JP2007306528A - 動画像復号装置および動画像復号方法 - Google Patents

Abstract

【課題】演算量を削減し、処理コストを低減することができる、動画像復号装置および動画像復号方法を提供する。
【解決手段】ＤＣＴ係数行列において、量子化された変換係数に関する情報を用いてゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が最後に出現する位置を検出することにより、ゼロ行列部分が存在するか否かを判定するＤＣＴ係数行列解析部３と、量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化し、ＤＣＴ係数を算出する逆量子化部４と、ＤＣＴ係数を逆直交変換して動画像データを算出するＩＤＣＴ部４とを備え、ＤＣＴ係数行列解析部３は、ＤＣＴ係数の量子化幅が所定の閾値を超えた場合にのみ、ＤＣＴ係数行列においてゼロ行列部分が存在するか否かを判定し、ゼロ行列部分が存在する場合は、ＩＤＣＴ部４は、ＤＣＴ係数行列からゼロ行列部分を除いた残りの部分行列についてのみ、逆直交変換を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、動画像復号装置および動画像復号方法に関し、特に、直交変換を用いた高能率画像符号化により圧縮されたデジタル動画像信号を復号する、動画像復号装置および動画像復号方法に関する。

近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換（以下、ＤＣＴ変換と示す）やカーネル・レーベ変換等の直交変換と動き予測・補償とにより圧縮するＭＰＥＧなどの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。

例えば、画像データを直交変換し、符号化することにより高能率に圧縮する離散コサイン変換方法（以下、ＡＤＣＴと示す）は、以下のようにして画像データを圧縮する。まず、符号化しようとする入力画像の１画面を例えば８×８画素の２次元ブロックに分割し、各ブロックの画像に２次元離散的コサイン変換（以下、ＤＣＴ変換と示す）を施す。ＤＣＴ変換により、時間分布の係数からなる８行８列の画素データ行列は、空間周波数分布の係数（以下、ＤＣＴ係数と示す）からなる８行８列のＤＣＴ係数行列に変換される。次に、ＤＣＴ係数を視覚に適した閾値で量子化し、例えばエントロピー符号化などの符号化方法を用いて可変長符号化して符号化データを生成する。

一方、画像データの復号は、以下のようにして行われる。すなわち、符号化データから量子化されたＤＣＴ係数を復号し、量子化の際に用いられた量子化幅に基づきＤＣＴ係数を復元する。復元されたＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ変換することで、画像データを復元することができる。

ここで、画像データには高い周波数成分が少ないことや、人間の目には高い周波数成分の歪みが感知しにくい性質があることが、一般的に知られている。そこで、周波数成分信号を量子化する際に、高周波数成分の量子化幅を粗くすることで、量子化された高周波数成分のＤＣＴ係数はゼロになる確率が高くなる。

そこで、符号化データに現われるブロック終了の符号を利用して、ＤＣＴ係数がゼロとなる範囲を検出し、ＤＣＴ係数がゼロである部分行列（以下、ゼロ部分行列）を括り出し、ゼロ部分行列については逆ＤＣＴ変換を省略することにより、演算量を削減する動画像復号装置および動画像復号方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載された提案によれば、画像データの復号化の際には、ＤＣＴ係数がゼロとなる範囲を検出してゼロ部分行列を括り出す処理を必ず行わなければならず、ゼロ部分行列を括り出せないようなＤＣＴ係数行列を有する画像データを復号する場合には、かえって演算量が増加し、処理時間や処理に必要な資源といった処理コストが増大してしまうという問題があった。
特開平６−２１７２７８号公報（図１）

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、演算量を削減し、処理コストを低減することができる、動画像復号装置および動画像復号方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る動画像復号装置は、入力動画像を表す画素データをＭ×Ｎ画素からなるブロックごとに直交変換して得られる変換係数からなるＭ行Ｎ列の係数行列において、量子化された複数の前記変換係数に関する情報を用いてゼロ以外の値を有する前記変換係数が最後に出現する位置を検出することにより、ゼロ行列部分が存在するか否かを判定する直交係数行列解析部と、前記量子化された前記変換係数を逆量子化し、前記変換係数を算出する逆量子化部と、前記変換係数を逆直交変換して前記画素データを算出する逆直交変換部とを備え、前記直交係数行列解析部は、前記変換係数の量子化幅が所定の閾値を超えた場合にのみ、前記係数行列において前記ゼロ行列部分が存在するか否かを判定し、前記ゼロ行列部分が存在する場合は、前記係数行列から前記ゼロ行列部分を除いた残りの部分行列についてのみ、前記逆直交変換部において、前記係数行列から前記ゼロ行列部分を除いた残りの部分行列についてのみ、前記逆直交変換を行うことを特徴とする。

また、本発明の一形態に係る動画像復号方法は、入力動画像を表す画素データをＭ×Ｎ画素からなるブロックごとに直交変換して得られる変換係数からなるＭ行Ｎ列の係数行列において、量子化された複数の前記変換係数に関する情報を用いてゼロ以外の値を有する前記変換係数が最後に出現する位置を検出することにより、ゼロ行列部分が存在するか否かを判定する直交係数行列解析工程と、前記量子化された変換係数を逆量子化し、前記変換係数を算出する逆量子化工程と、前記変換係数を逆直交変換して前記画素データを算出する逆直交変換工程とを備え、前記直交係数行列解析工程は、前記変換係数の量子化幅が所定の閾値を超えた場合にのみ、前記係数行列において前記ゼロ行列部分が存在するか否かを判定し、前記ゼロ行列部分が存在する場合は、前記逆直交変換工程において、前記係数行列から前記ゼロ行列部分を除いた残りの部分行列についてのみ、前記逆直交変換を行うことを特徴とする。

演算量を削減し、処理コストを低減することができる、動画像復号装置および動画像復号方法を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。始めに、本発明の実施の形態に係わる動画像復号装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる動画像復号装置１の構成を説明するブロック図である。なお、本実施の形態に係わる動画像復号装置１は、ＩＴＵ（International Telegraph Union）勧告Ｈ．２６４などに基づく画像符号方式によって符号化された動画像データを復号するものである。

符号化された動画像信号（以下、符号化データと示す）は、まず、エントロピー復号部２に入力される。エントロピー復号部２では、符号化データが可変長符号列から固定長符号列へ変換されてエントロピー復号データとなり、量子化された直交変換係数、例えば量子化されたＤＣＴ係数が求められる。量子化されたＤＣＴ係数は、ＤＣＴ係数行列解析部３と逆量子化部４とに出力される。

ＤＣＴ係数行列解析部３は、エントロピー復号データに基づき、逆量子化部４と、逆直交変換部としてのＩＤＣＴ部５とにおける演算処理を制御するユニットである。ＤＣＴ係数行列にゼロ部分行列が含まれている場合、該ゼロ行列部分に関しては逆量子化部４とＩＤＣＴ部５とにおける演算処理を省略することができる。そこで、ＤＣＴ係数行列解析部３では、ＤＣＴ係数行列にゼロ部分行列が含まれているか否かが解析される。

一般的に、量子化幅ＱＰが粗い（大きい）場合に高周波成分のＤＣＴ係数がゼロになりやすく、逆に、量子化幅ＱＰが細かい（小さい）場合は、高周波成分のＤＣＴ係数はゼロにならない場合が多い。ＤＣＴ係数行列にゼロ部分行列が含まれない場合、通常の復号処理に加えてＤＣＴ係数行列にゼロ部分行列が含まれるか否かを判定する処理が必要となるため、逆に演算量が増えて処理コストが増大してしまう。このため、ＤＣＴ係数行列解析部３では、エントロピー復号データから、動画像データを符号化する際に用いられた量子化幅ＱＰが最初に求められ、所定の閾値以上か否かが判定される。

閾値は、復号される動画像の種類などに応じて異なる値を設定することができ、量子化幅ＱＰが０〜５５の値をとる場合、例えば、復号される動画像が画面内予測による画像であるＩピクチャ（Intra-Picture）の場合には閾値を４０に、画面間予測による画像であるＰピクチャ（Predictive-Picture）の場合には閾値を１０に、設定することができる。量子化幅ＱＰが所定の閾値以上であると判定された場合のみ、ＤＣＴ係数行列解析部３では、ＤＣＴ係数行列にゼロ部分行列が含まれているか否かが解析される。

ＤＣＴ係数行列解析部３に入力されるエントロピー復号データには、量子化されたＤＣＴ係数に関する情報に関し、表１に示す項目について、この順でそれぞれの値が含まれている。

表１において、TotalCoeffは非ゼロであるＤＣＴ係数の個数、TrailingOnesは最後に連続する絶対値が１であるＤＣＴ係数の個数、Trailing_ones_sign_flagは最後に連続する絶対値が１であるＤＣＴ係数の符号、LevelはＤＣＴ係数の値（ＤＣＴ係数がゼロのものを除く）、Total_zerosは非ゼロ係数以前のゼロ係数の個数、Run_beforeはゼロでないＤＣＴ係数の前に連続して出現するゼロの個数、をそれぞれ表している。なお、LevelとRun_beforeとは対にして表示されるが、Run_beforeの累計がTotal_zerosと一致した時点で、Run_beforeはゼロとみなすことができるため省略され、Levelが連続して表示される。

例えば、ＤＣＴ係数行列が１６個のＤＣＴ係数からなる４×４行列であり、量子化されたＤＣＴ係数が、｛−２、４、３、−３、０、０、−１、０、０、０、０、０、０、０、０、０｝の順に並べられて出力されている場合、量子化されたＤＣＴ係数に関する情報は表２のようになる。

ここで、ＤＣＴ係数行列が４×４の場合、復号化されたＤＣＴ係数は、図２の矢印に示す順にジグザグスキャンされ、ＤＣＴ係数行列の各要素として配置される。図２は、ＤＣＴ係数行列が４×４行列の場合におけるＤＣＴ係数のスキャン順序を示す概略図である。図２において、ＤＣＴ係数行列の各要素の位置に記述された数字（０〜１５）は、ＩＤＣＴ部５におけるＤＣＴ係数の読み込み順を示している。例えば６番目に読み込まれるＤＣＴ係数は、ＤＣＴ係数行列の１行４列要素として配置される（図２において“５”と示された部分）。

４×４のＤＣＴ係数行列は、２×２の４つの部分行列（図２において、行列Ｅ、行列Ｆ、行列Ｇ、行列Ｈで示す、４つの部分行列）に分割することができる。ＤＣＴ係数は高周波成分がゼロになりやすいため、ＤＣＴ係数行列解析部３では、低周波成分の以外の部分行列、例えば、行列Ｅ以外の３つの部分行列がゼロ行列となるか否かが判定される。ＤＣＴ係数は図２に示すようにＤＣＴ係数行列の各要素に配置されるため、以下の２つの条件のうちいずれかを満たした場合、行列Ｆ、行列Ｇ、行列Ｈがゼロ行列であると判定することができる。

〔条件１〕最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が３番目以下
〔条件２〕４番目に読み込まれるＤＣＴ係数の値がゼロであり、かつ、最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が５番目
読み込まれる１６個のＤＣＴ係数のうち、ゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が最後に出現する順番（位置）は、表１に示す、エントロピー復号データに含まれる量子化されたＤＣＴ係数に関する情報から求めることができる。すなわち、TotalCoeffの値とTotal_zerosの値の合計が、最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数の位置となる。

例えば、表２の場合、TotalCoeffが５であり、Total_zerosが２であるので、ゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が最後に出現する順番（位置）は、５＋２＝７番目となる。従って、ＤＣＴ係数が表２に示すように読み込まれる場合、上述の条件１と条件２のいずれも満たさないため、ＤＣＴ係数行列からゼロ部分行列を括り出すことができないと判定される。

ＤＣＴ係数行列が８×８の場合、エントロピー復号データにおいて、ＤＣＴ係数は１６個ごとにブロック化されており、０ブロック〜３ブロックの４つのブロックに分割されて送信されてくる。ＤＣＴ係数は、エントロピー復号部２において、画像を符号化する際に用いられた規格、例えばＨ．２６４に従って復号化されると、図３に示すロジックに従って並べ替えられ、図４に示すようにジグザグスキャンされることにより、図５に示すようにＤＣＴ係数行列の各要素として配置される。

ここで、図３は、ＤＣＴ係数行列が８×８の場合における、ＤＣＴ係数の並べ替え方法を説明するプログラム、図４は、ＤＣＴ係数行列が８×８行列の場合におけるＤＣＴ係数のスキャン順序を示す概略図、図５は、エントロピー復号データにおけるＤＣＴ係数の送信順番とＤＣＴ係数行列における各要素との対応を説明する概略図である。図５において、ＤＣＴ係数行列の各要素に記述された２つの数字のうち、左側の数字は、当該要素に配置されるＤＣＴ係数がエントロピー復号データにおいて存在していたブロックを示しており、右側の数字は、該ブロックの中に含まれる１６個のＤＣＴ係数において、当該要素に配置されるＤＣＴ係数が出現する順番を０〜１５の各数字で示している。

例えば、図５に示すＤＣＴ係数行列の１行２列目の要素には（１，０）と記述されているので、該要素に配置されるＤＣＴ係数は、エントロピー復号データにおいて、１ブロックの１番目に存在することになる。また、例えば、図５に示すＤＣＴ係数の４行５列目の要素には（３，７）と記述されているので、該要素に配置されるＤＣＴ係数は、エントロピー復号データにおいて、３ブロックの８番目に存在することになる。

８×８のＤＣＴ係数行列は、４×４の４つの部分行列（図６において、行列Ｅ´、行列Ｆ´、行列Ｇ´、行列Ｈ´で示す、４つの部分行列）に分割することができる。図６は、８×８のＤＣＴ係数行列における部分行列分割の一例を示す概略図である。従って、ＤＣＴ係数行列が４×４の場合と同様に、ＤＣＴ係数行列解析部３では、低周波成分の以外の部分行列、例えば、行列Ｅ´以外の３つの部分行列がゼロ行列となるか否かが判定される。エントロピー復号データとして送られてくるＤＣＴ係数は、図６に示すようにＤＣＴ係数行列の各要素に配置されるため、以下の３つの条件のうちいずれかを満たした場合、行列Ｆ´、行列Ｇ´、行列Ｈ´がゼロ行列であると判定することができる。

〔条件１〕ブロック０において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が４番目以下であり、かつ、ブロック１において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が５番目以下であり、かつ、ブロック２において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が２番目以下であり、かつ、ブロック３１において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が３番目以下
〔条件２〕ブロック０において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が４番目以下であり、かつ、ブロック１とブロック２において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が５番目以下であり、かつ、ブロック３において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が３番目以下であり、かつ、ブロック２において３番目と４番目に読み込まれるＤＣＴ係数の値がゼロ
〔条件３〕ＤＣＴ係数行列において１１番目、１５番目、１６番目にスキャンされる要素に該当するＤＣＴ係数の値がゼロであり、かつ、１８番目、１９番目にスキャンされる要素に該当するＤＣＴ係数が、当該ＤＣＴ係数が存在するブロックにおいて最後にゼロ以外の値を有するもののうち最も順番が遅い（すなわち、ブロック２において３番目に読み込まれるＤＣＴ係数の値がゼロであり、かつ、ブロック２において４番目に読み込まれるＤＣＴ係数の値がゼロであり、かつ、ブロック３において４番目に読み込まれるＤＣＴ係数の値がゼロであり、かつ、ブロック１において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が５番目以下であり、かつ、ブロック２において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が５番目以下）
なお、各ブロックにおいて読み込まれる１６個のＤＣＴ係数のうち、ゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が最後に出現する順番（位置）は、４×４のＤＣＴ係数行列の場合と同様に、TotalCoeffの値とTotal_zerosの値の合計として求められる。

８×８のＤＣＴ係数行列は、図７に示すように、２×４の部分行列（行列Ｅ”）と、２×６の部分行列（行列Ｆ”）と、６×２の部分行列（行列Ｇ”）と、６×６の部分行列（行列Ｈ”）とに分割することもできる。図７は、８×８のＤＣＴ係数行列における部分行列分割の別の一例を示す概略図である。このように部分行列に分割した場合、以下の条件を満たした場合、行列Ｆ”、行列Ｇ”、行列Ｈ”がゼロ行列であると判定することができる。

〔条件〕ブロック０において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が２番目以下であり、かつ、ブロック１とブロック２において最後にゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が出現する順番が１番目以下であり、かつ、ブロック３のＤＣＴ係数がすべてゼロ
このようにして、ＤＣＴ係数行列解析部３では、量子化幅ＱＰが所定の閾値以上であると判定された場合に、ＤＣＴ係数行列にゼロ部分行列が含まれているか否かが解析される。ＤＣＴ係数行列にゼロ部分行列が含まれていると判定された場合、ＤＣＴ係数行列解析部３は、逆量子化部４とＩＤＣＴ部５に対して、ＤＣＴ係数行列を部分行列に分割し、ゼロ部分行列については処理を省略するよう指示する。

逆量子化部４では、動画像データを符号化する際に用いられた量子化幅に基づき、量子化されたＤＣＴ係数がＤＣＴ係数に変換される。ＤＣＴ係数行列解析部３からゼロ部分行列に関して処理を省略する旨の指示を受信した場合、当該部分についてはＤＣＴ係数への変換は行わない。このように不必要な変換処理を省略することによって、演算量を減らすことが可能となり、処理コストを削減することができる。変換されたＤＣＴ係数は、ＩＤＣＴ部５へ出力される。

ＩＤＣＴ部５では、逆量子化部４から入力されたＤＣＴ係数を要素とするＤＣＴ係数行列を用いて２次元の逆直交変換が行われ、符号化前の動画像データ（動画像から予測画像を差し引いた差分画像データ）が生成される。ＩＤＣＴ部５での逆直交変換処理は、（１）式に示す行列演算で表される。

ＨＴ×Ｘ×Ｈ … （１）
（１）式において、行列Ｘは逆量子化部４から入力されたＤＣＴ係数を要素とするＤＣＴ係数行列であり、行列ＨＴは行列Ｈの転置行列である。また、行列Ｈは逆直交変換行列であり、Ｈが４×４の場合、Ｈ．２６４では（２）式のように定義されている。

なお、実際の逆直交変換処理では、Ｈ．２６４のＩＴＵ−Ｔ規格書により、必要な演算ビット数を１６ビットにおさめるために、行列Ｈを（３）式のように分割して演算処理を行うが、ここでは説明を簡単にするために、分割しない逆直交変換行列を用いて演算する場合を例にあげて説明する。

（１）式の行列演算は、（４）式のように部分行列に分割して演算することが可能である。

（４）式に示す演算を行った場合、逆直交変換行列が（２）式に示すように４×４の場合には、行列計算の乗算と加算に関する演算回数は（４×１６）×２＝１２８回となる。ここで、ＤＣＴ係数行列解析部３から、行列Ｆ，行列Ｇ，行列Ｈがゼロ行列であり、これらのゼロ部分行列に関して処理を省略する旨の指示を受信した場合、（１）式の行列演算は、（５）式に示すように、行列Ｅについてのみ次元数を減らした演算をすればよいことになる。

この場合、行列計算の乗算と加算に関する演算回数は（（２×４）×２）×２＝６４回となり、（４）式に示すように通常の行列演算を行った場合に比べて演算回数を５０％に削減することができる。

なお、逆直交変換行列が８×８の場合には、通常の行列演算を行った場合の演算回数は（８×６４）×２＝１０２４回となる。これに対し、行列Ｘを分割して４×４の行列Ｅ´のみに関して次元数を減らした演算をした場合、演算回数は（（４×１６）×２）×４＝５１２回となり、やはり演算回数を５０％に削減することができる。更に、行列Ｘを分割して２×２の行列Ｅ”のみに関して次元数を減らした演算をした場合、演算回数は（２×４）×２＋（２×４＋２×１２）×２＋（２×１２）×２＝１２８回となり、演算回数を１２．５％まで大幅に削減することができる。このようにＩＤＣＴ部５においても逆量子化部４と同様に、不必要な変換処理を省略することによって演算量を減らすことが可能となり、処理コストを削減することができる。

ＩＤＣＴ部５で生成された差分画像データは、加算部６へ出力され、予測画像データと加算されて再生画像データとして出力される。加算部６で差分画像データと加算される予測画像データは、スイッチ１１により、復号される動画像が画面内予測による画像であるＩピクチャの場合には画面内予測部８から出力される予測画像データが、画面間予測による画像であるＰピクチャの場合には画面間予測部１０から出力される予測画像データが選択される。

加算部６から出力される再生画像データは、デブロッキングフィルタ部７に入力される。デブロッキングフィルタ部７では、画像データの符号化を行う際などに生じたブロック境界部における歪みが再生画像データから除去されて、図示しないモニタなどに復号動画像データとして出力される。なお、復号される動画像が画面内予測による画像であるＩピクチャの場合には、加算部６から出力される再生画像データは、画面内予測部８にも入力される。

復号される動画像が画面間予測による画像であるＰピクチャの場合、デブロッキングフィルタ部７から出力される復号動画像データは、フレームメモリ９にも出力され、参照画像データとして蓄積される。フレームメモリ９に蓄積された参照画像データは、画面間予測部１０に出力され、動き補償などの処理を施されることにより、予測画像データに変換される。

次に、上述した動画像復号装置を用いた動画像復号方法について、図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係わる動画像復号の手順を説明するフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、符号化データのエントロピー復号化処理が行われる。次に、ステップＳ２において、ＤＣＴ係数行列解析部３において、ＤＣＴ係数行列からゼロ部分行列を括り出す処理を行うか否かを判定するための閾値が設定される。閾値は、復号される動画像の種類などに応じた値が設定され、量子化幅ＱＰが０〜５５の値をとる場合、例えば、復号される動画像が画面内予測による画像であるＩピクチャ（Intra-Picture）の場合には４０に、画面間予測による画像であるＰピクチャ（Predictive-Picture）の場合には１０に、設定される。

続いて、ステップＳ３では、ＤＣＴ係数行列解析部３において、動画像データを符号化する際に用いられた量子化幅ＱＰが符エントロピー復号データから求められ、ステップＳ２で設定された閾値と比較される。量子化幅ＱＰが閾値以上である場合、ステップＳ４に進み、エントロピー復号データから、ゼロ以外の値を有するＤＣＴ係数が最後に出現する順番（位置）が算出された後、ステップＳ５に進む。一方、量子化幅ＱＰが閾値未満である場合、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、エントロピー復号データがジグザグスキャンされ、量子化されたＤＣＴ係数がＤＣＴ係数行列の各要素として配置される。続いて、ステップＳ６において、ステップＳ３と同様に、動画像データを符号化する際に用いられた量子化幅ＱＰがステップＳ２で設定された閾値と比較される。量子化幅ＱＰが閾値以上である場合、ステップＳ６に進み、ＤＣＴ係数行列からゼロ部分行列が括り出せるか否かが判定される。なお、判定基準は、ＤＣＴ係数行列のサイズ（行列数）によって異なり、具体的な基準は上述の通りである。一方、ステップＳ５において、量子化幅ＱＰが閾値未満である場合、ステップＳ９に進む。なお、ステップＳ２からステップＳ６の一連の処理は、直交係数行列解析工程に相当する。

ステップＳ７においてゼロ部分行列が括り出せると判定された場合、ステップＳ８に進み、ＤＣＴ係数行列からゼロ部分行列を除いた部分行列の要素として配置されている量子化されたＤＣＴ係数について、逆量子化処理が行われる。続いてステップＳ９において、ＤＣＴ係数行列からゼロ部分行列を除いた部分行列に関して逆直交変換処理であるＩＤＣＴ処理が行われ、差分画像データが生成される。

一方、ステップＳ７においてゼロ部分行列が括り出せないと判定された場合、及び、ステップＳ６において量子化幅ＱＰが閾値未満である場合、ステップＳ１０に進み、量子化された全てのＤＣＴ係数について、逆量子化処理が行われる。続いてステップＳ１１において、ＤＣＴ係数行列に関して通常のＩＤＣＴ処理が行われ、差分画像データが生成される。

次に、ステップＳ１２において、ステップＳ９もしくはステップＳ１１において生成された差分画像データに予測画像が加算され、再生画像データが生成される。最後に、再生画像データにデブロッキング処理が施されて復号動画像データが生成され、本実施の形態における動画像復号処理を終了する。

このように、本実施の形態においては、量子化幅ＱＰが予め設定された閾値以上である場合にのみ、ＤＣＴ係数行列からゼロ部分行列の括り出し可否の判定や括り出し処理を行うようにしたので、ゼロ部分行列が括り出せないようなＤＣＴ係数行列からなる符号データを復号する場合、ゼロ部分行列の括り出しの判定処理のための余分な演算がなされることがなく、演算量の削減、および処理コストの低減が可能となる。また、ゼロ部分行列が括り出せる場合には、ＤＣＴ係数行列からゼロ部分行列を括り出した残りの部分行列についてのみ逆量子化処理やＩＤＣＴ処理を行うようにしたので、ＤＣＴ係数行列の全要素について演算する場合に比べて演算量を削減することができ、処理コストを低減することができる。

なお、本実施の形態においては、復号される動画像がＩピクチャとＰピクチャの場合について説明したが、復号する動画像としてＢピクチャ（Bi-directionally Predictive-Picture）が入力されている場合にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係わる動画像復号装置１の構成を説明するブロック図。 ＤＣＴ係数行列が４×４行列の場合におけるＤＣＴ係数のスキャン順序を示す概略図。 ＤＣＴ係数行列が８×８の場合における、ＤＣＴ係数の並べ替え方法を説明するプログラム。 ＤＣＴ係数行列が８×８行列の場合におけるＤＣＴ係数のスキャン順序を示す概略図。 エントロピー復号データにおけるＤＣＴ係数の送信順番とＤＣＴ係数行列における各要素との対応を説明する概略図。 ８×８のＤＣＴ係数行列における部分行列分割の一例を示す概略図。 ８×８のＤＣＴ係数行列における部分行列分割の別の一例を示す概略図。 本実施の形態に係わる動画像復号の手順を説明するフローチャート。

符号の説明

１…動画像復号装置、２…エントロピー復号部、３…ＤＣＴ係数行列解析部、４…逆量子化部、５…ＩＤＣＴ部、６…加算部、７…デブロッキングフィルタ部、８…画面内予測部、９…フレームメモリ、１０…画面間予測部、１１…スイッチ。

Claims (5)

1. 入力動画像を表す画素データをＭ×Ｎ画素からなるブロックごとに直交変換して得られる変換係数からなるＭ行Ｎ列の係数行列において、量子化された複数の前記変換係数に関する情報を用いてゼロ以外の値を有する前記変換係数が最後に出現する位置を検出することにより、ゼロ行列部分が存在するか否かを判定する直交係数行列解析部と、
   前記量子化された前記変換係数を逆量子化し、前記変換係数を算出する逆量子化部と、
   前記変換係数を逆直交変換して前記画素データを算出する逆直交変換部とを備え、
   前記直交係数行列解析部は、前記変換係数の量子化幅が所定の閾値を超えた場合にのみ、前記係数行列において前記ゼロ行列部分が存在するか否かを判定し、
   前記逆直交変換部は、前記ゼロ行列部分が存在する場合は、前記係数行列から前記ゼロ行列部分を除いた残りの部分行列についてのみ、前記逆直交変換を行うことを特徴とする動画像復号装置。
2. 入力動画像を表す画素データをＭ×Ｎ画素からなるブロックごとに直交変換して得られる変換係数からなるＭ行Ｎ列の係数行列において、量子化された複数の前記変換係数に関する情報を用いてゼロ以外の値を有する前記変換係数が最後に出現する位置を検出することにより、ゼロ行列部分が存在するか否かを判定する直交係数行列解析工程と、
   前記量子化された変換係数を逆量子化し、前記変換係数を算出する逆量子化工程と、
   前記変換係数を逆直交変換して前記画素データを算出する逆直交変換工程とを備え、
   前記直交係数行列解析工程は、前記変換係数の量子化幅が所定の閾値を超えた場合にのみ、前記係数行列において前記ゼロ行列部分が存在するか否かを判定し、
   前記逆直交変換工程は、前記ゼロ行列部分が存在する場合は、前記係数行列から前記ゼロ行列部分を除いた残りの部分行列についてのみ、前記逆直交変換を行うことを特徴とする、動画像復号方法。
3. 前記逆量子化工程は、前記係数行列において前記ゼロ行列部分が存在する場合には、前記係数行列から前記ゼロ行列部分を除いた残りの部分行列についてのみ、前記量子化を行うことを特徴とする、請求項２に記載の動画像復号方法。
4. 前記直交係数行列解析工程は、前記係数行列において前記ゼロ行列部分が存在するか否かの判定基準となる前記閾値を、前記入力動画像が画面内予測を用いて符号化された場合と画面間予測を用いて符号化された場合とで、異なる値を用いることができることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の動画像復号方法。
5. 前記直交係数行列解析工程は、前記量子化された変換係数に関するエントロピー符号化情報に基づき、前記量子化された複数の変換係数に関する情報を用いてゼロ以外の値を有する前記変換係数が最後に出現する位置を検出することを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の動画像復号方法。

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