JP4594163B2 - Image coding method and image coding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像符号化方法、及び画像符号化装置に関し、特に、画像データを圧縮するために用いて好適なものである。 The present invention relates to an image encoding method and an image encoding apparatus, and is particularly suitable for use in compressing image data.
従来から、画像データを圧縮して記録する様々な方式が提案されている。そして、新たにMPEG4 part-10:AVC(ISO/IEC 14496-10、別名H.264)方式が提案されている。(以下、この方式H.264方式と呼ぶ)。なお、H.264の詳細については非特許文献1に詳述されている通りである。
Conventionally, various methods for compressing and recording image data have been proposed. A new MPEG4 part-10: AVC (ISO / IEC 14496-10, also known as H.264) method has been proposed. (Hereinafter, this method is called H.264 method). Details of H.264 are as detailed in
ここで、H.264方式のインター予測について、図5から図10を用いて詳細に説明する。
H.264方式のインター予測では、複数のピクチャを予測に用いることができる。このため、参照ピクチャを特定するためにリストを2つ(「List 0」及び「List 1」)用意する。各リストには最大5枚の参照ピクチャを割り当てられるようにしている。
Here, H.264 inter prediction will be described in detail with reference to FIGS.
In the H.264 inter prediction, a plurality of pictures can be used for prediction. For this reason, two lists (“
Pピクチャでは「List 0」のみを使用して、主に前方向予測を行う。Bピクチャでは「List 0」及び「List 1」を用いて、双方向予測(または前方あるいは後方のみの予測)を行う。すなわち、「List 0」には主に前方向予測のためのピクチャが割り当てられ、「List 1」には主に後方向予測のためのピクチャが収められる。
In the P picture, only “
図5に、符号化の際に使用される参照リストの例を示す。ここでは、Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャの割合を、標準的な場合を例に挙げて説明する。すなわち、Iピクチャが15フレーム間隔、Pピクチャが3フレーム間隔、その間のBピクチャが2フレームである場合で説明する。図5において、501は、表示順に並べた画像データを示す。画像データ501の四角の中にはピクチャの種類と表示順を示す番号を記入してある。例えば、ピクチャI15は表示順が15番目のIピクチャであり、イントラ予測のみを行う。ピクチャP18は表示順が18番目のPピクチャであり、前方向予測のみを行う。ピクチャB16は表示順が16番目のBピクチャであり、双方向予測を行う。
FIG. 5 shows an example of a reference list used for encoding. Here, the ratio of I picture, P picture, and B picture will be described by taking a standard case as an example. That is, a case where an I picture has 15 frame intervals, a P picture has 3 frame intervals, and a B picture between them has 2 frame intervals will be described. In FIG. 5,
符号化を行う順序は表示順序と異なり、予測を行う順となる。すなわち、図5では、符号化を行う順序は、「I15、P18、B16、B17、P21、B19、B20、・・・」となる。
また、図5において、502は、参照リスト(List 0)を示す。この参照リスト(List 0)502には、一旦符号化され復号化されたピクチャが収められている。例えば、ピクチャP21(表示順が21番目のPピクチャ)でインター予測を行う場合、参照リスト(List 0)502内の既に符号化が終わって復号化されたピクチャを参照する。図5に示す例では、ピクチャP06、P09、P12、I15、P18が参照リスト502に収められている。
The order of encoding is different from the display order and is the order of prediction. That is, in FIG. 5, the encoding order is “I15, P18, B16, B17, P21, B19, B20,.
In FIG. 5,
インター予測では、マクロブロック毎に、この参照リスト(List 0)502中の参照ピクチャ内から最適な予測値をもつ動きベクトルを求め、符号化する。参照リスト(List 0)502内のピクチャは、参照ピクチャ番号が順に与えられ、区別される(図示した番号とは別に与えられる)。
ピクチャP21の符号化が終わると、こんどは新たにピクチャP21が復号化され参照リスト(List 0)502に追加される。参照リスト(List 0)502から、最も古い参照ピクチャ(ここではピクチャP06)が除去される。この後符号化は、ピクチャB19、B20と行われ、ピクチャP24へと続く。このときの参照リスト(List 0)502の様子を図6に示す。
In inter prediction, for each macroblock, a motion vector having an optimal prediction value is obtained from the reference picture in the reference list (List 0) 502 and encoded. The pictures in the reference list (List 0) 502 are given reference picture numbers in order and are distinguished (given separately from the numbers shown).
When the encoding of the picture P21 is completed, the picture P21 is newly decoded and added to the reference list (List 0) 502. The oldest reference picture (here, picture P06) is removed from the reference list (List 0) 502. After this, encoding is performed with pictures B19 and B20, and continues to picture P24. The state of the reference list (List 0) 502 at this time is shown in FIG.
このようにして参照リストが更新される際の従来の画像符号化装置の動作を図7のフローチャートを参照しながら説明する。
図7において、符号化が開始すると、各ピクチャに対して符号化処理を行って、各ピクチャを符号化する(ステップS701)。
次に、符号化したピクチャが、最終ピクチャかどうかを判断し(ステップS703)、最終ピクチャであれば、符号化を終了する。一方、符号化したピクチャが最終ピクチャでなければ、参照リスト(List 0)の更新(ステップS703)及び参照リスト(List 1)の更新(ステップS704)を行う。参照リスト(List 0、List 1)の更新が終了したら、次のピクチャの符号化処理(ステップS701)に移る。
The operation of the conventional image coding apparatus when the reference list is updated in this way will be described with reference to the flowchart of FIG.
In FIG. 7, when encoding is started, encoding processing is performed on each picture, and each picture is encoded (step S701).
Next, it is determined whether or not the encoded picture is the final picture (step S703). If the encoded picture is the final picture, the encoding ends. On the other hand, if the encoded picture is not the final picture, the reference list (List 0) is updated (step S703) and the reference list (List 1) is updated (step S704). When the update of the reference list (
図8に、参照リストの変化の様子をピクチャ毎に示す。
図8では、上から順番にピクチャが符号化されるようにしている。また、符号化中のピクチャと、その符号化中のピクチャに対する参照リスト(List 0及びList 1)の内容を示している。図8に示す様に、Pピクチャ(またはIピクチャ)が符号化されると、参照リスト(List 0及びList 1)が更新され、参照リスト(List 0及びList 1)中の最も古いピクチャが除去される。この例では、参照リスト(List 1)は1つのピクチャしか持っていない。これは、後方向予測のために参照するピクチャの数を多くすると、復号までのバッファ量が増えてしまうためである。すなわち、符号化中のピクチャとあまりに離れたところにある後方のピクチャの参照を避けたためである。
FIG. 8 shows how the reference list changes for each picture.
In FIG. 8, pictures are encoded in order from the top. Also, the picture being encoded and the contents of reference lists (
図8に示したものの場合、参照リストの更新は、IピクチャまたはPピクチャの符号化後に行われ、Bピクチャの符号化後に、参照リストの更新は行われない。すなわち、Bピクチャを参照リストに追加することはない。 In the case shown in FIG. 8, the reference list is updated after the I picture or P picture is encoded, and the reference list is not updated after the B picture is encoded. That is, the B picture is not added to the reference list.
一方、H.264方式では、Bピクチャを参照リストに追加することが許容されている。図9に、Bピクチャを参照リストに加える場合の参照リストの変化の様子を示す。この場合、全てのピクチャで参照リストの更新が行われ、いずれのピクチャについても、参照リスト(List 0、List 1)の更新を行っている。
On the other hand, in the H.264 system, it is allowed to add a B picture to the reference list. FIG. 9 shows how the reference list changes when a B picture is added to the reference list. In this case, the reference list is updated for all the pictures, and the reference list (
尚、H264方式のBピクチャのインター予測については、従来のMPEG2方式と比べて、時間軸方向の予測の自由度が拡大されている。すなわち、図10に示す様に、表示順序で、従来と同じ未来及び過去(Forward、Backward)だけでなく、過去のみ(Forward、Forward)または未来のみ(Backward、Backward)から2枚のピクチャを参照できる。 Note that the inter prediction of B picture H264 system, in comparison with the conventional MPEG2 method, the degree of freedom in time between axial prediction is enlarged. That is, as shown in FIG. 10, in the display order, not only the same future and past (Forward, Backward) as before, but also refer to two pictures from the past only (Forward, Forward) or only the future (Backward, Backward). it can.
H.264の規格では、複数のピクチャを参照することで、Pピクチャと、Bピクチャの予測精度の向上を図っており、Bピクチャについては、予測方向にも自由度を増やしている。しかしながら、Bピクチャで可能な後方予測で、予測対象が時間的に離れたピクチャとなると、その間画像データをバッファする必要が生じ、復号時の遅延量が増えてしまう。このため、実用上は図8を用いて説明した様に、Pピクチャ1枚分程度の後方予測が現実的であった。 In the H.264 standard, the prediction accuracy of a P picture and a B picture is improved by referring to a plurality of pictures, and the degree of freedom of the B picture is also increased in the prediction direction. However, in backward prediction possible with B pictures, if the prediction object is a picture that is temporally separated, it is necessary to buffer the image data during that time, and the amount of delay during decoding increases. Therefore, in practice, as described with reference to FIG. 8, backward prediction for about one P picture has been realistic.
この結果、Bピクチャで参照するピクチャ数は、参照リスト(List 0)から5枚、参照リスト(List 1)から1枚であり、これら2つの参照リスト(List 0、List 1)で重複するピクチャも考慮すると、実質的に5枚にとどまってしまう。このため、Bピクチャの予測は、必ずしも十分な精度が得られていなかった。
As a result, the number of pictures referred to in the B picture is five from the reference list (List 0) and one from the reference list (List 1), and the pictures overlap in these two reference lists (
また、図9を用いて説明した様に、Bピクチャを参照リスト(List 0、List 1)に加える場合、全てのピクチャで参照リスト(List 0、List 1)を更新すると、参照リスト(List 0、List 1)内のBピクチャが多くなる。通常、Bピクチャは圧縮による劣化を許容する場合が多く、インター予測の精度は必ずしも高くない。そのため、参照リスト(List 0、List 1)内のピクチャにBピクチャが多いと、十分なインター予測を行いづらい。
Further, as described with reference to FIG. 9, when a B picture is added to the reference list (
例えば、図9に示したものの場合、ピクチャP24が参照するピクチャは、参照リスト(List 0)内のピクチャであるため、ピクチャB16、B17、P21、B19、B20となる。このように、参照するPピクチャは1枚に過ぎないのに対し、参照するBピクチャが4枚となり、十分な予測が行いづらくなる。 For example, in the case shown in FIG. 9, since the picture referred to by the picture P24 is a picture in the reference list (List 0), the pictures are B16, B17, P21, B19, and B20. In this way, while there is only one P picture to be referenced, there are four B pictures to be referenced, making it difficult to perform sufficient prediction.
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、インター予測の精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to improve the accuracy of inter prediction.
本発明の画像符号化方法は、メモリにデータとして記憶された複数枚のピクチャを参照ピクチャとして参照し、参照した結果に基づいて、画像データを構成するピクチャの符号化を行う符号化ステップと、前記符号化ステップにより符号化が行われたピクチャの復元画像を前記メモリに記憶して前記参照ピクチャとして管理するピクチャ管理ステップとを有し、前記画像データは、ピクチャ間のインター予測を行わないIピクチャ、前方向のインター予測を行うPピクチャ、及び双方向のインター予測を行うBピクチャを含むものであり、前記ピクチャ管理ステップは、前記Pピクチャ又はBピクチャを符号化する際に参照される参照ピクチャを複数枚保存する第1の参照リストと、前記Bピクチャを符号化する際にのみ参照される参照ピクチャを複数枚保存する第2の参照リストとに、前記メモリに記憶される複数枚の参照ピクチャを分類して管理し、さらに、前記符号化ステップで前記Iピクチャ又はPピクチャの符号化が行われた場合は、当該Iピクチャ又はPピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第1及び第2の参照リストの両方に追加して、前記第1及び第2の参照リストの更新を行い、前記符号化ステップで前記Bピクチャの符号化が行われた場合は、当該Bピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第2の参照リストのみに追加して、前記第2の参照リストの更新を行うことを特徴とする。 An image encoding method of the present invention refers to a plurality of pictures stored as data in a memory as reference pictures, and performs an encoding step for encoding pictures constituting image data based on the reference result; A picture management step of storing a restored image of the picture encoded in the encoding step in the memory and managing it as the reference picture, wherein the image data does not perform inter prediction between pictures. A picture, a P picture that performs forward inter prediction, and a B picture that performs bidirectional inter prediction, and the picture management step is a reference that is referred to when encoding the P picture or B picture A first reference list for storing a plurality of pictures, and a reference picture that is referenced only when the B picture is encoded. A plurality of reference pictures stored in the memory are classified and managed in a second reference list for storing a plurality of imagers, and the I picture or P picture is encoded in the encoding step. If it is, the restored image of the I picture or P picture is added as a new reference picture to both the first and second reference lists, and the first and second reference lists are updated, If the B picture is encoded in the encoding step, the restored image of the B picture is added as a new reference picture only to the second reference list, and the second reference list is updated. It is characterized by performing .
本発明の画像符号化装置は、メモリにデータとして記憶された複数枚のピクチャを参照ピクチャとして参照し、参照した結果に基づいて、画像データを構成するピクチャの符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段により符号化が行われたピクチャの復元画像を前記メモリに記憶して前記参照ピクチャとして管理するピクチャ管理手段とを有し、前記画像データは、ピクチャ間のインター予測を行わないIピクチャ、前方向のインター予測を行うPピクチャ、及び双方向のインター予測を行うBピクチャを含むものであり、前記ピクチャ管理手段は、前記Pピクチャ又はBピクチャを符号化する際に参照される参照ピクチャを複数枚保存する第1の参照リストと、前記Bピクチャを符号化する際にのみに参照される参照ピクチャを複数枚保存する第2の参照リストとに、前記メモリに記憶される複数枚の参照ピクチャを分類して管理し、さらに、前記符号化手段によって前記Iピクチャ又はPピクチャの符号化が行われた場合は、当該Iピクチャ又はPピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第1及び第2の参照リストの両方に追加して、前記第1及び第2の参照リストの更新を行い、前記符号化手段によって前記Bピクチャの符号化が行われた場合は、当該Bピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第2の参照リストのみに追加して、前記第2の参照リストの更新を行うことを特徴とする。 An image encoding device of the present invention refers to a plurality of pictures stored as data in a memory as reference pictures, and based on the referred results, encoding means for encoding pictures constituting image data; Picture management means for storing a restored image of a picture encoded by the encoding means in the memory and managing it as the reference picture, and the image data does not perform inter prediction between pictures. A picture, a P picture that performs forward inter prediction, and a B picture that performs bidirectional inter prediction, and the picture management means is a reference that is referred to when the P picture or B picture is encoded A first reference list that stores a plurality of pictures and a plurality of reference pictures that are referenced only when the B picture is encoded. When the plurality of reference pictures stored in the memory are classified and managed in the second reference list, and the I picture or P picture is encoded by the encoding means, The restored picture of the I picture or P picture is added as a new reference picture to both the first and second reference lists, the first and second reference lists are updated, and the encoding means When the B picture is encoded, a restored image of the B picture is added as a new reference picture only to the second reference list, and the second reference list is updated. And
本発明によれば、インター予測の予測対象のピクチャを従来よりも増やすことが可能になる。これにより、インター予測の精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to increase than conventional picture prediction target Lee centers prediction. Thereby, the precision of inter prediction can be improved.
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の画像符号化装置の構成の一例を示したブロック図である。
図1において、入力された画像データは、マクロブロックに分けられ、減算部101に送られる。減算部101は、画像データと予測値との差分を求めて、整数DCT変換部102に出力する。整数DCT変換部102は、入力したデータを整数DCT変換して量子化部103に出力する。量子化部103は、入力したデータを量子化する。量子化されたデータの一方は、差分画像データとしてエントロピー符号化部115に送られる。もう一方は、逆量子化部104で逆量子化された後、逆整数DCT変換部105で逆整数DCT変換される。逆整数DCT変換されたデータは、加算部106で予測値が加えられる。これにより、画像が復元される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an image encoding device according to the present embodiment.
In FIG. 1, input image data is divided into macroblocks and sent to the
復元された画像の一方は、イントラ予測のためのフレームメモリ107に送られる。他方は、デブロッキングフィルター109でデブロッキングフィルター処理が行われた後、インター予測のためのフレームメモリ110に送られる。イントラ予測のためのフレームメモリ107内の画像は、イントラ予測部108でのイントラ予測で使用される。このイントラ予測では、同一ピクチャ内で、既に符号化されたブロックの隣接画素の値を予測値として用いる。
One of the restored images is sent to the
インター予測のためのフレームメモリ110内の画像は、複数のピクチャで構成される。これら複数のピクチャは、「list 0」と「list 1」の2つの参照リストに分けられる。2つのリストに分けられた複数のピクチャは、インター予測部111でのインター予測で使用される。インター予測がなされた後に、メモリーコントローラー113によって、参照リスト内のピクチャが更新される。インター予測部111で行われるインター予測では、フレームの異なる画像データに対して動き検出部112で行われた動き検出の結果に基づく最適な動きベクトルを用いて、予測画像を決定する。
An image in the
イントラ予測とインター予測の結果、最適な予測が選択部114で選択される。また、前記動きベクトルが、エントロピー符号化部115に送られ、前記差分画像データと共に符号化される。こうして出力ビットストリームが形成される。
As a result of intra prediction and inter prediction, the
本実施形態では、以上のようにして符号化したBピクチャを、2つの参照リスト「list 0」、「list 1」のうち、Bピクチャのみで使用する参照リスト「List 1」に加えるようにしている。
In the present embodiment, the B picture encoded as described above is added to the reference list “
ここで、図2のフローチャートを参照しながら、Bピクチャを参照リストに加える際の画像符号化装置の動作の一例を説明する。
符号化が開始すると、各ピクチャに対して符号化処理を行う(ステップS201)。
次に、符号化したピクチャが、最終ピクチャかどうかを判断し(ステップS202)、最終ピクチャであれば、符号化を終了する。
Here, an example of the operation of the image coding apparatus when adding a B picture to the reference list will be described with reference to the flowchart of FIG.
When encoding is started, encoding processing is performed on each picture (step S201).
Next, it is determined whether or not the encoded picture is the final picture (step S202). If the encoded picture is the final picture, the encoding ends.
一方、符号化したピクチャが最終ピクチャでなければ、参照リストの更新の判断(ステップS203、S204)に移る。まず、符号化したピクチャが、Bピクチャであるかどうか、すなわちIピクチャまたはPピクチャであるかどうかを判断する(ステップS203)。この判断の結果、IピクチャまたはPピクチャであった場合、参照リスト(List 0)の更新(ステップS204)と、参照リスト(List 1)の更新(ステップS205)とを行う。 On the other hand, if the encoded picture is not the last picture, the process proceeds to reference list update determination (steps S203 and S204). First, it is determined whether or not the encoded picture is a B picture, that is, an I picture or a P picture (step S203). If the result of this determination is an I picture or P picture, the reference list (List 0) is updated (step S204) and the reference list (List 1) is updated (step S205).
一方、符号化したピクチャが、Bピクチャであった場合は、参照リスト(List 1)の更新(ステップS205)のみを行う。
以上のようにして参照リストの更新が終了したら、次のピクチャの符号化処理(ステップS201)に移る。
On the other hand, when the encoded picture is a B picture, only the reference list (List 1) is updated (step S205).
When the update of the reference list is completed as described above, the process proceeds to the encoding process for the next picture (step S20 1 ).
以上のように、本実施形態では、IピクチャまたはPピクチャの符号化後は、参照リスト(List 0)及び参照リスト(List 1)について参照リストの更新を行い、符号化したIピクチャまたはPピクチャをリストに追加し、古いピクチャを削除する。一方、Bピクチャの符号化後は、参照リスト(List 1)についてのみ参照リストの更新を行い、符号化したBピクチャをリストに追加し、古いピクチャを削除する。すなわち、本実施形態では、Pピクチャで使用する参照リスト(List 0)には、Bピクチャを加えず、Bピクチャでのみ使用する参照リスト(List 1)にBピクチャを加えるようにして、Bピクチャを符号化する際の、インター予測の予測対象のピクチャを増やし、インター予測の精度を向上させることができるようにしている。 As described above, in this embodiment, after encoding an I picture or a P picture, the reference list is updated for the reference list (List 0) and the reference list (List 1), and the encoded I picture or P picture is updated. To the list and delete old pictures. On the other hand, after encoding the B picture, the reference list is updated only for the reference list (List 1), the encoded B picture is added to the list, and the old picture is deleted. That is, in the present embodiment, the B picture is added to the reference list (List 1) used only for the B picture without adding the B picture to the reference list (List 0) used for the P picture. The number of pictures to be predicted for inter prediction when coding is increased so that the accuracy of inter prediction can be improved.
次に、図3を用いて、参照ピクチャが更新される様子の具体例を説明する。ここでは、Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャの割合が、標準的な場合を例に挙げて説明する。すなわち、Iピクチャが15フレーム間隔、Pピクチャが3フレーム間隔、その間のBピクチャが2フレームである場合で説明する。
図3において、まず、ピクチャP21の符号化を行う場合、参照リスト(List 0)の内部には、ピクチャP06、P09、P12、I15、P18があり、これらのピクチャが符号化の際に参照される。一方、参照リスト(List 1)にはピクチャB13、B14、P18、B16、B17がある(Pピクチャの符号化では使用しない)。
Next, a specific example of how the reference picture is updated will be described with reference to FIG. Here, a case where the ratio of I picture, P picture, and B picture is standard will be described as an example. That is, a case where an I picture has 15 frame intervals, a P picture has 3 frame intervals, and a B picture between them has 2 frame intervals will be described.
In FIG. 3, when the picture P21 is first coded, there are pictures P06, P09, P12, I15, and P18 in the reference list (List 0), and these pictures are referred to when coding. The On the other hand, the reference list (List 1) includes pictures B13, B14, P18, B16, and B17 (not used for encoding of P pictures).
ピクチャP21の符号化が終わると、参照ピクチャが更新される。具体的には、最も古いピクチャP06が削除され、ピクチャP21が新たに加えられた結果、参照リスト(List 0)の内部は、ピクチャP09、P12、I15、P18、P21に更新される。また、参照リスト(List 1)の内部は、最も古いピクチャB13が削除され、ピクチャP21が新たに加えられた結果、ピクチャB14、P18、B16、B17、P21に更新される。 When the encoding of the picture P21 is finished, the reference picture is updated. Specifically, as a result of deleting the oldest picture P06 and newly adding the picture P21, the inside of the reference list (List 0) is updated to pictures P09, P12, I15, P18, and P21. Also, the reference list (List 1) is updated to pictures B14, P18, B16, B17, and P21 as a result of deleting the oldest picture B13 and newly adding a picture P21.
次に、この参照リストの状態で、ピクチャB19の符号化を行う。ピクチャB19は、Bピクチャであるから、ピクチャB19の符号化が終了した際、参照リスト(List 1)についてのみ更新を行う。すなわち、参照リスト(List 0)の内部は、そのままであるのに対し、参照リスト(List 1)の内部は、最も古いピクチャB14が削除されて、ピクチャB19が新たに加えられた結果、ピクチャP18、B16、B17、P21、B19に更新される。同様に、ピクチャB20の符号化を行う。ピクチャB20は、Bピクチャであるから、ピクチャB20の符号化が終了した際、参照リスト(List 1)のみを更新する。すなわち、参照リスト(List 0)の内部は、ピクチャP09、P12、I15、P18、P21のままであるのに対し、参照リスト(List 1)の内部は更新され、ピクチャB16、B17、P21、B19、B20となる。以下、ピクチャP24、B22、B23、・・・の符号化と参照リストの更新とを順次行う。 Next, in the state of this reference list, the picture B19 is encoded. Since the picture B19 is a B picture, when the encoding of the picture B19 is completed, only the reference list (List 1) is updated. That is, while the inside of the reference list (List 0) remains unchanged, the oldest picture B14 is deleted and the picture B19 is newly added to the inside of the reference list (List 1), resulting in the picture P18. , B16, B17, P21, B19. Similarly, the picture B20 is encoded. Since the picture B20 is a B picture, only the reference list (List 1) is updated when the encoding of the picture B20 is completed. That is, while the inside of the reference list (List 0) remains as pictures P09, P12, I15, P18, and P21, the inside of the reference list (List 1) is updated to show pictures B16, B17, P21, and B19. , B20. Hereinafter, the encoding of the pictures P24, B22, B23,... And the updating of the reference list are sequentially performed.
本実施形態では、例えばピクチャB19を符号化する際に使用する参照リスト(List 0)には、ピクチャP09、P12、I15、P18、P21が含まれており、参照リスト(List 1)には、ピクチャB14、P18、B16、B17、P21が含まれている。従って、重複しているピクチャP18及びP21を除いたとしても、インター予測で参照するピクチャは8枚ある。これは、通常考えられる図10に示した従来技術と比べると、Bピクチャの符号化の際に、インター予測の対象となるピクチャの数が多くなっている。このため、より精度の高いインター予測を行うことができ、結果として良好な画像圧縮が行える。 In this embodiment, for example, the reference list (List 0) used when encoding the picture B19 includes pictures P09, P12, I15, P18, and P21, and the reference list (List 1) includes Pictures B14, P18, B16, B17, and P21 are included. Therefore, even if the overlapping pictures P18 and P21 are removed, there are 8 pictures that are referred to in inter prediction. Compared with the conventional technique shown in FIG. 10, which is normally considered, the number of pictures to be inter-predicted is larger when B pictures are encoded. For this reason, inter prediction with higher accuracy can be performed, and as a result, good image compression can be performed.
図4に、前述した実施形態の画像符号化装置が適用されるビデオカメラの内部構成の一例を示す。
図4において、動画撮影記録時、レンズ1401を通してCCD1402で撮像された画像信号は、A/D1403でデジタルデータとされカメラ処理部1404で輝度や色の補正等が行われる。カメラ処理部1404から出力されたデータは、動画エンコード・デコード処理部(画像処理部)1405で動画像データのエンコード処理が行われ、記録再生制御部(REC/PB)1406によって記録媒体1407に記録される。ここで、エンコード方法は、例えば、前述したMPEG4 part-10:AVC(ISO/IEC 14496-10、別名H.264)方式が挙げられる。このように、図4に示した例では、前述した実施形態の画像符号化装置は、動画エンコード・デコード処理部(画像処理部)1405に設けられる。また、記録媒体1407は、例えば磁気テープやディスクである。またエンコードした動画データを、デジタルインターフェース(I/F)1415を通して外部に出力する事も出来る。
FIG. 4 shows an example of an internal configuration of a video camera to which the image coding apparatus according to the above-described embodiment is applied.
In FIG. 4, during moving image shooting and recording, an image signal captured by the
デジタルインターフェース1415は、IEEE1394やUSB(Universal Serial Bus)である。動画エンコード・デコード処理部1405でエンコードされる前のデータは表示部1408(例えばLCD表示パネル)へも送られる。ユーザーは、表示部1408に表示された画像を見ながら撮影画角や構図を決める。CPU1409は各処理ブロックの制御を司っている。またCPU1409には操作指示入力部1601が接続され、操作指示入力部1601には動画撮影用のトリガボタン1602及び静止画撮影用のシャッターボタン1603が設けられている。ユーザーは、動画撮影用のトリガボタン1602を押す事で動画撮影記録の開始・停止を行う。この動画撮影用のトリガボタン1602は撮影記録中押し続けている必要は無く、一度押すと記録動作が開始され、もう一度押すと記録動作が停止する。動画撮影用のトリガボタン1602の操作に応じて、動画撮影記録が実行されると、動画エンコード・デコード処理部(画像処理部)1405でエンコード動作も実行される。この間、上記実施形態で説明したような画像符号化装置の動作が実行可能となる。また、再生時は、記録された動画データが記録再生制御部1406によって記録媒体1407から読み出され、動画エンコード・デコード処理部1405でエンコード時のインター予測における参照関係等の情報を用いつつデコードが行われて、表示部1408等でデコードされた表示画像を表示可能となる。
The
また、ユーザーは、静止画撮影用のシャッターボタン1603を押す事によって撮影した静止画をメモリカード1412に記録する事が出来る。カメラ処理部1404から出力されたデータは、動画エンコード・デコード処理部1405と共に静止画エンコード・デコード処理部1413にも入力される。静止画エンコード・デコード処理部1413では静止画データのエンコード処理やサムネイルの生成が行われる。エンコード方法は例えばJPEG等である。
Further, the user can record a still image shot by pressing a
エンコードされた静止画データはカード制御部1414によってメモリカード1412に記録される。再生時は記録された静止画データがカード制御部1414によってメモリカード1412から読み出され、静止画エンコード・デコード処理部1413でサムネイル画像のデコードや本画像のデコードが行われる。サムネイル画像をデコードするか本画像をデコードするかはCPU1409によって指示される。また、エンコードした静止画データを、デジタルインターフェース1415を通して外部に出力する事も出来る。デジタルインターフェースはIEEE1394やUSBである。
The encoded still image data is recorded on the
ユーザーが動画撮影用のトリガボタン1602を押して動画撮影記録を開始した後、動画撮影記録中に好みのシーンで静止画の撮影も行いたいと思ったら、動画撮影記録を停止する事無く静止画撮影用のシャッターボタン1603を押して撮影した静止画データをメモリカード1412に記録することができる。
After the user presses the
(本発明の他の実施形態)
前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
また、前述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
(Other embodiments of the present invention)
Each of the above-described embodiments is merely an example of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
Also, a software program for realizing the functions of the above-described embodiment for an apparatus connected to the various devices or a computer in the system so as to operate various devices to realize the functions of the above-described embodiments. What was implemented by supplying the code and operating the various devices in accordance with a program stored in a computer (CPU or MPU) of the system or apparatus is also included in the scope of the present invention.
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。 In this case, the program code of the software itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and means for supplying the program code to the computer, for example, the program code are stored. The recorded medium constitutes the present invention. As a recording medium for storing the program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。 Further, by executing the program code supplied by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS (operating system) or other application software in which the program code is running on the computer, etc. It goes without saying that the program code is also included in the embodiment of the present invention even when the functions of the above-described embodiment are realized in cooperation with the embodiment.
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。 Further, after the supplied program code is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the CPU provided in the function expansion board or function expansion unit based on the instruction of the program code Needless to say, the present invention includes a case where the functions of the above-described embodiment are realized by performing part or all of the actual processing.
102 整数DCT変換部
103 量子化部
104 逆量子化部
105 逆整数DCT変換部
109 デブロッキングフィルター
110 フレームメモリ
111 インター予測部
112 動き検出部
113 メモリーコントローラー
115 エントロピー符号化部
114 選択部
102
Claims (2)
前記符号化ステップにより符号化が行われたピクチャの復元画像を前記メモリに記憶して前記参照ピクチャとして管理するピクチャ管理ステップとを有し、
前記画像データは、ピクチャ間のインター予測を行わないIピクチャ、前方向のインター予測を行うPピクチャ、及び双方向のインター予測を行うBピクチャを含むものであり、
前記ピクチャ管理ステップは、前記Pピクチャ又はBピクチャを符号化する際に参照される参照ピクチャを複数枚保存する第1の参照リストと、前記Bピクチャを符号化する際にのみ参照される参照ピクチャを複数枚保存する第2の参照リストとに、前記メモリに記憶される複数枚の参照ピクチャを分類して管理し、
さらに、前記符号化ステップで前記Iピクチャ又はPピクチャの符号化が行われた場合は、当該Iピクチャ又はPピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第1及び第2の参照リストの両方に追加して、前記第1及び第2の参照リストの更新を行い、前記符号化ステップで前記Bピクチャの符号化が行われた場合は、当該Bピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第2の参照リストのみに追加して、前記第2の参照リストの更新を行うことを特徴とする画像符号化方法。 An encoding step of referring to a plurality of pictures stored as data in the memory as reference pictures and encoding pictures constituting the image data based on the reference results;
A picture management step of storing a restored image of the picture encoded by the encoding step in the memory and managing it as the reference picture;
The image data includes an I picture that does not perform inter prediction between pictures, a P picture that performs forward inter prediction, and a B picture that performs bidirectional inter prediction.
The picture management step includes a first reference list that stores a plurality of reference pictures that are referred to when the P picture or B picture is encoded, and a reference picture that is referred only when the B picture is encoded. Categorizing and managing a plurality of reference pictures stored in the memory in a second reference list for storing a plurality of images,
Further, when the I picture or P picture is encoded in the encoding step, the restored image of the I picture or P picture is used as a new reference picture in both the first and second reference lists. In addition, the first and second reference lists are updated, and when the B picture is encoded in the encoding step, the restored picture of the B picture is used as a new reference picture. An image encoding method , wherein the second reference list is updated by adding only to the second reference list .
前記符号化手段により符号化が行われたピクチャの復元画像を前記メモリに記憶して前記参照ピクチャとして管理するピクチャ管理手段とを有し、
前記画像データは、ピクチャ間のインター予測を行わないIピクチャ、前方向のインター予測を行うPピクチャ、及び双方向のインター予測を行うBピクチャを含むものであり、
前記ピクチャ管理手段は、前記Pピクチャ又はBピクチャを符号化する際に参照される参照ピクチャを複数枚保存する第1の参照リストと、前記Bピクチャを符号化する際にのみに参照される参照ピクチャを複数枚保存する第2の参照リストとに、前記メモリに記憶される複数枚の参照ピクチャを分類して管理し、
さらに、前記符号化手段によって前記Iピクチャ又はPピクチャの符号化が行われた場合は、当該Iピクチャ又はPピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第1及び第2の参照リストの両方に追加して、前記第1及び第2の参照リストの更新を行い、前記符号化手段によって前記Bピクチャの符号化が行われた場合は、当該Bピクチャの復元画像を新たな参照ピクチャとして前記第2の参照リストのみに追加して、前記第2の参照リストの更新を行うことを特徴とする画像符号化装置。 Encoding means for referring to a plurality of pictures stored as data in the memory as reference pictures, and encoding pictures constituting the image data based on the reference results;
Picture management means for storing a restored image of a picture encoded by the encoding means in the memory and managing it as the reference picture;
The image data includes an I picture that does not perform inter prediction between pictures, a P picture that performs forward inter prediction, and a B picture that performs bidirectional inter prediction.
The picture management means includes a first reference list that stores a plurality of reference pictures that are referred to when the P picture or B picture is encoded, and a reference that is referred only when the B picture is encoded. Classifying and managing a plurality of reference pictures stored in the memory in a second reference list for storing a plurality of pictures;
Further, when the I picture or P picture is encoded by the encoding means, the restored picture of the I picture or P picture is used as a new reference picture in both the first and second reference lists. In addition, when the first and second reference lists are updated and the B picture is encoded by the encoding means, the restored picture of the B picture is used as a new reference picture. An image encoding apparatus that updates the second reference list by adding only to the second reference list .
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