JP3846487B2 - 画像データ圧縮装置、エンコーダ、電子機器及び画像データ圧縮方法 - Google Patents
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Description
MPEG-4 Visual Part(勧告書ISO/IEC 14496-2:1999(E) Annex L)
まずMPEG−4のエンコード処理について簡単に説明する。またこのエンコード処理によって符号化された圧縮データを伸張するためのデコード処理についても説明する。
次に、図1(A)に示すステップS10で実施されるレートコントロールに関し、非特許文献1に記載される手法について簡単に説明する。この手法では、エンコード時の量子化パラメータを変化させる。量子化パラメータを変化させることで、図1(A)に示す量子化(ステップS3)の量子化ステップを変化させて量子化特性を変化させ、発生する符号量(データのサイズ)を制御する。
ところで本実施形態は、上述したエンコードの一連の処理をハードウェアとソフトウェアとに分担させ、この分担の最適化を図る画像データ圧縮装置を提供するものである。
従って、量子化データのデータサイズx0を1次変換(線形変換)することで符号化データのデータサイズの予測値y0として求めることができる。(1)式において、aは、符号化データ生成部40の符号化効率に対応した係数である。この係数は、符号化データ生成部40の処理の特性に対応して定められる。更に具体的には、この係数は、符号化データ生成部40において行われるハフマン符号化のためのハフマンエンコード処理の圧縮係数ということもできる。
次に、レートコントロール部50で行われる量子化パラメータQcの算出処理について具体的に説明する。
図17に、本実施形態の画像データ圧縮装置の詳細な機能ブロック図を示す。但し、図8に示す画像データ圧縮装置10と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、本実施形態の比較例との対比において、本実施形態の効果について説明する。上述のような画像データの圧縮処理についてハードウェアとソフトウェアに分担させる場合、両者の処理能力を吸収するFIFOバッファ部30が必要とされる。このような場合に、上述のレートコントロール方式を実現する比較例として、本実施形態と異なり、過去の複数フレームの符号化データのデータサイズに基づいて量子化ステップを変化させることが考えられる。
本実施形態におけるエンコードICの機能は、表示コントローラに適用できる。
32 カウントレジスタ、40 符号化データ生成部、 50 レートコントロール部、
110 ハードウェア処理部、 112 離散コサイン変換(DCT)部、
114 動き検出部、 116 逆量子化部、
118 逆離散コサイン変換(iDCT)部、 120 動き補償部、
150 ソフトウェア処理部、 152 DC/AC予測部、 154 スキャン部、
156 VLC符号化部
Claims (10)
- 画像データを圧縮するための画像データ圧縮装置であって、
フレーム単位で画像データを量子化することで増減されるゼロデータを含む量子化データを生成するための量子化部と、
前記量子化部によって量子化された複数フレーム分の量子化データがバッファリングされるFIFOバッファ部と、
前記量子化データのデータサイズを求める手段と、
前記FIFOバッファ部への書き込みと非同期で前記FIFOバッファ部から1フレーム分の量子化データを読み出し、該量子化データを符号化した符号化データを生成する符号化データ生成部と、
フレームごとに、前記量子化部の量子化ステップを変化させて符号化データのデータサイズを変化させるレートコントロール部とを含み、
前記量子化部が、
前記画像データを表すビット数を減らした量子化データを生成し、
前記量子化データのデータサイズを求める手段が、
前記量子化部が前記FIFOバッファ部に対して行った量子化データの書き込み回数又は前記FIFOバッファ部からの量子化データの読み出し回数に基づいて前記データサイズを求め、
前記レートコントロール部が、
現在のフレームの1フレーム前の量子化データのデータサイズから該1フレーム前の符号化データの予測データサイズを求め、該予測データサイズに基づいて前記量子化ステップを変化させ、
前記予測データサイズは、前記1フレーム前の量子化データのデータサイズを変数とする、前記符号化データに付加されるヘッダのサイズ分を補正する1次変換の変換値として求められ、
前記FIFOバッファ部に格納された複数フレーム分の量子化データのうち1フレーム分の量子化データが読み出される毎に、前記量子化ステップを変化させて該量子化ステップに基づき次のフレームの量子化データを生成し、該量子化データを前記FIFOバッファ部に書き込むことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 請求項1において、
前記量子化部が前記FIFOバッファ部に対して行った量子化データの書き込み回数又は前記FIFOバッファ部からの量子化データの読み出し回数に対応したカウントデータが保持されるカウントレジスタを含み、
前記レートコントロール部が、
前記カウントデータから前記予測データサイズを求め、該予測データサイズに基づいて前記量子化ステップを変化させることを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 請求項1又は2において、
量子化ステップ値を記憶する量子化テーブルを含み、
前記レートコントロール部が、
前記予測データサイズに基づいて量子化パラメータを求め、該量子化パラメータと前記量子化ステップ値との積を用いて量子化を行うことで、前記量子化ステップを変化させることを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
離散コサイン変換された前記画像データを、フレーム単位で前記量子化部に供給する離散コサイン変換部を含むことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
動画像の画像データをハードウェアにより処理するハードウェア処理部と、
前記FIFOバッファ部から読み出された量子化データをソフトウェアにより符号化処理して符号化データを生成するソフトウェア処理部とを含み、
前記ハードウェア処理部が、
前記量子化部と、前記FIFOバッファ部と、前記量子化データのデータサイズを求める手段とを含み、
前記ソフトウェア処理部が、
前記符号化データ生成部と前記レートコントロール部とを含むことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 画像データに対して圧縮処理を行うエンコーダであって、
画像データを入力するためのインタフェース処理を行う画像入力インタフェースと、
フレーム単位で前記画像データを量子化することで増減されるゼロデータを含む量子化データを生成するための量子化部と、
前記量子化部によって量子化された複数フレーム分の量子化データがバッファリングされるFIFOバッファ部と、
前記量子化データのデータサイズを求める手段と、
前記FIFOバッファ部への書き込みと非同期で、前記FIFOバッファ部に記憶された量子化データを読み出すホストとのインタフェース処理を行うホストインタフェースとを含み、
前記量子化部が、
前記画像データを表すビット数を減らした量子化データを生成し、
前記量子化データのデータサイズを求める手段が、
前記量子化部が前記FIFOバッファ部に対して行った量子化データの書き込み回数又は前記FIFOバッファ部からの量子化データの読み出し回数に基づいて前記データサイズを求め、
前記ホストが、
現在のフレームより1フレーム前の量子化データのデータサイズから該1フレーム前の符号化データの予測データサイズを求め、
前記量子化部が、
前記予測データサイズに基づいて前記ホストが変化させた量子化ステップにより量子化し、
前記予測データサイズは、前記1フレーム前の量子化データのデータサイズを変数とする、前記符号化データに付加されるヘッダのサイズ分を補正する1次変換の変換値として求められ、
前記ホストが、前記FIFOバッファ部に格納された複数フレーム分の量子化データのうち1フレーム分の量子化データを読み出す毎に前記量子化ステップを変化させ、
該量子化ステップに基づき次のフレームの量子化データが生成され、該量子化データが前記FIFOバッファ部に書き込まれることを特徴とするエンコーダ。 - 請求項6において、
前記量子化部が前記FIFOバッファ部に対して行った量子化データの書き込み回数又は前記FIFOバッファ部からの量子化データの読み出し回数に対応したカウントデータが保持されるカウントレジスタを含み、
前記ホストが、
前記カウントレジスタに保持された前記カウントデータを読み出し、
該カウントデータから前記予測データサイズを求めることを特徴とするエンコーダ。 - 請求項1乃至5のいずれか記載の画像データ圧縮装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 請求項6又は7記載のエンコーダを含むことを特徴とする電子機器。
- 画像データを圧縮するための画像データ圧縮方法であって、
フレーム単位で画像データを量子化することで増減されるゼロデータを含む量子化データであって、現在のフレームの1フレーム前の量子化データのデータサイズから該1フレーム前の符号化データの予測データサイズを求め、
前記予測データサイズに基づいて前記画像データを量子化するための量子化ステップを変化させ、
前記現在のフレームの画像データを前記量子化ステップで量子化し、前記画像データを符号化した符号化データのデータサイズを変化させ、
前記量子化ステップで量子化され前記画像データを表すビット数を減らした量子化データは、複数フレーム分の量子化データを記憶するFIFOバッファ部に格納され、
前記量子化データのデータサイズは、前記FIFOバッファ部に対して行った量子化データの書き込み回数又は前記FIFOバッファ部からの量子化データの読み出し回数に基づいて求められ、
前記予測データサイズは、前記1フレーム前の量子化データのデータサイズを変数とする、前記符号化データに付加されるヘッダのサイズ分を補正する1次変換の変換値として求められ、
前記FIFOバッファ部に格納された複数フレーム分の量子化データのうち1フレーム分の量子化データを読み出す毎に前記量子化ステップを変化させ、該量子化ステップに基づき次のフレームの量子化データを生成し、該量子化データを前記FIFOバッファ部に書き込むことを特徴とする画像データ圧縮方法。
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