JP2002152745A - 画像情報変換装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＰＥＧ４画像符号化において、例えばＱＳ
ＩＦ（１７６×１１２画素）の画枠の画像情報に対し
て、例えば５６ｋｂｐｓ以下の超低ビットレートの画像
圧縮を実現する一方で、ＭＰＥＧ４符号化に伴う歪を少
なくすることをも可能とする。 【解決手段】 ＭＰＥＧ２画像圧縮情報をＭＰＥＧ４画
像圧縮情報へ変換する画像情報変換装置であり、ＭＰＥ
Ｇ２画像圧縮情報の伸長復号化に４×８ダウンデコード
を行うＭＰＥＧ２画像情報復号化部２を有し、当該４×
８ダウンデコーダに含まれる縮小逆離散コサイン変換部
において、離散コサイン変換係数の高域成分に帯域制限
を加えつつ縮小逆離散コサイン変換処理を行うことで、
画像の持つ高域情報を削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ（Moving
Picture image coding Experts Group）などのよう
に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって
圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放
送、ケーブルテレビジョン（ＴＶ）、インターネットな
どのネットワークメディアを介して受信する際、若しく
は光、磁気ディスクのような記憶メディア上で処理する
際に好適な画像情報変換装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像情報をディジタル情報として
取り扱い、その際に、効率の高い情報の伝送、蓄積を目
的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイ
ン変換等の直交変換と動き補償により当該画像情報を圧
縮するＭＰＥＧ方式に準拠した装置が、放送局などの情
報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において
普及しつつある。

【０００３】特に、ＭＰＥＧ２（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３
８１８−２）は、汎用画像符号化方式として定義されて
おり、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並び
に標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準とし
て、プロフェッショナル用途及びコンシューマー用途の
広範なアプリケーションに今後とも用いられるものと予
想される。このＭＰＥＧ２圧縮方式を用いることによ
り、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び
越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０
８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１
８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当て
ることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能であ
る。

【０００４】今後広く普及するであろうと思われるディ
ジタル放送においても、このような圧縮方式によって画
像情報が伝送されることになるが、その規格には、標準
解像度の画像及び高解像度の画像が存在し、このため受
信機においてはこれら両方を復号することの出来る機能
を持つことが望まれる。特に、標準解像度画像と高解像
度画像との共存を図りつつ、安価な受信機を構築するた
めには、高解像度画像情報について、画質劣化を最小限
に抑えながら何らかの形で情報を間引いくような処理が
必要となる。かかる問題は、ディジタル放送などの伝送
メディアにおいてのみならず、光ディスクやフラッシュ
メモリ等の蓄積メディアにおいても生じるものであると
考えられる。

【０００５】このような問題を解決するために、本件出
願人は、先に、図５に示すような画像情報復号化装置を
提案している。この図５に示す装置の符号バッファ１０
１、圧縮情報解析部１０２、可変長復号化部１０３、逆
量子化部１０４、動き補償部１０７，１０８、ビデオメ
モリ１０９、加算器１０６等の基本的な動作原理は、通
常のＭＰＥＧ復号化装置のそれと同等である。

【０００６】図５において、入力画像圧縮情報は、符号
バッファ１０１を介して圧縮情報解析部１０２に入力す
る。当該圧縮情報解析部１０２では、入力画像圧縮情報
から、伸長に必要な情報の解析を行い、その解析により
得られた情報と共に画像圧縮情報を可変長復号化部１０
３に送る。可変長復号化部１０３では、符号化時の可変
長符号化処理に対応する可変長復号化処理を行う。但
し、この例の可変長復号化部１０３においては、後段の
縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１０５において必
要な係数のみを復号化し、あとはＥＯＢ（End Of Bloc
k）が検出されるまで処理を行わないということも考え
られる。図６には、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報
（ビットストリーム）がジグザグスキャン（図６の
（Ａ））である場合、或いはオルタネートスキャン（図
６の（Ｂ））である場合の処理の例を示している。な
お、図６中の数字はスキャンの順番を表している。この
可変長復号化部１０３での可変長復号化処理により得ら
れたデータは、逆量子化部１０４で逆量子化処理された
後、縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１０５に送ら
れる。

【０００７】上記逆量子化部１０４での逆量子化処理に
より得られた垂直及び水平方向に８次の離散コサイン変
換係数は、縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１０５
によって逆離散コサイン変換処理が施される。

【０００８】ここで、マクロブロックがイントラマクロ
ブロックの場合、当該縮小逆離散コサイン変換部（４×
８）１０５での逆離散コサイン変換後のデータは、加算
器１０６を介してビデオメモリ１０９にそのまま格納さ
れる。一方、インターマクロブロックの場合は、動き補
償モードがフィールド予測モードであるかフレーム予測
モードであるかによって、動き補償部（フィールド予
測）１０７若しくは動き補償部（フレーム予測）１０８
がビデオメモリ１０９内の参照データを元にして水平方
向に１／４画素精度、垂直方向に１／２画素精度の補間
処理を施し、これによって生成される予測画素データ
と、逆離散コサイン変換後の画素データとが、加算器１
０６によって合成されてビデオメモリ１０９に送られ
る。

【０００９】このビデオメモリ１０９に蓄積された画素
値は、画枠変換部１１０によって後段の図示しない表示
装置に適した画枠サイズに変換される。当該画枠変換部
１１０からの画像信号が、図５の画像情報復号化装置の
出力復号化画像信号となる。

【００１０】ここで、以下に、縮小逆離散コサイン変換
部（４×８）１０５における動作原理について説明す
る。

【００１１】縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１０
５は、垂直方向に関しては通常のＭＰＥＧ２画像情報復
号化装置と同様に、８次の逆離散コサイン変換を行う。
一方、水平方向については、８次の離散コサイン変換係
数のうち、低域４係数を取り出し、これに４次の逆離散
コサイン変換を施す。この処理を表す式を図７に示す。
すなわち、この図７に示す式において、縮小逆離散コサ
イン変換部（４×８）１０５では、垂直（Ｖ）方向につ
いて８次の離散コサイン変換（ＤＣＴ）を実行するため
の行列ｉＤ_８と、逆量子化部１０４にて逆量子化された
離散コサイン変換係数行列Ｃと、水平（Ｈ）方向につい
て低域４次の離散コサイン変換を実行するための行列ｉ
Ｄ_４ ^ｔ／Ｏ_４との乗算により、出力画素値（差分値）Ｘ
を求める。なお、Ｏ_４は４×４の零行列である。このよ
うな演算は、水平方向、垂直方向共に、例えば以下に述
べるような高速アルゴリズムによって実現が可能であ
る。

【００１２】図８には、当該高速アルゴリズムの一例と
して、例えばＷａｎｇのアルゴリズム（参考文献：Zhon
g de Wang., "Fast Algorithms fot the Discrete W Tr
ansform and for the Discrete Fourier Thransform",
IEEE Tr. ASSP-32, No.4, pp.803-816, Aug. 1984）に
基づいて４次の逆離散コサイン変換を実現する場合の構
成を示す。

【００１３】この図８において、低域の４係数Ｆ（０）
〜Ｆ（３）のうち、加算器１２１では係数Ｆ（０）とＦ
（２）を加算し、また、加算器１２２では係数Ｆ（０）
に反転した係数Ｆ（２）を加算することによる減算が行
われる。加算器１２１の出力は乗算器１２３により係数
Ａ（Ａ＝１／√２）が乗算された後、加算器１３３と１
３４に送られる。また、加算器１２２の出力は乗算器１
２４により係数Ａが乗算された後、加算器１３１と１３
２に送られる。

【００１４】一方、加算器１２５では、係数Ｆ（３）に
反転した係数Ｆ（１）を加算することによる減算が行わ
れ、当該加算器１２５の出力は乗算器１２８にて係数Ｄ
（Ｄ＝Ｃ_３／８）が乗算された後、加算器１３０に送ら
れると共に、反転されて加算器１２９に送られる。

【００１５】また、係数Ｆ（３）は、乗算器１２６によ
り係数Ｂ（Ｂ＝−Ｃ_１／８＋Ｃ_{３／ ８}）が乗算された
後、加算器１２９に送られ、係数Ｆ（１）は、乗算器１
２７により係数Ｃ（Ｃ＝Ｃ_１／８＋Ｃ_３／８）が乗算さ
れた後、加算器１３０に送られる。

【００１６】加算器１２９では、乗算器１２６の出力に
乗算器１２８の反転した出力を加算することによる減算
が行われ、加算器１３０では、乗算器１２７の出力と乗
算器１２８の出力とが加算される。加算器１２９の出力
は加算器１３１に送られると共に反転して加算器１３２
に送られる。また、加算器１３０の出力は、加算器１３
３に送られると共に反転して加算器１３４に送られる。

【００１７】加算器１３１では、乗算器１２４の出力と
加算器１２９の出力を加算し、加算器１３２では、乗算
器１２４の出力と加算器１２９の反転出力とが加算され
ることによる減算が行われる。また、加算器１３３で
は、乗算器１２３の出力と加算器１３０の出力を加算
し、加算器１３４では、乗算器１２３の出力と加算器１
３０の反転出力とが加算されることによる減算が行われ
る。

【００１８】加算器１３３の出力は４次の逆離散コサイ
ン変換後の係数ｆ（０）となり、同様に、加算器１３１
の出力は係数ｆ（１）、加算器１３２の出力は係数ｆ
（２）、加算器１３４の出力は係数ｆ（３）となる。

【００１９】以上のように、図８に示した構成によれ
ば、加算器９個、乗算器５個によって４次の逆離散コサ
イン変換を実現している。なお、Ｃ_３／８は下記式
（１）にて表される。 Ｃ_３／８＝cos（３π/８） （１） 次に、動き補償部（フィールド予測）１０７及び動き補
償部（フレーム予測）１０８における動作原理について
説明する。

【００２０】これら動き補償部（フィールド予測）１０
７及び動き補償部（フレーム予測）１０８の動作原理
は、垂直方向に関しては通常のＭＰＥＧ２画像情報復号
化装置と同様である。但し、水平方向に関しては、縮小
逆離散コサイン変換部（４×８）１０５において解像度
が１／２に間引かれる分、補間処理を行う必要がある。
すなわち、先ず、１／２精度相当の画素を、例えばハー
フバンドフィルタのような２倍補間のフィルタによって
作り出し、その作り出された画素を元に１／４精度相当
の画素を線形補間によって作り出す。その際、ハーフバ
ンドフィルタを用いることで、ビデオメモリ１０９から
取り出された画素と同じ位相の画素値を予測画として出
力する場合、タップ数に応じた積和演算を行う必要がな
いために高速な演算が可能である。また、ハーフバンド
フィルタを用いる場合、タップ数に応じた積和演算を行
う必要がないために高速な演算が可能である。また、ハ
ーフバンドフィルタを用いる場合、その係数は、ｘ／２
^ｎの形で表すことが可能であるため、フィルタリングに
必要な除算をシフト演算にて実現することで高速な実行
が可能となる。もしくは、４倍補間のフィルタリングに
よって、動き補償に必要な画素を直接作り出すことも考
えられる。

【００２１】実際の処理としては、上記のような２倍補
間フィルタと線形補間によって実現される２段階の補間
が、一度で行われるような係数を予め用意しておき、１
段階の補問であるかのように処理が行われる。また、入
力となる画像圧縮情報（ビットストリーム）中の動きベ
クトルの値に応じて、必要な画素値のみが作り出され
る。

【００２２】なお、２倍補間のフィルタリングを行う
際、動きベクトルの値によって、ビデオメモリ１０９に
おける画枠の外を参照する必要が生じる場合がある。こ
の場合は、図９の（Ａ）に示すように、端点を中心にし
て必要なタップ数だけ対称に折り返すか（以下これをミ
ラー処理と呼ぶ）、図９の（Ｂ）に示すように、端点の
画素値と同じ値の画素が必要なタップ数の分だけ画枠の
外に存在するものとして取り扱う（以下これをホールド
処理と呼ぶ）。

【００２３】次に、画枠変換部１１０における動作原理
について説明する。

【００２４】例えば、入力となる画像圧縮情報（ビット
ストリーム）の画枠が１９２０×１０８０画素であった
場合、ビデオメモリ１０９から出力される画像は９６０
×１０８０画素ということになる。これを例えば７２０
×４８０画素（アスペクト比１６：９）の表示装置に出
力する場合、水平方向には３／４、垂直方向には４／９
の間引き処理が必要となる。画枠変換部１１０では、こ
のような間引き処理を行うことで画枠の変換を行う。な
お、入力となる画像圧縮情報が飛び越し走査によるもの
である場合、垂直方向に関しては、図１０に示すよう
に、第一フィールドと第二フィールドに分けた間引き処
理を行う。

【００２５】また、本件出願人は、前述の問題を解決す
るために、図１１に示すような画像情報復号化装置をも
提案している。なお、この図１１において、図５と対応
する構成要素には同じ指示符号を付している。

【００２６】図１１において、入力画像圧縮情報は、符
号バッファ１０１を介して圧縮情報解析部１０２に入力
する。当該圧縮情報解析部１０２では、入力画像圧縮情
報から、伸長に必要な情報の解析を行い、その解析によ
り得られた情報と共に画像圧縮情報を可変長復号化部１
０３に送る。可変長復号化部１０３では、符号化時の可
変長符号化処理に対応する可変長復号化処理を行う。但
し、この図１１の例の可変長復号化部１０３において
は、マクロブロックのＤＣＴモードがフィールドＤＣＴ
モードであるか或いはフレームＤＣＴモードであるかに
応じて、後段の縮小逆離散コサイン変換部（４×４）１
２２若しくは縮小逆離散コサイン変換部（フィールド分
離）１２３において必要な係数のみを復号化し、あとは
ＥＯＢ（End Of Block）が検出されるまで処理を行わな
いということも考えられる。図１２には、入力となるＭ
ＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）がジグザグ
スキャンである場合の、フィールドＤＣＴモード（図１
２の（Ａ））と、フレームＤＣＴモード（図１２の
（Ｂ））に対する可変長復号化部１０３における動作原
理を表しており、図１３には、入力となるＭＰＥＧ２画
像圧縮情報（ビットストリーム）がオルタネートスキャ
ンである場合の、フィールドＤＣＴモード（図１３の
（Ａ））と、フレームＤＣＴモード（図１３の（Ｂ））
に対する可変長復号化部１０３における動作原理を表し
ている。なお、図１２、図１３中の数字はスキャンの順
番を表している。この可変長復号化部１０３での可変長
復号化処理により得られたデータは、逆量子化部１０４
で逆量子化処理された後、縮小逆離散コサイン変換部
（４×４）１２２と縮小逆離散コサイン変換部（フィー
ルド分離）１２３に送られる。

【００２７】上記逆量子化部１０４での逆量子化処理に
より得られた離散コサイン変換係数は、マクロブロック
のＤＣＴモードがフィールドＤＣＴモードであるか或い
はフレームＤＣＴモードであるかに応じて、縮小逆離散
コサイン変換部（４×４）１２２若しくは縮小逆離散コ
サイン変換部（フィールド分離）１２３によって逆離散
コサイン変換処理が施される。

【００２８】ここで、マクロブロックがイントラマクロ
ブロックの場合、縮小逆離散コサイン変換後のデータ
は、加算器１０６を介してビデオメモリ１０９にそのま
ま格納される。一方、インターマクロブロックの場合
は、動き補償モードがフィールド予測モードであるかフ
レーム予測モードであるかによって、動き補償部（フィ
ールド予測）１０７若しくは動き補償部（フレーム予
測）１０８がビデオメモリ１０９内の参照データを元に
して、水平方向，垂直方向ともに１／４画素精度の補間
処理を施し、これによって生成される予測画素データ
と、逆離散コサイン変換後の画素データとが、加算器１
０６によって合成されてビデオメモリ１０９に送られ
る。このビデオメモリ１０９に格納された画素値は、上
位レイヤの画素に対応して、図１４の（Ａ）及び（Ｂ）
に示すように、第一，第二のフィールド間の位相ずれを
含んでいる。なお、図１４中の丸印は画素を示す。

【００２９】上記ビデオメモリ１０９に蓄積された画素
値は、画枠変換・位相ずれ補正部１１１によって後段の
図示しない表示装置に適した画枠サイズに変換される。
当該画枠変換・位相ずれ補正部１１１からの画像信号
が、図１１の画像情報復号化装置の出力復号化画像信号
となる。

【００３０】次に、縮小逆離散コサイン変換部（４×
４）１２２と縮小逆離散コサイン変換部（フィールド分
離）１２３における動作原理について説明する。

【００３１】縮小逆離散コサイン変換部（４×４）１２
２の動作原理に関しては、水平，垂直成分ともに、８次
の離散コサイン変換係数のうち、低域４次係数を取り出
し、これに４次の逆離散コサイン変換を施す。

【００３２】これに対して、縮小逆離散コサイン変換部
（フィールド分離）１２３では、以下のような処理が行
われる。

【００３３】図１５には、縮小逆離散コサイン変換部
（フィールド分離）１２３における処理の流れを示す。

【００３４】この図１５において、縮小逆離散コサイン
変換部（フィールド分離）１２３では、入力となる画像
圧縮情報（ビットストリーム）中の離散コサイン変換係
数ｙ _１〜ｙ_８に対して、先ず８×８の逆離散コサイン変
換（ＩＤＣＴ）処理を施し、ｘ_１〜ｘ_８の復号化された
データを得る。次に、縮小逆離散コサイン変換部（フィ
ールド分離）１２３は、これら復号化されたデータｘ_１
〜ｘ_８を、ｘ_１，ｘ_３，ｘ_５，ｘ_７の第一フィールドの
データとｘ_２，ｘ_４，ｘ_６，ｘ_８の第二フィールドのデ
ータに分離する。次に、縮小逆離散コサイン変換部（フ
ィールド分離）１２３は、当該分離されたそれぞれのデ
ータ列に４×４の離散コサイン変換（ＤＣＴ）処理を施
し、離散コサイン変換係数ｚ_１，ｚ_３，ｚ_５，ｚ_７及び
ｚ_２，ｚ _４，ｚ_６，ｚ_８を得る。次に、縮小逆離散コサ
イン変換部（フィールド分離）１２３は、こうして得ら
れたそれぞれのフィールドに対する係数のうち、低域成
分のみに２×２の逆離散コサイン変換を施すことで、x'
_１，x'_３及びｘ'_２，ｘ'_４の、縮小された画素値を得
る。その後、これらの値を再びフレーム合成することに
よって出力値ｘ'_１，ｘ'_２，ｘ'_３、ｘ'_４を得る。な
お、実際の処理はこれら一連の処理と等価な行列演算
を、離散コサイン変換係数ｙ_１〜ｙ_８に対して施すこと
により、直接画素値ｘ'_１〜ｘ'_４を得る。加法定理を用
いて展開計算することにより得られるこの行列［Ｆ
Ｓ^Ｉ］は下記式（２）の通りである。

【００３５】

【数１】

【００３６】但し、式（２）中のＡ〜Ｊは、下記式にて
表される。

【００３７】

【数２】

【００３８】縮小逆離散コサイン変換部（４×４）１２
２及び縮小逆離散コサイン変換部（フィールド分離）１
２３に関しては、例えば以下に説明するような高速アル
ゴリズムによる実現が可能である。縮小逆離散コサイン
変換部（４×４）１０５での縮小逆離散コサイン変換処
理については、図８で説明した高速アルゴリズムと同様
である。

【００３９】また、縮小逆離散コサイン変換部（フィー
ルド分離）１２３におけるフィールド分離型縮小逆離散
コサイン変換を表す行列は、上記Ｗａｎｇのアルゴリズ
ムを用いて以下の式（３）のように分解される。なお、
式（３）中の各乗算器におけるＡ〜Ｊは前記式（２）と
同様である。

【００４０】

【数３】

【００４１】但し、式（３）中の行列［Ｍ_１］，
［Ｍ_２］は、下記式にて表される。

【００４２】

【数４】

【００４３】

【数５】

【００４４】また、図１６には、上記縮小逆離散コサイ
ン変換部（フィールド分離）１２３におけるフィールド
分離型の逆離散コサイン変換を実現する場合の構成を示
す。

【００４５】この図１６において、８次係数Ｆ（０）〜
Ｆ（７）のうち、乗算器１４１では式（２）で説明した
係数Ａを係数Ｆ（０）に乗算し、乗算器１４２では式
（２）で説明した係数Ｄを係数Ｆ（２）に乗算し、乗算
器１４３では式（２）で説明した係数Ｆを係数Ｆ（４）
に乗算し、乗算器１４４では式（２）で説明した係数Ｈ
を係数Ｆ（６）に乗算し、乗算器１４５では式（２）で
説明した係数Ｅを係数Ｆ（３）に乗算し、乗算器１４６
では式（２）で説明した係数Ｇを係数Ｆ（５）に乗算
し、乗算器１４７では式（２）で説明した係数Ｂを係数
Ｆ（１）に乗算し、乗算器１４８では式（２）で説明し
た係数Ｃを係数Ｆ（１）に乗算し、乗算器１４９では式
（２）で説明した係数Ｉを係数Ｆ（７）に乗算し、乗算
器１５０では式（２）で説明した係数Ｊを係数Ｆ（７）
に乗算する。

【００４６】乗算器１４１の出力は加算器１５６及び１
５７に入力し、乗算器１４２の出力は加算器１５１に入
力し、乗算器１４３の出力は加算器１５１に入力し、乗
算器１４４の出力は加算器１５２に入力し、乗算器１４
５の出力は加算器１５３に入力し、乗算器１４６の出力
は反転して加算器１５３に入力し、乗算器１４７の出力
は加算器１５４に入力し、乗算器１４８の出力は加算器
１５５に入力し、乗算器１４９の出力は加算器１５４に
入力し、乗算器１５０の出力は加算器１５５に入力す
る。

【００４７】加算器１５１は乗算器１４２の出力と１４
３の出力とを加算し、加算器１５２は加算器１５１の出
力と乗算器１４４の出力とを加算し、加算器１５３は乗
算器１４５の出力と乗算器１４６の反転出力とを加算す
ることによる減算を行い、加算器１５４は乗算器１４７
の出力と乗算器１４９の出力とを加算し、加算器１５５
は乗算器１４８の出力と乗算器１５０の出力とを加算す
る。

【００４８】加算器１５６は乗算器１４１の出力と加算
器１５２の出力とを加算し、加算器１５７は乗算器１４
１の出力と加算器１５２の反転出力とを加算し、加算器
１５８は加算器１５３の出力と加算器１５４の出力とを
加算し、加算器１５９は加算器１５３の出力と加算器１
５５の出力とを加算する。

【００４９】加算器１６０は加算器１５６の出力と加算
器１５８の出力とを加算し、加算器１６１は加算器１５
６の出力と加算器１５８の反転出力とを加算し、加算器
１６２は加算器１５７の出力と加算器１５９の出力とを
加算し、加算器Ｓ６３は加算器１５７の出力と加算器１
５９の反転出力とを加算する。

【００５０】加算器１６０の出力はフィールド分離型の
逆離散コサイン変換後の係数ｆ（０）となり、同様に、
加算器１６２の出力は係数ｆ（２）、加算器１６１の出
力は係数ｆ（３）、加算器１６３の出力は係数ｆ（１）
となる。

【００５１】以上のように、図１６に示した構成によれ
ば、加算器１３個、乗算器１０個によってフィールド分
離型の逆離散コサイン変換を実現している。

【００５２】次に、フィールド動き補償モード及びフレ
ーム動き補償モードに対応した動き補償装置１０７及び
１０８の動作は図５の例と同様であり、水平方向の補間
に関しては、フィールド動き補償モード、フレーム動き
補償モードの場合ともに、まず、１／２精度相当の画素
を、ハーフバンドフィルタの様な２倍補間のフィルター
によって作り出し、その作り出された画素を元に１／４
精度相当の画素を線形補間によって作り出す。この例で
もハーフバンドフィルタを用いることで、フレームメモ
リから取り出された画素と同じ位相の画素値を予測唐と
して出力する場合、タップ数に応じた積和演算を行う必
要がないために高速な演算が可能である。また、ハーフ
バンドフィルタを用いることにより、補間に伴う除算を
シフト演算で行うことが可能となり、更に高速な実行が
可能である。もしくは、４倍補間のフィルタリングによ
って、動き補償に必要な画素を直接作り出すことも考え
られる。

【００５３】図１７にはフィールド動き補償モード対応
の動き補償部１０７おける垂直方向の補間の様子を示
す。この図１７において、動き補償部（フィールド予
測）１０７は、先ず、入力となる画像圧縮情報（ビット
ストリーム）中の動きベクトルの値に応じて、図１７の
（Ａ）のように、フィールド問の位相ずれを含む画素値
ｇａをビデオメモリ１０９から取り出し、次に、図１７
の（Ｂ）のように、ハーフバンドフイルタ等の２倍補間
フィルタを用いて、フィールド内で１／２画素精度相当
の画素値ｇｂを作り出す。そして、動き補償部（フィー
ルド予測）１０７は、図１７の（Ｃ）のように、フィー
ルド内で線形補間を行うことによって１／４画素精度相
当の画素値ｇｃを作り出す。その際、ハーフバンドフィ
ルタを用いることにより、ビデオメモリ１０９から取り
出された画素と同じ位相の画素値を予測画として出力す
る場合、タップ数に応じた積和演算を行う必要がないた
めに高速な演算が可能である。若しくは、図１７の
（Ａ）の画素値ｇａを元に、４倍補間のフィルタリング
によって図１７の（Ｃ）の位相に相当する画素値ｇｃを
作り出すことも考えられる。

【００５４】図１８にはフレーム動き補償モード対応の
動き補償部１０８における垂直方向の補間の様子を示
す。この図１８において、動き補償部（フレーム予測）
１０８は、先ず、入力となる画像圧縮情報（ビットスト
リーム）中の動きベクトルの値に応じて、図１８の
（Ａ）のように、フィールド間の位相ずれを含む画素値
ｇａがビデオメモリ１０９から取り出され、次に、図１
８の（Ｂ）のように、ハーフバンドフィルタ等の２倍補
間フィルタを用いて、フィールド内で１／２画素精度相
当の画素値ｇｂが作り出される。そして、動き補償部
（フレーム予測）１０８は、図１８の（Ｃ）のように、
フィールド間で線形補間を行うことによって１／４画素
精度相当の画素値ｇｃを作り出す。このような補問処理
を行うことにより、画質劣化の要因となる、フィールド
反転及びフィールドミックスを防ぐことが出来る。ま
た、ハーフバンドフィルタを用いることで、ビデオメモ
リ１０９から取り出された画素と同じ位相の画素値を予
測画として出力する場合、タップ数に応じた積和演算を
行う必要がないために高速な演算が可能である。

【００５５】実際の処理としては、水平、垂直方向の場
合ともに、上記のような２倍補間フィルタと線形補間に
よって実現される２段階の補間が、一度で行われるよう
な係数を予め用意しておき、１段階の補間であるかのよ
うに処理が行われる。また、水平、垂直方向の場合とも
に、入力となる画像圧縮情報（ビットストリーム）中の
動きベクトルの値に応じて、必要な画素値のみが作り出
される。水平方向と垂直方向の動きベクトルの値に応じ
たフィルタ係数を予め用意しておき、水平方向と垂直方
向の補間を一度に行うことも可能である。

【００５６】なお、２倍補間のフィルタリングを行う
際、動きベクトルの値によって、ビデオメモリ１０９に
おける画枠の外を参照する必要が生じる場合がある。こ
の場合は、前記図９の（Ａ）に示したように、端点を中
心にして必要なタップ数だけ対称に折り返すミラー処理
か、図９の（Ｂ）に示したように、端点の画素値と同じ
値の画素が必要なタップ数の分だけ画枠の外に存在する
ものとして取り扱うホールド処理を行う。垂直方向に対
しては、動き補償装置（フィールド予測）１０７におい
ても、動き補償装置（フレーム予測）１０８において
も、ミラー処理若しくはホールド処理はフィールド単位
で行う。

【００５７】次に、画枠変換部１１１における動作原理
について説明する。

【００５８】例えば、入力となる画像圧縮情報（ビット
ストリーム）の画枠が１９２０×１０８０画素であった
場合、ビデオメモリ１０９から出力される画像は９６０
×１０８０画素ということになる。これを例えば７２０
×４８０画素（アスペクト比１６：９）の表示装置に出
力する場合、水平方向には３／４、垂直方向には４／９
の間引き処理が必要となる。画枠変換部１１１では、こ
のような間引き処理を行うことで画枠の変換を行う。

【００５９】ところで、上述したＭＰＥＧ２は、主とし
て放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、
ＭＰＥＧ１より低い符号量（ビットレート）、つまりよ
り高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。一
方、近年の携帯端末の普及により、今後そのような高い
圧縮率の符号化方式のニーズは高まると思われ、これに
対応してＭＰＥＧ４符号化方式の標準化が行われた。Ｍ
ＰＥＧ４の画像符号化方式に関しては、１９９８年１２
月にＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−２としてその規格が
国際標準に承認されている。

【００６０】また、ディジタル放送用に一度符号化され
たＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）を、携
帯端末上などで処理するのにより適した、より低い符号
量（ビットレート）のＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビット
ストリーム）に変換したいというニーズがある。

【００６１】かかる目的を達成する画像情報変換装置
（トランスコーダ）として、“Field-to-Frame Transco
ding with Spatial and Temporal Downsampling”（Sus
ie J.Wee, John G. Apostolopoulos, and Nick Feamste
r, ICIP '99）では、前記図１９に示したような装置が
提案されている。

【００６２】この図１９において、入力となる飛び越し
走査のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）に
おける各フレームのデータは、先ず、ピクチャタイプ判
別部１１２に入力する。

【００６３】当該ピクチャタイプ判別部１１２では、各
フレームの入力データがＩピクチャ（画像内符号化画
像）／Ｐピクチャ（前方予測符号化画像）に関するもの
か、Ｂピクチャ（両方向予測符号化画像）に関するもの
であるかを判別し、前者のときのみ、そのＩ／Ｐピクチ
ャに関する情報を後続のＭＰＥＧ２画像情報復号化部
（Ｉ／Ｐピクチャ）１１３に出力する。

【００６４】ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピク
チャ）１１３における処理は通常のＭＰＥＧ２画像情報
復号化装置と同様である。但し、Ｂピクチャに関するデ
ータはピクチャタイプ判別部１１２において廃棄される
ため、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ）
１１３における機能としてはＩ ／ Ｐ ピクチャのみを
復号化出来ればよい。ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ
／Ｐピクチャ）１１２の出力となる画素値は、間引き部
１１４に入力される。

【００６５】当該間引き部１１４は、水平方向について
は１／２の間引き処理を施し、垂直方向については第一
フィールド若しくは第二フィールドのどちらか一方のデ
ータのみを残し、もう一方を廃棄することにより、入力
となる画像情報の１／４の大きさを持つ順次走査画像を
生成する。間引き部１１４によって生成された順次走査
画像はＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）
１１５に入力する。

【００６６】当該ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ
−ＶＯＰ）１１５では、入力した順次走査画像の信号を
符号化してＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットストリー
ム）を生成して出力する。

【００６７】その際、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情
報（ビットストリーム）中の動きベクトル情報は、動き
ベクトル合成部１１６において間引き後の画像情報に対
する動きベクトルにマッピングされ、また、動きベクト
ル検出部１１７では、動きベクトル合成部１１６におい
て合成された動きベクトル値を元に高精度の動きベクト
ルを検出する。

【００６８】なお、ＭＰＥＧ４において、ＶＯＰ（Vide
o Object Plane）とは、オブジェクトを囲む１つまたは
複数のマクロブロックから構成される領域を表す。この
ＶＯＰの領域は、符号化される方式にしたがって、Ｉピ
クチャ、Ｐピクチャ、およびＢピクチャのうちのいずれ
かに分類される。Ｉ−ＶＯＰ（ＩピクチャのＶＯＰ）
は、動き補償を行うことなく、画像（領域）そのものが
符号化（イントラ符号化）されるものである。Ｐ−ＶＯ
Ｐ（ＰピクチャのＶＯＰ）は、基本的には、自身より時
間的に前に位置する画像（ＩまたはＰ−ＶＯＰ）に基づ
いて、前方予測符号化される。Ｂ−ＶＯＰ（Ｂピクチャ
のＶＯＰ）は、基本的には、自身より時間的に前と後ろ
に位置する２つの画像（ＩまたはＰ−ＶＯＰ）に基づい
て両方向予測符号化されるものである。

【００６９】この図１９に示す画像情報変換装置におい
て、ＭＰＥＧ２画像情報復号部（Ｉ／Ｐピクチャ）１１
３に代えて、前述の図５若しくは図１１に示した画像情
報復号化装置を用いることで、ＭＰＥＧ２復号化処理に
伴う演算量とメモリ量を削減し、安価な装置構成を実現
することも可能である。

【００７０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近は、Ｍ
ＰＥＧ４画像符号化において、例えばＱＳＩＦ（１７６
×１１２画素）の画枠の画像情報に対して、例えば５６
ｋｂｐｓ以下の超低ビットレートの画像圧縮を実現する
ことが望まれている。

【００７１】しかしながら、このような超低ビットレー
トを実現しようとすると、ＭＰＥＧ４符号化に伴う歪が
大きくなる。

【００７２】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたものであり、ＭＰＥＧ４画像符号化におい
て、例えばＱＳＩＦ（１７６×１１２画素）の画枠の画
像情報に対して、例えば５６ｋｂｐｓ以下の超低ビット
レートの画像圧縮を実現する一方で、ＭＰＥＧ４符号化
に伴う歪を少なくすることをも可能とする、画像情報変
換装置及び方法を提供することを目的とする。

【００７３】

【課題を解決するための手段】本発明の画像情報変換装
置は、直交変換処理され、可変長符号化処理及び動き補
償処理を用いて圧縮符号化された飛び越し走査の第１の
画像圧縮情報を、上記第１の画像圧縮情報よりも高圧縮
率となる、順次走査の第２の画像圧縮情報に変換して出
力する画像情報変換装置であり、上記第１の画像圧縮情
報を伸長復号化して得られた直交変換係数の高域成分に
帯域制限を加えつつ縮小逆直交変換処理を行う縮小逆直
交変換手段を有することにより、上述した課題を解決す
る。

【００７４】本発明の画像情報変換方法は、直交変換処
理され、可変長符号化処理及び動き補償処理を用いて圧
縮符号化された飛び越し走査の第１の画像圧縮情報を、
上記第１の画像圧縮情報よりも高圧縮率となる、順次走
査の第２の画像圧縮情報に変換して出力する画像情報変
換方法であり、上記第１の画像圧縮情報を伸長復号化し
て得られた直交変換係数の高域成分に帯域制限を加えつ
つ縮小逆直交変換処理を行うことにより、上述した課題
を解決する。

【００７５】すなわち本発明によれば、例えばＭＰＥＧ
４画像符号化において、例えばＱＳＩＦ（１７６×１１
２画素）の画枠の画像情報に対して例えば５６ｋｂｐｓ
以下の超低ビットレートの画像圧縮を実現するような場
合に、画像の持つ高域情報を削減し、ＭＰＥＧ４画像符
号化における符号化効率を向上させ、順次走査のＭＰＥ
Ｇ４画像圧縮情報（ビツトストリーム）に変換して出力
することを可能としている。

【００７６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【００７７】図１には、本発明の第１の実施の形態の画
像情報変換装置の概略構成を示す。

【００７８】この図１において、入力となる飛び越し走
査のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）は、
先ずピクチャタイプ判別部１に入力する。

【００７９】当該ピクチャタイプ判別部１は、Ｉ／Ｐピ
クチャに関する情報については出力してＭＰＥＧ２画像
情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ４×８ダウンデコーダ）
２へ送るが、Ｂピクチャに関する情報については破棄す
る。これにより、フレームレートの変換が行われる。

【００８０】ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピク
チャ４×８ダウンデコーダ）２は、図２に示すような構
成からなる。この図２に示す構成は、基本的には図５に
示した構成と略々同様であるが、本実施の形態の場合は
縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１５での処理内容
が図５の例とは異なる。

【００８１】この図２において、入力画像圧縮情報は、
符号バッファ１１を介して圧縮情報解析部１２に入力す
る。当該圧縮情報解析部１２では、入力画像圧縮情報か
ら、伸長に必要な情報の解析を行い、その解析により得
られた情報と共に画像圧縮情報を可変長復号化部１３に
送る。可変長復号化部１３では、符号化時の可変長符号
化処理に対応する可変長復号化処理を行う。但し、この
例の可変長復号化部１３においては、後段の縮小逆離散
コサイン変換部１５において必要な係数のみを復号化
し、あとはＥＯＢ（End Of Block）が検出されるまで処
理を行わないということも考えられる。この可変長復号
化部１３での可変長復号化処理により得られたデータ
は、逆量子化部１４で逆量子化処理された後、縮小逆離
散コサイン変換部（４×８）１５に送られる。

【００８２】上記逆量子化部１４での逆量子化処理によ
り得られた垂直及び水平方向に８次の離散コサイン変換
係数は、縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１５によ
って逆離散コサイン変換処理が施されるが、本実施の形
態の場合の縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１５で
は、前述した図５の縮小逆離散コサイン変換部（４×
８）１０５の場合とは水平方向成分に対する動作原理が
以下のように異なる。

【００８３】すなわち、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮
情報（ビットストリーム）における水平方向の８次の離
散コサイン係数を（Ｃ_１，Ｃ_２，…，Ｃ_８）とし、逆離
散コサイン変換を行う行列を［ＩＤＣＴ］とし、縮小逆
離散コサイン変換の結果得られる画素値を（ｘ_１，
ｘ_２，…，ｘ_４）としたとき、図２の縮小逆離散コサイ
ン変換部（４×８）１５では、次式（４）で表される処
理を行う。

【００８４】

【数６】

【００８５】この式（４）に示した処理は、前述の図５
の縮小逆離散コサイン変換部（４×８）１０５におけ
る、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）に含まれる８次の離散コサイン変換係数のうち低
域４次係数を取り出し、これに４次の逆離散コサイン変
換を施すという処理に比べ、より大きく帯域制限を行う
ことになる。このため、図１において後段のＭＰＥＧ４
画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）６で行われる符号
化処理の効率を向上させることができる。

【００８６】但し、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報
（ビットストリーム）は飛び越し走査であり、飛び越し
走査のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）に
はフィールドＤＣＴモードのマクロブロック、及びフレ
ームＤＣＴモードのマクロブロックが混在するため、垂
直方向の高域成分を削減することは画質劣化に繋がる。
このため、本実施の形態の場合、式（４）を用いた高域
情報の削減は、水平方向にのみ施すことにする。なお、
式（４）は前述の高速アルゴリズムによる実行が可能で
ある。

【００８７】上記縮小逆離散コサイン変換部（４×８）
１５での逆離散コサイン変換後のデータは、マクロブロ
ックがイントラマクロブロックの場合、加算器１６を介
してビデオメモリ１９にそのまま格納される。一方、イ
ンターマクロブロックの場合は、動き補償モードがフィ
ールド予測モードであるかフレーム予測モードであるか
によって、動き補償部（フィールド予測）１７若しくは
動き補償部（フレーム予測）１８がビデオメモリ１９内
の参照データを元にして水平方向に１／４画素精度、垂
直方向に１／２画素精度の補間処理を施し、これによっ
て生成される予測画素データと、逆離散コサイン変換後
の画素データとが、加算器１６によって合成されてビデ
オメモリ１９に送られる。

【００８８】このビデオメモリ１９に蓄積された画素値
は、画枠変換部２０によって後段の図示しない表示装置
に適した画枠サイズに変換される。当該画枠変換部２０
からの画像信号が、図２の画像情報復号化装置（図１の
ＭＰＥＧ２画像情報復号化部２）の出力復号化画像信号
となる。

【００８９】図１に戻り、上記図２に示した画像情報復
号化部２からの復号化画像データは、走査変換部３に入
力する。ここで、上記ＭＰＥＧ２画像情報復号化部２の
出力として得られるのは、入力となる飛び越し走査のＭ
ＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）の１／２×
１／１の画枠を持つ飛び越し走査の画像データである。
当該走査変換部３では、上記１／２×１／１の画枠を持
つ飛び越し走査の画像データを１／２×１／２の画枠を
持つ順次走査の画素データへ変換して出力する。

【００９０】この順次走査の画素データは、間引き部４
へ入力する。間引き部４は、走査変換部３からの１／２
×１／２の画枠を持つ順次走査の画素データに対して、
水平方向に１／２の間引き処理を施し、垂直方向につい
ては１ラインおきのデータのみ残すことにより、１／４
×１／４の画枠を持つ順次走査の画素データを出力す
る。この間引き部４から出力された画素データは、ビデ
オメモリ５に一旦蓄えられた後に読み出され、ＭＰＥＧ
４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）６へ送られる。
なお、間引き部４における間引き処理の際に、画像の持
つ高域情報を削減することで、後段のＭＰＥＧ４画像情
報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）６における符号化効率を
向上させることも可能である。

【００９１】ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−Ｖ
ＯＰ）６では、入力した順次走査画像の信号を符号化し
てＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットストリーム）を生成
して出力する。すなわち、当該ＭＰＥＧ４画像情報符号
化部６からは、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報の１
／４×１／４の画枠を持つ順次走査のＭＰＥＧ４画像圧
縮情報（ビットストリーム）が出力されることになる。

【００９２】また、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部２にお
いて検出される、入力となるＭＰＥＧ２画像圧縮情報
（ビットストリーム）中の動きベクトル情報は、動きベ
クトル合成部７に入力され、ここで走査変換後の順次走
査画像における動きベクトル値にマッピングされる。さ
らに、動きベクトル検出部８においては、動きベクトル
合成部７の出力となる走査変換後の順次走査画像におけ
る動きベクトル値を元に高精度の動き検出を行い、その
動きベクトルがＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−
ＶＯＰ）６での符号化の際に使用される。

【００９３】次に、図３には、本発明の第２の実施の形
態の構成例を示す。なお、この図３において、上記図１
と同じ構成要素には同一の指示符号を付してそれらの説
明を省略し、図１とは異なる部分のみ説明する。

【００９４】この図３に示す第２の実施の形態におい
て、ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ４×
４ダウンデコーダ）３０は、図４に示すような構成から
なる。なお、この図４において、上記図２と同じ構成要
素には同一の指示符号を付してそれらの説明を省略し、
図２とは異なる部分のみ説明する。

【００９５】この図４に示す構成は、基本的には図１１
に示した構成と略々同様であるが、本実施の形態の場合
は縮小逆離散コサイン変換部での処理内容が図１１の例
とは異なる。

【００９６】この図４において、上記逆量子化部１４で
の逆量子化処理により得られた垂直及び水平方向に８次
の離散コサイン変換係数は、縮小逆離散コサイン変換部
（４×４）２２及び縮小逆離散コサイン変換部（フィー
ルド分離）２３に送られる。

【００９７】ここで、当該縮小逆離散コサイン変換部
（４×４）２２及び縮小逆離散コサイン変換部（フィー
ルド分離）２３は、前述した図１１の縮小逆離散コサイ
ン変換部（４×４）１２２及び縮小逆離散コサイン変換
部（フィールド分離）１２３の場合とでは、水平方向成
分に対する動作原理が異なり、上記式（４）に示した動
作を行う。

【００９８】したがって、この第２の実施の形態におい
ても上記第１の実施の形態の場合と同様に、式（４）に
示した処理を行うことで、より大きく帯域制限を行うこ
とができ、後段のＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ
−ＶＯＰ）６で行われる符号化処理の効率を向上させる
ことができる。但し、この第２の実施の形態の場合も第
１の実施の形態の例と同様に、入力となるＭＰＥＧ２画
像圧縮情報（ビットストリーム）は飛び越し走査であ
り、飛び越し走査のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットス
トリーム）にはフィールドＤＣＴモードのマクロブロッ
ク、及びフレームＤＣＴモードのマクロブロックが混在
するため、垂直方向の高域成分を削減することは画質劣
化に繋がる。このため、当該第２の実施の形態の場合で
も、式（４）を用いた高域情報の削減は、水平方向にの
み施すことにする。

【００９９】上記縮小逆離散コサイン変換部（４×４）
２２及び縮小逆離散コサイン変換部（フィールド分離）
２３での逆離散コサイン変換後のデータは、マクロブロ
ックがイントラマクロブロックの場合、加算器１６を介
してビデオメモリ１９にそのまま格納される。一方、イ
ンターマクロブロックの場合は、動き補償モードがフィ
ールド予測モードであるかフレーム予測モードであるか
によって、動き補償部（フィールド予測）１７若しくは
動き補償部（フレーム予測）１８がビデオメモリ１９内
の参照データを元にして、水平方向，垂直方向ともに１
／４画素精度の補間処理を施し、これによって生成され
る予測画素データと、逆離散コサイン変換後の画素デー
タとが、加算器１６によって合成されてビデオメモリ１
９に送られる。

【０１００】上記ビデオメモリ１９に蓄積された画素値
は、画枠変換・位相ずれ補正部２１によって後段の図示
しない表示装置に適した画枠サイズに変換される。当該
画枠変換・位相ずれ補正部２１からの画像信号が、図４
の画像情報復号化装置（図３のＭＰＥＧ２画像情報復号
化部３０）の出力復号化画像信号となる。

【０１０１】図３に戻り、上記図４に示した画像情報復
号化部３０からの復号化画像データは、走査変換部３に
入力する。ここで、上記ＭＰＥＧ２画像情報復号化部３
０の出力として得られるのは、入力となる飛び越し走査
のＭＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）の１／
２×１／２の画枠を持つ飛び越し走査の画像データであ
る。したがって、当該走査変換部３の出力として得られ
るのは、入力となる飛び越し走査のＭＰＥＧ２画像圧縮
情報（ビットストリーム）の１／２×１／４の画枠を持
つ順次走査の画素データとなる。

【０１０２】この順次走査の画素データは、画枠変換部
３１へ入力する。ここで、例えば入力となる飛び越し走
査のＭＰＥＧ２画像圧縮情報の１／４×１／４の画枠を
持つ順次走査のＭＰＥＧ４画像圧縮情報（ビットストリ
ーム）を最終的に得たい場合、当該画枠変換部３１で
は、上記走査変換部３からの１／２×１／４の画枠を持
つ順次走査の画素データに対して１／４×１／４の画枠
調整を行う。この画枠変換部３１から出力された画素デ
ータは、ビデオメモリ５に一旦蓄えられた後に読み出さ
れ、ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯＰ）６
へ送られる。なお、画枠変換部３１における画枠調整処
理の際に、画像の持つ高域情報を削減することで、後段
のＭＰＥＧ４画像情報符号化部６における符号化効率を
向上させることも可能である。

【０１０３】以上、入力としてＭＰＥＧ２画像圧縮情報
（ビットストリーム）を、出力としてＭＰＥＧ４画像圧
縮情報（ビットストリーム）を対象としてきたが、入
力、出力ともこれに限らず、例えばＭＰＥＧ−１やＨ．
２６３などの画像圧縮情報（ビットストリーム）であっ
ても本発明は適用可能である。

【０１０４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、直交変換処理され、可変長符号化処理及
び動き補償処理を用いて圧縮符号化された飛び越し走査
の第１の画像圧縮情報を、第１の画像圧縮情報よりも高
圧縮率となる、順次走査の第２の画像圧縮情報に変換し
て出力する画像情報変換装置において、第１の画像圧縮
情報を伸長復号化して得られた直交変換係数の高域成分
に帯域制限を加えつつ縮小逆直交変換処理を行うことに
より、例えば、超低ビットレートの画像圧縮を実現する
一方で、第２の画像圧縮情報への符号化に伴う歪を少な
くすることをも可能としている。したがって、例えばＭ
ＰＥＧ２画像圧縮情報をＭＰＥＧ４画像圧縮情報へ変換
するような場合に、ＭＰＥＧ４画像符号化において、例
えばＱＳＩＦ（１７６×１１２画素）の画枠の画像情報
に対して、例えば５６ｋｂｐｓ以下の超低ビットレート
の画像圧縮を実現する一方で、ＭＰＥＧ４符号化に伴う
歪を少なくすることをも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の画像情報変換装置
の概略構成を示すブロック回路図である。

【図２】第１の実施の形態のＭＰＥＧ２画像情報復号化
部の概略構成を示すブロック回路図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の画像情報変換装置
の概略構成を示すブロック回路図である。

【図４】第２の実施の形態のＭＰＥＧ２画像情報復号化
部の概略構成を示すブロック回路図である。

【図５】従来のＭＰＥＧ２画像情報復号化装置の概略構
成の一例を示すブロック回路図である。

【図６】図５に示した装置の可変長復号化部における動
作原理の説明に用いる図である。

【図７】図５に示した装置の縮小逆離散コサイン変換部
（４×８）における動作原理の説明に用いる図である。

【図８】図５の装置の縮小逆離散コサイン変換部（４×
８）における動作を高速アルゴリズムを用いて実現する
場合の構成例を示す図である。

【図９】図５の装置の動き補償部（フィールド予測）及
び動き補償部（フレーム予測）におけるミラー処理とホ
ールド処理の説明に用いる図である。

【図１０】図５に示した装置の画枠変換部における垂直
方向の処理の説明に用いる図である。

【図１１】従来のＭＰＥＧ２画像情報復号化装置の概略
構成の他の例を示すブロック回路図である。

【図１２】図１１に示した装置において、入力となるＭ
ＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）がジグザグ
スキャンである場合の可変長復号化部における動作原理
の説明に用いる図である。

【図１３】図１１に示した装置において、入力となるＭ
ＰＥＧ２画像圧縮情報（ビットストリーム）がオルタネ
ートスキャンである場合の可変長復号化部における動作
原理の説明に用いる図である。

【図１４】図１１の装置のビデオメモリ内における画素
の位相の説明に用いる図である。

【図１５】図１１の装置の縮小逆離散コサイン変換部
（フィールド分離）における動作原理の説明に用いる図
である。

【図１６】図１１の装置の縮小逆離散コサイン変換部
（フィールド分離）における動作を高速アルゴリズムを
用いて実現する場合の構成例を示す図である。

【図１７】図１１の装置の動き補償部（フィールド予
測）における動作原理の説明に用いる図である。

【図１８】図１１の装置の動き補償部（フレーム予測）
における動作原理の説明に用いる図である。

【図１９】図５又は図１１のＭＰＥＧ２画像圧縮復号化
装置が適用される従来の画像情報変換装置（トランスコ
ーダ）の構成例を示すブロック回路図である。

【符号の説明】

１ ピクチャタイプ判別部、 ２ ＭＰＥＧ２画像情報
復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ４×８ダウンデコーダ）、
３ 走査変換部、 ４ 間引き部、 ５ ビデオメモ
リ、 ６ ＭＰＥＧ４画像情報符号化部（Ｉ／Ｐ−ＶＯ
Ｐ）、 ７ 動きベクトル合成部、 ８ 動きベクトル
検出部、 １１ 符号バッファ、 １２圧縮情報解析
部、 １３ 可変長復号化部、 １４ 逆量子化部、
１５ 縮小逆離散コサイン変換部（４×８）、 １６
加算器、 １７ 動き補償部（フィールド予測）、 １
８ 動き補償部（フレーム予測）、 １９ ビデオメモ
リ、２０ 画枠変換部、 ２１ 画枠変換・位相ずれ補
正部、 ２２ 縮小逆離散コサイン変換部（４×４）、
２３ 縮小逆離散コサイン変換部（フィールド分離）
３０ ＭＰＥＧ２画像情報復号化部（Ｉ／Ｐピクチャ
４×４ダウンデコーダ）、 ３１ 画枠変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 輝彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 矢ケ崎 陽一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK01 KK08 MA00 MA05 MA23 MC22 MC24 MC32 MC36 MC38 ME01 NN01 NN21 PP05 PP06 RB01 SS06 SS11 UA02 UA05 UA33 5J064 AA02 BA09 BA16 BB13 BB14 BC01 BC08 BD02 BD03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交変換処理され、可変長符号化処理及
   び動き補償処理を用いて圧縮符号化された飛び越し走査
   の第１の画像圧縮情報を、上記第１の画像圧縮情報より
   も高圧縮率となる、順次走査の第２の画像圧縮情報に変
   換して出力する画像情報変換装置において、 上記第１の画像圧縮情報を伸長復号化して得られた直交
   変換係数の高域成分に帯域制限を加えつつ縮小逆直交変
   換処理を行う縮小逆直交変換手段を有することを特徴と
   する画像情報変換装置。
2. 【請求項２】 上記縮小逆直交変換手段は、上記直交変
   換係数のうち水平方向成分にのみ高域制限を行うことを
   特徴とする請求項１記載の画像情報変換装置。
3. 【請求項３】 上記縮小逆直交変換手段は、上記直交変
   換係数に逆直交変換処理を施して得られた水平方向の隣
   接画素の平均値を当該水平方向の画素値として出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像情報変換装置。
4. 【請求項４】 上記縮小逆直交変換手段は、上記水平方
   向成分に対し、所定の高速アルゴリズムに基づく手法に
   より逆離散コサイン変換を実行することを特徴とする請
   求項３記載の画像情報変換装置。
5. 【請求項５】 上記縮小逆直交変換手段は、上記第１の
   画像圧縮情報が持つ画枠を１／２×１／１、若しくは、
   １／２×１／２に縮小することを特徴とする請求項１記
   載の画像情報変換装置。
6. 【請求項６】 上記第１の画像圧縮情報を伸長復号した
   画像情報を、上記第２の画像圧縮情報の画枠に変換する
   際に、画像の持つ高域情報を削減する画枠変換手段を備
   えることを特徴とする請求項１記載の画像情報変換装
   置。
7. 【請求項７】 直交変換処理され、可変長符号化処理及
   び動き補償処理を用いて圧縮符号化された飛び越し走査
   の第１の画像圧縮情報を、上記第１の画像圧縮情報より
   も高圧縮率となる、順次走査の第２の画像圧縮情報に変
   換して出力する画像情報変換方法において、 上記第１の画像圧縮情報を伸長復号化して得られた直交
   変換係数の高域成分に帯域制限を加えつつ縮小逆直交変
   換処理を行うことを特徴とする画像情報変換方法。
8. 【請求項８】 上記直交変換係数のうち水平方向成分に
   のみ高域制限を行うことを特徴とする請求項７記載の画
   像情報変換方法。
9. 【請求項９】 上記直交変換係数に逆直交変換処理を施
   して得られた水平方向の隣接画素の平均値を当該水平方
   向の画素値として出力することを特徴とする請求項７記
   載の画像情報変換方法。
10. 【請求項１０】 上記水平方向成分に対し、所定の高速
    アルゴリズムに基づく手法により逆離散コサイン変換を
    実行することを特徴とする請求項９記載の画像情報変換
    方法。
11. 【請求項１１】 上記第１の画像圧縮情報が持つ画枠を
    １／２×１／１、若しくは、１／２×１／２に縮小する
    ことを特徴とする請求項７記載の画像情報変換方法。
12. 【請求項１２】 上記第１の画像圧縮情報を伸長復号し
    た画像情報を、上記第２の画像圧縮情報の画枠に変換す
    る際に、画像の持つ高域情報を削減することを特徴とす
    る請求項７記載の画像情報変換方法。