特許 5922579 動き情報の適応型符号化方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5922579

(24)【登録日】2016年4月22日

(45)【発行日】2016年5月24日

(54)【発明の名称】動き情報の適応型符号化方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/105 20140101AFI20160510BHJP

   H04N 19/139 20140101ALI20160510BHJP

   H04N 19/176 20140101ALI20160510BHJP

   H04N 19/523 20140101ALI20160510BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/105

   H04N19/139

   H04N19/176

   H04N19/523

【請求項の数】10

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2012-534156(P2012-534156)

(86)(22)【出願日】2010年10月4日

(65)【公表番号】特表2013-509020(P2013-509020A)

(43)【公表日】2013年3月7日

(86)【国際出願番号】US2010002670

(87)【国際公開番号】WO2011046587

(87)【国際公開日】20110421

【審査請求日】2013年10月4日

(31)【優先権主張番号】61/251,508

(32)【優先日】2009年10月14日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】501263810

【氏名又は名称】トムソン ライセンシング

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】グオ リーウェイ

(72)【発明者】

【氏名】チェン ユンフェイ

(72)【発明者】

【氏名】イン ペン

(72)【発明者】

【氏名】ジョエル ソレ

(72)【発明者】

【氏名】ルー シャオアン

(72)【発明者】

【氏名】シュー チアン

【審査官】 坂東 大五郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０４８５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０６３５０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３２８７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１３９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０８８０３８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １９／００−１９／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

符号化装置であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを符号化するためのエンコーダを含み、前記ブロックを符号化するために使用される前記動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、前記動きベクトルの前記精度を選択するための選択判定基準は、動きベクトル方向適応化に基づき、
前記選択判定基準は、隣接ブロックの動きベクトルに基づく動きベクトル成分の方向を含み、前記ブロックを符号化するために用いられる前記動きベクトルの前記精度は、前記動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、前記垂直成分と前記水平成分との間で最高の精度を有する成分が主成分として選択される、前記装置。

【請求項2】

ビデオエンコーダにおける方法であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを符号化するステップを含み、前記ブロックを符号化するために使用される前記動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、前記動きベクトルの前記精度を選択するための選択判定基準は、動きベクトル方向適応化に基づき、
前記選択判定基準は、隣接ブロックの動きベクトルに基づく動きベクトル成分の方向を含み、前記ブロックを符号化するために用いられる前記動きベクトルの前記精度は、前記動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、前記垂直成分と前記水平成分との間で最高の精度を有する成分が主成分として選択される、前記方法。

【請求項3】

前記主成分は、
（ｉ）前記動きベクトルが整数型動きベクトルであるとき、前記動きベクトルの振幅、
（ｉｉ）前記ブロックのための動き補償パーティションの形状、
（ｉｉｉ）前記ブロックのための予測動きベクトル、
（ｉｖ）前記ブロックに対して隣接するブロックの前記動きベクトル、及び
（ｖ）前記画像と１つ以上の他の画像とのうちの少なくとも１つに関するグローバル動き情報であって、前記画像と前記１つ以上の他の画像とは、同一のビデオシーケンスに含まれる、グローバル動き情報、
の少なくとも１つに応じて決定される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ブロックを符号化するために用いられる前記動きベクトルの前記精度は符号化されたビットストリームにおいて明示的に信号送出されている、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記ブロックを符号化するために用いられる前記動きベクトルの前記精度は前記画像又は前記画像を含むシーケンスにおいて予め復号化されたビデオから推測される、請求項２に記載の方法。

【請求項6】

復号化装置であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを復号化するためのデコーダを含み、前記ブロックを復号化するために使用される前記動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、前記動きベクトルの前記精度を選択するための選択判定基準は、動きベクトル方向適応化に基づき、
前記選択判定基準は、隣接ブロックの動きベクトルに基づく動きベクトル成分の方向を含み、前記ブロックを復号化するために用いられる前記動きベクトルの前記精度は、前記動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、前記垂直成分と前記水平成分との間で最高の精度を有する成分が主成分として選択される、前記装置。

【請求項7】

ビデオデコーダにおける方法であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを復号化するステップを含み、前記ブロックを復号化するために用いられる前記動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度方式が選択され、前記動きベクトルの前記精度を選択するための選択判定基準は、動きベクトル方向適応化に基づき、
前記選択判定基準は、隣接ブロックの動きベクトルに基づく動きベクトル成分の方向を含み、前記ブロックを復号化するために用いられる前記動きベクトルの前記精度は、前記動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、前記垂直成分と前記水平成分との間で最高の精度を有する成分が主成分として選択される、前記方法。

【請求項8】

（ｉ）前記動きベクトルが整数型動きベクトルであるとき、前記動きベクトルの振幅、
（ｉｉ）前記ブロックのための動き補償パーティションの形状、
（ｉｉｉ）前記ブロックのための予測動きベクトル、
（ｉｖ）前記ブロックに対して隣接するブロックの前記動きベクトル、及び
（ｖ）前記画像と１つ以上の他の画像とのうちの少なくとも１つに関するグローバル動き情報であって、前記画像と前記１つ以上の他の画像とは、同一のビデオシーケンスに含まれる、グローバル動き情報、
の少なくとも１つに応じて決定される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記ブロックを復号化するために用いられる前記動きベクトルの前記精度は符号化されたビットストリームにおいて明示的に受信される、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記ブロックを復号化するために使用される前記動きベクトルの前記精度は前記画像又は前記画像を含むシーケンスにおいて予め復号化されたビデオから推測される、請求項７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の原理は一般的に動画像符号化及び復号化に関し、特に動き情報の適応型符号化の方法及び装置に関する。

【0002】

本出願は２００９年１０月１４日出願の米国仮出願第６１／２５１、５０８号の権利を主張するものであり、その全てを参考として引用し、本出願に組み入れる。

【背景技術】

【0003】

動き補償は、多くの動画像符号化の構成において重要な部分を占めている。動き補償は、圧縮を目的として時間的な冗長性を利用する動画像符号化における重要な役割を果している。それは、動き情報を使用して画像カラーデータを推測する方法である。

【0004】

画像信号中の動きは、多くの方法で表すことが可能である。最も良く知られた表現は、移動に基づいた表現である動きベクトルである。動きベクトルは、全てのタイプの動きを代表するには精度が充分ではないが、その簡潔性及び使用の容易性によって、多くの画像関係のアプリケーションにおいてよく知られたものとなっている。動き情報を記述する際により良い精度を達成するためには、撮像装置の限られた空間的及び時間的サンプリングレートによって生じるエイリアシングを除去するためにサブペル（ｓｕｂ−ｐｅｌ：サブ画素）精度動きベクトルがしばしば選択される。

【0005】

動き補償の性能は、サブペル精度の動きが関係している場合には動きベクトルの精度及び関係した補間処理の精度に大きく依存している。

【0006】

動きベクトルの精度を高めることにより動き補償の品質を改善することができるが、より高精度な動きベクトルを符号化するコストも上昇する。従って、動きベクトルの精度を高めることは、符号化のコストの上昇という代償を伴うものであり、コード化された画像を送信するための追加の帯域（又はコード化された画像を格納するための追加のメモリ）が必要とされる結果となる。国際標準化機構／国際電気標準会議（ＩＳＯ／ＩＥＣ）の動画像符号化専門家グループ４（ＭＰＥＧ−４）第１０部先進動画符号化（ＡＶＣ）標準／国際電気通信連合、電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）Ｈ．２６４推奨（以下、「ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格」）、最新の動画像符号化標準規格では、動きベクトルは４分の１画素（ｑｕａｒｔｅｒ−ｐｅｌ）精度であり、それらの重要度により可逆的に圧縮される。４分の１画素精度動きベクトルは、以前の符号化標準規格に対して符号化の効率を改善するためには良い妥協点である。しかしながら、符号化標準規格の殆どが動き情報と画像のコンテンツ（ｃｏｎｔｅｎｔ）との間の関係性を考慮せずに均一な動きベクトル精度を用いている。例えば、ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ標準は動画画像の全ての部分、動画シーケンスの各画像、そして全ての動画シーケンスにおいて４分の１画素精度を用いる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

４分の１画素精度の動きベクトルを用いることにより、動きベクトル精度が高められているため過去の標準規格に対してより多くの符号化利得を達成することが可能である。４分の１画素精度動きベクトルを用いることにより、動き補償処理は適当な補間フィルタに依存したものとなる。ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ標準では、６タップのリニアフィルタが２分の１画素補間段階で適用され、リニア補間が４分の１画素段階で適用される。動き補償の性能を更に改善するためには、適応化補間フィルタ（ＡＥＦ）を使用してフレーム毎に各サブペル位置のための補間フィルタを更新することにより動き補償の誤差を低減する。しかしながら、これらの方法は全て動き補償の誤差を低減することのみを考慮しており、それゆえに４分の１画素精度を有する動きベクトルのコストを低減させることは考慮していなかった。

【0008】

真の動きがちょうど整数の精度であるとき、４分の１画素精度の動きベクトルを符号化することは不要であり、多数のビットを無駄にすることになる。従って、そのような均一精度の方式は、レート歪み（rate-distortion）コストの意味では最適なものからはほど遠かった。

【0009】

より高い符号化性能を得るために、動きベクトルの冗長度を低減するための作業が実行されてきた。例えば、第１の従来技術の取り組みにおいては、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ標準における可逆的圧縮方法の代わりに動きベクトルの不可逆的圧縮を許容する動きベクトル量子化方式が記述されている。更に、当該方式では、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ標準の既存の他のモードと共にＱＭＶモードと称される追加のモードが追加されている。ＱＭＶモードでは、パーティションの動きベクトルはエントロピー符号化の前に量子化される。量子化ステップＱｖは、空間的適応化を実現するために種々のマクロブロック内で異なるものとすることができる。ＱＭＶモードは、動きベクトルをレート歪みに基づいて異なる精度で表すときに適応化を得ることが可能である。Ｑｖ値及びＱＭＶモード情報を送出するときに費やされる追加のコストは、動きベクトルのレート抑制によってもたらされる利益が食い尽される可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

従来技術のこれらの欠点や不利益及び他の欠点や不利益は、動き情報の適応型符号化のための方法及び装置を対象とする本発明の原理によって対処されている。

【0011】

本発明の原理の一態様によれば、装置が提供されている。当該装置は動きベクトルを用いて画像内の少なくとも１つのブロックを符号化するためのエンコーダを含む。ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度方式が用いられる。動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準は、非レート歪みに基づく基準（non-rate-distortion-based criteria）を含む。

【0012】

本発明の原理の他の態様によれば、ビデオエンコーダにおける方法が提供されている。当該方法は動きベクトルを使用して画像内の少なくとも１つのブロックを符号化することを含む。適応型動きベクトル精度方式がブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度を選択するために用いられる。動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準は、レート歪みに基づかない基準を含む。

【0013】

本発明の原理の更に他の態様によれば、装置が提供されている。当該装置は動きベクトルを使用して画像内の少なくとも１つのブロックを復号化するデコーダを含む。

【0014】

ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度方式が用いられる。動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準は、レート歪みに基づかない基準を含む。

【0015】

本発明の原理のまた他の態様によれば、ビデオデコーダにおける方法が提供されている。当該方法は動きベクトルを使用して画像内の少なくとも１つのブロックを復号化することを含む。ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度方式が用いられる。動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準は、レート歪みに基づかない基準を含む。

【0016】

本発明の原理のこれらの態様、特徴及び利点及び他の態様、特徴及び利点は添付図面を参照して読まれるべき模範的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

本発明の原理は以下の模範的な図面に応じてより良く理解することができる。

【0018】

【図1】本発明の原理の実施形態に応じて本発明の原理を適用することができる模範的なビデオエンコーダ示すブロック図である。

【図2】本発明の原理の実施形態に応じて本発明の原理を適用することができる模範的なビデオデコーダを示すブロック図である。

【図3】本発明の原理の実施形態に応じてパーティションサイズに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図4】本発明の原理の実施形態に応じてパーティションサイズに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図5】本発明の原理の実施形態に応じて動きベクトルの方向に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図6】本発明の原理の実施形態に応じて動きベクトルの方向に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図7】本発明の原理の実施形態に応じて量子化パラメータに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図8】本発明の原理の実施形態に応じて量子化パラメータに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図9】本発明の原理の実施形態に応じて明示的なシグナリングを有する動画像のコンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータをコード化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図10】本発明の原理の実施形態に応じて明示的なシグナリングを有する動画像のコンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図11】本発明の原理の実施形態に応じて非明示的シグナリングを有する動画像コンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図12】本発明の原理の実施形態に応じて非明示的なシグナリングを有する動画像コンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図13】本発明の原理の実施形態に応じて動きベクトルの振幅に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【図14】本発明の原理の実施形態に応じて非明示的なシグナリングを有する動きベクトルの振幅に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0019】

本発明の原理は動き情報の適応型符号化のための方法及び装置を対象としている。

【0020】

本明細書は本発明の原理を説明している。従って、当業者はここには明示的に記述または表示されていなくとも、本発明の原理を実体化し、その精神及び範囲に含まれる種々の構成を作り出すことが可能であることが理解される。

【0021】

ここで記述された全ての例及び条件付きの表現は読者が本発明の原理及び発明者が技術を深めるために貢献した概念を理解するのを補助するための教育的な目的を意図したものであり、そのような個別的に記述された例や条件に限定を加えるものではないと解釈されるべきである。

【0022】

更に、本発明の原理の原理、態様、及び実施形態、同様に特定の実例を記述する本明細書内の全ての解説は、構造的及び機能的均等物の両方を包含することが意図されている。追加的に、そのような均等物は現在知られている均等物と将来開発される均等物の両方、即ち構造に依らずに同一の機能を行う開発された如何なる要素をも含むものであることが意図されている。

【0023】

従って、例えば、ここに示されたブロック図は本発明の原理を実体化する説明的な回路の概念図を表すものであることが当業者によって理解されるであろう。同様に、フローチャート、フロー図、状態遷移図、擬似コード等は、コンピュータによって読取り可能な媒体において実質的に表され、コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されていなくともコンピュータ又はプロセッサによって実行可能である種々のプロセスを表していることが理解される。

【0024】

図において示された種々の要素の機能は、専用のハードウェアや適切なソフトウェアと連携してソフトウェアを実行することが可能なハードウェアを使用することによって提供することができる。プロセッサによって提供される場合、その機能は単一の専用のプロセッサ、単一の共有されたプロセッサ、又はその内の幾つかが共有されても良い複数の個々のプロセッサによって提供されることができる。更に、「プロセッサ」または「制御装置」という用語の明示的な使用はソフトウェアを実行することが可能なハードウェアを排他的に指していると解釈されてはならず、非明示的に、限定無しに、ディジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを格納するリードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、及び不揮発性記憶装置を含むことができる。

【0025】

従来及び／又は慣用の他のハードウェアもまた含まれ得る。同様に、図に示されるどのスイッチもただ概念的なものである。それらの機能はプログラムロジック、専用のロジックの動作、プログラム制御と専用のロジックの相互作用、更には手動操作によって実行でき、前後関係からより詳細に理解できるように、特定の技術は実装担当者によって選択可能である。

【0026】

本明細書の請求項において、特定の機能を実行するための手段として表現される如何なる要素も、例えばａ）その機能を実行する回路の組み合わせ、ｂ）機能を実行するための適切な回路と組み合わされる如何なる形式のソフトウェア、従って、ファームウェア、マイクロコード、またはその他同種のものを含むソフトウェアを含む、その機能を実行する如何なる方法も含むものであることが意図されている。そのような請求項において定義される本発明の原理は、請求項が要求する方法で組み合わされ、共に提供されるという事実のうえに、種々の記述された手段によって提供される機能が存在している。

【0027】

従って、それらの機能を提供できる如何なる手段もここで示された手段と同等であること見なされる。

【0028】

明細書における本発明の原理の「一実施形態」又は「実施形態」、同様にその変形例について言及するときは、実施形態と関連して記述される特定の特徴、構造、特性、等が本発明の原理の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。従って、「一実施形態において」又は「実施形態において」という句、同様に明細書全体の種々の場所で出現する句の他の変形例は、必ずしも全てが同一の実施形態について言及しているわけではない。

【0029】

例えば、「Ａ／Ｂ」、「Ａ及び／又はＢ］、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」等の場合における「／」、「及び／又は」、「の少なくとも１つ」の使用は、記述された第１の選択肢（Ａ）のみの選択、又は記述された第２の選択肢（Ｂ）のみの選択、又は両方の選択肢（Ａ及びＢ）の選択を含むことが理解されるべきである。更に他の例として、「Ａ／Ｂ及び／又はＣ」、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」の場合、そのような表現法は記述された第１の選択肢（Ａ）のみの選択、記述された第２の選択肢（Ｂ）のみの選択、又は記述された選択肢（Ｃ）のみの選択、又は記述された第１及び第２の選択肢（Ａ及びＢ）のみの選択、記述された第１及び第３の選択肢（Ａ及びＣ）のみの選択、記述された第２及び第３の選択肢（Ｂ及びＣ）のみの選択、または３つの選択肢（Ａ及びＢ及びＣ）の全ての選択を含むことを意図したものである。

【0030】

このことは、この技術分野及び関係した技術分野の当業者に容易に理解されるように、記述された項目の数だけ拡張できる。

【0031】

更に、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ標準に関して本発明の原理の１つ以上の実施形態が記述されているが、本発明の原理はこの標準規格のみに限定されるものではなく、従って、本発明の原理は本発明の原理の精神を保ちつつＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ標準規格の拡張規格を含む他の動画像符号化標準規格、勧告、及びその拡張規格、同様に、所有権の有る標準規格または方式、将来の標準規格または方式に使用できることが理解されるべきである。

【0032】

同様に、ここで使用されたように、「画像（picture）」及び「像（image）」という語は相互交換可能に使用されており、動画像（video）シーケンスからの静止画像又はピクチャを指している。周知のように、画像はフレーム又はフィールドであって良い。

【0033】

更に、ここで使用されているように「信号」（signal）という語は対応するデコーダへ何かを示すことを表している。例えば、エンコーダはエンコーダ側でどの特定の動きベクトル精度が使用されたかをデコーダに認識させるために所定の動きベクトル精度について信号を送ることができる。この方法により、エンコーダ側及びデコーダ側の両方で同一の動きベクトル精度を用いることができる。従って、例えば、エンコーダはデコーダに特定の動きベクトル精度を伝送し、デコーダが同一の特定の動きベクトル精度を使用するか又は、デコーダが既に他の動きベクトル精度と共に特定の動きベクトル精度を有する場合、信号は（伝送せずに）単にデコーダが特定の動きベクトル精度を知って選択することを可能にするために使用される。実際の動きベクトル精度を伝送することを避けることによってビットの節約が実現される。信号送出は、種々の方法で達成されることが理解されるべきである。例えば、１以上の構文要素、フラグ等は、情報を対応するデコーダに信号伝達するために使用することができる。

【0034】

更に、ここで使用されているように、「ローカル画像領域」という句は、動画像シーケンスのサブセット信号を指している。ローカル画像領域は、多数の連続したフレーム、単一のフレーム、多数の時間的及び／又は空間的に隣接したブロック、並びに／又は多数の時間的及び／もしくは空間的に隣接した画素であって良い。

【0035】

また、ここで使用されているように、「グローバル動き情報」という句は、「画像領域」内の主な動きを指している。ここで使用されているように、「画像領域」は、同一のシーンに属する多数のフレーム、単一のフレーム及び／又は単一のフレームの部分を指している。グローバル動き情報の幾つかの例を以下に示す。一例において、我々は特定の画像領域内の各ブロックについて動きを推測し、グローバル動き情報はこれらのブロック内で最も一般的な動きである。他の例では、我々は特定の画像領域内の各ブロックについて動きを推測し、グローバル動き情報はこれらのブロックの全てについて平均をとった動きである。他の例では、我々は特定の画像領域内の各ブロックについて動きを推測し、グローバル動き情報はこれらのブロックの全ての中での中央値の動きである。

【0036】

図１を参照すると、本発明の原理を適用することができる模範的なビデオエンコーダが参照番号１００で一般的に示されている。ビデオエンコーダ１００は、結合器１８５の非反転入力と信号通信する出力を有するフレーム順序付けバッファ１１０を含む。結合器１８５の出力は、信号通信によって変換及び量子化器１２５の第１の入力に接続されている。変換及び量子化器１２５の出力は、信号通信によってエントロピー符号化器１４５の第１の入力及び逆変換及び逆量子化器１５０の第１の入力に接続されている。エントロピー符号化器１４５の出力は、信号通信によって結合器１９０の第１の非反転入力に接続されている。結合器１９０の出力は、信号通信によって出力バッファ１３５の第１の入力に接続されている。

【0037】

エンコーダ制御装置１０５の第１の出力は、信号通信によってフレーム順序付けバッファ１１０の第２の入力、逆変換及び逆量子化器１５０の第２の入力、ピクチャータイプ判定モジュール１１５の入力、マクロブロックタイプ（ＭＢタイプ）判定モジュール１２０の第１の入力、イントラ予測モジュール１６０の第２の入力、デブロッキングフィルタ１６５の第２の入力、動き補償器１７０の第１の入力、動き推定器１７５の第１の入力及び基準ピクチャバッファ１８０の第２の入力に接続されている。

【0038】

エンコーダ制御装置１０５の第２の出力は、信号通信によって補足的拡張情報（ＳＥＩ）挿入器１３０の第１の入力、変換及び量子化器１２５の第２の入力、エントロピー符号化器１４５の第２の入力、出力バッファ１３５の第２の入力、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）及びピクチャーパラメータセット（ＰＰＳ）挿入器１４０の入力に接続されている。

【0039】

ＳＥＩ挿入器１３０の出力は、信号通信によって結合器１９０の第２の非反転入力に接続されている。

【0040】

ピクチャータイプモジュール１１５の第１の出力は、信号通信によってフレーム順序付けバッファ１１０の第３の入力に接続されている。

【0041】

ピクチャータイプ判定モジュール１１５の第２の出力は、信号通信によってマクロブロックタイプ判定モジュール１２０の第２の入力に接続されている。

【0042】

シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）及びピクチャーパラメータセット（ＰＰＳ）挿入器１４０の出力は、信号通信によって結合器１９０の第３の非反転入力に接続されている。

【0043】

逆量子化及び逆変換器１５０の出力は、信号通信によって結合器１１９の第１の非反転入力に接続されている。結合器１１９の出力は、信号通信によってイントラ予測モジュール１６０の第１の入力及びデブロッキングフィルタ１６５の第１の入力に接続されている。デブロッキングフィルタ１６５の出力は、信号通信によって基準ピクチャバッファ１８０の第１の入力に接続されている。基準ピクチャバッファ１８０の出力は、信号通信によって動き推測器１７５の第２の入力及び動き補償器１７０の第３の入力に接続されている。

【0044】

動き推測器１７５の第１の出力は、信号通信によって動き補償器１７０の第２の入力に接続されている。動き推測器１７５の第２の出力は、信号通信によってエントロピー符号化器１４５の第３の入力に接続されている。

【0045】

動き補償器１７０の出力は、信号通信によってスイッチ１９７の第１の入力に接続されている。イントラ予測モジュール１６０の出力は、信号通信によってスイッチ１９７の第２の入力に接続されている。マクロブロックタイプ判定モジュール１２０の出力は、信号通信によってスイッチ１９７の第３の入力に接続されている。スイッチ１９７の第３の入力は、スイッチの「データ」入力（制御入力、すなわち第３の入力と対比して）が動き補償器１７０によって提供されるか又はイントラ予測モジュール１６０によって提供されるか否かを判定する。スイッチ１９７の出力は、信号通信によって結合器１１９の第２の非反転入力に及び結合器１８５の反転入力接続されている。

【0046】

フレーム順序付けバッファ１１０の第１の入力及びエンコーダ制御装置１０５の入力は、入力画像を受け取るためにエンコーダ１００の入力として利用可能である。

【0047】

更に、補足的拡張情報（ＳＥＩ）挿入器１３０の第２の入力は、メタデータを受け取るためにエンコーダ１００の入力として利用可能である。出力バッファ１３５の出力は、ビットストリームを出力するためにエンコーダ１００の出力として利用可能である。

【0048】

次に図２を参照すると、本発明の原理を適用することができる模範的なビデオデコーダが参照番号２００で一般的に示されている。ビデオデコーダ２００は、信号通信によってエントロピーデコーダ２４５の第１の入力に接続される出力を有する入力バッファ２１０を含む。エントロピーデコーダ２４５の第１の出力は、信号通信によって逆変換及び逆量子化器２５０の第１の入力に接続されている。逆変換及び逆量子化器２５０の出力は、信号通信によって結合器２２５の第２の非反転入力に接続されている。結合器２２５の出力は、信号通信によってデブロッキングフィルタ２６５の第２の入力及びイントラ予測モジュール２６０の第１の入力に接続されている。デブロッキングフィルタ２６５の第２の出力は、信号通信によって基準ピクチャバッファ２８０の第１の入力に接続されている。基準ピクチャバッファ２８０の出力は、信号通信によって動き補償器２７０の第２の入力に接続されている。

【0049】

エントロピーデコーダ２４５の第２の出力は、信号通信によって動き補償器２７０の第３の入力、デブロッキングフィルタ２６５の第１の入力及びイントラ予測器２６０の第３の入力に接続されている。エントロピーデコーダ２４５の第３の出力は、信号通信によってデコーダ制御装置２０５の入力に接続されている。デコーダ制御装置２０５の第１の出力は、信号通信によってエントロピーデコーダ２４５の第２の入力に接続されている。デコーダ制御装置２０５の第２の出力は、信号通信によって逆変換及び逆量子化器２５０の第２の入力に接続されている。デコーダ制御装置２０５の第３の出力は、信号通信によってデブロッキングフィルタ２６５の第３の入力に接続されている。デコーダ制御装置２０５の第４の出力は、信号通信によってイントラ予測モジュール２６０の第２の入力、動き補償器２７０の第１の入力及び基準ピクチャバッファ２８０の第２の入力に接続されている。

【0050】

動き補償器２７０の出力は、信号通信によってスイッチ２９７の第１の入力に接続されている。イントラ予測モジュール２６０の出力は、信号通信によってスイッチ２９７の第２の入力に接続されている。スイッチ２９７の出力は、信号通信によって結合器２２５の第１の非反転入力に接続されている。

【0051】

入力バッファ２１０の入力は、入力ビットストリームを受け取るためにデコーダ２００の入力として利用可能である。デブロッキングフィルタ２６５の第１の出力は出力画像を出力するためにデコーダ２００の出力として利用可能である。

【0052】

上述のように、本発明の原理は、動き情報の適応型符号化のための方法及び装置を対象としている。従って、本発明の原理に応じて動き情報と動画像のコンテンツとの相互関係をより良く利用することによって動画像符号化の性能を向上させるために適応型動き情報表現及び圧縮の方法が用いられている。この方法は、動きフィールド、動画像コンテンツ、符号化モード及び符号化効率を考慮することによって、適応化のための追加ビットのオーバーヘッドを負担することなく（又は少なくとも追加ビットのオーバーヘッドを制限することにより）異なる精度レベルで動きベクトルを適応して表現するものである。

【0053】

［パーティションサイズ適応化］
典型的なブロック単位動画像符号化方式においては、画像は多数の互いに重ならないブロックに分割される。最良のブロック形状及びサイズは、動画像のコンテンツ及び符号化方式に依存している。ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ標準は、１６×１６、１６×８、８×１６、８×８、８×４、４×８及び４×４ブロックをサポートしている。分かるように、大きなブロックは小さなブロックに比較してより多くの画素を有している。動き補償の誤差は各画素からの誤差が原因である。ブロックがより多くの画素を含む場合、各画素からの誤差が均一であると仮定してそのブロックがより大きな補償誤差を持つ可能性が比較的高くなる。それ故、我々は大きなブロックに対しては小さなブロックに比較して高精度の動きベクトルを使用するようにしている。従って、我々は、実施形態において、パーティションサイズに対して動きベクトル精度を適応化させている。

【0054】

一般的に、大きなブロックは動画像においてより広い面積をカバーしており、正しく補償されなければ大きな量の歪みを生じる可能性が高くなるため、大きなブロックの動きベクトルに対してはより高い精度を用いることができる。表１は、本発明の原理の実施形態に応じて異なるブロックサイズを異なる精度レベルに分類したものを示している。勿論、本発明の原理は上述の分類に限定されるものではなく、従って本発明の原理の精神を保ちつつ本発明の原理の教示に従って他の分類もまた使用することができることが理解されねばならない。

【0055】

【表1】

【0056】

各ブロックの動きベクトルは、そのレベルの対応する精度をもって表されることになる。既に伝送されているパーティションサイズに基づくため、動きベクトル精度の適応化のための追加的なビットレートの消費が発生することはない。

【0057】

次に、図３を参照すると、パーティションサイズに基づいた動き情報の適応型符号化を用いた画像データを符号化するための模範的な方法が参照番号３００で一般的に示されている。この方法３００は、機能ブロック３１０に制御を受け渡す開始ブロック３０５を含む。機能ブロック３１０は、motion_accuracy_adaptive_flagを１に設定し、mv_accuracy_adaptation_modeを０に設定し、motion_accuracy_adaptive_flagとmv_accuracy_adaptation_modeをビットストリームに書き込み、ループリミットブロック３１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック３１２は、１から数（＃）のブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック３１５に制御を受け渡す。機能ブロック３１５は、動き推測を実行し、機能ブロック３２０に制御を受け渡す。機能ブロック３２０は、動き推測（機能ブロック３１５によって実行される）の結果の動きベクトルをパーティションサイズに基づいて以下のように量子化し、その後、機能ブロック３２５に制御を受け渡す：１６×１６、１６×８、８×１６パーティションサイズは１／８画素精度を使用し、８×８パーティションサイズは１／４画素精度を使用し、８×４、４×８、４×４パーティションサイズは１／２画素精度を使用する。機能ブロック３２５は、動き補償を実行し、機能ブロック３３０に制御を受け渡す。機能ブロック３３０は、エントロピー符号化を実行し、ループリミットブロック３３２に制御を受け渡す。ループリミットブロックは、ループを終了し、エンドブロック３９９に制御を受け渡す。

【0058】

次に、図４を参照すると、分割サイズに基づく動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法が参照番号４００で一般的に示されている。方法４００は、機能ブロック４１０に制御を受け渡すスタートブロック４０５を含む。機能ブロック４１０は、motion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeを解析し、ループリミットブロック４１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック４１２は、１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック４１３に制御を受け渡す。機能ブロック４１３は、動きベクトル（ＭＶ）構文を解析し、判定ブロック４１５に制御を受け渡す。判定ブロック４１５は、motion_accuracy_adaptive_flag==1及びmv_accuracy_adaptation_mode==0であるか否かを判別する。そうである場合、次に制御は機能ブロック４２０に受け渡される。そうでない場合、制御は機能ブロック４１７に受け渡される。機能ブロック４２０は、以下のパーティションサイズに基づいて決定された精度で動きベクトルを復号化し、その後制御を機能ブロック４２５に受け渡す：１６×１６、１６×８、８×１６のパーティションサイズは１／８画素精度を使用し、８×８のパーティションサイズは１／４画素精度を使用し、８×４、４×８及び４×４のパーティションサイズは１／２画素精度を使用する。機能ブロック４２５は、動き補償を実行し、ループリミットブロック４２７に制御を受け渡す。ループリミットブロック４２７は、ループを終了し、エンドブロック４９９に制御を受け渡す。機能ブロック４１７は、均一精度又は他の適応型精度の方法を使用して動きベクトルを再構成し、機能ブロック４２５に制御を受け渡す。

【0059】

［動きベクトルの方向適応化］
多くの動きベクトル表現において、動きベクトルは動きを水平及び垂直方向の両方で記述する２次元ベクトルである。通常、動きベクトルは両方の方向で同一の精度を有する。しかしながら、特に、動きについてなんらかの事前情報が有る場合、異なる方向で同一の精度を有していることは要求されていない。例えば、動画像が主な水平方向の動き（カメラのパン操作のように）を有する場合、我々は動き情報をより良く表現するために水平方向内で高い精度を提供することができる。また、高精度の動き方向を信号で知らせるために整数型の動き振幅、パーティション形状、動きベクトル予測変数、又はグローバル動き情報を利用することもできる。従って、一実施形態において、動きベクトルの１以上の特定の方向について動きベクトル精度を適応化させる。

【0060】

一実施形態において、我々は主な動き方向を導出するために動きベクトル予測変数を利用する。我々は主な動き方向に、より高い動きベクトル精度（主ではない動き方向に対して）を割り当てる。動きベクトル予測変数ｍｖｐ＝［mvp_x,mvp_y］は、隣接ブロックの動きベクトルをチェックすることによりＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ標準に記述されたようにして得ることができる。我々は、以下のパラメータを定義する：

【0061】

【数1】

【0062】

θ（ｍｖｐ）をチェックすることにより、我々はどの方向がより高い精度を使用するのかについて以下のように決定することができる：

【0063】

【数2】

【0064】

ここで、res（mv_x）及びres（mv_y）はmv_x及びmv_yそれぞれの解像度（すなわち、精度）であり、thl及びth2は二つの異なる方向での動きベクトルの精度を決定するための閾値である。

【0065】

これらの方法を用いることにより、我々は追加のオーバーヘッドを負担することなしに異なる方向での動きベクトルの精度を適応化することができる。

【0066】

次に、図５を参照すると、動きベクトルの方向に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータをコード化するための模範的な方法が、参照番号５００で一般的に示されている。方法５００は、機能ブロック５１０に制御を受け渡すスタートブロック５０５を含む。機能ブロック５１０はmotion_accuracy_adaptive_flag=１に設定し、mv_accuracy_adaptation_mode=１に設定し、motion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeをビットストリームに書き込み、ループリミットブロック５１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック５１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック５１５に制御を受け渡す。機能ブロック５１５は動き推測を実行し、機能ブロック５２０に制御を受け渡す。機能ブロック５２０は主成分（dominant component）を導出し、以下の１以上のものに基づいてres_x及びres_yを設定し、その後機能ブロック５２５に制御を受け渡す：動きベクトル予測変数；隣接動きベクトル；パーティション形状；整数型動き振幅；グローバル動き；及び／又はレート歪みコスト。機能ブロック５２５はres_x及びres_yに基づいて動きベクトル成分を量子化し、機能ブロック５３０に制御を受け渡す。機能ブロック５３０は動き補償を実行し、機能ブロック５３５に制御を受け渡す。機能ブロック５３５はエントロピー符号化を実行し、ループリミットブロック５３７に制御を受け渡す。ループリミットブロック５３７はループを終了し、エンドブロック５９９に制御を受け渡す。

【0067】

次に、図６を参照すると、動きベクトルの方向に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法が、参照番号６００で一般的に示されている。方法６００は機能ブロック６１０に制御を受け渡すスタートブロック６０５を含む。機能ブロック６１０はmotion_accuracy_adaptive_flagandmv_accuracy_adaptation_modeを解析し、ループリミットブロック６１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック６１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数を使用してをループを開始し、機能ブロック６１３に制御を受け渡す。機能ブロック６１３は動きベクトル（ＭＶ）の構文を解析し、判定ブロック６１５に制御を受け渡す。判定ブロック６１５はmotion_accuracy_adaptive_flag==1及びmv_accuracy_adaptation_mode==1であるか否かを判別する。そうである場合、制御は機能ブロック６２０に受け渡される。そうでない場合、制御は機能ブロック６１７に受け渡される。機能ブロック６２０は主成分を導出し、以下の１つ以上に基づいてres_xandres_yを設定し、その後機能ブロック６２５に制御を受け渡す：動きベクトル予測変数；隣接動きベクトル；パーティション形状部分；整数型動き振幅；グローバル動き；及び／又はレート歪みコスト。機能ブロック６２５はres_x及びres_yに基づいて動きベクトルを復号化し、機能ブロック６３０に制御を受け渡す。機能ブロック６３０は動き補償を実行し、ループリミットブロック６３２に制御を受け渡す。ループリミットブロック６３２はループを終了し、エンドブロック６９９に制御を受け渡す。機能ブロック６１７は均一精度又は他の適応型精度の方法を使用して動きベクトルを再構成し、機能ブロック６３０に制御を受け渡す。

【0068】

［ＱＰ適応型動きベクトル精度］
動画像エンコーダは、符号化された動画像の品質を制御するために量子化パラメータＱＰを使用する。量子化パラメータが大きいとき、基準フレーム（前に符号化されたフレームの再構成である）の品質は低い。特に、殆どの詳細部が符号化処理で除去されているため、基準フレームは滑らかになりがちである。従って、差異の少ない動きベクトルは非常に似た予測値を与える可能性が有り、高精度動きベクトルは不要である。従って、一実施形態においては、我々は動きベクトル精度を１つ以上の量子化パラメータに適応化させている。

【0069】

一実施形態において、動きベクトル精度は符号化量子化パラメータ（ＱＰ）又は量子化ステップサイズに適応化されている。mvが動き推測によって発見された動きベクトルであり、mvpが予測された動きベクトルであると仮定しよう。差はmvdと称され、mvd=mv−mvpである。mvqを復号器に伝送される量子化されたmvdとしよう。ここで、mvq=Q（mvd,q_mv）であり、Ｑはｍｖｑ量子化処理であり、q_mvは量子化ステップサイズ（例えば、q_mv=０.５は１／２画素精度を意味し、q_mv=０.２５は４分の１画素精度を意味する等）である。動きベクトル精度を符号化ＱＰの関数であるとすると、q_mv=f（QP）である。例えば、QPが閾値より小さいとき、小さい値のq_mvが選択される。そうでなく、ＱＰが閾値より大きいとき、大きな値のq_mvが選択される。

【0070】

ここで、図７を参照すると、量子化パラメータに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法が、参照番号７００で一般的に示されている。方法７００は機能ブロック７１０に制御を受け渡すスタートブロック７０５を含む。機能ブロック７１０はmotion_accuracy_adaptive_flag=１に設定しmv_accuracy_adaptation_mode=２に設定し、motion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeをビットストリームに書き込んで、ループリミットブロック７１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック７１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック７１５に制御を受け渡す。機能ブロック７１５は動き推測を実行し、機能ブロック７２０に制御を受け渡す。機能ブロック７２０は符号化量子化パラメータ（ＱＰ）に基づいて動きベクトル精度を選択し、選択された動きベクトル精度を使用して動き推測からの結果の動きベクトル（機能ブロック７１５によって実行された）を量子化し、機能ブロック７２５に制御を受け渡す。機能ブロック７２５は動き補償を実行し、機能ブロック７３０に制御を受け渡す。機能ブロック７３０はエントロピー符号化を実行し、ループリミットブロック７３２に制御を受け渡す。ループリミットブロック７３２はループを終了し、エンドブロック７９９に制御を受け渡す。

【0071】

ここで、図８を参照すると、量子化パラメータに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法が、参照番号８００で一般的に示されている。方法８００は機能ブロック８１０に制御を受け渡すスタートブロック８０５を含む。機能ブロック８１０はmotion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeを解析し、ループリミットブロック８１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック８１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック８１３に制御を受け渡す。機能ブロック８１３は動きベクトル（MV）を構文解析し、判定ブロック８１５に制御を受け渡す。判定ブロック８１５はmotion_accuracy_adaptive_flag==1及びmv_accuracy_adaptation_mode==2であるか否かを判別する。そうである場合、機能ブロック８２０に制御が受け渡される。そうでない場合、機能ブロック８１７に制御が受け渡される。機能ブロック８２０は量子化パラメータ（ＱＰ）から動きベクトル精度を得て、受け取った動きベクトルインデックスから動きベクトルを再構成し、機能ブロック８２５に制御を受け渡す。機能ブロック８２５は動き補償を実行し、ループリミットブロック８２７に制御を受け渡す。ループリミットブロックはループを終了し、エンドブロック８９９に制御を受け渡す。機能ブロック８１７は均一精度又は他の適応型精度の方法を使用して動きベクトルを再構成し、機能ブロック８２５に制御を受け渡す。

【0072】

［コンテンツ（content）適応型動きベクトル精度］
画像信号内の滑らかな領域については、差が少ない動きベクトルは非常に似た予測値を提供する可能性が有る。従って、高精度動きベクトルによる利益は限定される。一方、目的とするエッジ及び質感の有る領域に対しては、予測値と現信号との間の僅かな不一致が予測誤差を大きく増やす可能性が有り、正確な動きベクトルが大きく必要とされる。このような関係を考慮して、実施形態において、我々は画像（またはシーケンス）コンテンツに対して動きベクトル精度を適用化している。

【0073】

一実施形態において、動きベクトル精度が画像コンテンツに応じて適応化される。動画像シーケンスのサブセット信号をＳとしよう。Ｓは多数の連続したフレーム、単一のフレーム、又は多数の隣接したブロックであり得る。ｈ（Ｓ）がＳの複雑性関数であると定義する。例えば、ｈ（Ｓ）はＳ内の画素の分散、再構成された残余の分散、又はＳ内のエッジの方向及び強度で有り得る。Ｓに対する動きベクトル値の精度q_mvはｈ（Ｓ）に基づいて選択される。例えば、コンテンツの複雑性が高くｈ（Ｓ）が大きい場合、q_mvの値は小さくなる。一方、コンテンツの複雑性が低くｈ（Ｓ）が小さい場合、q_mvの値は大きくなる。この実施形態に対しては、q_mvはエンコーダによって送出されてもよく（明示的なシグナリング（信号送出））、デコーダにおいて推測されてもよい（非明示的なシグナリング）。

【0074】

ここで、図９を参照すると、明示的なシグナリングを有する動画像コンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法が、参照番号９００で一般的に示されている。この方法９００は機能ブロック９１０に制御を受け渡すスタートブロック９０５を含む。機能ブロック９１０はmotion_accuracy_adaptive_flag=1に設定し、mv_accuracy_adaptation_mode=3に設定し、motion_accuracy_adaptive_flagandmv_accuracy_adaptation_modeをビットストリームに書き込み、ループリミットブロック９１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック９１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック９１５に制御を受け渡す。機能ブロック９１５は動き推測を実行し、機能ブロック９２０に制御を受け渡す。機能ブロック９２０はローカル画像領域の統計、例えば画素の分散、エッジの方向、強度、等に基づいて動きベクトル精度を選択し、機能ブロック９２５に制御を受け渡す。機能ブロック９２５は選択された精度に基づいて動きベクトルを量子化し、機能ブロック９３０に制御を受け渡す。機能ブロック９３０は動きベクトル精度を（例えば、対応するデコーダに）送出し、機能ブロック９３５に制御を受け渡す。機能ブロック９３５は動き補償を実行し、機能ブロック９４０に制御を受け渡す。機能ブロック９４０はエントロピー符号化を実行し、ループリミットブロック９４２に制御を受け渡す。ループリミットブロック９４２はループを終了し、エンドブロック９９９に制御を受け渡す。

【0075】

ここで、図１０を参照すると、明示的シグナリングを有する動画像コンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用するピクチャーデータを復号化するための模範的な方法が、参照番号１０００で一般的に示されている。この方法１０００は機能ブロック１０１０に制御を受け渡すスタートブロック１００５を含む。機能ブロック１０１０はmotion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeを解析し、ループリミットブロック１０１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１０１２は１から数（＃）ブロックの範囲の変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック１０１３に制御を受け渡す。機能ブロック１０１３は動きベクトル（ＭＶ）構文を解析し、判定ブロック１０１５に制御を受け渡す。判定ブロック１０１５はmotion_accuracy_adaptive_flag==1及びmv_accuracy_adaptation_mode==3であるか否かを判別する。そうである場合、制御は機能ブロック１０２０に受け渡される。そうでない場合、制御は機能ブロック１０１７に受け渡される。機能ブロック１０２０は動きベクトル精度を解析し、機能ブロック１０２５に制御を受け渡す。機能ブロック１０２５は受け取った動きベクトルインデックスから動きベクトルを再構成し、機能ブロック１０３０に制御を受け渡す。機能ブロック１０３０は動き補償を実行し、ループリミットブロック１０３２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１０３２はループを終了し、エンドブロック１０９９に制御を受け渡す。機能ブロック１０１７は均一精度又は他の適応型精度の方法を使用して動きベクトルを再構成し、機能ブロック１０３０に制御を受け渡す。

【0076】

ここで、図１１を参照すると、非明示的なシグナリングを有する動画像コンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用したはピクチャーデータを符号化するための模範的な方法が、参照番号１１００で一般的に示されている。この方法１１００は機能ブロック１１１０に制御を受け渡すスタートブロック１１０５を含む。機能ブロック１１１０はmotion_accuracy_adaptive_flag=１に設定し、mv_accuracy_adaptation_mode=４に設定し、motion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeをビットストリームに書き込み、ループリミットブロック１１１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１１１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック１１１５に制御を受け渡す。機能ブロック１１１５は動き推測を実行し、機能ブロック１１２０に制御を受け渡す。機能ブロック１１２０はローカル画像領域の統計、例えば再構成された画像の分散などに基づいて動きベクトル精度を選択し、制御を機能ブロック１１２５に受け渡す。機能ブロック１１２５は選択された精度に基づいて動きベクトル成分を量子化し、機能ブロック１１３０に制御を受け渡す。機能ブロック１１３０は動き補償を実行し、機能ブロック１１３５に制御を受け渡す。機能ブロック１１３５はエントロピー符号化を実行し、ループリミットブロック１１３７に制御を受け渡す。ループリミットブロック１１３７はループを終了し、エンドブロック１１９９に制御を受け渡す。

【0077】

ここで、図１２を参照すると、非明示的シグナリングを有する動画像コンテンツに基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための模範的な方法が参照番号１２００で一般的に示されている。方法１２００は機能ブロック１２１０に制御を受け渡すスタートブロック１２０５を含む。
機能ブロック１２１０はmotion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeを解析し、ループリミットブロック１２１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１２１２は１から数（＃）ブロックの範囲の変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック１２１３に制御を受け渡す。機能ブロック１２１３は動きベクトル（ＭＶ）構文を解析し、判定ブロック１２１５に制御を受け渡す。判定ブロック１２１５はmotion_accuracy_adaptive_flag==１及びmv_accuracy_adaptation_mode==4であるか否かを判別する。そうである場合、制御は機能ブロック１２２０に受け渡される。そうでない場合、制御は機能ブロック１２１７に受け渡される。機能ブロック１２２０はローカル画像領域の統計から動きベクトル精度を取得し、機能ブロック１２２５に制御を受け渡す。機能ブロック１２２５は受け取った動きベクトルインデックスから動きベクトルを再構成し、機能ブロック１２３０に制御を受け渡す。機能ブロック１２３０は動き補償を実行し、ループリミットブロック１２３２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１２３２はループを終了し、エンドブロック１２９９に制御を受け渡す。機能ブロック１２１７は均一精度又は他の適応型の精度方法を使用して動きベクトルを再構成し、機能ブロック１２３０に制御を受け渡す。

【0078】

［動きベクトル振幅適応化］
動画像符号化において、検索された動きベクトルと予測された動きベクトルの間の差が符号化され、それは上で定義したようにmvdである。ビデオエンコーダにおいて利用される実効的動き推測により、殆どの時点でmvdの値は非常に小さい。しかしながら、動画像ブロックが動き検索のために良い特徴を有していなければ、検索されたmvは信頼度が低く、いくらかの不規則性を示す。この場合には、mvdの振幅は非常に大きくなり得る。検索されたmvは信頼性が低いため、mvd符号化のために多すぎるビットは必要とされない。我々はmvdが大きな振幅を有するとき、ビットを節約するために、粗く量子化（低い動きベクトル精度）すべきであるとの選択をした。

【0079】

一実施形態において、動きベクトル精度q_mvは動きベクトル差の振幅mvdの関数であり、|q_mv|=ｆ(|mvd|)である。ｆの１つの例示的な精度関数は、Ｔをしきい値として、ｘ<=Ｔのとき、ｆ（ｘ）=０．２５であり、ｘ>Ｔのとき０．５である。

【0080】

この例において、mvdの量子化は以下の通りである:

【0081】

【数3】

【0082】

ここで、Idx_mvdはmvdの量子化インデックスである。

【0083】

mvd、mvqの再構成は、以下の通りである:

【0084】

【数4】

【0085】

ここで、図１３を参照すると、動きベクトル振幅に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを符号化するための模範的な方法が、参照番号１３００で一般的に示されている。この方法１３００は機能ブロック１３１０に制御を受け渡すスタートブロック１３０５を含む。機能ブロック１３１０はmotion_accuracy_adaptive_flag=１に設定し、mv_accuracy_adaptation_mode=５に設定し、ループリミットブロック１３１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１３１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック１３１５に制御を受け渡す。機能ブロック１３１５は動き推測を実行し、機能ブロック１３２０に制御を受け渡す。機能ブロック１３２０は動きベクトルの振幅に基づいて精度関数を選択し、機能ブロック１３２５に制御を受け渡す。機能ブロック１３２５は選択された関数に基づいて動きベクトル成分を量子化し、機能ブロック１３３０に制御を受け渡す。機能ブロック１３３０は動き補償を実行し、機能ブロック１３３５に制御を受け渡す。機能ブロック１３３５はエントロピー符号化を実行し、ループリミットブロック１３３７に制御を受け渡す。ループリミットブロック１３３７はループを終了し、エンドブロック１３９９に制御を受け渡す。

【0086】

ここで、図１４を参照すると、非明示的シグナリングを有する動きベクトル振幅に基づいた動き情報の適応型符号化を使用してピクチャーデータを復号化するための例示的な方法が、参照番号１４００で一般的に示されている。方法１４００は機能ブロック１４１０に制御を受け渡すスタートブロック１４０５を有している。機能ブロック１４１０はmotion_accuracy_adaptive_flag及びmv_accuracy_adaptation_modeを解析し、ループリミットブロック１４１２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１４１２は１から数（＃）ブロックの範囲を有する変数Ｉを使用してループを開始し、機能ブロック１４１３に制御を受け渡す。機能ブロック１４１３は動きベクトル（ＭＶ）の構文を解析し、判定ブロック１４１５に制御を受け渡す。判定ブロック１４１５はmotion_accuracy_adaptive_flag==1かつmv_accuracy_adaptation_mode==5であるか否かを判別する。そうである場合、制御が機能ブロック１４２０に受け渡される。そうでない場合、制御は機能ブロック１４１７に受け渡される。機能ブロック１４２０は受信した動きベクトルインデックスの値から動きベクトル精度を取得し、機能ブロック１４２５に制御を受け渡す。機能ブロック１４２５は動きベクトル（受信した動きベクトルインデックス）を再構成し、機能ブロック１４３０に制御を受け渡す。機能ブロック１４３０は動き補償を実行し、ループリミットブロック１４３２に制御を受け渡す。ループリミットブロック１４３２はループを終了し、エンドブロック１４９９に制御を受け渡す。機能ブロック１４１７は均一精度又は、他の精度の方法を使用して動きベクトルを再構成し、機能ブロック１４３０に制御を受け渡す。

【0087】

［構文］
表２は、本発明の原理の実施形態に応じた模範的な画像とスライスヘッダー構文を示している。

【0088】

【表2】

【0089】

表２の構文要素の幾つかの意味は次の通りである。

【0090】

motion_accuracy_adaptive_flagは画像に対して動きベクトル精度適応化が用いられたか否かを特定する。motion_accuracy_adaptive_flagが１に等しいことは動き精度適応化の方式（scheme）が画像において使用されたことを表している。motion_accuracy_adaptive_flagが０に等しいことは画像において動き精度適応化方式が用いられていないことを表している。

【0091】

mv_accuracy_adaptation_modeは、スライスのために用いられた動きベクトル精度適応化アプローチを特定する。mv_accuracy_adaptation_modeが０に等しいことは、パーティションサイズに基づいた動きベクトル精度適応化を可能にしていることを示している。mv_accuracy_adaptation_modeが１に等しいことは、方向に基づいた動きベクトル精度適応化を可能にしていることを表している。mv_accuracy_adaptation_modeが２に等しいことはＱＰに基づいた動きベクトル精度適応化を可能にしていることを表している。mv_accuracy_adaptation_modeが３に等しいことは、明示的シグナリングを伴うコンテンツに基づいた動きベクトル精度適応化を可能にしていることを表している。mv_accuracy_adaptation_modeが４に等しいことは、非明示的シグナリングを伴うコンテンツに基づいた動きベクトル精度適応化を可能にしていることを表している。mv_accuracy_adaptation_modeが５に等しいことは、振幅に基づいた動きベクトル精度適応化を可能にしていることを表している。

【0092】

q_mvは標準仕様の量子化ステップサイズに加えて動きベクトルを量子化するために使用される量子化ステップを特定する。

【0093】

res_xは動きベクトルの水平成分の精度を特定する。

【0094】

res_yは動きベクトルの垂直成分の精度を特定する。

【0095】

q_mv_signalingは明示的又は非明示的シグナリングを特定している。q_mv_signalingが１に等しいことはq_mv明示的にシグナリングされることを表している。q_mv_signalingが０に等しいことはq_mvが明示的にシグナリングされないことを表している。

【0096】

res_mv_signalingはres_x及びres_yの明示的又は非明示的シグナリングを特定する。res_mv_signalingが１に等しいことはres_x及びres_yが明示的にシグナリングされることを表している。res_mv_signalingが０に等しいことはres_x及びres_yが明示的にシグナリングされないことを表している。

【0097】

ここで、その内の幾つかが上で言及された本発明の多くの付帯的な利点／特徴について記述する。例えば、利点／特徴は少なくとも画像内のブロックを動きベクトルを使用して符号化するためのエンコーダを有する装置である。適応型動きベクトル精度の方式がブロックを符号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために用いられる。動きベクトルのために精度を選択する選択判定基準には非レート歪みに基づく判定基準が含まれる。

【0098】

他の利点／特徴は上述のエンコーダを含む装置であり、選択判定基準が動き補償パーティションサイズを含む。

【0099】

更に他の利点／特徴は上述のエンコーダを含む装置であり、選択判定基準が動きベクトル成分の方向を含み、ブロックを符号化するのに用いられる動きベクトルの精度が動きベクトルの水平成分と比較したときに垂直成分において異なるように選択され、垂直成分と水平成分の内で最大の精度を有する成分が主成分として選択される。

【0100】

更に他の利点／特徴はエンコーダを有する装置であり、選択判定基準が動きベクトル成分の方向を含み、ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度は、動きベクトルの水平成分と比較したとき、垂直成分で異なるように選択され、上述のように、垂直成分及び水平成分の間で最大精度を有する成分が主成分として選択され、主成分が以下の少なくとも１つに応じて決められる。
（ｉ）動きベクトルが整数型動きベクトルであるときの動きベクトルの振幅、
（ｉｉ）ブロックのための動き補償パーティションの形状、
（ｉｉｉ）ブロックのための予測された動きベクトル、
（ｉｖ）ブロックに対して隣接したブロックの動きベクトル、及び
（ｖ）画像と１以上の他の画像とであり、同一の動画像シーケンスに含まれる画像と１以上の他の画像との内の少なくとも１つに関するグローバル動き情報。

【0101】

更に他の利点／特徴は上述のエンコーダを有する装置であり、選択判定基準がブロックの符号化量子化パラメータを含む。

【0102】

更に、利点／特徴は上述のエンコーダを有する装置であり、選択判定基準がローカル画像領域の統計を含み、ローカル画像領域は画像の一部分、画像及び１以上の他の画像であり、同一の動画像シーケンスに含まれている画像と１以上の他の画像との少なくとも１つに対応している。

【0103】

また、他の利点／特徴はエンコーダを有する装置であり、選択判定基準がローカル画像領域の統計を含み、ローカル画像領域は画像の部分、画像及び１以上の他の画像の少なくとも１つに対応するのであり、上述のように、画像及び１以上の他の画像は同一の動画像シーケンスに含まれ、ローカル画像領域の統計は以下の少なくとも１つから選択される。
（i）ローカル領域内の画素の分散、
（ii）ローカル領域内の復号化された残余の係数の分散、
（iii）ローカル領域内のエッジの方向の分散、及び、
（iv）ローカル領域内のエッジ強度の分散。

【0104】

更に、他の利点の特徴は上述のエンコーダを有する装置であって、選択判定基準が検索された動きベクトルの振幅を含む。

【0105】

更に、他の利点／特徴は上述のエンコーダを有する装置であって、ブロックを符号化する動きベクトルの精度が符号化されたビットストリームにおいて明示的にシグナリングされる。

【0106】

更に、他の利点／特徴は上述のエンコーダを有する装置であって、ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度が画像又は画像を含むシーケンス内の予め復号化された動画像から推測される。

【0107】

本発明の原理のこれらの特徴及び利点及び他の特徴及び利点は本明細書における教示に基づいて関係する分野の当業者によって容易に確かめることができる。本発明の原理の教示は種々の形のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定目的のプロセッサ、又はそれらの組み合わせとして実現され得ることが理解されるべきである。最も好ましくは、本発明の原理の教示はハードウェアとソフトウェアの組合わせとして実現される。

【0108】

更に、ソフトウェアはプログラム記憶ユニット上に目に見える方法で実体化されるアプリケーションプログラムとして実現されても良い。アプリケーションプログラムはまた、適当なアーキテクチャを含むマシーンにアップロードされ、それによって実行されても良い。

【0109】

好ましくは、マシーンは、例えば１以上のセントラルプロセッシングユニット（「ＣＰＵ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、及び入力/出力（「Ｉ／Ｏ」）インターフェース等のハードウェアを有するコンピュータプラットフォーム上に実現される。

【0110】

コンピュータプラットフォームはまたオペレーティングシステム及びマイクロインストラクションコードを含んでいても良い。

【0111】

ここで記述された種々のプロセス及び機能は、ＣＰＵによって実行することが可能なマイクロインストラクションコードの一部分又はアプリケーションプログラムの一部分の何れか、またはそれらの組み合わせであっても良い。

【0112】

更に、追加のデータ記憶ユニット及び印刷ユニット等の種々の他の周辺ユニットがコンピュータプラットフォームに接続されても良い。

【0113】

添付図面に示されたシステムの構成要素及び方法の幾つかは好ましくはソフトウェアにおいて実現されるため、システム構成要素又はプロセス機能ブロック間の実際の接続は本発明の原理がプログラムされる方法に応じて変わることが更に理解されるべきである。

【0114】

本明細書中の教示を得て、関係する技術分野の当業者は本発明の原理のこれらの及び同様の実現例又は構成を企図することができる。

【0115】

ここでは説明的な実施形態が添付図面を参照しつつ記述されてきたが、本発明の原理はそれらの詳細な実施形態に限定されるものではなく、種々の変形及び変更が関連する技術分野の当業者によって本発明の原理の範囲及び精神から逸脱することなく実現され得ることが理解されるべきである。

【0116】

そのような変形及び変更の全てが添付の請求項に記述された本発明の原理の範囲に含まれることが意図されている。
［付記１］
動きベクトルを使用して画像内のブロックを符号化するためのエンコーダ（１００）を含む装置であって、ブロックを符号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準を含む、上記装置。
［付記２］
ビデオエンコーダにおける方法であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを符号化するステップを含み、
ブロックを符号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準（３２０、５２０、５２５、７２０、９２０、９２５、１１２０、１３２０、１３２５）を含む、上記方法。
［付記３］
前記選択判定基準は動き補償パーティションサイズ（３２０）を含む、付記２に上記記載の方法。
［付記４］
前記選択判定基準が動きベクトル成分の方向を含み、ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度が動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、垂直成分と水平成分との間で最高の精度を有する成分が主成分（５２０）として選択される、付記２に記載の上記方法。
［付記５］
前記主成分は、
（ｉ）動きベクトルが整数型動きベクトル（５２０）であるとき、動きベクトルの振幅、
（ｉｉ）ブロックのための動き補償パーティションの形状（５２０）、
（ｉｉｉ）ブロックのための予測動きベクトル（５２０）、
（ｉｖ）ブロックに対して隣接するブロックの動きベクトル（５２０）、及び
（ｖ）画像と１以上の他の画像であり、同一の動画像シーケンスに含まれる前記画像と前記１以上の他の画像の少なくとも１つに関するグローバル動き情報（５２０）、
の少なくとも１つに応じて決定される、付記４に記載の上記方法。
［付記６］
ブロックの符号化量子化パラメータ（７２０）を含む、付記２に記載の上記方法。
［付記７］
前記選択判定基準はローカル画像領域の統計を含んでおり、前記ローカル画像領域は画像の一部分、画像、１以上の他の画像、の少なくとも１つに対応しており、前記画像と前記１以上の他の画像は同一の動画像シーケンス（９２０、１１２０）に含まれる、付記２に記載の上記方法。
［付記８］
前記ローカル画像領域の統計は、
（ｉ）ローカル領域内の画素の分散（９２０、１１２０）、
（ｉｉ）ローカル領域の符号化残余係数の分散（９２０、１１２０）、
（ｉｉｉ）ローカル領域内のエッジの方向の分散（９２０、１１２０）、及び
（ｉｖ）ローカル領域内のエッジの強度の分散（９２０、１１２０）、
の少なくとも１つから選択されている、付記７に記載の上記方法。
［付記９］
前記選択判定基準は検索された動きベクトルの振幅（１３２０）を含む、付記２に記載の上記方法。
［付記１０］
ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度はビットストリームにおいて明示的に信号送出されている、付記２に記載の上記方法。
［付記１１］
ブロックを符号化するために用いられる動きベクトルの精度は画像又は画像を含むシーケンス内の予め復号化された動画像（１１２０）から推測されることを特徴とする付記２に記載の方法。
［付記１２］
動きベクトルを使用して画像内のブロックを復号化するためのデコーダ（２００）を含む装置であって、ブロックを復号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準を含む、上記装置。
［付記１３］
動画像デコーダにおける方法であって、
動きベクトルを使用して画像内のブロックを復号化するステップを含み、
ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度方式が選択され、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準（４２０、６２０、６２５、８２０、１０２０、１０２５、１２２０、１２２５、１４２０、１４２５）を含む、上記方法。
［付記１４］
前記選択判定基準は動き補償パーティションサイズ（４２０）を含む、付記１３に記載の上記方法。
［付記１５］
前記選択判定基準は動きベクトル成分の方向を含み、ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度は動きベクトルの水平成分と比較したとき垂直成分において異なるように選択されており、垂直成分と水平成分の内最高の精度を有する成分が主成分（６２０）として選択される、付記１３に記載の上記方法。
［付記１６］
（ｉ）動きベクトルが整数型動きベクトル（６２０）であるとき、動きベクトルの振幅、
（ｉｉ）ブロックのための動き補償パーティションの形状（６２０）、
（ｉｉｉ）ブロックのための予測動きベクトル（６２０）、
（ｉｖ）ブロックに対して隣接するブロックの動きベクトル（６２０）、及び
（ｖ）画像と１以上の他の画像であり、同一の動画像シーケンスに含まれる前記画像と前記１以上の他の画像の少なくとも１つに関するグローバル動き情報（６２０）、
の少なくとも１つに応じて決定される、付記１５に記載の上記方法。
［付記１７］
前記選択判定基準はブロックの符号化量子化パラメータ（８２０）を含む、付記１３に記載の上記方法。
［付記１８］
前記選択判定基準はローカル画像領域の統計を含み、ローカル画像領域は画像の一部分、画像、及び１以上の他の画像の少なくとも１つに対応し、画像と１以上の他の画像は同一の動画像シーケンス（１２２０）に含まれる、付記１３に記載の上記方法。
［付記１９］
ローカル画像領域の統計は、
（ｉ）ローカル領域内の画素の分散（１２２０）、
（ｉｉ）ローカル領域における復号化された残余係数の分散（１２２０）、
（ｉｉｉ）ローカル領域におけるエッジ方向の分散（１２２０）、及び
（ｉｖ）ローカル領域におけるエッジ強度の分散（１２２０）、
の少なくとも１つから選択される、付記１８に記載の上記方法。
［付記２０］
前記判定基準は検索された動きベクトルの振幅（１４２０）を含む、付記１３に記載の上記方法。
［付記２１］
ブロックを復号化するために用いられる動きベクトルの精度は符号化されたビットストリームにおいて明示的に受信される、付記１３に記載の上記方法。
［付記２２］
ブロックを復号化するために使用される動きベクトルの精度は予め画像又は画像を含むシーケンス（１２２０）における復号化された動画像から推測される、付記１３に記載の上記方法。
［付記２３］
動きベクトルを使用して符号化されている画像内のブロックを含み、ブロックを符号化するために使用される動きベクトルの精度を選択するために適応型動きベクトル精度の方式が用いられ、動きベクトルのための精度を選択するための選択判定基準はレート歪みに基づかない判定基準を含むことを特徴とする符号化されている画像信号データを有する、コンピュータ可読記憶媒体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】