JPH11262011A - 動画像復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、用途等に応じて異なる復号化が
行える動画像再生装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 直交変換係数のうちの水平周波数の低域
部分の係数のみを使用して逆直交変換を行って得た画像
に基づいて水平方向が１／２に圧縮された第１の再生画
像データを生成する第１の再生画像データ生成手段、第
１の再生画像テータを垂直方向に１／２に間引いて、水
平方向および垂直方向がそれぞれ１／２に圧縮された第
２の再生画像データを生成する第２の再生画像データ生
成手段、第１の再生画像データ生成手段によって生成さ
れた第１の再生画像に基づいて復号化データを生成する
第１の復号化データ生成手段、第２の再生画像データ生
成手段によって生成された第２の再生画像に基づいて復
号化データを生成する第２の復号化データ生成手段、な
らびに第１の復号化データ生成手段と第２の復号化デー
タ生成手段とを切り換える切替手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＭＰＥＧ方式で
圧縮符号化された信号を復号化して、原画像の解像度よ
り低い解像度の再生画像を得るのに適した動画像復号化
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、デジタルＴＶなどの分野にお
いて画像データを圧縮符号化するための画像符号化方式
として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group)方式
が知られている。

【０００３】ＭＰＥＧ方式の代表的なものに、ＭＰＥＧ
１とＭＰＥＧ２とがある。ＭＰＥＧ１では、順次走査
（ノンインターレース）の画像のみ扱われていたが、Ｍ
ＰＥＧ２では、順次走査の画像だけでなく、飛び越し走
査（インターレース走査）の画像も扱われるようになっ
た。

【０００４】これらのＭＰＥＧの符号化には、動き補償
予測（時間的圧縮）、ＤＣＴ（空間的圧縮）及びエント
ロピー符号化（可変長符号化）が採用されている。ＭＰ
ＥＧの符号化では、まず、１６（水平方向画素数）×１
６（垂直方向画素数）の大きさのマクロブロック単位ご
とに、時間軸方向の予測符号化（ＭＰＥＧ１ではフレー
ム予測符号化が、ＭＰＥＧ２ではフレーム予測符号化ま
たはフィールド予測符号化）が行われる。予測符号化方
式に対応してＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの３
種類の画像タイプが存在する。以下においては、フレー
ム予測符号化を例にとって説明する。

【０００５】（１）Ｉピクチャ：フレーム内の情報のみ
から符号化された画面で、フレーム間予測を行わずに生
成される画面であり、Ｉピクチャ内の全てのマクロブロ
ック・タイプは、フレーム内情報のみで符号化するフレ
ーム内予測符号化である。

【０００６】（２）Ｐピクチャ：ＩまたはＰピクチャか
らの予測を行うことによってできる画面であり、一般的
に、Ｐピクチャ内のマクロブロック・タイプは、フレー
ム内情報のみで符号化するフレーム内符号化と、過去の
再生画像から予測する順方向フレーム間予測符号化との
両方を含んでいる。

【０００７】（３）Ｂピクチャ：双方向予測によってで
きる画面で、一般的に、以下のマクロブロック・タイプ
を含んでいる。 ａ．フレーム内情報のみで符号化するフレーム内予測符
号化 ｂ．過去の再生画像から予測する順方向フレーム間予測
符号化 ｃ．未来から予測する逆方向フレーム間予測符号化 ｄ．前後両方の予測による内挿的フレーム間予測符号化 ここで、内挿的フレーム間予測とは、順方向予測と逆方
向予測の２つの予測を対応画素間で平均することをい
う。

【０００８】ＭＰＥＧ符号器では、原画像の画像データ
は、１６（水平方向画素数）×１６（垂直方向画素数）
の大きさのマクロブロック単位に分割される。マクロブ
ロック・タイプがフレーム内予測符号化以外のマクロブ
ロックに対しては、マクロブロック・タイプに応じたフ
レーム間予測が行われ、予測誤差データが生成される。

【０００９】マクロブロック単位毎の画像データ（マク
ロブロック・タイプがフレーム内予測符号化である場
合）または予測誤差データ（マクロブロック・タイプが
フレーム間予測符号化である場合）は、８×８の大きさ
の４つのサブブロックに分割され、各サブブロックの画
像データに直交変換の１種である２次元離散コサイン変
換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform ）が数式１に
基づいて行われる。つまり、図５に示すように、８×８
の大きさのブロック内の各データｆ（ｉ，ｊ）に基づい
て、ｕｖ空間（ｕ：水平周波数，ｖ：垂直周波数）にお
ける各ＤＣＴ（直交変換）係数Ｆ（ｕ，ｖ）が得られ
る。

【００１０】

【数１】

【００１１】ＭＰＥＧ１では、ＤＣＴには、フレームＤ
ＣＴモードのみであるが、ＭＰＥＧ２のフレーム構造で
は、マクロブロック単位でフレームＤＣＴモードとフィ
ールドＤＣＴモードに切り換えることができる。ただ
し、ＭＰＥＧ２のフィールド構造では、フィールドＤＣ
Ｔモードのみである。

【００１２】フレームＤＣＴモードでは、１６×１６の
マクロブロックが、４分割され左上の８×８のブロッ
ク、右上の８×８のブロック、左下の８×８のブロッ
ク、右下の８×８のブロック毎にＤＣＴが行われる。

【００１３】一方、フィールドＤＣＴモードでは、１６
×１６のマクロブロックの左半分の８（水平方向画素
数）×１６（垂直方向画素数）のブロック内の奇数ライ
ンのみからなる８×８のデータ群、左半分の８×１６の
ブロック内の偶数ラインのみからなる８×８のデータ
群、右半分の８（水平方向画素数）×１６（垂直方向画
素数）のブロック内の奇数ラインのみからなる８×８の
データ群および右半分の８×１６のブロック内の偶数ラ
インのみからなる８×８のデータ群の各データ群毎にＤ
ＣＴが行われる。

【００１４】上記のようにして得られたＤＣＴ係数に対
して量子化が施され、量子化されたＤＣＴ係数が生成さ
れる。量子化されたＤＣＴ係数は、ジグザグスキャンま
たはオルタネートスキャンされて１次元に並べられ、可
変長符号器によって符号化される。ＭＰＥＧ符号器から
は、可変長符号器によって得られた変換係数の可変長符
号とともに、マクロブロック・タイプを示す情報を含む
制御情報および動きベクトルの可変長符号が出力され
る。

【００１５】図４は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロ
ック図である。

【００１６】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１０１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御
信号はＣＰＵ１１０に送られる。動きベクトルの可変長
符号は、可変長復号化器１０９に送られて復号化され
る。可変長復号化器１０９によって得られた動きベクト
ルは、第１参照画像用メモリ１０６および第２参照画像
用メモリ１０７に、参照画像の切り出し位置を制御する
ための制御信号として送られる。

【００１７】可変長復号化器１０１は、変換係数の可変
長符号を復号化する。逆量子化器１０２は、可変長復号
化器１０１から得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ
係数）を逆量子化してＤＣＴ係数に変換する。

【００１８】逆ＤＣＴ回路１０３は、逆量子化器１０２
で生成されたＤＣＴ係数列を８×８のサブブロック単位
のＤＣＴ係数に戻すとともに、数式２に示す逆変換式に
基づいて８×８の逆ＤＣＴを行う。つまり、図５に示す
ように、８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）に基づいて、
８×８のサブブロック単位のデータｆ（ｉ，ｊ）が得ら
れる。また、４つのサブブロック単位のデータｆ（ｉ，
ｊ）に基づいて１つのマクロブロック単位の再生画像デ
ータまたは予測誤差データを生成する。

【００１９】

【数２】

【００２０】逆ＤＣＴ回路１０３によって生成されたマ
クロブロック単位の予測誤差データには、そのマクロブ
ロック・タイプに応じた参照画像データが加算器１０４
によって加算されて、再生画像データが生成される。参
照画像データは、スイッチ１１２を介して加算器１０４
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路１０３から出力され
たデータがフレーム内予測符号に対する再生画像データ
である場合には、参照画像データは加算されない。

【００２１】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の画像データが、Ｂ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１１３に送られる。

【００２２】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の再生画像データ
が、ＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像デー
タである場合には、その再生画像データはスイッチ１１
１を介して第１参照画像用メモリ１０６または第２参照
画像用メモリ１０７に格納される。スイッチ１１１は、
ＣＰＵ１１０によって制御される。

【００２３】平均化部１０８は、メモリ１０６、１０７
から読出された再生画像データを平均して、内挿的フレ
ーム間予測符号化に用いられる参照画像データを生成す
る。

【００２４】スイッチ１１２は、ＣＰＵ１１０によって
次のように制御される。逆ＤＣＴ回路１０３から出力さ
れたデータがフレーム内予測符号に対する再生画像デー
タである場合には、スイッチ１１２の共通端子が接地端
子に切り換えられる。

【００２５】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が順方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測
誤差データである場合には、スイッチ１１２の共通端子
が第１参照画像用メモリ１０６の出力が送られる端子ま
たは第２参照画像用メモリ１０７の出力が送られる端子
のいずれか一方を選択するように切り換えられる。な
お、参照画像用メモリ１０６、１０７から参照画像が読
み出される場合には、可変長復号化器１０９からの動き
ベクトルに基づいて、参照画像の切り出し位置が制御さ
れる。

【００２６】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が内挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合には、スイッチ１１２の共通端子が平均化部１
０８の出力が送られる端子を選択するように切り換えら
れる。

【００２７】スイッチ１１３は、加算器１０４から送ら
れてくるＢピクチャに対する再生画像データ、参照画像
用メモリ１０６に格納されたＩピクチャまたはＰピクチ
ャに対する再生画像データ、参照画像用メモリ１０７に
格納されたＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画
像データが原画像の順序と同じ順番で出力されるように
ＣＰＵ１１０によって制御される。復号器から出力され
た画像データはモニタ装置に与えられ、モニタ装置の表
示画面に原画像が表示される。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人
は、原画像の解像度より低い解像度の再生画像を得る場
合に、ＤＣＴ係数のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴ
を行って得た画像に基づいて再生画像を生成することに
より、原画像に対して解像度の低い再生画像を生成する
方法（以下第１方法という）を開発した。

【００２９】また、本出願人は、ＤＣＴ係数のうちの一
部のみを使用して逆ＤＣＴを行って得た画像に基づいて
第１の再生画像を生成し、当該第１の再生画像に対して
水平方向間引きおよび垂直方向間引きのうち、少なくと
も垂直方向間引きを行って、原画像に対して解像度の低
い第２の再生画像を生成する方法（以下第２方法とい
う）を開発した。上記第１方法および第２方法とも、公
知技術（従来技術）ではない。

【００３０】上記第１方法と第２方法とを比較すると、
再生画像によって得られる画質は第１方法の方が高い
が、参照画像用メモリの容量は第１方法の方が少なくす
ることができる。したがって、いずれの方法をも用途に
応じて選択できるような復号器があれば便利である。

【００３１】この発明は、復号化された画像の画質が異
なる２種類の復号化を選択できる動画像再生装置を提供
することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】この発明による第１の動
画像復号化装置は、直交変換係数のうちの水平周波数の
低域部分の係数のみを使用して逆直交変換を行って得た
画像に基づいて水平方向が１／２に圧縮された第１の再
生画像データを生成する第１の再生画像データ生成手
段、第１の再生画像テータを垂直方向に１／２に間引い
て、水平方向および垂直方向がそれぞれ１／２に圧縮さ
れた第２の再生画像データを生成する第２の再生画像デ
ータ生成手段、第１の再生画像データ生成手段によって
生成された第１の再生画像に基づいて復号化データを生
成する第１の復号化データ生成手段、第２の再生画像デ
ータ生成手段によって生成された第２の再生画像に基づ
いて復号化データを生成する第２の復号化データ生成手
段、ならびに第１の復号化データ生成手段と第２の復号
化データ生成手段とを切り換える切替手段を備えている
ことを特徴とする。

【００３３】この発明による第２の動画像復号化装置
は、入力信号から得られた所定の大きさのブロック単位
の直交変換係数のうち、水平周波数の高域部分の係数を
除去して変換係数を半分に削減する係数削減回路、係数
削減回路によって削減された変換係数を用いて逆直交変
換を行うことにより、ブロック単位毎に水平方向が１／
２に圧縮された再生画像データまたは時間軸予測誤差デ
ータを得る逆直交変換回路、逆直交変換回路によって得
られた時間軸予測誤差データと所定の参照画像データと
に基づいて、水平方向が１／２に圧縮された再生画像デ
ータを生成する加算器、逆直交変換回路または加算器に
よって得られた再生画像データ（以下、第１の再生画像
データという）を垂直方向に１／２に間引いて、水平方
向および垂直方向がそれぞれ１／２に圧縮された第２の
再生画像データを生成するための垂直間引回路、第１の
再生画像データおよび第２の再生画像データのうち、復
号モードが第１復号モードである場合には第１の再生画
像データを出力し、復号モードが第２復号モードである
場合には第２の再生画像データを出力する第１の切替手
段、第１の切替手段から出力される画像データを第１参
照画像用メモリまたは第２参照画像用メモリに送るため
のメモリ選択用スイッチ、第１参照画像用メモリから出
力される画像データに対して垂直間引回路によって間引
かれた水平ラインを内挿するための第１垂直内挿回路、
第２参照画像用メモリから出力される画像データに対し
て垂直間引回路によって間引かれた水平ラインを内挿す
るための第２垂直内挿回路、第１参照画像用メモリから
出力される画像データおよび第１垂直内挿回路から出力
される画像データのうち、復号モードが第１復号モード
である場合には第１参照画像用メモリから出力される画
像データを選択し、復号モードが第２復号モードである
場合には第１垂直内挿回路から出力される画像データを
選択する第２の切替手段、第２参照画像用メモリから出
力される画像データおよび第２垂直内挿回路から出力さ
れる画像データのうち、復号モードが第１復号モードで
ある場合には第２参照画像用メモリから出力される画像
データを選択し、復号モードが第２復号モードである場
合には第２垂直内挿回路から出力される画像データを選
択する第３の切替手段、第２の切替手段から出力される
画像データと第３の切替手段から出力される画像データ
との平均をとる平均化回路、第２の切替手段から出力さ
れる画像データ、第３の切替手段から出力される画像デ
ータ、平均化回路から出力される画像データおよび接地
電圧を切り換えて、上記加算器に参照画像データとして
送る参照画像切替スイッチ、ならびに第１の切替手段か
ら出力される画像データ、第１参照画像用メモリから出
力される画像データおよび第２参照画像用メモリから出
力される画像データを切り換えて出力する出力画像デー
タ切替スイッチを備えていることを特徴とする。

【００３４】この発明による第３の動画像復号化装置
は、入力信号から得られた所定の大きさのブロック単位
の直交変換係数のうち、水平周波数の高域部分の係数を
除去して変換係数を半分に削減する係数削減回路、係数
削減回路によって削減された変換係数を用いて逆直交変
換を行うことにより、ブロック単位毎に水平方向が１／
２に圧縮された再生画像データまたは時間軸予測誤差デ
ータを得る逆直交変換回路、逆直交変換回路によって得
られた時間軸予測誤差データと所定の参照画像データと
に基づいて、水平方向が１／２に圧縮された再生画像デ
ータを生成する加算器、逆直交変換回路または加算器に
よって得られた再生画像データ（以下、第１の再生画像
データという）を垂直方向に１／２に間引いて、水平方
向および垂直方向がそれぞれ１／２に圧縮された第２の
再生画像データを生成するための垂直間引回路、第１の
再生画像データおよび第２の再生画像データのうち、復
号モードが第１復号モードである場合には第１の再生画
像データを出力し、復号モードが第２復号モードである
場合には第２の再生画像データを出力する第１の切替手
段、第１の参照画像用メモリを接続するための第１メモ
リ接続用入力端子および第１メモリ接続用出力端子、第
２の参照画像用メモリを接続するための第２メモリ接続
用入力端子および第２メモリ接続用出力端子、第１の切
替手段から出力される画像データを第１メモリ接続用入
力端子または第２メモリ接続用入力端子に送るためのメ
モリ選択用スイッチ、第１メモリ接続用出力端子から出
力される画像データに対して垂直間引回路によって間引
かれた水平ラインを内挿するための第１垂直内挿回路、
第２メモリ接続用出力端子から出力される画像データに
対して垂直間引回路によって間引かれた水平ラインを内
挿するための第２垂直内挿回路、第１メモリ接続用出力
端子から出力される画像データおよび第１垂直内挿回路
から出力される画像データのうち、復号モードが第１復
号モードである場合には第１メモリ接続用出力端子から
出力される画像データを選択し、復号モードが第２復号
モードである場合には第１垂直内挿回路から出力される
画像データを選択する第２の切替手段、第２メモリ接続
用出力端子から出力される画像データおよび第２垂直内
挿回路から出力される画像データのうち、復号モードが
第１復号モードである場合には第２メモリ接続用出力端
子から出力される画像データを選択し、復号モードが第
２復号モードである場合には第２垂直内挿回路から出力
される画像データを選択する第３の切替手段、第２の切
替手段から出力される画像データと第３の切替手段から
出力される画像データとの平均をとる平均化回路、第２
の切替手段から出力される画像データ、第３の切替手段
から出力される画像データ、平均化回路から出力される
画像データおよび接地電圧を切り換えて、上記加算器に
参照画像データとして送る参照画像切替スイッチ、なら
びに第１の切替手段から出力される画像データ、第１メ
モリ接続用出力端子から出力される画像データおよび第
２メモリ接続用出力端子から出力される画像データを切
り換えて出力する出力画像データ切替スイッチを備えて
いることを特徴とする。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
をＭＰＥＧ復号器に適用した場合の実施の形態について
説明する。

【００３６】以下、図１〜図３を参照して、この発明の
実施の形態について説明する。

【００３７】図１は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示してい
る。

【００３８】このＭＰＥＧ復号器では、復号モードとし
て高画質モードと低画質モードとがある。復号モード
は、ユーザまたは製造元によって設定される。

【００３９】ＭＰＥＧ復号器は、集積回路５０と、集積
回路５０に接続される第１参照画像用メモリ７および第
２参照画像用メモリ８とを備えている。集積回路５０に
は、第１参照画像用メモリ接続用の入力端子６１および
出力端子６２、第２参照画像用メモリ接続用の入力端子
９１および出力端子９２が設けられている。

【００４０】第１参照画像用メモリ接続用の入力端子６
１および出力端子６２には、第１の主メモリ７１が接続
される。第２参照画像用メモリ接続用の入力端子９１お
よび出力端子９２には、第２の主メモリ８１が接続され
る。

【００４１】復号モードとして高画質モードが設定され
る場合には、図１に示すように、第１の主メモリ７１に
第１の追加メモリ７２が接続され、第２の主メモリ８１
に第２の追加メモリ８２が接続される。復号モードとし
て低画質モードが設定される場合には、これらの追加メ
モリ７２、８２を接続する必要はない。

【００４２】つまり、復号モードとして高画質モードが
設定される場合には、第１参照画像用メモリ７は第１の
主メモリ７１および第１の追加メモリ７２から構成さ
れ、第２参照画像用メモリ８は第２の主メモリ８１およ
び第２の追加メモリ８２から構成される。復号モードと
して低画質モードが設定される場合には、第１参照画像
用メモリ７は第１の主メモリ７１のみから構成され、第
２参照画像用メモリ８は第２の主メモリ８１のみから構
成される。

【００４３】集積回路５０は、可変長復号化器１、逆量
子化器２、水平高域係数除去回路３、逆ＤＣＴ回路４、
加算器５、第１スイッチ３１、垂直間引回路６、第２ス
イッチ３２、第３スイッチ３３、第１参照画像用メモリ
接続用の入力端子６１および出力端子６２、第２参照画
像用メモリ接続用の入力端子９１および出力端子９２、
第４スイッチ３４、第１垂直内挿回路９、第５スイッチ
３５、第６スイッチ３６、第２垂直内挿回路１０、第７
スイッチ３７、平均化部１１、第８スイッチ３８、第９
スイッチ３９、可変長復号化器１２、ベクトル値変換回
路１３、フォーマット変換回路１４およびＣＰＵ２０を
備えている。

【００４４】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御信号
はＣＰＵ２０に送られる。また、ユーザまたは製造元が
設定した復号モードを表す信号が初期設定時にＣＰＵ２
０に送られる。

【００４５】動きベクトルの可変長符号は、可変長復号
化器１２に送られて復号化される。可変長復号化器１２
によって得られた動きベクトルは、ベクトル値変換回路
１３に送られる。ベクトル値変換回路１３には、ＣＰＵ
２０から復号モードを表す信号が制御信号として送られ
る。

【００４６】ベクトル値変換回路１３は、復号モードが
高画質モードである場合には、入力された動きベクトル
を、その水平方向の大きさが１／２になるように変換す
る。復号モードが低画質モードである場合には、ベクト
ル値変換回路１３は、入力された動きベクトルを、その
水平方向および垂直方向の大きさがそれぞれ１／２にな
るように変換する。

【００４７】ベクトル値変換回路１３によって得られた
動きベクトルは、第１参照画像用メモリ７および第２参
照画像用メモリ８に、参照画像の切り出し位置を制御す
るための制御信号として送られる。

【００４８】可変長復号化器１は、変換係数の可変長符
号を復号化する。逆量子化器２は、可変長復号化器１か
ら得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ係数）を逆量
子化してＤＣＴ係数に変換する。水平高域係数除去回路
（係数削減回路）３は、図２（ａ）に示すように、逆量
子化器２で生成されたＤＣＴ係数列を８（水平方向画素
数）×８（垂直方向画素数）のサブブロック単位に対応
する８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝
０，１，…７、ｖ＝０，１，…７）に戻すとともに、各
サブブロックの水平周波数の高域部分のＤＣＴ係数を除
去して、図２（ｂ）に示すように４（水平周波数方向
ｕ）×８（垂直周波数方向ｖ）の数のＤＣＴ係数Ｆ
（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝０，１，…３、ｖ＝０，１，
…７）に変換する。

【００４９】逆ＤＣＴ回路４は、水平高域係数除去回路
３で生成された４×８の数のＤＣＴ係数に、数式３で示
すような４×８の逆ＤＣＴを施して、図２（ｃ）に示す
ような元のサブブロック単位のデータが水平方向に１／
２に圧縮された４（水平方向画素数）×８（垂直方向画
素数）のデータ数からなるデータｆ（ｉ，ｊ）（ただ
し、ｉ＝０，１，…３、ｊ＝０，１，…７）を生成す
る。

【００５０】

【数３】

【００５１】また、このようにして得られた１つのマク
ロブロックを構成する４つのサブブロック単位に対応す
る画像データに基づいて水平方向が１／２に圧縮された
８×１６の１つのマクロブロック単位の再生画像データ
または予測誤差データを生成する。したがって、逆ＤＣ
Ｔ回路４によって得られるマクロブロック単位のデータ
量は、原画像のマクロブロック単位の画像データ量の半
分となる。

【００５２】逆ＤＣＴ回路４によって生成された水平方
向が１／２に圧縮された８×１６のマクロブロック単位
の予測誤差データには、そのマクロブロック・タイプに
応じた参照画像データ（水平方向が１／２に圧縮された
８×１６のマクロブロック単位の参照画像データ）が加
算器５によって加算され、再生画像データが生成され
る。参照画像データは、第８スイッチ３８を介して加算
器５に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路４から出力され
た画像データがフレーム内予測符号に対する再生画像デ
ータである場合には、参照画像データは加算されない。

【００５３】第１スイッチ３１および第２スイッチ３２
は、復号モードが高画質モードである場合には第１の再
生画像データを第３スイッチ３３および第９スイッチ３
９に送るように、復号モードが低画質モードである場合
には第１の再生画像データを垂直間引回路６に送るとと
もに垂直間引回路６によって得られた第２の再生画像デ
ータを第３スイッチ３３および第９スイッチ３９に送る
ように、ＣＰＵ２０によって制御される。

【００５４】垂直間引回路６は、送られてきた８×１６
のマクロブロック単位の第１の再生画像データを、垂直
方向に１／２に間引くことにより、８×８のマクロブロ
ック単位の第２の再生画像データに変換する。したがっ
て、垂直間引回路６によって得られるマクロブロック単
位の画像データ量は、原画像のマクロブロック単位の画
像データ量の１／４となる。

【００５５】垂直間引回路６による垂直方向間引きは、
図３に示すように、第１の再生画像データの水平ライン
を２本単位おきに２本単位ずつ間引くことにより行われ
る。逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得られた８
×１６のマクロブロック単位の第１の再生画像データで
は、図３（ａ）に示すように奇数フィールドの水平ライ
ン（実線で示す）と偶数フィールドの水平ライン（破線
で示す）とが垂直方向に交互に現れる。そこで、間引き
後の画像において奇数フィールドの水平ラインと偶数フ
ィールドの水平ラインとが均等に含まれるようにするた
めに、図３（ｂ）に示すように、第１の再生画像データ
の水平ラインを２本単位おきに２本単位ずつ間引いてい
るのである。

【００５６】第２スイッチ３２から第９スイッチ３９に
送られた再生画像データがＢピクチャに対する再生画像
データである場合には、第９スイッチ３９によって、そ
のＢピクチャに対する再生画像データがフォーマット変
換回路１４に出力される。

【００５７】第３スイッチ３３に送られてきた再生画像
データがＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像
データである場合に、第１参照画像用メモリ７または第
２参照画像用メモリ８のうち、第３スイッチ３３によっ
て選択されているメモリに再生画像データが格納され
る。

【００５８】復号モードが低画質モードの場合には、第
２の再生画像データが第１参照画像用メモリ７（主メモ
リ７１）または第２参照画像用メモリ８（主メモリ８
１）に格納されるので、第１参照画像用メモリ７（主メ
モリ７１）および第２参照画像用メモリ８（主メモリ８
１）としては、従来に比べて１／４の容量のメモリを使
用できる。

【００５９】復号モードが高画質モードの場合には、第
１の再生画像データが第１参照画像用メモリ７（主メモ
リ７１＋追加メモリ７２）または第２参照画像用メモリ
８（主メモリ８１＋追加メモリ８２）に格納されるの
で、第１参照画像用メモリ７（主メモリ７１＋追加メモ
リ７２）および第２参照画像用メモリ８（主メモリ８１
＋追加メモリ８２）としては、従来に比べて１／２の容
量のメモリを使用できる。

【００６０】第４スイッチ３４および第５スイッチ３５
は、復号モードが高画質モードの場合には第１参照画像
用メモリ７から読み出された８×１６のマクロブロック
単位の画像データを第８スイッチ３８および平均化部１
１に送るように、復号モードが低画質モードの場合には
第１参照画像用メモリ７から読み出された８×８のマク
ロブロック単位の画像データを第１の垂直内挿回路９に
送るとともに、第１の垂直内挿回路９によって得られた
８×１６のマクロブロック単位の画像データを第８スイ
ッチ３８および平均化部１１に送るように、ＣＰＵ２０
によって制御される。

【００６１】同様に、第６スイッチ３６および第７スイ
ッチ３７は、復号モードが高画質モードの場合には第２
参照画像用メモリ８から読み出された８×１６のマクロ
ブロック単位の画像データを第８スイッチ３８および平
均化部１１に送るように、復号モードが低画質モードの
場合には第２参照画像用メモリ８から読み出された８×
８のマクロブロック単位の画像データを第２の垂直内挿
回路１０に送るとともに、第２の垂直内挿回路１０によ
って得られた８×１６のマクロブロック単位の画像デー
タを第８スイッチ３８および平均化部１１に送るよう
に、ＣＰＵ２０によって制御される。

【００６２】第１の垂直内挿回路９は、復号モードが低
画質モードの場合に第１参照画像用メモリ７から読み出
された８×８のマクロブロック単位の参照画像データに
対して、垂直方向の内挿を行って、つまり垂直間引回路
６によって間引かれた水平ラインを補間して、８×１６
のマクロブロック単位の参照画像データを生成する。

【００６３】第２の垂直内挿回路１０は、復号モードが
低画質モードの場合に第２参照画像用メモリ８から読み
出された８×８のマクロブロック単位の参照画像データ
に対して、垂直方向の内挿を行って、つまり垂直間引回
路６によって間引かれた水平ラインを補間して、８×１
６のマクロブロック単位の参照画像データを生成する。

【００６４】平均化部１１は、復号モードが高画質モー
ドの場合には、第１参照画像用メモリ７および第２参照
画像用メモリ８から読出された画像データを平均して、
内挿的フレーム間予測符号化に用いられる８×１６のマ
クロブロック単位の参照画像データを生成する。

【００６５】平均化部１１は、復号モードが低画質モー
ドの場合には、第１垂直内挿回路９および第２垂直内挿
回路１０から読出された画像データを平均して、内挿的
フレーム間予測符号化に用いられる８×１６のマクロブ
ロック単位の参照画像データを生成する。

【００６６】第８スイッチ３８は、ＣＰＵ２０によって
次のように制御される。逆ＤＣＴ回路４から出力された
データがフレーム内予測符号化に対する再生画像データ
である場合には、スイッチ３８の共通端子が接地端子に
切り換えられる。

【００６７】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが順
方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測誤差
データである場合には、第８スイッチ３８の共通端子が
第１垂直内挿回路９からの参照画像データが送られる端
子または第２垂直内挿回路１０からの参照画像データが
送られる端子のいずれか一方を選択するように切り換え
られる。

【００６８】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが内
挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合には、第８スイッチ３８の共通端子が平均化部１１
の出力が送られる端子を選択するように切り換えられ
る。

【００６９】なお、参照画像用メモリ７、８から参照画
像が読み出される場合には、ベクトル値変換回路１３か
らの動きベクトルに基づいて、その切り出し位置が制御
される。復号モードが高画質モードである場合に、ベク
トル値変換回路１３によって動きベクトルの水平方向の
大きさが１／２に変換されているのは、復号モードが高
画質モードである場合には、参照画像用メモリ７、８に
送られるマクロブロック単位の画像データ（第１の再生
画像データ）が水平方向に１／２に圧縮されたものとな
っているためである。

【００７０】復号モードが低画質モードである場合に、
ベクトル値変換回路１３によって動きベクトルの水平方
向および垂直方向の大きさが１／２に変換されているの
は、復号モードが低画質モードである場合には、参照画
像用メモリ７、８に送られるマクロブロック単位の画像
データ（第２の再生画像データ）が水平および垂直方向
にそれぞれ１／２に圧縮されたものとなっているためで
ある。

【００７１】第９スイッチ３９は、第２スイッチ３２か
ら第９スイッチ３９に送られてきたＢピクチャに対する
再生画像データ、参照画像用メモリ７に格納されたＩピ
クチャまたはＰピクチャに対する再生画像データ、参照
画像用メモリ８に格納されたＩピクチャまたはＰピクチ
ャに対する再生画像データが原画像の順序と同じ順番で
出力されるようにＣＰＵ２０によって制御される。第９
スイッチ３９から出力された第１または第２の再生画像
データは、フォーマット変換回路１４によってモニタ装
置の水平および垂直走査線数に対応するようにフォーマ
ット変換された後、モニタ装置に送られる。

【００７２】低画質モード時における垂直解像度と高画
質モード時における垂直解像度とについて具体的に説明
する。たとえば、垂直画素数１０８０×水平画素数１９
２０のＨＤＴＶ信号から、１フィールドが２４０画素×
７２０画素で６０フィールド／秒のインターレース信号
を作成する場合を想定する。

【００７３】復号モードが低画質モードの場合には、Ｈ
ＤＴＶ信号から１フレームが５４０画素×９６０画素で
３０フレーム／秒の映像画像が得られる。この映像信号
を６０フィールド／秒のインターレース信号にすると、
１フィールドが２７０画素×９６０画素の映像信号とな
る。したがって、フォーマット変換回路１４によって１
フィールドが２４０画素×７２０画素で６０フィールド
／秒のインターレース信号を作成した場合には、比較的
画質の高い映像が得られる。

【００７４】したがって、垂直画素数１０８０×水平画
素数１９２０のＨＤＴＶ信号から、１フィールドが２４
０画素×７２０画素で６０フィールド／秒のインターレ
ース信号を作成する場合には、復号モードを低画質モー
ドに設定することにより、参照画像用メモリの容量の低
減化が図れる。

【００７５】次に、垂直画素数１０８０×水平画素数１
９２０のＨＤＴＶ信号から、１フィールドが４８０画素
×７２０画素で６０フレーム／秒のプログレッシブ信号
を作成する場合を想定する。

【００７６】復号モードが低画質モードの場合には、Ｈ
ＤＴＶ信号から１フレームが５４０画素×９６０画素で
３０フレーム／秒の映像画像が得られる。この映像信号
を６０フレーム／秒のプレグレッシブ画像にすると、１
フレームが２７０画素×９６０画素の映像信号となる。
したがって、フォーマット変換回路１４によって１フレ
ームが４８０画素×７２０画素で６０フレーム／秒のプ
レグレッシブ信号を作成しようとすると、水平ラインを
補間する必要があるため、画質が低下する。

【００７７】復号モードが高画質モードの場合には、Ｈ
ＤＴＶ信号から１フレームが１０８０画素×９６０画素
で３０フレーム／秒の映像画像が得られる。この映像信
号を６０フレーム／秒のプレグレッシブ画像にすると、
１フレームが５４０画素×９６０画素の映像信号とな
る。したがって、フォーマット変換回路１４によって、
１フレームが４８０画素×７２０画素で６０フレーム／
秒のプレグレッシブ信号を作成した場合には、比較的画
質の高い映像が得られる。

【００７８】つまり、垂直画素数１０８０×水平画素数
１９２０のＨＤＴＶ信号から、１フレームが４８０画素
×７２０画素で６０フレーム／秒のプレグレッシブ信号
を作成する場合には、高画質モードが適している。

【００７９】上記実施の形態では、１つの集積回路で低
画質モードと高画質モードとのいずれにも対応すること
ができるため、１つの集積回路を低級機用と高級機用と
に使い分けすることができるようになる。また、低画質
モードで十分な機器に搭載される場合には、参照画像用
メモリも主メモリのみで足りるので、コストを低く抑え
ることができる。

【００８０】また、低画質モードで十分な機器に搭載さ
れる場合に、参照画像用メモリを主メモリと追加メモリ
とで構成することによって、追加メモリをグラフィック
ス等の他の用途のメモリとして利用することも可能とな
る。

【００８１】

【発明の効果】この発明によれば、復号化された画像の
画質が異なる２種類の復号化を選択できる動画像再生装
置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】水平高域係数除去回路によって水平空間周波数
の高域部分が除去された後のＤＣＴ係数を示すととも
に、逆ＤＣＴ回路によって逆変換された後のデータを示
す模式図である。

【図３】垂直間引回路による間引処理を説明するための
模式図である。

【図４】従来のＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロック図
である。

【図５】ＭＰＥＧ符号器で行われるＤＣＴおよび従来の
ＭＰＥＧ復号器で行われる逆ＤＣＴを説明するための模
式図である。

【符号の説明】

１ 可変長復号化器 ２ 逆量子化器 ３ 水平高域係数除去回路 ４ 逆ＤＣＴ回路 ５ 加算器 ６ 垂直間引回路 ７ 第１参照画像用メモリ ８ 第２参照画像用メモリ ９ 第１垂直内挿回路 １０ 第２垂直内挿回路 １１ 平均化部 １２ 可変長復号化器 １３ ベクトル値変換回路 １４ フォーマット変換回路 ２０ ＣＰＵ ３１〜３９ スイッチ

フロントページの続き (72)発明者 山下 昭彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交変換係数のうちの水平周波数の低域
   部分の係数のみを使用して逆直交変換を行って得た画像
   に基づいて水平方向が１／２に圧縮された第１の再生画
   像データを生成する第１の再生画像データ生成手段、 第１の再生画像テータを垂直方向に１／２に間引いて、
   水平方向および垂直方向がそれぞれ１／２に圧縮された
   第２の再生画像データを生成する第２の再生画像データ
   生成手段、 第１の再生画像データ生成手段によって生成された第１
   の再生画像に基づいて復号化データを生成する第１の復
   号化データ生成手段、 第２の再生画像データ生成手段によって生成された第２
   の再生画像に基づいて復号化データを生成する第２の復
   号化データ生成手段、ならびに第１の復号化データ生成
   手段と第２の復号化データ生成手段とを切り換える切替
   手段を備えている動画像復号化装置。
2. 【請求項２】 入力信号から得られた所定の大きさのブ
   ロック単位の直交変換係数のうち、水平周波数の高域部
   分の係数を除去して変換係数を半分に削減する係数削減
   回路、 係数削減回路によって削減された変換係数を用いて逆直
   交変換を行うことにより、ブロック単位毎に水平方向が
   １／２に圧縮された再生画像データまたは時間軸予測誤
   差データを得る逆直交変換回路、 逆直交変換回路によって得られた時間軸予測誤差データ
   と所定の参照画像データとに基づいて、水平方向が１／
   ２に圧縮された再生画像データを生成する加算器、 逆直交変換回路または加算器によって得られた再生画像
   データ（以下、第１の再生画像データという）を垂直方
   向に１／２に間引いて、水平方向および垂直方向がそれ
   ぞれ１／２に圧縮された第２の再生画像データを生成す
   るための垂直間引回路、 第１の再生画像データおよび第２の再生画像データのう
   ち、復号モードが第１復号モードである場合には第１の
   再生画像データを出力し、復号モードが第２復号モード
   である場合には第２の再生画像データを出力する第１の
   切替手段、 第１の切替手段から出力される画像データを第１参照画
   像用メモリまたは第２参照画像用メモリに送るためのメ
   モリ選択用スイッチ、 第１参照画像用メモリから出力される画像データに対し
   て垂直間引回路によって間引かれた水平ラインを内挿す
   るための第１垂直内挿回路、 第２参照画像用メモリから出力される画像データに対し
   て垂直間引回路によって間引かれた水平ラインを内挿す
   るための第２垂直内挿回路、 第１参照画像用メモリから出力される画像データおよび
   第１垂直内挿回路から出力される画像データのうち、復
   号モードが第１復号モードである場合には第１参照画像
   用メモリから出力される画像データを選択し、復号モー
   ドが第２復号モードである場合には第１垂直内挿回路か
   ら出力される画像データを選択する第２の切替手段、 第２参照画像用メモリから出力される画像データおよび
   第２垂直内挿回路から出力される画像データのうち、復
   号モードが第１復号モードである場合には第２参照画像
   用メモリから出力される画像データを選択し、復号モー
   ドが第２復号モードである場合には第２垂直内挿回路か
   ら出力される画像データを選択する第３の切替手段、 第２の切替手段から出力される画像データと第３の切替
   手段から出力される画像データとの平均をとる平均化回
   路、 第２の切替手段から出力される画像データ、第３の切替
   手段から出力される画像データ、平均化回路から出力さ
   れる画像データおよび接地電圧を切り換えて、上記加算
   器に参照画像データとして送る参照画像切替スイッチ、
   ならびに第１の切替手段から出力される画像データ、第
   １参照画像用メモリから出力される画像データおよび第
   ２参照画像用メモリから出力される画像データを切り換
   えて出力する出力画像データ切替スイッチ、 を備えている動画像復号化装置。
3. 【請求項３】 入力信号から得られた所定の大きさのブ
   ロック単位の直交変換係数のうち、水平周波数の高域部
   分の係数を除去して変換係数を半分に削減する係数削減
   回路、 係数削減回路によって削減された変換係数を用いて逆直
   交変換を行うことにより、ブロック単位毎に水平方向が
   １／２に圧縮された再生画像データまたは時間軸予測誤
   差データを得る逆直交変換回路、 逆直交変換回路によって得られた時間軸予測誤差データ
   と所定の参照画像データとに基づいて、水平方向が１／
   ２に圧縮された再生画像データを生成する加算器、 逆直交変換回路または加算器によって得られた再生画像
   データ（以下、第１の再生画像データという）を垂直方
   向に１／２に間引いて、水平方向および垂直方向がそれ
   ぞれ１／２に圧縮された第２の再生画像データを生成す
   るための垂直間引回路、 第１の再生画像データおよび第２の再生画像データのう
   ち、復号モードが第１復号モードである場合には第１の
   再生画像データを出力し、復号モードが第２復号モード
   である場合には第２の再生画像データを出力する第１の
   切替手段、 第１の参照画像用メモリを接続するための第１メモリ接
   続用入力端子および第１メモリ接続用出力端子、 第２の参照画像用メモリを接続するための第２メモリ接
   続用入力端子および第２メモリ接続用出力端子、 第１の切替手段から出力される画像データを第１メモリ
   接続用入力端子または第２メモリ接続用入力端子に送る
   ためのメモリ選択用スイッチ、 第１メモリ接続用出力端子から出力される画像データに
   対して垂直間引回路によって間引かれた水平ラインを内
   挿するための第１垂直内挿回路、 第２メモリ接続用出力端子から出力される画像データに
   対して垂直間引回路によって間引かれた水平ラインを内
   挿するための第２垂直内挿回路、 第１メモリ接続用出力端子から出力される画像データお
   よび第１垂直内挿回路から出力される画像データのう
   ち、復号モードが第１復号モードである場合には第１メ
   モリ接続用出力端子から出力される画像データを選択
   し、復号モードが第２復号モードである場合には第１垂
   直内挿回路から出力される画像データを選択する第２の
   切替手段、 第２メモリ接続用出力端子から出力される画像データお
   よび第２垂直内挿回路から出力される画像データのう
   ち、復号モードが第１復号モードである場合には第２メ
   モリ接続用出力端子から出力される画像データを選択
   し、復号モードが第２復号モードである場合には第２垂
   直内挿回路から出力される画像データを選択する第３の
   切替手段、 第２の切替手段から出力される画像データと第３の切替
   手段から出力される画像データとの平均をとる平均化回
   路、 第２の切替手段から出力される画像データ、第３の切替
   手段から出力される画像データ、平均化回路から出力さ
   れる画像データおよび接地電圧を切り換えて、上記加算
   器に参照画像データとして送る参照画像切替スイッチ、
   ならびに第１の切替手段から出力される画像データ、第
   １メモリ接続用出力端子から出力される画像データおよ
   び第２メモリ接続用出力端子から出力される画像データ
   を切り換えて出力する出力画像データ切替スイッチ、 を備えている動画像復号化装置。