JP2003189307A - イメージ縮小のためのスケール−ダウン機能を有する圧縮ビデオ復号化器及び方法 - Google Patents
イメージ縮小のためのスケール−ダウン機能を有する圧縮ビデオ復号化器及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は標準圧縮符号化ビデオストリームを
復号化すると共に、別のイメージ縮小のためのスケール
−ダウンブロックを使用せず、ディスプレイ装置の画面
の大きさに適合するように直接出力できるようにして、
イメージを縮小するのに必要な計算量を低減して、速い
速度に元のイメージ画質を維持すると共に、歪曲を最小
化することができるようにする。 【解決手段】 離散余弦変換及び動き補償を採用したビ
デオ圧縮方式の圧縮符号化ビデオストリームを復号化す
ることにおいて、圧縮符号化ビデオストリームから得ら
れた逆離散余弦変換する8×8ブロックDCTイメージ
中で、DC係数を基準にイメージ縮小比率によるN×N
ブロックDCTイメージのみを抽出して、各係数にN/
8をかけ、IDCT処理をし、IDCTされた参照イメ
ージと現在のイメージを使用すると共に、動きベクトル
の大きさとMCの範囲をN:8の比率に縮小してMC処
理を遂行する。
復号化すると共に、別のイメージ縮小のためのスケール
−ダウンブロックを使用せず、ディスプレイ装置の画面
の大きさに適合するように直接出力できるようにして、
イメージを縮小するのに必要な計算量を低減して、速い
速度に元のイメージ画質を維持すると共に、歪曲を最小
化することができるようにする。 【解決手段】 離散余弦変換及び動き補償を採用したビ
デオ圧縮方式の圧縮符号化ビデオストリームを復号化す
ることにおいて、圧縮符号化ビデオストリームから得ら
れた逆離散余弦変換する8×8ブロックDCTイメージ
中で、DC係数を基準にイメージ縮小比率によるN×N
ブロックDCTイメージのみを抽出して、各係数にN/
8をかけ、IDCT処理をし、IDCTされた参照イメ
ージと現在のイメージを使用すると共に、動きベクトル
の大きさとMCの範囲をN:8の比率に縮小してMC処
理を遂行する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はビデオ圧縮符号化シ
ステムに関するもので、特に圧縮符号化ビデオストリー
ムを復号化すると共に、イメージ縮小のためにスケール
−ダウン(scale-down)する方法に関する。
ステムに関するもので、特に圧縮符号化ビデオストリー
ムを復号化すると共に、イメージ縮小のためにスケール
−ダウン(scale-down)する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】IMT−2000(International Mobil
e Telecommunications−2000)技術が本格的に推進
されている現在、動映像をディスプレイすることができ
るマルチメディア(multimedia)機能を有する移動通信端
末機が登場している。このように、動映像機能を設けた
移動通信端末機(以下、動映像端末機)では以前より大き
さが大きくなり、単色ではないカラーLCD(Liquid Cr
ystal Display)を採用してVOD(Video On Demand)が
できるだけではなく、カメラを装着するようになると、
動映像端末機の使用者が互いに相手の映像を見ながら通
話できるようになる。このような動映像は、いずれの動
映像端末機でも再生可能であるべきであるので、標準コ
デック(CODEC:coder/decoder)を使用するようになる
が、主に使用されるのは、MPEG−4(Moving Pictur
e Expert Group-4)とH.263、H.26Lのような低
ビット率(bit rate)圧縮ビデオコデックなどである。
e Telecommunications−2000)技術が本格的に推進
されている現在、動映像をディスプレイすることができ
るマルチメディア(multimedia)機能を有する移動通信端
末機が登場している。このように、動映像機能を設けた
移動通信端末機(以下、動映像端末機)では以前より大き
さが大きくなり、単色ではないカラーLCD(Liquid Cr
ystal Display)を採用してVOD(Video On Demand)が
できるだけではなく、カメラを装着するようになると、
動映像端末機の使用者が互いに相手の映像を見ながら通
話できるようになる。このような動映像は、いずれの動
映像端末機でも再生可能であるべきであるので、標準コ
デック(CODEC:coder/decoder)を使用するようになる
が、主に使用されるのは、MPEG−4(Moving Pictur
e Expert Group-4)とH.263、H.26Lのような低
ビット率(bit rate)圧縮ビデオコデックなどである。
【0003】一方、MPEG−1、MPEG−2、MP
EG−4、H.261、H.263、H.26Lなどの
ようなビデオ圧縮符号化では、映像圧縮のために空間重
複性を除去すると共に、時間重複性を除去している。先
ず、空間重複性除去に対して説明する。空間的ドメイン
と周波数ドメイン間には直交的な(orthogonal)関係があ
る。これに従って、互いに可逆変換が可能であるので、
使用目的に適合するように変換して使用することができ
る。これを利用した離散余弦変換(DCT:Discrete Cos
ine Transform)は他の周波数変換と比較する時、エネル
ギーコンパクション(energy compaction)特性が強く示
され、最適化が容易であり、多くの高速アルゴリズム(f
ast algorithm)が存在するという利点を有する。このよ
うに、DCT変換をした後、2次元映像のエネルギーが
低周波数項のDCT係数、即ち、DC(Direct Current)
係数とこれに隣接したDCT係数に集中される特性、即
ち大きな値は左側上段に、小さい値は右側下段に編集さ
れるように集中される特性を利用して空間的な重複性を
除去するようになる。そして大きな値はDCT以後に遂
行される量子化(quantization)により小さくなり、小さ
い値は0に収斂して可変長符号化(VLC:Variable Len
gth coding)により圧縮を期待できるようになる。
EG−4、H.261、H.263、H.26Lなどの
ようなビデオ圧縮符号化では、映像圧縮のために空間重
複性を除去すると共に、時間重複性を除去している。先
ず、空間重複性除去に対して説明する。空間的ドメイン
と周波数ドメイン間には直交的な(orthogonal)関係があ
る。これに従って、互いに可逆変換が可能であるので、
使用目的に適合するように変換して使用することができ
る。これを利用した離散余弦変換(DCT:Discrete Cos
ine Transform)は他の周波数変換と比較する時、エネル
ギーコンパクション(energy compaction)特性が強く示
され、最適化が容易であり、多くの高速アルゴリズム(f
ast algorithm)が存在するという利点を有する。このよ
うに、DCT変換をした後、2次元映像のエネルギーが
低周波数項のDCT係数、即ち、DC(Direct Current)
係数とこれに隣接したDCT係数に集中される特性、即
ち大きな値は左側上段に、小さい値は右側下段に編集さ
れるように集中される特性を利用して空間的な重複性を
除去するようになる。そして大きな値はDCT以後に遂
行される量子化(quantization)により小さくなり、小さ
い値は0に収斂して可変長符号化(VLC:Variable Len
gth coding)により圧縮を期待できるようになる。
【0004】そして、時間重複性を除去するためには、
動き補償(MC:Motion Compensation)が使用されてい
る。MPEG−4シンプルプロフィール(simple profil
e)は、I−VOP(Intra-Video Object Plane)とP−V
OP(Predictive - Video Object Plane)を使用する
が、I−VOPは画面全体を符号化したイメージであ
り、P−VOPは以前の画面との差異のみを示す時間重
複性が除去されたイメージである差分イメージである。
圧縮ビデオ復号化器のMCブロックでは、このようなP
−VOPを復号化した後、参照イメージと合わせて画面
を再生するが、以前の画面で動きベクトル(Motion Vect
or)だけ移動して参照ブロックを読み出してイメージを
再構成する。この時、MCは16×16のマクロブロッ
ク単位に0.5画素単位のベクトル大きさだけ移動して
遂行される。ここで16×16は、以下の説明と同様
に、横×縦の画素数を意味する。
動き補償(MC:Motion Compensation)が使用されてい
る。MPEG−4シンプルプロフィール(simple profil
e)は、I−VOP(Intra-Video Object Plane)とP−V
OP(Predictive - Video Object Plane)を使用する
が、I−VOPは画面全体を符号化したイメージであ
り、P−VOPは以前の画面との差異のみを示す時間重
複性が除去されたイメージである差分イメージである。
圧縮ビデオ復号化器のMCブロックでは、このようなP
−VOPを復号化した後、参照イメージと合わせて画面
を再生するが、以前の画面で動きベクトル(Motion Vect
or)だけ移動して参照ブロックを読み出してイメージを
再構成する。この時、MCは16×16のマクロブロッ
ク単位に0.5画素単位のベクトル大きさだけ移動して
遂行される。ここで16×16は、以下の説明と同様
に、横×縦の画素数を意味する。
【0005】図1は、通常的な動映像端末機で上述した
ようなDCT及びMCを採用したビデオ圧縮方式による
圧縮ビデオ復号化器100とその出力端に接続されるス
ケール−ダウンのためのスケール−ダウンブロック11
4及びフレームバッファ116に構成されるブロック構
成図を示した図である。圧縮ビデオ復号化器100に入
力される圧縮符号化ビデオストリーム(stream)は、上述
したようにDCT及びMCを採用したビデオ圧縮方式中
で、MPEG−4シンプルプロフィール(simple profil
e)形式により圧縮符号化されたビデオストリームであ
る。
ようなDCT及びMCを採用したビデオ圧縮方式による
圧縮ビデオ復号化器100とその出力端に接続されるス
ケール−ダウンのためのスケール−ダウンブロック11
4及びフレームバッファ116に構成されるブロック構
成図を示した図である。圧縮ビデオ復号化器100に入
力される圧縮符号化ビデオストリーム(stream)は、上述
したようにDCT及びMCを採用したビデオ圧縮方式中
で、MPEG−4シンプルプロフィール(simple profil
e)形式により圧縮符号化されたビデオストリームであ
る。
【0006】上述した圧縮ビデオ復号化器100はヘッ
ダーパーサー(header parser)102と、可変長復号化
器104と、逆量子化(DQ:Dequantization)ブロック
106と、逆離散余弦変換(IDCT:Inverse Discrete
Cosine Transform)ブロック108と、MCブロック1
10と、フレームバッファ(frame buffer)112とから
なり、圧縮符号化ビデオストリームから圧縮符号化以前
の元のイメージを復号化する。圧縮符号化ビデオストリ
ームは先ずヘッダーパーサー102により圧縮符号化に
よる各種情報が分析され、可変長復号化器104により
可変長復号化された後にDQブロック106によりDQ
され、IDCTブロック108に印加される。IDCT
ブロック108はDQされたイメージ、即ち8×8ブロ
ックDCTイメージをIDCTするが、I−VOPを復
号化した映像を出力イメージとして出力すると共に、フ
レームバッファ112に貯蔵し、P−VOPはMCブロ
ック110に印加する。すると、MCブロック110は
I−VOPとP−VOPを使用してMC処理を遂行する
ことにより、P−VOPによるイメージを復号化して出
力イメージとして出力する。このように出力される復号
化されたイメージは、ディスプレイする装置の画面の大
きさに適合するように縮小させるために、スケール−ダ
ウンブロック114により設定された比率だけスケール
−ダウン処理を遂行する。そしてフレームバッファ11
6はスケール−ダウンブロック114でスケール−ダウ
ン処理を遂行するために、イメージを貯蔵するのに使用
される。このようにスケール−ダウン処理されたイメー
ジはディスプレイ装置に印加されることにより、画面上
にディスプレイされる。
ダーパーサー(header parser)102と、可変長復号化
器104と、逆量子化(DQ:Dequantization)ブロック
106と、逆離散余弦変換(IDCT:Inverse Discrete
Cosine Transform)ブロック108と、MCブロック1
10と、フレームバッファ(frame buffer)112とから
なり、圧縮符号化ビデオストリームから圧縮符号化以前
の元のイメージを復号化する。圧縮符号化ビデオストリ
ームは先ずヘッダーパーサー102により圧縮符号化に
よる各種情報が分析され、可変長復号化器104により
可変長復号化された後にDQブロック106によりDQ
され、IDCTブロック108に印加される。IDCT
ブロック108はDQされたイメージ、即ち8×8ブロ
ックDCTイメージをIDCTするが、I−VOPを復
号化した映像を出力イメージとして出力すると共に、フ
レームバッファ112に貯蔵し、P−VOPはMCブロ
ック110に印加する。すると、MCブロック110は
I−VOPとP−VOPを使用してMC処理を遂行する
ことにより、P−VOPによるイメージを復号化して出
力イメージとして出力する。このように出力される復号
化されたイメージは、ディスプレイする装置の画面の大
きさに適合するように縮小させるために、スケール−ダ
ウンブロック114により設定された比率だけスケール
−ダウン処理を遂行する。そしてフレームバッファ11
6はスケール−ダウンブロック114でスケール−ダウ
ン処理を遂行するために、イメージを貯蔵するのに使用
される。このようにスケール−ダウン処理されたイメー
ジはディスプレイ装置に印加されることにより、画面上
にディスプレイされる。
【0007】一方、動映像端末機の場合、CPU(Centr
al Processing Unit)の処理能力の限界により、例えば
クアルコム(QUALCOMM)のMSM(Mobile System Modem)
チップのように主制御装置として使用されるチップ以外
に、追加的なチップと大容量のRAM(Random Access M
emory)が装着されるべきである。このような制限された
プラットフォーム上(platform)では多くの処理能力と貯
蔵空間を必要とするマルチメディア技術を具現するため
には、一般的な有線環境のコンピュータとは異なり、計
算複雑度を画期的に低減した、厳格に最適化されたコー
ドが要求される。
al Processing Unit)の処理能力の限界により、例えば
クアルコム(QUALCOMM)のMSM(Mobile System Modem)
チップのように主制御装置として使用されるチップ以外
に、追加的なチップと大容量のRAM(Random Access M
emory)が装着されるべきである。このような制限された
プラットフォーム上(platform)では多くの処理能力と貯
蔵空間を必要とするマルチメディア技術を具現するため
には、一般的な有線環境のコンピュータとは異なり、計
算複雑度を画期的に低減した、厳格に最適化されたコー
ドが要求される。
【0008】また、動映像端末機製造業者は華麗なUI
(User Interface)を具現するために、LCDの大きさを
大きくしており、その大きさは非常に多様である。一
方、標準コデックはQCIF(Quarter Common Intercha
nge Format)、CIF(Common Interchange Format)など
の一般的な大きさのみを支援するので、多様な動映像端
末機に適用するためには、設計上、イメージ拡大/縮小
を遂行するモジュールがASIC(Application Specifi
c Integrated Circuit)に具現されるべきである。
(User Interface)を具現するために、LCDの大きさを
大きくしており、その大きさは非常に多様である。一
方、標準コデックはQCIF(Quarter Common Intercha
nge Format)、CIF(Common Interchange Format)など
の一般的な大きさのみを支援するので、多様な動映像端
末機に適用するためには、設計上、イメージ拡大/縮小
を遂行するモジュールがASIC(Application Specifi
c Integrated Circuit)に具現されるべきである。
【0009】一方、動映像端末機の小型化の趨勢に従っ
て、LCDの大きさも制限されるようになる。これによ
って、標準コデックにより復号化された出力イメージを
小さい大きさのLCD上にディスプレイするためには、
スケール−ダウンして縮小されたイメージを得るべきで
ある。このように、イメージ縮小のために前記図1に示
したように、スケール−ダウンブロック114を別に使
用しており、それによってフレームバッファ116も必
要であった。
て、LCDの大きさも制限されるようになる。これによ
って、標準コデックにより復号化された出力イメージを
小さい大きさのLCD上にディスプレイするためには、
スケール−ダウンして縮小されたイメージを得るべきで
ある。このように、イメージ縮小のために前記図1に示
したように、スケール−ダウンブロック114を別に使
用しており、それによってフレームバッファ116も必
要であった。
【0010】また、スケール−ダウンのための方法とし
て、空間的ドメイン(spatial domain)で処理する方法と
周波数ドメイン(frequency domain)で処理する方法を使
用することができる。この中、空間的方法は計算量が少
なくて、速度は速いが、画質の歪曲が激しい。周波数ド
メイン方法は空間的方法に比べて、きれいな画質を得る
ことができるが、計算量が多いので速度が遅く、計算誤
差の多くの累積により画質の劣化が発生することもあ
る。また追加される多くの計算量により速度が遅くなる
ことを防ぐために、より優れた性能のCPUを搭載すべ
きであり、RAM容量を増やすべきである。
て、空間的ドメイン(spatial domain)で処理する方法と
周波数ドメイン(frequency domain)で処理する方法を使
用することができる。この中、空間的方法は計算量が少
なくて、速度は速いが、画質の歪曲が激しい。周波数ド
メイン方法は空間的方法に比べて、きれいな画質を得る
ことができるが、計算量が多いので速度が遅く、計算誤
差の多くの累積により画質の劣化が発生することもあ
る。また追加される多くの計算量により速度が遅くなる
ことを防ぐために、より優れた性能のCPUを搭載すべ
きであり、RAM容量を増やすべきである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、標準圧縮符号化ビデオストリームを復号化すると共
に、別のイメージ縮小のためのスケール−ダウンブロッ
クを使用せず、ディスプレイ装置の画面の大きさに適合
するように直接出力させることができる圧縮ビデオ復号
化器及び方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、イメージを縮小するのに必要な計算量を低減して速
い速度で元のイメージの画質を維持すると共に、歪曲を
最小化することができる圧縮ビデオ復号化器及び方法を
提供することにある。
は、標準圧縮符号化ビデオストリームを復号化すると共
に、別のイメージ縮小のためのスケール−ダウンブロッ
クを使用せず、ディスプレイ装置の画面の大きさに適合
するように直接出力させることができる圧縮ビデオ復号
化器及び方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、イメージを縮小するのに必要な計算量を低減して速
い速度で元のイメージの画質を維持すると共に、歪曲を
最小化することができる圧縮ビデオ復号化器及び方法を
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ための本発明は、DCT及びMCを採用したビデオ圧縮
方式の圧縮符号化ビデオストリームを復号化することに
おいて、圧縮符号化ビデオストリームから得られたID
CTする8×8ブロックDCTイメージ中で、DC係数
を基準にイメージ縮小比率によるN×NブロックDCT
イメージのみを抽出して、各係数にN/8をかけ、ID
CT処理をし、IDCTされた参照イメージと現在のイ
メージを使用すると共に、動きベクトルの大きさとMC
の範囲をN:8の比率に縮小してMC処理を遂行する。
ための本発明は、DCT及びMCを採用したビデオ圧縮
方式の圧縮符号化ビデオストリームを復号化することに
おいて、圧縮符号化ビデオストリームから得られたID
CTする8×8ブロックDCTイメージ中で、DC係数
を基準にイメージ縮小比率によるN×NブロックDCT
イメージのみを抽出して、各係数にN/8をかけ、ID
CT処理をし、IDCTされた参照イメージと現在のイ
メージを使用すると共に、動きベクトルの大きさとMC
の範囲をN:8の比率に縮小してMC処理を遂行する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施形態
について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の発
明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関
連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略す
る。
について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の発
明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関
連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略す
る。
【0014】図2は本発明の実施形態による圧縮ビデオ
復号化器のブロック構成図であり、上述した図1のよう
に、MPEG−4シンプルプロフィールの圧縮符号化ビ
デオストリームを復号化する例を示したものである。こ
こで、ヘッダーパーサー102と可変長復号化器104
とDQブロック106は、上述した図1の圧縮ビデオ復
号化器100と同一であり、これに応じて同一の参照符
号を付与する。これに対して、図1の圧縮ビデオ復号化
器100で使用されたIDCTブロック108の代わり
に、N×N・IDCTブロック200を使用し、MCブ
ロック110の代わりに、N×N・MCブロック202
を使用する。またフレームバッファ204は図1のフレ
ームバッファ112と異なりN/8の大きさを有する。
ここで、N値は8×8ブロックDCTイメージを縮小す
るものであるので、7以下になり、N×Nは8×8ブロ
ックDCTイメージに対してイメージ縮小比率による大
きさに決定されるようになり、例えば縮小された画面の
大きさが132×108であるべきである場合には6×
6に決定される。
復号化器のブロック構成図であり、上述した図1のよう
に、MPEG−4シンプルプロフィールの圧縮符号化ビ
デオストリームを復号化する例を示したものである。こ
こで、ヘッダーパーサー102と可変長復号化器104
とDQブロック106は、上述した図1の圧縮ビデオ復
号化器100と同一であり、これに応じて同一の参照符
号を付与する。これに対して、図1の圧縮ビデオ復号化
器100で使用されたIDCTブロック108の代わり
に、N×N・IDCTブロック200を使用し、MCブ
ロック110の代わりに、N×N・MCブロック202
を使用する。またフレームバッファ204は図1のフレ
ームバッファ112と異なりN/8の大きさを有する。
ここで、N値は8×8ブロックDCTイメージを縮小す
るものであるので、7以下になり、N×Nは8×8ブロ
ックDCTイメージに対してイメージ縮小比率による大
きさに決定されるようになり、例えば縮小された画面の
大きさが132×108であるべきである場合には6×
6に決定される。
【0015】前記N×N・IDCTブロック200の処
理の流れ図を300乃至310段階に示した図3を参照
すると、N×N・IDCTブロック200は圧縮符号化
ビデオストリームから得られたIDCTするDCTイメ
ージ、即ち、DQブロック106によりDQされた一つ
の全体画面を300段階で8×8ブロック単位に分割す
る。次に、302段階で、8×8ブロックDCTイメー
ジ中でDC係数を基準にイメージ縮小比率によるN×N
ブロックDCTイメージのみを抽出して、各係数にN/
8をかけて、304段階でN×N・IDCT処理を遂行
する。このように8×8ブロックDCTイメージでN×
NブロックDCTイメージのみを抽出するので、N/8
の比率だけ解像度が低下するが、再構成される映像もN
×Nに縮小されるので、結果的に画質はそのままに維持
される。そして8×8ブロックDCTイメージでN×N
ブロックDCTイメージを除外した残りの部分は捨てる
ので、全体的なDCT係数値がN/8比率に小さくなる
べきであり、N×NブロックDCTイメージの各係数に
N/8をかけるものである。
理の流れ図を300乃至310段階に示した図3を参照
すると、N×N・IDCTブロック200は圧縮符号化
ビデオストリームから得られたIDCTするDCTイメ
ージ、即ち、DQブロック106によりDQされた一つ
の全体画面を300段階で8×8ブロック単位に分割す
る。次に、302段階で、8×8ブロックDCTイメー
ジ中でDC係数を基準にイメージ縮小比率によるN×N
ブロックDCTイメージのみを抽出して、各係数にN/
8をかけて、304段階でN×N・IDCT処理を遂行
する。このように8×8ブロックDCTイメージでN×
NブロックDCTイメージのみを抽出するので、N/8
の比率だけ解像度が低下するが、再構成される映像もN
×Nに縮小されるので、結果的に画質はそのままに維持
される。そして8×8ブロックDCTイメージでN×N
ブロックDCTイメージを除外した残りの部分は捨てる
ので、全体的なDCT係数値がN/8比率に小さくなる
べきであり、N×NブロックDCTイメージの各係数に
N/8をかけるものである。
【0016】ここで、例えば図4a(a)のような元の画
面を図4a(b)のような画面に縮小する場合、縮小比率
が75%と仮定すると、N×Nは6×6になる。また図
4a(a)の画面内に方形に表示した部分、即ち図4b
(a)のようなイメージが図4b(b)のような一つの8×
8ブロックDCTイメージであると仮定する時、前記3
02段階では図4b(b)の方形に表示した部分、即ち図
4b(c)のような6×6のブロックDCTイメージのみ
を抽出するようになる。そして、図4b(c)の6×6ブ
ロックDCTイメージの全体的な係数値をN:8の比率
に低減するために、各係数にN/8をかけると、図4b
(d)のようになる。このように得られる図4b(d)の6
×6ブロックDCTイメージは、図4b(e)のように縮
小されたイメージになる。
面を図4a(b)のような画面に縮小する場合、縮小比率
が75%と仮定すると、N×Nは6×6になる。また図
4a(a)の画面内に方形に表示した部分、即ち図4b
(a)のようなイメージが図4b(b)のような一つの8×
8ブロックDCTイメージであると仮定する時、前記3
02段階では図4b(b)の方形に表示した部分、即ち図
4b(c)のような6×6のブロックDCTイメージのみ
を抽出するようになる。そして、図4b(c)の6×6ブ
ロックDCTイメージの全体的な係数値をN:8の比率
に低減するために、各係数にN/8をかけると、図4b
(d)のようになる。このように得られる図4b(d)の6
×6ブロックDCTイメージは、図4b(e)のように縮
小されたイメージになる。
【0017】次に、306段階では前記304段階でN
×N・IDCT処理したブロックを追加して、全体画面
をN×Nブロックに再構成し、308段階で一つの全体
画面のすべての8×8DCTブロックイメージに対する
処理が完了されると、310段階を遂行し、処理が完了
されなかったら、前記302段階に進行して次の8×8
DCTブロックイメージに対して上述したようなN×N
・IDCT処理を反復する。ここで、すべての8×8ブ
ロックに対するN×N・IDCT処理を終了した後に全
体画面をN×Nブロックに再構成する代わりに、前記3
06段階のように、一つのN×N・IDCT処理が完了
されるごとに、そのブロックを全体画面に追加すること
により、N×N・IDCT処理されたブロックを別に貯
蔵するか、一度に全体画面をN×Nブロックに再構成す
るための処理を別にしなくてもよい。前記310段階で
はIDCT処理が完了された全体画面のイメージに対し
て標準圧縮符号化に応じると、エッジに8大きさのパデ
ィング(padding)処理を遂行することをNの大きさに縮
小してパディング処理をし、一つの画面に対するIDC
T処理を終了する。
×N・IDCT処理したブロックを追加して、全体画面
をN×Nブロックに再構成し、308段階で一つの全体
画面のすべての8×8DCTブロックイメージに対する
処理が完了されると、310段階を遂行し、処理が完了
されなかったら、前記302段階に進行して次の8×8
DCTブロックイメージに対して上述したようなN×N
・IDCT処理を反復する。ここで、すべての8×8ブ
ロックに対するN×N・IDCT処理を終了した後に全
体画面をN×Nブロックに再構成する代わりに、前記3
06段階のように、一つのN×N・IDCT処理が完了
されるごとに、そのブロックを全体画面に追加すること
により、N×N・IDCT処理されたブロックを別に貯
蔵するか、一度に全体画面をN×Nブロックに再構成す
るための処理を別にしなくてもよい。前記310段階で
はIDCT処理が完了された全体画面のイメージに対し
て標準圧縮符号化に応じると、エッジに8大きさのパデ
ィング(padding)処理を遂行することをNの大きさに縮
小してパディング処理をし、一つの画面に対するIDC
T処理を終了する。
【0018】上述したように、8×8ブロックDCTイ
メージでN×NブロックDCTイメージのみを抽出する
ので、N/8の比率だけ解像度が低下するが、再構成さ
れる映像もN×Nに縮小されるので、結果的に画質はそ
のままに維持されることに反し、縮小される比率の二乗
に比例してIDCT処理を遂行するDCT係数の個数が
減少するので、計算量は非常に減少される。例えば、8
×8ブロックイメージを6×6ブロックイメージに再構
成するようになると、IDCT関数の実行頻度は同一で
あるが、入力される係数の数は64から36に非常に減
少する。また通常的にIDCTの計算複雑度はO(n3)
であり、高速アルゴリズムが適用された適応(adaptive)
IDCTもO(n2)であるので、実際の計算複雑度は縮
小比率の5乗、または4乗に比例して減少するようにな
る。
メージでN×NブロックDCTイメージのみを抽出する
ので、N/8の比率だけ解像度が低下するが、再構成さ
れる映像もN×Nに縮小されるので、結果的に画質はそ
のままに維持されることに反し、縮小される比率の二乗
に比例してIDCT処理を遂行するDCT係数の個数が
減少するので、計算量は非常に減少される。例えば、8
×8ブロックイメージを6×6ブロックイメージに再構
成するようになると、IDCT関数の実行頻度は同一で
あるが、入力される係数の数は64から36に非常に減
少する。また通常的にIDCTの計算複雑度はO(n3)
であり、高速アルゴリズムが適用された適応(adaptive)
IDCTもO(n2)であるので、実際の計算複雑度は縮
小比率の5乗、または4乗に比例して減少するようにな
る。
【0019】参考的に本発明の実施形態によるN×N・
IDCTを式に示すと、下記式1のようである。
IDCTを式に示すと、下記式1のようである。
【数1】
【0020】上述したように、N×N・IDCTブロッ
ク200によりIDCT処理されたイメージは、上述し
た図1の圧縮ビデオ復号化器100でのように、I−V
OPを復号化した映像を出力イメージとして出力すると
共に、フレームバッファ204に貯蔵し、P−VOPは
N×N・MCブロック202に印加する。すると、MC
ブロック202はI−VOPとP−VOPを使用してM
C処理を遂行することにより、P−VOPによるイメー
ジを復号化して出力イメージとして出力するが、本発明
に応じて動きベクトルの大きさとMCの範囲をN:8の
比率に縮小してMC処理を遂行する。これは動きベクト
ルの大きさもイメージの縮小比率だけ低減しなければ正
しい位置を示すことができず、MCの範囲もイメージの
縮小比率だけ低減しなければ有効な範囲のみを補償でき
ないからである。例えば、図6(c)が8×8ブロックI
DCT処理を遂行する場合に、MC処理により得られる
べきであるイメージであれば、N×N・MCブロック2
02によりMC処理になるべきである参照イメージであ
るI−VOPと現在のイメージであるP−VOPがそれ
ぞれ図6(a)と図6(b)のように縮小されたイメージで
あるべきであるからである。
ク200によりIDCT処理されたイメージは、上述し
た図1の圧縮ビデオ復号化器100でのように、I−V
OPを復号化した映像を出力イメージとして出力すると
共に、フレームバッファ204に貯蔵し、P−VOPは
N×N・MCブロック202に印加する。すると、MC
ブロック202はI−VOPとP−VOPを使用してM
C処理を遂行することにより、P−VOPによるイメー
ジを復号化して出力イメージとして出力するが、本発明
に応じて動きベクトルの大きさとMCの範囲をN:8の
比率に縮小してMC処理を遂行する。これは動きベクト
ルの大きさもイメージの縮小比率だけ低減しなければ正
しい位置を示すことができず、MCの範囲もイメージの
縮小比率だけ低減しなければ有効な範囲のみを補償でき
ないからである。例えば、図6(c)が8×8ブロックI
DCT処理を遂行する場合に、MC処理により得られる
べきであるイメージであれば、N×N・MCブロック2
02によりMC処理になるべきである参照イメージであ
るI−VOPと現在のイメージであるP−VOPがそれ
ぞれ図6(a)と図6(b)のように縮小されたイメージで
あるべきであるからである。
【0021】前記N×N MCブロック202の処理の
流れ図を400乃至410段階に示した図4を参照する
と、N×N・MCブロック202は400段階でIDC
Tブロック200からMC処理するマクロブロックを抽
出する。次に図6に示したように、402段階で該当マ
クロブロックの動きベクトルMVの大きさをN:8の比
率に縮小し、404段階でMC範囲をN:8の比率に縮
小する。そして、406段階で該当動きベクトルMVが
指示する参照画面、即ち、フレームバッファ204に貯
蔵されたI−VOPの領域の値を現在の画面に加えてM
C処理を遂行する。以後、408段階ですべてのマクロ
ブロック処理を完了すると、410段階を遂行し、完了
されなかったら、前記400段階に進行して次のマクロ
ブロックに対して上述したようなMC処理を反復する。
前記410段階ではMC処理が完了された全体画面のイ
メージに対してN×N・IDCTブロック200でのよ
うに、エッジにNの大きさに縮小してパディング処理を
し、一つの全体画面に対するMC処理を終了する。
流れ図を400乃至410段階に示した図4を参照する
と、N×N・MCブロック202は400段階でIDC
Tブロック200からMC処理するマクロブロックを抽
出する。次に図6に示したように、402段階で該当マ
クロブロックの動きベクトルMVの大きさをN:8の比
率に縮小し、404段階でMC範囲をN:8の比率に縮
小する。そして、406段階で該当動きベクトルMVが
指示する参照画面、即ち、フレームバッファ204に貯
蔵されたI−VOPの領域の値を現在の画面に加えてM
C処理を遂行する。以後、408段階ですべてのマクロ
ブロック処理を完了すると、410段階を遂行し、完了
されなかったら、前記400段階に進行して次のマクロ
ブロックに対して上述したようなMC処理を反復する。
前記410段階ではMC処理が完了された全体画面のイ
メージに対してN×N・IDCTブロック200でのよ
うに、エッジにNの大きさに縮小してパディング処理を
し、一つの全体画面に対するMC処理を終了する。
【0022】図7及び図8は本発明と従来技術のスケー
ル−ダウンによる縮小イメージの画質を比較したシミュ
レーション(simulation)結果を示した図であり、二つの
原本イメージに対してペイントショッププロ5(Paintsh
op Pro 5)を利用して得た縮小イメージを基準イメージ
にし、本発明及び他の三つの方法により得た縮小イメー
ジの画質と処理速度を比較して示した図である。図7、
8でサンプル1、2、即ち“sample1”、“sample2”
はそれぞれサンプルイメージを意味し、“Method1”は
本発明によるDCTドメインでの処理により得た縮小イ
メージの画質と処理速度を示し、残りの方法2、3、
4、即ち、Method1、2、3中に“Method2”は空間的
ドメイン方法として、ダウンサンプリング(down sampli
ng)により得た縮小イメージの画質と処理速度を示し、
“Method3”は空間的ドメイン方法として、ダウンサン
プリング(down sampling)及び補間(interpolation)によ
り得た縮小イメージの画質と処理速度を示し、“Method
4”は空間的ドメイン方法として、DDAにより得た縮
小イメージの画質と処理速度を示す。そして画質はPS
NR(Peak Signal to Noise Ratio)値により比較し、処
理速度は処理に所要された時間により比較した。図7、
8で“PSNR”はPSNR値を示し、単位はdBであ
り、数値が高いほど画質が良好であることを示し、“T
IME”は処理時間を示す。単位は秒であり、シミュレ
ーション環境がMS−Windows(登録商標)98環境で
あったので、50回反復するのに所要された時間を測定
した。
ル−ダウンによる縮小イメージの画質を比較したシミュ
レーション(simulation)結果を示した図であり、二つの
原本イメージに対してペイントショッププロ5(Paintsh
op Pro 5)を利用して得た縮小イメージを基準イメージ
にし、本発明及び他の三つの方法により得た縮小イメー
ジの画質と処理速度を比較して示した図である。図7、
8でサンプル1、2、即ち“sample1”、“sample2”
はそれぞれサンプルイメージを意味し、“Method1”は
本発明によるDCTドメインでの処理により得た縮小イ
メージの画質と処理速度を示し、残りの方法2、3、
4、即ち、Method1、2、3中に“Method2”は空間的
ドメイン方法として、ダウンサンプリング(down sampli
ng)により得た縮小イメージの画質と処理速度を示し、
“Method3”は空間的ドメイン方法として、ダウンサン
プリング(down sampling)及び補間(interpolation)によ
り得た縮小イメージの画質と処理速度を示し、“Method
4”は空間的ドメイン方法として、DDAにより得た縮
小イメージの画質と処理速度を示す。そして画質はPS
NR(Peak Signal to Noise Ratio)値により比較し、処
理速度は処理に所要された時間により比較した。図7、
8で“PSNR”はPSNR値を示し、単位はdBであ
り、数値が高いほど画質が良好であることを示し、“T
IME”は処理時間を示す。単位は秒であり、シミュレ
ーション環境がMS−Windows(登録商標)98環境で
あったので、50回反復するのに所要された時間を測定
した。
【0023】上述したように、二つの原本イメージから
得た縮小イメージのPSNRと処理時間を表として整理
してみると、下記表1、2のようである。
得た縮小イメージのPSNRと処理時間を表として整理
してみると、下記表1、2のようである。
【表1】
【表2】
【0024】前記表1、2から分かるように、本発明に
よるスケール−ダウンによるイメージ縮小が他の方法に
比べて画質が良好であり、かつ処理速度が速いことが分
かる。従って、8×8ブロックDCTイメージ中でDC
係数を基準に、イメージ縮小比率によるN×Nブロック
DCTイメージのみを抽出して、IDCT処理をし、そ
れに適合するようにMC処理を遂行することにより、別
のイメージ縮小のためのスケール−ダウンブロックを使
用せず、ディスプレイ装置の画面の大きさに適合するよ
うに直接出力させるようになり、イメージを縮小するの
に必要な計算量を低減して速い速度に元のイメージの画
質を維持すると共に、歪曲を最小化することができるよ
うになる。
よるスケール−ダウンによるイメージ縮小が他の方法に
比べて画質が良好であり、かつ処理速度が速いことが分
かる。従って、8×8ブロックDCTイメージ中でDC
係数を基準に、イメージ縮小比率によるN×Nブロック
DCTイメージのみを抽出して、IDCT処理をし、そ
れに適合するようにMC処理を遂行することにより、別
のイメージ縮小のためのスケール−ダウンブロックを使
用せず、ディスプレイ装置の画面の大きさに適合するよ
うに直接出力させるようになり、イメージを縮小するの
に必要な計算量を低減して速い速度に元のイメージの画
質を維持すると共に、歪曲を最小化することができるよ
うになる。
【0025】
【発明の効果】上述したように、本発明は別のスケール
−ダウンブロックを使用する必要がなく、計算複雑度を
低減することができるので、必要な動映像端末機に適用
する場合、製造費用が低減されるか、他の付加機能を追
加するのが可能になる利点がある。またDCTドメイン
による処理をしながら、不必要な演算による誤差の累積
を防止して、使用者にきれいな画質の映像を提供するこ
とができる利点がある。
−ダウンブロックを使用する必要がなく、計算複雑度を
低減することができるので、必要な動映像端末機に適用
する場合、製造費用が低減されるか、他の付加機能を追
加するのが可能になる利点がある。またDCTドメイン
による処理をしながら、不必要な演算による誤差の累積
を防止して、使用者にきれいな画質の映像を提供するこ
とができる利点がある。
【0026】一方、上述した本発明の説明では具体的な
実施形態に説明したが、各種変形が本発明の範囲から外
れない限り実施できることは自明であるだろう。特に、
本発明の実施形態では、例えばMPEG−4シンプルプ
ロフィールの圧縮符号化ビデオストリームを復号化及び
スケール−ダウンするのに適用する例を示したが、MP
EG−1、MPEG−2、MPEG−4、H.261、
H.263、H.26Lなどのように、DCT及びMCを
採用したビデオ圧縮方式の圧縮符号化ビデオストリーム
を復号化及びスケール−ダウンする場合には全て適用さ
れる。また、動映像端末機だけではなく、圧縮符号化ビ
デオストリームの復号化及びスケール−ダウンが必要な
装置には同一に適用される。
実施形態に説明したが、各種変形が本発明の範囲から外
れない限り実施できることは自明であるだろう。特に、
本発明の実施形態では、例えばMPEG−4シンプルプ
ロフィールの圧縮符号化ビデオストリームを復号化及び
スケール−ダウンするのに適用する例を示したが、MP
EG−1、MPEG−2、MPEG−4、H.261、
H.263、H.26Lなどのように、DCT及びMCを
採用したビデオ圧縮方式の圧縮符号化ビデオストリーム
を復号化及びスケール−ダウンする場合には全て適用さ
れる。また、動映像端末機だけではなく、圧縮符号化ビ
デオストリームの復号化及びスケール−ダウンが必要な
装置には同一に適用される。
【図1】 通常的な動映像移動通信端末機の圧縮ビデオ
復号化及びスケール−ダウンブロック構成図である。
復号化及びスケール−ダウンブロック構成図である。
【図2】 本発明の実施形態による圧縮ビデオ復号化器
のブロック構成図である。
のブロック構成図である。
【図3】 本発明の実施形態によるIDCTブロックの
処理流れ図である。
処理流れ図である。
【図4a】 本発明の実施形態によるIDCTブロック
のイメージ縮小処理例示図である。
のイメージ縮小処理例示図である。
【図4b】 本発明の実施形態によるIDCTブロック
のイメージ縮小処理例示図である。
のイメージ縮小処理例示図である。
【図5】 本発明の実施形態によるMCブロックの処理
流れ図である。
流れ図である。
【図6】 本発明のMCブロックのイメージ縮小処理例
示図である。
示図である。
【図7】 本発明と従来技術のスケール−ダウンによる
縮小イメージの画質を比較したシミュレーション結果を
示した図である。
縮小イメージの画質を比較したシミュレーション結果を
示した図である。
【図8】 本発明と従来技術のスケール−ダウンによる
縮小イメージの画質を比較したシミュレーション結果を
示した図である。
縮小イメージの画質を比較したシミュレーション結果を
示した図である。
102…ヘッダーパーサー
104…可変長復号化器
106…逆量子化ブロック
200…N×N・IDCTブロック
202…N×N・MCブロック
204…フレームバッファ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 5C059 KK15 MA00 MA23 MC32 MC38
ME01 NN21 PP04 SS10 TA41
TA61 TC04 TC12 TC36 TD16
UA04 UA05 UA32
5J064 AA01 AA02 BA16 BB01 BB03
BC01 BC14 BD01
Claims (9)
- 【請求項1】 離散余弦変換(DCT: Discrete Cosine
Transform)及び動き補償(MC:Motion Compensation)
を採用したビデオ圧縮方式の圧縮符号化ビデオストリー
ムを復号化する復号化器において、 前記圧縮符号化ビデオストリームから得られた逆離散余
弦変換(IDCT:Inverse Discrete Cosine Transfor
m)する8×8ブロックDCTイメージ中で、DC係数を
基準にイメージ縮小比率によるN×NブロックDCTイ
メージのみを抽出して、各係数にN/8をかけ、IDC
T処理を遂行するIDCTブロックと、 前記IDCTブロックによりIDCTされた参照イメー
ジと現在のイメージを使用すると共に、動きベクトルの
大きさとMCの範囲をN:8の比率に縮小してMC処理
を遂行するMCブロックと、 前記MC処理のための前記参照イメージと前記現在のイ
メージを貯蔵するフレームバッファとを備えることを特
徴とする圧縮ビデオ復号化器。 - 【請求項2】 前記MCブロックが、N×Nの大きさに
MC処理を遂行することを特徴とする請求項1に記載の
圧縮ビデオ復号化器。 - 【請求項3】 前記MCブロックが、2N×2Nの大き
さにMC処理を遂行することを特徴とする請求項1に記
載の圧縮ビデオ復号化器。 - 【請求項4】 離散余弦変換(DCT:Discrete Cosine
Transform)及び動き補償(MC:Motion Compensation)を
採用したビデオ圧縮方式の圧縮符号化ビデオストリーム
を復号化する方法において、 前記圧縮符号化ビデオストリームから得られた逆離散余
弦変換(IDCT:Inverse Discrete Cosine Transform)
する8×8ブロックDCTイメージ中で、DC係数を基
準にイメージ縮小比率によるN×NブロックDCTイメ
ージのみを抽出して、各係数にN/8をかけ、IDCT
処理を遂行する過程と、 前記IDCTされた参照イメージと現在のイメージを使
用すると共に、動きベクトルの大きさとMCの範囲を
N:8の比率に縮小してMC処理を遂行する過程とを備
えることを特徴とする圧縮ビデオ復号化方法。 - 【請求項5】 前記IDCT処理過程と前記MC処理過
程がそれぞれエッジにNの大きさのパディングを処理す
る過程を含むことを特徴とする請求項4に記載の圧縮ビ
デオ復号化方法。 - 【請求項6】 前記MC処理過程が、N×Nの大きさに
MC処理を遂行することを特徴とする請求項4に記載の
圧縮ビデオ復号化方法。 - 【請求項7】 前記MC処理過程が、2N×2Nの大き
さにMC処理を遂行することを特徴とする請求項4に記
載の圧縮ビデオ復号化方法。 - 【請求項8】 前記MC処理過程が、N×Nの大きさに
MC処理を遂行することを特徴とする請求項5に記載の
圧縮ビデオ復号化方法。 - 【請求項9】 前記MC処理過程が、2N×2Nの大き
さにMC処理を遂行することを特徴とする請求項5に記
載の圧縮ビデオ復号化方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0065476A KR100450939B1 (ko) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 이미지 축소를 위한 스케일-다운 기능을 가지는 압축비디오 복호화기 및 방법 |
KR2001-065476 | 2001-10-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003189307A true JP2003189307A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=19715338
Family Applications (1)
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