JP3348356B2 - 動画像復号化方法および装置 - Google Patents
動画像復号化方法および装置Info
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Description
号化して記録媒体に記録し、またその記録媒体から動画
像を復号化する場合に用いて好適な動画像復号化方法お
よび装置に関する。
変換が検討されている。この直交変換の代表的なものと
して、DCT(離散コサイン変換,Discrete Cosine Tr
ansform)符号化方法がある。特に画像の符号化におい
ては、画像を所定の画素数のブロックとして符号化する
ことから、2次元DCTが使用される。
8を用いて説明する。例えば8ライン×8画素からなる
2次元ブロックに2次元DCTを施した場合、図18に
示すように、8×8のDCT係数F(x,y)が発生する。こ
れらの係数のうち、0行0列目の係数F(0,0)は2次元ブ
ロック内の平均輝度値を表す直流成分に相当することが
知られている。
F(7,0)の如く、右方向に並ぶ係数は2次元ブロック内の
垂直方向の高周波数成分を表すことが知られている。こ
のことは、次に続く行F(1,1),F(2,1),・・・,F(6,
1),F(7,1)についても同様である。一方、F(0,1),F(0,
2),・・・,F(0,6),F(0,7)の如く、下方向に並ぶ係数
は2次元ブロック内の水平方向の高周波数成分を表すこ
とが知られている。このことは、次に続く列についても
同様である。
次元相関性を利用して、ある特定の周波数成分に信号電
力を集中させ、この集中分布した係数のみを符号化する
ことで情報量の圧縮を可能とする。例えば、絵柄が平坦
で、画像信号の自己相関性が高いブロック(ブロック内
の各画素レベルがほとんど等しい)では、低周波数成分
(F(0,0),F(1,0),F(0,1),F(1,1))近傍のDCT係数
は大きな値を示し、他の係数はほとんど0となる。よっ
てハフマン符号等による、連続する同一係数を省略して
符号化する手法を使用することにより、情報量の圧縮が
可能となる。
法には、その代表的なものに、ISO-IEC/JTC1/SC2/WG11
(通称、MPEGという)において決められた動画像符号化
の標準方式(通称、MPEG1という)がある。MPE
G1は、画像内及び画像間符号化処理装置を有している
が、画像内符号化処理の場合の2次元DCT係数の符号
化に際しては、その直流成分係数と交流成分係数とは、
異なった符号化方法を用いる。
数の直流成分係数の符号化方法及び復号化方法につい
て、その代表的なものであるMPEG1で使用されてい
る方法を、図19、表1、表2、表3を参照して説明す
る。
明する。入力画像1は、DCT2により、8ライン×8
画素からなるブロック毎に2次元DCTが施され、DC
T係数(e1)に変換される。DCT係数(e1)の内、直流成
分の係数は、量子化器3により所定の値(MPEG1で
は8)の量子化ステツプで線形量子化され、端数は4捨
5入される。量子化後の直流成分係数(e2)は、隣あった
各々のブロック間で差分化器4により、差分化される。
差分化は、輝度(Y)ブロックと2つの色差(Cb,C
r)ブロックとでは、異なる方式で行われる。
る。即ち、図20(a)は輝度ブロックの差分化方式を
示し、各ブロックの直流成分係数は、同図に示すよう
に、ジグザグの順序で上下左右の隣接ブロックの直流成
分係数間で差分化され、それぞれのブロックに再格納す
る。色差ブロックでは、図20(b)に示すように、左
右に隣あった各々のブロックの直流成分係数間で差分化
され、それぞれのブロックに再格納する。
差分化器9の具体構成を図21(a)または図21
(b)にそれぞれ示す。ただし、最初のブロック(画像
間符号化処理されたブロックの後の最初の画像内符号化
処理されたブロック、もしくはスライスの最初のブロッ
ク)は、差分化することができない(隣接ブロックが揃
っていない)ため、初期値として所定の値(MPEG1
では128)が与えられ、この初期値との差分がとられ
る。
路5(図19(a))により可変長符号化される。可変
長符号化においては、差分化された直流成分係数(e3)
は、表1、表2、表3に示す変換テーブルに基づいて、
所定のコードに変換される。
TIAL DC)(e3)から、表1を参照してSIZE(=0,1,・
・・,8のいずれか)を求め、それを表2または表3に
より符号化する。即ち、例えば直流成分係数(DIFFERNTI
AL DC)(e3)が+5であった場合、表1よりSIZEは3とさ
れる。そして、このSIZEとしての3は、表2または表3
の右コラムが3の行の左コラムに記述された符号101
または110に符号化される。
直流成分係数(DIFFERNTIAL DC)(e3)を表す固定長符号
(Code)(SIZEに等しいビット幅の係数値を表す固定長
符号)を求め、これら2つの符号の組み合わせで、差分
化された直流成分係数値を伝送する。
クと色差(Cb,Cr)ブロックでは異なり、輝度ブロ
ックの時は表2を、色差ブロックの時は表3を参照して
符号化が行われる。差分化された直流成分係数(DIFFER
NTIAL DC)の値を表すSIZEに等しいビット幅の固定長符
号(Code)は、表1に示すように係数値と1対1で対応
している。
であり、それが輝度ブロックのものである時、SIZEは、
表1より3となり、その符号は表2より101となる。
また、+5なる値を表す固定長符号は表1より、101
となる。よって、差分値+5に対して、出力される符号
は、これらを組み合わせた101101という6ビット
の符号となる。
流成分係数の符号化アルゴリズムである。2次元DCT
の直流成分係数の復号化は、上記の符号化アルゴリズム
の逆の操作を追うことで、即ち図19(b)に示すよう
にして達成される。
で使用される直流係数値の符号テーブルは、すべての係
数値に対して用意されているとは限らないため、該当す
る符号が存在しない係数値が発生する場合は、問題が生
ずることがある。
理後の値が、DCT処理前の値のほぼ2√2倍になるこ
とが知られており、従ってMPEG1での画像内符号化
処理の場合、入力画像の画素値の範囲は8ビット(0乃
至255)であるので、2次元DCT変換係数の直流係
数の範囲は、そのほぼ8(=2√2×2√2)倍、つま
り11ビット(0乃至2047)に及ぶ。
1ビット精度の値を、MPEG1では必ず8なる値で線
形量子化し、精度を8ビット(0乃至255)に落し、
その後、隣あったブロック間で差分化処理をする。
直流係数値用の符号テーブルの値は、表1に示したよう
に、上述の差分化で得られた値の最大範囲である−25
5乃至+255の範囲でしか用意されていない。このよ
うに、DCTの直流係数の符号化精度として8ビット固
定であることは、MPEG1を使用してより高画質の動
画を伝送する場合には、当初に望んでいたより、画質を
下げざるを得なくなってしまうことになり、問題とな
る。
ット精度である場合、DCTの直流係数の符号化精度を
単純に従来からある8ビットから、より高い精度(例え
ば11ビット)とした場合、符号化の効率で無駄が生ず
る場合がある。
として8ビット精度で十分である画質である場合でも、
符号化方式として、例えば11ビット精度のものが用意
されている場合、冗長な符号を出力してしまうことにな
る。
たものであり、DCTの直流係数の符号化精度の変更
を、要求される画質に応じて適応的に行い、例えばMP
EG1などにおいて、高画質、高能率符号化を実現する
ことができるようにするものである。
法は、圧縮伝送された動画像信号を、画像内符号化処理
して得られたDCT係数の可変長符号、または画像間予測
符号化処理した後DCT変換して得られたDCT係数の可変長
符号とに分離する分離ステップと、画像間予測符号化処
理して得られたDCT係数の可変長符号を可変長復号化
し、量子化ステップにて8ビットの画像信号に逆量子化
する画像間予測符号復号化ステップと、画像内符号復号
化ステップとを含み、画像内符号復号化ステップが、画
像内符号化処理して得られたDCT係数の可変長符号を、
量子化されたDCT係数の直流成分DCT係数と交流成分DCT
係数とに可変長復号化する可変長復号化ステップと、可
変長復号化ステップの処理で得られた量子化された直流
成分DCT係数の符号化精度を表す2ビットの識別信号を
発生する発生ステップと、量子化された直流成分DCT係
数を、2ビットの識別信号に応じて、8ビットから11
ビットの範囲で、適応的に逆量子化するとともに、可変
長復号化ステップの処理で得られた量子化された交流成
分DCT係数を、量子化ステップにて8ビットの画像信号
に逆量子化する逆量子化処理ステップとを含むことを特
徴とする。
れた動画像信号を、画像内符号化処理して得られたDCT
変換係数の可変長符号と、画像間予測符号化処理した後
DCT変換して得られたDCT係数の可変長符号とに分離する
分離手段と、画像間予測符号化処理して得られたDCT係
数の可変長符号を可変長復号化し、量子化ステップにて
8ビットの画像信号に逆量子化する画像間予測符号復号
化手段と、画像内符号復号化手段とを備え、画像内符号
復号化手段が、画像内符号化処理して得られたDCT係数
の可変長符号を、量子化されたDCT係数の直流成分DCT係
数と交流成分DCT係数とに可変長復号化する可変長復号
化手段と、可変長復号化手段により可変長復号化された
量子化された直流成分DCT係数の符号化精度を表す2ビ
ットの識別信号を発生する発生手段と、量子化された直
流成分DCT係数を、2ビットの識別信号に応じて、8ビ
ットから11ビットの範囲で、適応的に逆量子化すると
ともに、可変長復号化手段で得られた量子化された交流
成分DCT係数を、量子化ステップにて8ビット信号の画
像信号に逆量子化する逆量子化処理手段とを備えること
を特徴とする。
いては、圧縮伝送された動画像信号が、画像内符号化処
理して得られたDCT変換係数の可変長符号と、画像間予
測符号化処理した後DCT変換して得られたDCT係数の可変
長符号とに分離され、画像間予測符号化処理して得られ
たDCT係数の可変長符号が可変長復号化され、量子化ス
テップにて8ビットの画像信号に逆量子化され、画像内
符号化処理して得られたDCT係数の可変長符号が、量子
化されたDCT係数の直流成分DCT係数と交流成分DCT係数
とに可変長復号化され、可変長復号化された量子化され
た直流成分DCT係数の符号化精度を表す2ビットの識別
信号が発生され、量子化された直流成分DCT係数を、2
ビットの識別信号に応じて、8ビットから11ビットの
範囲で、適応的に逆量子化するとともに、量子化された
交流成分DCT係数が、量子化ステップにて8ビット信号
の画像信号に逆量子化される。
れているDCTの直流成分係数の符号化及び復号化方法
を基本に、その符号化精度を適応的に変更する場合に関
して説明する。尚本発明はMPEG1だけでなく、他の
動画像信号伝送方式にも適用できることは勿論である。
即ち、以下の実施例においては、入力される動画像信号
が、8ビット精度のものである場合について説明する
が、その精度が、8ビット精度以外の場合についても、
本発明の適用は可能である。
発明を理解する上で必要な用語としてのシーケンス、G
OP(グループオブピクチャ)、ピクチャ、スライス、
MB(マクロブロック)、ブロックは、それぞれ良く知
られている用語ではあるが、図1を用いて簡単に説明す
る。
例えば8ライン×8画素から構成される。例えば、DC
Tはこの単位で実行される。
フォーマットが、いわゆる4:2:0コンポーネントデ
ィジタル信号である場合、上下左右に隣あった4つの輝
度ブロックY0,Y1,Y2,Y3と、画像上では同じ位置に
あたるCb,Crそれぞれの色差ブロックの全部で6つの
ブロックで構成される。伝送の順はY0,Y1,Y2,Y3,C
b,Crである。予測データに何を用いるか、予測誤差を
送らなくても良いか否かなどは、この単位で判断され
る。
たは複数のMBで構成される。スライスの頭では、画像
内における動きベクトル、DCT係数のDC成分の差分
がリセットされ、最初のMBは画像内での位置を示すデ
ータを持っており、エラーが起こった場合でも復帰でき
るように考えられている。そのためスライスの長さ、始
まる位置は任意に、例えば伝送路のエラー状態によって
変えられるようになされている。
ら構成される1枚の画像で、フレームまたはフィールド
構成をとる場合がある。そして、符号化される方式にし
たがって、Iピクチャ(画像内符号化画像)、Pピクチ
ャ(前方予測符号化画像)、およびBピクチャ(両方向
予測符号化画像)のうちのいずれかに分類される。
画像そのものが符号化(イントラ符号化)される。Pピ
クチャは、基本的には、自身より時間的に前に位置する
画像(IまたはPピクチャ)に基づいて、前方予測符号
化される。Bピクチャは、基本的には、自身より時間的
に前と、後ろに位置する2つの画像(IまたはPピクチ
ャ)に基づいて両方向予測符号化される。
と、0または少なくとも1枚の非Iピクチャ(Pピクチ
ャ、Bピクチャ)とから構成される。
ート等が同じ1または複数のGOPから構成される。こ
れらは図1に示す関係を有する。
例を図2を参照して説明する。
施例を示し、端子60には、要求される画質に応じて、
必要とされるDCTなどの直交変換の直流成分係数の精
度(ビット数)を表す信号CTLが供給される。この場
合、CTL信号は、シーケンス、GOP、ピクチャ、また
はスライス単位で供給される。このCTL信号は、伝送路
の伝送速度(伝送容量)又は記録媒体の記録密度等の単
位時間あたりのデータ量で決まり、又はデコーダ側の品
質によっても決めることができる。更に伝送する動画の
画質によっても決めることができる。
えば8乃至11ビットの4つのビット精度を指示するこ
とができるようになされている。
場合は0乃至255のレベルが、9ビットである場合は
0乃至511のレベルが、10ビットである場合は0乃
至1023のレベルが、11ビットである場合は0乃至
2047のレベルが表現可能となる。
の精度を選択可能としているが、主旨を逸脱しない限
り、さらに精度の細分化が可能である。
8のDCT係数は、量子化回路62により、直流成分係
数についてのみ、線形量子化される。量子化ステツプ幅
は、CTL信号により指定された係数の精度による。即
ち、指示された精度が、8ビットである場合は8で、9
ビットである場合は4で、10ビットである場合は2
で、11ビットである場合は1で、DCT係数をそれぞ
れ除算する。従って、指示された精度が、11ビットの
場合は、実質的に割り算しないこととなり、原DCT係
数がそのまま出力されることとなる。
直流成分係数を隣あった各々のブロック間で差分化す
る。差分化は、前述したように輝度(Y)ブロックと2
つの色差(Cb,Cr)ブロックとでは各々独立に行な
われる。
ジグザグの順序で上下左右に隣あった各々のブロックの
直流成分係数を差分化し、それぞれのブロックに再格納
する。色差ブロックでは、図20で示したように左右に
隣あった各々のブロックの直流成分係数を差分化し、そ
れぞれのブロックに再格納する。
処理されたブロックの後の最初の画像内符号化処理され
たブロック,もしくはスライスの最初のブロックでは、
差分化の際に初期値にリセットされるが、その値は指示
された係数の精度に応じて異ならせてある。例えば指示
された精度が、8ビットである場合は128なる初期値
を、9ビットである場合は256なる初期値を、10ビ
ットである場合は512なる初期値を、11ビットであ
る場合は1024なる初期値をそれぞれ使用する。
中間値を指定してあるが、例えばシーンに応じて、明る
い値又は暗い値を指定できるようにしておけば、最初の
ブロックでの画質が向上することは勿論である。
指示された精度(ビット数)に基づいて、差分化された
直流成分係数を表4、表5、表6に示すテーブルを参照
し、図3に示すプログラム(アルゴリズム)にしたがっ
て、前述のSIZEを表す可変長符号と、SIZEに等しいビッ
ト幅の係数値を表す固定長符号の組合せで出力するよう
になされている。
表3にそれぞれ対応する。
クと色差(Cb,Cr)ブロックでは異なり、輝度ブロ
ックの時は表5を、色差ブロックの時は表6を参照して
符号化される。
記述した例を示している。一般に表4乃至表6のテーブ
ルはROM等の記憶媒体に書き込まれており、図示しな
いCPUにより所定値を読み出す方式が取られる。
ムしたものであり、詳細な説明は割愛するが、当業者に
はこのプログラムリストにて、本発明の特徴的アルゴリ
ズムが容易に理解される。また、本実施例ではC言語に
よりプログラミングするも、他のプログラミング言語
(COBOL、PASCAL)等で記述することも可能
である。尚、図3はソースコードであり、実際に符号化
装置に組み込む場合は、コンパイラにより機械言語(オ
ブジェクトコード)にあらかじめ変換して使用する。処
理の高速化のためである。
至表6)として、その値が固定されたものを使用するよ
うにしたが、入力画像信号の統計的な調査をもとに、符
号化後の圧縮率が向上するように、符号化テーブルの値
を変更するようにしても良い。
他の周波数成分の係数と共にビットストリームを形成
し、光ディスク等の記録媒体に記録又は伝送路を介して
伝送される。この際、前述のCTL信号を対応するシーケ
ンス、GOP、ピクチャ、またはスライス毎に識別信号
として付加することが可能である。本実施例では、上述
したように、4通りの精度が選択(指示)されるので、
2ビットの識別信号が用いられる(詳しくは後述す
る)。
正符号処理をすることは勿論である。
を適用した動画像符号化装置の実施例について、さらに
詳細に説明する。
号化装置の一実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。本発明は、ピクチャ構造がフレーム/フィールド構
造の両方に適用できるが、以下、ピクチャ構造をフレー
ム構造とした場合を中心に説明する。
上述の図1に示すようなMPEGでのデータ構造に基づ
いて符号化を行うようになされている。
御するための情報は、画像符号化制御情報入力部134
から、あらかじめ与えられ、画像符号化制御情報記憶用
メモリ130に記憶される。この情報とは、例えば画枠
サイズや、符号化情報の出力ビットレート、ピクチャ構
造信号(ピクチャがフレーム構造であるかフィールド構
造であるかの識別信号)、ピクチャ符号化タイプ(符号
化すべき画像が、Iピクチャ、Pピクチャ、およびBピ
クチャのうちのいずれであるかの識別信号)などであ
る。これらの情報は、制御情報信号S25として、メモ
リ130から読み出される。
2、参照画像コントロール器123、動き補償器12
2、フィールドメモリ群コントロール器124、VLC
器126、バッファメモリ127、MBカウンタ12
8、およびピクチャカウンタ129に供給され、これら
のブロックは、制御情報信号S25から得られる情報に
基づいて動作する。
号である垂直同期信号S19が入力され、参照画像コン
トロール器123に供給される。参照画像コントロール
器123は、同期信号S19に同期して、参照画像指示
信号S11をフィールドメモリ群111へ供給する。
た動画像は、画像入力端子110より入力され、フィー
ルドメモリ群111へ順次供給されて記憶される。記憶
された画像は、参照画像コントロール器123から出力
される画像指示信号S11によって指定(アドレス)さ
れることにより順次読み出され、ブロック単位で減算器
113に供給される(但し、装置の処理単位は、MB単
位とされている。即ち、装置では、MBを構成するY0
乃至Y3,Cr、およびCb(図1)の6つのブロックそ
れぞれに対し、同一の処理が施される)。
された画像は、動き予測器112へ読み出される。
111から読み出した前方原画像(現在符号化の対象と
なっている画像より時間的に前に位置する画像)及び/
又は後方原画像(現在符号化の対象となっている画像よ
り時間的に後に位置する画像)を用いて、同じくフィー
ルドメモリ群111から読み出した現在の参照画像(現
在符号化の対象となっている画像)との間の動きベクト
ルの検出を行う。ここで、動きベクトルの検出は、例え
ばブロック単位でのフィールド間差分の絶対値和が最小
になるものを、その動きベクトルS12とする。
号S25に基づいて、各フィールドの画像データを、I
ピクチャ、Pピクチャ、またはBピクチャとして処理す
る。なお、各フィールドの画像を、I,P,Bのいずれ
のピクチャとして処理するかは、あらかじめ定められて
いる(例えば、GOP単位であらかじめ定められてい
る)。
にして、画像内予測、前方予測、後方予測、または両方
向予測のいずれの予測を行なうかを決定するための予測
誤差の絶対値和を生成する。
として、参照画像のマクロブロックの信号Aijの和ΣA
ijの絶対値|ΣAij|と、マクロブロックの信号Aijの絶
対値|Aij|の和Σ|Aij|の差を求める。また、前方予測
の予測誤差の絶対値和として、参照画像のマクロブロッ
クの信号Aijと、前方原画像のマクロブロックの信号B
ijの差Aij−Bijの絶対値|Aij−Bij|の和Σ|Aij−
Bij|を求める。また、後方予測と両方向予測の予測誤
差の絶対値和も、前方予測における場合と同様に(但
し、前方原画像を、後方原画像、前方原画像と後方原画
像の、例えば平均値にそれぞれ変更して)求める。
後方予測および両方向予測の予測誤差の絶対値和のう
ち、最も小さいものを、インター予測の予測誤差の絶対
値和として選択する。さらに、このインター予測の予測
誤差の絶対値和と、画像内予測の予測誤差の絶対値和と
を比較し、その小さい方を選択し、この選択した絶対値
和に対応するモードを動き補償モードとして選択する。
即ち、画像内予測の予測誤差の絶対値和の方が小さけれ
ば、画像内予測モードが設定される。インター予測の予
測誤差の絶対値和の方が小さければ、前方予測、後方予
測または両方向予測モードのうち、対応する絶対値和が
最も小さかったモードが設定される。
マクロブロックの信号を、4つの動き補償モード(画像
内予測、前方予測、後方予測、および両方向予測)の中
から選択した動き補償モードに対応する予測画像と参照
画像の間の動きベクトルを検出する。この動きベクトル
S12と動き補償モードS32は、動き補償器122に
出力される。
(画像内)符号化(予測)モードの場合、フィールドメ
モリ群111からの現在符号化対象のブロック画素信号
S1は、そのまま演算器113を介して、信号S2とし
てデイスクリートコサイン変換(DCT(discrete cos
ine transform))回路114に供給される。
合、フィールドメモリ群111からのブロック画素信号
S1は、減算器113において、後述する動き補償器1
22から供給される前方/後方/両方向予測画像S10
との差分がとられ、差分データS2としてDCT回路1
14に出力される。
れ、そこで、DCT処理が施されることにより、DCT
係数S3に変換される。DCT係数S3は、量子化回路
115において、バッファメモリ127から後述するよ
うに指定される量子化ステップS18により量子化さ
れ、量子化されたDCT係数S4が得られる。この量子
化されたDCT係数(量子化係数)S4は、スキャンコ
ンバータ(走査変換器)116にて低周波数から高周波
数の係数の順にジグザグスキャンされ、1次元の信号S
5とされる。
25を経て、VLC器126に供給される。そして、動
き補償器122から出力される動きベクトルS13およ
び動き補償モードS14(動き予測器112から出力さ
れた動きベクトルS12、動き補償モードS32とそれ
ぞれ同一のもの)、並びにバッファメモリ127から出
力される量子化ステップS18などと共にVLC器(可
変長符号化器)126にてハフマン符号などに可変長符
号化され、バッファメモリ127に一時蓄積された後、
出力端子132からビットストリームとして一定の伝送
レートで送出される。
タを一旦蓄積した後、所定のタイミングでビットストリ
ームとして出力すると共に、蓄積しているデータ量に応
じて量子化ステップS18を量子化回路115にフィー
ドバックして、発生するデータ量を制御するようになさ
れている。これによりバッファメモリ127は、適正な
残量(オーバーフロー又はアンダーフローを生じさせな
いようなデータ量)のデータを蓄積することができるよ
うになされている。
が許容上限にまで増量すると、バッファメモリ127
は、量子化ステップS18を粗くすることによって(D
CT係数S3を除算する値を大きくすることによっ
て)、量子化回路115から発生する量子化係数S4の
データ量を低下させる。
7のデータ残量が許容下限値まで減量すると、バッファ
メモリ127は量子化ステップS18を細かくすること
によって(DCT係数S3を除算する値を小さくするこ
とによって)、量子化回路115から発生する量子化係
数S4のデータ量を増大させる。
トストリームは、次のようにして、符号化されたオーデ
ィオ信号、同期信号等と多重化され、更にエラー訂正用
のコードが付加され、所定の変調が加えられた後、レー
ザ光を介して光ディスク等の記録媒体に記録される。
などよりなる原盤が用意され、その上に、例えばフォト
レジストなどよりなる記録材料が塗布される。これによ
り、記録用原盤が製作される。
(ビデオエンコーダ)で上述したように符号化された画
像のデータ(ビデオデータ)が、一時バッファに記憶さ
れるとともに、オーディオエンコーダで符号化されたオ
ーディオデータが、一時バッファに記憶される。バッフ
ァに記憶されたビデオデータとオーディオデータは、多
重化器(MPX)で同期信号と共に多重化され、誤り訂
正符号回路(ECC)でエラー訂正用のコードが付加さ
れる。そして、変調回路(MOD)で所定の変調がかけ
られ、所定のフォーマットにしたがって、例えば磁気テ
ープなどに一旦記録され、ソフトが製作される。
タリング)し、光ディスクに記録すべきフォーマットの
信号を生成する。そして、図11に示すように、この記
録信号に対応して、レーザビームを変調し、このレーザ
ビームを原盤上のフォトレジスト上に照射する。これに
より、原盤上のフォトレジストが記録信号に対応して露
光される。
トを出現させる。このようにして用意された原盤に、例
えば電鋳等の処理を施し、ガラス原盤上のピットを転写
した金属原盤を製作する。この金属原盤から、さらに金
属スタンパを製作し、これを成形用金型とする。
ンなどによりPMMA(アクリル)またはPC(ポリカ
ーボネート)などの材料を注入し、固定化させる。ある
いは、金属スタンパ上に2P(紫外線硬化樹脂)などを
塗布した後、紫外線を照射して硬化させる。これによ
り、金属スタンパ上のピットを、樹脂よりなるレプリカ
上に転写することができる。
反射膜が蒸着あるいはスパッタリングなどにより形成さ
れる。あるいはまた、スピンコートにより形成される。
工が施され、2枚のディスクを張り合わせるなどの必要
な処置が施される。さらに、ラベルを貼り付けたり、ハ
ブが取り付けられて、カートリッジに挿入される。この
ようにして光ディスクが完成する。
出力S5は、DC係数差分化器125だけでなく、スキ
ャンコンバータ116と相補的な関係にある逆スキャン
コンバータ117にも入力される。そして、逆スキャン
コンバータ117において、低周波数から高周波数の係
数の順に逆ジグザグスキャンされ、これにより信号S6
に変換される。信号S6は、量子化回路115と相補的
な関係にある逆量子化回路118にて、量子化ステップ
(逆量子化ステップ)S18に基づいて逆量子化され、
DCT係数S7が出力される。DCT係数S7は、DC
T回路114と相補的な関係にある逆DCT回路119
により逆DCT処理が施され、差分信号S8とされて出
力される。
らの差分信号S8に、動き補償モードに基づいて動き補
償器122から出力される予測画像S10が、1画素単
位で加算され、元の画像データと同様の画像データに復
号される。この局所復号された復号画像データS9は、
前方/後方/両方向予測に用いる画像として、フィール
ドメモリ群コントロール器124から出力される、後述
する画像指示信号S16が指定するフィールドメモリ群
121のアドレスに書き込まれる。
された画像は、後方予測に用いる画像、または前方予測
に用いる画像として、フィールドメモリ群コントロール
部124からの、後述する動き補償参照画像指示信号S
15により指定される。
憶された画像、即ち局所復号された画像は、フィールド
メモリ群コントロール部124から、後述する出力画像
指示信号S17が出力されるタイミングで、出力端子1
33に出力され、確認用(モニタ用)に用いられる。
モリ群121に記憶された、動き補償参照画像指示信号
S15により指定される画像(局所復号された画像)に
対して、動き予測器112からの動き補償モードS32
および動きベクトルS12をもとに動き補償を施し、予
測画像S10を生成して減算器113および加算器12
0に出力する。すなわち、動き補償器122は、前方/
後方/両方向予測モードのときのみ、フィールドメモリ
群121の読み出しアドレスを、フィールドメモリ群1
11が減算器113にいま出力しているブロックの位置
に対応する位置から動きベクトルに対応する分だけずら
して、前方予測または後方予測に用いる画像のデータを
読み出し、予測画像データS10として出力する。
測と後方予測に用いる画像の両方が読み出され、例えば
その平均値が、予測画像データS10として出力され
る。また、この時予測画像データを生成するために読み
出される、既に局所復号された2つの画像は、上述した
ようにフィールドメモリ群コントロール器124から出
力される動き補償参照画像指示信号S15によって、フ
ィールドメモリ群121に記憶された画像の中から指定
される。
6、出力画像指示信号S17は、後述するピクチャカウ
ンタ129によって、フィールドメモリ群111から読
み出される画像(ピクチャ)の先頭のタイミングで立て
られるピクチャスタートフラグS22に同期して、フィ
ールドメモリ群コントロール器124より出力されるよ
うになされている。
供給され、減算器113では、S1−S10なる演算が
行われ、上述したように差分データS2が生成される。
120にも供給される。前方/後方/両方向予測の場
合、加算器120には、予測画像データS10の他、予
測画像によって差分化された差分データS8が逆DCT
回路119から送られてくるので、加算器120は、こ
の差分データS8を、動き補償器122からの予測画像
S10に対して足し込むことで、局所復号を行う。この
局所復号画像S9は、復号化装置で復号される画像と全
く同一の画像であり、上述したように、次の処理画像に
対して、前方/後方/両方向予測を行うときに用いる画
像としてフィールドメモリ群121に記憶される。
20には、画像データそのものが逆DCT回路120の
出力S8として送られてくるので、加算器120は、こ
の画像データS8をそのままフィールドメモリ群121
に出力して記憶させる。
キャンコンバータ117へは、IおよびPピクチャのデ
ータだけ出力され、Bピクチャのデータは出力されな
い。従って、フィールドメモリ群121には、Iおよび
Pピクチャのデータだけ記憶され、Bピクチャのデータ
は記憶されない。これは、Bピクチャのデータが、前方
/後方/両方向予測に用いられないからである。
1に示すMPEGにおけるデータ構造のうちの、ビデオ
シーケンス、GOP、ピクチャ、スライスの層は、それ
ぞれの層の先頭にそれらが始まることを示すスタートコ
ードが付加され、その後にヘッダ情報が出力(伝送)さ
れるようになされている。
ライスの層のスタートコードを伝送するタイミングは、
それぞれビデオシーケンススタートフラグS20,GO
PスタートフラグS21、ピクチャスタートフラグS2
2、スライススタートフラグS23が立てられたタイミ
ングである。ビデオシーケンススタートフラグS20,
GOPスタートフラグS21、ピクチャスタートフラグ
S22は、ピクチャカウンタ129から出力され、スラ
イススタートフラグS23はMB(マクロブロック)カ
ウンタ128から出力される。
象であり、フィールドメモリ群111によって、そこか
ら読み出される画像(ピクチャ)の先頭を検出して出力
される信号S30に同期して、ピクチャスタートフラグ
S22を立てるとともに、その数をカウントする。さら
に、ピクチャカウンタ129は、符号化すべきビデオシ
ーケンスの符号化が開始されると、リセットされ(その
カウント値を0にし)、同時にビデオシーケンススター
トフラグS20を立てる。また、ピクチャカウンタ12
9は、そのカウント値(フィールドメモリ111から読
み出されたピクチャ数)があらかじめ設定されたGOP
長(GOPを作るピクチャの数)の倍数になると、GO
PスタートフラグS21を立てる。
15フレームとするのが一般的であり、このGOP長
は、現在の画像符号化のための制御情報が記憶されてい
るメモリ130から、制御情報信号S25として供給さ
れる。
は、上述の信号S30を受信すると、リセットされ、現
在符号化対象であり、フィールドメモリ群111によっ
て、そこから読み出されるブロックS1を含んで構成さ
れるMBの先頭を検出して出力されるMBスタートフラ
グS31に同期して、その数をカウントし、このカウン
ト値をMBアドレス(MB address)S27と
して出力する。
ント値があらかじめ設定されたスライス長(スライスを
作るMBの数)の倍数になると、通常リセット状態にな
っているスライススタートフラグS23を立てる。
出力されるビットストリームを伝送する伝送路のエラー
状態(伝送路の信頼性)によって変えることができるよ
うになされている。一般的には、伝送路における伝送エ
ラーの確率が高いほど、スライス長は短く設定される。
このスライス長は、メモリ130に記憶されており、制
御情報信号S25として供給される。
スタートフラグS21、ピクチャスタートフラグS2
2、またはスライススタートフラグS23が立つと、そ
れを受けてVLC器126は、それぞれの層のスタート
コードを出力する。さらに、それに続いて、メモリ13
0に記憶されているそれぞれの層のデータを符号化する
ための制御情報をヘッダ情報として読み出して出力す
る。
DCT係数のうちの直流係数(DC係数)の符号化精度
(ビット数)を、シーケンス単位、GOP単位、ピクチ
ャ単位、またはスライス単位で切り換えることについて
詳述する。
更は、メモリ130に記憶されている、制御情報S25
のうちの、S26(図2で説明したCTL信号に相当す
る)で示す"intra_dc_precision"コードに基づいて行
われるようになされており、このコードS26は、DC
係数の符号化精度(ビット数)を、シーケンス単位、G
OP単位、ピクチャ単位、またはスライス単位で切り換
える場合、シーケンスヘッダ,GOPヘッダ、ピクチャ
ヘッダ、またはスライスヘッダに、それぞれ記述されて
伝送される。"intra_dc_precision"コードS26は、
例えば、2ビットのコードであり、4種類の符号化精度
(ビット精度)を表すことができるようになされてい
る。以下、"intra_dc_precision"コードS26が、例
えば「00」,「01」,「10」または「11」であ
る場合、DC係数のビット精度を、それぞれ8,9,1
0または11ビットとして符号化を行うものとして説明
する。
GOP、ピクチャ、およびスライスのうちのピクチャの
ヘッダの記述例を示している。なお、図6は、図5に続
く部分を示している。
り換える場合、"intra_dc_precision"コードは、ピク
チャヘッダの、図中Lで示す部分(図5に続く図6にお
いてLで示す部分)に記述される。なお、"intra_dc_
precision"コードのすぐ下に記述されている"qscale_ty
pe"は、1ビットのコードで、量子化回路115(逆量
子化回路118)で線形量子化(逆量子化)処理を行う
か(例えばqscale_type=0のとき)、または非線形量
子化(逆量子化)処理を行うか(例えばqscale_type=
1のとき)を示す。
量子化回路115、逆量子化回路118,DC係数差分
化器125、およびVLC器126へ供給される。以下
に、それぞれの詳細について説明する。
示すように構成され、そこには、DCT係数S3、動き
補償モードS14、量子化ステップS18、および"int
ra_dc_precision"コードS26が供給されている。
し、イントラフラグ発生器311に入力される。イント
ラフラグ発生器311は、動き補償モードS14が「イ
ントラ符号化(画像内予測)モード」である場合のみ、
イントラフラグS309を立てる(通常0となっている
イントラフラグS309を1とする)。
3、即ち64個のDCT係数S3は、端子300を介
し、スイッチSW300に供給される。スイッチSW3
00は、イントラフラグS309が0の場合、端子A側
を選択し、またイントラフラグS309が1の場合、端
子B側を選択するようになされている。
ラ符号化(画像内予測)モード」でない場合(S309
=0の場合)においては、DCT係数S3は、スイッチ
SW300および端子Aを介し、信号S302として量
子化器304に供給される。量子化器304には、量子
化ステップS18が入力されており、そこで、その量子
化ステップS18にしたがって、DCT係数S302が
量子化される。量子化されたDCT係数は、量子化係数
S305としてブロック化回路S309に出力される。
09で8×8のブロックにブロック化され、ブロック量
子化係数S4として、端子310を介してスキャンコン
バータ116(図4)に出力される。なお、MPEGの
場合、量子化器304では、量子化の際、小数点以下
は、通常切り捨てられる。
符号化(画像内予測)モード」である場合(S309=
1の場合)においては、DCT係数S3は、スイッチS
W300および端子Bを介し、DC/AC係数分離器3
06に供給される。分離器306においては、DCT係
数S3が、AC係数S303とDC係数S304とに分
離され、AC係数S303は量子化器305に、DC係
数S304はDC係数量子化器307に、それぞれ出力
される。
ける場合と同様にして、量子化ステップS18にしたが
って、AC係数S303が量子化され、量子化係数S3
06としてブロック化回路S309に出力される。な
お、MPEGの場合、量子化器305では、通常、線形
量子化が行われる。
307において、量子化ステップ発生器308によって
発生された量子化ステップS308にしたがって線形量
子化(但し、小数点以下は、四捨五入)され、量子化係
数S307としてブロック化回路309に出力される。
指示されたDC係数の符号化精度(ビット精度)に対応
して、即ち"intra_dc_precision"コードS26に対応
して、量子化ステップS308を発生する。
は、"intra_dc_precision"コードS26が「00」で
ある場合(DC係数のビット精度が8ビット精度と指定
されている場合)、量子化ステップS308を8に設定
して出力し、また"intra_dc_precision"コードS26
が「01」である場合(DC係数のビット精度が9ビッ
ト精度と指定されている場合)、量子化ステップS30
8を4に設定して出力する。さらに、"intra_dc_prec
ision"コードS26が「10」である場合(DC係数の
ビット精度が10ビット精度と指定されている場合)、
量子化ステップS308を2に設定して出力し、また"i
ntra_dc_precision"コードS26が「11」である場
合(DC係数のビット精度が11ビット精度と指定され
ている場合)、量子化ステップS308を1に設定して
出力する。
ラ符号化(画像内予測)モード」である場合、DC係数
量子化器307において、DC係数は、指示されたビッ
ト精度に量子化されることになる。
306と、量子化器307で量子化されたDC係数S3
07は、ブロック化回路309において8×8のブロッ
クにブロック化され、ブロック量子化係数S4として、
端子310を介してスキャンコンバータ116(図4)
に出力される。
は、要求される画質に応じた量子化処理が行われる。
に示すように構成され、そこには、量子化されたDCT
係数S6、動き補償モードS14、量子化ステップ(逆
量子化ステップ)S18、および"intra_dc_precisio
n"コードS26が供給されている。
し、イントラフラグ発生器508に入力される。イント
ラフラグ発生器508は、動き補償モードS14が「イ
ントラ符号化(画像内予測)モード」である場合のみ、
イントラフラグS501を立てる(通常0となっている
イントラフラグS501を1とする)。
CT係数S6、即ち64個の量子化されたDCT係数S
6は、端子500を介し、スイッチSW501に供給さ
れる。スイッチSW501は、イントラフラグS501
が0の場合、端子A側を選択し、またイントラフラグS
501が1の場合、端子B側を選択するようになされて
いる。
ラ符号化(画像内予測)モード」でない場合(S501
=0の場合)においては、量子化されたDCT係数S6
は、スイッチSW501および端子Aを介し、信号S5
02として逆量子化器502に供給される。逆量子化器
502には、量子化ステップ(逆量子化ステップ)S1
8が入力されており、そこで、その逆量子化ステップS
18にしたがって、量子化されたDCT係数S502が
逆量子化され、DCT係数S505としてブロック化回
路505に出力される。
05で8×8のブロックにブロック化され、ブロックD
CT係数S7として逆DCT回路119(図4)に出力
される。なお、MPEGの場合、逆量子化器502で
は、通常、線形逆量子化が行われ、その結果得られた値
に、逆量子化ステップS18の1/2の値がオフセット
として加算される。
符号化(画像内予測)モード」である場合(S501=
1の場合)においては、量子化されたDCT係数S6
は、スイッチSW501および端子Bを介し、DC/A
C係数分離器506に供給される。分離器506におい
ては、量子化されたDCT係数S6が、AC係数S50
3とDC係数S504とに分離され、AC係数S503
は逆量子化器503に、DC係数S504はDC係数逆
量子化器504に、それぞれ出力される。
における場合と同様にして、逆量子化ステップS18に
したがって、量子化されたAC係数S503が逆量子化
され、AC係数S506がブロック化回路S501に出
力される。なお、MPEGの場合、逆量子化器503で
は、通常、線形逆量子化が行われる。
数逆量子化回路504において、逆量子化ステップ発生
器509によって発生された逆量子化ステップS508
にしたがって線形逆量子化され、DC係数S507とし
てブロック化回路505に出力される。
は、図7に示す量子化ステップ発生器308と同様
に、"intra_dc_precision"コードS26に対応して、
逆量子化ステップS508を発生する。
は、"intra_dc_precision"コードS26が「00」で
ある場合(DC係数のビット精度が8ビット精度と指定
されている場合)、逆量子化ステップS508を8に設
定して出力し、また"intra_dc_precision"コードS2
6が「01」である場合(DC係数のビット精度が9ビ
ット精度と指定されている場合)、逆量子化ステップS
508を4に設定して出力する。さらに、"intra_dc_
precision"コードS26が「10」である場合(DC係
数のビット精度が10ビット精度と指定されている場
合)、逆量子化ステップS508を2に設定して出力
し、また"intra_dc_precision"コードS26が「1
1」である場合(DC係数のビット精度が11ビット精
度と指定されている場合)、逆量子化ステップS508
を1に設定して出力する。
ラ符号化(画像内予測)モード」である場合、DC係数
逆量子化器504において、量子化されたDC係数は、
指示されたビット精度に基づいて、逆量子化されること
になる。
と、逆量子化器504からのDC係数S507は、ブロ
ック化回路505において8×8のブロックにブロック
化され、ブロックDCT係数S7として、端子510を
介して逆DCT回路119(図4)に出力される。
図9に示すように構成され、そこには、量子化回路11
5で量子化され、スキャンコンバータ116でジグザグ
スキャンされたDCT係数(量子化係数)S5、スライ
ススタートフラグS23,MBスタートフラグS3
1,"intra_dc_precision"コードS26、動き補償モ
ードS14、およびMBアドレスS27が供給されてい
る。
ロックカウンタ201およびスイッチSW400に入力
される。ブロックカウンタ201は、入力される量子化
係数S5によって構成されるブロックの数をカウント
し、そのカウント値S201を出力する。なお、ブロッ
クカウンタ201には、MBスタートフラグS31が供
給されており、MBスタートフラグS31が立つとリセ
ットされる。
b、およびCrは、Y0,Y1,Y2,Y3,Cb,Crの順で
入力されるので、Y0,Y1,Y2,Y3,Cb、またはCr
ブロックが入力されたとき、カウント値S201は、そ
れぞれ1,2,3,4,5、または6となる。
Cb/Crフラグ発生器202に入力される。フラグ発生
器202は、カウント値S201が4以下の場合、即ち
輝度(Y)ブロックが入力されている場合、YフラグS
202を立て、カウント値S201が5に等しい場合、
即ちCbブロックが入力されている場合、CbフラグS2
03を立てる。また、カウント値S201が6に等しい
場合、即ちCrブロックが入力されている場合、Crフラ
グS204を立てる。
1を介し、イントラフラグ発生器409に入力される。
イントラフラグ発生器409は、動き補償モードS14
が「イントラ符号化(画像内予測)モード」である場合
のみ、イントラフラグS406を立てる(通常0となっ
ているイントラフラグS406を1とする)。
400およびSW410に供給されており、スイッチS
W400は、イントラフラグS406が0の場合、端子
A側を選択し、またイントラフラグS406が1の場
合、端子B側を選択するようになされている。
ラ符号化(画像内予測)モード」でない場合(S406
=0の場合)においては、量子化係数S5は、スイッチ
SW400および端子Aを介し、信号S401としてブ
ロック化回路402に出力される。ブロック化回路40
2では、量子化係数S401が8×8のブロックにブロ
ック化され、ブロック信号S16として、端子420を
介してVLC器126(図4)に出力される。
符号化(画像内予測)モード」である場合(S406=
1の場合)においては、量子化係数S5は、スイッチS
W400および端子Bを介し、DC/AC係数分離器4
01に供給される。分離器401においては、量子化さ
れたDCT係数S5が、量子化されたAC係数S402
と、量子化されたDC係数S403とに分離され、AC
係数S402はブロック化回路402に、DC係数S4
03はスイッチSW403および減算器413に、それ
ぞれ出力される。
3,SW404、レジスタ群405、および減算器41
3において、図20を参照して説明したように、隣あっ
たブロックまたはMB間のものどうしで差分化される。
この差分化は、輝度(Y)ブロック、2つの色差(C
b,Cr)ブロックで、それぞれ独立に行われる。
YフラグS202,CbフラグS203、およびCrフラ
グのうち、YフラグS202が立っている場合、DC係
数S403は、Y0乃至Y3ブロックのうちのいずれかの
輝度(Y)ブロックのDC係数であり、この場合、スイ
ッチSW403またはSW404は、端子CまたはC'
をそれぞれ選択する。これにより、輝度(Y)ブロック
のDC係数S403は、スイッチSW403および端子
Cを介して、レジスタ群405を構成するYレジスタに
供給されてラッチ(上書き)される。レジスタ群405
のYレジスタは、輝度(Y)ブロックのDC係数S40
3を、1ブロックに対応する分だけ遅延し、この遅延信
号S404を、端子C'およびスイッチSW404を介
して減算器413に出力する。
他、分離器401から輝度(Y)ブロックのDC係数S
403が供給されており、そこで式(S403−S40
4)にしたがった差分演算が行われ、これにより、隣あ
った輝度ブロックどうしのDC係数の差分S405が生
成される。この差分S405は、ブロック化回路402
に出力され、そこで、分離回路401からのAC係数S
402と8×8のブロックにブロック化されて、ブロッ
ク信号S16として、端子420を介してVLC器12
6(図4)に出力される。
CbフラグS203が立っている場合、DC係数S40
3は、CbブロックのDC係数であり、この場合、スイ
ッチSW403またはSW404は、端子DまたはD'
をそれぞれ選択する。これにより、CbブロックのDC
係数S403は、スイッチSW403および端子Dを介
して、レジスタ群405を構成するCbレジスタに供給
されてラッチ(上書き)される。レジスタ群405のC
bレジスタは、CbブロックのDC係数S403を、1M
B(マクロブロック)に対応する分だけ遅延し、この遅
延信号S404を、端子D'およびスイッチSW404
を介して減算器413に出力する。
他、分離器401からCbブロックのDC係数S403
が供給されており、そこで式(S403−S404)に
したがった差分演算が行われ、これにより、隣あったM
BにおけるCbブロックどうしのDC係数の差分S40
5が生成される。この差分S405は、ブロック化回路
402に出力され、そこで、分離回路401からのAC
係数S402と8×8のブロックにブロック化されて、
ブロック信号S16として、端子420を介してVLC
器126(図4)に出力される。
たCrフラグS204が立っている場合、DC係数S4
03は、CrブロックのDC係数であり、この場合、ス
イッチSW403またはSW404は、端子Eまたは
E'をそれぞれ選択する。これにより、CrブロックのD
C係数S403は、スイッチSW403および端子Eを
介して、レジスタ群405を構成するCrレジスタに供
給されてラッチ(上書き)される。レジスタ群405の
Crレジスタは、CrブロックのDC係数S403を、1
MB(マクロブロック)に対応する分だけ遅延し、以
下、上述のCbブロックにおける場合と同様の処理が行
われる。
化処理されたMBのMBアドレスS27が不連続である
場合か、または入力されたDC係数のブロックがスライ
スの最初のMBを構成するブロックである場合、レジス
タ群405のY,Cb,Crレジスタは、レジスタ初期値
発生器406が発生する初期値S413によってリセッ
トされるようになされている。
ラグS406が0の場合、OFF状態になり、またイン
トラフラグS406が1の場合、ON状態になるように
なされている。さらに、スイッチSW410には、MB
カウンタ128(図4)から端子423を介してMBア
ドレスS27が供給されるようになされている。
ラ符号化(画像内予測)モード」である場合(S406
=1の場合)においては、MBアドレスS27が、SW
410を介してレジスタ411に供給されてラッチ(上
書き)される。レジスタ411は、MBアドレスS27
を、1MBに対応する時間だけ遅延し、この遅延信号S
407を減算器412に供給する。
他、端子423を介してMBアドレスS27が供給され
ており、そこで式(S27−S407)にしたがった差
分演算が行われ、これにより、隣あったMBのアドレス
どうしの差分S408が生成される。この差分S408
は、ORゲート408の一端に供給される。
タ128(図4)からのスライススタートフラグS23
が供給されており、ORゲート408は、通常0および
1のうちの、例えば0を出力しているが、差分S408
が1より大きい場合(S408>1)か、またはスライ
ススタートフラグS23が立っている場合、0および1
のうちの、例えば1を出力する。
の出力が0のときOFF状態に、ORゲート408の出
力が1のときON状態になるようになされており、また
レジスタ初期値発生器406で発生された初期値S41
3は、スイッチSW407を介してレジスタ群405に
供給されるようになされている。
MBアドレスS27が不連続である場合、または入力さ
れたDC係数のブロックがスライスの最初のMBを構成
するブロックである場合、レジスタ初期値発生器406
で発生された初期値S413は、スイッチSW407を
介してレジスタ群405に供給される。
数の符号化精度を表す"intra_dc_precision"コードS
26に対応して、レジスタ群405を構成するY,C
b,Crレジスタの初期値S413が発生される。
えば"intra_dc_precision"コードS26が「00」で
ある場合(DC係数のビット精度が8ビット精度と指定
されている場合)、初期値S413を128に設定して
出力し、また"intra_dc_precision"コードS26が
「01」である場合(DC係数のビット精度が9ビット
精度と指定されている場合)、初期値S413を256
に設定して出力する。さらに、"intra_dc_precision"
コードS26が「10」である場合(DC係数のビット
精度が10ビット精度と指定されている場合)、初期値
S413を512に設定して出力し、また"intra_dc_
precision"コードS26が「11」である場合(DC係
数のビット精度が11ビット精度と指定されている場
合)、初期値S413を1024に設定して出力する。
5では、要求される画質に応じて、シーケンス単位、G
OP単位、ピクチャ単位、またはスライス単位で切り換
えられるDC係数の符号化精度(ビット数)に対応し
て、DC係数の差分化処理が行われる。
図10に示すように構成され、そこには、シーケンスス
タートフラグS20、GOPスタートフラグS21、ピ
クチャスタートフラグS22、スライススタートフラグ
S23、制御情報信号S25、およびMBアドレスS2
7の他、DC係数差分化器125からのDCT係数(量
子化され、DC係数が差分化されたDCT係数)S1
6、動き補償モードS14、および"intra_dc_precis
ion"コードS26が供給されている。
ブロックカウンタ701およびスイッチSW700に入
力される。ブロックカウンタ701は、図9のブロック
カウンタ201と同様に構成され、入力されるDCT係
数S16によって構成されるブロックの数をカウント
し、そのカウント値S701を出力する。なお、ブロッ
クカウンタ701には、MBスタートフラグS31が供
給されており、MBスタートフラグS31が立つとリセ
ットされる。
b、およびCrは、Y0,Y1,Y2,Y3,Cb,Crの順で
入力されるので、Y0,Y1,Y2,Y3,Cb、またはCr
ブロックが入力されたとき、カウント値S701は、そ
れぞれ1,2,3,4,5、または6となる。
Cb/Crフラグ発生器702に入力される。フラグ発生
器702は、図9のY/Cb/Crフラグ発生器202と
同様に構成され、カウント値S701が4以下の場合、
即ち輝度(Y)ブロックが入力されている場合、Yフラ
グS702を立て、カウント値S701が5に等しい場
合、即ちCbブロックが入力されている場合、Cbフラグ
S703を立てる。また、カウント値S701が6に等
しい場合、即ちCrブロックが入力されている場合、Cr
フラグS704を立てる。
1を介し、イントラフラグ発生器709に入力される。
イントラフラグ発生器709は、図9のイントラフラグ
発生器409と同様に構成され、動き補償モードS14
が「イントラ符号化(画像内予測)モード」である場合
のみ、イントラフラグS705を立てる(通常0となっ
ているイントラフラグS705を1とする)。
700に供給されており、スイッチSW700は、イン
トラフラグS705が0の場合、端子A側を選択し、ま
たイントラフラグS705が1の場合、端子B側を選択
するようになされている。
ラ符号化(画像内予測)モード」でない場合(S705
=0の場合)においては、DCT係数S16は、スイッ
チSW700および端子Aを介し、信号S706として
2次元可変長符号化器704に出力される。2次元可変
長符号化器704では、信号(DCT係数)S706
が、広く知られている、例えば2次元ハフマン可変長符
号化処理などのVLC処理され、VLCコードS709
が出力される。このVLCコードS709は、DC/A
C係数多重化器708および端子732を介し、バッフ
ァ127(図4)に出力される。
符号化(画像内予測)モード」である場合(S705=
1の場合)においては、DCT係数S16は、スイッチ
SW700および端子Bを介し、DC/AC係数分離器
703に供給される。分離器703においては、DCT
係数S16が、AC係数S707とDC係数S708と
に分離され、AC係数S707は2次元可変長符号化器
704に、DC係数S708はDC係数可変長符号化器
705に、それぞれ出力される。
たようにしてAC係数S707がVLC処理され、VL
CコードS709が係数多重化器708に出力される。
化器705、可変長符号化テーブル変更部706、およ
び可変長符号化テーブル記憶部707において、上述の
図3に示すプログラムにしたがいVLC処理される。
7には、上述の表4乃至表6に示す可変長符号化テーブ
ルが記憶されているとともに、可変長符号化テーブル変
更部706には、"intra_dc_precision"コードS2
6、YフラグS702,CbフラグS703、およびCr
フラグS704が供給されている。
ず"intra_dc_precision"コードS26に基づいて、表
4に示すテーブルの必要な部分だけを可変長符号化器7
05に出力するように、可変長符号化テーブル記憶部7
07に対して指示をする。
は、"intra_dc_precision"コードS26が「00」で
ある場合(DC係数のビット精度が8ビット精度と指定
されている場合)、表4に示すテーブルのSIZEが、
0乃至8に対応する部分だけを可変長符号化器705に
出力するように、可変長符号化テーブル記憶部707に
対して指示し、また"intra_dc_precision"コードS2
6が「01」である場合(DC係数のビット精度が9ビ
ット精度と指定されている場合)、表4に示すテーブル
のSIZEが、0乃至9に対応する部分だけを可変長符
号化器705に出力するように、可変長符号化テーブル
記憶部707に対して指示する。
26が「10」である場合(DC係数のビット精度が1
0ビット精度と指定されている場合)、表4に示すテー
ブルのSIZEが、0乃至10に対応する部分だけを可
変長符号化器705に出力するように、可変長符号化テ
ーブル記憶部707に対して指示し、また"intra_dc_
precision"コードS26が「11」である場合(DC係
数のビット精度が11ビット精度と指定されている場
合)、表4に示すテーブルのSIZEが、0乃至11に
対応する部分だけ、即ち表4に示すテーブルすべてを可
変長符号化器705に出力するように、可変長符号化テ
ーブル記憶部707に対して指示する。
6がいずれの値をとる場合においても、可変長符号化テ
ーブル記憶部707に、表4に示すテーブルすべてを可
変長符号化器705に出力させるようにしても良い。但
し、この場合、可変長符号化に用いられない部分も可変
長符号化器705に出力され、これにより表4に示すテ
ーブルの必要な部分だけが出力される場合に比較して、
可変長符号化処理に時間がかかるようになる恐れがある
ので、上述のように、表4に示すテーブルの必要な部分
だけを出力するようにする方が好ましい。
6は、YフラグS702,CbフラグS703、および
CrフラグS704のうち、YフラグS702が立って
いる場合(DC係数S708が輝度(Y)ブロックのも
のである場合)、表5に示すテーブルを、CbフラグS
703またはCrフラグS704が立っている場合(D
C係数S708が色差ブロックのものである場合)、表
6に示すテーブルをそれぞれ可変長符号器705に出力
するように、可変長符号化テーブル記憶部707に対し
て指示する。
変長符号化テーブル変更部706からの指示にしたが
い、表4に示すテーブルの必要な部分だけと、表5およ
び表6に示すテーブルのうちのいずれか一方とを可変長
符号化器705に出力する。
ーブル記憶部707からの表4に示すテーブルを参照
し、分離器703からのDC係数(Differential DC)
S708に対応するSIZE(DC係数のビット幅を表
す)を検出するとともに、そのSIZEを、表5または
表6を参照してコード(VLC code)に変換する。さら
に、可変長符号化器705は、可変長符号化テーブル記
憶部707からの表4に示すテーブルを参照し、分離器
703からのDC係数(Differential DC)S708に
対応するコード(code)を検出する。そして、このコー
ドと、上述のSIZEに対応するコード(VLC code)と
を組み合わせたものを、DC係数のVLCコードS71
0として多重化器708に出力する。
ードS709と、DC係数のVLCコードS710が多
重化され、端子732を介し、バッファ127(図4)
に出力される。
要求される画質に応じたVLC処理が行われる。
画像に対して"intra_dc_precision"コードを与えずに
符号化を行う場合、要求される画質に応じて、DCTな
どの直交変換の直流成分係数の精度を予め決定し、それ
により必要に応じて、係数用の符号化方法及び可変長テ
ーブルの拡張をシーケンス単位で指示するようにするこ
とができる。例えば、DCT直流成分係数レベルの最大
範囲が0乃至2047(これは、入力される画像のビッ
ト精度が8ビットである場合、MPEGのDCTモジユ
ールから出力される最大範囲)である時、要求される画
質として劣化なし(Loss-Less coding)を望んでいる場
合は、係数の伝送精度を11ビットとするように指示を
行う。
価を行なった上で符号化を行なう場合、要求される画質
を踏まえた上で、まず、符号化したい原画像に対してそ
の性質に関する評価を行なう。例えば、原画像の品質で
あるとか、動画像の動きの程度についてである。
とに基づいて、必要とされるDCTなどの直交変換の直
流成分係数の精度を決定する。例えば、上記の評価デー
タから、原画像が高品質でない場合は、係数の精度は8
ビットで十分であると評価され、また原画像の動きが速
い場合は、目の輝度弁別度が低いという特性を利用し
て、係数の精度は8ビットで十分であると評価される。
ャ、またはスライス単位で行い、それぞれの調査データ
に基づいて適応的に係数の精度を決定する。なお、係数
の精度の初期指定、もしくは処理中においての変更は、
シーケンス、GOP、ピクチャ、またはスライス単位
に、上述の"intra_dc_precision"コードS26を記述
しておくことにより行うことができるが、例えばシーケ
ンス、GOP、ピクチャ、またはスライス単位に1ビッ
トのフラグを設け、そのフラグにより初期値指定もしく
は変更を指示し、その後に、使用する係数の精度を示す
情報、即ち"intra_dc_precision"コードS26を伝送
するようにしても良い。
例の概要について、図13に基づいて説明する。
により形成されたビットストリームが、伝送路や光ディ
スク等の記録媒体を介して供給される。そして、図示し
ない復調回路等を経て、シーケンス、GOP、ピクチ
ャ、またはスライス単位で伝送されてくるDCT等の直
交変換の直流成分係数の精度(ビット数)を表す、上述
した信号CTLが受信される。
させるようにすることができる。この場合、復号化装置
では、図2の符号化装置で用いられたCTL信号との対応
が取れていることが必要であるため、符号化したデータ
を、例えば光ディスクなどに記録しておくときには、デ
ィスク単位にビット精度を決めておくようにする。これ
により、高画質対応の復号化装置(ビット精度が8乃至
11の範囲で指定することのできる)を内蔵するディス
ク再生装置によって、全ての画質の動画像の再生が可能
となる。
の復号化装置を内蔵するディスク再生装置では、ビット
精度が9乃至11ビットの高画質のディスクは再生する
ことができず、いわゆるディスク再生装置に対応した画
質の提供が可能となる。
能としておき、ディスク再生装置の種類(値段)によ
り、特定の精度のみ選択できるようにしても良い。
図示しない復調回路等を経て伝送されたSIZEを表す
可変長符号と、SIZEに等しいビット幅の係数値を表
す固定長符号が受信される。復号化回路81は、この可
変長符号と固定長符号を、前述の表4,表5,表6のテ
ーブルを参照し、図14に示すプログラム(アルゴリズ
ム)にしたがって復号する。
前述の図3と同様、C言語によって記述されている。こ
の際、必要とされる直流成分係数の精度を表す信号、即
ちビット精度が8乃至11であることを選択可能とする
信号CTLが供給されており、例えば精度が11を指定す
る時、表4乃至表6のテーブルについて、0乃至11ま
でのコードが使用されることとなる。
ロックと色差(Cb,Cr)ブロックでは異なり、輝度ブ
ロックの時は表5のテーブルを、色差ブロックの時は表
6のテーブルを参照して復号される。
分化回路82により、隣あった各々のブロック間で逆差
分化処理され、再構成される。逆差分化処理は輝度
(Y)ブロックと2つの色差(Cb,Cr)ブロックでは
すべて独立に行なわれる。
に、ジグザグの順序で上下左右に隣あった各々のブロッ
クの直流成分係数を逆差分化処理し、それぞれのブロッ
クに再格納する。色差ブロックでは、図20で示したよ
うに左右に隣あった各々のブロックの直流成分係数を逆
差分化処理し、それぞれのブロックに再格納する。
れたブロックの後の最初の画像内符号化処理されたブロ
ック、もしくはスライスの最初のブロックでは、逆差分
化の際に符号化時と同様、初期値がリセットされるが、
その値は指示された係数の精度に応じて異なる。符号化
時に例示したように、指示された精度が、8ビットであ
る場合は128、9ビットである場合は256、10ビ
ットである場合は512、11ビットである場合は10
24なる初期値を使用する。
より、直流成分係数の逆線形量子化を行う。この時、指
示された係数の精度に応じて逆量子化ステツプ幅は変更
される。例えば指示された精度が、8ビットである場合
は8、9ビットである場合は4、10ビットである場合
は2、11ビットである場合は1の値が乗算され、逆線
形量子化される。
T回路84に供給され、直流成分係数として、前述の図
18における係数F(0,0)にはめこまれる。この後の処理
について簡単に説明すると、逆DCT回路の他の周波数
成分係数(F(0,0)を除く他の係数)は、図示しない他の
処理回路から供給され、8×8のマトリクスを形成す
る。これを2次元の逆DCTすることにより、元の輝度
信号又は色差信号に復元する。
信号レベルとは異なる輝度信号または色差信号に復元さ
れる可能性がある。しかしながら、DCT/逆DCTの
特質として、隣接係数の関係から原データが推測出来、
大きな誤差とならないことが知られており問題とならな
い。
明を適用した動画像復号化装置の実施例について、さら
に詳細に説明する。
復号化装置の一実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。例えば、図4に示す符号化装置により符号化された
ビットストリームは、端子150を介してバッファメモ
リ151に入力されて一時蓄積される。このビットスト
リームは、図1を参照して説明したように、6つの層
(レイヤ)、即ちビデオシーケンス、GOP、ピクチ
ャ、スライス、マクロブロック、ブロックの各層から構
成される。バッファメモリ151に蓄積されたビットス
トリームは、逆VLC器152に順次供給される。
らは、ビデオシーケンス、GOP、ピクチャ、スライス
のそれぞれの層の先頭にそれらが始まることを示すスタ
ートコードが付加され、その後にヘッダ情報が出力(伝
送)されてくるので、逆VLC器152では、まず、そ
れぞれのスタートコードが検出される。
ら、シーケンスの先頭を示すスタートコードを検出する
と、シーケンススタートフラグS100を立て、シーケ
ンスのヘッダ情報を復号化(可変長復号化)する。さら
に、逆VLC器152は、GOP、ピクチャ、またはス
ライスの先頭を示すスタートコードを検出すると、GO
PスタートフラグS101、ピクチャスタートフラグS
102、またはスライススタートフラグS103を立
て、GOP、ピクチャ、またはスライスのヘッダ情報を
それぞれ復号化(可変長復号化)する。
ームからMBの先頭を検出し、その検出タイミングでM
BスタートフラグS104を立てる。その後、MBのヘ
ッダ情報を復号化(可変長復号化)し、これによりMB
の画像(画面)上での位置を表すMBアドレスS64を
得る。
報は、復号化制御情報記憶用メモリ162に供給されて
記憶される。メモリ162に記憶されている情報は、制
御情報信号S114として、動画像復号化装置を構成す
る各ブロックに供給され、各ブロックは、この制御情報
信号S114に基づいて動作する。
に続く動画像の符号化データS50、量子化ステップ
(逆量子化ステップ)S57、動きベクトルS61、動
き補償モードS62を復号化(可変長復号化)する。
復号化された符号化データS50は、後述するDC係数
逆差分化器153を経て、信号(量子化されたDCT係
数)S51として、逆スキャンコンバータ154に入力
される。逆スキャンコンバータ154は、量子化された
DCT係数S51を、その低周波数成分から高周波数成
分へ逆ジグザグスキャンし、信号S52として、逆量子
化回路155に出力する。
供給される逆量子化ステップS57に対応して、信号
(量子化されたDCT係数)S52を逆量子化し、ブロ
ック信号(DCT係数)S53を出力する。DCT係数
S53は、逆DCT回路156に供給され、そこで、逆
DCT処理が施され、差分信号S54とされて、加算器
157に出力される。
現在復号化対象のMB(ブロック)における動きベクト
ルS61および動き補償モードS62は、動き補償器1
59へ入力される。動き補償器159は、図4の動き補
償器122と同様に動作し、後述するようにして、フィ
ールドメモリ群158に記憶されている、既に復号され
た画像から、予測画像S56を生成して加算器157に
出力する。加算器157では、差分信号S54と予測画
像S56とが、1画素ごとに加算され、これにより復号
された画像S55が生成されて出力される。
/両方向予測に用いる画像として、図4のフィールドメ
モリ群コントロール器124と同様に動作するフィール
ドメモリ群コントロール器161から出力される画像指
示信号S59により指定されたフィールドメモリ群15
8のアドレスに記憶される。フィールドメモリ群158
に記憶された復号画像S55は、フィールドメモリ群コ
ントロール器161から出力画像指示信号S60が出力
されるタイミングにしたがって、端子160より再生画
像として出力される。
された復号画像S55は、前方/後方/両方向予測され
た画像を復号するための予測画像を生成するのに用いる
画像として、フィールドメモリ群コントロール部161
から出力される動き補償参照画像指示信号S58により
指定される。
158に記憶された、動き補償参照画像指示信号S58
により指定された画像(局所復号された画像)に対し
て、逆VLC器152からの動きベクトルS61および
動き補償モードS62をもとに動き補償を施し、予測画
像S56を生成して加算器157に出力する。即ち、動
き補償器159は、図4の動き補償器122と同様に、
前方/後方/両方向予測モードのときのみ、フィールド
メモリ群58の読み出しアドレスを、逆DCT回路15
6が加算器157にいま出力しているブロックの位置に
対応する位置から動きベクトルS61に対応する分だけ
ずらして、画像データを読み出し、予測画像S56とし
て、加算器157に出力する。
予測画像からの差分が逆DCT回路156の出力S54
として送られてくるので、加算器157は、この差分S
54を、動き補償回路159からの予測画像S56に対
して足し込むことで復号を行う。この復号された画像デ
ータS55は、以降に、前方/後方/両方向予測で符号
化された画像を復号するために用いる画像データとして
フィールドメモリ群158に記憶される。
との差分ではなく、画像データそのものが逆DCT回路
156の出力S54として送られてくるので、加算器1
57は、この画像データをそのままフィールドメモリ群
158に出力し、以降に、前方/後方/両方向予測で符
号化された画像を復号するために用いる画像データS5
5として記憶させる。
およびPピクチャのデータだけ記憶され、Bピクチャの
データは記憶されない。これは、Bピクチャのデータ
が、前方/後方/両方向予測に用いられないからであ
る。
6画素のブロック単位で行われる。さらに、フィールド
メモリー群コントロール器161は、ピクチャスタート
フラグS102に同期したタイミングで、上述の動き補
償参照画像指示信号S58,S59、出力画像指示信号
S60をフィールドメモリ群58へ出力する。
では、ビット・ストリームから画像が復号される。
は、要求される画質に応じてDCT係数のうちの直流係
数(DC係数)の符号化精度(ビット数)が、シーケン
ス単位、GOP単位、ピクチャ単位、またはスライス単
位で切り換えられたビットストリームが出力されるの
で、図15に示す復号化装置においては、DCTの直流
(DC)係数の復号化精度(ビット数)をシーケンス単
位、GOP単位、ピクチャ単位、またはスライス単位で
受信し、適応的に直流成分係数の復号化方法を変更する
ことができるようになされている。
度)の情報としての2ビットの"intra_dc_precision"
コードは、上述したようにシーケンスヘッダ、GOPヘ
ッダ、ピクチャヘッダ、またはスライスヘッダに記述さ
れ、符号化装置から出力されるので、まず逆VLC器1
52は、このシーケンスヘッダ、GOPヘッダ、ピクチ
ャヘッダ、またはスライスヘッダを受信、復号化するこ
とにより、"intra_dc_precision"コードを得る。
の"intra_dc_precision"コードは、逆VLC器152
自身で用いられる他、信号S63として、DC係数逆差
分化器153および逆量子化回路155に供給されるよ
うになされている。以下に、それぞれのブロックの詳細
について説明する。
て説明した符号化装置の逆量子化回路118と同様に構
成される。従って、逆量子化器115においては、上述
した図8に示す逆量子化回路118の説明における、量
子化されたDCT係数S6、動き補償モードS14、量
子化ステップ(逆量子化ステップ)S18、または"int
ra_dc_precision"コードS26を、量子化されたDC
T係数S52、動き補償モードS62、量子化ステップ
(逆量子化ステップ)S57、または"intra_dc_prec
ision"コードS63に、それぞれ読み代えた場合と同様
の処理がなされる。
に示すように構成され、まず、その内蔵する図示せぬ処
理回路において、入力されたビットストリームに基づ
き、上述したようにして、ビデオシーケンススタートフ
ラグS100,GOPスタートフラグS101、ピクチ
ャスタートフラグS102、スライススタートフラグS
103,MBスタートフラグS104がそれぞれ立てら
れるとともに、MBアドレスS64、量子化ステップ
(逆量子化ステップ)S57、動きベクトルS61、動
き補償モードS62、および"intra_dc_precision"コ
ードS63が検出される。
バッファ151からのビットストリームから、画像デー
タに対応する部分が分離され、この画像データに対応す
る部分は、信号(量子化され、さらに可変長符号化され
たDCT係数)S811として端子800を介してスイ
ッチSW800に入力される。
るブロック化回路808がブロック信号S50を出力す
るタイミングでたてるフラグS820をカウントし、即
ちブロック化回路808より出力される8×8のブロッ
クの数をカウントし、そのカウント値S801を出力す
る。なお、ブロックカウンタ801には、MBスタート
フラグS104が供給されており、MBスタートフラグ
S104が立つと、初期値としての1がセットされる。
b、およびCrは、Y0,Y1,Y2,Y3,Cb,Crの順で
端子800を介して入力され、同一の順番でブロック化
回路808から出力されるので、Y0,Y1,Y2,Y3,
Cb、またはCrブロックが入力されたとき、カウント値
S801は、それぞれ1,2,3,4,5、または6と
なる。
Cb/Crフラグ発生器802に入力される。フラグ発生
器802は、図9に示すY/Cb/Crフラグ発生器20
2と同様に構成され、カウント値S801が4以下の場
合、即ち輝度(Y)ブロックが入力されている場合、Y
フラグS802を立て、カウント値S801が5に等し
い場合、即ちCbブロックが入力されている場合、Cbフ
ラグS803を立てる。また、カウント値S801が6
に等しい場合、即ちCrブロックが入力されている場
合、CrフラグS804を立てる。
1を介し、イントラフラグ発生器809に入力される。
イントラフラグ発生器809は、図9に示すイントラフ
ラグ発生器409と同様に構成され、動き補償モードS
62が「イントラ符号化(画像内予測)モード」である
場合のみ、イントラフラグS805を立てる(通常0と
なっているイントラフラグS805を1とする)。
800に供給されており、スイッチSW800は、イン
トラフラグS805が0の場合、端子A側を選択し、ま
たイントラフラグS805が1の場合、端子B側を選択
するようになされている。
ラ符号化(画像内予測)モード」でない場合(S805
=0の場合)においては、符号化された画像データ(量
子化され、さらに可変長符号化されたDCT係数)S8
11は、スイッチSW800および端子Aを介し、信号
S806として2次元可変長符号解読器804に出力さ
れる。2次元可変長符号解読器804では、符号化され
た画像データS806が、広く知られている、例えば2
次元ハフマン可変長復号化処理などの逆VLC処理さ
れ、逆VLCコード(量子化されたDCT係数)S80
9が出力される。この逆VLCコードS809は、ブロ
ック化回路808で8×8のブロックにブロック化さ
れ、信号S50として逆差分化器153(図15)に出
力される。
符号化(画像内予測)モード」である場合(S805=
1の場合)においては、符号化された画像データS81
1は、スイッチSW800および端子Bを介し、DC/
AC係数分離器803に供給される。分離器803にお
いては、符号化された画像データ(量子化され、さらに
可変長符号化されたDCT係数)S811が、DCT係
数のAC係数に対応するデータS807(以下、ACデ
ータという)と、DC係数に対応するデータ(以下、D
Cデータという)S808とに分離され、ACデータS
807は2次元可変長符号解読器804に、DCデータ
S808はDC係数可変長符号解読器805に、それぞ
れ出力される。
したようにしてACデータS807が逆VLC処理さ
れ、逆VLCコード(量子化されたAC係数)S809
がブロック化回路808に出力される。
号解読器805、可変長符号化テーブル変更部806、
および可変長符号化テーブル記憶部807において、上
述の図14に示すプログラムにしたがい逆VLC処理さ
れる。
7には、上述の表4乃至表6に示す可変長符号化テーブ
ルが記憶されているとともに、可変長符号化テーブル変
更部806には、"intra_dc_precision"コードS6
3、YフラグS802,CbフラグS803、およびCr
フラグS804が供給されている。
ず"intra_dc_precision"コードS63に基づいて、表
4に示すテーブルの必要な部分だけを可変長符号解読器
805に出力するように、可変長符号化テーブル記憶部
807に対して指示をする。
は、"intra_dc_precision"コードS63が「00」で
ある場合(DC係数のビット精度が8ビット精度と指定
されている場合)、表4に示すテーブルのSIZEが、
0乃至8に対応する部分だけを可変長符号解読器805
に出力するように、可変長符号化テーブル記憶部807
に対して指示し、また"intra_dc_precision"コードS
63が「01」である場合(DC係数のビット精度が9
ビット精度と指定されている場合)、表4に示すテーブ
ルのSIZEが、0乃至9に対応する部分だけを可変長
符号解読器805に出力するように、可変長符号化テー
ブル記憶部807に対して指示する。
63が「10」である場合(DC係数のビット精度が1
0ビット精度と指定されている場合)、表4に示すテー
ブルのSIZEが、0乃至10に対応する部分だけを可
変長符号解読器805に出力するように、可変長符号化
テーブル記憶部807に対して指示し、また"intra_dc
_precision"コードS63が「11」である場合(DC
係数のビット精度が11ビット精度と指定されている場
合)、表4に示すテーブルのSIZEが、0乃至11に
対応する部分だけ、即ち表4に示すテーブルすべてを可
変長符号解読器805に出力するように、可変長符号化
テーブル記憶部807に対して指示する。
3がいずれの値をとる場合においても、可変長符号化テ
ーブル記憶部807に、表4に示すテーブルすべてを可
変長符号解読器805に出力させるようにしても良い。
但し、この場合、可変長符号の解読に用いられない部分
も可変長符号解読器805に出力され、これにより表4
に示すテーブルの必要な部分だけが出力される場合に比
較して、可変長符号解読処理(逆VLC処理)に時間が
かかるようになる恐れがあるので、上述のように、表4
に示すテーブルの必要な部分だけを出力するようにする
方が好ましい。
6は、YフラグS802,CbフラグS803、および
CrフラグS804のうち、YフラグS802が立って
いる場合(DCデータS808が輝度(Y)ブロックの
ものである場合)、表5に示すテーブルを、Cbフラグ
S803またはCrフラグS804が立っている場合
(DCデータS808が色差ブロックのものである場
合)、表6に示すテーブルをそれぞれ可変長符号解読器
805に出力するように、可変長符号化テーブル記憶部
807に対して指示する。
変長符号化テーブル変更部806からの指示にしたが
い、表4に示すテーブルの必要な部分だけと、表5およ
び表6に示すテーブルのうちのいずれか一方とを可変長
符号解読器805に出力する。
号化テーブル記憶部807からの表5または表6に示す
テーブルを参照し、分離器803からのDCデータS8
08としての、DC係数を可変長符号化したコード(co
de)と、そのコードのビット幅を表すSIZEに対応す
るコード(VLC code)との組み合わせデータのうち、S
IZEに対応するコード(VLC code)から、DC係数を
可変長符号化したコード(code)のビット幅(dct dc s
ize luminance)、即ちSIZEを求める。
したコード(code)のビット幅に等しい値とされている
ので、可変長符号解読器805は、上述のようにしてS
IZEを求めた後、分離器803からのDCデータS8
08のうち、SIZEに対応するコードに続く、SIZ
Eに等しいビット数分のコード、即ちDC係数を可変長
符号化したコード(code)を、表4に示すテーブルを参
照して、DC係数(Differential DC)(量子化された
DC係数)に変換し、信号S810としてブロック化回
路808に出力する。
からのAC係数(量子化されたAC係数)と、解読器8
05からのDC係数(量子化されたDC係数)が、8×
8のブロックにブロック化され、ブロック信号S50と
して逆差分化器153(図15)に出力される。
は、要求される画質に応じた符号化処理が行われた画像
データに対する逆VLC処理が行われる。
ば図17に示すように構成され、そこには、逆VLC器
152の出力(量子化されたDCT係数)S50、動き
補償モードS62,"intra_dc_precision"コードS6
3、スライススタートフラグS103,MBスタートフ
ラグS104、およびMBアドレスS64が供給されて
いる。
T係数(以下、量子化係数という)S50は、端子60
0を介してブロックカウンタ613およびスイッチSW
600に入力される。ブロックカウンタ613は、入力
される量子化係数S50によって構成されるブロックの
数をカウントし、そのカウント値S601を出力する。
なお、ブロックカウンタ613には、MBスタートフラ
グS104が供給されており、MBスタートフラグS1
04が立つとリセットされる。
Cb/Crフラグ発生器614に入力される。フラグ発生
器614は、カウント値S601が4以下の場合、即ち
輝度(Y)ブロックが入力されている場合、YフラグS
602を立て、カウント値S601が5に等しい場合、
即ちCbブロックが入力されている場合、CbフラグS2
03を立てる。また、カウント値S601が6に等しい
場合、即ちCrブロックが入力されている場合、Crフラ
グS604を立てる。
1を介し、イントラフラグ発生器609に入力される。
イントラフラグ発生器609は、動き補償モードS62
が「イントラ符号化(画像内予測)モード」である場合
のみ、イントラフラグS606を立てる(通常0となっ
ているイントラフラグS606を1とする)。
600およびSW610に供給されており、スイッチS
W600は、イントラフラグS606が0の場合、端子
A側を選択し、またイントラフラグS606が1の場
合、端子B側を選択するようになされている。
ラ符号化(画像内予測)モード」でない場合(S606
=0の場合)においては、量子化係数S50は、スイッ
チSW600および端子Aを介し、信号S601として
ブロック化回路602に出力される。ブロック化回路6
02では、量子化係数S601が8×8のブロックにブ
ロック化され、ブロック信号S51として、端子620
を介して逆スキャンコンバータ154(図15)に出力
される。
符号化(画像内予測)モード」である場合(S606=
1の場合)においては、量子化係数S50、即ち差分化
され、さらに量子化されたDCT係数S50は、スイッ
チSW600および端子Bを介し、DC/AC係数分離
器601に供給される。分離器601においては、差分
化され、さらに量子化されたDCT係数S50が、AC
係数S602とDC係数S603とに分離され、AC係
数S602はブロック化回路602に、DC係数S60
3は加算器613に、それぞれ出力される。
3,SW604、レジスタ群605、および加算器61
3において、隣あったブロックまたはMB間のものどう
しで逆差分化される。この逆差分化は、輝度(Y)ブロ
ック、2つの色差(Cb,Cr)ブロックで、それぞれ
独立に行われる。
YフラグS602,CbフラグS603、およびCrフラ
グのうち、YフラグS602が立っている場合、DC係
数S603は、Y0乃至Y3ブロックのうちのいずれかの
輝度(Y)ブロックの差分化されたDC係数であり、こ
の場合、スイッチSW603またはSW604は、端子
CまたはC'をそれぞれ選択する。これにより、輝度
(Y)ブロックのDC係数S603は、加算器613に
おいて、レジスタ群605を構成するYレジスタにラッ
チされている、既に逆差分化がなされた輝度(Y)ブロ
ックのDC係数S630と加算され、これにより差分が
とられる前のDC係数S605に変換される。このDC
係数S605は、スイッチSW604および端子C'を
介して、レジスタ群605を構成するYレジスタに供給
されてラッチ(上書き)されるとともに、ブロック化回
路602に出力される。
(Y)ブロックのDC係数S605を、1ブロックに対
応する分だけ遅延し、この遅延信号S630を、端子C
およびスイッチSW603を介して加算器613に出力
する。
ックのDC係数S603の逆差分化が行われ、元のDC
係数(量子化されたDC係数)605が生成される。
05と、分離回路401からのAC係数S602とを、
8×8のブロックにブロック化し、ブロック信号S51
として、端子620を介して逆スキャンコンバータ15
4(図15)に出力する。
CbフラグS603が立っている場合、DC係数S60
3は、CbブロックのDC係数であり、この場合、スイ
ッチSW603またはSW604は、端子DまたはD'
をそれぞれ選択する。これにより、CbブロックのDC
係数S603は、加算器613において、レジスタ群6
05を構成するCbレジスタにラッチされている、既に
逆差分化がなされたCbブロックのDC係数S630と
加算され、これにより差分がとられる前のDC係数S6
05に変換される。このDC係数S605は、スイッチ
SW604および端子D'を介して、レジスタ群605
を構成するCbレジスタに供給されてラッチ(上書き)
されるとともに、ブロック化回路602に出力される。
ロックのDC係数S605を、1MBに対応する分だけ
遅延し、この遅延信号S630を、端子Dおよびスイッ
チSW603を介して加算器613に出力する。
DC係数S603の逆差分化が行われ、元のDC係数
(量子化されたDC係数)605が生成される。
たCrフラグS604が立っている場合、DC係数S6
03は、CrブロックのDC係数であり、この場合、ス
イッチSW603またはSW604は、端子Eまたは
E'をそれぞれ選択する。そして、以下、上述のCbブロ
ックにおける場合と同様の処理が行われる。
化処理されたMBのMBアドレスS64が不連続である
場合か、または入力されたDC係数のブロックがスライ
スの最初のMBを構成するブロックである場合、レジス
タ群605のY,Cb,Crレジスタは、レジスタ初期値
発生器606が発生する初期値S613によってリセッ
トされるようになされている。
ラグS606が0の場合、OFF状態になり、またイン
トラフラグS606が1の場合、ON状態になるように
なされている。さらに、スイッチSW610には、逆V
LC器152(図15)から端子623を介してMBア
ドレスS64が供給されるようになされている。
ラ符号化(画像内予測)モード」である場合(S606
=1の場合)においては、MBアドレスS64が、SW
610を介してレジスタ611に供給されてラッチ(上
書き)される。レジスタ611は、MBアドレスS64
を、1MBに対応する時間だけ遅延し、この遅延信号S
607を減算器612に供給する。
他、端子623を介してMBアドレスS64が供給され
ており、そこで式(S64−S607)にしたがった差
分演算が行われ、これにより、隣あったMBのアドレス
どうしの差分S608が生成される。この差分S608
は、ORゲート608の一端に供給される。
152(図15)からのスライススタートフラグS10
3が供給されており、ORゲート608は、通常0およ
び1のうちの、例えば0を出力しているが、差分S60
8が1より大きい場合(S608>1)か、またはスラ
イススタートフラグS103が立っている場合、0およ
び1のうちの、例えば1を出力する。
の出力が0のときOFF状態に、ORゲート608の出
力が1のときON状態になるようになされており、また
レジスタ初期値発生器606で発生された初期値S61
3は、スイッチSW607を介してレジスタ群605に
供給されるようになされている。
MBアドレスS64が不連続である場合、または入力さ
れたDC係数からなるブロックがスライスの最初のMB
を構成するブロックである場合、レジスタ初期値発生器
606で発生された初期値S613は、スイッチSW6
07を介してレジスタ群605に供給される。
数の符号化精度を表す"intra_dc_precision"コードS
63に対応して、レジスタ群605を構成するY,C
b,Crレジスタの初期値S613が発生される。
えば"intra_dc_precision"コードS63が「00」で
ある場合(DC係数のビット精度が8ビット精度と指定
されている場合)、初期値S613を128に設定して
出力し、また"intra_dc_precision"コードS63が
「01」である場合(DC係数のビット精度が9ビット
精度と指定されている場合)、初期値S613を256
に設定して出力する。さらに、"intra_dc_precision"
コードS63が「10」である場合(DC係数のビット
精度が10ビット精度と指定されている場合)、初期値
S613を512に設定して出力し、また"intra_dc_
precision"コードS63が「11」である場合(DC係
数のビット精度が11ビット精度と指定されている場
合)、初期値S613を1024に設定して出力する。
53では、要求される画質に応じて、シーケンス単位、
GOP単位、ピクチャ単位、またはスライス単位で切り
換えられたDC係数の符号化精度(ビット数)に対応し
て、DC係数の逆差分化処理が行われる。
れた場合について説明したが、本発明は、他のビット精
度の画像信号に対しても適用可能である。
するDCT処理の結果得られるDCT係数のうちのDC
係数のビット幅がNビットであり、"intra_dc_precis
ion"コードによりM(1乃至Nのうちのいずれか)ビッ
トの符号化精度が指定された場合、図4に示す符号化装
置の量子化回路115における量子化ステップ幅を2
(N-M)とし、DC係数差分化器125における初期値S
413(図9)を2M/2とする。そして、VLC器1
26に、表5または表6にそれぞれ代えて、以下に示す
表7または表8に示すテーブルに基づいてVLC処理を
行わせるようにする。なお、この場合、表7または表8
に示すテーブルは、その値が固定されたものではなく、
入力画像信号の統計的な調査をもとに、符号化後の圧縮
率が向上するように、値が変更されたものを使用するよ
うにすることができる。
復号する場合には、図15に示す復号化装置の逆量子化
回路155における逆量子化ステップ幅を2(N-M)と
し、DC係数逆差分化器153における初期値S613
(図17)を2M/2とする。そして、逆VLC器15
2に、表5または表6にそれぞれ代えて表7または表8
に示すテーブルに基づいて逆VLC処理を行わせるよう
にすればよい。
基づく差分データの生成、またはデータのDCT処理
を、それぞれフィールド単位で行うようにしたが、符号
化後の圧縮率が向上するようにフィールド処理とフレー
ム処理とを切り換えて、予測画像に基づく差分データの
生成、またはデータのDCT処理をそれぞれ行うように
することができる。
よれば、無駄のない復号化が可能となる。
B(マクロブロック)、ブロックを説明する図である。
アルゴリズムを示す図である。
号化アルゴリズムを実行するC言語のソースプログラム
である。
示すブロック図である。
クチャヘッダを示す図である。
ある。
詳細なブロック図である。
り詳細なブロック図である。
のより詳細なブロック図である。
詳細なブロック図である。
データが記録された光ディスクを製造する方法を説明す
る図である。
データが記録された光ディスクを製造する方法を説明す
る図である。
のアルゴリズムを示す図である。
符号の復号化アルゴリズムを実行するC言語のソースプ
ログラムである。
を示すブロック図である。
より詳細なブロック図である。
153のより詳細なブロック図である。
するための図である。
図である。
序を示す図である。
分化する逆差分化器の構成を示すブロック図である。
113 加算器,114 DCT回路, 115 量
子化回路, 116 スキャンコンバータ,117 逆
スキャンコンバータ, 118 逆量子化回路, 11
9 逆DCT回路, 120 加算器, 121 フィ
ールドメモリ群, 122 動き補償器, 123 参
照画像コントロール器, 124 フィールドメモリ群
コントロール器, 125 DC係数差分化器, 12
6 VLC器, 127 バッファ, 128 MBカ
ウンタ, 129 ピクチャカウンタ, 130 画像
符号化制御情報記憶用メモリ, 134 制御情報外部
入力部
Claims (2)
- 【請求項1】 画像精度が8ビットの動画像を画像内符
号化処理して得られたDCT係数、又は上記動画像を画像
間予測符号化処理した後DCT変換して得られたDCT係数を
量子化処理し、可変長符号に変換して圧縮伝送された動
画像信号を復号する動画像復号化方法において、 上記圧縮伝送された動画像信号を、上記画像内符号化処
理して得られたDCT係数の可変長符号、または上記画像
間予測符号化処理した後DCT変換して得られたDCT係数の
可変長符号とに分離する分離ステップと、画像間予測符号化処理して得られたDCT係数の上記可変
長符号を可変長復号化し、量子化ステップにて8ビット
の画像信号に逆量子化する画像間予測符号復号化ステッ
プと、 画像内符号復号化ステップと を含み、 上記画像内符号復号化ステップは、 画像内符号化処理 して得られたDCT係数の上記可変長符
号を、量子化されたDCT係数の直流成分DCT係数と交流成
分DCT係数とに可変長復号化する可変長復号化ステップ
と、 上記可変長復号化ステップの処理で得られた上記量子化
された直流成分DCT係数の符号化精度を表す2ビットの
識別信号を発生する発生ステップと、 上記量子化された直流成分DCT係数を、上記2ビットの
識別信号に応じて、8ビットから11ビットの範囲で、
適応的に逆量子化するとともに、上記可変長復号化ステ
ップの処理で得られた上記量子化された交流成分DCT係
数を、量 子化ステップにて8ビットの画像信号に逆量子
化する逆量子化処理ステップとを含むことを特徴とする
動画像復号化方法。 - 【請求項2】 画像精度が8ビットの動画像を画像内符
号化処理して得られたDCT係数、又は上記動画像を画像
間予測符号化処理した後DCT変換して得られたDCT変換係
数を量子化処理し、可変長符号に変換して圧縮伝送され
た動画像信号を復号する動画像復号化装置において、 上記圧縮伝送された動画像信号を、上記画像内符号化処
理して得られたDCT変 換係数の可変長符号と、上記画像
間予測符号化処理した後DCT変換して得られたDCT係数の
可変長符号とに分離する分離手段と、 画像間予測符号化処理して得られたDCT係数の上記可変
長符号を可変長復号化し、量子化ステップにて8ビット
の画像信号に逆量子化する画像間予測符号復号化手段
と、 画像内符号復号化手段と を備え、 上記画像内符号復号化手段は、 画像内符号化処理して得られたDCT係数の上記可変長符
号を、量子化されたDCT係数の直流成分DCT係数と交流成
分DCT係数とに可変長復号化する可変長復号化手段と、 上記可変長復号化手段により可変長復号化された上記量
子化された直流成分DCT係数の符号化精度を表す2ビッ
トの識別信号を発生する発生手段と、 上記量子化された直流成分DCT係数を、上記2ビットの
識別信号に応じて、 8ビットから11ビットの範囲で、適応的に逆量子化す
るとともに、上記可変長復号化手段で得られた上記量子
化された交流成分DCT係数を、量子化ステップにて8ビ
ット信号の画像信号に逆量子化する逆量子化処理手段と
を備えることを特徴とする動画像復号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001278414A JP3348356B2 (ja) | 1992-09-28 | 2001-09-13 | 動画像復号化方法および装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-258200 | 1992-09-28 | ||
JP25820092 | 1992-09-28 | ||
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2001
- 2001-09-13 JP JP2001278414A patent/JP3348356B2/ja not_active Expired - Lifetime
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