WO2007091588A1 - 動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法及びプログラム - Google Patents

動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法及びプログラム Download PDF

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image
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Junji Tajime
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Nec Corporation
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Definitions

  • Moving picture decoding apparatus decoded picture recording apparatus, method and program thereof
  • the present invention relates to a moving picture decoding apparatus that receives a compressed and encoded moving picture bit stream, and particularly re-compresses a decoded picture in order to reduce a memory capacity and a memory band necessary for decoding.
  • the present invention relates to a moving image decoding apparatus, a decoded image recording apparatus, a method and a program thereof. Background art
  • MPEG-2 VIDEO ISO 13818-2 / ITU-TH.262
  • MPEG-4 Visual ISO 14496-2
  • H.264 ITU-T H .264 / ISO 14496-10
  • other digital video compression encoding methods have been widely used.
  • a moving picture decoding apparatus that receives a compressed and encoded moving picture bit stream has a large memory capacity and memory bandwidth due to the complexity of the compression coding scheme and the increase in resolution of the decoding target picture. Necessary and problematic for implementation.
  • a moving image decoding apparatus including means for recompressing a decoded image is disclosed.
  • a typical technique of such a moving picture decoding apparatus provided with means for recompressing a decoded picture for example, a conventional moving picture decoding apparatus described in Patent Document 1 is shown in FIG.
  • the moving picture decoding apparatus includes a decoding unit 201, a recompression unit 202, a prediction frame memory unit 203, a first decompression unit 204, and an address control unit 205.
  • a decoding unit 201 receives a signal from a decoding unit 201 and a signal from a decoding unit 202.
  • the second decompression unit is deleted, and the prediction / display frame memory unit is changed to the prediction frame memory unit 203.
  • Decoding section 201 decodes an image using the input compressed video bitstream and the reference image expanded by expansion section 204.
  • the decoded image decoded by the decoding unit 201 is subjected to a re-compression process in which a re-compression unit 202 performs quantization by assigning the number of bits for each pixel or each re-compression processing unit, thereby reducing the amount of decoded information. Is done.
  • the recompressed data recompressed by the recompressing unit 202 is written to the prediction frame memory unit 203 to be used as a reference image of an image to be decoded later.
  • the address control unit 205 creates an address of the frame memory so that the recompressed data is written at an address position corresponding to each recompression processing unit, and the predicted frame memory unit 203 via the address line. To supply.
  • the written recompressed data is decompressed in the decompression unit 204 for decoding.
  • H.264 is considered as the decoding unit 201 of the video decoding device disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 3 shows a block diagram of an H.264 decoding device provided with means for recompressing a decoded image.
  • H.264 is based on a noble code that combines motion compensation and frequency conversion. Intra-frame) prediction and deblocking filters are used.
  • 301 is a variable length decoding unit
  • 302 is a scaling Z inverse quantization Z inverse integer transform unit
  • 30 is an adder
  • 3 04 is a deblocking filter unit
  • 32 is a compression unit
  • 33 is a prediction frame memory unit.
  • Reference numeral 305 denotes an intra prediction unit
  • 306 denotes a motion compensation unit
  • 34 denotes an expansion unit
  • 35 denotes an address control unit.
  • the luminance signal recompression processing unit is 8 pixels, which is half of the macroblock (MB) width, which is one of the H.264 compression code processing units, and the left pixel is referenced.
  • the prediction error value is nonlinearly quantized with a fixed representative value of 5 bits.
  • FIG. 5 shows a normal decoded image of an H.264 decoding apparatus (without recompression means) in a video sequence and a decoded image of an H.264 decoding apparatus provided with recompression means.
  • the H.264 encoding condition is that the intra-prediction frame interval N is 15 frames, and the reference frame interval M is 3 frames.
  • the decoded image is recompressed.
  • the reference image includes distortion due to the recompression.
  • This distortion is accumulated until the intra prediction frame is decoded.
  • the moving picture decoding apparatus provided with means for recompressing when a moving picture bit stream having a short N is input is effective.
  • Patent Document 1 JP-A-9-247671 (Page 7-8, Fig. 1)
  • Patent Document 2 JP-A-9-247671 (Fig. 1)
  • Patent Document 3 JP-A-9-261635 ( Figure 1)
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 10-4550 (Fig. 1)
  • Patent Document 5 JP 10-271516 A (Fig. 1)
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 10-66081 (Fig. 1)
  • Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. 11-298892 (Fig. 1)
  • Patent Document 8 Japanese Patent Laid-Open No. 11-341288 (Fig. 1)
  • Patent Document 9 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-254344 ( Figure 1)
  • Patent Document 10 Japanese Patent No. 3271585 ( Figure 1)
  • Patent Document 11 Japanese Patent No. 3575508 (Fig. 1)
  • the moving image decoding apparatus provided with the recompressing means disclosed in these Patent Documents 1 to 11 may cause significant image quality degradation.
  • FIG. 6 shows the frame average luminance signal PSNR when a video sequence different from the video sequence described above is used.
  • the number of frames is around 60 to 120 frames and around 270 to 300 frames (in Fig. 6
  • the difference between the PSNR of the intra prediction frame in the arc) and the PSNR immediately before the intra prediction frame is 10 dB or more.
  • the cause of the decrease in PSNR is related to the recompression coding method of the recompression unit. For example, consider an H.264 bit stream in which the image shown in FIG. 7 is compression-encoded in the encoding mode shown in FIG.
  • the image shown in FIG. 7 has 15 consecutive black pixels from the edge of the image, and the original image starts from the 16th pixel.
  • the leftmost MB is the inter prediction MB of the still image
  • the right MB is the intra prediction MB
  • the prediction mode is the horizontal prediction shown in Fig. 9.
  • FIG. 10 shows the operation when the luminance signal of this H.264 bit stream is recompressed and expanded.
  • the MB at the left end of the inter prediction frame image is a black pixel, it is encoded as a still image. As a result, the MB at the same position in the intra prediction frame becomes the reference pixel. Since the MB on the right is an intra prediction MB and a horizontal prediction, the 16th pixel column of the leftmost MB of the image is the reference pixel.
  • the MB reference pixel includes distortion due to recompression caused by recompression of the intra prediction frame. As a result, when a prediction image is created by the horizontal prediction shown in Fig. 9, distortion due to recompression propagates to the entire MB.
  • the problem with the conventional video decoding apparatus provided with a means for recompression is that distortion in each recompression processing unit is minimized without considering temporal and spatial distortion propagation. It is recompressing like this.
  • the present invention has been invented in view of the above problems, and its object is to provide recompression means that can suppress the propagation of distortion due to temporal and spatial recompression, that is, degradation of image quality. It is intended to provide a moving image decoding device, a decoded image recording device, a method and a program thereof.
  • the present invention for solving the above-described problems is a decoding means for decoding a moving image bit stream compression-encoded using a prediction process into an image signal, and a decoded image signal obtained by the decoding means.
  • Re-compression means for performing re-compression processing by performing quantization by assigning a different number of bits for each pixel or for each re-compression processing unit, and re-compression data obtained by the re-compression means
  • Prediction frame memory means for holding the data
  • decompression means for reading the recompressed data held in the prediction frame memory means, decompressing the data, and supplying the decompressed data as data to be used in the prediction processing of the decoding means, and the prediction frame
  • an address control means for controlling the writing or reading of the recompressed data with respect to the memory means.
  • the reference level for each pixel or the reference level for each recompression processing unit is determined according to the pixel position referred to in the prediction processing in the reduced coding method, and the recompression processing unit for the pixel with the high reference level or the high reference level is determined. On the other hand, the recompressed data amount control is performed so as to increase the number of allocated bits representing the quantized representative value.
  • the present invention that solves the above-described problem is a decoded image recording method for creating a predicted image of a predicted image encoding / decoding method, and when the decoded image is compressed and recorded, the region of the decoded image is recorded. Is estimated, and a region of a decoded image having a high reference frequency is compressed with higher accuracy than a region of a decoded image having a low reference frequency.
  • the present invention for solving the above problems is a program for recording a decoded image for creating a predicted image of a predicted image encoding / decoding method, and when compressing and recording the decoded image, A process of estimating the frequency with which the decoded image area is referred to in prediction, and a process of compressing a decoded image area with a high reference frequency with a higher reference frequency than a low reference frequency area. And an information processing apparatus.
  • the present invention for solving the above-described problems is a decoded image recording apparatus for creating a predicted image of a predictive image encoding / decoding method, wherein when the decoded image is compressed and recorded, the region of the decoded image is predicted. It has a compression means for estimating a reference frequency and compressing a region of a decoded image with a high reference frequency with higher accuracy than a region of a decoded image with a low reference frequency.
  • the present invention that solves the above-described problem is a moving picture decoding method for obtaining recompressed data by performing recompression processing by performing quantization on a decoded image signal by assigning a different number of bits to each pixel or each recompression processing unit. Therefore, the reference degree for each pixel or the reference degree for each recompression processing unit is determined according to the pixel position referenced in the prediction process in the compression code method, and the reference illumination level is large !, the pixel or reference degree is large. ! For the recompression processing unit, the amount of recompressed data is controlled so that the number of allocated bits representing the quantized representative value is increased.
  • the present invention that solves the above-described problem is a moving picture decoding method for obtaining recompressed data by performing recompression processing by performing quantization on a decoded image signal by assigning a different number of bits to each pixel or each recompression processing unit.
  • the program determines a reference degree for each pixel or a reference degree for each recompression processing unit according to a pixel position referred to in the prediction process in the compression coding method, For a recompression processing unit with a high degree of reference, the information processing apparatus is caused to execute processing for controlling the amount of recompressed data so as to increase the number of allocated bits representing the quantized representative value.
  • the video decoding device of the present invention has a pixel position force referred to by a compression coding method targeted by the decoding device, a reference degree weighting recompression unit in which the ease of referring to a certain pixel position in the frame is set. 102 is implemented. For this reason, the reference degree weighting recompression unit 102 performs re-compression by performing control so as to increase the number of bits assigned to the quantized representative value (quantized representative value number) for pixels that are easily referred to.
  • the ease of reference includes the pixel position referred to by the compression coding method, the compression coding processing unit of the compression coding method targeted by the decoding device, and the reference degree weighted recompression. It may be set using one or more of the pixel position, recompression processing unit, compression rate!
  • the effect of the present invention can provide a moving picture decoding apparatus including a recompression unit that can suppress distortion due to recompression, that is, deterioration in image quality, and a technique thereof.
  • the reference degree weighting recompression unit 102 is set in advance by setting the ease of referring to a certain pixel position in the frame from the pixel position referred to by the compression coding method targeted by the decoding apparatus. Since it is implemented, control is performed to increase the number of assigned quantization representative values (quantized representative value) for pixels that are easily referred to, and recompression is performed. As a result, it is possible to reduce distortion of pixels that are easily referred to and to suppress propagation of temporal and spatial distortion.
  • the ease of reference includes not only the pixel position to be referred to by the compression coding method, but also the compression coding processing unit of the compression coding method targeted by the decoding device and the reference degree weighting recompression unit. You can set the pixel position to be referred to by the recompression encoding method, recompression processing unit, compression rate!
  • FIG. 18 shows a frame average luminance signal PSNR obtained by adding the results of Example 1 and Example 3 to the results of FIG.
  • embodimentl represents the first embodiment
  • embodiment3 represents the third embodiment.
  • the recompression code key unit X is 8 pixels
  • the reference degree R0 is 8
  • the reference degree R1 is 5.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a moving picture decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the moving picture decoding apparatus includes a decoding unit 101, a reference degree weighting recompression unit 102, a prediction frame memory unit 103, an expansion unit 104, and an address control unit 105. .
  • This is a configuration in which the recompression unit 202 in the conventional video decoding device is replaced with a reference degree weighting recompression unit 102.
  • Decoding section 101 decodes a moving image bitstream that has been compression-encoded using a prediction process into an image signal.
  • the reference degree weighting recompression unit 102 quantizes the decoded image signal obtained by the decoding unit 101 by assigning a different number of bits for each pixel or for each recompression processing unit, and performs recompression processing. To obtain recompressed data, which is used as recompressing means.
  • the reference illuminance weighted recompression unit 102 determines a reference degree for each pixel or a reference degree for each recompression processing unit according to the pixel position referred to in the prediction process in the compression coding method, Alternatively, the recompressed data amount control is performed so that the number of allocated bits representing the quantized representative value is increased for a recompression processing unit with a large reference degree!
  • the prediction frame memory unit 103 holds the recompressed data obtained by the reference degree weighting recompressing unit 102.
  • the decompression unit 104 reads the recompressed data held in the prediction frame memory unit 103, decompresses the data, and supplies the decompressed data as data used in the prediction process of the decoding unit 101.
  • the address control unit 105 controls writing or reading of the recompressed data with respect to the prediction frame memory unit 103.
  • the reference degree represents the ease of reference of a certain pixel position in a frame (frequency used for prediction), and the accurate reference degree is obtained by analyzing a compressed video bitstream. You can ask for it.
  • the pixel position force referred to by the compression coding method targeted by the decoding apparatus is estimated and determined in advance.
  • the reference degree weighting recompression unit 102 performs the same operation as the recompression unit 202 in that the decoded image is recompressed.
  • the recompression code method targeted by the reference degree weighting recompression unit 102 is designed and implemented in consideration of the estimated reference degree.
  • the reference degree is the compression coding processing unit of the compression coding method targeted by the decoding apparatus, and the recompression coding targeted by the reference degree weighting recompression unit 102. It may be set using one or more of a pixel position, a recompression processing unit, and a compression rate referred to by the method.
  • the decoding unit 101, the prediction frame memory unit 103, the decompression unit 104, and the address control unit 105 have the same operations as those of the conventional video decoding device provided with a means for recompression. Omitted.
  • the reference degree weighting recompression unit 102 recompresses the decoded image decoded by the decoding unit 101 to create recompressed data.
  • the reference degree weighting recompression unit 102 is implemented in consideration of the reference degree, the number of bits assigned to the quantized representative value (the number of quantized representative values) is increased for pixel values having a large reference degree.
  • H.264 is used as the decoding unit 101
  • 1-D DPCM is used as the recompression code method of the reference weighting recompression unit 102.
  • the X pixel is the recompression processing unit.
  • the value of X is determined based on the H.264 compression code processing unit and ease of implementation. For example, 2, 4, 8, and 16 can be considered as H.264 compression code processing units, so it is necessary to select either ease of implementation or force.
  • Equation 1 Equation 1
  • n is an integer greater than or equal to 0
  • This reference degree is the pixel position referred to as “Use the left block of the target block of the intra prediction code as the reference pixel” in H.264 R0> R1 is satisfied.
  • the reference degree is used as it is as the number of bits assigned to the quantized representative value.
  • the compression rate of the reference degree weighting recompression unit is determined by R0 and R1.
  • FIG. 11 shows the number of bits assigned to quantized representative values and the reference relationship in this embodiment.
  • the right end pixel of the recompression processing unit is set as the start point of the prediction pixel, and the right pixel is set as the prediction pixel.
  • the representative quantization value for the peripheral pixels that are the reference pixels of each MB (Macr block) Set the number of bits allocated to R0.
  • the right pixel and the left pixel in FIG. 4 are the predicted pixels, but the upper pixel or the lower pixel may be the predicted pixel.
  • the vertical pixel position is the same as in Equation 1 (Equation 1).
  • the degree of reference should be defined and the lower pixel should be the predicted pixel.
  • the right pixel is the predicted pixel.
  • Equation 2 Equation 2
  • Equation 2 Equation 2
  • FIG. 13 shows the number of bits assigned to the quantized representative value and the reference relationship when X is 8.
  • Embodiments 1 and 2 described above are effective if the block including the reference pixel is encoded as a still image as shown in Figs.
  • the degree of reference is determined so that the probability that a block referred to by inter prediction includes a reference pixel with the number of assigned bits R0 is increased.
  • the reference degree is determined not to be equal to pixels adjacent vertically or horizontally.
  • the reference degree is determined by Equation 3 (Equation 3).
  • FIG. 14 shows the number of bits assigned to quantized representative values and the reference relationship in the third embodiment.
  • n is an integer greater than or equal to 0.
  • a compression coding method using inter prediction other than H.264 can be used as the decoding unit 101.
  • 1-D DPCM is used as the recompression encoding method of the reference degree weighting recompression unit 102.
  • any method can be used as the recompression code key method. Therefore, in this embodiment, two-dimensional DPCM (2-D DPCM) is used as the recompression code key method.
  • a block of horizontal X pixels X vertical Y pixels is used as a recompression processing unit.
  • the values of X and Y are determined from the H.264 compression coding processing unit, compression rate, ease of implementation, etc., and can be 2, 4, 8, or 16.
  • the reference degree is determined by Equation 5 (Equation 5).
  • R1 ⁇ is an integer greater than or equal to 0
  • This reference degree is referred to as ⁇ .264 “Use the left block of the target block as a reference pixel” or “Use the upper block of the intra prediction code as the reference pixel” as the reference pixel position. Take into account.
  • the reference degree is directly used as the number of bits assigned to the quantized representative value, as in the 1-D DPCM.
  • FIG. 17 shows the number of bits assigned to the quantized representative value and the reference relationship in this embodiment.
  • the lower right pixel of the recompression processing unit is the starting point of the predicted pixel
  • the pixel using 1-D DPCM is the right or lower pixel
  • the pixel using 2-D DPCM is the right, lower pixel.
  • the lower right three pixels are assumed to be prediction pixels.
  • the moving picture decoding apparatus can also be realized by a force computer program that can be configured by hardware.
  • FIG. 19 is a general block configuration diagram of an information processing system that implements a video decoding device according to the present invention.
  • the information processing system shown in FIG. 19 includes a processor 400, a program memory 401, and a storage medium It consists of 402.
  • the storage medium 402 may be a separate storage medium or a storage area having the same storage medium power.
  • a magnetic storage medium such as a RAM or a hard disk can be used, and plays the role of the prediction frame memory unit 103 described above.
  • the program memory 401 there is a program that causes the processor 400 to perform the processes of the decoding unit 101, the reference degree weighting recompression unit 102, the decompression A unit 104, and the address control unit 105 described above.
  • the processor 400 is operated by this program.
  • the present invention can be realized by a computer program.
  • a part of the decoding unit 101, the reference degree weighting recompression unit 102, the decompression A unit 104, and the address control unit 105 that do not need to be operated by a program may be configured by nodeware.
  • Examples of utilization of the present invention include digital video decoding devices such as digital broadcast tuners, HDD recorders, and DVD players.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a video decoding device disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example using H.264 for the moving picture decoding apparatus disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a recompression encoding method used for recompression of a decoded image.
  • FIG. 5 is a graph showing the effect of a conventional video decoding device.
  • FIG. 6 is a graph showing problems of a conventional video decoding device.
  • FIG. 7 is a specific example for explaining problems of a conventional video decoding device.
  • FIG. 8 is a specific example for explaining problems of a conventional video decoding device.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an H.264 intra prediction mode.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the cause of distortion caused by recompression.
  • FIG. 11 is a diagram showing the number of bits assigned to quantized representative values at each pixel position and the reference relationship in Example 1.
  • FIG. 12 A diagram showing the number of bits assigned to quantized representative values near the MB boundary in the first embodiment. is there.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the number of bits assigned to the quantized representative value at each pixel position and the reference relationship in the second embodiment.
  • FIG. 14 A diagram showing the number of bits assigned to the quantized representative value at each pixel position and the reference relationship in Example 3.
  • FIG. 15 is a diagram showing the number of bits assigned to the quantized representative value near the MB boundary in the third embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing the number of bits assigned to the quantized representative value at each pixel position and the reference relationship in Example 3.
  • FIG. 17 is a diagram showing the number of bits assigned to the quantized representative value at each pixel position and the reference relationship in Example 4.
  • FIG. 19 is a general block diagram of an information processing system that implements a video decoding device according to the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

【課題】時間的、空間的な再圧縮による歪みの伝搬、すなわち画質劣化を抑制できる再圧縮手段を備えた動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法及びプログラムを提供すること。 【解決手段】動画像復号装置は、復号装置が対象とする圧縮符号化方式の参照する画素位置からフレーム内のある画素位置の参照されやすさが設定された参照度重み付け再圧縮部１０２を、実装している。参照度重み付け再圧縮部１０２は、参照されやすい画素に対しては量子化代表値の割り当てビット数(量子化代表値数)を多くするような制御をかけ、再圧縮する。

Description

明 細 書
動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法及びプログラム 技術分野
[0001] 本発明は、圧縮符号化された動画像ビットストリームを入力とする動画像復号装置 に関し、特に、復号に必要となるメモリ容量及びメモリ帯域を削減するために復号画 像を再圧縮する手段を備えた動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法 及びプログラムに関する。 背景技術
[0002] 近年のデジタル技術の急速な進歩に伴い、 MPEG-2 VIDEO (ISO 13818-2/ITU -TH.262), MPEG-4 Visual (ISO 14496- 2)、 H.264(ITU- T H.264/ISO 14496-10) などに代表されるデジタル動画像圧縮符号ィ匕方式が広く利用されるようになった。
[0003] しかし、圧縮符号化された動画像ビットストリームを入力とする動画像復号装置は、 圧縮符号化方式の複雑化、復号対象画像の高解像度化により、多大なメモリ容量及 びメモリ帯域を必要とし、実装する上で問題となっている。
[0004] この問題を解決する一つの方法として、復号画像を再圧縮する手段を備えた動画 像復号装置が開示されている。このような、復号画像を再圧縮する手段を備えた動 画像復号装置の代表的な技術として、例えば、特許文献 1に記載されている従来の 動画像復号装置を図 2に示す。
[0005] この動画像復号装置は、復号部 201と、再圧縮部 202と、予測フレームメモリ部 20 3と、第 1の伸長部 204と、アドレス制御部 205とから構成される。尚、以下の説明に ぉ 、て、特許文献 1に記載されて 、る表示機能に関しては説明を省略する。
[0006] 具体的には第 2の伸長部を削除し、予測.表示フレームメモリ部を予測フレームメモ リ部 203に変更している。
[0007] 復号部 201は、入力された圧縮動画像ビットストリームと、伸長部 204で伸長された 参照画像を用いて画像を復号する。復号部 201で復号された復号画像には、再圧 縮部 202で、画素ごとあるいは再圧縮処理単位ごとになるビット数を割り当てた量子 化を行う再圧縮処理が行われ、復号情報量が削減される。 [0008] 再圧縮部 202で再圧縮された再圧縮データは、後に復号する画像の参照画像とし て用いられるために予測フレームメモリ部 203へ書き込まれる。書き込みにおいては 、アドレス制御部 205は、各再圧縮処理単位に対応したアドレス位置に、再圧縮デー タが書き込まれるようにフレームメモリのアドレスを作成し、アドレス線を介して、予測 フレームメモリ部 203に供給する。
[0009] 書き込まれた再圧縮データは、復号のために伸長部 204において伸長される。
[0010] 尚、同様の発明が、特許文献 2〜特許文献 11にも開示されている。
[0011] 次に具体例を用いて特許文献 1に開示された動画像復号装置の効果を示す。尚、 以下の説明にお 、て、特許文献 1に開示された動画像復号装置の復号部 201として H.264を考える。
[0012] 図 3に復号画像を再圧縮する手段を備えた H.264復号装置のブロック図を示す。
[0013] H.264は、 MPEG-2 VIDEOや MPEG-4 Visualと同様に、動き補償と周波数変換を 組み合わせたノヽイブリツド符号ィ匕をベースにしており、さらに新 、技術であるイント ラ（空間、フレーム内)予測、デブロックフィルタが用いられている。図 3において、 301 は可変長復号部、 302はスケーリング Z逆量子化 Z逆整数変換部、 30は加算器、 3 04はデブロックフィルタ部、 32は圧縮部、 33は予測フレームメモリ部である。また、 3 05はイントラ予測部、 306は動き補償部、 34は伸長部、 35はアドレス制御部である。
[0014] 再圧縮部 202の再圧縮符号化方式として、図 4に示す 1次元の差分 PCMa-D DP CM)を考える。
[0015] 図 4では輝度信号の再圧縮処理単位は H.264の圧縮符号ィ匕処理単位の一つであ るマクロブロック (MB: Macroblock)幅の半分である 8画素とし、左画素を参照画素とし 、予測誤差値は 5ビット固定の量子化代表値を持つ非線形量子化を行う。
[0016] 図 5に、ある映像シーケンスにおける通常の (再圧縮する手段を持たない) H.264復 号装置の復号画像と、再圧縮する手段を備えた H.264復号装置の復号画像とのフレ ーム平均輝度信号 PSNR(Peak SignaFto-Noise Ratio)を示す。
[0017] ここで、 H.264の符号化条件は、イントラ予測フレーム間隔 Nを 15フレーム、参照フ レーム間隔 Mを 3フレームとしている。
[0018] 再圧縮する手段を備えた動画像復号装置では復号画像を再圧縮するので、再圧 縮する再圧縮符号ィ匕方式に非可逆変換方式を利用しない限りは参照画像には再圧 縮による歪みが含まれる。
[0019] この歪みはイントラ予測フレームが復号されるまで蓄積することになる。
[0020] このことは図 5において、 PSNRの劣化周期が Nフレームであることからも確認できる
。ただし、この例では PSNRの劣化が最大となるイントラ予測フレームの直前フレーム にお 、ても PSNRは 42dB以上と!/、う高!、(歪みが小さ!/、；)結果となっており、主観的な 画質劣化も認識できな力つた。
[0021] この例からは、 Nが短い動画像ビットストリームを入力とする場合に再圧縮する手段 を備えた動画像復号装置は効果があるといえる。
特許文献 1 :特開平 9-247671号公報 (第 7-8頁、図 1)
特許文献 2 :特開平 9-247671号公報 (図 1)
特許文献 3 :特開平 9-261635号公報 (図 1)
特許文献 4:特開平 10-4550号公報 (図 1)
特許文献 5 :特開平 10-271516号公報 (図 1)
特許文献 6 :特開平 10-66081号公報 (図 1)
特許文献 7：特開平 11-298892号公報 (図 1)
特許文献 8：特開平 11-341288号公報 (図 1)
特許文献 9：特開 2004-254344号公報 (図 1)
特許文献 10：特許第 3271585号公報 (図 1)
特許文献 11：特許第 3575508号公報 (図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0022] しカゝしながら、これらの特許文献 1〜11に開示された再圧縮する手段を備えた動画 像復号装置は、著しい画質劣化が生じる場合がある。
[0023] 具体例を用いて画質劣化の原因を説明する。
[0024] 先に述べた映像シーケンスと異なる映像シーケンスを用いた場合のフレーム平均 輝度信号 PSNRを図 6に示す。
[0025] 図 6ではフレーム数が、 60〜120フレーム及び 270〜300フレーム付近 (図 6中で 円弧で囲んだ箇所)のイントラ予測フレームの PSNRとイントラ予測フレーム直前の PSN Rとの差は 10dB以上にもなる。
[0026] PSNRが低下する原因は再圧縮部の再圧縮符号化方式が関係している。例えば、 図 7に示す画像が図 8に示す符号化モードで圧縮符号化された H.264ビットストリーム を考える。
[0027] 図 7に示した画像は、画像端から 15画素連続して黒い画素があり、 16画素目から 本来の画像が始まる。また、この H.264ビットストリームにおけるインター (フレーム間） 予測フレームは画像左端の MBが静止画のインター予測 MBとして、右隣の MBがイン トラ予測 MBかつ予測モードは図 9に示す水平方向予測として符号化されている。
[0028] ここで、 H.264ではイントラ予測モード、イントラ予測対象のブロックサイズは複数存 在するが、説明を簡単にするため、ブロックサイズが 16 X 16の水平方向予測として いる。この H.264ビットストリームの輝度信号を再圧縮'伸長した時の動作を図 10に示 す。
[0029] イントラ予測フレームでは通常の復号画素に対して 1-D DPCM圧縮を行う。この例 の場合、 15画素目から 16画素目にかけ画素値の変化が大きい。通常、非線形の量 子化は予測誤差値が大きい場合に歪みを許容するように設計するので、 16画素目 の画素には再圧縮による大きな歪みが混入する。
[0030] インター予測フレームの画像左端の MBは多くの画素が黒い画素であるので、静止 画として符号化される。その結果、イントラ予測フレームにおける同位置の MBが参照 画素となる。右隣の MBはイントラ予測 MBかつ水平方向予測なので、画像左端 MBの 16画素目の一列が参照画素となる。ここで、この MBの参照画素はイントラ予測フレ 一ムの再圧縮'伸長で生じた再圧縮による歪みを含んでいる。その結果、図 9に示し た水平方向予測で予測画像を作成すると、再圧縮による歪みは MB全体に伝播する
[0031] このように、イントラ予測では参照画素として周辺画素を利用するので、再圧縮によ る歪みは MBだけでなぐイントラ予測 MBが連続する場合、歪みは空間的にも伝播す る。
[0032] さらに、このインター予測フレームが参照フレームとして利用される場合、歪みは時 間的にも伝搬する。その結果、著しい画質劣化が生じる。
[0033] 従って、従来の再圧縮する手段を備えた動画像復号装置の問題点は、時間的、空 間的な歪みの伝搬を考慮せずに、各再圧縮処理単位の歪みが最小となるように再 圧縮していることである。
[0034] そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、時間的 、空間的な再圧縮による歪みの伝搬、すなわち画質劣化を抑制できる再圧縮手段を 備えた動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法及びプログラムを提供す ることにめる。
課題を解決するための手段
[0035] 上記課題を解決する本発明は、予測処理を利用して圧縮符号化された動画像ビッ トストリームを画像信号へ復号する復号手段と、前記復号手段により得られた復号画 像信号を画素ごと、又は、再圧縮処理単位ごとに異なるビット数を割り当てた量子化 を行って再圧縮処理を行い、再圧縮データを得る再圧縮手段と、前記再圧縮手段に より得られた再圧縮データを保持する予測フレームメモリ手段と、前記予測フレームメ モリ手段に保持された再圧縮データを読み出し、これを伸張した後に前記復号手段 の予測処理で利用するデータとして供給する伸張手段と、前記予測フレームメモリ手 段に対する再圧縮データの書き込み、又は、読み出しを制御するアドレス制御手段と を有する動画像復号装置において、前記再圧縮手段は、前記圧縮符号化方式にお ける予測処理で参照される画素位置に従い、画素ごとの参照度又は再圧縮処理単 位ごとの参照度を定め、参照度の大きい画素又は参照度の大きい再圧縮処理単位 に対しては、量子化代表値を表す割当ビット数を多くするように再圧縮データ量制御 を行うように構成されて 、ることを特徴とする。
[0036] 上記課題を解決する本発明は、予測画像符号化復号方法の予測画像を作成する ための復号画像の記録方法であって、復号画像を圧縮して記録する時に、前記復号 画像の領域が予測で参照される頻度を推定し、参照頻度の高 ヽ復号画像の領域を 、参照頻度の低!ヽ復号画像の領域よりも高!ヽ精度で圧縮することを特徴とする。
[0037] 上記課題を解決する本発明は、予測画像符号化復号方法の予測画像を作成する ための復号画像を記録するプログラムであって、復号画像を圧縮して記録する時に、 前記復号画像の領域が予測で参照される頻度を推定する処理と、参照頻度の高 ヽ 復号画像の領域を、参照頻度の低!ヽ復号画像の領域よりも高!ヽ精度で圧縮する処 理とを情報処理装置に実行させることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明は、予測画像符号化復号方法の予測画像を作成する ための復号画像の記録装置であって、復号画像を圧縮して記録する時に、前記復号 画像の領域が予測で参照される頻度を推定し、参照頻度の高 ヽ復号画像の領域を 、参照頻度の低!ヽ復号画像の領域よりも高!ヽ精度で圧縮する圧縮手段を有すること を特徴とする。
上記課題を解決する本発明は、復号画像信号を画素ごと、又は、再圧縮処理単位 ごとに異なるビット数を割り当てた量子化を行って再圧縮処理を行い、再圧縮データ を得る動画像復号方法にぉ ヽて、圧縮符号ィ匕方式における予測処理で参照される 画素位置に従い、画素ごとの参照度又は再圧縮処理単位ごとの参照度を定め、参 照度の大き!、画素又は参照度の大き!、再圧縮処理単位に対しては、量子化代表値 を表す割当ビット数を多くするように再圧縮データ量を制御することを特徴とする。 上記課題を解決する本発明は、復号画像信号を画素ごと、又は、再圧縮処理単位 ごとに異なるビット数を割り当てた量子化を行って再圧縮処理を行い、再圧縮データ を得る動画像復号方法におけるプログラムであって、前記プログラムは、圧縮符号ィ匕 方式における予測処理で参照される画素位置に従い、画素ごとの参照度又は再圧 縮処理単位ごとの参照度を定め、参照度の大きい画素又は参照度の大きい再圧縮 処理単位に対しては、量子化代表値を表す割当ビット数を多くするように再圧縮デー タ量を制御する処理を情報処理装置に実行させることを特徴とする。
[0038] 本発明の動画像復号装置は、復号装置が対象とする圧縮符号化方式の参照する 画素位置力 フレーム内のある画素位置の参照されやすさが設定された参照度重み 付け再圧縮部 102を、実装している。そのため、参照度重み付け再圧縮部 102は、 参照されやすい画素に対しては量子化代表値の割り当てビット数 (量子化代表値数） を多くするような制御をかけ、再圧縮する。
[0039] ここで、参照されやすさは、圧縮符号化方式の参照する画素位置に加え、復号装 置が対象とする圧縮符号化方式の圧縮符号化処理単位、参照度重み付け再圧縮 部が対象とする再圧縮符号化方式の参照する画素位置、再圧縮処理単位、圧縮率 の!、ずれか一つ以上を用いて設定してもよ!/、。
発明の効果
[0040] 本発明の効果は、再圧縮による歪み、すなわち画質劣化を抑制できる再圧縮手段 を備えた動画像復号装置及びその技術を提供することができる。
[0041] その理由は、復号装置が対象とする圧縮符号化方式の参照する画素位置からフレ ーム内のある画素位置の参照されやすさを予め設定して、参照度重み付け再圧縮 部 102を実装するので、参照されやすい画素に対しては量子化代表値の割り当てビ ット数 (量子化代表値数)を多くするような制御をかけ、再圧縮する。その結果、参照さ れやすい画素の歪みを軽減し、時間的、空間的な歪みの伝搬を抑制することが可能 となるからである。
[0042] ここで、参照されやすさは、圧縮符号化方式の参照する画素位置に加え、復号装 置が対象とする圧縮符号化方式の圧縮符号化処理単位、参照度重み付け再圧縮 部が対象とする再圧縮符号化方式の参照する画素位置、再圧縮処理単位、圧縮率 の!、ずれか一つ以上を用いて設定してもよ!/、。
[0043] 本発明の実際の効果として、図 6の結果に実施例 1、実施例 3の結果を加えたフレ ーム平均輝度信号 PSNRを、図 18に示す。図 18中、 Embodimentlが実施例 1を表し、 Embodiment3が実施例 3を示している。再圧縮符号ィ匕単位 Xは 8画素で、参照度 R0 は 8、参照度 R1は 5としている。 X、 R0、 R1に関しては実施の形態で詳細に述べる。
[0044] 図より本発明では PSNRの劣化が抑制できて 、ることが分かる。
発明を実施するための最良の形態
[0045] 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[0046] 図 1は、本発明の実施形態による動画像復号装置の全体構成を示すブロック図で ある。
[0047] 本実施の形態の動画像復号装置は、復号部 101と、参照度重み付け再圧縮部 10 2と、予測フレームメモリ部 103と、伸長部 104と、アドレス制御部 105とから構成され る。これは、従来の動画像復号装置における再圧縮部 202を参照度重み付け再圧 縮部 102で置き換えた構成である。 [0048] 復号部 101は、予測処理を利用して圧縮符号化された動画像ビットストリームを画 像信号へ復号する。
[0049] 参照度重み付け再圧縮部 102は、復号部 101により得られた復号画像信号を画素 ごと、又は、再圧縮処理単位ごとに異なるビット数を割り当てた量子化を行って再圧 縮処理を行い、再圧縮データを得るものであって、再圧縮手段として用いている。参 照度重み付け再圧縮部 102は、圧縮符号ィ匕方式における予測処理で参照される画 素位置に従い、画素ごとの参照度又は再圧縮処理単位ごとの参照度を定め、参照 度の大き 1、画素又は参照度の大き!、再圧縮処理単位に対しては、量子化代表値を 表す割当ビット数を多くするように再圧縮データ量制御を行う。
[0050] 予測フレームメモリ部 103は、参照度重み付け再圧縮部 102で得られた再圧縮デ ータを保持する。伸長部 104は、予測フレームメモリ部 103に保持された再圧縮デー タを読み出し、これを伸長した後に復号部 101の予測処理で利用するデータとして 供給する。アドレス制御部 105は、予測フレームメモリ部 103に対する再圧縮データ の書き込み、又は、読み出しを制御する。
[0051] ここで、前記参照度とは、フレーム内のある画素位置の参照されやすさ (予測に利 用される頻度)を表し、正確な参照度は圧縮動画像ビットストリームを解析することで 求めることもできる。しかし、本実施の形態では、復号装置が対象とする圧縮符号ィ匕 方式の参照する画素位置力 予め参照度を推定し定める。
[0052] 参照度重み付け再圧縮部 102は、復号画像を再圧縮するという点では再圧縮部 2 02と同様の動作をする。しかし、参照度重み付け再圧縮部 102が対象とする再圧縮 符号ィ匕方式は推定された参照度を考慮して設計され、実装されている。ここで、参照 度は圧縮符号化方式の参照する画素位置に加え、復号装置が対象とする圧縮符号 化方式の圧縮符号化処理単位、参照度重み付け再圧縮部 102が対象とする再圧縮 符号化方式の参照する画素位置、再圧縮処理単位、圧縮率のいずれか一つ以上を 用いて設定してもよい。
[0053] 次に、本実施の形態の動画像復号装置の動作を説明する。
[0054] 尚、復号部 101、予測フレームメモリ部 103、伸長部 104、アドレス制御部 105は、 従来の再圧縮する手段を備えた動画像復号装置と同様の動作であるので、説明を 省略する。
[0055] 参照度重み付け再圧縮部 102は、復号部 101で復号された復号画像を再圧縮し、 再圧縮データを作成する。ここで参照度重み付け再圧縮部 102は、参照度を考慮し 、実装されているので、参照度が大きい画素値に対しては量子化代表値の割り当て ビット数 (量子化代表値数)を多くするような再圧縮データ量制御をかけ、再圧縮する
実施例 1
[0056] 次に、具体的な実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態の構成及び 動作を説明する。
[0057] 本実施例では、復号部 101として H.264を用い、参照度重み付け再圧縮部 102の 再圧縮符号ィ匕方式として 1-D DPCMを用いる。
[0058] ここで、 1-D DPCMでは X画素を再圧縮処理単位とする。 Xの値は、 H.264の圧縮符 号ィ匕処理単位、実装の容易さから決定する。例えば H.264の圧縮符号ィ匕処理単位と しては 2、 4、 8、 16が考えられるので、実装の容易さ力 いづれかを選択することにな る。
[0059] 参照度は式 1 (数 1)で定める。
[0060] [数 1] 水平画素位置
が Xn+CX-1 ) 上記以外 R1 nは 0以上の整数 この参照度は H.264の「イントラ予測符号ィ匕対象ブロックの左ブロックを参照画素と して利用する」という参照される画素位置を考慮しており、 R0〉R1を満たしている。
[0061] 参照度重み付け再圧縮部 102に用いる 1-D DPCMでは、参照度をそのまま量子化 代表値の割り当てビット数として用いる。この場合、参照度重み付け再圧縮部の圧縮 率は R0、 R1で決まる。
[0062] 本実施例における量子化代表値の割り当てビット数および参照関係を図 11に示す [0063] 本実施例では、再圧縮処理単位の右端画素を予測画素の起点とし、右画素を予 測画素とする。
[0064] Xの値を 2、 4、 8、 16として本実施例を用いた場合、図 12に示すように各 MB (Macr ◦block)の参照画素となる周辺画素に対して量子化代表値の割り当てビット数を R0に すること〖こなる。
[0065] その結果、図 7、 8、 10のような例では再圧縮による歪みを抑制できる。
[0066] また、本実施例では再圧縮処理単位内で 2つの参照度を定めた力 各画素毎に参 照度を定めることも可能である。
[0067] この時、参照度の設定の際に 1-D DPCMの「右画素を予測画素とする」という予測 画素位置を考慮すると、左端画素に近いほど歪みの伝搬は小さくなるので、再圧縮 処理単位内の右画素ほど参照度を大きくするように定めることも可能である。
[0068] また、本実施例では右画素、図 4では左画素を予測画素として 、たが、上画素もし くは下画素を予測画素とすることも可能である。ただし、 H.264の「イントラ予測符号ィ匕 対象ブロックの上ブロックを参照画素として利用する」という参照画素位置を考慮す れば、垂直画素位置に対しても式 1 (数 1)と同様の参照度を定め、下画素を予測画 素にすべきである。
実施例 2
[0069] 実施例 1では右画素を予測画素としていた。実施例 1の再圧縮符号化方式を用い てラスタスキャン表示をする場合、表示順に並び替えるために復号画像を一時的に 保持しておく必要があり、実用上望ましくない場合がある。そこで、本実施例 2では参 照度を式 2 (数 2)で定める。
[0070] [数 2]
Figure imgf000012_0001
式 2 (数 2)で定めた参照度を利用すると、参照度 R0となる画素の水平位置をずらす ことが可能になり、左画素を予測画素としながらも実施例 1と同様の効果を得ることが できる。
[0071] 本実施例 2にお 、て、 Xを 8とした場合の量子化代表値の割り当てビット数および参 照関係を図 13に示す。
[0072] 各 MB (Macroblock)の参照画素となる周辺画素の割り当てビット数は図 12と同じに なる。
実施例 3
[0073] 上述した実施例 1、 2は、図 7、 8、 10で示したように参照画素を含むブロックが静止 画として符号化されていれば有効である。しかし、一般的には全てのブロックが静止 画として符号化されることはなぐ従来の再圧縮する手段を備えた動画像復号装置と 同様の問題が生じる可能性がある。そこで、本実施例 3ではインター予測で参照され るブロック内に、割り当てビット数が R0となる参照画素が含まれる確率が高くなるよう に参照度を定める。
[0074] 具体的には、縦または横に隣接する画素と参照度が等しくならないように定める。
一例として式 3 (数 3)で参照度を定める。
[0075] [数 3] 水平画素位置
が Χη+(Χ-1)
te¾ライン
上記以外
が Χη
奇数ライン
上 Ε以外 R1
ηは 0以上の整数 本実施例 3における量子化代表値の割り当てビット数および参照関係を図 14に示 す。
[0076] Χ= 2、 4、 8、 16として本実施例を用いた場合、図 15に示すように各 MB (Macroblo ck)の参照画素となる周辺画素に対して R0(〉R1)ビットを割り当てることになる。
[0077] インター予測で静止画ブロックが参照された場合は、図 12に比べ割り当てビット数 が R0となる参照画素は減るが、一般的なインター予測を考えた場合、参照ブロック内 に割り当てビット数が R0となる参照画素が含まれる確率は高くなる。
[0078] この例では 1ラインごとに参照度、参照関係を設定したが、例えば、式 4 (数 4)およ び図 16に示すように X種類のものを設定することも可能である。
[0079] [数 4]
厂
水平画素位置 R0
R1
R0
R1
R0
Figure imgf000014_0001
上記以外
nは 0以上の整数 ここで、本実施例ではイントラ予測だけでなぐインター予測の参照画素に対しても 同様の効果が得られる。そこで、復号部 101として H.264以外のインター予測を用い た圧縮符号化方式を利用することができる。
実施例 4
[0080] 上述した実施例 1から 4では参照度重み付け再圧縮部 102の再圧縮符号化方式と して 1-D DPCMを用いていた。 [0081] 本発明は再圧縮符号ィ匕方式としては任意の方式を用いることができる。そこで本実 施例では再圧縮符号ィ匕方式として 2次元 DPCM (2-D DPCM)を用いる。
[0082] 2-D DPCMは、横 X画素 X縦 Y画素のブロックを再圧縮処理単位とする。 X、 Yの値 は H.264の圧縮符号化処理単位、圧縮率、実装の容易さ等から決定するもので、 2、 4、 8、 16が考えられる。参照度は式 5 (数 5)で定める。
[0083] [数 5] 水平画素位置
力 <Xn+(X-1)かつ
垂直画素位置 R0
ベ が Yn+(Y-1) 上記以外 R1 ηは 0以上の整数
この参照度は Η.264の「符号ィ匕対象ブロックの左ブロックを参照画素として利用する 」、「イントラ予測符号ィ匕対象ブロックの上ブロックを参照画素として利用する」という参 照される画素位置を考慮して 、る。
[0084] 参照度重み付け再圧縮部 102に用いる 2-D DPCMでは 1-D DPCM同様、参照度 をそのまま量子化代表値の割り当てビット数として用いる。
[0085] 本実施例における量子化代表値の割り当てビット数および参照関係を図 17に示す
[0086] 本実施例では再圧縮処理単位の右下端画素を予測画素の起点とし、 1-D DPCM を用いる画素は右または下画素を予測画素とし、 2-D DPCMを用いる画素は右、下、 右下の 3画素を予測画素とする。
実施例 5
[0087] 本発明による動画像復号装置は、以上の説明からも明らかなように、ハードウ ア で構成することも可能である力 コンピュータプログラムにより実現することも可能であ る。
[0088] 図 19は、本発明による動画像復号装置をインプリメントした情報処理システムの一 般的ブロック構成図である。
[0089] 図 19に示す情報処理システムは、プロセッサ 400、プログラムメモリ 401,記憶媒体 402からなる。記憶媒体 402は、別個の記憶媒体であってもよいし、同一の記憶媒体 力もなる記憶領域であってもよい。記憶媒体としては、 RAMや、ハードディスク等の 磁気記憶媒体を用いることができ、上述した予測フレームメモリ部 103の役割を果た す。
[0090] プログラムメモリ 401には、上述した復号部 101と、参照度重み付け再圧縮部 102 と、伸長 A部 104と、アドレス制御部 105との各部の処理を、プロセッサ 400に行わせ るプログラムが格納されており、このプログラムによってプロセッサ 400は動作する。
[0091] このように、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。
[0092] 尚、復号部 101、参照度重み付け再圧縮部 102、伸長 A部 104、及びアドレス制御 部 105の全てをプログラムで動作させる必要はなぐ一部をノヽードウエアで構成しても かまわない。
[0093] 本発明の活用例として、デジタル放送チューナ、 HDDレコーダ、 DVDプレーヤの ようなデジタル動画像復号装置が挙げられる。
図面の簡単な説明
[0094] [図 1]本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 2]特許文献 1に開示された動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
[図 3]特許文献 1に開示された動画像復号装置にお!ヽて H.264を用いた構成例を示 すブロック図である。
[図 4]復号画像の再圧縮に利用する再圧縮符号化方式の一例を示す図である。
[図 5]従来の動画像復号装置の効果を示すグラフである。
[図 6]従来の動画像復号装置の問題点を示すグラフである。
[図 7]従来の動画像復号装置の問題点を説明するための具体例である。
[図 8]従来の動画像復号装置の問題点を説明するための具体例である。
[図 9]H.264イントラ予測モードを説明する図である。
[図 10]再圧縮による歪み発生原因を説明する図である。
[図 11]実施例 1における各画素位置の量子化代表値の割り当てビット数および参照 関係を示す図である。
[図 12]実施例 1における MB境界付近の量子化代表値の割り当てビット数を示す図で ある。
圆 13]実施例 2における各画素位置の量子化代表値の割り当てビット数および参照 関係を示す図である。
圆 14]実施例 3における各画素位置の量子化代表値の割り当てビット数および参照 関係を示す図である。
[図 15]実施例 3における MB境界付近の量子化代表値の割り当てビット数を示す図で ある。
圆 16]実施例 3における各画素位置の量子化代表値の割り当てビット数および参照 関係を示す図である。
圆 17]実施例 4における各画素位置の量子化代表値の割り当てビット数および参照 関係を示す図である。
圆 18]本発明 (実施例 1および実施例 3)の効果を示すグラフである。
圆 19]本発明による動画像復号装置をインプリメントした情報処理システムの一般的 ブロック構成図である。
符号の説明
101、 201、 31 復号部
102 参照度重み付け再圧縮部
202、 32 再圧縮部
103、 203、 33 予測フレームメモリ部
104、 204、 34 伸長 A部
105、 205、 35 アドレス制御部
106 参照度情報
301 可変長復号部
302 スケーリング/逆量子化/逆整数変換部
303 加算部
304 デブロックフィルタ部
305 イントラ予測部
306 動き補償部

Claims

請求の範囲
[1] 予測処理を利用して圧縮符号化された動画像ビットストリームを画像信号へ復号す る復号手段と、前記復号手段により得られた復号画像信号を画素ごと、又は、再圧縮 処理単位ごとに異なるビット数を割り当てた量子化を行って再圧縮処理を行い、再圧 縮データを得る再圧縮手段と、前記再圧縮手段により得られた再圧縮データを保持 する予測フレームメモリ手段と、前記予測フレームメモリ手段に保持された再圧縮デ ータを読み出し、これを伸長した後に前記復号手段の予測処理で利用するデータと して供給する伸長手段と、前記予測フレームメモリ手段に対する再圧縮データの書き 込み、又は、読み出しを制御するアドレス制御手段とを有する動画像復号装置にお いて、
前記再圧縮手段は、圧縮符号化方式における予測処理で参照される画素位置に 従い、画素ごとの参照度又は再圧縮処理単位ごとの参照度を定め、参照度の大きい 画素又は参照度の大きい再圧縮処理単位に対しては、量子化代表値を表す割当ビ ット数を多くするように再圧縮データ量制御を行うように構成されていることを特徴と する動画像復号装置。
[2] 前記圧縮符号化方式は、フレーム内予測を用いた圧縮符号ィ匕方式であり、
前記圧縮符号化方式において予測画像作成の際に参照される画素位置は、フレ ーム内予測画像作成の際に参照される画素位置である、請求項 1に記載の動画像 復号装置。
[3] 前記参照度は、前記圧縮符号化方式における圧縮符号化処理単位、前記再圧縮 手段において予測画像作成の際に参照される画素位置、前記再圧縮手段における 再圧縮処理単位、又は、前記再圧縮手段における圧縮率のいずれか一つ以上を用 いて定める、請求項 1に記載の動画像復号装置。
[4] 前記再圧縮手段は、再圧縮処理単位の画素の一つを基準画素とし、前記基準画 素の量子化を行い、前記基準画素以外の画素に関しては、隣接する画素との差分 に対して量子化を行うように構成されて 、る、請求項 1に記載の動画像復号装置。
[5] 前記再圧縮手段における再圧縮処理単位内で最大の参照度は、縦または横に隣 接する画素と参照度が等しくならないように定める、請求項 4に記載の動画像復号装 置。
[6] 予測画像符号化復号方法の予測画像を作成するための復号画像の記録方法であ つて、
復号画像を圧縮して記録する時に、
前記復号画像の領域が予測で参照される頻度を推定し、
参照頻度の高!、復号画像の領域を、参照頻度の低!、復号画像の領域よりも高 ヽ 精度で圧縮する
ことを特徴とする復号画像記録方法。
[7] 前記復号画像の領域が予測で参照される頻度の推定は、復号画像の領域内の予 測で参照される画素位置の数で推定する、請求項 6に記載の復号画像記録方法。
[8] 前記予測画像符号化復号方法は、フレーム内予測を用いた予測画像符号化復号 方法であり、
前記予測で参照される画素位置を、フレーム内予測画像を作成する際に参照され る画素位置である、請求項 7に記載の復号画像記録方法。
[9] 前記画復号像の領域が予測で参照される頻度の推定は、
前記予測画像符号化復号方法における予測画像符号化処理単位、復号画像の圧 縮方法における予測画像作成の際に参照される画素位置、復号画像の圧縮方法に おける圧縮処理単位、又は、復号画像の圧縮方法における圧縮率のいずれか一つ 以上を用いて推定する、請求項 6に記載の復号画像記録方法。
[10] 前記復号画像の圧縮方法は、圧縮処理単位の画素の一つを基準画素とし、前記 基準画素の量子化を行い、前記基準画素以外の画素に関しては、隣接する画素と の差分に対して量子化を行う、請求項 9に記載の復号画像記録方法。
[11] 予測画像符号ィヒ復号方法の予測画像を作成するための復号画像を記録するため の情報処理装置を構成するコンピュータに、
復号画像を圧縮して記録する時に、
前記復号画像の領域が予測で参照される頻度を推定する処理と、
参照頻度の高!、復号画像の領域を、参照頻度の低!、復号画像の領域よりも高 ヽ 精度で圧縮する処理と、 を実行させることを特徴とするプログラム。
[12] 前記復号画像の領域が予測で参照される頻度を推定する処理は、復号画像の領 域内の予測で参照される画素位置の数で推定する、請求項 11に記載のプログラム。
[13] 前記予測画像符号ィ匕復号方法は、フレーム内予測を用いた予測画像符号ィ匕復号 方法であり、
前記予測で参照される画素位置は、フレーム内予測画像を作成する際に参照され る画素位置である、請求項 12に記載のプログラム。
[14] 前記画復号像の領域が予測で参照される頻度を推定する処理は、
前記予測画像符号化復号方法における予測画像符号化処理単位、復号画像の圧 縮方法における予測画像作成の際に参照される画素位置、復号画像の圧縮方法に おける圧縮処理単位、又は、復号画像の圧縮方法における圧縮率のいずれか一つ 以上を用いて推定する、請求項 11に記載のプログラム。
[15] 前記復号画像の圧縮方法は、圧縮処理単位の画素の一つを基準画素とし、前記 基準画素の量子化を行い、前記基準画素以外の画素に関しては、隣接する画素と の差分に対して量子化を行う、請求項 14に記載のプログラム。
[16] 予測画像符号化復号方法の予測画像を作成するための復号画像の記録装置であ つて、
復号画像を圧縮して記録する時に、前記復号画像の領域が予測で参照される頻 度を推定し、参照頻度の高い復号画像の領域を、参照頻度の低い復号画像の領域 よりも高い精度で圧縮する圧縮手段を有することを特徴とする復号画像記録装置。
[17] 前記圧縮手段は、復号画像の領域内の予測で参照される画素位置の数に基づい て、前記復号画像の領域が予測で参照される頻度を推定することを特徴とする請求 項 16に記載の復号画像記録装置。
[18] 前記予測画像符号ィ匕復号方法は、フレーム内予測を用いた予測画像符号ィ匕復号 方法であり、
前記予測で参照される画素位置は、フレーム内予測画像を作成する際に参照され る画素位置であることを特徴とする請求項 17に記載の復号画像記録装置。
[19] 前記圧縮手段は、前記予測画像符号化復号方法における予測画像符号化処理単 位、復号画像の圧縮方法における予測画像作成の際に参照される画素位置、復号 画像の圧縮方法における圧縮処理単位、又は、復号画像の圧縮方法における圧縮 率のいずれか一つ以上を用いて、前記画復号像の領域が予測で参照される頻度を 推定する、請求項 16に記載の復号画像記録装置。
[20] 前記復号画像の圧縮方法は、圧縮処理単位の画素の一つを基準画素とし、前記 基準画素の量子化を行い、前記基準画素以外の画素に関しては、隣接する画素と の差分に対して量子化を行うことを特徴とする請求項 17に記載の復号画像記録装 置。
[21] 復号画像信号を画素ごと、又は、再圧縮処理単位ごとに異なるビット数を割り当て た量子化を行って再圧縮処理を行!ヽ、再圧縮データを得る動画像復号方法にぉ ヽ て、
圧縮符号ィ匕方式における予測処理で参照される画素位置に従い、画素ごとの参照 度又は再圧縮処理単位ごとの参照度を定め、参照度の大きい画素又は参照度の大 きい再圧縮処理単位に対しては、量子化代表値を表す割当ビット数を多くするように 再圧縮データ量を制御することを特徴とする動画像復号方法。
[22] 前記圧縮符号ィ匕方式はフレーム内予測を用いた圧縮符号ィ匕方式であり、
前記圧縮符号化方式において予測画像作成の際に参照される画素位置は、フレ ーム内予測画像作成の際に参照される画素位置であることを特徴とする請求項 21に 記載の動画像復号方法。
[23] 前記参照度は、前記圧縮符号化方式における圧縮符号化処理単位、前記再圧縮 手段において予測画像作成の際に参照される画素位置、前記再圧縮手段における 再圧縮処理単位、又は、前記再圧縮手段における圧縮率のいずれか一つ以上を用 Vヽて定めることを特徴とする請求項 21に記載の動画像復号方法。
[24] 再圧縮処理単位の画素の一つを基準画素とし、前記基準画素の量子化を行い、 前記基準画素以外の画素に関しては、隣接する画素との差分に対して量子化を行う ことを特徴とする請求項 22に記載の動画像復号方法。
[25] 前記再圧縮処理単位内で最大の参照度は、縦または横に隣接する画素と参照度 が等しくならないように定めることを特徴とする請求項 24に記載の動画像復号方法。 復号画像信号を画素ごと、又は、再圧縮処理単位ごとに異なるビット数を割り当て た量子化を行って再圧縮処理を行!ヽ、再圧縮データを得る動画像復号装置を構成 するコンピュータに、
圧縮符号ィ匕方式における予測処理で参照される画素位置に従い、画素ごとの参照 度又は再圧縮処理単位ごとの参照度を定め、参照度の大きい画素又は参照度の大 きい再圧縮処理単位に対しては、量子化代表値を表す割当ビット数を多くするように 再圧縮データ量を制御する処理を実行させることを特徴とするプログラム。
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