JP6013547B2 - 画像符号化装置および画像符号化方法 - Google Patents
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Description
本実施形態1に係る動画像符号化装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る動画像符号化装置100の構成を示すブロック図である。動画像符号化装置100は、ピクチャ単位で入力された動画像をブロックに分割し、ブロック単位で符号化処理を行い符号列を生成する。
ヘッダ符号列生成部107および係数符号列生成部108において符号列信号を生成する方法について、図2のフローチャートを用いて具体的に説明する。
図3は、本実施の形態によって生成される符号列における、CU単位のシンタックス:coding_unit()の一例を示した図である。
図6を用いて本実施の形態による動画像符号化装置のパイプラインの例を示す。
本実施形態における動画像符号化装置100は、入力される動画像をブロック単位で符号化する動画像符号化装置100であって、符号化対象画像に対応する予測画像を生成する予測符号化部105と、前記符号化対象画像と前記生成された予測画像との差分画像信号152を生成する差分演算部109と、前記差分演算部109の出力に対して直交変換処理および量子化処理を行い、残差符号化信号153を生成する予測残差符号化部102と、前記残差符号化信号153に対して逆量子化処理および逆直交変換処理を行い、残差復号化信号154を生成する予測残差復号化部103と、前記予測符号化部105で生成された予測画像と前記予測残差復号化部103で生成された残差復号化信号154とを加算することで再構成画像信号155を生成する加算演算部110と、前記予測画像を生成する際に利用した予測情報を少なくとも含むヘッダ情報を生成するヘッダ符号列生成部107と、第1モードにおいて、前記予測残差符号化部102で生成された残差符号化信号153を可変長符号化して係数符号列を生成し、前記係数符号列に前記ヘッダ情報生成部で生成されたヘッダ情報を対応付けた状態で、前記係数符号列および前記ヘッダ情報を出力する一方、第2モードにおいて、前記予測残差復号化部103で生成された残差復号化信号154を可変長符号化することなく、前記残差復号化信号154をそのまま係数符号列とし、前記係数符号列に前記ヘッダ情報生成部で生成されたヘッダ情報を対応付けた状態で、前記係数符号列および前記ヘッダ情報を出力する係数符号列生成部108と、を備える。
また好ましくは、前記識別子は、前記第1モードにおける係数符号列および前記第2モードにおける係数符号列で共通で使用される識別子であり、当該識別子情報のうち1つは、前記第1モードにおける係数符号列として符号化したことを示すものであり、また別の1つは、前記第2モードにおける係数符号列として符号化したことを示し、かつ符号化した残差符号化信号153があるかないかを示すものである。
実施形態2に係る動画像符号化装置について、図面を参照しながら説明する。
図7は、本実施形態に係る動画像符号化装置100−1のブロック図である。動画像符号化装置100−1は、ピクチャ単位で入力された動画像をブロックに分割し、ブロック単位で符号化処理し、符号列を生成する。
図8は、ヘッダ符号列生成部107および係数符号列生成部108−1において符号列信号を生成する方法を示すフローチャートである。
本実施の形態におけるシンタックスおよびS405で符号化する識別子は、実施形態1と同様である。
図9を用いて本実施の形態による動画像符号化装置のパイプラインの例を示す。
本実施形態における動画像符号化装置は、入力される動画像をブロック単位で符号化する動画像符号化装置100−1であって、符号化対象画像に対応する予測画像を生成する予測符号化部105と、前記符号化対象画像と前記生成された予測画像との差分画像信号152を生成する差分演算部109と、前記差分演算部109の出力に対して直交変換処理および量子化処理を行い、残差符号化信号153を生成する予測残差符号化部102と、前記残差符号化信号153に対して逆量子化処理および逆直交変換処理を行い、残差復号化信号154を生成する予測残差復号化部103と、前記予測符号化部105で生成された予測画像と前記予測残差復号化部103で生成された残差復号化信号154とを加算することで再構成画像信号155を生成する加算演算部110と、前記予測画像を生成する際に利用した予測情報を少なくとも含むヘッダ情報を生成するヘッダ符号列生成部107と、第1モードにおいて、前記予測残差符号化部102で生成された残差符号化信号153を可変長符号化して係数符号列を生成し、前記係数符号列に前記ヘッダ情報生成部で生成されたヘッダ情報を対応付けた状態で、前記係数符号列および前記ヘッダ情報を出力する一方、第2モードにおいて、前記差分演算部109で生成された差分画像信号152を可変長符号化することなく、前記差分画像信号152をそのまま係数符号列とし、前記係数符号列に前記ヘッダ情報生成部で生成されたヘッダ情報を対応付けた状態で、前記係数符号列および前記ヘッダ情報を出力する係数符号列生成部108−1と、を備える。
実施形態3に係る動画像符号化装置について、図面を参照しながら説明する。
図10は、本実施形態に係る動画像符号化装置100−2のブロック図である。動画像符号化装置100−2は、ピクチャ単位で入力された動画像をブロックに分割し、ブロック単位で符号化処理し、符号列を生成する。
図11は、ヘッダ符号列生成部107および係数符号列生成部108−2において符号列信号を生成する方法を示すフローチャートである。
本実施の形態におけるシンタックスおよびS405で符号化する識別子は、実施形態1と同様である。
本実施の形態による動画像符号化装置のパイプラインの例は、図9とほぼ同様で、異なる点を以下に説明する。
本実施形態における係数符号列生成部108−2は、前記第1モードの場合、前記残差符号化信号153を可変長符号化して第1係数符号列を生成し、前記第2モードの場合、1/N倍(Nは自然数)にした前記差分復号化画像を第2係数符号列とする。
実施形態4に係る動画像復号化装置について、図面を参照しながら説明する。
図12は、実施形態4に係る動画像復号化装置200の構成を示すブロック図である。動画像復号化装置200は、実施形態2で説明した動画像符号化装置によって生成された符号列に対し、コーディングユニット(CU)と呼ばれるブロック単位で復号化処理し、出力画像を生成する。
ヘッダ符号列解析部201および係数符号列解析部202において符号列の解析を行う方法について、図13のフローチャートを用いて具体的に説明する。
本実施の形態において復号化処理を行う符号列のシンタックスおよびS1202で解析する識別子は、実施形態1と同様である。
本実施の形態による動画像復号化装置を用いることにより、これに対応する符号列を生成する動画像符号化装置は、実施の形態1で説明したような構成をとることが可能となり、図6(b)のようにパイプラインを遡ることなくPCMモードに切替えて符号化を行うことができる。そのため、処理速度の遅延もしくは処理量を増加させることなく、ブロック単位の発生符号量を特定の最大値以下に納めることが可能となる。
本実施形態における動画像復号化装置200は、復号化対象符号列をブロック単位で復号化する動画像復号化装置200であって、符号化された残差係数に基づく情報およびそれに対応付けられたヘッダ情報を含む第1の復号化対象符号列または前記復号化対象符号列の符号化処理過程で得られる残差画像およびそれに対応付けられたヘッダ情報を含む第2の復号化対象符号列を前記復号化対象符号列として受け付けるヘッダ符号列解析部201と、前記ヘッダ情報から少なくとも、前記復号化対象符号列を生成した際に利用された予測画像に関する情報である前記予測情報を取得するヘッダ符号列解析部201と、前記ヘッダ符号列解析部201が受け付けた復号化対象符号列を可変長復号化し残差係数を出力する係数符号列解析部202と、前記係数符号列解析部202が出力する残差係数に対して、逆量子化および逆直交変換を行い、残差復号化画像を生成する予測残差復号化部203と、前記ヘッダ符号列解析部201で取得された前記予測情報に基づいて、前記復号化対象符号列に対応する予測画像を生成する予測復号化部205と、前記ヘッダ符号列解析部201で受け付けた復号化対象符号列が前記第1の復号化対象符号列である場合、前記予測残差復号化部203で生成された前記残差復号化画像と前記予測復号化部205で生成された前記予測画像とを加算することにより、再構成画像を生成して出力する一方、前記ヘッダ符号列解析部201で受け付けた復号化対象符号列が前記第2の復号化対象符号列である場合、前記第2の復号化対象符号列に含まれる残差画像と前記予測復号化部205で生成された前記予測画像とを加算することにより、再構成画像を生成して出力する加算演算部207と、を備える。
上記各実施形態で示した動画像符号化装置および動画像復号化装置に含まれる各手段と同等の機能を備えるプログラムを、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録することにより、上記実施の形態で示した処理を、独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。なお、記録媒体は、フレキシブルディスクに限らず、光ディスク、ICカード、ROMカセット等、プログラムを記録できるものであればよい。
101 ピクチャメモリ
102 予測残差符号化部
103 予測残差復号化部
104 ローカルバッファ
105 予測符号化部
106 量子化値決定部
107 ヘッダ符号列生成部
108、108−1、108−2 係数符号列生成部
109 差分演算部
110 加算演算部
151 入力画像信号
152 差分画像信号
153 残差符号化信号
154 残差復号化信号
155 再構成画像信号
156 予測画像信号
157 予測情報信号
158 量子化値信号
159、159−1、159−2 符号列信号
200 動画像復号化装置
201 ヘッダ符号列解析部
202 係数符号列解析部
203 予測残差復号化部
204 ピクチャメモリ
205 予測復号化部
206 量子化値決定部
251 符号列信号
252 残差符号化信号
253 残差復号化信号
254 予測画像信号
255 再構成画像信号
256 予測情報信号
257 量子化値信号
258 出力画像信号
259 差分画像信号
Claims (3)
- ピクチャを符号化対象ユニットで符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象ユニットに含まれる予測ユニットに対して予測情報を用いて予測画像を生成する予測部と、
前記ピクチャと前記予測画像との差分である差分画像に対して変換処理及び量子化処理を行うことにより残差係数を生成する変換・量子化部と、
前記予測情報によらずに決定される符号化モードに基づいて、前記残差係数を符号列に符号化する符号化部と、を備え、
前記符号化部において、
前記符号化モードが第1モードの場合、前記残差係数を可変長符号化して前記符号列を生成し、前記符号化モードが第2モードの場合、前記残差係数への変換処理及び量子化処理を行わず、前記差分画像をそのまま用いて前記符号列を生成し、
前記符号化対象ユニットについての符号化モードが前記第1モードであるか前記第2モードであるかを示すモード情報、および前記予測情報を、前記符号化対象ユニットのシンタックスに追記する
画像符号化装置。 - 前記符号化部において、前記第1モードで前記符号化対象ユニットを符号化する際に前記符号列の符号量が所定の値よりも大きくなる場合、前記第2モードに切り替えて前記符号化対象ユニットを符号化する
請求項1記載の画像符号化装置。 - ピクチャを符号化対象ユニットで符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象ユニットに含まれる予測ユニットに対して予測情報を用いて予測画像を生成する予測ステップと、
前記ピクチャと前記予測画像との差分である差分画像に対して変換処理及び量子化処理を行うことにより残差係数を生成する変換・量子化ステップと、
前記予測情報によらずに決定される符号化モードに基づいて、前記残差係数を符号列に符号化する符号化ステップと、を含み、
前記符号化ステップにおいて、
前記符号化モードが第1モードの場合、前記残差係数を可変長符号化して前記符号列を生成し、前記符号化モードが第2モードの場合、前記残差係数への変換処理及び量子化処理を行わず、前記差分画像をそのまま用いて前記符号列を生成し、
前記符号化対象ユニットについての符号化モードが前記第1モードであるか前記第2モードであるかを示すモード情報、および前記予測情報を、前記符号化対象ユニットのシンタックスに追記する
画像符号化方法。
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