JP4416796B2 - 画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化プログラム、及び画像復号プログラム - Google Patents
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Description
1)特許文献2に示す特開昭63−310293号公報「圧縮記録画像の再生方式」のように、Iフレームに対応するビットストリームのみを読込み、復号し表示する。
2)特許文献3に示す特開平7−154743号公報「高速画像再生システム」のように、I及びPフレームの復号処理の一部を省略することによって、1フレーム当たりの処理量を小さくし、高速再生を実現する。
3)CPUの処理能力が許容する限り、最大限の速度で画像を復号して高速再生を実現する。
等の技術が挙げられる。
まず、本発明に係る画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化プログラム、及び画像復号プログラムの最初の実施例として実施例1について説明する。なお、本発明に係る画像符号化プログラム、画像復号プログラムについては、以下に詳細に説明する画像符号化装置の機能、画像復号装置の機能をそれぞれコンピュータのプログラムとして実行するものである。図1は、本発明に係る画像符号化装置の実施例1の構成を示すブロック構成図である。図1に示す画像符号化装置100において、101は入力画像をブロック分割するブロック分割部、102は現入力画像のブロックと該ブロックに対する予測画像との差分値を計算する減算部、103は減算部102で計算した差分値を直交変換する直交変換部、104は直交変換部103からの変換係数を量子化する量子化部、105は量子化部104からの量子化係数を可変長符号化する可変長符号化部であり、符号化ビットストリームとして画像符号化装置100から外部に出力する。
また、参照する画像のフレーム番号の代わりに、現画像と参照画像とのフレーム番号の差分値や参照画像の時刻情報等を用いても良い。
(L/N)が0又は整数であった場合は(ステップS13のYES)、(L/N)が0か否かを判定し(ステップS14)、(L/N)が0の場合は(ステップS14のYES)、Iフレームとして符号化するフレームの画像であるので、フレームメモリ109の内容をクリアして、可変長符号化部105に対して「参照画像番号」としては何ら出力することなくIフレームとして符号化するよう動き検出部111に対して指示する(ステップS15)。
しかる後、「予測使用フラグ」が「1」であるので、後続するフレームが参照画像として参照するフレームであり、フレームメモリ205に対して現フレームの復号画像を格納するように指示し(ステップS36)、ステップS41へ移行する。
しかる後、次のフレームをビットストリームから取り出して(ステップS43)、復号すべきビットストリームが終了しているか否かを判定し(ステップS44)、終了していた場合は(ステップS44のYES)、復号処理を終了するが、まだ、入力ビットストリームが継続していた場合は(ステップS44のNO)、ステップS32に復帰し、復号処理を継続する。
一例として、図1に示す画象符号化装置100における符号化処理としては、前述の4倍速再生用のビットストリームとして符号化されている場合において、図2に示す画像復号装置200における復号処理として、1.5倍速再生を行なう場合について、図6を用いて説明する。ここに、図6は、本発明に係る画像符号化装置及び画像復号装置の実施例1として4倍速再生用のビットストリームを可変速再生した場合のフレーム間予測構造の異なる例を示す模式図であり、可変速再生用としての4倍速再生用のビットストリームを可変倍速の一例として1.5倍速で再生する場合を示している。
即ち、本発明における可変速再生は、図1に示す画像符号化装置100における画像符号化処理を同倍速再生用のビットストリーム作成の場合と全く同様とし、図2に示す画像復号装置200における画像復号処理を可変速指定の倍速に応じて可変に変更して実行する。
次に、本発明に係る画像符号化装置及び画像復号装置の前述の実施例1と異なる実施例2について説明する。実施例2における画像符号化装置及び画像復号装置の構成は、図1及び図2に示す画像符号化装置100及び画像復号装置200と同様の構成で良い。ここで、実施例2の場合においては、実施例1とは異なり、複数の参照画像を用いて、画像符号化装置100側で高速再生可能なビットストリームを作成し、画像復号装置200側で高速再生する例について説明する。
従って、「参照画像番号」は、フレームP1,P2,P3,P4は0,1,2,0であり、フレームP5,P6,P7,P8は4,5,6,4であり、フレームP9,P10,P11,P12は8,9,10,8であり、以降同様である。また、「予測使用フラグ」は、フレームI0,P1,P2,P4,P5,P6,P8,P9,P10,…と、フレーム番号Lが4f,(4f+1),(4f+2)番目のフレームの画像はそれぞれ参照画像を示す「1」にセットされ、フレームP3,P7,P11,…と、フレーム番号Lが(4f+3)番目のフレームの画像は参照画像ではない旨を示す「0」のままとされる。
このように、復号処理が、通常再生の約(1/4)に削減可能となるため、処理量を増加させることなく、かつ、画質の劣化を伴うこともなく、4倍速再生が可能となる。
また、符号化時において用いた高速再生用の設定倍速と同一の値の再生用倍速で再生する場合、即ち、「予測使用フラグ」が「2」のフレームの画像のみを再生・表示するような高速再生を行なう場合には、ステップS77乃至S82の処理を全て割愛し、「予測使用フラグ」が「2」ではなかった場合には(ステップS73のNO)、次フレームの先頭まで復号処理をスキップするように、可変長復号部201に対して指示し(ステップS83)、ステップS86へ移行するようにすれば、高速復号時の処理量を更に低減することが可能である。
次に、本発明に係る画像符号化装置及び画像復号装置の前述の実施例1,2と異なる実施例3について説明する。実施例3における画像符号化装置及び画像復号装置の構成は、図1及び図2に示す画像符号化装置100及び画像復号装置200と同様の構成で良いが、実施例3の場合、実施例1,2とは異なり、各Pフレーム毎の画像の予測符号化において、複数フレームの画像を参照画像として用いて符号化することにより、高速再生可能なビットストリームでありながらも、予測符号化効率を更に改善可能とするものである。
ここで、複数個(本実施例では2個)の参照画像番号が設定されたPフレームの予測符号化をする際に、参照画像番号として設定されている複数個のフレームの既符号化画像について、いずれかの既符号化画像を、スライス単位、MB単位、あるいは、ブロック単位で、参照画像として適宜切り替えて参照して、予測符号化を行なうことが可能であり、各単位毎に参照した既符号化画像のフレーム番号(参照画像番号)をビットストリームのヘッダ部等に記録して符号化していく。
また、図9に示す本実施例においては、フレーム番号Lが4の倍数とならないフレームの画像について、1つ前の直前のフレームの画像と、フレーム番号が4の倍数となる直近のフレームの画像との2つのフレームの画像を参照画像とする場合について示したが、本発明はかかる場合に限るものではなく、例えば、フレーム番号が4の倍数となる直近のフレームの画像の代わりに、2つ前のフレームの画像を参照画像として用いることにしても良いし、更には、任意に指定した既符号化画像を複数個用いることとしても構わない。
Claims (7)
- 画像をイントラ符号化のみで符号化したIフレーム、又は、画像をイントラ符号化及び片方向予測符号化したPフレームが、後続の他のフレームから参照画像として使用される画像か否かを示す第1のデータを予測使用情報として符号化する予測使用情報符号化手段と、前記Pフレームが参照する画像のフレーム番号を示す第2のデータを参照用情報として符号化する参照用情報符号化手段とを有し、前記Pフレームを符号化する場合、前記第1のデータによって示された前記参照画像の中から、前記第2のデータが示すフレーム番号の画像を参照し、高速再生用ビットストリームの作成のために予め指示された設定倍速に応じて高速再生用として設定されたフレーム間隔毎のフレーム番号のPフレーム及び高速再生用として設定されていない残りのフレーム番号のPフレームを、それぞれ符号化し、高速再生用として設定されたフレーム間隔毎のフレーム番号のPフレームの符号化画像を保存すると共に、後続の他のフレームから参照される旨を示す前記予測使用情報として前記第1のデータを設定し、前記予測使用情報符号化手段に対して前記第1のデータを符号化するように指示する高速再生用符号化手段を有することを特徴とする画像符号化装置。
- 請求項1に記載の画像符号化装置において、前記高速再生用符号化手段が、前記設定倍速に応じて高速再生用として設定されたフレーム間隔毎に区切られた範囲内の各前記Pフレームについて、高速再生用として設定されたフレーム間隔毎のフレーム番号のPフレームを符号化する際に前記参照画像の中から参照する画像と、高速再生用として設定されていない残りのフレーム番号のPフレームを符号化する際に前記参照画像の中から参照する画像とで、同一のフレーム番号の参照画像とする旨を示す前記参照用情報として前記第2のデータを設定し、前記参照用情報符号化手段に対して前記第2のデータを符号化するように指示することを特徴とする画像符号化装置。
- 請求項1に記載の画像符号化装置において、前記高速再生用符号化手段が、前記設定倍速に応じて高速再生用として設定されたフレーム間隔毎に区切られた範囲内の各前記Pフレームについて、高速再生用として設定されたフレーム間隔毎のフレーム番号のPフレームを符号化する際に前記参照画像の中から参照する画像と、高速再生用として設定されていない残りのフレーム番号のPフレームを符号化する際に前記参照画像の中から参照する画像とで、異なるフレーム番号を含む画像を参照する旨を示す前記参照用情報として前記第2のデータを設定し、前記参照用情報符号化手段に対して前記第2のデータを符号化するように指示することを特徴とする画像符号化装置。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像符号化装置において、各前記Pフレームの画像を符号化する際に、各前記Pフレーム毎に、複数の符号化済み画像を参照することができることを特徴とする画像符号化装置。
- 画像をイントラ符号化のみで符号化したIフレーム、又は、画像をイントラ符号化及び片方向予測符号化したPフレームが、後続の他のフレームから参照画像として使用される画像か否かを示す第1のデータを予測使用情報として復号する予測使用情報復号手段と、前記Pフレームが参照するフレーム番号を示す第2のデータを参照用情報として復号する参照用情報復号手段とを有し、前記Pフレームを復号する場合、前記第1のデータによって示された前記参照画像の中から、前記第2のデータが示すフレーム番号の画像を参照し、予め指示された再生用倍速に応じて高速再生用として設定されたフレーム間隔毎のフレーム番号のPフレームを復号する高速再生用復号手段を有することを特徴とする画像復号装置。
- 請求項5に記載の画像復号装置において、前記高速再生用復号手段が、高速再生用として予め指示された設定倍速に応じて符号化された符号化ビットストリームについて、前記Pフレームを復号する場合、前記第1のデータが予測使用情報として示す前記参照画像のうち、復号する当該フレームの前記第2のデータが参照用情報として示すフレーム番号の画像を参照することにより、前記設定倍速と異なる任意の値の再生用倍速を用いて、前記Pフレームを復号することができることを特徴とする画像復号装置。
- 請求項5又は6に記載の画像復号装置において、各前記Pフレームの画像を復号する際に、各前記Pフレーム毎に、複数の復号済み画像を参照することができることを特徴とする画像復号装置。
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