JP4063204B2 - 画像データ圧縮装置及びエンコーダ - 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。
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。
次に、フレームスキップ部60で行われるスキップ処理について具体的に説明する。
図21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。
上述したエンコードICの機能は、表示コントローラに適用できる。
40 符号化データ生成部、 50 レートコントロール部、
60 フレームスキップ部、 70 画像データ処理部、
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 (13)
- 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、
画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて、その値が設定可能な量子化パラメータ上限閾値以下で、かつその値が設定可能な量子化パラメータ下限閾値以上となるように前記量子化パラメータを求め、
前記フレームスキップ部が、
フレームごとに求められる前記量子化パラメータがスキップ閾値よりも大きくなるフレームが、スキップ連続回数閾値として設定された回数以上連続したとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 過去の画像データとの差分を符号化して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、
画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて、その値が設定可能な量子化パラメータ上限閾値以下で、かつその値が設定可能な量子化パラメータ下限閾値以上となるように前記量子化パラメータを求め、
前記フレームスキップ部が、
前記量子化部によって量子化される画像データと該画像データのフレームの前のフレームの画像データとの差分に対応した複雑度が、複雑度閾値以上のとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 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、
画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
量子化ステップ値を記憶する量子化テーブルと、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記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、
前記フレームスキップ部が、
フレームごとに求められる前記量子化パラメータがスキップ閾値よりも大きくなるフレームが、スキップ連続回数閾値として設定された回数以上連続したとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 過去の画像データとの差分を符号化して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、
画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
量子化ステップ値を記憶する量子化テーブルと、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記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、
前記フレームスキップ部が、
前記量子化部によって量子化される画像データと該画像データのフレームの前のフレームの画像データとの差分に対応した複雑度が、複雑度閾値以上のとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 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、
前記画像データを離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、フレーム単位で、前記離散コサイン変換された画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部と、を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、
前記フレームスキップ部が、
フレームごとに求められる前記量子化パラメータがスキップ閾値よりも大きくなるフレームが、スキップ連続回数閾値として設定された回数以上連続したとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 過去の画像データとの差分を符号化して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、
前記画像データを離散コサイン変換する離散コサイン変換部と、フレーム単位で、前記離散コサイン変換された画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部と、を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、
前記フレームスキップ部が、
前記量子化部によって量子化される画像データと該画像データのフレームの前のフレームの画像データとの差分に対応した複雑度が、複雑度閾値以上のとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 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、
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、
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、
画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)フレーム分の量子化データがバッファリングされるFIFOバッファ部とを含み、
前記ソフトウェア処理部が、
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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、
前記フレームスキップ部が、
フレームごとに求められる前記量子化パラメータがスキップ閾値よりも大きくなるフレームが、スキップ連続回数閾値として設定された回数以上連続したとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 過去の画像データとの差分を符号化して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、
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、
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、
画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)フレーム分の量子化データがバッファリングされるFIFOバッファ部とを含み、
前記ソフトウェア処理部が、
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、
前記符号化データのデータサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、前記量子化部の量子化ステップを変化させることで、符号化データのデータサイズを制御するレートコントロール部と、
前記画像データ処理部において処理中のフレームの画像データ又は該フレームの次のフレームの画像データに対する前記画像データ処理部の処理をスキップさせるスキップ処理を行うフレームスキップ部とを含み、
前記レートコントロール部が、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、
前記フレームスキップ部が、
前記量子化部によって量子化される画像データと該画像データのフレームの前のフレームの画像データとの差分に対応した複雑度が、複雑度閾値以上のとき、前記スキップ処理を行うことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 請求項7又は8において、
前記ソフトウェア処理部が、
前記FIFOバッファ部から読み出された量子化データを可変長符号に符号化することを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 請求項9において、
前記ソフトウェア処理部が、
前記FIFOバッファ部から読み出された量子化データを並び換えるスキャン処理を行い、該スキャン処理の結果を可変長符号に符号化することを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 請求項10において、
前記ハードウェア処理部が、
画像データを離散コサイン変換して、DC成分及びAC成分を含むDCT係数を求め、前記DCT係数を画像データとして前記量子化部に供給する離散コサイン変換部を
含み、
前記量子化部は、前記DCT係数のDC成分及びAC成分を量子化し、量子化されたDCT係数を量子化データとして前記FIFOバッファ部に供給し、
前記ソフトウェア処理部が、
前記FIFOバッファ部から読み出された量子化データからDC成分及びAC成分を求め、前記DC成分及びAC成分を並び換えるスキャン処理を行い、該スキャン処理の結果を可変長符号に符号化する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、
前記画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記ホストが前記圧縮処理を起動するためのソフトウェア起動フラグレジスタとを含み、
前記ホストが、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、
該量子化パラメータがスキップ閾値よりも大きくなるフレームが、スキップ連続回数閾値として設定された回数以上連続しないことを条件に、前記ソフトウェア起動フラグレジスタをセットし、
前記量子化部が、
前記量子化パラメータと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、
前記画像データ処理部が、
前記ソフトウェア起動フラグレジスタがセットされたとき、前記圧縮処理を開始することを特徴とするエンコーダ。 - 画像データと過去の画像データとの差分を符号化して画像データの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、
前記画像データを、量子化パラメータに基づいて変化する量子化ステップで量子化する量子化部を含む画像データ処理部と、
前記量子化部によって量子化された、少なくともN(Nは2以上の整数)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、
前記ホストが前記圧縮処理を起動するためのソフトウェア起動フラグレジスタとを含み、
前記ホストが、
前記量子化部で量子化される画像データのフレームより過去のNフレーム分の各フレームの符号化データのデータサイズを平均化した平均データサイズを用いて前記量子化パラメータを求め、
前記量子化部で量子化される画像データと該画像データのフレームの前のフレームの画像データとの差分情報が複雑度閾値より小さいことを条件に、前記ソフトウェア起動フラグレジスタをセットし、
前記量子化部が、
前記量子化パラメータと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、
前記画像データ処理部が、
前記ソフトウェア起動フラグレジスタがセットされたとき、前記圧縮処理を開始することを特徴とするエンコーダ。
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