JP4362327B2 - 画像符号化方法および画像符号化装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図1において、画像入力部11から入力された画像信号はフレームメモリ12に一旦格納される。イントラ符号化の場合は、フレームメモリ12に格納された画像信号は、DCT部13、量子化部14およびハフマン符号化部15によって符号化され、符号データとして伝送される。このとき、量子化部14から出力されたフレームデータは、逆量子化部16および逆DCT部17によって復号され、フレームメモリ18に保存される。一方、インター符号化の場合は、フレームメモリ12に格納された画像信号は、動き補償後の参照画像、すなわちフレームメモリ18に保存された参照画像を動き補償部19によって動き補償した画像との差分がとられ、その差分画像が、DCT部13、量子化部14およびハフマン符号化部15によって符号化され、符号データとして伝送される。DCT部13、量子化部14およびハフマン符号化部15によって、符号化ブロックが構成されている。なお、DCTの代わりに他の直交変換手法を用いてもよいし、ハフマン符号化の代わりに他の可変長符号化手法を用いてもよい。
動き検出ブロック20におけるセレクタ25,26の選択制御は、装置外部から入力された選択制御信号によって行うように構成してもよい。この場合には、ユーザーが画像を見て、様々なシーンの状況に応じて、動き検出範囲を広くするか否かの判断をし、その判断に応じて、ウェーブレット変換の有無を設定することができる。
また、動き検出ブロック20におけるセレクタ25,26の選択制御は、動き検出部23によって行うように構成してもよい。すなわち、セレクタ25,26は初期状態では、現画像I1および参照画像I2を選択出力するように設定されており、これにより、動き検出部23は、ウェーブレット変換されていない元の現画像I1と参照画像I2を用いて動きベクトル検出を行う(ステップS11)。
図5は本発明の第2の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図5では、図1と共通の構成要素には図1と同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する。図5の構成では、ハフマン符号化部15の処理後の符号量(ビットストリーム量)をカウントするビットレートカウンタ31が設けられており、動き検出ブロック20Aにおけるウェーブレット変換の繰り返し回数が、ビットレートカウンタ31の出力によって制御され、これによって、符号量のレート制御を実現している。
本発明の第3の実施形態では、動きベクトル検出において周波数変換を行うか否かを判断する際に、動き検出対象マクロブロックよりも時間的に前に処理されたマクロブロックについての周波数変換の有無を検知し、これを加味するものである。本実施形態に係る画像符号化装置の構成例は、基本的には図5と同様であるが、動き検出ブロック20Aの動作が異なる。
14 量子化部
15 ハフマン符号化部
19 動き補償部
20,20A 動き検出ブロック
21 第1のウェーブレット変換部(第1の周波数変換部)
22 第2のウェーブレット変換部(第2の周波数変換部)
23 動き検出部
24 カウンタ
25 第1のセレクタ
26 第2のセレクタ
31 ビットレートカウンタ
41 バッファメモリ
42 マイコン(制御部)
I1 現画像
I2 参照画像
MV 動きベクトル
RI1 第1の縮小画像
RI2 第2の縮小画像
UL 上限回数値
Claims (15)
- 動画像を符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象の現画像について、参照画像を用いて、動きベクトルを検出する第1のステップと、
前記参照画像に対して、前記動きベクトルを用いて、動き補償を行う第2のステップと、
前記現画像と、動き補償後の前記参照画像との差分を、直交変換、量子化および可変長符号化を用いて、符号化する第3のステップとを備え、
前記第1のステップは、
前記現画像と前記参照画像とを所定の探索範囲においてマッチングして、第1の探索を行うステップと、
前記第1の探索においてマッチングで得られた評価値が所定の閾値を超えているか否かを判断し、超えていると判断したとき、符号化データの符号量に応じて、前記現画像と前記参照画像とに対してウェーブレット変換を行うか否かを判断するステップと、
ウェーブレット変換を行うと判断したとき、前記現画像と前記参照画像とに対してウェーブレット変換を行い、このウェーブレット変換によって生成した縮小画像同士をマッチングして、前記所定の探索範囲を拡大した範囲において第2の探索を行うステップとを有する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 画像符号化装置を用いて動画像を符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象の現画像について、参照画像を用いて、動きベクトルを検出する第1のステップと、
前記参照画像に対して、前記動きベクトルを用いて、動き補償を行う第2のステップと、
前記現画像と、動き補償後の前記参照画像との差分を、直交変換、量子化および可変長符号化を用いて、符号化する第3のステップとを備え、
前記第1のステップは、
前記現画像と前記参照画像とを所定の探索範囲においてマッチングして、第1の探索を行うステップと、
前記第1の探索においてマッチングで得られた評価値が所定の閾値を超えているか否かを判断し、超えていると判断したとき、前記画像符号化装置外部から入力された選択制御信号に応じて、前記現画像と前記参照画像とに対してウェーブレット変換を行うか否かを判断するステップと、
ウェーブレット変換を行うと判断したとき、前記現画像と前記参照画像とに対してウェーブレット変換を行い、このウェーブレット変換によって生成した縮小画像同士をマッチングして、前記所定の探索範囲を拡大した範囲において第2の探索を行うステップとを有する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項1または2において、
前記第1のステップにおいて、
ウェーブレット変換を行わないと判断したとき、前記第2および第3のステップを実行する代わりに前記現画像をイントラ符号化する、ものと判断する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項1または2において、
前記第1のステップにおいて、
前記第2の探索におけるマッチングで得られた評価値が第2の所定の閾値を超えているとき、前記第2および第3のステップを実行する代わりに前記現画像をイントラ符号化する、ものと判断する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、
前記直交変換は、DCTである
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項において、
前記可変長符号化は、ハフマン符号化である
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項1または2において、
前記第1のステップにおいて、
前記第2の探索において検出された動きベクトルを暫定的に用い、元の前記現画像について、元の前記参照画像を参照して、最終的な動きベクトルを求める
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項1または2において、
前記第1のステップにおいて、
前記第2の探索においてマッチングで得られた評価値が第2の所定の閾値を超えているとき、ウェーブレット変換および縮小画像同士のマッチングを、評価値が前記第2の所定の閾値を超えなくなるまで、繰り返し実行する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項8において、
前記第1のステップにおいて、
ウェーブレット変換および縮小画像同士のマッチングの繰り返し回数が、所定の上限回数に達したとき、前記第2および第3のステップを実行する代わりに前記現画像をイントラ符号化する、ものと判断する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項9において、
符号化データの符号量が所定の上限値を超えているとき、前記所定の上限回数を大きくする
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 請求項1または2において、
前記第1のステップにおいて、
動き検出対象マクロブロックと、前フレームで同一位置にあったマクロブロック、または、同一フレームで隣接するマクロブロックについて、動きベクトル検出においてウェーブレット変換がなされたか否かを検知し、
ウェーブレット変換が行われていたとき、前記第1の探索を行わないで、前記第2の探索を行う
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 動画像を符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象の現画像について、参照画像を用いて、動きベクトルを検出する動き検出ブロックと、
前記参照画像に対して、前記動き検出ブロックによって検出された動きベクトルを用いて、動き補償を行う動き補償部と、
前記現画像と、動き補償後の前記参照画像との差分を、直交変換、量子化および可変長符号化を用いて、符号化する符号化ブロックと、
前記符号化ブロックから出力された符号化データを一時的に蓄積するバッファメモリと、
前記バッファメモリに蓄積された符号量を監視し、この符号量を基にして、前記動き検出ブロックを制御する制御部とを備え、
前記動き検出ブロックは、
前記現画像に対してウェーブレット変換を行い、第1の縮小画像を生成する第1の周波数変換部と、
前記参照画像に対してウェーブレット変換を行い、第2の縮小画像を生成する第2の周波数変換部とを備え、
前記動き検出ブロックは、前記現画像と前記参照画像とを所定の探索範囲においてマッチングして動きベクトルを探索し、当該マッチングで得られた評価値が所定の閾値を超えていないとき、前記動きベクトルを前記動き補償部に与え、
前記制御部は、
前記評価値が前記所定の閾値を超えているとき、前記バッファメモリに蓄積された符号量から、前記現画像と前記参照画像とに対してウェーブレット変換を行うか否かを判断し、
ウェーブレット変換を行うと判断したとき、前記動き検出ブロックに対し、前記第1および第2の周波数変換部がウェーブレット変換を行い、生成された前記第1および第2の縮小画像をマッチングして、前記所定の探索範囲を拡大した範囲において動きベクトルの探索を行うよう、制御する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 動画像を符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象の現画像について、参照画像を用いて、動きベクトルを検出する動き検出ブロックと、
前記参照画像に対して、前記動き検出ブロックによって検出された動きベクトルを用いて、動き補償を行う動き補償部と、
前記現画像と、動き補償後の前記参照画像との差分を、直交変換、量子化および可変長符号化を用いて、符号化する符号化ブロックと、
前記動き検出ブロックを制御する制御部とを備え、
前記動き検出ブロックは、
前記現画像に対してウェーブレット変換を行い、第1の縮小画像を生成する第1の周波数変換部と、
前記参照画像に対してウェーブレット変換を行い、第2の縮小画像を生成する第2の周波数変換部とを備え、
前記動き検出ブロックは、前記現画像と前記参照画像とを所定の探索範囲においてマッチングして動きベクトルを探索し、当該マッチングで得られた評価値が所定の閾値を超えていないとき、前記動きベクトルを前記動き補償部に与え、
前記制御部は、
前記評価値が前記所定の閾値を超えているとき、前記画像符号化装置外部から入力された制御信号に応じて、前記現画像と前記参照画像とに対してウェーブレット変換を行うか否かを判断し、
ウェーブレット変換を行うと判断したとき、前記動き検出ブロックに対し、前記第1および第2の周波数変換部がウェーブレット変換を行い、前記第1および第2の縮小画像をマッチングして、前記所定の探索範囲を拡大した範囲において動きベクトルの探索を行うよう制御する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 動画像を符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象の現画像について、参照画像を用いて、動きベクトルを検出する動き検出ブロックと、
前記参照画像に対して、前記動き検出ブロックによって検出された動きベクトルを用いて、動き補償を行う動き補償部と、
前記現画像と、動き補償後の前記参照画像との差分を、直交変換、量子化および可変長符号化を用いて、符号化する符号化ブロックと、
前記符号化ブロックから出力された符号化データの符号量をカウントするビットレートカウンタと、
前記ビットレートカウンタの出力によって、ウェーブレット変換の繰り返し回数の上限回数が設定された変換回数カウンタとを備え、
前記動き検出ブロックは、
前記現画像に対してウェーブレット変換を行い、第1の縮小画像を生成する第1の周波数変換部と、
前記参照画像に対してウェーブレット変換を行い、第2の縮小画像を生成する第2の周波数変換部とを備え、
前記動き検出ブロックは、
前記現画像と前記参照画像とを所定の探索範囲においてマッチングして動きベクトルを探索し、当該マッチングで得られた評価値が所定の閾値を超えていないとき、前記動きベクトルを前記動き補償部に与え、
前記評価値が前記所定の閾値を超えているとき、前記ビットレートカウンタによってカウントされた符号量に応じて、前記現画像と前記参照画像とに対してウェーブレット変換を行うか否かを判断し、ウェーブレット変換を行うと判断したとき、前記第1および第2の周波数変換部がウェーブレット変換を行い、生成された前記第1および第2の縮小画像をマッチングして、前記所定の探索範囲を拡大した範囲において動きベクトルの探索を行い、
縮小画像同士のマッチングで得られた評価値が第2の所定の閾値を超えているとき、評価値が前記第2の所定の閾値を超えなくなる、または、ウェーブレット変換の繰り返し回数が前記変換回数カウンタに設定された上限回数に達するまで、ウェーブレット変換および縮小画像同士のマッチングを繰り返し実行する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項12〜14のいずれか1項において、
前記第1および第2の周波数変換部は、当該動き検出ブロックが、前記現画像について動きベクトル検出を行うとき、その動作を停止する
ことを特徴とする画像符号化装置。
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