(57)【要約】【課題】符号化効率を低下させずに双方向予測の動きベクトル決定に要する演算量を削減する。【解決手段】入力画像の時間的相関を利用し、矩形の符号化ブロック単位に動き予測を行い、その差分の符号化を行う映像符号化装置であって、符号化ブロックと時間的に前方向の参照画像との動き予測を行うことにより前方向予測結果を得るとともに、前方向予測結果に基づき前方向予測符号化コストを算出する手段と、符号化ブロックと時間的に後方向の参照画像との動き予測を行うことにより後方向予測結果を得るとともに、後方向予測結果に基づき後方向予測符号化コストを算出する手段と、前方向予測結果及び後方向予測結果から双方向予測符号化コストを算出する手段と、前方向予測符号化コスト、後方向予測符号化コスト及び双方向予測符号化コストに基づき符号化ブロックの符号化モードを決定する手段とを備える。【選択図】図１
2015095687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の時間的相関を利用し、矩形の符号化ブロック単位に動き予測を行い、その差分の符号化を行う映像符号化装置であって、
前記符号化ブロックと時間的に前方向の参照画像との動き予測を行うことにより前方向予測結果を得るとともに、前記前方向予測結果に基づき前方向予測符号化コストを算出する前方向予測手段と、
前記符号化ブロックと時間的に後方向の参照画像との動き予測を行うことにより後方向予測結果を得るとともに、前記後方向予測結果に基づき後方向予測符号化コストを算出する後方向予測手段と、
前記前方向予測結果及び前記後方向予測結果から双方向予測符号化コストを算出する双方向予測符号化コスト算出手段と、
前記前方向予測符号化コスト、前記後方向予測符号化コスト及び前記双方向予測符号化コストに基づき前記符号化ブロックの符号化モードを決定する符号化モード決定手段と
を備えることを特徴とする映像符号化装置。
【請求項２】
前記前方向予測結果は、予測残差信号の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項３】
前記前方向予測結果は、予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項４】
前記後方向予測結果は、予測残差信号の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項５】
前記後方向予測結果は、予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項６】
前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、
前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の平均値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項７】
前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、
前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の平均値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項８】
前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、
前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の小さい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項９】
前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、
前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の小さい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項１０】
前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、
前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の大きい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【請求項１１】
前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、
前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、
前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の大きい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動き予測を用いて映像符号化を行う映像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像符号化技術は、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、ＭＰＥＧ−４／ＡＶＣが多く用いられており、最近では次世代の映像符号化規格であるＨＥＶＣが規格化されつつある。ＭＰＥＧ−２より前の映像符号化規格では、符号化ピクチャより過去のピクチャのみを用いて符号化を行っていたが、ＭＰＥＧ−２からは、符号化を行うピクチャの順番を入れ替えることにより、符号化ピクチャより過去のピクチャを参照するだけではなく過去のピクチャと未来のピクチャの双方を参照画像として用いて符号化を行うことができ、更に符号化効率を向上させることができる。これによって１つの対象符号化ブロックに対して、過去のピクチャを参照する前方向予測、未来のピクチャを参照する後方向予測、過去の参照ピクチャと未来の参照ピクチャの画素の平均値を用いて予測を行う双方向予測の３モードから最も符号化効率の良いモードを選択して符号化を行う必要がある。これを双方向（Ｂｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）予測と言い、双方向予測を行うピクチャをＢピクチャと呼ぶ。
【０００３】
一方、映像符号化規格で規定されている符号化ブロックサイズはＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４／ＡＶＣ、ＨＥＶＣと移り変わるにつれて増えてきている。ＭＰＥＧ−４／ＡＶＣでは４×４画素から１６×１６画素の符号化ブロックを用いていたが、ＨＥＶＣでは４×４画素から６４×６４画素の符号化ブロックが採用されている。映像符号化装置の動き予測処理では、前述したように前／後／双方向予測と符号化ブロックサイズの組み合わせの中から符号化効率の良い組み合わせを決定し符号化を行う必要があり、その演算量は膨大になる。特に双方向予測については前方向予測の参照画像と後方向予測の参照画像との平均値を算出して双方向予測の参照画像とするため演算量が膨大になる。また、前方向予測／後方向予測を独立、又は並列に処理を行うような符号化装置では、前方向予測の符号化ブロックサイズと後方向予測の符号化ブロックサイズが必ず一致するとは限らないため、双方向予測の評価を行うことが出来ずに符号化効率が低下するという問題点がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、双方向予測の符号化効率を向上させる手法としては、周囲の動きベクトルの時間的相関を用いて予測ベクトルを生成し、動きベクトルの符号量を削減する手法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６６２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
双方向予測の動きベクトルを決定するためには、まず前方向予測、後方向予測の動きベクトルを算出し、双方の動きベクトルを元に双方向動きベクトルと双方向予測用の１参照画像を生成し、最適な双方向予測ベクトルを決定する手順が一般的であるため、膨大な演算量が必要になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、前方向予測と後方向予測の動きベクトルと予測残差（対象ブロック画像と参照画像との差分）を利用して双方向予測に要する符号化コストを見積もることで、符号化効率を低下させずに双方向予測の動きベクトル決定に要する演算量を削減することができる映像符号化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、入力画像の時間的相関を利用し、矩形の符号化ブロック単位に動き予測を行い、その差分の符号化を行う映像符号化装置であって、前記符号化ブロックと時間的に前方向の参照画像との動き予測を行うことにより前方向予測結果を得るとともに、前記前方向予測結果に基づき前方向予測符号化コストを算出する前方向予測手段と、前記符号化ブロックと時間的に後方向の参照画像との動き予測を行うことにより後方向予測結果を得るとともに、前記後方向予測結果に基づき後方向予測符号化コストを算出する後方向予測手段と、前記前方向予測結果及び前記後方向予測結果から双方向予測符号化コストを算出する双方向予測符号化コスト算出手段と、前記前方向予測符号化コスト、前記後方向予測符号化コスト及び前記双方向予測符号化コストに基づき前記符号化ブロックの符号化モードを決定する符号化モード決定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、前記前方向予測結果は、予測残差信号の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記前方向予測結果は、予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、前記後方向予測結果は、予測残差信号の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、前記後方向予測結果は、予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記絶対値和と前記見積値とを用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の平均値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の平均値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の小さい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の小さい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の大きい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、前記前方向予測結果は、前方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第１の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第１の見積値であり、前記後方向予測結果は、後方向予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和である第２の絶対値和と符号化モードを符号化するのに要する符号量の見積値である第２の見積値であり、前記双方向予測符号化コスト算出手段は、前記第１の絶対値和と前記第２の絶対値和の大きい方の値と前記第１の見積値と前記第２の見積値との和を用いて前記双方向予測符号化コストを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、動き予測を用いて符号化を行う映像符号化方式において、前方向予測と後方向予測の結果から双方向予測の符号化コスト値を推定することで、符号化効率を低下することなく双方向予測に要する演算量を削減することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用する映像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すインター予測処理部１０２の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による映像符号化装置を説明する。以下で用いる「符号化ブロック」についてはＭＰＥＧ−２やＨ．２６４／ＡＶＣ規格ではマクロブロックのことを示し、ＨＥＶＣについてはコーディングユニット（ＣＵ）又はプレディクションユニット（ＰＵ）のことを指し示す。図１は、本発明を適用する映像符号化装置の構成を示すブロック図である。映像符号化装置１００において、本実施形態は、特にインター予測処理部１０２が、従来技術と異なる部分であり、他の部分はＨ．２６４／ＡＶＣやＨＥＶＣ等の映像符号化装置として用いられている従来の一般的な装置構成と同様である。
【００２２】
映像符号化装置１００は、符号化対象の映像信号を入力し、入力映像信号のピクチャをブロックに分割してブロックごとに符号化し、そのビットストリームを符号化ストリームとして出力する。この符号化のため、予測残差信号生成部１０３は、入力映像信号とイントラ予測処理部１０１あるいはインター予測処理部１０２の出力である予測信号との差分を求め、それを予測残差信号として出力する。変換・量子化処理部１０４は、予測残差信号に対して離散コサイン変換等の直交変換を行い、変換係数を量子化し、その量子化された変換係数を出力する。エントロピー符号化処理部１０５は、量子化された変換係数をエントロピー符号化し、符号化ストリームとして出力する。
【００２３】
一方、量子化された変換係数は、逆量子化・逆変換処理部１０６にも入力され、ここで逆量子化と逆直交変換され、予測残差復号信号を出力する。復号信号生成部１０７では、前記予測残差復号信号とイントラ予測処理部１０１あるいはインター予測処理部１０２の出力である予測信号とを加算し、符号化した符号化対象ブロックの復号信号を生成する。この復号信号は、インター予測処理部１０２で参照画像として用いるために、ループフィルタ処理部１０８に出力される。ループフィルタ処理部１０８では符号化歪みを低減するフィルタリング処理を行い、このフィルタリング処理後の画像を参照画像としてインター予測処理部１０２に出力する。
【００２４】
図２は、図１に示すインター予測処理部１０２の構成を示すブロック図である。符号化ピクチャが双方向予測ピクチャであった場合、原画像と復号信号は前方向予測処理部２０１と後方向予測処理部２０２それぞれに入力されて処理が行われる。前方向予測処理部２０１と後方向予測処理部２０２それぞれは算出した予測結果の動きベクトルと予測残差信号を双方向予測符号化コスト演算処理部２０３へ出力する。双方向予測符号化コスト演算処理部２０３は、前方向予測処理部２０１の予測結果と後方向予測処理部２０２の予測結果から、後述する手法で双方向予測を行った場合の符号化コストを算出する。前方向予測処理部２０１、後方向予測処理部２０２、双方向予測符号化コスト演算処理部２０３それぞれは、算出した各モードの符号化コストを符号化モード決定部２０４へ出力する。符号化モード決定部２０４はそれぞれの符号化コストから最適なモードを選択し、選択した符号化モードの動きベクトル情報と予測残差信号を出力する。
【００２５】
本実施形態は図２中の双方向予測符号化コスト演算処理部２０３において、前方向予測処理部２０１と後方向予測処理部２０２からの予測結果から双方向予測の符号化コストを算出することで、符号化効率の低下を抑制しつつ演算量の削減を行うものである。
【００２６】
符号化モードを決定する手法はいくつかある。最も高効率な方法は各符号化モードについて実際の符号化処理まで行い、その発生符号量を比較して最適な符号化モードを決定する手法である。この手法では二値算術符号化（ＣＡＢＡＣ）処理を繰り返し行うため演算量が膨大になる。また、二値算術符号化は並列処理が困難なため、ハードウェアやマルチコアＣＰＵによるソフトウェアにおいても処理の高速化が困難である。
【００２７】
そのため、ハードウェアコーデックやリアルタイム系のソフトウェアコーデックでは、予測残差信号の絶対値和（ＳＡＤ）もしくは予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和（ＳＡＴＤ）と動きベクトルやその他の符号化モードを符号化した際の見積もり符号量（以下、ＯＨｃｏｓｔとする）を用いて最終的な発生符号量（ＣＯＳＴ）を推測し符号化モードを決定する手法を用いている。算出方法は種々あるが、一般的な算出方法としては（１）式に示すような式になる。
ＣＯＳＴ＝ＳＡＤ（ｏｒＳＡＴＤ）＋λ×ＯＨｃｏｓｔ  ・・・（１）
ここで、λは重みづけパラメータ（以下同様）であり、量子化パラメータ（ＱＰ）により変動する値である。本実施形態も（１）式を元に符号化モードを決定する符号化方式を前提とした手法である。
【００２８】
次に、前方向予測の予測結果と後方向予測の予測結果から双方向予測の符号化コストを算出する手法を説明する。１つめは前方向予測の予測結果から双方向予測の符号化コストを算出する手法である。前方向予測の予測残差信号の絶対値和をＳＡＤ＿Ｌ０、もしくは予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和をＳＡＴＤ＿Ｌ０、符号化モード等を符号化した際の見積もり符号量をＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０とすると、双方向予測の符号化コストＣＯＳＴ＿Ｂｉ１は（２）式のように表せる。
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ１＝ＳＡＤ＿Ｌ０（ｏｒＳＡＴＤ＿Ｌ０）×α＋２λ×ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０  ・・・（２）
ここで、αはスケーリング係数を表す（以下同様）。双方向予測のコスト値は、双方向の動きベクトルを用いるため、符号化モードの符号量は約２倍になるが、より精度の高い予測が行うことができるため、予測残差信号は前方向予測や後方向予測の予測信号よりも小さくなる傾向にある。そのため、ＯＨｃｏｓｔの項を２倍にし、αに１以下の係数を設定することでＳＡＤ（又はＳＡＴＤ）の補正を行う。このようにして双方向予測の符号化コスト値を算出することで符号化効率を低下することなく演算量を削減する。
【００２９】
２つめは後方向予測の予測結果から双方向予測の符号化コストを算出する手法である。後方向予測の予測残差信号の絶対値和をＳＡＤ＿Ｌ１、もしくは予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和をＳＡＴＤ＿Ｌ１、符号化モード等を符号化した際の見積もり符号量をＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１とすると、双方向予測の符号化コストＣＯＳＴ＿Ｂｉ２は（３）式のように表せる。
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ２＝ＳＡＤ＿Ｌ１（ｏｒＳＡＴＤ＿Ｌ０）×α＋２λ×ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１  ・・・（３）
このようにして双方向予測の符号化コスト値を算出することで符号化効率を低下することなく演算量を削減する。
【００３０】
３つめは前方向予測と後方向予測の両方の予測結果を用いる方法である。前方向予測の予測残差信号の絶対値和と後方向予測の予測残差信号の絶対値和の平均値を双方向予測の予測残差信号の絶対値和とし、ＯＨｃｏｓｔについては前／後双方の和を用いる方法である。予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和についても同様である。双方向予測の符号化コストＣＯＳＴ＿Ｂｉ３は（４）式及び（５）式のように表すことができる。
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ３＝（ＳＡＤ＿Ｌ０＋ＳＡＤ＿Ｌ１）／２×α＋λ（ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０＋ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１）  ・・・（４）
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ３＝（ＳＡＴＤ＿Ｌ０＋ＳＡＴＤ＿Ｌ１）／２×α＋λ（ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０＋ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１）  ・・・（５）
このようにして双方向予測の符号化コスト値を算出することで符号化効率を低下することなく演算量を削減する。
【００３１】
４つめは前方向予測と後方向予測の予測残差の小さい方を用いる方法である。前方向予測の予測残差信号の絶対値和と後方向予測の予測残差信号の絶対値和の小さい方を双方向予測の予測残差信号の絶対値和とし、ＯＨｃｏｓｔについては前／後双方の和を用いる方法である。予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和についても同様である。双方向予測の符号化コストＣＯＳＴ＿Ｂｉ４は（６）式及び（７）式のように表すことができる。
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ４＝ｍｉｎ（ＳＡＤ＿Ｌ０，ＳＡＤ＿Ｌ１）×α＋λ（ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０＋ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１）  ・・・（６）
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ４＝ｍｉｎ（ＳＡＴＤ＿Ｌ０，ＳＡＴＤ＿Ｌ１）×α＋λ（ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０＋ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１）  ・・・（７）
ここで、関数ｍｉｎは、２つの引数のうち、小さい値を選択して出力する関数である。このようにして双方向予測の符号化コスト値を算出することで符号化効率を低下することなく演算量を削減する。
【００３２】
５つめは前方向予測と後方向予測の予測残差の大きい方を用いる方法である。前方向予測の予測残差信号の絶対値和と後方向予測の予測残差信号の絶対値和の大きい方を双方向予測の予測残差信号の絶対値和とし、ＯＨｃｏｓｔについては前／後双方の和を用いる方法である。予測残差信号をアダマール変換した係数の絶対値和についても同様である。双方向予測の符号化コストＣＯＳＴ＿Ｂｉ５は（８）式及び（９）式のように表すことができる。
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ５＝ｍａｘ（ＳＡＤ＿Ｌ０，ＳＡＤ＿Ｌ１）×α＋λ（ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０＋ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１）  ・・・（８）
ＣＯＳＴ＿Ｂｉ５＝ｍａｘ（ＳＡＴＤ＿Ｌ０，ＳＡＴＤ＿Ｌ１）×α＋λ（ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ０＋ＯＨｃｏｓｔ＿Ｌ１）  ・・・（９）
ここで、関数ｍａｘは、２つの引数のうち、大きい値を選択して出力する関数である。以上のようにして双方向予測の符号化コスト値を算出することで符号化効率を低下することなく演算量を削減する。
【００３３】
以上説明したように、入力画像の時間的相関を利用し、矩形の符号化ブロック（マクロブロック又はコーディングユニット又はプレディクションユニット）単位に動き予測を行い、その差分の符号化を行う映像符号化装置において、符号化ブロックと時間的に前方向の参照画像との動き予測を行い、符号化ブロックと時間的に後方向の参照画像との動き予測を行い、前方向の動き予測結果と後方向の動き予測結果から双方向動き予測結果を算出し、前方向予測符号化コスト、後方向予測符号化コスト及び双方向予測符号化コストに基づき符号化ブロックの符号化モードを決定することにより、符号化効率を低下させずに双方向予測に要する演算量を削減することができる。
【００３４】
前述した実施形態における映像符号化装置１００をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【００３５】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
動き予測処理及び符号化モード決定処理に要する演算量が限られている映像符号化装置及び映像符号化プログラムに適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１００・・・映像符号化装置、１０１・・・イントラ予測処理部、１０２・・・インター予測処理部、１０３・・・予測残差信号生成部、１０４・・・変換・量子化処理部、１０５・・・エントロピー符号化部、１０６・・・逆量子化・逆変換処理部、１０７・・・復号信号生成部、１０８・・・ループフィルタ処理部、２０１・・・前方向予測処理部、２０２・・・後方向予測処理部、２０３・・・双方向予測符号化コスト演算処理部、２０４・・・符号化モード決定部
【図１】
2015095687.tif 000003
【図２】
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