JP4860010B2 - 動画像符号化装置 - Google Patents
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Description
一般に動画像の符号化では、時間方向および空間方向の冗長性を削減することによって情報量の圧縮を行う。
この場合、例えば、IピクチャI0は、BピクチャB2が復号化されるのを待ってから表示されることとなる。
この場合、例えばPピクチャP8の復号化開始時点での表示待ちピクチャ枚数は、BピクチャB3の1枚のみとなる。
そのような場合は、参照ピクチャとして使用されないピクチャの画像データは、該ピクチャが表示された後もメモリ内に蓄積されたままになるが、このような状態でピクチャメモリ内にその画像データが保持されているピクチャも、表示待ちピクチャとして取り扱われる。
(条件1) h × w <= (最大画面内画素数)
(条件2) h <= round1(H)
(条件3) w <= round2(W)
ここで、Hは符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは符号化可能なピクチャの最大横画素数、round1()は()内の引数の値を、ピクチャを符号化する単位であるマクロブロックの縦画素数の倍数で丸める演算により得られた値、round2()は()内の引数の値を、上記マクロブロックの横画素数の倍数で丸める演算により得られた値とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数とし、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ及び復号化対象ピクチャの画素数の総数とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1−(表示待ち復号化済みピクチャ枚数)
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数であり、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号化する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ、復号化対象ピクチャ、及び表示待ちの復号化済みピクチャの画素数の総数である。
H = sqrt(h×w×N)
W = sqrt(h×w×N)
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数、Hは、符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは、符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Nは任意の自然数、sqrt()は()内の引数の正の平方根である。
H =(最大画面内画素数)÷(縦画素数算出用係数)
W =(最大画面内画素数)÷(横画素数算出用係数)
ここで、Hは符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは符号化可能なピクチャの最大横画素数、縦画素数算出用係数及び横画素数算出用係数は既定の係数とする。
(条件4) h <= round1(H)
(条件5) w <= round2(W)
(条件6) h × w <= (最大画面内画素数)
ここで、Hは復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは復号化可能なピクチャの最大横画素数、round1()は()内の引数の値を、ピクチャを復号化する単位であるマクロブロックの縦画素数の倍数で丸める演算により得られた値、round2()は()内の引数の値を、上記マクロブロックの横画素数の倍数で丸める演算により得られた値とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1
ここで、hは復号化対象ピクチャの縦画素数、wは復号化対象ピクチャの横画素数とし、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ及び復号化対象ピクチャの画素数の総数とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1−(表示待ち復号化済みピクチャ枚数)
ここで、hは復号化対象ピクチャの縦画素数、wは復号化対象ピクチャの横画素数であり、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号化する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ、復号化対象ピクチャ、及び表示待ちの復号化済みピクチャの画素数の総数である。
H = sqrt(h×w×N)
W = sqrt(h×w×N)
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数、Hは、復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは、復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Nは任意の自然数、sqrt()は()内の引数の正の平方根である。
H =(最大画面内画素数)÷(縦画素数算出用係数)
W =(最大画面内画素数)÷(横画素数算出用係数)
ここで、Hは、復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは復号化可能なピクチャの最大横画素数とする。
(条件1) h × w <= (最大画面内画素数)
(条件2) h <= round1(H)
(条件3) w <= round2(W)
ここで、Hは符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは符号化可能なピクチャの最大横画素数、round1()は()内の引数の値を、ピクチャを符号化する単位であるマクロブロックの縦画素数の倍数で丸める演算により得られた値、round2()は()内の引数の値を、上記マクロブロックの横画素数の倍数で丸める演算により得られた値とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数とし、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ及び復号化対象ピクチャの画素数の総数とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1−(表示待ち復号化済みピクチャ枚数)
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数であり、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号化する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ、復号化対象ピクチャ、及び表示待ちの復号化済みピクチャの画素数の総数である。
H = sqrt(h×w×N)
W = sqrt(h×w×N)
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数、Hは、符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは、符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Nは任意の自然数、sqrt()は()内の引数の正の平方根である。
H =(最大画面内画素数)÷(縦画素数算出用係数)
W =(最大画面内画素数)÷(横画素数算出用係数)
ここで、Hは符号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは符号化可能なピクチャの最大横画素数、縦画素数算出用係数及び横画素数算出用係数は既定の係数とする。
(条件4) h <= round1(H)
(条件5) w <= round2(W)
(条件6) h × w <= (最大画面内画素数)
ここで、Hは復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは復号化可能なピクチャの最大横画素数、round1()は()内の引数の値を、ピクチャを復号化する単位であるマクロブロックの縦画素数の倍数で丸める演算により得られた値、round2()は()内の引数の値を、上記マクロブロックの横画素数の倍数で丸める演算により得られた値とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1
ここで、hは復号化対象ピクチャの縦画素数、wは復号化対象ピクチャの横画素数とし、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ及び復号化対象ピクチャの画素数の総数とする。
(最大参照ピクチャ枚数)=(最大蓄積画素数)÷(h×w)−1−(表示待ち復号化済みピクチャ枚数)
ここで、hは復号化対象ピクチャの縦画素数、wは復号化対象ピクチャの横画素数であり、最大蓄積画素数は、上記符号列を復号化する装置のピクチャメモリにそのデータが蓄積される参照候補ピクチャ、復号化対象ピクチャ、及び表示待ちの復号化済みピクチャの画素数の総数である。
H = sqrt(h×w×N)
W = sqrt(h×w×N)
ここで、hは対象ピクチャの縦画素数、wは対象ピクチャの横画素数、Hは、復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは、復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Nは任意の自然数、sqrt()は()内の引数の正の平方根である。
H =(最大画面内画素数)÷(縦画素数算出用係数)
W =(最大画面内画素数)÷(横画素数算出用係数)
ここで、Hは、復号化可能なピクチャの最大縦画素数、Wは復号化可能なピクチャの最大横画素数とする。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による動画像符号化装置10aを説明するブロック図である。
該符号列Bsaは、種々のヘッダ情報が格納されているヘッダ領域Haと、各ピクチャの画像データに対応する符号化データ(符号列)が格納されているシーケンスデータ部Dsqとから構成されている。
該符号化可否判定器108aは、入力画像縦画素数情報Ihpx及び入力画像横画素数情報Iwpxに基づいて、入力画像縦画素数(h)と入力画像横画素数(w)の乗算値(Phw)を算出し、乗算結果を示す乗算信号Shwを出力する乗算器206と、該乗算信号Shwと最大画面内画素数情報Ifpxに基づいて、上記乗算値(Phw)と最大画面内画素数(Nfpx)とを比較し、この比較結果を示す第1の比較結果信号Scm1を出力する第1比較演算器
203とを有している。
この最大参照ピクチャ枚数算出器109aは、入力画像縦画素数情報Ihpx及び入力画像横画素数情報Iwpxに基づいて、入力画像のサイズである1画面の総画素数(Phw=h×w)を算出し、該算出結果を示す演算出力Ohwを出力する乗算器401と、演算出力Ohw及び最大蓄積画素数情報Ispxに基づいて、最大蓄積画素数(Nspx)を1画面の総画素数(h×w)で除算し、除算結果(Nspx/(h×w))を示す演算出力信号Dpmを出力する除算器402とを有している。また、上記最大参照ピクチャ枚数算出器109aは、符号化対象となるピクチャ枚数(1枚)を示す数値信号Sn1を保持し、該数値信号Sn1を出力する定数格納部404と、上記除算器402の出力信号Dpmと該数値情報Sn1とに基づいて、除算結果(Nspx/(h×w))から1を減算した値(Nspx/(h×w)−1)を示す減算出力信号Sd1を出力する減算器403とを有している。
この実施の形態1の動画像符号化装置10aでは、入力画像の符号化を行う前に、この動画像符号化装置10aのメモリ等の構成、および符号化データの供給対象となる動画像復号化装置のメモリ等の構成に基づいて、符号化条件として用いる、予め設定されている複数の符号化レベルの中から、所要のレベルを選択しておく。具体的には、上記符号化レベルの選択は、ユーザが上記テーブルT1を参照して行い、ユーザ操作により、選択されたレベルに対応するレベル識別子を示すレベル信号Lstが、該動画像符号化装置10aに入力されることとなる。
ピクチャメモリ101から読み出されたマクロブロックの画像データSIdは、動きベクトル検出器106に入力される。このとき、ピクチャメモリ105には、符号化済みピクチャに対応する復号画像データRdが参照候補ピクチャの画像データとして蓄積されており、ピクチャメモリ105では、動きベクトル検出器106からのピクチャ指定信号CSpdにより、参照候補ピクチャのうちの所要のピクチャが参照ピクチャとして指定される。そして、動きベクトル検出器106では、指定された参照候補ピクチャの画像データを上記参照ピクチャの画像データCRdとして用いて、符号化対象としている対象マクロブロックに対する動きベクトルMVを検出する処理が行われる。得られた動きベクトルによって決定された、対象マクロブロックに対応する参照画像の画像データが、対象マクロブロックに対する予測データPdとして差分演算器113に入力される。
この場合は、ピクチャメモリ101から出力された画像データSIdは、スイッチ111を介して予測残差符号化器102に出力され、該符号化器102にて符号化されて符号列生成器103に出力される。
この実施の形態1の動画像符号化装置10aの符号化可否判別器108aでは、以下の条件式(式1),(式2a),(式2b),(式3a),(式3b)に従って、入力画像の符号化の可否が判定される。なお、上記条件式(式1),(式2a),(式2b)は請求項3に記載のものであり、上記条件式(式3a),(式3b)は請求項7に記載のものである。
h <= round1(H) (式2a)
w <= round2(W) (式2b)
H = sqrt(h×w×N) (式3a)
W = sqrt(h×w×N) (式3b)
この実施の形態1の動画像符号化装置10aの最大参照ピクチャ枚数算出器109aでは、以下の(式4)に示される演算により、ピクチャ間予測符号化で用いる参照候補ピクチャの最大枚数が算出される。なお、上記(式4)は請求項5に記載のものである。
Nrpn=Nspx÷(h×w)−1 (式4)
=transA(最大画面内画素数、最大蓄積画素数) (式5)
transA()は、最大画面内画素数および最大蓄積画素数を引数としてレベル識別の値を与える演算を示す記号であり、この(式5)によれば、ユーザが、動画像符号化装置10aにて符号化可能とする入力画像の最大画面内画素数および最大蓄積画素数を指定すると、対応するレベル識別子の値が決定される。
(レベル識別子の値)=transAa(最大画面内画素数) (式6a)
(レベル識別子の値)=transAb(最大蓄積画素数) (式6b)
transAa()は、最大画面内画素数を引数としてレベル識別の値を与える演算を示す記号であり、上記(式6a)によれば、ユーザが、動画像符号化装置にて符号化可能とする入力画像の最大画面内画素数を指定すると、対応するレベル識別子の値が決定される。
Nrpn=Nspx÷(h×w) (式7a)
ここで、hは符号化対象ピクチャの縦画素数、wは符号化対象ピクチャの横画素数、Nrpnは最大参照ピクチャ枚数、Nspxは最大蓄積画素数である。
そして、図3に示す最大参照ピクチャ枚数算出器109aでは、上記除算結果(Nspx/(h×w))から1を引く処理を行わずに最大参照ピクチャ枚数が決定される。
図4は、本発明の実施の形態2による動画像符号化装置10bを説明するためのブロック図である。
この実施の形態2の動画像符号化装置10bは、実施の形態1の動画像符号化装置10aのレベル解析部100a及び符号化可否判定器108aに代えて、入力されたレベル信号Lst及び識別番号信号Cidに基づいて、最大画面内画素数情報Ifpx及び最大蓄積画素数情報Ispxとともに、画素算出用係数情報αpxを出力するレベル解析部100bと、最大画面内画素数情報Ifpx,画素算出用係数情報αpx及び入力画像サイズ情報Ipxに基づいて、入力画像の符号化が可能か否かを判定する符号化可否判定器108bを備えたものである。ここで、上記識別番号信号Cidは、ユーザ操作により決定された識別番号の値を示すものであり、該識別番号は、付加的な符号化条件である画素算出用係数の具体的数値を識別するものである。また、上記レベル解析部100bは、図15に示すテーブルT1の情報及び図17(a)に示すテーブルT2の情報を有している。該テーブルT1は、レベル識別子の値と、最大画面内画素数及び最大蓄積画素数との対応関係を示している。該テーブルT2は、識別番号の値と、縦画素算出用係数(Nαhpx)及び横画素検出用係数(Nαwpx)との対応関係を示している。また、画素算出用係数情報αpxは、上記縦画素算出用係数(Nαhpx)を示す情報(縦画素算出用係数情報)αhpx及び上記横画素算出用係数(Nαwpx)を示す情報(横画素算出用係数情報)αwpxから構成されている。また、上記動画像符号化装置10bの符号列生成器103は、予測誤差符号化部102の出力データ(符号化データ)Cdを可変長符号化するとともに、該可変長符号化により得られた符号列に、動きベクトルMV,モード信号Ms,レベル信号Lst及び識別番号信号Cidに対応する符号を付加して得られた符号列Bsbを出力するものである。
図14(b)は、入力画像に対応する符号列Bsbのデータ構造を示している。
該符号列Bsbは、種々のヘッダ情報が格納されているヘッダ領域Hbと、各ピクチャの画像データに対応する符号化データ(符号列)が格納されているシーケンスデータ部Dsqとから構成されている。
この符号化可否判定器108bは、実施の形態1の符号化可否判定器108aの最大縦画素数最大横画素数算出器201に代えて、最大画面内画素数情報Ifpx、縦画素算出用係数情報αhpx及び横画素算出用係数情報αwpxに基づいて、処理可能な最大縦画素数(H)及び最大横画素数(W)を算出し、該算出結果を示す情報Op3a及びOp3bを出力する算出器(最大縦画素数最大横画素数算出器)301を備えたものである。従って、この符号化可否判定器108bの演算器306,第1比較演算器303,第2比較演算器304,16倍数値変換器302,及び論理積演算器305はそれぞれ、実施の形態1の符号化可否判定器108aの演算器206,第1比較演算器203,第2比較演算器204,16倍数値変換器202,及び論理積演算器205と同一のものである。
この実施の形態2の動画像符号化装置10bの動作は、レベル解析部100b,符号化可否判定器108b,符号列生成器103の動作のみ上記実施の形態1の動画像符号化装置10aの動作とは異なっている。
この実施の形態2の動画像符号化装置10bでは、入力画像の符号化を行う前に、この動画像符号化装置10bのメモリ等の構成、および符号化データの供給対象となる動画像復号化装置のメモリ等の構成に基づいて、符号化条件として用いる、予め設定されている複数の符号化レベルの中から、所要のレベルを選択し、さらに付加的な符号化条件として用いる、複数の識別番号の段階の中から所定のものを選択しておく。具体的には、上記符号化レベルの選択は、ユーザが上記テーブルT1を参照して行い、ユーザ操作により、選択されたレベルに対応するレベル識別子を示すレベル信号Lstが、該動画像符号化装置10bに入力されることとなる。また、上記識別番号の段階の選択は、ユーザが上記テーブルT2を参照して行い、ユーザ操作により、選択された段階に対応する識別番号を示す識別番号信号Cidが、該動画像符号化装置10bに入力されることとなる。
この実施の形態2の動画像符号化装置10bの符号化可否判別器108bでは、以下の条件式(式1),(式2a),(式2b),(式8a),(式8b)に従って、入力画像の符号化の可否が判定される。なお、上記条件式(式1),(式2a),(式2b)は請求項3に記載のものであり、上記条件式(式8a),(式8b)は請求項9に記載のものである。
H =Nfpx÷Nαhpx (式8a)
W =Nfpx÷Nαwpx (式8b)
ここで、(式8a)及び(式8b)は、最大縦画素数(H)および最大横画素数(W)が、それぞれ最大画面内画素数(Nfpx)を縦画素数算出用係数(Nαhpx)および横画素数算出用係数(Nαwpx)で割った値となることを示している。
そして、論理積演算器305では、上記比較演算器303および304から出力された比較結果信号Scm1,Scm2a,Scm2bの論理積が演算され、最終的な符号化可否の判別結果を示す信号CSjdが出力される。
=transB(縦画素数算出用係数、横画素数算出用係数) (式9)
transB()は縦画素数算出用係数および横画素数算出用係数を引数として識別番号の値を与える演算を示す記号である。
と、識別番号の値と横画素算出用係数との対応関係を示すテーブルT2b(図17(c))
の代わりに、以下の(式9a)及び(式9b)を用いてもよい。
(識別番号の値)=transBa(縦画素算出用係数) (式9a)
(識別番号の値)=transBb(横画素算出用係数) (式9b)
図6は、本発明の実施の形態3による動画像符号化装置10cを説明するためのブロック図である。
この実施の形態3の動画像符号化装置10cは、実施の形態1の動画像符号化装置10aのレベル解析部100a及び符号化可否判定器108aに代えて、入力されたレベル信号Lst及び識別番号信号Sidに基づいて、最大画面内画素数情報Ifpx及び最大蓄積画素数情報Ispxとともに、最大画像サイズを示す情報(最大画像サイズ情報)Impxを出力するレベル解析部100cと、最大画面内画素数情報Ifpx,最大画像サイズ情報Impx及び入力画像サイズ情報Ipxに基づいて、入力画像の符号化が可能か否かを判定する符号化可否判定器108cを備えたものである。
図14(c)は、入力画像に対応する符号列Bscのデータ構造を示している。
該符号列Bscは、種々のヘッダ情報が格納されているヘッダ領域Hcと、各ピクチャの画像データに対応する符号化データ(符号列)が格納されているシーケンスデータ部Dsqとから構成されている。
この符号化可否判定器108cは、実施の形態1の符号化可否判定器108aの乗算演算器206,第1比較演算器203,第2比較演算器204,及び論理積演算器205のみから構成されており、上記第2比較演算器204には、実施の形態1の符号化可否判定器108aにおける16倍数値変換器202の出力Trnd1及びTrnd2に代えて、レベル解析部100cからの最大画像サイズを示す情報(最大画像サイズ情報)Impxとして、最大縦画素数(H)を示す最大縦画素数情報Imhpx及び最大横画素数(W)を示す最大横画素数情報Imwpxが入力されるようになっている。
この実施の形態3の動画像符号化装置10cの動作は、レベル解析部100c,符号化可否判定器108c,符号列生成器103の動作のみ上記実施の形態1の動画像符号化装置10aの動作とは異なっている。
像サイズ情報Ipxと、レベル解析部100cから出力された最大画面内画素数情報Ifpx
及び最大画像サイズ情報Impxに基づいて、入力画像に対する符号化の可否判定が行われ
、判定結果を示す信号(判定結果信号)CSjdが制御部110に出力される。
この実施の形態3の動画像符号化装置10cの符号化可否判別器108cでは、上記の条件式(式1),(式2a),(式2b)に従って、入力画像の符号化の可否が判定される。つまり、最大縦画素数(H)および最大横画素数(W)は、(式1),(式2a),(式2b),及び図18(a)に示すテーブルT3の情報に基づいて求められる。なお、上記(式1),(式2a),(式2b)は請求項3に記載のものである。
(識別番号)=transC(最大縦画素数、最大横画素数) (式10)
transC()は最大縦画素数および最大横画素数を引数として識別番号を与える演算を示す記号であり、この(式10)によれば、ユーザが、動画像符号化装置にて符号化可能とする入力画像の最大縦画素数および最大横画素数を指定すると、対応する識別番号の値が決定される。
(識別番号)=transCa(最大縦画素数) (式10a)
(識別番号)=transCb(最大横画素数) (式10b)
transCa()は、最大縦画素数を引数として識別番号の値を与える演算を示す記号であり、上記(式10a)によれば、ユーザが、動画像符号化装置にて符号化可能とする入力画像の最大縦画素数を指定すると、対応する識別番号の値が決定される。
図8は、本発明の実施の形態4による動画像符号化装置10dを説明するためのブロック図である。
この実施の形態4の動画像符号化装置10dは、実施の形態1の動画像符号化装置10aの最大参照ピクチャ枚数算出器109aに代えて、入力画像のサイズ情報Ipx(入力画像縦画素数情報Ihpx及び入力画像横画素数情報Iwpx),最大蓄積画素数情報Ispx,及び表示待ちピクチャ枚数情報Idwpに基づいて、最大参照ピクチャ枚数(Nrpn)を算出し、算出した値(Nrpn)を示す情報(最大参照ピクチャ枚数情報)Irpnを出力する最大参照ピクチャ枚数算出器109dを備えたものである。
図9は、上記最大参照ピクチャ枚数算出器109dの具体的な構成を示す図である。
この実施の形態4の動画像符号化装置10dの動作は、最大参照ピクチャ枚数算出器109dの動作のみ上記実施の形態1の動画像符号化装置10aの動作とは異なっている。
この実施の形態4の動画像符号化装置10dの最大参照ピクチャ枚数算出器109dでは、以下の(式11)に示される演算により、ピクチャ間予測符号化で用いる参照候補ピクチャの最大枚数が算出される。なお、上記(式11)は請求項6に記載のものである。
Nrpn=Nspx÷(h×w)−1−Ndwp (式11)
Nrpn=Nspx÷(h×w)−Ndwp (式11a)
そして、図9に示す最大参照ピクチャ枚数算出器109dでは、上記除算結果(Nspx/(h×w))から1を引く処理を行わずに最大参照ピクチャ枚数が決定される。
図10は本発明の実施の形態5による動画像復号化装置50aを説明するためのブロック図である。
この実施の形態5の動画像復号化装置50aは、動画像を構成する複数のピクチャに対応する符号列を受け、該符号列を一定のデータ処理単位であるブロック毎に復号化するものである。具体的には、この動画像復号化装置50aは、実施の形態1の動画像符号化装置10aにより生成された符号列Bsa(図14(a)参照)を復号化するものである。ここで、該ブロックは、縦方向及び横方向の画素数が16であるマクロブロックである。
また、この実施の形態5の動画像復号化装置50aにおける最大参照ピクチャ枚数算出器507aの具体的な構成は、図3に示す、実施の形態1の動画像符号化装置10aにおける最大参照ピクチャ枚数算出器109aと全く同一である。
この動画像復号化装置50aに上記符号列Bsaが入力されると、まず符号列解析器501では、符号列Bsaの解析により、該符号列Bsaから、符号化モード情報Ms,動きベクトル情報MVおよび符号化データCd等の各種の情報が抽出される。その際に、上記符号列Bsaのヘッダ領域Haに含まれている各種のヘッダ情報も同時に抽出され、レベル解析部509a,復号化可否判別器506a及び最大参照ピクチャ枚数算出器507aに出力される。
符号列解析器501により符号列Bsaから抽出された動きベクトル情報MVが動き補償復号器504に入力されると、該動き補償復号器504では、最大参照ピクチャ算出器507aからの最大参照ピクチャ枚数情報Irpn、動きベクトル記憶器505に格納されている復号化済みマクロブロックの動きベクトルMV、及び上記対象マクロブロックの動きベクトルMVに基づいて、対象マクロブロックの動き補償が所定の参照ピクチャを参照して行われ、対象マクロブロックに対応する予測データPdが加算演算器511に出力される。このとき、ピクチャメモリ503には、復号化済みピクチャに対応する復号画像データEdが参照候補ピクチャの画像データとして蓄積されており、ピクチャメモリ503では、動き補償復号器504からのピクチャ指定信号DSpdにより参照候補ピクチャのうちの所要のピクチャが参照ピクチャとして指定される。
この実施の形態5の動画像復号化装置50aの復号化可否判別器506aでは、実施の形態1の動画像符号化装置10aの符号化可否判別器108aと同様、上記の条件式(式1),(式2a),(式2b),(式3a),(式3b)に従って、入力された符号列に対する復号化可否が判定される。
ここで(式3a)および(式3b)は、最大縦画素数(H)および最大横画素数(W)がそれぞれ、入力画像の縦画素数(h)と横画素数(w)との積をN倍した値の正の平方根となることを示している。例えば、N=8である場合、(式3a)は縦画素数と横画素数の比が8対1以下となるように最大縦画素数を決定することを示唆し、(式3b)は縦画素数と横画素数の比が1対8以下となるように最大横画素数を決定することを示唆している。
そして、上記画面内画素数比較の結果,縦画素数比較の結果,及び横画素数比較の結果に基づいて、最終的な復号化可否の判別が行われる。
図11は、本発明の実施の形態6による動画像復号化装置50bを説明するためのブロック図である。
この実施の形態6の動画像復号化装置50bは、動画像を構成する複数のピクチャに対応する符号列を受け、該符号列を一定のデータ処理単位であるブロック毎に復号化するものであり、具体的には、実施の形態2の動画像符号化装置10bにより生成された符号列Bsb(図14(b)参照)を復号化するものである。従って、この実施の形態6では、符号列解析器501では、ヘッダ情報H1及びH2の解析によりレベル識別子Lst及び識別番号信号Cidが抽出され、シーケンスデータ部Dsqのデータの解析により、各マクロブロックに対応する符号化モードの情報Ms,符号化データCd,動きベクトル情報MV,入力画像サイズ情報Ipxなどの情報が抽出される。
また、この実施の形態6の動画像復号化装置50bにおける復号化可否判定器506bの具体的な構成は、図5に示す、実施の形態2の動画像符号化装置10bにおける符号化可否判定器108bと全く同一である。
この実施の形態6の動画像復号化装置50bの動作は、符号列解析器501,復号化可否判定器506b,及びレベル解析部509bの動作のみ上記実施の形態5の動画像復号化装置50aの動作とは異なっている。
この実施の形態6の動画像復号化装置50bの復号化可否判別器506bでは、上記条件式(式1),(式2a),(式2b),(式8a),(式8b)に従って、入力された符号列Bsbに対する復号化の可否が判定される。
このように本実施の形態6の動画像復号化装置50bでは、符号列解析器501により符号列Bsbから抽出された、レベル識別子(レベル信号)Lst及び識別番号信号Cidに基づいて、復号化処理可能な最大画面内画素数(Nfpx)及びピクチャメモリ503に蓄積可能な最大蓄積画素数(Nspx)を決定するとともに、画素算出用係数(Nαpx)を決定するレベル解析部509bを備え、レベル解析部509bにより決定された最大画面内画素数(Nfpx)及び画素算出用係数(Nαpx)と、符号列Bsbに含まれる入力画像サイズ情報Ipxとに基づいて、入力された符号列Bsbに対する復号化の可否判定を行うとともに、ピクチャ間予測復号化の際に参照可能な参照候補ピクチャの枚数(最大参照ピクチャ枚数)Nrpnを算出するので、符号化側から供給された符号列のうち、動画像復号化装置での復号化が可能なものを、レベル識別子により判別して、符号化側でのピクチャ予測符号化に対応したピクチャ予測復号化を良好に行うことができる。これにより、メモリ領域に対する容量制限が設けられていない符号化方式に対応した復号化装置のメモリ領域を設計可能となる。
図12は、本発明の実施の形態7による動画像復号化装置50cを説明するためのブロック図である。
この実施の形態7の動画像復号化装置50cは、動画像を構成する複数のピクチャに対応する符号列を受け、該符号列を一定のデータ処理単位であるブロック毎に復号化するものであり、具体的には、実施の形態3の動画像符号化装置10cにより生成された符号列Bsc(図14(c)参照)を復号化するものである。従って、この実施の形態7の符号列解析器501では、ヘッダ情報H1及びH3の解析によりレベル識別子Lst及び識別番号信号Sidが抽出され、シーケンスデータ部Dsqのデータの解析により、各マクロブロックに対応する符号化モードの情報Ms,符号化データCd,動きベクトル情報MV,入力画像サイズ情報Ipxなどの情報が抽出される。
また、この実施の形態7の動画像復号化装置50cにおける復号化可否判定器506cの具体的な構成は、図7に示す、実施の形態3の動画像符号化装置10cにおける符号化可否判定器108cと全く同一である。
この動画像復号化装置50cに上記符号列Bscが入力されると、まず符号列解析器501では、符号列Bscの解析により、該符号列Bscから、符号化モード情報Ms,動きベクトル情報MV及び符号化データCd等の各種の情報が抽出される。その際に、上記符号列Bscのヘッダ領域Hcに含まれている各種のヘッダ情報も同時に抽出され、レベル解析部509c,復号化可否判別器506c及び最大参照ピクチャ枚数算出器507aに出力される。
この実施の形態7の動画像復号化装置50cの復号化可否判別器506cでは、上記条件式(式1),(式2a),(式2b)に従って、入力された符号列Bscに対する復号化の可否が判定される。
そして、上記画面内画素数比較の結果,縦画素数比較の結果,及び横画素数比較の結果に基づいて、最終的な復号化可否の判別が行われる。
図13は、本発明の実施の形態8による動画像復号化装置50dを説明するためのブロック図である。
この実施の形態8の動画像復号化装置50dは、動画像を構成する複数のピクチャに対応する符号列を受け、該符号列を一定のデータ処理単位であるブロック毎に復号化するものであり、具体的には、実施の形態4の動画像符号化装置10dにより生成された符号列Bsa(図14(a))を復号化するものである。但し、実施の形態4の動画像符号化装置10dにより生成される符号列は、実施の形態1の動画像符号化装置10aにより生成される符号列と同一のデータ構造を有しているため、この動画像復号化装置50dは、実施の形態1の動画像符号化装置10aにより生成される符号列を復号化することも可能である。
また、この実施の形態8の動画像復号化装置50dにおける最大参照ピクチャ枚数算出器507dの具体的な構成は、図9に示す、実施の形態4の動画像符号化装置10dにおける最大参照ピクチャ枚数算出器109dと全く同一である。
この実施の形態8の動画像復号化装置50dの動作は、最大参照ピクチャ枚数算出器507dの動作のみ上記実施の形態5の動画像復号化装置50aの動作とは異なっている。
この実施の形態8の動画像復号化装置50dの最大参照ピクチャ枚数算出器507dでは、上記(式11)に示される演算により、ピクチャ間予測復号化で用いる参照候補ピクチャの最大枚数が算出される。
そして、上記減算結果(Nspx/(h×w)−1)から表示待ちピクチャ枚数(Ndwp)を引くことにより、最大参照ピクチャ枚数が決定される。
図20は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システム1100の全体構成を示すブロック図である。
このコンテンツ供給システム1100では、例えば、インターネット1101にインターネットサービスプロバイダ1102,電話網1104,および基地局1107〜1110を介して、コンピュータ1111、PDA(personal digital assistant)1112、カメラ1113、携帯電話1114、カメラ付きの携帯電話1200などの各機器が接続される。
話機、またはPHS(Personal Handyphone System)等であり、いずれの方式のものでもよい。
クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータ1111、PDA1112、カメラ1113、携帯電話1114等がある。
その一例として携帯電話について説明する。
この携帯電話1200は、基地局1110との間で電波を送受信するためのアンテナ1201と、CCDカメラ等の映像,静止画を撮影可能なカメラ部1203と、カメラ部1203で撮影した映像、アンテナ1201で受信した映像等のデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部1202とを有している。
携帯電話1200は、表示部1202及び操作キー1204を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部1241を有している。
具体例な記録装置には、DVDディスク1421に画像信号を記録するDVDレコーダや、ハードディスクに画像信号を記録するディスクレコーダなどのレコーダ1420がある。更に画像信号は、SDカード1422に記録することもできる。また、レコーダ1420が上記実施の形態で示した動画像復号化装置を備えていれば、レコーダ1420により、DVDディスク1421やSDカード1422に記録した画像信号を再生し、モニタ1408で表示することができる。
さらには、本発明の実施の形態及びその応用例は、本明細書で示したものに限られるものではないことは、言うまでもない。
50a,50b,50c,50d 動画像復号化装置
100a,100b,100c レベル解析部
101,105 ピクチャメモリ
102 予測残差符号化器
103 符号列生成部
104 予測残差復号化器
106 動きベクトル検出器
107 動きベクトル記憶器
108a,108b,108c 符号化可否判別器
109a,109d 最大参照ピクチャ枚数算出器
110,510 制御部
111,508 選択スイッチ
112 オンオフスイッチ
113,403,405 減算演算器
114,511 加算演算器
201,301 最大縦画素数最大横画素数算出器
202,302 16倍数値変換器
203,303 第1比較演算器
204,304 第2比較演算器
205,305 論理積演算器
306,401 乗算演算器
404 定数格納部
501 符号列解析器
502 予測残差復号化器
503 ピクチャメモリ
504 動き補償復号器
505 動きベクトル記憶器
506a,506b,506c 復号化可否判別器
507a,507d 最大参照ピクチャ枚数算出器
509a,509b,509c レベル解析部
1100 コンテンツ供給システム
1200 携帯電話
1400 ディジタル放送用システム
αpx 画素算出用係数情報
αhpx 縦画素算出用係数情報
αwpx 横画素算出用係数情報
Bsa,Bsb,Bsc 符号列
Cd 符号化データ
CEd,Ed 選択データ
CRd,DRd 参照候補ピクチャのデータ
Cs コンピュータシステム
CSjd,DSjd 判定結果信号
CSpd,DSpd ピクチャ指定信号
Dct1,Dct2,・・・,Dctn,Sct1,Sct2,・・・,Sctn 制御信号
Dd 予測誤差データ
Dpm 演算出力信号
F フレキシブルディスクケース
FD フレキシブルディスク
FDD フレキシブルディスクドライブ
Id 入力画像データ
Idwp 表示待ちピクチャ枚数情報
Ifpx 最大画面内画素数情報
Ihpx 入力画像縦画素数情報
Impx 最大画像サイズ情報
Imhpx 最大縦画素数情報
Imwpx 最大横画素数情報
Ipx 入力画像サイズ情報
Irpn 最大参照ピクチャ枚数情報
Ispx 最大蓄積画素数情報
Iwpx 入力画像横画素数情報
Lst レベル信号(レベル識別子)
Ms モード信号
MV 動きベクトル
Od 出力画像データ
Op3a,Op3b 算出結果情報
Pd 予測データ
PDd 復号差分データ
Rd 復号化データ
Scm1,Scm2a,Scm2b 比較結果信号
Sd1,Sd2 減算出力信号
Se セクタ
Shw 乗算信号
SId 記憶データ
Sjd 演算信号
Sn1 数値信号
Ta1,Ta2,Tc1,Tc2 入力端子
Tb,Td 出力端子
Tr トラック
Trnd1,Trnd2 演算情報
T1,T1a,T1b,T2,T2a,T2b,T3,T3a,T3b テーブル
Claims (1)
- それぞれ一定数の画素を含む複数のピクチャからなる動画像を符号化する動画像符号化装置であって、
前記動画像を符号化する際の符号化処理の水準の高さを示す符号化レベルを選択する手段と、
前記動画像の符号化が可能であるか否かを、前記選択された符号化レベルに基づいて判定する判定手段と、
前記動画像の符号化が可能であると判定された場合に、前記選択された符号化レベルに対応して前記動画像をピクチャ毎に符号化し、前記動画像の符号化データを生成する符号化データ生成手段と、
前記選択された符号化レベルを識別するレベル識別子と前記符号化データとを多重化して、符号列を生成する符号列生成手段と、
を備え、
前記レベル識別子は、前記選択された符号化レベルに対応するピクチャの最大画面内画素数と、前記選択された符号化レベルに対応する、ピクチャメモリに蓄積可能なデータ量を示す最大蓄積画素数を識別するものであり、
前記符号化データ生成手段は、符号化済みのピクチャを参照して、符号化の対象となるピクチャを予測符号化する予測符号化手段を含み、
前記ピクチャメモリに蓄積可能な参照候補ピクチャの最大枚数は、前記符号化の対象となるピクチャの縦画素数及び横画素数と、前記レベル識別子が識別する最大蓄積画素数とに基づいて算出される、ことを特徴とする動画像符号化装置。
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