(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階と、
（ｂ）前記アフィン移動パラメータを所定数の直交移動ベクトルに変換する段階と、
（ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で、変換された直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含み、
前記（ｃ）段階以前に、
前記（ｂ）段階により変換された直交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階をさらに含むことを特徴とする映像コーディング方法。
【請求項２】
前記（ｃ）段階以前に、
ΨとΠはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、現在のブロックの直交移動ベクトルをピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに
【数１】
0003681342.tif 000059
により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング方法。
【請求項３】
ハット（ｈａｔ）は予測値を取る演算、ｍｅｄｉａｎ｛｝は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算であるとする時、
【数２】
0003681342.tif 000060
を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の映像コーディング方法。
【請求項４】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクトルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベクトルの差を求める段階と、
（ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーディングする段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング方法。
【請求項５】
前記（ａ）段階は、
【数３】
0003681342.tif 000061
がマクロブロックまたはそのサブブロックの座標であるとする時、現在のフレーム内のコーディングするブロック内と以前のフレーム内のピクセル値とについて
【数４】
0003681342.tif 000062
とを使用して映像内のピクセルの移動を推定することにより、６つのアフィン移動推定パラメータ
【数５】
0003681342.tif 000063
を求める段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング方法。
【請求項６】
前記（ｂ）段階は、
【数６】
0003681342.tif 000064
と
【数７】
0003681342.tif 000065
とを基礎にし、サブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなるブロックは一つのマクロブロックに該当し、ブロックの大きさは
【数８】
0003681342.tif 000066
定数αは
【数９】
0003681342.tif 000067
と定義される時、サブブロックＡの中心点での移動ベクトルを
【数１０】
0003681342.tif 000068
を使用して求める段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング方法。
【請求項７】
前記（ｂ）段階以後に、
（ｂ’−２）直交移動ベクトルのうちビット率と歪曲とを考慮する時に最適の正確度を選択する段階と、
（ｂ’−３）周辺ブロックの変換された直交移動ベクトルを用いて選択された正確度の直交移動ベクトルを予測する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング方法。
【請求項８】
前記（ａ）段階以前に、
現在のブロックに対するブロック整合技法により一つの直交移動ベクトルを求める段階をさらに含み、
前記（ａ）段階は、
（ａ’）求めた直交移動ベクトルを初期値として使用し、アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング方法。
【請求項９】
前記（ａ）段階以前に、
現在のブロックの上位に位置したブロック及び現在のブロックの左側に位置したブロックの推定されたアフィン移動パラメータのうちから現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和を最小化する場合の移動パラメータを求める段階とさらに含み、
前記（ａ）段階は、
（ａ’）ピクセル単位の所定範囲について求めた移動パラメータを初期値として使用し、アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像コーディング方法。
【請求項１０】
（ａ）アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階と、
（ｂ）ブロックの大きさは
【数１１】
0003681342.tif 000069
、定数αは
【数１２】
0003681342.tif 000070
と定義されるとする時、
【数１３】
0003681342.tif 000071
とを基礎として直交移動ベクトルを求める段階と、
（ｃ）前記（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含むことを特徴とする映像コーディング方法。
【請求項１１】
前記（ｃ）段階以前に、
前記（ｂ）段階により変換された直交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の映像コーディング方法。
【請求項１２】
前記（ｃ）段階以前に、
Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、現在のブロックの直交移動ベクトルをピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに
【数１４】
0003681342.tif 000072
により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の映像コーディング方法。
【請求項１３】
ハットは予測値を取る演算、
【数１５】
0003681342.tif 000073
は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算であるとする時に、
【数１６】
0003681342.tif 000074
を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の映像コーディング方法。
【請求項１４】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクトルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベクトルの差を求める段階と、
（ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーディングする段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の映像コーディング方法。
【請求項１５】
（ａ）現在のブロックの直交移動ベクトルに対してピクセル単位の所定範囲を定める段階と、
（ｂ）Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、現在のブロックの直交移動ベクトルをピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに
【数１７】
0003681342.tif 000075
により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を与える直交移動ベクトルのピクセル移動ベクトルを定める段階と、
（ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で、変換された直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含むことを特徴とする映像コーディング方法。
【請求項１６】
前記（ｃ）段階以前に、
ハットは予測値を取る演算、
【数１８】
0003681342.tif 000076
は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算であるとする時、
【数１９】
0003681342.tif 000077
を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の映像コーディング方法。
【請求項１７】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクトルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベクトルの差を求める段階と、
（ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーディングする段階とを含むことを特徴とする請求１５に記載の映像コーディング方法。
【請求項１８】
（ａ）直交移動ベクトルの６つの成分
【数２０】
0003681342.tif 000078
別にピクセル単位の所定範囲を定める段階と、
（ｂ）Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、直交移動ベクトルの６つの成分
【数２１】
0003681342.tif 000079
別に前記（ａ）段階で決められた範囲内の各値ごとに
【数２２】
0003681342.tif 000080
を計算することにより正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を与える直交移動ベクトルのピクセル移動ベクトルを求める段階と、
（ｃ）前記（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含むことを特徴とする映像コーディング方法。
【請求項１９】
前記（ｃ）段階以前に、
ハットは予測値を取る演算、
【数２３】
0003681342.tif 000081
は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算であるとする時
【数２４】
0003681342.tif 000082
を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の映像コーディング方法。
【請求項２０】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクトルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベクトルの差を求める段階と、
（ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーディングする段階とを含むことを特徴とする請求項１８に記載の映像コーディング方法。
【請求項２１】
（ａ）アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階と、
（ｂ）前記アフィン移動パラメータを所定数の直交移動ベクトルに変換する段階とを含むことを特徴とする移動推定方法。
【請求項２２】
前記（ｂ）段階以後に、
前記（ｂ）段階により変換された直交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の移動推定方法。
【請求項２３】
前記（ｂ）段階以後に、
Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、
現在のブロックの直交移動ベクトルをピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに
【数２５】
0003681342.tif 000083
により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の移動推定方法。
【請求項２４】
ハットは予測値を取る演算、
【数２６】
0003681342.tif 000084
は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算であるとする時、
【数２７】
0003681342.tif 000085
を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の移動推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像コーディング方法及びアフィン移動推定方法に係り、より詳細には発生ビット率を下げた映像コーディング方法及び小さなブロックに対しても効率的にコーディングを行えるアフィン移動推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、国際電気通信連合（ＩＴＵ−Ｔ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｎｉｃａｔｉｏｎ ｐａｒｔ）は次世代映像電話と関連して、Ｈ．２６Ｌの国際標準化作業を本格化している。これはＨ．２６１、Ｈ．２６３、及びＨ．２６３＋のような一連の映像電話関連の映像コーディング方法の標準案がＩＴＵ−Ｔ国際標準に確定された後、Ｈ．２６３＋＋標準案とＭＰＥＧ−４のような標準による技術が開発された。
【０００３】
しかし、超低速のリアルタイム応用のためのより一層向上したコーディング効率と短い端−対−端（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ）遅延を達成するための要求が相変らず存在する。すなわち、同じビット率でＨ．２６３＋規格によるコーディング方法より改善されたフレーム率を達成したり、Ｈ．２６３＋規格によるコーディング方法でコーディングした画質と同等な画質を維持しながらビット率を顕著に低下させられる移動推定方法及び映像コーディング方法に対する必要性が相変らず存在する。
【０００４】
従来の一つの移動推定方法では、
【数２８】
0003681342.tif 000002
がマクロブロックまたはそのサブブロックの座標であるとする時、アフィン移動推定は、次の式、
【数２９】
0003681342.tif 000003
を使用して映像内のピクセルの移動を表現する。ここで、
【数３０】
0003681342.tif 000004
とはブロック
【数３１】
0003681342.tif 000005
内に位置したピクセルのｘ軸及びｙ軸方向の移動大きさに該当する。これらを合せた
【数３２】
0003681342.tif 000006
を
【数３３】
0003681342.tif 000007
に位置したピクセルの移動ベクトルと呼ぶ。すなわち、前記式１ａと式１ｂにおいて各ピクセルで移動ベクトルはピクセルの位置と６つのパラメータ
【数３４】
0003681342.tif 000008
とにより決定される。このようなパラメータ
【数３５】
0003681342.tif 000009
は「アフィン移動パラメータ」と呼ぶことができる。
【０００５】
しかし、前記のようなアフィン移動推定方法によれば、アフィン移動パラメータのビット数が増加すれば移動推定の計算量が増加して時間がたくさんかかるようになり、あるブロックは従来の直交移動推定に比べて向上を与えないようになる。
一方、Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−２などのような標準では、
【数３６】
0003681342.tif 000010
と表現される直交移動模型を基礎にピクセルの移動を表現する。式２ａと式２ｂとを見れば、ブロック内の全てのピクセルの移動ベクトルは一つのベクトル値に固定されていることが分かる。しかし、アフィン移動の場合には、式１ａ及び式１ｂから分かるように、各ピクセルの位置による移動ベクトル値が可変的である。アフィン移動推定は回転、縮少、拡大、及び歪みのような映像の複雑な移動を表現できるために、精巧な移動推定が可能であるという長所がある。
【０００６】
アフィン移動推定により映像の移動を推定するためには各ブロック別に式１ａ及び式１ｂに示したような移動パラメータを求めねばならない。移動パラメータは現在映像と移動補償された移転映像のピクセル値の差を最小化するブロックの変位値に該当して次の式、
【数３７】
0003681342.tif 000011
と表現される。ここで、
【数３８】
0003681342.tif 000012
はピクセル
【数３９】
0003681342.tif 000013
の輝度値を示し、
【数４０】
0003681342.tif 000014
はｋ番目ブロックを示す。
【数４１】
0003681342.tif 000015
は式１ａと式１ｂとにより表現される。すなわち、式３は現在のブロックと移動パラメータとにより動いた以前のブロック間の輝度値の差を最小化する移動パラメータを意味し、この移動パラメータが移動推定されたパラメータである。
【０００７】
従来技術によるアフィン移動推定方法では
【数４２】
0003681342.tif 000016
、
【数４３】
0003681342.tif 000017
は反復係数であるとする時、移動パラメータを、
【数４４】
0003681342.tif 000018
を使用して求める。また、
【数４５】
0003681342.tif 000019
である時は、
【数４６】
0003681342.tif 000020
のように示され、このような場合の移動パラメータは初期値と称する。
【数４７】
0003681342.tif 000021
【０００８】
前記式４ないし式９ａ及び式９ｂにおいて見られたアフィン移動パラメータ推定方法は微分移動推定法と呼ばれる。前記微分移動推定法はアフィン移動推定に最も多用される。
反復係数
【数４８】
0003681342.tif 000022
を０と置き、その時の自乗誤差は可能な最大値と置く。次に、前記式６ないし式９ａ及び式９ｂを使用して式６の値をアップデートし、式４に代入することで
【数４９】
0003681342.tif 000023
を求める。ここで、求めた
【数５０】
0003681342.tif 000024
を使用して現在のブロックと移動補償されたブロックとの差を次の式、
【数５１】
0003681342.tif 000025
を使用して求める。もし、
【数５２】
0003681342.tif 000026
より小さければ
【数５３】
0003681342.tif 000027
に１を増加させて前記段階を反復する。
【数５４】
0003681342.tif 000028
より大きい場合にはその時の
【数５５】
0003681342.tif 000029
を推定された移動パラメータと決定して反復推定過程を終了する。
【０００９】
しかし、前記のようなアフィン移動推定方法は大きさが小さいブロックに対しては移動推定性能が急激に落ちるという問題点がある。従って、アフィン移動推定方法は直交移動推定方法に比べて優秀な映像予測性を持っているにもかかわらずＨ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−４のような標準で適用されないでいる。
【００１０】
一方、前記のような推定方法により得られたアフィン移動パラメータは小数点以下の値を持つ過ち形態を持つ。従って、このようなパラメータは実際の映像符号化に使われるためには固定小数点に変換したり量子化されねばならない。
Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−４のような標準ではブロック別にコーディングせねばならない移動情報は、移動ベクトルを使用して予測コーディングをすることにより移動情報のコーディング時に発生するビット数を減らす。しかし、アフィン移動模型を使用する場合には、式１で示したように６つのパラメータがあるがこれら各パラメータは周辺ブロックとの相関性が低いために、直交移動模型でのように移動情報を予測コーディングすることが非常に困難である。従って、アフィン移動模型の移動パラメータをコーディングするにあたりかなり多くのビット数が要求される。従って、アフィン移動パラメータの効率的なコーディング方法が必要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明がなそうとする技術的課題は、アフィン移動推定を使用することにより得られる移動推定効果を持ちつつも発生ビット率を下げた映像コーディング方法を提供することである。
本発明がなそうとする他の技術的課題は、小さなブロックに対しも効率的にコーディングを行える移動推定方法を提供することである。
本発明がなそうとするさらに他の技術的課題は、前記のような映像コーディング方法によりコーディングされたビットストリームをデコーディングするデコーディング方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題をなすために本発明の日本側面による映像コーディング方法は、（ａ）アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階と、（ｂ）前記アフィン移動パラメータを所定数の直交移動ベクトルに変換する段階と、（ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で、変換された直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含み、前記（ｃ）段階以前に、前記（ｂ）段階により変換された直交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
また、前記映像コーディング方法は、前記（ｃ）段階以前に、Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、現在のブロックの直交移動ベクトルのピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに
【数５６】
0003681342.tif 000030
により正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を得る段階をさらに含むことが望ましい。
【００１４】
また、前記映像コーディング方法はハット（ｈａｔ）は予測値を取る演算、
【数５７】
0003681342.tif 000031
は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算であるとする時、
【数５８】
0003681342.tif 000032
を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する段階とをさらに含むことが望ましい。
【００１５】
また、前記（ｃ）段階は、（ｃ−１）現在のブロックの変換された直交移動ベクトルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベクトルの差を求める段階と、（ｃ−２）求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーディングする段階とを含むことが望ましい。
また、前記（ａ）段階は、
【数５９】
0003681342.tif 000033
がマクロブロックまたはそのサブブロックの座標であるとする時、現在のフレーム内のコーディングするブロック内と以前のフレーム内のピクセル値に対し、
【数６０】
0003681342.tif 000034
とを使用して映像内のピクセルの移動を推定することにより、６つのアフィン移動推定パラメータ
【数６１】
0003681342.tif 000035
を求める段階を含むことが望ましい。
【００１６】
また、前記（ｂ）段階は、
【数６２】
0003681342.tif 000036
のもとで、サブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなるブロックは一つのマクロブロックに該当し、ブロックの
【数６３】
0003681342.tif 000037
と定義される時、サブブロックＡの中心点での移動ベクトルを
【数６４】
0003681342.tif 000038
を使用して求める段階を含むことが望ましい。
【００１７】
また、前記映像コーディング方法は前記（ｂ）段階以後に、（ｂ’−２）直交移動ベクトルのうちビット率と歪曲とを考慮する時に最適の正確度を選択する段階と、（ｂ’−３）周辺ブロックの変換された直交移動ベクトルを用いて選択された正確度の直交移動ベクトルを予測する段階とをさらに含むことが望ましい。
【００１８】
また、前記映像コーディング方法は前記（ａ）段階以前に、現在のブロックに対するブロック整合技法により一つの直交移動ベクトルを求める段階をさらに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）求めた直交移動ベクトルを初期値として使用し、アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含むことが望ましい。
代案として、前記映像コーディング方法は前記（ａ）段階以前に、現在のブロックに対するブロック整合技法により一つの直交移動ベクトルを求める段階をさらに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）求めた直交移動ベクトルを初期値として使用し、アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含むことがより望ましい。
【００１９】
代案として、前記映像コーディング方法は前記（ａ）段階以前に、現在のブロックの上位に位置したブロック及び現在のブロックの左側に位置したブロックの推定されたアフィン移動パラメータのうちから現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和を最小化する場合の移動パラメータを求める段階をさらに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）ピクセル単位の所定範囲について求めた移動パラメータを初期値として使用し、アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含むことがより望ましい。
【００２０】
代案として、前記映像コーディング方法は前記（ａ）段階以前に、現在のブロックの上位に位置したブロック及び現在のブロックの左側に位置したブロックの推定されたアフィン移動パラメータのうちから現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和を最小化する場合の移動パラメータを求める段階をさらに含み、前記（ａ）段階は、（ａ’）求めた移動パラメータを初期値として使用してピクセル単位の所定範囲についてアフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階を含むことがより望ましい。
【００２１】
また、前記課題をなすために本発明の他の側面による映像コーディング方法は、（ａ）アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階と、（ｂ）ブロックの大きさは
【数６５】
0003681342.tif 000039
、定数αは
【数６６】
0003681342.tif 000040
と定義されるとする時、
【数６７】
0003681342.tif 000041
と
【数６８】
0003681342.tif 000042
のもとで直交移動ベクトルを求める段階と、（ｃ）前記（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含むことを特徴とする。
【００２２】
また、前記課題をなすために本発明のさらに他の側面による映像コーディング方法は、（ａ）現在のブロックの直交移動ベクトルに対してピクセル単位の所定範囲を定める段階と、（ｂ）Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、前記（ａ）段階で決められた範囲内の各値ごとに
【数６９】
0003681342.tif 000043
を計算することにより正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を与える直交移動ベクトルのピクセル移動ベクトルを定める段階と、（ｃ）現在のブロックと以前のブロックとの間で変換された直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、前記課題をなすために本発明のさらに他の側面による映像コーディング方法は、（ａ）直交移動ベクトルの６つの成分
【数７０】
0003681342.tif 000044
別にピクセル単位の所定範囲を定める段階と、（ｂ）Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔、λは量子化間隔を基礎として決定される定数、ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数であるとする時、直交移動ベクトルの６つの成分
【数７１】
0003681342.tif 000045
別に前記（ａ）段階で決められた範囲内の各値ごとに
【数７２】
0003681342.tif 000046
を計算することにより、正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を与える直交移動ベクトルのピクセル移動ベクトルを求める段階と、（ｃ）前記（ｂ）段階で求めた直交移動ベクトルの差をコーディングする段階とを含むことを特徴とする。
また、前記他の課題をなすために本発明による移動推定方法は（ａ）アフィン移動推定を行うことによりアフィン移動パラメータを求める段階と、（ｂ）前記アフィン移動パラメータを所定数の直交移動ベクトルに変換する段階とを含むことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施形態による映像コーディング方法の主要段階をフローチャートとして示した。図１を参照すれば、本発明の実施形態による映像コーディング方法は、まず、現在映像フレーム内のコーディングするブロックのピクセル値と移転映像フレーム内のサーチ領域のピクセル値を使用してアフィン移動推定を行うことにより、現在のブロックのアフィン移動パラメータを求める（段階１０２）。アフィン移動推定は、例えば６つのパラメータ
【数７３】
0003681342.tif 000047
を使用して記述できる。
【００２６】
次に、本実施形態ではアフィン移動を３つの直交移動ベクトルで記述する。このために、移動推定を行うことにより求めたアフィン移動パラメータを直交移動ベクトルに変換する（段階１０４）。本実施形態の段階（１０４）では、ブロックの
【数７４】
0003681342.tif 000048
と定義されるとする時、
【数７５】
0003681342.tif 000049
のもとでアフィン移動パラメータを直交移動ベクトルに変換する。
【００２７】
アフィン移動パラメータは小数点以下の値を持つ過ち形態を行っているゆえに、実際の映像コーディングに使われるためには固定小数点の値に変換または量子化されねばならない。このために、段階（１０４）により変換された直交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子化する（段階１０６）。
図２に図示したように一つのマクロブロックが４つのサブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなるとする時、式１ａと式１ｂの座標値ｉ｀とｊ｀とにサブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中心点の座標値を代入すれば、サブブロックＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤの中心点での移動ベクトルを、
【００２８】
【数７６】
0003681342.tif 000050
のように求めることができる。
次に、最適の正確度を選択する（段階１０８）。
【数７７】
0003681342.tif 000051
ここで、Ψとпとはそれぞれ選択された正確度の集合を示す。また、ＱＰは映像をコーディングする時に使用した量子化間隔であるとする時、λは
【数７８】
0003681342.tif 000052
と設定される。ＭＳＥ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルを表現する時に現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和を示す。また、Ｂｉｔｓ（Ψ）は正確度Ψで現在のブロックの直交移動ベクトルをコーディングするのに必要なビット数を示す。従って、前記式１３は正確度の集合Πのうちから選択された正確度Ψに対し最小値を得た正確度を使用することを意味する。前記正確度を使用して現在のブロックの直交移動ベクトルを示す。
【００２９】
次に、次の式、
【数７９】
0003681342.tif 000053
を使用し、周辺ブロックの直交移動ベクトルを用いて現在のブロックの変換された直交移動ベクトルを予測する（段階１１０）。図３にはブロックの符号を説明するための図面を示した。ここで、ハットは予測値を取る演算を示し、
【数８０】
0003681342.tif 000054
は３つの直交移動ベクトルのうち大きさが中間に該当する直交移動ベクトルを取る演算を示す。アフィン移動パラメータは式１１ａ及び式１１ｂに示したように３つの直交移動ベクトルを用いて表現されるので、現在処理ブロックの右側下段のサブブロック、一般的にサブブロックｄに対する直交移動ベクトルは予測しないだけでなくコーディングすることもしない。従って、全てのブロックに対して現在処理ブロックの右側下段のサブブロックはコーディングしなくともよい。しかし、式１４ａ、式１４ｂ、式１５ａ、式１５ｂ、式１６ａ、及び式１６ｂはそれぞれサブブロックＵ＿ｄ及びＬ＿ｄの直交ベクトルを予測する時に使用する。このようなサブブロックｄの直交移動ベクトルは、
【数８１】
0003681342.tif 000055
を使用して計算されたものに該当する。
【００３０】
また、式１４ａ、式１４ｂ、式１５ａ、式１５ｂ、式１６ａ、及び式１６ｂで、周辺ブロックの直交移動ベクトルに対する正確度が現在のブロックの直交移動ベクトルの正確図と相異なる場合には、周辺ブロックの直交移動ベクトルに対する正確度を現在のブロックに対する正確図と同一に変更することが望ましい。
次に、現在のブロックの変換された直交移動ベクトルと周辺ブロックの直交移動ベクトルとを用いて直交移動ベクトルの差を求め（段階１１２）、求めた直交移動ベクトルの差を可変長コーディング（段階１１４）する。
【００３１】
【表１】
0003681342.tif 000056
表１には本発明の実施形態による映像コーディング方法でテスト映像を使用して平均移動ベクトルエントロピを評価した結果を示した。表１を参照すれば、本発明による映像コーディング方法のテスト映像シーケンスに対する平均移動ベクトルエントロピ（アフィン移動ベクトルで参照される）は、直交移動ベクトル推定方法を基礎とした従来の映像エンコーディング方法を使用したテスト映像シーケンスに対する平均移動ベクトルエントロピより大きいということが分かる。
【００３２】
【表２】
0003681342.tif 000057
また、表２には平均予測利得を示すＰＳＮＲ測定結果を示した。ＰＳＮＲの単位はデシベル（ｄＢ）である。表２を参照すれば、テスト映像シーケンスに対する測定されたＰＳＮＲは直交移動ベクトル推定を基礎とした映像エンコーディング方法に比べ、本発明による移動ベクトル基盤のアフィン移動推定方法を適用した映像エンコーディング方法が大きいということが分かる。
【００３３】
すなわち、前記段階（１０２）と段階（１０４）とを含む方法を直交移動ベクトルを求める移動推定方法に適用すれば、アフィン移動推定を使用することにより得られる向上された移動推定効果を持ちつつも、１６×１６ピクセル以下の小さなブロックに対しても高い性能の移動推定を行える。
また、前記のような映像コーディング方法によれば、発生する単位パケットのビット数が最も多く発生する時は、９．６２×３、すなわち、２８．８６ビットが発生し、最も少なく発生する時は４．７２×３、すなわち、１４．１６ビットが発生するので、従来のアフィンパラメータで各パラメータ別に８ビットを使用してＦＬＣコーディングする場合での６×６、すなわち、３６ビットが発生することに比べて発生ビット率が低い。
【００３４】
図１を参照して説明した以上の実施形態では、現在映像フレーム内のコーディングするブロックのピクセル値と移転映像フレーム内のサーチ領域のピクセル値とを使用してアフィン移動推定を行うことにより現在のブロックのアフィン移動パラメータを求める段階（１０２）、求めたアフィン移動パラメータを直交移動ベクトルに変換する段階（１０４）、及び変換された直交移動ベクトルを所定正確度を持つ固定小数点値に量子化する段階（１０６）が分離されて行われることを例に説明した。
【００３５】
しかし、式１１ａ及び式１１ｂのもとでアフィンパラメータ推定を行うことにより、現在映像フレーム内のコーディングするブロックのピクセル値と以前の映像フレーム内のサーチ領域のピクセル値を使用してアフィン移動推定を行うことにより現在のブロックのアフィン移動パラメータを求める段階（１０２）と、移動推定を行うことにより求めたアフィン移動パラメータを直交移動ベクトルに変換する段階（１０４）とを一つの段階に統合できる。このような場合には複雑さをより減らすことができるという長所がある。
【００３６】
また、現在のブロックの直交移動ベクトルのピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに式１３により最も最小の値を与える直交移動ベクトルのピクセル移動ベクトルを定めることにより段階（１０２）、段階（１０４）、及び段階（１０６）を統合できる。たとえば、サブピクセル単位で所定範囲を定め、範囲内の各値ごとに式１３により最小値を与える直交移動ベクトルのサブピクセル移動ベクトルを定めることが可能である。このような場合には複雑さをさらに減らすことができるという長所がある。
【００３７】
また、図１を参照して説明した実施形態では段階（１０２）で、各直交移動ベクトル成分をその成分が持てる全ての場合を考慮して求めるようになる。しかし、直交移動ベクトルの６つの成分
【数８２】
0003681342.tif 000058
別にピクセル単位の所定範囲を定め、決められた範囲内の各値ごとに式１３により最小値を与える直交移動ベクトルのピクセル移動ベクトルを定めることが可能である。このような場合には複雑さをさらに減らすことができるという長所がある。
【００３８】
また、前記段階（１０２）で、初期分を式５から「０」に設定したことを例に説明した。しかし、現在のブロックに対するブロック整合技法により一つの直交移動ベクトルを求め、求めた直交移動ベクトルを初期値として使用して段階（１０２）を行うことがより望ましい。
また、段階（１０２）で、現在のブロックの上位に位置したブロック及び現在のブロックの左側に位置したブロックの推定されたアフィン移動パラメータのうち現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和を最小化する場合の移動パラメータを初期値として使用することも可能である。
【００３９】
また、現在のブロックに対するブロック整合技法により一つの直交移動ベクトルを求め、段階（１０２）では求めた直交移動ベクトルを初期値として使用してピクセル単位の所定範囲についてアフィン移動パラメータを求めることにより複雑さをさらに減らすことが可能である。
また、現在のブロックの上位に位置したブロック及び現在のブロックの左側に位置したブロックの推定されたアフィンパラメータのうちから現在のブロックと移動補償された以前のブロックとの差信号の平均二乗和を最小化する移動パラメータを求め、段階（１０２）では求めた移動パラメータを初期値として使用し、ピクセル単位の所定範囲についてアフィン移動パラメータを求めることにより複雑さをさらに減らすことも可能である。
【００４０】
一方、前記と本発明による映像コーディング方法によりコーディングされたビットストリームは本発明による移動ベクトルデコーディング方法によりデコーディングすることが可能である。図４には本発明の実施形態による移動ベクトルデコーディング方法の主要段階をフローチャートで示した。図４を参照すれば、本発明の実施形態による移動ベクトルデコーディング方法は、可変長コーディングされたデータを受信（段階４０２）し、受信されたデータを可変長デコーディングすることにより直交移動ベクトルを求める（段階４０４）。前述の映像コーディング方法によりコーディングされたビットストリームは該当ブロックと周辺ブロックの直交移動ベクトルのメディアン値の差を含むので、受信されたデータを可変長デコーディングすることにより、該当ブロックと周辺ブロックのメディアン値の差を求めた後、差を使用して直交移動ベクトルが求められる。
【００４１】
次に、求めた直交移動ベクトルをアフィン移動パラメータに変換する（段階４０６）。段階（４０６）は図１及び図２を参照して説明した映像コーディング方法で移動パラメータを移動ベクトルに変換する過程の逆過程に該当するので、本明細書ではこれ以上説明しない。
ここで、段階（４０６）で求めたアフィン移動パラメータを使用して移動補償を行うことにより映像を復元する（段階４０８）。
【００４２】
前記のような本発明による映像コーディング方法及び移動ベクトルデコーディング方法と移動推定方法は個人用またはサーバ級のコンピュータ内において実行されるプログラムで作成可能である。前記プログラムを構成するプログラムコード及びコードセグメントは、当該分野のコンピュータプログラマらにより容易に推論できる。また、前記プログラムはコンピュータ読み出し可能な記録媒体に保存されうる。前記記録媒体は自己記録媒体、光記録媒体、及び電波媒体を含む。
【００４３】
【発明の効果】
前述したように本発明による映像コーディング方法は、アフィン移動推定を使用することにより得られる向上された移動推定効果を持ちつつも発生ビット率が低い。また、本発明による移動推定方法は、アフィン移動推定を使用することにより得られる向上された移動推定効果を持ちつつも１６×１６ピクセル以下の小さなブロックに対しても高い性能の移動推定を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態による映像コーディング方法の主要段階を図示したフローチャートである。
【図２】  本発明の実施形態による移動推定方法で使われたアフィン移動ベクトルの座標システムを示した図面である。
【図３】  ブロック符号を説明するための図面である。
【図４】  本発明の実施形態による映像デコーディング方法の主要段階を図示したフローチャートである。
【図１】
0003681342.tif 000086
【図２】
0003681342.tif 000087
【図３】
0003681342.tif 000088
【図４】
0003681342.tif 000089