JP2011061320A - 動き補償装置、符号化装置、復号装置、これらにおける処理方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】動き補償処理の対象ブロックが双予測(B)ブロックである場合、2つの参照ピクチャに関する補間処理は第1処理と第2処理に分解される。参照画素の取得(711、721)、補間処理(712、722)、補間結果の保存(713、723)は、第1処理と第2処理は独立して実行が可能なため、参照ピクチャ番号が同じ補間処理をまとめて処理することにより、メモリの局所性を高め、キャッシュメモリのヒット率を向上させる。双予測(B)ブロックの場合、2つの補間結果の平均化処理が必要なため、第3処理において補間結果が取得され(731)、平均化処理が行われ(732)、その結果として予測画像が保存される(733)。この平均化処理には参照ピクチャは不要である。
【選択図】図10
Description
1.第1の実施の形態(複数の演算器による並列演算を想定した例)
2.第2の実施の形態(単一の演算器による逐次演算を想定した例)
[符号化器の全体構成例]
図1は、本発明の実施の形態における符号化器100の全体構成例を示す図である。この符号化器100は、H.264(MPEG−4 AVC)規格を想定したエンコーダであり、信号線101から入力されたデータを符号化して、信号線109を介して出力する。この符号化器100は、減算器111と、加算器112と、離散コサイン変換部121と、逆離散コサイン変換部122と、量子化部131と、逆量子化部132と、可変長符号化部140とを備える。また、この符号化器100は、デブロッキングフィルタ150と、フレームメモリ161および162と、画面内予測部170と、選択部179と、動き補償部180と、動き推定部190とを備える。
図2は、本発明の実施の形態における復号器200の全体構成例を示す図である。この復号器200は、H.264規格を想定したデコーダであり、信号線201から入力された符号を復号して、信号線209を介して出力する。この復号器200は、可変長復号部210と、逆量子化部220と、逆離散コサイン変換部230と、加算器240と、デブロッキングフィルタ250と、フレームメモリ261および262と、画面内予測部270と、選択部279と、動き補償部280とを備える。
以下では、本発明の実施の形態の適用例としてH.264規格におけるデータ構造について説明する。図3は、H.264規格におけるデータ構造の概要を示す図である。H.264規格では、符号化データのデータ列は、シーケンス層、ピクチャ層、スライス層およびマクロブロック層の4つの層に大別される。
図6は、動き補償処理における符号化または復号の対象ピクチャと参照ピクチャとの関係例を示す図である。ここでは、符号化または復号対象ピクチャ530に対して、時間軸上で過去の画面である参照ピクチャ510および520と、時間軸上で未来の画面である参照ピクチャ540および550とが示されている。MPEG−2等のBピクチャでは、時間軸上で過去の1画面および未来の1画面の2画面のみを参照することを前提としている。これに対し、H.264規格の双予測(B)のブロックは、時間軸上で過去または未来の画面のうち任意の画面を参照することができるようになっている。
図9は、動き補償処理の概要を示す図である。図9(a)は、片方向予測(P)ブロックに対する動き補償処理の概要である。片方向予測(P)ブロックの場合、参照ピクチャ81は1つであり、補間処理部も補間処理部85の1つである。補間処理部85は、参照情報82に基づいて参照ピクチャ81における領域を参照して、補間処理(interpolation)を行う。H.264規格における動き補償予測では1/4画素精度までの予測を可能としているため、補間処理部85は参照ピクチャ81から1/2および1/4画素を補間する。
図10は、本発明の実施の形態における双予測(B)ブロックの動き補償処理のシーケンス例を示す図である。図9(b)により説明した双予測(B)ブロックの動き補償処理は、第1補間処理部86による第1処理と、第2補間処理部87による第2処理と、平均化処理部88による第3処理に分解される。
図11は、本発明の第1の実施の形態による、並列演算を前提とした機能構成例を示す図である。この機能構成例は、ブロックタイプ判別部310と、処理分解部320と、管理テーブル330と、フレームメモリ360と、処理バッファ370と、補間処理部380と、平均化処理部390とを備えている。
図13は、本発明の実施の形態における処理分解の動作例を示す図である。画面に含まれる各ブロック(サブマクロブロック)に対して、以下の処理が実行される(ループL911)。その際、ブロック番号BLKは全ブロック数になるまで、「1」ずつ加算されていく。
[単一の演算器による逐次演算]
第1の実施の形態では、複数台のCPU610により動き補償処理を実行することを想定したが、この第2の実施の形態では図12においてCPU610、データキャッシュ620および処理バッファ660が1台ずつのシステムを想定する。すなわち、この第2の実施の形態では1台のCPU610によって逐次演算が行われる。
図16は、本発明の第2の実施の形態によるプロセッサシステムにおける処理順序決定例を示す図である。なお、動き補償処理の分解の際の動作は並列演算の場合と同様であり、図13の手順により実現される。
82〜84 参照情報
85〜87 補間処理部
88 平均化処理部
89 予測画像保持部
100 符号化器
111 減算器
112、240 加算器
121 離散コサイン変換部
122、230 逆離散コサイン変換部
131 量子化部
132、220 逆量子化部
140 可変長符号化部
150、250 デブロッキングフィルタ
161、162、261、262 フレームメモリ
170、270 画面内予測部
179、279 選択部
180、280 動き補償部
190 動き推定部
200 復号器
210 可変長復号部
310 ブロックタイプ判別部
320 処理分解部
330 管理テーブル
340 並び替え部
360 フレームメモリ
370、660 処理バッファ
380 補間処理部
390 平均化処理部
610 CPU
620 データキャッシュ
630 外部メモリ
Claims (14)
- 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、
画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う複数の補間処理部と、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別部と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解して、参照する画面が共通する前記補間処理同士を前記複数の補間処理部のうち同じものに割り当てて実行させる処理分解部と
を具備する動き補償装置。 - 前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には前記対象ブロックに関する前記複数の補間処理部による補間処理の結果を平均化する平均化処理部をさらに具備する請求項1記載の動き補償装置。
- 前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプのブロックは、H.264規格における双予測タイプのサブマクロブロックである請求項1記載の動き補償装置。
- 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、
画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う補間処理部と、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別部と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解する処理分解部と、
前記分解された補間処理について同一の画面が連続して参照されるよう並び替えて前記補間処理部に補間処理を実行させる並び替え部と
を具備する動き補償装置。 - 前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には前記対象ブロックに関する前記補間処理部による補間処理の結果を平均化する平均化処理部をさらに具備する請求項4記載の動き補償装置。
- 前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプのブロックは、H.264規格における双予測タイプのサブマクロブロックである請求項4記載の動き補償装置。
- 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、
画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う複数の補間処理部と、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別部と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解して、参照する画面が共通する前記補間処理同士を前記複数の補間処理部のうち同じものに割り当てて実行させる処理分解部と、
前記動き補償処理の施されたデータを符号化する符号化部と
を具備する符号化装置。 - 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、
画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う補間処理部と、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別部と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解する処理分解部と、
前記分解された補間処理について同一の画面が連続して参照されるよう並び替えて前記補間処理部に補間処理を実行させる並び替え部と、
前記動き補償処理の施されたデータを符号化する符号化部と
を具備する符号化装置。 - 動画像の符号化データを復号する復号部と、
前記復号された動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、
画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う複数の補間処理部と、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別部と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解して、参照する画面が共通する前記補間処理同士を前記複数の補間処理部のうち同じものに割り当てて実行させる処理分解部と
を具備する復号装置。 - 動画像の符号化データを復号する復号部と、
前記復号された動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、
画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う補間処理部と、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別部と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解する処理分解部と、
前記分解された補間処理について同一の画面が連続して参照されるよう並び替えて前記補間処理部に補間処理を実行させる並び替え部と
を具備する復号装置。 - 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う複数の補間処理部とを備える動き補償装置における動き補償方法であって、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別手順と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解して、参照する画面が共通する前記補間処理同士を前記複数の補間処理部のうち同じものに割り当てて実行させる処理分解手順と
を具備する動き補償方法。 - 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う補間処理部とを備える動き補償装置における動き補償方法であって、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別手順と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解する処理分解手順と、
前記分解された補間処理について同一の画面が連続して参照されるよう並び替えて前記補間処理部に補間処理を実行させる並び替え手順と
を具備する動き補償方法。 - 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う複数の補間処理部とを備える動き補償装置において、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別手順と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解して、参照する画面が共通する前記補間処理同士を前記複数の補間処理部のうち同じものに割り当てて実行させる処理分解手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。 - 動画像を構成する各画面の画像データを保持する画像データ保持部と、画面間の動き補償処理のために前記画像データを参照して補間処理を行う補間処理部とを備える動き補償装置において、
前記動き補償処理の対象ブロックが前記補間処理の際に複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプであるか否かを判別するブロックタイプ判別手順と、
前記対象ブロックが前記複数の他の画面の画像データを参照する予測タイプである場合には他の画面を1つずつ参照する処理に前記補間処理を分解する処理分解手順と、
前記分解された補間処理について同一の画面が連続して参照されるよう並び替えて前記補間処理部に補間処理を実行させる並び替え手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。
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