JP2003339049A - 画像復号装置及び画像復号方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレームを間引くことなく、フレーム間符号
化の復号処理を一部省略することによって、高速かつ簡
易に画像信号を復号することができる画像復号装置及び
画像復号方法を提供する。 【解決手段】 符号化画像データから分離器１０１で動
きベクトル成分を分離して動きベクトル復号器１０８で
復号する。また、分離器１０１は符号化画像データの画
像タイプを識別する。符号化画像データがＰピクチャの
場合、選択器１００がスイッチを切り替え、可変長復号
器１０３、逆量子化器１０４及び逆ＤＣＴ器１０５で復
号する。そして、復号されたＰピクチャと動きベクトル
成分とを用いて動き補償器１１０で動き補償を行い、画
像加算器１０６で復号画像データを生成する。一方、Ｐ
ピクチャではない場合、生成された復号画像データと動
きベクトル成分とを用いて復号画像生成器１１２で復号
画像データを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化された動画
像データを好適に復号再生する画像復号装置及び画像復
号方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像の符号化方式として、フレー
ム内符号化方式であるＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧやＤｉｇｉ
ｔａｌ Ｖｉｄｅｏ等の符号化方式や、フレーム間予測
符号化を用いたＨ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ−
１、ＭＰＥＧ−２等の符号化方式が知られている。これ
らの符号化方式はＩＳＯ（International Organization
for Standardization：国際標準化機構）やＩＴＵ（Int
ernational Telecommunication Union：国際電気通信連
合）によって国際標準化されている。

【０００３】フレーム内符号化方式はフレーム単位で独
立に符号化を行うものであり、フレームの管理がしやす
いため、動画像の編集や特殊再生が必要な装置に最適で
ある。また、フレーム間予測符号化方式はフレーム間予
測を用いるため、符号化効率が高いという特徴を持って
いる。さらに、コンピュータ、放送及び通信等の多くの
領域で利用することができる汎用的な次世代マルチメデ
ィア符号化規格として、ＭＰＥＧ−４の国際標準化作業
が進められている。このようなフレーム間符号化方式
は、ＭＰＥＧの大きな特徴でもある。

【０００４】これらの規格では、フレーム毎の符号化の
種類を３種類に分けて扱っており、それぞれフレーム内
符号化のみを行うＩピクチャ（Infra-Picture：フレー
ム内符号化画像）、過去のフレームからのフレーム間予
測も行うＰピクチャ（Predictive-Picture：フレーム間
順方向予測符号化画像）、未来のフレームからのフレー
ム間予測も行うＢピクチャ（Bidirectionally predicti
ve-Picture：双方向予測符号化画像）と呼ばれる。通
常、符号化されたデータでは、最初にＩピクチャが出現
し、数個のＢピクチャと１つのＰピクチャが周期的に出
現する。つまり、ランダムアクセスを可能とするため
に、フレーム内符号化画面を定期的に挿入し、フレーム
内符号化画面が少なくとも１枚入った画面郡構造を有す
る。これをＧＯＰ（Group of Pictures）構造と呼ぶ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フレー
ム間符号化方式は、その処理に要する負荷が非常に大き
いという問題がある。特に、復号処理においては、携帯
端末等で実行することができるように装置の小型化や低
消費電力化等といったニーズが高まってきており、ま
た、様々な使用環境が想定されるため、この負荷の大き
さが特に問題となる場合がある。また、特殊再生時の復
号処理の負荷はさらに大きくなるので、負荷のかかる処
理の省略化を図る必要がある。

【０００６】このような状況から、一般的には復号する
フレームを間引くなどの工夫がなされている。この操作
は負荷を軽くするための簡易な手法である一方で、フレ
ームが間引かれた場合の動画像自身の情報の欠落という
別の問題が生じてしまう。

【０００７】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、フレームを間引くことなく、フレーム
間符号化の復号処理を一部省略することによって、高速
かつ簡易に画像信号を復号することができる画像復号装
置及び画像復号方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、画面内符号化された画像データと動き補
償予測符号化された予測画像データとから構成される符
号化画像データを復号する画像復号装置であって、前記
符号化画像データを入力する入力手段と、動き補償予測
符号化で用いられ、前記符号化画像データに付加されて
いる動きベクトルデータを分離して復号する分離手段
と、前記符号化画像データを復号する復号手段と、前記
復号された画像データを格納する格納手段と、前記動き
補償予測符号化された予測画像データを用いることな
く、前記格納手段に格納された画像データと前記動きベ
クトルデータとを用いて前記予測画像データの復号画像
データを生成する生成手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明に係る画像復号装置は、前記
復号手段は、前記動き補償予測符号化された予測画像デ
ータを復号する際、前記格納された画像データと前記動
きベクトルデータとを用いて前記予測画像データを復号
することを特徴とする。

【００１０】さらに、本発明に係る画像復号装置は、前
記入力された符号化画像データには符号化処理のタイプ
を識別するための識別データが付加されており、前記識
別データに基づいて符号化処理のタイプを識別する識別
手段と、前記識別結果に基づいて、前記復号手段の出力
と前記生成手段の出力とを選択する選択手段とを更に備
えることを特徴とする。

【００１１】さらにまた、本発明に係る画像復号装置
は、前記動き補償予測符号化には順方向画面間予測符号
化と双方向画面間予測符号化とを含むことを特徴とす
る。

【００１２】さらにまた、本発明に係る画像復号装置
は、前記選択手段は前記符号化処理のタイプが双方方向
画面間予測符号化の場合、前記生成手段の出力を選択す
ることを特徴とする。

【００１３】さらにまた、本発明に係る画像復号装置
は、前記生成手段で使用される前記格納手段に格納され
た画像データと前記動きベクトルデータとは、前記予測
画像データとは異なる画面のデータであることを特徴と
する。

【００１４】さらにまた、本発明に係る画像復号装置
は、前記符号化画像データには画面順を表すピクチャ番
号データが付加されており、前記生成手段は前記ピクチ
ャ番号データ、前記格納手段に格納された画像データと
前記動きベクトルデータとを用いて前記予測画像データ
の復号画像データを生成することを特徴とする。

【００１５】さらにまた、本発明に係る画像復号装置
は、前記符号画像データは、ＭＰＥＧ符号化方式で符号
化されていることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について詳細に説明する。

【００１７】＜第１の実施形態＞図１は、本発明の第１
の実施形態による画像復号装置の細部構成を示すブロッ
ク図である。図１において、符号１０１は、入力ビット
ストリーム（符号化された動画像データ）を画像符号化
データであるハフマンコードと、動きベクトルデータ
と、ピクチャタイプとに分離する分離器を示す。分離器
１０１は、選択器１００、スイッチ１０２及び動きベク
トル復号器１０８に接続している。

【００１８】また、選択器１００は、分離器１０１で分
離されたピクチャタイプに基づいて、本画像復号装置内
に備えられたスイッチ１０２、スイッチ１０７及びスイ
ッチ１０９の切替制御を行う。

【００１９】ここで、スイッチ１０２は、選択器１００
からの制御信号に基づいて、分離器１０１から出力され
るハフマンコードを可変長復号器１０３へ伝達するため
のスイッチである。可変長復号器１０３は、さらに逆量
子化器１０４に接続し、分離器１０１から出力されたハ
フマンコードを量子化代表値へ復号する。また、逆量子
化器１０４は、さらに逆ＤＣＴ器１０５に接続し、可変
長復号器１０３から出力された量子化代表値をＤＣＴ係
数値へ逆量子化する。

【００２０】さらに、逆ＤＣＴ器１０５は、さらに画像
加算器１０６に接続し、逆量子化器１０４から出力され
たＤＣＴ係数値を画素データへ変換することによって画
像信号を復号する。画像加算器１０６は、さらにスイッ
チ１０７、フレームメモリ１１１及び動き補償器１１０
に接続しており、逆ＤＣＴ器１０５から出力される画像
信号と動き補償器１１０から出力される予測画像信号と
を加算して復号画像を生成する。また、フレームメモリ
１１１は、画像加算器１０６から出力される復号画像を
格納する。

【００２１】すなわち、本実施例では、符号化画像デー
タの復号が、符号化画像データをエントロピー復号し、
エントロピー復号された符号化画像データを逆量子化
し、逆量子化された符号化画像データを逆直交変換する
ことによってされることを特徴とする。

【００２２】一方、動きベクトル復号器１０８は、分離
器１００から出力される動きベクトルデータを復号す
る。また、スイッチ１０９は、動きベクトル復号器１０
８から出力される動きベクトルを動き補償器１１０又は
復号画像生成器１１２へ入力するために接続を切り替え
るためのスイッチである。ここで、動き補償器１１０
は、動きベクトル復号器１０８から出力される動きベク
トルとフレームメモリ１１１に格納されている復号画像
とに基づいて予測画像信号を生成する。

【００２３】また、復号画像生成器１１２は、動きベク
トル復号器１０８から出力される動きベクトルとフレー
ムメモリ１１１に格納されている復号画像とに基づい
て、復号画像を生成する。そして、スイッチ１０７は、
選択器１００からの制御信号に基づいて、画像加算器１
０６から出力される復号画像の信号と、復号画像生成器
１１２から出力される復号画像の信号とを切り替えて出
力するためのスイッチである。

【００２４】次に、図１に示す画像復号装置の動作につ
いて説明する。図２は、上述した構成を備える第１の実
施形態による画像復号装置の動作手順を説明するための
フローチャートである。

【００２５】まず、本画像復号装置における分離器１０
１に対して動画像データ（以下、「ストリーム」と称
す。）が入力される（ステップＳ２００）。分離器１０
１では、入力されたストリームから、ピクチャタイプ、
動きベクトル及びハフマンコードを分離する（ステップ
Ｓ２０１）。尚、分離器１０１は、ピクチャタイプにつ
いては選択器１００に、動きベクトルについては動きベ
クトル復号器１０８に、ハフマンコードについてはスイ
ッチ１０２に出力する。

【００２６】次に、選択器１００においてピクチャタイ
プが検出される（ステップＳ２０２）。図３は、第１の
実施形態において選択器１００に入力するピクチャタイ
プと各スイッチに出力される制御信号との関係について
説明するための図である。選択器１００は、検出された
ピクチャタイプの種類に基づいて、図３に示すように各
スイッチに対する制御信号を生成し出力する。尚、図３
において、スイッチの「ＯＮ」とは図１に示される各ス
イッチの上側に切り替わることを意味するものとする。
すなわち、この場合は、従来の画像加算器１０６を用い
た復号処理が行われ、本発明に係る省略化した機能を使
用しない場合のことを示している。

【００２７】そして、ストリームの注目しているピクチ
ャタイプがＩピクチャであるか否かが判定される（ステ
ップＳ２０３）。その結果、ピクチャタイプがＩピクチ
ャの場合（ＹＥＳ）、スイッチ１０２、スイッチ１０７
及びスイッチ１０９を「ＯＮ」の状態にするような制御
信号が各スイッチに出力され、各スイッチは図１におい
て上側に切り替わる（ステップＳ２０４）。

【００２８】各スイッチが上側に切り替わることにより
分離器１０１から出力されたハフマンコードは、可変長
復号器１０３、逆量子化器１０４及び逆ＤＣＴ器１０５
においてそれぞれ処理が行われて復号画像が生成され
（ステップＳ２０５）、フレームメモリ１１１へ復号画
像を格納するとともに出力される（ステップＳ２０
６）。

【００２９】一方、検出されたピクチャタイプがＰピク
チャ又はＢピクチャの場合、ステップＳ２０３でＮＯと
判定され、スイッチ１０２、スイッチ１０７及びスイッ
チ１０９を「ＯＦＦ」の状態にするような制御信号が各
スイッチに出力され、各スイッチは図１において下側に
切り替わる（ステップＳ２０７）。このとき、可変長復
号器１０３、逆量子化器１０４、逆ＤＣＴ器１０５及び
動き補償器１１０は動作しない。

【００３０】一方、動きベクトル復号器１０８は、分離
器１０１から出力された動きベクトルを復号し（ステッ
プＳ２０８）、復号された動きベクトルはスイッチ１０
９を介して復号画像生成器１１２へ入力される。ここ
で、復号画像生成器１１２は、入力された復号ベクトル
とフレームメモリ１１１に格納されている復号画像とに
基づいて予測信号画像を生成する（ステップＳ２０
９）。そして、復号画像生成器１１２は生成した予測信
号画像をスイッチ１０７を介して、復号画像として出力
する（ステップＳ２１０）。

【００３１】すなわち、本実施例に係る画像復号装置
は、基本画像データと予測画像データとから構成される
符号化画像データを復号するものである。まず、符号化
画像データから動きベクトル成分を分離して復号し、符
号化画像データのうち基本画像データを復号し、復号さ
れた基本画像データと動きベクトル成分とを用いて動き
補償を行い復号画像データを生成する。また、基本画像
データについての復号画像データと復号された動きベク
トル成分とを用いて予測画像データについての復号画像
データを生成することを特徴とする。

【００３２】また、本実施例に係る画像復号装置は、符
号化画像データの画像タイプを識別し、画像タイプの識
別結果に基づいて、符号化画像データについての復号画
像データの生成処理を切り替えることを特徴とする。

【００３３】さらにまた、本実施例に係る画像復号装置
は、復号処理する符号化画像データの画像タイプがフレ
ーム間順方向予測符号化画像又は双方向予測符号化画像
の場合、フレーム内符号化画像データについての復号画
像データと復号された動きベクトル成分とを用いて復号
画像データを生成することを特徴とする。

【００３４】以上説明したように、本実施例によれば、
フレーム間符号化を行ったＰ及びＢピクチャを復号する
際、復号処理の負荷の大部分を占める可変長復号処理、
逆量子化処理、逆ＤＣＴ処理及び動き補償を省略するこ
とによって、入力ビットストリームに対する画像復号装
置全体の処理負荷を小さくし、かつ高速な処理を実現す
るような簡易な装置を提供することが可能となる。

【００３５】＜第２の実施形態＞第２の実施形態におけ
る画像復号装置の細部構成は、上述した図１に示すブロ
ック図と同一のものを使用する。以下、本実施形態にお
ける画像復号装置の動作について説明する。図４は、第
２の実施形態による画像復号装置の動作手順を説明する
ためのフローチャートである。

【００３６】まず、本画像復号装置における分離器１０
１に対して動画像データ（ストリーム）が入力される
（ステップＳ３００）。分離器１０１では、入力された
ストリームから、ピクチャタイプ、動きベクトル及びハ
フマンコードを分離する（ステップＳ３０１）。尚、分
離器１０１は、ピクチャタイプについては選択器１００
に、動きベクトルについては動きベクトル復号器１０８
に、ハフマンコードについてはスイッチ１０２に出力す
る。

【００３７】次に、選択器１００においてピクチャタイ
プが検出される（ステップＳ３０２）。図５は、第２の
実施形態において選択器１００に入力するピクチャタイ
プと各スイッチに出力される制御信号との関係について
説明するための図である。選択器１００は、検出された
ピクチャタイプの種類に基づいて、図５に示すように各
スイッチに対する制御信号を生成し出力する。尚、図５
において、スイッチの「ＯＮ」とは図１に示される各ス
イッチの上側に切り替わることを意味するものとする。
すなわち、この場合は、従来の画像加算器１０６を使用
する画像復号処理が行われ、本発明に係る機能を使用し
ない場合のことを示している。

【００３８】そして、ストリームの注目しているピクチ
ャタイプがＩピクチャであるか否かが判定される（ステ
ップＳ３０３）。その結果、ピクチャタイプがＩピクチ
ャの場合（ＹＥＳ）、スイッチ１０２、スイッチ１０７
及びスイッチ１０９を「ＯＮ」の状態にするように制御
信号が各スイッチに出力され、各スイッチは図１におい
て上側に切り替わる（ステップＳ３０４）。さらに、分
離器１０１から出力されたハフマンコードは、可変長復
号器１０３、逆量子化器１０４及び逆ＤＣＴ器１０５に
おいて処理が行われて復号画像が生成され（ステップＳ
３０５）、フレームメモリ１１１へ復号画像を蓄積され
るとともに出力される（ステップＳ３０６）。

【００３９】一方、検出されたピクチャタイプがＰピク
チャ又はＢピクチャの場合、ステップＳ３０３でＮＯと
判定され、動きベクトル復号器１０８は、分離器１０１
から出力された動きベクトルを復号する（ステップＳ３
０７）。さらに、検出されたピクチャタイプがＰピクチ
ャであるか否かが判定される（ステップＳ３０８）。そ
の結果、当該ピクチャタイプがＰピクチャの場合（ＹＥ
Ｓ）、スイッチ１０２、スイッチ１０７及びスイッチ１
０９を「ＯＮ」の状態にするように制御信号が各スイッ
チに出力され、各スイッチは図１において上側に切り替
わる（ステップＳ３０９）。これによって、スイッチ１
０９は図１における上側に接続されるので、復号された
動きベクトルは動き補償器１１０へ入力される。

【００４０】また、分離器１０１から出力されたハフマ
ンコードは、スイッチ１０２を介して、可変長復号器１
０３、逆量子化器１０４及び逆ＤＣＴ器１０５において
復号処理が行われて復号画像が生成される。さらに、動
き補償器１１０は、復号された動きベクトルとフレーム
メモリ１１１に格納されている復号画像とから予測画像
を生成する（ステップＳ３１０）。次に、画像加算器１
０６では、逆ＤＣＴ器１０５の出力と動き補償器１１０
の出力とを加算し、復号画像を出力する（ステップＳ３
１１）。

【００４１】一方、ステップＳ３０８においてＢピクチ
ャであると判定された場合（ＮＯ）、スイッチ１０２、
スイッチ１０７及びスイッチ１０９を「ＯＦＦ」の状態
にするように制御信号が各スイッチに出力され、各スイ
ッチは図１において下側に切り替わる（ステップＳ３１
２）。このとき、可変長復号器１０３、逆量子化器１０
４、逆ＤＣＴ器１０５及び動き補償器１１０は動作しな
い。

【００４２】一方、動きベクトル復号器１０８は分離器
１０１から出力された動きベクトルを復号し、復号され
た動きベクトルはスイッチ１０９を介して復号画像生成
器１１２へ入力される。ここで、復号画像生成器１１２
は、入力された復号ベクトルとフレームメモリ１１１に
格納されている復号画像とに基づいて予測信号画像を生
成する（ステップＳ３１３）。そして、復号画像生成器
１１２は生成した予測信号画像をスイッチ１０７を介し
て、復号画像として出力する（ステップＳ３１４）。

【００４３】すなわち、本実施例に係る画像復号装置
は、ＧＯＰ構造を有する符号化画像データを復号するも
のであり、符号化画像データから動きベクトル成分を分
離して復号し、復号処理する符号化画像データの画像タ
イプを識別する。そして、復号処理する符号化画像デー
タの画像タイプがフレーム内符号化画像の場合、通常の
復号処理を実行する。また、復号処理する符号化画像デ
ータがフレーム間順方向予測符号化画像の場合、この場
合も通常の復号処理、すなわちフレーム内符号化画像デ
ータについての復号画像データと復号された動きベクト
ル成分とを用いてフレーム間順方向予測符号化画像を復
号する。一方、復号処理する符号化画像データが双方向
予測符号化画像の場合、以前に復号された復号画像デー
タと復号処理対象画像の復号された動きベクトル成分と
を用いて双方向予測符号化画像の復号画像データに相当
する画像データを生成することを特徴とする。

【００４４】以上説明したように、本実施例によれば、
フレーム間符号化を行ったＢピクチャを復号する際、復
号処理のほとんどの部分である可変長復号、逆量子化、
逆ＤＣＴ、動き補償を省略することにより、第１の実施
形態と同様に、画像復号装置全体の処理負荷を小さく
し、かつ高速処理を実現することができ、簡便な画像復
号装置を提供することが可能となる。

【００４５】＜第３の実施形態＞図６は、本発明の第３
の実施形態による画像復号装置の細部構成を示すブロッ
ク図である。尚、図６において、図１と同一部分には同
一符号を付加し、説明を省略する。

【００４６】図６において、符号１１５は、入力ビット
ストリームを画像符号化データであるハフマンコードと
動きベクトルデータとピクチャタイプとピクチャ番号と
に分離する分離器を示す。分離器１１５は、選択器１０
０、スイッチ１０２、動きベクトル復号器１０８及び復
号画像生成器１１４に接続している。また、選択器１０
０は、分離器１１５で分離されたピクチャタイプに基づ
いて、本画像復号装置内に備えられたスイッチ１０２、
スイッチ１０７及びスイッチ１０９の切替制御を行う。

【００４７】ここで、スイッチ１０２は、選択器１００
からの制御信号に基づいて、分離器１１５から出力され
るハフマンコードを可変長復号器１０３へ伝達するため
のスイッチである。可変長復号器１０３は、さらに逆量
子化器１０４に接続し、分離器１０１から出力されたハ
フマンコードを量子化代表値へ復号する。また、逆量子
化器１０４は、さらに逆ＤＣＴ器１０５に接続し、可変
長復号器１０３から出力された量子化代表値をＤＣＴ係
数値へ逆量子化する。

【００４８】さらに、逆ＤＣＴ器１０５は、さらに画像
加算器１０６に接続し、逆量子化器１０４から出力され
たＤＣＴ係数値を画素データへ変換して復号画像を生成
する。画像加算器１０６は、さらにスイッチ１０７、フ
レームメモリ１１１及び動き補償器１１０に接続してお
り、逆ＤＣＴ器１０５から出力される画素データと動き
補償器１１０から出力される画像信号とを加算して復号
画像を生成する。また、フレームメモリ１１１は、画像
加算器１０６から出力される復号画像を格納する。

【００４９】一方、動きベクトル復号器１０８は、分離
器１１５から出力される動きベクトルデータを復号す
る。また、スイッチ１０９は、動きベクトル復号器１０
８から出力される動きベクトルを、動き補償器１１０又
はベクトルメモリ１１３へ入力するために接続を切り替
えるスイッチである。ここで、動き補償器１１０は、動
きベクトル復号器１０８から出力される動きベクトルと
フレームメモリ１１１に格納されている復号画像に基づ
いて予測画像信号を生成する。

【００５０】また、ベクトルメモリ１１３は、Ｐピクチ
ャの動きベクトルを蓄積するメモリである。さらに、復
号画像生成器１１４は、ベクトルメモリ１１３から出力
される動きベクトルとフレームメモリ１１１から出力さ
れる復号画像とピクチャ番号とに基づいて、復号画像を
生成する。そして、スイッチ１０７は、選択器１００か
らの制御信号に基づいて、画像加算器１０６から出力さ
れる復号画像信号と、復号画像生成器１１４から出力さ
れる画像信号とを切り替えて出力するためのスイッチで
ある。

【００５１】次に、図６に示す画像復号装置の動作につ
いて説明する。図７は、第３の実施形態による画像復号
装置の動作手順を説明するためのフローチャートであ
る。

【００５２】まず、本画像復号装置における分離器１１
５に対して動画像データ（ストリーム）が入力される
（ステップＳ４００）。分離器１１５では、入力された
ストリームから、ピクチャタイプ、動きベクトル、ハフ
マンコード及びピクチャ番号が分離される（ステップＳ
４０１）。尚、分離器１１５は、ピクチャタイプについ
ては選択器１００に、動きベクトルについては動きベク
トル復号器１０８に、ハフマンコードについてはスイッ
チ１０２に、ピクチャ番号については復号画像生成部１
１４に出力する。

【００５３】次に、選択器１００においてピクチャタイ
プが検出される（ステップＳ４０２）。図８は、第３の
実施形態において選択器１００に入力するピクチャタイ
プと各スイッチに出力される制御信号との関係について
説明するための図である。選択器１００は、検出された
ピクチャタイプの種類に基づいて、図８に示すような各
スイッチに対する制御信号を生成し出力する。尚、図８
において、スイッチの「ＯＮ」とは図１に示される各ス
イッチの上側に切り替わることを意味するものとする。
すなわち、この場合は、従来の画像加算器１０６を用い
た復号処理が行われ、本発明に係る機能を使用しない場
合のことを示している。

【００５４】そして、ストリームの注目しているピクチ
ャタイプがＩピクチャであるか否かが判定される（ステ
ップＳ４０３）。その結果、ピクチャタイプがＩピクチ
ャの場合（ＹＥＳ）、スイッチ１０２、スイッチ１０７
及びスイッチ１０９を「ＯＮ」の状態にするように制御
信号が各スイッチに出力され、各スイッチは図１におい
て上側に切り替わる（ステップＳ４０４）。これによっ
て、分離器１１５から出力されたハフマンコードは、ス
イッチ１０２を介して、可変長復号器１０３、逆量子化
器１０４及び逆ＤＣＴ器１０５において復号処理が行わ
れて復号画像を生成し（ステップＳ４０５）、フレーム
メモリ１１１へ復号画像を格納するとともに出力される
（ステップＳ４０６）。

【００５５】一方、検出されたピクチャタイプがＰピク
チャ又はＢピクチャの場合はステップＳ４０３でＮＯと
判定され、さらに、そのピクチャタイプがＰピクチャで
あるか否かが判定される（ステップＳ４０７）。その結
果、当該ピクチャタイプがＰピクチャの場合（ＹＥ
Ｓ）、スイッチ１０２、スイッチ１０７及びスイッチ１
０９を「ＯＮ」の状態にするように制御信号が各スイッ
チに出力され、各スイッチは図６において上側に切り替
わる（ステップＳ４０８）。これによって、分離器１１
５から出力された動きベクトルは、動きベクトル復号器
１０８で復号され、復号した動きベクトルは、スイッチ
１０９を介して動き補償器１１０へ入力される（ステッ
プＳ４０９）。

【００５６】さらに、分離器１１５から出力されたハフ
マンコードは、スイッチ１０２を介して、可変長復号器
１０３、逆量子化器１０４及び逆ＤＣＴ器１０５におい
て処理が行われ復号画像が生成される。また、動き補償
器１１０は、復号した動きベクトルとフレームメモリ１
１１に格納された復号画像とから予測画像を生成する
（ステップＳ４１０）。次に、画像加算器１０６では、
逆ＤＣＴ器１０５の出力と動き補償器１１０の出力とを
加算し、復号画像を出力する（ステップＳ４１１）。

【００５７】一方、ステップＳ４０７においてＢピクチ
ャであると判定された場合（ＮＯ）、スイッチ１０２、
スイッチ１０７及びスイッチ１０９を「ＯＦＦ」の状態
にするように制御信号が各スイッチに出力され、各スイ
ッチは図６において下側に切り替わる（ステップＳ４１
２）。このとき、可変長復号器１０３、逆量子化器１０
４、逆ＤＣＴ器１０５及び動き補償器１１０は動作しな
い。

【００５８】また、復号画像生成器１１４には、分離器
１１５から出力されたピクチャ番号も入力される（ステ
ップＳ４１３）。そして、復号画像生成器１１４では、
フレームメモリ１１１に格納されている復号画像とピク
チャ番号とに基づいて、Ｐピクチャで格納した動きベク
トルから後述するＢピクチャ用動きベクトルを生成する
（ステップＳ４１４）。

【００５９】そして、復号画像生成器１１４では、この
動きベクトルとフレームメモリ１１１の画像信号から、
予測画像を獲得し（ステップＳ４１５）、スイッチ１０
７を介して、復号画像を出力する（ステップＳ４１
６）。

【００６０】次に、復号画像生成器１１４内のＢピクチ
ャ用動きベクトルを生成する動作の詳細について示す。

【００６１】復号画像生成器１１４に入力したピクチャ
番号は、各ピクチャのフレームの再生順序を示す番号で
あり、Ｂピクチャを含むストリームでは、ＭＰＥＧの規
定により順序が入れ替わったことを識別するコードであ
る。このピクチャ番号を用いて、次に示す係数αを算出
する。

【００６２】α ＝ （Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２） 但し、Ｎ１は現在のピクチャ番号、Ｎ２は現在のピクチ
ャの２つ前のＩ又はＰピクチャ番号、Ｎ３は現在のピク
チャの直前のＩ又はＰピクチャ番号を示す。尚、直前或
いは２つ前というのは、符号化処理或いはメディア上で
の並びにおいて直前あるいは２つ前のことである。

【００６３】次に、このようにして求められる係数αを
用いて、現在のピクチャの動きベクトルを求める。

【００６４】Ｖ１ ＝ α × Ｖ２ 但し、Ｖ１は現在のＢピクチャ用動きベクトル、Ｖ２は
直前のＰピクチャ用動きベクトルを示す。

【００６５】例えば、図１０に示すような符号化処理を
行う場合において現在のピクチャ番号が６のＢピクチャ
の係数αを求めてみる。尚、図１０においてＩはＩピク
チャ、ＰはＰピクチャ、ＢはＢピクチャを示し、Ｉ，
Ｐ，Ｂの隣に記載されている数字は原画像における画面
の並び順を示すピクチャ番号である。

【００６６】現在のピクチャ番号が６の時、α＝（６−
５）／（８−５）＝１／３となる。従って、直前のＰピ
クチャ用動きベクトルが３の場合、現在の動きベクトル
は３／３＝１となる。

【００６７】すなわち、本実施例に係る画像復号装置
は、ＧＯＰ構造を有する符号化画像データを復号するも
のであり、復号処理する符号化画像データの画像タイプ
を識別し、復号処理する符号化画像データのピクチャ番
号を検出する。そして、復号処理する符号化画像データ
の画像タイプがフレーム内符号化画像の場合、通常の復
号処理を実行する。また、復号処理する符号化画像デー
タがフレーム間順方向予測符号化画像の場合、この場合
も通常の復号処理、すなわちフレーム内符号化画像デー
タについての復号画像データと復号された動きベクトル
成分とを用いてフレーム間順方向予測符号化画像を復号
する。一方、復号処理する符号化画像データが双方向予
測符号化画像の場合、以前に復号された復号画像データ
と動きベクトル成分と、復号処理対象画像のピクチャ番
号とを用いて前記双方向予測符号化画像の復号画像デー
タに相当する画像データを生成することを特徴とする。

【００６８】以上説明したように、本実施例によれば、
フレーム間符号化を行ったＢピクチャを復号する際、復
号処理のほとんどの部分である可変長復号、逆量子化、
逆ＤＣＴ、動き補償を省略することにより、画像復号装
置全体の処理負荷を小さくし、かつ高速処理を実現し、
簡便な装置を提供することが可能となる。

【００６９】＜その他の実施形態＞上述した各実施形態
では、動画像データとしてＭＰＥＧを用いているが、そ
の他のフレーム間符号化方式によるストリームを復号す
る場合でもよい。また、このように復号した画像に対
し、より高画質な復号画像を得るために、ブロック歪み
除去フィルタ等の後処理を施してもよい。

【００７０】また、図９は、上述した実施形態による画
像復号装置を実現するためのコンピュータの構成を示す
ブロック図である。

【００７１】図９に示すように、本コンピュータは、Ｃ
ＰＵ５００、メモリ５０１、入力部５０６、記録部５０
３、５０４、モニタ５０５及び通信インタフェース（Ｉ
／Ｆ）とから構成され、これらは互いにバス５０２によ
って互いに接続されている。

【００７２】ＣＰＵ５００は、コンピュータ全体の制御
及び種々の処理を行うための中央演算装置である。ま
た、メモリ５０１は、本コンピュータの制御に必要なオ
ペレーティングシステム（ＯＳ）、ソフトウェア、デー
タ及び演算等に必要な記憶領域を提供するものである。
メモリ５０１は、ＣＰＵ５００が各種の処理を行う際の
ワークエリアとしても用いられる。さらに、記録部５０
３は、各種ソフトウェアを蓄積し、記録部５０４は、動
画像データを蓄積する。さらにまた、モニタ５０５は、
画像やコンピュータからのシステムメッセージ等を表示
する表示部である。

【００７３】一方、通信Ｉ／Ｆ５０７は、通信回路５０
８に符号化データを送信するためのインタフェースであ
り、本装置外部のＬＡＮ、公衆回線、無線回線及び放送
電波等と接続されている。また、入力部５０６は、コン
ピュータを起動し、また、ビットレート等の各種条件を
設定するための入力操作を行うためのものである。さら
に、バス５０２は、上述した各部間で各種データ及び制
御信号をやりとりする。

【００７４】尚、メモリ５０１には、コンピュータ全体
を制御し各種ソフトウェアを動作させるためのＯＳや動
作させるためのソフトウェアを格納し、画像データを符
号化する際に読み込むためのエリアや、一時的に符号デ
ータを格納するための符号エリア、各種演算のパラメー
タ等を格納しておくワーキングエリア等が存在する。

【００７５】このような構成のコンピュータにおいて、
処理に先立って、入力部５０６から記録部５０４に蓄積
されている動画像データから符号化する動画像データを
選択し、コンピュータの起動が指示される。これによっ
て、記録部５０３に格納されているソフトウェアがバス
５０２を介してメモリ５０１内に展開され、ソフトウェ
アが起動される。そして、ＣＰＵ５００によって行われ
る記録部５０４に格納されている動画像データの符号化
動作は、図２又は図７で示されるフローチャートに従っ
たプログラムコード（前述のソフトウェア）が実行され
ることによって行われる。

【００７６】以上の説明から明らかなように、本実施例
は、ＭＰＥＧに代表されるフレーム間符号化を行ったス
トリームを復号する画像復号装置において、復号処理の
一部を省略することにより、処理の負荷が少なく、高速
かつ簡易な処理によってストリームを復号する画像復号
装置を提供することができる。

【００７７】尚、本発明は、複数の機器（例えば、ホス
トコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリン
タ等）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
等）に適用してもよい。

【００７８】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【００７９】さらに、記録媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【００８０】本発明を上記記録媒体に適用する場合、そ
の記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードが格納されることになる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フレームを間引くことなく、フレーム間符号化の復号処
理を一部省略することによって、高速かつ簡易に画像信
号を復号することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による画像復号装置の
細部構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施形態による画像復号装置の動作手順
を説明するためのフローチャートである。

【図３】第１の実施形態において選択器１００に入力す
るピクチャタイプと各スイッチに出力される制御信号と
の関係について説明するための図である。

【図４】第２の実施形態による画像復号装置の動作手順
を説明するためのフローチャートである。

【図５】第２の実施形態において選択器１００に入力す
るピクチャタイプと各スイッチに出力される制御信号と
の関係について説明するための図である。

【図６】本発明の第３の実施形態による画像復号装置の
細部構成を示すブロック図である。

【図７】第３の実施形態による画像復号装置の動作手順
を説明するためのフローチャートである。

【図８】第３の実施形態において選択器１００に入力す
るピクチャタイプと各スイッチに出力される制御信号と
の関係について説明するための図である。

【図９】第１から第３の実施形態による画像復号装置を
実現するためのコンピュータの構成を示すブロック図で
ある。

【図１０】ＭＰＥＧ符号化方式の処理上における画面の
並びを説明する図である。

【符号の説明】

１００ 選択器 １０１、１１５ 分離器 １０２、１０７、１０９ スイッチ １０３ 可変長復号器 １０４ 逆量子化器 １０５ 逆ＤＣＴ器 １０６ 画像加算器 １０８ 動きベクトル復号器 １１０ 動き補償器 １１１ フレームメモリ １１２、１１４ 復号画像生成器 １１３ ベクトルメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK15 MA00 MA05 MA14 MA23 MC11 MC38 ME02 NN21 PP05 PP06 PP07 RC11 RC16 SS10 SS20 TA61 TA80 TB04 TC00 TC27 UA05 UA11 UA33 5J064 AA03 BA09 BA13 BA16 BB03 BC01 BC08 BC14 BC16 BC29 BD04

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画面内符号化された画像データと動き補
   償予測符号化された予測画像データとから構成される符
   号化画像データを復号する画像復号装置であって、 前記符号化画像データを入力する入力手段と、 動き補償予測符号化で用いられ、前記符号化画像データ
   に付加されている動きベクトルデータを分離して復号す
   る分離手段と、 前記符号化画像データを復号する復号手段と、 前記復号された画像データを格納する格納手段と、 前記動き補償予測符号化された予測画像データを用いる
   ことなく、前記格納手段に格納された画像データと前記
   動きベクトルデータとを用いて前記予測画像データの復
   号画像データを生成する生成手段とを備えることを特徴
   とする画像復号装置。
2. 【請求項２】 前記復号手段は、前記動き補償予測符号
   化された予測画像データを復号する際、前記格納された
   画像データと前記動きベクトルデータとを用いて前記予
   測画像データを復号することを特徴とする請求項１に記
   載の画像復号装置。
3. 【請求項３】 前記入力された符号化画像データには符
   号化処理のタイプを識別するための識別データが付加さ
   れており、前記識別データに基づいて符号化処理のタイ
   プを識別する識別手段と、 前記識別結果に基づいて、前記復号手段の出力と前記生
   成手段の出力とを選択する選択手段とを更に備えること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像復号装置。
4. 【請求項４】 前記動き補償予測符号化には順方向画面
   間予測符号化と双方向画面間予測符号化とを含むことを
   特徴とする請求項３に記載の画像復号装置。
5. 【請求項５】 前記選択手段は前記符号化処理のタイプ
   が双方方向画面間予測符号化の場合、前記生成手段の出
   力を選択することを特徴とする請求項４に記載の画像復
   号装置。
6. 【請求項６】 前記生成手段で使用される前記格納手段
   に格納された画像データと前記動きベクトルデータと
   は、前記予測画像データとは異なる画面のデータである
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載
   の画像復号装置。
7. 【請求項７】 前記符号化画像データには画面順を表す
   ピクチャ番号データが付加されており、前記生成手段は
   前記ピクチャ番号データ、前記格納手段に格納された画
   像データと前記動きベクトルデータとを用いて前記予測
   画像データの復号画像データを生成することを特徴とす
   る請求項６に記載の画像復号装置。
8. 【請求項８】 前記符号画像データは、ＭＰＥＧ符号化
   方式で符号化されていることを特徴とする請求項１から
   ７のいずれか１項に記載の画像復号装置。
9. 【請求項９】 画面内符号化された画像データと動き補
   償予測符号化された予測画像データとから構成される符
   号化画像データを復号する画像復号方法であって、 前記符号化画像データを入力する入力工程と、 動き補償予測符号化で用いられ、前記符号化画像データ
   に付加されている動きベクトルデータを分離して復号す
   る分離工程と、 前記符号化画像データを復号する復号工程と、 前記復号された画像データを格納手段に格納する格納工
   程と、 前記動き補償予測符号化された予測画像データを用いる
   ことなく、前記格納手段に格納された画像データと前記
   動きベクトルデータとを用いて前記予測画像データの復
   号画像データを生成する生成工程とを有することを特徴
   とする画像復号方法。
10. 【請求項１０】 前記復号工程は、前記動き補償予測符
    号化された予測画像データを復号する際、前記格納され
    た画像データと前記動きベクトルデータとを用いて前記
    予測画像データを復号することを特徴とする請求項９に
    記載の画像復号方法。
11. 【請求項１１】 前記入力された符号化画像データには
    符号化処理のタイプを識別するための識別データが付加
    されており、 前記識別データに基づいて符号化処理のタイプを識別す
    る識別工程と、 前記識別結果に基づいて、前記復号工程での出力と前記
    生成工程での出力とを選択する選択工程とを更に有する
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像復号方
    法。
12. 【請求項１２】 前記動き補償予測符号化には順方向画
    面間予測符号化と双方向画面間予測符号化とを含むこと
    を特徴とする請求項１１に記載の画像復号方法。
13. 【請求項１３】 前記選択工程では前記符号化処理のタ
    イプが双方方向画面間予測符号化の場合、前記生成工程
    での出力を選択することを特徴とする請求項１２に記載
    の画像復号方法。
14. 【請求項１４】 前記生成工程で使用される前記格納手
    段に格納された画像データと前記動きベクトルデータと
    は、前記予測画像データとは異なる画面のデータである
    ことを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記
    載の画像復号方法。
15. 【請求項１５】 前記符号化画像データには画面順を表
    すピクチャ番号データが付加されており、前記生成工程
    では前記ピクチャ番号データ、前記格納手段に格納され
    た画像データと前記動きベクトルデータとを用いて前記
    予測画像データの復号画像データを生成することを特徴
    とする請求項１４に記載の画像復号方法。
16. 【請求項１６】 前記符号画像データは、ＭＰＥＧ符号
    化方式で符号化されていることを特徴とする請求項９か
    ら１５のいずれか１項に記載の画像復号方法。
17. 【請求項１７】 コンピュータに、画面内符号化された
    画像データと動き補償予測符号化された予測画像データ
    とから構成される符号化画像データを復号する画像復号
    装置を制御させるためのコンピュータプログラムであっ
    て、 前記符号化画像データを入力する入力工程と、 動き補償予測符号化で用いられ、前記符号化画像データ
    に付加されている動きベクトルデータを分離して復号す
    る分離工程と、 前記符号化画像データを復号する復号工程と、 前記復号された画像データを格納手段に格納する格納工
    程と、 前記動き補償予測符号化された予測画像データを用いる
    ことなく、前記格納手段に格納された画像データと前記
    動きベクトルデータとを用いて前記予測画像データの復
    号画像データを生成する生成工程とを実行することを特
    徴とするコンピュータプログラム。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載のコンピュータプロ
    グラムを格納することを特徴とする記録媒体。