JP5100689B2 - Video encoding apparatus and video decoding apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、インタレース形式の動画像信号を符号化する動画像符号化装置と、インタレース形式の動画像信号が符号化されている符号化データを復号する動画像復号装置とに関するものである。 The present invention relates to a moving image encoding device that encodes an interlaced moving image signal and a moving image decoding device that decodes encoded data in which the interlaced moving image signal is encoded. .
動画像信号には、プログレッシブ信号とインタレース信号の2種類がある。
プログレッシブ信号は、「順次走査」と呼ばれているものであり、PCモニタなどに使用されている走査線を上から下に1ラインずつ走査していくものである。
一方、インタレース信号は、「飛び越し走査」と呼ばれているものであり、1フレームを2つのフィールドに分割し、それぞれのフィールドが互いに重ならない1ライン置きに走査していくものである。
There are two types of moving image signals, progressive signals and interlace signals.
The progressive signal is called “sequential scanning”, and scans a scanning line used for a PC monitor or the like line by line from top to bottom.
On the other hand, the interlaced signal is called “interlaced scanning”, in which one frame is divided into two fields, and scanning is performed every other line where the fields do not overlap each other.
インタレース信号は、プログレッシブ信号と比べて、半分の走査線で1つのフィールドを構成することができるため、同じ信号量であっても、見かけ上2倍の動き(フレームレート)を表現することができる。
このインタレース信号を効率よく符号化処理する国際標準方式として、以下の非特許文献1に開示されている「MPEG−2」や、非特許文献2に開示されている「AVC」などがある。
Since an interlace signal can form one field with half the number of scanning lines compared to a progressive signal, even if the signal amount is the same, an apparently double motion (frame rate) can be expressed. it can.
As an international standard system for efficiently encoding the interlaced signal, there are “MPEG-2” disclosed in the following Non-Patent Document 1, “AVC” disclosed in Non-Patent Document 2, and the like.
図6はMPEG−2で符号化処理を実施する一般的な動画像符号化装置を示す構成図である。
MPEG−2では、輝度信号が16画素×16ラインの画素数で構成されるマクロブロックを一単位として符号化処理を行う。
動画像信号がインタレース信号の場合、図7の斜線が施されていないフィールドの信号(以下、「トップフィールド」と称する)16画素×8ライン分と、斜線が施されているフィールドの信号(以下、「ボトムフィールド」と称する)16画素×8ライン分とが組み合わされた16画素×16ラインの信号でマクロブロックが構成される。
FIG. 6 is a block diagram showing a general moving image encoding apparatus that performs encoding processing in MPEG-2.
In MPEG-2, encoding processing is performed using a macroblock having a luminance signal of 16 pixels × 16 lines as a unit.
When the moving image signal is an interlaced signal, a signal in a field not shaded in FIG. 7 (hereinafter referred to as “top field”) 16 pixels × 8 lines, and a signal in a field shaded ( A macroblock is composed of a signal of 16 pixels × 16 lines combined with 16 pixels × 8 lines (hereinafter referred to as “bottom field”).
MPEG−2では、DCTを用いて、インタレース信号を8×8サイズのブロック単位で符号化処理を実施する際、ブロック化部が、1ビットのフラグである「dct_type」が“0”であれば、図8に示すように、インタレース信号のトップフィールドとボトムフィールドを交互に配置することでフレームブロックを構成する。
一方、「dct_type」が“1”であれば、図9に示すように、インタレース信号のトップフィールドとボトムフィールドを分離して配置することでフィールドブロックを構成する。
In MPEG-2, when DCT is used to encode an interlaced signal in units of 8 × 8 size blocks, the blocking unit should have a 1-bit flag “dct_type” of “0”. For example, as shown in FIG. 8, a frame block is configured by alternately arranging a top field and a bottom field of an interlace signal.
On the other hand, if “dct_type” is “1”, as shown in FIG. 9, the field block is configured by separately arranging the top field and the bottom field of the interlace signal.
このように、ブロック化部では、フレームブロック又はフィールドブロックのいずれか一方を構成するが、通常、動画像信号が静止状態の場合(動画像信号の動きが小さく、その動き量が基準値に満たない場合)にはフレームブロックを構成し、動画像信号が動きのある状態の場合(動画像信号の動きが大きく、その動き量が基準値以上である場合)にはフィールドブロックを構成する。
即ち、動画像信号が静止状態の場合、トップフィールドとボトムフィールドの間の信号には時間的な変化がないため、フィールドに分けることなく、空間距離の近い信号を使用した方が高い符号化効率が得られる。そのため、動画像信号が静止状態の場合には、フレームブロックを構成する。
逆に、動画像信号が動きのある状態の場合、2つのフィールドの間には時間的な変化が生じるため、空間距離の近さよりも、それぞれのフィールドに分けて時間距離の近い信号を使用した方が高い符号化効率が得られる。そのため、動画像信号が動きのある状態の場合には、フィールドブロックを構成する。
In this way, the blocking unit constitutes either a frame block or a field block. Usually, when the moving image signal is stationary (the moving amount of the moving image signal is small and the amount of movement satisfies the reference value). If not, a frame block is formed. If the moving image signal is in a moving state (when the moving image signal has a large movement and the amount of movement is equal to or greater than a reference value), a field block is formed.
In other words, when the video signal is stationary, there is no temporal change in the signal between the top field and the bottom field, so it is better to use a signal with a close spatial distance without dividing it into fields. Is obtained. Therefore, a frame block is formed when the moving image signal is in a still state.
Conversely, when the moving image signal is in a state of motion, a temporal change occurs between the two fields. Therefore, a signal with a short time distance is used for each field rather than a close spatial distance. The higher encoding efficiency is obtained. Therefore, when the moving image signal is in a state of motion, a field block is configured.
DCT部では、ブロック化部がフレームブロック又はフィールドブロックを構成すると、そのフレームブロック又はフィールドブロックにDCTを施して、DCT係数を算出する。
量子化部では、予め用意されている量子化マトリクスを用いて、DCT部により算出されたDCT係数を量子化して、量子化インデックスを算出する。
可変長符号化部では、量子化部により算出された量子化インデックスを可変長符号化して符号化データを生成する。
In the DCT unit, when the blocking unit forms a frame block or a field block, DCT is performed on the frame block or field block to calculate a DCT coefficient.
The quantization unit quantizes the DCT coefficient calculated by the DCT unit using a prepared quantization matrix to calculate a quantization index.
The variable length encoding unit generates encoded data by variable length encoding the quantization index calculated by the quantization unit.
従来の動画像符号化装置は以上のように構成されているので、予め用意されている量子化マトリクスを用いて、DCT部により算出されたDCT係数を量子化して、量子化インデックスを算出する。しかし、ブロック化部により構成されているブロックの種類が、フレームブロックであるのか、フィールドブロックであるのかにかかわらず、常に、同一の量子化マトリクスを用いているため、必ずしもフレームブロックやフィールドブロックに適する量子化処理を行うことができず、効率的な符号化処理を実現することができないなどの課題があった。 Since the conventional moving image encoding apparatus is configured as described above, the quantization index is calculated by quantizing the DCT coefficient calculated by the DCT unit using a quantization matrix prepared in advance. However, since the same quantization matrix is always used regardless of whether the block type configured by the blocking unit is a frame block or a field block, it is not necessarily used for a frame block or a field block. There is a problem that a suitable quantization process cannot be performed and an efficient encoding process cannot be realized.
ここで、効率的な符号化処理を実現することができないことを具体的に説明する。
図10(A)のように、マクロブロックの中に4つの円が並んでいるインタレース信号を符号化する場合を考える。
このようなインタレース信号からフレームブロックを構成する場合、図10(B)に示すように、一つのブロック内に一つの円が入るため、水平方向の信号の状態と垂直方向の信号の状態とに差がなく等しくなる。そのため、DCT係数も水平方向と垂直方向の値が等しくなる。
一方、フィールドブロックを構成する場合、1ラインおきの信号を用いてブロックが構成されるため、一つのブロックが画面上に占める面積がフレームブロックと比べて垂直方向で2倍となる。そのため、図10(C)に示すように、一つのブロック内に二つの円が入るので、水平方向の信号と比べて垂直方向の信号が2倍の密度になる。したがって、DCT係数も垂直方向の値が水平方向の値と比べて2倍大きくなる。
このようにフレームブロックとフィールドブロックとでは、DCT係数の分布(特に垂直方向の分布)が異なる傾向があるにもかかわらず、従来の動画像符号化装置では、1種類の量子化マトリクスしか用意されていないため、効率のよい符号化処理を実現することができない。
Here, it will be specifically described that an efficient encoding process cannot be realized.
Consider the case of encoding an interlaced signal in which four circles are arranged in a macroblock as shown in FIG.
When a frame block is composed of such interlaced signals, as shown in FIG. 10B, since one circle is included in one block, the horizontal signal state and the vertical signal state Are equal without any difference. For this reason, the DCT coefficient also has the same value in the horizontal direction and the vertical direction.
On the other hand, when configuring a field block, since the block is configured using signals every other line, the area occupied by one block on the screen is doubled in the vertical direction as compared with the frame block. Therefore, as shown in FIG. 10C, two circles are included in one block, so that the signal in the vertical direction is twice as dense as the signal in the horizontal direction. Therefore, the DCT coefficient is twice as large in the vertical direction as compared with the horizontal value.
As described above, although the distribution of DCT coefficients (particularly the distribution in the vertical direction) tends to be different between the frame block and the field block, only one type of quantization matrix is prepared in the conventional moving picture coding apparatus. Therefore, an efficient encoding process cannot be realized.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、フレームブロック又はフィールドブロックのいずれを構成する場合でも、効率的な符号化処理を実現することができる動画像符号化装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、上記の動画像符号化装置によりインタレース形式の動画像信号が符号化されている符号化データを効率的に復号して、復号画像を出力することができる動画像復号装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a moving picture coding apparatus capable of realizing efficient coding processing regardless of whether a frame block or a field block is configured. For the purpose.
The present invention also provides a moving picture decoding apparatus capable of efficiently decoding encoded data obtained by encoding an interlaced moving picture signal by the moving picture encoding apparatus and outputting a decoded picture. The purpose is to obtain.
この発明に係る動画像符号化装置は、量子化マトリクスを選択する際に動画像信号を構成する画素のアスペクト比を示す指標信号を参照するとともに、ブロック構成手段により構成されたブロックの種類がフレームブロックであれば、そのフレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、離散コサイン変換手段の変換結果を量子化することで量子化インデックスを算出し、ブロック構成手段により構成されたブロックの種類がフィールドブロックであれば、そのフィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、離散コサイン変換手段の変換結果を量子化することで量子化インデックスを算出する量子化手段と、動画像信号を構成する画素のアスペクト比を示す指標信号と、量子化手段により算出された量子化インデックス及び上記ブロック構成手段により構成されたブロックの種類を示すブロックタイプ信号を可変長符号化して符号化データを出力する可変長符号化手段とを備えるようにしたものである。 The moving picture coding apparatus according to the present invention refers to an index signal indicating an aspect ratio of pixels constituting a moving picture signal when selecting a quantization matrix, and the type of block constituted by the block constituting means is a frame. If it is a block, the quantization matrix corresponding to the frame block is used to calculate the quantization index by quantizing the transform result of the discrete cosine transform unit, and the type of block configured by the block configuration unit is the field. If the block is a block, the quantization matrix corresponding to the field block is used to quantize the conversion result of the discrete cosine transform unit, thereby calculating a quantization index, and the pixels constituting the moving image signal. An index signal indicating the aspect ratio and a quantization index calculated by the quantization means The block type signal indicating the type of configuration block by fine said block means and variable length coding is obtained by a so that a variable-length coding means for outputting coded data.
この発明によれば、量子化マトリクスを選択する際に動画像信号を構成する画素のアスペクト比を示す指標信号を参照するとともに、ブロック構成手段により構成されたブロックの種類がフレームブロックであれば、そのフレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、離散コサイン変換手段の変換結果を量子化することで量子化インデックスを算出し、ブロック構成手段により構成されたブロックの種類がフィールドブロックであれば、そのフィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、離散コサイン変換手段の変換結果を量子化することで量子化インデックスを算出する量子化手段と、動画像信号を構成する画素のアスペクト比を示す指標信号と、量子化手段により算出された量子化インデックス及び上記ブロック構成手段により構成されたブロックの種類を示すブロックタイプ信号を可変長符号化して符号化データを出力する可変長符号化手段とを備えるように構成したので、フレームブロック又はフィールドブロックのいずれを構成する場合でも、効率的な符号化処理を実現することができる効果がある。 According to the present invention, when the quantization matrix is selected, the index signal indicating the aspect ratio of the pixels constituting the moving image signal is referred to, and if the type of the block configured by the block configuration unit is a frame block, Using the quantization matrix corresponding to the frame block, the quantization index is calculated by quantizing the conversion result of the discrete cosine transform unit, and if the type of block configured by the block configuration unit is a field block, Quantization means for calculating a quantization index by quantizing the conversion result of the discrete cosine transform means using a quantization matrix corresponding to the field block, and an index indicating the aspect ratio of the pixels constituting the moving image signal Signal, quantization index calculated by the quantization means, and the block Since it is configured to so that a variable-length coding means for variable length coding and outputs the encoded data block type signal indicating the type of configuration block by forming means, constituting any frame block or field block Even if it does, there exists an effect which can implement | achieve an efficient encoding process.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置を示す構成図である。
図1において、画面並べ替え部1はインタレース形式の動画像信号(Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャ)であるインタレース信号を入力すると、符号化順にピクチャの並び替えを行うとともに、そのインタレース信号をマクロブロック単位に分割する処理を実施する。
減算器2は画面並べ替え部1から出力されたマクロブロック単位のインタレース信号と動き補償部14により生成された予測画像の画像信号との差分を求め、その差分を示す差分信号を出力する処理を実施する。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a moving picture coding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, when a screen rearrangement unit 1 inputs an interlace signal which is an interlaced moving image signal (I picture, P picture, B picture), the screen rearrangement unit 1 rearranges the pictures in the encoding order and A process of dividing the signal into macroblock units is performed.
The subtracter 2 obtains a difference between the macroblock unit interlace signal output from the screen rearrangement unit 1 and the image signal of the predicted image generated by the
モード判定部3は画面並べ替え部1から出力されたマクロブロック単位のインタレース信号と、減算器2から出力された差分信号とを入力し、符号化処理方式としてフレーム内符号化処理を採用する場合、符号化対象信号として、そのインタレース信号をブロック化部4に出力し、符号化処理方式としてフレーム間符号化処理を採用する場合、符号化対象信号として、その差分信号をブロック化部4に出力する処理を実施する。
The
ブロック化部4はモード判定部3から出力された符号化対象信号が、動きの無い信号(動きが小さな信号)であれば、その符号化対象信号のトップフィールドとボトムフィールドを交互に配置することでフレームブロック(図8を参照)を構成し、動きのある信号(動きが大きな信号)であれば、そのトップフィールドとボトムフィールドを分離して配置することでフィールドブロック(図9を参照)を構成する処理を実施する。
また、ブロック化部4は構成したブロックの種類がフレームブロックであるのか、フィールドブロックであるのかを示すdct_type(ブロックタイプ信号)を出力する処理を実施する。
なお、ブロック化部4はブロック構成手段を構成している。
この実施の形態1では、符号化対象信号の動きが小さく、その動き量が基準値に満たない場合、その符号化対象信号を「動きの無い信号」と称し、符号化対象信号の動きが大きく、その動き量が基準値以上である場合、その符号化対象信号を「動きのある信号」と称する。
If the encoding target signal output from the
Further, the blocking unit 4 performs a process of outputting dct_type (block type signal) indicating whether the type of the configured block is a frame block or a field block.
The blocking unit 4 constitutes a block constituting unit.
In the first embodiment, when the motion of the signal to be encoded is small and the amount of motion is less than the reference value, the signal to be encoded is referred to as a “no-motion signal” and the motion of the signal to be encoded is large. When the amount of motion is greater than or equal to the reference value, the signal to be encoded is referred to as a “motion signal”.
DCT部5はブロック化部4により構成されたフレームブロック又はフィールドブロックにDCT(離散コサイン変換)を施してDCT係数を出力する処理を実施する。なお、DCT部5は離散コサイン変換手段を構成している。
量子化部6は予めフレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用意しており、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出し、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出する処理を実施する。なお、量子化部6は量子化手段を構成している。
The
When the
逆量子化部7は予めフレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用意しており、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、量子化部6により算出された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力し、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、量子化部6により算出された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する処理を実施する。
IDCT部8は逆量子化部7から出力されたDCT係数にIDCT(逆離散コサイン変換)を施して、局部復号信号であるフレームブロック又はフィールドブロックを出力する処理を実施する。
The inverse quantization unit 7 prepares in advance a quantization matrix corresponding to a frame block and a quantization matrix corresponding to a field block, and the dct_type output from the blocking unit 4 indicates that it is a “frame block” If the quantization index calculated by the
The IDCT unit 8 performs IDCT (Inverse Discrete Cosine Transform) on the DCT coefficient output from the inverse quantization unit 7 and outputs a frame block or field block that is a local decoded signal.
スイッチ9はモード判定部3により符号化処理方式としてフレーム内符号化処理が採用された場合、予測画像の画像信号として零値を加算器10に出力し、符号化処理方式としてフレーム間符号化処理が採用された場合、動き補償部14により生成された予測画像の画像信号を加算器10に出力する処理を実施する。
加算器10はスイッチ9から出力された予測画像の画像信号とIDCT部8から出力された局部復号信号を加算して、予測用参照画像の画像信号を出力する処理を実施する。
The switch 9 outputs a zero value to the
The
スイッチ11は符号化対象のピクチャに応じて、加算器10から出力された予測用参照画像の画像信号を格納するフレームメモリ12を切り替える処理を実施する。
フレームメモリ12はスイッチ11から出力された予測用参照画像の画像信号を格納するメモリである。
動き検出部13は画面並べ替え部1から出力されたマクロブロック単位のインタレース信号とフレームメモリ12により格納されている予測用参照画像の画像信号との間で動きベクトルを検出する処理を実施する。
The
The
The
動き補償部14は動き検出部13により検出された動きベクトルを用いて、フレームメモリ12により格納されている予測用参照画像の画像信号の動き補償を実施して、予測画像の画像信号を生成する処理を実施する。
可変長符号化部15は量子化部6により算出された量子化インデックス、ブロック化部4から出力されたdct_type及び動き検出部13により検出された動きベクトルなどを可変長符号化して符号化データを出力する処理を実施する。なお、可変長符号化部15は可変長符号化手段を構成している。
The
The variable
次に動作について説明する。
画面並べ替え部1は、インタレース形式の動画像信号であるインタレース信号を入力すると、符号化順にピクチャの並び替えを行うとともに、そのインタレース信号をマクロブロック単位に分割する。
減算器2は、画面並べ替え部1からマクロブロック単位のインタレース信号を受けると、そのインタレース信号と動き補償部14により生成された予測画像の画像信号との差分を求め、その差分を示す差分信号をモード判定部3に出力する。
Next, the operation will be described.
When the screen rearrangement unit 1 receives an interlace signal that is an interlaced moving image signal, the screen rearrangement unit 1 rearranges the pictures in the encoding order and divides the interlace signal into units of macroblocks.
When the subtractor 2 receives the interlace signal in units of macroblocks from the screen rearrangement unit 1, it obtains the difference between the interlace signal and the image signal of the predicted image generated by the
モード判定部3は、画面並べ替え部1から出力されたマクロブロック単位のインタレース信号と、減算器2から出力された差分信号とを入力し、符号化処理方式としてフレーム内符号化処理を採用する場合、符号化対象信号として、そのインタレース信号をブロック化部4に出力し、符号化処理方式としてフレーム間符号化処理を採用する場合、符号化対象信号として、その差分信号をブロック化部4に出力する。
なお、モード判定部3は、採用する符号化処理方式を決定するに際して、例えば、フレーム内符号化処理で符号化した場合の符号化効率と、フレーム間符号化処理で符号化した場合の符号化効率とを比較し、符号化効率が高い方の符号化処理方式を選択する。
The
Note that when determining the encoding processing method to be employed, the
ブロック化部4は、モード判定部3から符号化対象信号を受けると、その符号化対象信号の動きの有無(動きの大小)を判定する。動きの有無を判定する手法は公知の技術を使用すればよいので、ここでは詳細な説明を省略する。
ブロック化部4は、符号化対象信号の動きの有無を判定して、動きの無い信号であれば、図8に示すように、その符号化対象信号のトップフィールドとボトムフィールドを交互に配置することでフレームブロックを構成し、そのフレームブロックをDCT部5に出力する。
一方、動きのある信号であれば、図9に示すように、そのトップフィールドとボトムフィールドを分離して配置することでフィールドブロックを構成し、そのフィールドブロックをDCT部5に出力する。
ブロック化部4は、フレームブロック又はフィールドブロックを構成すると、構成したブロックの種類を示すdct_typeを量子化部6,逆量子化部7及び可変長符号化部15に出力する。
When receiving the encoding target signal from the
The blocking unit 4 determines the presence / absence of motion of the encoding target signal. If the signal is not moving, the blocking unit 4 alternately arranges the top field and the bottom field of the encoding target signal as shown in FIG. Thus, a frame block is configured, and the frame block is output to the
On the other hand, if the signal has motion, as shown in FIG. 9, the top field and the bottom field are separately arranged to form a field block, and the field block is output to the
When configuring the frame block or the field block, the blocking unit 4 outputs dct_type indicating the type of the configured block to the
DCT部5は、ブロック化部4からフレームブロック又はフィールドブロックを受けると、そのフレームブロック又はフィールドブロックにDCTを施してDCT係数を量子化部6に出力する。
When the
量子化部6は、予め、フレームブロックに対応する量子化マトリクスと、フィールドブロックに対応する量子化マトリクスとを用意している。
ここで、図2はフレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスの一例を示す説明図である。
フレームブロックの信号は、図10(B)に示すように、水平方向と垂直方向の信号の状態が等しいため、方向に関係なく等しく量子化処理を実施することができるようにするために、量子化マトリクスの値についても、図2(A)に示すように、水平方向と垂直方向が同じ傾向を有しているものを用意している。
一方、フィールドブロックの信号は、図10(C)に示すように、水平方向と比べて垂直方向の信号の状態が2倍の密度になるため、図2(B)に示すように、量子化マトリクスの値が垂直方向に対して水平方向が2倍になるようにしている。
これにより、垂直方向のDCT係数の量子化誤差が水平方向のDCT係数の量子化誤差と比べて2分の1に小さくできるため、垂直方向の信号の状態をより性能よく符号化処理することが可能となる。
The
Here, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a quantization matrix corresponding to a frame block and a quantization matrix corresponding to a field block.
As shown in FIG. 10B, the signal of the frame block has the same signal state in the horizontal direction and the vertical direction, so that the quantization process can be performed equally regardless of the direction. As shown in FIG. 2 (A), the values of the conversion matrix are prepared such that the horizontal direction and the vertical direction have the same tendency.
On the other hand, as shown in FIG. 10C, the signal in the field block has twice the density of the signal in the vertical direction as compared with the horizontal direction. The matrix value is set to be double in the horizontal direction with respect to the vertical direction.
As a result, the quantization error of the DCT coefficient in the vertical direction can be reduced by a factor of two compared to the quantization error of the DCT coefficient in the horizontal direction, so that the state of the signal in the vertical direction can be encoded with higher performance. It becomes possible.
量子化部6は、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する図2(A)の量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出する。
一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する図2(B)の量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出する。
When the dct_type output from the blocking unit 4 indicates “frame block”, the
On the other hand, when the dct_type indicates “field block”, the quantization matrix of FIG. 2B corresponding to the field block is used to quantize the DCT coefficient output from the
逆量子化部7は、量子化部6と同様に、2種類の量子化マトリクス(図2(A)(B)の量子化マトリクス)を用意しており、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する図2(A)の量子化マトリクスを用いて、量子化部6により算出された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数をIDCT部8に出力する。
一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する図2(B)の量子化マトリクスを用いて、量子化部6により算出された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数をIDCT部8に出力する。
IDCT部8は、逆量子化部7からDCT係数を受けると、そのDCT係数にIDCTを施して、局部復号信号であるフレームブロック又はフィールドブロックを加算器10に出力する。
Similar to the
On the other hand, when the dct_type indicates “field block”, the quantization index calculated by the
When receiving the DCT coefficient from the inverse quantization unit 7, the IDCT unit 8 performs IDCT on the DCT coefficient and outputs a frame block or a field block that is a local decoded signal to the
スイッチ9は、モード判定部3により符号化処理方式としてフレーム内符号化処理が採用された場合、予測画像の画像信号として零値を加算器10に出力し、符号化処理方式としてフレーム間符号化処理が採用された場合、動き補償部14から出力された予測画像の画像信号を加算器10に出力する。
加算器10は、スイッチ9から出力された予測画像の画像信号とIDCT部8から出力された局部復号信号を加算して、予測用参照画像の画像信号をスイッチ11に出力する。
スイッチ11は、加算器10から出力された予測用参照画像の画像信号をフレームメモリ12に格納する。
The switch 9 outputs a zero value as an image signal of the predicted image to the
The
The
動き検出部13は、画面並べ替え部1からマクロブロック単位のインタレース信号を受けると、そのインタレース信号とフレームメモリ12により格納されている予測用参照画像の画像信号との間で動きベクトルを検出する。
動き補償部14は、動き検出部13が動きベクトルを検出すると、その動きベクトルを用いて、フレームメモリ12により格納されている予測用参照画像の画像信号の動き補償を実施して、予測画像の画像信号を生成する。
可変長符号化部15は、量子化部6により算出された量子化インデックス、ブロック化部4から出力されたdct_type、動き検出部13により検出された動きベクトルや、符号化方式情報(符号化処理方式としてフレーム内符号化処理が採用されているのか、フレーム間符号化処理が採用されているのかを示す情報)などを可変長符号化して符号化データを出力する。
When the
When the
The variable
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する図2(A)の量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出し、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する図2(B)の量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出する量子化部6を設けるように構成したので、フレームブロック又はフィールドブロックのいずれを構成する場合でも、効率的な符号化処理を実現することができる効果を奏する。
なお、この実施の形態1では、動きの有る/無しでブロック化部4が構成するブロックを切り替えるものについて示したが、動きの有る/無しに関わらず両方のブロックを構成して、両方のブロックの符号化処理を実施し、符号量の少ない方のブロック、あるいは、符号化処理によって発生する符号化雑音が小さい方のブロック、あるいは、符号量と符号化雑音のバランスが良い方のブロックを選択するようにしてもよい。
このような構成にすることにより、符号化効率を高めることができる効果が得られる。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, when the dct_type output from the blocking unit 4 indicates “frame block”, the quantization of FIG. 2A corresponding to the frame block is performed. When the quantization index is calculated by quantizing the DCT coefficient output from the
In the first embodiment, the block that the block forming unit 4 switches with / without motion is shown. However, both blocks are configured regardless of whether there is motion or not. And then select the block with the smaller code amount, the block with the smaller coding noise generated by the coding process, or the block with the better balance between the code amount and the coding noise. You may make it do.
With such a configuration, an effect of improving the encoding efficiency can be obtained.
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2による動画像符号化装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
モード判定部21は図1のモード判定部3と同様にして、符号化対象信号をブロック化部4に出力する処理を実施するほか、量子化マトリクスの選択に用いる指標信号として、符号化処理方式がフレーム内符号化処理であるのか、フレーム間符号化処理であるのかを示すフラグ「mtx_flag」を量子化部22に出力する処理を実施する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a moving picture coding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The
量子化部22は予めフレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスをそれぞれ複数個用意しており、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出する。一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出する処理を実施する。なお、量子化部22は量子化手段を構成している。
The
逆量子化部23は予めフレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスをそれぞれ複数個用意しており、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、量子化部22により算出された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する。一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、量子化部22により算出された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する処理を実施する。
The
可変長符号化部24は量子化部22により算出された量子化インデックス、ブロック化部4から出力されたdct_type、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」及び動き検出部13により検出された動きベクトルなどを可変長符号化して符号化データを出力する処理を実施する。なお、可変長符号化部24は可変長符号化手段を構成している。
The variable
次に動作について説明する。
モード判定部21は、画面並べ替え部1から出力されたマクロブロック単位のインタレース信号と、減算器2から出力された差分信号とを入力すると、図1のモード判定部3と同様に、符号化対象信号として、そのインタレース信号又は差分信号をブロック化部4に出力する。
また、モード判定部21は、量子化マトリクスの選択に用いる指標信号として、符号化処理方式がフレーム内符号化処理であるのか、フレーム間符号化処理であるのかを示すフラグ「mtx_flag」を量子化部22、逆量子化部23及び可変長符号化部24に出力する。
Next, the operation will be described.
When the
Further, the
量子化部22は、予め、フレームブロックに対応する量子化マトリクスを2種類以上用意し、また、フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを2種類用意している。
量子化部22は、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択する。
フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスのうち、例えば、フラグ「mtx_flag」がフレーム内符号化処理を採用する旨を示している場合、フレーム内符号化処理に適している量子化マトリクスを選択し(例えば、AC係数を細かく量子化することが可能な量子化マトリクス)、フラグ「mtx_flag」がフレーム間符号化処理を採用する旨を示している場合、フレーム間符号化処理に適している量子化マトリクスを選択する(例えば、AC係数を粗く量子化することが可能な量子化マトリクス)。
The
When the
For example, when the flag “mtx_flag” indicates that the intra-frame encoding process is to be adopted, a quantization matrix suitable for the intra-frame encoding process is selected from the plurality of quantization matrices corresponding to the frame block. (E.g., a quantization matrix capable of finely quantizing AC coefficients), if the flag "mtx_flag" indicates that interframe coding processing is adopted, quantization suitable for interframe coding processing A matrix is selected (for example, a quantization matrix capable of coarsely quantizing AC coefficients).
一方、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択する。
フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスのうち、例えば、フラグ「mtx_flag」がフレーム内符号化処理を採用する旨を示している場合、フレーム内符号化処理に適している量子化マトリクスを選択し(例えば、AC係数を細かく量子化することが可能な量子化マトリクス)、フラグ「mtx_flag」がフレーム間符号化処理を採用する旨を示している場合、フレーム間符号化処理に適している量子化マトリクスを選択する(例えば、AC係数を粗く量子化することが可能な量子化マトリクス)。
量子化部22は、量子化に用いる量子化マトリクスを選択すると、その量子化マトリクスを用いて、DCT部5から出力されたDCT係数を量子化することで量子化インデックスを算出する。
On the other hand, when the dct_type output from the blocking unit 4 indicates “field block”, a plurality of quantization matrices corresponding to the field block are referred to with reference to the flag “mtx_flag” output from the
For example, when the flag “mtx_flag” indicates that the intra-frame encoding process is to be adopted, a quantization matrix suitable for the intra-frame encoding process is selected from a plurality of quantization matrices corresponding to the field block. (E.g., a quantization matrix capable of finely quantizing AC coefficients), if the flag "mtx_flag" indicates that interframe coding processing is adopted, quantization suitable for interframe coding processing A matrix is selected (for example, a quantization matrix capable of coarsely quantizing AC coefficients).
When the
逆量子化部23は、量子化部22と同様に、フレームブロックに対応する量子化マトリクスを2種類以上用意し、また、フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを2種類用意している。
逆量子化部23は、量子化部22と同様の方法で、逆量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、量子化部22により算出された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数をIDCT部8に出力する。
Similar to the
The
可変長符号化部24は、量子化部22により算出された量子化インデックス、ブロック化部4から出力されたdct_type、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」、動き検出部13により検出された動きベクトルや、符号化方式情報などを可変長符号化して符号化データを出力する。
ただし、可変長符号化部24において、符号化方式情報が可変長符号化されるので、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」については必ずしも可変長符号化する必要がない。
The variable
However, since the variable
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、量子化部22が、ブロック化部4から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、モード判定部21から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から量子化に用いる量子化マトリクスを選択するように構成したので、上記実施の形態1よりも更に、量子化に用いる量子化マトリクスの適正化が図られ、更に効率的な符号化処理を実現することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the second embodiment, when the quantizing
なお、この実施の形態2では、モード判定部21が、量子化マトリクスの選択に用いる指標信号として、符号化処理方式がフレーム内符号化処理であるのか、フレーム間符号化処理であるのかを示すフラグ「mtx_flag」を量子化部22、逆量子化部23及び可変長符号化部24に出力するものについて示したが、量子化マトリクスの選択に用いる指標信号として、インタレース信号を構成する画素のアスペクト比(1画素が画面内に占める割合の縦方向と横方向の比)が量子化部22、逆量子化部23及び可変長符号化部24に与えられるようにしてもよい。
この場合、量子化部22及び逆量子化部23は、画素のアスペクト比が縦長の場合、図10(C)に示すように、垂直方向の信号の密度が多くなるので、図2(B)のフィールドブロック用の量子化マトリクスのような傾向を示す量子化マトリクスを選択する。一方、画素のアスペクト比が水平方向と垂直方向で等しい場合、図10(B)に示すような信号の状態になるので、図2(A)のフレームブロック用の量子化マトリクスのような傾向を示す量子化マトリクスを選択する。
In the second embodiment, the
In this case, the
また、量子化マトリクスの選択に用いる指標信号として、DCT部5から出力されたDCT係数の分布が量子化部22、逆量子化部23及び可変長符号化部24に与えられるようにしてもよい。
この場合、量子化部22及び逆量子化部23は、例えば、垂直方向に大きな値を有するDCT係数が多ければ、図2(B)のフィールドブロック用の量子化マトリクスのような傾向を示す量子化マトリクスを選択する。一方、垂直方向のDCT係数と水平方向のDCT係数との間に特に偏りがなければ、図2(A)のフレームブロック用の量子化マトリクスのような傾向を示す量子化マトリクスを選択する。
Further, as an index signal used for selecting a quantization matrix, the distribution of DCT coefficients output from the
In this case, the quantizing
実施の形態3.
図4はこの発明の実施の形態3による動画像復号装置を示す構成図である。
図4において、可変長復号部31は図1の動画像符号化装置から出力された符号化データを可変長復号して、量子化インデックスを逆量子化部32に出力し、dct_type(ブロックタイプ信号)を逆量子化部32及びマクロブロック化部34に出力し、動きベクトルを動き補償部38に出力する処理を実施する。なお、可変長復号部31は可変長復号手段を構成している。
4 is a block diagram showing a moving picture decoding apparatus according to
In FIG. 4, a variable
逆量子化部32は予めフレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用意しており、可変長復号部31から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、可変長復号部31から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力し、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、可変長復号部31から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する処理を実施する。なお、逆量子化部32は逆量子化手段を構成している。
The
IDCT部33は逆量子化部32から出力されたDCT係数にIDCTを施して、フレームブロック又はフィールドブロックを出力する処理を実施する。なお、IDCT部33は逆離散コサイン変換手段を構成している。
マクロブロック化部34は可変長復号部31から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、IDCT部33から出力されたフレームブロック内のフィールドを並び替えて元のマクロブロックを構成し、可変長復号部31から出力されたdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、IDCT部33から出力されたフィールドブロック内のフィールドを並び替えて元のマクロブロックを構成する処理を実施する。なお、マクロブロック化部34はマクロブロック構成手段を構成している。
The
When the dct_type output from the variable
加算器35はマクロブロック化部34から出力されたマクロブロックの信号(図1のモード判定部3から出力された符号化対象信号(マクロブロック単位のインタレース信号、または、差分信号)に相当する信号)と動き補償部38から出力された予測画像の画像信号を加算して、復号画像の画像信号を生成する処理を実施する。
スイッチ36は復号画像のピクチャに応じて、加算器35から出力された復号画像の画像信号を格納するフレームメモリ37を切り替える処理を実施する。
フレームメモリ37は復号画像の画像信号を格納するメモリである。
動き補償部38は可変長復号部31から出力された動きベクトルを用いて、フレームメモリ37により格納されている復号画像の画像信号の動き補償を実施して、予測画像の画像信号を生成する処理を実施する。
The
The
The
The
次に動作について説明する。
可変長復号部31は、図1の動画像符号化装置から出力された符号化データを入力すると、その符号化データを可変長復号して、量子化インデックスを逆量子化部32に出力し、dct_typeを逆量子化部32及びマクロブロック化部34に出力する。また、動きベクトルを動き補償部38に出力する。
Next, the operation will be described.
When the variable
逆量子化部32は、図1の量子化部6と同じ2種類の量子化マトリクス(図2(A)(B)の量子化マトリクス)を用意しており、可変長復号部31から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する図2(A)の量子化マトリクスを用いて、可変長復号部31から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数をIDCT部33に出力する。
一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する図2(B)の量子化マトリクスを用いて、可変長復号部31から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数をIDCT部33に出力する。
IDCT部33は、逆量子化部32からDCT係数を受けると、そのDCT係数にIDCTを施して、フレームブロック又はフィールドブロックをマクロブロック化部34に出力する。
The
On the other hand, when the dct_type indicates that it is a “field block”, the quantization index output from the variable
Upon receiving the DCT coefficient from the
マクロブロック化部34は、可変長復号部31から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、IDCT部33から出力されたフレームブロック内のフィールドを並び替えることで(図1のブロック化部4と逆の処理)、元のマクロブロックを構成して、そのマクロブロックを加算器35に出力する。
一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、IDCT部33から出力されたフィールドブロック内のフィールドを並び替えることで(図1のブロック化部4と逆の処理)、元のマクロブロックを構成して、そのマクロブロックを加算器35に出力する。
なお、ここでは、元のマクロブロックの並べ方については、本発明に影響を及ぼさないため言及しない。例えば、元のマクロブロックの状態として、二つのフィールドを組み合わせたフレームの状態(図7の状態)であってもよいし、それぞれのフィールドを分離した状態であってもよいし、その他の並べ方であってもよい。
When the dct_type output from the variable
On the other hand, when the dct_type indicates that it is a “field block”, the original macro is obtained by rearranging the fields in the field block output from the IDCT unit 33 (the reverse process of the blocking unit 4 in FIG. 1). A block is configured, and the macroblock is output to the
Here, the original arrangement of macroblocks is not mentioned because it does not affect the present invention. For example, the state of the original macroblock may be a frame state (a state shown in FIG. 7) in which two fields are combined, a state where each field is separated, or other arrangements. There may be.
加算器35は、マクロブロック化部34からマクロブロックの信号を受けると、そのマクロブロックの信号と動き補償部38から出力された予測画像の画像信号を加算して、復号画像の画像信号を生成する。
スイッチ36は、加算器35により生成された復号画像の画像信号をフレームメモリ37に格納する。
動き補償部38は、可変長復号部31から出力された動きベクトルを用いて、フレームメモリ37により格納されている復号画像の画像信号の動き補償を実施して、予測画像の画像信号を生成し、その予測画像の画像信号を加算器35に出力する。
When the
The
The
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、逆量子化部32が、可変長復号部31から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、フレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、可変長復号部31から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力し、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、可変長復号部31から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力するように構成したので、図1の動画像符号化装置によりインタレース信号が符号化されている符号化データを効率的に復号して、復号画像を出力することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the third embodiment, when the
実施の形態4.
図5はこの発明の実施の形態4による動画像復号装置を示す構成図であり、図において、図4と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
可変長復号部41は図3の動画像符号化装置から出力された符号化データを可変長復号して、量子化インデックス及びフラグ「mtx_flag」を逆量子化部42に出力し、dct_type(ブロックタイプ信号)を逆量子化部42及びマクロブロック化部34に出力し、動きベクトルを動き補償部38に出力する処理を実施する。なお、可変長復号部41は可変長復号手段を構成している。
Embodiment 4 FIG.
5 is a block diagram showing a moving picture decoding apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The variable
逆量子化部42は予めフレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスをそれぞれ複数個用意しており、可変長復号部41から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、可変長復号部41から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から逆量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、可変長復号部41から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する。一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、可変長復号部41から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から逆量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、可変長復号部41から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する処理を実施する。なお、逆量子化部42は逆量子化手段を構成している。
The
次に動作について説明する。
可変長復号部41及び逆量子化部42以外は、上記実施の形態3と同じである。
可変長復号部41は、図3の動画像符号化装置から出力された符号化データを入力すると、その符号化データを可変長復号して、量子化インデックス及びフラグ「mtx_flag」を逆量子化部42に出力し、dct_typeを逆量子化部42及びマクロブロック化部34に出力する。また、動きベクトルを動き補償部38に出力する。
Next, the operation will be described.
Except for the variable
When the variable
逆量子化部42は、図3の量子化部22と同様に、フレームブロックに対応する量子化マトリクスとフィールドブロックに対応する量子化マトリクスをそれぞれ複数個用意している。
逆量子化部42は、可変長復号部41から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、可変長復号部41から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から逆量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、可変長復号部41から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する。
一方、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、可変長復号部41から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から逆量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、その量子化マトリクスを用いて、可変長復号部41から出力された量子化インデックスを逆量子化してDCT係数を出力する。
Similar to the
When the
On the other hand, when the dct_type indicates “field block”, the dequantization is performed from among a plurality of quantization matrices corresponding to the field block with reference to the flag “mtx_flag” output from the variable
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、逆量子化部42が、可変長復号部41から出力されたdct_typeが「フレームブロック」である旨を示す場合、可変長復号部41から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フレームブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から逆量子化に用いる量子化マトリクスを選択し、そのdct_typeが「フィールドブロック」である旨を示す場合、可変長復号部41から出力されたフラグ「mtx_flag」を参照して、フィールドブロックに対応する複数の量子化マトリクスの中から逆量子化に用いる量子化マトリクスを選択するように構成したので、上記実施の形態3よりも更に、逆量子化に用いる量子化マトリクスの適正化が図られ、更に効率的な復号処理を実現することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the fourth embodiment, when the
なお、上記実施の形態1〜4では、動画像符号化装置もしくは動画像復号装置が、2つ以上の量子化マトリクスをあらかじめ持っておくものとして説明を行ったが、動画像符号化装置が量子化マトリクスを生成し、例えば、その量子化マトリクスの情報を符号化データの一部に含めて動画像復号装置に出力することによって、量子化マトリクスを都度切り替えることも可能である。
このような構成にすることによって、動画像符号化装置に入力される画像信号の状態や、動画像符号化装置で設定されたビットレートなどのパラメータに応じて、最適な量子化マトリクスを設計し、これを用いて符号化処理を行うことが可能となる。
In the first to fourth embodiments, the description has been made assuming that the moving image encoding device or the moving image decoding device has two or more quantization matrices in advance. It is also possible to switch the quantization matrix each time, for example, by generating a quantization matrix and including the quantization matrix information in a part of the encoded data and outputting it to the video decoding device.
With this configuration, an optimal quantization matrix is designed according to the state of the image signal input to the video encoding device and the parameters such as the bit rate set by the video encoding device. Using this, it becomes possible to perform the encoding process.
1 画面並べ替え部、2 減算器、3 モード判定部、4 ブロック化部(ブロック構成手段)、5 DCT部(離散コサイン変換手段)、6 量子化部(量子化手段)、7 逆量子化部、8 IDCT部、9 スイッチ、10 加算器、11 スイッチ、12 フレームメモリ、13 動き検出部、14 動き補償部、15 可変長符号化部(可変長符号化手段)、21 モード判定部、22 量子化部(量子化手段)、23 逆量子化部、24 可変長符号化部(可変長符号化手段)、31 可変長復号部(可変長復号手段)、32 逆量子化部(逆量子化手段)、33 IDCT部(逆離散コサイン変換手段)、34 マクロブロック化部(マクロブロック構成手段)、35 加算器、36 スイッチ、37 フレームメモリ、38 動き補償部、41 可変長復号部(可変長復号手段)、42 逆量子化部(逆量子化手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screen rearrangement part, 2 Subtractor, 3 Mode determination part, 4 Blocking part (block formation means), 5 DCT part (discrete cosine transformation means), 6 Quantization part (quantization means), 7 Inverse quantization part , 8 IDCT section, 9 switch, 10 adder, 11 switch, 12 frame memory, 13 motion detection section, 14 motion compensation section, 15 variable length coding section (variable length coding means), 21 mode determination section, 22 quantum Quantization unit (quantization means), 23 inverse quantization unit, 24 variable length coding unit (variable length coding unit), 31 variable length decoding unit (variable length decoding unit), 32 inverse quantization unit (inverse quantization unit) ), 33 IDCT unit (inverse discrete cosine transform unit), 34 Macroblock unit (macroblock configuration unit), 35 Adder, 36 switch, 37 frame memory, 38 motion compensation unit, 41 Variable-length decoding section (variable length decoding means), 42 inverse quantization unit (inverse quantization means).
Claims (2)
上記ブロック構成手段により構成されたフレームブロック又はフィールドブロックを離散コサイン変換する離散コサイン変換手段と、
量子化マトリクスを選択する際に動画像信号を構成する画素のアスペクト比を示す指標信号を参照するとともに、上記ブロック構成手段により構成されたブロックの種類がフレームブロックであれば、上記フレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、上記離散コサイン変換手段の変換結果を量子化することで量子化インデックスを算出し、上記ブロック構成手段により構成されたブロックの種類がフィールドブロックであれば、上記フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、上記離散コサイン変換手段の変換結果を量子化することで量子化インデックスを算出する量子化手段と、
上記動画像信号を構成する画素のアスペクト比を示す指標信号と、上記量子化手段により算出された量子化インデックス及び上記ブロック構成手段により構成されたブロックの種類を示すブロックタイプ信号を可変長符号化して符号化データを出力する可変長符号化手段とを備えた動画像符号化装置。 A block configuration means for configuring a frame block in which top and bottom fields of an interlaced video signal in a macro block are alternately arranged or a field block in which the top field and bottom field of the video signal are separately arranged; ,
Discrete cosine transform means for performing discrete cosine transform on the frame block or field block configured by the block configuration means;
When the quantization matrix is selected, the index signal indicating the aspect ratio of the pixels constituting the moving image signal is referred to, and if the type of block configured by the block configuration means is a frame block, it corresponds to the frame block. The quantization index is calculated by quantizing the conversion result of the discrete cosine transform unit using the quantization matrix to be processed, and if the type of the block configured by the block configuration unit is a field block, the field block A quantization means for calculating a quantization index by quantizing the conversion result of the discrete cosine transform means using a quantization matrix corresponding to
The index signal indicating the aspect ratio of the pixels constituting the moving image signal, the quantization index calculated by the quantizing unit, and the block type signal indicating the type of block configured by the block forming unit are variable-length encoded. And a variable-length encoding means for outputting encoded data.
量子化マトリクスを選択する際に上記画素のアスペクト比を示す指標信号を参照するとともに、上記可変長復号手段から出力されたブロックタイプ信号が示すブロックの種類がフレームブロックである場合、上記フレームブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、上記可変長復号手段から出力された量子化インデックスを逆量子化し、上記可変長復号手段から出力されたブロックタイプ信号が示すブロックの種類がフィールドブロックである場合、上記フィールドブロックに対応する量子化マトリクスを用いて、上記可変長復号手段から出力された量子化インデックスを逆量子化する逆量子化手段と、When an index signal indicating the aspect ratio of the pixel is selected when selecting a quantization matrix, and the block type indicated by the block type signal output from the variable-length decoding unit is a frame block, When the quantization index output from the variable length decoding unit is inversely quantized using a corresponding quantization matrix, and the block type indicated by the block type signal output from the variable length decoding unit is a field block, Dequantizing means for dequantizing the quantization index output from the variable length decoding means, using a quantization matrix corresponding to the field block;
上記逆量子化手段の逆量子化結果を逆離散コサイン変換することでフレームブロック又はフィールドブロックを出力する逆離散コサイン変換手段と、An inverse discrete cosine transform unit that outputs a frame block or a field block by performing an inverse discrete cosine transform on the inverse quantization result of the inverse quantization unit;
上記逆離散コサイン変換手段から出力されたフレームブロック又はフィールドブロック内のフィールドを並び替えて元のマクロブロックを構成するマクロブロック構成手段とを備えた動画像復号装置。A moving picture decoding apparatus comprising: a macroblock configuration unit configured to rearrange fields in a frame block or a field block output from the inverse discrete cosine transform unit to configure an original macroblock.
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