JP2007281630A - 動き検出装置、動き検出方法、動き検出集積回路および画像符号化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】参照メモリ管理手段FMCtrと内部参照用メモリIRMにおいて、更新すべき領域の高さをL画素(Lは2の累乗)とし、アドレス計算がしやすい大きさの論理アドレス区画をピクチャ空間に割り当て、FIFO管理を行う、もしくは、補助メモリを追加し、補助メモリ以外が従来の画面幅の矩形領域でFIFO管理を行うようにすることによってアドレス計算を簡略化し、内部参照メモリと参照メモリ管理手段における実装回路の削減を実現する。
【選択図】図1
Description
この画面間予測符号化装置は、動き検出器MEと、マルチフレームメモリFrmMemと、減算器Sub1と、減算器Sub2と、動き補償器MCと、符号化器Encと、加算器Add1と、動きベクトルメモリMVMemと、動きベクトル予測器MVPredとを有している。
(16+16×2)×720×30=1,036,800
の画素が1画面あたりの動き検出で転送されることになる。
(16+16×2+4)×720×30=1,123,200
の画素が1画面あたりの動き検出で転送されることになる。
(16+40×2)×1,920×68=12,533,760
の画素が1画面あたりの動き検出で転送されることになる。
(16+40×2+4)×1,920×68=13,056,000
の画素が1画面あたりの動き検出で転送されることになる。
図 1は、本発明の実施の形態1に係る動き検出装置が用いられる画面間予測符号化装置の構成を示すブロック図である。なお、図 21に示す従来の画面間予測符号化装置の説明するためのブロック図と同様の部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。
delta_ x0 = x0&0x7; (数式2)
delta_ y0 = y0&0xF; (数式3)
C0 = A0/88; (数式5)
E1=B0/40; (数式7)
adr0 = D0 + (E0*40)<<4 + delta_y0*8; (数式9)
delta_ x1 = x1&0x7; (数式11)
delta_ y1 = y1&0xF; (数式12)
C1 = A1/88; (数式14)
以下、実施の形態2にける、参照メモリ管理手段FMCtrによって制御する内部参照メモリIRMの動作を説明する。
delta_x2 = x2&0x7; (数式16)
delta_y2 = y2&0xF; (数式17)
C2 = B2%9; (数式19)
以上で説明したように、本実施の形態では、参照メモリ管理部FMCtrは、参照ピクチャの幅を縦にM個に等分割し、縦L画素毎に横に分割し、転送領域の横分割による縦方向の分割数をNとし、キャッシュメモリOCMを、「M×(N−1)+1」以上「M×N−1」以下の個数のメモリバンクに分割し、分割後のメモリバンクを巡回的に先入れ先出し式に管理する。上記例ではM=4、N=3、メモリバンク数が9である場合について説明した。
以下、実施の形態3にける、参照メモリ管理手段FMCtrによって制御する内部参照メモリIRMの動作を説明する。
delta_x3 = x3&0x7; (数式22)
delta_y3 = y3&0xF; (数式23)
C3 = B3%7; (数式25)
以下、実施の形態4にける、参照メモリ管理手段FMCtrによって制御する内部参照メモリIRMの動作を説明する。動き検出器MEで探索する画素領域が参照ピクチャRefPicの端の場合は、キャッシュメモリOCMの領域管理を変更する必要がある。
以下、図 15と図 16を用いて,実施の形態5の説明を行う。
以下、図 17から図 19を用いて,実施の形態6の説明を行う。
さらにここで、上記実施の形態で示した画面間予測符号化装置の応用例について説明する。図 20は、H.264レコーダを実現するAV処理部の構成を示すブロック図である。
EFM 外部マルチフレームメモリ
IRM 内部参照用メモリ
ME 動き検出器
Sub1 減算器
Sub2 減算器
MC 動き補償器
Enc 符号化器
Add1 加算器
MVMem 動きベクトルメモリ
MVPred 動きベクトル予測部
Claims (16)
- ピクチャを構成するブロック毎に動きを検出する動き検出装置であって、
参照ピクチャを記憶する記憶手段と、
前記参照ピクチャのうち前記記憶手段から転送された転送領域を構成する画素データを記憶する参照メモリ手段と、
前記参照メモリ手段に記憶されている、転送領域に含まれる探索領域の画素データを用いて動き検出の対象となる対象ブロックの動きを検出する動き検出手段と、
次の対象ブロック用に、前記転送領域の一部を更新するメモリ管理手段とを備え、
前記転送領域は、第1から第3の矩形領域からなり、
前記第1の矩形領域は、前記探索領域を含み、
前記第2の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの左端の画素から第1の矩形領域の左端の左に隣接する画素までの幅であり、前記第2の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第2の矩形領域の下端は第1の矩形領域の下端と同じ水平位置であり、
前記第3の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの右端の画素から第1の矩形領域の右端の右に隣接する画素までの幅であり、前記第3の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第3の矩形領域の上端は第1の矩形領域の上端と同じ水平位置であり、
前記Lは2の累乗で表され、
前記メモリ管理手段は、前記参照メモリ手段内の記憶領域であって、前記第1の領域内の左上に位置する高さL画素幅K画素分の画素データを記憶する記憶領域に、第1の領域の右に隣接しかつ第3領域の下に隣接する高さL画素幅K画素からなる更新領域の画素データを前記記憶手段から転送する
ことを特徴とする動き検出装置。 - 前記記憶手段に記憶された前記参照ピクチャの左上画素の座標は(0,0)であり、前記参照ピクチャは横W画素縦H画素のサイズを有し、
対象ブロックに対する前記第1の矩形領域の左上の座標は(X,Y)であり、前記第1の矩形領域は横I画素縦J画素のサイズを有し、
対象ブロックに対する前記第2の矩形領域の左上座標は(0,Y+L)であり、その右下座標は(X−1,Y+J−1)であり、
対象ブロックに対する前記第3の矩形領域の左上座標は(X+I,Y)であり、その右下座標は(W−1,Y+J−L−1)である
ことを特徴とする請求項1記載の動き検出装置。 - 前記メモリ管理手段は、
次の対象ブロック用に、前記第1の領域内の左上座標(X,Y)、右下座標(X+K,Y+L)を対頂角とする高さL画素幅K画素分の画素データを記憶する記憶領域であって前記参照メモリ手段内の記憶領域に、前記更新領域の画素データを前記記憶手段から転送することによって、
次の対象ブロックに対する第1の矩形領域の左上座標を(X+K,Y)に、その右下座標を(X+I+K−1,Y+J−1)に更新し、
次の対象ブロックに対する前記第2の矩形領域の左上座標を(0,Y+L)に、その右下座標を(X+K−1,Y+J−1)に更新し、
次の対象ブロックに対する前記第3の矩形領域の左上座標を(X+K+I,Y)に、右下座標を(W−1,Y+J−L−1)に更新する
ことを特徴とする請求項2記載の動き検出装置。 - 前記参照メモリ手段は、
前記第1から第3の矩形領域を構成する画素データを記憶する第1メモリ部と、
前記第1メモリ部から転送された前記第1の矩形領域中の前記探索領域を構成する画素データを記憶する第2メモリ部とを備え、
前記メモリ管理手段は、第1メモリ部から第2メモリ部へ前記探索領域を構成する画素データを転送し、
前記動き検出手段は、前記第2メモリ部から画素データを取得し、対象ブロックの動きを検出する
ことを特徴とする請求項1または3記載の動き検出装置。 - 前記メモリ管理手段は、
前記対象ブロックの移動が進むに連れて、前記第1の矩形領域の右端が前記参照ピクチャの右端に達した後第1の矩形領域を第1の右矩形領域と第1の左矩形領域とに分割し、
第1の右矩形領域は参照ピクチャの右端を含み、
第1の左矩形領域は参照ピクチャの左端を含み第1の右矩形領域よりもL画素下に位置し、
前記第1の矩形領域が分割されたとき、第2および第3の矩形領域を1つの矩形領域に統合し、
統合された矩形領域は第1の右矩形領域と第1の左矩形領域とによって横方向に挟まれ、統合された矩形領域の下端は第1の右矩形領域の下端と同じ水平位置であり、統合された矩形領域の上端は第1の左矩形領域の上端と同じ水平位置あり、
前記メモリ管理手段は、前記探索領域を分割することなく、第1の右矩形領域および第1の左矩形領域の何れか一方の中に前記探索領域を設定する
ことを特徴とする請求項1、3または4記載の動き検出装置。 - 前記メモリ管理手段は、前記参照ピクチャの(X,Y)座標で表される論理アドレスをラスター方向に割り当てられた物理アドレスに変換し、
前記記憶手段から前記参照メモリ手段への転送において、前記参照メモリ手段を先出し式に管理する
ことを特徴とする請求項1、3、4または5記載の動き検出装置。 - 前記メモリ管理手段は、
参照ピクチャを縦にM列に等分割し、高さL画素毎に横に分割し、転送領域の横分割による横の分割数をN行とし、
参照メモリ手段を、「M×(N−1)+1」以上「M×N−1」以下の個数のメモリバンクに分割し、分割後のメモリバンクを巡回的に先入れ先出し式に管理する
ことを特徴とする請求項6記載の動き検出装置。 - 前記メモリ管理手段は、
参照ピクチャを含みかつ水平方向に2の累乗個のアドレスを持つ仮想空間を、2の累乗で表されるM列に縦に等分割し、高さL画素毎に横に分割し、転送領域の横分割による横の分割数をN行とし、
参照メモリ手段を、「M×(N−1)+1」以上「M×N−1」以下の個数のメモリバンクに分割し、分割後のメモリバンクを巡回的に先入れ先出し式に管理する
を特徴とする請求項6記載の動き検出装置。 - 前記第1の矩形領域は、その下端からL画素の高さまでの部分である第4矩形領域とそれ以外の第5矩形領域からなり、
前記参照メモリ手段は、第1メモリ部と補助メモリ部とを有し、
前記第1メモリ部は、前記第5の矩形領域と前記第2の矩形領域と前記第3の矩形領域を先入れ先出し式に格納し、
前記補助メモリ部は、前記第4の矩形領域を先入れ先出し式に格納し、
前記参照メモリ管理部は、次の対象ブロック用に、
補助メモリ部から前記第4の矩形領域左端の縦L画素横K画素分の画素データを第1メモリ部に転送し、さらに、前記記憶手段から前記更新領域の画素データを先入れ先出し式に前記補助メモリ部に転送する
ことを特徴とする請求項1または3記載の動き検出装置。 - 前記補助メモリ部は、さらに、前記第4の矩形領域の下に接し同じ横幅の第6の矩形領域を格納し、
前記メモリ管理手段は、次の対象ブロック用に、
前記補助メモリ部から前記第4の矩形領域左端の縦L画素横K画素分の画素データを第1メモリ部に転送し、さらに、前記第4の矩形領域と前記第6の矩形領域とを一括して先入れ先出し式に前記補助メモリ部を管理し、前記更新領域を下に拡張した拡張更新領域を、前記記憶手段から前記補助メモリ部に転送し、
前記動き検出手段は前記第4の矩形領域と前記第5の矩形領域と前記第6の矩形領域を用いて動き検出の探索を行う
ことを特徴とする請求項9記載の動き検出装置。 - 前記第1の矩形領域は、その上端からL画素の高さまでの部分である第7の矩形領域とそれ以外の第8の矩形領域からなり、
前記参照メモリ手段は、第1メモリ部と補助メモリ部とを有し、
前記第1メモリ部は、前記第8の矩形領域と前記第2の矩形領域と前記第3の矩形領域を先入れ先出し式に格納し、
前記補助メモリ部は、前記第7の矩形領域を先入れ先出し式に格納し、
前記参照メモリ管理部は、次の対象ブロック用に、
前記第1メモリ部から前記第7の矩形領域右端の縦L画素横K画素分の画素データを前記補助メモリ部に転送し、さらに、前記記憶手段から前記更新領域の画素データを先入れ先出し式に第1メモリ部に転送する
ことを特徴とする請求項1または3記載の動き検出装置。 - 前記補助メモリ部は、さらに、前記第7の矩形領域の上に接し同じ横幅の第9の矩形領域を格納し、
前記メモリ管理手段は、次の対象ブロック用に、第1メモリ部から前記第7の矩形領域右端の縦L画素横K画素分の画素データを前記補助メモリ部に転送し、さらに、前記第7の矩形領域と前記第9の矩形領域とを一括して先入れ先出し式に前記補助メモリ部を管理し、前記更新領域を、前記記憶手段から前記第1メモリ部に転送し、
前記動き検出手段は前記第7の矩形領域と前記第8の矩形領域と前記第9の矩形領域を用いて動き検出の探索を行う
ことを特徴とする請求項11記載の動き検出装置。 - 前記参照メモリ手段は、さらに、補助メモリ部および第1メモリ部に格納された第7の矩形領域および第8の矩形領域のうち、探索領域の画素データと探索領域の右に接する横幅K画素分の更新用付加領域の画素データとが転送される第2の参照メモリを備え、
前記動き検出手段は、前記第2の参照メモリから取得する参照画素データを用いて対象ブロックの動きを検出し、
前記参照メモリ管理部は、更新用付加領域の画素データを末尾として、先入れ先出し式に補助メモリ部を管理する
ことを特徴とする請求項11記載の動き検出装置。 - ピクチャを構成するブロック毎に動きを検出する動き検出方法であって、
参照ピクチャを記憶する記憶部から、前記参照ピクチャに含まれる転送領域を構成する画素データを参照メモリに転送する転送ステップと、
前記参照メモリに記憶されている転送領域に含まれる探索領域の画素データを用いて動き検出の対象となる対象ブロックの動きを検出する検出ステップと、
次の対象ブロック用に、前記参照メモリの前記転送領域の一部を更新する更新ステップを有し、
前記転送領域は、第1から第3の矩形領域からなり、
前記第1の矩形領域は、前記探索領域を含み、
前記第2の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの左端の画素から第1の矩形領域の左端の左に隣接する画素までの幅であり、前記第2の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第2の矩形領域の下端は第1の矩形領域の下端と同じ位置であり、
前記第3の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの右端の画素から第1の矩形領域の右端の右に隣接する画素までの幅であり、前記第3の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第3の矩形領域の上端は第1の矩形領域の上端と同じ水平位置であり、
前記Lは2の累乗で表され、
前記更新ステップにおいて、前記参照メモリ内の記憶領域であって、前記第1の領域内の左上に位置する高さL画素幅K画素分の画素データを記憶する記憶領域に、第1の領域の右に隣接しかつ第3領域の下に隣接する高さL画素幅K画素からなる更新領域の画素データを前記記憶部から転送する
ことを特徴とする動き検出方法。 - ピクチャを構成するブロック毎に動きを検出する集積回路であって、
参照ピクチャを記憶する外部の記憶部から転送された転送領域を構成する画素データを記憶する参照メモリ手段と、
前記参照メモリ手段に記憶されている転送領域に含まれる探索領域の画素データを用いて動き検出の対象となる対象ブロックの動きを検出する動き検出手段と、
次の対象ブロック用に、前記転送領域の一部を更新するメモリ管理手段とを備え、
前記転送領域は、第1から第3の矩形領域からなり、
前記第1の矩形領域は、前記探索領域を含み、
前記第2の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの左端の画素から第1の矩形領域の左端の左に隣接する画素までの幅であり、前記第2の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第2の矩形領域の下端は第1の矩形領域の下端と同じ位置であり、
前記第3の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの右端の画素から第1の矩形領域の右端の右に隣接する画素までの幅であり、前記第3の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第3の矩形領域の上端は第1の矩形領域の上端と同じ水平位置であり、
前記Lは2の累乗で表され、
前記メモリ管理手段は、前記参照メモリ手段内の記憶領域であって、前記第1の領域内の左上に位置する高さL画素幅K画素分の画素データを記憶する記憶領域に、第1の領域の右に隣接しかつ第3領域の下に隣接する高さL画素幅K画素からなる更新領域の画素データを前記記憶部から転送する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - ピクチャを構成するブロック毎に動きを検出し、動きに基づいて画像を符号化する画像符号化装置であって、
参照ピクチャを記憶する記憶手段と、
前記参照ピクチャのうち前記記憶手段から転送された転送領域を構成する画素データを記憶する参照メモリ手段と、
前記参照メモリ手段に記憶されている転送領域に含まれる探索領域の画素データを用いて動き検出の対象となる対象ブロックの動きを検出する動き検出手段と、
次の対象ブロック用に、前記転送領域の一部を更新するメモリ管理手段とを備え、
前記転送領域は、第1から第3の矩形領域からなり、
前記第1の矩形領域は、前記探索領域を含み、
前記第2の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの左端の画素から第1の矩形領域の左端の左に隣接する画素までの幅であり、前記第2の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第2の矩形領域の下端は、第1の矩形領域の下端と同じ位置であり、
前記第3の矩形領域の幅は前記参照ピクチャの右端の画素から第1の矩形領域の右端の右に隣接する画素までの幅であり、前記第3の矩形領域の高さは第1の矩形領域の高さよりもL画素小さく、前記第3の矩形領域の上端は第1の矩形領域の上端と同じ水平位置であり、
前記Lは2の累乗で表され、
前記メモリ管理手段は、前記参照メモリ手段内の記憶領域であって、前記第1の領域内の左上に位置する高さL画素幅K画素分の画素データを記憶する記憶領域に、第1の領域の右に隣接しかつ第3領域の下に隣接する高さL画素幅K画素からなる更新領域の画素データを前記記憶手段から転送する
ことを特徴とする画像符号化装置。
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