JP2005101914A - Video signal decoding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は映像信号復号化装置に係り、特にMPEG(Moving Picture Experts Group)等の高能率圧縮符号化方式を用いた映像信号復号化装置に関する。 The present invention relates to a video signal decoding apparatus, and more particularly to a video signal decoding apparatus using a high-efficiency compression encoding method such as MPEG (Moving Picture Experts Group).
従来より、MPEG等の符号化方式を採用した映像信号符号化装置及び映像信号復号化装置が検討されている。なお、MPEGについては、国際標準化機構/国際電気標準会議(ISO/IEC:International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission)の標準規格ISO−IEC1172−2や、国際電気通信連合-電気通信標準化部門(ITU-T:International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector)の標準規格ITU−T H.262/ISO−IEC13818−2に詳細な説明がなされているので、ここでは説明は省略する。 Conventionally, video signal encoding devices and video signal decoding devices employing an encoding method such as MPEG have been studied. For MPEG, the ISO / IEC 1172-2 standard of the International Organization for Standardization / International Electrotechnical Commission (ISO / IEC) and the International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-IEC) T: International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) standard ITU-TH. Since detailed explanation is made in H.262 / ISO-IEC13818-2, explanation is omitted here.
このMPEG方式で符号化された映像ストリームのレートを変換するために、この映像ストリームを符号化して出力された映像ビットストリームを再度復号化することがある(例えば、特許文献1参照)。図5はレート変換を実現するための変換システムの一例のブロック図を示す。同図に示すように、MPEG方式で符号化された映像ビットストリームは、レート変換のために、まず、映像信号復号化装置1内のデコーダ2により復号化された後、ポスト処理部3で復号化映像信号をもとにポスト処理が行われて映像信号符号化装置4に供給される。
In order to convert the rate of the video stream encoded by the MPEG method, the video bit stream output by encoding the video stream may be decoded again (see, for example, Patent Document 1). FIG. 5 shows a block diagram of an example of a conversion system for realizing rate conversion. As shown in the figure, the video bit stream encoded by the MPEG system is first decoded by the
映像信号符号化装置4は、入力された復号化映像信号に対してプリ処理部5により所定のプリ処理を施した後、エンコーダ6により新たに再符号化条件に従ってMPEG方式の符号化を行い、レート変換された映像ビットストリームを出力する。
The video
しかしながら、従来の映像信号復号化装置を用いたレート変換システムでは、映像信号復号化装置1のポスト処理において、再符号化における設定が殆ど考慮されていない。また、映像信号符号化装置4のプリ処理においても、同様に復号化側のストリーム情報等が考慮されていない。従って、これら映像復号化装置1のポスト処理、および映像信号符号化装置4のプリ処理といった2つのフィルタ処理等を通ることにより、これらの処理による映像信号の画質劣化が懸念される。
However, in the rate conversion system using the conventional video signal decoding device, the setting for re-encoding is hardly considered in the post processing of the video signal decoding device 1. Similarly, the pre-processing of the video
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、レート変換後の映像信号の高画質化を実現し得るような映像ストリームの復号化を行い得る映像信号復号化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a video signal decoding apparatus capable of decoding a video stream that can realize high image quality of a video signal after rate conversion. .
本発明は、上記の目的を達成するため、供給される符号化映像信号を含むビットストリームを復号化して得た復号化映像信号を、再符号化のために映像信号符号化装置へ出力する映像信号復号化装置において、符号化映像信号を含むビットストリームを復号化して復号化映像信号を出力すると共に、復号化時に得られる動きベクトル、予測モード及びAC値を含む復号化情報を生成するデコーダと、映像信号符号化装置から供給される、映像信号符号化装置での再符号化時の設定レート及び再符号化時の平均量子化スケールを含む符号化情報と、デコーダから供給される復号化情報とに基づき、検出した画像の輪郭領域以外にフィルタ処理を行うフィルタ処理パラメータを生成して出力するパラメータ生成手段と、デコーダにより復号化して得られた復号化映像信号に対して、パラメータ生成手段から出力されるフィルタ処理パラメータに基づくフィルタ処理を行い、再符号化条件に適応したポスト処理が行われた復号化映像信号を出力する適応型フィルタ処理手段とを有する構成したものである。 In order to achieve the above object, the present invention outputs a decoded video signal obtained by decoding a bit stream including a supplied encoded video signal to a video signal encoding device for re-encoding. A decoder for decoding a bitstream including an encoded video signal and outputting a decoded video signal and generating decoding information including a motion vector, a prediction mode, and an AC value obtained at the time of decoding in the signal decoding device; , Encoding information supplied from the video signal encoding device, including a set rate at the time of re-encoding in the video signal encoding device and an average quantization scale at the time of re-encoding, and decoding information supplied from the decoder Based on the above, parameter generation means for generating and outputting a filter processing parameter for performing filter processing in addition to the detected contour region of the image, and decoding by a decoder An adaptive filter that performs a filtering process based on the filter processing parameter output from the parameter generation unit on the decoded decoded video signal and outputs a decoded video signal that has been post-processed adapted to the re-encoding condition And a processing means.
この発明では、映像信号符号化装置での再符号化時の設定レート及び再符号化時の平均量子化スケールを含む符号化情報と、デコーダから供給される復号化情報とに基づき、検出した画像の輪郭領域以外にフィルタ処理を行うフィルタ処理パラメータを生成し、そのフィルタ処理パラメータに基づき復号化映像信号に対して適応型フィルタ処理を行うようにしたため、映像信号符号化装置におけるプリ処理を映像信号復号化装置の適応型フィルタ処理によりポスト処理と共に行うことができる。 In the present invention, an image detected based on encoding information including a set rate at the time of re-encoding in the video signal encoding apparatus and an average quantization scale at the time of re-encoding, and decoding information supplied from the decoder. Since the filter processing parameter for performing the filter processing is generated outside the contour region of the image and the adaptive filter processing is performed on the decoded video signal based on the filter processing parameter, the pre-processing in the video signal encoding device is performed on the video signal. It can be performed together with the post processing by the adaptive filter processing of the decoding device.
本発明によれば、映像信号符号化装置から再符号化の設定レート、再符号化時の平均量子化スケール等の符号化情報を映像信号復号化装置に送り、映像信号符号化装置のプリ処理をこの符号化情報を用いて映像信号復号化装置のポスト処理で行うようにしたため、映像信号符号化装置のプリ処理をポスト処理に集約することができ、これにより余分なフィルタ処理を行わないで済むため、再符号時の高画質化が実現できると共に、映像信号符号化装置のハード構成の簡略化ができる。 According to the present invention, encoding information such as a re-encoding set rate and an average quantization scale at the time of re-encoding is sent from the video signal encoding apparatus to the video signal decoding apparatus, and pre-processing of the video signal encoding apparatus Since this encoding information is used in the post processing of the video signal decoding device, the pre-processing of the video signal encoding device can be integrated into the post processing, thereby eliminating extra filtering processing. Therefore, it is possible to realize high image quality at the time of re-encoding and to simplify the hardware configuration of the video signal encoding apparatus.
また、本発明によれば、ポスト処理においてもデコーダからの復号化情報を用いて処理を行うようにしたため、より効率的なフィルタ処理ができ、ポスト処理への負荷を低減することができる。 Further, according to the present invention, since post-processing is also performed using the decoding information from the decoder, more efficient filter processing can be performed and the load on post-processing can be reduced.
次に、本発明の実施のための最良の形態について図面と共に説明する。図1は本発明になる映像信号復号化装置の一実施の形態を含むレート変換装置のブロック図を示す。同図において、映像信号復号化装置10は、本発明になる映像信号復号化装置の一実施の形態であり、デコーダ11及びポスト処理部12から構成されている。この映像信号復号化装置10には、映像信号符号化装置13が接続されている。映像信号符号化装置13は、エンコーダ14から構成されている。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a rate conversion apparatus including an embodiment of a video signal decoding apparatus according to the present invention. In the figure, a video
次に、図1のレート変換装置の動作について簡単に説明する。MPEG方式で符号化された映像信号のビットストリームは、映像信号復号化装置10のデコーダ11に入力され、ここで復号化処理されて復号化された映像信号がポスト処理部12に供給される。また、これと同時に、デコーダ11は復号化時に得られる動きベクトル、予測モード、AC値等の復号化情報を生成して、ポスト処理部12に供給する。ポスト処理部12は、デコーダ11から供給された復号化情報と、後述する再符号化に用いられる映像信号符号化装置13内のエンコーダ14からの符号化情報とを基に、デコーダ11から入力された復号化映像信号に対してフィルタリング等の処理を行い、更に入力された復号化映像信号とフィルタリング処理された映像信号から画像情報を出力する。
Next, the operation of the rate conversion device in FIG. 1 will be briefly described. The bit stream of the video signal encoded by the MPEG system is input to the
映像信号符号化装置13のエンコーダ14は、映像信号復号化装置10から出力された映像信号(画像情報)を入力信号として受け、この入力信号に対してMPEG符号化を行い映像ビットストリームを出力する。また、これと同時に、エンコーダ14は再符号化時の設定レート、符号化時の平均量子化スケール等のパラメータからなる符号化情報を出力してポスト処理部12へ供給する。
The
次に、本実施の形態の映像信号復号化装置10の構成及び動作について、図2及び図3と共に更に詳細に説明する。図2は映像信号復号化装置10内のデコーダ11の一実施の形態のブロック図を示す。同図において、MPEG方式で符号化された映像ビットストリームは、可変長符号復号器(VLD)111に入力される、VLD111は入力された映像ビットストリームの可変長符号をブロック毎に復号し、動きベクトル情報と、量子化された画像データを逆量子化回路112に出力すると共に、動きベクトル情報を動き補償予測回路113へ出力する。
Next, the configuration and operation of the video
逆量子化回路112は量子化された画像データを逆量子化することにより、離散コサイン変換(DCT)された画像データ(DCT係数)を得て、これを逆DCT回路115に出力する。逆DCT回路115は、入力されたDCT係数に対して逆DCT処理を行うことにより差分画像データを得て、これを加算器116に出力する。加算器116は、この差分画像データと、動き補償予測回路113から出力される画像データとを加算することにより復号化された画像データを出力すると共に、この画像データを画像メモリ117に蓄える。動き補償予測回路113は、画像メモリ117に蓄えられた復号化信号(画像データ)とVLD111からの動きベクトル情報とから動き補償を行い、画像データを生成して加算器116へ出力する。
The
一方、復号化情報生成回路114は、VLD111からの動きベクトル情報と、逆量子化回路112からのDCT係数とを入力として受け、動きベクトル情報から動きベクトル及び予測モードを生成し、DCT係数からは高域成分、低域成分を段階的に正規化したAC値を生成し、これらを復号化情報として構築して図1のポスト処理部12へ出力する。
On the other hand, the decoded
次に、映像信号復号化装置10内のポスト処理部12について説明する。図3は映像信号復号化装置10内のポスト処理部12の一実施の形態のブロック図を示す。同図において、フィルタ処理パラメータ生成回路121は、デコーダ11から出力された復号化情報と、映像信号符号化装置13から出力された符号化情報を入力として受け、フィルタ処理パラメータを生成して出力する。また、デコーダ11で復号化された画像データ(映像信号)は、図3の適応型フィルタ処理回路122に入力され、ここでフィルタ処理パラメータ生成回路121からのフィルタ処理パラメータによりフィルタ処理を行い、映像信号とされて出力される。
Next, the
ここで、ポスト処理部12について更に詳細に説明する。フィルタ処理パラメータ生成回路121は、入力される復号化情報から、動きベクトル情報及びDCT係数からの復号化データからブロック(8×8画素)単位に求められたAC値と、マクロブロック(16×16画素)単位の動きベクトルと、予測モードとを検出する。フィルタ処理パラメータ生成回路121は、これらの各情報からなる復号化情報を複数画像分保持している。また、映像信号符号化装置13から入力される符号化情報は、再符号化時の設定ルート及び再符号化時の平均量子化スケールからなる。
Here, the
また、フィルタ処理パラメータ生成回路121は、画像の輪郭検出機能を有する。輪郭検出方法としては、復号化された画像データからピクセル単位のアクティビティ情報を算出し、この情報から輪郭を検出する方法が考えられるが処理が膨大となる。そこで、本実施の形態では、入力された動きベクトル、AC値から輪郭の存在する領域を検出し、輪郭が存在する領域を残し、それ以外にフィルタ処理を行うような適応型フィルタ処理に対するパラメータを生成する。
The filter processing
フィルタ処理パラメータ生成回路121は、符号化情報の設定レート、平均量子化スケールからこの適応フィルタ処理に対するパラメータを生成する。すなわち、フィルタ処理パラメータ生成回路121は、設定レートが低く、平均量子化スケールが大きい時にはより全体的に上記適応フィルタ処理を強くかけるようなフィルタ処理パラメータを生成するように制御する。
The filter processing
これにより、このフィルタ処理パラメータに基づき、適応フィルタ処理回路122で適応フィルタ処理された映像信号は、特に低レート再符号化時は、輪郭が相対的に強調され、その他のノイズ(高域成分)を落とすことになり、符号化時の動きベクトル検出の精度向上、高域成分低減により符号化効率が向上、すなわち画質を向上させることができる。ここで、上記の低レート再符号化は、映像信号復号化装置10の入力ビットストリームのレートに比べて、再符号化するビットストリームのレートが低いことが前提であり、更に、長時間記録等を目的とするより低い再符号化レートでの符号化を意味する。
As a result, the contour of the video signal adaptively filtered by the adaptive
次に、図1に示した映像信号符号化装置13を構成するエンコーダ14の構成及び動作について、図4に示すエンコーダの一例のブロック図と共に説明する。図4において、映像信号復号化装置10から入力された映像信号(画像データ)は、画像メモリ141に入力されて記憶される。画像メモリ141には複数フレームの映像信号(画像データ)が記憶される。記憶された映像信号(画像データ)は輝度データが16×16画素、色データ(Cb/Cr)はそれぞれ16×8画素単位のブロックで処理され、色データに関しては縦方向にサブサンプリングし、それぞれ8×8画素のブロックとして処理される。
Next, the configuration and operation of the
動き補償予測回路142は、画像メモリ141から読み出された画像データと、画像メモリ151から読み出されたフレーム(フィールド)のローカルデコードされた再生画像データより、フレーム間(フィールド間)予測の動きベクトルを検出し、更に、この動きベクトルと画像メモリ151より読み出された再生画像データとから、動き補償を行い動き補償画像データと動きベクトル、予測モードを出力する。
The motion
減算器143は画像メモリ141から読み出された画像データと、動き補償予測回路142から出力された動き補償画像データとを入力として受けてこれらのデータの減算を行い、差分画像データを出力する。DCT回路144はこの差分画像データを入力として受け、DCT(離散コサイン変換)を行いDCT係数を出力する。量子化回路145はDCT係数を入力として受け、量子化を行い量子化画像データを出力すると同時に、量子化スケール情報を出力する。
The subtractor 143 receives the image data read from the
符号化情報生成回路146は上記の量子化スケール情報を入力として受け、平均の量子化スケールを算出し、設定レートと共に符号化情報を構築して図1に示したポスト処理部12へ出力する。可変長符号化(VLC)回路147は、量子化回路145からの量子化データ及び動き補償予測回路142からの動きベクトル及び予測モードとを入力して受け、これらを可変長符号化しビットストリームを出力する。
The encoded
また、量子化回路145から出力される量子化データのうち、フレーム内符号化画像であるIピクチャと、フレーム間順方向予測符号化画像であるPピクチャは、後で符号化される他のPピクチャ又は双方向予測符号化画像であるBピクチャの符号化の際に、動き補償予測の参照データとして用いる必要があるため、逆量子化回路148及び逆DCT回路149によるローカルデコードを行う。
Of the quantized data output from the
逆量子化回路148は、入力される量子化データに対して逆量子化を行いDCT係数を出力する。逆DCT回路149は、逆量子化回路148からのDCT係数に対して、逆DCTを行い再生画像を加算器150へ出力する。加算器150は、再生画像と動き補償予測回路142からの動き補償画像データとの加算を行い、得られたローカルデコードされた再生画像データを画像メモリ151に供給して記憶させる。
The
10 映像信号復号化装置
11 デコーダ
12 ポスト処理部
13 映像信号符号化装置
14 エンコーダ
111 VLD(可変長符号復号器)
112 逆量子化回路
113 動き補償予測回路
114 復号化情報生成回路
115 逆DCT回路
116 加算器
117 画像メモリ
121 フィルタ処理パラメータ生成回路
122 適応型フィルタ処理回路
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記符号化映像信号を含むビットストリームを復号化して前記復号化映像信号を出力すると共に、該復号化時に得られる動きベクトル、予測モード及びAC値を含む復号化情報を生成するデコーダと、
前記映像信号符号化装置から供給される、該映像信号符号化装置での再符号化時の設定レート及び再符号化時の平均量子化スケールを含む符号化情報と、前記デコーダから供給される前記復号化情報とに基づき、検出した画像の輪郭領域以外にフィルタ処理を行うフィルタ処理パラメータを生成して出力するパラメータ生成手段と、
前記デコーダにより復号化して得られた前記復号化映像信号に対して、前記パラメータ生成手段から出力される前記フィルタ処理パラメータに基づくフィルタ処理を行い、再符号化条件に適応したポスト処理が行われた復号化映像信号を出力する適応型フィルタ処理手段と
を有することを特徴とする映像信号復号化装置。
In a video signal decoding apparatus that outputs a decoded video signal obtained by decoding a bitstream including a supplied encoded video signal to a video signal encoding apparatus for re-encoding,
A decoder that decodes a bitstream including the encoded video signal and outputs the decoded video signal, and generates decoding information including a motion vector, a prediction mode, and an AC value obtained at the time of decoding;
Encoding information supplied from the video signal encoding device, including a set rate at the time of re-encoding in the video signal encoding device and an average quantization scale at the time of re-encoding, and the above-mentioned supplied from the decoder Parameter generation means for generating and outputting a filter processing parameter for performing a filtering process in addition to the detected contour region of the image based on the decoding information;
The decoded video signal obtained by decoding by the decoder is subjected to filter processing based on the filter processing parameter output from the parameter generation means, and post processing is applied in accordance with the re-encoding condition. A video signal decoding apparatus comprising: adaptive filter processing means for outputting a decoded video signal.
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JP2008205534A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Encoding method conversion apparatus |
JP2009055146A (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Temporal filter processor, processing method, and processing program having motion compensation, and computer-readable recording medium |
-
2003
- 2003-09-25 JP JP2003333183A patent/JP2005101914A/en active Pending
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JP4523626B2 (en) * | 2007-08-24 | 2010-08-11 | 日本電信電話株式会社 | Temporal filter processing apparatus with motion compensation, processing method, processing program, and computer-readable recording medium |
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