JP3057212B2 - 画像データ復号装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データを圧縮してデ
ィスクなどの記録媒体に記録し、これを再生する場合に
用いて好適な画像データ復号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来画像データを圧縮する場合、各画像
をＩピクチャ、ＰピクチャまたはＢピクチャの３つのタ
イプの画像のいずれかに区分するようにしていた。Ｉピ
クチャ（イントラ符号化画像）は、符号化されるときそ
の画像１枚（１フレーム）の中だけの閉じたデータを用
いるものであり、データ量は多くなるが、これを随所に
挿入配置しておくことにより、ランダムアクセスや高速
再生が可能になる。Ｐピクチャ（前方予測符号化画像）
は予測画像（差分をとる基準となる画像）として、時間
的に前に位置し、すでに復号化されたＩピクチャまたは
Ｐピクチャを用いるものである。また、Ｂピクチャ（両
方向予測符号化画像）は予測画像として、時間的に前に
位置し、すでに復号化されたＩピクチャまたはＰピクチ
ャ、時間的に後に位置し、すでに復号化されたＩピクチ
ャまたはＰピクチャ、およびその両方から生成された補
間画像の３種類が用いられる。

【０００３】例えば図７に示す例においては、番号０乃
至９で示す各画像（ピクチャ）が、Ｉ0，Ｂ1，Ｂ2，Ｐ
3，Ｂ4，Ｂ5，Ｐ6，Ｂ7，Ｂ8，Ｐ9のように圧縮されて
いる。ここでＩはＩピクチャを、ＰはＰピクチャを、Ｂ
はＢピクチャをそれぞれ表わしている。すなわち、番号
０のピクチャはＩピクチャとされ、番号３，６，９のピ
クチャはＰピクチャとされ、番号１，２，４，５，７，
８のピクチャはＢピクチャとされている。例えばピクチ
ャＩ0はそれ自身のデータから生成され、ピクチャＰ3は
時間的に前のピクチャＩ0から生成され、ピクチャＢ1は
時間的に前のピクチャＩ0と時間的に後のピクチャＰ3か
ら生成されるようになっている。

【０００４】図６はこのような圧縮画像データを復号す
る従来の画像データ復号装置（デコーダ）の一例の構成
を示すブロック図である。逆ＶＬＣ回路１は図示せぬ画
像データ符号化装置（エンコーダ）より供給される画像
データを逆ＶＬＣ（逆可変長符号化）処理して逆量子化
回路２に出力する。逆量子化回路２は逆ＶＬＣ処理され
たデータを逆ジグザグスキャンするとともに逆量子化し
て、逆ＤＣＴ回路３に出力する。逆ＤＣＴ回路３は入力
されたデータを逆ＤＣＴ（逆離散コサイン変換）処理し
て加算回路４に出力する。加算回路４にはスイッチ１５
により選択された予測画像データがゲート１７を介して
入力されており、この予測画像データが逆ＤＣＴ回路３
の出力データと加算され、復号された画像データが生成
される。

【０００５】加算回路４の出力がＩピクチャまたはＰピ
クチャであるときゲート５が開かれ、スイッチ６を介し
てバッファメモリ７またはバッファメモリ８に供給さ
れ、記憶される。逆ＶＬＣ回路１には画像データととも
に、動きベクトル、量子化幅、符号化モードなどのデー
タが入力されており、逆ＶＬＣ回路１はこれらのデータ
に対応してタイミング回路１６を制御する。タイミング
回路１６は逆ＶＬＣ回路１の出力に対応して種々のタイ
ミング信号を生成し、ゲート５の他、ゲート１７、スイ
ッチ６，９，１０，１５などを所定の接点の方向に切り
換える。加算回路４の出力がＩピクチャまたはＰピクチ
ャであるとき、スイッチ９，１０は接点ａ側に切り換え
られている。また、スイッチ６は接点ａとｂに交互に切
り換えられ、１対のバッファメモリ７と８に加算回路４
より出力されたピクチャ（ＩピクチャまたはＰピクチ
ャ）が交互に記憶されることになる。

【０００６】例えば、図７に示すように、Ｉ0，Ｂ1，Ｂ
2，Ｐ3，Ｂ4，Ｂ5，Ｐ6，Ｂ7，Ｂ8，Ｐ9の順で配置され
た画像データは、エンコーダにおいて、Ｉ0，Ｐ3，Ｂ
1，Ｂ2，Ｐ6，Ｂ4，Ｂ5，Ｐ9，Ｂ7，Ｂ8の順で処理され
る。従って、デコーダ側の逆ＶＬＣ回路１にもこの順序
でデータが入力される。その結果、例えばピクチャＩ0
の復号データがバッファメモリ７に記憶されたとする
と、バッファメモリ８にはピクチャＰ3の復号データが
記憶され、さらにバッファメモリ７のピクチャＩ0のデ
ータはピクチャＰ6のデータに更新され、バッファメモ
リ８のピクチャＰ3のデータはピクチャＰ9のデータに更
新される。

【０００７】ピクチャＩ0，Ｐ3に続いて、ピクチャＢ1
またはＢ2のデータが逆ＤＣＴ回路３より加算回路４に
入力されたとき、バッファメモリ７に記憶されているピ
クチャＩ0のデータが動き補償回路１２において、動き
ベクトルに対応して動き補償された後、補間回路１４に
供給される。またバッファメモリ８に記憶されているピ
クチャＰ3のデータが、動き補償回路１３において動き
ベクトルに対応して動き補償された後、補間回路１４に
供給される。補間回路１４は逆ＶＬＣ回路１より入力さ
れるデータに対応して動き補償回路１２と１３からの入
力を所定の割合で合成する。この合成データがスイッチ
１５により選択され、その接点ｂとゲート１７を介して
加算回路４に供給される。加算回路４は逆ＤＣＴ回路３
からのデータとスイッチ１５により選択されたデータと
を加算して、ピクチャＢ1またはＢ2を復号する。

【０００８】ピクチャＢ1，Ｂ2が、前のピクチャＩ0の
みから復号されるときスイッチ１５は接点ａ側に切り換
えられ、後のピクチャＰ3のみから復号されるときスイ
ッチ１５は接点ｃ側に切り換えられ、それぞれピクチャ
Ｉ0またはピクチャＰ3のデータが加算回路４に供給され
る。

【０００９】スイッチ９はスイッチ６と反対側に切り換
えられるようになっている。すなわち、スイッチ６が接
点ａ側（ｂ側）に切り換えられたときスイッチ９は接点
ｂ側（ａ側）に切り換えられる。従って、ピクチャＩ0
がバッファメモリ７に記憶された後、スイッチ６が接点
ｂ側に切り換えられて、ピクチャＰ3がバッファメモリ
８に記憶されるとき、スイッチ９は接点ａ側に切り換え
られ、このときスイッチ１０は接点ａ側に切り換えられ
るので、ピクチャＩ0がバッファメモリ７から読み出さ
れ、スイッチ９，１０を介してディスプレイ１１に供給
され、表示される。加算回路４よりピクチャＢ1，Ｂ2が
出力されたとき、スイッチ１０が接点ｂ側に切り換えら
れるので、ピクチャＢ1，Ｂ2がディスプレイ１１に供給
される。次にスイッチ９が接点ｂ側に、スイッチ１０が
接点ａ側に切り換えられて、既にバッファメモリ８に記
憶されているピクチャＰ3が読み出され、ディスプレイ
１１に供給される。

【００１０】以下同様にして、各ピクチャが順次出力さ
れ、表示される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置において
は、このように、Ｐピクチャのデータを復号する場合、
１対のバッファメモリの一方に記憶されている画像デー
タを読み出すようにしている。その結果例えば図８に示
すように、ピクチャＩ0，Ｂ1，Ｂ2，Ｐ3，Ｂ4，Ｂ5，Ｐ
6，Ｂ7，Ｂ8，Ｐ9の順に配置された画像が、山を背景に
して人が坂を登っていく状況の画像であるような場合、
ピクチャＰ6においてウインドウＷ1で示した領域の画像
（背景の連峰の画像）を、それより前のピクチャＰ3か
ら生成しようとすると、ピクチャＰ3においては、ピク
チャＰ6のウインドウＷ1が対応する位置に人が位置して
いるため、そこからウインドウＷ1の画像（背景の連峰
の画像）を得ることはできない。

【００１２】同様に、ピクチャＰ9においてウインドウ
Ｗ2で示した領域の画像（背景の単峰の画像）を、それ
より前のピクチャＰ6から生成しようとすると、ピクチ
ャＰ6においては、ピクチャＰ9のウインドウＷ2が対応
する位置に人が位置しているため、そこからウインドウ
Ｗ2の画像（背景の単峰の画像）を得ることはできな
い。すなわち、従来装置は、より正確な画像を再現する
ことができない。

【００１３】すなわち、従来の装置は、１対のバッファ
メモリの他方に記憶されているデータを利用して前方予
測を行なうようにしているため、元の画像を正確に再現
することが困難である課題を有していた。

【００１４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、より正確に元の画像を再現することができ
るようにするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像データ復号
装置は、復号されたイントラ符号化画像データまたは前
方予測符号化画像データを記憶する１対の記憶手段と、
記憶手段に供給される画像データを少なくとも動き補償
に対応する時間だけ遅延させる遅延手段と、遅延手段に
より遅延された画像データを１対の記憶手段に交互に記
憶させる記憶制御手段と、１対の記憶手段の一方に記憶
されている画像データを利用して、その一方の記憶手段
に新たに記憶する画像データを生成する生成手段とを備
えることを特徴とする。

【００１６】実施例においては、上記記憶手段は、バッ
ファメモリ７と８により構成され、遅延手段はバッファ
メモリ２１により構成され、記憶制御手段はスイッチ６
により構成され、生成手段は動き補償回路１２，１３、
補間回路１４、スイッチ１５、加算回路４などにより構
成されている。

【００１７】

【作用】上記構成の画像データ復号装置においては、画
像データが動き補償に対応する分だけバッファメモリ２
１により遅延された後、バッファメモリ７，８に記憶さ
れる。そして、バッファメモリ７（または８）に記憶さ
れている画像データを利用して、バッファメモリ７（ま
たは８）に新たに記憶する画像データが生成される。従
って、動き補償を行ないつつ、長い前方予測ができるよ
うになり、より正確な画像の再現が可能になる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の画像データ復号装置の一実施
例の構成を示すブロック図であり、図６における場合と
対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は
繰り返しになるので適宜省略する。本実施例において
は、ゲート５の出力がバッファメモリ２１に記憶され、
バッファメモリ２１より読出された画像データがスイッ
チ６を介してバッファメモリ７または８に供給されるよ
うになっている。その他の基本的構成は図６における場
合と同様である。但し、タイミング回路１６によるスイ
ッチ１５等の切り換えのタイミングが図６における場合
と異なっている。

【００１９】本実施例における基本的動作は図６におけ
る場合と同様であるが、本実施例においては、図２に示
すように、ピクチャＰ6を復号するのに、前のピクチャ
Ｐ3だけでなく、それよりさらに前のピクチャＩ0が利用
される。同様に、ピクチャＰ9を復号するのに、前のピ
クチャＰ6だけでなく、それよりさらに前のピクチャＰ3
が利用される。換言すれば、本実施例においては、より
長い前方予測が行なわれる。その他の機能は図６におけ
る場合と同様であるので、次に、このより長い前方予測
の復号処理について説明する。

【００２０】上述したように、ピクチャがＩ0，Ｂ1，Ｂ
2，Ｐ3，Ｂ4，Ｂ5，Ｐ6，Ｂ7，Ｂ8，Ｐ9の順に配置され
ているとき、エンコーダではＩ0，Ｐ3，Ｂ1，Ｂ2，Ｐ
6，Ｂ4，Ｂ5，Ｐ9，Ｂ7，Ｂ8の順で処理するので、逆Ｖ
ＬＣ回路１にはこの順番で各ピクチャのデータが動きベ
クトル、量子化幅および予測モード（タイプ情報）とと
もに入力される。このうち、ＩピクチャとＰピクチャに
注目すると、バッファメモリ７にピクチャＩ0が記憶さ
れた後、バッファメモリ８にはピクチャＰ3が記憶され
る。次にバッファメモリ７のピクチャＩ0のデータはピ
クチャＰ6のデータで書き換えられ、バッファメモリ８
のピクチャＰ3のデータはピクチャＰ9のデータで書き換
えられる。

【００２１】従来、バッファメモリ７のデータを更新す
るとき、スイッチ６は接点ａ側に、またスイッチ１５は
接点ｃ側（他方のバッファメモリ８側）に、それぞれ切
り換えられていた。しかしながら、本実施例において
は、スイッチ６は接点ａ側のままであるが、スイッチ１
５は、他方のバッファメモリ８のデータを利用するタイ
ミングにおいては接点ｃ側に切り換えられ、自らのデー
タを利用するタイミングにおいては接点ａ側（バッファ
メモリ７側）に切り換えられる。同様に、従来、バッフ
ァメモリ８のデータを更新するとき、スイッチ６は接点
ｂ側に、スイッチ１５は接点ａ側（他方のバッファメモ
リ７側）に、それぞれ切り換えられていた。しかしなが
ら、本実施例においては、スイッチ６は接点ｂ側のまま
であるが、スイッチ１５は、他方のバッファメモリ７の
データを利用するタイミングにおいては接点ａ側に切り
換えられ、自らのデータを利用するタイミングにおいて
は接点ｃ側（バッファメモリ８側）に切り換えられる。

【００２２】これにより、例えばバッファメモリ８に記
憶されているピクチャＰ3（１つ前のＩまたはＰピクチ
ャ）と、バッファメモリ７に記憶されているピクチャＩ
0（２つ前のＩまたはＰピクチャ）のデータを利用して
バッファメモリ７に記憶するピクチャＰ6のデータを生
成したり、バッファメモリ７に記憶されているピクチャ
Ｐ6（１つ前のＩまたはＰピクチャ）と、バッファメモ
リ８に記憶されているピクチャＰ3（２つ前のＩまたは
Ｐピクチャ）のデータを利用してバッファメモリ８に記
憶するピクチャＰ9のデータを生成することができる。

【００２３】以上のことを、実際の表示画像に即して説
明すると、図５に示すようになる。図８における場合と
同様に、ピクチャＩ0，Ｂ1，Ｂ2，Ｐ3，Ｂ4，Ｂ5，Ｐ
6，Ｂ7，Ｂ8，Ｐ9の順に配置された画像が、人が坂を登
っていく状況の画像であるようなとき、ピクチャＰ6に
おいてウインドウＷ1で示した領域の画像（背景の連峰
の画像）を、それより１つ前のＰピクチャＰ3から生成
しようとすると、ピクチャＰ3においては、ピクチャＰ6
のウインドウＷ1が対応する位置に人が位置しているた
め、そこからウインドウＷ1の画像（背景の連峰の画
像）を得ることはできない。同様に、ピクチャＰ9にお
いてウインドウＷ2で示した領域の画像（背景の単峰の
画像）を、それより１つだけ前のＰピクチャＰ6から生
成しようとすると、ピクチャＰ6においては、ピクチャ
Ｐ9のウインドウＷ2が対応する位置に人が位置している
ため、そこからウインドウＷ2の画像（背景の単峰の画
像）を得ることはできない。

【００２４】しかしながら、ピクチャＰ6においてウイ
ンドウＷ1で示した領域の画像（背景の連峰の画像）は
（バッファメモリ７に新たに記憶させる画像データ
は）、ピクチャＰ3よりさらに１つだけ前のピクチャＩ0
（２つ前のＰまたはＩピクチャ）のウインドウＷ3の画
像データ（バッファメモリ７に既に記憶されている画像
データ）から生成することができる。同様に、ピクチャ
Ｐ9においてウインドウＷ2で示した領域の画像（背景の
単峰の画像）は（バッファメモリ８に新たに記憶させる
画像データは）、ピクチャＰ6よりさらに前のピクチャ
Ｐ3（２つ前のＰまたはＩピクチャ）のウインドウＷ4の
画像データ（バッファメモリ８に既に記憶されている画
像データ）から生成することができる。

【００２５】但し、動き補償を行なうには、更新中の画
素データを含む所定の範囲（マクロブロック）の前のピ
クチャの画素データが必要となり、新たな画素データで
更新されてしまった後は、動き補償を行なうことができ
なくなる。そこで、動き補償処理に支障が生じないよう
に、画像データはバッファメモリ２１により少なくとも
動き補償処理に対応する時間だけ遅延された後、バッフ
ァメモリ７，８に入力される。

【００２６】図３と図４はバッファメモリ７（バッファ
メモリ８においても同様）に記憶されているピクチャＲ
（例えばピクチャＩ0）のデータがピクチャＮ（例えば
ピクチャＰ6）のデータで書き換えられる場合の状態を
模式的に表わしている（但しこれらの図においては、ス
イッチ６は便宜上省略されている）。いま、図３に示す
ように、バッファメモリ７の最初のピクチャＲの画素デ
ータが、図４に示すように、新しいピクチャＮの画素デ
ータにより更新されたとすると、太い実線で示されてい
る動き補償を行なう範囲は、図３に示す状態から図４に
示す状態に移動する。すなわちこの範囲の中の処理対象
とされるマクロブロックはバッファメモリ上を左から右
に、そして上から下に順次移動し、これに付随して動き
補償の範囲も順次移動する。この動き補償の範囲の外に
なった画素データが新たな画素データにより順次更新さ
れていく。バッファメモリ２１の容量（遅延時間）は、
動きベクトルの範囲および１行（ｒｏｗ）当りのマクロ
ブロックの数に対応して設定される。

【００２７】

【発明の効果】以上のごとく、本発明の画像データ復号
装置によれば、画像データを少なくとも動き補償に対応
する時間だけ遅延させた後、１対の記憶手段に交互に記
憶させ、そして、１対の記憶手段の一方に記憶されてい
る画像データを利用して、その一方の記憶手段に新たに
記憶する画像データを生成するようにしたので、動き補
償を行ないつつ、長い前方予測ができるようになり、よ
り正確な画像の再現が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像データ復号装置の一実施例の構成
を示すブロック図

【図２】図１の実施例における予測動作を説明する図

【図３】図１のバッファメモリ７のデータの書込動作を
説明する図

【図４】図３に続くバッファメモリ７のデータの書込動
作を説明する図

【図５】図１の実施例の予測動作により画像データが生
成される状態を説明する図

【図６】従来の画像データ復号装置の一例の構成を示す
ブロック図

【図７】画像データの符号化と復号化の動作を説明する
図

【図８】図６の例の予測動作により画像データが生成さ
れる状態を説明する図

【符号の説明】

１ 逆ＶＬＣ回路 ２ 逆量子化回路 ３ 逆ＤＣＴ回路 ４ 加算回路 ５ ゲート回路 ７，８ バッファメモリ １１ ディスプレイ １２，１３ 動き補償回路 １４ 補間回路 １５ スイッチ １６ タイミング回路 １７ ゲート回路 ２１ バッファメモリ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復号されたイントラ符号化画像データま
   たは前方予測符号化画像データを記憶する１対の記憶手
   段と、 前記記憶手段に供給される画像データを少なくとも動き
   補償に対応する時間だけ遅延させる遅延手段と、 前記遅延手段により遅延された画像データを前記１対の
   記憶手段に交互に記憶させる記憶制御手段と、 前記１対の記憶手段の一方に記憶されている画像データ
   を利用して、その一方の記憶手段に新たに記憶する画像
   データを生成する生成手段とを備えることを特徴とする
   画像データ復号装置。