JPH0662390A - 動画像符号化復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動画像符号化復号化装置の符号化復号化に使
用するフレームメモリの構成を簡単化する。 【構成】 動画像符号化復号化装置の符号化部におい
て、予測データに使用するフレームデータをアドレス発
生部１０６で指定されたフレームメモリ１０４の領域に
蓄積する。また、フレームデータ１０４に蓄積された予
測データはアドレス発生部１０７、１０８により読み出
され、動画像の符号化に使用される。アドレス発生部１
０６、１０７、１０８で発生したアドレスはアドレス選
択部１０９により選択され、１つのフレームメモリに対
し動画像の符号化に用いるデータの読み出しと書き込み
を行うが、この際読み出しアドレスと書き込みにアドレ
スは限定されたメモリ領域内で常に一定差を有しながら
変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレーム予測符号化を
行う動画像符号化復号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、標準ビデオ符号化方式Ｈ．２６１
が勧告化され、勧告に準拠したテレビ電話、テレビ会議
システムが急速に普及しつつある。

【０００３】標準ビデオ符号化方式Ｈ．２６１は通信線
路の情報を圧縮するために、動き補償フレーム間予測を
行っている。動き補償フレーム間予測符号化方式は、動
画像の前フレームの現フレームに対する動き補償を行っ
た後に、補償された前フレームと現フレームの予測誤差
を取り符号化する方式である。この方式は、予測誤差の
値が零であれば、前フレームから現在のフレームの間で
動いた部分の画像のみを送ればよく、その分データ圧縮
ができる方式である。

【０００４】動き補償フレ−ム間予測を行うために、符
号化の場合には、符号化した前フレームの画像データを
一旦復号化し、復号化された画像デ−タを予測データと
して現フレームの符号化のために使用している。また、
復号化の場合には、直前に復号化された前フレームのデ
ータを予測データとして現フレームの復号化のために使
用している。

【０００５】このように、動き補償フレーム間予測を行
うためには、予測データとして使用する前フレームを蓄
積するフレームメモリと、復号化された現フレームを蓄
積するフレームメモリの２画面分のフレームメモリが必
要となる。

【０００６】従来の技術によれば、動画像の符号化復号
化のため、２つのフレームメモリを使用し、一方を予測
データの読み出し用、一方を復号化されたデータの書き
込み用とし交互に切り替える操作を行っていた。このよ
うなハードウェアを実現すると、回路規模が大きくな
り、コスト増につながる問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
鑑み、動画像符号化復号化装置における、フレームメモ
リ及びフレームメモリを制御する構成を簡略化すること
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像データメ
モリにフレームデータを蓄積し、蓄積されたデ−タをフ
レーム間予測符号化に使用する動画像符号化復号化装置
において、フレームデータを蓄積する画像データメモリ
と、該画像データメモリの読みだしアドレス発生部と、
該画像データメモリの書き込みアドレス発生部と、該読
みだしアドレス発生部からのアドレス情報と該書き込み
アドレス発生部からのアドレス情報を選択するアドレス
選択部とにより構成され、前記書き込みアドレス発生部
のアドレス情報と前記読み込みアドレス発生部のアドレ
ス情報が限定された前記画像データメモリ領域内で常に
一定差を有しながら変化する事を特徴とする。

【０００９】

【作用】書き込みアドレス発生部のアドレス情報と読み
込みアドレス情報との差が限定されたメモリ領域内で常
に一定差を有しながら変化するので動画像の符号化復号
化に影響を及ぼすことなく、フレームメモリの使用領域
を圧縮する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面を用い
て説明する。図１は動画像符号化復号化装置の符号化部
分に相当するブロック図である。係る動画像符号化復号
化装置は標準化符号化方式Ｈ．２６１に準拠している。
係る標準化符号方式Ｈ．２６１では輝度成分１６×１６
画素を１マクロブロックと定義し、１マクロブロックに
おける動きベクトルを水平方向および垂直方向−１５〜
＋１５画素範囲内で求める。図２に示すような順序で３
３個のマクロブロックが集まってグループ・オブ・ブロ
ックという単位を構成する。標準化符号方式Ｈ．２６１
の動作モ−ドにはＱＣＩＦとＦＣＩＦがある。ＱＣＩＦ
の画像サイズは輝度１７６×１４４画素で、図３に示す
ように３つのグル−プ・オブ・ブロックで１フレ−ムを
構成する。ＦＣＩＦの画像サイズは輝度３５２×２８８
画素で、図４に示すように１２個のグル−プ・オブ・ブ
ロックで１フレ−ムを構成する。

【００１１】図１において、１１０は入力画像信号であ
り、画像入力デバイスとマルチプレクスするためのマル
チプレクス装置に接続される。１１１は符号化デ−タで
あり、他種デ−タとマルチプレクスするマルチプレクス
装置に接続される。

【００１２】１０１は入力画像信号１１０の動き補償後
のデ−タに対してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行い、
その係数を適当な量子化係数で線形量子化を行う変換符
号化部、１０２は変換符号化部１０１において発生した
量子化後のＤＣＴ係数に対してエントロピー符号化を実
施し情報の圧縮を行うエントロピ−符号化部、１０３は
変換符号化部１０１において発生した量子化後のＤＣＴ
係数に対して変換符号部１０１の作用とは逆作用となる
逆量子および逆ＤＣＴ変換を行った後、逆変換を行った
データと動き補償された予測データとの加算を行う局部
復号化部、１０４は動画像符号化復号化のためフレーム
データを蓄積するフレームメモリ、１０５は入力画像信
号１１０とフレームメモリ１０４の内容から動きベクト
ルを求める動きベクトル検出部、１０６は、局部復号化
部１０３により出力されたデ−タをフレームメモリ１０
４に書き込むためのアドレスを発生するアドレス発生
部、１０７は動きベクトル検出部１０５で動きベクトル
を求めるために参照するサーチウィンドデータをフレー
ムメモリ１０４より読み出すためのアドレスを発生する
アドレス発生部、１０８は動き補償後のフレームメモリ
１０４上のデータを変換符号化部１０１にロードするた
めアドレスを発生させるアドレス発生部、１０９はアド
レス発生部１０６、アドレス発生部１０７およびアドレ
ス発生部１０８からの出力アドレスをア−ビット制御
し、３者のうち１者のみ有効にするアドレスセレクト部
である。

【００１３】次に図１の動画像符号化復号化装置の符号
化部の動作について説明する。ここでフレームメモリ１
０４には前フレームのデータがストアされている。前フ
レームのデータは入力される現フレームの予測データと
して用いられる。前フレームのデータはアドレス発生部
１０７により指定されたアドレスのデータがサーチウィ
ンドデ−タとしてフレームメモリ１０４より動きベクト
ル検出部１０５に転送される。動きベクトル検出部１０
５においては、入力される現フレームの１マクロブロッ
ク分のデータとサーチウィンドデータが比較され、動き
ベクトルが検出される。動きベクトルの量に応じて動き
ベクトル検出部１０５はアドレス発生部１０８を制御す
る。アドレス発生部１０８からは指定アドレスがフレー
ムメモリ１０４に送られ、フレームメモリ１０４からは
動きベクトル量に応じ動き補償された前フレームのデー
タが１マクロブロック分、変換符号化部１０１に送られ
る。変換符号化部１０１においては１マクロブロック分
に対して現フレ−ムのデータと動き補償された前フレー
ムのデータが引き算される。引き算された値が零になれ
ば、現フレームのデータと動き補償された前フレームの
データとの予測誤差は零となり、その分データを間引く
ことができる。

【００１４】さらに、変換符号化部１０１においては引
き算されたデータは離散コサイン変換され、線形量子化
されることにより符号化される。符号化されたデータは
エントロピー符号化部１０２と局部復号化部１０３に送
られる。エントロピー符号化部１０２においては符号化
されたデータは情報圧縮され、記述されていない通信電
送系回路に符号化データ１１１として送られる。局部符
号化部１０３においては、符号化されたデータは逆ＤＣ
Ｔ変換し動き補償で使用した前フレームの予測データが
加算され次のフレームの予測データとして、フレームメ
モリ１０４に転送される。転送されたデータはアドレス
発生部１０６により指定されたフレームメモリ１０４上
の領域に蓄積される。

【００１５】ここで、フレームメモリ１０４にデータを
書き込むアドレス発生部１０６により指定されたアドレ
スとデ−タを読み込むアドレス発生部１０７により指定
されたアドレスはデータの符号化が適切に行われるよう
に一定間隔の差を持たさねばならない。例えばＱＣＩＦ
の動作モードで、任意のマクロブロックのデ−タを符号
化するには、前フレームの任意のマクロブロックに相当
するデータの前後１６ライン（１ラインを縦１画素×横
１７６画素と定義する。）のデータを動き補償のための
予測データとして蓄積しておく必要がある。しかし、１
６ライン以前のデータは今後の符号化には必要がないの
で、その領域に現フレームのデータを蓄積していくこと
ができる。よって、アドレス発生部１０６から発生する
書き込みアドレスはアドレス発生部１０８から発生する
読み出しアドレスよりも常に１６ライン以前のアドレス
を指定してやればフレームメモリ１０４に動画像の符号
化に影響なく、限られたメモリ空間で前フレームデータ
の読み出しと現フレームデータの書き込みが同時にでき
る。

【００１６】このＱＣＩＦのフレームデータが符号化時
フレームメモリ１０４に蓄積される動作の一例を図５に
示し、図５を基にフレームメモリの蓄積動作を説明す
る。ＱＣＩＦモードにおいて符号化時、動き補償フレー
ム間予測の予測データとして必要なデータは、１フレー
ム分のデータ１４４ライン分とそれ以前の１５ライン分
のデータである。つまりフレームメモリには１４４＋１
５＝１５９ラインのデータ（１５９×１７６＝２７９８
４バイト）の蓄積が必要である。図５−１においては第
１フレームの予測データとして、第０フレームのデータ
がフレームメモリのメモリ空間の２８１６から２８１５
９に蓄積される（１フレームのデ−タは１４４×１７６
＝２５３４４バイト）。

【００１７】第１フレーム符号化が開始されると、図５
−１に示すように第１フレームのデータはメモリ空間の
２８１６より蓄積されているデータ即ち第０フレームの
データを予測データとして使用しライン毎に順次符号化
していく。蓄積されているデータは第１フレームのデ−
タが１６ライン毎に符号化されると１６ライン分毎に使
用済みになるため、第２フレームの符号化に必要な第１
フレームデータをメモリ空間の０より１ラインづつ順次
蓄積していくことができる。

【００１８】第１フレーム符号化中はこの動作を繰り返
すことにより、第１フレームのデータをフレームメモリ
に蓄積していく（図５−２参照）。第１フレームが符号
化終了後には、図５−３に示すように第１フレームデー
タはメモリ空間上の０から２５３４４に配置される。

【００１９】さらに、第２フレームの符号化が開始され
ると第２フレームデータはメモリ空間の２５３４４から
順次蓄積されていき（図５−４、図５−５参照）、符号
化終了後には第２フレームデータはメモリ空間の０から
２２５２８と２５３４４から２８１５９に蓄積される
（図５−６参照）。

【００２０】このように、フレームごとに順次データを
蓄積するメモリ空間を変化させていくことで、フレーム
メモリ１０４に動画像の符号化に影響なく、限られたメ
モリ空間内で前フレームデータの読み出しと現フレーム
データの書き込みができる。

【００２１】以上、データ符号化の際、フレームメモリ
１０４上では、復号データの蓄積とサ−チウィンドデ−
タの転送と動き補償データ（予測デ−タ）の転送が同時
進行で行われる。このため、本発明においてはアドレス
セレクト部１０９によってアドレス発生部１０６、アド
レス発生部１０７、アドレス発生部１０８からの出力ア
ドレスをア−ビット制御を行い、３者のうち１者のみを
有効とし、データの転送蓄積を行っている。よって、１
つのフレームメモリを用いて、動画像の符号化のための
データの蓄積転送をスムーズに行うことができる。

【００２２】次に動画像符号化復号化装置の復号側の動
作につき図６に基ずき説明を行う。図６は動画像符号化
復号化装置の復号化部であり、図６において通信線路か
らの符号化データ６０１はエントロピー復号化部６０２
に入力されエントロピー復号化される。復号化されたデ
ータは、データの変換復号を行う変換復号化部６０４へ
送られる。アドレス発生部６０３においてはエントロピ
ー復号化部６０２にて復号されたデータに含まれる動き
ベクトル情報に従いアドレスを発生する。発生されたア
ドレスはアドレスを選択するアドレス選択部６０５によ
り選択され、選択されたアドレスによりフレームメモリ
６０６に蓄積されている前フレームデータの内、動画補
償を行う予測データが変換復号化部６０４に送られる。
かかる変換復号化部６０４においてはエントロピー復号
化部からの復号データとフレームメモリ６０６からの予
測データを基に、変換復号化が行われ、出力映像信号６
０７が生成する。かかる出力映像信号は図には記載され
ていない表示回路に送られるとともに、次のフレームの
予測データとしてフレームメモリ６０６に送られる。

【００２３】フレームメモリ６０６に送られたフレーム
データはアドレス部６０８により指定されたフレームメ
モリ６０６のアドレスに蓄積される。この時、アドレス
発生部６０８からの出力とアドレス発生部６０５の出力
はアドレス選択部により選択できるので、フレームメモ
リ６０６によって前フレームデータの読み出しと現フレ
ームデータの書き込みが同時にできる。また、復号化の
場合においても、符号化の場合と同様、図５のように限
られたメモリ空間でフレームデータの読み出し書き込み
を行うことができる。

【００２４】以って、動画像復号化時においても符号化
時と同様に１つのフレームメモリによって復号化のため
のデータの蓄積転送をスムーズに行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、動画像符号化復号化装
置の符号化復号化のデータ処理動作を損なうことなく、
フレームメモリの領域及びフレームメモリを制御する回
路を削減でき、装置のコストを安価なものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明は一実施例に係わる動画像符号化復号化
装置の符号化部に関するブロック図

【図２】標準化符号化方式Ｈ．２６１におけるグループ
・オブ・ブロックの説明図

【図３】標準化符号化方式Ｈ．２６１におけるＱＣＩＦ
モード時でのフレームの説明図

【図４】標準化符号化方式Ｈ．２６１におけるＦＣＩＦ
モード時でのフレームの説明図

【図５】フレームメモリ使用領域内におけるＱＣＩＦフ
レームデータの使用範囲を示す説明図

【図６】本発明は一実施例に係わる動画像符号化復号化
装置の復号化部に関するブロック図

【符号の説明】

１０１ 変換符号化部 １０２ エントロピー符号化部 １０３ 局部復号化部 １０４ フレームメモリ １０５ 動きベクトル検出部 １０６ アドレス発生部 １０７ アドレス発生部 １０８ アドレス発生部 １０９ アドレスセレクト部 １１０ 入力画像信号 １１１ 符号化データ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データメモリにフレームデータを蓄
   積し、蓄積されたデ−タをフレーム間予測符号化に使用
   する動画像符号化復号化装置において、フレームデータ
   を蓄積する画像データメモリと、該画像データメモリの
   読みだしアドレス発生部と、該画像データメモリの書き
   込みアドレス発生部と、該読みだしアドレス発生部から
   のアドレス情報と該書き込みアドレス発生部からのアド
   レス情報を選択するアドレス選択部とにより構成され、
   前記書き込みアドレス発生部のアドレス情報と前記読み
   込みアドレス発生部のアドレス情報が限定された前記画
   像デ−タメモリ領域内で常に一定差を有しながら変化す
   る事を特徴とする動画像符号化復号化装置。