JP2000013801A - 動画像復号装置 - Google Patents

動画像復号装置

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JP2000013801A
JP2000013801A JP17317998A JP17317998A JP2000013801A JP 2000013801 A JP2000013801 A JP 2000013801A JP 17317998 A JP17317998 A JP 17317998A JP 17317998 A JP17317998 A JP 17317998A JP 2000013801 A JP2000013801 A JP 2000013801A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フレームメモリをメモリアクセス幅を考慮し圧
縮することにより、必要なメモリ容量を削減し、かつ高
速にメモリ内容の圧縮伸長処理を行うことが可能な動画
像復号装置の提供。 【解決手段】復号した画像信号に対して、メモリ圧縮伸
長部（図１の１１）は圧縮を行い、フレームメモリに蓄
積しておく。フレームメモリ（図１１０６）の占有量か
ら単一または複数のメモリ圧縮処理単位あるいはメモリ
圧縮処理の制御単位ごとの符号化ビット数が、メモリア
クセス単位のビット数をこえる場合もしくは不足する場
合には、メモリアクセス幅制御部（図１の１１０）がメ
モリアクセス単位のビット数以下に適合するような制御
を量子化制御部（図１の１０９）に対して行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動画像復号装置に
関し、特に符号化された動画像を復号する際のフレーム
メモリ容量を削減可能とした動画像復号装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動画像復号装置は、フレ
ームメモリ容量削減のための方法として用いられてい
る。従来の動画像復号装置として、例えば特開平９−２
６１６３５号公報には、参照画像の記憶と復号画像の並
び替えに必要なフレームメモリ容量を削減するための構
成として、復号した画像を圧縮するデータ圧縮回路と、
圧縮データを伸長するデータ伸長回路を備えた構成が開
示されている。また特開平９−２４７６７３公報には、
復号された動画像データのデータ量を削減するデータ量
削減手段で削減した動画像データをフレームメモリに蓄
積しフレームメモリから読み出されたデータのデータ量
をデータ量復元手段で復元する構成が提案されている。
【０００３】また例えば特開平１０−４５５０号公報に
は、適応画素差分符号化を用いてメモリ低減を図る装置
が提案されている。同公報記載の装置では、直交変換を
用いて圧縮されたｎ×ｍ画素の各ブロックの変動を推定
し、適応画素差分符号化に従って、各ブロックの第一の
画素をｐビットで符号化し、変動の推定値をｎ×ｈビッ
トで符号化し、さらに第一の画素に続く他の各画素とブ
ロックの全ての画素との平均値との間の差分をｐ−ｋビ
ットで符号化し圧縮を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−４５５０号公報等に提案されている従来のフ
レームメモリ容量削減を目的とした動画像復号装置で
は、効率的なメモリアクセスが実現できない、という問
題点を有している。
【０００５】その理由は、上記した動画像復号装置のメ
モリ圧縮伸長部においては、メモリのアクセス幅につい
て何ら考慮されていないためである。
【０００６】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、圧縮操作により
画像の復号時に必要となるフレームメモリの容量を削減
するとともに、メモリ内容の圧縮伸長処理の高速化を達
成し、さらには高品質な画像を復号する動画像復号装置
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の動画像復号装置は、フレーム間予測方式を用い
て作成された圧縮ストリームを入力とした動画像復号装
置において、復号された画像信号をメモリに格納する際
に圧縮する圧縮手段と、前記メモリに格納された圧縮画
像信号を伸長する伸長手段と、前記圧縮手段における圧
縮時の量子化を制御する量子化手段と、単一または複数
のメモリ圧縮処理単位あるいはメモリ圧縮処理の制御単
位ごとの情報量が、前記メモリのアクセス単位のビット
数に適合するように、前記量子化制御手段の制御を行う
アクセス幅制御手段と、を備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明の動画像復号装置は、その好ましい実施の
形態において、復号した画像信号に対して、メモリ圧縮
器（図１の１０５）で圧縮を行い、フレームメモリ（図
１の１０６）に格納する。フレームメモリ（図１の１０
６）の占有量から、単一または複数のメモリ圧縮処理単
位あるいはメモリ圧縮処理の制御単位ごとの符号化デー
タビット数が、メモリアクセス単位のビット数を超える
場合、もしくは不足する場合には、メモリアクセス幅制
御部（図１の１１０）が、メモリアクセス単位のビット
数以下に適合するような制御を、量子化器制御部（図１
の１０９）に対して行う。
【０００９】まず本発明の原理について説明する。復号
された画像信号は様々な方式の圧縮方式を用いて圧縮が
行われる。しかし、圧縮操作により割り当てられる圧縮
処理単位あたりの符号化データビット数は圧縮率から割
り当てられたものであり、メモリアクセス単位のビット
数を考慮したものではない。
【００１０】メモリアクセス単位のビット数をＭ１ビッ
ト、圧縮率から割り当てられた圧縮処理単位の符号化デ
ータビット数を、それぞれＮ１、Ｎ２、Ｎ３、…Ｎｎと
し、Ｍ１＜Ｎ１＋Ｎ２＋…＋Ｎｎであるものとする。こ
の場合、ｎブロックの符号化データを、１回のアクセス
で抽出することができない。そこで、Ｎ１＋Ｎ２＋…＋
Ｎｎから割り当てられたビット数をＮ１＋Ｎ２＋…＋Ｎ
ｎ−Ｍ１以上減らすことで、割り当てビットをＭ１以下
とすることができ、このため、１回のアクセスで符号化
データを取り出すことができる。
【００１１】図２に、ｎブロックとしてｎ＝３の例を示
す。Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３ビットから、Ｍ２（Ｍ２＝（Ｎ１
＋Ｎ２＋Ｎ３）−Ｍ１）ビット以上差し引き割り当てビ
ットをＭ１以下にすることができる。
【００１２】一方、図３に示すように、メモリアクセス
単位のビット数Ｍ１よりも割り当てビットが少なく、フ
レームメモリの容量がある場合は符号化データのビット
数割り当てを増やすこともできる。
【００１３】本発明は、かかる原理に基づき、メモリア
クセス幅制御部（図１の１１０）が、フレームメモリの
アクセス幅の制御を量子化制御部に対して行う。
【００１４】本発明の実施の形態においては、メモリ圧
縮器およびメモリ伸長器は、画素差分予測符号化方式に
従いそれぞれ圧縮及び伸長を行う構成としてもよい。
【００１５】本発明の実施の形態においては、アクセス
幅制御部からのアクセス幅情報に基づき、単一または複
数のメモリ圧縮処理単位あるいはメモリ圧縮処理の制御
単位ごとの発生情報量がメモリアクセス単位のビット数
をこえる場合、量子化特性の異なる複数の量子化器及び
量子化テーブルを用意しておき、アクセス幅に適合する
ような量子化器を選択して量子化制御を行う。この場
合、量子化特性の異なる複数の量子化器で一つの量子化
テーブルを共有するように構成してもよい。すなわち、
求められる量子化特性（分解能等）に応じて一つの量子
化テーブルの参照間隔を可変させることで、一つの量子
化テーブルを共有しながら異なった量子化特性を得るこ
とができる。
【００１６】また本発明の実施の形態においては、メモ
リ圧縮器およびメモリ伸長器は、直交変換符号化方式に
従いそれぞれ圧縮及び伸長を行うようにしてもよい。
【００１７】さらに本発明の実施の形態においては、ア
クセス幅制御部は、圧縮ストリームに含まれる情報を用
いて、量子化制御部にアクセス幅制御を行うようにして
もよい。以下実施例に即して詳細に説明する。
【００１８】
【実施例】本発明の第一の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例の構成を示す
図である。
【００１９】図１を参照すると、本実施例は、可変長復
号器１０１、逆量子化器１０２、逆離散コサイン変換器
（Inverse DCT）１０３、加算器１０４、動き補償部１
０８、及びメモリ圧縮伸長部１１を備えて構成されてい
る。メモリ圧縮伸長部１１は、メモリ圧縮器１０５、フ
レームメモリ１０６、メモリ伸長器１０７、量子化器制
御部１０９，及びメモリ幅制御部１１０を備えて構成さ
れている。
【００２０】ISOIS13818-2（MPEG-2VIDEO）等の方式に
より符号化された圧縮動画像ストリームが入力として可
変長復号器１０１に供給される。
【００２１】可変長復号器１０１は、可変長復号を実行
し、その結果を逆量子化器１０２に供給する。
【００２２】逆量子化器１０２は、逆量子化を実行し、
その結果を逆離散コサイン変換器１０３に供給する。
【００２３】逆離散コサイン変換器１０３は、変換係数
を画像信号に変換し、その結果を加算器１０４に供給す
る。
【００２４】加算器１０４は、逆離散コサイン変換器１
０３から供給される画像信号と動き補償部１０８から供
給される予測画像信号の加算を実行し、その結果をメモ
リ圧縮伸長部１１に供給する。
【００２５】メモリ圧縮伸長部１１は、復号された画像
信号に対して、圧縮、伸長操作を行い、動き補償部１０
８に供給する。
【００２６】動き補償部１０８は、可変長復号器１０１
から供給される動きベクトルとメモリ圧縮伸長部１１か
ら供給される画像信号から動き補償を行い、予測画像信
号を加算器１０４に供給する。
【００２７】メモリ圧縮伸長部１１のメモリ圧縮器１０
５は、加算器１０４から供給される画像信号に対して圧
縮を行い、フレームメモリ１０６に格納する。
【００２８】メモリ伸長器１０７は、圧縮された画像信
号をフレームメモリ１０６から抽出、伸長を行い、動き
補償部１０８に供給する。
【００２９】量子化制御部１０９は、メモリ圧縮器１０
５、メモリ伸長器１０７に対して、画像信号に対する量
子化の制御を行う。
【００３０】アクセス幅制御部１１０は、フレームメモ
リ１０６の情報を用いて、単一または複数のメモリ圧縮
処理単位、あるいはメモリ圧縮処理の制御単位、ごとの
情報量が、メモリアクセス単位のビット数以下に適合す
るような制御を、量子化制御部１０９に対して行う。
【００３１】メモリ圧縮器、メモリ伸長器での圧縮符号
化としては、例えば画素差分符号化、適応画素差分符号
化、ＤＣＴ変換、アダマール変換、ウェーブレット変換
などが用いられる。
【００３２】図４は、本発明の一実施例における、メモ
リ圧縮器１０５、メモリ伸長器１０７を、画素差分符号
化で構成した場合のメモリ圧縮伸長部１１の構成の一例
を示す図である。図１のメモリ圧縮器１０５、メモリ伸
長器１０７は、図４のメモリ圧縮器２１、メモリ伸長器
２３に対応する。
【００３３】図４を参照すると、メモリ圧縮器２１は、
減算器２０１、量子化器２０２、等長符号化器２０３、
逆量子化器２０４、加算器２０５、及び予測器２０６を
備えて構成される。メモリ伸長部２３は、等長復号器２
０７、逆量子化器２０８、加算器２０９、及び予測器２
１０を備えて構成されている。
【００３４】圧縮を行う画像信号が入力として減算器２
０１に供給され、減算器２０１は、この入力信号と予測
器２０６から供給される予測値との減算を行い、予測誤
差を量子化器２０２に供給する。
【００３５】量子化器２０２は、量子化制御部２４の制
御に従い、予測誤差の量子化を行い、等長符号化器２０
３及び逆量子化器２０４に供給する。
【００３６】等長符号化器２０３は、量子化値を符号化
しフレームメモリ２２へ格納する。逆量子化器２０４、
加算器２０５、予測器２０６においては、逆量子化、局
所復号を行い、予測器２０６の出力を減算器２０１に供
給する。
【００３７】メモリアクセス幅制御部２５は、フレーム
メモリ２２の占有率から圧縮率を考慮しメモリアクセス
単位のビット数に適合するようなビット割り当て制御を
量子化制御部２４に対して行う。
【００３８】量子化制御部２４は、メモリアクセス幅情
報を加えた量子化制御を行い、単一または複数のメモリ
圧縮処理単位あるいはメモリ圧縮処理の制御単位ごとの
発生情報量がメモリアクセス単位のビット数以下とする
制御を量子化器２０２に対して行う。
【００３９】この実施例において、圧縮処理単位を固定
とすると、単一または複数のｍ×ｎの画素のブッロクが
圧縮処理単位となる。
【００４０】メモリ伸長器２３は、フレームメモリ２２
の圧縮された画像信号を入力として、伸長、逆量子化を
経て、圧縮された画像信号の伸長を行い、画像信号を出
力する。
【００４１】次にメモリアクセス幅制御の一つの実現例
を説明する。予測誤差の量子化には固定圧縮率の量子化
器が一つ用いられている。このような場合では、単一ま
たは複数のメモリ圧縮処理単位あるいはメモリ圧縮処理
の制御単位ごとの発生情報量がメモリアクセス単位のビ
ット数をこえる場合、複数の量子化器を用意し、アクセ
ス幅に適合するような制御を行う。この例の場合、フレ
ームメモリの占有量は固定とすることが可能であるた
め、フレームメモリからの情報は必要ない。なお、量子
化特性の異なる複数の量子化器で一つの量子化テーブル
を共有するように構成してもよい。
【００４２】一方、直交変換などの場合には、単一また
は複数のメモリ圧縮処理単位あるいはメモリ圧縮処理の
制御単位ごとの発生情報量を固定とすることが困難であ
る。このような場合には、フレームメモリ占有量を使う
と都合がよい。
【００４３】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。前記第一の実施例ではアクセス幅制御部１１０
は、アクセスメモリ幅、フレームメモリの占有量を用い
て量子化器制御部１０９に対して制御を行っていた。
【００４４】図５は、本発明の第二の実施例の構成を示
す図である。図５を参照すると、本発明の第二の実施例
では、アクセス幅制御部１１０は、逆量子化器１０２か
らの情報を入力し、量子化制御部１０９に対して、圧縮
ストリームに含まれる情報を加えた制御、すなわち量子
化時の情報を加えた制御を行っている。このため、圧縮
ストリームの情報や画像上の位置関係などを考慮するこ
とにより、画質を向上させるような情報量の割り当てを
可能としている。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
【００４６】本発明の第１の効果は、メモリ内容の圧縮
伸長処理を高速に処理することができる、ということで
ある。
【００４７】その理由は、本発明においては、メモリア
クセス単位のビット数以下となる量子化制御を行うた
め、伸長に必要な圧縮された画像信号へのメモリアクセ
ス回数が減少する、ためである。
【００４８】本発明の第２の効果は、圧縮ストリームに
含まれる情報を用いて情報量の割り当て制御を行うこと
により、画素の誤差を抑え、画質を向上させることがで
きる、ということである。
【００４９】その理由は、本発明においては、圧縮スト
リームの情報や画像上の位置関係などを考慮することに
より、画質を向上させるような情報量の割り当てが可能
となるためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例の動画像復号装置の構成
を示すブロック図である。
【図２】本発明の原理を説明するための図であり、アク
セスビット幅と量子化データの幅を示す図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図であり、アク
セスビット幅と量子化データの幅を示す図である。
【図４】本発明の第一の実施例におけるメモリ圧縮伸長
部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施例の構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
１１ メモリ圧縮伸長部 ２１ メモリ圧縮器 ２２ フレームメモリ ２３ メモリ伸長器 ２４ 量子化制御部 ２５ メモリアクセス幅制御部 １０１ 可変長復号器 １０２ 逆量子化器 １０３ 逆離散コサイン変換器 １０４ 加算器 １０５ メモリ圧縮器 １０６ フレームメモリ １０７ メモリ伸長器 １０８ 動き補償部 １０９ 量子化器制御部 １１０ メモリアクセス幅制御部 ２０１ 減算器 ２０２ 量子化器 ２０３ 等長符号器 ２０４ 逆量子化器 ２０５ 加算器 ２０６ 予測器 ２０７ 等長復号器 ２０８ 逆量子化器 ２０９ 加算器 ２１０ 予測器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C052 AA17 CC11 GA07 GB01 GB06 GC05 GE04 GF01 GF04 5C053 FA27 GB29 GB34 GB37 HA33 KA01 5C059 KK08 MA00 MA05 MA22 MA23 MA24 MC14 MD02 NN01 NN21 PP04 TA46 TA53 TB20 TC36 UA05 UA37 5C077 LL17 LL18 RR21 SS02

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フレーム間予測方式を用いて作成された圧
    縮ストリームを入力とする動画像復号装置において、 復号された画像信号を記憶手段に格納する際に圧縮する
    圧縮手段と、 前記記憶手段に格納された圧縮画像信号を伸長する伸長
    手段と、 前記圧縮手段における圧縮時の量子化を制御する量子化
    制御手段と、 前記記憶手段のアクセス単位のビット数に適合するよう
    なビット割り当て制御を前記量子化制御手段で行うよう
    に制御するアクセス幅制御手段と、 を備えたことを特徴とする動画像復号装置。
  2. 【請求項２】前記アクセス幅制御手段が、一または複数
    の圧縮処理単位あるいは圧縮処理の制御単位ごとの符号
    化ビット数が、前記記憶手段のアクセス単位のビット数
    を超える場合もしくは不足する場合に、前記記憶手段の
    アクセス単位のビット数に適合するように、前記量子化
    制御手段の制御を行う、ことを特徴とする請求項１記載
    の動画像復号装置。
  3. 【請求項３】前記圧縮手段および伸長手段が、画素差分
    予測符号化方式に従いそれぞれ圧縮及び伸長を行うこと
    を特徴とする請求項１又は２記載の動画像復号装置。
  4. 【請求項４】複数の量子化特性テーブルを備えることを
    特徴とする請求項２又は３記載の動画像復号装置。
  5. 【請求項５】複数の量子化器で量子化特性テーブルを共
    有することを特徴とする請求項２又は３記載の動画像復
    号装置。
  6. 【請求項６】前記圧縮手段および伸長手段が、直交変換
    符号化方式に従いそれぞれ圧縮及び伸長を行うことを特
    徴とする請求項１記載の動画像復号装置。
  7. 【請求項７】前記アクセス幅制御手段が、圧縮ストリー
    ムに含まれる情報を用いて制御を行うことを特徴とする
    請求項１乃至６のいずれか一に記載の動画像復号装置。
  8. 【請求項８】フレーム間予測方式を用いて符号化された
    圧縮ストリームを入力とする動画像復号装置において、 復号された画像信号を圧縮する圧縮手段と、 前記圧縮手段で圧縮された画像信号を格納する記憶手段
    と、 前記記憶手段に格納された圧縮画像信号を伸長する伸長
    手段と、 前記圧縮手段における圧縮時の量子化を制御する量子化
    制御手段と、 前記記憶手段のアクセス単位のビット数に適合するよう
    なビット割り当て制御を、前記量子化制御手段に対して
    行う前記アクセス幅制御手段と、を備え、 前記量子化制御手段は、前記アクセス幅制御手段からの
    アクセス幅情報に基づき、一または複数の圧縮処理単
    位、もしくは圧縮処理の制御単位ごとの発生情報量が、
    前記記憶手段のアクセス単位のビット数を超える場合も
    しくは不足する場合に、前記記憶手段のアクセス単位の
    ビット数以下となるように、前記圧縮手段での量子化を
    制御する、ことを特徴とする動画像復号装置。
  9. 【請求項９】前記アクセス幅制御手段が、前記記憶手段
    のメモリ占有量から、前記記憶手段のアクセス単位のビ
    ット数に適合するようなビット割り当て制御を、前記量
    子化制御手段に対して行うことを特徴とする動画像復号
    装置。
  10. 【請求項１０】前記アクセス幅制御手段が、圧縮ストリ
    ームに含まれる情報を用いて制御を行うことを特徴とす
    る請求項８又は９記載の動画像復号装置。
  11. 【請求項１１】前記アクセス幅制御手段が、前記記憶手
    段のアクセス単位のビット数に対して、圧縮処理単位の
    符号化データの割り当てビット数が、前記記憶手段のア
    クセス単位のビット数を超える場合又は前記記憶手段の
    アクセス単位のビット数に満たない場合に、前記圧縮処
    理単位の符号化データの割り当てビット数から所定ビッ
    ト数減らすか、または増やすことで、前記記憶手段のア
    クセス単位のビット数以下となるような制御を前記量子
    化制御手段に対して行うことにより、前記記憶手段へ１
    回のアクセスで符号化データを取出し可能としたことを
    特徴とする請求項８記載の動画像復号装置。
  12. 【請求項１２】前記圧縮手段が、前記量子化制御手段の
    制御のもと、前記復号された画像信号を量子化する量子
    化器の量子化特性を制御する、ことを特徴とする請求項
    ８記載の動画像復号装置。
  13. 【請求項１３】量子化特性の互いに異なる複数の量子化
    器を備え、該複数の量子化器が量子化特性テーブルを共
    有することを特徴とする請求項１２記載の動画像復号装
    置。
  14. 【請求項１４】前記圧縮手段が、減算器、量子化器、符
    号化器、逆量子化器、加算器、及び予測器を備え、 前記復号された画像信号と前記予測器からの予測値とを
    前記減算器で減算してなる予測誤差を前記量子化器に供
    給し、 前記量子化器は、前記量子化制御手段の制御のもと、 前記予測誤差を量子化して前記符号化器及び前記逆量子
    化器に供給し、 前記符号化器は前記量子化器の出力を符号化して前記記
    憶手段に出力し、 前記逆量子化器、前記加算器及び前記予測器にて逆量子
    化及び局所復号を行う、ことを特徴とする、請求項８記
    載の動画像復号装置。
  15. 【請求項１５】前記記憶手段がフレームメモリであるこ
    とを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一に記載の
    動画像復号装置。
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