JP2005101728A - Image processing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus capable of lessening burden on the software and shortening the processing time of motion compensation processing in MPEG4 decoding. <P>SOLUTION: The image processing apparatus performing motion compensation processing comprises a memory 10 for storing image data, and an address generating section 11 for comparing a reference image address obtained from motion vectors mvx and mvy with an image boundary address, and accessing the memory with the image boundary address to read out image data from the memory if the reference image address deviates from the range of the image boundary address. When the image data read out at the address generating section 11 has a plurality of bits width, a data output selector 15 outputs the image data thus read out in units of pixel while extending the pixel data at the image boundary. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像処理装置に関し、特にMPEG4デコーダ(復号器)の動き補償処理に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to a technique effective when applied to motion compensation processing of an MPEG4 decoder (decoder).

本発明者が検討した技術として、例えば、MPEG(Moving Picture Experts Group)デコーダ(復号器)の動き補償処理においては、以下の技術が考えられる。   As techniques studied by the present inventor, for example, the following techniques are conceivable in motion compensation processing of an MPEG (Moving Picture Experts Group) decoder (decoder).

従来のMPEG2などのデコーダでは、特定のエンコーダ(符号器)で処理した画像の復元のみを想定していたため、画像範囲外を指定した動き補償を行わないこととしていた。したがって、デコード(復号化)時に画像範囲外のデータが指定されることがなく、画像範囲外のデータを生成する機能は必要なかった。   In a conventional decoder such as MPEG2, only restoration of an image processed by a specific encoder (encoder) is assumed, so that motion compensation designating outside the image range is not performed. Therefore, data outside the image range is not specified at the time of decoding (decoding), and a function for generating data outside the image range is not necessary.

一方、ISO/IEC14496−2(MPEG4)等の動画圧縮規格では、動きベクトルが画像範囲外を指してもよい。言い換えると、画像範囲外にある領域を参照して動き補償を行うことが可能である。動きベクトルによって指定される領域が画像範囲外にある場合、予測値として境界上にある画素を用いることになっている(例えば、非特許文献1参照)。   On the other hand, in a moving image compression standard such as ISO / IEC 14496-2 (MPEG4), the motion vector may point outside the image range. In other words, motion compensation can be performed with reference to an area outside the image range. When the region specified by the motion vector is outside the image range, a pixel on the boundary is used as a predicted value (see, for example, Non-Patent Document 1).

そして、これまでのMPEG4はエンコード(符号化)のみの回路構成であったため、画像圧縮時にソフトで画像範囲外の指定を禁止することによりMPEG4に対応していた。   Since MPEG4 so far has a circuit configuration of only encoding (encoding), MPEG4 was supported by prohibiting designation outside the image range by software during image compression.

しかし、他の汎用エンコーダで画像範囲外を指定して画像データ圧縮されていた場合、規格に従って境界の画像を用いて画像データを復元する必要がある。汎用MPEG4デコーダでは、他の汎用エンコーダで符号化されたデータもデコードする必要があり、上記の方式では対応できなくなってきた。   However, when the image data is compressed by designating the outside of the image range with another general-purpose encoder, it is necessary to restore the image data using the boundary image according to the standard. In the general-purpose MPEG4 decoder, data encoded by another general-purpose encoder needs to be decoded, and it has become impossible to cope with the above method.

本発明者が検討した対策としては、次の方式が考えられる。   The following methods can be considered as countermeasures examined by the present inventors.

(1)メモリ上にある境界の画像データをもとに、予測されるであろう画像範囲外の領域にあらかじめ境界のデータを書き込んでおく。   (1) Based on the image data at the boundary on the memory, the boundary data is written in advance in a region outside the image range that would be predicted.

(2)メモリ上から境界のデータを取り込み、ソフトウェアで画像範囲外のデータを生成する。
三木弼一著、「MPEG−4のすべて」、初版、工業調査会、1998年9月30日、p.45
(2) Capture boundary data from the memory and generate data outside the image range with software.
Shinichi Miki, “All about MPEG-4”, first edition, Industrial Research Committee, September 30, 1998, p. 45

ところで、前記のようなMPEG4デコード時の動き補償処理の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。   By the way, as a result of the study of the motion compensation processing technique at the time of MPEG4 decoding as described above, the following has been clarified.

例えば、前記(1)の方式では、予測されるであろう画像範囲外の領域は、汎用エンコーダでは決まっていないため、あらかじめ予測することが不可能である。また仮に、範囲があらかじめ分かっていて実現可能な場合でも、メモリにデータを埋めるための転送時間がかかり過ぎ、ハードウェア構成も相当複雑になり現実的でない。   For example, in the method (1), since a region outside the image range that would be predicted is not determined by the general-purpose encoder, it cannot be predicted in advance. Even if the range is known in advance and can be realized, it takes too much transfer time to embed data in the memory, and the hardware configuration becomes considerably complicated, which is not realistic.

また、前記(2)の方式では、ソフトウェアのみで画像範囲外のデータを生成する制御を行うため、画像処理に要する時間が増大し、VGA(Video Graphic Array)サイズを30フレーム/秒で処理することが不可能になることが考えられる。   In the method (2), since control for generating data outside the image range is performed only by software, the time required for image processing increases, and the VGA (Video Graphic Array) size is processed at 30 frames / second. It may be impossible.

そこで、本発明の目的は、MPEG4デコード時の動き補償処理において、ソフトウェアの負担を軽減し、処理時間を短縮することができる画像処理装置を提供するものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of reducing the burden of software and shortening the processing time in motion compensation processing during MPEG4 decoding.

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

(1)本発明による画像処理装置は、動き補償処理を行う画像処理装置であって、画像データを記憶するメモリと、動きベクトルから求められた参照画アドレスと画像境界アドレスとの比較を行う第1の手段と、第1の手段における比較の結果、参照画アドレスが画像境界アドレスの範囲外である場合、画像境界アドレスによりメモリにアクセスしメモリから画像データを読み出す第2の手段と、を有するものである。   (1) An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that performs motion compensation processing, and compares a memory that stores image data with a reference image address obtained from a motion vector and an image boundary address. And a second means for accessing the memory by the image boundary address and reading the image data from the memory when the reference image address is outside the range of the image boundary address as a result of the comparison in the first means. Is.

(2)前記(1)の画像処理装置は、第2の手段により読み出された画像データが複数ビット幅を持つ場合、読み出された画像データを画像境界の画素データを拡張しながら画素単位でシフトし出力する第3の手段を有するものである。   (2) In the image processing apparatus according to (1), when the image data read by the second means has a plurality of bit widths, the read image data is expanded on a pixel basis while extending the pixel data at the image boundary. And a third means for shifting and outputting.

(3)前記(1)、(2)の画像処理装置は、第1の手段、第2の手段および第3の手段が、ハードウェアで構成されるものである。   (3) In the image processing apparatuses (1) and (2), the first means, the second means, and the third means are constituted by hardware.

(4)前記(1)〜(3)の画像処理装置は、動き補償処理が、MPEG4規格における動き補償処理であるものである。   (4) In the image processing apparatuses according to (1) to (3), the motion compensation processing is motion compensation processing in the MPEG4 standard.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

(1)画像範囲外が指定された場合、無限の領域に対しても動きベクトルを指定することが可能となる。   (1) When an area outside the image range is designated, a motion vector can be designated even for an infinite area.

(2)ハードウェアのメモリ転送時間やソフトウェアの処理量を増加させることなく、汎用のエンコーダで圧縮されたデータの復元に対応することが可能となる。   (2) It is possible to cope with restoration of data compressed by a general-purpose encoder without increasing the memory transfer time of hardware or the amount of processing of software.

(3)他のエンコーダで圧縮された画像の復元処理で動き補償が画像範囲外を指していた場合でも、ソフトウェアで画像範囲外か範囲内かの判断と制御を行う必要がなくなり、その結果、ソフトウェアの負担が軽減され、システム全体の処理時間が短縮する。   (3) Even when motion compensation points out of the image range in the restoration process of the image compressed by another encoder, it is not necessary to determine and control whether the image is out of the image range or within the range by software. The burden on software is reduced and the processing time of the entire system is shortened.

(4)VGAサイズを30フレーム/秒で処理することが可能となる。   (4) The VGA size can be processed at 30 frames / second.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図1は本発明の一実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、以下においては、これに限定されるものではないが、1ワードが32ビット構成の場合を例に説明する。また、1画素のデータは8ビット(1バイト)構成とし、32ビット(1ワード)のデータは4画素に相当するものとする。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following, although not limited to this, a case where one word has a 32-bit configuration will be described as an example. Further, the data for one pixel has an 8-bit (1 byte) structure, and the data for 32 bits (1 word) corresponds to 4 pixels.

まず、図1により、本実施の形態の画像処理装置の構成の一例を説明する。本実施の形態の画像処理装置は、例えばMPEG4デコーダ(復号器)とされ、メモリ10、アドレス生成部11、バッファ12,13,14、データ出力セレクタ15などから構成され、アドレス生成部11には動きベクトルmvx,mvyが入力され、アドレス生成部11からメモリ10には垂直方向制御信号16が入力され、アドレス生成部11からデータ出力セレクタ15には水平方向制御信号17が入力され、メモリ10からバッファ12,13,14にはそれぞれ32ビットのバスを介して画像データが入力され、バッファ12,13,14からデータ出力セレクタ15にはそれぞれ32ビットの画像データvctlt00[31:0],vctlt01[31:0],vctlt02[31:0]が入力され、データ出力セレクタ15からはそれぞれ32ビットの画像データvctltsel00[31:0],vctltsel01[31:0],vctltsel02[31:0]が出力されている。   First, an example of the configuration of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The image processing apparatus according to this embodiment is, for example, an MPEG4 decoder (decoder), and includes a memory 10, an address generation unit 11, buffers 12, 13, and 14, a data output selector 15, and the like. Motion vectors mvx and mvy are input, the vertical direction control signal 16 is input from the address generation unit 11 to the memory 10, and the horizontal direction control signal 17 is input from the address generation unit 11 to the data output selector 15. Image data is input to the buffers 12, 13, and 14 via a 32-bit bus, and 32-bit image data vctlt00 [31: 0] and vctlt01 [ 31: 0], vctlt02 [31: 0] are input, and the data output selector Each 32-bit image data vctltsel00 from motor 15 [31: 0], vctltsel01 [31: 0], vctltsel02 [31: 0] is output.

メモリ10は、画像データを記憶するメモリであり、例えば32ビット幅のデータ出力を有する。   The memory 10 is a memory for storing image data, and has, for example, a 32-bit width data output.

アドレス生成部(第1の手段、第2の手段)11は、動きベクトルmvx,mvyから参照画アドレスを生成し、画像境界アドレスとの比較を行い、アンダフローまたはオーバフローの判定をし、メモリ10にアクセスするアドレスを生成し、垂直方向制御信号16および水平方向制御信号17によりメモリ10およびデータ出力セレクタ15を制御するものである。そして、参照画アドレスが画像境界アドレスの範囲外である場合は、画像境界アドレスによりメモリ10にアクセスし、画像データを読み出す。   The address generator (first means, second means) 11 generates a reference image address from the motion vectors mvx and mvy, compares it with the image boundary address, determines underflow or overflow, and determines the memory 10 The memory 10 and the data output selector 15 are controlled by the vertical direction control signal 16 and the horizontal direction control signal 17. If the reference image address is outside the range of the image boundary address, the memory 10 is accessed using the image boundary address, and the image data is read out.

バッファ12,13,14は、メモリ10から読み出された画像データを一時的に保持するものであり、それぞれ例えば32ビットのデータを保持するフリップフロップなどで構成される。   The buffers 12, 13, and 14 temporarily hold the image data read from the memory 10, and are configured by flip-flops or the like that hold 32-bit data, for example.

データ出力セレクタ(第3の手段)15は、バッファ12,13,14から出力されたそれぞれ32ビットの画像データvctlt00[31:0],vctlt01[31:0],vctlt02[31:0]に対して、画像境界の画素データを拡張(引き伸ばし)しながら画素単位でシフトを加え、画像データvctltsel00[31:0],vctltsel01[31:0],vctltsel02[31:0]を出力するものである。画像データのシフト量は、アドレス生成部11において動きベクトルmvxの値に応じて決定され、水平方向制御信号17により、データの拡張・シフトが行われる。   The data output selector (third means) 15 applies the 32-bit image data vctlt00 [31: 0], vctlt01 [31: 0], and vctlt02 [31: 0] output from the buffers 12, 13, and 14, respectively. Thus, pixel data at the image boundary is expanded (stretched) while being shifted in units of pixels, and image data vctltsel00 [31: 0], vctltsel01 [31: 0], and vctltsel02 [31: 0] are output. The shift amount of the image data is determined by the address generation unit 11 according to the value of the motion vector mvx, and the data is extended / shifted by the horizontal direction control signal 17.

次に、本実施の形態である画像処理装置の動作を説明する。なお、以下においては、これに限定されるものではないが、画像範囲、参照画および動きベクトルなどの座標位置を示すアドレスの値は、左上が小さく右下が大きいものとする。   Next, the operation of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described. In the following, although not limited to this, it is assumed that the address values indicating the coordinate positions such as the image range, the reference image, and the motion vector are small in the upper left and large in the lower right.

図2は、MPEG4規格において、動きベクトルが画像範囲外を指定した場合の動き補償処理を示す説明図である。なお、以下の説明において、それぞれの枡目は1画素を示し、1マクロブロックの参照範囲は、8画素×8画素で構成される。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing motion compensation processing in the case where the motion vector specifies outside the image range in the MPEG4 standard. In the following description, each cell represents one pixel, and the reference range of one macroblock is composed of 8 pixels × 8 pixels.

MPEG4規格では、動きベクトルが画像範囲20外を指してもよい。言い換えると、画像範囲20外にある領域を参照して動き補償をすることが可能である。動きベクトルによって指定される領域(参照範囲21)が画像範囲20外にある場合、図2に示すように、予測値として画像範囲20の境界上にある画素を用いる。   In the MPEG4 standard, the motion vector may point outside the image range 20. In other words, motion compensation can be performed with reference to an area outside the image range 20. When the region (reference range 21) specified by the motion vector is outside the image range 20, pixels on the boundary of the image range 20 are used as predicted values as shown in FIG.

本実施の形態の画像処理装置は、動きベクトルが画像範囲20外を指定してメモリ10上からデータを取り込む場合に、画像境界の画素データ(図2では、a,b,c,d,B,C,D)を取り込み、ハードウェアで拡張する機能を有する。すなわち、アドレス生成部11において、動きベクトルmvx,mvyから求められた参照画アドレスと画像境界アドレスとの比較を行い、参照画アドレスが画像範囲20外であった場合、画像境界のデータを取り込み、ソフトウェアに引き渡す。   The image processing apparatus according to the present embodiment specifies pixel data (a, b, c, d, B in FIG. 2) when data is taken in from the memory 10 with the motion vector designating outside the image range 20. , C, D), and has a function of extending by hardware. That is, the address generation unit 11 compares the reference image address obtained from the motion vectors mvx and mvy with the image boundary address. If the reference image address is outside the image range 20, the image boundary data is captured. Hand it over to the software.

図3は、本実施の形態の画像処理装置において、上方向画像範囲外(垂直アンダフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing processing outside the upper image range (vertical underflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

上方向の画像範囲外(垂直アンダフロー)の処理は、上側の境界アドレス(上部境界画アドレス30)と動きベクトル31から求めた参照画アドレス32との比較を行い、大きい方の値を使用しメモリ10にアクセスする。すなわち、参照画アドレス32<上部境界画アドレス30のとき、上部境界画アドレス30でメモリ10にアクセスし、参照画アドレス32≧上部境界画アドレス30のとき、参照画アドレス32でメモリ10にアクセスする。この方式により、参照画アドレス32の領域が上方向画像範囲外(不定値)である場合は、上側境界の画素データが読み込まれる。以上のようにして、縦方向のアドレスを操作することにより、上方向画像範囲外の領域に上部境界画素を入れる機能が実現される。   The processing outside the upper image range (vertical underflow) is performed by comparing the upper boundary address (upper boundary image address 30) with the reference image address 32 obtained from the motion vector 31, and using the larger value. The memory 10 is accessed. That is, when the reference picture address 32 <the upper border picture address 30, the memory 10 is accessed with the upper border picture address 30, and when the reference picture address 32 ≧ the upper border picture address 30, the memory 10 is accessed with the reference picture address 32. . With this method, when the area of the reference image address 32 is outside the upward image range (undefined value), the pixel data on the upper boundary is read. As described above, by manipulating the vertical address, the function of putting the upper boundary pixel in the area outside the upward image range is realized.

図4は、本実施の形態の画像処理装置において、下方向画像範囲外(垂直オーバフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing processing outside the downward image range (vertical overflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

下方向の画像範囲外(垂直オーバフロー)の処理は、下側の境界アドレス(下部境界画アドレス40)と動きベクトル41から求めた参照画アドレス42との比較を行い、小さい方の値を使用しメモリ10にアクセスする。すなわち、参照画アドレス42>下部境界画アドレス40のとき、下部境界画アドレス40でメモリ10にアクセスし、参照画アドレス42≦下部境界画アドレス40のとき、参照画アドレス42でメモリ10にアクセスする。この方式により、参照画アドレス42の領域が下方向画像範囲外(不定値)である場合は、下側境界の画素データが読み込まれる。以上のようにして、縦方向のアドレスを操作することにより、下方向画像範囲外の領域に下部境界画素を入れる機能が実現される。   For processing outside the lower image range (vertical overflow), the lower boundary address (lower boundary image address 40) is compared with the reference image address 42 obtained from the motion vector 41, and the smaller value is used. The memory 10 is accessed. That is, when the reference picture address 42> the lower border picture address 40, the memory 10 is accessed with the lower border picture address 40, and when the reference picture address 42 ≦ the lower border picture address 40, the memory 10 is accessed with the reference picture address 42. . With this method, when the area of the reference image address 42 is outside the downward image range (indefinite value), the pixel data of the lower boundary is read. As described above, by manipulating the address in the vertical direction, the function of putting the lower boundary pixel in an area outside the downward image range is realized.

図5は、本実施の形態の画像処理装置において、左方向画像範囲外(水平アンダフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing processing outside the left image range (horizontal underflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

左方向の画像範囲外(水平アンダフロー)の処理は、左側の境界アドレス(左部境界画アドレス50)と動きベクトル51から求めた参照画アドレス52との比較を行い、大きい方の値を使用しメモリ10にアクセスする。すなわち、参照画アドレス52<左部境界画アドレス50のとき、左部境界画アドレス50でメモリ10にアクセスし、参照画アドレス52≧左部境界画アドレス50のとき、参照画アドレス52でメモリ10にアクセスする。また、メモリ10がバイト単位(1画素単位)でアクセスできない場合の制御方法は、アドレス生成部11からの水平方向制御信号17により、左端の1バイトのデータを拡張しながら右方向にバイト単位でシフトする。この方式により、参照画アドレス52の領域が左方向範囲外である場合は、左側境界の画素データが拡張しながら読み込まれる。以上のようにして、横方向のアドレスを操作することにより、左方向画像範囲外の領域に左部境界画素を入れる機能が実現される。   For processing outside the image range in the left direction (horizontal underflow), the left boundary address (left boundary image address 50) is compared with the reference image address 52 obtained from the motion vector 51, and the larger value is used. Then, the memory 10 is accessed. That is, when the reference image address 52 <the left border image address 50, the memory 10 is accessed at the left border image address 50, and when the reference image address 52 ≧ the left border image address 50, the memory 10 at the reference image address 52 is accessed. To access. Further, when the memory 10 cannot be accessed in byte units (one pixel unit), the horizontal direction control signal 17 from the address generation unit 11 expands the leftmost 1-byte data in byte units in the right direction. shift. With this method, when the area of the reference image address 52 is outside the left direction range, the pixel data on the left boundary is read while being expanded. As described above, the function of putting the left boundary pixel in the area outside the left image range is realized by operating the horizontal address.

図6は、本実施の形態の画像処理装置において、右方向画像範囲外(水平オーバフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing processing outside the right image range (horizontal overflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

右方向の画像範囲外(水平オーバフロー)の処理は、右側の境界アドレス(右部境界画アドレス60)と動きベクトル61から求めた参照画アドレス62との比較を行い、小さい方の値を使用しメモリ10にアクセスする。すなわち、参照画アドレス62>右部境界画アドレス60のとき、右部境界画アドレス60でメモリ10にアクセスし、参照画アドレス62≦右部境界画アドレス60のとき、参照画アドレス62でメモリ10にアクセスする。また、メモリ10がバイト単位(1画素単位)でアクセスできない場合の制御方法は、アドレス生成部11からの水平方向制御信号17により、右端の1バイトのデータを拡張しながら左方向にバイト単位でシフトする。この方式により、参照画アドレス62の領域が右方向範囲外である場合は、右側境界の画素データが拡張しながら読み込まれる。以上のようにして、横方向のアドレスを操作することにより、右方向画像範囲外の領域に右部境界画素を入れる機能が実現される。   For processing outside the image range in the right direction (horizontal overflow), the right boundary address (right boundary image address 60) is compared with the reference image address 62 obtained from the motion vector 61, and the smaller value is used. The memory 10 is accessed. That is, when the reference image address 62> the right border image address 60, the memory 10 is accessed with the right border image address 60. When the reference image address 62 ≦ the right border image address 60, the memory 10 with the reference image address 62 is accessed. To access. The control method in the case where the memory 10 cannot be accessed in byte units (one pixel unit) is as follows. The horizontal direction control signal 17 from the address generation unit 11 expands the rightmost 1-byte data in byte units in the left direction. shift. With this method, when the area of the reference image address 62 is outside the right direction range, the pixel data on the right boundary is read while being expanded. As described above, by manipulating the address in the horizontal direction, the function of putting the right boundary pixel in the area outside the right image range is realized.

縦方向と横方向とが同時に画像範囲外になった場合は、上記の機能を組み合わせる。   When the vertical direction and the horizontal direction are simultaneously outside the image range, the above functions are combined.

図7は、本実施の形態の画像処理装置において、左上方向画像範囲外(垂直アンダフロー/水平アンダフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing processing outside the upper left image range (vertical underflow / horizontal underflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

左上方向の画像範囲外(垂直アンダフロー/水平アンダフロー)の処理は、参照画アドレス72<上部境界画アドレス30、かつ参照画アドレス72<左部境界画アドレス50のとき、上部境界画アドレス30と左部境界画アドレス50を合成してメモリ10にアクセスする。以上のようにして、縦方向と横方向のアドレスの操作を組み合わせることにより、左上方向画像範囲外の領域に境界画素を入れる機能が実現される。   Processing outside the image range in the upper left direction (vertical underflow / horizontal underflow) is performed when the reference image address 72 <the upper boundary image address 30 and the reference image address 72 <the left boundary image address 50, the upper boundary image address 30. And the left border image address 50 are combined to access the memory 10. As described above, by combining the address operations in the vertical direction and the horizontal direction, a function of putting a boundary pixel in a region outside the upper left image range is realized.

図8は、本実施の形態の画像処理装置において、右上方向画像範囲外(垂直アンダフロー/水平オーバフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing processing outside the upper right image range (vertical underflow / horizontal overflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

右上方向の画像範囲外(垂直アンダフロー/水平オーバフロー)の処理は、参照画アドレス82<上部境界画アドレス30、かつ参照画アドレス82>右部境界画アドレス60のとき、上部境界画アドレス30と右部境界画アドレス60を合成してメモリ10にアクセスする。以上のようにして、縦方向と横方向のアドレスの操作を組み合わせることにより、右上方向画像範囲外の領域に境界画素を入れる機能が実現される。   Processing outside the image range in the upper right direction (vertical underflow / horizontal overflow) is performed when the reference image address 82 <the upper boundary image address 30 and the reference image address 82> the right boundary image address 60. The right border image address 60 is synthesized and the memory 10 is accessed. As described above, by combining the address operations in the vertical direction and the horizontal direction, a function of putting a boundary pixel in an area outside the upper right direction image range is realized.

図9は、本実施の形態の画像処理装置において、左下方向画像範囲外(垂直オーバフロー/水平アンダフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing processing outside the lower left image range (vertical overflow / horizontal underflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

左下方向の画像範囲外(垂直オーバフロー/水平アンダフロー)の処理は、参照画アドレス92>下部境界画アドレス40、かつ参照画アドレス92<左部境界画アドレス50のとき、下部境界画アドレス40と左部境界画アドレス50を合成してメモリ10にアクセスする。以上のようにして、縦方向と横方向のアドレスの操作を組み合わせることにより、左下方向画像範囲外の領域に境界画素を入れる機能が実現される。   The processing outside the image range in the lower left direction (vertical overflow / horizontal underflow) is performed when the reference picture address 92> the lower border picture address 40 and the reference picture address 92 <the left border picture address 50, The left border image address 50 is synthesized and the memory 10 is accessed. As described above, by combining the address operations in the vertical direction and the horizontal direction, a function of putting a boundary pixel in an area outside the lower left direction image range is realized.

図10は、本実施の形態の画像処理装置において、右下方向画像範囲外(垂直オーバフロー/水平オーバフロー)の処理を示す説明図である。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing processing outside the image range in the lower right direction (vertical overflow / horizontal overflow) in the image processing apparatus according to the present embodiment.

右下方向の画像範囲外(垂直オーバフロー/水平オーバフロー)の処理は、参照画アドレス102>下部境界画アドレス40、かつ参照画アドレス102>右部境界画アドレス60のとき、下部境界画アドレス40と右部境界画アドレス60を合成してメモリ10にアクセスする。以上のようにして、縦方向と横方向のアドレスの操作を組み合わせることにより、右下方向画像範囲外の領域に境界画素を入れる機能が実現される。   The processing outside the image range in the lower right direction (vertical overflow / horizontal overflow) is performed when the reference picture address 102> the lower border picture address 40 and the reference picture address 102> the right border picture address 60, The right border image address 60 is synthesized and the memory 10 is accessed. As described above, by combining the address operations in the vertical direction and the horizontal direction, a function of putting a boundary pixel in an area outside the lower right image range is realized.

したがって、本実施の形態の画像処理装置によれば、画像範囲外が指定された場合、無限の領域に対しても動きベクトルを指定することができ、広範囲にわたる画像範囲外のデータ取り込み制御が可能となる。   Therefore, according to the image processing apparatus of the present embodiment, when the outside of the image range is designated, a motion vector can be designated even for an infinite region, and data capture control outside the wide image range is possible. It becomes.

また、ハードウェアのメモリ転送時間やソフトウェアの処理量を増加させることなく、汎用のエンコーダで圧縮されたデータの復元に対応することが可能となる。   Further, it is possible to cope with restoration of data compressed by a general-purpose encoder without increasing the memory transfer time of hardware or the processing amount of software.

すなわち、他のエンコーダで圧縮された画像の復元処理で動き補償が画像範囲外を指していた場合でも、画像範囲外か範囲内かの判断と制御をソフトウェアで行う必要がなくなり、その結果、デコーダによる画像復元時の参照画読み出し処理においてソフトウェアの負担が軽減され、システム全体の処理時間が短縮する。よって、VGAサイズを30フレーム/秒で処理することができ、実時間による処理が可能となる。   That is, even when motion compensation points outside the image range in the restoration processing of an image compressed by another encoder, it is not necessary to determine whether the image is out of the image range or within the range and control by software. As a result, the decoder The burden of software is reduced in the reference image reading process at the time of image restoration by the method, and the processing time of the entire system is shortened. Therefore, the VGA size can be processed at 30 frames / second, and processing in real time is possible.

本実施の形態の画像処理装置は、MPEGに代表される動画の復元(MPEGデコード)で動きベクトルによって画像範囲外の画素データを参照する際、規格に合わせて境界の画素データをもとに画像範囲外の画素データを生成して転送する機能が必要な製品など(デジタルビデオカメラ、ビデオデッキ、情報端末など)に適用できる。   The image processing apparatus according to the present embodiment refers to an image based on boundary pixel data in accordance with a standard when referring to pixel data outside the image range by a motion vector in moving image restoration represented by MPEG (MPEG decoding). It can be applied to products that need a function to generate and transfer out-of-range pixel data (digital video cameras, video decks, information terminals, etc.).

図11は、MPEGエンコード画像圧縮処理の比較用参照画取り込み時の画像範囲外処理について、本発明の実施の形態の画像処理装置を適用した応用例を示す説明図である。図11は、左上方向画像範囲外(垂直アンダフロー/水平アンダフロー)の処理を示すが、他の3つの端(右上、左下、右下)についても、同様にして応用することができる。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing an application example in which the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention is applied to the out-of-image-range processing at the time of reference image comparison for MPEG-encoded image compression processing. FIG. 11 shows processing outside the upper left image range (vertical underflow / horizontal underflow), but the other three ends (upper right, lower left, lower right) can be similarly applied.

前記実施の形態で示した画像範囲外の処理を応用することで、図11に示すように、MPEGエンコーダによる画像圧縮処理の、比較用参照画取り込み時における画像範囲外処理も行うことができる。この場合の画像範囲外のデータ処理は、前記図3〜図10に示した方法と同様である。   By applying the processing outside the image range shown in the above-described embodiment, as shown in FIG. 11, the image compression processing by the MPEG encoder can be performed outside the image range when the reference image for comparison is captured. Data processing outside the image range in this case is the same as the method shown in FIGS.

したがって、MPEGに代表される動画圧縮(MPEGエンコード)でも、動き検出をするための前画像/後画像取り込み時、この機能を応用することで、エンコーダによる動画圧縮時の比較画像読み出し処理においてソフトウェアの負担を軽減することができ、エンコーダの全体処理時間を短縮することが可能となる。   Therefore, even in moving image compression represented by MPEG (MPEG encoding), by applying this function at the time of capturing the previous image / rear image for motion detection, software for comparison image reading processing at the time of moving image compression by the encoder is applied. The burden can be reduced, and the entire processing time of the encoder can be shortened.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明にかかる画像処理装置は、例えば、デジタルビデオカメラ、ビデオデッキ、情報端末などの動画圧縮・伸張を行う電子機器に用いるのに適している。   The image processing apparatus according to the present invention is suitable for use in electronic equipment that performs moving picture compression / decompression, such as a digital video camera, a video deck, and an information terminal.

本発明の一実施の形態である画像処理装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. MPEG4規格において、動きベクトルが画像範囲外を指定した場合の動き補償処理を示す説明図である。In MPEG4 standard, it is explanatory drawing which shows the motion compensation process when a motion vector designates the outside of an image range. 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、上方向画像範囲外(垂直アンダフロー)の処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process outside an upper image range (vertical underflow) in the image processing apparatus which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、下方向画像範囲外(垂直オーバフロー)の処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process outside a downward image range (vertical overflow) in the image processing apparatus which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、左方向画像範囲外(水平アンダフロー)の処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process outside a left direction image range (horizontal underflow) in the image processing apparatus which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、右方向画像範囲外(水平オーバフロー)の処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process outside a right direction image range (horizontal overflow) in the image processing apparatus which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、左上方向画像範囲外(垂直アンダフロー/水平アンダフロー)の処理を示す説明図である。In the image processing apparatus which is one embodiment of this invention, it is explanatory drawing which shows the process of the upper left direction image range (vertical underflow / horizontal underflow). 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、右上方向画像範囲外(垂直アンダフロー/水平オーバフロー)の処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process of the upper right direction image range (vertical underflow / horizontal overflow) in the image processing apparatus which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、左下方向画像範囲外(垂直オーバフロー/水平アンダフロー)の処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process of the left lower direction image range (vertical overflow / horizontal underflow) in the image processing apparatus which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である画像処理装置において、右下方向画像範囲外(垂直オーバフロー/水平オーバフロー)の処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process of the lower right direction image range (vertical overflow / horizontal overflow) in the image processing apparatus which is one embodiment of this invention. MPEGエンコード画像圧縮処理の比較用参照画取り込み時の画像範囲外処理について、本発明の一実施の形態である画像処理装置を適用した応用例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the application example to which the image processing apparatus which is one embodiment of this invention is applied about the image out-of-range process at the time of the comparison reference image capture of MPEG encoding image compression processing.

符号の説明Explanation of symbols

10 メモリ
11 アドレス生成部
12,13,14 バッファ
15 データ出力セレクタ
16 垂直方向制御信号
17 水平方向制御信号
20 画像範囲
21 参照範囲
30 上部境界画アドレス
31,41,51,61,71,81,91,101 動きベクトル
32,42,52,62,72,82,92,102 参照画アドレス
40 下部境界画アドレス
50 左部境界画アドレス
60 右部境界画アドレス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Memory 11 Address generation part 12, 13, 14 Buffer 15 Data output selector 16 Vertical direction control signal 17 Horizontal direction control signal 20 Image range 21 Reference range 30 Upper boundary image address 31,41,51,61,71,81,91 , 101 Motion vector 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 102 Reference picture address 40 Lower border picture address 50 Left border picture address 60 Right border picture address

Claims (4)

動き補償処理を行う画像処理装置であって、
画像データを記憶するメモリと、
動きベクトルから求められた参照画アドレスと画像境界アドレスとの比較を行う第1の手段と、
前記第1の手段における比較の結果、前記参照画アドレスが前記画像境界アドレスの範囲外である場合、前記画像境界アドレスにより前記メモリにアクセスし前記メモリから前記画像データを読み出す第2の手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus that performs motion compensation processing,
A memory for storing image data;
A first means for comparing a reference image address obtained from a motion vector and an image boundary address;
A second means for accessing the memory by the image boundary address and reading the image data from the memory when the reference image address is outside the range of the image boundary address as a result of the comparison in the first means;
An image processing apparatus comprising:
請求項1記載の画像処理装置において、
前記第2の手段により読み出された前記画像データが複数ビット幅を持つ場合、前記読み出された前記画像データを画像境界の画素データを拡張しながら画素単位でシフトし出力する第3の手段を有することを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
When the image data read by the second means has a plurality of bit widths, third means for shifting and outputting the read image data in units of pixels while extending the pixel data at the image boundary An image processing apparatus comprising:
請求項1または2記載の画像処理装置において、
前記第1の手段、前記第2の手段および前記第3の手段は、ハードウェアで構成されることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1 or 2,
The image processing apparatus, wherein the first means, the second means, and the third means are configured by hardware.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記動き補償処理は、MPEG4規格における動き補償処理であることを特徴とする画像処理装置。

The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image processing apparatus, wherein the motion compensation processing is motion compensation processing in the MPEG4 standard.

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