WO2007069579A1 - 動画像復号方法、動画像復号装置、および情報処理装置のプログラム - Google Patents

動画像復号方法、動画像復号装置、および情報処理装置のプログラム Download PDF

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decoding
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decoded
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Takahiro Kimoto
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Nec Corporation
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/577—Motion compensation with bidirectional frame interpolation, i.e. using B-pictures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/44—Decoders specially adapted therefor, e.g. video decoders which are asymmetric with respect to the encoder

Definitions

  • Moving picture decoding method moving picture decoding apparatus, and information processing apparatus program
  • the present invention relates to a moving image decoding method, apparatus, and program, and more particularly to a hierarchical moving image decoding method, apparatus, and program for decoding encoded data having a plurality of hierarchical capabilities.
  • Hierarchical coding is a method of coding an image signal step by step from coarse information to fine information. By deleting or adding a part of the coded data, quality and spatial resolution are improved. It is also possible to transmit images with different frame rates.
  • the hierarchical encoding is usually realized by performing a plurality of stages of single-layer moving image encoding processing.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a flow of moving image decoding processing for decoding hierarchized encoded data.
  • the code key data of layer number L at the Nth time is B (L, N).
  • the decoded image P (L, N) obtained by decoding B (L, N) with reference to P (L-1, N), which is the decoded image of the lower layer, is stored in the memory (S014). This process is looped from the layer number Lmin to the layer number Lmax by the maximum number of decoded images.
  • H.264 / AVC an international standardization technology, shows a memory management method for single-layer video decoding processing. However, a memory management method that takes into account the hierarchical code is not shown.
  • H.264 / AVC a signal that instructs to store a specific decoded image in the memory, and that there is no need to hold the decoded image stored in the memory any more. It is possible to embed the indicated signal in the encoded data. However, the overhead of code efficiency is reduced due to overhead. There is it.
  • the present invention has been invented in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a moving picture decoding method capable of efficiently performing memory management without reducing the encoding efficiency. There is.
  • a first moving picture decoding method in the present invention is a moving picture decoding method for decoding code data having a plurality of hierarchical powers, and is a lower layer decoding that is an image decoded in a lower layer.
  • An image is stored in a memory, and after decoding an image assigned to the same playback time in an upper layer, the lower layer decoded image is released from the memory based on the playback time.
  • the playback time can be determined by Picture Order Count.
  • the second moving image decoding method in the present invention is a moving image decoding method for decoding encoded data having a plurality of hierarchical powers.
  • the decoded image does not belong to the highest layer, the encoding is performed. It is sometimes stored in a memory without performing a predetermined memory release process or output process, and after all the upper layer decoding processes referring to the decoded image are performed, the decoded image is released from the memory. To do.
  • a first video decoding device is a video decoding device that decodes encoded data consisting of a plurality of hierarchies, which is decoded in a lower hierarchy and is referred to in decoding an image in an upper hierarchy.
  • the lower layer decoded image is stored in the memory and the lower layer decoded image is referenced to decode the image assigned to the same playback time in the upper layer, and then based on the playback time!
  • a decoding unit that outputs an instruction signal for releasing the lower layer decoded image from the memory, wherein the memory is configured to release the lower layer decoded image from the memory in response to the instruction signal. It is characterized by being beaten. Note that the playback time can be determined by Picture Order Count.
  • a second moving picture decoding apparatus is a moving picture decoding apparatus that decodes encoded data consisting of a plurality of hierarchies, and is a lower layer decoded image that is referred to for decoding an upper layer image.
  • the lower layer decoded image is Means for outputting an instruction signal to be released from the memory unit, and the memory is configured to release the lower layer decoded image from the memory in response to the instruction signal.
  • a program of the first information processing apparatus in the present invention is a program of an information processing apparatus that decodes code data having a plurality of hierarchies, and the program moves the information processing apparatus in a lower hierarchy.
  • the decoded lower layer decoded image after decoding an image assigned to the same reproduction time in the upper layer, the lower layer decoded image is stored based on the reproduction time.
  • the memory is made to function as means for outputting an instruction signal for releasing the lower layer decoded image.
  • the playback time can be determined by Picture Order Count.
  • a program of the second information processing apparatus in the present invention is a program of an information processing apparatus that decodes code data having a plurality of hierarchies, and the program places the information processing apparatus in a lower hierarchy.
  • the instruction signal for releasing the lower layer decoded image is stored in the memory in which the lower layer decoded image is stored. It is characterized by functioning as a means for outputting.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the present invention.
  • the code data 110 is the code data of the lower hierarchy
  • the code data 111 is the code of the upper hierarchy having the same reproduction time as the code data 110. This is data.
  • the image decoding unit 10 decodes the lower layer code key data 110 to generate a lower layer decoded image 112.
  • the image decoding unit 10 refers to the lower layer decoded image 112 stored in the memory 12 and decodes the upper layer code data 111 to generate the upper layer decoded image 113.
  • the image decoding unit 10 sends an output determination signal 106 indicating that the lower layer decoded image 112 is not used in the subsequent decoding process to the memory 12.
  • the memory 12 releases the lower layer decoded image 112 according to the output determination signal 106.
  • An effect of the present invention is to improve memory management without reducing encoding efficiency in hierarchical video decoding processing.
  • the decoder automatically stores the decoded image that may be referenced in the upper layer in the memory. Also, when the decoding process of a certain upper layer image is finished, the lower layer decoded image having the same reproduction time is automatically released as not used for the hierarchical prediction in the subsequent decoding process. In the decoding process of the upper layer image, when the lower layer decoded image having different reproduction times is referred to at the same time, it is necessary to consider another memory management rule.
  • the moving image decoding method according to the present invention is based on prior knowledge that upper layer code data corresponding to a frame at a certain reproduction time is decoded with reference to a decoded image at a lower layer corresponding to a frame at the same reproduction time.
  • the storage and release of the lower layer decoded image for inter-layer prediction are automatically performed. As a result, memory management can be performed efficiently without reducing the code efficiency.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of processing in the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the best mode for carrying out the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the best mode for carrying out the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a hierarchized moving image.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a lower layer priority image transmission order in a configuration example of a layered moving image.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an image transmission order in which decoding order is given priority in a configuration example of hierarchical moving images.
  • Fig. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a hierarchized moving image having a different number of hierarchies for each frame.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of hierarchical image data set decoding processing in the best mode for carrying out the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation of image data decoding processing in the best mode for carrying out the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a hierarchized moving image in the second mode.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the hierarchical image data set decoding process in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of hierarchical image data set decoding processing in the prior art.
  • FIG. 13 is a general block configuration diagram of an information processing system that implements a video decoding device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a moving picture decoding process for carrying out the present invention.
  • the embodiment of the present invention includes an image decoding unit 10, a switch 11, a memory 12, and an image display unit 13.
  • the image decoding unit 10 refers to the decoded image 105 stored in the memory 12 and decodes the code key data 100 to generate a decoded image 101. Further, a memory storage determination signal 102 indicating whether or not to store the decoded image 101 in the memory 12 and an output determination signal 106 for determining whether or not to output the decoded image stored in the memory 12 are output.
  • the output determination signal 106 includes time information and a hierarchy number of the decoded image, and image processing information indicating that the decoded image is output to the image display unit 13 or the image is deleted (108 in the figure).
  • the switch 11 refers to the memory storage determination signal 102 and switches whether to output the decoded image 101 as the output image 104 to the image display unit 13 or to store it in the memory 12.
  • the memory 12 refers to the output determination signal 106 and outputs the corresponding decoded image 107 to the image display unit 13 or erases the corresponding decoded image 108.
  • the lower layer is image data with coarse information
  • the upper layer is image data with fine information. That is, the lower layer has a smaller resolution or a larger quantization step during decoding than the upper layer.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the overall operation in the present embodiment.
  • the encoded data 100 of the entire decoded image is composed of a hierarchical image data set that is a set of image data corresponding to a single or a plurality of decoded images (the number is Nmax).
  • the image decoding unit 10 performs decoding of the hierarchical image data set serving as a decoding unit by looping (S023) (S021, S022)
  • FIG. 4 to 7 are diagrams for explaining the hierarchical image data set.
  • FIG. 4 is a diagram showing one configuration example of the hierarchized moving image.
  • P (L, N) represents an image signal.
  • L represents the layer number, and N represents the decoded image counter.
  • the same counter value is assigned to images assigned at the same playback time. For example, Picture Order Count in H.264 / AVC, an international standard for moving images, corresponds to this.
  • P (0,0) and P (0,4) are decoded without referring to other images.
  • P (0, 1) is decoded with reference to P (0, 0).
  • Both ⁇ (0,2) and ⁇ (0,3) are decoded with reference to ⁇ (0,0) and ⁇ (0,1).
  • Both ⁇ (0,5) and ⁇ (0,6) are decoded with reference to ⁇ (0,1) and ⁇ (0,4).
  • P (l, 0) is decoded with reference to ⁇ (0, 0) in the lower layer.
  • ⁇ (1, 1) is decoded by referring to ⁇ (0, 1) in addition to P (l, 0).
  • P (l, 2) is decoded with reference to ⁇ (0,2) in addition to ⁇ (1,0) and P (l, l) respectively.
  • ⁇ (0,0), ⁇ (1,0), and ⁇ (2,0) constitute one hierarchical image data.
  • the hierarchical image data set is a set of hierarchical image data including the lowest layer to the highest layer.
  • the configuration is determined by the transmission order of the encoded image data.
  • Fig. 5 is a diagram showing the structure of the image data when the lower layer is preferentially transmitted.
  • the sign signal data of the image signal ⁇ (0,0) force ⁇ (0,6) included in the lowermost layer is transmitted.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of image data when an image in the decoding order is transmitted preferentially.
  • each hierarchical image data corresponds to a hierarchical image data set.
  • the present invention can be applied to a hierarchical image data set having an arbitrary number of hierarchical image data capabilities.
  • the present invention can also be applied to cases where the number of layers in each layer image data is not the same.
  • FIG. 7 shows an example in which the number of layers differs in the layer image data.
  • P (2,2) and P (2,3) each constitute layer image data independently.
  • P (0,5), P (l, 5), P (0,6), and P (l, 6) for which there is no image corresponding to the upper hierarchy constitutes hierarchical image data.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of the hierarchical image data set decoding process according to the first embodiment of the present invention.
  • the hierarchical image data set includes Nmax pieces of hierarchical image data whose minimum hierarchical number is Lmin and whose maximum hierarchical number is Lmax.
  • the layer number is assigned, and the image data of the decoded image number N is B (L, N).
  • FIG. 9 is a flowchart showing the flow of image data decoding processing by the image decoding unit 10.
  • Entropy decoding (S101), inverse quantization (S102), and inverse DCT (S103) are performed on image data B (L, N), and then the corresponding decoded image P (L-1, N) in the lower layer
  • S104 code encoding using inter-layer prediction with reference to is performed
  • S105 inter-layer prediction decoding is performed using P (L-1, N) stored in the memory 12 (S105).
  • inter-frame processing such as motion compensation prediction is necessary (S106)
  • inter-frame processing is performed with reference to decoded image signals assigned at different times (S107).
  • the switch 11 performs later processing based on the memory storage determination signal 102.
  • P (L, N) is stored in the memory 12 (S109).
  • An inter-frame prediction reference target flag is assigned to P (L, N) (S110).
  • the memory 12 refers to the output determination signal 106, and when the decoded image P (L, N ′) stored in the memory is not referred to in the subsequent inter-frame processing (S111), P (L, N The inter-frame prediction reference target flag of ') is removed (S112).
  • the present invention can also be applied to a case where a plurality of images are applicable as P (L, N ′) excluded from the inter-frame prediction reference target image.
  • the decoded image P (L, N) is stored in the memory as a reference for later inter-frame processing, otherwise (S010), it is stored in the decoded image P (L, N) for use in inter-layer prediction. (S011). An inter-hierarchical reference target flag is assigned to P (L, N) (S012). After that, the next higher layer decoding process is performed (S013).
  • the best mode for carrying out the present invention relates to a hierarchical video decoding method including inter-layer prediction that refers to lower hierarchical decoded images having the same playback time.
  • a lower-layer decoded image assigned at the same playback time as this reference image is used.
  • Hierarchical video further including inter-frame prediction using predicted reference images
  • the present invention relates to an image decoding method.
  • FIG. 10 is a diagram showing one configuration example of the hierarchized moving image in the second mode.
  • P (l, l) is decoded with reference to P (0,0) in place of P (1,0) and P (0,1).
  • P (l, 2) is decoded with reference to ((0,0) and ⁇ (0,1) in addition to P (1,0), P (l, l) and ⁇ (0,2).
  • P (2, l) is decoded with reference to ⁇ (0,0) in addition to ⁇ (2,0) and P (l, l).
  • ⁇ (2,2) is decoded by referring to ((0,0), ⁇ (0,1) in addition to P (2,0), P (2, l), P (l, 2) To do.
  • the image decoding unit 10 switches the reference image for each block in the image, or performs decoding using a weighted average of a plurality of reference images as a new reference image.
  • an inter-frame prediction reference image is used.
  • memory storage and release memory storage and release of inter-frame prediction reference images are performed.
  • one hierarchical image is based on prior knowledge that a decoded image included in a past hierarchical image data set is not referred to in a decoding process of a certain hierarchical image data set. The memory of multiple lower layer decoded images included in the data set is released.
  • FIG. 10 illustrates the case where the lowest-layer decoded image is assigned as the lower-layer inter-frame prediction reference image
  • other lower layers for example, the decoded image of the immediately lower layer are assigned.
  • the present invention is applicable.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the hierarchical image data set decoding process in the second embodiment for carrying out the present invention.
  • the flow chart shown in FIG. 11 newly has processes S201, S202, S203, and S204.
  • the image decoding unit 10 stores the image data B (L, N) in a certain layer number L and the decoded image counter N. After decoding (S004), the inter-hierarchy reference target flag is deleted to release the lower layer decoded image P (L-1, N) (S005).
  • S004 is the same as the image data decoding process shown in FIG.
  • the memory 12 stores the lower layer corresponding to the same time as P (L, N ') from which the inter-frame prediction reference target flag is removed in S112 in FIG. Delete the lower-layer inter-frame prediction reference target flag from the decoded image ( ⁇ ⁇ ') (S20 Do Here, the number is smaller than L predetermined in the inter-frame prediction process. Then, the memory 12 adds the flag.
  • the decoded image that has not been deleted is deleted (S006).
  • the moving picture decoding apparatus can also be realized by a force computer program that can be configured by hardware.
  • FIG. 13 is a general block configuration diagram of an information processing system that implements a video decoding device according to the present invention.
  • the information processing system shown in FIG. 13 includes a processor 300, a program memory 301, and a storage medium 3.
  • Storage media 302 and 303 may be separate storage media.
  • storage areas having the same storage medium power may be used.
  • a magnetic storage medium such as a RAM or a hard disk can be used.
  • the program memory 301 stores a program that causes the processor 300 to perform the processing of each unit of the image decoding unit 10 and the switch 11 described above. 300 operates and stores the decoded image in the storage medium 302 or 303. Then, the storage medium 302 or 303 releases the lower layer decoded image according to an instruction from the processor 300.
  • a moving image sequence distribution system that distributes a single moving image sequence to a terminal having a different reproduction environment or a transmission environment, or the data received from this distribution system is used to generate a moving image.
  • regenerate is considered.
  • the moving image sequence distribution system having the technology of the present invention distributes moving images of the same image quality as compared with the case where encoded data is prepared independently, while encoding processing costs and storage costs.
  • a user of a playback terminal having the technology of the present invention can enjoy a distribution service in which suitable moving image distribution is always realized at low cost even in different environments.

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Abstract

画像復号部10は下位階層の符号化データ110を復号し、下位階層復号画像112を生成する。下位階層復号画像112は上位階層の復号に用いられるため符号化データで特定されたメモリ解放処理あるいは出力処理を行わずメモリ12に格納される。その後、画像復号部10は、メモリ12に格納されている下位階層復号画像112を参照して上位階層の符号化データ111を復号し、上位階層復号画像113を生成する。その後、画像復号部10は上位階層復号画像113に対応する下位階層復号画像112を以降の復号処理で用いないとし、メモリ12は画像復号部10からの判定信号106に従って下位階層復号画像112を解放する。

Description

明 細 書
動画像復号方法、動画像復号装置、および情報処理装置のプログラム 技術分野
[0001] 本発明は動画像復号方法、装置およびプログラムに関し、特に複数の階層力 な る符号化データを復号する階層動画像復号方法、装置、およびプログラムに関する 背景技術
[0002] 階層符号化とは、画像信号を粗い情報から細かい情報へと段階的に符号化する方 法であり、符号化されたデータの一部分を削除もしくは追加することで品質や空間解 像度やフレームレートの異なる画像を伝送することが可能である。動画像の場合には 通常、単一階層の動画像符号化処理を複数段行うことで階層符号化を実現する。
[0003] 図 12は階層化された符号化データを復号する動画像復号処理の流れを表すフロ 一図である。 N番目の時刻における階層番号 Lの符号ィ匕データを B(L,N)とする。下位 階層の復号画像である P(L-1,N)を参照して B(L,N)を復号し得られた復号画像 P(L,N) をメモリに格納する (S014)。この処理を階層番号 Lminから階層番号 Lmaxまで、復号 画像枚数 maxの分だけループする。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 階層符号化では、同一階層内のフレーム間処理のみならず下位階層の復号画像 を参照して復号処理が行われる。メモリはこれら 2種類の画像参照を考慮し、復号画 像を格納する必要がある。メモリが効率的に復号画像を格納することは、最大利用メ モリサイズを低減することに大きく役立つ。国際標準化技術である H.264/AVCは、単 一階層の動画像復号処理においてメモリ管理の方法を示している。しかし、階層符 号ィ匕を考慮に入れたメモリ管理方法は示されていない。 H.264/AVCでは、特定の復 号画像をメモリに格納しておくことを指示する信号、およびメモリに格納されて 、る復 号画像に対してこれ以上保持する必要がな 1ヽことを指示する信号を、符号化データ に埋め込むことが可能である。しかしオーバーヘッドにより符号ィ匕効率が低下するお それがある。
[0005] そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、符号ィ匕 効率を低下させることなくメモリ管理を効率に行うことのできる動画像復号方法を提供 することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明における第 1の動画像復号方法は、複数の階層力もなる符号ィ匕データを復 号する動画像復号方法であって、下位階層にお 、て復号した画像である下位階層 復号画像をメモリに格納し、上位階層にお ヽて同じ再生時刻に割り当てられた画像 を復号した後、前記再生時刻に基づいて前記下位階層復号画像を前記メモリから解 放することを特徴とする。
尚、上記再生時刻は、 Picture Order Countによって判断することが可能である。
[0007] 本発明における第 2の動画像復号方法は、複数の階層力もなる符号ィ匕データを復 号する動画像復号方法であって、復号画像が最上位の階層に属さない場合、符号 化時に予め定められたメモリ解放処理あるいは出力処理を行わずメモリに格納し、前 記復号画像を参照するすべての上位階層復号処理が行われた後、前記復号画像を メモリから解放することを特徴とする。
[0008] 本発明における第 1の動画像復号装置は、複数の階層からなる符号化データを復 号する動画像復号装置であって、下位階層において復号され、上位階層の画像の 復号に参照される下位階層復号画像が格納されるメモリと、前記下位階層復号画像 を参照して、上位階層にお ヽて同じ再生時刻に割り当てられた画像を復号した後、 前記再生時刻に基づ!ゝて、前記メモリから前記下位階層復号画像を解放する指示 信号を出力する復号部とを有し、前記メモリは、前記指示信号に応答して、前記下位 階層復号画像を前記メモリから解放するように構成されて ヽることを特徴とする。 尚、上記再生時刻は、 Picture Order Countによって判断することが可能である。
[0009] 本発明における第 2の動画像復号装置は、複数の階層からなる符号化データを復 号する動画像復号装置であって、上位階層の画像の復号に参照される下位階層復 号画像が格納されるメモリと、前記メモリ部に格納されている下位階層復号画像を参 照する全ての上位階層の画像の復号処理が終了すると、前記下位階層復号画像を 前記メモリ部から解放する指示信号を出力する手段とを有し、前記メモリは、前記指 示信号に応答して、前記下位階層復号画像を前記メモリから解放するように構成さ れていることを特徴とする。
[0010] 本発明における第 1の情報処理装置のプログラムは、複数の階層からなる符号ィ匕 データを復号する情報処理装置のプログラムであって、前記プログラムは、前記情報 処理装置を、下位階層において復号された下位階層復号画像を参照して、上位階 層にお 、て同じ再生時刻に割り当てられた画像を復号した後、前記再生時刻に基づ いて、前記下位階層復号画像が格納されているメモリに、前記下位階層復号画像を 解放する指示信号を出力する手段として機能させることを特徴とする。
尚、上記再生時刻は、 Picture Order Countによって判断することが可能である。
[0011] 本発明における第 2の情報処理装置のプログラムは、複数の階層からなる符号ィ匕 データを復号する情報処理装置のプログラムであって、前記プログラムは、前記情報 処理装置を、下位階層にお ヽて復号された下位階層復号画像を参照する全ての上 位階層の画像の復号処理が終了すると、前記下位階層復号画像が格納されている メモリに、前記下位階層復号画像を解放する指示信号を出力する手段として機能さ せることを特徴とする。
[0012] 本願発明の特徴を図 1を用いて説明する。図 1は本発明の概要的な構成を示すブ ロック図である。
[0013] 複数の階層力もなる符号ィ匕データのうち、符号ィ匕データ 110は下位階層の符号ィ匕 データ、符号ィ匕データ 111は符号ィ匕データ 110と同じ再生時刻を持つ上位階層の符 号ィ匕データである。画像復号部 10は下位階層の符号ィ匕データ 110を復号し、下位階 層復号画像 112を生成する。下位階層復号画像 112に対して、符号ィ匕時にメモリ解放 処理ある!/ヽは出力処理が指示されて!、てもそれを実行せず、上位階層の復号に用 いるためにー且メモリ 12に格納する。その後、画像復号部 10は、メモリ 12に格納され ている下位階層復号画像 112を参照して上位階層の符号ィ匕データ 111を復号し、上 位階層復号画像 113を生成する。画像復号部 10は、以降の復号処理で下位階層復 号画像 112を用いないことを表す出力判定信号 106をメモリ 12に送る。メモリ 12は出力 判定信号 106に従って下位階層復号画像 112を解放する。 発明の効果
[0014] 本発明の効果は、階層動画像復号処理において、符号化効率を低下させることな くメモリ管理を効率化することにある。デコーダは上位階層に参照される可能性のあ る復号画像は自動的にメモリに格納する。また、ある上位階層画像の復号処理が終 わったとき、同じ再生時刻を持つ下位階層復号画像を、以降の復号処理において階 層間予測に用いな 、として自動的に解放する。上位階層画像の復号処理にぉ 、て 、異なる再生時刻を持つ下位階層復号画像も同時に参照する場合には、別のメモリ 管理ルールを併せて考慮する必要がある。本発明における動画像復号方法は、ある 再生時刻のフレームにあたる上位階層の符号ィ匕データは、少なくとも同じ再生時刻 のフレームにあたる下位階層の復号画像を参照して復号されるという事前知識に基 づき、この階層間予測のための下位階層復号画像のメモリへの格納と解放を自動的 に行う。これにより符号ィ匕効率を低下させることなくメモリ管理を効率に行うことが可能 となる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明における処理の概要を表すブロック図である。
[図 2]本発明を実施するための最良の形態の構成を示すブロック図である。
[図 3]本発明を実施するための最良の形態の動作を示す流れ図である。
圆 4]階層化された動画像の一構成例を表す図である。
[図 5]階層化された動画像の一構成例において下位階層優先の画像伝送順を表す 図である。
[図 6]階層化された動画像の一構成例において復号順序優先の画像伝送順を表す 図である。
[図 7]フレーム毎に異なる階層数を持つ階層化された動画像の一構成例を表す図で ある。
[図 8]本発明を実施するための最良の形態における階層画像データセット復号処理 の動作を示す流れ図である。
[図 9]本発明を実施するための最良の形態における画像データ復号処理の動作を示 す流れ図である。 [図 10]第二の形態における階層化された動画像の一構成例を表す図である。
[図 11]本発明の第二の実施形態における階層画像データセット復号処理の動作を 示す流れ図である。
[図 12]従来技術における階層画像データセット復号処理の動作を示す流れ図である
[図 13]本発明による動画像復号装置をインプリメントした情報処理システムの一般的 ブロック構成図である。
符号の説明
[0016] 10 画像復号部
11 切替器
12 メモリ
13 画像表示部
発明を実施するための最良の形態
[0017] 本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[0018] 図 2は本発明を実施する動画像復号処理の構成を示すブロック図である。図 2を参 照すると、本発明の実施の形態は、画像復号部 10と切替器 11とメモリ 12と画像表示 部 13とから構成される。
[0019] 画像復号部 10は、メモリ 12に格納されている復号画像 105を参照して符号ィ匕データ 100を復号し復号画像 101を生成する。また復号画像 101をメモリ 12に格納するか否か を表すメモリ格納判定信号 102と、メモリ 12に格納された復号画像を出力するか否か を判定する出力判定信号 106を出力する。出力判定信号 106は、復号画像の時刻情 報や階層番号、復号画像を画像表示部 13に出力するもしくは画像を消去する（図の 108)ことを表す画像処理情報からなる。
[0020] 切替器 11はメモリ格納判定信号 102を参照し、出力画像 104として復号画像 101を画 像表示部 13に出力する、もしくはメモリ 12に格納するかを切り替える。メモリ 12は出力 判定信号 106を参照し対応する復号画像 107を画像表示部 13に出力する、もしくは対 応する復号画像 108を消去する。
実施例 1 [0021] 次に、具体的な実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態の動作を図 3 力も図 9を用いて説明する。以下では、下位階層を情報の粗い画像データ、上位階 層を情報の細かい画像データとする。すなわち、下位階層は上位階層に比べ、解像 度が小さい、もしくは、復号時の量子化ステップが大きい。
[0022] 図 3は本実施の形態における全体の動作を表すフロー図である。
[0023] 復号画像全体の符号ィ匕データ 100は、単一あるいは複数の復号画像 (枚数は Nmax) に相当する画像データの集合である階層画像データセットからなる。画像復号部 10 は復号単位となる階層画像データセットの復号を (S023)をループして行う (S021,S022)
[0024] 図 4から図 7は階層画像データセットを説明する図である。図 4は階層化された動画 像の 1つの構成例を表す図である。図において P(L,N)は画像信号を表す。 Lは階層 番号、 Nは復号画像のカウンタを表す。異なる階層において、同じ再生時刻に割り当 てられた画像は同じカウンタ値が割り当てられる。例えば動画像の国際標準規格で ある H.264/AVCにおける Picture Order Countがこれに相当する。
[0025] 図にお!/、て、 P(0,0)、 P(0,4)は他の画像を参照せずに復号する。 P(0, 1)は P(0,0)を参 照して復号する。 Ρ(0,2)、 Ρ(0,3)は共に Ρ(0,0)と Ρ(0,1)を参照して復号する。 Ρ(0,5)、 Ρ(0 ,6)は共に Ρ(0,1)と Ρ(0,4)を参照して復号する。
[0026] P(l ,0)は下位階層の Ρ(0,0)を参照して復号する。 Ρ(1 , 1)は P(l ,0)にカ卩えて Ρ(0, 1)を参 照して復号する。 P(l,2)はそれぞれ Ρ(1,0)と P(l,l)にカ卩えて Ρ(0,2)を参照して復号する
[0027] 図 4において、 Ρ(0,0)、 Ρ(1,0)、 Ρ(2,0)が 1つの階層画像データを構成する。
[0028] 階層画像データセットは、最下層から最上層まで含む階層画像データの集合であ る。その構成は符号ィ匕した画像データの伝送順によつて決まる。図 5は下位階層を優 先的に伝送する場合の画像データの構成を表す図である。
[0029] 初めに最下層に含まれる画像信号 Ρ(0,0)力 Ρ(0,6)の符号ィ匕データが伝送される。
その後に次の階層に含まれる画像信号 P(l ,0)力も P(l ,6)、その後に最上層に含まれ る画像信号 Ρ(2,0)カゝら Ρ(2.6)の符号ィ匕データが伝送される。この場合、 Ρ(0,0)から Ρ(2, 6)までのすベての画像信号が 1つの階層画像データセットを構成する。 [0030] 図 6は復号順序の早 ヽ画像を優先的に伝送する場合の画像データの構成を表す 図である。
[0031] まず、復号順の最も早い各階層の画像信号 P(0,0)、 P(1,0)、 P(2,0)の符号化データ が伝送される。その後に次に複合順の早い各階層の画像信号 P(0,1)、 P(l,l)、 P(2,l) の符号化データが伝送される。このようにして 6番目の階層画像データである P(0,6)、 P(l,6)、 P(2,6)まで順次伝送される。この場合、各々の階層画像データが階層画像デ ータセットに相当する。
[0032] 本発明は、任意の数の階層画像データ力もなる階層画像データセットに適用できる 。なお、本発明は、各々の階層画像データにおける階層数が同じでない場合にも適 用できる。
[0033] 図 7に階層画像データで階層数が異なる例をあげる。下位階層に対応する画像が 存在しな!、P(2,2)および P(2,3)はそれぞれ単独で階層画像データを構成する。また、 上位階層に対応する画像が存在しない P(0,5)、 P(l,5)および P(0,6)、 P(l,6)はそれぞ れ階層画像データを構成する。
[0034] 本実施の形態における処理の流れの説明に戻る。
[0035] 図 8は本発明の第 1の実施の形態における階層画像データセット復号の処理の流 れを示すフロー図である。以下では、階層画像データセットが、最低階層番号が Lmin 、最大階層番号が Lmaxである階層画像データを Nmax個含む、として説明を続ける。 階層番号し、復号画像番号 Nの画像データを B(L,N)とする。まず、画像復号部 10は L =Lmin, N=0として画像データ B(L,N)を復号する (S003)。
[0036] 図 9は画像復号部 10による画像データ復号処理の流れを示すフロー図である。画 像データ B(L,N)に対してエントロピー復号 (S101)、逆量子化 (S102)、逆 DCT(S103)を 行った後、下位階層の対応する復号画像 P(L-1,N)を参照した階層間予測を用いた 符号ィ匕を行っている場合に (S104)、メモリ 12に格納されている P(L-1,N)を用いて階層 間予測復号を (S105)行う。その後、動き補償予測などのフレーム間処理が必要な場 合 (S106)、異なる時刻に割り当てられた復号画像信号を参照してフレーム間処理を 行う (S107)。
[0037] 得られた復号画像 P(L,N)に対し、切替器 11はメモリ格納判定信号 102に基づき、後 のフレーム間処理で参照される場合には (S108)、 P(L,N)をメモリ 12に格納する (S109) 。 P(L,N)にはフレーム間予測参照対象フラグが付与される (S110)。またメモリ 12は出 力判定信号 106を参照し、メモリに格納されて 、る復号画像 P(L,N')が後のフレーム間 処理で参照されない場合には (S111)、 P(L,N')のフレーム間予測参照対象フラグが除 去される (S112)。なお、フレーム間予測参照対象画像カゝら除かれる P(L,N')として、複 数の画像が当てはまる場合も本発明は適用できる。
[0038] 図 8に示す階層画像データセット復号の処理の流れの説明に戻る。
[0039] 画像データ B(L,N)の復号が終わった後 (S003)、階層間予測を考慮したメモリ管理処 理を行う。 L〉Lminの場合、すなわち P(L,N)に対応する下位階層の復号画像 P(L-1,N) が存在する場合、画像復号部 10は以降の復号処理において P(L-1,N)が階層間予測 に用いられないことを表す出力判定信号 106を出力し、メモリ 12は出力判定信号 106 を参照して格納されている P(L-1,N)力 階層間参照対象フラグを除去する (S005)。そ の後メモリ 12はフレーム間予測参照対象フラグと階層間参照対象フラグの両方を付 与されていない復号画像を削除する (S006)。この処理は階層画像データセットに含ま れる階層画像データの数 Nmaxだけ行われる (S007,S008)。その後、 L=Lmaxの場合、 すなわち P(L,N)が最上位階層に属する場合、階層画像データセットの復号処理は終 了となる (S009)。
[0040] それ以外の場合、以下の処理が行われる。復号画像 P(L,N)が後のフレーム間処理 で参照されるとしてメモリに格納されて 、な 、場合 (S010)、階層間予測で用いるため に復号画像 P(L,N)に格納する (S011)。 P(L,N)には階層間参照対象フラグが付与され る (S012)。その後に、次の上位階層の復号処理を行う (S013)。
[0041] 次に、本発明を実施するための第二の形態の動作を図 10と図 11を用いて説明す る。
[0042] 本発明を実施するための最良の形態は、同一の再生時刻を持つ下位階層復号画 像を参照する階層間予測を含む階層動画像復号方法に関わるものであった。本発 明を実施するための第二の形態は、同一階層の復号済みのフレーム間予測参照画 像に加え、この参照画像と同じ再生時刻に割り当てられた下位階層復号画像である 下位階層フレーム間予測参照画像を用いるフレーム間予測をさらに含む階層動画 像復号方法に関わる。
[0043] 第二の形態における参照画像の構成について図 10を用いて説明する。図 10は第 二の形態における階層化された動画像の 1つの構成例を表す図である。図において 、 P(l,l)は P(1,0)、 P(0,1)にカ卩えて P(0,0)を参照して復号する。 P(l,2)は P(1,0)、 P(l,l)、 Ρ(0,2)に加えて Ρ(0,0)、 Ρ(0,1)を参照して復号する。 P(2,l)は Ρ(2,0)、 P(l,l)に加えて Ρ( 0,0)を参照して復号する。 Ρ(2,2)は P(2,0)、 P(2,l)、 P(l,2)にカ卩えて Ρ(0,0)、 Ρ(0,1)を参 照して復号する。
[0044] 画像復号部 10は画像内のブロック毎に参照画像を切り替える、もしくは複数の参照 画像の重み付け平均を新たな参照画像として復号を行う。全てのフレーム間予測参 照画像に対応する下位階層フレーム間予測参照画像がフレーム間予測に用いられ るという事前知識に基づき、本発明を実施するための第二の形態では、フレーム間 予測参照画像のメモリ格納と解放と連動して下位階層フレーム間予測参照画像のメ モリ格納と解放を行う。また、本発明を実施するための第二の形態では、ある階層画 像データセットの復号処理において過去の階層画像データセットに含まれる復号画 像を参照しないという事前知識に基づき、 1つの階層画像データセットに含まれる複 数の下位階層復号画像のメモリ解放を行う。
[0045] なお、図 10では下位階層フレーム間予測参照画像として最下層の復号画像を割り 当てる場合について説明したが、他の下位階層、たとえば直下の下位階層の復号画 像を割り当てる場合にっ 、ても本発明は適用可能である。
[0046] 本発明を実施するための第二の形態における動画像復号処理は図 2に示すブロッ ク図と同一の構成を持つ。また本発明を実施するための第二の形態における全体の 動作は図 3に示すフロー図と同一である。図 11は本発明を実施するための第二の形 態における階層画像データセット復号処理の流れを示すフロー図である。図 8に示す 本発明の最良の実施の形態における階層画像データセット復号処理と比べ、図 11 に示すフロー図は S201,S202,S203,S204という処理を新たに持つ。
[0047] 図 11を用いて本発明を実施するための第二の形態の処理の流れにっ 、て詳細に 説明する。
[0048] 画像復号部 10は、ある階層番号 L,復号画像カウンタ Nにおける画像データ B(L,N)を 復号した後 (S004)、下位階層の復号画像 P(L-1,N)を解放するため階層間参照対象 フラグを削除する (S005)。ここで S004は図 9に示す画像データ復号処理と同一である
[0049] その後、画像復号部 10からの出力判定信号 106に基づき、メモリ 12は図 9における S 112にてフレーム間予測参照対象フラグを除去した P(L,N')と同一時刻に当たる下位 階層復号画像 ΡΟ Ν')から下位階層フレーム間予測参照対象フラグを削除する (S20 Doここでじはフレーム間予測処理で予め定められた Lよりも小さい数である。その後 メモリ 12は、フラグの付与されていない復号画像を削除する (S006)。
[0050] ある単一の階層の復号処理が起こった後 (S007,S008)、 L=Lmaxの場合、すなわち P( L,N)が最上位階層に属する場合、階層画像データセットの復号処理は終了となる (SO 09)。その際に、メモリ 12は格納する復号画像力 Sもし階層間参照対象フラグもしくは下 位階層フレーム間予測参照対象フラグを付与されている場合、これらを削除し、不要 な復号画像をメモリから削除する (S204)。
[0051] それ以外の場合、階層間参照対象フラグの付与が行われた後 (S012)、 S108に示す 条件を満たし、かつ Lがじと等しい場合 (S202)、復号画像 P(L,N)に下位階層フレーム 間予測参照対象フラグを付与する。その後に次の上位階層の復号処理を行う (S013)
[0052] 本発明による動画像復号装置は、以上の説明からも明らかなように、ハードウ ア で構成することも可能である力 コンピュータプログラムにより実現することも可能であ る。
[0053] 図 13は、本発明による動画像復号装置をインプリメントした情報処理システムの一 般的ブロック構成図である。
[0054] 図 13に示す情報処理システムは、プロセッサ 300、プログラムメモリ 301,記憶媒体 3
02および 303からなる。記憶媒体 302および 303は、別個の記憶媒体であってもよいし
、同一の記憶媒体力 なる記憶領域であってもよい。記憶媒体としては、 RAMや、ハ ードディスク等の磁気記憶媒体を用いることができる。
[0055] プログラムメモリ 301には、上述した画像復号部 10と切替器 11の各部の処理を、プロ セッサ 300に行わせるプログラムが格納されており、このプログラムによってプロセッサ 300は動作し、復号画像を記憶媒体 302又は 303に格納する。そして、記憶媒体 302又 は 303は、プロセッサ 300の指示により、下位階層復号画像を解放する。
産業上の利用可能性
[0056] 本発明の活用例として、単一の動画シーケンスを異なる再生環境を持つ端末や伝 送環境に配信する動画シーケンス配信システム、もしくはこの配信システム力ゝらデ一 タを受信して動画を再生する端末への適用が考えられる。
[0057] 本発明技術を有する動画シーケンス配信システムは、独立に符号化データを用意 する場合と比べて、同等画質の動画を配信しながら、符号化の処理コスト、蓄積コスト
、配信までのコストが大幅に低減させることができる。
[0058] また、本発明技術を有する再生端末の利用者は、異なる環境においても常に好適 な動画配信を安価に実現した配信サービスを享受できる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の階層からなる符号ィ匕データを復号する動画像復号方法であって、
下位階層にお ヽて復号した画像である下位階層復号画像をメモリに格納し、上位 階層にお ヽて同じ再生時刻に割り当てられた画像を復号した後、前記再生時刻に基 づいて前記下位階層復号画像を前記メモリから解放することを特徴とする動画像復 号方法。
[2] 再生時刻を、 Picture Order Countによって判断することを特徴とする請求項 1に記 載の動画像復号方法。
[3] 複数の階層からなる符号ィ匕データを復号する動画像復号方法であって、
復号画像が最上位の階層に属さない場合、符号ィ匕時に予め定められたメモリ解放 処理あるいは出力処理を行わずメモリに格納し、前記復号画像を参照する全ての上 位階層復号処理が行われた後、前記復号画像をメモリから解放することを特徴とする 動画像復号方法。
[4] 複数の階層からなる符号化データを復号する動画像復号装置であって、
下位階層において復号され、上位階層の画像の復号に参照される下位階層復号 画像が格納されるメモリと、
前記下位階層復号画像を参照して、上位階層にお ヽて同じ再生時刻に割り当てら れた画像を復号した後、前記再生時刻に基づいて、前記メモリから前記下位階層復 号画像を解放する指示信号を出力する復号部とを有し、
前記メモリは、前記指示信号に応答して、前記下位階層復号画像を前記メモリから 解放するように構成されて ヽることを特徴とする動画像復号装置。
[5] 前記復号部は、再生時刻を、 Picture Order Countによって判断することを特徴とす る請求項 4に記載の動画像復号装置。
[6] 複数の階層からなる符号化データを復号する動画像復号装置であって、
上位階層の画像の復号に参照される下位階層復号画像が格納されるメモリと、 前記メモリ部に格納されている下位階層復号画像を参照する全ての上位階層の画 像の復号処理が終了すると、前記下位階層復号画像を前記メモリ部から解放する指 示信号を出力する手段とを有し、 前記メモリは、前記指示信号に応答して、前記下位階層復号画像を前記メモリから 解放するように構成されて ヽることを特徴とする動画像復号装置。
[7] 複数の階層力もなる符号ィ匕データを復号する情報処理装置のプログラムであって、 前記プログラムは、前記情報処理装置を、
下位階層にお!、て復号された下位階層復号画像を参照して、上位階層にお 、て 同じ再生時刻に割り当てられた画像を復号した後、前記再生時刻に基づいて、前記 下位階層復号画像が格納されて ヽるメモリに、前記下位階層復号画像を解放する指 示信号を出力する手段として機能させることを特徴とする情報処理装置のプログラム
[8] 前記プログラムは、再生時刻を、 Picture Order Countによって判断することを特徴と する請求項 7に記載の情報処理装置のプログラム。
[9] 複数の階層力もなる符号ィ匕データを復号する情報処理装置のプログラムであって、 前記プログラムは、前記情報処理装置を、
下位階層にお ヽて復号された下位階層復号画像を参照する全ての上位階層の画 像の復号処理が終了すると、前記下位階層復号画像が格納されているメモリに、前 記下位階層復号画像を解放する指示信号を出力する手段として機能させることを特 徴とする情報処理装置のプログラム。
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