JP3384738B2 - 動画像復号化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画像復号化装
置に関し、特にＭＰＥＧ方式で圧縮符号化された信号を
復号化して、原画像の解像度より低い解像度の再生画像
を得るのに適した動画像復号化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、デジタルＴＶなどの分野にお
いて画像データを圧縮符号化するための画像符号化方式
として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group)方式
が知られている。

【０００３】ＭＰＥＧ方式の代表的なものに、ＭＰＥＧ
１とＭＰＥＧ２とがある。ＭＰＥＧ１では、順次走査
（ノンインターレース）の画像のみ扱われていたが、Ｍ
ＰＥＧ２では、順次走査の画像だけでなく、飛び越し走
査（インターレース走査）の画像も扱われるようになっ
た。

【０００４】これらのＭＰＥＧの符号化には、動き補償
予測（時間的圧縮）、ＤＣＴ（空間的圧縮）及びエント
ロピー符号化（可変長符号化）が採用されている。ＭＰ
ＥＧの符号化では、まず、マクロブロックごとに、時間
軸方向の予測符号化（ＭＰＥＧ１ではフレーム予測符号
化が、ＭＰＥＧ２ではフレーム予測符号化またはフィー
ルド予測符号化）が行われる。

【０００５】マクロブロックは、４：２：０フォーマッ
トの場合、１６（水平方向画素数）×１６（垂直方向画
素数）の大きさのＹ信号（輝度信号）と、８（水平方向
画素数）×８（垂直方向画素数）の大きさのＣｂ信号
（色差信号）と、８（水平方向画素数）×８（垂直方向
画素数）の大きさのＣｒ信号（色差信号）とからなる。

【０００６】ここでは、説明の便宜上、Ｙ信号について
のみ説明する。予測符号化方式に対応してＩピクチャ、
Ｐピクチャ、Ｂピクチャの３種類の画像タイプが存在す
る。以下においては、フレーム予測符号化を例にとって
説明する。

【０００７】（１）Ｉピクチャ：フレーム内の情報のみ
から符号化された画面で、フレーム間予測を行わずに生
成される画面であり、Ｉピクチャ内の全てのマクロブロ
ック・タイプは、フレーム内情報のみで符号化するフレ
ーム内予測符号化である。

【０００８】（２）Ｐピクチャ：ＩまたはＰピクチャか
らの予測を行うことによってできる画面であり、一般的
に、Ｐピクチャ内のマクロブロック・タイプは、フレー
ム内情報のみで符号化するフレーム内符号化と、過去の
再生画像から予測する順方向フレーム間予測符号化との
両方を含んでいる。

【０００９】（３）Ｂピクチャ：双方向予測によってで
きる画面で、一般的に、以下のマクロブロック・タイプ
を含んでいる。 ａ．フレーム内情報のみで符号化するフレーム内予測符
号化 ｂ．過去の再生画像から予測する順方向フレーム間予測
符号化 ｃ．未来から予測する逆方向フレーム間予測符号化 ｄ．前後両方の予測による内挿的フレーム間予測符号化 ここで、内挿的フレーム間予測とは、順方向予測と逆方
向予測の２つの予測を対応画素間で平均することをい
う。

【００１０】ＭＰＥＧ符号器では、原画像の画像データ
は、１６（水平方向画素数）×１６（垂直方向画素数）
の大きさのマクロブロック単位に分割される。マクロブ
ロック・タイプがフレーム内予測符号化以外のマクロブ
ロックに対しては、マクロブロック・タイプに応じたフ
レーム間予測が行われ、予測誤差データが生成される。

【００１１】マクロブロック単位毎の画像データ（マク
ロブロック・タイプがフレーム内予測符号化である場
合）または予測誤差データ（マクロブロック・タイプが
フレーム間予測符号化である場合）は、８×８の大きさ
の４つのサブブロックに分割され、各サブブロックの画
像データに直交変換の１種である２次元離散コサイン変
換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform ）が数式１に
基づいて行われる。つまり、図８に示すように、８×８
の大きさのブロック内の各データｆ（ｉ，ｊ）に基づい
て、ｕｖ空間（ｕ：水平周波数，ｖ：垂直周波数）にお
ける各ＤＣＴ（直交変換）係数Ｆ（ｕ，ｖ）が得られ
る。

【００１２】

【数１】

【００１３】ＭＰＥＧ１では、ＤＣＴには、フレームＤ
ＣＴモードのみであるが、ＭＰＥＧ２のフレーム構造で
は、マクロブロック単位でフレームＤＣＴモードとフィ
ールドＤＣＴモードに切り換えることができる。ただ
し、ＭＰＥＧ２のフィールド構造では、フィールドＤＣ
Ｔモードのみである。

【００１４】フレームＤＣＴモードでは、１６×１６の
マクロブロックが、４分割され左上の８×８のブロッ
ク、右上の８列８行のブロック、左下の８×８のブロッ
ク、右下の８×８のブロック毎にＤＣＴが行われる。

【００１５】一方、フィールドＤＣＴモードでは、１６
×１６のマクロブロックの左半分の８（水平方向画素
数）×１６（垂直方向画素数）のブロック内の奇数ライ
ンのみからなる８×８のデータ群、左半分の８×１６の
ブロック内の偶数ラインのみからなる８×８のデータ
群、右半分の８（水平方向画素数）×１６（垂直方向画
素数）のブロック内の奇数ラインのみからなる８×８の
データ群および右半分の８×１６のブロック内の偶数ラ
インのみからなる８×８のデータ群の各データ群毎にＤ
ＣＴが行われる。

【００１６】上記のようにして得られたＤＣＴ係数に対
して量子化が施され、量子化されたＤＣＴ係数が生成さ
れる。量子化されたＤＣＴ係数は、ジグザグスキャンま
たはオルタネートスキャンされて１次元に並べられ、可
変長符号器によって符号化される。ＭＰＥＧ符号器から
は、可変長符号器によって得られた変換係数の可変長符
号とともに、マクロブロック・タイプを示す情報を含む
制御情報および動きベクトルの可変長符号が出力され
る。

【００１７】図７は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロ
ック図である。

【００１８】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１０１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御
信号はＣＰＵ１１０に送られる。動きベクトルの可変長
符号は、可変長復号化器１０９に送られて復号化され
る。可変長復号化器１０９によって得られた動きベクト
ルは、第１参照画像用メモリ１０６および第２参照画像
用メモリ１０７に、参照画像の切り出し位置を制御する
ための制御信号として送られる。

【００１９】可変長復号化器１０１は、変換係数の可変
長符号を復号化する。逆量子化器１０２は、可変長復号
化器１０１から得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ
係数）を逆量子化してＤＣＴ係数に変換する。

【００２０】逆ＤＣＴ回路１０３は、逆量子化器１０２
で生成されたＤＣＴ係数列を８×８のサブブロック単位
のＤＣＴ係数に戻すとともに、数式２に示す逆変換式に
基づいて８×８の逆ＤＣＴを行う。つまり、図８に示す
ように、８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）に基づいて、
８×８のサブブロック単位のデータｆ（ｉ，ｊ）が得ら
れる。また、４つのサブブロック単位のデータｆ（ｉ，
ｊ）に基づいて１つのマクロブロック単位の再生画像デ
ータまたは予測誤差データを生成する。

【００２１】

【数２】

【００２２】逆ＤＣＴ回路１０３によって生成されたマ
クロブロック単位の予測誤差データには、そのマクロブ
ロック・タイプに応じた参照画像データが加算器１０４
によって加算されて、再生画像データが生成される。参
照画像データは、スイッチ１１２を介して加算器１０４
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路１０３から出力され
たデータがフレーム内予測符号に対する再生画像データ
である場合には、参照画像データは加算されない。

【００２３】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の画像データが、Ｂ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１１３に送られる。

【００２４】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の再生画像データ
が、ＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像デー
タである場合には、その再生画像データはスイッチ１１
１を介して第１参照画像用メモリ１０６または第２参照
画像用メモリ１０７に格納される。スイッチ１１１は、
ＣＰＵ１１０によって制御される。

【００２５】平均化部１０８は、メモリ１０６、１０７
から読出された再生画像データを平均して、内挿的フレ
ーム間予測符号化に用いられる参照画像データを生成す
る。

【００２６】スイッチ１１２は、ＣＰＵ１１０によって
次のように制御される。逆ＤＣＴ回路１０３から出力さ
れたデータがフレーム内予測符号に対する再生画像デー
タである場合には、スイッチ１１２の共通端子が接地端
子に切り換えられる。

【００２７】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が順方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測
誤差データである場合には、スイッチ１１２の共通端子
が第１参照画像用メモリ１０６の出力が送られる端子ま
たは第２参照画像用メモリ１０７の出力が送られる端子
のいずれか一方を選択するように切り換えられる。な
お、参照画像用メモリ１０６、１０７から参照画像が読
み出される場合には、可変長復号化器１０９からの動き
ベクトルに基づいて、参照画像の切り出し位置が制御さ
れる。

【００２８】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が内挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合には、スイッチ１１２の共通端子が平均化部１
０８の出力が送られる端子を選択するように切り換えら
れる。

【００２９】スイッチ１１３は、加算器１０４から送ら
れてくるＢピクチャに対する再生画像データ、参照画像
用メモリ１０６に格納されたＩピクチャまたはＰピクチ
ャに対する再生画像データ、参照画像用メモリ１０７に
格納されたＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画
像データが原画像の順序と同じ順番で出力されるように
ＣＰＵ１１０によって制御される。復号器から出力され
た画像データはモニタ装置に与えられ、モニタ装置の表
示画面に原画像が表示される。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、原画像の解
像度より低い解像度の再生画像を得る場合に、ＤＣＴ係
数のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴを行って得た画
像に基づいて第１の再生画像を生成し、当該第１の再生
画像に対して水平方向間引きおよび垂直方向間引きのう
ち、少なくとも垂直方向間引きを行って、原画像に対し
て解像度の低い第２の再生画像を生成することが考えら
れる。

【００３１】このような場合において、垂直方向の間引
き率がｍ／８で、ｍが２，４，６というように偶数であ
る場合には、第１の再生画像を８×８のブロック単位で
垂直方向間引きを行っても、間引き後の第２再生画像に
おける奇数フィールドの水平ラインと偶数フィールドの
水平ラインを、ｍ／２ずつ均等にすることができる。

【００３２】しかしながら、垂直方向の間引き率がｍ／
８で、ｍが１，３，５，７というように奇数である場合
には、第１の再生画像を８×８のブロック単位で垂直方
向間引きを行うと、間引き後の第２再生画像における奇
数フィールドの水平ラインと偶数フィールドの水平ライ
ンとの数を均等にすることはできない。例えば、垂直方
向の間引き率が３／８である場合には、間引き後の第２
再生画像における奇数フィールドの水平ライン数を２と
すると、間引き後の第２再生画像における偶数フィール
ドの水平ライン数は１となり、再生画像の画質が劣化す
るという問題がある。

【００３３】この発明は、ＤＣＴ係数のうちの一部のみ
を使用して８×８のブロック単位で逆ＤＣＴを行って得
た画像に基づいて第１の再生画像を生成し、当該第１の
再生画像に対して水平方向間引きおよび垂直方向間引き
のうち、少なくとも垂直方向間引きを行って、原画像に
対して解像度の低い第２の再生画像を生成する動画像復
号化方法において、垂直方向の間引き率がｍ／８で、ｍ
が奇数である場合に、再生画像の画質の向上化が図れる
動画像復号化方法を提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】この発明による動画像復
号化方法は、ＭＰＥＧ方式によって圧縮符号化された信
号を復号化する動画像復号化方法であって、ＤＣＴ係数
のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴを行って得た画像
に基づいて第１の再生画像を生成し、当該第１の再生画
像に対して水平方向間引きおよび垂直方向間引きのう
ち、少なくとも垂直方向間引きを行って、原画像に対し
て解像度の低い第２の再生画像を生成する動画像復号化
方法において、原画像がインターレース画像であり、垂
直方向の間引き率がｍ／８でかつｍが奇数である場合に
は、輝度信号に対しては、逆ＤＣＴを行って得た画像に
基づいて垂直方向画素数が１６のマクロブロック単位の
第１の再生画像を生成し、マクロブック単位の第１の再
生画像に対して、１６本の水平ラインが間引き後の第２
の再生画像において２ｍ本の水平ラインに変換されるよ
うに、かつ間引き後の第２の再生画像において奇数フィ
ールドの水平ライン数と偶数フィールドの水平ライン数
とが同じになるように、垂直方向間引きを行うことを特
徴とする。

【００３５】第１の再生画像は、ＤＣＴ係数の一部を除
去した後に逆ＤＣＴを行って得た画像に基づいて生成し
てもよいし、ＤＣＴ係数の一部を０に置換した後に逆Ｄ
ＣＴを行って得た画像に基づいて生成してもよい。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して、こ
の発明をＭＰＥＧ復号器に適用した場合の実施の形態に
ついて説明する。

【００３７】図１は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示してい
る。

【００３８】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御信号
はＣＰＵ３０に送られる。動きベクトルの可変長符号
は、可変長復号化器２１に送られて復号化される。可変
長復号化器２１によって得られた動きベクトルは、ベク
トル値変換回路２２に送られる。

【００３９】ベクトル値変換回路２２は、動きベクトル
の水平方向の大きさが１／２になるように、かつ動きベ
クトルの垂直方向の大きさが３／８になるように動きベ
クトルを変換して出力する。ベクトル値変換回路２２の
出力は、第１参照画像用メモリ１１および第２参照画像
用メモリ１２に、参照画像の切り出し位置を制御するた
めの制御信号として送られる。

【００４０】ベクトル値変換回路２２で、動きベクトル
の水平方向の大きさが１／２になるように、かつ動きベ
クトルの垂直方向の大きさが３／８になるように動きベ
クトルが変換されているのは次のような理由による。

【００４１】後述するように、逆ＤＣＴ回路４で４×８
の逆ＤＣＴが行われることにより、逆ＤＣＴ回路４また
は加算器５によって、原画像に対して水平方向が１／２
に圧縮された第１の再生画像が得られる。また、逆ＤＣ
Ｔ回路４または加算器５によって得られた第１の再生画
像に対して、間引き回路７、８によって間引き率３／８
の垂直方向間引きが行われることにより、原画像に対し
て水平方向が１／２に圧縮され、垂直方向が３／８に圧
縮された第２の再生画像が生成される。このようにして
生成された第２の再生画像が、第１参照画像用メモリ１
１および第２参照画像用メモリ１２に格納されるからで
ある。

【００４２】可変長復号化器１は、変換係数の可変長符
号を復号化する。逆量子化器２は、可変長復号化器１か
ら得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ係数）を逆量
子化してＤＣＴ係数に変換する。水平高域係数除去回路
（係数削減回路）３は、図２（ａ）に示すように、逆量
子化器２で生成されたＤＣＴ係数列を８（水平方向画素
数）×８（垂直方向画素数）のサブブロック単位に対応
する８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝
０，１，…７、ｖ＝０，１，…７）に戻すとともに、各
サブブロックの水平周波数の高域部分のＤＣＴ係数を除
去して、図２（ｂ）に示すように４（水平周波数方向
ｕ）×８（垂直周波数方向ｖ）の数のＤＣＴ係数Ｆ
（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝０，１，…３、ｖ＝０，１，
…７）に変換する。

【００４３】逆ＤＣＴ回路４は、水平高域係数除去回路
３で生成された４×８の数のＤＣＴ係数に、数式３で示
すような４×８の逆ＤＣＴを施して、図２（ｃ）に示す
ような元のサブブロック単位のデータが水平方向に１／
２に圧縮された４（水平方向画素数）×８（垂直方向画
素数）のデータ数からなるデータｆ（ｉ，ｊ）（ただ
し、ｉ＝０，１，…３、ｊ＝０，１，…７）を生成す
る。

【００４４】

【数３】

【００４５】逆ＤＣＴ回路４は、逆ＤＣＴが行われた係
数がＣ信号である場合には、逆ＤＣＴによって得られた
４（水平画素数）×８（垂直画素数）のマクロブロック
単位の再生画像データまたは予測誤差データをそのまま
出力する。

【００４６】一方、逆ＤＣＴ回路４は、逆ＤＣＴが行わ
れた係数がＹ信号である場合には、逆ＤＣＴによって得
られた１つのマクロブロックを構成する４つのサブブロ
ック単位に対応する画像データに基づいて８（水平画素
数）×１６（垂直画素数）の１つのマクロブロック単位
の再生画像データまたは予測誤差データを生成して出力
する。

【００４７】逆ＤＣＴ回路４によって生成されたマクロ
ブロック単位の予測誤差データには、そのマクロブロッ
ク・タイプに応じた参照画像データが加算器５によって
加算され、再生画像データが生成される。参照画像デー
タは、スイッチ２０を介して加算器５に送られる。ただ
し、逆ＤＣＴ回路４から出力された画像データがフレー
ム内予測符号に対する再生画像データである場合には、
参照画像データは加算されない。

【００４８】逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得
られたＹ信号に対する８×１６のマクロブロック単位の
第１の再生画像データは、スイッチ６を介してＹ用間引
回路７に送られる。Ｙ用間引回路７は、送られてきたＹ
信号に対する第１再生画像データを、マクロブロック単
位で垂直方向に３／８に間引くことにより、第１再生画
像データの垂直方向が３／８に圧縮された８（水平画素
数）×６（垂直画素数）のマクロブロック単位の第２の
再生画像データを生成する。したがって、Ｙ用間引回路
７によって得られるマクロブロック単位の画像データ量
は、原画像のマクロブロック単位の画像データ量の３／
１６となる。

【００４９】逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得
られたＣ信号に対する４×８のマクロブロック単位の第
１の再生画像データは、スイッチ６を介してＣ用間引回
路８に送られる。Ｃ用間引回路８は、送られてきたＣ信
号に対する第１再生画像データを、マクロブロック単位
で垂直方向に３／８に間引くことにより、第１再生画像
データの垂直方向が３／８に圧縮された４×３のマクロ
ブロック単位の第２の再生画像データを生成する。した
がって、Ｃ用間引回路８によって得られるマクロブロッ
ク単位の画像データ量は、原画像のマクロブロック単位
の画像データ量の３／１６となる。

【００５０】なお、Ｙ用間引回路７による垂直方向間引
きの詳細およびＣ用間引回路８による垂直方向間引きの
詳細は後述する。

【００５１】Ｙ用間引回路７またはＣ用間引回路８によ
って得られたマクロブロック単位の第２の再生画像デー
タが、Ｂピクチャに対する再生画像データである場合に
は、その再生画像データはスイッチ９に送られる。

【００５２】Ｙ用間引回路７またはＣ用間引回路８によ
って得られたマクロブロック単位の第２の再生画像デー
タが、ＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像デ
ータである場合には、その再生画像データはスイッチ１
０を介して第１参照画像用メモリ１１または第２参照画
像用メモリ１２に格納される。スイッチ１０は、ＣＰＵ
３０によって制御される。

【００５３】参照画像としてＹ信号に対する画像が第１
参照画像用メモリ１１から読み出された場合には、読み
出されたＹ信号に対する画像はスイッチ１３を介して第
１のＹ用内挿回路１４に送られる。第１のＹ用内挿回路
１４は、第１参照画像用メモリ１１から読み出されたＹ
信号に対する８×６のマクロブロック単位の参照画像デ
ータに対して、垂直方向の内挿を行って、つまりＹ用間
引回路７によって間引かれた水平ラインを補間して、８
×１６のマクロブロック単位の参照画像データを生成す
る。

【００５４】参照画像としてＹ信号に対する画像が第２
参照画像用メモリ１２から読み出された場合には、読み
出されたＹ信号に対する画像はスイッチ１６を介して第
２のＹ用内挿回路１７に送られる。第２のＹ用内挿回路
１７は、第２参照画像用メモリ１２から読み出されたＹ
信号に対する８×６のマクロブロック単位の参照画像デ
ータに対して、垂直方向の内挿を行って、つまりＹ用間
引回路７によって間引かれた水平ラインを補間して、８
×１６のマクロブロック単位の参照画像データを生成す
る。

【００５５】参照画像としてＣ信号に対する画像が第１
参照画像用メモリ１１から読み出された場合には、読み
出されたＣ信号に対する画像はスイッチ１３を介して第
１のＣ用内挿回路１５に送られる。第１のＣ用内挿回路
１５は、第１参照画像用メモリ１１から読み出されたＣ
信号に対する４×３のマクロブロック単位の参照画像デ
ータに対して、垂直方向の内挿を行って、つまりＣ用間
引回路８によって間引かれた水平ラインを補間して、４
×８のマクロブロック単位の参照画像データを生成す
る。

【００５６】参照画像としてＣ信号に対する画像が第２
参照画像用メモリ１２から読み出された場合には、読み
出されたＣ信号に対する画像はスイッチ１６を介して第
２のＣ用内挿回路１８に送られる。第２のＣ用内挿回路
１８は、第２参照画像用メモリ１２から読み出されたＣ
信号に対する４×３のマクロブロック単位の参照画像デ
ータに対して、垂直方向の内挿を行って、つまりＣ用間
引回路８によって間引かれた水平ラインを補間して、４
×８のマクロブロック単位の参照画像データを生成す
る。スイッチ１３、１６はＣＰＵ３０によって制御され
る。

【００５７】Ｙ用内挿回路１４、１７によって行われる
内挿処理の詳細、Ｃ用内挿回路１５、１８によって行わ
れる内挿処理の詳細は、後述する。

【００５８】平均化部１９は、第１のＹ用内挿回路１４
および第２のＹ用内挿回路１７から得られた画像データ
または第１のＣ用内挿回路１５および第２のＣ用内挿回
路１８から得られた画像データを平均して、内挿的フレ
ーム間予測符号化に用いられるマクロブロック単位の参
照画像データを生成する。

【００５９】スイッチ２０は、ＣＰＵ３０によって次の
ように制御される。逆ＤＣＴ回路４から出力されたデー
タがフレーム内予測符号化に対する再生画像データであ
る場合には、スイッチ２０の共通端子が接地端子に切り
換えられる。

【００６０】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが順
方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測誤差
データである場合には、スイッチ２０の共通端子が第１
のＹ用内挿回路１４若しくは第１のＣ用内挿回路１５か
らの参照画像データが送られる端子、または第２のＹ用
内挿回路１５若しくは第２のＣ用内挿回路１８からの参
照画像データが送られる端子のいずれか一方を選択する
ように切り換えられる。

【００６１】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが内
挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合には、スイッチ２０の共通端子が平均化部１９の出
力が送られる端子を選択するように切り換えられる。

【００６２】なお、参照画像用メモリ１１、１２から参
照画像が読み出される場合には、ベクトル値変換回路２
２からの動きベクトルに基づいて、その切り出し位置が
制御される。

【００６３】スイッチ９は、Ｙ用間引回路７またはＣ用
間引回路８からスイッチ９に送られてきたＢピクチャに
対する再生画像データ、参照画像用メモリ１１に格納さ
れたＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像デー
タ、参照画像用メモリ１２に格納されたＩピクチャまた
はＰピクチャに対する再生画像データが原画像の順序と
同じ順番で出力されるようにＣＰＵ３０によって制御さ
れる。スイッチ９から出力された画像データは、フォー
マット変換回路２３によってモニタ装置の水平および垂
直走査線数に対応するようにフォーマット変換された
後、モニタ装置に送られる。

【００６４】図３は、Ｙ信号に対する第１の再生画像デ
ータを、８×１６のマクロブロック単位毎に、Ｙ用間引
き回路７によって垂直方向に間引き率３／８で間引いて
８×６のマクロブロック単位の第２の再生画像データを
生成する方法および第２の再生画像データをＹ用内挿回
路１４（１７）によって内挿して８×１６のマクロブロ
ック単位の画像データを生成する方法を示している。

【００６５】図３（ａ）は、Ｙ信号に対する第１の再生
画像データを示している。ＭＢ_j-1、ＭＢ_j 、ＭＢ_j+1
は、マクロブロックを示している。図３（ｂ）は、Ｙ信
号に対する第１の再生画像データに対して垂直方向に間
引き率３／８で間引処理が行われた後の第２の再生画像
データを示している。図３（ｃ）は、Ｙ信号に対する第
２の再生画像データに対して内挿処理が行われた後の画
像データを示している。図３では、奇数フィールドにお
ける水平ラインは実線で表されており、偶数フィールド
における水平ラインは破線で表されている。

【００６６】マクロブロックＭＢ_j 内の第１の再生画像
データを垂直方向に３／８に間引く場合について説明す
る。マクロブロックＭＢ_j 内の１６本の水平ラインＡ１
〜Ａ１６は、６本の水平ラインＢ１〜Ｂ６に変換され
る。マクロブロックＭＢ_j 内の各水平ラインＡ１〜Ａ１
６上の各画素位置ｉに対する画素値をＡ１（ｉ）〜Ａ１
６（ｉ）で表し、間引き後の６本の各水平ラインＢ１〜
Ｂ６上の各画素値をＢ１（ｉ）〜Ｂ６（ｉ）とすると、
間引き後の６本の各水平ラインＢ１〜Ｂ６上の各画素値
Ｂ１（ｉ）〜Ｂ６（ｉ）は次の数式４で表される。

【００６７】

【数４】

【００６８】次に、第２の再生画像データに対する内挿
処理について説明する。マクロブロックＭＢ_j に対応す
る内挿処理後のデータを構成する１６本の水平ラインＣ
１〜Ｃ１６の画素値Ｃ１（ｉ）〜Ｃ１６（ｉ）は、次の
数式５で表される。

【００６９】

【数５】

【００７０】図４は、Ｃ信号に対する第１の再生画像デ
ータを、４×８のマクロブロック単位毎に、Ｃ用間引き
回路８によって垂直方向に間引き率３／８で間引いて４
×３のマクロブロック単位の第２の再生画像データを生
成する方法および第２の再生画像データをＣ用内挿回路
１５（１８）によって内挿して４×８のマクロブロック
単位の画像データを生成する方法を示している。

【００７１】図４（ａ）は、Ｃ信号に対する第１の再生
画像データを示している。ＭＢ_j は、マクロブロックを
示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示されている
マクロブロックＭＢ_j がそれを含む１画面の上から奇数
番目のマクロブロックである場合の間引処理後の第２の
再生画像データを示している。

【００７２】図４（ｃ）は、図４（ａ）に示されている
マクロブロックＭＢ_j がそれを含む１画面の上から偶数
番目のマクロブロックである場合の間引処理後の第２の
再生画像データを示している。図４（ｄ）は、図４
（ｂ）に示されている第２の再生画像データに対して内
挿処理が行われた後の画像データを示している。

【００７３】図４（ａ）に示されているマクロブロック
ＭＢ_j がそれを含む１画面の上から奇数番目のマクロブ
ロックである場合の間引処理について説明する。マクロ
ブロックＭＢ_j 内の各水平ラインＡ１〜Ａ８上の各画素
ｉに対する画素値をＡ１（ｉ）〜Ａ８（ｉ）で表し、間
引き後の３本の水平ラインＢ１〜Ｂ３上の各画素値をＢ
１（ｉ）〜Ｂ３（ｉ）とすると、間引き後の３本の各水
平ラインＢ１〜Ｂ６上の各画素値Ｂ１（ｉ）〜Ｂ３
（ｉ）は次の数式６で表される。

【００７４】

【数６】

【００７５】図４（ａ）に示されているマクロブロック
ＭＢ_j がそれを含む１画面の上から偶数番目のマクロブ
ロックである場合の間引処理について説明する。間引き
後の３本の水平ラインＣ１〜Ｃ３の各画素値Ｃ１（ｉ）
〜Ｃ３（ｉ）は、次の数式７で表される。

【００７６】

【数７】

【００７７】図４（ｂ）に示されている第２の再生画像
データに対する内挿処理後のデータを構成する８本の水
平ラインＤ１〜Ｄ８の画素値Ｄ１（ｉ）〜Ｄ８（ｉ）
は、次の数式８で表される。

【００７８】

【数８】

【００７９】図４（ｃ）に示されている第２の再生画像
データに対する内挿処理についても、図４（ｂ）に示さ
れている第２の再生画像データに対する内挿処理と考え
方は同じであるので、その説明を省略する。

【００８０】上記実施の形態では、間引き回路７、８の
間引き率（垂直方向間引き率）が３／８の場合について
説明したが、間引き率が１／８、５／８、７／８の場合
にもこの発明を適用することができる。間引き率が５／
８である場合の垂直方向間引きおよび内挿処理について
説明しておく。

【００８１】図５は、Ｙ信号に対する第１の再生画像デ
ータを、８×１６のマクロブロック単位毎に、Ｙ用間引
き回路７によって垂直方向に間引き率５／８で間引いて
８×１０のマクロブロック単位の第２の再生画像データ
を生成する方法および第２の再生画像データをＹ用内挿
回路１４（１７）によって内挿して８×１６のマクロブ
ロック単位の画像データを生成する方法を示している。

【００８２】図５（ａ）は、Ｙ信号に対する第１の再生
画像データを示している。図５（ｂ）は、Ｙ信号に対す
る第１の再生画像データに対して垂直方向に間引き率５
／８で間引処理が行われた後の第２の再生画像データを
示している。図５（ｃ）は、Ｙ信号に対する第２の再生
画像データに対して内挿処理が行われた後の画像データ
を示している。

【００８３】マクロブロックＭＢ_j 内の第１の再生画像
データを垂直方向に５／８に間引く場合について説明す
る。マクロブロックＭＢ_j 内の１６本の水平ラインＡ１
〜Ａ１６は、１０本の水平ラインＢ１〜Ｂ１０に変換さ
れる。間引き後の１０本の各水平ラインＢ１〜Ｂ１０上
の各画素値Ｂ１（ｉ）〜Ｂ６（ｉ）は次の数式９で表さ
れる。

【００８４】

【数９】

【００８５】次に、第２の再生画像データに対する内挿
処理について説明する。マクロブロックＭＢ_j に対応す
る内挿処理後のデータを構成する１６本の水平ラインＣ
１〜Ｃ１６の画素値Ｃ１（ｉ）〜Ｃ１６（ｉ）は、次の
数式１０で表される。

【００８６】

【数１０】

【００８７】図６は、Ｃ信号に対する第１の再生画像デ
ータを、４×８のマクロブロック単位毎に、Ｃ用間引き
回路８によって垂直方向に間引き率５／８で間引いて４
×５のマクロブロック単位の第２の再生画像データを生
成する方法および第２の再生画像データをＣ用内挿回路
１５（１８）によって内挿して４×８のマクロブロック
単位の画像データを生成する方法を示している。

【００８８】図６（ａ）は、Ｃ信号に対する第１の再生
画像データを示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）に
示されているマクロブロックＭＢ_j がそれを含む１画面
の上から奇数番目のマクロブロックである場合の間引処
理後の第２の再生画像データを示している。

【００８９】図６（ｃ）は、図６（ａ）に示されている
マクロブロックＭＢ_j がそれを含む１画面の上から偶数
番目のマクロブロックである場合の間引処理後の第２の
再生画像データを示している。図６（ｄ）は、図６
（ｂ）に示されている第２の再生画像データに対して内
挿処理が行われた後の画像データを示している。

【００９０】図６（ａ）に示されているマクロブロック
ＭＢ_j がそれを含む１画面の上から奇数番目のマクロブ
ロックである場合の間引処理について説明する。間引き
後の５本の水平ラインＢ１〜Ｂ５上の各画素値Ｂ１
（ｉ）〜Ｂ５（ｉ）は次の数式１１で表される。

【００９１】

【数１１】

【００９２】図６（ａ）に示されているマクロブロック
ＭＢ_j がそれを含む１画面の上から偶数番目のマクロブ
ロックである場合の間引処理について説明する。間引き
後の５本の水平ラインＣ１〜Ｃ５の各画素値Ｃ１（ｉ）
〜Ｃ５（ｉ）は、次の数式１２で表される。

【００９３】

【数１２】

【００９４】図６（ｂ）に示されている第２の再生画像
データに対する内挿処理後のデータを構成する８本の水
平ラインＤ１〜Ｄ８の画素値Ｄ１（ｉ）〜Ｄ８（ｉ）
は、次の数式１３で表される。

【００９５】

【数１３】

【００９６】図６（ｃ）に示されている第２の再生画像
データに対する内挿処理についても、図６（ｂ）に示さ
れている第２の再生画像データに対する内挿処理と考え
方は同じであるので、その説明を省略する。

【００９７】上記の実施の形態では、ＤＣＴ係数の一部
を除去した後に逆ＤＣＴを行って得た画像に基づいて第
１の再生画像を生成しているが、ＤＣＴ係数の一部を０
に置換した後に逆ＤＣＴを行って得た画像に基づいて第
１の再生画像を生成するようにしてもよい。

【００９８】

【発明の効果】この発明によれば、ＤＣＴ係数のうちの
一部のみを使用して８×８のブロック単位で逆ＤＣＴを
行って得た画像に基づいて第１の再生画像を生成し、当
該第１の再生画像に対して水平方向間引きおよび垂直方
向間引きのうち、少なくとも垂直方向間引きを行って、
原画像に対して解像度の低い第２の再生画像を生成する
動画像復号化方法において、垂直方向の間引き率がｍ／
８で、ｍが奇数である場合に、再生画像の画質の向上化
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】水平高域係数除去回路によって水平空間周波数
の高域部分が除去された後のＤＣＴ係数を示すととも
に、逆ＤＣＴ回路によって逆変換された後のデータを示
す模式図である。

【図３】Ｙ信号に対する第１の再生画像データを垂直方
向に間引き率３／８で間引いて８×６のマクロブロック
単位の第２の再生画像データを生成する方法および第２
の再生画像データを内挿して８×１６のマクロブロック
単位の画像データを生成する方法を説明するための模式
図である。

【図４】Ｃ信号に対する第１の再生画像データを垂直方
向に間引き率３／８で間引いて４×３のマクロブロック
単位の第２の再生画像データを生成する方法および第２
の再生画像データを内挿して４×８のマクロブロック単
位の画像データを生成する方法を説明するための模式図
である。

【図５】Ｙ信号に対する第１の再生画像データを垂直方
向に間引き率５／８で間引いて８×１０のマクロブロッ
ク単位の第２の再生画像データを生成する方法および第
２の再生画像データを内挿して８×１６のマクロブロッ
ク単位の画像データを生成する方法を説明するための模
式図である。

【図６】Ｃ信号に対する第１の再生画像データを垂直方
向に間引き率５／８で間引いて４×５のマクロブロック
単位の第２の再生画像データを生成する方法および第２
の再生画像データを内挿して４×８のマクロブロック単
位の画像データを生成する方法を説明するための模式図
である。

【図７】従来のＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロック図
である。

【図８】ＭＰＥＧ符号器で行われるＤＣＴおよび従来の
ＭＰＥＧ復号器で行われる逆ＤＣＴを説明するための模
式図である。

【符号の説明】

１ 可変長復号化器 ２ 逆量子化器 ３ 水平高域係数除去回路 ４ 逆ＤＣＴ回路 ５ 加算器 ７ Ｙ用間引き回路 ８ Ｃ用間引き回路 １１ 第１参照画像用メモリ １２ 第２参照画像用メモリ １４ 第１のＹ用内挿回路 １５ 第１のＣ用内挿回路 １７ 第２のＹ用内挿回路 １８ 第２のＣ用内挿回路 １９ 平均化部 ２１ 可変長復号化器 ２２ ベクトル値変換回路 ６、９、１０、１３、１６、２０ スイッチ ２３ フォーマット変換回路 ３０ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 信一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−247673（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−304657（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−252469（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−209463（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭＰＥＧ方式によって圧縮符号化された
   信号を復号化する動画像復号化方法であって、ＤＣＴ係
   数のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴを行って得た画
   像に基づいて第１の再生画像を生成し、当該第１の再生
   画像に対して水平方向間引きおよび垂直方向間引きのう
   ち、少なくとも垂直方向間引きを行って、原画像に対し
   て解像度の低い第２の再生画像を生成する動画像復号化
   方法において、 原画像がインターレース画像であり、垂直方向の間引き
   率がｍ／８でかつｍが奇数である場合には、輝度信号に
   対しては、逆ＤＣＴを行って得た画像に基づいて垂直方
   向画素数が１６のマクロブロック単位の第１の再生画像
   を生成し、マクロブック単位の第１の再生画像に対し
   て、１６本の水平ラインが間引き後の第２の再生画像に
   おいて２ｍ本の水平ラインに変換されるように、かつ間
   引き後の第２の再生画像において奇数フィールドの水平
   ライン数と偶数フィールドの水平ライン数とが同じにな
   るように、垂直方向間引きを行うことを特徴とする動画
   像復号化方法。
2. 【請求項２】 ＤＣＴ係数の一部を除去した後に逆ＤＣ
   Ｔを行って得た画像に基づいて第１の再生画像が生成さ
   れる請求項１に記載の動画像復号化方法。
3. 【請求項３】 ＤＣＴ係数の一部を０に置換した後に逆
   ＤＣＴを行って得た画像に基づいて第１の再生画像が生
   成される請求項１に記載の動画像復号化方法。