(57)【要約】  色差成分の相関関係を利用したカラー映像の符号化、復号化方法及びその装置を提供する。本発明による符号化方法は、カラー映像の色差成分を複数個のインタープレディクションモード別に変換し、インタープレディクションモード別に変換された値を、所定のコスト関数を使用してそれぞれのインタープレディクションモード別にコストを計算し、計算されたそれぞれのモード別コストによって、複数個のインタープレディクションモードのうち一つを選択した後、選択されたモードの変換値を出力し、出力された変換値に対してエントロピー符号化を行う符号化方法である。
2008527782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、所定の係数で加重値を与えて組合せて複数個の変換値に生成し、生成された変換値のうち、所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低い２つの変換値を選択し、選択された２つの変換値を出力する色差成分変換部と、
前記２つの変換値に対してエントロピー符号化を行うエントロピー符号化部と、を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒは、変換及び量子化が既に行われたことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項３】
前記色差成分変換部から出力された変換値に対して変換を行う変換部と、
前記変換部から出力された前記変換値に対して量子化を行う量子化部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項４】
インタープレディクションを行うための動き推定及び動き補償部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項５】
前記色差成分変換部は、ａｘＣｂ＋ｂｘＣｒ＋ｃによって色差成分の変換値を計算し、前記ａ，ｂ，ｃ値は、所定の係数であり、複数個の（ａ，ｂ，ｃ）対がユーザーによって予め定められたことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項６】
前記所定のコスト関数は、ＲＤＣｏｓｔ、ＳＡＤ、ＳＡＴＤ、ＳＳＡ、及びＭＡＤを含むことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項７】
前記色差成分変換部は、
前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒが入力されれば、複数個の（ａ，ｂ，ｃ）係数で加重値を与えて組合せて生成されうる全ての場合の変換値を計算する変換値計算部と、
前記変換された変換値に対して所定のコスト関数によってコストを計算するコスト計算部と、
前記計算されたコスト値のうち、最もコストの低い２つの変換値を選択して出力する判断部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項８】
前記色差成分変換部は、
コストが最も低い２つの変換値に対応する（ａ，ｂ，ｃ）係数に関する情報をランレングス符号化方法によって符号化することを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項９】
カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、所定の係数で加重値を与えて組合せて複数個の変換値に生成する段階と、
所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低い２つの変換値を選択する段階と、
前記選択された２つの変換値に対してエントロピー符号化を行う段階と、を含むことを特徴とする符号化方法。
【請求項１０】
前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒは、変換及び量子化が既に行われたことを特徴とする請求項９に記載の符号化方法。
【請求項１１】
前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒが変換及び量子化が行われる前の値であれば、前記変換値に対して、変換及び量子化を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の符号化方法。
【請求項１２】
インタープレディクションを行うための動き推定及び動き補償を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の符号化方法。
【請求項１３】
前記変換値は、ａｘＣｂ＋ｂｘＣｒ＋ｃによって色差成分の変換値が計算され、前記ａ，ｂ，ｃ値は、所定の係数であり、複数個の（ａ，ｂ，ｃ）対がユーザーによって予め定められたことを特徴とする請求項９に記載の符号化方法。
【請求項１４】
前記所定のコスト関数は、ＲＤＣｏｓｔ、ＳＡＤ、ＳＡＴＤ、ＳＳＤ、及びＭＡＤを含むことを特徴とする請求項９に記載の符号化方法。
【請求項１５】
前記複数個の変換値を生成する段階は、
複数個の（ａ，ｂ，ｃ）係数で前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒを乗じる段階、及び前記乗じた結果を前記係数ｃと組み合わせる段階と、
前記複数個の（ａ，ｂ，ｃ）係数のうち、係数ａ及びｂを乗じた結果を前記係数ｃと組み合わせる段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の符号化方法。
【請求項１６】
コストが最も低い２つの変換値に対応する（ａ，ｂ，ｃ）係数に関する情報をランレングス符号化方法によって符号化することを特徴とする請求項９に記載の符号化方法。
【請求項１７】
符号化されたビットストリームをエントロピー復号化し、復号化されたデータを出力するエントロピー復号化部と、
前記復号化されたデータが輝度成分である場合には、バイパスさせ、色差成分である場合には、Ｃｂ及びＣｒ成分に加重値を与えて組み合わせるのに使われた係数に関する情報を抽出して、元の色差成分Ｃｂ及びＣｒ成分を生成して出力する色差成分逆変換部と、を備えることを特徴とする復号化装置。
【請求項１８】
前記エントロピー復号化されたデータに対して逆量子化を行う逆量子化部と、
前記逆量子化されたデータに対して逆変換を行う逆変換部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の復号化装置。
【請求項１９】
インタープレディクションを行うための動き補償部をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の復号化装置。
【請求項２０】
前記色差成分逆変換部は、
いかなる（ａ，ｂ，ｃ）係数対を使用して色差成分が符号化されたかを示す情報であり、ランレングス符号化方法によって符号化されて伝送された情報を抽出して、Ｃｂ及びＣｒ成分を計算することを特徴とする請求項１７の記載の復号化装置。
【請求項２１】
符号化されたビットストリームをエントロピー復号化するエントロピー復号化段階と、
前記復号化されたデータが輝度成分である場合には、バイパスさせ、色差成分である場合には、Ｃｂ及びＣｒ成分に加重値を与えて組み合わせるのに使われた係数に関する情報を抽出して、色差成分Ｃｂ及びＣｒ成分を生成して出力する段階と、を含むことを特徴とする復号化方法。
【請求項２２】
前記エントロピー復号化されたデータに対して逆量子化及び逆変換を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の復号化方法。
【請求項２３】
インタープレディクションを行うための動き補償段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の復号化方法。
【請求項２４】
いかなる（ａ，ｂ，ｃ）係数対を使用して色差成分が符号化されたかを示す情報であり、ランレングス符号化方法によって符号化されて伝送された情報を利用して、Ｃｂ及びＣｒ成分を計算することを特徴とする請求項２１に記載の復号化方法。
【請求項２５】
カラー映像の符号化装置において、
カラー映像の色差成分を２以上のインタープレディクションモード別に変換し、前記モード別に変換された値を、所定のコスト関数を使用してインタープレディクションモード別にコストを計算し、前記計算結果によって、前記２以上のインタープレディクションモードの一つを選択して、選択されたモードの変換値を出力する色差成分変換部と、
前記出力された変換値に対してエントロピー符号化を行うエントロピー符号化部と、を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２６】
前記インタープレディクションモードの選択は、所定のブロック単位で行われ、前記所定のブロックに対して選択されたインタープレディクションモード情報は、複数個のブロックからなるグループ単位で符号化されることを特徴とする請求項２５に記載の符号化装置。
【請求項２７】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを符号化することを特徴とする請求項２６に記載の符号化装置。
【請求項２８】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項２７に記載の符号化装置。
【請求項２９】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項２７に記載の符号化装置。
【請求項３０】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを選定された順に配列し、以前のモードプレーンのモード情報によって、次のモードプレーンの情報を変形して、変形されたモードプレーンを符号化することを特徴とする請求項２６に記載の符号化装置。
【請求項３１】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含み、前記モードプレーンの情報の変形は、前記以前のモードプレーンの情報に基づいて、次のモードプレーンの情報から以前のモードプレーンのインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を削除することによって行われることを特徴とする請求項３０に記載の符号化装置。
【請求項３２】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項３１に記載の符号化装置。
【請求項３３】
前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報の削除は、前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を‘０’に設定することによって行われることを特徴とする請求項３２に記載の符号化装置。
【請求項３４】
前記所定のブロックは、マクロブロックであり、前記グループは、ピクチャーであることを特徴とする請求項２６に記載の符号化装置。
【請求項３５】
前記色差成分は、Ｃｂ、Ｃｒであり、前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒは、変換及び量子化が既に行われたことを特徴とする請求項２５に記載の符号化装置。
【請求項３６】
前記色差成分変換部から出力された変換値に対して変換を行う変換部と、
前記変換部から出力された変換値に対して量子化を行う量子化部と、をさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載の符号化装置。
【請求項３７】
インタープレディクションを行うための動き推定及び動き補償部をさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載の符号化装置。
【請求項３８】
前記所定のコスト関数は、ＲＤＣｏｓｔ、ＳＡＤ、ＳＡＴＤ、ＳＳＡ、及びＭＡＤを含むことを特徴とする請求項２５に記載の符号化装置。
【請求項３９】
前記色差成分変換部は、
２以上のインタープレディクションモードを含むインタープレディクションモードテーブルを保存するインタープレディクションモードテーブル保存部と、
カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、前記インタープレディクションモードテーブルに基づいて、それぞれのモード別に変換値を計算する変換値計算部と、
前記計算された変換値のうち、所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低いインタープレディクションモードを選択するモード選択部と、を備えることを特徴とする請求項２５に記載の符号化装置。
【請求項４０】
前記選択されたインタープレディクションモード情報に対してランレングス符号化を行うランレングス符号化部をさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載の符号化装置。
【請求項４１】
カラー映像の符号化方法において、
前記カラー映像の色差成分を２以上のインタープレディクションモード別に変換し、前記モード別に変換された値を、所定のコスト関数を使用してモード別にコストを計算し、前記計算結果によって、前記２以上のインタープレディクションモードの一つを選択して、選択されたモードの変換値を出力する段階と、
前記出力された変換値に対してエントロピー符号化を行う段階と、を含むことを特徴とする符号化方法。
【請求項４２】
前記インタープレディクションモードの選択は、所定のブロック単位で行われ、前記所定のブロックに対して選択されたインタープレディクションモード情報は、複数個のブロックからなるグループ単位で符号化されることを特徴とする請求項４１に記載の符号化方法。
【請求項４３】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを符号化することを特徴とする請求項４２に記載の符号化方法。
【請求項４４】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項４３に記載の符号化方法。
【請求項４５】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項４３に記載の符号化方法。
【請求項４６】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを選定された順に配列し、以前のモードプレーンのモード情報によって、次のモードプレーンの情報を変形して、変形されたモードプレーンを符号化することを特徴とする請求項４２に記載の符号化方法。
【請求項４７】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含み、前記モードプレーンの情報の変形は、前記以前のモードプレーンの情報に基づいて、次のモードプレーンの情報から以前のモードプレーンのインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を削除することによって行われることを特徴とする請求項４６に記載の符号化方法。
【請求項４８】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項４７に記載の符号化方法。
【請求項４９】
前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報の削除は、前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を‘０’に設定することによって行われることを特徴とする請求項４８に記載の符号化方法。
【請求項５０】
前記所定のブロックは、マクロブロックであり、前記グループは、ピクチャーであることを特徴とする請求項４２に記載の符号化方法。
【請求項５１】
前記色差成分は、Ｃｂ、Ｃｒであり、前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒは、変換及び量子化が既に行われたことを特徴とする請求項４１に記載の符号化方法。
【請求項５２】
前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒが変換及び量子化が行われる前の値であれば、前記色差成分変換部から出力された変換値に対して、変換及び量子化を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載の符号化方法。
【請求項５３】
インタープレディクションを行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項４１記載の符号化方法。
【請求項５４】
前記所定のコスト関数は、ＲＤＣｏｓｔ、ＳＡＤ、ＳＡＴＤ、ＳＳＡ、及びＭＡＤを含むことを特徴とする請求項４１に記載の符号化方法。
【請求項５５】
前記符号化方法は、
カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、それぞれのモード別に変換値を計算する段階と、
前記２つ以上のインター予測モードのうち一つを選択する段階は、前記計算された変換値のうち、所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低いインタープレディクションモードを選択する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載の符号化方法。
【請求項５６】
前記選択されたインタープレディクションモード情報に対してランレングス符号化を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載の符号化方法。
【請求項５７】
符号化されたカラー映像の復号化装置において、
入力されたビットストリームをエントロピー復号化するエントロピー復号化部と、
前記ビットストリームから抽出された、所定サイズの現在ブロックに適用されたインタープレディクションモード情報に基づいて、元の色差成分を復元する色差成分逆変換部とを備え、
前記インタープレディクションモード情報は、２以上のインタープレディクションモードのうち、前記現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードを示し、前記元の色差成分は、現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードに対応する変換値から得られることを特徴とする復号化装置。
【請求項５８】
前記ビットストリームから抽出されたインタープレディクションモード情報は、複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報を、それぞれのモード別に分類して生成した複数個のモードプレーンであることを特徴とする請求項５７に記載の復号化装置。
【請求項５９】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項５８に記載の復号化装置。
【請求項６０】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項５８に記載の復号化装置。
【請求項６１】
前記ビットストリームから抽出されたインタープレディクションモード情報は、所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類して生成した複数個のモードプレーンを、選定された順に配列し、以前のモードプレーンのモード情報によって、次のモードプレーンの情報を変形して生成された、変形されたモードプレーンであることを特徴とする請求項５８に記載の復号化装置。
【請求項６２】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含み、前記モードプレーンの情報の変形は、前記以前のモードプレーンの情報に基づいて、次のモードプレーンの情報から以前のモードプレーンのインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を削除することによって行われ、
前記復号化装置は、前記変形されたモードプレーンを選定された順に復元することによって、元のモードプレーンを復元することを特徴とする請求項６１に記載の復号化装置。
【請求項６３】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項６１に記載の復号化装置。
【請求項６４】
前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報の削除は、前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を‘０’に設定することによって行われることを特徴とする請求項６３に記載の復号化装置。
【請求項６５】
前記所定サイズのブロックは、マクロブロックであり、前記モードプレーンは、ピクチャー単位のマクロブロックに関するインタープレディクションモード情報を含むことを特徴とする請求項５８に記載の復号化装置。
【請求項６６】
前記色差成分は、Ｃｂ、Ｃｒであることを特徴とする請求項５７に記載の復号化装置。
【請求項６７】
前記エントロピー復号化されたデータに対して逆量子化を行う逆量子化部と、
前記逆量子化が行われたデータに対して逆変換を行う逆変換部と、をさらに備えることを特徴とする請求項５７に記載の復号化装置。
【請求項６８】
インタープレディクションを行うための動き補償部をさらに備えることを特徴とする請求項５７に記載の復号化装置。
【請求項６９】
前記復号化装置は、ランレングス符号化方法によって符号化されて伝送されたインタープレディクションモード情報を抽出して、これに基づいて色差成分を計算することを特徴とする請求項５８に記載の復号化装置。
【請求項７０】
符号化されたカラー映像の復号化方法において、
入力されたビットストリームをエントロピー復号化する段階と、
前記ビットストリームから抽出された、所定サイズの現在ブロックに適用されたインタープレディクションモード情報に基づいて、元の色差成分を復元する段階と、を含み、
前記インタープレディクションモード情報は、２以上のインタープレディクションモードのうち、前記現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードを示し、前記元の色差成分は、現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードに対応する変換値から得られることを特徴とする復号化方法。
【請求項７１】
前記ビットストリームから抽出されたインタープレディクションモード情報は、複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報を、それぞれのモード別に分類して生成した複数個のモードプレーンであることを特徴とする請求項７０に記載の復号化方法。
【請求項７２】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項７１に記載の復号化方法。
【請求項７３】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項７１に記載の復号化方法。
【請求項７４】
前記ビットストリームから抽出されたインタープレディクションモード情報は、所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類して生成した複数個のモードプレーンを、選定された順に配列し、以前のモードプレーンのモード情報によって、次のモードプレーンの情報を変形して生成された、変形されたモードプレーンであることを特徴とする請求項７１に記載の復号化方法。
【請求項７５】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含み、前記モードプレーンの情報の変形は、前記以前のモードプレーンの情報に基づいて、次のモードプレーンの情報から以前のモードプレーンのインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を削除することによって行われ、
前記復号化装置は、前記変形されたモードプレーンを選定された順に復元することによって、元のモードプレーンを復元することを特徴とする請求項７４に記載の復号化方法。
【請求項７６】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項７５に記載の復号化方法。
【請求項７７】
前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報の削除は、前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を‘０’に設定することによって行われることを特徴とする請求項７６に記載の復号化方法。
【請求項７８】
前記所定サイズのブロックは、マクロブロックであり、前記モードプレーンは、ピクチャー単位のマクロブロックに関するインタープレディクションモード情報を含むことを特徴とする請求項７１に記載の復号化方法。
【請求項７９】
前記色差成分は、Ｃｂ、Ｃｒであることを特徴とする請求項７０に記載の復号化方法。
【請求項８０】
前記エントロピー復号化されたデータに対して逆量子化及び逆変換を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項７０に記載の復号化方法。
【請求項８１】
インタープレディクションを行うための動き補償段階をさらに含むことを特徴とする請求項７０に記載の復号化方法。
【請求項８２】
前記復号化方法は、ランレングス符号化方法によって符号化されて伝送されたインタープレディクションモード情報を抽出して、これに基づいて色差成分を計算することを特徴とする請求項７１に記載の復号化方法。
【請求項８３】
カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、所定の係数で加重値を与えて組合せて複数個の変換値に生成する段階と、
所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低い２つの変換値を選択する段階と、
前記選択された２つの変換値に対してエントロピー符号化を行う段階と、を含む符号化方法を行うためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項８４】
カラー映像の色差成分を２以上のインタープレディクションモード別に変換する段階と、
所定のコスト関数を使用してモード別にコストを計算する段階と、
前記計算結果によって、前記２以上のインタープレディクションモードのうち一つを選択する段階と、
前記選択されたインタープレディクションモード値の出力変換値に対してエントロピー符号化を行う段階と、を含むカラー映像の符号化方法を行うためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項８５】
前記インタープレディクションモードの選択は、所定のブロック単位で行われ、前記所定のブロックに対して選択されたインタープレディクションモード情報は、複数個のブロックからなるグループ単位で符号化されることを特徴とする請求項８４に記載の記録媒体。
【請求項８６】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを符号化することを特徴とする請求項８５に記載の記録媒体。
【請求項８７】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項８６に記載の記録媒体。
【請求項８８】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項８６に記載の記録媒体。
【請求項８９】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを選定された順に配列し、以前のモードプレーンのモード情報によって、次のモードプレーンの情報を変形して、変形されたモードプレーンを符号化することを特徴とする請求項８５に記載の記録媒体。
【請求項９０】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含み、前記モードプレーンの情報の変形は、前記以前のモードプレーンの情報に基づいて、次のモードプレーンの情報から以前のモードプレーンのインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を削除することによって行われることを特徴とする請求項８９に記載の記録媒体。
【請求項９１】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項９０に記載の記録媒体。
【請求項９２】
前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報の削除は、前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を‘０’に設定することによって行われることを特徴とする請求項９１に記載の記録媒体。
【請求項９３】
復号化されたデータを生成するために、符号化されたビットストリームをエントロピー復号化するエントロピー復号化段階と、
前記復号化されたデータが輝度成分である場合には、バイパスさせる段階と、
前記復号化されたデータが色差成分である場合には、Ｃｂ及びＣｒ成分に加重値を与えて組み合わせるのに使われた係数に関する情報を抽出して、色差成分Ｃｂ及びＣｒ成分を生成して出力する段階と、を含む復号化方法を行うためのプログラムが保存されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項９４】
入力されたビットストリームをエントロピー復号化する段階と、
前記ビットストリームから抽出された、所定サイズの現在ブロックに適用されたインタープレディクションモード情報に基づいて、元の色差成分を復元する段階とを含み、
前記インタープレディクションモード情報は、２以上のインタープレディクションモードのうち、前記現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードを示し、前記元の色差成分は、現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードに対応する変換値から得られる符号化されたカラー映像の復号化方法を行うためのプログラムが保存されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項９５】
前記ビットストリームから抽出されたインタープレディクションモード情報は、複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報を、それぞれのモード別に分類して生成した複数個のモードプレーンであることを特徴とする請求項９４に記載の記録媒体。
【請求項９６】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項９５に記載の記録媒体。
【請求項９７】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項９５に記載の記録媒体。
【請求項９８】
前記ビットストリームから抽出されたインタープレディクションモード情報は、所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類して生成した複数個のモードプレーンを、選定された順に配列し、以前のモードプレーンのモード情報によって、次のモードプレーンの情報を変形して生成された、変形されたモードプレーンであることを特徴とする請求項９５に記載の記録媒体。
【請求項９９】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含み、前記モードプレーンの情報の変形は、前記以前のモードプレーンの情報に基づいて、次のモードプレーンの情報から以前のモードプレーンのインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を削除することによって行われ、
前記復号化装置は、前記変形されたモードプレーンを選定された順に復元することによって、元のモードプレーンを復元することを特徴とする請求項９８に記載の記録媒体。
【請求項１００】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることを特徴とする請求項９９に記載の記録媒体。
【請求項１０１】
前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報の削除は、前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を‘０’に設定することによって行われることを特徴とする請求項１００に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー映像データの符号化及び復号化に係り、さらに詳細には、ＹＣｂＣｒフォーマットで構成されたカラー映像データの色差成分Ｃｂ、Ｃｒ間の相関関係を見つけて、さらに少ないデータ量でカラー映像データを符号化し、これを復号化する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、ＲＧＢフォーマットの映像及びＹＣｂＣｒフォーマットの映像を構成するデータを示す図である。
【０００３】
カラー映像を表現するフォーマットの一つとしてＲＧＢフォーマットがあるが、ＲＧＢフォーマットは、映像の色成分を三つの色成分（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、以下、Ｒ、Ｇ、Ｂという）に分けて表現する。このとき、三つの色成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、いずれも同じデータ量を有している。例えば、１６x１６のマクロブロックがあれば、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分もそれぞれ１６x１６サイズとなる。しかし、人間の目は、色相を表す色差成分より明るさを表す輝度成分にさらに敏感に反応する。したがって、カラー映像を輝度成分と色差成分とに分けて表現するフォーマットを使用してデータ量を減らすが、このフォーマットをＹＣｂＣｒフォーマットという。
【０００４】
ＹＣｂＣｒフォーマットでは、色差成分より輝度成分に多くのデータを割り当てる。図１を参照するに、１６x１６サイズのマクロブロックに対するＲＧＢフォーマットの映像をＹＣｂＣｒフォーマットの映像で表現すれば、１６x１６サイズの輝度ブロックと８x８サイズの色差ブロックＣｂ、Ｃｒとからなることが分かる。このとき、輝度成分と色差成分であるＹ、Ｃｂ、Ｃｒ値は、Ｒ、Ｇ、Ｂ値の加重組み合わせにより計算される。例えば、Ｙ＝０．２９９００Ｒ＋０．５８７００Ｇ＋０．１１４００Ｂ、Ｃｂ＝−０．１６８７４Ｒ−０．３３１２６Ｇ＋０．５００００Ｂ、Ｃｒ＝０．５００００Ｒ−０．４１８６９Ｇ−０．０８１３１のような数式によって、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ値が計算される。このように、ＹＣｂＣｒフォーマットのカラー動画データは、輝度成分と２つの色差成分とで構成されており、符号化時には、それぞれの成分を別々に符号化する。すなわち、色差成分間の関連性を全く考慮せずに、別々に符号化する。
【０００５】
図２は、４：４：４、４：２：２及び４：２：０フォーマットの映像データの構成を示す図である。
【０００６】
動画を符号化する時、動画を構成するピクチャーの横方向の画素ラインに含まれる画素の輝度成分と色差成分との比率を表示することによって、動画のカラーフォーマットを示す。以下では、輝度成分をＹと表示し、色差成分をＣｂ、Ｃｒと表示する。輝度とは、映像の明るさを示す程度であり、ＩＴＵ−Ｒ勧告で一つの画素の輝度は、８ビットで表す。色差とは、映像の色を表す情報であり、２つの色差成分Ｃｂ、Ｃｒの８ビット値で画素の色を表す。色を表す座標系を色空間というが、動画符号化標準であるＭＰＥＧ（Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）では、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ二という３個の８ビット情報で動画のカラーフォーマットを表現する。
【０００７】
Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒを使用してカラー動画を表現するに当たって、その比率によってさまざまなカラーフォーマットで表現できるが、異なるカラーフォーマットの場合にも輝度成分であるＹ成分はいずれも同一であり、Ｃｂ、ＣＲ成分のみ変わる。図２を参照するに、４：２：２フォーマットの映像は、４：４：４フォーマットの映像の色差成分を横方向に１／２ダウンサンプリングして得られ、これをさらに縦方向に１／２ダウンサンプリングすれば、４：２：０フォーマットの映像が得られることが分かる。
【０００８】
このように、従来の一般的なコーデック（ＭＰＥＧ、Ｈ．２６ｘ、ＶＣ１）では、ＲＧＢカラー映像をＹＣｂＣｒカラー映像に変換し、輝度成分と色差成分とを分離してそれぞれ符号化した。このとき、４：４：４、４：２：２、４：２：０など、さまざまなフォーマットを有しうるが、一般的に（ＭＰＥＧ、Ｈ．２６ｘ、ＶＣ１）などでは、ＹＣｂＣｒが４：２：０フォーマットの映像データを入力されて符号化する。以下では、４：２：０フォーマットの映像データを一例として説明する。
【０００９】
一般的な動画符号化方法では、入力されたＹ、Ｃｂ、ＣＲ成分が互いに時間的及び空間的の冗長性のないように符号化される。空間的冗長性は、隣接ブロックとの予測であるイントラプレディクションを通じて除去され、時間的冗長性は、以前のピクチャーと現在ピクチャーとのインタープレディクションによって除去される。すなわち、イントラプレディクションを通じて隣接ブロックと現在ブロックとの差成分のみを符号化し、インタープレディクションを通じて以前のピクチャーと現在ピクチャーとの差成分のみを符号化して、圧縮効率を高める。
【００１０】
すなわち、従来には、Ｙ、Ｃｂ、ＣＲ成分内で時間的、空間的冗長性を除去する予測を行うのみで、Ｙ、Ｃｂ、ＣＲ成分間の相関関係を利用した冗長性の除去は行われていない。しかし、Ｈ．２６４ハイプロファイルのような高画質映像を圧縮する際には、Ｙ、Ｃｂ、ＣＲ成分のデータ量が多くなるので、これを効率的に圧縮する方法が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする技術的課題は、カラー映像の色差成分を構成するＣｂ、ＣＲ成分間の相関関係を利用して、符号化しようとするデータの量を減らして符号化することによって、符号化速度を高めたカラー映像符号化装置及び方法と、これを復号化する装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記技術的課題は、本発明によって、カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、所定の係数で加重値を与えて組み合わせて複数個の変換値に生成し、生成された変換値のうち、所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低い２つの変換値を選択して出力する色差成分変換部と、前記選択された変換値に対してエントロピー符号化を行うエントロピー符号化部とを備えることを特徴とする符号化装置によって達成される。
【００１３】
前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒは、変換及び量子化がすでに行われたものであるか、または前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒが、変換及び量子化が行われる前の値であれば、前記色差成分変換部から出力された変換値に対して変換及び量子化を行う変換及び量子化部をさらに備えることが望ましい。
【００１４】
前記色差成分変換部は、ａｘＣｂ＋ｂｘＣｒ＋ｃにより色差成分の変換値を計算し、前記ａ，ｂ，ｃ値は、定数であり、複数個の（ａ，ｂ，ｃ）対がユーザーによって予め定められたことが望ましく、前記所定のコスト関数は、ＲＤＣｏｓｔ、ＳＡＤ、ＳＡＴＤ、ＳＳＡ、及びＭＡＤを含むことが望ましい。
【００１５】
また、前記色差成分変換部は、前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒが入力されれば、複数個の（ａ，ｂ，ｃ）係数で加重値を与えて組み合わせて生成されうる全ての場合の変換値を計算する変換値計算部と、前記変換された変換値に対して所定のコスト関数によってコストを計算するコスト計算部と、前記計算されたコスト値のうち、最もコストの低い２つの変換値を選択して出力する判断部とを備えることが望ましい。
【００１６】
また、前記色差成分変換部は、コストが最も低い２つの変換値に対応する（ａ，ｂ，ｃ）係数に関する情報をランレングス符号化方法によって符号化することが望ましい。
【００１７】
また、前記技術的課題は、色差成分Ｃｂ、Ｃｒが入力されれば、複数個の（ａ，ｂ，ｃ）係数で加重値を与えて組み合わせて生成されうる全ての場合の変換値を計算する変換値計算部と、前記変換された変換値に対して所定のコスト関数によってコストを計算するコスト計算部と、前記計算されたコスト値のうち、最もコストの低い２つの変換値を選択して出力する判断部と、前記出力された変換値をエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを備えることを特徴とする符号化装置によっても達成される。
【００１８】
また、前記技術的課題は、（ａ）カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、所定の係数で加重値を与えて組み合わせて複数個の変換値に生成し、生成された変換値のうち、所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低い２つの変換値を選択して出力する段階と、（ｂ）前記選択された変換値に対してエントロピー符号化を行うエントロピー符号化段階とを含むことを特徴とする符号化方法によっても達成される。
【００１９】
前記（ａ）段階は、（ａ１）前記色差成分Ｃｂ、Ｃｒが入力されれば、複数個の（ａ，ｂ，ｃ）係数で加重値を与えて組み合わせて生成されうる全ての場合の変換値を計算する段階と、（ａ２）前記変換された変換値に対して所定のコスト関数によってコストを計算するコスト計算段階と、（ａ３）前記計算されたコスト値のうち、最もコストの低い２つの変換値を選択して出力する段階とを含むことが望ましい。
【００２０】
前記（ｂ）段階は、前記（ａ）段階により定められたコストが最も低い２つの変換値に対応する（ａ，ｂ，ｃ）係数に関する情報を、ランレングス符号化方法によって符号化することが望ましい。
【００２１】
一方、本発明の他の分野によれば、前記技術的課題は、符号化されたビットストリームをエントロピー復号化するエントロピー復号化部と、前記復号化されたデータが輝度成分である場合には、バイパスさせ、色差成分である場合には、Ｃｂ及びＣＲ成分に加重値を与えて組み合わせるのに使われた係数に関する情報を抽出して、元の色差成分Ｃｂ及びＣＲ成分を生成して出力する色差成分逆変換部とを備えることを特徴とする復号化装置によっても達成される。
【００２２】
前記色差成分逆変換部は、いかなる（ａ，ｂ，ｃ）係数対を使用して色差成分が符号化されたかを示す情報であり、ランレングス符号化方法によって符号化されて伝送された情報を抽出して、Ｃｂ及びＣＲ成分を計算することが望ましい。
【００２３】
また、前記技術的課題は、（ａ）符号化されたビットストリームをエントロピー復号化するエントロピー復号化段階と、（ｂ）前記復号化されたデータが輝度成分である場合には、バイパスさせ、色差成分である場合には、Ｃｂ及びＣＲ成分に加重値を与えて組み合わせるのに使われた係数に関する情報を抽出して、色差成分Ｃｂ及びＣＲ成分を生成して出力する段階とを含むことを特徴とする復号化方法によっても達成される。
【００２４】
また、前記技術的課題は、本発明によるカラー映像の符号化装置において、カラー映像の色差成分を２以上のインタープレディクションモード別に変換し、前記モード別に変換された値を、所定のコスト関数を使用してインタープレディクションモード別にコストを計算し、前記計算結果によって、前記２以上のインタープレディクションモードの一つを選択して、選択されたモードの変換値を出力する色差成分変換部と、前記出力された変換値に対してエントロピー符号化を行うエントロピー符号化部とを備えることを特徴とする符号化装置によっても達成される。
【００２５】
前記インタープレディクションモードの選択は、所定のブロック単位で行われ、前記所定のブロックに対して選択されたインタープレディクションモード情報は、複数個のブロックからなるグループ単位で符号化されることが望ましい。
【００２６】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを符号化することが望ましい。
【００２７】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含むことが望ましい。
【００２８】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることが望ましい。
【００２９】
所定のグループ内の複数個のブロックに関するインタープレディクションモード情報をそれぞれのモード別に分類した複数個のモードプレーンを生成し、前記生成された複数個のモードプレーンを選定された順に配列し、以前のモードプレーンのモード情報によって、次のモードプレーンの情報を変形して、変形されたモードプレーンを符号化することが望ましい。
【００３０】
前記生成されたモードプレーンは、前記所定のブロック別に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたか否かを示す情報を含み、前記モードプレーンの情報の変形は、前記以前のモードプレーンの情報に基づいて、次のモードプレーンの情報から以前のモードプレーンのインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を削除することによって行われることが望ましい。
【００３１】
所定のモードプレーンは、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されたブロックに対応するモード情報は、‘１’に、現在モードプレーンに該当するインタープレディクションモードが適用されていないブロックに対応するモード情報は、‘０’に設定することによって得られることが望ましい。
【００３２】
前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報の削除は、前記以前のモードによるインタープレディクションモードが適用されたブロックに関する情報を‘０’に設定することによって行われることが望ましい。
【００３３】
前記所定のブロックは、マクロブロックであり、前記グループは、ピクチャーであることが望ましい。
【００３４】
前記色差成分変換部は、２以上のインタープレディクションモードを含むインタープレディクションモードテーブルを保存するインタープレディクションモードテーブル保存部と、カラー映像の色差成分であるＣｂ、Ｃｒ値を、前記インタープレディクションモードテーブルに基づいて、それぞれのモード別に変換値を計算する変換値計算部と、前記計算された変換値のうち、所定のコスト関数によって計算されたコストが最も低いインタープレディクションモードを選択するモード選択部とを備えることが望ましい。
【００３５】
前記選択されたインタープレディクションモード情報に対して、ランレングス符号化を行うランレングス符号化部をさらに備えることが望ましい。
【００３６】
また、前記技術的課題は、本発明によるカラー映像の符号化方法において、前記カラー映像の色差成分を２以上のインタープレディクションモード別に変換し、前記モード別に変換された値を、所定のコスト関数を使用してモード別にコストを計算し、前記計算結果によって、前記２以上のインタープレディクションモードの一つを選択して、選択されたモードの変換値を出力する段階と、前記出力された変換値に対してエントロピー符号化を行う段階とを含む符号化方法によって達成される。
【００３７】
また、前記技術的課題は、符号化されたカラー映像の復号化装置において、入力されたビットストリームをエントロピー復号化するエントロピー復号化部と、前記ビットストリームから抽出された、所定サイズの現在ブロックに適用されたインタープレディクションモード情報に基づいて、元の色差成分を復元する色差成分逆変換部を備え、前記インタープレディクションモード情報は、２以上のインタープレディクションモードのうち、前記現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードを示し、前記元の色差成分は、現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードに対応する変換値から得られることを特徴とする復号化装置によって達成される。
【００３８】
また、前記技術的課題は、符号化されたカラー映像の復号化方法において、入力されたビットストリームをエントロピー復号化する段階と、前記ビットストリームから抽出された、所定サイズの現在ブロックに適用されたインタープレディクションモード情報に基づいて、元の色差成分を復元する段階を含み、前記インタープレディクションモード情報は、２以上のインタープレディクションモードのうち、前記現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードを示し、前記元の色差成分は、現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードに対応する変換値から得られることを特徴とする復号化部方法によって達成される。
【００３９】
また、前記技術的課題は、カラー映像の色差成分を２以上のインタープレディクションモード別に変換し、前記モード別に変換された値を、所定のコスト関数を使用してモード別にコストを計算し、前記計算結果によって、前記２以上のインタープレディクションモードの一つを選択して、選択されたモードの変換値を出力する段階と、前記出力された変換値に対してエントロピー符号化を行う段階とを含むカラー映像の符号化方法を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体によっても達成される。
【００４０】
また、前記技術的課題は、入力されたビットストリームをエントロピー復号化する段階と、前記ビットストリームから抽出された、所定サイズの現在ブロックに適用されたインタープレディクションモード情報に基づいて、元の色差成分を復元する段階とを含み、前記インタープレディクションモード情報は、２以上のインタープレディクションモードのうち、前記現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードを示し、前記元の色差成分は、現在ブロックに適用されたインタープレディクションモードに対応する変換値から得られることを特徴とする符号化されたカラー映像の復号化方法を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体によっても達成される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、動画の圧縮率を高め、符号化に必要なビット数を大きく減らすことができる。また、さらに効率的なランレングス符号化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
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について詳細に説明する。
【００４３】
図３は、本発明の一実施形態による動画符号化装置のブロック図である。
【００４４】
符号化装置は、動き推定部３０２、動き補償部３０４、イントラプレディクション実行部３０６、変換部３０８、量子化部３１０、再整列部３１２、エントロピー符号化部３１４、逆量子化部３１６、逆変換部３１８、フィルタ３２０、及びフレームメモリ３２２を備える。
【００４５】
符号化装置は、色々な符号化モードのうち選択された一つの符号化モード下で、現在ピクチャーのマクロブロックに対して符号化を行う。このために、インタープレディクション及びイントラプレディクションの有しうる全てのモード下で符号化を行って率−歪曲コスト（Ｒａｔｅ−Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ  Ｃｏｓｔ：ＲＤＣｏｓｔ）を計算して、その値が最も低いモードを最適モードに定めて、そのモード下で符号化を行う。率（Ｒａｔｅ：Ｒ）は、ビット率を意味するものであり、一つのマクロブロックを符号化するのに使われるビット数を示す。すなわち、Ｒは、インタープレディクションまたはイントラプレディクションが行われた後の残差信号（ｒｅｓｉｄｕａｌ）が符号化されて得られたビット数と、動きベクトル情報が符号化されて得られたビット数とをいずれも足した値である。歪曲（Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ：Ｄ）は、符号化が行われた映像を復号化した時の元のマクロブロックと復号化されたマクロブロックとの差である。したがって、Ｄは、復号化が行われて元のマクロブロックが復元されれば分かる値である。
【００４６】
しかし、本発明の符号化モード決定方法では、率−歪曲コストの計算だけでなく、多様な方法によって最適のモードを決定することができる。すなわち、ＲＤＣｏｓｔだけでなく、コストの計算は、いろいろ方法によって行われる。例えば、使われうるコスト関数は、ＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｖａｌｕｅ）、ＳＡＴＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＳＳＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＭＡＤ（Ｍｅａｎ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ラグランジュ関数（Ｌａｇｌａｎｇｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）などがある。
【００４７】
インタープレディクションのために、現在ピクチャーのマクロブロックの予測値を参照ピクチャーで探すことは、動き推定部３０２で行われる。そして、動き補償部３０４は、１／２画素または１／４画素単位で参照ブロックが見つけられた場合には、これら中間画素値を計算して参照ブロックデータ値を定める。このように、インタープレディクションは、動き推定部３０２と動き補償部３０４とで行われる。
【００４８】
また、現在ピクチャーのマクロブロックの予測値を現在ピクチャー内で探すイントラプレディクションがイントラプレディクション実行部３０６で行われる。現在マクロブロックに対してインタープレディクションを行うか、またはイントラプレディクションを行うかというのは、全ての符号化モード下での率−歪曲コストを計算して、その値が最も低いモードを前記ブロックの符号化モードと決定してマクロブロックに対する符号化を行う。
【００４９】
前述したように、インタープレディクションまたはイントラプレディクションが行われて、現在フレームのマクロブロックが参照する予測データが見つけられたとすれば、これを現在ピクチャーのマクロブロックから差し引いて色差成分変換部３３０に入力する。色差成分変換部３３０は、色差成分が入力された場合には、後述する色差成分変換方法によって色差成分をさまざまな変換値に生成し、そのうち２個の変換値を選択する。色差成分でない輝度成分が入力された場合には、そのまま通過する。輝度成分または選択された色差成分は、変換部３０８に入力されて変換を行った後に量子化部３１０で量子化を行う。現在フレームのマクロブロックから動き推定された参照ブロックを差し引いたものを残差というが、符号化時のデータ量を減らすために色差成分変換部３３０に入力されるデータは、残差値である。量子化された残差値は、エントロピー符号化部３１４でエンコーディングするために再整列部３１２を経る。
【００５０】
一方、インタープレディクションに使われる参照ピクチャーを得るために、量子化されたピクチャーを逆量子化部３１６と逆変換部３１８とを経て現在ピクチャーを復元する。このように復元された現在ピクチャーは、フレームメモリに保存され、次のピクチャーに対してインタープレディクションを行うのに使われる。復元されたピクチャーがフィルタ３２０を通過すれば、原ピクチャーで若干の符号化エラーを含むピクチャーとなる。
【００５１】
また、色差成分変換部３３０の詳細な動作を説明すれば、次の通りである。輝度成分であるＣｂ、Ｃｒデータが入力されれば、次の式（１）によって変換値を計算する。
【００５２】
変換値＝ａｘＣｂ＋ｂｘＣｒ＋ｃ        （１）
ここで、ａ，ｂ，ｃ値は、実験により定められる。例えば、インタープレディクションの場合、（ａ，ｂ，ｃ）を（１，０，０）、（０，１，０）、（−１，１，０）、（１，１，０）とすれば、変換値は、Ｃｂ、Ｃｒ、−Ｃｂ＋Ｃｒ、Ｃｂ＋Ｃｒとなる。この４つに対してコストを計算する。コストの計算及び使われるコスト関数の種類は、前述した通りである。計算されたコストのうち、最も低い値を持つ（ａ，ｂ，ｃ）セットを２つ選択して変換部３０８に入力する。例えば、Ｃｂ、−Ｃｂ＋Ｃｒが選択されたとすれば、変換部３０８は、Ｃｂ、−Ｃｂ＋Ｃｒ成分を変換する。この場合がコストが最も低いので、Ｃｂと−Ｃｂ＋Ｃｒ成分の値が最も低く、これによって符号化にかかるビット量も少ない。一方、イントラプレディクションでのマクロブロックの場合に（ａ，ｂ，ｃ）は、（−１，１，１４）、（１，１，−２５０）、（１，０，１４）、（０，１，１４）でありうる。イントラプレディクションでのマクロブロックの場合にも、インタープレディクションでのマクロブロックの場合と同様に、前記（ａ，ｂ，ｃ）係数対に対してコストを計算し、コストが最も低い時の（ａ，ｂ，ｃ）によって決定される色差成分を探して符号化する。
【００５３】
一方、色差成分変換部３３０は、変換部３０８と量子化部３１０の後に位置してもよい。すなわち、空間ドメインではない周波数ドメイン上に、周波数変換されたＣｂとＣｒ成分を利用してコストを計算して、再整列及びエントロピー符号化を行うことができる。
【００５４】
図４は、本発明の一実施形態による色差成分変換値の計算を説明するための参照図である。図４を参照するに、ＣｂブロックとＣｒブロックとでそれぞれ一つの画素値を読み出して、前述した式（１）によって（ａ，ｂ，ｃ）値を乗じるか足して変換値を計算するということが分かる。
【００５５】
図５は、図３の色差成分変換部３３０の詳細ブロック図である。
【００５６】
色差成分変換部３３０は、変換値計算部５１０、コスト計算部５２０及び判断部５３０を備える。変換値計算部５１０は、色差成分Ｃｂ、Ｃｒが入力されれば、与えられた（ａ，ｂ，ｃ）係数セットを利用して生成されうる全ての場合の変換値を式（１）によって計算する。コスト計算部５２０は、計算された各場合に対してコストを計算する。判断部５３０は、前記計算されたコスト値が最も低い２つの場合を選択してその場合の変換値を出力する。
【００５７】
図６は、本発明の一実施形態による符号化方法のフローチャートである。
【００５８】
映像データが入力されれば、インタープレディクション場合に動き推定（Ｓ６１０）及び動き予測（Ｓ６２０）が行われる。イントラプレディクションである場合には、動き推定段階（Ｓ６１０）及び動き予測段階（Ｓ６２０）は省略される。動き推定と動き予測の実行は、図３を参照して説明した通りである。動き予測が行われた後、所定の（ａ，ｂ，ｃ）係数を使用して得られる全ての場合に対して、図４及び図５を参照して説明したようにコストを計算する（Ｓ６３０）。コストを計算した後、その値が最も低い２つの変換値を選択する（Ｓ６４０）。選択された場合に対して変換段階（Ｓ６５０）、量子化段階（Ｓ６６０）及びエントロピー符号化を行う（Ｓ６７０）。これにより、従来には色差成分Ｃｂ、Ｃｒを符号化したが、Ｓ６３０及びＳ６４０段階により色差成分Ｃｂ、Ｃｒ間の冗長性を除去した、変換された色差成分を符号化して符号化に必要なビット数を減らす。
【００５９】
一方、選択された（ａ，ｂ，ｃ）係数情報も符号化して伝送される。各マクロブロックごとにどの色差成分が符号化されて伝送されたかを示す表すために、各マクロブロックごとにピクチャーヘッダーに、選択された係数情報を記録する。前述のインタープレディクションの例で、（１，０，０）、（０，１，０）、（−１，１，０）、（１，１，０）係数のうち１番目及び３番目の係数が選択されたとすれば、この情報をランレングス符号化する。
【００６０】
さらに詳細に説明すれば、色差成分ブロックが符号化された場合に限って選択された係数情報をランレングス符号化するが、この場合に従来のシンタックスの色差符号化ブロックパターンやＣＢＰＣ（Ｃｏｄｅｄ  Ｂｌｏｃｋ  Ｐａｔｔｅｒｎ  ｆｏｒ  Ｃｈｒｏｍｉｎａｎｃｅ）と共に使用できる。（ｒｕｎ，ｌｅｎｇｔｈ）形式で符号化する時、ｒｕｎに割り当てられるビット数は、いくつのセットを使用するかによって変わり、ｌｅｎｇｔｈに割り当てられるビット数は、どれほど連続したｒｕｎを一つにコーディングするかによって変わる。例えば、セットの数が、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と総４種類であれば、Ａは２ｂｉｔ、Ｂを５ｂｉｔとする場合に一つの（ｒｕｎ，ｌｅｎｇｔｈ）は、７ｂｉｔに符号化される。すなわち、Ｓ１が連続して１１番出力されたとすれば、（Ｓ１，１０）は、“０００１０１０”に符号化できる。各マクロブロック別に選択された（ａ，ｂ，ｃ）係数情報は、隣接マクロブロックの係数情報と類似した値を持つ可能性が高いので、ランレングス符号化方法を使用すれば、符号化に必要なビット数を減らすことができる。さらに、色差符号化ブロックパターンやＣＢＰＣを使用して、ブロック単位で色差ブロックが符号化されるか否かを知らせる情報を伝送する。
【００６１】
各マクロブロック別に選択された（ａ，ｂ，ｃ）係数情報は、隣接マクロブロックの係数情報と類似した値を持つ可能性が高いので、ランレングス符号化方法を使用すれば、符号化に必要なビット数を減らすことができる。
【００６２】
図７は、本発明の一実施形態による復号化装置のブロック図である。
【００６３】
復号化装置は、エントロピー復号化部７０２、再整列部７０４、逆量子化部７０６、逆変換部７０８、色差成分逆変換部７１０、動き補償部７１２、イントラプレディクション実行部７１４、フィルタ７１６、及びフレームメモリ７１８を備える。符号化されたビットストリームが復号化装置に入力されれば、エントロピー復号化、再整列、逆変換を経て色差成分逆変換部７０８に入力される。入力されたデータが輝度成分である場合には、バイパスさせ、色差成分である場合には、色差成分逆変換部７０８は、いかなる（ａ，ｂ，ｃ）係数で色差成分が構成されて符号化されたかを見つけて、色差成分Ｃｂ、Ｃｒを生成する。いかなる（ａ，ｂ，ｃ）係数で色差成分が符号化されて伝送されたかを示す情報も、ランレングス符号化方法によって符号化されて伝送されるため、色差成分逆変換部７１０は、この情報を復号化してＣｂ、Ｃｒ成分を生成する。一方、図３の符号化装置の場合と同様に、色差成分逆変換部７１０は、逆量子化部７０６及び逆変換部７０８の以前に位置してもよい。
【００６４】
図８は、本発明の一実施形態による復号化方法のフローチャートである。
【００６５】
エントロピー復号化段階（Ｓ８１０）、逆量子化段階（Ｓ８２０）、及び逆変換段階（Ｓ８３０）を経た後、受信した（ａ，ｂ，ｃ）係数情報を復号化し、どのＣｂ、Ｃｒ成分の組み合わせが符号化されたかを探して、これを逆変換してＣｂ、Ｃｒ成分を得る（Ｓ８４０）。そして、動き補償を通じて復号化する（Ｓ８５０）。イントラプレディクションの場合には、動き補償段階（Ｓ８５０）は、省略される。
【００６６】
以下では、図９ないし図１５を参照して本発明の他の実施形態による符号化方法を説明する。
【００６７】
図９は、本発明の一実施形態に適用されるインタープレディクションモードを示すテーブルである。図９を参照するに、それぞれのマクロブロックに対して適用されるインタープレディクションモードは、０〜４の５種のモードに設定されており、図１２に示すように、それぞれのマクロブロック単位でインタープレディクションモードが選択される。選択されたモード及び図９に示すテーブルによって、Ｃｂ及びＣｒブロックは変換値１及び変換値２に代替される。図９に示すそれぞれのインタープレディクションモードでの変換値及びＣｂ、Ｃｒ値との関係は、例示的なものであり、選択的に他の関係を持つモードを追加するか、またはモードを除去することが可能である。
【００６８】
例えば、所定のマクロブロックに対して選択されたインタープレディクションモードが０である場合、変換値１は、ＣｂブロックのＣｂ値それ自体となり、変換値２は、ＣｒブロックのＣｒ値それ自体となる。また、選択されたインタープレディクションモードが１である場合、変換値１は、ＣｂブロックのＣｂ値それ自体となり、変換値２は、復元されたＣｂ値であるＣｂ'からＣｒブロックのＣｒ値を差し引いた値となる。図９のインタープレディクションモードテーブルで復元されたＣｂ値及びＣｒ値を使用する理由は、復号化段階でさらに正確なＣｂ及びＣｒ値を復元するためである。選択的に、復元されたＣｂ及びＣｒ値の代わりに、元のＣｂ及びＣｒ値を使用することも可能である。ここで、復元されたＣｂ及びＣｒ値は、変換及び量子化過程を行った後、さらに逆量子化及び逆変換を行って得られた値を意味し、元のＣｂ及びＣｒ値は、変換及び量子化過程が行われる以前の値を意味する。
【００６９】
図１０は、それぞれのモードに対する逆インタープレディクション方法を説明するためのテーブルである。図１０を参照するに、一つのマクロブロックのインタープレディクションモードが０である場合、該当マクロブロックのＣｂ及びＣｒ値は、変換値１及び変換値２から直ちに得られる。一方、インタープレディクションモードが１である場合、該当マクロブロックのＣｂ値は、変換値１から直ちに得られるが、Ｃｒ値は、変換値１を復元した値（Ｃｂ'）から変換値２（Ｃｂ'−Ｃｒ）を差し引いた値から得られる。このとき、変換値１を復元した値から変換値２を差し引く理由は、変換値２がＣｂ'を含んでいるためである。
【００７０】
図１１は、図３の色差成分変換部３３０のさらに他の実施形態による詳細ブロック図である。
【００７１】
色差成分変換部３３０は、変換値計算部１１１０、インタープレディクションモードテーブル保存部１１１２、コスト計算部１１２０、モード選択及び変換値出力部１１３０、及び選択モード保存部１１３２を備える。
【００７２】
変換値計算部１１１０は、色差成分Ｃｂ、Ｃｒが入力されれば、インタープレディクションモードテーブル保存部１１１２に保存されたインタープレディクションモード別に、変換値１及び変換値２を計算する。例えば、図９に示すモード別に、変換値１及び変換値２を生成する。また、本実施形態では、インタープレディクションモードテーブルは、変換値計算部１１１０と別途に存在するインタープレディクションモードテーブル１１１２に保存されるが、選択的にインタープレディクションモードテーブルを変換値計算部１１１０の所定の場所に保存してもよい。
【００７３】
コスト計算部１１２０は、各モード別に計算された変換値に対してコストを計算する。
【００７４】
モード選択及び変換値出力部１１３０は、前記計算されたコスト値が最も低いモードを選択し、その時の変換値を出力する。例えば、図９に示すインタープレディクションモードテーブルによってモード１が選択された場合、Ｃｂ及びＣｂ'−Ｃｒ値を変換値１及び変換値２として出力する。
【００７５】
選択モード保存部１１３２は、モード選択及び変換値出力部１１３０で選択されたそれぞれのマクロブロックに対するモード情報を保存する。選択モード保存部１１３２に保存された各マクロブロックに対するモード情報は、図１２に示すピクチャー単位のインタープレディクションモードテーブルを生成するために使われる。また、本実施形態では、それぞれのマクロブロック単位で選択されたモード情報は、選択モード保存部１１３２に保存されるが、選択的に選択されたモードに対する情報はモード選択及び変換値出力部１１３２の所定の場所に保存してもよい。
【００７６】
モード選択及び変換値出力部１１３０から出力された変換値は、図３に示すように、変換部３０８及び量子化部３１０に出力されて、変換及び量子化過程が行われる。
【００７７】
このように、選択されたモードによって変換値が決定されて、決定された変換値によって符号化が行われるため、それぞれのマクロブロックに対してどのインタープレディクションモードが選択されたかを復号化部に知らせることが必要である。以下では、図１２ないし図１４を参照して、それぞれのマクロブロックに対して選択されたインタープレディクションモード情報を伝送するための方法を説明する。
【００７８】
図１２は、一つのピクチャー内のそれぞれのマクロブロックに対して選択されたインタープレディクションモードを示す。それぞれの位置での値は、０、１、２、３、４の値を有し、これは、該当位置に対応するマクロブロックに対して適用されるインタープレディクションモードを示す。例えば、最上端最左側位置の値‘０'は、対応マクロブロックに対してテーブル９でのインタープレディクションモード０によって、Ｃｂ及びＣｒを代替、すなわち変換値１＝Ｃｂ、変換値２＝Ｃｒであることを示す。また、最上端の次のマクロブロックに該当する値‘２２'は、これら位置に該当するマクロブロックが、図９でのインタープレディクションモード２によってＣｂ及びＣｒを代替、すなわち変換値１＝Ｃｂ、変換値２＝Ｃｂ'＋Ｃｒであることを示す。
【００７９】
図１３Ａないし図１３Ｅは、図１２に示すマクロブロック別のインタープレディクションモード値をそれぞれのインタープレディクションモードプレーン別に示す図である。
【００８０】
図１３Ａは、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルで、モード０を示すマクロブロックに対しては１、モード０を示していない残りのマクロブロックに対しては０を示すように再構成した、モード０プレーンである。例えば、最上端値のうち、図１２に示すインタープレディクションモード値のうち０値を持つ、１、４、５、７、８、１０、及び１４番目の値は、１に設定され、残りの値は、０に設定される。
【００８１】
図１３Ｂは、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルで、モード１を示すマクロブロックに対しては１、モード０を示していない残りのマクロブロックに対しては０を示すように再構成した、モード１プレーンである。例えば、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルの最上端値のうち、１値を持つ６及び９番目の値は、１に設定され、残りの値は、０に設定される。
【００８２】
図１３Ｃは、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルで、モード２を示すマクロブロックに対しては１、モード０を示していない残りのマクロブロックに対しては０を示すように再構成した、モード２プレーンである。例えば、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルの最上端値のうち、２値を持つ２、３、１３、１５、１７、１８、１９、２０、２１、及び２２番目の値は、１に設定され、残りの値は、０に設定される。
【００８３】
図１３Ｄは、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルで、モード３を示すマクロブロックに対しては１、モード０を示していない残りのマクロブロックに対しては０を示すように再構成した、モード３プレーンである。例えば、図１２に示すインタープレディクションモード値のうち、最上端値には３値を持つ値がないため、全て０に設定される。
【００８４】
図１３Ｅは、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルで、モード４を示すマクロブロックに対しては１、モード０を示していない残りのマクロブロックに対しては０を示すように再構成した、モード４プレーンである。例えば、図１０に示すインタープレディクションモードテーブルの最上端値のうち、４値を持つ１１、１２、及び１６番目の値は、１に設定され、残りの値は、０に設定される。
【００８５】
このように、図１２に示すインタープレディクションモードテーブルを、図１３Ａないし図１３Ｅに示すようにそれぞれのモードプレーンに分割する場合、０ランの長さ（ｌｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ０  ｒｕｎ）は、さらに長くなる。
【００８６】
図１４Ａないし図１４Ｄは、本発明によるインタープレディクションモード情報の符号化方法を説明するための図である。図１４Ａないし図１４Ｄは、本発明によるモードプレーン除去方法を採用して、図１３Ａないし図１３Ｅに示すそれぞれのモードプレーンでの１ランの長さをさらに長くした変形されたモードプレーンを示す。
【００８７】
図１４Ａは、図１３Ｂのモード１プレーンから、図１３Ａのモード０プレーンでの値が１であるマクロブロックに対応する‘０'値を削除した、変形されたモード１プレーンを示す。図１４Ａに示すように、元のモード１プレーンを示す図１３Ｂの最上端の２２ビット‘０００００１００１０００００００００００００’は、モード０プレーンでの値が１である、１、４、５、７、８、１０、１４番目の‘０'値が除去された、１５ビットの‘００１１０００００００００００'に変形される。変形されたモード１プレーンは、元のモード１プレーンに比べて、減少したビット量及び長くなったランを持つ。
【００８８】
図１４Ｂは、図１３Ｃのモード２プレーンから、モード０プレーン及びモード１プレーンでの値が１であるマクロブロックに対応する'０’値を削除した、変形されたモード２プレーンを示す。図１４Ｂに示すように、元のモード２プレーンを示す図１３Ｃの最上端の２２ビット‘０１１０００００００００１０１０１１１１１１’は、モード０プレーンでの値が１である、１、４、５、７、８、１０、１４番目の‘０'値及びモード１プレーンでの値が１である、６及び９番目の‘０’値が除去された、１３ビットの‘１１００１１０１１１１１１’に変形される。変形されたモード２プレーンは、元のモード２プレーンに比べて、減少したビット量及び長くなったランを持つ。
【００８９】
図１４Ｃは、図１３Ｄのモード３プレーンから、モード０プレーン、モード１プレーン、及びモード２プレーンでの値が１であるマクロブロックに対応する‘０'値を削除した、変形されたモード３プレーンを示す。図１４Ｃに示すように、元のモード３プレーンを示す図１３Ｄの最上端の２２ビット‘００００００００００００００００００００００'は、モード０プレーンでの値が１である、１、４、５、７、８、１０、１４番目の‘０'値、モード１プレーンでの値が１である、６及び９番目の‘０'値、及びモード２プレーンでの値が１である２、３、１３、１５、１７、１８、１９、２０、２１、２２での‘０'値が除去された、３ビットの‘０００'に変形される。変形されたモード３プレーンは、元のモード３プレーンに比べて、減少したビット量を持つ。
【００９０】
図１４Ｄは、図１３Ｅのモード４プレーンから、モード０プレーン、モード１プレーン、モード２プレーン、及びモード３プレーンでの値が１であるマクロブロックに対応する‘０'値を削除した、変形されたモード４プレーンを示す。図１４Ｄに示すように、元のモード４プレーンを示す図１３Ｅの最上端の２２ビット‘００００００００００１１０００１００００００'は、モード０プレーンでの値が１である、１、４、５、７、８、１０、１４番目の‘０'値、モード１プレーンでの値が１である、６及び９番目の‘０'値、及びモード２プレーンでの値が１である２、３、１３、１５、１７、１８、１９、２０、２１、２２での‘０'値が、除去された３ビットの‘１１１'に変形される。変形されたモード４プレーンは、元のモード３プレーンに比べて、減少したビット量及び長くなったランを持つ。また、変形されたモード４プレーンは、全て１値を持つため、符号化を必要としない。
【００９１】
本実施形態では、元のモード０プレーン及び‘１'ランの長くなった変形されたモード１−４プレーンをランレングス符号化して伝送することによって、伝送されるデータ量を減少させることが可能である。また、選択的に元来モードプレーンに対してランレングス符号化を行って伝送してもよい。
【００９２】
復号化部では、図１３Ｂないし図１３Ｅの元のモードプレーンを生成するために、図１４Ａないし図１４Ｄのモード１プレーンからモード４プレーンを順に復元する。また、復元された図１３Ａないし図１３Ｅのモードプレーンに基づいて、図１２のインタープレディクションモードテーブルを復元し、これに基づいて、変換値から元のＣｂ及びＣｒ値を復元する。
【００９３】
図１５は、本願発明の一実施形態による図１４Ａないし図１４Ｄに示す変形されたモードプレーンの生成方法、及びインタープレディクションモード情報符号化方法を説明するためのフローチャートである。
【００９４】
段階１５１０では、モード０プレーンに対してランレングス符号化を行う。
【００９５】
段階１５２０では、モード０プレーンに対するランレングス符号化が行われた後、図１３Ｂないし図１３Ｅのモード１、２、３、及び４プレーンから、モード０プレーンでの値が１であるマクロブロックに対応する‘０'値を除去し、１次変形されたモードプレーンを生成する。その後、１次変形されたモード１プレーン、すなわち図１４Ａに示す変形されたモード１プレーンに対してランレングス符号化を行う。
【００９６】
段階１５３０では、変形されたモード１プレーンに対するランレングス符号化が行われた後、１次変形されたモード２、３、及び４プレーンから、モード１プレーンでの値が１であるマクロブロックに対応する‘０'値を除去し、２次変形されたモードプレーンを生成する。その後、２次変形されたモード２プレーン、すなわち図１４Ｂに示す変形されたモード２プレーンに対してランレングス符号化を行う。
【００９７】
段階１５４０では、変形されたモード２プレーンに対するランレングス符号化が行われた後、２次変形されたモード３及び４プレーンから、モード２プレーンでの値が１であるマクロブロックに対応する‘０'値を除去し、３次変形されたモードプレーンを生成する。その後、３次変形されたモード３プレーン、すなわち図１４Ｃに示す変形されたモード３プレーンに対してランレングス符号化を行う。
【００９８】
段階１５５０では、変形されたモード３プレーンに対するランレングス符号化が行われた後、３次変形されたモード４プレーンから、モード３プレーンでの値が１である値を除去し、４次変形されたモード４プレーンを生成する。その後、４次変形されたモード４プレーン、すなわち図１４Ｄに示す変形されたモード３プレーンに対してランレングス符号化を行う。選択的に、最後のモードプレーンでの値は、全て‘１'値を持つため、変形されたモード４プレーンに情報がなくても、残りの変形されたモードでの情報だけで元のモードプレーンを復元することが可能であるため、変形されたモード４プレーンに対しては別途の圧縮符号化を行わなくてもよい。また、選択的に段階１５５０を行わずに、スキップしてもよい。
【００９９】
選択的に、変形されたモードプレーンを本実施形態と異なる順序で生成してもよい。
【０１００】
段階１５１０ないし段階１５５０を行った後、ランレングス符号化されたインタープレディクション情報をビットストリームのピクチャーヘッダーに挿入して伝送する。
【０１０１】
本実施形態では、カラー映像の色差成分、すなわちＣｂとＣｒとの相関関係を利用したインタープレディクションを例として挙げて説明した。しかし、選択的に、本発明は、いずれのカラー空間の任意の二領域間にも適用されて圧縮効率を高めることができる。例えば、ＣｂとＣｒとの相関関係ではない、他のカラー空間上の領域の間、すなわち、ＹＣｂＣｒカラー空間内でＹとＣｂまたはＹとＣｒとの相関関係を利用したインタープレディクションにも適用可能である。
【０１０２】
以下では、図７を参照して、本発明のさらに他の実施形態による復号化装置を説明する。
【０１０３】
符号化されたビットストリームが復号化装置に入力されれば、エントロピー復号化、再整列、逆変換を経て色差成分逆変換部７０８に入力される。入力されたデータが輝度成分である場合には、バイパスさせ、色差成分である場合には、色差成分逆変換部７１０に入力する。
【０１０４】
インタープレディクションモード決定部（図示せず）は、入力されたビットストリームのピクチャーヘッダーから抽出された、ランレングス符号化されたモードプレーンを復元し、モードプレーン０から順次に復元した後、図１２に示すピクチャー単位のインタープレディクションモードテーブルを生成し、これに基づいて、それぞれのマクロブロック単位で適用されたインタープレディクションモードを決定して、色差成分逆変換部７１０に入力する。
【０１０５】
色差成分逆変換部７１０は、決定されたインタープレディクションモード情報を利用して、復号化された変換値からＣｂ、Ｃｒ成分を生成する。
【０１０６】
図１６は、本発明の一実施形態による復号化方法のフローチャートである。
【０１０７】
エントロピー復号化段階（Ｓ１６１０）、逆量子化段階（Ｓ１６２０）及び逆変換段階（Ｓ１６３０）を経た後、復号化された図１３に示す変換モードプレーンから元のモードプレーンを復元し、これから所定単位、例えばピクチャー単位でそれぞれのマクロブロックに対して適用されたインタープレディクションモードを示すインタープレディクションモードテーブルを生成する。
【０１０８】
生成されたインタープレディクションモードテーブルから、該当マクロブロックに適用されたインタープレディクションモードを決定し、決定されたインタープレディクションモードによって復号化された変換値を逆変換して、Ｃｂ、Ｃｒ成分を計算する（Ｓ１６４０）。そして、動き補償を通じて復号化する（Ｓ１６５０）。イントラプレディクションの場合には、動き補償段階（Ｓ１６５０）は省略する。
【０１０９】
前述したように、本発明によれば、動画の色差成分間の相関関係を探して、不要な成分を除去することによって、動画の圧縮率を高める効果がある。また、相関関係を探して不要な成分除去のために、Ｃｂ、Ｃｒ成分の組み合わせを構成する係数情報をランレングス符号化方法で符号化することによって、符号化に必要なビット数を大きく減らす。また、それぞれのインタープレディクションモード別にＣｂ及びＣｒ成分を変換し、変換のために適用されたモードを表す情報をそれぞれのモードプレーンに分割し、これをランレングス符号化することによって、さらに効率的なランレングス符号化が可能である。
【０１１０】
一方、前述した符号化及び復号化方法は、コンピュータ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によって容易に推論されうる。また、前記プログラムは、コンピュータで読み取り可能な情報記録媒体に保存され、コンピュータによって読み取られて実行されることによって、エントロピー符号化及び復号化方法を具現する。前記情報記録媒体は、磁気記録媒体、光記録媒体、及びキャリアウェーブ媒体を含む。
【０１１１】
以上、本発明についてその望ましい実施形態を中心に説明した。当業者は、本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形された形態で具現されうるということが分かるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点でなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明でなく、特許請求の範囲に表れており、それと同等な範囲内にある全ての差異点は、本発明に含まれたものと解釈されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、ＹＣｂＣｒフォーマットで構成されたカラー映像データの色差成分Ｃｂ、Ｃｒ間の相関関係を探して、さらに少ないデータ量でカラー映像データを符号化し、これを復号化する方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】ＲＧＢフォーマットの映像及びＹＣｂＣｒフォーマットの映像を構成するデータを示す図である。
【図２】４：４：４、４：２：２及び４：２：０フォーマットの映像データの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による動画符号化装置のブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による色差成分変換値の計算を説明するための参照図である。
【図５】図３の色差成分変換部３３０の詳細ブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による符号化方法のフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による復号化装置のブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態による復号化方法のフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に適用されるインタープレディクションモードを示すテーブルである。
【図１０】それぞれのインタープレディクションモードに対する逆インタープレディクション方法を説明するためのテーブルである。
【図１１】図３の色差成分変換部３３０のさらに他の実施形態による詳細ブロック図である。
【図１２】一つのピクチャー内のそれぞれのマクロブロックに対して選択されたインタープレディクションモードを示すブロック図である。
【図１３Ａ】本発明によるインタープレディクションモードプレーンを示す図である。
【図１３Ｂ】本発明によるインタープレディクションモードプレーンを示す図である。
【図１３Ｃ】本発明によるインタープレディクションモードプレーンを示す図である。
【図１３Ｄ】本発明によるインタープレディクションモードプレーンを示す図である。
【図１３Ｅ】本発明によるインタープレディクションモードプレーンを示す図である。
【図１４Ａ】本発明によるインタープレディクションモード情報の符号化方法を説明するための図である。
【図１４Ｂ】本発明によるインタープレディクションモード情報の符号化方法を説明するための図である。
【図１４Ｃ】本発明によるインタープレディクションモード情報の符号化方法を説明するための図である。
【図１４Ｄ】本発明によるインタープレディクションモード情報の符号化方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるインタープレディクションモード情報の符号化方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態による復号化方法を説明するためのフローチャートである。
【図１】
2008527782.tif 000003
【図２】
2008527782.tif 000004
【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】
2008527782.tif 000010
【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
2008527782.tif 000016
【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
2008527782.tif 000018
【図１３Ｅ】
2008527782.tif 000019
【図１４Ａ】
2008527782.tif 000020
【図１４Ｂ】
2008527782.tif 000021
【図１４Ｃ】
2008527782.tif 000022
【図１４Ｄ】
2008527782.tif 000023
【図１５】
2008527782.tif 000024
【図１６】
2008527782.tif 000025
【国際調査報告】
2008527782.tif 000026
2008527782.tif 000027