JP2000156864A - 動画像復号処理装置 - Google Patents

動画像復号処理装置

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JP2000156864A
JP2000156864A JP32830798A JP32830798A JP2000156864A JP 2000156864 A JP2000156864 A JP 2000156864A JP 32830798 A JP32830798 A JP 32830798A JP 32830798 A JP32830798 A JP 32830798A JP 2000156864 A JP2000156864 A JP 2000156864A
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filter
unit
moving image
moving picture
display memory
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JP32830798A
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Takeshi Nakajo
健 中條
Takashi Ida
孝 井田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速でかつ効果的にポストフィルタリング処
理を行うことのできる動画像復号処理装置を提供する。 【解決手段】 動画像を圧縮した符号化データを復号す
る動画像復号化手段110とポストフィルタ手段115
を有し、前記ポストフィルタ手段115は、前記動画像
復号化手段110によって復号されたブロック毎を復号
結果から、ブロック毎に表示メモリを書き換えるかどう
かを判定する領域書き換え判定手段111と、動画像復
号化手段によって復号された動画像信号のうち、領域を
書き換えている部分のみフィルタ処理を行い、表示メモ
リに書き込むフィルタ処理手段113と、フィルタ処理
した画像を蓄える表示メモリ114と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、動画像復号処理
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ポストフィルタは、再生側で画像にかけ
るフィルタで、圧縮によって生じる歪を軽減することが
目的である。特にDCT(離散コサイン変換)を用いた
画像符号化方式では、ブロック単位で符号化しているた
めに生じるブロック歪や量子化によって生じる擬似的な
高域成分によるモスキート歪といった歪が問題となる。
【0003】しかし、ポストフィルタ処理は、一般的に
は図8のように、動画像復号化処理部の後処理として、
画素毎にフィルタリング処理を行う必要があるため、大
きな計算量を必要とするという問題がある。例えば、I
TU−T H.261、H.263、ISO/IEC
MPEG−4等でよく用いられるCIFフォーマットの
場合、輝度信号だけでも、横352画素、縦288画素
で合計101376画素もの画素について、フィルタ処
理することになる。このような計算量の多い処理に対し
て、ソフトウェアで実現する場合、リアルタイムでの実
現が困難であったり、またハードウェアで実現する場合
でも、コスト面でも大きな負担であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術によるとポストフィルタ処理は、画素毎にフィルタ
処理を行うために、多くの計算量を必要とするという問
題点があった。
【0005】本発明は、少ない計算量で、効果的にポス
トフィルタ処理を行うことのできる動画像復号処理装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の動画
像復号処理装置は、動画像信号を符号化したデータを復
号する動画像復号手段と、動画像復号手段によって復号
した結果から、領域毎に表示メモリを書き換えるかどう
かを判定する領域書き換え判定手段と、動画像復号化手
段によって復号された動画像信号のうち、領域を書き換
えている部分のみフィルタ処理を行い、表示メモリに書
き込むフィルタ処理手段と、フィルタ処理した画像を蓄
える表示メモリと、を有することを特徴とする。
【0007】このようなフィルタ処理を行うことによ
り、表示メモリが書き換わらない場合は、以前にフィル
タ処理を行った画面がそのまま出力されることになる。
したがって、動画像復号化手段の出力を1フレーム全体
にフィルタ処理を行ったのと同等の操作となり、書き換
わらない領域の分だけ、フィルタ処理の計算量を削減す
ることができる。
【0008】また、第1の動画像復号処理装置のフィル
タ処理手段は、フィルタの出力値を一時的に保持するメ
モリ手段と、入力値と前記メモリ手段に蓄えられていた
1単位時間前のフィルタ出力値の差分を計算する手段
と、その差分値に基づいて、予め計算しておいた入力値
に対する変更値を出力するルックアップテーブル手段
と、前記入力値と前記変更値から、出力値を計算する手
段とを有するフィルタをある方向からのみならず、その
反対方向からも処理を行うフィルタ処理手段から構成さ
れる。
【0009】このような構成の、ルックアップテーブル
によって変更値をを予め計算しておくことで、計算量を
大幅に削減することができる。
【0010】このように互いに反対方向からフィルタ処
理を行うことによって、以前の出力値を用いる巡回型フ
ィルタの欠点である位相のずれを打ち消すことができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、図面
を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。図1
は、本発明の実施形態の動画像復号処理装置の構成を示
すブロック図である。
【0012】図1の動画像復号処理装置は、動画像復号
化部110とポストフィルタ部115の2つの部分から
成り立っている。
【0013】動画像復号化部110においては、まず、
伝送路または蓄積系から受信した符号化データは、入力
バッファ101に一度蓄えられ、多重化分離部102に
より1フレーム毎にシンタクスに基づいて分離し、可変
長復号化部103に出力する。可変長復号化部103で
は、各シンタクスの情報の可変長符号の復号をおこな
う。
【0014】可変長復号化部103において、マクロブ
ロックのモードがINTRAならば、モード切替スイッ
チ109をオフに選択して、可変長復号化部103で復
号化された量子化DCT係数情報は、逆量子化部104
で逆量子化され、IDCT部105で逆離散コサイン変
換処理をおこなうことにより、再生画像信号を生成させ
る。この再生画像信号は、フレームメモリ107に参照
画像として蓄積される一方、ポストフィルタ部115内
の移動物体合成表示部114に入力される。
【0015】可変長復号化部103において、マクロブ
ロックのモードがINTER及びNOT CODEDな
らば、モード切替スイッチ109をオフに選択して、可
変長復号化部103で復号化された量子化DCT係数情
報は、逆量子化部104で逆量子化され、IDCT部1
05で逆離散コサイン変換処理をおこない、可変長復号
化部103で復号化された動きベクトル情報に基づい
て、動き補償部108において参照画像を動き補償し、
加算器106で足しあわせて、再生画像信号を生成させ
る。この再生画像信号は、フレームメモリ107に参照
画像として蓄積される一方、ポストフィルタ部115内
のスイッチ112に入力される。
【0016】一方、ポストフィルタ部115において
は、領域書き換え判定部111では、可変長復号化部1
03のモード情報の復号結果から、各マクロブロックが
符号化されている(Coded)か、符号化されていな
い(Not Coded)を判定する。スイッチ112
に入力された再生画像信号は、領域書き換え判定部11
1の判定結果に基づいて、もし、Codedならば、再
生画像信号をフィルタ部113に入力し、フィルタ処理
を行い、フィルタ処理を行った再生画像信号を表示メモ
リ114に書き込む。もし、Not Codedなら
ば、フィルタ処理及び、表示メモリの書き換えは行わ
ず、表示メモリに保持されている再生画像信号が出力さ
れる。
【0017】このようなポストフィルタ処理を行うこと
により、表示メモリ114が書き換わらない場合は、以
前にフィルタ処理を行った画面がそのまま出力されるこ
とになる。したがって、動画像復号化部が出力した再生
画像信号を1フレーム全体にポストフィルタ処理を行っ
たのと同等の操作となり、Not Codedのマクロ
ブロックの分だけ、フィルタ処理の計算量を削減するこ
とができる。
【0018】本実施の形態においては、動画像復号化部
との組み合わせであったが、動画像符号化部の局部復号
画像の再生においても、モード情報の符号化結果から、
同様に表示メモリを用いてポストフィルタ処理を行うこ
とができることは言うまでもない。 (第2の実施の形態)第2の実施の形態においては、第
1の実施の形態のポストフィルタ部についての具体的な
方法について説明する。以下、図面を参照して本発明の
第2の実施形態を説明する。
【図2】は、フィルタ部のブロック図である。入力画素
値をP[t]、出力画素値をQ[t]とすると、tを画
素の位置を示している。tの位置の画素にフィルタをか
ける場合には、入力画素値P[t]と一時メモリ204
に蓄えてあったその一つ手前の出力画素値Q[t−1]
とを加算器201に入力し、差分dをとり、この値でル
ックアップテーブル202を引き、F(d)を決定し、
これを加算器203に入力して、入力画素値P[t]か
ら引く。この動作を数式で示すと次のようになる。
【数1】Q[t] = P[t] − F(P[t]− Q[t-1]) のような処理をする。関数Fは次の通り。なお、(in
t)は、0方向への整数化処理。
【数2】d= P[t] − Q[t-1]
【数3】 F(d)= (int)(d/(d×d/(u×u)+1.0) ルックアップテーブル202の中身は、関数Fで計算さ
れる値が予めテーブルとして記憶しておけばよい。例え
ば、画素値が0〜255の8ビットならば、dの値は、
−255〜+255となって、ルックアップテーブル
は、511個の配列を用意しておけばよい。ここで、u
はフィルタのパラメータで、uが大きいほど強くフィル
タがかかる。このフィルタの演算量は、1画素のフィル
タ処理に加算2回のみである。このフィルタの原理は、
一つ手前の画素との重み付け平均を計算である。但し、
一つ手前との差分によってその重み付けが変わる。
【数4】Q[t] =(1−α)P[t] + αQ[t-1] 重み付けの値のαの計算を
【数5】d= P[t] − Q[t-1]
【数6】α=1/(d×d/u×u+1) のように差分に対する2次間数の逆数を用いている。d
=uの時、α=0.5で単純平均になる。d<uの時、
α>0.5、d<uの時、α<0.5となる。また、こ
のフィルタ処理は、1つ手前の出力を使うことから巡回
型のフィルタ処理になっている。このフィルタリング処
理をもし、数式通りに実行した場合、多くの計算量を必
要とする。そこで数式4を変形して、
【数7】Q[t] = P[t] −α×( P[t] − Q[t-1] ) 右辺の第2項に数式5と数式6を代入すると、数式3の
関数Fが得られる。そこで、図2の構成のように、ルッ
クアップテーブルによって関数Fを予め計算しておくこ
とで、加算2回の処理にすることができる。図3は、図
2のフィルタを使ったポストフィルタ部115の具体的
な流れ図である。このポストフィルタ部では、フレーム
の4方向からフィルタ処理を行う。まず、フレームの右
から左のポストフィルタ処理(S101)を行う。次
は、反対方向の左から右のポストフィルタ処理(S10
2)を行う。同様に今度は、上から下のポストフィルタ
処理(S103)を行い、次に反対方向の下からの上の
ポストフィルタ処理を行う。この処理をYCbCrそれ
ぞれの信号に対して行う。このように互いに反対方向か
らフィルタ処理を行うことによって、巡回型フィルタの
欠点である位相のずれを打ち消すことができる。図4
は、右から左のポストフィルタ処理の場合の具体的な流
れ図である。ここで、iとjは、フレーム内の垂直方向
と水平方向のマクロブロックのアドレスをそれぞれ表
し、V_NMBとH_NMBはフレーム内の垂直方向と
水平方向のマクロブロック数を表している。まず、マク
ロブロック毎に可変長復号化部103からのモード情報
MODEの判定を行う。(S203)もし、MODEが
INTRA(フレーム内符号化)もしくはINTER
(フレーム間符号化)ならば、Codedと判定して、
そのマクロブロックの再生画像信号をポストフィルタ処
理を行い、結果を表示メモリに書き込む。(S204)
もし、MODEがNot Codedの場合は、何も行
わず、次のマクロブロックの処理に移る。図5は、(S
204)のマクロブロック内のポストフィルタ処理の動
作を示した図である。この場合、右から左のポストフィ
ルタ処理なのでマクロブロックの右から左へ図2のフィ
ルタリング処理を行う。この時、入力は、動画像復号化
部の再生動画像信号で、出力は、表示メモリとなる。図
6は、フレームのCodedマクロブロックを白色、N
ot Codedマクロブロックを灰色であらわした図
である、これに、図4の右から左のポストフィルタ処理
を行うと、図7(a)のようにCodedの部分のみに
ポストフィルタ処理を実行することなる。以下、同様に
左から右のポストフィルタ処理の場合は、図7(b)の
ように処理を行い、上から下のポストフィルタ処理の場
合、図7(c)のように処理を行い、下から上のポスト
フィルタ処理の場合、図7(d)のように処理をYCb
Crの各信号について行う。ただし、最初の右から左の
ポストフィルタ処理の時は、入力は、動画像復号化部の
再生動画像信号で、出力は、表示メモリであったが、以
後の3つのポストフィルタ処理は、入力も出力も表示メ
モリの画素値を用いる。このように4方向からフィルタ
処理をした場合でも、1画素当たりの計算量は、8回の
加算ですみ、互いに反対方向からフィルタ処理を行うこ
とによって、以前の出力値を用いる巡回型フィルタの欠
点である位相のずれを打ち消すことができる。
【発明の効果】以上、説明したように本発明のよれば、
少ない計算量で、効果的にポストフィルタ処理を行うこ
とのできる動画像復号処理装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の動画像復号処理装置
の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施形態のフィルタ処理部のブ
ロック図である。
【図3】本発明のポストフィルタ部の動作を示す流れ図
である。
【図4】本発明の右から左のポストフィルタ処理の動作
を示す流れ図である。
【図5】本発明の右から左のポストフィルタ処理の動作
を示す図である。
【図6】フレーム内の書き換えた領域と書き換えなかっ
た領域を示す図である。
【図7】本発明の書き換えた領域のみをフィルタ処理す
る動作を説明する図である。
【図8】従来のポストフィルタ処理を行う装置を説明す
る図である。
【符号の説明】
101…入力バッファ 102…多重化分離部 103…可変長復号化部 104…逆量子化部 105…IDCT部 106…加算器 107…フレームメモリ 108…動き補償部 109…モード切替スイッチ 110…動画像復号化部 111…領域書き換え判定部判定部 112…スイッチ 113…フィルタ処理部 114…表示メモリ 114…ポストフィルタ部 201…加算器 202…ルックアップテーブル 203…加算器 204…一時メモリ 301…動画像復号化部 302…ポストフィルタ部
フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 CA18 CB16 CG05 CH07 CH09 CH11 5C059 KK15 LA00 ME01 TA69 TB07 TC01 TC24 UA05 UA33 UA38

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動画像信号を符号化したデータを復号す
    る動画像復号手段と、動画像復号手段によって復号した
    結果から、領域毎に表示メモリを書き換えるかどうかを
    判定する領域書き換え判定手段と、動画像復号化手段に
    よって復号された動画像信号のうち、領域を書き換えて
    いる部分のみフィルタ処理を行い、表示メモリに書き込
    むフィルタ処理手段と、フィルタ処理した画像を蓄える
    表示メモリと、を有することを特徴とする動画像復号処
    理装置。
  2. 【請求項2】 前記フィルタ処理手段は、フィルタの出
    力値を一時的に保持するメモリ手段と、入力値と前記メ
    モリ手段に蓄えられていた1単位時間前のフィルタ出力
    値の差分を計する手段と、その差分値に基づいて、予め
    計算しておいた入力値に対する変更値を出力するルック
    アップテーブル手段と、前記入力値と前記変更値から、
    出力値を計算する手段とを有するフィルタをある方向か
    らのみならず、その反対方向からも処理を行うことを特
    徴とする請求項1記載の動画像復号処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004129304A (ja) * 2003-12-18 2004-04-22 Sharp Corp 動画像復号装置
JP2009278666A (ja) * 2009-08-25 2009-11-26 Sharp Corp 動画像復号装置及び復号方法
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