(57)【要約】      （修正有）【課題】動画像の符号化において、高い符号化効率を保ちつつ、計算量を削減させる動画符号化装置、及び動画符号化プログラムを提供する。【解決手段】画面間予測フレームを利用し、かつ他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレームを有する動画像符号化方式を用いる動画像符号化装置であって、原画像の画面に含まれる複数の領域の各々に適した、予測モード及びパラメータを決定するために、１つ以上の予測モードを順次適用して予測を試行する予測試行部と、原画像の画面が、他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレームに符号化されることを指示する指示部と、指示に応答して、予測試行部に対して、画面内予測モードを用いた予測試行に制限を課す制限部を有する。【選択図】図４
2015139013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面間予測フレームを利用し、かつ他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレームを有する動画像符号化方式を用いる動画像符号化装置であって、
原画像の画面に含まれる複数の領域の各々に適した、予測モード及びパラメータを決定するために、１つ以上の予測モードを順次適用して予測を試行する、予測試行部と、
原画像の画面が、前記他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレームに符号化されることを指示する指示部と、
前記指示に応答して、前記予測試行部に対して、画面内予測モードを用いた予測試行に制限を課す制限部と、
を有する動画符号化装置。
【請求項２】
前記制限部は、前記画面内予測モードを用いた予測試行の全てが実行されないよう制限する、
請求項１記載の動画符号化装置。
【請求項３】
コンピュータを、請求項１又は２に記載の動画符号化装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画符号化装置、及び動画符号化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、超高精細の動画像の伝送、蓄積が一般化している。たとえば、非圧縮のＨＤＴＶの情報量は１Ｇｂｐ／ｓｅｃを超える。また、４Ｋ、８Ｋといった映像の高精細化が進み、フレームレートも１２０Ｈｚの高フレームレート化が進んでいることで、映像の情報量は増加し続けている。このため、高精細の動画像を効率的に圧縮する技術が必要とされている。動画データの符号化標準技術としては、ＭＰＥＧ  ２、ＭＰＥＧ  ４、Ｈ．２６４／ＡＶＣ（Advanced  Video  Coding）、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ（High  Efficiency  Video  Coding）などが挙げられる。
【０００３】
Ｈ．２６５／ＨＥＶＣでは、従来の符号化技術のように画面を左上から符号化単位であるブロック状に単純に分割するのではなく、新たに階層的な分割構造（ＣＴＵ：Coding  Tree  Unit）を採用し、複数階層のブロック分割を可能とする。また、複数のブロックに分割された符号化単位は、ＣＵ（Coding  Unit）又は符号化ブロックとも称す。Ｈ．２６５／ＨＥＶＣでは、６４×６４、３２×３２、１６×１６、８×８などのサイズに画像を分割して、符号化を行うことができる。
【０００４】
また、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣでは、予測誤差信号を効率的に表現するため、ＣＵを階層分割し、変換単位に分けることができる。変換単位は、ＴＵ（Transform  Unit）又は変換ブロックとも称す。
【０００５】
図１（Ａ）はＣＵを示す。図１（ｂ）はＴＵを示す。図１に示すように、例えば３２×３２のＣＵに対し、階層分割０回のＴＵは３２×３２のＣＵと同じブロックであり、階層分割１回のＴＵは、１６×１６に分割されたブロックである。また、階層分割２回のＴＵは、８×８に分割されたブロックである。
【０００６】
なお、ＴＵは、ＣＵのサイズに応じて階層分割されるので、各階層におけるＴＵのサイズはＣＵのサイズに応じてそれぞれ異なる。
【０００７】
図１（Ｃ）は、予測単位を示す。Ｈ．２６５／ＨＥＶＣでは、ＣＵを複数種類の矩形領域である予測単位に分割し、それぞれの予測単位で予測処理が行われる。この予測単位は、ＰＵ（Prediction  Unit）又は予測ブロックとも称す。ＰＵの分割形状は、８種類である。
【０００８】
ここで分割されたブロックに対し、次に予測符号化が行われる。画面内符号化（イントラ符号化）は、画面内の空間的な信号予測を行って画像を符号化する。この技術は、画面内予測（イントラ予測）とも称す。また、画面間予測（インター符号化）は、異なるフレーム間で類似した領域を探索し、予測に用いて画像を符号化する。この技術は、動き補償予測（インター予測）とも称す。なお、本明細書では、動画像の１つの画面を意味する言葉として「フレーム」の語を用いる。なお、「ピクチャ」もフレームを意味する言葉として用いられるが、本明細書では、主に「フレーム」の語を用いる。またフレームをある領域で分割する「タイル」や「スライス」についても同様とする。
【０００９】
たとえば、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣでは、上述の予測手法、多様な分割形状などの予測モードをＲＤ（Rate-Distortion）最適化といった手法によって決定する。
【００１０】
ＲＤ最適化とは、ビットレートと歪との関係であるＲＤ（Rate-Distortion）コストを算出し、異なる符号化パラメータで算出したＲＤコスト同士の比較を行い、目標ビットレートに最適な符号化パラメータの組合せを求める最適化手法である。
【００１１】
以下ＲＤ最適化による具体的な予測手法の選択、ＣＵサイズ、ＰＵサイズなどの予測モードの選択方法を説明する。
【００１２】
まず、符号化システムは、最上位階層のＣＵを８種類のＰＵ形状に分割し、イントラ予測、インター予測のそれぞれの場合のＲＤコストを計算し、ＰＵ形状と予測手法、予測モードの最適な組合せを求める。なお、ＧＯＰを構成するフレームのうちＩフレームについては、イントラ予測のみが用いられる。
【００１３】
符号化システムは、続いてＣＵを４分割し、下位階層の４つのＣＵ全てについて同様にＲＤコストを算出し、ＰＵ形状と予測手法、予測モードの最適な組合せを求める。以上の処理を再帰的に行い、最も深いＣＵまで、ＰＵ形状と予測手法、予測モードの最適な組合せを求める。
【００１４】
最も深い階層まで、最適な組合せを求めることができたら、同一階層の４つのＣＵのＲＤコストを合計し、一つ上位階層のＣＵとでＲＤコストを比較する。下位階層のＲＤコストの合計の方が大きい場合は分割しないこととし、一つ上位の階層で同様の処理を行う。
【００１５】
一方、下位階層のＲＤコストの合計の方が小さい場合には、該当するＣＵは分割することとし、次のＣＵでの処理に移る。これら処理を最上階層まで繰り返し、予測手法毎に、ＣＴＵ内のＣＵ全てについて分割形状及び変換サイズを計算する。
【００１６】
このように、１つのＣＴＵ内全てのＣＵについて、予測手法、及び予測モードとしての各種ブロック分割形状等を確定するのにＲＤ最適化を用いる場合、符号化効率は高くなるものの、各種符号化パラメータ全ての組合せでＲＤコスト計算が必要となり、膨大な計算量となる。原画像の空間解像度が高い場合は、単一の符号化器での処理が間に合わないことがある。
【００１７】
なお、符号化する各フレームは、上述のインター予測をフレーム内で用いるか否かで、イントラフレーム（Ｉフレーム）とインターフレームに大別される。そして、インター予測に用いる参照フレームをどのように選択するかで、インターフレームは、順方向予測フレーム（Ｐフレーム）と双方向予測フレーム（Ｂフレーム）に分類される。
【００１８】
双方向予測は、２つ以上の参照フレームを用いる予測であり、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、及びＨ．２６５／ＨＥＶＣでは、他のフレームを参照するＢフレームをさらに参照フレームとしたインター予測（階層Ｂ構造）が許されている。
【００１９】
階層Ｂ構造を持つ場合には、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームの間で、符号化後の符号量に差を付け、主観画質を保ちつつビットレートを削減する手法が用いられている。階層構造を持つＢフレームにおいても、他のフレームから参照される上位のフレーム（参照Ｂフレーム）と、参照されない下位のフレーム（非参照Ｂフレーム）がある。そして、非参照Ｂフレームよりも、参照Ｂフレームに対して、より多い符号量を割り当てることで、符号化性能を向上させる手法が用いられている。（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】K.McCann,  B.Bross,  W.-J.Han,  etc..."High  Efficiency  Video  Coding  (HEVC)  Test  Model  11  (HM  11)  Encoder  Description",  JCT-VC  M1002,  Incheon  KOREA,  Jul.2013
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、及びＨ．２６５／ＨＥＶＣは、高い符号化性能を実現しているが、イントラ予測、インター予測などの予測手法と、ブロックサイズ、予測方向等の予測モードの組合せが多岐にわたる。このため符号化の際に、膨大な計算量を必要とするため、この計算量を削減することが求められている。また、この際には符号化効率の低下を最小限に抑える必要がある。そこで、本発明は、動画像の符号化において、高い符号化効率を保ちつつ、計算量を削減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一実施態様における動画符号化装置は、画面間予測フレームを利用し、かつ他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレームを有する動画像符号化方式を用いる動画像符号化装置であって、原画像の画面に含まれる複数の領域の各々に適した、予測モード及びパラメータを決定するために、１つ以上の予測モードを順次適用して予測を試行する、予測試行部と、原画像の画面が、前記他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレームに符号化されることを指示する指示部と、前記指示に応答して、前記予測試行部に対して、画面内予測モードを用いた予測試行に制限を課す制限部と、を有する。
【００２３】
また、前記制限部は、前記画面内予測モードを用いた予測試行の全てが実行されないよう制限する。
【００２４】
また、他の実施態様における動画符号化プログラムは、コンピュータを、上記の動画符号化装置として機能させる。
【発明の効果】
【００２５】
一側面において、本発明は、動画像の符号化において、高い符号化効率を保ちつつ、計算量を削減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】Ｈ．２６５／ＨＥＶＣにおけるＣＵ、ＴＵ、ＰＵの分割を示した図。
【図２】ランダムアクセスＧＯＰ構造における非参照Ｂフレームの例を示す図。
【図３】実施例の機能ブロック図。
【図４】実施例の技術と既存の技術とを比較した図。
【図５】既存の動画像符号化装置の動作を示すフローチャート。
【図６】実施例における例示的な動作を示すフローチャート
【図７】他の実施例における例示的な動作を示すフローチャート。
【図８】実施例の処理結果と、標準化で用いられるソフトウエアエンコーダの処理結果との対比を示した表。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の各種実施例について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。なお、各図面において、同じ参照番号が付されている要素は、同じ又は同様の構成又は機能を有する要素を示している。
【００２８】
図２は、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣにおけるランダムアクセスＧＯＰ（Group  of  Picture）構造における非参照Ｂフレームの例を示す図である（非特許文献1参照）。横軸は時間軸である。
【００２９】
図２においては、フレーム２００ないしフレーム２０８が、フレームの出現順に時間軸方向に並べられている。フレーム２００ないしフレーム２０８の左肩に書かれている一桁の数字は、符号化の順番を示している。そして、フレーム２００ないしフレーム２０８の各々に対して付されている矢印は、参照先のフレームを示している。このＧＯＰでは、階層構造的な符号化が行われている。図２の上側の層（階層構造上は下位の階層）に属するフレームは、それより下側の層（階層構造上は上位の階層）に属するフレームを参照して予測符号化される（フレームの階層構造と、図２におけるフレームの上下の位置関係は逆となっている点に留意すべきである）。
【００３０】
図２から分かるように、フレーム２００は、ＩＤＲ（Instantaneous  Decoding  Refresh）又はイントラフレームであり、他のフレームを参照しない。ＩＤＲは、デコーダ復号動作の瞬時リフレッシュのためのフレームであり、このＩＤＲフレームをまたぐ形でのフレームの参照が禁止されている。したがって、ＩＤＲフレームよりも復号順で後のフレームは、ＩＤＲフレームの復号後には正常な復号が保証される。
【００３１】
最上側に描かれている（階層構造上では最下位の）フレーム（フレーム２０４、フレーム２０５、フレーム２０７、フレーム２０８）は、他のフレームを参照するが、何れのフレームからも参照されないフレームである。これらのフレームを上述のように「非参照Ｂフレーム」と呼ぶ。
【００３２】
なお、非参照Ｂフレームの符号化においても、上述のようにインター予測及びイントラ予測を順に試行し、予測ユニットＰＵ毎に最も効率のよい、イントラ予測、インター予測などの予測手法、及び予測モードが決定される。効率性の評価基準としては、ＲＤ最適化の手法などが用いられることは上述の通りである。
【００３３】
なお、非参照Ｂフレームにおいては、他のフレームから参照されないため、画質の向上よりも、符号量の減少を優先した符号化が行われることが多い。これは、符号量を抑える条件が与えられてＲＤ最適化が行われることが多いことを意味している。このため、非参照Ｂフレームでは、例えば、イントラ予測を用いた予測試行とインター予測を用いた予測試行の双方を実施したとしても、イントラ予測の手法が採用される割合は、小さくなる傾向にある。このことは、イントラ予測での予測試行を行うことによる計算リソースの無駄が発生しやすい傾向があることを示唆している。
【００３４】
＜機能構成例＞
図３は、動画像符号化装置３００の主要な機能を示した機能ブロック図である。発明の内容をより分かりやすくするために、標準の仕様書等に規定されている既知の構成などは省略して、機能が図示されている点に留意すべきである。
【００３５】
動画像符号化装置３００は、指示部３０２、制限部３０４、及び予測試行部３０６を有する。
【００３６】
指示部３０２は、原画像３１０の画面（フレーム）が、他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレーム（すなわち、非参照Ｂフレーム）に符号化されることの指示を制限部３０４に与える。例えば、図２において、現在符号化すべき画面（フレーム）が、フレーム２０４、フレーム２０５、フレーム２０７、又はフレーム２０８の何れかに対応する場合、指示部３０２は、制限部３０４に、現在符号化すべきフレームが非参照Ｂフレームであるという指示を伝達する。
【００３７】
制限部３０４は、指示部３０２からの指示に応答して、予測試行部３０６の予測試行の実行に対して所定の制限を加える。この制限については、後述する。
【００３８】
予測試行部３０６は、例えば、インター予測では、現在符号化しているフレームのＣＵに対して、他の参照フレームに類似する領域が存在するか否かを探索し、動きベクトルを求める。探索にはブロックマッチングなどの既存のマッチング手法を用いることができる。ＣＵを更に４分割し、同様のブロックマッチングを行う。なお、この場合、ＣＵは、図１（Ｃ）に示すＰＵに分割して、ブロックマッチングが行われてもよい。
【００３９】
次に、インター予測で、画面内予測の試行を行う。これらの点については、図４を用いて後述する。そして、予測試行部は、既知のＲＤ最適化手法等を用いて、最適と判断される予測手法及びパラメータなどの予測モードを取得する。この最適な予測手法と予測モードとによって予測フレーム３１２が生成される。
【００４０】
制限部３０４は、上述の予測試行部３０６における予測の試行を制限する役割を果たす。予測試行部３０６が全ての予測パターンを予測試行することは、上述のように多くの計算リソースを消費すると共に、多くの時間を必要とする。したがって、制限部３０４は、予測試行部３０６において用いられる予測手法及び／又は予測モードの予測試行を制限することができる。例えば、非参照ＢフレームのＣＵに対する予測試行において、イントラ予測を用いた予測試行の全て又は一部を実行しないように制限することができる。この場合には、予測試行部は、例えば、インター予測のみを用いて予測試行を行う。
【００４１】
上述のように、非参照Ｂフレームでは、イントラ予測が採用される確率が低いため、イントラ予測での予測試行を省略することができる。あるいは、イントラ予測を行うＣＵ（又はＰＵ）の大きさを制限するよう指示してもよい。予測試行部３０６にＣＵの最大の大きさ（例えば、６４画素×６４画素）のみを予測試行させ、ＣＵを細分化したＰＵに対しての予測試行を省略させてもよい。
【００４２】
＜ハードウエア構成例＞
図４は、実施例の構成を既存の技術と比較した図である。図４（Ａ）は、既存の動画像符号化装置４０１の主要な構成を示したブロック図である。図４（Ｂ）は、実施例の動画像符号化装置４０２の主要な構成を示したブロック図である。
【００４３】
図４（Ａ）は、既存の動画像符号化装置４０１の一例を示しており、イントラ予測部４０４、インター予測部４０６、予測手法選択器４１０、変換・量子化部４２０、エントロピー符号化部４３０を有する。なお、既に述べたように、説明を分かりやすくするために当業者に既知の要素は省略して描かれている点に留意すべきである。
【００４４】
図４（Ａ）において、イントラ予測部４０４とインター予測部４０６の両者に、原画像３１０が入力される。
【００４５】
予測手法選択器４１０は、イントラ予測部４０４における予測試行結果と、インター予測部４０６の予測試行結果の両者のうち、最適な予測手法と予測モードとを選択し、原画像と予測画像とから得られる残差を変換・量子化部４２０に伝える。このため、イントラ予測部４０４は、原画像３１０に対して、イントラ予測の試行を行う。加えて、インター予測部４０６は、原画像３１０に対して、インター予測の試行を行う。なお、所定の終了条件（後述の早期終了条件）を満たす場合には、予測試行は途中の段階で終了させることができる。予測手法選択器４１０は、例えばＲＤ最適化の手法を用いて、適切な予測手法及び予測モードを選択することができる。
【００４６】
変換・量子化部４２０は、たとえば、離散コサイン変換、離散サイン変換等を用いて、原画像と予測画像との残差を変換する。そして、所定の量子化パラメータ（ＱＰ：Quantization Parameter）を基にして、変換値に対して量子化を行うことで、情報量の削減を行う。変換・量子化部４２０の出力は、エントロピー符号化部４３０に与えられる。
【００４７】
エントロピー符号化部４３０は、入力信号の統計的性質を利用して、情報量の削減を行い、ビットストリーム４５０を出力する。
【００４８】
図４（Ｂ）は、本発明の実施例に係る動画像符号化装置４０２のハードウエアブロック図の一例を示す図である。
【００４９】
動画像符号化装置４０２は、図４（Ａ）の構成に加えて、更に指示部３０２と予測手法切替器４０８とを有する。
【００５０】
指示部３０２については、図３と関連して既に説明した。指示部３０２は、原画像３１０の画面（フレーム）が、他の画面間予測フレームから参照されない画面間予測フレーム（すなわち、非参照Ｂフレーム）に符号化されることの指示を予測手法切替器４０８に与える。
【００５１】
予測手法切替器４０８は、図３における制限部３０４に対応する要素である。原画像を非参照Ｂフレームとして符号化する場合には、イントラ予測部４０４の予測試行を制限する。イントラ予測部４０４に対して、イントラ予測を行わないようにするため、イントラ予測部４０４に原画像が入力されないよう制限することができる。あるいは、イントラ予測を行うＣＵ（又はＰＵ）の大きさを制限するようにしてもよい。イントラ予測部４０４にＣＵの最大の大きさ（例えば、６４画素×６４画素）のみを予測試行させ、ＣＵを細分化したＣＵ（又はＰＵ）に対しての予測試行を省略させるように、原画像の入力を制限してもよい。
【００５２】
動画像符号化装置４０２のその他の要素については、図４（Ａ）に示す動画像符号化装置４０１における各要素が行う処理と同様の処理を行わせることができる。
【００５３】
以上のようにして、指示部３０２及び予測手法切替器４０８を設けることにより、イントラ予測における予測試行を制限（又は省略）することができるため、非参照Ｂフレームの符号化において、画像劣化を抑えつつ、符号化にかかるリソースの削減および計算時間の短縮を図ることができる。
【００５４】
＜動作＞
図５ないし図７を用いて、実施例における動作を説明する。図５は、既存の動画像符号化装置の動作を示すフローチャートであり、図６は、実施例における例示的な動作を示すフローチャートである。図７は、他の実施例における例示的な動作を示すフローチャートである。
【００５５】
図５は、既存の動画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ５０２で、処理が開始される。
ステップＳ５０４で、ＰＵサイズをＰＡＲＴ＿２Ｎ×２Ｎとしてインター予測を試行し、ブロックマッチングを行い、マッチングの各々の符号化コスト（Ｊｍｏｄｅ）を求める。その最小のものをＣＵの符号化コスト（Ｊ）とする。
【００５６】
ステップＳ５０６で、早期終了条件に合うか否かを判定する。例えば、符号化コストが、所定の閾値よりも小さい場合、早期終了条件を満たすと判断する。ＹＥＳの場合、予測モードはスキップモードであり、ＰＵサイズはＰＡＲＴ＿２Ｎ×２Ｎとして、ステップＳ５１６に進む。ＮＯであれば、ステップＳ５０８に進む。なお、スキップモードとは、符号化ブロックフラグが全て０になっているものである。
【００５７】
ステップＳ５０８で、スキップモードの場合の符号化コストＪｍｏｄｅを求める。ＪｍｏｄｅとステップＳ５０４のＪとを比較し、Ｊｍｏｄｅの方が小さいならば、ＪをＪｍｏｄｅで更新し、予測モードはスキップモードを選択する。
【００５８】
ステップＳ５１０で、ＰＵサイズをＰＡＲＴ＿Ｎ×Ｎ（ＣＵサイズが８×８の場合を除く）、ＰＡＲＴ＿２Ｎ×Ｎ、ＰＡＲＴ＿Ｎ×２Ｎといった利用可能な各サイズのＰＵ（図１（Ｃ）参照）を順次選択し、インター予測を試行し、符号化コストＪｍｏｄｅが最小となるＰＵサイズを選択する。その時のＪｍｏｄｅとＪとを比較し、Ｊｍｏｄｅの方が小さいならば、ＪをＪｍｏｄｅで更新し、予測手法は、インター予測を選択する。
【００５９】
ステップＳ５１２で、ＰＵサイズを、ＰＡＲＴ＿２Ｎ×２Ｎ、ＰＡＲＴ＿Ｎ×Ｎ（ＣＵサイズが８×８の場合のみ）として、イントラ予測を試行し、符号化コストＪｍｏｄｅが最小となるＰＵサイズを選択する。その時のＪｍｏｄｅとＪとを比較し、Ｊｍｏｄｅの方が小さい場合には、ＪをＪｍｏｄｅで更新し、予測手法は、イントラ予測を選択する。
【００６０】
ステップＳ５１４で、ＰＣＭモードが使用できる場合には、ＰＵサイズをＰＡＲＴ＿２Ｎ×２ＮとしてＰＣＭ予測を試行し、符号化コストＪｍｏｄｅを求める。ＪｍｏｄｅとＪとを比較し、Ｊｍｏｄｅの方が小さい場合には、ＪをＪｍｏｄｅで更新し、予測手法は、ＰＣＭを選択する。
【００６１】
ステップＳ５１６で、ＣＵ分割の終了条件に合うか否かを判定する。ＮＯであれば、ステップＳ５１８に進む。ＹＥＳであれば、ステップＳ５２０に進む。ＣＵ分割の終了条件とは、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣの場合には、現在のＣＵの大きさがＣＵの最小値である８画素×８画素の場合をいう。
【００６２】
ステップＳ５１８で、ＣＵを４分割し、下位階層のＣＵについても上記のフローをＳ５０２から再度予測試行するべく、ステップＳ５３１、ステップＳ５３２、ステップＳ５３３、ステップＳ５３４、を順次実行する。
【００６３】
以上の処理を、終了条件に適合するまで再帰的に繰り返すことで、予測手法、予測ブロックサイズなどの予測モードが決定される。ステップＳ５２０で、１つのＣＴＵに対する処理が終了する。
【００６４】
以上の処理は、１つのフレーム内に存在する各ＣＴＵに対して実行される。以上が、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣにおける予測処理の例である。
【００６５】
図６は、本発明の実施例の処理を示すフローチャートである。図５と同じ処理を行うステップについては、同じ参照符号が付与されている。図５と同じ処理を行うステップについては、説明を省略する。
【００６６】
図５と図６との差異は、ステップＳ６０２がステップＳ５１０とステップＳ５１２との間に挿入されていることである。
【００６７】
ステップＳ６０２で、ＣＵが属するスライスが、非参照Ｂフレームであるか否かを判断する。ＹＥＳであれば、ステップＳ５１６に進む。ＮＯであれば、ステップＳ５１２に進む。
【００６８】
以上の処理を、終了条件に適合するまで再帰的に繰り返すことで、予測手法、及びブロックサイズなどの予測モードを決定する。
【００６９】
新たに、ステップＳ６０２を追加したことで、非参照Ｂフレームに対するイントラ予測とＰＣＭの予測試行を省略し、計算量を削減することができる。なお、ＰＣＭの予測試行を実行するようにフローを修正してもよい。
【００７０】
図７は、本発明の他の実施例の処理を示すフローチャートである。図５及び図６と同じ処理を行うステップには、同じ参照番号が付されている。
【００７１】
図６と図７との差異は、ステップＳ６０２の前にステップＳ７０１が挿入され、ステップＳ６０２の後にステップＳ７０３が挿入されている。図７におけるステップＳ７０１とステップＳ７０３は、図５におけるステップＳ５１２に対応する。
【００７２】
図７において、ステップＳ７０１で、ＰＡＲＴ＿２Ｎ×２Ｎとして、イントラ予測を試行し、符号化コストが最小となるＰＵサイズを選択する。その時のＪｍｏｄｅとＪとを比較し、Ｊｍｏｄｅの方が小さい場合には、ＪをＪｍｏｄｅで更新し、予測手法は、イントラ予測を選択する。
【００７３】
ステップＳ６０２は、図６におけるステップＳ６０２と同じ処理を実行する。
【００７４】
ステップＳ７０３で、ＰＡＲＴ＿Ｎ×Ｎ（ＣＵサイズが８×８の場合のみ）として、イントラ予測を試行し、符号化コストが最小となるＰＵサイズを選択する。その時のＪｍｏｄｅとＪとを比較し、Ｊｍｏｄｅの方が小さい場合には、ＪをＪｍｏｄｅで更新し、予測手法は、イントラ予測を選択する。
【００７５】
以上の処理を実行することで、非参照Ｂフレームに対して、イントラ予測において、ＰＵサイズがＰＡＲＴ＿２Ｎ×２Ｎの場合だけが試行される。ＰＡＲＴ＿Ｎ×Ｎ及びＰＣＭモードは省略される。
【００７６】
このように、イントラ予測において、大きなブロックサイズであるＰＡＲＴ＿２Ｎ×２Ｎだけが試行されることにより、イントラ予測の一部とＰＣＭの試行を省略し、計算量を削減することができる。なお、ＰＣＭの予測試行を実行するようにフローを修正してもよい。
【００７７】
図８は、図６の処理を行う実施例と、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣの標準化に用いられるソフトウエアエンコーダＨＭ１１（HEVC  test  Model  11、非特許文献１参照）の処理結果との対比を示した表である。
【００７８】
図８において、欄８０２は、素材の識別を示しており、ＣｌａｓＢ  １０８０Ｐは、１９２０×１０８０ピクセルのプログレッシブの素材をサンプルとして使用していることを意味する。
【００７９】
欄８０４は、テスト用の素材の識別名が示されている。
【００８０】
欄８０６は、量子化パラメータの値ＱＰＩＳｌｉｃｅ（Quantization  Parameter  for  I  Slices）を示している。
【００８１】
欄８０８におけるｋｂｐｓは、ソフトウエアエンコーダＨＭ１１のビットストリームの量を示している。Ｙｐｓｎｒは、輝度値のピーク信号対雑音比を示している。Ｅｎｃ  Ｔ［ｈ］は、符号化に要した時間を示している。
【００８２】
欄８１０は、欄８０８と対応させて、本願発明の実施例における値を示している。
【００８３】
欄８１２は、客観的画質評価に使われる符号化効率改善率ＢＤ−ｒａｔｅを示している。数値がプラスであれば、画質が劣化したことを示す（数値がマイナスであれば、画質が向上したことを示す）。ＢＤ−ｒａｔｅには、輝度Ｙ信号、及び色差Ｕ、Ｖ信号に対する値が示されている。
【００８４】
欄８１４は、サンプルシーケンス毎の本発明の実施例の適用による符号化時間の削減率（本発明の実施例適用後の計算時間／比較対象のソフトウエアエンコーダＨＭ１１の計算時間）を示している。削減率は、数値が小さいほど、計算量が大きく削減されることを示している。
【００８５】
図８には、５つのサンプルシーケンスに対する実測値が示されている。輝度（Ｙ）信号のＢＤ−ｒａｔｅにおいて、最大で、０．８％の劣化が見られるが、計算時間は、約９０％に抑制されていることが分かる。
【００８６】
この結果により、本発明の実施例は、画質の劣化に与える影響を抑えつつ、符号化に要する計算時間を大きく短縮することができることを示している。
【００８７】
＜プログラムによる実装＞
なお、上述の実施例の全部又は一部はプログラムによって実装され得る。このプログラムは、可搬記録媒体に格納することができる。可搬記録媒体とは、非一時的（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記憶媒体を言う。例示として、可搬記録媒体としては、磁気記録媒体、光ディスク、光磁気記録媒体、不揮発性メモリなどがある。
【００８８】
可搬型記録媒体に格納されたプログラムが読み出され、プロセッサによって実行されることにより、本発明の実施例の全部又は一部が実施され得る。
【００８９】
以上、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明した。なお、上述の実施例は、発明を理解するためのものであり、本発明の範囲を限定するためのものではない点に留意すべきである。また、実施例の動作は、矛盾のない限り処理の順番を入れ替え、或いはスキップしてもよい。あるいは、複数の処理を同時に実行してもよい。そして、これらの実施例も、請求項に記載された発明の技術的範囲に包含されることは言うまでもない。
【００９０】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述の実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指令に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ、仮想マシンモニタＶＭＭ、ファームウエア、ＢＩＯＳなどのプログラムが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって実施例の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００９１】
また、本発明の実施例の構成要素は、物理的に分離された複数のハードウエアで実現されてもよい。また、本発明の各種実施例のそれぞれの構成要素は、１つ以上のコンピュータ上で動作することによって実現されてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
３００  動画像符号化装置
３０２  指示部
３０４  制限部
３０６  予測試行部
３１０  原画像
３１２  予測フレーム
４０１  動画像符号化装置
４０２  動画像符号化装置
４０４  イントラ予測部
４０６  インター予測部
４０８  予測手法切替器
４１０  予測手法選択器
４２０  変換・量子化部
４３０  エントロピー符号化部
４５０  ビットストリーム
【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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