JPWO2007136088A1 - 画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化用集積回路 - Google Patents
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Abstract
Description
両符号化モードは、共に圧縮符号化(以下、単に「符号化」ともいう)の対象となる画像(以下、「符号化対象画像」という)を、所定サイズ、例えば16×16画素のマクロブロック単位で処理する際に、現在の処理対象であるマクロブロック(以下、「符号化対象ブロック」という)の動きベクトルと符号化対象ブロックの予測に使用する、符号化対象ブロックと同サイズの参照画像を識別する参照画像番号(以下、両者の組を「動き情報」という)とを、その符号化対象ブロックに隣接する複数のマクロブロック(以下、「隣接ブロック」という)の動き情報に基づいて算出する。そして、算出した動き情報に基づいて予測した、符号化対象ブロックの予測画像と符号化対象ブロックの原画像との差分情報を符号化する。
上述の通り、符号化対象ブロックをスキップモード等により符号化するためには、隣接ブロックの動き情報が必要となる。
従って、例えば、パイプラインステージを、各マクロブロックについて順次、スキップモード等により符号化する場合の動き情報を算出する第1ステージと第1ステージの処理が完了したマクロブロックについて、スキップモード等により符号化した場合の符号量に基づいてスキップモード等により符号化するかを判定する第2ステージとに分けて構成した場合に、符号化対象ブロックについての第1ステージの処理を開始する際に、符号化対象ブロックに対する全ての隣接ブロックについての第2ステージの処理が完了していない場合には、各隣接ブロックについて符号化モードが決定していないこととなる。
この問題を解決する技術として、例えば特許文献1の画像符号化装置がある。以下、特許文献1における画像符号化装置について説明する。
特許文献1における画像符号化装置は、符号化対象ブロックの処理を開始する際に、隣接ブロックの1つである、符号化対象ブロックの左のマクロブロック(以下、「前ブロック」という)の動き情報の算出が完了していない場合に、前ブロックの代わりに動きベクトルの算出が完了している、前ブロックの左のブロック(以下、「近傍ブロック」という)の動き情報を用いて、符号化対象ブロックのスキップモード等における動き情報を生成する。
このように、特許文献1における画像符号化装置では、前ブロックの動き情報の算出が完了していなくても、近傍ブロックの動き情報を用いて符号化対象ブロックの動きベクトルの算出を行うため、パイプラインによる並列処理を妨げることなく符号化処理の高速化を実現できる。
そこで、本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、従来とは異なる方法により、符号化処理の高速化を図ることができる画像符号化装置を提供する。
また、予測画像候補特定情報として、例えば動き情報(動きベクトルと参照画像)の候補を使用することにより、各ブロックの予測画像候補特定情報は、前ブロックの動き情報の候補に基づいて生成された動き情報の候補となり、MPEG4AVCにおけるスキップモードや空間ダイレクトモードによる符号化が可能となり、符号量を抑えることができる。
これにより、他の画像を探索することにより検出した動きベクトルとして、例えばMPEG4AVCにおける画面間予測(インターモード)で規定されている動きベクトルを用いることにより、予測画像候補特定情報には、画面間予測(インターモード)における予測画像を特定する特定情報が含まれる。
また、各ブロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、
当該ブロックに対して所定位置にある前記前ブロックを含む複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含むこととしてもよい。
また、前記画像符号化装置は、更に各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックに対して所定位置にある画素の画素値に基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を前記予測画像候補特定情報に含ませる第3処理手段を備え、前記第2処理手段は、前記第1処理手段による処理が完了したブロックについての予測画像を、前記第3処理手段が前記特定情報を含ませた予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から選択することとしてもよい。
従って、予測画像特定情報が示す複数の予測画面の候補から、例えば符号量が最小となる予測画像をブロック毎に選択することによって、符号量を抑えた圧縮符号化が可能となる。
これにより、例えば、第1処理手段による処理対象のブロックをMBn、第2処理手段による処理対象のブロックをMBn−1、第2処理手段による処理が完了したブロックをMBn−2とすると、MBnの予測画像候補特定情報は、MBn−2の予測画像候補特定情報に基づいて生成された、MBn−1の予測画像候補特定情報に基づいて生成されることになるが、第2処理手段による処理が完了したMBn―2の予測画像特定情報に基づいて、MBnの予測画像候補特定情報を生成することにより、MBnの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補の数の増大を抑えることができる。
これにより、符号化対象ブロックの予測画像候補特定情報は、その前ブロックの予測画像候補の一部のみを特定する情報に基づいて生成するため、予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補の数を抑えることにより、画像符号化装置の処理負荷を減らすことができる。
101 動き検出部
102、201 動きベクトル投機算出部
103 第1動き補償部
104、203 動きベクトル決定部
105 第2動き補償部
106 イントラ予測部
107、204 モード判定部
108 直交変換部
109 量子化部
110 逆量子化部
111 逆直交変換部
112 加算部
113 デブロックフィルタ部
114 可変長符号化部
115 DMAコントローラ
116 外部メモリ
202 確認部
<実施の形態1>
<概要>
実施の形態1に係る画像符号化装置は、MPEG4AVC規格に準拠し、符号化対象画像を、所定サイズ(例えば、16×16画素)のマクロブロック単位でパイプライン処理により符号化する画像符号化装置を改良したものである。
以下、各符号化モードについて簡単に説明する。
イントラモードとは、符号化対象のマクロブロックである符号化対象ブロックに隣接する画素(以下、「隣接画素」という)の画素値に基づいて符号化対象ブロックの予測画像を生成し、生成した予測画像と符号化対象ブロックの原画像との差分情報を符号化する符号化モードである。
図6は、符号化対象ブロックと隣接画素との関係を説明するための図である。
隣接画素とは、同図に示す符号化対象ブロックの左のマクロブロックの16画素(同図Aの画素)と上のマクロブロックの16画素(同図Bの画素)をいう。
予測画像の生成は、複数の予測モード(垂直予測、水平予測等)から1つの予測モードを選択して、選択した予測モードに対応した隣接画素内の画素値、つまり、予測モード毎に異なる隣接画素内の画素値を用いて行う。
なお、予測モードの選択方法については、従来技術であるため詳細な説明は省略するが、例えば周辺のマクロブロックの予測モードに基づいて選択する方法などを用いることができる。
図7は、符号化対象ブロックと隣接ブロックとの関係を説明するための図である。同図に示すA〜Fのマクロブロックのうち、ブロックEをスキップモードにおける符号化対象ブロックとすると、隣接ブロックとは、ブロックB〜Dのことをいう。
ただし、ブロックCが符号化対象画像に存在しない等、ブロックCの動き情報を用いることができない場合には、ブロックCに代えてブロックAをブロックEの隣接ブロックとし、更にブロックA〜Cの全てが符号化対象画像内に存在しない等、ブロックA〜Cの全ての動き情報を用いることができない場合には、ブロックDのみをブロックEの隣接ブロックとする。なお、以下では、符号化対象ブロックEの左のブロックDを「前ブロック」と呼ぶ。
なお、参照画像番号は、表示順において符号化対象ブロックを含む符号化対象画像を基準にした参照画像の位置(相対位置)を示す番号であり、表示順が符号化対象画像から離れるほど、大きな参照画像番号が割り当てられる。
図1は、実施の形態1に係る画像符号化装置のパイプライン処理の流れを説明するための図である。
実施の形態1に係る画像符号化装置は、符号化対象画像について、マクロブロック毎に符号量が最小となる符号化モードを選択して、選択した符号化モードによりそのマクロブロックを符号化するものであり、符号化対象画像の左上のマクロブロックから水平方向に1行分処理して、次の行の処理に移り、右上のマクロブロックまで順に処理する。
以下、符号化対象画像において、n番目に処理を開始されるマクロブロック(MBn)に着目して、各パイプラインステージにおける処理の概要を説明する。
次に、第2ステージでは、MBnについて各符号化モードで符号化する場合の予測画像の生成と、各予測画像と原画像との差分情報の算出を並行して行い、符号量が最小となる符号化モードをMBnの符号化モードとして決定する。
ところで、第1ステージにおいて、MBnについてスキップモードにおける動き情報を算出するためには、MBnの前ブロックであるMBn−1の動き情報が必要となるが、MBn−1の符号化モードは第2ステージの処理の完了により決定する。
そのため、実施の形態1に係る画像符号化装置は、第1ステージにおいて、MBn−1の符号化モードを、上述した各符号化モード(イントラモードとインターモードとスキップモード)それぞれに仮定した場合のMBnのスキップモードにおける各動き情報(以下、「動き情報候補」という)を算出する。つまり、MBnのスキップモードにおける動き情報として3つの候補を算出する。
そのため、第2ステージでは、第1ステージにおいて算出したMBnのスキップモードにおける3つの動き情報候補から、決定したMBn−1の符号化モードに対応する動き情報を、MBnのスキップモードにおける動き情報として選択し、選択した動き情報に基づいてMBnのスキップモードにおける予測画像を生成し、生成した予測画像とMBnの原画像との差分情報を算出する。
また、第2ステージでは、MBnについての各符号化モード(イントラモード、インターモード、スキップモード)における差分情報が算出されると、各符号化モードにおける差分情報から各符号化モードにおける符号量を算出して、最も符号量が小さくなる符号化モードを、MBnにおける符号化モードとして決定する。
<構成>
まず、実施の形態1に係る画像符号化装置100の構成について、図2を用いて説明する。
同図に示すように、画像符号化装置100は、動き検出部101、動きベクトル投機算出部102、第1動き補償部103、動きベクトル決定部104、第2動き補償部105、イントラ予測部106、モード判定部107、直交変換部108、量子化部109、逆量子化部110、逆直交変換部111、加算部112、デブロックフィルタ部113、可変長符号化部114、DMAコントローラ115、外部メモリ116を含んで構成される。
具体的には、動き検出部101は、符号化対象ブロック(例えば、16×16画素のマクロブロック)の原画像と動きベクトルの探索対象である探索領域画像とをDMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリ(図示しない)に読み出し、読み出した符号化対象ブロックの原画像と探索領域画像との間でブロックマッチングを行い、探索領域画像において、符号化対象ブロックの原画像と最も類似度が高いマクロブロックを見つけることにより、そのマクロブロックへの相対位置を示す動きベクトルを検出する。
また、探索領域画像は、後述するデブロックフィルタ部113により外部メモリ116に格納されたデブロック処理後の復号画像であり、以下では、例えば表示順において、符号化対象ブロックを含む符号化対象画像の1つ前の画像に対する復号画像であるとして説明する。
動きベクトル投機算出部102は、符号化対象ブロックについてスキップモードにおける動き情報候補を算出し、算出した符号化対象ブロックの動き情報候補を動きベクトル決定部104に送出する機能を有する。
以下、動き情報候補の算出について、具体的に説明する。なお、前ブロックの符号化モードによらず、参照画像番号は「0」である。
また、前ブロックの符号化モードがインターモードであると仮定した場合、動き検出部101から受領した前ブロックのインターモードにおける動きベクトルと、他の隣接ブロックの動きベクトルから符号化対象ブロックの動きベクトルを算出する。以下、前ブロックの符号化モードがインターモードであると仮定して算出した動き情報を「m2」と呼ぶ。
そこで、動きベクトル投機算出部102は、後述するモード判定部107から受領した、前ブロックの左のマクロブロックに対して決定した符号化モードを示すモード情報を用いて、前ブロックのスキップモードにおける3つの動き情報候補から、前ブロックの左のマクロブロックに対して決定した符号化モードに対応する1つの動きベクトルを、前ブロックのスキップモードにおける動きベクトルとして選択し、選択した前ブロックのスキップモードにおける動き情報の動きベクトルと他の隣接ブロックの動きベクトルから符号化対象ブロックの動きベクトルを算出する。以下、前ブロックの符号化モードがスキップモードであると仮定して算出した動き情報を「m3」と呼ぶ。
また、動きベクトル投機算出部102は、算出した動き情報候補(m1〜m3)が示す各参照画像を、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出しておく。この参照画像は、第2動き補償部105の後述する符号化対象ブロックのスキップモードにおける予測画像の生成処理に使用される。
予測画像の生成について、具体的には、動き検出部101から受領した参照画像番号が示す探索領域画像において、動きベクトルが示すブロックを予測画像とする。
第2動き補償部105は、動きベクトル決定部104から受領した、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報に基づいて予測画像を生成し、予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し、予測画像と差分情報と動きベクトル決定部104から受領したスキップモードにおける動き情報をモード判定部107に送出する機能を有する。
イントラ予測部106は、符号化対象ブロックの隣接画素の画像を、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出し、隣接画素の画素値に基づき、符号化対象ブロックのイントラモードにおける予測画像を生成し、予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し、予測画像と差分情報と予測画像の生成に使用した予測モードを示す予測モード情報とをモード判定部107に送出する機能を有する。
モード判定部107は、第1動き補償部103から受領したインターモードにおける差分情報と第2動き補償部105から受領したスキップモードにおける差分情報とイントラ予測部106とから受領したイントラモードにおける差分情報とに基づき、符号量が最小となる符号化モードを符号化対象ブロックの符号化モードとして決定する機能を有する。なお、インターモードにより符号化する場合の符号量には、上述の差分情報だけでなく動き情報の符号量も考慮する。
直交変換部108は、モード判定部107から受領した差分情報に対し離散コサイン変換等の直交変換処理を行い、処理結果である係数情報を量子化部109に送出する機能を有する。
逆量子化部110は、量子化部から受領した量子化した係数情報に対し、逆量子化処理を行い、処理結果である係数情報を逆直交変換部111に送出する機能を有する。
加算部112は、モード判定部107から受領した予測画像と、逆直交変換部111から受領した差分情報とを加算し、符号化対象ブロックの復号画像を生成し、生成した復号画像をデブロックフィルタ部113へ送出すると共に、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する機能を有する。
可変長符号化部114は、量子化部109から受領した量子化した係数情報に対し可変長符号化処理や算術符号化処理を行い、処理後の符号化ストリームを、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する機能を有する。なお、モード判定部107から受領したモード情報と決定した符号化モードに応じた情報は符号化ストリームにおけるヘッダの生成に使用される。
外部メモリ116は、各符号化対象ブロックと、加算部により格納された復号画像と、デブロックフィルタ部113により格納されたデブロック処理後の復号画像と、可変長符号化部114により格納された符号化ストリームとを記憶するDRAMなどで構成されたメモリである。
次に、上記構成を備える画像符号化装置100の動作について、図3を用いて説明する。
図3は、画像符号化装置100の動作を示すフローチャートである。
以下では、画像符号化装置100の処理をパイプラインステージ毎に説明する。なお、第1ステージから第4ステージまでの各パイプラインステージは、異なるマクロブロックを処理対象として並列して処理する。
まず、第1ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。第1ステージでは、以下説明する動き検出部101の処理(ステップS01〜03)と、動きベクトル投機算出部102の処理(ステップS04、05)とは、並行して実行される。
動き検出部101は、符号化対象ブロックの原画像と動きベクトルの探索対象である探索領域画像とを、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出す(ステップS01、S02)。
一方、動きベクトル投機算出部102は、符号化対象ブロックの前ブロックの符号化モードをイントラモードとインターモードとスキップモードとのそれぞれに仮定し、それぞれに仮定した場合の符号化対象ブロックの動き情報候補(m1〜m3)を算出し(ステップS04)、算出した動き情報候補(m1〜m3)を動きベクトル決定部104に送出する。
<第2ステージの動作>
次に、第2ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。
第1動き補償部103は、動き検出部101から受領した動き情報に基づいてインターモードにおける符号化対象ブロックの予測画像を生成する(ステップS06)。
また、動きベクトル決定部104は、動きベクトル投機算出部102から受領した動き情報候補(m1〜m3)から、モード判定部107から受領した前ブロックのモード情報が示す符号化モードに対応する動き情報を、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報として選択し(ステップS08)、選択した動き情報を第2動き補償部105に送出する。
第2動き補償部105は、生成した予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し(ステップS10)、算出した差分情報と、生成した予測画像と動きベクトル決定部104から受領したスキップモードにおける動き情報をモード判定部107に送出する。
イントラ予測部106は、生成した予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し(ステップS12)、算出した差分情報と、生成した予測画像と、予測モード情報とをモード判定部107に送出する。
モード判定部107は、決定した符号化モードを示すモード情報を動きベクトル投機算出部102と動きベクトル決定部104に、決定した符号化モードにおける差分情報を直交変換部108に、決定した符号化モードにおける予測画像を加算部112に、モード情報と決定した符号化モードに応じた情報(インターモードに決定した場合の動き情報や、イントラモードに決定した場合の予測モード情報)を可変長符号化部114に送出する。
次に、第3ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。
直交変換部108は、モード判定部107から受領した差分情報に対して離散コサイン変換等の直交変換処理を行い、処理結果である係数情報を量子化部109に送出し(ステップS14)、量子化部109は、直交変換部108から受領した係数情報に対して量子化処理を行い、量子化した係数情報を逆量子化部110と可変長符号化部114に送出する(ステップS15)。
<第4ステージの動作>
次に、第4ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。
113の処理(ステップS18〜20)と、可変長符号化部114の処理(ステップS21、22)とは、並行して実行される。
加算部112は、モード判定部107から受領した予測画像と、逆直交変換部111から受領した差分情報とを加算し、符号化対象ブロックの復号画像を生成し(ステップS18)、生成した復号画像をデブロックフィルタ部113へ送出すると共に、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する。
可変長符号化部114は、量子化部109から受領した量子化した係数情報に対し可変長符号化処理や算術符号化処理を行い(ステップS21)、処理後の符号化ストリームを、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する(ステップS22)。
以下、本実施の形態に係る画像符号化装置100が奏する効果について、特許文献1における画像符号化装置と比較して説明する。
特許文献1における画像符号化装置では、前ブロックの代わりに他の近傍ブロックの動き情報を用いて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報を生成しているため、パイプラインによる符号化処理の高速化を維持することはできるが、後に決定した前ブロックの動き情報と近傍ブロックの動き情報とが相違する場合には、スキップモードによる符号化ができないという問題がある。
<実施の形態2>
<概要>
実施の形態1の動きベクトル投機算出部102は、前ブロックが選択しうる全ての符号化モード(イントラモード、インターモード、スキップモード)のそれぞれに対する各動き情報に基づいて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報候補を全て算出し、各動き情報候補が示す全ての参照画像を取得するものである。
そこで、実施の形態2の動きベクトル投機算出部は、前ブロックが選択し得る各符号化モードのうち、画質や符号化効率の向上に有効な符号化モード、具体的にはインターモードとスキップモードとに対する各動き情報のみに基づいて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報候補を算出し、各動き情報候補が示す参照画像を取得する。
<構成>
まず、実施の形態2に係る画像符号化装置200の構成について、図4を用いて説明する。
同図に示すように、画像符号化装置200は、動き検出部101、第1動き補償部103、第2動き補償部105、イントラ予測部106、直交変換部108、量子化部109、逆量子化部110、逆直交変換部111、加算部112、デブロックフィルタ部113、可変長符号化部114、DMAコントローラ115、外部メモリ116、動きベクトル投機算出部201、確認部202、動きベクトル決定部203、モード判定部204を含んで構成される。
また、画像符号化装置200は、図示していないが、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを備え、上述の動きベクトル投機算出部201、確認部202、動きベクトル決定部203、モード判定部204の各機能は、内部メモリに記憶されているプログラムをCPUに実行させることにより実現される。
動きベクトル投機算出部201は、基本的には、画像符号化装置100の動きベクトル投機算出部102と同様の機能を有するが、動き情報が決定していない前ブロックが選択し得る符号化モードのうち、インターモードとスキップモードとに対する各動き情報に基づいて、符号化対象ブロックの動き情報候補(m2、m3)を算出し、動きベクトル決定部203に送出すると共に、算出した動き情報候補(m2、m3)が示す各参照画像を、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出しておく点で、動きベクトル投機算出部102とは異なる。
動きベクトル決定部203は、基本的には、画像符号化装置100の動きベクトル決定部104と同様の機能を有するが、確認部202から受領した確認結果情報が示す確認結果が、前ブロックの符号化モードはインターモード又はスキップモードでない、即ちイントラモードである旨を示す場合に、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報の選択を行わない点で、ベクトル決定部104とは異なる。
次に、上記構成を備える画像符号化装置200の動作について、図5を用いて説明する。
図5は、画像符号化装置200の動作を示すフローチャートである。同図に示すステップS01〜S22の処理は、図3に示す実施の形態1に係る画像符号化装置100の同符号の処理と同様であるため、説明は省略し、以下では、相違点のみについて説明する。
第2ステージにおいて、第1動き補償部103の処理(ステップS06、07)と、イントラ予測部106の処理(ステップS11、12)と並行して、確認部202は、モード判定部107から受領した前ブロックのモード情報が示す符号化モードがインターモード又はスキップモードであるか否かを確認し(ステップS33)、確認結果を示す確認結果情報を動きベクトル決定部203とモード判定部204とに送出する。
モード判定部107は、受領している差分情報とに基づき、符号化量が最小となる符号化モードを、符号化対象ブロックの符号化モードとして決定する(ステップS35)。
一方、前ブロックの符号化モードがインターモード又はスキップモードでない旨、即ち、イントラモードである旨を示す確認結果情報を確認部202から受領している場合には、第2動き補償部105から差分情報を受領していないため、第1動き補償部103とイントラ予測部106とから受領した2つの差分情報に基づき、符号化対象ブロックの符号化モードを決定する。
<補足>
以上、本発明に係る画像符号化装置について実施の形態に基づいて説明したが、以下のように変形することも可能であり、本発明は上述した実施の形態で示した通りの画像符号化装置に限られないことは勿論である。即ち、
(1)各実施の形態において、動き検出部101が動き検出を行う際に用いる探索領域画像は、符号化対象ブロックを含む符号化対象画像の1つの前の画像に対する復号画像であるとして説明したが、1つ前の画像に対するもの限らず、複数枚前の画像に対する復号画像であってもよい。
(2)各実施の形態においては、4ステージパイプラインにより処理を行うものとして説明したが、CPUの処理能力に応じて、例えば、実施の形態1における第3ステージと第4ステージとを1つのステージにするよう構成し、3ステージパイプラインにより処理することとしてもよい。
なお、スキップモードにおいては、前ブロックの符号化モードがいずれのモードであっても参照画像番号は「0」であるとして説明したが、空間ダイレクトモードの場合、L0、L1方向それぞれについて、隣接ブロックの各参照画像番号のうち、最小の参照画像番号を符号化対象ブロックの参照画像番号とする点でスキップモードの場合とは異なる。
なお、実施の形態2の動きベクトル投機算出部201においても同様に変形することが可能である。
(5)各実施の形態において、イントラ予測部106の処理が第2ステージの処理に含まれるものとして説明したが、イントラ予測部106の処理は、第1ステージの処理に含まれるものとしてもよい。つまり、イントラ予測部106の処理は、モード判定部107(又は204)が符号化対象ブロックの符号化モードを決定するまでに、完了していればよい。
なお、実施の形態2における動きベクトル投機算出部201、確認部202、動きベクトル決定部203、モード判定部204の各機能についても同様である。
(7)各実施の形態において、画像符号化装置の各機能を実現するためにCPUに実行させるプログラムを、記録媒体に記録し、又は各種通信路等を介して流通させ、頒布させることもできる。このような記録媒体には、ICカード、ハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ROM等がある。流通、頒布されたプログラムは、プロセッサに読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのプロセッサがそのプログラムを実行することにより、各実施の形態で示したような画像符号化装置の各種機能が実現されるようになる。
両符号化モードは、共に圧縮符号化(以下、単に「符号化」ともいう)の対象となる画像(以下、「符号化対象画像」という)を、所定サイズ、例えば16×16画素のマクロブロック単位で処理する際に、現在の処理対象であるマクロブロック(以下、「符号化対象ブロック」という)の動きベクトルと符号化対象ブロックの予測に使用する、符号化対象ブロックと同サイズの参照画像を識別する参照画像番号(以下、両者の組を「動き情報」という)とを、その符号化対象ブロックに隣接する複数のマクロブロック(以下、「隣接ブロック」という)の動き情報に基づいて算出する。そして、算出した動き情報に基づいて予測した、符号化対象ブロックの予測画像と符号化対象ブロックの原画像との差分情報を符号化する。
上述の通り、符号化対象ブロックをスキップモード等により符号化するためには、隣接ブロックの動き情報が必要となる。
従って、例えば、パイプラインステージを、各マクロブロックについて順次、スキップモード等により符号化する場合の動き情報を算出する第1ステージと第1ステージの処理が完了したマクロブロックについて、スキップモード等により符号化した場合の符号量に基づいてスキップモード等により符号化するかを判定する第2ステージとに分けて構成した場合に、符号化対象ブロックについての第1ステージの処理を開始する際に、符号化対象ブロックに対する全ての隣接ブロックについての第2ステージの処理が完了していない場合には、各隣接ブロックについて符号化モードが決定していないこととなる。
この問題を解決する技術として、例えば特許文献1の画像符号化装置がある。以下、特許文献1における画像符号化装置について説明する。
特許文献1における画像符号化装置は、符号化対象ブロックの処理を開始する際に、隣接ブロックの1つである、符号化対象ブロックの左のマクロブロック(以下、「前ブロック」という)の動き情報の算出が完了していない場合に、前ブロックの代わりに動きベクトルの算出が完了している、前ブロックの左のブロック(以下、「近傍ブロック」という)の動き情報を用いて、符号化対象ブロックのスキップモード等における動き情報を生成する。
このように、特許文献1における画像符号化装置では、前ブロックの動き情報の算出が完了していなくても、近傍ブロックの動き情報を用いて符号化対象ブロックの動きベクトルの算出を行うため、パイプラインによる並列処理を妨げることなく符号化処理の高速化を実現できる。
そこで、本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、従来とは異なる方法により、符号化処理の高速化を図ることができる画像符号化装置を提供する。
また、予測画像候補特定情報として、例えば動き情報(動きベクトルと参照画像)の候補を使用することにより、各ブロックの予測画像候補特定情報は、前ブロックの動き情報の候補に基づいて生成された動き情報の候補となり、MPEG4AVCにおけるスキップモードや空間ダイレクトモードによる符号化が可能となり、符号量を抑えることができる。
これにより、他の画像を探索することにより検出した動きベクトルとして、例えばMPEG4AVCにおける画面間予測(インターモード)で規定されている動きベクトルを用いることにより、予測画像候補特定情報には、画面間予測(インターモード)における予測画像を特定する特定情報が含まれる。
また、各ブロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、
当該ブロックに対して所定位置にある前記前ブロックを含む複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含むこととしてもよい。
また、前記画像符号化装置は、更に各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックに対して所定位置にある画素の画素値に基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を前記予測画像候補特定情報に含ませる第3処理手段を備え、前記第2処理手段は、前記第1処理手段による処理が完了したブロックについての予測画像を、前記第3処理手段が前記特定情報を含ませた予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から選択することとしてもよい。
従って、予測画像特定情報が示す複数の予測画面の候補から、例えば符号量が最小となる予測画像をブロック毎に選択することによって、符号量を抑えた圧縮符号化が可能となる。
これにより、例えば、第1処理手段による処理対象のブロックをMBn、第2処理手段による処理対象のブロックをMBn−1、第2処理手段による処理が完了したブロックをMBn−2とすると、MBnの予測画像候補特定情報は、MBn−2の予測画像候補特定情報に基づいて生成された、MBn−1の予測画像候補特定情報に基づいて生成されることになるが、第2処理手段による処理が完了したMBn―2の予測画像特定情報に基づいて、MBnの予測画像候補特定情報を生成することにより、MBnの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補の数の増大を抑えることができる。
これにより、符号化対象ブロックの予測画像候補特定情報は、その前ブロックの予測画像候補の一部のみを特定する情報に基づいて生成するため、予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補の数を抑えることにより、画像符号化装置の処理負荷を減らすことができる。
<実施の形態1>
<概要>
実施の形態1に係る画像符号化装置は、MPEG4AVC規格に準拠し、符号化対象画像を、所定サイズ(例えば、16×16画素)のマクロブロック単位でパイプライン処理により符号化する画像符号化装置を改良したものである。
以下、各符号化モードについて簡単に説明する。
イントラモードとは、符号化対象のマクロブロックである符号化対象ブロックに隣接する画素(以下、「隣接画素」という)の画素値に基づいて符号化対象ブロックの予測画像を生成し、生成した予測画像と符号化対象ブロックの原画像との差分情報を符号化する符号化モードである。
図6は、符号化対象ブロックと隣接画素との関係を説明するための図である。
隣接画素とは、同図に示す符号化対象ブロックの左のマクロブロックの16画素(同図Aの画素)と上のマクロブロックの16画素(同図Bの画素)をいう。
予測画像の生成は、複数の予測モード(垂直予測、水平予測等)から1つの予測モードを選択して、選択した予測モードに対応した隣接画素内の画素値、つまり、予測モード毎に異なる隣接画素内の画素値を用いて行う。
なお、予測モードの選択方法については、従来技術であるため詳細な説明は省略するが、例えば周辺のマクロブロックの予測モードに基づいて選択する方法などを用いることができる。
図7は、符号化対象ブロックと隣接ブロックとの関係を説明するための図である。同図に示すA〜Fのマクロブロックのうち、ブロックEをスキップモードにおける符号化対象ブロックとすると、隣接ブロックとは、ブロックB〜Dのことをいう。
ただし、ブロックCが符号化対象画像に存在しない等、ブロックCの動き情報を用いることができない場合には、ブロックCに代えてブロックAをブロックEの隣接ブロックとし、更にブロックA〜Cの全てが符号化対象画像内に存在しない等、ブロックA〜Cの全ての動き情報を用いることができない場合には、ブロックDのみをブロックEの隣接ブロックとする。なお、以下では、符号化対象ブロックEの左のブロックDを「前ブロック」と呼ぶ。
なお、参照画像番号は、表示順において符号化対象ブロックを含む符号化対象画像を基準にした参照画像の位置(相対位置)を示す番号であり、表示順が符号化対象画像から離れるほど、大きな参照画像番号が割り当てられる。
図1は、実施の形態1に係る画像符号化装置のパイプライン処理の流れを説明するための図である。
実施の形態1に係る画像符号化装置は、符号化対象画像について、マクロブロック毎に符号量が最小となる符号化モードを選択して、選択した符号化モードによりそのマクロブロックを符号化するものであり、符号化対象画像の左上のマクロブロックから水平方向に1行分処理して、次の行の処理に移り、右上のマクロブロックまで順に処理する。
以下、符号化対象画像において、n番目に処理を開始されるマクロブロック(MBn)に着目して、各パイプラインステージにおける処理の概要を説明する。
次に、第2ステージでは、MBnについて各符号化モードで符号化する場合の予測画像の生成と、各予測画像と原画像との差分情報の算出を並行して行い、符号量が最小となる符号化モードをMBnの符号化モードとして決定する。
ところで、第1ステージにおいて、MBnについてスキップモードにおける動き情報を算出するためには、MBnの前ブロックであるMBn−1の動き情報が必要となるが、MBn−1の符号化モードは第2ステージの処理の完了により決定する。
そのため、実施の形態1に係る画像符号化装置は、第1ステージにおいて、MBn−1の符号化モードを、上述した各符号化モード(イントラモードとインターモードとスキップモード)それぞれに仮定した場合のMBnのスキップモードにおける各動き情報(以下、「動き情報候補」という)を算出する。つまり、MBnのスキップモードにおける動き情報として3つの候補を算出する。
そのため、第2ステージでは、第1ステージにおいて算出したMBnのスキップモードにおける3つの動き情報候補から、決定したMBn−1の符号化モードに対応する動き情報を、MBnのスキップモードにおける動き情報として選択し、選択した動き情報に基づいてMBnのスキップモードにおける予測画像を生成し、生成した予測画像とMBnの原画像との差分情報を算出する。
また、第2ステージでは、MBnについての各符号化モード(イントラモード、インターモード、スキップモード)における差分情報が算出されると、各符号化モードにおける差分情報から各符号化モードにおける符号量を算出して、最も符号量が小さくなる符号化モードを、MBnにおける符号化モードとして決定する。
<構成>
まず、実施の形態1に係る画像符号化装置100の構成について、図2を用いて説明する。
同図に示すように、画像符号化装置100は、動き検出部101、動きベクトル投機算出部102、第1動き補償部103、動きベクトル決定部104、第2動き補償部105、イントラ予測部106、モード判定部107、直交変換部108、量子化部109、逆量子化部110、逆直交変換部111、加算部112、デブロックフィルタ部113、可変長符号化部114、DMAコントローラ115、外部メモリ116を含んで構成される。
具体的には、動き検出部101は、符号化対象ブロック(例えば、16×16画素のマクロブロック)の原画像と動きベクトルの探索対象である探索領域画像とをDMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリ(図示しない)に読み出し、読み出した符号化対象ブロックの原画像と探索領域画像との間でブロックマッチングを行い、探索領域画像において、符号化対象ブロックの原画像と最も類似度が高いマクロブロックを見つけることにより、そのマクロブロックへの相対位置を示す動きベクトルを検出する。
また、探索領域画像は、後述するデブロックフィルタ部113により外部メモリ116に格納されたデブロック処理後の復号画像であり、以下では、例えば表示順において、符号化対象ブロックを含む符号化対象画像の1つ前の画像に対する復号画像であるとして説明する。
動きベクトル投機算出部102は、符号化対象ブロックについてスキップモードにおける動き情報候補を算出し、算出した符号化対象ブロックの動き情報候補を動きベクトル決定部104に送出する機能を有する。
以下、動き情報候補の算出について、具体的に説明する。なお、前ブロックの符号化モードによらず、参照画像番号は「0」である。
また、前ブロックの符号化モードがインターモードであると仮定した場合、動き検出部101から受領した前ブロックのインターモードにおける動きベクトルと、他の隣接ブロックの動きベクトルから符号化対象ブロックの動きベクトルを算出する。以下、前ブロックの符号化モードがインターモードであると仮定して算出した動き情報を「m2」と呼ぶ。
そこで、動きベクトル投機算出部102は、後述するモード判定部107から受領した、前ブロックの左のマクロブロックに対して決定した符号化モードを示すモード情報を用いて、前ブロックのスキップモードにおける3つの動き情報候補から、前ブロックの左のマクロブロックに対して決定した符号化モードに対応する1つの動きベクトルを、前ブロックのスキップモードにおける動きベクトルとして選択し、選択した前ブロックのスキップモードにおける動き情報の動きベクトルと他の隣接ブロックの動きベクトルから符号化対象ブロックの動きベクトルを算出する。以下、前ブロックの符号化モードがスキップモードであると仮定して算出した動き情報を「m3」と呼ぶ。
また、動きベクトル投機算出部102は、算出した動き情報候補(m1〜m3)が示す各参照画像を、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出しておく。この参照画像は、第2動き補償部105の後述する符号化対象ブロックのスキップモードにおける予測画像の生成処理に使用される。
予測画像の生成について、具体的には、動き検出部101から受領した参照画像番号が示す探索領域画像において、動きベクトルが示すブロックを予測画像とする。
第2動き補償部105は、動きベクトル決定部104から受領した、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報に基づいて予測画像を生成し、予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し、予測画像と差分情報と動きベクトル決定部104から受領したスキップモードにおける動き情報をモード判定部107に送出する機能を有する。
イントラ予測部106は、符号化対象ブロックの隣接画素の画像を、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出し、隣接画素の画素値に基づき、符号化対象ブロックのイントラモードにおける予測画像を生成し、予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し、予測画像と差分情報と予測画像の生成に使用した予測モードを示す予測モード情報とをモード判定部107に送出する機能を有する。
モード判定部107は、第1動き補償部103から受領したインターモードにおける差分情報と第2動き補償部105から受領したスキップモードにおける差分情報とイントラ予測部106とから受領したイントラモードにおける差分情報とに基づき、符号量が最小となる符号化モードを符号化対象ブロックの符号化モードとして決定する機能を有する。なお、インターモードにより符号化する場合の符号量には、上述の差分情報だけでなく動き情報の符号量も考慮する。
直交変換部108は、モード判定部107から受領した差分情報に対し離散コサイン変換等の直交変換処理を行い、処理結果である係数情報を量子化部109に送出する機能を有する。
逆量子化部110は、量子化部から受領した量子化した係数情報に対し、逆量子化処理を行い、処理結果である係数情報を逆直交変換部111に送出する機能を有する。
加算部112は、モード判定部107から受領した予測画像と、逆直交変換部111から受領した差分情報とを加算し、符号化対象ブロックの復号画像を生成し、生成した復号画像をデブロックフィルタ部113へ送出すると共に、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する機能を有する。
可変長符号化部114は、量子化部109から受領した量子化した係数情報に対し可変長符号化処理や算術符号化処理を行い、処理後の符号化ストリームを、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する機能を有する。なお、モード判定部107から受領したモード情報と決定した符号化モードに応じた情報は符号化ストリームにおけるヘッダの生成に使用される。
外部メモリ116は、各符号化対象ブロックと、加算部により格納された復号画像と、デブロックフィルタ部113により格納されたデブロック処理後の復号画像と、可変長符号化部114により格納された符号化ストリームとを記憶するDRAMなどで構成されたメモリである。
次に、上記構成を備える画像符号化装置100の動作について、図3を用いて説明する。
図3は、画像符号化装置100の動作を示すフローチャートである。
以下では、画像符号化装置100の処理をパイプラインステージ毎に説明する。なお、第1ステージから第4ステージまでの各パイプラインステージは、異なるマクロブロックを処理対象として並列して処理する。
まず、第1ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。第1ステージでは、以下説明する動き検出部101の処理(ステップS01〜03)と、動きベクトル投機算出部102の処理(ステップS04、05)とは、並行して実行される。
動き検出部101は、符号化対象ブロックの原画像と動きベクトルの探索対象である探索領域画像とを、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出す(ステップS01、S02)。
一方、動きベクトル投機算出部102は、符号化対象ブロックの前ブロックの符号化モードをイントラモードとインターモードとスキップモードとのそれぞれに仮定し、それぞれに仮定した場合の符号化対象ブロックの動き情報候補(m1〜m3)を算出し(ステップS04)、算出した動き情報候補(m1〜m3)を動きベクトル決定部104に送出する。
<第2ステージの動作>
次に、第2ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。
第1動き補償部103は、動き検出部101から受領した動き情報に基づいてインターモードにおける符号化対象ブロックの予測画像を生成する(ステップS06)。
また、動きベクトル決定部104は、動きベクトル投機算出部102から受領した動き情報候補(m1〜m3)から、モード判定部107から受領した前ブロックのモード情報が示す符号化モードに対応する動き情報を、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報として選択し(ステップS08)、選択した動き情報を第2動き補償部105に送出する。
第2動き補償部105は、生成した予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し(ステップS10)、算出した差分情報と、生成した予測画像と動きベクトル決定部104から受領したスキップモードにおける動き情報をモード判定部107に送出する。
イントラ予測部106は、生成した予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し(ステップS12)、算出した差分情報と、生成した予測画像と、予測モード情報とをモード判定部107に送出する。
モード判定部107は、決定した符号化モードを示すモード情報を動きベクトル投機算出部102と動きベクトル決定部104に、決定した符号化モードにおける差分情報を直交変換部108に、決定した符号化モードにおける予測画像を加算部112に、モード情報と決定した符号化モードに応じた情報(インターモードに決定した場合の動き情報や、イントラモードに決定した場合の予測モード情報)を可変長符号化部114に送出する。
次に、第3ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。
直交変換部108は、モード判定部107から受領した差分情報に対して離散コサイン変換等の直交変換処理を行い、処理結果である係数情報を量子化部109に送出し(ステップS14)、量子化部109は、直交変換部108から受領した係数情報に対して量子化処理を行い、量子化した係数情報を逆量子化部110と可変長符号化部114に送出する(ステップS15)。
<第4ステージの動作>
次に、第4ステージでの画像符号化装置100の動作について説明する。
113の処理(ステップS18〜20)と、可変長符号化部114の処理(ステップS21、22)とは、並行して実行される。
加算部112は、モード判定部107から受領した予測画像と、逆直交変換部111から受領した差分情報とを加算し、符号化対象ブロックの復号画像を生成し(ステップS18)、生成した復号画像をデブロックフィルタ部113へ送出すると共に、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する。
可変長符号化部114は、量子化部109から受領した量子化した係数情報に対し可変長符号化処理や算術符号化処理を行い(ステップS21)、処理後の符号化ストリームを、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116に格納する(ステップS22)。
以下、本実施の形態に係る画像符号化装置100が奏する効果について、特許文献1における画像符号化装置と比較して説明する。
特許文献1における画像符号化装置では、前ブロックの代わりに他の近傍ブロックの動き情報を用いて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報を生成しているため、パイプラインによる符号化処理の高速化を維持することはできるが、後に決定した前ブロックの動き情報と近傍ブロックの動き情報とが相違する場合には、スキップモードによる符号化ができないという問題がある。
<実施の形態2>
<概要>
実施の形態1の動きベクトル投機算出部102は、前ブロックが選択しうる全ての符号化モード(イントラモード、インターモード、スキップモード)のそれぞれに対する各動き情報に基づいて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報候補を全て算出し、各動き情報候補が示す全ての参照画像を取得するものである。
そこで、実施の形態2の動きベクトル投機算出部は、前ブロックが選択し得る各符号化モードのうち、画質や符号化効率の向上に有効な符号化モード、具体的にはインターモードとスキップモードとに対する各動き情報のみに基づいて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報候補を算出し、各動き情報候補が示す参照画像を取得する。
<構成>
まず、実施の形態2に係る画像符号化装置200の構成について、図4を用いて説明する。
同図に示すように、画像符号化装置200は、動き検出部101、第1動き補償部103、第2動き補償部105、イントラ予測部106、直交変換部108、量子化部109、逆量子化部110、逆直交変換部111、加算部112、デブロックフィルタ部113、可変長符号化部114、DMAコントローラ115、外部メモリ116、動きベクトル投機算出部201、確認部202、動きベクトル決定部203、モード判定部204を含んで構成される。
また、画像符号化装置200は、図示していないが、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを備え、上述の動きベクトル投機算出部201、確認部202、動きベクトル決定部203、モード判定部204の各機能は、内部メモリに記憶されているプログラムをCPUに実行させることにより実現される。
動きベクトル投機算出部201は、基本的には、画像符号化装置100の動きベクトル投機算出部102と同様の機能を有するが、動き情報が決定していない前ブロックが選択し得る符号化モードのうち、インターモードとスキップモードとに対する各動き情報に基づいて、符号化対象ブロックの動き情報候補(m2、m3)を算出し、動きベクトル決定部203に送出すると共に、算出した動き情報候補(m2、m3)が示す各参照画像を、DMAコントローラ115を介して外部メモリ116から内部メモリに読み出しておく点で、動きベクトル投機算出部102とは異なる。
動きベクトル決定部203は、基本的には、画像符号化装置100の動きベクトル決定部104と同様の機能を有するが、確認部202から受領した確認結果情報が示す確認結果が、前ブロックの符号化モードはインターモード又はスキップモードでない、即ちイントラモードである旨を示す場合に、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報の選択を行わない点で、ベクトル決定部104とは異なる。
次に、上記構成を備える画像符号化装置200の動作について、図5を用いて説明する。
図5は、画像符号化装置200の動作を示すフローチャートである。同図に示すステップS01〜S22の処理は、図3に示す実施の形態1に係る画像符号化装置100の同符号の処理と同様であるため、説明は省略し、以下では、相違点のみについて説明する。
第2ステージにおいて、第1動き補償部103の処理(ステップS06、07)と、イントラ予測部106の処理(ステップS11、12)と並行して、確認部202は、モード判定部107から受領した前ブロックのモード情報が示す符号化モードがインターモード又はスキップモードであるか否かを確認し(ステップS33)、確認結果を示す確認結果情報を動きベクトル決定部203とモード判定部204とに送出する。
モード判定部107は、受領している差分情報とに基づき、符号化量が最小となる符号化モードを、符号化対象ブロックの符号化モードとして決定する(ステップS35)。
一方、前ブロックの符号化モードがインターモード又はスキップモードでない旨、即ち、イントラモードである旨を示す確認結果情報を確認部202から受領している場合には、第2動き補償部105から差分情報を受領していないため、第1動き補償部103とイントラ予測部106とから受領した2つの差分情報に基づき、符号化対象ブロックの符号化モードを決定する。
<補足>
以上、本発明に係る画像符号化装置について実施の形態に基づいて説明したが、以下のように変形することも可能であり、本発明は上述した実施の形態で示した通りの画像符号化装置に限られないことは勿論である。即ち、
(1)各実施の形態において、動き検出部101が動き検出を行う際に用いる探索領域画像は、符号化対象ブロックを含む符号化対象画像の1つの前の画像に対する復号画像であるとして説明したが、1つ前の画像に対するもの限らず、複数枚前の画像に対する復号画像であってもよい。
(2)各実施の形態においては、4ステージパイプラインにより処理を行うものとして説明したが、CPUの処理能力に応じて、例えば、実施の形態1における第3ステージと第4ステージとを1つのステージにするよう構成し、3ステージパイプラインにより処理することとしてもよい。
なお、スキップモードにおいては、前ブロックの符号化モードがいずれのモードであっても参照画像番号は「0」であるとして説明したが、空間ダイレクトモードの場合、L0、L1方向それぞれについて、隣接ブロックの各参照画像番号のうち、最小の参照画像番号を符号化対象ブロックの参照画像番号とする点でスキップモードの場合とは異なる。
なお、実施の形態2の動きベクトル投機算出部201においても同様に変形することが可能である。
(5)各実施の形態において、イントラ予測部106の処理が第2ステージの処理に含まれるものとして説明したが、イントラ予測部106の処理は、第1ステージの処理に含まれるものとしてもよい。つまり、イントラ予測部106の処理は、モード判定部107(又は204)が符号化対象ブロックの符号化モードを決定するまでに、完了していればよい。
なお、実施の形態2における動きベクトル投機算出部201、確認部202、動きベクトル決定部203、モード判定部204の各機能についても同様である。
(7)各実施の形態において、画像符号化装置の各機能を実現するためにCPUに実行させるプログラムを、記録媒体に記録し、又は各種通信路等を介して流通させ、頒布させることもできる。このような記録媒体には、ICカード、ハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ROM等がある。流通、頒布されたプログラムは、プロセッサに読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのプロセッサがそのプログラムを実行することにより、各実施の形態で示したような画像符号化装置の各種機能が実現されるようになる。
101 動き検出部
102、201 動きベクトル投機算出部
103 第1動き補償部
104、203 動きベクトル決定部
105 第2動き補償部
106 イントラ予測部
107、204 モード判定部
108 直交変換部
109 量子化部
110 逆量子化部
111 逆直交変換部
112 加算部
113 デブロックフィルタ部
114 可変長符号化部
115 DMAコントローラ
116 外部メモリ
202 確認部
Claims (10)
- 画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化装置であって、
各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックの予測画像の候補を特定する予測画像候補特定情報を、当該ブロックの前に処理された前ブロックの予測画像候補特定情報に基づき生成する第1処理手段と、
前記第1処理手段において1のブロックが処理されるのと並行して、当該第1処理手段による処理が完了したブロックについての予測画像を、当該ブロックの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から、当該ブロックの前ブロックに対して選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報に基づいて選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された1つの予測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報を生成する第2処理手段とを備える
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 前記画像符号化装置は、逐次入力される画像を圧縮符号化するものであり、
各ブロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、他の画像を探索することにより検出した動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含む
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 各ブロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、
当該ブロックに対して所定位置にある前記前ブロックを含む複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含む
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記画像符号化装置は、更に
各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックに対して所定位置にある画素の画素値に基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を前記予測画像候補特定情報に含ませる第3処理手段を備え、
前記第2処理手段は、前記第1処理手段による処理が完了したブロックについての予測画像を、前記第3処理手段が前記特定情報を含ませた予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から選択する
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記予測画像候補特定情報は、前記第2処理手段による処理が完了したブロックの予測画像特定情報にも基づいて生成したものである
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 各ブロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、当該ブロックの前ブロックの予測画像の候補の一部のみを特定する情報に基づいて生成したものである
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記画像符号化装置は、第1ステージと第2ステージとの2つのパイプラインステージから構成されるパイプラインにより処理を行うものであり、
前記第1処理手段は、各ブロックを処理対象として逐次、
他の画像を探索することにより検出した当該ブロックの動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含む前記予測画像候補特定情報を生成する動き検出部と、
当該ブロックに対して所定位置にある前記前ブロックを含む複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を前記予測画像候補特定情報に含める動きベクトル投機算出部とを含み、前記第1ステージの処理を実行するものであり、
前記第2処理手段は、
前記予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補のうち、前記動きベクトル投機算出部が生成した特定情報が示す予測画像の候補を前記前ブロックについての予測画像特定情報に基づいて絞り込む動きベクトル決定部と、
前記動きベクトル決定部が絞り込んだ予測画像の候補と、前記予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補のうち、前記動き検出部が生成した特定情報が示す予測画像の候補とから、前記第1処理手段による処理が完了したブロックについての予測画像を選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された1つの予測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報を生成するモード判定部とを含み、前記第2ステージの処理を実行するものである
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化方法であって、
各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックの予測画像の候補を特定する予測画像候補特定情報を、当該ブロックの前に処理された前ブロックの予測画像候補特定情報に基づき生成する第1処理ステップと、
前記第1処理ステップにおいて1のブロックが処理されるのと並行して、当該第1処理ステップによる処理が完了したブロックについての予測画像を、当該ブロックの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から、当該ブロックの前ブロックに対して選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報に基づいて選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された1つの予測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報を生成する第2処理ステップとを含む
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する圧縮符号化処理をコンピュータに行わせるためのコンピュータプログラムであって、
前記圧縮符号化処理は、
各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックの予測画像の候補を特定する予測画像候補特定情報を、当該ブロックの前に処理された前ブロックの予測画像候補特定情報に基づき生成する第1処理ステップと、
前記第1処理ステップにおいて1のブロックが処理されるのと並行して、当該第1処理ステップによる処理が完了したブロックについての予測画像を、当該ブロックの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から、当該ブロックの前ブロックに対して選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報に基づいて選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された1つの予測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報を生成する第2処理ステップとを含む
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化用集積回路であって、
各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックの予測画像の候補を特定する予測画像候補特定情報を、当該ブロックの前に処理された前ブロックの予測画像候補特定情報に基づき生成する第1処理手段と、
前記第1処理手段において1のブロックが処理されるのと並行して、当該第1処理手段による処理が完了したブロックについての予測画像を、当該ブロックの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から、当該ブロックの前ブロックに対して選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報に基づいて選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された1つの予測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された1つの予測画像を特定する予測画像特定情報を生成する第2処理手段とを備える
ことを特徴とする画像符号化用集積回路。
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