像を、動き補償部で作成した予測画像とグローバル動き補償部において作成した予測画像とから選択する動き補償選択部とを備えることを特徴とする。
【0021】
本発明の画像符号化方法は、現フレームの画像が入力される画像入力過程と、フレーム間予測符号化により、入力画像が符号化される符号化過程と、フレーム間予測符号化により、符号化データが復号される復号過程と、グローバル動きベクトルが入力されるグローバル動きベクトル入力過程と、グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償過程とを有する画像符号化方法であり、複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶過程と、参照画像メモリの中から1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択過程と、複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積過程と、前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトル,及びグローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去のグローバル動きベクトルから、現フレームと参照画像メモリとに蓄積した画像の間のグローバル動きベクトルが作成されるグローバル動きベクトル追跡過程と
を有することを特徴とする。
【0022】
本発明の画像符号化方法は、画像を分割した領域ごとの動きベクトルが入力される動きベクトル入力過程と、前記領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償過程と、前記符号化過程と前記復号過程とで使用される予測画像を、前記動き補償過程において作成した予測画像と、前記グローバル動き補償過程で作成した予測画像とから選択する動き補償選択過程とを有することを特徴とする。
【0023】
本発明の画像復号方法は、現フレームの符号化データが入力される符号化データ入力過程と、フレーム間予測符号化を用いて符号化データが復号される復号過程と、グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償過程とを有する画像復号方法であり、複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶過程と、参照画像メモリの中から、1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択過程と、複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積過程と、前記符号化データ入力過程において得られるグローバル動きベクトル、及びグローバル動きベクトル蓄積過程において蓄積された過去のグローバル動きベクトルから、現フレームと参照画像メモリに蓄積した画像との間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡過程とを有することを特徴とする。
【0024】
本発明の画像復号方法は、画像を分割した領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償過程と、復号過程において使用される予測画像を、動き補償過程において作成された予測画像とグローバル動き補償過程において作成された予測画像とから選択する動き補償選択部過程とを備えることを特徴とする。
【0025】
本発明の画像符号化プログラムは、現フレームの画像が入力される画像入力処理と、フレーム間予測符号化により、入力画像が符号化される符号化処理と、フレーム間予測符号化により、符号化データが復号される復号処理と、グローバル動きベクトルが入力されるグローバル動きベクトル入力処理と、グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償処理とを有する上記画像復号装置を動作させる画像符号化プログラムであり、複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶処理と、参照画像メモリの中から1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択処理と、複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトル,及びグローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去のグローバル動きベクトルから、現フレームと参照画像メモリとに蓄積した画像の間のグローバル動きベクトルが作成されるグローバル動きベクトル追跡処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【0026】
本発明の画像符号プログラムは、現フレームの符号化データが入力される符号化データ入力処理と、フレーム間予測符号化を用いて符号化データが復号される復号処理と、グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償処理とを有し、上記画像復号装置を動作させる画像復号プログラムであり、複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶処理と、参照画像メモリの中から、1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択処理と、複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、前記符号化データ入力処理において得られるグローバル動きベクトル、及びグローバル動きベクトル蓄積処理において蓄積された過去のグローバル動きベクトルから、現フレームと参照画像メモリに蓄積した画像との間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【0027】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、現フレームの画像が入力される画像入力処理と、フレーム間予測符号化により、入力画像が符号化される符号化処理と、フレーム間予測符号化により、符号化データが復号される復号処理と、グローバル動きベクトルが入力されるグローバル動きベクトル入力処理と、グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償処理とを有する上記画像復号装置を動作させる画像符号化プログラムを記録した記録媒体であり、複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶処理と、参照画像メモリの中から1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択処理と、複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトル,及びグローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去のグローバル動きベクトルから、現フレームと参照画像メモリとに蓄積した画像の間のグローバル動きベクトルが作成されるグローバル動きベクトル追跡処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする画像符号化プロラムを記録している。
【0028】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、現フレームの符号化データが入力される符号化データ入力処理と、フレーム間予測符号化を用いて符号化データが復号される復号処理と、グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償処理とを有し、請求項4または請求項5に記載の画像復号装置を動作させる画像復号プログラムを記録した記録媒体であり、複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶処理と、参照画像メモリの中から、1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択処理と、複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、前記符号化データ入力処理において得られるグローバル動きベクトル、及びグローバル動きベクトル蓄積処理において蓄積された過去のグローバル動きベクトルから、現フレームと参照画像メモリに蓄積した画像との間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする画像復号プロラムを記録している。
【0029】
本発明の画像符号化装置は、グローバル動きベクトル蓄積部に、過去にグローバル動きベクトル入力部から得られらたグローバル動きベクトルを蓄積する場合、これらのグローバル動きベクトルと、現フレームと直前フレームとの間のグローバル動きベクトルとから、現フレームと過去のフレームとの間のグローバル動きベクトルを計算することができる。
【0030】
このため、本発明の画像符号化装置によれば、計算して求めた上記グローバル動きベクトルを使って、参照画像メモリに蓄積した同時刻の参照画像から予測画像を作成し、グローバル動き補償を行うことができるため、参照画像毎に、過去のフレームとの間のグローバル動きベクトルを符号化する必要が無く、画像圧縮における符号化効率を向上することができる。
【0031】
また、上記グローバル動きベクトル蓄積部には、グローバル動きベクトル追跡部に、直前のフレームの符号化時に求めたグローバル動きベクトルを蓄積することも可能である。
さらに、本発明の画像符号化装置においては、現画像の符号化に対して、フレーム毎に参照画像を選択することも、マクロブロック等の領域毎に参照画像を選択することも可能である。
【0032】
本発明の画像符号化装置において、領域毎に参照画像を選択する場合には、グローバル動きベクトル追跡部で複数フレーム分のグローバル動きベクトルを求めておき、グローバル動き補償部では、予測画像を生成するとき、グローバル動きベクトルから入力されるグローバル動きベクトルとともに、グローバル動きベクトル追跡で求めたグローバル動きベクトルも同時に選択して使用する。
【0033】
また、通常のマクロブロック等の領域毎の動き補償で作った予測画像と、グローバル動き補償で作った予測画像とから符号化部と復号部とで使用する予測画像を、領域毎に選択することが可能である。
これにより、前景と背景とがある入力画像において、前景に通常の動き補償で作成した予測画像を用い、背景にグローバル動き補償で作成した予測画像を用いることが可能となり、動きに対応した符号化方式を選択することにより、画像圧縮における符号化効率を向上させることができる。
【0034】
加えて、通常の動き補償で使用する動きベクトルを複数フレーム分備えておき、参照画像と動きベクトルとを同時に選択することができる。
これにより、前景のマクロブロックの符号化において、通常の動き補償による符号化を行う場合、複数フレーム分の画像を参照画像に用いることができるため、符号化で参照できる予測画像の数を、従来に比較して増加させることができ、画像圧縮における符号化効率を向上させることができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下、画像符号化装置及び画像復号装置の順に、本発明の実施形態の説明を行う。
<画像符号化装置>
図1は本発明の一実施形態による画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。
この図における画像符号化装置は、例えば、マクロブロック単位に、通常の動き補償とグローバル動き補償とのいずれかを行い、通常の動き補償による符号化の場合、動きベクトル入力部104に複数フレーム分の動きベクトルの情報が入力される例である。
【0036】
この画像符号化装置は、画像入力部101,符号化部102,復号部103,グローバル動きベクトル入力部105,グローバル動き補償部109,参照画像メモリ111,参照画像選択部112,グローバル動きベクトル蓄積部107,グローバル動きベクトル追跡部106,動きベクトル入力部104,動き補償部108,動き補償選択部110の他に,参照画像選択部112によって選択された参照画像それぞれに対して動き補償部108とグローバル動き補償部109とで作成された予測画像と,現画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を選択する差分評価部113を備えている。
【0037】
ここで、差分評価部113は、予測画像と現画像との差分をマクロブロック内の絶対値差分和Wにより計算し、この絶対値差分和が最も小さい予測誤差を、差分が最も小さいものとして出力する。
グローバル動きベクトルは、フレーム画面の画面四頂点P,Q,R,Sの動きベクトルを、動きベクトル(PX,PY),(QX,QY),(RX,RY),(SX,SY)の組で表すものとする。ここでは、簡略化するため、グローバル動きベクトルGMVに対して、それぞれの値をGMV1〜GMV8で表すものとする。例えば、動きベクトル(PX,PY)=(GMV1,GMV2)とする。
【0038】
また、前提として、予め、参照画像メモリ111には、3フレーム分の画像を蓄積することができることとする。
それら3フレーム分の画像が画像PA,PB,PCで表され、現画像がPDで表されるとする.
動きベクトル入力部104は、例えば、3フレーム分の動きベクトルを入力し、現画像PDと、画像PA,PB,PC各々との間の動きベクトルを、それぞれ動きベクトルMAD,MBD,MCDと表す。
【0039】
グローバル動きベクトル蓄積部107には,画像PA及び画像PBの間のグローバル動きベクトルGMABと、画像PB及び画像PCの間のグローバル動きベクトルGMBCとが蓄積されている。
グローバル動きベクトル入力部105は、現画像PDと画像PCとの間のグローバル動きベクトルGMCDを入力するものとする。
ここで、GMCD,GMAB,GMBCは、それぞれ上記の四頂点P,Q,R,Sの動きベクトル(PX,PY),(QX,QY),(RX,RY),(SX,SY)の組で表される。
【0040】
上述したような前提において、本願発明の画像符号化装置における、現画像PD内のマクロブロックの符号化処理について説明する。
まず、参照画像選択部112は、参照画像メモリ111から、参照画像PCが選択されるように、参照画像切り替え部120の接続を切り替える。
これにより、参照画像PCは、参照画像切り替え部120を介して、参照画像メモリ111から、動き補償部108及びグローバル動き補償部109へ供給される。
【0041】
また、参照画像選択部112は、動きベクトル入力部104から、動きベクトルMCDが選択されるように、動きベクトル切り替え部121の接続を切り替える。
これにより、動きベクトルMCDは、動きベクトル切り替え部121を介して、動きベクトル入力部104から、動き補償部108へ供給される。
そして、動き補償部108は、動きベクトルMCDを使って、予測画像LCの作成を行う。
【0042】
また、グローバル動き補償部109は、グローバル動きベクトルGMCDを使って、予測画像GCの作成を行う。
次に、動き補償選択部110は、補償切り替え部122の接続を切り替え、予測画像LCが動き補償部108から差分評価部113へ供給される状態とする。
これにより、差分評価部113は、現画像PDと予測画像LCとの絶対値差分和WLCを求める。
【0043】
そして、動き補償選択部110は、差分評価部113が絶対差分和WLCを求めた後、補償切り替え部122の接続を切り替え、予測画像GCがグローバル動き補償部109から差分評価部113へ供給される状態とする。
これにより、差分評価部113は、現画像PDと予測画像GCとの絶対値差分和WGCを求める。
【0044】
次に、参照画像選択部112は、参照画像メモリ111から、参照画像PBが選択されるように、参照画像切り替え部120の接続を切り替える。
これにより、参照画像PBは、参照画像切り替え部120を介して、参照画像メモリ111から、動き補償部108及びグローバル動き補償部109へ供給される。
また、参照画像選択部112は、動きベクトル入力部104から、動きベクトルMBDが選択されるように、動きベクトル切り替え部121の接続を切り替える。
【0045】
これにより、動きベクトルMBDは、動きベクトル切り替え部121を介して、動きベクトル入力部104から、動き補償部108へ供給される。
そして、動き補償部108は、動きベクトルMBDを使って、予測画像LBの作成を行う。
そして、グローバル動きベクトル追跡部106は、グローバル動きベクトルGMCDと、グローバル動きベクトル蓄積部107に蓄積されているグローバル動きベクトルGMBCとから、グローバル動きベクトルGMBDを求める。
【0046】
ここで、グローバル動きベクトルGMBDは、以下に示す式(1)の演算により求められる。
GMBDi = GMBCi + GMCDi (i=1〜8) ……(1)
そして、グローバル動き補償部109は、グローバル動きベクトルGMBDを求めた後、このグローバル動きベクトルGMBDを使って、予測画像GBの作成を行う。
【0047】
次に、動き補償選択部110は、補償切り替え部122の接続を切り替え、予測画像LBが動き補償部108から差分評価部113へ供給される状態とする。
これにより、差分評価部113は、現画像PDと予測画像LBとの絶対値差分和WLBを求める。
そして、動き補償選択部110は、差分評価部113が絶対差分和WLBを求めた後、補償切り替え部122の接続を切り替え、予測画像GBがグローバル動き補償部109から差分評価部113へ供給される状態とする。
これにより、差分評価部113は、現画像PDと予測画像GBとの絶対値差分和WGBを求める。
【0048】
次に、参照画像選択部112は、参照画像メモリ111から、参照画像PAが選択されるように、参照画像切り替え部120の接続を切り替える。
これにより、参照画像PAは、参照画像切り替え部120を介して、参照画像メモリ111から、動き補償部108及びグローバル動き補償部109へ供給される。
また、参照画像選択部112は、動きベクトル入力部104から、動きベクトルMADが選択されるように、動きベクトル切り替え部121の接続を切り替える。
【0049】
これにより、動きベクトルMADは、動きベクトル切り替え部121を介して、動きベクトル入力部104から、動き補償部108へ供給される。
そして、動き補償部108は、動きベクトルMADを使って、予測画像LAの作成を行う。
そして、グローバル動きベクトル追跡部106は、グローバル動きベクトルGMADと、グローバル動きベクトル蓄積部107に蓄積されているグローバル動きベクトルGMABとから、グローバル動きベクトルGMADを求める。
【0050】
ここで、グローバル動きベクトルGMADは、以下に示す式(2)の演算により求められる。
GMADi = GMABi+GMBCi+GMCDi (i=1〜8) ……(2)
そして、グローバル動き補償部109は、グローバル動きベクトルGMABを求めた後、このグローバル動きベクトルGMADを使って、予測画像GAの作成を行う。
【0051】
次に、動き補償選択部110は、補償切り替え部122の接続を切り替え、予測画像LAが動き補償部108から差分評価部113へ供給される状態とする。
これにより、差分評価部113は、現画像PDと予測画像LAとの絶対値差分和WLAを求める。
そして、動き補償選択部110は、差分評価部113が絶対差分和WLAを求めた後、補償切り替え部122の接続を切り替え、予測画像GAがグローバル動き補償部109から差分評価部113へ供給される状態とする。
これにより、差分評価部113は、現画像PDと予測画像GAとの絶対値差分和WGAを求める。
【0052】
次に、差分評価部113は、絶対値差分和WLA,WGA,WLB,WGB,WLC,WGCのいずれが最小値であるかの判定を行う。
そして、符号化部102は、絶対値差分和が最小値である予測画像を、実際に用いる予測画像として符号化を行う。
そして、符号化部102は、予測画像の作成に用いた参照画像を指定する参照画像選択フラグFpと、動き補償部108からの予測画像なのか,またはグローバル動き補償部109からの予測画像なのかを指定する動き選択フラグFmとを符号化データに含める。
【0053】
また、符号化部102は、動き補償部108からの予測画像が最小値と判定された場合に、予測画像を生成するときに用いた動きベクトルを動きベクトルMVとし、この動きベクトルMVを符号化データに含める。
一方、符号化部102は、グローバル動き補償部109からの予測画像が最小値と判定された場合、動きベクトルMVを符号化データに含めない。
また,復号部103は、復号した画像を参照画像メモリ111に蓄積する。
そして、本願発明の画像符号化装置は、以上の手順をすべてのマクロブロックに対して繰り返し処理する。
【0054】
また、符号化部102は、マクロブロックの符号化が開始されたとき、画像PDの符号化データの開始時点の符号化データに、符号化されたグローバル動きベクトルの添付を行う
すなわち、符号化部102は、フレーム単位毎に、フレーム(例えば、画像PD)の最初の符号化データに対して、符号化されたグローバル動きベクトルの添付を行う。
なお、グローバル動きベクトル追跡部106は、グローバル動きベクトルGMCDをグローバル動きベクトル蓄積部107に蓄積する。
【0055】
上述した本発明の画像符号化装置によれば、直前の画像とのグローバル動きベクトルに基づき、各参照画像毎の動きベクトルを作成する構成を設けることにより、フレーム単位で1つのグローバル動きベクトルを符号化データに含めるだけで済むので、各マクロブロック毎の参照画像にグローバル動きベクトルを符号化し添付する必要がないため、画像圧縮処理全体の符号化効率を向上させることが可能となる。
【0056】
<画像復号装置>
次に、図面を参照して本発明の画像復号装置の実施形態について説明する。図2は、本発明の一実施形態による画像復号装置の構成例を示すブロック図である。
本発明の画像復号装置は、少なくとも、符号化データ入力部214,復号部203,グローバル動き補償部208,参照画像メモリ211,参照画像選択部212,グローバル動きベクトル蓄積部207,グローバル動きベクトル追跡部206,動き補償部208,動き補償選択部210から構成されている。
【0057】
以下、本発明の画像復号装置により、すでに述べた本発明の画像符号化装置において得られた符号化データが復号される手順を示す。
前提として、参照画像メモリ211は、予め、3フレーム分の画像を蓄積することができる。ここで、参照画像メモリ211に蓄積される画像を、各々画像PA,PB,PCで表すこととする。
また、グローバル動きベクトル蓄積部207には、画像PA及び画像PBの間のグローバル動きベクトルGMABと、画像PB及び画像PCの間のグローバル動きベクトルGMBCとが蓄積されているものとする。
【0058】
上述した前提において、符号化データ入力部214には、上記画像符号化装置から画像PDの符号化データが入力される。
ここで、復号部203は、画像PDの符号化データに含まれるグローバル動きベクトルGMCDの復号を行う。
次に、復号部203は、順次入力されるマクロブロック毎に、参照画像選択フラグFpと動き選択フラグFmとの復号を行う。
【0059】
そして、この復号された参照画像選択フラグFpと動き選択フラグFmとに基づき、マクロブロック単位で復号を行う。
以下に、参照画像選択フラグFpと動き選択フラグFmとに基づく復号手順の説明を行う。
すなわち、動き選択フラグFmが通常の動き補償を用いていることを示す場合と、グローバル動き補償を用いていることを示す場合との、2つの復号例を説明する。
【0060】
(a)参照画像選択フラグFpが参照画像PBを示し、動き選択フラグFmがグローバル動き補償を用いていることを示している場合の復号手順の説明を行う。
参照画像選択部212は、参照画像選択フラグFpが参照画像PBを示していることにより、参照画像メモリ211から参照画像PBが供給されるように、参照画像切り替え部220の接続状態を変更する。
また、グローバル動きベクトル追跡部206は、グローバル動きベクトルGMCDと、グローバル動きベクトル蓄積部207に蓄積されているグローバル動きベクトルGMBCとに基づき、グローバル動きベクトルGMBDを、式(1)に基づいた演算により求める。
【0061】
これにより、グローバル動き補償部209は、グローバル動きベクトル追跡部206の求めたグローバル動きベクトルGMBDを使って、参照画像PBから予測画像GBを作成する。
そして、動き補償選択部210は、グローバル動き補償を用いたことを示す動き選択フラグFmに基づき、復号部203に対して、グローバル動き補償部209の作成した予測画像GBが供給されるように、補償切り替え部222の接続状態を変更する。
【0062】
すなわち、動き補償選択部210は、グローバル動き補償部209の作成した予測画像GBを復号部203の復号に用いる予測画像として選択する。
次に、復号部203は、動き補償選択部210により設定された予測画像GBを使って、画像PDの符号化データの復号を行う。
そして、復号部203は、画像PDの符号化データの復号画像を、参照画像メモリ211に蓄積する。
【0063】
(b)参照画像選択フラグFpが参照画像PAを示し、動き選択フラグFmが通常の動き補償を用いていることを示している場合の復号手順の説明を行う。
参照画像選択部212は、参照画像選択フラグFpが参照画像PAを示していることにより、参照画像メモリ211から参照画像PAが供給されるように、参照画像切り替え部220の接続状態を変更する。
また、復号部203は、入力される符号化データに含まれる動きベクトルMVを復号し、動き補償部208へ出力する。
【0064】
これにより、動き補償部208は、上記動きベクトルMV(すなわち、動きベクトルMAD)を使って、参照画像PAから予測画像LAを作成する。
そして、動き補償選択部210は、通常の動き補償を用いたことを示す動き選択フラグFmに基づき、復号部203に対して、動き補償部208の作成した予測画像LAが供給されるように、補償切り替え部222の接続状態を変更する。
【0065】
すなわち、動き補償選択部210は、動き補償部208の作成した予測画像LAを復号部203の復号に用いる予測画像として選択する。
次に、復号部203は、動き補償選択部210により設定された予測画像LAを使って、画像PDの符号化データの複号を行う。
そして、復号部203は、画像PDの符号化データの復号画像を、参照画像メモリ211に蓄積する。
【0066】
上述したように、各マクロブロックの符号化に際して、通常の動き補償またはグローバル動き補償のいずれを用いたのかを示す動き選択フラグFmに基づき、各々のマクロブロックの復号処理を繰り返して行う。
なお、グローバル動きベクトルGMCDを、グローバル動きベクトル蓄積部207に蓄積する。
【0067】
上述した本発明の画像復号装置によれば、フレームにおいて1つのグローバル動きベクトル(圧縮する画像と、この画像の直前の画像とのグローバル動きベクトル)が設定されており、このグローバル動きベクトルに基づき、他のグローバルベクトルを式(1),(2)に基づく演算から求めることができるため、マクロブロックの参照画像毎にグローバル動きベクトルを復号することなく、すなわち、各フレーム(例えば、画像PD)の復号に際して複数のグローバル動きベクトルを復号することないため、符号化データのデータ量を削減することができ、画像圧縮処理全体の符号化効率を向上させることが可能である。
【0068】
本実施形態による画像符号化装置において、動きベクトル入力部104が複数フレーム分の動きベクトルを入力する構成で説明したが、1フレーム分の動きベクトルを入力するようにしても良い。
この場合、動き補償部108においては、入力する動きベクトルが対象とする参照画像に対してのみ、予測画像の作成を行う。
【0069】
また、本実施形態では、画像符号化装置と画像復号装置とにおいて、通常の動き補償とグローバル動き補償とを選択したが、グローバル動き補償のみを行うように構成することも可能である。
この場合には、画像符号化装置に動きベクトル入力部104と、動き補償部108と、動き補償選択部110とを備えず、また、画像復号装置に動き補償部208と、動き補償選択部210とを備えない構成とする。
また、全てがグローバル動き補償を使用することとなるため、符号化データに動き選択フラグFmと動きベクトルMVとを含める必要がない。
【0070】
なお、上記した本発明実施形態においては、画像符号化装置及び画像復号装置のそれぞれで実行される手順をコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明の利用者属性登録情報自動更新装置が実現されるものとする。ここでいうコンピュータシステムとは、OSや周辺機器等のハードウアを含むものである。
【0071】
更に、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のシステムやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【0072】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
【0073】
以上、本発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【0074】
【発明の効果】
本発明の画像符号化装置及び画像復号装置によれば、過去のグローバル動きベクトルと、現フレームと直前フレームとの間のグローバル動きベクトルとに基づき、現フレームと過去のフレームとの間のグローバル動きベクトルを計算することが可能である。
【0075】
そして、本発明の画像符号化装置及び画像復号装置は、計算して求めた上記グローバル動きベクトルを使い、参照画像メモリに蓄積した同時刻の参照画像から予測画像を作り、グローバル動き補償を行うことができる。
このため、本発明の画像符号化装置及び画像復号装置は、マクロブロックの参照画像毎に、現時刻のフレーム(符号化する画像)と過去のフレーム(参照する画像)との間のグローバル動きベクトルを符号化する必要が無いため、画像圧縮全体における符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】 本発明の一実施形態による画像復号装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
101 画像入力部
102 符号化部
103,203 復号部
104 動きベクトル入力部
105 グローバル動きベクトル入力部
106 グローバル動きベクトル追跡部
107 グローバル動きベクトル蓄積部
108,208 動き補償部
109,209 グローバル動き補償部
110,210 動き補償選択部
111,211 参照画像メモリ
112,212 参照画像選択部
113 差分評価部
120,220 参照画像切り替え部
121 動きベクトル切り替え部
122,222 補償切り替え部
214 符号化データ入力部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus and method for encoding an image by using a correlation between successive images (frames) and reducing the amount of encoded information by motion compensation.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of the information-oriented society, there has been a great demand for integration of images and sounds in communication media, that is, audio visualization, and video conferences, videophone systems, etc. have been put into practical use as an example.
In such an image processing system, in order to realize economical image communication, an image encoding technique for compressing a moving image is essential.
[0003]
As an image encoding technique for compressing this moving image, there is an inter-frame predictive encoding method that uses the correlation between consecutive images (frames) and reduces the amount of encoded information by motion compensation.
In moving picture coding using inter-frame predictive coding, there is a reference picture selection coding method that selects a plurality of reference pictures in units of frames or macroblocks.
[0004]
In the Annex N or Annex U of the moving picture coding scheme H.263 (ITU-T international standard for moving picture coding scheme) which is a reference picture selective coding scheme, the encoder includes a reference picture memory that can store a plurality of decoded pictures in advance. The encoded data of each frame is decoded and the decoded image is stored in the reference image memory.
[0005]
When each macroblock is encoded, an image of an appropriate frame is selected from the reference image memory, and encoding and decoding are performed using the selected image as a reference image.
The decoder also includes a reference image memory that can store a plurality of decoded images in advance. When the encoded data of each frame is decoded, the decoded images are stored in this memory.
[0006]
When each macroblock is decoded, an image of an appropriate frame is selected from the reference image memory, and decoding is performed using it as a reference image. In this method, since the number of prediction image candidates used in inter-frame prediction increases, it is possible to generally improve the coding efficiency.
In addition, there is a global motion compensation encoding method that performs interframe prediction encoding using a motion vector (referred to as a global motion vector) of the entire screen in moving image encoding using interframe prediction encoding.
[0007]
In this global motion compensation encoding method, camera parameters such as pan and zoom can be expressed by a global motion vector, compared to a normal motion compensation encoding method using a motion vector for each macroblock.
For this reason, the global motion compensation encoding method can encode the motion vectors for each macroblock as a global motion vector when encoding a moving image with camera parameters. Compared to the method, the coding efficiency in image compression can be improved.
[0008]
For example, in MPEG-4, the motion vectors at the four vertices of the screen are encoded as global motion vectors.
Thus, in an image in which the entire screen is uniformly panned horizontally by camera movement or the like, the motion vectors at the four vertices may be encoded so that the screen pans horizontally.
In this case, the motion vector for each macroblock is a zero vector because the motion of the entire screen is expressed as a motion vector.
[0009]
Further, in the global motion compensation encoding method, it is possible to select whether to perform encoding using the global motion compensation method or normal motion compensation method for each macroblock.
The ability to select this compensation method is effective when backgrounds and foregrounds with different motions are mixed in the same screen, that is, when global motions and local motions are mixed. is there.
For example, a global motion vector is used for macroblocks in the background region, while a macroblock motion vector is used for macroblocks in the foreground region without using a global motion vector, thereby reducing the amount of data to be compensated. Correspondingly, a more effective encoding method can be selected.
[0010]
Here, if it is possible to select whether to encode using the global motion compensation method or the normal motion compensation method, the image encoding device encodes information specifying which motion compensation is used. Yes.
Hereinafter, in the global motion compensation method described in the present application, “information specifying which motion compensation is used” is referred to as a “motion selection flag”.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
When the reference image selection encoding method and the global motion compensation encoding method are combined, a global motion vector is obtained and global motion compensation encoding is performed for each of a plurality of reference images stored in the reference image memory of the encoder. .
At this time, the encoder needs to include a global motion vector for each reference image in the encoded data.
Furthermore, the encoder needs to include in the encoded data the above-described motion selection flag information that specifies the reference image for each macroblock and whether to use the global motion vector.
[0012]
However, the current frame (compression target frame) generally tends to have the smallest difference from the immediately preceding frame.
Therefore, many macroblocks often designate the immediately preceding frame as a reference image, and conversely, the number of macroblocks that designate a frame other than the immediately preceding frame as a reference image is small.
[0013]
Therefore, even if the global motion vector is encoded except for the immediately preceding frame, since there are not many macroblocks that use the global motion vector, unnecessary information that is not used is encoded and attached to the encoded data. .
This leads to a decrease in encoding efficiency.
[0014]
Further, in the encoding method combining the reference image selection encoding method and the global motion compensation encoding method described above, a global motion vector is selected in order to select whether to encode using a global motion vector for each macroblock. In many cases, the number of macroblocks that use is reduced compared to the case of only the global motion compensation encoding method, and the encoding efficiency of the entire encoding process is reduced.
[0015]
The present invention has been made under such a background. When the global motion compensation encoding method is used, encoding of one global motion vector is not performed for each of a plurality of reference images. It is an object of the present invention to provide an image encoding device and an image decoding device that improve the encoding efficiency of the entire image compression.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
An image encoding apparatus according to the present invention includes an image input unit that inputs an image of the current frame, an encoding unit that encodes an input image using inter-frame prediction encoding, and encoding using inter-frame prediction encoding. An image encoding apparatus comprising: a decoding unit that decodes data; a global motion vector input unit that inputs a global motion vector; and a global motion compensation unit that creates a predicted image for global motion compensation. A reference image memory for storing decoded images, a reference image selection unit for selecting one image from the reference image memory as a reference image, a global motion vector storage unit for storing a plurality of past global motion vectors, and the global The global motion vector input from the motion vector input unit and the past stored in the global motion vector storage unit From the global motion vector, characterized in that it comprises a global motion vector tracking unit that creates a global motion vector between the images stored in the reference image memory and the current frame.
[0017]
The image encoding device of the present invention includes a motion vector input unit that inputs a motion vector for each region obtained by dividing an image, a motion compensation unit that creates a predicted image for motion compensation for each region, and the encoding unit. And a decoding unit that selects a prediction image used in the decoding unit from a prediction image created in the motion compensation unit and a prediction image created in the global motion compensation unit.
[0018]
In the image encoding device of the present invention, the motion vector input unit inputs a plurality of frames of motion vectors for a plurality of reference images, and the reference image selection unit selects a reference image and a motion vector. Features.
[0019]
An image decoding apparatus according to the present invention includes an encoded data input unit that inputs encoded data of a current frame, a decoding unit that decodes encoded data using inter-frame predictive encoding, and a predicted image for global motion compensation A reference image memory for storing decoded images for a plurality of frames, a reference image selection unit for selecting one image from the reference image memory as a reference image, A global motion vector storage unit that stores a plurality of past global motion vectors, a global motion vector obtained from the encoded data input unit, and a past global motion vector stored in the global motion vector storage unit. A global motion vector that creates a global motion vector between the frame and the image stored in the reference image memory Characterized in that it comprises a Le tracking unit.
[0020]
The image decoding apparatus according to the present invention includes a motion compensation unit that creates a predicted image for motion compensation for each region into which an image is divided, and a predicted image used in the decoding unit, a predicted image created by the motion compensation unit, and a global motion And a motion compensation selection unit that selects from the predicted image created in the compensation unit.
[0021]
The image encoding method according to the present invention includes an image input process in which an image of the current frame is input, an encoding process in which an input image is encoded by inter-frame predictive encoding, and an inter-frame predictive encoding. An image encoding method comprising: a decoding process in which data is decoded; a global motion vector input process in which a global motion vector is input; and a global motion compensation process in which a prediction image for global motion compensation is created. A reference image storage process in which decoded images for frames are accumulated in the reference image memory, a reference image selection process in which one image is selected as a reference image from the reference image memory, and a plurality of past global motion vectors are accumulated. A global motion vector accumulation process, a global motion vector input from the global motion vector input unit, Past the global motion vector of the accumulated fine global motion vector storage unit, and a global motion vector tracking process global motion vector between the images stored in the reference image memory and the current frame is created
It is characterized by having.
[0022]
The image coding method of the present invention includes a motion vector input process in which a motion vector for each region into which an image is divided is input, a motion compensation process in which a prediction image for motion compensation for each region is created, and the code A motion compensation selection process for selecting a prediction image used in the decoding process and a prediction image created in the motion compensation process and a prediction image created in the global motion compensation process. And
[0023]
The image decoding method of the present invention includes an encoded data input process in which encoded data of a current frame is input, a decoding process in which encoded data is decoded using inter-frame predictive encoding, and global motion compensation. A global motion compensation process in which a predicted image is generated, and a reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are stored in a reference image memory; In a reference image selection process selected as a reference image, a global motion vector accumulation process in which a plurality of past global motion vectors are accumulated, a global motion vector obtained in the encoded data input process, and a global motion vector accumulation process The image stored in the current frame and reference image memory from the accumulated past global motion vector. And having a global motion vector tracking process of creating a global motion vector between.
[0024]
The image decoding method according to the present invention includes a motion compensation process in which a predicted image for motion compensation is created for each region into which an image is divided, and a predicted image used in the decoding process. And a motion compensation selection unit process for selecting from the predicted image created in the global motion compensation process.
[0025]
The image encoding program according to the present invention includes an image input process in which an image of the current frame is input, an encoding process in which an input image is encoded by inter-frame prediction encoding, and an encoding by inter-frame prediction encoding. An image for operating the image decoding apparatus, comprising: a decoding process for decoding data; a global motion vector input process for inputting a global motion vector; and a global motion compensation process for generating a prediction image for global motion compensation A reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are accumulated in a reference image memory, a reference image selection process in which one image is selected as a reference image from the reference image memory, and a plurality of frames. Global motion vector accumulation processing in which past global motion vectors are accumulated, and the global motion vector input Global motion vector tracking in which a global motion vector between the current frame and the image stored in the reference image memory is created from the global motion vector input from the past and the past global motion vector stored in the global motion vector storage unit The processing is executed by a computer.
[0026]
The image encoding program of the present invention includes an encoded data input process for inputting encoded data of a current frame, a decoding process for decoding encoded data using inter-frame predictive encoding, and a global motion compensation A reference image storage process in which a decoded image for a plurality of frames is stored in a reference image memory; and a reference image Reference image selection processing in which one image is selected as a reference image from the memory, global motion vector storage processing in which a plurality of past global motion vectors are stored, and global motion obtained in the encoded data input processing From past global motion vectors accumulated in vector and global motion vector accumulation processing Characterized in that to perform the global motion vector tracing process of creating a global motion vector between the stored image in the reference image memory and the current frame to the computer.
[0027]
The computer-readable recording medium of the present invention includes an image input process in which an image of the current frame is input, an encoding process in which an input image is encoded by inter-frame predictive encoding, and an inter-frame predictive encoding. Operates the image decoding apparatus including a decoding process for decoding encoded data, a global motion vector input process for inputting a global motion vector, and a global motion compensation process for generating a prediction image for global motion compensation A reference image storage process in which a plurality of frames of decoded images are stored in a reference image memory, and one image is selected as a reference image from the reference image memory Image selection processing and global motion vector storage processing in which multiple past global motion vectors are stored A global motion vector between the current frame and the image stored in the reference image memory is created from the global motion vector input from the global motion vector input unit and the past global motion vector stored in the global motion vector storage unit. An image encoding program characterized by causing a computer to execute the global motion vector tracking process is recorded.
[0028]
The computer-readable recording medium of the present invention includes an encoded data input process in which encoded data of a current frame is input, a decoding process in which encoded data is decoded using inter-frame predictive encoding, and global motion compensation And a global motion compensation process for generating a predicted image for recording, and a recording medium on which an image decoding program for operating the image decoding device according to claim 4 is recorded, and decoding for a plurality of frames Reference image storage processing in which an image is stored in a reference image memory, reference image selection processing in which one image is selected as a reference image from the reference image memory, and a global in which a plurality of past global motion vectors are stored Motion vector accumulation processing, global motion vector obtained in the encoded data input processing, and global motion vector An image characterized by causing a computer to execute global motion vector tracking processing for creating a global motion vector between a current frame and an image stored in a reference image memory from past global motion vectors stored in the storage processing The decryption program is recorded.
[0029]
The image coding apparatus according to the present invention, when storing global motion vectors obtained from the global motion vector input unit in the past in the global motion vector storage unit, the global motion vector, the current frame and the previous frame. The global motion vector between the current frame and the past frame can be calculated from the global motion vector between.
[0030]
Therefore, according to the image coding apparatus of the present invention, a predicted image is created from a reference image at the same time stored in the reference image memory using the calculated global motion vector, and global motion compensation is performed. Therefore, it is not necessary to encode the global motion vector between the past frames for each reference image, and the encoding efficiency in image compression can be improved.
[0031]
The global motion vector storage unit can also store the global motion vector obtained at the time of encoding the immediately preceding frame in the global motion vector tracking unit.
Furthermore, in the image coding apparatus according to the present invention, it is possible to select a reference image for each frame or to select a reference image for each region such as a macroblock for coding a current image.
[0032]
In the image encoding device of the present invention, when a reference image is selected for each region, a global motion vector tracking unit obtains global motion vectors for a plurality of frames, and the global motion compensation unit generates a predicted image. At the same time, the global motion vector obtained from the global motion vector tracking is selected and used together with the global motion vector input from the global motion vector.
[0033]
In addition, a prediction image used by the encoding unit and the decoding unit is selected for each region from a prediction image created by motion compensation for each region such as a normal macroblock and a prediction image created by global motion compensation. Is possible.
As a result, in an input image with a foreground and a background, it is possible to use a predicted image created by normal motion compensation for the foreground and a predicted image created by global motion compensation for the background, and encoding corresponding to the motion By selecting a method, it is possible to improve the coding efficiency in image compression.
[0034]
In addition, it is possible to prepare a plurality of frames of motion vectors to be used in normal motion compensation, and simultaneously select a reference image and a motion vector.
As a result, when encoding by normal motion compensation is performed in the encoding of the foreground macroblock, an image for a plurality of frames can be used as a reference image. The coding efficiency in image compression can be improved.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the order of an image encoding device and an image decoding device.
<Image encoding device>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image encoding device according to an embodiment of the present invention.
The image encoding apparatus in this figure performs, for example, normal motion compensation or global motion compensation in units of macroblocks, and in the case of encoding by normal motion compensation, the motion
[0036]
The image encoding apparatus includes an
[0037]
Here, the
The global motion vector is a set of motion vectors (PX, PY), (QX, QY), (RX, RY), and (SX, SY). It shall be expressed as Here, for the sake of simplification, the respective values for the global motion vector GMV are represented by GMV1 to GMV8. For example, the motion vector (PX, PY) = (GMV1, GMV2).
[0038]
As a premise, it is assumed that images of three frames can be stored in the reference image memory 111 in advance.
Assume that these three frames of images are represented by images PA, PB, and PC, and the current image is represented by PD.
For example, the motion
[0039]
The global motion vector storage unit 107 stores a global motion vector GMAB between the images PA and PB and a global motion vector GMBC between the images PB and PC.
The global motion
Here, GMCD, GMAB, and GMBC are combinations of the motion vectors (PX, PY), (QX, QY), (RX, RY), and (SX, SY) of the four vertices P, Q, R, and S, respectively. It is represented by
[0040]
Based on the premise described above, the encoding process of the macroblock in the current image PD in the image encoding apparatus of the present invention will be described.
First, the reference image selection unit 112 switches the connection of the reference image switching unit 120 so that the reference image PC is selected from the reference image memory 111.
Accordingly, the reference image PC is supplied from the reference image memory 111 to the
[0041]
The reference image selection unit 112 switches the connection of the motion vector switching unit 121 so that the motion vector MCD is selected from the motion
Thus, the motion vector MCD is supplied from the motion
Then, the
[0042]
Also, the global
Next, the motion
Thereby, the
[0043]
Then, after the
Thereby, the
[0044]
Next, the reference image selection unit 112 switches the connection of the reference image switching unit 120 so that the reference image PB is selected from the reference image memory 111.
Thus, the reference image PB is supplied from the reference image memory 111 to the
Further, the reference image selection unit 112 switches the connection of the motion vector switching unit 121 so that the motion vector MBD is selected from the motion
[0045]
Thereby, the motion vector MBD is supplied from the motion
Then, the
Then, the global motion
[0046]
Here, the global motion vector GMBD is obtained by the calculation of the following equation (1).
GMDi = GMCBi + GMCDi (i = 1-8) (1)
Then, after obtaining the global motion vector GMBD, the global
[0047]
Next, the motion
Thereby, the
Then, after the
Thereby, the
[0048]
Next, the reference image selection unit 112 switches the connection of the reference image switching unit 120 so that the reference image PA is selected from the reference image memory 111.
Accordingly, the reference image PA is supplied from the reference image memory 111 to the
Further, the reference image selection unit 112 switches the connection of the motion vector switching unit 121 so that the motion vector MAD is selected from the motion
[0049]
Accordingly, the motion vector MAD is supplied from the motion
Then, the
Then, the global motion
[0050]
Here, the global motion vector GMAD is obtained by the calculation of the following equation (2).
GMDi = GMABi + GMBCi + GMCDi (i = 1-8) (2)
Then, after obtaining the global motion vector GMAB, the global
[0051]
Next, the motion
Thereby, the
Then, after the
Thereby, the
[0052]
Next, the
Then, the
Then, the
[0053]
In addition, when the predicted image from the
On the other hand, when the predicted image from the global
The decoding unit 103 stores the decoded image in the reference image memory 111.
The image coding apparatus according to the present invention repeats the above procedure for all macroblocks.
[0054]
In addition, when the encoding of the macroblock is started, the
That is, the
The global motion
[0055]
According to the image coding apparatus of the present invention described above, one global motion vector is encoded on a frame basis by providing a configuration for creating a motion vector for each reference image based on the global motion vector with the immediately preceding image. Therefore, since it is not necessary to encode and attach a global motion vector to a reference image for each macroblock, it is possible to improve the encoding efficiency of the entire image compression process.
[0056]
<Image decoding device>
Next, an embodiment of the image decoding apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an image decoding device according to an embodiment of the present invention.
The image decoding apparatus of the present invention includes at least an encoded
[0057]
Hereinafter, a procedure for decoding the encoded data obtained in the image encoding device of the present invention described above by the image decoding device of the present invention will be described.
As a premise, the
In addition, it is assumed that the global motion
[0058]
Based on the premise described above, encoded data of an image PD is input to the encoded
Here, the
Next, the
[0059]
Based on the decoded reference image selection flag Fp and motion selection flag Fm, decoding is performed in units of macroblocks.
The decoding procedure based on the reference image selection flag Fp and the motion selection flag Fm will be described below.
That is, two examples of decoding will be described: a case where the motion selection flag Fm indicates that normal motion compensation is used and a case where global motion compensation is used.
[0060]
(A) The decoding procedure when the reference image selection flag Fp indicates the reference image PB and the motion selection flag Fm indicates that global motion compensation is used will be described.
The reference image selection unit 212 changes the connection state of the reference image switching unit 220 so that the reference image PB is supplied from the
In addition, the global motion
[0061]
Thereby, the global
Then, based on the motion selection flag Fm indicating that the global motion compensation is used, the motion
[0062]
That is, the motion
Next, the
Then, the
[0063]
(B) The decoding procedure when the reference image selection flag Fp indicates the reference image PA and the motion selection flag Fm indicates that normal motion compensation is used will be described.
The reference image selection unit 212 changes the connection state of the reference image switching unit 220 so that the reference image PA is supplied from the
In addition, the
[0064]
Thereby, the
Then, based on the motion selection flag Fm indicating that the normal motion compensation is used, the motion
[0065]
That is, the motion
Next, the
Then, the
[0066]
As described above, each macroblock is repeatedly decoded based on the motion selection flag Fm indicating whether normal motion compensation or global motion compensation is used for encoding each macroblock.
The global motion vector GMCD is stored in the global motion
[0067]
According to the image decoding apparatus of the present invention described above, one global motion vector (global motion vector between an image to be compressed and an image immediately before this image) is set in the frame, and based on this global motion vector, Since other global vectors can be obtained from the calculations based on equations (1) and (2), the global motion vector is not decoded for each reference image of the macroblock, that is, for each frame (for example, image PD). Since a plurality of global motion vectors are not decoded at the time of decoding, the amount of encoded data can be reduced, and the encoding efficiency of the entire image compression process can be improved.
[0068]
In the image coding apparatus according to the present embodiment, the configuration in which the motion
In this case, the
[0069]
Further, in the present embodiment, normal motion compensation and global motion compensation are selected in the image encoding device and the image decoding device, but it is also possible to configure to perform only global motion compensation.
In this case, the image coding apparatus does not include the motion
Since all use global motion compensation, it is not necessary to include the motion selection flag Fm and the motion vector MV in the encoded data.
[0070]
In the above-described embodiment of the present invention, the procedure executed by each of the image encoding device and the image decoding device is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system. By executing, the user attribute registration information automatic updating apparatus of the present invention is realized. The computer system referred to here includes an OS and hardware such as peripheral devices.
[0071]
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if the WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a client or a system when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
[0072]
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
[0073]
As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Are also included in the present invention.
[0074]
【The invention's effect】
According to the image encoding device and the image decoding device of the present invention, the global motion between the current frame and the past frame based on the past global motion vector and the global motion vector between the current frame and the previous frame. It is possible to calculate a vector.
[0075]
Then, the image encoding device and the image decoding device according to the present invention use the global motion vector obtained by calculation to create a prediction image from the reference image stored at the same time in the reference image memory and perform global motion compensation. Can do.
For this reason, the image encoding device and the image decoding device of the present invention provide a global motion vector between a frame at the current time (image to be encoded) and a past frame (reference image) for each reference image of the macroblock. Therefore, it is possible to improve the coding efficiency in the entire image compression.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image encoding device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an image decoding device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 Image input unit
102 Encoding unit
103, 203 Decoding unit
104 Motion vector input unit
105 Global motion vector input unit
106 Global motion vector tracking unit
107 Global motion vector storage unit
108,208 Motion compensation unit
109,209 Global motion compensation unit
110, 210 Motion compensation selection unit
111, 211 Reference image memory
112, 212 Reference image selection unit
113 Difference evaluation unit
120, 220 Reference image switching unit
121 Motion vector switching unit
122, 222 Compensation switching unit
214 Encoded data input section
Claims (10)
フレーム間予測符号化を用いて入力画像を符号化する符号化部と、
フレーム間予測符号化を用いて符号化データを復号する復号部と、
グローバル動きベクトルを入力するグローバル動きベクトル入力部と、
画像を分割した領域ごとの動きベクトルを入力する動きベクトル入力部と、
前記領域ごとの動き補償のための予測画像を作成する動き補償部と、
を備える画像符号化装置であり、
複数フレーム分の復号画像を蓄積する参照画像メモリと、
参照画像メモリの参照画像を順次1つずつ選択して出力する参照画像選択部と、
複数の過去のグローバル動きベクトルを蓄積するグローバル動きベクトル蓄積部と、
前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡部と、
該グローバル動きベクトル追跡部で作成されたグローバル動きベクトルを用いて、グローバル動き補償のための予測画像を作成するグローバル動き補償部と、
予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を選択する差分評価部と、
前記差分評価部にて使用する予測画像を、動き補償部において作成した予測画像と、グローバル動き補償部で作成した予測画像とのいずれかとする補償切り替え部と、
を備え、
前記動きベクトル入力部が、複数の参照画像を対象とした複数フレーム分の動きベクトルを入力し、前記参照画像選択部が参照画像と動きベクトルを選択し、前記動き補償部とグローバル動き補償部とが前記参照画像選択部により選択された参照画像それぞれに対して予測画像を作成することを特徴とする画像符号化装置。An image input unit for inputting an image of the current frame;
An encoding unit that encodes an input image using inter-frame prediction encoding;
A decoding unit that decodes encoded data using inter-frame prediction encoding;
A global motion vector input unit for inputting a global motion vector;
A motion vector input unit for inputting a motion vector for each region obtained by dividing the image;
A motion compensation unit that creates a prediction image for motion compensation for each region;
An image encoding device comprising:
A reference image memory for storing decoded images for a plurality of frames;
A reference image selection unit that sequentially selects and outputs the reference images of the reference image memory one by one ;
A global motion vector storage unit for storing a plurality of past global motion vectors;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector input from the global motion vector input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking unit for creating a global motion vector,
A global motion compensation unit that creates a prediction image for global motion compensation using the global motion vector created by the global motion vector tracking unit;
A difference evaluation unit that calculates a difference between the predicted image and the original image and selects a predicted image having the smallest difference;
A compensation switching unit that uses the prediction image used in the difference evaluation unit as one of a prediction image created in a motion compensation unit and a prediction image created in a global motion compensation unit;
With
The motion vector input unit inputs motion vectors for a plurality of frames for a plurality of reference images, the reference image selection unit selects a reference image and a motion vector, the motion compensation unit, the global motion compensation unit, Generating a predicted image for each reference image selected by the reference image selection unit.
フレーム間予測符号化を用いて符号化データを復号する復号部と、
グローバル動き補償のための予測画像を作成するグローバル動き補償部と
画像を分割した領域ごとの動き補償のための予測画像を作成する動き補償部と、
を備える画像復号装置であり、
複数フレーム分の復号画像を蓄積する参照画像メモリと、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た参照画像を指定する参照画像選択フラグにより、参照画像メモリの中から1つの画像を参照画像として選択する参照画像選択部と、
複数の過去のグローバル動きベクトルを蓄積するグローバル動きベクトル蓄積部と、
前記符号化データ入力部から得られるグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルを作るグローバル動きベクトル追跡部と、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た予測画像を、グローバル動き補償または動き補償のいずれかにて作成したかを示す動き選択フラグにより、前記動き補償部及びグローバル動き補償部の作成した予測画像のいずれかを選択する動き補償選択部と
を備えることを特徴とする画像復号装置。An encoded data input unit for inputting encoded data of the current frame;
A decoding unit that decodes encoded data using inter-frame prediction encoding;
A global motion compensation unit that creates a prediction image for global motion compensation, a motion compensation unit that creates a prediction image for motion compensation for each region into which the image is divided, and
An image decoding device comprising:
A reference image memory for storing decoded images for a plurality of frames;
In the image encoding device, the difference between the predicted image and the original image is calculated, and one image is selected from the reference image memory by the reference image selection flag that specifies the reference image from which the predicted image having the smallest difference is obtained. A reference image selection unit to select as,
A global motion vector storage unit for storing a plurality of past global motion vectors;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector obtained from the encoded data input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking unit for creating a global motion vector;
In the image encoding device, a motion selection flag indicating whether a prediction image obtained by calculating a difference between a prediction image and an original image and obtaining a prediction image having the smallest difference is generated by either global motion compensation or motion compensation By means of this, an image decoding apparatus comprising: a motion compensation selection unit that selects one of the prediction images created by the motion compensation unit and the global motion compensation unit.
フレーム間予測符号化により、入力画像が符号化される符号化過程と、
フレーム間予測符号化により、符号化データが復号される復号過程と、
グローバル動きベクトルが入力されるグローバル動きベクトル入力過程と、
画像を分割した領域ごとの動きベクトルが入力される動きベクトル入力過程と、
前記領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償過程と
を有する画像符号化方法であり、
複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶過程と、
参照画像メモリの参照画像を順次1つずつ選択して出力する参照画像選択過程と、
複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積過程と、
前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルが作成されるグローバル動きベクトル追跡過程と、
該グローバル動きベクトル追跡部で作成されたグローバル動きベクトルを用いて、グローバル動き補償のための予測画像を作成するグローバル動き補償過程と、
予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を選択する差分評価過程と、
前記差分評価過程にて使用する予測画像を、動き補償過程において作成した予測画像と、グローバル動き補償過程で作成した予測画像とのいずれかとする補償切り替え過程と
を備え、
前記動きベクトル入力過程において、複数の参照画像を対象とした複数フレーム分の動きベクトルを入力し、前記参照画像選択過程において参照画像と動きベクトルが選択され、前記動き補償過程とグローバル動き補償過程とにおいて、前記参照画像選択過程により選択された参照画像それぞれに対して予測画像を作成することを特徴とする画像符号化方法。An image input process in which an image of the current frame is input;
An encoding process in which an input image is encoded by inter-frame predictive encoding;
A decoding process in which encoded data is decoded by inter-frame predictive encoding;
A global motion vector input process in which a global motion vector is input;
A motion vector input process in which a motion vector for each region obtained by dividing an image is input;
A motion compensation process in which a predicted image for motion compensation for each region is created, and
A reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are stored in a reference image memory;
A reference image selection process for sequentially selecting and outputting the reference images of the reference image memory one by one ;
A global motion vector accumulation process in which a plurality of past global motion vectors are accumulated;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector input from the global motion vector input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking process in which a global motion vector is created,
A global motion compensation process for creating a prediction image for global motion compensation using the global motion vector created by the global motion vector tracking unit;
A difference evaluation process for calculating a difference between the predicted image and the original image and selecting a predicted image with the smallest difference;
Compensation switching process in which the prediction image used in the difference evaluation process is one of a prediction image created in the motion compensation process and a prediction image created in the global motion compensation process ,
In the motion vector input process, motion vectors for a plurality of frames for a plurality of reference images are input, a reference image and a motion vector are selected in the reference image selection process, and the motion compensation process and the global motion compensation process in, images coding method you characterized by creating a predicted image with respect to the reference image selected each reference image selected by the process.
フレーム間予測符号化を用いて符号化データが復号される復号過程と、
グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償過程と、
画像を分割した領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償過程と
を有する画像復号方法であり、
複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶過程と、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た参照画像を指定する参照画像選択フラグにより参照画像メモリの中から、1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択過程と、
複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積過程と、
前記符号化データ入力部から得られるグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡過程と、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た予測画像を、グローバル動き補償または動き補償のいずれかにて作成したかを示す動き選択フラグにより、前記動き補償過程及びグローバル動き補償過程の作成した予測画像のいずれかを選択する動き補償選択過程と
を有することを特徴とする画像復号方法。Encoded data input process in which encoded data of the current frame is input;
A decoding process in which encoded data is decoded using inter-frame predictive encoding;
A global motion compensation process in which a predicted image for global motion compensation is created;
A motion compensation process in which a prediction image for motion compensation for each region obtained by dividing the image is created, and
A reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are stored in a reference image memory;
In the image encoding device, one image is calculated from the reference image memory by using a reference image selection flag that designates a reference image that calculates a difference between the predicted image and the original image and obtains a predicted image having the smallest difference. A reference image selection process selected as:
A global motion vector accumulation process in which a plurality of past global motion vectors are accumulated;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector obtained from the encoded data input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking process to create a global motion vector;
In the image encoding device, a motion selection flag indicating whether a prediction image obtained by calculating a difference between a prediction image and an original image and obtaining a prediction image having the smallest difference is generated by either global motion compensation or motion compensation And a motion compensation selection process for selecting one of the predicted images created by the motion compensation process and the global motion compensation process.
フレーム間予測符号化により、入力画像が符号化される符号化処理と、
フレーム間予測符号化により、符号化データが復号される復号処理と、
グローバル動きベクトルが入力されるグローバル動きベクトル入力処理と、
画像を分割した領域ごとの動きベクトルが入力される動きベクトル入力処理と、
前記領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償処理と
を有する請求項1に記載の画像復号装置を動作させる画像符号化プログラムであり、
複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶処理と、
参照画像メモリの参照画像を順次1つずつ選択して出力する参照画像選択処理と、
複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、
前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルが作成されるグローバル動きベクトル追跡処理と、
該グローバル動きベクトル追跡部で作成されたグローバル動きベクトルを用いて、グローバル動き補償のための予測画像を作成するグローバル動き補償処理と、
予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を選択する差分評価処理と
前記差分評価処理にて使用する予測画像を、動き補償処理において作成した予測画像と、グローバル動き補償処理で作成した予測画像とのいずれかとする補償切り替え処理と
を備え、
前記動きベクトル入力処理において、複数の参照画像を対象とした複数フレーム分の動きベクトルを入力し、前記参照画像選択処理において参照画像と動きベクトルが選択され、前記動き補償処理とグローバル動き補償処理とにおいて、前記参照画像選択処理により選択された参照画像それぞれに対して予測画像を作成することをコンピュータに実行させることを特徴とする画像符号化プログラム。An image input process in which an image of the current frame is input;
An encoding process in which an input image is encoded by inter-frame predictive encoding;
A decoding process in which encoded data is decoded by inter-frame predictive encoding;
A global motion vector input process in which a global motion vector is input;
A motion vector input process in which a motion vector for each region obtained by dividing an image is input;
A motion compensation process in which a predicted image for motion compensation for each region is created, and an image coding program for operating the image decoding device according to claim 1 ,
A reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are accumulated in a reference image memory;
A reference image selection process for sequentially selecting and outputting the reference images in the reference image memory one by one ;
A global motion vector accumulation process in which a plurality of past global motion vectors are accumulated;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector input from the global motion vector input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking process in which a global motion vector is created,
A global motion compensation process for creating a prediction image for global motion compensation using the global motion vector created by the global motion vector tracking unit;
A difference evaluation process for calculating a difference between the predicted image and the original image and selecting a predicted image having the smallest difference;
Compensation switching processing, wherein the prediction image used in the difference evaluation processing is one of a prediction image created in motion compensation processing and a prediction image created in global motion compensation processing ,
In the motion vector input process, motion vectors for a plurality of frames for a plurality of reference images are input, a reference image and a motion vector are selected in the reference image selection process, and the motion compensation process and the global motion compensation process are performed. A computer-readable recording medium storing an image coding program, comprising: causing a computer to create a predicted image for each reference image selected by the reference image selection process.
フレーム間予測符号化を用いて符号化データが復号される復号処理と、
グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償処理と、
画像を分割した領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償処理と
を有し、請求項2または請求項3に記載の画像復号装置を動作させる画像復号プログラムであり、
複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶処理と、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た参照画像を指定する参照画像選択フラグにより参照画像メモリの中から、1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択処理と、
複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、
前記符号化データ入力部から得られるグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡処理と、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た予測画像を、グローバル動き補償または動き補償のいずれかにて作成したかを示す動き選択フラグにより、前記動き補償処理及びグローバル動き補償処理の作成した予測画像のいずれかを選択する動き補償選択処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像復号プログラム。Encoded data input processing in which encoded data of the current frame is input;
A decoding process in which encoded data is decoded using inter-frame predictive encoding;
A global motion compensation process in which a prediction image for global motion compensation is created;
And a motion compensation processing predicted image for motion compensation of each region obtained by dividing an image is created, an image decoding program for operating the image decoding apparatus according to claim 2 or claim 3,
A reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are accumulated in a reference image memory;
In the image encoding device, one image is calculated from the reference image memory by using a reference image selection flag that designates a reference image that calculates a difference between the predicted image and the original image and obtains a predicted image having the smallest difference. A reference image selection process selected as
A global motion vector accumulation process in which a plurality of past global motion vectors are accumulated;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector obtained from the encoded data input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking process for creating a global motion vector;
In the image encoding device, a motion selection flag indicating whether a prediction image obtained by calculating a difference between a prediction image and an original image and obtaining a prediction image having the smallest difference is generated by either global motion compensation or motion compensation According to the present invention, there is provided an image decoding program that causes a computer to execute a motion compensation selection process that selects any one of the predicted images created by the motion compensation process and the global motion compensation process.
フレーム間予測符号化により、入力画像が符号化される符号化処理と、
フレーム間予測符号化により、符号化データが復号される復号処理と、
グローバル動きベクトルが入力されるグローバル動きベクトル入力処理と、
画像を分割した領域ごとの動きベクトルが入力される動きベクトル入力処理と、
前記領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償処理と
を有する請求項1に記載の画像復号装置を動作させる画像符号化プログラムを記録した記録媒体であり、
複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリに蓄積される参照画像記憶処理と、
参照画像メモリの参照画像を順次1つずつ選択して出力する参照画像選択処理と、
複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、
前記グローバル動きベクトル入力部から入力されたグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルが作成されるグローバル動きベクトル追跡処理と、
該グローバル動きベクトル追跡部で作成されたグローバル動きベクトルを用いて、グローバル動き補償のための予測画像を作成するグローバル動き補償処理と、
予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を選択する差分評価処理と
前記差分評価処理にて使用する予測画像を、動き補償処理において作成した予測画像と、グローバル動き補償処理で作成した予測画像とのいずれかとする補償切り替え処理と
を備え、
前記動きベクトル入力処理において、複数の参照画像を対象とした複数フレーム分の動きベクトルを入力し、前記参照画像選択処理において参照画像と動きベクトルが選択され、前記動き補償処理とグローバル動き補償処理とにおいて、前記参照画像選択処理により選択された参照画像それぞれに対して予測画像を作成することをコンピュータに実行させることを特徴とする画像符号化プロラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。An image input process in which an image of the current frame is input;
An encoding process in which an input image is encoded by inter-frame predictive encoding;
A decoding process in which encoded data is decoded by inter-frame predictive encoding;
A global motion vector input process in which a global motion vector is input;
A motion vector input process in which a motion vector for each region obtained by dividing an image is input;
And a motion compensation process in which a prediction image for motion compensation for each region is created.A recording medium on which an image encoding program for operating the image decoding apparatus according to claim 1 is recorded,
A reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are accumulated in a reference image memory;
A reference image selection process for sequentially selecting and outputting the reference images in the reference image memory one by one ;
A global motion vector accumulation process in which a plurality of past global motion vectors are accumulated;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector input from the global motion vector input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking process in which a global motion vector is created,
A global motion compensation process for creating a prediction image for global motion compensation using the global motion vector created by the global motion vector tracking unit;
A difference evaluation process for calculating a difference between the predicted image and the original image and selecting a predicted image having the smallest difference;
Compensation switching processing, wherein the prediction image used in the difference evaluation processing is one of a prediction image created in motion compensation processing and a prediction image created in global motion compensation processing ,
In the motion vector input process, motion vectors for a plurality of frames for a plurality of reference images are input, a reference image and a motion vector are selected in the reference image selection process, and the motion compensation process and the global motion compensation process are performed. A computer-readable recording medium recorded with an image encoding program, wherein the computer is caused to generate a predicted image for each reference image selected by the reference image selection process.
フレーム間予測符号化を用いて符号化データが復号される復号処理と、
グローバル動き補償のための予測画像が作成されるグローバル動き補償処理と、
画像を分割した領域ごとの動き補償のための予測画像が作成される動き補償処理と
を有し、請求項2または請求項3に記載の画像復号装置を動作させる画像復号プログラムを記録した記録媒体であり、
複数フレーム分の復号画像が参照画像メモリ に蓄積される参照画像記憶処理と、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た参照画像を指定する参照画像選択フラグにより参照画像メモリの中から、1つの画像が参照画像として選択される参照画像選択処理と、
複数の過去のグローバル動きベクトルが蓄積されるグローバル動きベクトル蓄積処理と、
前記符号化データ入力部から得られるグローバル動きベクトルに対し、グローバル動きベクトル蓄積部に蓄積された過去の画像間のグローバル動きベクトルを加算し、現フレームと参照画像メモリに蓄積した参照画像の間のグローバル動きベクトルを作成するグローバル動きベクトル追跡処理と、
画像符号化装置において、予測画像と原画像との差分を計算し、最も差分の小さい予測画像を得た予測画像を、グローバル動き補償または動き補償のいずれかにて作成したかを示す動き選択フラグにより、前記動き補償処理及びグローバル動き補償処理の作成した予測画像のいずれかを選択する動き補償選択処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像復号プロラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。Encoded data input processing in which encoded data of the current frame is input;
A decoding process in which encoded data is decoded using inter-frame predictive encoding;
A global motion compensation process in which a prediction image for global motion compensation is created;
4. A recording medium on which an image decoding program for operating the image decoding apparatus according to claim 2 or 3 is recorded, comprising: a motion compensation process for generating a predicted image for motion compensation for each region into which an image is divided And
A reference image storage process in which decoded images for a plurality of frames are stored in a reference image memory;
In the image encoding device, one image is calculated from the reference image memory by using a reference image selection flag that designates a reference image that calculates a difference between the predicted image and the original image and obtains a predicted image having the smallest difference. A reference image selection process selected as
A global motion vector accumulation process in which a plurality of past global motion vectors are accumulated;
The global motion vector between the past images stored in the global motion vector storage unit is added to the global motion vector obtained from the encoded data input unit, and between the current frame and the reference image stored in the reference image memory. A global motion vector tracking process for creating a global motion vector;
In the image encoding device, a motion selection flag indicating whether a prediction image obtained by calculating a difference between a prediction image and an original image and obtaining a prediction image having the smallest difference is generated by either global motion compensation or motion compensation A computer-readable recording medium on which an image decoding program is recorded, which causes a computer to execute a motion compensation selection process for selecting one of the predicted images created by the motion compensation process and the global motion compensation process.
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