(57)【要約】本方法は、イントラ予測のステップが、相関付けされた部分を取得するため、画像の再構成された部分内で、既に符号化された現在のブロックａ，ｂ，ｃの近傍の部分１の動き予測を行うステップ、相関付けされた部分と、近傍の部分に関する現在のブロックの位置とに従って、予測されたブロックを定義するステップを含むことを特徴とする。
2009527169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イントラモードを使用してビデオ画像をブロック毎に符号化する方法であって、
既に符号化された画像の一部を再構成するステップと、
予測されたブロックを計算するためにイントラ予測を行うステップと、
現在のブロックと予測されたブロックとの間の差に対応する残余を計算するステップとを含み、
前記イントラ予測を行うステップは、
相関付けされた部分を取得するため、画像の再構成された部分内で、既に符号化された現在のブロックの近傍の部分の動き予測を行うステップと、
前記相関付けされた部分と、前記近傍の部分に関する現在のブロックの位置とに従って、予測されたブロックを定義するステップとを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
考慮される前記再構成された部分は、前記現在のブロックが属するマクロブロック内の前記現在のブロックの位置に依存する、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
考慮される前記現在のブロックの前記近傍の部分は、前記現在のブロックが属するマクロブロック内の前記現在のブロックの位置に依存する、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記動き予測は、ブロックマッチングアルゴリズムを実現する、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記動き予測は、フルペルサーチ、ハーフペルサーチ又はクウォータペルサーチである、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記動き予測は、前記相関付けのために前記現在のブロックの最も近い画素を優先する重み付け関数を考慮する、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イントラ予測モードを使用した画像を符号化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣでは、サイズ４×４、８×８又は１６×１６画素の画像ブロックのイントラ予測は、隣接する再作成画素（rebuilt  pixel）から予め定義された方向で１次元の外挿により行われる。この予測は、非常に局所的に行われ、したがって周囲の情報のみが使用される。ある種のテクスチャ又は２次元パターンの繰り返しを含む画像は、最適にイントラ予測することができない。
【０００３】
動き予測を使用したイントラ符号化の方法は、たとえば、“New  Intra  Prediction  using  Intra-Macroblock  Motion  Compensation”  document  JVT-C151,  JVT  Meeting,  May  2002と題されたSiu-Leong  YuとChristos  Chrysafisの論文、又は、“Tree  structured  hybrid  intra  prediction”2004と題されたSatoshi  Kondo,  Hisao  Sasai及びShinya  Kadonoの論文で指摘されている。かかるアルゴリズムの効率は、同じパターンに関連するブロックマッチングとして最適化されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上述された問題を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、イントラモードを使用したビデオ画像のブロック毎の符号化の方法であり、既に符号化された画像の一部を再構成するステップ、予測されたブロックを計算するためにイントラ予測を行うステップ、現在のブロックと予測されたブロックの間の差に対応する残余を計算するステップを含み、イントラ予測するステップは、相関付けされた部分を取得するため、画像の再構成された部分内で、既に符号化された現在のブロックの隣接する部分を動き予測するステップ、相関付けされた部分と隣接する部分に関する現在のブロックの位置とに従って、予測されたブロックを定義するステップを含む。
【０００６】
特定の実施の形態によれば、考慮される再構成された部分は、それが属するマクロブロック内の現在のブロックの位置に依存する。  
特定の実施の形態によれば、考慮される現在のブロックの隣接する部分は、それが属するマクロブロック内の現在のブロックの位置に依存する。
【０００７】
特定の実施の形態によれば、動き予測は、ブロックマッチングアルゴリズムを実現する。  
特定の実施の形態によれば、動き予測は、フルペルサーチ（full-pel  search）、ハーフペルサーチ（half-pel  search）又はクウォータペルサーチ（quarter-pel  search）である。
【０００８】
特定の実施の形態によれば、動き予測は、相関について現在のブロックの最も近い画素を優先する重み関数を考慮する。
【０００９】
本発明の他の特徴及び利点は、異なる実施の形態の記載を読むことに応じて明らかとなり、この記載は、添付図面を参照して行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
動き予測に基づいたイントラ予測と呼ばれる方法が提案され、イントラ画像の動き予測で現在のブロックを予測することからなる。イントラ動き予測は、「トラディショナルな」インター動き予測と同様に行われる。最も重要な違いは、参照画像が別の既に符号化された画像ではなく、現在デコードされている画像自身である点である。前のマクロブロックと現在のマクロブロック内の前のブロックとを含む、再作成画像と呼ばれる画像の既に符号化された部分のみが使用される。本方法の狙いは、予測されるべきブロックに最も類似するブロックを再作成画像内でサーチすることである。その最も類似するブロックは、標準的なＭＰＥＧ−４  ＡＶＣの予測モードで取得される予測ブロックと同じやり方でイントラ予測として使用される。
【００１１】
動き予測を動作させるこの新たなイントラ予測モードは、たとえばＭＰＥＧ−４規格のうちの１つといった、既存の符号化モードのうちで別の符号化モードとして考慮することができる。選択されたモードは、所与の品質について最低の符号化コストを与えるモードである。
【００１２】
デコーディングに関連するプロセスは、既にデコードされた小分割であって、デコードされるべき現在のブロックに近い小分割と、現在の画像の既にデコードされた領域との間で動き予測するステップを含む。小分割に相関付けされる部分は、予測されたブロックである現在のブロックに相関付けされる部分を取得するのを可能にする。この予測されたブロックは、現在のブロックを取得するために残余に加えられる。予測されたブロックを発見するために動きベクトルが必要とされない。
【００１３】
アルゴリズムは、予測されるべき現在のブロックの近傍にある再作成画像の小分割を採用する考えに基づく。
【００１４】
図１は、再作成画像におけるイントラ動き予測を表しており、blc及びneigh_partは、予測されるべき現在のブロックに対応する。この小分割で再作成画像をスキャニングして、図におけるsim_partと呼ばれる最も類似する小分割は、類似の基準に従って発見される。図におけるpredと呼ばれる予測ブロックは、発見された小分割sim_partの隣接するブロックである。また、そのアルゴリズムは、デコーダで適用することもできる。これにより、同じ結果が与えられる。これは、再作成画像は、定義により、エンコーダ及びデコーダにおいて同じであるためである。したがって、イントラ動きベクトルを送信する必要がない。
【００１５】
イントラ動き予測は、２つの主要な利点を有する。ブロック予測を発見するための情報は、全ての再作成画像から潜在的に抽出され、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣイントラ予測におけるような現在のブロックの近傍の画素からのみではない。予測のコンテンツは、２次元パターン及びテクスチャといった複雑なものとなる。動きベクトルがエンコーダからデコーダに送信される必要がない。
【００１６】
動き予測を使用するイントラ予測アルゴリズムは、ジグザグの順序で現在のマクロブロックの、たとえばサイズ４×４又は８×８のそれぞれのブロックを処理する。画像のマクロブロックは、ラスタスキャンの順序で処理される。それぞれのブロックについて、アルゴリズムのステップは、図２で表わされるように、以下に示される。
【００１７】
１）sim_partの位置を記述する最良の動きベクトル、近傍の小分割に最も類似する再作成画像における候補となる小分割を取得する。それは、再作成画像におけるneigh_partをスキャニングし、それぞれの位置で、近傍の小分割と候補となる小分割間の差を計算することで行われる。この差は、たとえばフルサーチ、ハーフサーチ及びクウォータペルサーチにおける絶対値差分の総和（SAD:  Sum  of  Absolute  Differences）といった、類似性の基準を使用して計算される。最良の動きベクトルは、最小の差をもつベクトルである。
【００１８】
２）予測ブロックを取得する。この予測は、上述された動きベクトルに対応するsim_partに隣接するブロックpredである。
【００１９】
３）イントラ動き予測により得られる一方のブロックから、標準的なMPEG-4AVCイントラ予測モードにより得られる他方のブロックから、最良の予測ブロックを決定する。それは、得られた全ての予測ブロックの符号化コスト（see  +  λ*block  cost）を比較することで行われる。
【００２０】
［再作成画像の定義領域］
図１では、再作成画像の定義の領域は簡略化される。実際に、この領域は、図３においてハッチングされた領域である、前に符号化されたマクロブロックを含む。図３における点線に領域である、現在のマクロブロック内で、定義の領域の境界は、十字型により示されるブロックである、現在のブロックの位置に依存する。これは、図３（ａ）における現在の４×４ブロックの位置の関数であるか、図３（ｂ）における現在の８×８ブロックの位置の関数であり、マクロブロック内の現在のブロックの異なる位置について図４及び図５においてそれぞれ表わされる。
【００２１】
［フルペルサーチ］
最良の動きベクトルを取得するため、現在のブロックの近傍の小分割は、最も類似する小分割を決定するため、前のパラグラフで定義された再作成画像を通してスキャンされる。このサーチの精度の単位は、１画素である。それが「フルペルサーチ」と呼ばれる理由である。
【００２２】
［４×４ブロックの近傍の小分割の定義］  
４×４ブロックの近傍の小分割は、マクロブロック内の現在のブロックの位置に依存する２つの異なる形状を有する。右上のブロックが再作成領域にない場合に図６（ａ）の形状を有する（マクロブロックが画像の最後の列にある場合に４×４ブロック番号５，７，１１，１３，１５及びブロック番号３）（ブロックのナンバリングについて図１５参照）。右上のブロックが再作成領域にある場合に図６（ｂ）の形状を有する（マクロブロックが画像の最後の列にない場合にブロック番号０，１，２，４，６，８，９，１０，１３，１４及びブロック番号３）。このように定義される近傍の小分割は、マクロブロックにおけるそれぞれ４×４ブロック位置について再作成領域においてフィットすることができる。
【００２３】
［８×８ブロックの近傍の小分割の定義］  
さらに、８×８ブロックの近傍の小分割は、マクロブロック内の現在のブロックの位置に依存して２つの異なる形状を有することができる。右上のブロックが再作成領域にない場合に、図７（ａ）の形状を有する（マクロブロックが画像の最後の列にある場合に８×８ブロック番号３及びブロック番号１）。右上のブロックが再作成領域にある場合に、図７（ｂ）の形状を有する（マクロブロックが画像の最後の列にない場合にブロック番号０，２及びブロック番号１）。このように定義された近傍の小分割はマクロブロックにおけるそれぞれ８×８ブロック位置について再作成領域においてフィットすることが図５で分かる。
【００２４】
［フルペルサーチアルゴリズム］  
近傍の小分割は、再作成領域を通してスキャンされ、最も類似する小分割として最良の候補となる小分割を選択する基準は、ＳＡＤ（Sum  of  Absolute  Differences）である。“Adaptive  lossless  video  compression  using  an  integer  wavelet  transform”ICIP,  2004と題されたSahn-Gyu  Park,  Edward  J.  Delp  及び  Hoaping  Yuによる論文で記載される技術から適合され、イントラ４×４予測のケースにおいて、以下のように計算される。
【００２５】
【数１】
2009527169.tif 000003
この場合、図１によれば、dec(u,v)は、予測する現在のブロックblcの原因を表わす部分に対応し、dec(m,n)は、現在のフレームの再構成された部分に印加される動き予測の文脈における（u-m,  v-n）ベクトルの移動されたdec(u,v)の同種のサイズブロックである。ｉ及びｊは、ブロックdec(u,v)及びdec(m,n)の全ての画素をスキャンするのを可能にする。ＳＡＤuv(m,n)は、ブロックdec(u,v)及びdec(m,n)にそれぞれ含まれる画素の絶対値差分の総和である。なお、総和のインデックスは、近傍の小分割の形状に依存する。ここで、図６（ａ）からの形状は参考である。イントラ８×８予測のケースでは、これらのインデックスが適合される。
【００２６】
［ハーフペルサーチ］
フルペルサーチでは、サーチグリッドの単位は画素である。最良の予測が２つの単位の位置の間に配置されることが起こる可能性がある。係る予測は、補間された画素から構成されるブロックである。図８は、２つの画素間に位置される（又はハーフペル上の）エッジの例を示す。図９は、フルペル間の補間されたハーフペルから構成されるブロックの例を示す。
【００２７】
ハーフペルの補間は、２つの方向における３つの近傍の画素の関数で、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ規格に於けるように行われる。補間のアルゴリズムは、以下に示される。
【００２８】
１）フルペルを含むそれぞれのラインのハーフピクセルは、図１０に示されるように、それら６つの最も近い水平方向の近傍の画素から、はじめに水平方向に補間される。補間されたハーフピクセルの値は、以下に示される。
【００２９】
【数２】
2009527169.tif 000004
２）他のハーフピクセルは、図１１に示されるように、第一のステップの間に、既に補間されたフルピクセル又はハーフピクセルから垂直方向に補間される。同じ式は、ハーフペルの値を垂直方向に計算するために使用される。
【００３０】
図１２は、それぞれのフルペルが（２つの方向を通して）どのように４つのハーフペルに分割することができるかを示す。したがって、それぞれのフルピクセルについて３つのハーフペルが計算される必要がある。したがって、ｎ及びｍがそのディメンジョンである場合、３.ｎ.ｍのハーフピクセルがある画像に関して計算される。
【００３１】
ある画像の全ての３.ｎ.ｍのハーフピクセルを計算しないため、及びＳＡＤにより画像における全てのハーフペルの小分割をテストしないため、ハーフペルサーチは、処理されたブロック当たり一度、オンザフライトで行われる。前に計算された最も類似するフルペルの小分割から開始して、その周りの８つのハーフペルの小分割が考慮される。これら８つの候補となる小分割により必要とされるハーフピクセルのみが補間される。次いで、全てのこれら８つのハーフペルの候補の小分割及び中央のフルペルの最も類似の小分割に関する９つのＳＡＤが比較され、最も類似のハーフペルの小分割が選択される。その隣接するブロックは、予測ブロックを決定する。
【００３２】
［クウォータペルサーチ］  
フルペルからハーフペルへの前のサーチ精度の改善と同様に、サーチは、ハーフペルからクウォータペルに改善することができる。クウォータピクセルの補間は、図１３に記載される２つの隣接する近傍の画素の線形補間によるＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ規格におけるように行われる。補間のアルゴリズムは、以下に示される。全てのクウォータ画素は、２つの隣接する近傍から補間される。フルピクセルの周りの８つのクウォータピクセルは、（ａ1）におけるように補間される。（４つのフルピクセルと４つのハーフピクセル間の）補間されたハーフピクセルの周りの８つのクウォータピクセルは、（ａ2）におけるように補間される。（２つのフルピクセルと６つのハーフピクセルとの間の）補間されたハーフピクセルの周りの８つのクウォータピクセルは、（ｂ）におけるように補間される。
【００３３】
補間されたクウォータピクセルは、以下のように示される。
【００３４】
【数３】
2009527169.tif 000005
先のハーフペルサーチにおけるように、画像の全てのクウォータペルは計算されない。最も類似するハーフペルの小分割を囲んでいる８つの候補となる小分割のオンザフライでの計算により必要とされるクウォータペルのみが計算される。
【００３５】
次いで、８つの候補及び最も類似するハーフペルの小分割の９つのＳＡＤが比較され、最も類似するクウォータペルの小分割が選択される。その隣接するブロックは、予測ブロックを決定する。
【００３６】
［イントラ４×４及び８×８予測］  
動き予測に基づいたイントラ４×４及びイントラ８×８予測アルゴリズムの両者が実現されたとき、これらは共に問題なしに同時にイネーブルにされる。これらのアルゴリズムは、４×４及び８×８予測ブロックをそれぞれリターンする。これらの予測モードは、符号化プロセスで統合される。
【００３７】
近傍の小分割の基本形状は図１で提案されており、したがって予測するための４×４画素ブロックのケースでは、近傍の小分割のサイズは、４×４のブロックの候補なしに８×８画素に等しい。実際に、ＭＢのスキャニング順序及びＭＢ内のブロックに従って、及び近傍の小分割サイズにより生じるブロックマッチングの機会に加えて、この小分割は、効果的に異なる形式を取ることができる。
【００３８】
図１４の例は、可能性のある整合は状況（ａ），（ｂ）及び（ｃ）と共に増加することを示す。しかし、前に見られたように、ターゲットのコンフィギュレーションは、マクロブロック内の現在のブロックの位置に依存する。４×４のブロックのケースでは、近傍の小分割は、ブロック符号化順序とマクロブロック内の現在のブロックの位置に依存して３つの異なる形状を有する。この図は、典型的な対角線の左下線との整合あり／整合なしの例を示す。図１４（ａ）では、π／４よりも小さい（水平軸との）角度をもち、現在のブロックの右下半分に位置される制限するエッジ（strait  edge）は、係る形状と近傍の小分割で利用可能な情報で予測することができないことがわかる。図１４（ｂ）では、近傍の小分割は右に拡張され、したがって、π／８よりも小さい角度をもち、現在のブロックの右下４分の１に位置される制限するエッジのみを予測することができない。（ｃ）におけるように近傍の小分割が右及び下に拡張され、ブロックを通過する全ての制限するエッジは、理論的に予測することができる。
【００３９】
図１５は、符号化順序及びブロック位置の目標とする形状の関数を示す。図１５ａ）は、マクロブロック内のブロックのスキャニング順序を示し、図１５ｂ）は、これらマクロブロック（ブロック０、ブロック１、ブロック４）の符号化順序を示す。図１５ｃ）〜ｅ）は、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ対応する異なる小分割を求める異なる現在のブロック位置ａ，ｂ，ｃを示す。図１５ｆ）は、使用された小分割に係るマクロブロックの異なるブロックを示す。
【００４０】
４×４ブロックのケースでは、近傍の小分割は、マクロブロック、リファレンス２内で、ブロック符号化順序及びａ，ｂ又はｃでネーミングされる現在のブロックの位置に依存して、３つの異なる形状、リファレンス１を有する。
【００４１】
右上ブロックが再作成領域にない場合に図１４（ａ）の形状を有する（４×４ブロック番号５，７，１１，１３及び１５）。右上ブロックが再作成領域にあるが、左下ブロックが未だ再作成領域にない場合に図１４（ｂ）の形状を有する（ブロック番号１，３，６，９，１２及び１４）。右上ブロック及び左下ブロックが再作成領域にある場合に図１４（ｃ）の形状を有する（ブロック番号０，２，４，８及び１０）。フレームの境界（最後の列及び最後のラインのブロック）で、他の種類のターゲットの形状を利用可能である。
【００４２】
ターゲットの形状は、４×４ブロックのサイズについて説明された。８×８ブロックに関して、形状が同種である意味でアプローチは同様である。
【００４３】
［重み関数］
ブロックマッチングのタイプは、動き予測器が周囲の画素ブロックの助けにより小分割を発見しようとするために明確である。ブロックマッチングの間に最も近い画素を好むように、１つのソリューションは、重み付け関数を使用することにある。重み付け係数の値は、予測すべきブロックの中央からの整合させるべき画素の距離に従って変動することができる。そのケースでは、使用される４×４及び８×８の重み付け関数は、以下に示される。
【００４４】
【数４】
2009527169.tif 000006
この場合、ｃは正規化係数であり、ρ＝０．８であり、ｉ及びｊはターゲットリファレンシャルでの係数の座標であり、エンコードすべきブロックの中央は４ブロックについて（５．５，５．５）であり、８×８ブロックについて（１１．５，１１．５）である。原点（０，０）は、ターゲットの左上のコーナである。
【００４５】
この関数により、関係数は、以下に示される。
【００４６】
【数５】
2009527169.tif 000007
図１を参照したとき、現在のブロックに近いneigh_partの画素は、この関数の使用を通して好まれる。たとえば、重み係数は、neigh_partの画素の位置に従い、ブロックマッチングを行うとき、neigh_partの画素の輝度とsim_partの対応する画素の輝度との間の差に適用される。図１６ａ）は、８×８サイズブロックの専用とされる重み関数であって、図１４ｂ）に類似する目標の形状をもつ重み関数の例示を与える。ｘ軸は、画像の水平方向に対応し、ｙ軸は、垂直方向に対応する。現在のブロックは、ｘ軸についてＳ９〜Ｓ１６に対応し、ｙ軸について１６〜９に対応する。分かるように、このブロックに最も近い画素は、最も高い係数を有する。図１６ｂ）は、ターゲットの観点から同じ関数を表わす。
【００４７】
［テスト及び結果］
このコンフィギュレーションでは、動き予測に基づいたイントラ予測の実行時間は、非常に長い。それは、主に、画像のそれぞれのブロックについて、全体の既に符号化された画像（再作成画像）であるサーチ窓のサイズによる。動き予測アルゴリズム（フルブロックマッチング）は、この窓におけるそれぞれの位置を通して行われる。それは、アルゴリズムの複雑さがＯ（Ｎ2）であることを意味しており、この場合Ｎは画像の全体の画素数である、Ｏはある関数を意味する。たとえば、ある画像の高さ及び幅が２で乗算されたとき、その画素数は４で乗算され、実行時間は、４2＝１６により乗算される。
【００４８】
アルゴリズムの複雑さの計算は、以下に示される。
【００４９】
【数６】
2009527169.tif 000008
［予測された画像］
予測された画像は、動き予測に基づいてイントラ予測されたアルゴリズムにより計算される予測ブロックから構成される。エンコーダは、予測された画像を原画像から減算する。したがって、エンコーダは、残余画像とも呼ばれる差分画像を取得する。残余画像は、符号化され、デコーダに送信される。
【００５０】
図１７は、４×４ブロックのみ、８×８ブロックのみ、及び４×４ブロックと８×８ブロックとが結合されたものに関する、クウォータペルサーチ後に得られる予測された画像を示す表である。これらの予測画像は、全ての標準的なＭＰＥＧ−４ＡＶＣ予測モードで得られた予測画像と比較される。
【００５１】
これらのテストは、そのソースが表の最初の行で表示されるＱＣＩＦ画像（１７６×１４４画素）で行われる。
【００５２】
なお、イントラ４×４ブロック及びイントラ８×８ブロックの両者をもつ予測された画像は、イントラ４×４予測画像及びイントラ８×８予測画像から齎されるブロックから構成される画像に等しくない。考察される違いは、デコードされる画像は、オンフライトで生成され、イントラ４×４／イントラ８×８ＭＢの判定の選択の機能におけるエンコードの間に変化するという事実による。
【００５３】
以下の視覚的な考察は、表から行われる。
【００５４】
第一に、“foreman”シーケンスでは、動き予測アルゴリズムに基づいたイントラ予測アルゴリズムは、男性の背後に規則的な構造を良好に予測する。しかし、幾つかの誤ったエッジが検出され、幾つかの対角線方向の左下から右上のエッジが良好に予測されない。これらのケースは、以下に記載される。画像の不規則な部分である、男性の顔及びジャケットは、ＭＰＥＧ−４ＡＶＣアルゴリズムによるよりも良好に予測されない。
【００５５】
第二に、“qcif_7”シーケンスでは、ＴＶスクリーンのコンテンツの繰り返しは、動き予測に基づく方法で最良に予測される。
【００５６】
第三に、“qcif_8”シーケンスでは、イントラ動き予測アルゴリズムは、標準的なＭＰＥＧ−４ＡＶＣイントラ予測（許容される全てのイントラモード）に比較して非常に良好な結果を与える。このケースでは、アルゴリズムは、マトリクスシンボルに関して正しい位置を発見する。アルゴリズムは、正しいシンボルを発見しないが、ゲインは、ＭＰＥＧ−４ＡＶＣに比較して大きい。
【００５７】
図１８は、残余画像が表示される表である。これらの画像は、原画像の輝度成分と予測される画像の輝度成分との間の差である。
【００５８】
予測画像で気付かれるように、残余画像において、シーケンス“qcif_7”及び“qcif_8”は、動き予測に基づいてアルゴリズムで視覚的に良好に予測されることがわかる。“foreman”シーケンスでは、アルゴリズムは、人間の背後の規則的な構造において残余を視覚的に減少させる。ビットストリームのサイズがこの方法によりどの位減少することができるかを以下に示す。
【００５９】
［パフォーマンス］
動き予測に基づいたイントラ予測を実行するモードは、以下ではイントラ動き予測モードと呼ばれる。以下に記載されるシミュレーションでは、そのモードは、ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ規格の別のイントラモードを置き換える。
【００６０】
どのモードが置き換えられるかに関する選択はサンプル系列に関するシミュレーションにより決定される。イントラモード５（垂直方向の右軸に沿った方向）は、使用されないモードである。したがって、イントラ動き予測モードは、更なるシミュレーションにおいてモード５を置き換える。
【００６１】
そのモード置換は、ソフトウェアを変更せず、且つデコード可能なビットストリームを生成しないために行われる。ビットストリームは、ブロック予測後に生成される送出された残余のみが（オリジナルのＭＰＥＧ−４ＡＶＣに比較して）変化しているために、なおデコード可能である。イントラ動き予測に基づいたモードで符号化されたブロックを受信したとき、デコーダは、イントラモード５をデコードする。デコードされた画像は、デコーダがオリジナルの予測画像でブロックを再作成するために正しくない。符号化されたビットストリームのサイズは、期待するものに対応する。
【００６２】
勿論、エンコーダの符号化シンタックスは、新たな予測モードに従って変更される必要がある。デコーダも変更される必要がある。このデコーダは、同じイントラ動き予測に基づいたアルゴリズムを実現する。このデコーダの変更は、イントラ動き予測モードがイントラモード５を置き換えるとき、標準モードが追加されるときの両方のケースで行われる。
【００６３】
動き予測に基づいたイントラ予測モードは、異なるＣＩＦ画像（３５２×２８８画素）に関してテストされる。前のＱＣＩＦシーケンスによるよりも、計算時間は非常に長くなる。動き予測に基づいたイントラ予測モードは、イントラ４×４ブロックのみによりはじめにテストされる。
【００６４】
以下の表１は、（予測モード５に置き換えられる）動き予測に基づいたイントラ４×４予測と同じ条件でのＭＰＥＧ−４  ＡＶＣに基づいたイントラ４×４予測間のパーセントにおけるビットストリームサイズの差を示す。その差は、Bjontegaard基準で計算される。フルペルサーチからハーフペルサーチに、最終的にクウォータペルサーチに移ることで、全てのケースにおいて良好なパフォーマンスが与えられることが分かる。
【００６５】
【表１】
2009527169.tif 000009
イントラ８×８ブロックサイズのみで符号化するとで、以下の表２から同じ結論が得られる。ビットストリームサイズは、イントラ動き予測に基づいた予測がフルペル判定からクウォータペル判定まで改善されるときに低減される。
【００６６】
【表２】
2009527169.tif 000010
（イントラ４×４及び８×８ブロックに関する）予測モード５に置き換えられる動き予測に基づいた予測によるエンコーダとＭＰＥＧ−４  ＡＶＣに基づいた予測によるエンコーダとの間のビットレートの差を示す表３では、画像の半分足らずで、結果は２つの前の例よりも良好であることが考察される。他の画像では、４×４ブロックサイズと８×８ブロックサイズを組み合わせた結果は、４×４ブロックサイズ又は８×８ブロックサイズのみによる結果からさほど離れていない。
【００６７】
【表３】
2009527169.tif 000011
４×４ブロックサイズから８×８ブロックサイズに移るときに良好のパフォーマンスを維持することは、最も可能性のあるモード予測に基づいた前の方法に比較して改善である。たとえば最初の最も可能性のあるモード予測方法の改善は、４×４ブロックサイズから８×８ブロックサイズに移るときに７５％から平均で低減されることを思い出されたい。
【００６８】
［動き予測に基づいてイントラ予測に関する結論］
前のパラグラフで表示された結果は、動き予測に基づいたイントラ予測はＭＰＥＧ−４  ＡＶＣイントラ予測の品質を改善することを示す。回転又はズーム或は見かけの効果がない場合、類似の２次元パターンとテクスチャエレメントのマッチングが良好に行われる。４×４ブロックサイズから８×８ブロックサイズに移るときに品質が低下しない。２つのブロックサイズの組み合わせは、良好な結果を与える。このアルゴリズムは、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ予測ではない場合に有効である。例として、以下の変更を処理に適用することができる。
【００６９】
時間の消費量と結果の品質との間で妥協を得るため、フルブロックマッチングの代わりに、計算時間を低減するためにサーチ窓を縮小すること、又は別の動き予測器の使用すること。近傍の小分割の寸法又は形状を変えること。近傍の小分割は、図１６（ｃ）におけるように、再作成画像の左下のブロックが利用可能であるとき、下に引き伸ばされる。ＳＡＤの代わりに又はＳＡＤに加えて、他の近傍の小分割の類似性の基準と動き予測を実現すること。１６×１６ブロックでのイントラ動き予測を実現すること。たとえば動き予測プロセスにクロミナンスを含めることにより、予測レベル（動き補償）でのクロミナンス信号を使用すること。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】再作成画像におけるイントラ動き予測を示す図である。
【図２】本発明に係るアルゴリズムのスキームを示す図である。
【図３】再作成マクロブロックを示す図である。
【図４】４×４ブロックの現在のマクロブロックにおける再作成領域を示す図である。
【図５】８×８ブロックの現在のマクロブロックにおける再作成領域を示す図である。
【図６】４×４ブロックの近傍の小分割の形状を示す図である。
【図７】８×８ブロックの近傍の小分割の形状を示す図である。
【図８】フルペル及び次のハーフペルに位置されるエッジの例を示す図である。
【図９】２つの２×２ブロックとそれらの間の１つのハーフペル２×２ブロックの例を示す図である。
【図１０】ハーフペルの水平方向の補間を示す図である。
【図１１】ハーフペルの垂直方向の補間を示す図である。
【図１２】最初のフルペルに対応するハーフペルを示す図である。
【図１３】クウォータペルの補間を示す図である。
【図１４】ターゲットブロックの可能性のある小分割の拡張を示す図である。
【図１５】符号化順序及びブロック位置の目標となる形状の関数を示す図である。
【図１６】重み付け動き予測関数を示す図である。
【図１７】予測画像の表を示す図である。
【図１８】残余画像の表を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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