(57)【要約】  ビデオ信号をコーディングするための装置及び方法が提供されており、ビデオ信号の各画像フレームは一又は複数の対応する参照フレームを含み、各参照フレームＲは第１のフィールド（例えばトップフィールド又はボトムフィールド）及び第２のフィールド（例えばボトムフィールド又はトップフィールド）を含む。コーディングすべき現在のフレームが受信され、参照フレームの第１のフィールド又は第２のフィールドが現在のフレームの第１のフィールドをコーディングするために選択される。選択は、参照フレームのビデオコンテンツに基づいて行われる。現在のフレームの第１のフィールドは、参照フレームの選択されたフィールドを使用してコーディングされる。【選択図】図３
2015524225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号をコーディングする方法であって、前記ビデオ信号の各画像フレームは一又は複数の参照フレームに関連付けられており、各参照フレームは第１のフィールドと第２のフィールドとを含み、
コーディングすべき現在のフレームを受信することと、
前記現在のフレームの第１のフィールドをコーディングするために前記参照フレームの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択することであって、前記ビデオ信号のコンテンツに基づいて行われる選択することと、
前記参照フレームの前記選択されたフィールドを使用して、前記現在のフレームの前記第１のフィールドをコーディングすることと
を含む方法。
【請求項２】
前記選択するステップが、
前記参照フレームが静止タイプのフレーム又は移動タイプのフレームとして表示されているかを判断することと、
前記参照フレームが静止タイプのフレーム又は移動タイプのフレームとして表示されているかにしたがって、前記参照フレームの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されているときに、前記参照フレームの前記第１のフィールドを選択するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されているときに、前記参照フレームの前記第２のフィールドを選択するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されていると判断された場合、
前記参照フレームが過去の参照フレームであるかを判断し、そうである場合に、
前記現在のフレームの前記第１のフィールドがトップフィールドであるかを判断し、
そうである場合に、前記参照フレームのボトムフィールドを選択し、
そうでない場合に、前記第１のフィールド自体が参照フレームとして表示されている場合に前記参照フレームのトップフィールドを選択する、又は前記現在のフレームの前記第１のフィールドが参照フレームとして表示されていない場合に前記参照フレームのボトムフィールドを選択する
ステップを行うことをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されていると判断された場合、前記参照フレームが未来の参照フレームであるかを判断し、そうである場合に、前記現在のフレームの前記第１のフィールドがトップフィールドかボトムフィールドかであるか否かに関わりなく、前記参照フレームのトップフィールドを選択するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は更に、
前記ビデオ信号のフレーム及び隣接フレームの第１のフィールドと第２のフィールドとの間の時間的近接性を測定し、
前記フレーム及び前記隣接フレームの前記第１のフィールドと前記第２のフィールドとの間の前記時間的近接性が所定の閾値よりも低いかを判断し、
そうである場合に、前記フレームを静止タイプのフレームとして表示し、
そうでない場合に、前記フレームを移動タイプのフレームとして表示する
前処理ステップを含む、請求項２から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記前処理ステップが、フレームのグループの測定及び判断ステップを行い、前記フレームのグループを静止タイプ又は移動タイプとして表示するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フレームのグループが静止タイプから移動タイプへ、又はその逆に変化しているとの判断に応じて、第１の参照フィールドを使用することから、第２の参照フィールドを使用することへ切り替えるステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ビデオ信号をコーディングするためのビデオエンコーディング装置であって、前記ビデオ信号の各画像フレームは一又は複数の参照フレームに関連付けられており、各参照フレームは第１のフィールドと第２のフィールドを含み、
コーディングすべき現在のフレームを受信する受信ユニットと、
前記現在のフレームの第１のフィールドをコーディングするために、参照フレームの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択するように適合された処理ユニットであって、前記選択が前記ビデオ信号のコンテンツに基づいて行われる、処理ユニットと、
前記参照フレームの前記選択されたフィールドを使用して前記現在のフレームの前記第１のフィールドをコーディングするように適合されたコーディングユニットと
を備える装置。
【請求項１１】
前記処理ユニットはさらに、
前記参照フレームが静止タイプのフレーム又は移動タイプのフレームとして表示されているかを判断し、
前記参照フレームが静止タイプのフレーム又は移動タイプのフレームとして表示されているかに従って、前記参照フレームの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択する
ように適合されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記処理ユニットがさらに、前記参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されているときに、前記参照フレームの前記第１のフィールドを選択するように適合されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記処理ユニットがさらに、前記参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されているときに、前記参照フレームの前記第２のフィールドを選択するように適合されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されていると判断された場合に、前記処理ユニットがさらに、
前記参照フレームが過去の参照フレームであるかを判断し、そうである場合、
前記現在のフレームの前記第１のフィールドがトップフィールドであるかを判断し、
そうである場合、前記参照フレームのボトムフィールドを選択し、
そうでない場合、前記第１のフィールド自体が参照フレームとして表示されている場合に前記参照フレームのトップフィールドを選択する、又は前記現在のフレームの前記第１のフィールドが参照フレームとして表示されていない場合に前記参照フレームのボトムフィールドを選択する
ステップを行うように適合されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されていると判断された場合に、前記処理ユニットがさらに、前記参照フレームが未来の参照フレームであるかを判断し、そうである場合に、前記現在のフレームの前記第１のフィールドがトップフィールド又はボトムフィールドであるか否かに関わらず、前記参照フレームのトップフィールドを選択するように適合されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記処理ユニットがさらに、前処理段階において、
ビデオ信号のフレーム及び隣接フレームの前記第１のフィールドと前記第２のフィールドとの間の時間的近接性を測定し、
前記フレーム及び前記隣接フレームの前記第１のフィールドと前記第２のフィールドとの間の前記時間的近接性が所定の閾値よりも低いかを判断し、
そうである場合に前記フレームを静止タイプのフレームとして表示し、
そうでない場合に前記フレームを移動タイプのフレームとして表示する
動作を行うように適合されている、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記処理ユニットが、フレームのグループの動作に対して測定及び判断を行い、前記フレームのグループを静止タイプ又は移動タイプとして表示するようにさらに適合されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記処理ユニットがさらに、フレームのグループが静止タイプから移動タイプへ、又はその逆へ変化しているとの判断に応じて、第１の参照フィールドを使用することから第２の参照フィールドを使用することへ切り替えるように適合されている、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ信号、例えば、ビデオ信号の各画像フレームが、第１のフィールドと第２のフィールド（例えば、最上位フィールドと最下位フィールド、又はその逆）とを含む一又は複数の参照フレームに関連付けられているビデオ信号をコーディングするための装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高密度のビデオのエンコーディング又はトランスコーディングの応用形態では、ビデオ圧縮アルゴリズムは、アルゴリズムの単一チャネル「ベストエフォート型」構成において通常使われるリソースの一部のみを使用する必要がありうる。これにより、ビデオ圧縮アルゴリズムの２〜３の場面を平行に回すことができる。
【０００３】
ビデオ圧縮アルゴリズムは動き補償予測の残余誤差のコーディングに基づいているため、相当量のアルゴリズムリソースが動き推定に当てられる。誤差信号は、参照画像バッファに保存された入力ソース画像と、再構成（すでにエンコーディングされた）画像との間の差を計算することによって生成される。アルゴリズムの目的は、常に誤差を最小限に抑えて、伝達する必要のあるデータが少量になるようにすることである。
【０００４】
ビデオ圧縮に使用される３つのタイプの画像（又はフレーム）があり、Ｉフレーム、Ｐフレーム、及びＢフレームとして知られている。Ｉフレームとは、「イントラコード化画像」、従来の静止イメージファイルのような実質的に完全に特定された画像である。ＰフレームとＢフレームはイメージ情報の一部のみを維持するため、Ｉフレームよりも保存するためのスペースが少なくて済み、したがってビデオ圧縮率が改善される。
【０００５】
Ｐフレーム（「予測画像」）は、前のフレームからのイメージ変更のみを維持する。例えば、物体が静止した背景上を動くシーンでは、物体の動きのみをエンコーディングする必要がある。エンコーダは、Ｐフレームの変化しない背景の画素を保存する必要がないため、スペースが節約される。Ｐフレームはデルタフレームとしても知られる。
【０００６】
Ｂフレーム（「バイプレディクティブ画像」）は、現在のフレームと、そのコンテンツを特定する前のフレームとその次のフレームの両方との差を使用して、スペースをさらにいっそう節約する。
【０００７】
したがって、エンコーディングの前にソース画像から最大リダンダンシーを取り除くために、通常のビデオ圧縮アルゴリズムは、一又は複数の保存された参照画像を使用して一つの入力画像をコーディングする。これにより、動き推定がコーディングアルゴリズムにおいて最も高価な動作の一つになる。したがって、動き推定で使用される参照画像の数を減らすことによって、コーディングアルゴリズム全体の計算の複雑性を緩和させることができる。
【０００８】
Ｈ．２６４ビデオコーディング基準においては、インターレースコーディングに適用されるように、参照画像は完全なフレームとして保存される。したがって、参照画像、この場合フィールドの数は、階層画像コーディングの数の２倍であるが、デコーダの性能にとって不利な条件は一切ない。したがって、参照フィールドの数が制限されるインターレース方式の場合、エンコーダは保存された参照フレームから一つのフィールドだけしか使用することができない可能性がある。    
【０００９】
Ｈ．２６４ビデオコーディング基準は、エンコーディングされるフィールドと同じパリティフィールドを有するフィールドで開始するために、参照画像リストのデフォルトの初期化手順を規定している。記載したインターレースコーディングの場合には、エンコーダは参照フレームから一つのフィールドのみ使用することができる。これは、最上位フィールドをコーディングするために、最上位参照フィールドが使用されることを意味する。言い換えれば、現在コーディングされたフィールドが最下位フィールドである場合、参照フレームからの最下位フィールドが使用される。これにより、ビデオ品質について下記のことが推測されうる。
【００１０】
図１ａは、（各フレームの最上位フィールドを斜線で示し、最下位フィールドを一切斜線なしで示す）フレームＸの最上位フィールドＸ１が過去のフレームＱの最上位フィールドＱ１を参照する例を示す図である。しかしながら、ビデオ信号の最上位フィールド及び最下位フィールドとの間に激しい動きがある場合、フレームＱの最下位フィールドＱ２はフレームＸの最上位フィールドＸ１との相関性の方が高い。このように、Ｈ．２６４の慣例によれば、最良の参照フィールドが使用されない。
【００１１】
図１ｂは、フィールドＱの最上位フィールドＱ１の方が時間的に近いにも関わらず、参照フレームＸの最下位フィールドＸ２は過去のフレームＱの最下位フィールドＱ２を参照する一例を示す図である。このように、Ｈ．２６４の慣例によれば、最良の参照フィールドが使用されない。
【００１２】
図１ｃは、フレームＱの最上位フィールドＱ１の方が質が良く、フレームＱの最上位フィールドＱ１と最下位フィールドＱ１との間に時間差がない場合でも、非参照フレームＹの最下位フィールドＹ２は過去のフレームＱの最下位フィールドＱ２を参照する例を示す図である。このように、Ｈ．２６４の慣例によれば、最良の参照フィールドが使用されない。
【００１３】
図１ｄは、フレームＺの最上位フィールドＺ１の方が質がよく、時間的に近いにも関わらず、フレームＸの最下位フィールドＸ２は未来のフレームＺの最下位フィールドＺ２を参照する例を示す図である。このように、Ｈ．２６４の慣例によれば、最良の参照フィールドが使用されない。
【００１４】
図２は、上述したように動作するように構成された従来のコーダでどのように参照画像が使用されるかを示す図である。図２は、一連のフレーム２１、２２、２３、２４及び２５を示す図である。図示した各フレームは、最上位フィールド２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、及び対応する最下位フィールド２１２、２２２、２３２、２４２、２５２を含む。フレーム２１と２５はＰ画像フレームに対応し、点線は関連の参照画像ベクトルに対応している。フレーム２２と２４はＢ画像フレームに対応し、実線は関連の参照画像ベクトルに対応している。フレーム２３は参照Ｂ画像フレームに対応し、点線はその参照画像ベクトルに対応している。
【００１５】
図２から分かるように、参照Ｂ画像フレーム２３の最上位フィールド２３１は、（未来のフレームに対応する）Ｐ画像フレーム２５の最上位フィールド２５１と、（過去のフレームに対応する）Ｐ画像フレーム２１の最上位フィールド２１１しか参照することができない。同様に、参照Ｂ画像フレーム２３の最下位フィールド２３２は、（未来のフレームに対応する）Ｐ画像フレーム２５の最下位フィールド２５２と、（過去のフレームに対応する）Ｐ画像フレーム２１の最下位フィールド２１２しか参照することができない。他のフレームも同様であり、つまり最上位フィールドは別のフレームの最上位フィールドしか参照することができず、最下位フィールドは別のフレームの最下位フィールドしか参照することができないことがわかる。
【００１６】
上述したように、これでは最適な参照フィールドが必ずしもコーディングに使用されないことになり、不利である。
【発明の概要】
【００１７】
本発明の目的は、上述した一又は複数の不利点のうちの少なくとも一つを取り除く、又は減らす方法及び装置を提供することである。
【００１８】
本発明の第１の態様によれば、ビデオ信号をコーディングする方法が提供されており、この方法においては、ビデオ信号の各画像フレームは一又は複数の参照フレームに関連付けられ、各参照フレームは第１のフィールドと第２のフィールドを含む。本方法は、コーディングすべき現在のフレームを受け取り、現在のフレームの第１のフィールドをコーディングするための参照フレームの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択するステップを含む。この選択は、ビデオ信号のコンテンツに基づいて行われる。現在のフレームの第１のフィールドは、参照フレームの選択されたフィールドを使用してコーディングされる。
【００１９】
上記実施形態の利点は、各フレームに設けられた第１の参照フィールドと第２の参照フィールドとの間（例えば、どのフィールドが現在コーディングされているかによって、最上位フィールドと最下位フィールドとの間、又はその逆）での選択、又は動的選択を提供し、この選択はビデオ信号のコンテンツ、例えば同じフレームの最上位フィールドと最下位フィールドとの間の時間的近接性等に基づいて最適化されることである。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、ビデオ信号をコーディングするためのビデオエンコーディング装置が提供されており、この装置において、ビデオ信号の各画像フレームは一又は複数の参照フレームに関連付けられ、各参照フレームは第１のフィールドと第２のフィールドとを含む。この装置は、コーディングすべき現在のフレームを受信する受信ユニットを備える。処理ユニットは、現在のフレームの第１のフィールドをコーディングするために、参照フレームの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択するように適合される。この選択は、ビデオ信号のコンテンツに基づいて行われる。コーディングユニットは、参照フレームの選択されたフィールドを使用して、現在のフレームの第１のフィールドをコーディングするように適合される。
【００２１】
本発明をより良く理解するため、またどのようにこれを実行することができるかをより明確に示すために、ここで、例示としてのみ示す下記図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】１ａ〜１ｄは、従来技術による参照フレームを使用してどのように最上位フィールド及び最下位フィールドがコーディングされるかを示す図である。
【図２】従来のコーダで参照画像がどのように使用されるかを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によって行われる方法を示す図である。
【図４】本発明の別の実施形態によって行われる方法を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるビデオエンコーディング装置を示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態によって行われる方法を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に従って、参照画像がどのように使用可能であるかを示す図である。
【図８】本発明の別の実施形態によって行われる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
後に記載する本発明の実施形態は、画像フレームの現在のフィールドをコーディングするために参照フレームからの一つのフィールドを使用する際に選択を行うことを可能にする方法及び装置を提供するものである。本発明の実施形態は、例えば（フレームの動きの目安となる）同じフレームの最上位フィールドと最下位フィールドとの間の時間的近接性に基づいて等、ビデオ信号自体のコンテンツに関連する参照フレームを選択することにより、現在のコーディングフィールドと参照フィールドとの間のリダンダンシーを最大化し、現在のコーディングフィールドをエンコーディングする前に、現在のコーディングフィールドから取り除くことが可能になる。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態によって行われるビデオ信号をコーディングする方法を示す図であり、この図において、ビデオ信号の各画像フレームは一又は複数の参照フレームに関連付けられており、各参照フレームＲは、第１のフィールドと第２のフィールド（例えば最上位フィールドと最下位フィールド、又はその逆）を含む。ステップ３０１において、コーディングすべき現在のフレームが受信される。この方法は、現在のフレームの第１のフィールドをコーディングするために、参照フレームＲの第１のフィールドＸ又は第２のフィールドを選択することを含む。選択することは、ビデオ信号のコンテンツに基づいて行われる（ステップ３０３）。ステップ３０５において、現在のフレームの第１のフィールドＸは、参照フレームの選択されたフィールドを使用してコーディングされる。
【００２５】
使用されるコーディングのタイプによっては、参照フレームＸは、前のフレーム、未来のフレーム、又は現在のフレームと同じフレームからのものであってよいことに留意されたい。
【００２６】
参照フレームの第１（例：最上位）のフィールド、又は第２（例：最下位）のフィールドの選択を提供することとは、従来技術によって提供されるような同種のデフォルトを使用する代わりに、最適なフレームをコーディングに使用することができることを意味する。これにより、ビデオ信号のコンテンツに基づいて最適なフレームを選択することが可能になり、エンコーディングの前にソース画像から最大リダンダンシーを取り除くことが可能になる。この選択は、関連の参照フレームのフィールドがフレームの現在のフィールドをコーディングするのに使用されるため、動的に行うことができる。
【００２７】
一実施形態によれば、選択するステップは、参照フレームＲが「静止タイプ」のフレーム又は「移動タイプ」のフレームとして表示されているかを判断し、参照フレームＲが静止タイプのフレーム又は移動タイプのフレームとして表示されているかに従って、参照フレームＲの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択するステップを含む。後にさらに詳しく説明するように、「静止タイプ」のフレームは、最上位フィールドと最下位フィールドとの間に動きがない又は動きがわずかである、例えば最上位フィールドと最下位フィールドとの間の動きが所定の閾値未満であるフレームである。「移動タイプ」のフレームは、最上位フィールドと最下位フィールドとの間の動きが閾値以上のフレームである。
【００２８】
第１のフィールドが最上位フィールドであるところでは、本発明の一実施形態は、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されている時は、参照フレームＲの第１のフィールド（最上位フィールド）を選択するステップを含む。同様に、第１のフィールドが最下位フィールドである場合、この実施形態は、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されている時は、参照フレームＲの第２のフィールド（最下位フィールド）を選択するステップを含む。
【００２９】
第１のフィールドが最上位フィールドであり、参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されているところでは、本発明のこの実施形態は、参照フレームＲの第２のフィールド（最下位フィールド）を選択するステップを含む。同様に、第１のフィールドが最下位フィールドであり、参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されている場合、この実施形態は、参照フレームＲの第１のフィールド（最上位フィールド）を選択するステップを含む。
【００３０】
図４は、上記方法によって行われるステップを示す図であり、この方法によれば、現在のコーディングフィールドは現在のフレームの第１のフィールドＸと等しく、参照フィールドは参照フレームＲからのものである（４０１）。ステップ４０３において、参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されているかが判断される。そうでない場合、参照フレームＲの第２のフィールドが現在のフレームＸの第１のフィールドとともにコーディングのためにフェッチされる（ステップ４０５）。ステップ４０３において参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されていると判断された場合、次に参照フレームＲの第１のフィールドが現在のフレームＸの第１のフィールドと共にコーディングのためにフェッチされる（ステップ４０７）。
【００３１】
上記した実施形態では、フィールド間の選択は、参照フレームＲが「静止タイプ」又は「移動タイプ」として表示されているか否かに基づくものであり、この選択はビデオ信号のコンテンツ、したがって参照フレームのどのフィールドが選択されるべきかを示す単純な方法を提供するものであることがわかる。
【００３２】
最上位フィールドから最上位フィールド、又は最下位フィールドから最下位フィールド（つまり、現在のコーディングフィールドと参照フィールドとの間での同種）を選択することは、ビデオ信号のコンテンツに動きがない、又は動きがわずかである、例えば動きの特定の閾値レベル未満である時に有利である。後にさらに詳しく記載するように、上記フレームは前処理段階において「静止」タイプのフレームとして表示される。
【００３３】
同じフレームの第１のフィールドと第２のフィールドとの間で判断が行われ、ビデオ信号のコンテンツに特定量の動き（例えば閾値レベル以上の動き）がある時に、また後にさらに詳しく記載するように、この場合、フレームが前処理段階において「移動タイプ」のフレームとして表示される第２のフィールド（例えば最下位フィールドを参照する最上位フィールド、又は最上位フィールドを参照する最下位フィールド）を選択することは、有利である。
【００３４】
上記の実施形態において記載したように選択プロセスを実施することができるようにするために、下記の前処理段階をエンコーディングすべきビデオ信号のフレームに実施することができる。前処理段階は、２つの隣接フレーム、例えば現在のフレームと前のフレームとの間の時間的近接性を測定するステップを含む。時間的近接性は、各フレームを静止タイプ又は移動タイプのフレームとして表示することができるように、ビデオ信号の２つの隣接フレームの最上位フィールド（第１のフィールド）と、２つの隣接フレームの最下位フィールド（第２のフィールド）との間で測定可能である。これにより、同じフレームの２つのフィールド間の動きは、隣接フレーム間で検出される動きから推測されうる。ビデオ信号の各フレームは、各フレームを静止タイプのフレーム、又は移動タイプのフレームとして表示し、これにより、現在のフレームと前のフレームとの間の時間的近接性の度合いを示すことができるように、前処理段階中にこの方法で処理することができる。現在のフレームと前のフレームとの間の時間的近接性（又は動き）が所定の閾値よりも低いか否かが判断される。そうである場合、参照フレームＲは静止タイプのフレームとして表示される。そうでない場合、参照フレームＲは移動タイプのフレームとして表示される。したがって、フレームを静止タイプ又は移動タイプとして表示することによって、エンコーダと共に内部で使用可能なシグナリング情報が提供され、コーディングプロセスが改善される。
【００３５】
前処理段階はしたがって、参照フレームを動きの度合いによって「静止タイプ」又は「移動タイプ」のいずれかとして表示することができるように、ビデオ信号のコンテンツの性質を判断するため、つまり、ビデオ信号の動きの量（時間差）を判断するために実施される。
【００３６】
上記から、参照フレームからのフィールドの選択は、ビデオ信号のコンテンツにしたがって選択され、したがって、ビデオ信号がコーディングされている時に動的に変化しうることに留意されたい。
【００３７】
本発明の実施形態は、同じフレームの最上位フィールドと最下位フィールドとの間の差は、一つのフレームを隣接フレームと比較することによって効率的に測定される前処理段階を含む。アルゴリズムの目的は、最上位フィールドと最下位フィールドとの間に動きがない、又は動きがわずかであるフレームを静止タイプのフレームとして表示することである。フィールド間で動きが検出された場合、フレームは移動タイプのフレームとして表示される。
【００３８】
一実施形態によれば、前処理ステップは、測定を行うステップと、フレームのグループを判断するステップと、フレームのグループを静止タイプ又は移動タイプとして表示するステップとを含むことができる。これにより、各フレームが個別に表示される代わりにグループ化され、一つのモードから別のモードへの切り替えがあまり頻繁に起きないため、有利である。これにより、この方法で、フレームのグループが静止タイプから移動タイプへ、又はその逆へ変化しているとの判断に応じて、第１の参照フィールドを使用することから、第２の参照フィールドを使用することへの切り替えが可能になる。
【００３９】
これにより、グループの一つのタイプから別のタイプへの遷移を検出した際に、一つのモードから別のモードへ切り替えることによって、フレームごとにあまりにも頻繁に切り替える方法に伴う問題を回避することができる。
【００４０】
上記実施形態では、表示は複数のフレームに適用することができ、複数のフレームにより、フレームが静止タイプ又は移動タイプとして表示されているかを示すそれ自体のテンプレートを有するグループが形成される。
【００４１】
この方法はさらに、当業者に良く知られるように、Ｈ．２６４基準によるビットストリームでリオーダーメッセージをシグナリングするステップを含むことができる。
【００４２】
図５は、本発明の別の実施形態によるビデオ信号をコーディングするビデオエンコーディング装置５０を示す図であり、ビデオ信号の各画像フレームが一又は複数の参照フレームＲに関連付けられ、各参照フレームＲは第１のフィールド及び第２のフィールドを含む。装置は、コーディングすべき現在のフレームを受信するための受信ユニット５１を備える。処理ユニット５３は、現在のフレームの第１のフィールドＸをコーディングするために、参照フレームＲの第１のフィールド又は第２のフィールドを動的に選択するように適合される。選択は、ビデオ信号のコンテンツに基づいて行われる。コーディングユニット５５は、参照フレームＲの選択されたフィールドを使用して、現在のフレームの第１のフィールドＸをコーディングするように適合される。フレームは例えば参照画像記憶装置（図示せず）に保存することができる。
【００４３】
上述したように、参照フレームの第１の（トップ）フィールド又は第２の（ボトム）フィールドを選択するビデオエンコーディング装置を構成するとは、従来技術によって提供されるように同種のデフォルトを単に使用する代わりに、最適なフィールドがコーディングのために使用可能であることを意味する。これにより、ビデオ信号のコンテンツに基づいて動的に最適なフィールドを選択することが可能になり、エンコーディング前にソース画像から最大リダンダンシーを取り除くことが可能になる。
【００４４】
図５の処理ユニット５３はさらに、参照フレームＲが静止タイプのフレーム又は移動タイプのフレームとして表示されているかを判断し、参照フレームＲが静止タイプのフレーム又は移動タイプのフレームとして表示されているかによって参照フレームＲの第１のフィールド又は第２のフィールドを選択するように適合されうる。
【００４５】
例えば、処理ユニット５３は、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されている時に、参照フレームＲの第１のフィールドを選択するように適合させることができる。
【００４６】
処理ユニット５３は、参照フレームＲが移動タイプのフレームとして表示されている時に、参照フレームＲの第２のフィールドを選択するように適合させることができる。
【００４７】
第１のフィールドがトップフィールドであるところでは、ビデオエンコーディング装置は、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されている時に、参照フレームＲの第１のフィールド（トップフィールド）を選択するように構成される。同様に、第１のフィールドがボトムフィールドである場合、ビデオエンコーディング装置は、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されている時に、参照フレームＲの第２のフィールド（ボトムフィールド）を選択するように構成される。
【００４８】
第１のフィールドがトップフィールドであり、参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されているところでは、ビデオエンコーディング装置は、参照フレームＲの第２のフィールド（ボトムフィールド）を選択するように構成される。同様に、第１のフィールドがボトムフィールドであり、参照フレームが移動タイプのフレームとして表示されているところでは、ビデオエンコーディング装置は、参照フレームＲの第１のフィールド（トップフィールド）を選択するように構成される。
【００４９】
処理ユニット５３はさらに、前処理段階において、２つの隣接フレーム、すなわち２つの隣接フレームのトップフィールドと、２つの隣接フレームのボトムフィールドとの間の時間的近接性（又は動き）を測定し、現在のフレームと前のフレームとの間の時間的近接性が所定の閾値よりも低いか否かを判断する動作を行うように適合させることができる。そうであれば、処理ユニット５３はフレームを静止タイプのフレームとして表示するように適合される。そうでなければ、処理ユニット５３はフレームを移動タイプのフレームとして表示するように適合される。
【００５０】
一実施形態によれば、処理ユニット５３は、フレームのグループの動作の測定及び判断を行い、そのフレームのグループを静止タイプ又は移動タイプとして表示するように適合される。上記実施形態では、処理ユニットは、フレームのグループが静止タイプから移動タイプ、又はその逆に変化しているとの判断に応じて、第１の参照フィールドを使用することから第２の参照フィールドを使用することを切り替わるように適合される。
【００５１】
処理ユニットはさらに、Ｈ．２６４基準にしたがって、当業者に良く知られるように、ビットストリームでリオーダーメッセージをシグナリングするように適合される。
【００５２】
上記から分かるように、本発明の実施形態は２つの仮定に基づいている。まず一つは、フィールド間の時間的距離が最も短いフィールドに一対のフィールド間の最大リダンダンシーが存在するということである。参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されている場合、又はトップフィールドとボトムフィールドとの間に動きがない、又は動きがわずかである場合、ボトムフィールドの時間的距離の方が短いか、あるいはその逆であっても、トップフィールドが参照フィールドとしてより良い選択でありうる。これは、トップフィールドの方が質が良いためでありうる。例えば、Ｉ画像としてコーディングされたトップフィールドは、Ｐ画像としてコーディングされたボトムフィールドよりも質が良い可能性がある。
【００５３】
上記から分かるように、本発明の実施形態は、フレームを静止タイプ又は移動タイプとして表示する前処理段階を含む。次に参照フィールドを必要に応じて選択し、リオーダーメッセージをビットストリームでシグナリングする。
【００５４】
本発明の実施形態では、Ｐ画像については２つの参照フィールドが利用可能であり、Ｂ画像についてはリストごとに一つの参照フィールドが利用可能であることを仮定する。この構成は、動き推定及びサブペル微調整において等しい数の動作を行うものである。Ｐ画像に対して一つの参照フィールドのみが利用可能である場合、本発明の実施形態はＢ画像と同じ方法で動作する。
【００５５】
図６は、本発明の実施形態にしたがって行われる方法、具体的には一つしか参照できない場合のＢ画像又はＰ画像に対する選択手順を示す図である。
【００５６】
現在のコーディングフィールドをＸで示し、参照マスターフレームをＲで示す（６０１）。ステップ６０３では、（例えば、参照フレームＲが低（ＬＯ）として表示されているかを確認することによって）参照フレームＲが過去の参照フレーム又は未来の参照フレームに関連するものであるか否かが判断され、ＬＯで表示される参照フレームは、参照フレームが過去の参照フレームであることを示している。
【００５７】
ステップ６０３において参照フレームＲが（過去の参照フレームであることを示す）ＬＯであると判断された場合、ステップ６０５において次に、現在のコーディングフィールドＸがトップフィールドであるか否かが判断される。そうである場合、処理ステップは、参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されているかを判断するステップ６０９に移る。そうである場合、前のステップでトップフィールドであると判断された現在のコーディングフィールドＸのコーディングに使用するために参照フレームのトップフィールドがフェッチされる（ステップ６１３）。ステップ６０９では、参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されていない（つまり移動タイプのフレームである）と判断された場合、次に、前のステップでトップフィールドであると判断された現在のコーディングフィールドＸをコーディングするために参照フレームＲのボトムフィールドがフェッチされる（ステップ６１１）。
【００５８】
上記から分かるように、現在のコーディングフィールドがトップフィールドである場合、現在のコーディングフィールドＸ自体が参照フィールドであると表示されるか否かにかかわらず、上述したような選択プロセスが行われる。本方法のこの部分はしたがって、上述した実施形態に類似するものである。
【００５９】
しかしながら、図６の方法は、現在のコーディングフィールド自体が、（例えば、現在のコーディングフィールドが下記の図７において「Ｂ」として示すＢ画像であるか、又は下記の図７において「Ｂｒ」として示す参照Ｂ画像であるか否かに基づいて）参照フィールドとして表示されているか否かによって行うことができる異なる選択を処理することもでき、この場合、現在のコーディングフィールドのボトムフィールドは別々に扱わなければならない。例えば、ステップ６０５において現在のコーディングフィールドＸがトップフィールドではないと判断された場合、処理はステップ６０７に移り、ここで現在のコーディングフィールドＸ自体が参照フィールド（例：図７のＢｒ）として表示されたか否かが判断される。現在のコーディングフィールドＸが参照フィールドとして表示されていない場合、次に上記と同じように選択プロセスが行われる。つまり、処理は、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されているか否かが判断されるステップ６０９に移る。そうである場合、次に現在のコーディングフィールドＸをコーディングするのに使用される参照フレームのトップフィールドがフェッチされる（ステップ６１３）。ステップ６０９において、参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されていないと判断された場合、現在のコーディングフィールドＸとともにコーディングするために次に参照フレームＲのボトムフィールドがフェッチされる（ステップ６１１）。
【００６０】
しかしながら、ステップ６０７において現在のコーディングフィールドＸが参照フレームとして表示されていると判断された場合、処理は次にステップ６１３に移り、ここで現在のコーディングフィールドＸのボトムフィールドとともに処理されるために参照フレームＲのトップフィールドがフェッチされる。
【００６１】
この処理は図７に反映され、現在のコーディングフィールドがボトムフィールドであり、参照フィールド、例えば参照Ｂ画像フレーム２３のボトムフィールド２３２として表示されている場合、このボトムフィールドは参照フレーム２３のトップフィールド、すなわちトップフィールド２３１（点線２３ｘで示す）も参照することができることがわかる。フレーム２１及び２５のボトムフィールド２１２及び２５２にもそれぞれ同様のことが適用される。図７は、明確にするためにすべての可能な参照を示すものではない。
【００６２】
図６の方法は、参照フレームが「未来の」参照フレームである状況にも対応するものである。上記の状況では、処理ステップ６０３において、参照フレームがＬＯとして表示されていず、参照フレームが未来の参照フレームであることが暗示されると判断された場合、次に、コーディングすべき現在のフィールドがトップフィールド又はボトムフィールドであるか否かに関わらず、コーディングのために参照フレームＲからトップフィールドがフェッチされる（ステップ６１３）。
【００６３】
図８は、本発明の別の実施形態による方法を示す図である。
【００６４】
現在のコーディングフィールド（又は第１のフィールド）をＸで示し、参照マスターフレームをＲで示す（８０１）。ステップ８０３では、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されているかが判断される。そうである場合、処理はステップ８０５に移り、ここで、現在のコーディングフィールドＸがトップフィールドであるか否か（すなわち、第１のフィールドがトップフィールドであるか否か）が判断される。そうである場合、次に、現在のコーディングフィールドＸのトップフィールドのコーディングにおいて使用するために参照フレームのトップフィールドがフェッチされる（ステップ８１１）。ステップ８０５において、現在のコーディングフィールドＸがトップフィールド（すなわち、ボトムフィールド）でないと判断された場合、現在のコーディングフィールドＸのボトムフィールドとともにコーディングするために、ステップ８０９において参照フレームＲのボトムフィールドがフェッチされる。
【００６５】
ステップ８０３において、参照フレームＲが静止タイプのフレームとして表示されていない（例えば、移動タイプのフレームとしてはっきり又は暗に表示されていると判断された）場合、次に処理はステップ８１３に移る。ステップ８１３において、（例えば、参照フレームＲが低（ＬＯ）として表示されているかを確認することによって）参照フレームが過去の参照フレーム又は未来の参照フレームであるか否かが判断され、ＬＯとして表示される参照フレームは、参照フレームが過去の参照フレームであることを示している。
【００６６】
ステップ８１３において、参照フレームＲがＬＯである（過去の参照フレームであると示される）と判断された場合、次にステップ８１１において、（現在のコーディングフィールドがトップフィールドであるか、あるいはボトムフィールドあるかに関わらず）現在のコーディングフィールドＸとともに処理するために参照フレームからトップフィールドがフェッチされる。
【００６７】
このように、参照フレームが静止タイプのフレームとして表示されていない場合、次に本方法のこの部分は、参照フレームが未来の参照フレームであるか否かを判断するステップを含み、そうである場合、現在のフレームの第１のフィールドがトップフィールドであるか又はボトムフィールドであるかに関わらず、参照フレームのトップフィールドが選択される（ステップ８１１）ことがわかる。
【００６８】
ステップ８１３において、参照フレームがＬＯと表示され、過去の参照フレームであることを示すと判断された場合、次に処理はステップ８１５に移り、ここで現在のコーディングフィールドＸ（又は第１のフィールド）がトップフィールドであるか否かが判断される。そうである場合、処理はステップ８１９に移り、ここで参照フレームＲのトップフィールドが現在のコーディングフィールドＸのトップフィールドのコーディングに使用するためにフェッチされる。ステップ８１５において、現在のコーディングフィールドＸがトップフィールドではないと判断された場合、次に処理はステップ８１７に移り、ここで現在のコーディングフィールドＸ（又は第１のフィールド）自体が参照として表示されているかが判断される。そうである場合、参照フレームＲのトップフィールドがフェッチされる（ステップ８１１）。ステップ８１７において、現在のコーディングフィールドＸ（又は第１のフィールド）が参照として表示されていないと判断された場合、次に参照フレームＲのボトムフィールドがフェッチされる（ステップ８１９）。
【００６９】
上記から分かるように、参照フレームが静止タイプのフレームではない（すなわち移動タイプである）と表示された場合に、本方法は、ステップ８１３において、参照フレームが過去の参照フレームであるか否かを判断し、そうである場合、ステップ８１５において、現在のフレームの第１のフィールドＸがトップフィールドであるか否かを判断するステップを含み、
そうである場合、ステップ８１９において参照フレームのボトムフィールドを選択し、
そうでない場合、第１のフィールド自体が参照フレームとして表示されている場合、参照フレームのトップフィールドを選択し（ステップ８１７、８１１）、又は現在のフレームの第１のフィールドが参照フレームとして表示されていない場合、参照フレームのボトムフィールドを選択する（ステップ８１７、８１９）ステップを含む。
【００７０】
この処理は上述した図７に反映されており、この処理によって、どのように異なるフレームが互いに参照可能であるかが分かる。
【００７１】
当然ながら、コーディングプロセスで使用される参照フィールドの数を減らすことは、デコーダに不利な点を課すことなくビデオエンコーダの密度を上げるのに役立つ。デフォルトのＨ．２６４の参照フィールドの順序付けでは、最適なビデオコーディング効率が得られない。提案の本発明の実施形態により、エンコーダ側とデコーダ側のいずれにおいてもリソースの使用に不利な点を与えずにビデオ圧縮効率を改善することができる。
【００７２】
本発明の実施形態では、フレームは静止タイプのフレームか、移動タイプのフレームとして表示されていると説明したが、これらのうちの一つを暗に表示することが可能である。例えば、フレームが静止タイプのフレームではないとの判断はフレームが移動タイプのフレームであることを暗に仮定していると取ることができ、又は逆にフレームが移動タイプのフレームではないとの判断はフレームが静止タイプのフレームであることを暗に仮定していると取ることができる。
【００７３】
上記の実施形態は説明のためのものであり、本発明を限定するものではなく、当業者は添付の請求項の範囲を逸脱せずに多数の代替実施形態を設計することが可能である。「含む、備える」という単語は、請求項に記載されるもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではなく、「一つの」は、複数を除外するものではなく、単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に列挙される幾つかのユニットの機能を満たしうるものである。請求項のいずれの引用符号も、請求項の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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