JP2000013804A - 画素演算方法および画素演算装置 - Google Patents
画素演算方法および画素演算装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 動画像圧縮符号化のための動きベクトル検出
に係る画素演算を複数画素同時に行うことで動きベクト
ル検出にかかる演算サイクル数を抑える。 【解決手段】 符号化画像メモリ４０１から読み出され
た２画素と、順方向参照画像メモリ４０２から読み出さ
れた探索領域内の２画素あるいは逆方向参照画像メモリ
４０３から読み出された探索領域内の２画素からセレク
トした２画素間で差分絶対値演算器４０４、４０５で差
分絶対値が演算され、加算器４０６で２つの差分絶対値
演算器からの演算結果とレジスタ４０７に蓄えられてい
る前回の演算結果を加算し、その加算結果を再びレジス
タ４０７に格納する。符号化画像内の画素と参照画像内
の探索領域画像の全ての画素との差分絶対値を累和した
結果を符号化画像と探索領域画像との相関度として用
い、その値から動きベクトル決定部４０８で動きベクト
ルとして検出することで演算サイクルを抑える。
に係る画素演算を複数画素同時に行うことで動きベクト
ル検出にかかる演算サイクル数を抑える。 【解決手段】 符号化画像メモリ４０１から読み出され
た２画素と、順方向参照画像メモリ４０２から読み出さ
れた探索領域内の２画素あるいは逆方向参照画像メモリ
４０３から読み出された探索領域内の２画素からセレク
トした２画素間で差分絶対値演算器４０４、４０５で差
分絶対値が演算され、加算器４０６で２つの差分絶対値
演算器からの演算結果とレジスタ４０７に蓄えられてい
る前回の演算結果を加算し、その加算結果を再びレジス
タ４０７に格納する。符号化画像内の画素と参照画像内
の探索領域画像の全ての画素との差分絶対値を累和した
結果を符号化画像と探索領域画像との相関度として用
い、その値から動きベクトル決定部４０８で動きベクト
ルとして検出することで演算サイクルを抑える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は動画像圧縮符号化に
おける画素演算方法および画素演算装置に関するもので
ある。
おける画素演算方法および画素演算装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】容量の小さい通信回線を用いての動画像
信号の転送や蓄積のためには、膨大なデータを有する画
像信号のデータ量を削減する画像圧縮技術が必要不可欠
となっている。一般に、画像信号は高い冗長性(削減可
能な情報)を含んでおり、その冗長度を削減する方法の
一つとしてフレーム間予測符号化方式がある。しかし、
この方式は動きの小さい画像に対しては高い画像符号圧
縮が図れるが、動きの大きい画像はフレーム間の相関が
低くなるので後に符号量が多く発生してしまう。その問
題を解決する方法に動きベクトルを用いた動き補償予測
符号化方式がある。
信号の転送や蓄積のためには、膨大なデータを有する画
像信号のデータ量を削減する画像圧縮技術が必要不可欠
となっている。一般に、画像信号は高い冗長性(削減可
能な情報)を含んでおり、その冗長度を削減する方法の
一つとしてフレーム間予測符号化方式がある。しかし、
この方式は動きの小さい画像に対しては高い画像符号圧
縮が図れるが、動きの大きい画像はフレーム間の相関が
低くなるので後に符号量が多く発生してしまう。その問
題を解決する方法に動きベクトルを用いた動き補償予測
符号化方式がある。
【０００３】この動きベクトルは、一般にはブロックマ
ッチング法によって検出される。MPEG２の予測方法に
は、過去の画像から予測する順方向予測、未来の画像か
ら予測する逆方向予測、順方向・逆方向の両方の画素か
ら予測する双方向予測、また画像がフレーム構造かフィ
ールド構造かの違いによるフレーム動き補償予測、フィ
ールド動き補償予測、さらに２つの参照フィールドの平
均値により予測を行うデュアルプライム予測がある。こ
れらの予測の中から最適な予測モードを選択し、求まっ
た動きベクトルを基に動き補償を行う。従来の動きベク
トル検出装置として、特開平５−２３６４５５号公報に
示されるものがある。
ッチング法によって検出される。MPEG２の予測方法に
は、過去の画像から予測する順方向予測、未来の画像か
ら予測する逆方向予測、順方向・逆方向の両方の画素か
ら予測する双方向予測、また画像がフレーム構造かフィ
ールド構造かの違いによるフレーム動き補償予測、フィ
ールド動き補償予測、さらに２つの参照フィールドの平
均値により予測を行うデュアルプライム予測がある。こ
れらの予測の中から最適な予測モードを選択し、求まっ
た動きベクトルを基に動き補償を行う。従来の動きベク
トル検出装置として、特開平５−２３６４５５号公報に
示されるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】サイクル数の異なる複
数の画像処理(画素演算)を、１画素ずつ異なる回路で処
理を行うとすると、処理サイクル数の長さの違いによ
り、処理の組合せによっては、ある一つの回路がその他
の回路での画素演算終了まで待ち状態に陥り、処理全体
の演算サイクル数が増大してしまうことがある。このこ
とを以下図２を用いて詳しく説明する。図２は従来の画
素演算方法を用いた場合の、処理全体に係る演算サイク
ル数を示す図である。図２は１画素ずつ演算する演算器
を２つ用いて並列に演算する画素演算方法である。演算
Ａおよび演算Ｂの結果を用いなければならない演算Ｃが
ある場合、図２の演算方法では、演算器１で演算Ａを処
理し、それと並行して演算器２で演算Ｂの処理を行い、
処理サイクルの長い演算Ａの処理が終了した後に演算器
１で演算Ｃを処理を行うため、全体の処理サイクルとし
てＬ１時間かかってしまう。
数の画像処理(画素演算)を、１画素ずつ異なる回路で処
理を行うとすると、処理サイクル数の長さの違いによ
り、処理の組合せによっては、ある一つの回路がその他
の回路での画素演算終了まで待ち状態に陥り、処理全体
の演算サイクル数が増大してしまうことがある。このこ
とを以下図２を用いて詳しく説明する。図２は従来の画
素演算方法を用いた場合の、処理全体に係る演算サイク
ル数を示す図である。図２は１画素ずつ演算する演算器
を２つ用いて並列に演算する画素演算方法である。演算
Ａおよび演算Ｂの結果を用いなければならない演算Ｃが
ある場合、図２の演算方法では、演算器１で演算Ａを処
理し、それと並行して演算器２で演算Ｂの処理を行い、
処理サイクルの長い演算Ａの処理が終了した後に演算器
１で演算Ｃを処理を行うため、全体の処理サイクルとし
てＬ１時間かかってしまう。
【０００５】従って、本発明の目的は、回路を待ち状態
にすることなく、効率的に演算を行い、サイクル数を抑
えることを可能とする画素演算方法および画素演算装置
を提供することにある。
にすることなく、効率的に演算を行い、サイクル数を抑
えることを可能とする画素演算方法および画素演算装置
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に請求項１、２記載の本発明は、従来のように異なる回
路で並列に画素演算するのではなく、サイクル数の異な
る複数の画素演算を行う処理に於いて、それぞれの処理
を複数画素を同時に画素演算することで全体の処理サイ
クル数を抑えるものである。
に請求項１、２記載の本発明は、従来のように異なる回
路で並列に画素演算するのではなく、サイクル数の異な
る複数の画素演算を行う処理に於いて、それぞれの処理
を複数画素を同時に画素演算することで全体の処理サイ
クル数を抑えるものである。
【０００７】この構成によれば、一つの回路で複数画素
同時に処理することで、一つの演算に係るサイクル数を
１／複数に低減させた状態で順次演算を処理するので、
効率的にサイクル数を抑えた演算を行うこととなる。
同時に処理することで、一つの演算に係るサイクル数を
１／複数に低減させた状態で順次演算を処理するので、
効率的にサイクル数を抑えた演算を行うこととなる。
【０００８】請求項３記載の本発明は、 符号化画像を
複数の符号化領域に分割した符号化ブロックに対し参照
画像内の探索領域からブロックマッチング法により動き
ベクトルを検出する際の画素演算処理に於いて、前記画
素演算処理に於いて複数画素を同時に処理することで演
算に係るサイクル数を抑える動きベクトル検出方法であ
る。
複数の符号化領域に分割した符号化ブロックに対し参照
画像内の探索領域からブロックマッチング法により動き
ベクトルを検出する際の画素演算処理に於いて、前記画
素演算処理に於いて複数画素を同時に処理することで演
算に係るサイクル数を抑える動きベクトル検出方法であ
る。
【０００９】請求項４記載の本発明は、符号化画像を複
数の符号化領域に分割した符号化ブロックに対し参照画
像内の探索領域からブロックマッチング法により動きベ
クトルを検出する動きベクトル検出回路であって、前記
符号化ブロック内の画素と前記参照画像探索領域内の画
素を複数同時に処理して相関度を求め、前記相関度より
動きベクトルを決定する動きベクトル決定部を具備した
動きベクトル検出回路である。
数の符号化領域に分割した符号化ブロックに対し参照画
像内の探索領域からブロックマッチング法により動きベ
クトルを検出する動きベクトル検出回路であって、前記
符号化ブロック内の画素と前記参照画像探索領域内の画
素を複数同時に処理して相関度を求め、前記相関度より
動きベクトルを決定する動きベクトル決定部を具備した
動きベクトル検出回路である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１から図５を用いて説明する。
いて、図１から図５を用いて説明する。
【００１１】図１は本発明の画素演算方法の原理を示す
概念図である。本図は処理全体に係る演算サイクル数を
示す図である。演算Ａおよび演算Ｂの結果を用いなけれ
ばならない演算Ｃがある場合を考える。
概念図である。本図は処理全体に係る演算サイクル数を
示す図である。演算Ａおよび演算Ｂの結果を用いなけれ
ばならない演算Ｃがある場合を考える。
【００１２】本発明によれば、２画素ずつ演算する演算
器３を１つ用いて各演算を半分のサイクルで処理する。
つまり、演算器３で演算Ａの処理を行った後、演算Ｂ、
演算Ｃの順に順次処理を行うことで、演算器に無駄な待
ち時間を与えることなく全体の総処理サイクル数をＬ２
(＜Ｌ１)時間にすることができる。
器３を１つ用いて各演算を半分のサイクルで処理する。
つまり、演算器３で演算Ａの処理を行った後、演算Ｂ、
演算Ｃの順に順次処理を行うことで、演算器に無駄な待
ち時間を与えることなく全体の総処理サイクル数をＬ２
(＜Ｌ１)時間にすることができる。
【００１３】なお、図３に示すように演算Ａ'と演算Ｂ'
の処理サイクル数が等しい時で、かつ演算Ａ'及び演算
Ｂ'の結果を用いなければならない演算Ｃ'を処理する場
合、本発明を用いても従来と遜色がない。
の処理サイクル数が等しい時で、かつ演算Ａ'及び演算
Ｂ'の結果を用いなければならない演算Ｃ'を処理する場
合、本発明を用いても従来と遜色がない。
【００１４】なお、上記説明では一つの演算器３で２画
素ずつ同時に演算する方法について説明したが、本発明
では２画素以上の複数の画素を同時に演算する方法を用
いてもよい。
素ずつ同時に演算する方法について説明したが、本発明
では２画素以上の複数の画素を同時に演算する方法を用
いてもよい。
【００１５】図４は本発明の一実施の形態における動き
ベクトル検出回路の構成を示す図である。同動きベクト
ル検出回路は図１の演算器３に対応しており、符号化画
像メモリ４０１、順方向参照画像メモリ４０２、逆方向
参照画像メモリ４０３、差分絶対値演算器４０４、４０
５、加算器４０６、レジスタ４０７、動きベクトル決定
部４０８から構成されている。
ベクトル検出回路の構成を示す図である。同動きベクト
ル検出回路は図１の演算器３に対応しており、符号化画
像メモリ４０１、順方向参照画像メモリ４０２、逆方向
参照画像メモリ４０３、差分絶対値演算器４０４、４０
５、加算器４０６、レジスタ４０７、動きベクトル決定
部４０８から構成されている。
【００１６】符号化画像メモリ４０１から読み出された
２画素と、順方向参照画像メモリ４０２から読み出され
た探索領域内の２画素あるいは逆方向参照画像メモリ４
０３から読み出された探索領域内の２画素からセレクト
した２画素間で差分絶対値演算器４０４、４０５で差分
絶対値が演算され、加算器４０６で２つの差分絶対値演
算器４０４、４０５からの演算結果とレジスタ４０７に
蓄えられている前回の演算結果を加算し、その加算結果
を再びレジスタ４０７に格納する。符号化画像内の画素
と参照画像内の探索領域画像の全ての画素との差分絶対
値を累和した結果を符号化画像と探索領域画像との相関
度として用い、その値から動きベクトル決定部４０８で
動きベクトルを検出する。
２画素と、順方向参照画像メモリ４０２から読み出され
た探索領域内の２画素あるいは逆方向参照画像メモリ４
０３から読み出された探索領域内の２画素からセレクト
した２画素間で差分絶対値演算器４０４、４０５で差分
絶対値が演算され、加算器４０６で２つの差分絶対値演
算器４０４、４０５からの演算結果とレジスタ４０７に
蓄えられている前回の演算結果を加算し、その加算結果
を再びレジスタ４０７に格納する。符号化画像内の画素
と参照画像内の探索領域画像の全ての画素との差分絶対
値を累和した結果を符号化画像と探索領域画像との相関
度として用い、その値から動きベクトル決定部４０８で
動きベクトルを検出する。
【００１７】図５は、従来の動きベクトル検出回路の構
成を示す図である。同動きベクトル検出回路は、符号化
画像メモリ５０１、順方向参照画像メモリ５０２、逆方
向参照画像メモリ５０３、差分絶対値演算器５０４、５
０５、加算器５０６、５０７、レジスタ５０８、５０
９、動きベクトル決定部５１０、５１１から構成されて
いる。
成を示す図である。同動きベクトル検出回路は、符号化
画像メモリ５０１、順方向参照画像メモリ５０２、逆方
向参照画像メモリ５０３、差分絶対値演算器５０４、５
０５、加算器５０６、５０７、レジスタ５０８、５０
９、動きベクトル決定部５１０、５１１から構成されて
いる。
【００１８】符号化画像メモリ５０１から読み出された
１画素と、順方向参照画像メモリ５０２から読み出され
た探索領域内の１画素間で差分絶対値演算器５０４で差
分絶対値が演算され、加算器５０６で１つの差分絶対値
演算器５０４からの演算結果とレジスタ５０８に蓄えら
れている前回の演算結果を加算し、その加算結果を再び
レジスタ５０８に格納する。符号化画像内の画素と順方
向参照画像内の探索領域画像の全ての画素との差分絶対
値を累和した結果を符号化画像と探索領域画像との相関
度として用い、その値から動きベクトル決定部５１０で
順方向動きベクトルとして検出する。同様に逆方向動き
ベクトル検出は、符号化画像メモリ５０１と逆方向参照
画像メモリ５０３、差分絶対値演算器５０５、加算器５
０７、レジスタ５０９、動きベクトル決定部５１１を用
いて行われる。
１画素と、順方向参照画像メモリ５０２から読み出され
た探索領域内の１画素間で差分絶対値演算器５０４で差
分絶対値が演算され、加算器５０６で１つの差分絶対値
演算器５０４からの演算結果とレジスタ５０８に蓄えら
れている前回の演算結果を加算し、その加算結果を再び
レジスタ５０８に格納する。符号化画像内の画素と順方
向参照画像内の探索領域画像の全ての画素との差分絶対
値を累和した結果を符号化画像と探索領域画像との相関
度として用い、その値から動きベクトル決定部５１０で
順方向動きベクトルとして検出する。同様に逆方向動き
ベクトル検出は、符号化画像メモリ５０１と逆方向参照
画像メモリ５０３、差分絶対値演算器５０５、加算器５
０７、レジスタ５０９、動きベクトル決定部５１１を用
いて行われる。
【００１９】ここで図１の演算Ａはある符号化画像に対
し順方向動きベクトル検出処理に対応し、演算Ｂは逆方
向動きベクトル検出処理に対応し、演算Ｃは双方向動き
ベクトル検出処理に対応している。この場合、双方向動
きベクトル検出処理（演算Ｃ）は、順方向動きベクトル
検出処理（演算Ａ）および逆方向動きベクトル検出処理
（演算Ｂ）の結果を用いなければならない。
し順方向動きベクトル検出処理に対応し、演算Ｂは逆方
向動きベクトル検出処理に対応し、演算Ｃは双方向動き
ベクトル検出処理に対応している。この場合、双方向動
きベクトル検出処理（演算Ｃ）は、順方向動きベクトル
検出処理（演算Ａ）および逆方向動きベクトル検出処理
（演算Ｂ）の結果を用いなければならない。
【００２０】図４の構成によれば、ある符号化画像に対
し順方向動きベクトル（演算Ａ）や逆方向動きベクトル
（演算Ｂ）、さらに双方向動きベクトル（演算Ｃ）とい
った各種動きベクトルを検出するといった複数の演算処
理を行う場合には、図５の構成を用いて各動きベクトル
を検出する時に係る演算サイクルの半分のサイクルで実
行できるため（図２参照）、図１に示すように各種動き
ベクトル検出を順次行うことにより、回路が無駄な待ち
状態に陥ることなく動作でき、それにより全ての動きベ
クトル検出に係る総演算サイクル数を抑えることを可能
とする。
し順方向動きベクトル（演算Ａ）や逆方向動きベクトル
（演算Ｂ）、さらに双方向動きベクトル（演算Ｃ）とい
った各種動きベクトルを検出するといった複数の演算処
理を行う場合には、図５の構成を用いて各動きベクトル
を検出する時に係る演算サイクルの半分のサイクルで実
行できるため（図２参照）、図１に示すように各種動き
ベクトル検出を順次行うことにより、回路が無駄な待ち
状態に陥ることなく動作でき、それにより全ての動きベ
クトル検出に係る総演算サイクル数を抑えることを可能
とする。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明は、複数画素を同時
に演算することにより、動きベクトルに係るサイクル数
の無駄をなくし効率的に動きベクトルを検出することを
可能とする。
に演算することにより、動きベクトルに係るサイクル数
の無駄をなくし効率的に動きベクトルを検出することを
可能とする。
【図１】本発明の画素演算方法の原理を示す概念図
【図２】従来の方法により画素演算にかかるサイクル数
を表す図
を表す図
【図３】本発明の画素演算にかかるサイクル数を表す図
【図４】本発明の一実施の形態に係わる動きベクトル検
出回路の構成図
出回路の構成図
【図５】従来の動きベクトル検出回路の構成図
４０１，５０１ 符号化画像メモリ ４０２，５０２ 順方向参照画像メモリ ４０３，５０３ 逆方向参照画像メモリ ４０４，４０５，５０４，５０５ 差分絶対値演算器 ４０６，５０６，５０７ 加算器 ４０７，５０８，５０９ レジスタ ４０８，５１０，５１１ 動きベクトル決定部
Claims (4)
- 【請求項１】 サイクル数の異なる複数の画素演算を行
う処理に於いて、それぞれの処理を複数画素を同時に画
素演算することで全体の処理サイクル数を抑えることを
特徴とした画素演算方法。 - 【請求項２】 サイクル数の異なる複数の画素演算を行
う処理に於いて、それぞれの処理を複数画素を同時に画
素演算する演算器を具備した画素演算装置。 - 【請求項３】 符号化画像を複数の符号化領域に分割し
た符号化ブロックに対し参照画像内の探索領域からブロ
ックマッチング法により動きベクトルを検出する際の画
素演算処理に於いて、前記画素演算処理に於いて複数画
素を同時に処理することで演算に係るサイクル数を抑え
ることを特徴とした動きベクトル検出方法。 - 【請求項４】 符号化画像を複数の符号化領域に分割し
た符号化ブロックに対し参照画像内の探索領域からブロ
ックマッチング法により動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出回路であって、前記符号化ブロック内の画素
と前記参照画像探索領域内の画素を複数同時に処理して
相関度を求め、前記相関度より動きベクトルを決定する
動きベクトル決定部を具備した動きベクトル検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17854898A JP2000013804A (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 画素演算方法および画素演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17854898A JP2000013804A (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 画素演算方法および画素演算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000013804A true JP2000013804A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=16050417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17854898A Pending JP2000013804A (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 画素演算方法および画素演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000013804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116074533A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 湖南国科微电子股份有限公司 | 运动矢量预测方法、系统、电子设备及存储介质 |
-
1998
- 1998-06-25 JP JP17854898A patent/JP2000013804A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116074533A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 湖南国科微电子股份有限公司 | 运动矢量预测方法、系统、电子设备及存储介质 |
| CN116074533B (zh) * | 2023-04-06 | 2023-08-22 | 湖南国科微电子股份有限公司 | 运动矢量预测方法、系统、电子设备及存储介质 |
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