(57)【要約】本発明は、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、動画を符号化する方法に関する。インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法によれば、マクロブロック・レベルでのフレーム・マクロブロックの参照ピクチャ・インデックスは、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序に従って参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスと上位インデックスをそれぞれトップ参照フィールドとボトム参照フィールドに割り振ることによって決定される。トップとボトムのフィールド・インデックスは、次式で与えられる。すなわち、トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス；ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１。
2006521071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、参照インデックスを設定する方法であって、
インタレース動画を、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する際に、
（ａ）ピクチャ（またはスライス）・レベルでフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスを決定することと、
（ｂ）フレーム単位の前記参照ピクチャ・インデックスに基づき、前記マクロブロックの符号化モードに従って、マクロブロック・レベルでの参照ピクチャ・インデックスを決定すること
を含む方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）において、参照ピクチャがすべてフレームの単位で考慮される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ａ）において、前記参照フレームを符号化の順序と逆の順序にソートし、前記ソートされた参照フレームに順次アクセスする間に、前記ソートされた各参照フレームにインデックス値を割り振ることによってＰフレームの参照ピクチャ・インデックスが決定される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ａ）において、Ｂフレームの参照ピクチャ・インデックスが、前記参照フレームの表示の順序に基づいて決定される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ａ）において、Ｂフレームの参照フレーム・リスト０の場合は、表示順序が前記Ｂフレームより前の参照フレームにインデックスを逆順に割り振り、残りのインデックスを、表示順序が前記Ｂフレームより後の参照フレームに表示順に割り振り、
Ｂフレームの参照フレーム・リスト１の場合は、表示順序が前記Ｂフレームより後の参照フレームにインデックスを表示順に割り振り、残りのインデックスを、表示順序が前記Ｂフレームより前の参照フレームに逆順で割り振る請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）において、フレーム単位の前記参照ピクチャ・インデックスに関してマクロブロック・ペアを符号化する間に、前記マクロブロックの前記符号化モードに従って前記参照ピクチャ・インデックスが決定される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｂ）において、前記フレーム・マクロブロックがフレーム単位の前記参照ピクチャ・インデックスを使用する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｂ）において、参照バッファに格納された前記参照フレームが、互いに反対のパリティを有するフィールド・ペアによって構成される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｂ）において、現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、前記参照ピクチャ・インデックスの順序で前記参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスを前記トップ参照フィールドに割り振り、上位インデックスを前記ボトム参照フィールドに割り振り、前記トップおよびボトム参照フィールド・インデックスが次式、
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
によって与えられる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ｂ）において、現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、前記参照ピクチャ・インデックスの順序で前記参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスを前記ボトム参照フィールドに割り振り、上位インデックスを前記トップ参照フィールドに割り振り、前記トップおよびボトム参照フィールド・インデックスが次式、
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
によって与えられる請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｂ）において、前記ピクチャ（またはスライス）・レベルの参照ピクチャ・インデックスの順序に従って前記参照フレームに順次アクセスする間に、前記現在のフィールドと同じパリティを有する前記参照フィールドから始め、前記現在のフィールドと異なるパリティを有する前記参照フィールドへの順に、１ずつ増やされたインデックスが各参照フィールドに交互に割り振られる請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ｂ）において、現在のフィールド・マクロブロックが前記トップ・フィールド・マクロブロックであるか前記ボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、前記参照ピクチャ・インデックスの順序で前記参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスを、時間的に現在のフィールドに近い参照フィールドに割り振り、上位インデックスを、時間的に現在のフィールドから遠い参照フィールドに割り振り、前記各参照フィールド・インデックスが次式、
現在のフィールドに近い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
現在のフィールドから遠い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
によって与えられる請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法であって、フレーム単位の前記参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定することによって、前記フレーム・マクロブロックの参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定され、フレーム単位の前記参照ピクチャ・インデックスが使用される方法。
【請求項１４】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法であって、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フレーム単位の前記参照ピクチャ・インデックスの順序に従って各参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスと上位インデックスをそれぞれトップ参照フィールドおよびボトム参照フィールドに割り振ることによって、前記フレーム・マクロブロックの前記参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定され、前記トップおよびボトム参照フィールド・インデックスが次式、
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
によって与えられる方法。
【請求項１５】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法であって、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序に従って前記参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスと上位インデックスをそれぞれボトム参照フィールドおよびトップ参照フィールドに割り振ることによって前記フレーム・マクロブロックの前記参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定され、前記トップおよびボトム参照フィールド・インデックスが次式、
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
によって与えられる方法。
【請求項１６】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法であって、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フィールド・マクロブロックのフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序に従って参照フレームに順次アクセスする間に、現在のフィールドと同じパリティを有する参照フィールドから始め、前記現在のフィールドと異なるパリティを有する参照フィールドへの順に、１ずつ増やしたインデックスを各参照フィールドに交互に割り振ることによって、前記フレーム・マクロブロックの前記参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定される方法。
【請求項１７】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法であって、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序で参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスを、時間的に現在のフィールドに近い参照フィールドに割り振り、上位インデックスを、時間的に現在のフィールドから遠い参照フィールドに割り振ることによって、前記フレーム・マクロブロックの前記参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定され、前記参照フィールドの前記インデックスが次式、
現在のフィールドに近い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
現在のフィールドから遠い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
によって与えられる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動画を符号化する方法に関し、より詳細には、複数の参照画像を使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画符号化システムにおいては、動きベクトル情報を使用して動きを補償する。複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムの場合は、動き補償のために、参照ピクチャ・インデックス情報と動きベクトル情報が必要になる。参照ピクチャ・インデックスは、複数の参照ピクチャを互いに区別するために使用される値である。符号器は、参照ピクチャ・インデックスを復号器に送信し、復号器は参照ピクチャ・インデックスによって指示された参照ピクチャを用いて動き補償を実施する。
【０００３】
一般に、走査方法は、プログレッシブ走査とインタレース走査のいずれかに分類される。プログレッシブ走査の場合は、同一の時間にサンプルされたデータで１フレームの画像が構成される。インタレース走査の場合は、異なる時間にサンプルされたデータで１フレームの画像が構成され、サンプルは１ラインおきに交互に繰り返される。
【０００４】
インタレース画像のフレームは、トップ・フィールドとボトム・フィールドに分けられる。インタレース走査では、１つのフレームは２つのフィールド画像に分けられる。本明細書では、画像はピクチャの単位を基にして処理される。フレームまたはフィールドをピクチャに割り振ることができる。
【０００５】
インタレース動画に対する３つの符号化方法が提案されている。第１の符号化方法は、フィールド・ピクチャ符号化方法であり、この方法では、ピクチャまたはスライスのレベルで各フィールドを個別のピクチャと考えて符号化処理を実施する。第２の符号化方法は、フレーム・ピクチャ符号化方法であり、この方法では、ピクチャまたはスライスのレベルで２つのフィールドを１つのフレームに一体化した後で符号化処理を実施する。第３の符号化方法は、フレーム／フィールド・マクロブロックを用いたフレーム・ピクチャ符号化方法であり、この方法では、２つのフィールドを１つのフレームに一体化し、マクロブロック・レベルでフレーム・モードまたはフィールド・モードを選択することによって符号化処理を実施する。
【０００６】
第３の符号化方法では、垂直方向に隣接する２つのマクロブロックが１つのペアに一体化され、符号化はマクロブロック・ペア単位で実施される。図１において、マクロブロック・ペアに割り当てられた各番号は、マクロブロックを互いに区別するために使用されるマクロブロック・アドレスを表す。
【０００７】
本明細書では、フレーム・マクロブロックとは、マクロブロック・ペアの上下のマクロブロックにおいて、フレーム単位で符号化されるマクロブロックのことである。言い換えれば、各マクロブロックは、２つのフィールドが１つのフレームに一体化された後で、フレームの単位で符号化される。
【０００８】
一方、フィールド・マクロブロックとは、マクロブロック・ペアの上下のマクロブロックにおいて、フィールドの単位で符号化されたマクロブロックのことである。マクロブロック・ペアは、トップとボトムのフィールド・コンポーネントに分けられ、各フィールドが個別に符号化される。このとき、各マクロブロック・ペアは、上下のマクロブロックが、それぞれトップ・フィールド・コンポーネントとボトム・フィールド・コンポーネントだけを含むように再配置される。上側のマクロブロックはトップ・フィールド・マクロブロックと呼ばれ、下側のマクロブロックは、ボトム・フィールド・マクロブロックと呼ばれる。
【０００９】
複数の参照ピクチャを格納するための参照バッファはフレームの単位で構成される。フレーム・ピクチャの符号化では、参照ピクチャはすべて、２つのフィールドが１つのフレームに一体化されたフレームの単位で考慮され、参照フレーム・ピクチャ間の１つのピクチャが動き補償用に使用される。したがって、各数値は、フレームの単位で各参照ピクチャ・インデックスに割り振られる。
【００１０】
Ｐフレームの参照ピクチャ・インデックスは、すべての参照フレームを符号化順序と逆の順序にソートし、次いでソートされた参照フレームに対して１ずつ増やしたインデックスを順次割り振ることによって得られる。Ｂフレームの参照ピクチャ・インデックスは、リスト０とリスト１に分類され、その参照フレームの表示の順序に基づいて決定される。
【００１１】
最初に、参照フレーム・リスト０の場合は、表示順序がＢフレームの後になる参照フレームに対して逆順にインデックスが割り振られ、次いで、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームの前になる参照フレームに対して表示順に割り振られる。参照フレーム・リスト１の場合は、参照フレーム・リスト０とは対照的に、表示順序がＢフレームの前になる参照フレームに対して表示順にインデックスが割り振られ、次いで、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームの後になる参照フレームに対して逆順に割り振られる。図２は、参照バッファのサイズが５のときの、Ｐフレームに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。図３は、Ｂフレームに対する参照ピクチャ・インデックスのリスト０とリスト１を示す。
【００１２】
フィールド・ピクチャ符号化では、すべての参照ピクチャのフィールドは個別のピクチャとして考慮され、その参照フィールド・ピクチャの１つが動き補償に使用される。したがって、各数値は、フィールドの単位で各参照ピクチャ・インデックスに割り振られる。このとき、各参照フィールドはフレームの単位で一体化され、次いで、Ｐフレームの各フィールドの参照ピクチャ・インデックスが、フレームの符号化の順序とは逆の順序にソートされる。次に、ソートされた参照フレームに順次アクセスする間に、１ずつ増やされたインデックス値が、現在のピクチャと同じパリティを有する参照フィールドから始まり、現在のピクチャと異なるパリティを有する参照フィールドへの順に交互に割り振られる。
【００１３】
さらに、Ｂフレームの各フィールドに対する参照ピクチャ・インデックス・リスト０と１の場合には、すべての参照フィールドがフレームの単位で一体化され、次いで、Ｂフレームの参照フレーム・インデックスを決定した方法と同じ方法で参照フレームがソートされる。その後で、ソートされた参照フレームに順次アクセスする間に、１ずつ増やされたインデックス値が、現在のピクチャと同じパリティを有する参照フィールドから始まり、現在のピクチャと異なるパリティを有する参照フィールドへの順に交互に割り振られる。
【００１４】
図４は、参照バッファのサイズが５のときの、Ｐフレームのトップおよびボトム・フィールドの参照ピクチャ・インデックスを示す。図５は、参照として使用できるＢフレームのトップおよびボトム・フィールドの参照ピクチャ・インデックス・リスト０と１を示す。
【００１５】
符号化効率を向上させるために複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムでは、ピクチャまたはスライスを復号する前に参照ピクチャ・インデックスを並べ替える機能が設けられる。この機能は、フレーム・ピクチャとフィールド・ピクチャに対する初期参照ピクチャ・インデックスを決定した後で、符号化効率を高めるために参照ピクチャ・インデックスを任意に並べ替えるものである。図６は、Ｐフレームの初期参照ピクチャ・インデックスを決定し、上記の方法に従って、インデックスを任意に並べ替えた結果を示す。
【００１６】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおいて、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化するときには、フレーム・マクロブロックに対するすべての参照ピクチャはフレーム単位で考慮され、その参照フレーム・ピクチャの１つを動き補償に使用する必要がある。また、フィールド・マクロブロックに対するすべての参照ピクチャのフィールドは、個別のピクチャとして考慮され、その参照フィールド・ピクチャの１つを動き補償に使用する必要がある。
【００１７】
したがって、マクロブロック・レベルでフレーム／フィールド符号化モードを選択するフレーム・ピクチャ符号化においては、各マクロブロックの符号化モードに従って、参照ピクチャ・インデックスにフレーム単位またはフィールド単位で数値を割り振る必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明は、動画を符号化する方法に関するものであり、関連する技術の限界と欠点に起因する１つまたは複数の問題を大幅に取り除く方法に関するものである。
【００１９】
本発明の目的は、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおいて、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する際に、マクロブロックの符号化モードに従って参照ピクチャ・インデックスを様々に決定することによって、動き補償に使用される参照ピクチャ情報を効率よく提供する動画符号化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の追加の特徴および利点については、以下の説明で述べるが、ある部分は、本発明についての説明から明らかになるはずであり、またある部分は、本発明を実施することにより理解できるはずである。本発明の諸目的および他の利点は、本明細書および特許請求の範囲ならびに添付の図面に詳細に指示した構造によって理解され、達成されるであろう。
【００２１】
具体化され概説された本発明の目的に従ってこれらおよび他の利点を達成するために、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおいて動画を符号化する方法、あるいはインタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する際に、参照インデックスを設定する方法が提供される。この方法は、（ａ）ピクチャ（またはスライス）レベルでフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスを決定すること、および（ｂ）フレーム単位のその参照ピクチャ・インデックスに基づき、マクロブロックの符号化モードに従って、参照ピクチャ・インデックスをマクロブロック・レベルで決定することを含む。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画を、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法が提供される。この実施態様では、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定することによって、フレーム・マクロブロックの参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定され、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスが使用される。
【００２３】
本発明の他の実施態様によれば、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画を、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法が提供される。この実施態様では、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序に従って参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスと上位インデックスをそれぞれトップ参照フィールドとボトム参照フィールドに割り振ることによって、フレーム・マクロブロックの参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定される。トップおよびボトム・フィールド・インデックスは、次式で与えられる。
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
【００２４】
本発明の他の実施態様によれば、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画を、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法が提供される。この実施態様においては、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序に従って参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスと上位インデックスをそれぞれボトム参照フィールドとトップ参照フィールドに割り振ることによって、フレーム・マクロブロックの参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定される。トップおよびボトム・フィールド・インデックスは、次式で与えられる。
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
【００２５】
本発明の他の実施態様によれば、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画を、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法が提供される。この実施態様では、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フィールド・マクロブロックにおけるフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序に従って順次参照フレームにアクセスする間に、現在のフィールドと同じパリティを有する参照フィールドから始まり、現在のフィールドと異なるパリティを有する参照フィールドへの順に、１ずつ増やしたインデックスを各参照フィールドに交互に割り振ることによって、フレーム・マクロブロックの参照ピクチャ・インデックスがマクロブロック・レベルで決定される。
【００２６】
本発明の他の実施態様によれば、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおける、インタレース動画を、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する方法が提供される。この実施態様では、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスをピクチャ（またはスライス）・レベルで決定し、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスの順序に従って参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスを、時間的に現在のフィールドに近い参照フィールドに割り振り、上位インデックスを、時間的に現在のフレームから離れた参照フィールドに割り振ることによって、フレーム・マクロブロックの参照ピクチャ・インデックスがマクロブロックのレベルで決定される。参照フィールドのインデックスは次式で与えられる。
現在のフィールドに近い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
現在のフィールドから遠い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の理解をさらに深めるために本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の諸実施態様を例示し、本明細書の記述とともに本発明の原理を説明するためのものである。
【００２８】
以下では、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００２９】
インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化するとき、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムでは、フレーム・マクロブロック単位のフレーム符号化のために、参照フレームを用いて動き補償を実施しなければならない。言い換えると、すべての参照ピクチャをフレーム単位で考慮しなければならない。しかし、動画符号化システムでは、フィールド・マクロブロック単位のフィールド符号化のために、参照フィールドを用いて動き補償を実施しなければならない。言い換えると、すべての参照ピクチャをフィールド単位で考慮しなければならない。
【００３０】
したがって、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャは、マクロブロック・レベルで異なる構造を有するインデックスを使用しなければならない。例えば、フレーム・マクロブロックではフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスを使用し、フィールド・マクロブロックではフィールド単位の参照ピクチャ・インデックスを使用する。参照ピクチャ・インデックスがピクチャ・レベルまたはスライス・レベルでは並べ替え可能であることを考慮されたい。
【００３１】
したがって、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャは、ピクチャ・レベルまたはスライス・レベルでフレーム単位の参照ピクチャを考慮し、フレーム単位の並べ替えられた参照ピクチャ・インデックスを有している必要がある。参照ピクチャ・インデックスは、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスに基づき、マクロブロックの符号化モードに従ってマクロブロック・レベルで決定する必要がある。
【００３２】
本発明は、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャの参照ピクチャ・インデックスを決定する方法を提供する。この方法は、ピクチャ（またはスライス）・レベルで参照ピクチャ・インデックスを決定するプロセスと、マクロブロック・レベルで参照ピクチャ・インデックスを決定するプロセスを含む。
【００３３】
［１］ピクチャ（またはスライス）・レベルでの参照ピクチャ・インデックスの決定
参照ピクチャはすべて、ピクチャまたはスライス・レベルでのフレーム単位で考慮され、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスが計算される。
【００３４】
Ｐフレームの参照ピクチャ・インデックスを決定する方法では、参照フレームは符号化の順と逆の順にソートされ、ソートされた参照フレームに順次アクセスする間に各インデックスが割り振られる。
【００３５】
Ｂフレームの参照ピクチャ・インデックスは、参照フレームの表示順序に基づいて決定される。最初に、参照フレーム・リスト０の場合は、表示順序がＢフレームの後になる参照フレームに対して、インデックスが逆の順序に割り振られ、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームの前になる参照フレームに対して表示順に割り振られる。
【００３６】
参照フレーム・リスト１の場合は、参照フレーム・リスト０とは対照的に、表示順序がＢフレームより後になる参照フレームに対して、インデックスが表示順に割り振られ、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームより前になる参照フレームに対して、逆の順序で割り振られる。符号化効率を向上させるために参照ピクチャ・インデックスが並べ替えられるときは、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスが並べ替えられる。
【００３７】
［２］マクロブロック・レベルでの参照ピクチャ・インデックスの決定
参照ピクチャ・インデックスは、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られたフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスに関してマクロブロック・ペアの単位で符号化を実施する間に、マクロブロックの符号化モードに従って修正される。このプロセスについては、以下で説明する。
【００３８】
［２．１］フレーム・マクロブロックの場合
フレーム・マクロブロックについては、参照フレームを用いて動き補償を実施しなければならないので、参照ピクチャ・インデックスはフレーム単位でなければならない。したがって、ピクチャ（または、スライス）・レベルで得られた、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスが使用される。
【００３９】
参照バッファに格納される参照フレームは、互いに逆のパリティを有するフィールド・ペアで構成しなければならない。図７は、参照バッファのサイズが５のときの、ＰフレームとＢフレームのフレーム・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４０】
［２．２］フィールド・マクロブロックの場合
フィールド・マクロブロックについては、参照フィールドを用いて動き補償を実施しなければならないので、参照ピクチャ・インデックスはフィールド単位でなければならない。この場合、参照バッファには、互いに逆のパリティを有するフィールド・ペアが存在する。したがって、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られた、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスに従って参照フレームに順次アクセスする間に、各参照フレームを２つのフィールドに分割する。次に、参照ピクチャ・インデックスが、新しく各フィールドに割り振られる。各参照フレームの２つのフィールドに対する参照ピクチャ・インデックスは、様々な方法で割り振られる（ケース１から４）。
【００４１】
（ケース１）
現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られた参照ピクチャ・インデックスの順に参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスをトップ参照フィールドに割り振り、上位インデックスをボトム参照フィールドに割り振る。
【００４２】
言い換えると、トップおよびボトム参照フィールド・インデックスは次式で与えることができる。
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
【００４３】
図８は、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４４】
（ケース２）
現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られた参照ピクチャ・インデックスの順番に参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスをボトム参照フィールドに割り振り、上位インデックスをトップ参照フィールドに割り振る。
【００４５】
言い換えると、トップおよびボトム参照フィールド・インデックスは次式で与えることができる。
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
【００４６】
図９は、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４７】
（ケース３）
ピクチャ（またはスライス）・レベルでの参照ピクチャ・インデックスの順序に従って参照フレームに順次アクセスする間に、現在のフィールドと同じパリティを有する参照フィールドから始まり、現在のフィールドと異なるパリティを有する参照フィールドへの順で、１ずつ増やされたインデックスが各参照フィールドに交互に割り振られる。図１０と１１は、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４８】
（ケース４）
現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、ピクチャ（またはスライス）・レベルの参照ピクチャ・インデックスの順に参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスを、時間的に現在のフィールドに近い参照フィールドに割り振り、上位インデックスを、時間的に現在のフレームから遠い参照フィールドに割り振る。
【００４９】
言い換えると、参照フィールド・インデックスは次式で与えることができる。
現在のフィールドに近い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
現在のフィールドから遠い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
【００５０】
図１２には、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスが示される。
【００５１】
本明細書では、好ましい実施態様に絡めて本発明を説明し例示してきたが、これらの実施態様について、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、様々な修正および変形がなし得ることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の修正形態および変形形態ならびにその均等物を包括することが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の動画符号化法によれば、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムで、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する際に、本動画符号化システムは、マクロブロックの符号化モードに従って参照ピクチャ・インデックスを様々に決定することによって、動き補償に使用される参照ピクチャ情報を効率的に提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一般的なフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャにおけるマクロブロック・ペアを示す図である。
【図２】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｐフレーム符号化についての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図３】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｂフレーム符号化についての参照ピクチャ・インデックス・リスト０と１を示す図である。
【図４】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｐフレームのトップおよびボトム・フィールド符号化についての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図５】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｂフレームのトップおよびボトム・フィールドの符号化についての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図６】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｐフレームの符号化についての並べ替えられた参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図７】本発明による動画符号化システムにおける、フレーム・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図８】本発明による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース１）。
【図９】本発明による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース２）。
【図１０】本発明による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース３）。
【図１１】本発明による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース３）。
【図１２】本発明による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース４）。
【図１】
2006521071.tif 000003
【図２】
2006521071.tif 000004
【図３】
2006521071.tif 000005
【図４】
2006521071.tif 000006
【図５】
2006521071.tif 000007
【図６】
2006521071.tif 000008
【図７】
2006521071.tif 000009
【図８】
2006521071.tif 000010
【図９】
2006521071.tif 000011
【図１０】
2006521071.tif 000012
【図１１】
2006521071.tif 000013
【図１２】
2006521071.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月27日(2005.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールド・マクロブロックを処理するための参照ピクチャを選択する方法であって、
フィールド・マクロブロックを処理するための少なくとも１つの参照ピクチャを、参照ピクチャ・インデックス情報を使用して少なくとも１つの参照ピクチャ・リストから選択することを含み、各選択された少なくとも１つの参照ピクチャがフィールドである方法。
【請求項２】
前記選択された少なくとも１つの参照ピクチャを使用して、前記フィールド・マクロブロックを処理することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記参照フィールドが、トップ・フィールドかボトム・フィールドのいずれか一方である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを形成することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記形成ステップが、
前記少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを初期化すること、および
前記少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを並べ替えること
を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
各選択された少なくとも１つの参照ピクチャが参照フレームのフィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが前記フィールド・マクロブロックと同一のフィールド・パリティを有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが前記フィールド・マクロブロックと異なるフィールド・パリティを有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが前記フィールド・マクロブロックと異なるフィールド・パリティを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがトップ・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがトップ・フィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがボトム・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがボトム・フィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがトップ・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがボトム・フィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがボトム・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがトップ・フィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
フィールド・マクロブロックを処理するための参照ピクチャを選択する方法であって、
フィールドを処理するための少なくとも１つの参照ピクチャを、参照ピクチャ・インデックス情報を使用して少なくとも１つの参照ピクチャ・リストから選択することを含み、各選択された少なくとも１つの参照ピクチャがフィールドであり、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドのパリティが、前記フィールド・マクロブロックの前記パリティと前記参照ピクチャ・インデックス情報に基づいて決まる方法。
【請求項１５】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号の場合は、前期選択された少なくとも１つの参照フィールドが、前記フィールド・マクロブロックと同一のフィールド・パリティを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが、前記フィールド・マクロブロックと異なるフィールド・パリティを有する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが、前記フィールド・マクロブロックと異なるフィールド・パリティを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがトップ・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがトップ・フィールドである請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがボトム・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがボトム・フィールドである請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがトップ・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがボトム・フィールドである請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがボトム・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがトップ・フィールドである請求項１４に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画の符号化（coding）およびコード化（encoding）に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画符号化システムは、動きベクトル情報を使用して動きを補償する。複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムでは、動き補償のために参照ピクチャ・インデックス情報と動きベクトル情報が必要になる。参照ピクチャ・インデックスは、複数の参照ピクチャを互いに区別するために使用される値である。符号器は、参照ピクチャ・インデックスを復号器に送信する。復号器は、参照ピクチャ・インデックスによって指示された参照ピクチャを選択し、その選択された参照ピクチャを使用して動き補償を実施する。
【０００３】
一般に、画像の走査方法は、プログレッシブ走査とインタレース走査のどちらかに分類される。プログレッシブ走査の場合は、１フレームの画像が、同時にサンプルされたデータで構成される。インタレース走査の場合は、１フレームの画像は、それぞれ別の時間にサンプルされたデータで構成され、サンプルは１ラインおきに交互に繰り返される。
【０００４】
インタレース画像の１フレームは、一般にトップ・フィールドとボトム・フィールドと呼ばれる２つのフィールドに分けられる。インタレース走査では、１つのフレームは２つのフィールド画像に分けられる。この明細書では、画像はピクチャの単位に基づいて処理される。フレームまたはフィールドをピクチャとして言及する。
【０００５】
インタレース動画に対する３つの符号化方法が提案されている。第１の符号化方法は、フィールド・ピクチャ符号化方法であり、この方法では、ピクチャまたはスライスのレベルで各フィールドを個別のピクチャと考えて符号化処理を実施する。第２の符号化方法は、フレーム・ピクチャ符号化方法であり、この方法では、ピクチャまたはスライスのレベルで２つのフィールドを１つのフレームに一体化した後で符号化処理を実施する。第３の符号化方法は、フレーム／フィールド・マクロブロックを用いたフレーム・ピクチャ符号化方法であり、この方法では、２つのフィールドを１つのフレームに一体化し、マクロブロック・レベルでフレーム・モードまたはフィールド・モードを選択することによって符号化処理を実施する。
【０００６】
第３の符号化方法では、垂直方向に隣接する２つのマクロブロックが１つのペアに一体化され、符号化はマクロブロック・ペア単位で実施される。図１において、マクロブロック・ペアに割り当てられた各番号は、マクロブロックを互いに区別するために使用されるマクロブロック・アドレスを表す。
【０００７】
本明細書では、フレーム・マクロブロックとは、マクロブロック・ペアの上下のマクロブロックにおいて、フレームの単位で符号化されるマクロブロックのことである。言い換えれば、各マクロブロックは、２つのフィールドが１つのフレームに一体化された後で、フレームの単位で符号化される。
【０００８】
一方、フィールド・マクロブロックとは、マクロブロック・ペアの上下のマクロブロックにおいて、フィールドの単位で符号化されたマクロブロックのことである。マクロブロック・ペアは、トップおよびボトムのフィールド・コンポーネントに分けられ、各フィールドが個別に符号化される。このとき、各マクロブロック・ペアは、上下のマクロブロックが、それぞれトップ・フィールド・コンポーネントとボトム・フィールド・コンポーネントだけを含むように再配置される。上側のマクロブロックはトップ・フィールド・マクロブロックと呼ばれ、下側のマクロブロックは、ボトム・フィールド・マクロブロックと呼ばれる。
【０００９】
複数の参照ピクチャを格納するための参照バッファはフレームの単位で構成される。フレーム・ピクチャの符号化では、参照ピクチャはすべて、２つのフィールドが１つのフレームに一体化されたフレームの単位で考慮され、参照フレーム・ピクチャ間の１つのピクチャが動き補償用に使用される。したがって、各数値は、フレームの単位で各参照ピクチャ・インデックスに割り振られる。
【００１０】
Ｐフレームの参照ピクチャ・インデックスは、すべての参照フレームを符号化順序と逆の順序にソートし、次いでソートされた参照フレームに対して１ずつ増やしたインデックスを順次割り振ることによって得られる。Ｂフレームの参照ピクチャ・インデックスは、リスト０とリスト１に分類され、その参照フレームの表示の順序に基づいて決定される。
【００１１】
最初に、参照フレーム・リスト０の場合は、表示順序がＢフレームの後になる参照フレームに対して逆順にインデックスが割り振られ、次いで、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームの前になる参照フレームに対して表示順に割り振られる。参照フレーム・リスト１の場合は、参照フレーム・リスト０とは対照的に、表示順序がＢフレームの前になる参照フレームに対して表示順にインデックスが割り振られ、次いで、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームの後になる参照フレームに対して逆順に割り振られる。図２は、参照バッファのサイズが５のときの、Ｐフレームに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。図３は、Ｂフレームに対する参照ピクチャ・インデックスのリスト０とリスト１を示す。
【００１２】
フィールド・ピクチャ符号化では、すべての参照ピクチャのフィールドは個別のピクチャとして考慮され、その参照フィールド・ピクチャの１つが動き補償に使用される。したがって、各数値は、フィールドの単位で各参照ピクチャ・インデックスに割り振られる。このとき、各参照フィールドはフレームの単位で一体化され、次いで、Ｐフレームの各フィールドの参照ピクチャ・インデックスが、フレームの符号化の順序とは逆の順序にソートされる。次に、ソートされた参照フレームに順次アクセスする間に、１ずつ増やされたインデックス値が、現在のピクチャと同じパリティを有する参照フィールドから始まり、現在のピクチャと異なるパリティを有する参照フィールドへの順に交互に割り振られる。
【００１３】
さらに、Ｂフレームの各フィールドに対する参照ピクチャ・インデックス・リスト０と１の場合には、すべての参照フィールドがフレームの単位で一体化され、次いで、Ｂフレームの参照フレーム・インデックスを決定した方法と同じ方法で参照フレームがソートされる。その後で、ソートされた参照フレームに順次アクセスする間に、１ずつ増やされたインデックス値が、現在のピクチャと同じパリティを有する参照フィールドから始まり、現在のピクチャと異なるパリティを有する参照フィールドへの順に交互に割り振られる。
【００１４】
図４は、参照バッファのサイズが５のときの、Ｐフレームのトップおよびボトム・フィールドの参照ピクチャ・インデックスを示す。図５は、参照として使用できるＢフレームのトップおよびボトム・フィールドの参照ピクチャ・インデックス・リスト０と１を示す。
【００１５】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムでは、符号化効率を向上させるために、ピクチャまたはスライスを復号する前に参照ピクチャ・インデックスを並べ替える機能が設けられる。フレーム・ピクチャとフィールド・ピクチャについての初期参照ピクチャ・インデックスを決定した後で、参照ピクチャ・インデックスを任意に並べ替えて符号化効率を高めることができる。図６は、Ｐフレームの初期参照ピクチャ・インデックスを決定し、上記の方法に従って、インデックスを任意に並べ替えた結果を示す。
【００１６】
複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおいて、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化するときには、フレーム・マクロブロックに対するすべての参照ピクチャはフレーム単位で考慮され、その参照フレーム・ピクチャの１つを動き補償に使用する必要がある。また、フィールド・マクロブロックに対するすべての参照ピクチャは、個別のピクチャとして考慮され、その参照フィールド・ピクチャの１つを動き補償に使用する必要がある。
【００１７】
したがって、マクロブロック・レベルでフレーム／フィールド符号化モードを選択するフレーム・ピクチャ符号化においては、各マクロブロックの符号化モードに従って、参照ピクチャ・インデックスにフレーム単位またはフィールド単位で数値を割り振る必要がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一実施態様は、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムにおいて、インタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャによって符号化する際に、マクロブロックの符号化モードに従って参照ピクチャ・インデックスを様々に決定することによって、動き補償に使用される参照ピクチャ情報を提供する。
【００１９】
一実施態様では、フィールド・マクロブロックを処理するための参照ピクチャを選択する方法は、フィールド・マクロブロックを処理するための少なくとも１つの参照ピクチャを、参照ピクチャ・インデックス情報を使用して少なくとも１つの参照ピクチャ・リストから選択することを含む。この場合、各選択された少なくとも１つの参照ピクチャはフィールドである。例えば、参照フィールドはトップ・フィールドであってもボトル・フィールドであっても良い。
【００２０】
他の実施態様では、本方法はさらに、選択された少なくとも１つの参照ピクチャを使用してフィールド・マクロブロックを処理することを含むことができる。
【００２１】
他の実施態様では、本方法は、少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを形成することを含む。例えば、この形成ステップは、少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを初期化し、少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを並べ替えることを含む。
【００２２】
他の実施態様では、参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号の場合は、選択された少なくとも１つの参照フィールドは、フィールド・マクロブロックと同一のフィールド・パリティを有する。
【００２３】
さらに他の実施態様では、参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号の場合は、選択された少なくとも１つの参照フィールドは、フィールド・マクロブロックと異なるフィールド・パリティを有する。
【００２４】
一実施態様では、フィールド・マクロブロックを処理するための参照ピクチャを選択する方法が、フィールド・マクロブロックを処理するための少なくとも１つの参照ピクチャを、参照ピクチャ・インデックス情報を使用して少なくとも１つの参照ピクチャ・リストから選択することを含む。この場合、各選択された少なくとも１つの参照ピクチャはフィールドであり、選択された少なくとも１つの参照フィールドのパリティは、フィールド・マクロブロックのパリティと参照ピクチャ・インデックス情報に基づいて決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の理解をさらに深めるために本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の諸実施形態を例示し、本明細書の記述とともに本発明の原理を説明するためのものである。
【００２６】
以下では、添付の図面を参照しながら、本発明の例示的な諸実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
先に述べたように、動画符号化システムは、動きベクトル情報を使用して動きを補償する。複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムでは、参照ピクチャ・インデックス情報と動きベクトル情報を使用して動きを補償する。参照ピクチャ・インデックスは、複数の参照ピクチャを互いに区別するために使用される値である。符号器は、参照ピクチャ・インデックスを復号器に送信する。復号器は、参照ピクチャ・インデックスによって指示された参照ピクチャを選択し、その選択された参照ピクチャを使用して動き補償を実施する。
【００２８】
インタレース動画が、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化される際に、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムは、フレーム・マクロブロックでのフレーム符号化のために、参照フレームを用いて動き補償を実施する。言い換えると、参照ピクチャを、フレーム単位として考慮することになる。しかし、この動画符号化システムは、フィールド・マクロブロックでのフィールド符号化のために、参照フィールドを用いて動き補償を実施する。言い換えると、参照ピクチャをフィールド単位として考慮することになる。
【００２９】
したがって、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャは、マクロブロック・レベルで異なる構造を有するインデックスを使用することになる。例えば、フレーム・マクロブロックはフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスを使用し、フィールド・マクロブロックはフィールド単位の参照ピクチャ・インデックスを使用する。参照ピクチャ・インデックスがピクチャ・レベルまたはスライス・レベルで並べ替え可能であることを考慮されたい。
【００３０】
したがって、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャは、ピクチャ・レベルまたスライス・レベルでフレーム単位の参照ピクチャを考慮し、フレーム単位の並べ替えられた参照ピクチャ・インデックスを有することが必要になる。参照ピクチャ・インデックスが、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスに基づき、マクロブロックの符号化モードに従ってマクロブロック・レベルで決定される。
【００３１】
本発明は、フレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャにおいて、参照ピクチャ・インデックスを決定する方法の一実施形態を提供する。この方法は、ピクチャ（またはスライス）・レベルで参照ピクチャ・インデックスを決定するプロセスと、マクロブロック・レベルで参照ピクチャ・インデックスを決定するプロセスを含む。
【００３２】
［１］ピクチャ（またはスライス）・レベルでの参照ピクチャ・インデックスの決定（または初期化）
参照ピクチャは、ピクチャ・レベルまたｈスライス・レベルでのフレーム単位で考慮することができ、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスが計算される。
【００３３】
Ｐフレームの参照ピクチャ・インデックスを決定する方法では、参照フレームは符号化の順と逆の順にソートされ、ソートされた参照フレームに順次アクセスする間に各インデックスが割り振られる。
【００３４】
Ｂフレームの参照ピクチャ・インデックスは、参照フレームの表示順序に基づいて決定される。最初に、参照フレーム・リスト０の場合は、表示順序がＢフレームの後になる参照フレームに対して、インデックスが逆の順序に割り振られ、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームの前になる参照フレームに対して表示順に割り振られる。
【００３５】
参照フレーム・リスト１の場合は、参照フレーム・リスト０とは対照的に、表示順序がＢフレームより後になる参照フレームに対して、インデックスが表示順に割り振られ、残りのインデックスが、表示順序がＢフレームより前になる参照フレームに対して、逆の順序で割り振られる。
【００３６】
以下で説明するこれらおよび他の実施形態において、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムは、符号化効率を向上させるために、ピクチャまたはスライスを復号する前に参照ピクチャ・インデックスを並べ替える機能を提供する。フレーム・ピクチャとフィールド・ピクチャの初期参照ピクチャ・インデックスを決定した後で、参照ピクチャ・インデックスを任意に並べ替えて符号化効率を高めることができる。符号化効率を高めるために参照ピクチャ・インデックスを並べ替える際に、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスを並べ替えることができる。
【００３７】
［２］マクロブロック・レベルでの参照ピクチャ・インデックスの決定（または並べ替え）
参照ピクチャ・インデックスは、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られたフレーム単位の参照ピクチャ・インデックスに関してマクロブロック・ペアの単位で符号化を実施する間に、マクロブロックの符号化モードに従って修正される。このプロセスについては、以下で説明する。
【００３８】
［２．１］フレーム・マクロブロックの場合
フレーム・マクロブロックについては、参照フレームを用いて動き補償を実施することができるので、参照ピクチャ・インデックスをフレーム単位とすることができる。したがって、ピクチャ（または、スライス）・レベルで得られた、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスが使用される。
【００３９】
参照バッファに格納される参照フレームは、互いに逆のパリティ（例えば、トップとボトム）を有するフィールド・ペアで構成することができる。図７は、参照バッファのサイズが５のときの、ＰフレームとＢフレームのフレーム・マクロブロックについての参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４０】
［２．２］フィールド・マクロブロックの場合
フィールド・マクロブロックについては、参照フィールドを用いて動き補償を実施することができるので、参照ピクチャ・インデックスはフィールド単位とすることができる。この場合、参照バッファには、互いに逆のパリティを有するフィールド・ペアが存在する。したがって、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られた、フレーム単位の参照ピクチャ・インデックスに従って参照フレームに順次アクセスする間に、各参照フレームを２つのフィールドに分割する。次に、参照ピクチャ・インデックスが、新しく各フィールドに割り振られる。各参照フレームの２つのフィールドに対する参照ピクチャ・インデックスは、様々な方法で割り振られる（ケース１から４）。
【００４１】
（ケース１）
現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られた参照ピクチャ・インデックスの順に参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスをトップ参照フィールドに割り振り、上位インデックスをボトム参照フィールドに割り振る。
【００４２】
言い換えると、トップおよびボトム参照フィールド・インデックスは次式で与えることができる。
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
【００４３】
図８は、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４４】
（ケース２）
現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、ピクチャ（またはスライス）・レベルで得られた参照ピクチャ・インデックスの順番に参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスをボトム参照フィールドに割り振り、上位インデックスをトップ参照フィールドに割り振る。
【００４５】
言い換えると、トップおよびボトム参照フィールド・インデックスは次式で与えることができる。
トップ参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
ボトム参照フィールド・インデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
【００４６】
図９は、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４７】
（ケース３）
ピクチャ（またはスライス）・レベルでの参照ピクチャ・インデックスの順序に従って参照フレームに順次アクセスする間に、現在のフィールドと同じパリティを有する参照フィールドから始まり、現在のフィールドと異なるパリティを有する参照フィールドへの順で、１ずつ増やされたインデックスが各参照フィールドに交互に割り振られる。図１０と１１は、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスを示す。
【００４８】
（ケース４）
現在のフィールド・マクロブロックのトップ・フィールド・マクロブロックであるかボトム・フィールド・マクロブロックであるかとは無関係に、ピクチャ（またはスライス）・レベルの参照ピクチャ・インデックスの順に参照フレームに順次アクセスする間に、下位インデックスを、時間的に現在のフィールドに近い参照フィールドに割り振り、上位インデックスを、時間的に現在のフレームから遠い参照フィールドに割り振る。
【００４９】
言い換えると、参照フィールド・インデックスは次式で与えることができる。
現在のフィールドに近い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス
現在のフィールドから遠い参照フィールドのインデックス＝２×参照フレームのピクチャ・インデックス＋１
【００５０】
図１２には、ＰフレームとＢフレームのフィールド・マクロブロックに対する参照ピクチャ・インデックスが示される。
【００５１】
本明細書では、例実施形態に絡めて本発明を説明し例示してきたが、これらの実施形態について、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、様々な修正および変形がなし得ることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、修正形態および変形形態を包括することが意図される。
【００５２】
本発明の少なくとも１つの実施形態の動画符号化方法によれば、複数の参照ピクチャを使用する動画符号化システムによってインタレース動画をフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャに符号化する際に、本動画符号化システムは、マクロブロックの符号化モードに従って参照ピクチャ・インデックスを様々に決定することによって、動き補償に使用される参照ピクチャ情報が効率よく提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一般的なフレーム／フィールド・マクロブロックを有するフレーム・ピクチャにおけるマクロブロック・ペアを示す図である。
【図２】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｐフレーム符号化についての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図３】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｂフレーム符号化についての参照ピクチャ・インデックス・リスト０と１を示す図である。
【図４】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｐフレームのトップおよびボトム・フィールド符号化についての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図５】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｂフレームのトップおよびボトム・フィールドの符号化についての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図６】関連技術による動画符号化システムにおける、Ｐフレームの符号化についての並べ替えられた参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図７】本発明による動画符号化システムにおける、フレーム・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース１）。
【図９】本発明の他の実施形態による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース２）。
【図１０】本発明の他の実施形態による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース３）。
【図１１】本発明の他の実施形態による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース３）。
【図１２】本発明の他の実施形態による動画符号化システムにおける、フィールド・マクロブロックを有するＰフレームとＢフレームについての参照ピクチャ・インデックスを示す図である（ケース４）。
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月25日(2005.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールド・マクロブロックを処理するための参照ピクチャを選択する方法であって、
フィールド・マクロブロックを処理するための少なくとも１つの参照ピクチャを、参照ピクチャ・インデックス情報を使用して少なくとも１つの参照ピクチャ・リストから選択することを含み、各選択された少なくとも１つの参照ピクチャがフィールドである方法。
【請求項２】
前記選択された少なくとも１つの参照ピクチャを使用して、前記フィールド・マクロブロックを処理することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記参照フィールドが、トップ・フィールドかボトム・フィールドのいずれか一方である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを形成することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記形成ステップが、
前記少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを初期化すること、および
前記少なくとも１つの参照ピクチャ・リストを並べ替えること
を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
各選択された少なくとも１つの参照ピクチャが参照フレームのフィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが前記フィールド・マクロブロックと同一のフィールド・パリティを有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが前記フィールド・マクロブロックと異なるフィールド・パリティを有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号の場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドが前記フィールド・マクロブロックと異なるフィールド・パリティを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがトップ・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがトップ・フィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が偶数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがボトム・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがボトム・フィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがトップ・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがボトム・フィールドである請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記参照ピクチャ・インデックス情報が奇数インデックス番号であり、前記フィールド・マクロブロックがボトム・フィールド・マクロブロックである場合は、前記選択された少なくとも１つの参照フィールドがトップ・フィールドである請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2006521071.tif 000015