JP4243274B2 - 小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置 - Google Patents

Description

本発明は、動き予測における価値関数計算装置、さらに詳細には、小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置に関する。

動き予測はビデオ圧縮技術において重要なプロセスである。その主要な機能は、特定範囲内の動きベクトルの価値関数を計算・比較することである。従来技術において、小数画素精度動きベクトル予測に対して２つの主要な方法がある。

第１の方法は図１に示すとおりである。この方法において、デシマル位置データ（図では『ｘ』で示されている）を得るため、基準フレームデータ１０１に対して補間が行われ、補間されたデータを、現在ブロック１１１を用いて計算・比較することにより価値関数が得られる。ここで、現在ブロックは現在フレームにおけるブロックである。図１で示されるとおり、ブロックサイズは４×４であり、動きベクトルは（０．５，０．５）のように最下部右側に向けられている。この方法の不利な点は、補間が必要であり、調べる必要のある小数画素精度動きベクトルの数に計算量が比例するということである。可変サイズブロックに対する動き予測をさらにサポートしたい場合、ブロックサイズおよび動きベクトルの各変位に対して補間が必要になり、これにより計算の複雑さが大幅に増加する。

第２の方法は、米国特許番号５６２３３１３および５６９４１７９で開示された方法である。第２の方法では、近接する小数画素精度動きベクトルの価値関数を予測するために整数点動きから得られる価値関数を用いる。この方法により、補間で必要な計算量が大幅に減少される。しかし、その主な不利な点は、予測される価値関数の精度が低いということであり、これにより圧縮品位が大幅に低下する。

上述のとおり、従来方法では低計算量で高精度価値関数を同時にもたらすことができない。したがって、本発明の目的の１つはこの問題を解決することである。

したがって、本発明の目的は小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置を提供することである。この発明により補間の計算量が大幅に減少し、正確な価値関数がもたらされる。

本発明の他の目的は、小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置を提供することである。この装置は複数のブロックサイズを効果的に計算し、高圧縮品位かつ低計算量で小数画素精度動きベクトルの価値関数を与える。

上述の目的、その他を達成するため、本発明は小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置を提供する。この装置は以下のステップを実行する。まず、現在ブロックに対して補間を行い、これにより小数画素精度動きベクトル位置に対応する補間結果を得る。その後、現在ブロックおよび上述の小数画素精度動きベクトルに対応する基準フレームの整数点位置データ、および補間結果に応じて価値関数が計算される。

上述の小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置の１つの実施例において、小数画素精度動きベクトルに対応する現在ブロックの位置は、前述の小数画素精度動きベクトルの反対方向に現在ブロックの整数点が動いた後の位置である。

上述の小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置の実施例ではさらに次のステップ：サブブロックに対応する基準フレームおよび他の小数画素精度動きベクトルの整数点位置データに応じて他の価値関数を計算するステップと、上述の補間結果に応じてさらに他の価値関数を計算するステップ、を含む。ここで、上述のサブブロックは現在ブロックにおけるサブブロックである。

本発明の他の観点によれば、本発明はさらに、小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置を提供する。この装置は補間回路および価値関数計算ユニットを含む。ここで補間回路は現在ブロックに対して補間を行い、これにより小数画素精度動きベクトルに対応する位置の補間結果を得る。価値関数計算ユニットは、現在ブロックおよび小数画素精度動きベクトルに対応する基準フレームの整数点位置データ、および補間結果に応じて価値関数を計算する。

添付の図面は、本発明の理解をさらに深めるためのものであり、本仕様書に組み込まれ、その一部を構成するものである。これらの図面は本発明の実施例を示すものであり、説明とあわせて本発明の原理を説明する一助となるものである。

本発明において、補間は現在フレームのデシマル位置に対して行われ、その補間データが整数点位置に対応する基準フレームデータとさらに比較されることにより、その位置の価値関数が得られる。本発明において、現在ブロックを補間するだけで全てのブロックサイズに対する価値関数を得ることができる。したがって、本発明により、従来技術の第１の方法と比較して計算量が大幅に減少するとともに、本発明は、従来技術の第２の方法と比較してさらに正確な価値関数予測を与える。

本発明により提供される小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置は主に２つのステップを実行する。まず、現在ブロックに対して補間を行い、これにより小数画素精度動きベクトル位置に対応する補間結果を得る。その後、現在ブロックおよび上述の小数画素精度動きベクトルに対応する基準フレームの整数点位置データ、および補間結果に応じて価値関数が計算される。ここで、小数画素精度動きベクトルに対応する現在ブロックの位置は、前述の小数画素精度動きベクトルの反対方向に現在ブロックの整数点が動いた後の位置である。本発明は、これ以降、図２で示される１つの実施例を参照しながらさらに詳しく説明される。

図２における実施例は、最下部右側（０．５，０．５）に向けられた動きベクトルをもつ現在ブロック２１１の価値関数を得るためのものであり、現在ブロック２１１のサイズを４×４と仮定する。まず、現在ブロック２１１に対して最上部左側（０．５，０．５）に向けられた補間が行われ、演算結果が図２の×印で示される。その後、補間結果が（０，０）の動きベクトルをもつ基準フレームのデータ２０１と比較され、これにより最下部右側（０．５，０．５）に向けられた動きベクトルの価値関数が得られる。

上述の補間において、補間フィルタのサンプリング範囲が現在ブロックの境界を超える場合、超える部分のデータを２つの異なる方法で与えることが可能である。第１の方法では、補間に対する部分入力として現在フレームの現在ブロックに近接する他のブロックのデータを用い、これにより補間結果が得られる。第２の方法では、現在ブロックの境界を超えるサンプリング範囲の部分を満たすため現在ブロックの境界値を用い、補間に対する部分入力としてこの部分を用い、これにより補間結果が得られる。

本発明の利点の１つは補間結果が再利用可能という点である。言い換えると、現在ブロックの補間結果が得られた後、補間結果の同一バッチにより現在ブロックのサブブロックの異なる動きベクトルの価値関数を得ることができる。したがって、膨大な量の補間計算が必要なくなる。例えば、図２の実施例に示すとおり、現在ブロック２１１の最上部右側コーナー部２×２補間結果を基準フレームの整数点データ２０２と比較することにより、（０．５，−１．５）の動きベクトルの価値関数が得られる。

さらに、本発明は、異なる形式の適用例として従来の基準フレーム補間法と容易に組み合わせることができる。例えば、８×８以上のサイズの全ブロックモードに対して１／２画素精度の最適動きベクトルは、本発明により提供される価値関数計算装置を用いることで得られ、最適ブロックモードをさらに選択することができる。その後、１／４画素精度のもっとも精度の高い動きベクトルが、従来の基準フレーム補間法を用いることで得られる。したがって、小数画素精度動きベクトルの価値関数を高速で計算する機能を組み合わせることにより１／２画素精度の動きベクトルを得ることができ、価値関数予測に対してもっとも精度の高い方法を用いて、１／４画素精度のもっとも精度の高い動きベクトルが検出されるため、計算効率と圧縮品位の両方が維持される。

この価値関数計算方法に加えて、本発明はさらに、小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置を提供する。図３は、本発明の１つの実施例による価値関数計算装置３００の概略図である。実際には、価値関数計算装置３００は前記実施例で説明された価値関数計算方法を具現化したものである。

価値関数計算装置３００は補間回路３０１および価値関数計算ユニット３０２を含む。ここで、補間回路３０１は、現在ブロック３１１および小数画素精度動きベクトル３１２を受け入れ、現在ブロック３１１の補間を行うことにより、小数画素精度動きベクトル３１２に対応する位置の補間結果３１３が得られる。さらに、価値関数計算ユニット３０２は、現在ブロック３１１、小数画素精度動きベクトル３１２、補間結果３１３、基準フレームデータ３１４を受け入れ、現在ブロック３１１および小数画素精度動きベクトル３１２に対応する基準フレームの整数点位置データ３１４に応じて価値関数３１５を計算するが、この価値関数３１５は補間結果３１３に応じて計算される。

前記実施例と同じく、補間のサンプリング範囲が現在ブロックの境界を超えることを補間回路３０１が検出すると、現在ブロックに近接する他のブロックのデータを、補間結果３１３を得るための補間の部分入力として用いることができる。その他の方法として、現在ブロックの境界を超えるサンプリング範囲の部分を満たすため現在ブロックの境界値を用い、その後、補間に対する部分入力としてこの部分を用いることにより、補間結果３１３を得る。さらに、前記実施例と同じく、現在ブロックのサブブロックの異なる動きベクトルの価値関数を得るため、価値関数計算ユニット３０２で補間結果３１３を繰り返し用いることができる。

まとめると、本発明において、補間は現在フレームのデシマル位置に対して行われ、その補間データを整数点位置に対応する基準フレームデータとさらに比較することにより、その位置の価値関数が得られる。本発明において、現在ブロックを補間するだけで全てのブロックサイズに対する価値関数を得ることができる。したがって、本発明により、従来技術の第１の方法と比較して計算量が大幅に減少するとともに、本発明は、従来技術の第２の方法と比較してさらに正確な価値関数予測を与える。言い換えると、本発明により高計算効率と高圧縮品位の両方を維持できる。

本発明は、本発明の特定の実施例を参照しながら説明したが、通常の当業者であれば、本発明の考え方から逸脱することなく、説明された実施例に対して改造を行ってもよいことは明白である。したがって、本発明の適用範囲は、上述の詳細な説明ではなく、添付の請求項により決められる。

従来技術における小数画素精度動きベクトル予測での価値関数計算方法の概略を示す。 本発明の実施例による小数画素精度動きベクトル予測での価値関数計算方法の概略を示す。 本発明の実施例による小数画素精度動きベクトル予測での価値関数計算装置の概略を示す。

符号の説明

１０１ 基準フレームデータ
１１１ 現在ブロック
２０１ データ
２０２ 整数点データ
２１１ 現在ブロック
３００ 価値関数計算装置
３０１ 補間回路
３０２ 価値関数計算ユニット
３１１ 現在ブロック
３１２ 小数画素精度動きベクトル
３１３ 補間結果
３１４ 基準フレームデータ
３１５ 価値関数

Claims (5)

1. 小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置であって、この装置が：
   現在ブロックに対して補間を行い、これにより小数画素精度動きベクトルに対応する位置の補間結果を得る補間回路と；
   現在ブロックおよび小数画素精度動きベクトルに対応する基準フレームの整数位置データに応じて価値関数を計算するとともに、補間結果に応じて価値関数を計算する価値関数計算ユニットと
   を含む装置。
2. 請求項１に記載の小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置であって、小数画素精度動きベクトルに対応する現在ブロックの位置が、小数画素精度動きベクトルの反対方向に現在ブロックの整数点が動いた後の位置であることを特徴とする装置。
3. 請求項１に記載の小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置であって、補間のサンプリング範囲が現在ブロックの境界を超える場合、補間回路が補間に対する部分入力として現在ブロックに近接する他のブロックのデータを用いることにより、補間結果を得ることを特徴とする装置。
4. 請求項１に記載の小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置であって、補間のサンプリング範囲が現在ブロックの境界を超える場合、該補間のサンプリング範囲が現在ブロックの境界を越える部分に該現在ブロックの境界値を補填し、該現在ブロックの境界値を補間に対する入力とすることにより、補間結果を得ることを特徴とする装置。
5. 請求項１に記載の小数画素精度動きベクトル予測における価値関数計算装置であって、価値関数計算ユニットがさらに、サブブロックおよび他の小数画素精度動きベクトルに対応する基準フレームの整数点位置データに応じて他の価値関数を計算するとともに、補間結果に応じて他の価値関数を計算し、かつ、前記サブブロックが現在ブロックにおけるサブブロックであることを特徴とする装置。

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