JP2010161542A - 動画像復号装置、動画像復号方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】解析部32は、入力されるビットストリーム31を解析し、一部の解析結果は従来と同じ中間データの形式にして中間データ35に出力するが、それ以外の解析結果は変換部33に供給される。変換部33は、供給されたビットストリーム31の解析結果に対し、記憶装置に格納された変換規則34に従って変換処理を実行し、中間データ35に出力する。
【選択図】図1
Description
H.264方式などで符号化された動画像の復号処理には複雑な演算が必要であるため、高精細映像の復号処理には非常に高い演算能力が要求される。このため、復号処理を汎用のプロセッサ上で動作するソフトウェアで処理するのではなく、復号処理に特化して設計された専用半導体チップや、IPコア(Intellectual Property Core)と呼ばれる回路ブロックで処理する場合がある。このような場合でも、復号化IPコアへの動画像ビットストリームの供給や、復号結果を格納した画像バッファの管理など外部との入出力が発生する処理などは専用設計するのは得策ではなく、これらの処理は汎用プロセッサで処理し、復号処理そのものは復号化IPコアで処理する、というように機能分担して協調動作することがよく行なわれる。
画像バッファ情報2003には、復号処理に利用するDPB(Decoded Picture Buffer)の状態の情報が格納される。DPBへのピクチャ追加、DPBからのピクチャ消去、DPB内での参照状態変更などのDPB操作はSPS、PPSの解析情報に従ってビットストリームを解析部1002で処理し、あるピクチャをデコードする時点でのDPBの状態を画像バッファ情報2003に格納する。ここには、例えば、各参照フレームのField Order Cnt、Frame Num、Long Term参照ピクチャかどうかを示すフラグ等が含まれる。また、図11に示す動画像複合装置1000の構成では、画像データの実体は画像メモリ1005に格納されているため、DPB内の各ピクチャが画像メモリ1005内のどの領域の画像データであるかの対応を占めすインデックス情報(画像メモリへのインデックス)も格納される。ビットストリーム2004には、ビットストリームを解析部1002で解析し、Slice Data部のビットストリームを抜き出したものが格納される。
一方、H.264方式のような動画像符号化技術は多数の符号化技術(符号化ツールと呼ばれる)の集合であるため、全体としては非常に複雑な規格となっており、すべての符号化ツールに対応するとともに、エラー混入等も含めビットストリームに異常がある場合の動作も保証するなど、どのような環境でも問題なく動作する復号部1004を開発するのは容易ではない。このため、想定する用途をあらかじめ限定することで復号部1004の仕様を制限し、開発を容易にすることがある。例えば、エラー混入を考えなくてよい用途を想定し、異常のあるビットストリームへの対応を簡素化する、などが考えられる。
上記のような、対応範囲に制約があったり、不具合があったりする復号IPコアを利用して、例えば図11に示すような動画像復号装置1000を構成した場合、入力ビットストリームの条件等によっては復号部1004が誤動作する可能性がある。この誤動作には、例えば復号画像の一部に乱れが発生するといった比較的軽微なものから、本来許容されていない領域の記憶装置への書き込みや、動作の停止など、復号化装置全体の動作の安定性を損なう可能性があるものまで考えられる。
本発明は、対応範囲に制約がある、或いは、一部の動作に不具合が存在する動画像に対しても、所望の動画像復号処理を安定して実行可能な動画像復号装置を提供することを目的とする。
即ち、入力されたビットストリームから復号部に入力する中間データを生成する際に、入力ビットストリームの解析情報を変換部に入力し、その解析情報を基に復号部の対応に問題がある可能性のある情報をより一般的な情報に変換したうえで中間データを生成するため、安定した復号処理を行うことが可能である。
また、その変換において、逆量子化、逆直交変換、動き補償、画面内予測といった画像信号そのものに対する処理は伴わないため、上記の効果を少ない演算量で得られる。
動画像復号装置1は、解析部32、変換部33、変換規則34、中間データ35、復号部36、画像メモリ37、出力部38、制御部39を有し、ビットストリーム31の入力を受け付ける。動画像復号装置1は、図12に示す動画像復号装置と同様、復号部36がGPUにあり、その他はすべてCPUおよびCPUに接続された記憶装置で分担する場合例に説明する。
動画像復号装置1において、解析部32、制御部39の動作が、図11に示す解析部1002、制御部1007の動作とは異なり、また、変換部33、変換規則34を備える点が動画像復号装置1000と異なる。
図2は、DPB情報および画像メモリへのインデックス情報の一例を示す図である。H.264方式では通常16フレーム分のエントリーがあるが、図2では6フレーム分のエントリー(エントリーNo.が「0」〜「5」とする)がある場合の例を示している。各エントリーには、DPB中の各フレームに対応したFrameNum、FieldOrderCnt、Long Term参照ピクチャかどうかを示すフラグ(LongTermFlag)が記録されており、また、画像メモリ37中で各フレームに対応する画像メモリへのインデックス(参照情報)が関連付けられて記録されている。また、DPB情報のエントリーのうち、未使用のエントリーについては、図2に示す例のように、FrameNum等には無効値(図2では「――」で表記)を格納するとともに、画像メモリへのインデックスにも該当エントリーが無効であることを示す値が格納される。なお、ここでは説明のために代表的な情報のみについて説明しているが、DPB情報のエントリーにはさらに種々の関連情報を格納しても良い。
また、中間データ35の形式についても例示して説明したものに限定されるものではない。
また、以上説明した動画像復号装置1による復号処理(復号方法)を実現するプログラムを作成し、コンピュータがそのプログラムを読み込んで実現することも可能である。このプログラムは、CD−ROM等の記録媒体に記録されてもよいし、ネットワークを介して流通させることも可能である。
31………ビットストリーム
32………解析部
33………変換部
34………変換規則
35………中間データ
36………複合部
37………画像メモリ
38………出力部
39………制御部
2002………ヘッダ解析情報
2003………画像バッファ情報
2004………ビットストリーム
Claims (8)
- ビットストリームを解析し、中間データと解析情報を出力する解析部と、
変換規則と前記中間データを記憶する記憶部と、
前記変換規則に従って、前記解析情報を変換し、中間データとして出力する変換部と、
前記解析部及び前記変換部から出力される中間データを復号する復号部と、
を備えることを特徴とする動画像復号装置。 - 前記変換部による変換には、逆量子化、逆直交変換、動き補償、画面内予測といった画像信号に対する変換処理は含まれないことを特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。
- 前記解析情報は、動き補償に利用する画像への参照情報を含み、
前記変換部は、前記参照情報が、無効である画像への参照情報である場合に、当該参照情報を、有効な画像への参照情報に変換することを特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。 - 前記変換部は、前記解析情報に発生頻度の低い符号が含まれる場合、当該符号を発生頻度の高い符号に変換し、当該符号に対応する他の解析情報を変換することを特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。
- 前記解析情報は、フレームを識別する識別情報を含み、
前記変換部は、参照フレームの識別情報と当該参照フレームの直前のフレームの識別情報との差分を算出し、前記差分が1より大きい場合は、当該差分を1と変換することを特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。 - 前記解析情報は、異常を検出したビットストリームを含み、
前記変換部は、前記異常を検出したフレームにおいて、少なくとも異常検出位置以降のビットストリームを前記変換規則によって決められた代替ビットストリームに変換することを特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。 - ビットストリームを解析し、中間データと解析情報を出力する解析ステップと、
変換規則に従って、前記解析情報を変換し、中間データとして出力する変換ステップと、
前記解析ステップ及び前記変換ステップによって出力される中間データを復号する復号ステップと、
を備えることを特徴とする動画像復号方法。 - コンピュータを、
ビットストリームを解析し、中間データと解析情報を出力する解析部と、
変換規則と前記中間データを記憶する記憶部と、
前記変換規則に従って、前記解析情報を変換し、中間データとして出力する変換部と、
前記解析部及び前記変換部から出力される中間データを復号する復号部と、
して動作させるプログラム。
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