JP3481111B2 - 動画像復号化装置 - Google Patents
動画像復号化装置Info
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- JP3481111B2 JP3481111B2 JP35736197A JP35736197A JP3481111B2 JP 3481111 B2 JP3481111 B2 JP 3481111B2 JP 35736197 A JP35736197 A JP 35736197A JP 35736197 A JP35736197 A JP 35736197A JP 3481111 B2 JP3481111 B2 JP 3481111B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、動画像復号化装
置に関し、例えばＭＰＥＧ方式で圧縮符号化された信号
を復号化して、原画像の解像度より低い解像度の再生画
像を得るのに適した動画像復号化装置に関する。
置に関し、例えばＭＰＥＧ方式で圧縮符号化された信号
を復号化して、原画像の解像度より低い解像度の再生画
像を得るのに適した動画像復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、デジタルＴＶなどの分野にお
いて画像データを圧縮符号化するための画像符号化方式
として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group)方式
が知られている。
いて画像データを圧縮符号化するための画像符号化方式
として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group)方式
が知られている。
【０００３】ＭＰＥＧ方式の代表的なものに、ＭＰＥＧ
１とＭＰＥＧ２とがある。ＭＰＥＧ１では、順次走査
（ノンインターレース）の画像のみ扱われていたが、Ｍ
ＰＥＧ２では、順次走査の画像だけでなく、飛び越し走
査（インターレース走査）の画像も扱われるようになっ
た。
１とＭＰＥＧ２とがある。ＭＰＥＧ１では、順次走査
（ノンインターレース）の画像のみ扱われていたが、Ｍ
ＰＥＧ２では、順次走査の画像だけでなく、飛び越し走
査（インターレース走査）の画像も扱われるようになっ
た。
【０００４】これらのＭＰＥＧの符号化には、動き補償
予測（時間的圧縮）、ＤＣＴ（空間的圧縮）及びエント
ロピー符号化（可変長符号化）が採用されている。ＭＰ
ＥＧの符号化では、まず、１６（水平方向画素数）×１
６（垂直方向画素数）の大きさのマクロブロック単位ご
とに、時間軸方向の予測符号化（ＭＰＥＧ１ではフレー
ム予測符号化が、ＭＰＥＧ２ではフレーム予測符号化ま
たはフィールド予測符号化）が行われる。予測符号化方
式に対応してＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの３
種類の画像タイプが存在する。以下においては、フレー
ム予測符号化を例にとって説明する。
予測（時間的圧縮）、ＤＣＴ（空間的圧縮）及びエント
ロピー符号化（可変長符号化）が採用されている。ＭＰ
ＥＧの符号化では、まず、１６（水平方向画素数）×１
６（垂直方向画素数）の大きさのマクロブロック単位ご
とに、時間軸方向の予測符号化（ＭＰＥＧ１ではフレー
ム予測符号化が、ＭＰＥＧ２ではフレーム予測符号化ま
たはフィールド予測符号化）が行われる。予測符号化方
式に対応してＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの３
種類の画像タイプが存在する。以下においては、フレー
ム予測符号化を例にとって説明する。
【０００５】（１）Ｉピクチャ：フレーム内の情報のみ
から符号化された画面で、フレーム間予測を行わずに生
成される画面であり、Ｉピクチャ内の全てのマクロブロ
ック・タイプは、フレーム内情報のみで符号化するフレ
ーム内符号化である。
から符号化された画面で、フレーム間予測を行わずに生
成される画面であり、Ｉピクチャ内の全てのマクロブロ
ック・タイプは、フレーム内情報のみで符号化するフレ
ーム内符号化である。
【０００６】（２）Ｐピクチャ：ＩまたはＰピクチャか
らの予測を行うことによってできる画面であり、一般的
に、Ｐピクチャ内のマクロブロック・タイプは、フレー
ム内情報のみで符号化するフレーム内符号化と、過去の
再生画像から予測する順方向フレーム間予測符号化との
両方を含んでいる。
らの予測を行うことによってできる画面であり、一般的
に、Ｐピクチャ内のマクロブロック・タイプは、フレー
ム内情報のみで符号化するフレーム内符号化と、過去の
再生画像から予測する順方向フレーム間予測符号化との
両方を含んでいる。
【０００７】（３）Ｂピクチャ：双方向予測によってで
きる画面で、一般的に、以下のマクロブロック・タイプ
を含んでいる。 ａ．フレーム内情報のみで符号化するフレーム内符号化 ｂ．過去の再生画像から予測する順方向フレーム間予測
符号化 ｃ．未来から予測する逆方向フレーム間予測符号化 ｄ．前後両方の予測による内挿的フレーム間予測符号化 ここで、内挿的フレーム間予測とは、順方向予測と逆方
向予測の２つの予測を対応画素間で平均することをい
う。
きる画面で、一般的に、以下のマクロブロック・タイプ
を含んでいる。 ａ．フレーム内情報のみで符号化するフレーム内符号化 ｂ．過去の再生画像から予測する順方向フレーム間予測
符号化 ｃ．未来から予測する逆方向フレーム間予測符号化 ｄ．前後両方の予測による内挿的フレーム間予測符号化 ここで、内挿的フレーム間予測とは、順方向予測と逆方
向予測の２つの予測を対応画素間で平均することをい
う。
【０００８】ＭＰＥＧ符号器では、原画像の画像データ
は、１６（水平方向画素数）×１６（垂直方向画素数）
の大きさのマクロブロック単位に分割される。マクロブ
ロック・タイプがフレーム内符号化以外のマクロブロッ
クに対しては、マクロブロック・タイプに応じたフレー
ム間予測が行われ、予測誤差データが生成される。
は、１６（水平方向画素数）×１６（垂直方向画素数）
の大きさのマクロブロック単位に分割される。マクロブ
ロック・タイプがフレーム内符号化以外のマクロブロッ
クに対しては、マクロブロック・タイプに応じたフレー
ム間予測が行われ、予測誤差データが生成される。
【０００９】マクロブロック単位毎の画像データ（マク
ロブロック・タイプがフレーム内符号化である場合）ま
たは予測誤差データ（マクロブロック・タイプがフレー
ム間予測符号化である場合）は、８×８の大きさの４つ
のサブブロックに分割され、各サブブロックの画像デー
タに直交変換の１種である２次元離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ：Discrete Cosine Transform ）が数式５に基づい
て行われる。つまり、図５に示すように、８×８の大き
さのブロック内の各データｆ（ｉ，ｊ）に基づいて、ｕ
ｖ空間（ｕ：水平周波数，ｖ：垂直周波数）における各
ＤＣＴ（直交変換）係数Ｆ（ｕ，ｖ）が得られる。
ロブロック・タイプがフレーム内符号化である場合）ま
たは予測誤差データ（マクロブロック・タイプがフレー
ム間予測符号化である場合）は、８×８の大きさの４つ
のサブブロックに分割され、各サブブロックの画像デー
タに直交変換の１種である２次元離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ：Discrete Cosine Transform ）が数式５に基づい
て行われる。つまり、図５に示すように、８×８の大き
さのブロック内の各データｆ（ｉ，ｊ）に基づいて、ｕ
ｖ空間（ｕ：水平周波数，ｖ：垂直周波数）における各
ＤＣＴ（直交変換）係数Ｆ（ｕ，ｖ）が得られる。
【００１０】
【数５】
【００１１】ＭＰＥＧ１では、ＤＣＴには、フレームＤ
ＣＴモードのみであるが、ＭＰＥＧ２のフレーム構造で
は、マクロブロック単位でフレームＤＣＴモードとフィ
ールドＤＣＴモードに切り換えることができる。ただ
し、ＭＰＥＧ２のフィールド構造では、フィールドＤＣ
Ｔモードのみである。
ＣＴモードのみであるが、ＭＰＥＧ２のフレーム構造で
は、マクロブロック単位でフレームＤＣＴモードとフィ
ールドＤＣＴモードに切り換えることができる。ただ
し、ＭＰＥＧ２のフィールド構造では、フィールドＤＣ
Ｔモードのみである。
【００１２】フレームＤＣＴモードでは、１６×１６の
マクロブロックが、４分割され左上の８×８のブロッ
ク、右上の８×８のブロック、左下の８×８のブロッ
ク、右下の８×８のブロック毎にＤＣＴが行われる。
マクロブロックが、４分割され左上の８×８のブロッ
ク、右上の８×８のブロック、左下の８×８のブロッ
ク、右下の８×８のブロック毎にＤＣＴが行われる。
【００１３】一方、フィールドＤＣＴモードでは、１６
×１６のマクロブロックの左半分の８（水平方向画素
数）×１６（垂直方向画素数）のブロック内の奇数ライ
ンのみからなる８×８のデータ群、左半分の８×１６の
ブロック内の偶数ラインのみからなる８×８のデータ
群、右半分の８（水平方向画素数）×１６（垂直方向画
素数）のブロック内の奇数ラインのみからなる８×８の
データ群および右半分の８×１６のブロック内の偶数ラ
インのみからなる８×８のデータ群の各データ群毎にＤ
ＣＴが行われる。
×１６のマクロブロックの左半分の８（水平方向画素
数）×１６（垂直方向画素数）のブロック内の奇数ライ
ンのみからなる８×８のデータ群、左半分の８×１６の
ブロック内の偶数ラインのみからなる８×８のデータ
群、右半分の８（水平方向画素数）×１６（垂直方向画
素数）のブロック内の奇数ラインのみからなる８×８の
データ群および右半分の８×１６のブロック内の偶数ラ
インのみからなる８×８のデータ群の各データ群毎にＤ
ＣＴが行われる。
【００１４】上記のようにして得られたＤＣＴ係数に対
して量子化が施され、量子化されたＤＣＴ係数が生成さ
れる。量子化されたＤＣＴ係数は、ジグザグスキャンま
たはオルタネートスキャンされて１次元に並べられ、可
変長符号器によって符号化される。ＭＰＥＧ符号器から
は、可変長符号器によって得られた変換係数の可変長符
号とともに、マクロブロック・タイプを示す情報を含む
制御情報および動きベクトルの可変長符号が出力され
る。
して量子化が施され、量子化されたＤＣＴ係数が生成さ
れる。量子化されたＤＣＴ係数は、ジグザグスキャンま
たはオルタネートスキャンされて１次元に並べられ、可
変長符号器によって符号化される。ＭＰＥＧ符号器から
は、可変長符号器によって得られた変換係数の可変長符
号とともに、マクロブロック・タイプを示す情報を含む
制御情報および動きベクトルの可変長符号が出力され
る。
【００１５】図４は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００１６】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１０１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御
信号はＣＰＵ１１０に送られる。動きベクトルの可変長
符号は、可変長復号化器１０９に送られて復号化され
る。可変長復号化器１０９によって得られた動きベクト
ルは、第１参照画像用メモリ１０６および第２参照画像
用メモリ１０７に、参照画像の切り出し位置を制御する
ための制御信号として送られる。
１０１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御
信号はＣＰＵ１１０に送られる。動きベクトルの可変長
符号は、可変長復号化器１０９に送られて復号化され
る。可変長復号化器１０９によって得られた動きベクト
ルは、第１参照画像用メモリ１０６および第２参照画像
用メモリ１０７に、参照画像の切り出し位置を制御する
ための制御信号として送られる。
【００１７】可変長復号化器１０１は、変換係数の可変
長符号を復号化する。逆量子化器１０２は、可変長復号
化器１０１から得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ
係数）を逆量子化してＤＣＴ係数に変換する。
長符号を復号化する。逆量子化器１０２は、可変長復号
化器１０１から得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ
係数）を逆量子化してＤＣＴ係数に変換する。
【００１８】逆ＤＣＴ回路１０３は、逆量子化器１０２
で生成されたＤＣＴ係数列を８×８のサブブロック単位
のＤＣＴ係数に戻すとともに、数式６に示す逆変換式に
基づいて８×８の逆ＤＣＴを行う。つまり、図５に示す
ように、８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）に基づいて、
８×８のサブブロック単位のデータｆ（ｉ，ｊ）が得ら
れる。また、４つのサブブロック単位のデータｆ（ｉ，
ｊ）に基づいて１つのマクロブロック単位の再生画像デ
ータまたは予測誤差データを生成する。
で生成されたＤＣＴ係数列を８×８のサブブロック単位
のＤＣＴ係数に戻すとともに、数式６に示す逆変換式に
基づいて８×８の逆ＤＣＴを行う。つまり、図５に示す
ように、８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）に基づいて、
８×８のサブブロック単位のデータｆ（ｉ，ｊ）が得ら
れる。また、４つのサブブロック単位のデータｆ（ｉ，
ｊ）に基づいて１つのマクロブロック単位の再生画像デ
ータまたは予測誤差データを生成する。
【００１９】
【数６】
【００２０】逆ＤＣＴ回路１０３によって生成されたマ
クロブロック単位の予測誤差データには、そのマクロブ
ロック・タイプに応じた参照画像データが加算器１０４
によって加算されて、再生画像データが生成される。参
照画像データは、スイッチ１１２を介して加算器１０４
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路１０３から出力され
たデータがフレーム内符号に対する再生画像データであ
る場合には、参照画像データは加算されない。
クロブロック単位の予測誤差データには、そのマクロブ
ロック・タイプに応じた参照画像データが加算器１０４
によって加算されて、再生画像データが生成される。参
照画像データは、スイッチ１１２を介して加算器１０４
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路１０３から出力され
たデータがフレーム内符号に対する再生画像データであ
る場合には、参照画像データは加算されない。
【００２１】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の画像データが、Ｂ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１１３に送られる。
よって得られたマクロブロック単位の画像データが、Ｂ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１１３に送られる。
【００２２】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の再生画像データ
が、ＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像デー
タである場合には、その再生画像データはスイッチ１１
１を介して第１参照画像用メモリ１０６または第２参照
画像用メモリ１０７に格納される。スイッチ１１１は、
ＣＰＵ１１０によって制御される。
よって得られたマクロブロック単位の再生画像データ
が、ＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像デー
タである場合には、その再生画像データはスイッチ１１
１を介して第１参照画像用メモリ１０６または第２参照
画像用メモリ１０７に格納される。スイッチ１１１は、
ＣＰＵ１１０によって制御される。
【００２３】平均化部１０８は、メモリ１０６、１０７
から読出された再生画像データを平均して、内挿的フレ
ーム間予測符号化に用いられる参照画像データを生成す
る。
から読出された再生画像データを平均して、内挿的フレ
ーム間予測符号化に用いられる参照画像データを生成す
る。
【００２４】スイッチ１１２は、ＣＰＵ１１０によって
次のように制御される。逆ＤＣＴ回路１０３から出力さ
れたデータがフレーム内符号に対する再生画像データで
ある場合には、スイッチ１１２の共通端子が接地端子に
切り換えられる。
次のように制御される。逆ＤＣＴ回路１０３から出力さ
れたデータがフレーム内符号に対する再生画像データで
ある場合には、スイッチ１１２の共通端子が接地端子に
切り換えられる。
【００２５】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が順方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測
誤差データである場合には、スイッチ１１２の共通端子
が第１参照画像用メモリ１０６の出力が送られる端子ま
たは第２参照画像用メモリ１０７の出力が送られる端子
のいずれか一方を選択するように切り換えられる。な
お、参照画像用メモリ１０６、１０７から参照画像が読
み出される場合には、可変長復号化器１０９からの動き
ベクトルに基づいて、参照画像の切り出し位置が制御さ
れる。
が順方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測
誤差データである場合には、スイッチ１１２の共通端子
が第１参照画像用メモリ１０６の出力が送られる端子ま
たは第２参照画像用メモリ１０７の出力が送られる端子
のいずれか一方を選択するように切り換えられる。な
お、参照画像用メモリ１０６、１０７から参照画像が読
み出される場合には、可変長復号化器１０９からの動き
ベクトルに基づいて、参照画像の切り出し位置が制御さ
れる。
【００２６】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が内挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合には、スイッチ１１２の共通端子が平均化部１
０８の出力が送られる端子を選択するように切り換えら
れる。
が内挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合には、スイッチ１１２の共通端子が平均化部１
０８の出力が送られる端子を選択するように切り換えら
れる。
【００２７】スイッチ１１３は、加算器１０４から送ら
れてくるＢピクチャに対する再生画像データ、参照画像
用メモリ１０６に格納されたＩピクチャまたはＰピクチ
ャに対する再生画像データ、参照画像用メモリ１０７に
格納されたＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画
像データが原画像の順序と同じ順番で出力されるように
ＣＰＵ１１０によって制御される。復号器から出力され
た画像データはモニタ装置に与えられ、モニタ装置の表
示画面に原画像が表示される。
れてくるＢピクチャに対する再生画像データ、参照画像
用メモリ１０６に格納されたＩピクチャまたはＰピクチ
ャに対する再生画像データ、参照画像用メモリ１０７に
格納されたＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画
像データが原画像の順序と同じ順番で出力されるように
ＣＰＵ１１０によって制御される。復号器から出力され
た画像データはモニタ装置に与えられ、モニタ装置の表
示画面に原画像が表示される。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のＭＰＥＧ復
号器では、参照画像用として２画面分のメモリが必要で
あり、メモリ容量が大きいという問題があった。
号器では、参照画像用として２画面分のメモリが必要で
あり、メモリ容量が大きいという問題があった。
【００２９】この発明は、メモリ容量の低減化が図れる
動画像復号化装置を提供することを目的とする。
動画像復号化装置を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】この発明による動画像復
号化装置は、入力信号から得られた所定の大きさのブロ
ック単位の直交変換係数のうち、垂直周波数の高域部分
を残し、且つ、水平周波数の高域部分の係数のみを除去
して変換係数を半分に削減する係数削減回路、前記係数
削減回路によって削減された変換係数を用いて逆直交変
換を行うことにより、ブロック単位毎に水平方向の画素
数が１／２に削減された再生画像データまたは時間軸予
測誤差データを得る逆直交変換回路、前記逆直交変換回
路によって得られた時間軸予測誤差データと所定の参照
画像データとに基づいて、水平方向の画素数が１／２に
削減された再生画像データを生成する加算器、当該加算
器によって得られた再生画像データを垂直方向に１／２
に間引いて、水平方向および垂直方向の画素数がそれぞ
れ１／２に削減された再生画像データを生成する垂直間
引回路、ならびに前記垂直間引回路によって得られた再
生画像データのうち前記参照画像データを生成するため
に必要な再生画像データを記憶する１または複数の参照
画像用メモリを備え、前記参照画像用メモリに格納され
た再生画像データに基づいて水平方向の画素数のみが１
／２に削減された前記参照画像データが生成されること
を特徴とする。
号化装置は、入力信号から得られた所定の大きさのブロ
ック単位の直交変換係数のうち、垂直周波数の高域部分
を残し、且つ、水平周波数の高域部分の係数のみを除去
して変換係数を半分に削減する係数削減回路、前記係数
削減回路によって削減された変換係数を用いて逆直交変
換を行うことにより、ブロック単位毎に水平方向の画素
数が１／２に削減された再生画像データまたは時間軸予
測誤差データを得る逆直交変換回路、前記逆直交変換回
路によって得られた時間軸予測誤差データと所定の参照
画像データとに基づいて、水平方向の画素数が１／２に
削減された再生画像データを生成する加算器、当該加算
器によって得られた再生画像データを垂直方向に１／２
に間引いて、水平方向および垂直方向の画素数がそれぞ
れ１／２に削減された再生画像データを生成する垂直間
引回路、ならびに前記垂直間引回路によって得られた再
生画像データのうち前記参照画像データを生成するため
に必要な再生画像データを記憶する１または複数の参照
画像用メモリを備え、前記参照画像用メモリに格納され
た再生画像データに基づいて水平方向の画素数のみが１
／２に削減された前記参照画像データが生成されること
を特徴とする。
【００３１】前記所定のブロック単位が、水平方向の画
素数がＭで、垂直方向の画素数がＮのＭ×Ｎの大きさの
ブロック単位であり、原画像の符号化時において直交変
換が数式７に基づいて行われたとすると、前記逆直交変
換回路としては数式８に基づいて逆直交変換を行うもの
が用いられる。
素数がＭで、垂直方向の画素数がＮのＭ×Ｎの大きさの
ブロック単位であり、原画像の符号化時において直交変
換が数式７に基づいて行われたとすると、前記逆直交変
換回路としては数式８に基づいて逆直交変換を行うもの
が用いられる。
【００３２】
【数７】
【００３３】
【数８】
【００３４】前記所定のブロック単位が、水平方向の画
素数が８で、垂直方向の画素数が８の８×８の大きさの
ブロック単位であり、原画像の符号化時において直交変
換が数式９に基づいて行われたとすると、前記逆直交変
換回路としては数式１０に基づいて逆変換を行うものが
用いられる。
素数が８で、垂直方向の画素数が８の８×８の大きさの
ブロック単位であり、原画像の符号化時において直交変
換が数式９に基づいて行われたとすると、前記逆直交変
換回路としては数式１０に基づいて逆変換を行うものが
用いられる。
【００３５】
【数９】
【００３６】
【数１０】
【００３７】前記垂直間引回路は、前記加算器によって
得られた再生画像データの水平ラインを、たとえば、２
本単位おきに２本単位ずつ間引くといった垂直方向間引
きを行う。
得られた再生画像データの水平ラインを、たとえば、２
本単位おきに２本単位ずつ間引くといった垂直方向間引
きを行う。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して、こ
の発明をＭＰＥＧ復号器に適用した場合の実施の形態に
ついて説明する。
の発明をＭＰＥＧ復号器に適用した場合の実施の形態に
ついて説明する。
【００３９】図１は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示してい
る。
る。
【００４０】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御信号
はＣＰＵ２０に送られる。動きベクトルの可変長符号
は、可変長復号化器１０に送られて復号化される。可変
長復号化器１０によって得られた動きベクトルは、ベク
トル値変換回路１１に送られ、動きベクトルの水平方向
および垂直方向の大きさがそれぞれ１／２になるように
変換される。ベクトル値変換回路１１によって水平方向
および垂直方向の大きさがそれぞれ１／２になるように
変換された動きベクトルは、第１参照画像用メモリ７お
よび第２参照画像用メモリ８に、参照画像の切り出し位
置を制御するための制御信号として送られる。
１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御信号
はＣＰＵ２０に送られる。動きベクトルの可変長符号
は、可変長復号化器１０に送られて復号化される。可変
長復号化器１０によって得られた動きベクトルは、ベク
トル値変換回路１１に送られ、動きベクトルの水平方向
および垂直方向の大きさがそれぞれ１／２になるように
変換される。ベクトル値変換回路１１によって水平方向
および垂直方向の大きさがそれぞれ１／２になるように
変換された動きベクトルは、第１参照画像用メモリ７お
よび第２参照画像用メモリ８に、参照画像の切り出し位
置を制御するための制御信号として送られる。
【００４１】可変長復号化器１は、変換係数の可変長符
号を復号化する。逆量子化器２は、可変長復号化器１か
ら得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ係数）を逆量
子化してＤＣＴ係数に変換する。水平高域係数除去回路
（係数削減回路）３は、図２（ａ）に示すように、逆量
子化器２で生成されたＤＣＴ係数列を８（水平方向画素
数）×８（垂直方向画素数）のサブブロック単位に対応
する８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝
０，１，…７、ｖ＝０，１，…７）に戻すとともに、各
サブブロックの水平周波数の高域部分のＤＣＴ係数を除
去して、図２（ｂ）に示すように４（水平周波数方向
ｕ）×８（垂直周波数方向ｖ）の数のＤＣＴ係数Ｆ
（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝０，１，…３、ｖ＝０，１，
…７）に変換する。
号を復号化する。逆量子化器２は、可変長復号化器１か
ら得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ係数）を逆量
子化してＤＣＴ係数に変換する。水平高域係数除去回路
（係数削減回路）３は、図２（ａ）に示すように、逆量
子化器２で生成されたＤＣＴ係数列を８（水平方向画素
数）×８（垂直方向画素数）のサブブロック単位に対応
する８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝
０，１，…７、ｖ＝０，１，…７）に戻すとともに、各
サブブロックの水平周波数の高域部分のＤＣＴ係数を除
去して、図２（ｂ）に示すように４（水平周波数方向
ｕ）×８（垂直周波数方向ｖ）の数のＤＣＴ係数Ｆ
（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝０，１，…３、ｖ＝０，１，
…７）に変換する。
【００４２】逆ＤＣＴ回路４は、水平高域係数除去回路
３で生成された４×８の数のＤＣＴ係数に、数式１１で
示すような４×８の逆ＤＣＴを施して、図２（ｃ）に示
すような元のサブブロック単位のデータが水平方向に１
／２に圧縮された４（水平方向画素数）×８（垂直方向
画素数）のデータ数からなるデータｆ（ｉ，ｊ）（ただ
し、ｉ＝０，１，…３、ｊ＝０，１，…７）を生成す
る。
３で生成された４×８の数のＤＣＴ係数に、数式１１で
示すような４×８の逆ＤＣＴを施して、図２（ｃ）に示
すような元のサブブロック単位のデータが水平方向に１
／２に圧縮された４（水平方向画素数）×８（垂直方向
画素数）のデータ数からなるデータｆ（ｉ，ｊ）（ただ
し、ｉ＝０，１，…３、ｊ＝０，１，…７）を生成す
る。
【００４３】
【数１１】
【００４４】また、このようにして得られた１つのマク
ロブロックを構成する４つのサブブロック単位に対応す
る画像データに基づいて水平方向が１／２に圧縮された
８×１６の１つのマクロブロック単位の再生画像データ
または予測誤差データを生成する。したがって、逆ＤＣ
Ｔ回路４によって得られるマクロブロック単位のデータ
量は、原画像のマクロブロック単位の画像データ量の半
分となる。
ロブロックを構成する４つのサブブロック単位に対応す
る画像データに基づいて水平方向が１／２に圧縮された
８×１６の１つのマクロブロック単位の再生画像データ
または予測誤差データを生成する。したがって、逆ＤＣ
Ｔ回路４によって得られるマクロブロック単位のデータ
量は、原画像のマクロブロック単位の画像データ量の半
分となる。
【００４５】逆ＤＣＴ回路４によって生成された水平方
向が１／２に圧縮された８×１６のマクロブロック単位
の予測誤差データには、そのマクロブロック・タイプに
応じた参照画像データ（水平方向が１／２に圧縮された
８×１６のマクロブロック単位の参照画像データ）が加
算器５によって加算され、再生画像データが生成され
る。参照画像データは、スイッチ１３を介して加算器５
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路４から出力された画
像データがフレーム内符号に対する再生画像データであ
る場合には、参照画像データは加算されない。
向が１／２に圧縮された８×１６のマクロブロック単位
の予測誤差データには、そのマクロブロック・タイプに
応じた参照画像データ（水平方向が１／２に圧縮された
８×１６のマクロブロック単位の参照画像データ）が加
算器５によって加算され、再生画像データが生成され
る。参照画像データは、スイッチ１３を介して加算器５
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路４から出力された画
像データがフレーム内符号に対する再生画像データであ
る場合には、参照画像データは加算されない。
【００４６】逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得
られた水平方向が１／２に圧縮された８×１６のマクロ
ブロック単位の再生画像データは、垂直間引回路２１に
送られる。逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得ら
れた８×１６のマクロブロック単位の再生画像データに
おいては、図３（ａ）に示すように奇数フィールドの水
平ライン（実線で示す）と偶数フィールドの水平ライン
（破線で示す）とが垂直方向に交互に現れるので、奇数
フィールドの水平ラインと偶数フィールドの水平ライン
とが含まれるようにするために、図３（ｂ）に示すよう
に水平ライン２本単位で、間引きが行われる。
られた水平方向が１／２に圧縮された８×１６のマクロ
ブロック単位の再生画像データは、垂直間引回路２１に
送られる。逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得ら
れた８×１６のマクロブロック単位の再生画像データに
おいては、図３（ａ）に示すように奇数フィールドの水
平ライン（実線で示す）と偶数フィールドの水平ライン
（破線で示す）とが垂直方向に交互に現れるので、奇数
フィールドの水平ラインと偶数フィールドの水平ライン
とが含まれるようにするために、図３（ｂ）に示すよう
に水平ライン２本単位で、間引きが行われる。
【００４７】これにより、水平方向が１／２に圧縮され
た８×１６のマクロブロック単位の再生画像データは、
水平および垂直の両方がそれぞれ１／２に圧縮された８
×８のマクロブロック単位の再生画像データに変換され
る。したがって、垂直間引回路２１によって得られるマ
クロブロック単位の画像データ量は、原画像のマクロブ
ロック単位の画像データ量の１／４となる。
た８×１６のマクロブロック単位の再生画像データは、
水平および垂直の両方がそれぞれ１／２に圧縮された８
×８のマクロブロック単位の再生画像データに変換され
る。したがって、垂直間引回路２１によって得られるマ
クロブロック単位の画像データ量は、原画像のマクロブ
ロック単位の画像データ量の１／４となる。
【００４８】垂直間引回路２１によって得られたマクロ
ブロック単位の再生画像データが、Ｂピクチャに対する
再生画像データである場合には、その再生画像データは
スイッチ１４に送られる。
ブロック単位の再生画像データが、Ｂピクチャに対する
再生画像データである場合には、その再生画像データは
スイッチ１４に送られる。
【００４９】垂直間引回路２１によって得られたマクロ
ブロック単位の再生画像データが、ＩピクチャまたはＰ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１２を介して第１参照画像用
メモリ７または第２参照画像用メモリ８に格納される。
第１参照画像用メモリ７または第２参照画像用メモリ８
に格納される画像データ量は従来の１／４となる。スイ
ッチ１２は、ＣＰＵ２０によって制御される。
ブロック単位の再生画像データが、ＩピクチャまたはＰ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１２を介して第１参照画像用
メモリ７または第２参照画像用メモリ８に格納される。
第１参照画像用メモリ７または第２参照画像用メモリ８
に格納される画像データ量は従来の１／４となる。スイ
ッチ１２は、ＣＰＵ２０によって制御される。
【００５０】第１垂直内挿回路２２は、第１参照画像用
メモリ７から読み出された８×８のマクロブロック単位
の参照画像データに対して、垂直方向の内挿を行って、
つまり垂直間引回路２１によって間引かれた水平ライン
を補間して、８×１６のマクロブロック単位の参照画像
データを生成する。
メモリ７から読み出された８×８のマクロブロック単位
の参照画像データに対して、垂直方向の内挿を行って、
つまり垂直間引回路２１によって間引かれた水平ライン
を補間して、８×１６のマクロブロック単位の参照画像
データを生成する。
【００５１】第２垂直内挿回路２３は、第２参照画像用
メモリ７から読み出された８×８のマクロブロック単位
の参照画像データに対して、垂直方向の内挿を行って、
つまり垂直間引回路２１によって間引かれた水平ライン
を補間して、８×１６のマクロブロック単位の参照画像
データを生成する。
メモリ７から読み出された８×８のマクロブロック単位
の参照画像データに対して、垂直方向の内挿を行って、
つまり垂直間引回路２１によって間引かれた水平ライン
を補間して、８×１６のマクロブロック単位の参照画像
データを生成する。
【００５２】平均化部９は、第１垂直内挿回路２２およ
び第２垂直内挿回路２３から読出された画像データを平
均して、内挿的フレーム間予測符号化に用いられる８×
１６のマクロブロック単位の参照画像データを生成す
る。
び第２垂直内挿回路２３から読出された画像データを平
均して、内挿的フレーム間予測符号化に用いられる８×
１６のマクロブロック単位の参照画像データを生成す
る。
【００５３】スイッチ１３は、ＣＰＵ２０によって次の
ように制御される。逆ＤＣＴ回路４から出力されたデー
タがフレーム内符号化に対する再生画像データである場
合には、スイッチ１３の共通端子が接地端子に切り換え
られる。
ように制御される。逆ＤＣＴ回路４から出力されたデー
タがフレーム内符号化に対する再生画像データである場
合には、スイッチ１３の共通端子が接地端子に切り換え
られる。
【００５４】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが順
方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測誤差
データである場合には、スイッチ１３の共通端子が第１
垂直内挿回路２２からの参照画像データが送られる端子
または第２垂直内挿回路２３からの参照画像データが送
られる端子のいずれか一方を選択するように切り換えら
れる。
方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測誤差
データである場合には、スイッチ１３の共通端子が第１
垂直内挿回路２２からの参照画像データが送られる端子
または第２垂直内挿回路２３からの参照画像データが送
られる端子のいずれか一方を選択するように切り換えら
れる。
【００５５】なお、参照画像用メモリ７、８から参照画
像が読み出される場合には、ベクトル値変換回路１１か
らの動きベクトルに基づいて、その切り出し位置が制御
される。ベクトル値変換回路１１によって動きベクトル
の水平方向および垂直方向の大きさが１／２に変換され
ているのは、垂直間引回路２１から参照画像用メモリ
７、８に送られるマクロブロック単位の画像データが水
平および垂直方向にそれぞれ１／２に圧縮されたものと
なっているためである。
像が読み出される場合には、ベクトル値変換回路１１か
らの動きベクトルに基づいて、その切り出し位置が制御
される。ベクトル値変換回路１１によって動きベクトル
の水平方向および垂直方向の大きさが１／２に変換され
ているのは、垂直間引回路２１から参照画像用メモリ
７、８に送られるマクロブロック単位の画像データが水
平および垂直方向にそれぞれ１／２に圧縮されたものと
なっているためである。
【００５６】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが内
挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合には、スイッチ１３の共通端子が平均化部９の出力
が送られる端子を選択するように切り換えられる。
挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合には、スイッチ１３の共通端子が平均化部９の出力
が送られる端子を選択するように切り換えられる。
【００５７】スイッチ１４は、垂直間引回路２１からス
イッチ１４に送られてきたＢピクチャに対する再生画像
データ、参照画像用メモリ７に格納されたＩピクチャま
たはＰピクチャに対する再生画像データ、参照画像用メ
モリ８に格納されたＩピクチャまたはＰピクチャに対す
る再生画像データが原画像の順序と同じ順番で出力され
るようにＣＰＵ２０によって制御される。スイッチ１４
から出力された画像データは、フォーマット変換回路１
５によってモニタ装置の水平および垂直走査線数に対応
するようにフォーマット変換された後、モニタ装置に送
られる。
イッチ１４に送られてきたＢピクチャに対する再生画像
データ、参照画像用メモリ７に格納されたＩピクチャま
たはＰピクチャに対する再生画像データ、参照画像用メ
モリ８に格納されたＩピクチャまたはＰピクチャに対す
る再生画像データが原画像の順序と同じ順番で出力され
るようにＣＰＵ２０によって制御される。スイッチ１４
から出力された画像データは、フォーマット変換回路１
５によってモニタ装置の水平および垂直走査線数に対応
するようにフォーマット変換された後、モニタ装置に送
られる。
【００５８】上記実施の形態によれば、第１参照画像用
メモリ７および第２参照画像用メモリ８として、従来の
それらの容量の１／４のものを用いることができる。
メモリ７および第２参照画像用メモリ８として、従来の
それらの容量の１／４のものを用いることができる。
【００５９】ところで、逆量子化器２から得られるサブ
ブロック毎の８×８の変換係数のうち、水平周波数の高
域部分のみならず垂直周波数の広域部分を除去し、水平
および垂直周波数が共に低い領域の４×４の変換係数の
みを用いて４×４の逆変換を行って水平および垂直方向
に１／２に圧縮されたデータを生成することが考えられ
る。このようにすると、第１参照画像用メモリ７および
第２参照画像用メモリ８の容量を、上記実施の形態と同
様に従来の１／４にすることができる。
ブロック毎の８×８の変換係数のうち、水平周波数の高
域部分のみならず垂直周波数の広域部分を除去し、水平
および垂直周波数が共に低い領域の４×４の変換係数の
みを用いて４×４の逆変換を行って水平および垂直方向
に１／２に圧縮されたデータを生成することが考えられ
る。このようにすると、第１参照画像用メモリ７および
第２参照画像用メモリ８の容量を、上記実施の形態と同
様に従来の１／４にすることができる。
【００６０】しかしながら、水平周波数の高域部分のみ
ならず垂直周波数の高域部分をも除去して、４×４の逆
変換を行った場合には、復号しようとする画像がインタ
ーレース画像である場合には、空間軸と時間軸とが混合
されて画像劣化が生じるという問題がある。このような
画像劣化が生じるのを防止するため、上記実施の形態で
は、水平周波数の高域部分の係数のみを除去し、垂直周
波数の高域部分の係数を残して、４×８の逆変換を行っ
た後に、垂直間引を行っているのである。
ならず垂直周波数の高域部分をも除去して、４×４の逆
変換を行った場合には、復号しようとする画像がインタ
ーレース画像である場合には、空間軸と時間軸とが混合
されて画像劣化が生じるという問題がある。このような
画像劣化が生じるのを防止するため、上記実施の形態で
は、水平周波数の高域部分の係数のみを除去し、垂直周
波数の高域部分の係数を残して、４×８の逆変換を行っ
た後に、垂直間引を行っているのである。
【００６１】
【発明の効果】この発明によれば、メモリ容量の低減化
が図れる動画像復号化装置が得られる。また、水平周波
数の高域部分の係数のみを除去し、垂直周波数の高域部
分の係数を残して、逆直交変換を行っているので、復号
しようとする画像がインターレース画像である場合に、
空間軸と時間軸とが混合されて画像劣化が生じるのを防
ぐことができる。
が図れる動画像復号化装置が得られる。また、水平周波
数の高域部分の係数のみを除去し、垂直周波数の高域部
分の係数を残して、逆直交変換を行っているので、復号
しようとする画像がインターレース画像である場合に、
空間軸と時間軸とが混合されて画像劣化が生じるのを防
ぐことができる。
【図１】ＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】水平高域係数除去回路によって水平空間周波数
の高域部分が除去された後のＤＣＴ係数を示すととも
に、逆ＤＣＴ回路によって逆変換された後のデータを示
す模式図である。
の高域部分が除去された後のＤＣＴ係数を示すととも
に、逆ＤＣＴ回路によって逆変換された後のデータを示
す模式図である。
【図３】垂直間引回路による間引処理を説明するための
模式図である。
模式図である。
【図４】従来のＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロック図
である。
である。
【図５】ＭＰＥＧ符号器で行われるＤＣＴおよび従来の
ＭＰＥＧ復号器で行われる逆ＤＣＴを説明するための模
式図である。
ＭＰＥＧ復号器で行われる逆ＤＣＴを説明するための模
式図である。
１ 可変長復号化器
２ 逆量子化器
３ 水平高域係数除去回路
４ 逆ＤＣＴ回路
５ 加算器
７ 第１参照画像用メモリ
８ 第２参照画像用メモリ
９ 平均化部
１０ 可変長復号化器
１１ ベクトル値変換回路
１２、１３、１４ スイッチ
１５ フォーマット変換回路
２０ ＣＰＵ
２１ 垂直間引回路
２２ 第１垂直内挿回路
２３ 第２垂直内挿回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山下 昭彦
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−247673（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−48587（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−304657（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−225268（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−116539（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−186818（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−205161（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−247671（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−252469（ＪＰ，Ａ)
米国特許5262854（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 7/24 - 7/68
Claims (4)
- 【請求項１】 入力信号から得られた所定の大きさのブ
ロック単位の直交変換係数のうち、垂直周波数の高域部
分を残し、且つ、水平周波数の高域部分の係数のみを除
去して変換係数を半分に削減する係数削減回路、前記 係数削減回路によって削減された変換係数を用いて
逆直交変換を行うことにより、ブロック単位毎に水平方
向の画素数が１／２に削減された再生画像データまたは
時間軸予測誤差データを得る逆直交変換回路、前記 逆直交変換回路によって得られた時間軸予測誤差デ
ータと所定の参照画像データとに基づいて、水平方向の
画素数が１／２に削減された再生画像データを生成する
加算器、当該 加算器によって得られた再生画像データを垂直方向
に１／２に間引いて、水平方向および垂直方向の画素数
がそれぞれ１／２に削減された再生画像データを生成す
る垂直間引回路、ならびに前記 垂直間引回路によって得られた再生画像データのう
ち前記参照画像データを生成するために必要な再生画像
データを記憶する１または複数の参照画像用メモリを備
え、前記 参照画像用メモリに格納された再生画像データに基
づいて水平方向の画素数のみが１／２に削減された前記
参照画像データが生成される動画像復号化装置。 - 【請求項２】 前記所定のブロック単位は、水平方向の
画素数がＭで、垂直方向の画素数がＮのＭ×Ｎの大きさ
のブロック単位であり、原画像の符号化時において直交
変換が数式１に基づいて行われたとすると、前記逆直交
変換回路は数式２に基づいて逆直交変換を行うものであ
る請求項１に記載の動画像復号化装置。 【数１】 【数２】 - 【請求項３】 前記所定のブロック単位は、水平方向の
画素数が８で、垂直方向の画素数が８の８×８の大きさ
のブロック単位であり、原画像の符号化時において直交
変換が数式３に基づいて行われたとすると、前記逆直交
変換回路は数式４に基づいて逆変換を行うものである請
求項１に記載の動画像復号化装置。 【数３】 【数４】 - 【請求項４】 前記垂直間引回路は、前記加算器によっ
て得られた再生画像データの水平ラインを２本単位おき
に２本単位ずつ間引くといった垂直方向間引きを行うも
のである請求項１、２および３のいずれかに記載の動画
像復号化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35736197A JP3481111B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 動画像復号化装置 |
| EP98124620A EP0926899A3 (en) | 1997-12-25 | 1998-12-23 | An apparatus and process for decoding motion pictures |
| KR1019980058669A KR100568649B1 (ko) | 1997-12-25 | 1998-12-24 | 동화상복호화장치및동화상복호화방법 |
| US10/847,356 US7139315B2 (en) | 1997-12-25 | 2004-05-18 | Apparatus and process for decoding motion pictures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35736197A JP3481111B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 動画像復号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11191885A JPH11191885A (ja) | 1999-07-13 |
| JP3481111B2 true JP3481111B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=18453746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35736197A Expired - Fee Related JP3481111B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 動画像復号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481111B2 (ja) |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35736197A patent/JP3481111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11191885A (ja) | 1999-07-13 |
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