JP2776284B2 - 画像符号化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像符号化装置に関し、
特にＭＰＥＧ規格に準拠してビデオデータの符号化を行
う画像符号化装置に関する。
特にＭＰＥＧ規格に準拠してビデオデータの符号化を行
う画像符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン等のビデオ信号のフレーム
間予測符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣ，ＪＴＣ１／
ＳＣ２／ＷＧ８で標準化検討されたＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉ
ｎｇＰｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）にお
ける規格案が知られている。この１つであり勧告ＩＳＯ
／ＩＥＣ−１１１７２−２（１９９３年）（文献１）に
規定されたＭＰＥＧ１規格はデコーダについて規定して
いる。ＭＰＥＧ１ビデオエンコーダはＭＰＥＧ１ビデオ
コーダでデコードできる符号化ビデオデータのビット列
を生成する装置を示す。
間予測符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣ，ＪＴＣ１／
ＳＣ２／ＷＧ８で標準化検討されたＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉ
ｎｇＰｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）にお
ける規格案が知られている。この１つであり勧告ＩＳＯ
／ＩＥＣ−１１１７２−２（１９９３年）（文献１）に
規定されたＭＰＥＧ１規格はデコーダについて規定して
いる。ＭＰＥＧ１ビデオエンコーダはＭＰＥＧ１ビデオ
コーダでデコードできる符号化ビデオデータのビット列
を生成する装置を示す。
【０００３】ＭＰＥＧ１規格には、３つの画像タイプが
規定されそれぞれフレーム内圧縮画像（Ｉピクチャ）、
時系列の過去参照画像（Ｐピクチャ）、時系列の過去・
未来参照画像（Ｂピクチャ）と呼ばれる。ＭＰＥＧ１ビ
デオデコーダは勿論これらＩ，ＰおよびＢピクチャの全
てのデコード能力が要求されるが、ＭＰＥＧ１ビデオエ
ンコーダは出力ビット列のビットレートが規定を満足し
ていれば、ＢあるいはＰピクチャ等を含まないＩピクチ
ャのみのビット列を生成してもよい。
規定されそれぞれフレーム内圧縮画像（Ｉピクチャ）、
時系列の過去参照画像（Ｐピクチャ）、時系列の過去・
未来参照画像（Ｂピクチャ）と呼ばれる。ＭＰＥＧ１ビ
デオデコーダは勿論これらＩ，ＰおよびＢピクチャの全
てのデコード能力が要求されるが、ＭＰＥＧ１ビデオエ
ンコーダは出力ビット列のビットレートが規定を満足し
ていれば、ＢあるいはＰピクチャ等を含まないＩピクチ
ャのみのビット列を生成してもよい。
【０００４】文献１に記載の推奨ＭＰＥＧ１ビデオエン
コーダである基準画像符号化装置は、上記Ｉ，Ｐ，Ｂの
全ピクチュア対応のエンコード能力を有する。
コーダである基準画像符号化装置は、上記Ｉ，Ｐ，Ｂの
全ピクチュア対応のエンコード能力を有する。
【０００５】基準画像符号化装置をブロックで示す図４
を参照すると、この図に示す基準画像符号化装置は、画
像信号ＤＩを入力し符号化対象データＤＥを出力するフ
レームリオーダ回路３１と、符号化対象データＤＥの動
きベクトルを検出し信号Ｄ，ベクトルＶ，モードＭの各
々を出力する動きベクトル検出回路３２と信号Ｄの供給
に応答して差分データＤＤを出力する加算器３３とから
成る動き補償（ＭＣ）プロセッサ３０と、差分データＤ
Ｄを離散コサイン変換し信号ＤＴを発生する離散コサイ
ン変換回路（ＤＣＴ）３４と、信号ＤＴを量子化してデ
ータＤＱを生成する量子化回路３５と、データＤＱを可
変長符号化圧縮し符号化データＣＤを発生する可変長符
号化回路（ＶＬＣ）３６と、データＤＱを逆量子化し信
号ＩＴを発生する逆量子化回路３７と、信号ＩＴを逆離
散コサイン変換し信号ＩＤを発生する逆離散コサイン変
換回路（ＩＤＣＴ）３８と、信号ＩＤと過去画像ＤＰと
を加算し信号ＰＩを発生する加算回路４０と、信号Ｐ
Ｉ，ベクトルＶ，モードＭを入力し参照用の過去画像Ｄ
Ｐを出力する過去画像バッファ３９と、符号化データＣ
Ｄ，ベクトルＶ，モードＭを選択的に出力してデータＡ
Ｄを発生するマルチプレクサ４１と、データＡＤの供給
に応答して出力データＤＯ，データＢＯを発生するバッ
ファ４２と、データＢＯの供給に応答してデータＱＣを
発生するレギュレータ４３とを備える。
を参照すると、この図に示す基準画像符号化装置は、画
像信号ＤＩを入力し符号化対象データＤＥを出力するフ
レームリオーダ回路３１と、符号化対象データＤＥの動
きベクトルを検出し信号Ｄ，ベクトルＶ，モードＭの各
々を出力する動きベクトル検出回路３２と信号Ｄの供給
に応答して差分データＤＤを出力する加算器３３とから
成る動き補償（ＭＣ）プロセッサ３０と、差分データＤ
Ｄを離散コサイン変換し信号ＤＴを発生する離散コサイ
ン変換回路（ＤＣＴ）３４と、信号ＤＴを量子化してデ
ータＤＱを生成する量子化回路３５と、データＤＱを可
変長符号化圧縮し符号化データＣＤを発生する可変長符
号化回路（ＶＬＣ）３６と、データＤＱを逆量子化し信
号ＩＴを発生する逆量子化回路３７と、信号ＩＴを逆離
散コサイン変換し信号ＩＤを発生する逆離散コサイン変
換回路（ＩＤＣＴ）３８と、信号ＩＤと過去画像ＤＰと
を加算し信号ＰＩを発生する加算回路４０と、信号Ｐ
Ｉ，ベクトルＶ，モードＭを入力し参照用の過去画像Ｄ
Ｐを出力する過去画像バッファ３９と、符号化データＣ
Ｄ，ベクトルＶ，モードＭを選択的に出力してデータＡ
Ｄを発生するマルチプレクサ４１と、データＡＤの供給
に応答して出力データＤＯ，データＢＯを発生するバッ
ファ４２と、データＢＯの供給に応答してデータＱＣを
発生するレギュレータ４３とを備える。
【０００６】図４を参照して基準画像符号化装置の動作
について説明すると、輝度／カラー（Ｙ／Ｃ）デコーダ
（図示省略）によって輝度成分と色成分とに分離された
画像データＤＩはフレームリオーダ回路３１を経由して
ＭＣプロセッサ３０に供給され、ＭＣプロセッサ３０
は、過去画像バッファ３９から供給される過去画像ＤＰ
を参照しながら動きベクトルＶを検索し求められた動き
ベクトルＶに対して差分データＤＤを出力する。
について説明すると、輝度／カラー（Ｙ／Ｃ）デコーダ
（図示省略）によって輝度成分と色成分とに分離された
画像データＤＩはフレームリオーダ回路３１を経由して
ＭＣプロセッサ３０に供給され、ＭＣプロセッサ３０
は、過去画像バッファ３９から供給される過去画像ＤＰ
を参照しながら動きベクトルＶを検索し求められた動き
ベクトルＶに対して差分データＤＤを出力する。
【０００７】動きベクトルＶの検索の概念を示す図５を
併せて参照すると、ＭＰＥＧ１画像では、１６×１６ピ
クセルの輝度成分と、８×８ピクセルの色成分とから成
るマクロブロック（ＭＢ）を基本単位として取り扱う。
このＭＢの内輝度成分に対して、ＭＣプロセッサ３０は
次のようにベクトル検索を行う。検索対象の現在のＭＢ
に対して、参照画像の同一座標から±１５あるいは±７
の領域との差分二乗和を取り、もっとも差分二乗和の少
ないベクトルを動きベクトルＶとする。
併せて参照すると、ＭＰＥＧ１画像では、１６×１６ピ
クセルの輝度成分と、８×８ピクセルの色成分とから成
るマクロブロック（ＭＢ）を基本単位として取り扱う。
このＭＢの内輝度成分に対して、ＭＣプロセッサ３０は
次のようにベクトル検索を行う。検索対象の現在のＭＢ
に対して、参照画像の同一座標から±１５あるいは±７
の領域との差分二乗和を取り、もっとも差分二乗和の少
ないベクトルを動きベクトルＶとする。
【０００８】ＭＣプロセッサ３０から出力された差分デ
ータＤＤの供給を受けて、ＤＣＴ３４はこの差分データ
ＤＤのＤＣＴ演算を行い、周波数成分に分解された信号
ＤＴを生成する。量子化回路３５は信号ＤＴの各周波数
成分ごとに量子化を行い量子化データＤＱを生成し、Ｖ
ＬＣ３６および逆量子化回路３７にそれぞれ供給する。
ＶＬＣ３６は、供給を受けた量子化データＤＱを可変長
符号圧縮して生成した符号化データＣＤをマルチプレク
サ４１およびバッファ回路４２を経由してデータＤＯと
して出力する。
ータＤＤの供給を受けて、ＤＣＴ３４はこの差分データ
ＤＤのＤＣＴ演算を行い、周波数成分に分解された信号
ＤＴを生成する。量子化回路３５は信号ＤＴの各周波数
成分ごとに量子化を行い量子化データＤＱを生成し、Ｖ
ＬＣ３６および逆量子化回路３７にそれぞれ供給する。
ＶＬＣ３６は、供給を受けた量子化データＤＱを可変長
符号圧縮して生成した符号化データＣＤをマルチプレク
サ４１およびバッファ回路４２を経由してデータＤＯと
して出力する。
【０００９】一方、逆量子化回路３７は供給を受けた量
子化データＤＱを逆量子化してデータＩＴを生成してＩ
ＤＣＴ３８に供給し、ＩＤＣＴ３８はデータＩＴを逆Ｄ
ＣＴ演算して信号ＩＤを生成し加算回路４１に供給す
る。加算回路４１は信号ＩＤと過去画像バッファ３９か
らの過去画像ＤＰとを加算し過去画像ＤＰ更新用の画像
データＰＩを生成して過去画像バッファ３９に書戻す。
すなわち、これら逆量子化回路３７，ＩＤＣＴ３８，加
算回路４１は過去画像バッファに対するフィードバック
ループを構成する。
子化データＤＱを逆量子化してデータＩＴを生成してＩ
ＤＣＴ３８に供給し、ＩＤＣＴ３８はデータＩＴを逆Ｄ
ＣＴ演算して信号ＩＤを生成し加算回路４１に供給す
る。加算回路４１は信号ＩＤと過去画像バッファ３９か
らの過去画像ＤＰとを加算し過去画像ＤＰ更新用の画像
データＰＩを生成して過去画像バッファ３９に書戻す。
すなわち、これら逆量子化回路３７，ＩＤＣＴ３８，加
算回路４１は過去画像バッファに対するフィードバック
ループを構成する。
【００１０】上述の基準画像符号化装置においては、特
にＢピクチャの生成に演算操作が発生し、リアルタイム
処理の妨げとなるとともに、ハードゥエアおよびソフト
ウェアの規模が増大し価格増加要因となる。上述したよ
うに、このＢピクチャを省略することにより装置の簡略
化が可能である。
にＢピクチャの生成に演算操作が発生し、リアルタイム
処理の妨げとなるとともに、ハードゥエアおよびソフト
ウェアの規模が増大し価格増加要因となる。上述したよ
うに、このＢピクチャを省略することにより装置の簡略
化が可能である。
【００１１】Ｉピクチャのみを生成することにより簡略
化を図った従来の第１の画像符号化装置をブロックで示
す図６を参照すると、この図に示す従来の第１の画像符
号化装置は、入力画像データＤＩをＤＣＴ演算し量子化
し可変長符号化して出力信号ＤＯを発生する符号化プロ
セッサ１と、バスコントローラ２と、ダブルバッファリ
ング用の画像データメモリ３，４とを備える。
化を図った従来の第１の画像符号化装置をブロックで示
す図６を参照すると、この図に示す従来の第１の画像符
号化装置は、入力画像データＤＩをＤＣＴ演算し量子化
し可変長符号化して出力信号ＤＯを発生する符号化プロ
セッサ１と、バスコントローラ２と、ダブルバッファリ
ング用の画像データメモリ３，４とを備える。
【００１２】符号化プロセッサ１は、基準画像符号化装
置のＤＣＴ３４と、量子化回路３５と、ＶＬＣ３６との
機能を有する。
置のＤＣＴ３４と、量子化回路３５と、ＶＬＣ３６との
機能を有する。
【００１３】図６を参照して動作について説明すると、
入力画像データＤＩはバスコントローラ２を経由して画
像データメモリ３、又は４に転送される。画像データメ
モリ３，４のうち、現在画像データＤＩの転送中でない
方、すなわち、画像データＤＩが画像データメモリ３に
転送中であれば画像データメモリ４が、逆ならば画像デ
ータメモリ３が符号化プロセッサ１にバスコントローラ
２を介して接続される。これによって、画像データＤＩ
の画像データメモリへの転送途中でも、ＭＰＥＧ１に準
拠した画像圧縮操作を行うことが可能となる。また、符
号化プロセッサ１の出力ＤＯは記録媒体に書込まれる。
入力画像データＤＩはバスコントローラ２を経由して画
像データメモリ３、又は４に転送される。画像データメ
モリ３，４のうち、現在画像データＤＩの転送中でない
方、すなわち、画像データＤＩが画像データメモリ３に
転送中であれば画像データメモリ４が、逆ならば画像デ
ータメモリ３が符号化プロセッサ１にバスコントローラ
２を介して接続される。これによって、画像データＤＩ
の画像データメモリへの転送途中でも、ＭＰＥＧ１に準
拠した画像圧縮操作を行うことが可能となる。また、符
号化プロセッサ１の出力ＤＯは記録媒体に書込まれる。
【００１４】ここで、３５２×２４０ピクセルの入力画
像データＰＩを符号化する場合、輝度信号情報量４に対
して色信号情報量２が対応する４：２：０フォーマット
にしたがい、輝度レベルを８ビットで量子化するとバッ
ファ用の画像データメモリの所要メモリ領域は１２７ｋ
バイトとなる。したがって、この第１の画像符号化装置
の所要メモリ容量は２５４ｋバイトとなる。
像データＰＩを符号化する場合、輝度信号情報量４に対
して色信号情報量２が対応する４：２：０フォーマット
にしたがい、輝度レベルを８ビットで量子化するとバッ
ファ用の画像データメモリの所要メモリ領域は１２７ｋ
バイトとなる。したがって、この第１の画像符号化装置
の所要メモリ容量は２５４ｋバイトとなる。
【００１５】また、この従来の第１の画像符号化装置は
Ｉピクチャのみの生成しか行わないので、ＭＰＥＧ１規
格の規定ビットレートでは、圧縮率が低くなるため画質
が低下する。
Ｉピクチャのみの生成しか行わないので、ＭＰＥＧ１規
格の規定ビットレートでは、圧縮率が低くなるため画質
が低下する。
【００１６】この改善のため、Ｉピクチュアに加えてＰ
ピクチャを生成しＢピクチュアのみを省略することによ
り簡略化を図った従来の第２の画像符号化装置をブロッ
クで示す図７を参照すると、この図に示す従来の第２の
画像符号化装置の第２の符号化装置との相違点は、図６
の構成要素２〜４に加えて、符号化プロセッサ１の機能
に従来の基準画像符号化装置の逆量子化回路３７，ＩＤ
ＣＴ３８の機能をさらに含む符号化プロセッサ１Ａと、
従来の基準画像符号化装置のＭＣプロセッサ３０とほぼ
同様な機能の動き補償（ＭＣ）プロセッサ５と、過去画
像バッファ３９に相当し前回の画像データ（過去画像デ
ータ）を格納するＲＡＭから成る参照フイールドメモリ
６とを備えることである。
ピクチャを生成しＢピクチュアのみを省略することによ
り簡略化を図った従来の第２の画像符号化装置をブロッ
クで示す図７を参照すると、この図に示す従来の第２の
画像符号化装置の第２の符号化装置との相違点は、図６
の構成要素２〜４に加えて、符号化プロセッサ１の機能
に従来の基準画像符号化装置の逆量子化回路３７，ＩＤ
ＣＴ３８の機能をさらに含む符号化プロセッサ１Ａと、
従来の基準画像符号化装置のＭＣプロセッサ３０とほぼ
同様な機能の動き補償（ＭＣ）プロセッサ５と、過去画
像バッファ３９に相当し前回の画像データ（過去画像デ
ータ）を格納するＲＡＭから成る参照フイールドメモリ
６とを備えることである。
【００１７】図７を参照して従来の第２の画像符号化装
置の動作について説明すると、第２の画像符号化装置と
同様に入力画像データＤＩはバスコントローラ２を経由
して画像データメモリ３、又は４に転送されるととも
に、ＭＣプロセッサ５にも供給される。ＭＣプロセッサ
５は参照フイールドメモリ６からの過去画像データＤＰ
を参照し入力画像データＤＩ中の動きベクトルを算出し
たのち、その動きベクトルをもとに過去画像データＤＰ
との差分データＤＤを計算する。ＭＣプロセッサ５から
出力された差分データＤＤは符号化プロセッサ１に供給
され、符号化プロセッサ１Ａは、差分データＤＤのＤＣ
Ｔ演算，量子化，可変長符号化を行い、出力データＤＯ
として出力する。また、この量子化データの逆量子化，
ＩＤＣＴ演算を行い、得られたデータＰＩを参照フイー
ルドメモリ６に書戻す。
置の動作について説明すると、第２の画像符号化装置と
同様に入力画像データＤＩはバスコントローラ２を経由
して画像データメモリ３、又は４に転送されるととも
に、ＭＣプロセッサ５にも供給される。ＭＣプロセッサ
５は参照フイールドメモリ６からの過去画像データＤＰ
を参照し入力画像データＤＩ中の動きベクトルを算出し
たのち、その動きベクトルをもとに過去画像データＤＰ
との差分データＤＤを計算する。ＭＣプロセッサ５から
出力された差分データＤＤは符号化プロセッサ１に供給
され、符号化プロセッサ１Ａは、差分データＤＤのＤＣ
Ｔ演算，量子化，可変長符号化を行い、出力データＤＯ
として出力する。また、この量子化データの逆量子化，
ＩＤＣＴ演算を行い、得られたデータＰＩを参照フイー
ルドメモリ６に書戻す。
【００１８】従来の第１の画像符号化装置と同様の符号
化条件の場合、バッファ用の画像データメモリの所要メ
モリ容量は３８１ｋバイトとなる。また、参照フレーム
メモリを構成するＲＡＭの所要メモリ容量は２画面分、
すなわち５０８ｋバイトとなる。
化条件の場合、バッファ用の画像データメモリの所要メ
モリ容量は３８１ｋバイトとなる。また、参照フレーム
メモリを構成するＲＡＭの所要メモリ容量は２画面分、
すなわち５０８ｋバイトとなる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１の
画像符号化装置は、画像データバッフアの所要メモリ容
量が少ないがＩピクチュアのみしか生成できず、ＭＰＥ
Ｇ１規定のビットレートでは圧縮率が低いため画質が低
下するという欠点があった。
画像符号化装置は、画像データバッフアの所要メモリ容
量が少ないがＩピクチュアのみしか生成できず、ＭＰＥ
Ｇ１規定のビットレートでは圧縮率が低いため画質が低
下するという欠点があった。
【００２０】これを改善した従来の第２の画像符号化装
置は、画像データバッフアの所要メモリ容量の増大とと
もに、参照フレームメモリ用の大容量のＲＡＭを必要と
し、また、参照の終わった領域は次のフレームまで使用
されないためこのＲＡＭの使用効率が非常に悪いという
欠点があった。
置は、画像データバッフアの所要メモリ容量の増大とと
もに、参照フレームメモリ用の大容量のＲＡＭを必要と
し、また、参照の終わった領域は次のフレームまで使用
されないためこのＲＡＭの使用効率が非常に悪いという
欠点があった。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化装置
は、分離した輝度信号および色信号から成る第１の画像
データを予め定めた垂直および水平方向の複数の画素か
ら成る１フレーム分ずつ記憶し読出時に前記画像データ
の予め定めた画素数分のブロックデータであるマクロブ
ロックデータを出力する第１の画像データ記憶手段と、
前記第１の画像データとこの第１の画像データの前のフ
レームの過去参照画像データとを予め定めた垂直および
水平方向の探索範囲内で前記マクロブロックデータ毎に
比較して動きベクトルを探索し対応の差分データを出力
する動き補償プロセッサと、前記差分データの離散コサ
イン変換および量子化を行い量子化データを発生しこの
量子化データの可変長符号化とを行ない所定のデータフ
オーマットにしたがったフレーム内圧縮画像データを出
力データとして発生するととともに前記量子化データの
逆量子化および逆離散コサイン変換を行ない第２の画像
データを発生する符号化プロセッサと、前記第２の画像
データを記憶し読出時に前記過去参照画像データとして
出力する第２の画像データ記憶手段とを備える画像符号
化装置において、１フレーム分の前記第１の画像データ
のうちの前記垂直方向の探索範囲と同一の垂直方向画素
数のみから成る部分画像データを前記第２の画像データ
として生成しこの第２の画像データを前記過去参照画像
データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ制御手
段を備えて構成されている。
は、分離した輝度信号および色信号から成る第１の画像
データを予め定めた垂直および水平方向の複数の画素か
ら成る１フレーム分ずつ記憶し読出時に前記画像データ
の予め定めた画素数分のブロックデータであるマクロブ
ロックデータを出力する第１の画像データ記憶手段と、
前記第１の画像データとこの第１の画像データの前のフ
レームの過去参照画像データとを予め定めた垂直および
水平方向の探索範囲内で前記マクロブロックデータ毎に
比較して動きベクトルを探索し対応の差分データを出力
する動き補償プロセッサと、前記差分データの離散コサ
イン変換および量子化を行い量子化データを発生しこの
量子化データの可変長符号化とを行ない所定のデータフ
オーマットにしたがったフレーム内圧縮画像データを出
力データとして発生するととともに前記量子化データの
逆量子化および逆離散コサイン変換を行ない第２の画像
データを発生する符号化プロセッサと、前記第２の画像
データを記憶し読出時に前記過去参照画像データとして
出力する第２の画像データ記憶手段とを備える画像符号
化装置において、１フレーム分の前記第１の画像データ
のうちの前記垂直方向の探索範囲と同一の垂直方向画素
数のみから成る部分画像データを前記第２の画像データ
として生成しこの第２の画像データを前記過去参照画像
データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ制御手
段を備えて構成されている。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の第１の実施例を図７と共通の
構成要素には共通の参照文字／数字を付して同様にブロ
ックで示す図１を参照すると、この図に示す本実施例の
画像符号化装置は、従来と共通の符号化プロセッサ１
と、ＭＣプロセッサ７とに加えて、入力画像データＤＩ
を逐次蓄積し入力順序でデータＤＦを出力するＦＩＦＯ
７と、データＤＦのスキャン変換のため入力画像バッフ
ァ９への入出力を制御するダイレクトメモリアクセスコ
ントローラ（ＤＭＡＣ）８と、データＤＦを一時格納す
る入力画像バッファ９と、前フレームのデータである過
去画像データを格納する画像フレームメモリ１０と、バ
スコントローラ１１と、画像フレームメモリへ転送する
過去画像部分データを一時保持する参照画像バッファ１
２とを備える。
構成要素には共通の参照文字／数字を付して同様にブロ
ックで示す図１を参照すると、この図に示す本実施例の
画像符号化装置は、従来と共通の符号化プロセッサ１
と、ＭＣプロセッサ７とに加えて、入力画像データＤＩ
を逐次蓄積し入力順序でデータＤＦを出力するＦＩＦＯ
７と、データＤＦのスキャン変換のため入力画像バッフ
ァ９への入出力を制御するダイレクトメモリアクセスコ
ントローラ（ＤＭＡＣ）８と、データＤＦを一時格納す
る入力画像バッファ９と、前フレームのデータである過
去画像データを格納する画像フレームメモリ１０と、バ
スコントローラ１１と、画像フレームメモリへ転送する
過去画像部分データを一時保持する参照画像バッファ１
２とを備える。
【００２３】次に、図１を参照して本実施例の動作につ
いて説明すると、まず、従来と同様に、輝度／カラー
（Ｙ／Ｃ）デコーダ（図示省略）によって輝度成分と色
成分とに分離された画像データＤＩはＦＩＦＯ７に一旦
蓄積され、ＤＭＡＣ８はＦＩＦＯ７の出力データＤＦを
入力画像バッファ９に転送する。通常、ＦＩＦＯ７に蓄
積される画像データＤＩは、画面左上を原点として走査
線の移動とともにデコードされるため、水平方向スキャ
ン毎のデータ（ラスタスキャンデータ）となる。一方Ｍ
ＰＥＧ１方式のエンコーダでは、上述のように１６×１
６ピクセルのマクロブロック（ＭＢ）単位で処理を行う
ため、ラスタスキャンデータをブロックスキャンデータ
に変更する必要がある。そのためＤＭＡＣ８を用いてラ
ンダムアクセス可能な画像バッファ９に転送する。従来
と同様３５２×２４０ピクセルの画像データを輝度，色
信号ともに８ビットで量子化する場合、この入力画像バ
ッファ９の所要メモリ容量は８４４８バイトとなる。
いて説明すると、まず、従来と同様に、輝度／カラー
（Ｙ／Ｃ）デコーダ（図示省略）によって輝度成分と色
成分とに分離された画像データＤＩはＦＩＦＯ７に一旦
蓄積され、ＤＭＡＣ８はＦＩＦＯ７の出力データＤＦを
入力画像バッファ９に転送する。通常、ＦＩＦＯ７に蓄
積される画像データＤＩは、画面左上を原点として走査
線の移動とともにデコードされるため、水平方向スキャ
ン毎のデータ（ラスタスキャンデータ）となる。一方Ｍ
ＰＥＧ１方式のエンコーダでは、上述のように１６×１
６ピクセルのマクロブロック（ＭＢ）単位で処理を行う
ため、ラスタスキャンデータをブロックスキャンデータ
に変更する必要がある。そのためＤＭＡＣ８を用いてラ
ンダムアクセス可能な画像バッファ９に転送する。従来
と同様３５２×２４０ピクセルの画像データを輝度，色
信号ともに８ビットで量子化する場合、この入力画像バ
ッファ９の所要メモリ容量は８４４８バイトとなる。
【００２４】ＭＣプロセッサ５は入力画像バッファ９か
ら読出したＭＢデータＭＢと画像フレームメモリから読
出した過去画像データＤＰとを用いて動き補償を行い、
その結果生成される差分データＤＤを符号化プロセッサ
１Ａに供給する。符号化プロセッサ１Ａは、従来の第２
の画像符号化装置と同様に、差分データＤＤをＤＣＴ演
算し、量子化し、可変長符号化処理して出力信号ＤＯを
生成するとともに、逆量子化し、ＩＤＣＴ演算を行なっ
て過去画像部分データＰＰを生成する。過去画像部分デ
ータＰＰは、以下に説明するようにバスコントローラ１
１の制御により参照画像バッファ１２に保持され、画像
フレームメモリ１０に転送される。
ら読出したＭＢデータＭＢと画像フレームメモリから読
出した過去画像データＤＰとを用いて動き補償を行い、
その結果生成される差分データＤＤを符号化プロセッサ
１Ａに供給する。符号化プロセッサ１Ａは、従来の第２
の画像符号化装置と同様に、差分データＤＤをＤＣＴ演
算し、量子化し、可変長符号化処理して出力信号ＤＯを
生成するとともに、逆量子化し、ＩＤＣＴ演算を行なっ
て過去画像部分データＰＰを生成する。過去画像部分デ
ータＰＰは、以下に説明するようにバスコントローラ１
１の制御により参照画像バッファ１２に保持され、画像
フレームメモリ１０に転送される。
【００２５】本実施例の参照画像バッフア１２のバッフ
ア動作の基本概念を示す図２を併せて参照すると、図２
（Ａ）に示す符号化対象の３５２×２４０ピクセルの画
像５１の中のＭＢ５２の座標位置を画面左上を原点
（０，０）として、（３２，４８）であるとする。動き
ベクトル探索を行うときには、図２（Ａ）に示す参照用
の過去画像６１の同一座標のＭＢ６２の位置から±１５
の範囲、すなわち（１７，３３）及び（４７，７９）を
対角線とする正方形がベクトルサーチ範囲６３となる。
したがって、このベクトルサーチ範囲６３を含む参照用
の領域６５をサーチする場合には、過去画像６１中のＹ
軸の０〜１６の範囲の領域６４はサーチに無関係であ
り、また、ＭＢは左上から処理されていくため、この後
も参照されることはない。それ故、参照画像バッファ１
２の所要メモリ容量は領域６５と同一容量でよく、参照
終了後に一時保持しておいた過去画像部分データＰＰを
画像フレームメモリ１０に書戻す。
ア動作の基本概念を示す図２を併せて参照すると、図２
（Ａ）に示す符号化対象の３５２×２４０ピクセルの画
像５１の中のＭＢ５２の座標位置を画面左上を原点
（０，０）として、（３２，４８）であるとする。動き
ベクトル探索を行うときには、図２（Ａ）に示す参照用
の過去画像６１の同一座標のＭＢ６２の位置から±１５
の範囲、すなわち（１７，３３）及び（４７，７９）を
対角線とする正方形がベクトルサーチ範囲６３となる。
したがって、このベクトルサーチ範囲６３を含む参照用
の領域６５をサーチする場合には、過去画像６１中のＹ
軸の０〜１６の範囲の領域６４はサーチに無関係であ
り、また、ＭＢは左上から処理されていくため、この後
も参照されることはない。それ故、参照画像バッファ１
２の所要メモリ容量は領域６５と同一容量でよく、参照
終了後に一時保持しておいた過去画像部分データＰＰを
画像フレームメモリ１０に書戻す。
【００２６】参照画像バッファ１２の所要メモリサイズ
はベクトルサーチ範囲がＭＢ座標±１５の場合は２５３
４４バイト、ＭＢ座標±７の場合には１６８９６バイト
となる。
はベクトルサーチ範囲がＭＢ座標±１５の場合は２５３
４４バイト、ＭＢ座標±７の場合には１６８９６バイト
となる。
【００２７】以上の条件から、ＦＩＦＯ７，入力画像バ
ッファ９，および画像フレームメモリ１０の各々の所要
メモリ容量はそれぞれ１２７Ｋバイト，８４４８バイ
ト，および１２７ｋバイトであるので、参照画像バッフ
ァ１２の所要メモリ容量を求めると、ベクトルサーチ範
囲がＭＢ座標±１５の場合は約２８８ｋバイト、ＭＢ座
標±７の場合には２８０ｋバイトとなる。
ッファ９，および画像フレームメモリ１０の各々の所要
メモリ容量はそれぞれ１２７Ｋバイト，８４４８バイ
ト，および１２７ｋバイトであるので、参照画像バッフ
ァ１２の所要メモリ容量を求めると、ベクトルサーチ範
囲がＭＢ座標±１５の場合は約２８８ｋバイト、ＭＢ座
標±７の場合には２８０ｋバイトとなる。
【００２８】これは、従来の第２の符号化装置の参照フ
レームメモリ６の所要メモリ容量５０８Ｋバイトに対し
約５６％に相当する。
レームメモリ６の所要メモリ容量５０８Ｋバイトに対し
約５６％に相当する。
【００２９】次に、本発明の第２の実施例を図１と共通
の構成要素には共通の参照文字／数字を付して同様にブ
ロックで示す図３を参照すると、この図に示す本実施例
の画像符号化装置の第１の実施例との相違点は、ＭＣプ
ロセッサ５と符号化プロセッサ１と入力画像バッファ９
と参照画像バッファ１２との代りに、メモリとインスト
ラクションが分離され、内部データバスを有する公知の
ハーバード・アーキテクチャと呼ばれるアーキテクチャ
を持つ一般的かつプログラマブルな高速プロセッサであ
るＤＳＰ１９を備えることである。
の構成要素には共通の参照文字／数字を付して同様にブ
ロックで示す図３を参照すると、この図に示す本実施例
の画像符号化装置の第１の実施例との相違点は、ＭＣプ
ロセッサ５と符号化プロセッサ１と入力画像バッファ９
と参照画像バッファ１２との代りに、メモリとインスト
ラクションが分離され、内部データバスを有する公知の
ハーバード・アーキテクチャと呼ばれるアーキテクチャ
を持つ一般的かつプログラマブルな高速プロセッサであ
るＤＳＰ１９を備えることである。
【００３０】ＤＳＰ１９は、内部データバス２８，２９
にそれぞれ接続され入力画像バッファ９と参照画像バッ
ファ１２とにそれぞれ対応するローカルメモリ２０，２
３と、レジスタ２１と、ＡＬＵ２２と、インストラクシ
ョンメモリ２４と、制御ユニット２５と、ＤＭＡＣ２６
と、セレクタ１７，２７と、内部データバス２８，２９
とを備える。
にそれぞれ接続され入力画像バッファ９と参照画像バッ
ファ１２とにそれぞれ対応するローカルメモリ２０，２
３と、レジスタ２１と、ＡＬＵ２２と、インストラクシ
ョンメモリ２４と、制御ユニット２５と、ＤＭＡＣ２６
と、セレクタ１７，２７と、内部データバス２８，２９
とを備える。
【００３１】図３を参照して本実例の動作について説明
すると、まず、入力画像データはＦＩＦＯ７に格納さ
れ、出力された画像データＤＦは、内部データバス２８
を経由してローカルメモリ２０に格納される。また、参
照用の過去画像ＤＰは内部データバス２９の外部に接続
された画像メモリ１０から読込まれ、この画像データＤ
Ｐとレジスタ２１とＡＬＵ２２はローカルメモリ２０か
ら読出された画像データＤＦ対応の画像データＭＢを参
照しながら、動き補償、ＤＣＴ演算、ＩＤＣＴ演算、量
子化、逆量子化、および可変長符号化の各処理を行う。
すると、まず、入力画像データはＦＩＦＯ７に格納さ
れ、出力された画像データＤＦは、内部データバス２８
を経由してローカルメモリ２０に格納される。また、参
照用の過去画像ＤＰは内部データバス２９の外部に接続
された画像メモリ１０から読込まれ、この画像データＤ
Ｐとレジスタ２１とＡＬＵ２２はローカルメモリ２０か
ら読出された画像データＤＦ対応の画像データＭＢを参
照しながら、動き補償、ＤＣＴ演算、ＩＤＣＴ演算、量
子化、逆量子化、および可変長符号化の各処理を行う。
【００３２】符号化出力データＤＯは内部データバス２
９の外部に接続された記録媒体に対し出力されるととも
に、ＡＬＵ２２のＩＤＣＴ演算および逆量子化によって
ローカルデコードされたデータＰＰは内部データバス２
９に接続されたローカルメモリ２３に一時保持される。
９の外部に接続された記録媒体に対し出力されるととも
に、ＡＬＵ２２のＩＤＣＴ演算および逆量子化によって
ローカルデコードされたデータＰＰは内部データバス２
９に接続されたローカルメモリ２３に一時保持される。
【００３３】一時保持されたデータは次のようにして、
参照画像メモリ１０に書戻される。インストラクション
メモリ２４からの命令にしたがい、所定のタイミングで
制御ユニット２５からＤＭＡＣ２６へ起動信号Ｒを供給
する。この起動信号Ｒの供給に応答して、ＤＭＡＣはセ
レクタ２７，３０を用いて内部データバスを切替え、ロ
ーカルメモリ２３の保持データＰＰを画像フレームメモ
リ１０にＤＭＡ転送する。
参照画像メモリ１０に書戻される。インストラクション
メモリ２４からの命令にしたがい、所定のタイミングで
制御ユニット２５からＤＭＡＣ２６へ起動信号Ｒを供給
する。この起動信号Ｒの供給に応答して、ＤＭＡＣはセ
レクタ２７，３０を用いて内部データバスを切替え、ロ
ーカルメモリ２３の保持データＰＰを画像フレームメモ
リ１０にＤＭＡ転送する。
【００３４】このような構成のＤＳＰを使用することに
よって、第１の実施例と同一の効果を得ることが出きる
とともにＭＣプロセッサや符号化プロセッサ等の外部接
続デバイスを削減できる。
よって、第１の実施例と同一の効果を得ることが出きる
とともにＭＣプロセッサや符号化プロセッサ等の外部接
続デバイスを削減できる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像符号
化装置は、１フレーム分の画像データのうちの垂直方向
のベクトル探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから成
る部分画像データを生成しこの部分画像データを過去参
照画像データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ
制御手段を備えることにより、所要メモリ容量を低減で
きるという効果がある。
化装置は、１フレーム分の画像データのうちの垂直方向
のベクトル探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから成
る部分画像データを生成しこの部分画像データを過去参
照画像データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ
制御手段を備えることにより、所要メモリ容量を低減で
きるという効果がある。
【図１】本発明の画像符号化装置の第１の実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本実施例の画像符号化装置における画像データ
のバッフア動作の基本概念を示す概念図である。
のバッフア動作の基本概念を示す概念図である。
【図３】本発明の画像符号化装置の第２の実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】ＭＰＥＧ１規格の推奨ビデオエンコーダである
基準画像符号化装置の一例を示すブロック図である。
基準画像符号化装置の一例を示すブロック図である。
【図５】動きベクトル検索動作の概念を示す概念図であ
る。
る。
【図６】従来の第１の画像符号化装置を示すブロック図
である。
である。
【図７】従来の第２の画像符号化装置を示すブロック図
である。
である。
１，１Ａ 符号化プロセッサ ２，１１ バスコントローラ ３，４ 画像データメモリ ５，３０ ＭＣプロセッサ ６ 参照フレームメモリ ７ ＦＩＦＯ ８，２６ ＤＭＡＣ ９ 入力画像バッファ １０ 画像フレームメモリ １２ 参照画像バッファ １９ ＤＳＰ ２０，２３ ローカルメモリ ２１ レジスタ ２２ ＡＬＵ ２４ インストラクションメモリ ２５ 制御ユニット １７，２７ セレクタ ２８，２９ 内部データバス ３１ フレームリオーダ回路 ３２ 動きベクトル検出回路 ３３，４０ 加算回路 ３４ ＤＣＴ ３５ 量子化回路 ３６ ＶＬＣ ３７ 逆量子化回路 ３８ ＩＤＣＴ ３９ 過去画像バッファ ４１ マルチプレクサ ４２ バッファ ４３ レギュレータ ５１，６１ 画像 ５２，６２ ＭＢ ６３ ベケトルサーチ範囲 ６４，６５ 領域
Claims (3)
- 【請求項１】 分離した輝度信号および色信号から成る
第１の画像データを予め定めた垂直および水平方向の複
数の画素から成る１フレーム分ずつ記憶し読出時に前記
画像データの予め定めた画素数分のブロックデータであ
るマクロブロックデータを出力する第１の画像データ記
憶手段と、前記第１の画像データとこの第１の画像デー
タの前のフレームの過去参照画像データとを予め定めた
垂直および水平方向の探索範囲内で前記マクロブロック
データ毎に比較して動きベクトルを探索し対応の差分デ
ータを出力する動き補償プロセッサと、前記差分データ
の離散コサイン変換および量子化を行い量子化データを
発生しこの量子化データの可変長符号化とを行ない所定
のデータフオーマットにしたがったフレーム内圧縮画像
データを出力データとして発生するととともに前記量子
化データの逆量子化および逆離散コサイン変換を行ない
第２の画像データを発生する符号化プロセッサと、前記
第２の画像データを記憶し読出時に前記過去参照画像デ
ータとして出力する第２の画像データ記憶手段とを備え
る画像符号化装置において、 １フレーム分の前記第１の画像データのうちの前記垂直
方向の探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから成る部
分画像データを前記第２の画像データとして生成しこの
第２の画像データを前記過去参照画像データ中の参照終
了後の領域に重ね書するメモリ制御手段を備えることを
特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項２】 前記メモリ制御手段が、前記符号化プロ
セッサから出力された前記第２の画像データを一時保持
する第３の画像データ記憶手段と、 前記ベクトル探索終了後に前記第２の画像データを前記
第３の画像データ記憶手段から前記第２の画像データ記
憶手段に転送するバス制御手段とを備えることを特徴と
する請求項１記載の画像符号化装置。 - 【請求項３】 前記符号化プロセッサが、前記第２，第
３の画像データメモリと前記バス制御手段とを含む集積
回路化ディジタル信号処理装置を備えることを特徴とす
る請求項１記載の画像符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP788395A JP2776284B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP788395A JP2776284B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 画像符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08205192A JPH08205192A (ja) | 1996-08-09 |
| JP2776284B2 true JP2776284B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=11678010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP788395A Expired - Fee Related JP2776284B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 画像符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776284B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5978509A (en) * | 1996-10-23 | 1999-11-02 | Texas Instruments Incorporated | Low power video decoder system with block-based motion compensation |
| US8311095B2 (en) | 2002-07-17 | 2012-11-13 | Onmobile Global Limited | Method and apparatus for transcoding between hybrid video codec bitstreams |
| JP4590337B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2010-12-01 | キヤノン株式会社 | 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 |
| US7925120B2 (en) | 2005-11-14 | 2011-04-12 | Mediatek Inc. | Methods of image processing with reduced memory requirements for video encoder and decoder |
| CN107153666B (zh) * | 2016-03-02 | 2022-03-04 | 魏立江 | 图片搜索法 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP788395A patent/JP2776284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08205192A (ja) | 1996-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980331 |
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