JP2007266861A - Image encoding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を圧縮符号化する画像符号化装置に関する。 The present invention relates to an image encoding device that compresses and encodes an image.
近年、MPEG−2やMPEG−4に代表される画像圧縮符号化方式が、ビデオカメラやディスクレコーダ等、一般家庭用機器にも幅広く使用されている。 In recent years, image compression coding systems represented by MPEG-2 and MPEG-4 have been widely used in general household equipment such as video cameras and disk recorders.
しかし、これらの方法は、割り当てる符号量が圧縮画像の質を大きく左右し、特に低ビットレートで激烈な画像の劣化を伴う。今後、高解像度の画像圧縮符号化はより一般的になると考えられ、より高い符号化効率を持つ符号化方式が強く求められている。 However, in these methods, the amount of codes to be assigned greatly affects the quality of the compressed image, and is accompanied by drastic image degradation particularly at a low bit rate. In the future, high-resolution image compression coding will be more common, and there is a strong demand for coding schemes with higher coding efficiency.
近年実用化が進みつつあるH.264|MPEG−4 AVC(ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 MPEG-4 Part10 Advanced Video Coding)もその一つである。以降、この規格をH.264/AVCと呼ぶことにする。H.264/AVCは、MPEG−2と比べ2倍から3倍の符号化効率を持つことが知られている。
In recent years, H.P. One example is H.264 | MPEG-4 AVC (ITU-T Rec. H.264 | ISO / IEC 14496-10 MPEG-4
H.264/AVCの符号化においては、ブロック毎にブロックサイズを4×4〜16×16画素に変えることができ、画像に応じてその中から最適のブロックサイズを選択して符号化することにより、符号化効率を向上させている。 H. In H.264 / AVC encoding, the block size can be changed to 4 × 4 to 16 × 16 pixels for each block, and by selecting and encoding the optimum block size from among them according to the image, Encoding efficiency is improved.
ここで、H.264/AVCに基づいた従来の画像符号化装置を、図面を参照して説明する。 Here, H. A conventional image coding apparatus based on H.264 / AVC will be described with reference to the drawings.
図3は従来の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図3に示すように、H.264/AVCに基づいた従来の画像符号化装置は、インター予測部10、輝度4×4処理部20、輝度8×8処理部40、輝度16×16処理部60、色差4×4処理部80、選択部101、制御部102、デブロックフィルタ106、エントロピー符号化部107を備える。また、制御部102は、レジスタ103、選択結果格納部104、ラインメモリ105を備える。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional image coding apparatus. As shown in FIG. A conventional image coding apparatus based on H.264 / AVC includes an
図3において、画像信号がインター予測部10に入力されると、インター予測部10は、インター予測処理を行い、動きベクトル情報等を含むインター予測データを生成する。そして、生成したインター予測データと原画像の画像信号とを、輝度4×4処理部20、輝度8×8処理部40、輝度16×16処理部60、および色差4×4処理部80に供給する。
In FIG. 3, when an image signal is input to the
また、輝度4×4処理部20、輝度8×8処理部40、輝度16×16処理部60、および色差4×4処理部80には、制御部102のラインメモリ105に予め格納されている周辺情報が入力される。周辺情報は、符号化対象のブロックの周辺にある復号済みの画素の画素値である。
The
輝度4×4処理部20、輝度8×8処理部40、輝度16×16処理部60、および色差4×4処理部80では、後述する処理により、原画像とインター予測データまたは周辺情報とから、それぞれSATD(Sum of Absolute Transformed Difference)が評価値として算出され、算出されたSATDは選択部101に供給される。
In the
選択部101は、入力されたSATD(評価値)に基づいて、SATDが最も小さいブロックサイズを、最も符号量の少ないブロックサイズとして選択する。輝度信号については、インター予測データを用いてSATDを算出した場合は、4×4画素,8×8画素のいずれかが選択される。また、周辺情報を用いてSATDを算出した場合は、4×4画素,8×8画素,16×16画素の中から選択される。つまり、輝度信号については、ブロックサイズは、4×4画素(インター),8×8画素(インター),4×4画素(イントラ),8×8画素(イントラ),16×16画素(イントラ)の5種類の中から選択される。
The
また、色差信号については、4×4画素(インター),4×4画素(イントラ)のいずれかが選択される。 For the color difference signal, either 4 × 4 pixels (inter) or 4 × 4 pixels (intra) is selected.
さらに、周辺情報を用いてSATDを算出した場合については、選択部101において、予測モードも選択される。輝度信号の場合、4×4画素(イントラ),8×8画素(イントラ)についてはそれぞれ9種類、16×16画素(イントラ)については4種類の中から選択される。また、色差信号の場合、4×4画素(イントラ)について4種類の中から選択される。
Further, when the SATD is calculated using the peripheral information, the
選択部101は、最も符号量の少ないブロックサイズ(および予測モード)を選択すると、その結果を選択結果格納部104に供給する。
When selecting the block size (and prediction mode) with the smallest code amount, the
そして、制御部102は、供給された選択結果に基づき、輝度信号について、輝度4×4処理部20、輝度8×8処理部40、輝度16×16処理部60のうちの1つに、後述する内部復号処理を行わせる。これにより生成された復号画像情報は、制御部102のレジスタ103に格納される。
Then, based on the supplied selection result, the
その後、制御部102は、色差信号について、選択されたブロックサイズ単位で、色差4×4処理部80に後述する内部復号処理を行わせる。これにより生成された復号画像情報は、制御部102のレジスタ103に格納される。また、ここで内部復号処理における量子化処理により生成される量子化データは、制御部102のレジスタ103に格納される。
Thereafter, the
制御部102は、レジスタ103に格納された量子化データをエントロピー符号化部107に供給し、エントロピー符号化部107は、この量子化データにエントロピー符号化処理を施して符号化データとして出力する。
The
制御部102のレジスタ103に格納された復号画像情報は、デブロックフィルタ106に供給され、ブロック歪を除去する処理が施された後、制御部102のラインメモリ105に格納され、輝度4×4処理部20、輝度8×8処理部40等において周辺情報として使用される。
The decoded image information stored in the
ここで、輝度4×4処理部20について、図4を参照して説明する。図4に示すように、輝度4×4処理部20は、画像レジスタ21、予測データレジスタ22、減算部23、離散アダマール変換(DHT:Discrete Hadamard Transform)部24、SATD加算部25、離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform)部26、量子化部27、逆量子化部28、逆離散コサイン変換(IDCT:Inverse DCT)部29、加算部30、セレクタ31を備える。輝度4×4処理部20に備えられた各部は、すべて4×4画素単位で処理を行う。
Here, the
図4において、画像レジスタ21は、インター予測部10から入力された原画像の画像信号(輝度信号)を格納する。予測データレジスタ22は、インター予測部10からセレクタ31を介して入力されるインター予測データと、ラインメモリ105からセレクタ31を介して入力される周辺情報とを格納する。
In FIG. 4, the image register 21 stores the image signal (luminance signal) of the original image input from the
まず、インター予測データを用いてSATDを算出する場合、減算部23において、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は離散アダマール変換部24に供給される。離散アダマール変換部24では、この差分情報に離散アダマール変換が施され、得られた変換係数はSATD加算部25において合計され、算出されたSATDは選択部101に供給される。
First, when calculating SATD using inter prediction data, the
周辺情報を用いてSATDを算出する場合、減算部23において、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が生成される。その後は上記と同様にSATDが算出され、選択部101に供給される。
When calculating the SATD using the peripheral information, the subtracting
次に、内部復号処理について説明する。選択部101により、輝度信号の処理ブロックサイズについて、4×4画素(インター)または4×4画素(イントラ)が選択されたとき、輝度4×4処理部20において、内部復号処理が行われる。
Next, the internal decoding process will be described. When the
4×4画素(インター)が選択されたとき、減算部23において、原画像の画像信号と予測データレジスタ22に格納されているインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は離散コサイン変換部26に供給される。
When 4 × 4 pixels (inter) is selected, difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data stored in the
離散コサイン変換部26では、この差分情報に離散コサイン変換が施され、得られたDCT係数は量子化部27に供給される。量子化部27では、DCT係数の量子化がなされ、生成された量子化データは、制御部102のレジスタ103および逆量子化部28に出力される。
In the discrete
逆量子化部28に供給された量子化データは、そこで逆量子化がなされ、その逆量子化されたデータは、逆離散コサイン変換部29に供給されて逆離散コサイン変換が施され、復号された差分情報となる。
The quantized data supplied to the
復号された差分情報は、加算部30において、予測データレジスタ22に格納されているインター予測データと加算され、復号画像情報となって制御部102のレジスタ103に出力される。
The decoded difference information is added to the inter prediction data stored in the
次に、輝度信号の処理ブロックサイズとして4×4画素(イントラ)が選択されたとき、減算部23において、原画像の画像信号と予測データレジスタ22に格納されている周辺情報との差分情報が生成され、この差分情報は離散コサイン変換部26に供給される。その他の処理は4×4画素(インター)が選択されたときと同様である。
Next, when 4 × 4 pixels (intra) is selected as the processing block size of the luminance signal, the
次に、輝度8×8処理部40について、図5を参照して説明する。図5に示すように、輝度8×8処理部40は、画像レジスタ41、予測データレジスタ42、減算部43、離散アダマール変換部44、SATD加算部45、離散コサイン変換部46、量子化部47、逆量子化部48、逆離散コサイン変換部49、加算部50、セレクタ51を備える。
Next, the luminance 8 × 8
輝度8×8処理部40においても、上記の輝度4×4処理部20と同様の処理によりSATDが算出され、選択部101に供給される。
Also in the luminance 8 × 8
そして、選択部101により、輝度信号の処理ブロックサイズについて、8×8画素(インター)または8×8画素(イントラ)が選択されたとき、輝度8×8処理部40において、内部復号処理が行われる。輝度8×8処理部40においては、すべての処理が8×8画素単位で行われること以外は、輝度4×4処理部20と同様の処理が行われる。
When the
次に、輝度16×16処理部60について、図6を参照して説明する。図6に示すように、輝度16×16処理部60は、画像レジスタ61、予測データレジスタ62、減算部63、離散アダマール変換部64、SATD加算部65、離散コサイン変換部66、離散アダマール変換部67、量子化部68、逆量子化部69、逆離散アダマール変換(IDHT:Inverse DHT)部70、逆離散コサイン変換部71、加算部72、セレクタ73を備える。
Next, the luminance 16 × 16
図6において、画像レジスタ61は、インター予測部10から入力された原画像の画像信号を格納する。予測データレジスタ62は、インター予測部10からセレクタ73を介して入力されるインター予測データと、ラインメモリ105からセレクタ73を介して入力される周辺情報とを格納する。
In FIG. 6, the
まず、インター予測データを用いてSATDを算出する場合、減算部63において、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は離散アダマール変換部64に供給される。離散アダマール変換部64では、この差分情報に離散アダマール変換が施され、得られた変換係数はSATD加算部65において合計され、算出されたSATDは選択部101に供給される。ここで、減算部63、離散アダマール変換部64、SATD加算部65ではそれぞれ、16×16画素を16個のブロックに分割した4×4画素単位の処理が16回繰り返し行われる。
First, when calculating the SATD using inter prediction data, the
周辺情報を用いてSATDを算出する場合、減算部63において、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が生成される。その後は上記と同様にSATDが算出され、選択部101に供給される。
When calculating the SATD using the peripheral information, the subtracting
次に、内部復号処理について説明する。選択部101により、輝度信号の処理ブロックサイズについて、16×16画素(イントラ)が選択されたとき、輝度16×16処理部60において、内部復号処理が行われる。
Next, the internal decoding process will be described. When the
16×16画素(イントラ)が選択されたとき、減算部63において、原画像の画像信号と予測データレジスタ62に格納されているインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は離散コサイン変換部66に供給される。
When 16 × 16 pixels (intra) is selected, difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data stored in the prediction data register 62 is generated in the
離散コサイン変換部66では、この差分情報に離散コサイン変換が施される。離散コサイン変換部66では、4×4画素単位の処理が16回繰り返し行われ、DCT係数の直流(DC)成分が16個得られる。得られた直流成分は、離散アダマール変換部67に供給される。また、離散コサイン変換部66で得られたDCT係数の交流(AC)成分は、量子化部68に供給される。
In the discrete
離散アダマール変換部67では、離散コサイン変換部66から入力された16個の直流成分をまとめて4×4画素の直流ブロックが構成され、この4×4画素直流ブロックに離散アダマール変換が施される。ここで得られた変換係数は、量子化部68に供給される。
In the discrete
そして、量子化部68では、離散コサイン変換部66から入力されるDCT係数の交流成分に量子化処理が施されて量子化データが生成され、この交流成分の量子化データは制御部102内のレジスタ103と、逆量子化部69とに供給される。これは4×4画素単位で16回繰り返される。
The quantizing
また、量子化部68では、離散アダマール変換部67からの変換係数に量子化処理が施され、生成された量子化データは逆離散アダマール変換部70に供給される。
Further, the
DCT係数の直流成分の量子化データは、逆離散アダマール変換部70において逆離散アダマール変換が施される。逆離散アダマール変換部70の出力となる、逆離散アダマール変換された直流成分は、逆量子化部69に供給され、ここで逆量子化処理が施される。逆量子化された直流成分のデータは逆離散コサイン変換部71に供給される。
The inverse discrete
また、逆量子化部69では、量子化部68からの交流成分の量子化データに逆量子化処理が施される。逆量子化された交流成分のデータは逆離散コサイン変換部71に供給される。
Further, in the
逆離散コサイン変換部71では、逆量子化されたデータについて、直流成分を元の位置に戻し、直流成分1画素と交流成分15画素とからなる16(4×4)画素の単位で逆離散コサイン変換が施され、復号された差分情報となる。これは4×4画素単位で16回繰り返される。
The inverse discrete
復号された差分情報は、加算部72において、予測データレジスタ62に格納されている周辺情報と加算され、復号画像情報となって制御部102のレジスタ103に出力される。
The decoded difference information is added to the peripheral information stored in the prediction data register 62 in the adding
次に、色差4×4処理部80について、図7を参照して説明する。図7に示すように、色差4×4処理部80は、画像レジスタ81、予測データレジスタ82、減算部83、離散アダマール変換部84、SATD加算部85、離散コサイン変換部86、量子化部87、逆量子化部88、逆離散コサイン変換部89、加算部90、離散アダマール変換部91、量子化部92、逆離散アダマール変換部93、逆量子化部94、セレクタ95を備える。
Next, the
ここで、色差4×4処理部80において、離散アダマール変換部91、量子化部92、逆離散アダマール変換部93、逆量子化部94を除く各部では、8×8画素ブロックを4つのブロックに分割した4×4画素単位の処理が、Cb,Crについてそれぞれ行われるため、4×4画素単位の処理が8回行われる。
Here, in the
図7において、画像レジスタ81は、インター予測部10から入力された原画像の画像信号(色差信号)を格納する。予測データレジスタ82は、インター予測部10からセレクタ95を介して入力されるインター予測データと、ラインメモリ105からセレクタ95を介して入力される周辺情報とを格納する。
In FIG. 7, the
まず、インター予測データを用いてSATDを算出する場合、減算部83において、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は離散アダマール変換部84に供給される。離散アダマール変換部84では、この差分情報に離散アダマール変換が施され、得られた変換係数はSATD加算部85において合計され、算出されたSATDは選択部101に供給される。
First, when calculating the SATD using inter prediction data, the
周辺情報を用いてSATDを算出する場合、減算部83において、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が生成される。その後は上記と同様にSATDが算出され、選択部101に供給される。
When calculating the SATD using the peripheral information, the
次に、内部復号処理について説明する。選択部101により、色差信号の処理ブロックサイズについて、4×4画素(インター)が選択されたとき、減算部83において、原画像の画像信号と予測データレジスタ82に格納されているインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は離散コサイン変換部86に供給される。
Next, the internal decoding process will be described. When the
離散コサイン変換部86では、この差分情報に離散コサイン変換が施される。得られたDCT係数の交流成分は、量子化部87に供給される。また、離散コサイン変換部86では、DCT係数の直流成分が4個得られる。得られた直流成分は、離散アダマール変換部91に供給される。
The discrete
そして、量子化部87では、離散コサイン変換部86から入力されるDCT係数の交流成分に量子化処理が施されて量子化データが生成され、この交流成分の量子化データは制御部102内のレジスタ103と、逆量子化部88とに供給される。
In the quantizing
逆量子化部88に供給された交流成分の量子化データは、そこで逆量子化がなされ、その逆量子化された交流成分のデータは、逆離散コサイン変換部89に供給される。
The quantized data of the AC component supplied to the
一方、離散アダマール変換部91では、離散コサイン変換部86から入力された4個の直流成分をまとめて2×2画素の直流ブロックが構成され、この2×2画素直流ブロックに離散アダマール変換が施される。ここで得られた変換係数は、量子化部92に供給される。
On the other hand, the discrete Hadamard transform unit 91 combines the four DC components input from the discrete
また、量子化部92では、離散アダマール変換部91からの変換係数に量子化処理が施される。量子化部92で生成された量子化データは逆離散アダマール変換部93に供給され、ここで逆離散アダマール変換が施される。逆離散アダマール変換部93の出力となる、逆離散アダマール変換された直流成分は、逆量子化部94に供給され、ここで逆量子化処理が施される。逆量子化された直流成分のデータは逆離散コサイン変換部89に供給される。
In addition, the
逆離散コサイン変換部89では、逆量子化されたデータについて、直流成分を元の位置に戻し、直流成分1画素と交流成分15画素とからなる16(4×4)画素の単位で逆離散コサイン変換が施され、復号された差分情報となる。
In the inverse discrete
復号された差分情報は、加算部90において、予測データレジスタ82に格納されている周辺情報と加算され、復号画像情報となって制御部102のレジスタ103に出力される。
The decoded difference information is added to the peripheral information stored in the prediction data register 82 in the adding
次に、色差信号の処理ブロックサイズとして4×4画素(イントラ)が選択されたとき、減算部83において、原画像の画像信号と予測データレジスタ82に格納されている周辺情報との差分情報が生成され、この差分情報は離散コサイン変換部86に供給される。その他の処理は4×4画素(インター)が選択されたときと同様である。
Next, when 4 × 4 pixels (intra) is selected as the processing block size of the color difference signal, the
なお、H.264/AVC画像符号化方式に関しては、非特許文献1,2に詳細が記載されている。
上述のように、H.264/AVCのようなブロック分割を用いた高能率の画像圧縮方式においては、マクロブロック(16×16画素)内を4×4画素、8×8画素、16×16画素と様々なブロックサイズで処理を行う。 As mentioned above, H.M. In a high-efficiency image compression method using block division such as H.264 / AVC, macroblocks (16 × 16 pixels) have various block sizes such as 4 × 4 pixels, 8 × 8 pixels, and 16 × 16 pixels. Process.
このため、図3〜7に示す輝度4×4処理部20、輝度8×8処理部40、輝度16×16処理部60、色差4×4処理部80のように、各々のブロックサイズに対応した演算処理回路が必要となる。
Therefore, it corresponds to each block size, such as the
また、図5に示す輝度8×8処理部40の減算部43、量子化部47、逆量子化部48、加算部50、SATD加算部45は、図4に示す輝度4×4処理部20の対応する各部と比べて、回路規模にして4倍となる。
In addition, the
このように、H.264/AVCの画像圧縮符号化方式においては、画像符号化装置における回路規模が極端に大きくなるという問題があった。 In this way, H.C. In the H.264 / AVC image compression coding system, there has been a problem that the circuit scale of the image coding apparatus becomes extremely large.
特に、リアルタイムでの圧縮処理を行う場合は、高速で処理することが必要となり、このため回路規模がより大きくなる傾向がある。また、回路規模の増大に伴う消費電力の増加も問題となる。 In particular, when performing compression processing in real time, it is necessary to perform processing at high speed, which tends to increase the circuit scale. In addition, an increase in power consumption accompanying an increase in circuit scale is also a problem.
そこで本発明は、H.264/AVC画像圧縮符号化方式のように様々なブロックサイズで演算処理をおこなう方式を用いた画像符号化装置において、回路規模を削減することを目的とする。 Therefore, the present invention relates to H.264. An object of the present invention is to reduce the circuit scale in an image encoding apparatus using a method that performs arithmetic processing with various block sizes such as the H.264 / AVC image compression encoding method.
本発明の画像符号化装置は、画像を画素ブロックに分割して、画素ブロックごとに符号化処理を行う画像符号化装置であって、原画像と予測画像との差分情報をアダマール変換して生成された変換係数の総和を評価値として算出する評価値算出処理を最小処理単位の画素ブロックサイズで行い、複数の画素ブロックサイズに対応して最小処理単位の画素ブロックサイズの処理を繰り返すことにより、前記複数の画素ブロックサイズのそれぞれの評価値を算出する評価値算出手段と、この評価値算出手段で算出された前記評価値に基づいて符号化処理の処理単位となる画素ブロックサイズを選択する選択手段と、前記原画像と前記予測画像との差分情報を直交変換して生成された直交変換係数を量子化し、生成された量子化データを逆量子化し、生成された逆量子化データを逆直交変換して復号された差分情報を生成し、この復号された差分情報に前記予測画像を加算して復号画像情報を生成する内部復号処理を行う内部復号手段とを備え、この内部復号手段は、前記選択手段において選択された画素ブロックサイズに応じて、最小処理単位の画素ブロックサイズの処理を繰り返し行うことを特徴とする。 The image coding apparatus according to the present invention is an image coding apparatus that divides an image into pixel blocks and performs coding processing for each pixel block, and generates the difference information between an original image and a predicted image by Hadamard transform By performing the evaluation value calculation process for calculating the sum of the conversion coefficients as an evaluation value with the pixel block size of the minimum processing unit, by repeating the processing of the pixel block size of the minimum processing unit corresponding to a plurality of pixel block sizes, Evaluation value calculating means for calculating each evaluation value of the plurality of pixel block sizes, and selection for selecting a pixel block size as a processing unit of the encoding process based on the evaluation value calculated by the evaluation value calculating means Means for quantizing an orthogonal transform coefficient generated by orthogonal transform of difference information between the original image and the predicted image, and dequantizing the generated quantized data Inner decoding means for performing an inner decoding process for generating decoded difference information by generating inverse difference transform of the generated inverse quantized data and adding the predicted image to the decoded difference information The internal decoding unit repeatedly performs the processing of the pixel block size of the minimum processing unit according to the pixel block size selected by the selection unit.
本発明の画像符号化装置は、符号化処理の処理単位となる画素ブロックサイズを選択するための評価値を算出する処理、および選択された画素ブロックサイズに応じた内部復号処理において、最小処理単位の画素ブロックサイズの処理を繰り返し行うことにより各種の画素ブロックサイズの処理を行うので、すべての画素ブロックサイズに対応した演算処理回路を設ける必要がなく、回路規模を削減することができる。 An image encoding apparatus according to the present invention includes a minimum processing unit in processing for calculating an evaluation value for selecting a pixel block size as a processing unit of encoding processing, and in internal decoding processing in accordance with the selected pixel block size. Since processing of various pixel block sizes is performed by repeatedly performing the processing of the pixel block size, it is not necessary to provide an arithmetic processing circuit corresponding to all pixel block sizes, and the circuit scale can be reduced.
以下、本発明の画像符号化装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the image coding apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図、図2は図1に示す画像符号化装置における制御部およびイントラ予測・復号処理部を詳細に示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image encoding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing in detail a control unit and an intra prediction / decoding processing unit in the image encoding device shown in FIG. .
図1,2に示すように、本実施形態の画像符号化装置は、インター予測部1、制御部2、イントラ予測・復号処理部3、デブロックフィルタ4、エントロピー符号化部5を備える。制御部2は、RAM201、レジスタ202、ラインメモリ203、セレクタ204〜216を備える。また、イントラ予測・復号処理部3は、離散アダマール変換部301,302、SATD加算部303、選択部304、減算部305、離散コサイン変換部306,307、離散アダマール変換部308、量子化部309、逆量子化部310、逆離散コサイン変換部311,312、加算部313を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the image coding apparatus according to the present embodiment includes an
インター予測部1は、画像信号が入力されると、インター予測処理を行い、動きベクトル情報等を含むインター予測データを生成し、RAM201に出力する。また、インター予測部1は、入力された画像信号をRAM201に出力する。RAM201は、インター予測部1からのインター予測データおよび画像信号を記憶する。
When the image signal is input, the
レジスタ202は、原画像の画像信号、インター予測データ、周辺情報、およびイントラ予測・復号処理部3で生成される各種データを記憶する。ラインメモリ203は、すでに復号された画像情報を、周辺情報として予め記憶する。
The
セレクタ204は、RAM201に記憶したインター予測データ、またはラインメモリ203に記憶した周辺情報を選択してレジスタ202に出力する。
The
減算部305は、レジスタ202からセレクタ209を介して原画像信号、インター予測データまたは周辺情報が入力されると、4×4画素単位で、原画像とインター予測データの差分情報、または原画像とイントラ予測データの差分情報を生成する。生成した差分情報は、レジスタ202と離散コサイン変換部306に出力する。
When the original image signal, the inter prediction data, or the peripheral information is input from the
セレクタ209は、原画像信号、インター予測データまたは周辺情報を減算部305に出力する。
The
離散アダマール変換部301は、減算部305で生成された差分情報がセレクタ205を介して入力されると、4×4画素単位で、差分情報に離散アダマール変換を施し、変換係数をレジスタ202に出力する。また、離散アダマール変換部301は、減算部305で生成された差分情報が離散コサイン変換されて得られるDCT係数の直流成分に離散アダマール変換を施して変換係数を生成する。また、離散アダマール変換部301は、この直流成分の変換係数を量子化したデータに逆離散アダマール変換を施す。
When the difference information generated by the subtraction unit 305 is input via the
セレクタ205は、減算部305で生成された差分情報、この差分情報が離散コサイン変換されて得られるDCT係数の直流成分、この直流成分の変換係数を量子化したデータ、の中から離散アダマール変換部301への出力を選択する。
The
離散アダマール変換部302は、減算部305で生成された差分情報が、レジスタ202からセレクタ206を介して入力されると、8×8画素単位で、差分情報に離散アダマール変換を施し、変換係数をレジスタ202に出力する。
When the difference information generated by the subtraction unit 305 is input from the
セレクタ206は、減算部305で生成された差分情報をレジスタ202から離散アダマール変換部302に供給する。
The
SATD加算部303は、離散アダマール変換部301または離散アダマール変換部302で生成された変換係数が、レジスタ202からセレクタ207を介して入力されると、4×4画素単位で、離散アダマール変換部301または離散アダマール変換部302で生成された変換係数の合計を評価値として算出し、算出されたSATD(評価値)をレジスタ202へ出力する。
When the transform coefficient generated by the discrete Hadamard transform unit 301 or the discrete
セレクタ207は、離散アダマール変換部301で生成された変換係数、または離散アダマール変換部302で生成された変換係数をSATD加算部303に出力する。
The
選択部304は、SATD加算部303で算出されたSATD(評価値)が入力されると、入力されたSATDに基づいて、SATDが最も小さいブロックサイズを、最も符号量の少ないブロックサイズとして選択する。輝度信号については、インター予測データを用いてSATDを算出した場合は、4×4画素,8×8画素のいずれかが選択される。また、周辺情報を用いてSATDを算出した場合は、4×4画素,8×8画素,16×16画素の中から選択される。つまり、輝度信号については、ブロックサイズは、4×4画素(インター),8×8画素(インター),4×4画素(イントラ),8×8画素(イントラ),16×16画素(イントラ)の5種類の中から選択される。
When the SATD (evaluation value) calculated by the
また、色差信号については、4×4画素(インター),4×4画素(イントラ)のいずれかが選択される。 For the color difference signal, either 4 × 4 pixels (inter) or 4 × 4 pixels (intra) is selected.
さらに、周辺情報を用いてSATDを算出した場合については、選択部304は、予測モードも選択する。輝度信号の場合、4×4画素(イントラ),8×8画素(イントラ)についてはそれぞれ9種類、16×16画素(イントラ)については4種類の中から選択する。また、色差信号の場合、4×4画素(イントラ)について4種類の中から選択する。
Further, when the SATD is calculated using the peripheral information, the
選択部304は、最も符号量の少ないブロックサイズ(および予測モード)を選択すると、その結果をレジスタ202に出力する。
When selecting the block size (and prediction mode) with the smallest code amount, the
セレクタ208は、SATD加算部303で算出されたSATDをレジスタ202から選択部304に出力する。
The
離散コサイン変換部306は、原画像とインター予測データの差分情報、または原画像と周辺情報の差分情報が減算部305から入力されると、4×4画素単位で、差分情報に離散コサイン変換を施し、DCT係数をレジスタ202とセレクタ212に出力する。輝度信号の処理単位として16×16画素(イントラ)が選択されたときは、この4×4画素単位の処理を16回繰り返す。また、色差信号の場合、8×8画素ブロックを4つのブロックに分割した4×4画素単位の処理を、Cb,Crについてそれぞれ行うため、4×4画素単位の処理を8回行う。
When the difference information between the original image and the inter prediction data or the difference information between the original image and the peripheral information is input from the subtraction unit 305, the discrete
離散コサイン変換部307は、原画像とインター予測データの差分情報、または原画像と周辺情報の差分情報が、レジスタ202からセレクタ210を介して入力されると、8×8画素単位で、差分情報に離散コサイン変換を施し、DCT係数をレジスタ202に出力する。なお、この離散コサイン変換部307は、選択部304において8×8画素(インター)、8×8画素(イントラ)が選択されたときのみ使用される。
When the difference information between the original image and the inter prediction data or the difference information between the original image and the peripheral information is input from the
セレクタ210は、原画像とインター予測データの差分情報、または原画像と周辺情報の差分情報を、レジスタ202から離散コサイン変換部307に供給する。
The
離散アダマール変換部308は、減算部305で生成された色差信号の差分情報が離散コサイン変換されて得られるDCT係数の直流成分に、2×2画素単位で離散アダマール変換を施し、変換係数をレジスタ202に出力する。また、離散アダマール変換部308は、この直流成分の変換係数を量子化したデータに、2×2画素単位で逆離散アダマール変換を施し、逆離散アダマール変換された直流成分をレジスタ202に出力する。
The discrete
セレクタ211は、減算部305で生成された色差信号の差分情報が離散コサイン変換されて得られるDCT係数の直流成分、このDCT係数の直流成分に離散アダマール変換を施して量子化したデータ、の中から離散アダマール変換部308への出力を選択する。
The
量子化部309は、離散アダマール変換部301において生成された、減算部305で生成された差分情報が離散コサイン変換されて得られるDCT係数の直流成分に離散アダマール変換を施して得られる変換係数を、4×4画素単位で量子化する。 The quantization unit 309 generates transform coefficients obtained by performing discrete Hadamard transform on the DC component of the DCT coefficient obtained by the discrete cosine transform of the difference information generated by the subtraction unit 305 generated by the discrete Hadamard transform unit 301. Quantization is performed in units of 4 × 4 pixels.
また、量子化部309は、離散コサイン変換部306で生成されたDCT係数に4×4画素単位で量子化処理を施す。また、4×4画素単位の量子化処理を16回繰り返すことにより1マクロブロック(16×16画素)分の量子化を行う。
Further, the quantization unit 309 performs quantization processing on the DCT coefficients generated by the discrete
また、量子化部309は、離散コサイン変換部307で生成されたDCT係数に量子化処理を施す。この量子化処理は、4×4画素単位で行い、これを4回繰り返し、さらに4回繰り返すことにより1マクロブロック(16×16画素)分の量子化を行う。
Further, the quantization unit 309 performs a quantization process on the DCT coefficient generated by the discrete
また、量子化部309は、離散アダマール変換部308において生成された、減算部305で生成された色差信号の差分情報が離散コサイン変換されて得られるDCT係数の直流成分に2×2画素単位で離散アダマール変換を施して得られる変換係数を、2×2画素単位で量子化する。
In addition, the quantization unit 309 converts the difference information of the color difference signal generated by the subtraction unit 305 generated by the discrete
セレクタ212は、離散アダマール変換部301、離散コサイン変換部306、離散コサイン変換部307、離散アダマール変換部308の出力をレジスタ202から、量子化部309に供給する。
The
逆量子化部310は、量子化部309で生成された量子化データに逆量子化処理を施し、逆量子化処理されたデータをレジスタ202またはセレクタ214に出力する。選択部304において、輝度信号について4×4画素(インター),4×4画素(イントラ)が選択されたときは、逆量子化処理を4×4画素単位で16回繰り返す。8×8画素(インター),8×8画素(イントラ)が選択されたときは、4×4画素単位の逆量子化処理を4回繰り返し、さらに4回繰り返す。16×16画素(イントラ)が選択されたときは、交流成分の量子化データについて逆量子化処理を4×4画素単位で16回繰り返す。色差信号の処理の場合は、交流成分の量子化データについて逆量子化処理を4×4画素単位で4回繰り返す。この処理は、Cb,Crについてそれぞれ行われる。
The
また、逆量子化部310は、離散アダマール変換部301において生成された、DCT係数の直流成分の変換係数を量子化したデータに逆離散アダマール変換を施したデータに4×4画素単位で逆量子化処理を施し、逆量子化処理されたデータをレジスタ202およびセレクタ214に出力する。この処理は、選択部304において16×16画素(イントラ)が選択されたときのみ行われる。
In addition, the
また、逆量子化部310は、離散アダマール変換部308において生成された、色差信号のDCT係数の直流成分の変換係数を量子化したデータに逆離散アダマール変換を施したデータに2×2画素単位で逆量子化処理を施し、逆量子化処理されたデータをレジスタ202およびセレクタ214に出力する。この処理は、Cb,Crについてそれぞれ1回ずつ行われる。
In addition, the
セレクタ213は、量子化部309、離散アダマール変換部301、離散アダマール変換部308の出力をレジスタ202から逆量子化部310に供給する。
The
逆離散コサイン変換部311は、逆量子化部310で生成された逆量子化データに逆離散コサイン変換処理を施し、復号された差分情報をレジスタ202またはセレクタ216に出力する。選択部304において、輝度信号について4×4画素(インター),4×4画素(イントラ)が選択されたときは、逆離散コサイン変換処理を4×4画素単位で16回繰り返す。16×16画素(イントラ)が選択されたときは、逆量子化されたデータについて、直流成分1画素と交流成分15画素とからなる16(4×4)画素の単位で逆離散コサイン変換を施し、この4×4画素単位の処理を16回繰り返す。色差信号の処理の場合は、逆量子化されたデータについて、直流成分1画素と交流成分15画素とからなる16(4×4)画素の単位で逆離散コサイン変換を施し、この4×4画素単位の処理を4回繰り返す。この色差信号の処理は、Cb,Crについてそれぞれ行われる。
The inverse discrete cosine transform unit 311 performs an inverse discrete cosine transform process on the inversely quantized data generated by the
セレクタ214は、逆量子化部310で生成された逆量子化データをレジスタ202から逆離散コサイン変換部311に供給する。
The
逆離散コサイン変換部312は、逆量子化部310で生成された逆量子化データに逆離散コサイン変換処理を施し、復号された差分情報をレジスタ202に出力する。この逆離散コサイン変換部312は、選択部304において、輝度信号について8×8画素(インター),8×8画素(イントラ)が選択されたときのみ使用され、8×8画素単位で処理が行われる。
The inverse discrete cosine transform unit 312 performs an inverse discrete cosine transform process on the inversely quantized data generated by the
セレクタ215は、逆量子化部310で生成された逆量子化データをレジスタ202から逆離散コサイン変換部312に供給する。
The
加算部313は、逆離散コサイン変換部311,312で生成された、復号された差分情報に、レジスタ202に記憶されている周辺情報を加算し、復号画像情報を生成する。輝度信号については、この処理を4×4画素単位で16回繰り返す。色差信号については、Cb,Crそれぞれについて、4×4画素単位で4回繰り返す。そして、生成した復号画像情報をレジスタ202に出力する。
The adding
デブロックフィルタ4は、加算部313で生成された復号画像情報にブロック歪を除去する処理を施し、ラインメモリ203に出力する。
The
エントロピー符号化部5は、量子化部309で生成された量子化データにエントロピー符号化処理を施して符号化データとして出力する。
The
次に、本実施形態に係る画像符号化装置の動作を説明する。 Next, the operation of the image coding apparatus according to this embodiment will be described.
画像信号が入力されると、インター予測部1は、インター予測処理を行い、動きベクトル情報等を含むインター予測データを生成し、RAM201に出力する。また、インター予測部1に入力された画像信号をRAM201に記憶された後、レジスタ202に格納される。
When an image signal is input, the
そして、RAM201に記憶されたインター予測データ、または制御部2のラインメモリ203に予め格納されている周辺情報は、セレクタ204を介してレジスタ202に格納される。
The inter prediction data stored in the
まず、後述する内部復号処理を行う処理単位となるブロックサイズを選択するため、原画像とインター予測データまたは周辺情報とから、各ブロックサイズについてSATDを算出する。 First, in order to select a block size as a processing unit for performing an internal decoding process to be described later, SATD is calculated for each block size from the original image and inter prediction data or peripheral information.
インター予測データを用いて、輝度信号について、4×4画素単位でSATDを算出する場合、減算部305において、4×4画素単位で原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ205を介して離散アダマール変換部301に供給される。
When calculating the SATD for the luminance signal in units of 4 × 4 pixels using the inter prediction data, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data in units of 4 × 4 pixels. The difference information is stored in the
離散アダマール変換部301では、この差分情報に4×4画素単位で離散アダマール変換が施され、得られた変換係数はSATD加算部303において合計され、算出されたSATDは、レジスタ202に記憶された後、セレクタ208を介して選択部304に供給される。
In the discrete Hadamard transform unit 301, this difference information is subjected to discrete Hadamard transform in units of 4 × 4 pixels, and the obtained transform coefficients are summed in the
周辺情報を用いて、輝度信号について、4×4画素単位でSATDを算出する場合、減算部305において、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が生成される。その他は上記と同様にSATDが算出され、選択部304に供給される。
When the SATD is calculated for the luminance signal in units of 4 × 4 pixels using the peripheral information, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the peripheral information. In other cases, the SATD is calculated and supplied to the
次に、インター予測データを用いて、輝度信号について、8×8画素単位でSATDを算出する場合、減算部305において、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ205を介して離散アダマール変換部302に供給される。
Next, when calculating the SATD in units of 8 × 8 pixels using the inter prediction data, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data. The information is stored in the
離散アダマール変換部302では、減算部305で生成された差分情報に8×8画素単位で離散アダマール変換が施され、得られた変換係数はSATD加算部303において合計され、算出されたSATDは、レジスタ202に記憶された後、セレクタ208を介して選択部304に供給される。ここで、減算部305、SATD加算部303では、8×8画素を4個のブロックに分割した4×4画素単位の処理が4回繰り返し行われる。
In the discrete
周辺情報を用いて、輝度信号について、8×8画素単位でSATDを算出する場合、減算部305において、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が生成される。その後は上記と同様にSATDが算出され、選択部304に供給される。
When the SATD is calculated for the luminance signal in units of 8 × 8 pixels using the peripheral information, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the peripheral information. Thereafter, the SATD is calculated and supplied to the
次に、インター予測データを用いて、輝度信号について、16×16画素単位でSATDを算出する場合、減算部305において、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ205を介して離散アダマール変換部301に供給される。
Next, when calculating the SATD in units of 16 × 16 pixels using the inter prediction data, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data. The information is stored in the
離散アダマール変換部301では、減算部305で生成された差分情報に離散アダマール変換が施され、得られた変換係数はSATD加算部303において合計され、算出されたSATDは、レジスタ202に記憶された後、セレクタ208を介して選択部304に供給される。ここで、減算部305、離散アダマール変換部301、SATD加算部303では、16×16画素を16個のブロックに分割した4×4画素単位の処理が16回繰り返し行われる。
In the discrete Hadamard transform unit 301, the discrete Hadamard transform is performed on the difference information generated by the subtraction unit 305, and the obtained transform coefficients are summed in the
周辺情報を用いて、輝度信号について、16×16画素単位でSATDを算出する場合、減算部305において、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が生成される。その他は上記と同様にSATDが算出され、選択部304に供給される。
When the SATD is calculated for the luminance signal in units of 16 × 16 pixels using the peripheral information, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the peripheral information. In other cases, the SATD is calculated and supplied to the
次に、インター予測データを用いて、色差信号について、SATDを算出する場合、減算部305において、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が生成され、この差分情報は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ205を介して離散アダマール変換部301に供給される。
Next, when the SATD is calculated for the color difference signal using the inter prediction data, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data, and the difference information is stored in the
離散アダマール変換部301では、減算部305で生成された差分情報に離散アダマール変換が施され、得られた変換係数はSATD加算部303において合計され、算出されたSATDは、レジスタ202に記憶された後、セレクタ208を介して選択部304に供給される。ここで、減算部305、離散アダマール変換部301、SATD加算部303では、8×8画素を4個のブロックに分割した4×4画素単位の処理が、Cb,Crについてそれぞれ4回繰り返し行われる。
In the discrete Hadamard transform unit 301, the discrete Hadamard transform is performed on the difference information generated by the subtraction unit 305, and the obtained transform coefficients are summed in the
周辺情報を用いて、色差信号について、SATDを算出する場合、減算部305において、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が生成される。その他は上記と同様にSATDが算出され、選択部304に供給される。
When the SATD is calculated for the color difference signal using the peripheral information, the subtraction unit 305 generates difference information between the image signal of the original image and the peripheral information. In other cases, the SATD is calculated and supplied to the
各ブロックサイズについてのSATDが算出されると、選択部304は、このSATDに基づいて、最も符号量の少ないブロックサイズを選択する。
When the SATD for each block size is calculated, the
ブロックサイズは、上述のとおり、輝度信号については、4×4画素(インター),8×8画素(インター),4×4画素(イントラ),8×8画素(イントラ),16×16画素(イントラ)の5種類の中から選択され、色差信号については、4×4画素(インター),4×4画素(イントラ)のいずれかが選択される。 As described above, the block size is 4 × 4 pixels (inter), 8 × 8 pixels (inter), 4 × 4 pixels (intra), 8 × 8 pixels (intra), 16 × 16 pixels ( Intra) is selected from among five types, and either 4 × 4 pixels (inter) or 4 × 4 pixels (intra) is selected for the color difference signal.
さらに、周辺情報を用いてSATDを算出した場合については、選択部304において、予測モードも選択される。輝度信号の場合、4×4画素(イントラ),8×8画素(イントラ)についてはそれぞれ9種類、16×16画素(イントラ)については4種類の中から選択される。また、色差信号の場合、4×4画素(イントラ)について4種類の中から選択される。選択部304は、最も符号量の少ないブロックサイズ(および予測モード)を選択すると、その結果をレジスタ202に出力する。
Further, when the SATD is calculated using the peripheral information, the
次いで、各ブロックサイズにおける内部復号処理について説明する。まず、輝度信号の処理ブロックサイズについて、4×4画素(インター)が選択された場合、減算部305で生成された、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が、離散コサイン変換部306に供給される。 Next, the internal decoding process for each block size will be described. First, when 4 × 4 pixels (inter) is selected for the processing block size of the luminance signal, the difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data generated by the subtraction unit 305 is the discrete cosine transform unit. 306 is supplied.
離散コサイン変換部306では、この差分情報に4×4画素単位で離散コサイン変換が施され、得られたDCT係数は、セレクタ212を介して量子化部309に供給される。
In the discrete
量子化部309では、4×4画素単位でDCT係数の量子化がなされ、生成された量子化データは、セレクタ213を介して逆量子化部310に供給される。また、ここで生成された量子化データは、レジスタ202に記憶された後、エントロピー符号化部5に出力される。
In the quantization unit 309, DCT coefficients are quantized in units of 4 × 4 pixels, and the generated quantized data is supplied to the
逆量子化部310に供給された量子化データは、そこで4×4画素単位で逆量子化がなされ、その逆量子化されたデータは、セレクタ214を介して逆離散コサイン変換部29に供給されて4×4画素単位で逆離散コサイン変換が施され、復号された差分情報となる。
The quantized data supplied to the
復号された差分情報は、加算部313において、4×4画素単位で、レジスタ202に格納されているインター予測データと加算され、復号画像情報となってレジスタ202に出力される。加算部313では、この加算処理が4×4画素単位で16回繰り返される。
The decoded difference information is added to the inter prediction data stored in the
輝度信号の処理ブロックサイズとして4×4画素(イントラ)が選択された場合、減算部305で生成された、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が離散コサイン変換部306に供給される。その他の処理は4×4画素(インター)が選択されたときと同様である。
When 4 × 4 pixels (intra) is selected as the processing block size of the luminance signal, difference information between the image signal of the original image and the peripheral information generated by the subtraction unit 305 is supplied to the discrete
次に、輝度信号の処理ブロックサイズについて、8×8画素(インター)が選択された場合、減算部305で生成された、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が、離散コサイン変換部307に供給される。
Next, when 8 × 8 pixels (inter) is selected for the processing block size of the luminance signal, the difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data generated by the subtraction unit 305 is converted into discrete cosine transform. Supplied to the
離散コサイン変換部307では、この差分情報に8×8画素単位で離散コサイン変換が施され、得られたDCT係数は、セレクタ212を介して量子化部309に供給される。
In the discrete
量子化部309では、離散コサイン変換部307で生成されたDCT係数に量子化処理が施される。この量子化処理は、4×4画素単位で行われ、これを4回繰り返し、さらに4回繰り返すことにより1マクロブロック(16×16画素)分の量子化が行われる。生成された量子化データは、セレクタ213を介して逆量子化部310に供給される。また、ここで生成された量子化データは、レジスタ202に記憶された後、エントロピー符号化部5に出力される。
In the quantization unit 309, the DCT coefficient generated by the discrete
逆量子化部310に供給された量子化データは、そこで逆量子化が施される。逆量子化部310では、4×4画素単位の逆量子化処理を4回繰り返し、さらに4回繰り返すことにより1マクロブロック(16×16画素)分の逆量子化が行われる。ここで得られる逆量子化データは、レジスタ202に記憶された後、セレクタ215を介して逆離散コサイン変換部312に供給されて8×8画素単位で逆離散コサイン変換が施され、復号された差分情報となる。
The quantized data supplied to the
復号された差分情報は、加算部313において、4×4画素単位で、レジスタ202に格納されているインター予測データと加算され、復号画像情報となってレジスタ202に出力される。加算部313では、この加算処理が4×4画素単位で16回繰り返される。
The decoded difference information is added to the inter prediction data stored in the
輝度信号の処理ブロックサイズとして8×8画素(イントラ)が選択された場合、減算部305で生成された、原画像の画像信号と周辺情報との差分情報が離散コサイン変換部306に供給される。その他の処理は8×8画素(インター)が選択されたときと同様である。
When 8 × 8 pixels (intra) is selected as the processing block size of the luminance signal, difference information between the image signal of the original image and the peripheral information generated by the subtraction unit 305 is supplied to the discrete
次に、輝度信号の処理ブロックサイズについて、16×16画素(イントラ)が選択された場合、減算部305で生成された、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が、離散コサイン変換部306に供給される。
Next, when 16 × 16 pixels (intra) is selected for the processing block size of the luminance signal, the difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data generated by the subtraction unit 305 is converted into a discrete cosine transform. Supplied to the
離散コサイン変換部306では、この差分情報に離散コサイン変換が施される。離散コサイン変換部306では、4×4画素単位の処理が16回繰り返し行われ、DCT係数の直流(DC)成分が16個得られる。得られた直流成分は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ205を介して離散アダマール変換部301に供給される。また、離散コサイン変換部306で得られたDCT係数の交流(AC)成分は、量子化部309に供給される。
The discrete
離散アダマール変換部301では、離散コサイン変換部306で生成された16個の直流成分をまとめて4×4画素の直流ブロックが構成され、この4×4画素直流ブロックに離散アダマール変換が施される。ここで得られた変換係数は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ212を介して量子化部309に供給される。
In the discrete Hadamard transform unit 301, the 16 DC components generated by the discrete
そして、量子化部309では、離散コサイン変換部306で生成されたDCT係数の交流成分に量子化処理が施されて量子化データが生成され、この交流成分の量子化データはセレクタ213を介して逆量子化部310に供給される。また、ここで生成された量子化データは、レジスタ202に記憶された後、エントロピー符号化部5に出力される。量子化部309での処理は、4×4画素単位で16回繰り返される。
Then, the quantization unit 309 performs quantization processing on the AC component of the DCT coefficient generated by the discrete
また、量子化部309では、離散アダマール変換部301で生成された直流成分の変換係数に量子化処理が施され、生成された量子化データはレジスタ202に記憶された後、セレクタ205を介して離散アダマール変換部301に供給される。
Further, the quantization unit 309 performs a quantization process on the transform coefficient of the DC component generated by the discrete Hadamard transform unit 301, and the generated quantized data is stored in the
DCT係数の直流成分の量子化データは、離散アダマール変換部301において逆離散アダマール変換が施される。逆離散アダマール変換された直流成分は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ213を介して逆量子化部310に供給され、ここで逆量子化処理が施される。逆量子化された直流成分のデータは、レジスタ202に記憶された後、セレクタ214を介して逆離散コサイン変換部311に供給される。
The discrete Hadamard transform unit 301 performs inverse discrete Hadamard transform on the quantized data of the DC component of the DCT coefficient. The DC component subjected to the inverse discrete Hadamard transform is stored in the
また、逆量子化部310では、量子化部309で生成された交流成分の量子化データに逆量子化処理が施される。逆量子化された交流成分のデータはセレクタ214を介して逆離散コサイン変換部311に供給される。
Further, in the
逆離散コサイン変換部311では、逆量子化されたデータについて、直流成分1画素と交流成分15画素とからなる16(4×4)画素の単位で逆離散コサイン変換が施され、復号された差分情報となる。これは4×4画素単位で16回繰り返される。 In the inverse discrete cosine transform unit 311, the inverse quantized data is subjected to inverse discrete cosine transform in units of 16 (4 × 4) pixels including one DC component pixel and 15 AC component pixels, and the decoded difference Information. This is repeated 16 times in units of 4 × 4 pixels.
復号された差分情報は、加算部313において、4×4画素単位で、レジスタ202に格納されているインター予測データと加算され、復号画像情報となってレジスタ202に出力される。ここでは、4×4画素単位の処理が16回繰り返し行われる。
The decoded difference information is added to the inter prediction data stored in the
次に、色差信号の処理ブロックサイズについて、4×4画素(インター)が選択された場合、減算部305で生成された、原画像の画像信号とインター予測データとの差分情報が、離散コサイン変換部306に供給される。
Next, when 4 × 4 pixels (inter) is selected as the processing block size of the color difference signal, the difference information between the image signal of the original image and the inter prediction data generated by the subtraction unit 305 is converted into a discrete cosine transform. Supplied to the
離散コサイン変換部306では、この差分情報に離散コサイン変換が施される。Cb,Crについてそれぞれ4×4画素単位の処理が行われる。得られたDCT係数の交流成分は、量子化部309に供給される。
The discrete
また、離散コサイン変換部306では、DCT係数の直流成分が4個得られる。得られた直流成分は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ211を介して離散アダマール変換部308に供給される。
The discrete
離散アダマール変換部308では、離散コサイン変換部306で生成された色差信号の4個の直流成分をまとめて2×2画素の直流ブロックが構成され、この2×2画素直流ブロックに離散アダマール変換が施される。ここで得られた変換係数は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ212を介して量子化部309に供給される。
In the discrete
そして、量子化部309では、離散コサイン変換部306で生成されたDCT係数の交流成分に量子化処理が施されて量子化データが生成され、この交流成分の量子化データはセレクタ213を介して逆量子化部310に供給される。また、ここで生成された量子化データは、レジスタ202に記憶された後、エントロピー符号化部5に出力される。ここでは、Cb,Crについてそれぞれ4×4画素単位の処理が4回繰り返し行われる。
Then, the quantization unit 309 performs quantization processing on the AC component of the DCT coefficient generated by the discrete
また、量子化部309では、離散アダマール変換部308で生成された直流成分の変換係数に量子化処理が施され、生成された量子化データはレジスタ202に記憶された後、セレクタ211を介して離散アダマール変換部308に供給される。
In addition, the quantization unit 309 performs quantization processing on the transform coefficient of the DC component generated by the discrete
色差信号のDCT係数の直流成分の量子化データは、離散アダマール変換部308において2×2画素単位で逆離散アダマール変換が施される。逆離散アダマール変換された直流成分は、レジスタ202に記憶された後、セレクタ213を介して逆量子化部310に供給され、ここで逆量子化処理が施される。逆量子化された直流成分のデータは、レジスタ202に記憶された後、セレクタ214を介して逆離散コサイン変換部311に供給される。
The quantized data of the DC component of the DCT coefficient of the color difference signal is subjected to inverse discrete Hadamard transform in units of 2 × 2 pixels in the discrete
また、逆量子化部310では、量子化部309で生成された色差信号の交流成分の量子化データに逆量子化処理が施される。逆量子化された交流成分のデータはセレクタ214を介して逆離散コサイン変換部311に供給される。ここでは、Cb,Crについてそれぞれ4×4画素単位の処理が4回繰り返し行われる。
In addition, in the
逆離散コサイン変換部311では、逆量子化されたデータについて、直流成分1画素と交流成分15画素とからなる16(4×4)画素の単位で逆離散コサイン変換が施され、復号された差分情報となる。これは、Cb,Crについてそれぞれ4×4画素単位の処理が4回繰り返し行われる。 In the inverse discrete cosine transform unit 311, the inverse quantized data is subjected to inverse discrete cosine transform in units of 16 (4 × 4) pixels including one DC component pixel and 15 AC component pixels, and the decoded difference Information. In this case, processing of 4 × 4 pixel units is repeated four times for C b and Cr .
復号された差分情報は、加算部313において、4×4画素単位で、レジスタ202に格納されているインター予測データと加算され、復号画像情報となってレジスタ202に出力される。ここでは、Cb,Crについてそれぞれ4×4画素単位の処理が4回繰り返し行われる。
The decoded difference information is added to the inter prediction data stored in the
量子化部309で生成され、レジスタ202に記憶された量子化データは、エントロピー符号化部5に供給される。そして、エントロピー符号化部5は、この量子化データにエントロピー符号化処理を施して符号化データとして出力する。
The quantized data generated by the quantization unit 309 and stored in the
また、レジスタ202に記憶された復号画像情報は、デブロックフィルタ4に供給され、ブロック歪を除去する処理が施された後、ラインメモリ203に格納され、イントラ予測・復号処理部において周辺情報として使用される。
Also, the decoded image information stored in the
このように本実施形態の画像符号化装置によれば、4×4画素、16×16画素単位での画像符号化処理における差分、離散コサイン変換、量子化等の各種処理、および8×8画素単位での画像符号化処理における差分、量子化、逆量子化、加算、SATD加算のそれぞれの処理を4×4画素単位で繰り返し行うので、すべての画素ブロックサイズに対応した演算処理回路を設ける必要がなく、回路規模を削減することができる。また、回路規模の増大に伴う消費電力の増加も軽減することができる。 As described above, according to the image encoding device of the present embodiment, the difference in the image encoding process in units of 4 × 4 pixels and 16 × 16 pixels, various processes such as discrete cosine transform, quantization, and 8 × 8 pixels. Since each process of difference, quantization, inverse quantization, addition, and SATD addition in image coding processing in units is repeated in units of 4 × 4 pixels, it is necessary to provide an arithmetic processing circuit corresponding to all pixel block sizes Therefore, the circuit scale can be reduced. In addition, an increase in power consumption accompanying an increase in circuit scale can be reduced.
1 インター予測部
2 制御部
3 イントラ予測・復号処理部
4 デブロックフィルタ
5 エントロピー符号化部
201 RAM
202 レジスタ
203 ラインメモリ
204〜216 セレクタ
301,302 離散アダマール変換部
303 SATD加算部
304 選択部
305 減算部
306,307 離散コサイン変換部
308 離散アダマール変換部
309 量子化部
310 逆量子化部
311,312 逆離散コサイン変換部
313 加算部
DESCRIPTION OF
202
Claims (1)
原画像と予測画像との差分情報をアダマール変換して生成された変換係数の総和を評価値として算出する評価値算出処理を最小処理単位の画素ブロックサイズで行い、複数の画素ブロックサイズに対応して最小処理単位の画素ブロックサイズの処理を繰り返すことにより、前記複数の画素ブロックサイズのそれぞれの評価値を算出する評価値算出手段と、
この評価値算出手段で算出された前記評価値に基づいて符号化処理の処理単位となる画素ブロックサイズを選択する選択手段と、
前記原画像と前記予測画像との差分情報を直交変換して生成された直交変換係数を量子化し、生成された量子化データを逆量子化し、生成された逆量子化データを逆直交変換して復号された差分情報を生成し、この復号された差分情報に前記予測画像を加算して復号画像情報を生成する内部復号処理を行う内部復号手段とを備え、
この内部復号手段は、前記選択手段において選択された画素ブロックサイズに応じて、最小処理単位の画素ブロックサイズの処理を繰り返し行うことを特徴とする画像符号化装置。
An image encoding device that divides an image into pixel blocks and performs an encoding process for each pixel block,
The evaluation value calculation process is performed with the pixel block size of the minimum processing unit, and the total of the conversion coefficients generated by Hadamard transform of the difference information between the original image and the predicted image is calculated as the evaluation value. Evaluation value calculating means for calculating the evaluation value of each of the plurality of pixel block sizes by repeating the processing of the pixel block size of the minimum processing unit,
A selection unit that selects a pixel block size that is a processing unit of an encoding process based on the evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit;
Quantize the orthogonal transform coefficient generated by orthogonal transform of the difference information between the original image and the predicted image, dequantize the generated quantized data, and inverse orthogonal transform the generated dequantized data An internal decoding means for generating decoded difference information, and performing an internal decoding process for generating decoded image information by adding the predicted image to the decoded difference information;
The internal decoding unit repeatedly performs a process of a pixel block size of a minimum processing unit in accordance with the pixel block size selected by the selection unit.
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JP2010128969A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Fujitsu Ltd | Hadamard transform circuit |
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-
2006
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