JP2003070000A - 画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化装置Info
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- JP2003070000A JP2003070000A JP2001253399A JP2001253399A JP2003070000A JP 2003070000 A JP2003070000 A JP 2003070000A JP 2001253399 A JP2001253399 A JP 2001253399A JP 2001253399 A JP2001253399 A JP 2001253399A JP 2003070000 A JP2003070000 A JP 2003070000A
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像符号化装置において、符号化効率を悪化
させることなく、参照画像を記憶するメモリの容量を削
減して低コスト化を図る。 【解決手段】 参照画像として入力画像と同一空間位置
の画像を使用し、符号データ書き込み部１０６ａにより
符号データバッファ１０７に書き込まれた符号データ
を、符号データ読み出し部１０６ｂにより、入力画像に
同期して随時符号データバッファから読み出して、参照
画像復号化部１０８により復号化し、予測画像生成部１
０２で予測画像の生成に必要な部分のみを参照画像バッ
ファ１０４に記憶する。
させることなく、参照画像を記憶するメモリの容量を削
減して低コスト化を図る。 【解決手段】 参照画像として入力画像と同一空間位置
の画像を使用し、符号データ書き込み部１０６ａにより
符号データバッファ１０７に書き込まれた符号データ
を、符号データ読み出し部１０６ｂにより、入力画像に
同期して随時符号データバッファから読み出して、参照
画像復号化部１０８により復号化し、予測画像生成部１
０２で予測画像の生成に必要な部分のみを参照画像バッ
ファ１０４に記憶する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動画像を符号化し
圧縮する画像符号化装置に関する。
圧縮する画像符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に、従来の動画像符号化装置の構成
を示す。図６において、６０１は入力画像の一部を一時
的に記憶する入力画像バッファ、６０２は入力画像と過
去画像等の参照画像との差分を計算し予測画像を生成す
る予測画像生成部、６０３は入力画像と参照画像の差分
が最も小さくなるような動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出部、６０４は参照画像を記憶する参照画像メ
モリ、６０５は予測画像を符号化するフレーム内符号化
部であり、離散コサイン変換（Discrete CosineTransfo
rm：以下、ＤＣＴと略称する）処理部６０５ａ、量子化
部６０５ｂ、および可変長符号化部６０５ｃから構成さ
れる。６０６は符号データ書き込み部、６０７は符号デ
ータを記憶する符号データバッファ、６０８は参照画像
を生成するための参照画像復号化部であり、逆量子化部
６０８ａ、逆ＤＣＴ処理部６０８ｂ、および参照画像生
成部６０８ｃから構成される。
を示す。図６において、６０１は入力画像の一部を一時
的に記憶する入力画像バッファ、６０２は入力画像と過
去画像等の参照画像との差分を計算し予測画像を生成す
る予測画像生成部、６０３は入力画像と参照画像の差分
が最も小さくなるような動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出部、６０４は参照画像を記憶する参照画像メ
モリ、６０５は予測画像を符号化するフレーム内符号化
部であり、離散コサイン変換（Discrete CosineTransfo
rm：以下、ＤＣＴと略称する）処理部６０５ａ、量子化
部６０５ｂ、および可変長符号化部６０５ｃから構成さ
れる。６０６は符号データ書き込み部、６０７は符号デ
ータを記憶する符号データバッファ、６０８は参照画像
を生成するための参照画像復号化部であり、逆量子化部
６０８ａ、逆ＤＣＴ処理部６０８ｂ、および参照画像生
成部６０８ｃから構成される。
【０００３】次に、このように構成された従来の動画像
符号化装置の動作について説明する。
符号化装置の動作について説明する。
【０００４】画像は、通常、ラスタースキャンと呼ばれ
る方式、すなわち画面の上方からライン単位で入力され
てくる。一方、符号化は、通常、１６画素×１６ライン
といったブロック単位で行われるので、少なくとも１６
ライン分の画像を蓄える必要がある。この画像を蓄える
動作を行うのが入力画像バッファ６０１である。
る方式、すなわち画面の上方からライン単位で入力され
てくる。一方、符号化は、通常、１６画素×１６ライン
といったブロック単位で行われるので、少なくとも１６
ライン分の画像を蓄える必要がある。この画像を蓄える
動作を行うのが入力画像バッファ６０１である。
【０００５】画像データは、入力画像バッファ６０１か
らブロック単位で読み出され符号化される。動画像の場
合、直前のブロックの画像との相関が高いため、その差
分のみを符号化することで、符号量を大幅に削減するこ
とができる。ただし、画像に動きがある場合、単なる差
分は小さくならないことが多いので、差分が小さくなる
場所を探索する。これが動きベクトル検出である。図７
に、動きベクトル検出の原理を示す。
らブロック単位で読み出され符号化される。動画像の場
合、直前のブロックの画像との相関が高いため、その差
分のみを符号化することで、符号量を大幅に削減するこ
とができる。ただし、画像に動きがある場合、単なる差
分は小さくならないことが多いので、差分が小さくなる
場所を探索する。これが動きベクトル検出である。図７
に、動きベクトル検出の原理を示す。
【０００６】図７において、ｎ番目の画像（入力画像）
７０１の符号化対象ブロック７０３と、直前の画像（参
照画像）である（ｎ−１）番目の画像７０２の対応する
ブロックとの差分を計算する。正確には、差分の絶対値
をブロック内で積算した値を計算し、これを評価値とす
る。この評価値の算出を、動き探索範囲７０４内で（ｎ
−１）番目のブロックの位置をずらしながら繰り返し、
最も評価値が小さくなる場所を探す。この動きベクトル
検出を行うのが動きベクトル検出部６０３であり、差分
を計算し予測画像を生成するのが予測画像生成部６０２
である。そして差分を計算するために、参照する画像を
記憶するメモリが参照画像メモリ６０４である。
７０１の符号化対象ブロック７０３と、直前の画像（参
照画像）である（ｎ−１）番目の画像７０２の対応する
ブロックとの差分を計算する。正確には、差分の絶対値
をブロック内で積算した値を計算し、これを評価値とす
る。この評価値の算出を、動き探索範囲７０４内で（ｎ
−１）番目のブロックの位置をずらしながら繰り返し、
最も評価値が小さくなる場所を探す。この動きベクトル
検出を行うのが動きベクトル検出部６０３であり、差分
を計算し予測画像を生成するのが予測画像生成部６０２
である。そして差分を計算するために、参照する画像を
記憶するメモリが参照画像メモリ６０４である。
【０００７】参照画像としては、通常、過去の符号化さ
れた画像を復号した画像が使用される。ここで、過去の
画像を符号化せずにそのまま使用しない理由は、再生時
に得ることのできる画像は復号した画像のみであり、符
号化する前の画像を使用すると誤差が発生するためであ
る。
れた画像を復号した画像が使用される。ここで、過去の
画像を符号化せずにそのまま使用しない理由は、再生時
に得ることのできる画像は復号した画像のみであり、符
号化する前の画像を使用すると誤差が発生するためであ
る。
【０００８】予測画像に対して、フレーム内符号化部６
０５により１枚の画像の中で符号化が行われる。代表的
な動画像符号化規格であるＭＰＥＧ（Moving Picture c
oding Experts Group）規格では、フレーム内符号化は
ＤＣＴと量子化、それにハフマン符号等の可変長符号の
符号化によって行われる。また、これと同時に、次回に
使用する参照画像を生成する処理が行われる。
０５により１枚の画像の中で符号化が行われる。代表的
な動画像符号化規格であるＭＰＥＧ（Moving Picture c
oding Experts Group）規格では、フレーム内符号化は
ＤＣＴと量子化、それにハフマン符号等の可変長符号の
符号化によって行われる。また、これと同時に、次回に
使用する参照画像を生成する処理が行われる。
【０００９】まず、量子化された符号データに対して、
逆量子化および逆ＤＣＴが行われ復号される。続いて、
動きベクトルデータに基づいて、参照画像メモリ６０４
内の参照画像の中から参照すべき場所を特定し、それと
先ほど復号した予測画像を加算して次に使用する参照画
像を生成する。この処理を行うのが参照画像生成部６０
８ｃである。
逆量子化および逆ＤＣＴが行われ復号される。続いて、
動きベクトルデータに基づいて、参照画像メモリ６０４
内の参照画像の中から参照すべき場所を特定し、それと
先ほど復号した予測画像を加算して次に使用する参照画
像を生成する。この処理を行うのが参照画像生成部６０
８ｃである。
【００１０】フレーム内符号化されたデータは、符号デ
ータ書き込み部６０６により符号データバッファ６０７
に書き込まれる。符号データバッファ６０７は、ストレ
ージ記録用途においては、記録媒体に置き換えてもよ
い。また、通信用途においては、バッファとしての役割
を担う。
ータ書き込み部６０６により符号データバッファ６０７
に書き込まれる。符号データバッファ６０７は、ストレ
ージ記録用途においては、記録媒体に置き換えてもよ
い。また、通信用途においては、バッファとしての役割
を担う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、参照画像メモリ６０４に参照画像を１画
面（例えば、３５２画素×２８８ライン）分全て記憶す
る必要があり、メモリ容量が大きくなり、低コスト化が
困難という問題があった。特に、携帯電話向けのＣＭＯ
Ｓカメラ等に内蔵することを考えた場合、ロジックＩＣ
とメモリを混載することが必須となり、その場合、メモ
リがＬＳＩの面積の大部分を占めることとなる。したが
って、メモリを削減することが低コスト化において最も
重要な課題となる。
来の構成では、参照画像メモリ６０４に参照画像を１画
面（例えば、３５２画素×２８８ライン）分全て記憶す
る必要があり、メモリ容量が大きくなり、低コスト化が
困難という問題があった。特に、携帯電話向けのＣＭＯ
Ｓカメラ等に内蔵することを考えた場合、ロジックＩＣ
とメモリを混載することが必須となり、その場合、メモ
リがＬＳＩの面積の大部分を占めることとなる。したが
って、メモリを削減することが低コスト化において最も
重要な課題となる。
【００１２】これを解決するために、予測画像を生成せ
ず、入力画像の全てにフレーム内符号化処理を施す動画
像符号化装置も提案されている。この構成を図８に示
す。この装置では、図６の参照画像メモリ６０４も参照
画像復号部６０８も不要であるため、回路規模は大幅に
削減でき、低コスト化を図ることができる。
ず、入力画像の全てにフレーム内符号化処理を施す動画
像符号化装置も提案されている。この構成を図８に示
す。この装置では、図６の参照画像メモリ６０４も参照
画像復号部６０８も不要であるため、回路規模は大幅に
削減でき、低コスト化を図ることができる。
【００１３】しかし、相関のある画像の差分により圧縮
効率を上げるという予測画像符号化の効果が全く無くな
るため、符号化効率が悪く、予測画像を使用する場合と
比較して、発生符号量を同一にしようとすると画質が悪
化し、画質を同等にしようとすると発生符号量が増大す
る。
効率を上げるという予測画像符号化の効果が全く無くな
るため、符号化効率が悪く、予測画像を使用する場合と
比較して、発生符号量を同一にしようとすると画質が悪
化し、画質を同等にしようとすると発生符号量が増大す
る。
【００１４】そのため、画像を通信する場合は、広い帯
域が必要となり、また画像を記録媒体に記録する場合
は、容量当たりの記録時間が減少する等の欠点があっ
た。
域が必要となり、また画像を記録媒体に記録する場合
は、容量当たりの記録時間が減少する等の欠点があっ
た。
【００１５】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、符号化効率を悪化させること
なく、参照画像を記憶するメモリの容量を削減して低コ
スト化を図った画像符号化装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、符号化効率を悪化させること
なく、参照画像を記憶するメモリの容量を削減して低コ
スト化を図った画像符号化装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の画像符号化装置は、入力された
画像信号の一部を一時的に記憶する入力画像バッファ
と、入力画像バッファからの入力画像と過去画像である
参照画像との差分データとして予測画像を生成する予測
画像生成部と、予測画像生成部からの予測画像を符号化
するフレーム内符号化部と、フレーム内符号化部により
符号化されたデータを一時的に記憶する符号データバッ
ファと、符号データバッファに符号化データを書き込む
符号データ書き込み部と、参照画像を生成するために、
過去の符号化された画像信号を符号データバッファから
読み出す符号データ読み出し部と、符号データバッファ
から読み出された符号データを復号化する参照画像復号
化部と、参照画像復号化部により復号化された参照画像
の一部を記憶する参照画像バッファとを備えたことを特
徴とする。
め、本発明に係る第１の画像符号化装置は、入力された
画像信号の一部を一時的に記憶する入力画像バッファ
と、入力画像バッファからの入力画像と過去画像である
参照画像との差分データとして予測画像を生成する予測
画像生成部と、予測画像生成部からの予測画像を符号化
するフレーム内符号化部と、フレーム内符号化部により
符号化されたデータを一時的に記憶する符号データバッ
ファと、符号データバッファに符号化データを書き込む
符号データ書き込み部と、参照画像を生成するために、
過去の符号化された画像信号を符号データバッファから
読み出す符号データ読み出し部と、符号データバッファ
から読み出された符号データを復号化する参照画像復号
化部と、参照画像復号化部により復号化された参照画像
の一部を記憶する参照画像バッファとを備えたことを特
徴とする。
【００１７】第１の画像符号化装置において、予測画像
の符号化は、画像の所定の矩形領域を最小単位として行
われ、入力画像バッファは、ラスタースキャン方式でラ
イン単位で順番に画像を入力し、少なくとも最小単位を
含む画像領域を記憶するのに必要な容量を有することが
好ましい。
の符号化は、画像の所定の矩形領域を最小単位として行
われ、入力画像バッファは、ラスタースキャン方式でラ
イン単位で順番に画像を入力し、少なくとも最小単位を
含む画像領域を記憶するのに必要な容量を有することが
好ましい。
【００１８】また、第１の画像符号化装置において、参
照画像バッファは、入力画像の符号化対象となっている
最小単位の矩形領域と空間的に同位置の矩形領域とを含
む画像領域を記憶するのに必要な容量を有することが好
ましい。
照画像バッファは、入力画像の符号化対象となっている
最小単位の矩形領域と空間的に同位置の矩形領域とを含
む画像領域を記憶するのに必要な容量を有することが好
ましい。
【００１９】また、第１の画像符号化装置において、フ
レーム内符号化部は、予測画像に対して離散コサイン変
換（ＤＣＴ）を行うＤＣＴ処理部と、ＤＣＴ処理部から
の出力データに対して量子化を行う量子化部と、量子化
部からの出力データに対して可変長符号化を行い、符号
データ書き込み部に出力する可変長符号化部とを備える
ことが好ましい。
レーム内符号化部は、予測画像に対して離散コサイン変
換（ＤＣＴ）を行うＤＣＴ処理部と、ＤＣＴ処理部から
の出力データに対して量子化を行う量子化部と、量子化
部からの出力データに対して可変長符号化を行い、符号
データ書き込み部に出力する可変長符号化部とを備える
ことが好ましい。
【００２０】上記第１の画像符号化装置の構成によれ
ば、参照画像として入力画像と同一空間位置の画像を使
用し、入力画像に同期して参照画像の符号データを随時
符号データバッファから読み出して復号化することによ
り、参照画像を生成することで、従来のように参照画像
メモリに１フレーム分の容量を必要とすることがなく、
そのメモリ容量を大幅に削減することができる。
ば、参照画像として入力画像と同一空間位置の画像を使
用し、入力画像に同期して参照画像の符号データを随時
符号データバッファから読み出して復号化することによ
り、参照画像を生成することで、従来のように参照画像
メモリに１フレーム分の容量を必要とすることがなく、
そのメモリ容量を大幅に削減することができる。
【００２１】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２の画像符号化装置は、入力された画像信号の一部を
一時的に記憶する入力画像バッファと、入力画像バッフ
ァからの入力画像と過去画像である参照画像との差分デ
ータが最小になるような動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出部と、動きベクトル検出部により検出された
動きベクトルデータに基づいて、入力画像と参照画像と
の差分データとして予測画像を生成する予測画像生成部
と、予測画像生成部からの予測画像を符号化するフレー
ム内符号化部と、フレーム内符号化部により符号化され
たデータを一時的に記憶する符号データバッファと、符
号データバッファに符号化データを書き込む符号データ
書き込み部と、参照画像を生成するために、過去の符号
化された画像信号を符号データバッファから読み出す符
号データ読み出し部と、符号データバッファから読み出
された符号データを復号化する参照画像復号化部と、参
照画像復号化部により復号化された参照画像の一部を記
憶する参照画像バッファとを備えたことを特徴とする。
第２の画像符号化装置は、入力された画像信号の一部を
一時的に記憶する入力画像バッファと、入力画像バッフ
ァからの入力画像と過去画像である参照画像との差分デ
ータが最小になるような動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出部と、動きベクトル検出部により検出された
動きベクトルデータに基づいて、入力画像と参照画像と
の差分データとして予測画像を生成する予測画像生成部
と、予測画像生成部からの予測画像を符号化するフレー
ム内符号化部と、フレーム内符号化部により符号化され
たデータを一時的に記憶する符号データバッファと、符
号データバッファに符号化データを書き込む符号データ
書き込み部と、参照画像を生成するために、過去の符号
化された画像信号を符号データバッファから読み出す符
号データ読み出し部と、符号データバッファから読み出
された符号データを復号化する参照画像復号化部と、参
照画像復号化部により復号化された参照画像の一部を記
憶する参照画像バッファとを備えたことを特徴とする。
【００２２】第２の画像符号化装置において、参照画像
バッファは、入力画像の符号化対象となっている最小単
位の矩形領域に対する動き探索範囲を含む画像領域を記
憶するのに必要な容量を有することが好ましい。
バッファは、入力画像の符号化対象となっている最小単
位の矩形領域に対する動き探索範囲を含む画像領域を記
憶するのに必要な容量を有することが好ましい。
【００２３】上記第２の画像符号化装置の構成によれ
ば、参照画像として動き探索範囲分の画像を使用し、入
力画像に同期して参照画像の符号データを随時符号デー
タバッファから読み出して復号化し、動き探索範囲を含
む必要最小限の画像を参照画像バッファに格納すること
で、動き検出を可能としながらも、動き探索に必要な最
小限のメモリ容量で済むため、従来よりも大幅に参照画
像のメモリ容量を削減することができる。
ば、参照画像として動き探索範囲分の画像を使用し、入
力画像に同期して参照画像の符号データを随時符号デー
タバッファから読み出して復号化し、動き探索範囲を含
む必要最小限の画像を参照画像バッファに格納すること
で、動き検出を可能としながらも、動き探索に必要な最
小限のメモリ容量で済むため、従来よりも大幅に参照画
像のメモリ容量を削減することができる。
【００２４】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第３の画像符号化装置は、入力された画像信号の一部を
一時的に記憶する入力画像バッファと、入力画像バッフ
ァからの入力画像と過去画像である参照画像との差分デ
ータが最小になるような動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出部と、動きベクトル検出部により検出された
動きベクトルデータに基づいて、入力画像と前記参照画
像との差分データとして予測画像を生成する予測画像生
成部と、予測画像生成部からの予測画像を符号化するフ
レーム内符号化部と、フレーム内符号化部により符号化
されたデータを一時的に記憶する符号データバッファ
と、符号データバッファに符号化データを書き込む符号
データ書き込み部と、符号データバッファに書き込んだ
符号データの先頭のアドレスを記憶するアドレス記憶部
と、参照画像を生成するために、アドレス記憶部に記憶
されたアドレス情報に基づき、過去の符号化された画像
信号を符号データバッファから読み出す符号データ読み
出し部と、符号データバッファから読み出された符号デ
ータを復号化する参照画像復号化部と、参照画像復号化
部により復号化された参照画像の一部を記憶する参照画
像バッファとを備えたことを特徴とする。
第３の画像符号化装置は、入力された画像信号の一部を
一時的に記憶する入力画像バッファと、入力画像バッフ
ァからの入力画像と過去画像である参照画像との差分デ
ータが最小になるような動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出部と、動きベクトル検出部により検出された
動きベクトルデータに基づいて、入力画像と前記参照画
像との差分データとして予測画像を生成する予測画像生
成部と、予測画像生成部からの予測画像を符号化するフ
レーム内符号化部と、フレーム内符号化部により符号化
されたデータを一時的に記憶する符号データバッファ
と、符号データバッファに符号化データを書き込む符号
データ書き込み部と、符号データバッファに書き込んだ
符号データの先頭のアドレスを記憶するアドレス記憶部
と、参照画像を生成するために、アドレス記憶部に記憶
されたアドレス情報に基づき、過去の符号化された画像
信号を符号データバッファから読み出す符号データ読み
出し部と、符号データバッファから読み出された符号デ
ータを復号化する参照画像復号化部と、参照画像復号化
部により復号化された参照画像の一部を記憶する参照画
像バッファとを備えたことを特徴とする。
【００２５】この第３の画像符号化装置の構成によれ
ば、参照画像の符号データを格納した、符号データバッ
ファの領域のアドレスを記憶し、このアドレスを読み出
して、参照画像の符号データを符号データバッファから
読み出すことで、符号データを読み出しながら解析を行
う必要がなく、応答性の良い符号データの読み出しを容
易に実現することができる。
ば、参照画像の符号データを格納した、符号データバッ
ファの領域のアドレスを記憶し、このアドレスを読み出
して、参照画像の符号データを符号データバッファから
読み出すことで、符号データを読み出しながら解析を行
う必要がなく、応答性の良い符号データの読み出しを容
易に実現することができる。
【００２６】以上のように、１画面分の参照画像を予め
生成して記憶しておくのではなく、入力画像に同期して
随時、符号データバッファから参照画像の符号データを
読み出して復号し、予測画像の生成に必要な部分のみを
参照画像バッファに記憶することで、符号化効率を悪化
させることなく、参照画像を記憶するメモリの容量を大
幅に削減して低コスト化を図ることができる。
生成して記憶しておくのではなく、入力画像に同期して
随時、符号データバッファから参照画像の符号データを
読み出して復号し、予測画像の生成に必要な部分のみを
参照画像バッファに記憶することで、符号化効率を悪化
させることなく、参照画像を記憶するメモリの容量を大
幅に削減して低コスト化を図ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００２８】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示す回路ブロ
ック図である。図１において、本実施形態の画像符号化
装置は、入力画像バッファ１０１、予測画像生成部１０
２、動きベクトル検出部１０３、参照画像バッファ１０
４、フレーム内符号化部１０５、符号データバッファ制
御部１０６、符号データバッファ１０７、および参照画
像復号化部１０８から構成される。
の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示す回路ブロ
ック図である。図１において、本実施形態の画像符号化
装置は、入力画像バッファ１０１、予測画像生成部１０
２、動きベクトル検出部１０３、参照画像バッファ１０
４、フレーム内符号化部１０５、符号データバッファ制
御部１０６、符号データバッファ１０７、および参照画
像復号化部１０８から構成される。
【００２９】フレーム内符号化部１０５はさらに、ＤＣ
Ｔ処理部１０５ａ、量子化部１０５ｂ、および可変長符
号化部１０５ｃから構成される。また、符号データバッ
ファ制御部１０６は、符号データ書き込み部１０６ａ、
および符号データ読み出し部１０６ｂから構成される。
参照画像復号化部１０８は、可変長復号化部１０８ａ、
逆量子化部１０８ｂ、および逆ＤＣＴ処理部１０８ｃか
ら構成される。
Ｔ処理部１０５ａ、量子化部１０５ｂ、および可変長符
号化部１０５ｃから構成される。また、符号データバッ
ファ制御部１０６は、符号データ書き込み部１０６ａ、
および符号データ読み出し部１０６ｂから構成される。
参照画像復号化部１０８は、可変長復号化部１０８ａ、
逆量子化部１０８ｂ、および逆ＤＣＴ処理部１０８ｃか
ら構成される。
【００３０】次に、このように構成された画像符号化装
置の動作について、図２を参照しながら説明する。図２
は、入力画像バッファと参照画像バッファとのメモリ内
容関係を表す模式図である。なお、本実施形態では、画
像のサイズは、水平３５２画素、垂直２８８ラインのい
わゆるＣＩＦ（Common Intermediate Format）とする。
置の動作について、図２を参照しながら説明する。図２
は、入力画像バッファと参照画像バッファとのメモリ内
容関係を表す模式図である。なお、本実施形態では、画
像のサイズは、水平３５２画素、垂直２８８ラインのい
わゆるＣＩＦ（Common Intermediate Format）とする。
【００３１】図２において、２０１は図１の入力画像バ
ッファ１０１をメモリ内容で模式的に表しており、水平
３５２画素、垂直６４ラインの容量がある。画像データ
は、ラスタースキャンにより上から順にライン単位に入
力されてくる。仮に今４０ラインが入力された状態と
し、この時、ブロック２０３が予符号化の対象になって
いるとする。また、予測符号化のための動き探索範囲２
０４を４８画素×４８ラインとする。
ッファ１０１をメモリ内容で模式的に表しており、水平
３５２画素、垂直６４ラインの容量がある。画像データ
は、ラスタースキャンにより上から順にライン単位に入
力されてくる。仮に今４０ラインが入力された状態と
し、この時、ブロック２０３が予符号化の対象になって
いるとする。また、予測符号化のための動き探索範囲２
０４を４８画素×４８ラインとする。
【００３２】したがって、この時、参照画像としては、
ブロック２０３を中心に４８画素×４８ラインの画像が
用意されている必要がある。２０２は図１の参照画像バ
ッファ１０４をメモリ内容で模式的に表しており、入力
画像バッファ２０１と同様に、水平３５２画素、垂直６
４ラインの容量がある。図２のように、入力画像より少
なくとも垂直方向に１ブロック（すなわち１６ライン）
以上の先の画像が予め復号されて、参照画像バッファ１
０４に格納されるように、符号データ読み出し部１０６
ｂにより符号データバッファ１０７が制御される。これ
により、ブロック２０３の予測符号化に必要な動き探索
範囲２０４の参照画像を予め用意することができる。こ
のように、入力画像が入力されるタイミングに合わせ
て、動き探索範囲２０４を含む参照画像を随時復号する
ことにより、予測画像を生成することができる。
ブロック２０３を中心に４８画素×４８ラインの画像が
用意されている必要がある。２０２は図１の参照画像バ
ッファ１０４をメモリ内容で模式的に表しており、入力
画像バッファ２０１と同様に、水平３５２画素、垂直６
４ラインの容量がある。図２のように、入力画像より少
なくとも垂直方向に１ブロック（すなわち１６ライン）
以上の先の画像が予め復号されて、参照画像バッファ１
０４に格納されるように、符号データ読み出し部１０６
ｂにより符号データバッファ１０７が制御される。これ
により、ブロック２０３の予測符号化に必要な動き探索
範囲２０４の参照画像を予め用意することができる。こ
のように、入力画像が入力されるタイミングに合わせ
て、動き探索範囲２０４を含む参照画像を随時復号する
ことにより、予測画像を生成することができる。
【００３３】ここで、符号データ読み出し部１０６ｂに
ついてもう少し詳細に説明する。上記のように、入力画
像のタイミングに合わせて参照画像を随時復号するた
め、参照画像の符号データを必要なタイミングに応じて
符号データバッファ１０７から高速に読み出す必要があ
る。符号データの中から目的とする参照画像の符号デー
タを見つける方法として、符号データ中にあるヘッダを
読み取り、それによりその符号データの内容を判別する
方法もあるが、この場合、符号データを読みながら解析
を行う必要があり、処理が煩雑になる。
ついてもう少し詳細に説明する。上記のように、入力画
像のタイミングに合わせて参照画像を随時復号するた
め、参照画像の符号データを必要なタイミングに応じて
符号データバッファ１０７から高速に読み出す必要があ
る。符号データの中から目的とする参照画像の符号デー
タを見つける方法として、符号データ中にあるヘッダを
読み取り、それによりその符号データの内容を判別する
方法もあるが、この場合、符号データを読みながら解析
を行う必要があり、処理が煩雑になる。
【００３４】そこで、参照画像の符号データが格納され
た場所を記憶するアドレス記憶部を設け、参照画像が格
納された場所を高速に探し出せるようにする。
た場所を記憶するアドレス記憶部を設け、参照画像が格
納された場所を高速に探し出せるようにする。
【００３５】図３は、アドレス記憶部を設けた符号デー
タバッファ制御部１０６の構成を示すブロック図であ
る。図３において、符号データ書き込み部１０６ａから
符号データバッファ１０７に書き込んだ符号データのア
ドレスをアドレス記憶部１０６ｃに書き込む。このアド
レスは、次の画像データの符号化に使用する参照画像の
アドレスとなるため、符号化データ読み出し部１０６
は、次の画像データの符号化の時にこのアドレスを読み
取り、これにより高速に参照画像の符号データを符号デ
ータバッファ１０７から読み出すことができる。
タバッファ制御部１０６の構成を示すブロック図であ
る。図３において、符号データ書き込み部１０６ａから
符号データバッファ１０７に書き込んだ符号データのア
ドレスをアドレス記憶部１０６ｃに書き込む。このアド
レスは、次の画像データの符号化に使用する参照画像の
アドレスとなるため、符号化データ読み出し部１０６
は、次の画像データの符号化の時にこのアドレスを読み
取り、これにより高速に参照画像の符号データを符号デ
ータバッファ１０７から読み出すことができる。
【００３６】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示す回路ブロ
ック図である。本実施形態では、図１に示す第１の実施
形態における動きベクトル検出部１０３を削除してい
る。この場合、必要な参照画像としては、動き探索範囲
分ではなく、入力画像と空間的に同位置のブロックの画
像さえあれば良いので、参照画像バッファ１０４の容量
をさらに削減できる。ただし、動きのある画像の場合は
符号化効率が悪くなる欠点があるが、画像の動きが少な
い用途に適用することは十分可能である。
の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示す回路ブロ
ック図である。本実施形態では、図１に示す第１の実施
形態における動きベクトル検出部１０３を削除してい
る。この場合、必要な参照画像としては、動き探索範囲
分ではなく、入力画像と空間的に同位置のブロックの画
像さえあれば良いので、参照画像バッファ１０４の容量
をさらに削減できる。ただし、動きのある画像の場合は
符号化効率が悪くなる欠点があるが、画像の動きが少な
い用途に適用することは十分可能である。
【００３７】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示す回路ブロ
ック図である。第１および第２の実施形態では、参照画
像の復号は、可変長復号化、逆量子化、逆ＤＣＴのフレ
ーム内復号のみで実施したが、参照画像が予測符号化さ
れている場合は、さらにその前の画像も復号しなければ
ならない。
の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示す回路ブロ
ック図である。第１および第２の実施形態では、参照画
像の復号は、可変長復号化、逆量子化、逆ＤＣＴのフレ
ーム内復号のみで実施したが、参照画像が予測符号化さ
れている場合は、さらにその前の画像も復号しなければ
ならない。
【００３８】本実施形態では、参照画像が１つ前の画像
から予測符号化され、その１つ前の画像は予測符号化さ
れていない場合の構成について説明する。
から予測符号化され、その１つ前の画像は予測符号化さ
れていない場合の構成について説明する。
【００３９】図５において、参照画像復号化部５０８
は、２つの復号部、すなわちＰピクチャ復号部５０８ａ
とＩピクチャ復号部５０８ｂとから構成される。Ｐピク
チャは予測符号化された画像の名称であり、Ｉピクチャ
はフレーム内符号化された画像の名称である。
は、２つの復号部、すなわちＰピクチャ復号部５０８ａ
とＩピクチャ復号部５０８ｂとから構成される。Ｐピク
チャは予測符号化された画像の名称であり、Ｉピクチャ
はフレーム内符号化された画像の名称である。
【００４０】まず、Ｉピクチャ復号部５０８ｂによりＩ
ピクチャが復号され、参照画像バッファ５０８ｃに記憶
される。それと同期して、Ｐピクチャ復号部５０８ａに
よりＰピクチャが復号され、参照画像バッファ５０８ｃ
内の参照画像から動きベクトル情報に基づいて参照すべ
き部分を特定し、参照画像生成部５０８ｄで、Ｉピクチ
ャ復号データとＰピクチャ復号データとが加算されて、
参照画像が生成される。
ピクチャが復号され、参照画像バッファ５０８ｃに記憶
される。それと同期して、Ｐピクチャ復号部５０８ａに
よりＰピクチャが復号され、参照画像バッファ５０８ｃ
内の参照画像から動きベクトル情報に基づいて参照すべ
き部分を特定し、参照画像生成部５０８ｄで、Ｉピクチ
ャ復号データとＰピクチャ復号データとが加算されて、
参照画像が生成される。
【００４１】なお、本実施形態では、符号化データは、
（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）−（Ｐピクチャ）−
（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）−（Ｐピクチャ）の順
で画像が構成されなければならない。また、第１および
第２の実施形態では、（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）
−（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）のように、Ｉピクチ
ャとＰピクチャが交互に並んだ構成になる。
（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）−（Ｐピクチャ）−
（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）−（Ｐピクチャ）の順
で画像が構成されなければならない。また、第１および
第２の実施形態では、（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）
−（Ｉピクチャ）−（Ｐピクチャ）のように、Ｉピクチ
ャとＰピクチャが交互に並んだ構成になる。
【００４２】すなわち、Ｐピクチャを連続で生成する場
合、その参照画像を生成するために復号しなければなら
ない画像の枚数が増えていくため、現実には制限を設け
る必要がある。しかし、全く予測符号化を使わない方法
に比べると符号化効率を上げることができるため、コス
ト要求の厳しいローエンド商品の性能向上技術として利
用価値は十分あると言える。
合、その参照画像を生成するために復号しなければなら
ない画像の枚数が増えていくため、現実には制限を設け
る必要がある。しかし、全く予測符号化を使わない方法
に比べると符号化効率を上げることができるため、コス
ト要求の厳しいローエンド商品の性能向上技術として利
用価値は十分あると言える。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
参照画像として入力画像と同一空間位置の画像を使用
し、入力画像に同期して参照画像の符号データを随時符
号データバッファから読み出して復号化することによ
り、参照画像を生成することで、従来のように参照画像
メモリに１フレーム分の容量を必要とすることがなく、
そのメモリ容量を大幅に削減することができる。
参照画像として入力画像と同一空間位置の画像を使用
し、入力画像に同期して参照画像の符号データを随時符
号データバッファから読み出して復号化することによ
り、参照画像を生成することで、従来のように参照画像
メモリに１フレーム分の容量を必要とすることがなく、
そのメモリ容量を大幅に削減することができる。
【００４４】また、参照画像として動き探索範囲分の画
像を使用し、入力画像に同期して参照画像の符号データ
を随時符号データバッファから読み出して復号化し、動
き探索範囲を含む必要最小限の画像を参照画像バッファ
に格納することで、動き検出を可能としながらも、動き
探索に必要な最小限のメモリ容量で済むため、従来より
も大幅に参照画像のメモリ容量を削減することができ
る。
像を使用し、入力画像に同期して参照画像の符号データ
を随時符号データバッファから読み出して復号化し、動
き探索範囲を含む必要最小限の画像を参照画像バッファ
に格納することで、動き検出を可能としながらも、動き
探索に必要な最小限のメモリ容量で済むため、従来より
も大幅に参照画像のメモリ容量を削減することができ
る。
【００４５】また、参照画像の符号データを格納した、
符号データバッファの領域のアドレスを記憶し、このア
ドレスを読み出して、参照画像の符号データを符号デー
タバッファから読み出すことで、符号データを読み出し
ながら解析を行う必要がなく、応答性の良い符号データ
の読み出しを容易に実現することができる。
符号データバッファの領域のアドレスを記憶し、このア
ドレスを読み出して、参照画像の符号データを符号デー
タバッファから読み出すことで、符号データを読み出し
ながら解析を行う必要がなく、応答性の良い符号データ
の読み出しを容易に実現することができる。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る画像符号化装
置の構成を示す回路ブロック図
置の構成を示す回路ブロック図
【図２】 本発明の第１の実施形態における入力画像バ
ッファと参照画像バッファとのメモリ内容関係を表す模
式図
ッファと参照画像バッファとのメモリ内容関係を表す模
式図
【図３】 本発明の第１の実施形態において、アドレス
記憶部を設けた符号データバッファ制御部１０６の構成
を示すブロック図
記憶部を設けた符号データバッファ制御部１０６の構成
を示すブロック図
【図４】 本発明の第２の実施形態に係る画像符号化装
置の構成を示す回路ブロック図
置の構成を示す回路ブロック図
【図５】 本発明の第３の実施形態に係る画像符号化装
置の構成を示す回路ブロック図
置の構成を示す回路ブロック図
【図６】 従来の画像符号化装置の構成を示す回路ブロ
ック図
ック図
【図７】 動きベクトル検出の原理を示す模式図
【図８】 従来の画像符号化装置の他の構成を示す回路
ブロック図
ブロック図
１０１、５０１、６０１ 入力画像バッファ
１０２、５０２ 予測画像生成部
１０３，５０３ 動きベクトル検出部
１０４、５０４ 参照画像バッファ
１０５、５０５ フレーム内符号化部
１０５ａ、５０５ａ ＤＣＴ処理部
１０５ｂ、５０５ｂ 量子化部
１０５ｃ、５０５ｃ 可変長符号化部
１０６、５０６ 符号データバッファ制御部
１０６ａ、５０６ａ 符号データ書き込み部
１０６ｂ、５０６ｂ 符号データ読み出し部
１０６ｃ アドレス記憶部
１０７、５０７ 符号データバッファ
１０８、５０８ 参照画像復号化部
１０８ａ 可変長復号化部
１０８ｂ 逆量子化部
１０８ｃ 逆ＤＣＴ処理部
５０８ａ Ｐピクチャ復号化部
５０８ｂ Ｉピクチャ復号化部
５０８ｃ 参照画像バッファ
５０８ｄ 参照画像生成部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5C059 KK08 MA05 MA23 MC11 MC31
MC38 ME01 NN01 PP04 UA02
UA33 UA38
5J064 AA02 AA04 BA09 BB05 BC01
BC08 BC16 BD03
Claims (7)
- 【請求項１】 入力された画像信号の一部を一時的に記
憶する入力画像バッファと、 前記入力画像バッファからの入力画像と過去画像である
参照画像との差分データとして予測画像を生成する予測
画像生成部と、 前記前記予測画像生成部からの予測画像を符号化するフ
レーム内符号化部と、 前記フレーム内符号化部により符号化されたデータを一
時的に記憶する符号データバッファと、 前記符号データバッファに前記符号化データを書き込む
符号データ書き込み部と、 前記参照画像を生成するために、過去の符号化された画
像信号を前記符号データバッファから読み出す符号デー
タ読み出し部と、 前記符号データバッファから読み出された符号データを
復号化する参照画像復号化部と、 前記参照画像復号化部により復号化された参照画像の一
部を記憶する参照画像バッファとを備えたことを特徴と
する画像符号化装置。 - 【請求項２】 前記予測画像の符号化は、画像の所定の
矩形領域を最小単位として行われ、前記入力画像バッフ
ァは、ラスタースキャン方式でライン単位で順番に画像
を入力し、少なくとも前記最小単位を含む画像領域を記
憶するのに必要な容量を有することを特徴とする請求項
１記載の画像符号化装置。 - 【請求項３】 前記参照画像バッファは、入力画像の符
号化対象となっている最小単位の矩形領域と空間的に同
位置の矩形領域とを含む画像領域を記憶するのに必要な
容量を有することを特徴とする請求項１記載の画像符号
化装置。 - 【請求項４】 前記フレーム内符号化部は、 前記予測画像に対して離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行
うＤＣＴ処理部と、 前記ＤＣＴ処理部からの出力データに対して量子化を行
う量子化部と、 前記量子化部からの出力データに対して可変長符号化を
行い、前記符号データ書き込み部に出力する可変長符号
化部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像符
号化装置。 - 【請求項５】 入力された画像信号の一部を一時的に記
憶する入力画像バッファと、 前記入力画像バッファからの入力画像と過去画像である
参照画像との差分データが最小になるような動きベクト
ルを検出する動きベクトル検出部と、 前記動きベクトル検出部により検出された動きベクトル
データに基づいて、前記入力画像と前記参照画像との差
分データとして予測画像を生成する予測画像生成部と、 前記前記予測画像生成部からの予測画像を符号化するフ
レーム内符号化部と、 前記フレーム内符号化部により符号化されたデータを一
時的に記憶する符号データバッファと、 前記符号データバッファに前記符号化データを書き込む
符号データ書き込み部と、 前記参照画像を生成するために、過去の符号化された画
像信号を前記符号データバッファから読み出す符号デー
タ読み出し部と、 前記符号データバッファから読み出された符号データを
復号化する参照画像復号化部と、 前記参照画像復号化部により復号化された参照画像の一
部を記憶する参照画像バッファとを備えたことを特徴と
する画像符号化装置。 - 【請求項６】 前記参照画像バッファは、入力画像の符
号化対象となっている最小単位の矩形領域に対する動き
探索範囲を含む画像領域を記憶するのに必要な容量を有
することを特徴とする請求項５記載の画像符号化装置。 - 【請求項７】 入力された画像信号の一部を一時的に記
憶する入力画像バッファと、 前記入力画像バッファからの入力画像と過去画像である
参照画像との差分データが最小になるような動きベクト
ルを検出する動きベクトル検出部と、 前記動きベクトル検出部により検出された動きベクトル
データに基づいて、前記入力画像と前記参照画像との差
分データとして予測画像を生成する予測画像生成部と、 前記前記予測画像生成部からの予測画像を符号化するフ
レーム内符号化部と、 前記フレーム内符号化部により符号化されたデータを一
時的に記憶する符号データバッファと、 前記符号データバッファに前記符号化データを書き込む
符号データ書き込み部と、 前記符号データバッファに書き込んだ符号データの先頭
のアドレスを記憶するアドレス記憶部と、 前記参照画像を生成するために、前記アドレス記憶部に
記憶されたアドレス情報に基づき、過去の符号化された
画像信号を前記符号データバッファから読み出す符号デ
ータ読み出し部と、 前記符号データバッファから読み出された符号データを
復号化する参照画像復号化部と、 前記参照画像復号化部により復号化された参照画像の一
部を記憶する参照画像バッファとを備えたことを特徴と
する画像符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001253399A JP2003070000A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001253399A JP2003070000A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 画像符号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003070000A true JP2003070000A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19081740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001253399A Pending JP2003070000A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 画像符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003070000A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006254437A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Ambarella Inc | 高性能ビデオプロセッサ用の低電力メモリ階層 |
| WO2009130886A1 (ja) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | パナソニック株式会社 | 動画像符号化装置、撮像装置及び動画像符号化方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08116539A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Hitachi Ltd | 動画像符号化装置と動画像符号化方法 |
| JPH0998429A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | ディジタル映像信号符号化装置および復号化装置 |
| JPH1155674A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 画像符号化装置および画像復号装置 |
| JP2000197055A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 画像通信装置およびロ―カルデコ―ド処理方法 |
-
2001
- 2001-08-23 JP JP2001253399A patent/JP2003070000A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| JP2006254437A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Ambarella Inc | 高性能ビデオプロセッサ用の低電力メモリ階層 |
| JP2013055703A (ja) * | 2005-03-11 | 2013-03-21 | Ambarella Inc | 高性能ビデオプロセッサ用の低電力メモリ階層 |
| WO2009130886A1 (ja) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | パナソニック株式会社 | 動画像符号化装置、撮像装置及び動画像符号化方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100617 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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