(57)【要約】【課題】メモリ帯域の圧縮効率を高くしたい。【解決手段】帯域圧縮部１０４は、画像データを所定のブロック単位に分割して直交変換し、直交変換により得られた変換係数を所定のブロック単位で所定の符号量となるようにビットプレーン符号化する。メモリ部１０２は、ビットプレーン符号化されたデータを所定のブロック単位で記憶する。帯域伸長部１０６は、メモリ部１０２に記憶されたデータを、エンコーダ部１０８に指示された位置から所定のブロック単位で読み出してビットプレーン復号化し、復号して得られた変換係数を逆直交変換する。エンコーダ部１０８は、帯域伸長部１０６による逆直交変換により得られた画像データをエンコードする。【選択図】図１
2014123841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを圧縮する帯域圧縮部と、
前記帯域圧縮部により圧縮されたデータを記憶するメモリ部と、
前記メモリ部に記憶されたデータを伸長する帯域伸長部と、
前記帯域伸長部により伸長された画像データをエンコードするエンコーダ部と、を備え、
前記帯域圧縮部は、画像データを所定のブロック単位に分割して直交変換し、直交変換により得られた変換係数を所定のブロック単位で所定の符号量となるようにビットプレーン符号化し、
前記メモリ部は、ビットプレーン符号化されたデータを所定のブロック単位で記憶し、
前記帯域伸長部は、前記メモリ部に記憶されたデータを、エンコーダ部に指示された位置から所定のブロック単位で読み出してビットプレーン復号化し、復号して得られた変換係数を逆直交変換し、
前記エンコーダ部は、前記帯域伸長部による逆直交変換により得られた画像データをエンコードする、
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記帯域圧縮部は、前記エンコーダ部によるエンコード時に発生するメモリアクセス量に応じて、前記メモリ部に書き込むデータ量を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記エンコーダ部は、画像データをエンコードする際、インター予測を使用し、
前記帯域圧縮部は、前記エンコーダ部により対象画像がエンコードされる際に必要な参照画像の数に応じて、前記メモリ部に書き込むデータ量を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記帯域伸長部は、前記エンコーダ部によるエンコード時に発生するメモリアクセス量に応じて、前記メモリ部から読み出すデータ量を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記エンコーダ部は、画像データをエンコードする際、インター予測を使用し、
前記帯域伸長部は、前記エンコーダ部により対象画像がエンコードされる際に必要な参照画像の数に応じて、前記メモリ部から読み出すデータ量を制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記エンコーダ部は、画像データをエンコードする際、イントラ予測を使用し、
前記帯域伸長部は、ビットプレーン復号化して得られる変換係数をエンコーダ部に通知し、
前記エンコーダ部は、通知された変換係数を用いてイントラ予測処理の一部を省略する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像符号化装置。
【請求項７】
前記帯域伸長部は、ビットプレーン復号化して得られる変換係数の内、低域側から少なくとも二つの変換係数をエンコーダ部に通知し、
前記エンコーダ部は、通知された少なくとも二つの変換係数を用いて、複数のイントラ予測モード候補を絞り込む、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像符号化装置。
【請求項８】
前記帯域圧縮部、前記メモリ部、前記帯域伸長部および前記エンコーダ部は、同一バスで接続されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像符号化装置。
【請求項９】
画像データを所定のブロック単位に分割して直交変換し、変換係数を所定のブロック単位で所定の符号量となるようにビットプレーン符号化するステップと、
ビットプレーン符号化されたデータを所定のブロック単位でメモリ部に記憶するステップと、
前記メモリ部に記憶されたデータを、指示された位置から所定のブロック単位で読み出してビットプレーン復号化し、復号して得られた変換係数を逆直交変換するステップと、
逆直交変換により得られた画像データをエンコードするステップと、を備える、
ことを特徴とする画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを符号化するための画像符号化装置および画像符号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像の高精細化に伴い、画像符号化装置における画像メモリへのアクセス量が増大している。これに対応するため、動作周波数を上げてメモリ帯域を確保することが考えられる。しかしながら動作周波数の上げるのには限界があり、また高速動作するほど消費電力も増加する。そこで画像メモリへのアクセス量を減らし、メモリ帯域を圧縮する技術が望まれている。
【０００３】
これに対して、画像の複雑さに応じて画素の持つビット精度をブロック毎に適応的に可変する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００６−３０３６８９号公報
【非特許文献１】ISO/IEC 14496-10: 2004, Information technology -- Coding of audio-visual objects -- Part 10: Advanced Video Coding
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画素の持つビット精度をブロック毎に可変する手法には圧縮効率に限界がある。本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮効率が高いメモリ帯域の圧縮技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像符号化装置は、画像データを圧縮する帯域圧縮部と、帯域圧縮部により圧縮されたデータを記憶するメモリ部と、メモリ部に記憶されたデータを伸長する帯域伸長部と、帯域伸長部により伸長された画像データをエンコードするエンコーダ部と、を備える。帯域圧縮部は、画像データを所定のブロック単位に分割して直交変換し、直交変換により得られた変換係数を所定のブロック単位で所定の符号量となるようにビットプレーン符号化する。メモリ部は、ビットプレーン符号化されたデータを所定のブロック単位で記憶する。帯域伸長部は、メモリ部に記憶されたデータを、エンコーダ部に指示された位置から所定のブロック単位で読み出してビットプレーン復号化し、復号して得られた変換係数を逆直交変換する。エンコーダ部は、帯域伸長部による逆直交変換により得られた画像データをエンコードする。
【０００７】
本発明の別の態様は、画像符号化方法である。この方法は、画像データを所定のブロック単位に分割して直交変換し、直交変換により得られた変換係数を所定のブロック単位で所定の符号量となるようにビットプレーン符号化するステップと、ビットプレーン符号化されたデータを所定のブロック単位でメモリ部に記憶するステップと、メモリ部に記憶されたデータを、指示された位置から所定のブロック単位で読み出してビットプレーン復号化し、復号して得られた変換係数を逆直交変換するステップと、逆直交変換により得られた画像データをエンコードするステップと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧縮効率が高いメモリ帯域の圧縮技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置の構成を示すハードウェアブロック図である。
【図２】帯域圧縮部の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】画像データの分割処理を説明するための図である。
【図４】ビットプレーン符号化を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、帯域圧縮データを説明するための図である。
【図６】帯域圧縮データのメモリ部への記憶を説明するための図である。
【図７】帯域伸長部の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】メモリ部、帯域伸長部及びエンコーダ部の接続関係を説明するための機能ブロック図である。
【図９】図９（ａ）−（ｄ）は、イントラ予測モードを説明するための図である。
【図１０】ビットプレーン復号化により得られる変換係数を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００の構成を示すハードウェアブロック図である。画像符号化装置１００は例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラに搭載され、撮像された画像データを符号化するために使用される。
【００１１】
画像符号化装置１００は、メモリ部１０２、帯域圧縮部１０４、帯域伸長部１０６、エンコーダ部１０８、ストレージ部１１０を備える。各部はバス１５０を介して接続されている。外部入力される画像データは帯域圧縮部１０４に入力される。帯域圧縮部１０４は入力された画像データを帯域圧縮してメモリ部１０２に記憶する。帯域伸長部１０６は、メモリ部１０２に記憶されたデータを、必要に応じてに読み出して帯域伸長する。帯域伸長された画像データはエンコーダ部１０８に入力され、エンコーダ部１０８によりエンコードされる。エンコードされたビットストリームはストレージ部１１０に記録される。
【００１２】
エンコーダ部１０８はエンコード処理において、必要に応じてメモリ部１０２に画像データを記憶させたり、メモリ部１０２に記憶された画像データを読み出したりする。
【００１３】
図２は、帯域圧縮部１０４の構成を示す機能ブロック図である。帯域圧縮部１０４は、直交変換部２０２、ビットプレーン符号化部２０４、データ出力部２０６を備える。これらの構成はハードウエア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１４】
図３は、画像データの分割処理を説明するための図である。外部から入力される画像データ３００は、所定のブロック単位で分割され直交変換部２０２に入力される。直交変換部２０２は入力される画像データを直交変換して直交変換係数（以下、変換係数または係数という）を得る。ここで所定のブロック単位は１６×１、２×２など、２のべき乗単位の任意の矩形である。直交変換部２０２による直交変換により得られた変換係数はビットプレーン符号化部２０４に入力される。ビットプレーン符号化部２０４は入力された変換係数をビットプレーン符号化する。
【００１５】
図４は、ビットプレーン符号化を説明するための図である。図４に示すようにビットプレーン符号化部２０４は、変換係数の最大ビット数ｎとその変換係数のＡＣ成分が持つ符号ビットを合わせた合計（ｎ＋１）枚の２値ビットプレーンを構成する。ビットプレーン符号化部２０４は、符号のビットプレーン４０２、係数の最上位のビットプレーン４０４、・・・、係数の最下位のビットプレーン４０６の順番でビットプレーンごとに既知のエントロピ符号化を施す。
【００１６】
ビットプレーン符号化部２０４は各ビットプレーン内の係数を、画像符号化処理で一般的なジグザグスキャンにより低域成分から高域成分の順に並べる。ビットプレーン符号化部２０４はビットプレーンを符号化しながらその符号量をカウントし、所定の設定符号量Ｌを超えたら、そのビットプレーンの符号化を終了する。ビットプレーンの符号量が設定符号量Ｌに満たない場合、ビットプレーン符号化部２０４は、満たない部分のビットストリームに、設定符号量Ｌとなるまで無効データ（例えば、ゼロ）を追加する。
【００１７】
設定符号量Ｌは下記（式１）により算出できる。
Ｌ＝［画像データのビット数］＊［所定のブロック単位］＊ｒ  …（式１）
ｒは予め設定された圧縮率である。設計者が任意に設定できる。
【００１８】
図５（ａ）−（ｂ）は、帯域圧縮データを説明するための図である。図５（ａ）はビットプレーンの符号量が設定符号量Ｌ以上の場合を示し、図５（ｂ）はビットプレーンの符号量が設定符号量Ｌ未満の場合を示す。図５（ａ）−（ｂ）にてＰ（ｋ）はビットプレーンｋ（ｋ＝０〜ｎ）の符号化データを示し、Ｐ（ｋ）［ｉ］はビットプレーンｋにおける、ｉ番目に符号化されたデータを示す。
【００１９】
ここで、ビットプレーンｋの２番目の係数までを符号化した時点で設定符号量Ｌを超えた場合を考える。この場合、図５（ｂ）に示すようにビットプレーンｋの１番目の係数までを符号化したビットストリームに無効データ「０」を追加し、設定符号量Ｌの帯域圧縮データを作成する。
【００２０】
ビットプレーン符号化部２０４は、作成した帯域圧縮データをデータ出力部２０６へ出力する。データ出力部２０６は、当該帯域圧縮データをメモリ部１０２に書き込むためのアドレスを算出し、そのアドレスに当該帯域圧縮データを記憶する。
【００２１】
図６は、帯域圧縮データのメモリ部１０２への記憶を説明するための図である。図６に示す帯域圧縮データ６００は、図３に示した画像データ３００のブロック構成と同様のフォーメーションで記憶される。例えば図３の左上隅ブロックの画像データ３０２に対応する帯域圧縮データ６０２は、図６の左上隅に配置される。各ブロックの大きさ（符号量）は図６に示す帯域圧縮データ６０２の方が図３に示した画像データ３０２より小さくなり、全体としても前者のほうが後者より小さくなる。帯域圧縮データは所定のブロック単位で固定長となるため、ブロックの先頭へのアクセスが容易である。また帯域圧縮データは簡易な構成により作成されるため、装置は安価で処理は高速である。
【００２２】
図７は、帯域伸長部１０６の構成を示す機能ブロック図である。帯域伸長部１０６は、データ入力部７０２、ビットプレーン復号化部７０４、逆直交変換部７０６、画像合成部７０８を備える。これらの構成もハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できる。
【００２３】
エンコーダ部１０８がエンコードに必要な画像データの位置と大きさをデータ入力部７０２に指示すると、データ入力部７０２はメモリ部１０２から読み出すアドレスを算出する。データ入力部７０２は、メモリ部１０２の当該アドレスから帯域圧縮データを所定のブロック単位で読み出し、ビットプレーン復号化部７０４に出力する。
【００２４】
ビットプレーン復号化部７０４は入力される帯域圧縮データをビットプレーン復号化する。ビットプレーン復号化はビットプレーン符号化と逆の処理である。ビットプレーン復号化部７０４は帯域圧縮データをビットプレーン復号化して変換係数の絶対値とその符号を取得する。この変換係数は逆直交変換部７０６に入力される。逆直交変換部７０６は当該変換係数を逆直交変換して画像データを生成する。その画像データは画像合成部７０８を通じてエンコーダ部１０８に出力される。
【００２５】
エンコーダ部１０８から指示される画像データの位置と大きさによって、上記の処理が複数回なされる場合がある。その場合は複数の画像データが得られる。画像合成部７０８は、それらの画像データを合成してエンコーダ部１０８に出力する。
【００２６】
図８は、メモリ部１０２、帯域伸長部１０６及びエンコーダ部１０８の接続関係を説明するための機能ブロック図である。エンコーダ部１０８からエンコードに必要な対象画像データの位置と大きさが帯域伸長部１０６に指示されると、帯域伸長部１０６はメモリ部１０２から該当する帯域圧縮データを読み出す。
【００２７】
帯域伸長部１０６は読み出された帯域圧縮データを伸長し、得られた画像データをエンコーダ部１０８へ出力する。エンコーダ部１０８は入力された画像データをエンコードする。
【００２８】
エンコーダ部１０８は、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）部８０２、量子化部８０４、可変長符号化部８０６、逆量子化部８０８、逆ＤＣＴ部８１０、デブロックフィルタ部８１２、内部メモリ部８１４、ＭＥ（Motion Estimation）部８１６、ＭＣ（Motion Compensation）部８１８、イントラ予測部８２０、第１加算器８２２、第２加算器８２４、スイッチ８２６を備える。これらの構成もハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できる。
【００２９】
エンコーダ部１０８は、イントラ予測およびインター予測を用いてエンコードする。インター予測では参照画像データが必要となる。ＭＥ部８１６は、対象画像の対象ブロックとの予測誤差が小さい参照画像の領域を特定する。ＭＣ部８１８は特定された領域をもとに動き補償する。内部メモリ部８１４は主に、参照画像データを一時的に記憶する。その他、エンコーダ部１０８の詳細な動作は、上記の非特許文献１に開示された一般的な、ＭＰＥＧシリーズの動画像符号化技術と同じであるため、その説明を省略する。
【００３０】
エンコーダ部１０８によるエンコードの過程で参照画像データが生成される。参照画像データは必要に応じてメモリ部１０２に記憶され、必要なタイミングで読み出される。つまり、エンコード時に発生するメモリアクセスは、メモリ部１０２から帯域伸長部１０６を介してエンコーダ部１０８に入力される帯域圧縮された対象画像データ、及び内部メモリ部８１４とメモリ部１０２とで入出力される参照画像データのアクセスである。これらの画像が記憶されるメモリ部１０２へのアクセス量は膨大であるが、対象画像データを帯域圧縮することによりメモリ部１０２へのアクセス量を軽減できる。
【００３１】
また帯域圧縮部１０４の直交変換部２０２と、エンコーダ部１０８のＤＣＴ部８０２は共有にしても良い。同様に帯域伸長部１０６の逆直交変換部７０６と、エンコーダ部１０８の逆ＤＣＴ部８１０も共有にしても良い。これにより帯域圧縮部１０４や帯域伸長部１０６の構成はさらに簡易になり、装置は安価となる。
【００３２】
上記の説明では、エンコーダ部１０８に上記の非特許文献１に開示された動画像符号化技術を用いるとしたが、他の既知の静止画／動画の符号化技術を用いても良い。その場合も、直交変換部２０２または逆直交変換部７０６は、その符号化で使用される直交変換部または逆直交変換部に相当する部分と共有しても良い。
【００３３】
上述のように帯域圧縮部１０４は、画素値を直交変換して得た変換係数をビットプレーン符号化することで帯域圧縮データを作成する。このとき、所定の設定符号量Ｌを超えたら符号化を終了するためブロック内の画素の高域成分がいくらか失われる。帯域圧縮をしなければ高域成分は残るが、その場合でもエンコーダ部１０８の量子化部８０４において量子化される際に高域成分が失われる可能性がある。従って帯域圧縮により高域成分が失われる影響は相対的に小さく、エンコーダ部１０８から出力されるビットストリームに与える画質への影響は限定される。
【００３４】
加えて、帯域圧縮が必要なのは画像の解像度が高くデータのアクセス量が多いときである。高解像度の画像は一般的に、低解像度の画像に比べて相対的に高域成分が少ない。従って、高解像度の画像を帯域圧縮した場合、失われる高域成分が相対的に少ないため画質への影響は小さい。
【００３５】
つまり、本実施の形態に係る画像符号化装置１００では、画素値を直交変換して得た変換係数を帯域圧縮する。これにより、ブロック内の画素において低域成分のビット精度は相対的に高く、高域成分のビット精度は相対的に低くなり、画素値をそのまま圧縮する場合より圧縮効率が向上する。
【００３６】
また直交変換して得られた変換係数を、一般的なＭＰＥＧ符号化のように除算せずに、ビットプレーン符号化する。これにより画質への影響を最小限に抑えながら簡単に各ブロックの符号量を同じにできる。各ブロックの符号量を同じにすればメモリアクセスが容易になる。また変換係数のビットプレーンの状態で符号量を制御すれば、画素値の符号量を制御する場合と比較して簡単に処理できる。上記の特許文献１のように画素値の複雑さを判定する必要もない。
【００３７】
このように本実施の形態に係る画像符号化装置１００によれば、画質への影響を抑え、メモリ部１０２へのアクセス量を軽減しながら画像をエンコードできる。従って画像符号化装置１００の動作周波数を上げてメモリ帯域を確保する必要がなくなる。よって動作周波数の限界にかかることがなく、消費電力の増加も抑制できる。
【００３８】
（実施の形態２）
次に実施の形態２に係る画像符号化装置１００を上記の図１、図２を参照しながら説明する。実施の形態１の説明と重複する説明は省略する。図２に示すビットプレーン符号化部２０４には、直交変換部２０２から変換係数が入力されると共にエンコーダ部１０８からエンコードに必要となる参照画像の数が通知される。
【００３９】
エンコード方式がイントラ予測で参照画像が不要な場合、ビットプレーン符号化部２０４は入力された変換係数を上記の設定符号量Ｌまでビットプレーン符号化する。エンコード方式がインター予測で対象画像のエンコードに１枚の参照画像が必要な場合（例えば、Ｐピクチャの場合）、ビットプレーン符号化部２０４は入力された変換係数を、その符号量が上記の設定符号量Ｌの９５％になるまでビットプレーン符号化する。エンコード方式がインター予測で対象画像のエンコードに２枚の参照画像が必要な場合（例えば、Ｂピクチャの場合）、ビットプレーン符号化部２０４は入力された変換係数を、その符号量が上記の設定符号量Ｌの９０％になるまでビットプレーン符号化する。
【００４０】
つまりビットプレーン符号化部２０４は参照画像の数に応じて、メモリ部１０２に書き込む帯域圧縮データの量を制御する。具体的には参照画像の数が多いほど帯域圧縮データの量を減少させるよう制御する。即ち参照画像の数が多いほど設定符号量を少なくする。
【００４１】
ビットプレーン符号化部２０４は作成した帯域圧縮データをデータ出力部２０６へ出力する。データ出力部２０６はその帯域圧縮データをメモリ部１０２に記憶する。ここで、ビットプレーン符号化部２０４において符号量を制限せず、データ出力部２０６からメモリ部１０２へ出力するデータ量を制限しても良い。また参照画像の数の代わりにエンコードする画像の解像度、フレームレート、エンコード画質などに応じて帯域圧縮データの量を制御しても良い。
【００４２】
帯域伸長部１０６は、帯域圧縮部１０４により帯域圧縮された帯域圧縮データをメモリ部１０２から読み出す。エンコード時に発生するメモリアクセスは、メモリ部１０２から帯域伸長部１０６を介してエンコーダ部１０８に入力される帯域圧縮された対象画像データ、及び内部メモリ部８１４とメモリ部１０２とで入出力される参照画像データのアクセスである。このようにメモリ部１０２へのアクセス量は膨大であるが、対象画像データを帯域圧縮する際に参照画像の数に応じてメモリ部１０２に書き込む量を制限することによりメモリ部１０２へのアクセス量を軽減できる。
【００４３】
（実施の形態３）
次に実施の形態３に係る画像符号化装置１００を上記の図１、図７を参照しながら説明する。実施の形態１の説明と重複する説明は省略する。帯域伸長部１０６のデータ入力部７０２にはエンコーダ部１０８から、エンコードに必要な画像データの位置と大きさが指示される。同時にエンコードに必要となる参照画像の数が通知される。
【００４４】
データ入力部７０２はメモリ部１０２から、帯域圧縮データの対象ブロックを読み出す。その際、エンコード方式がイントラ予測で参照画像が不要な場合、データ入力部７０２は対象ブロックを、読み出し符号量が設定符号量Ｌになるまで読み出す。エンコード方式がインター予測で対象画像のエンコードに１枚の参照画像が必要な場合、データ入力部７０２は対象ブロックを、読み出し符号量が設定符号量Ｌの９５％になるまで読み出す。エンコード方式がインター予測で対象画像のエンコードに２枚の参照画像が必要な場合、データ入力部７０２は対象ブロックを、読み出し符号量が設定符号量Ｌの９０％になるまで読み出す。
【００４５】
つまりデータ入力部７０２は参照画像の数に応じて、メモリ部１０２から読み出す帯域圧縮データの量を制御する。具体的には参照画像の数が多いほど、読み出す帯域圧縮データの量を減少させるよう制御する。即ち参照画像の数が多いほど設定符号量を少なくする。
【００４６】
帯域圧縮データはビットプレーン符号化されているため、読み出す量を制限してもビットプレーン復号化部７０４において復号可能であり、画質への影響を最小限に抑えながら復号できる。この点、画素値やビットプレーン符号化されていない変換係数の場合、読み出す量を制限すると画質が大きく低下したり、復号不能になったりすることがある。なお参照画像の数の代わりにエンコードする画像の解像度、フレームレート、エンコード画質などに応じて帯域圧縮データの量を制御しても良い。
【００４７】
エンコード時に発生するメモリアクセスは、メモリ部１０２から帯域伸長部１０６を介してエンコーダ部１０８に入力される帯域圧縮された対象画像データ、及び内部メモリ部８１４とメモリ部１０２とで入出力される参照画像データのアクセスである。このようにメモリ部１０２へのアクセス量は膨大であるが、対象画像データを帯域圧縮すると共に、参照画像の数に応じてメモリ部１０２から読み出すデータ量を制限することによりメモリ部１０２へのアクセス量を軽減できる。
【００４８】
（実施の形態４）
次に実施の形態４に係る画像符号化装置１００を上記の図８を参照しながら説明する。実施の形態１の説明と重複する説明は省略する。まず上記の非特許文献１に開示されたイントラ予測について説明する。イントラ予測では予測対象ブロック内の画素値を、周辺の画素値から予測する。このとき周辺の画素値をどの方向から取得するかについて、複数種類のイントラ予測モードが規定されている。
【００４９】
図９（ａ）−（ｄ）は、イントラ予測モードを説明するための図である。図９（ａ）は予測対象ブロックを示す。図９（ａ）では予測対象ブロックの画素値をＰ００〜Ｐ３３、予測対象ブロックの周辺の画素値をＡ〜Ｈと記述している。イントラ予測の単位は４×４単位とする。
【００５０】
図９（ｂ）は垂直予測モード（モード０）を示す。垂直予測モードでは予測画素値は、予測対象ブロックの垂直方向に存在する周辺の画素値となる。図９（ｃ）は水平予測モード（モード１）を示す。水平予測モードでは予測画素値は、予測対象ブロックの水平方向に存在する周辺の画素値となる。図９（ｄ）はＤＣ予測モード（予測モード２）を示す。ＤＣ予測モードでは予測画素値は、周辺８画素の画素値の平均値ｄとする。なお平均値ｄは（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋４）＞＞３の関係を満たす必要がある。
【００５１】
これらの他に６種類のイントラ予測モードがあり、合計９種類のイントラ予測モードがある。イントラ予測モードを選択する場合、全てのイントラ予測モードを評価すると演算量が大きくなる。
【００５２】
以下の説明では帯域圧縮部１０４の直交変換部２０２における処理をＤＣＴ４×４とする。エンコーダ部１０８において４×４単位のイントラ予測がなされる際、エンコーダ部１０８から帯域伸長部１０６のデータ入力部７０２に対して、エンコードに必要な画像データの位置と大きさが指示される。この指示を受けるとデータ入力部７０２はメモリ部１０２から、指示された帯域圧縮データを読み出してビットプレーン復号化部７０４に出力する。ビットプレーン復号化部７０４は当該帯域圧縮データをビットプレーン復号化し、変換係数の絶対値とその符号を取得する。
【００５３】
図１０は、ビットプレーン復号化により得られる変換係数を説明するための図である。ビットプレーン復号化部７０４は、得られた変換係数の内、低域側から少なくとも一つをエンコーダ部１０８のイントラ予測部８２０に通知する。図１０では低域側の３つの変換係数Ｃ００、Ｃ０１、Ｃ１０をエンコーダ部１０８のイントラ予測部８２０へ通知する。またビットプレーン復号化部７０４は、得られた変換係数の全てを逆直交変換部７０６に出力する。逆直交変換部７０６は入力された変換係数を逆直交変換して画像データを取得する。当該画像データはエンコーダ部１０８へ出力される。
【００５４】
エンコーダ部１０８のイントラ予測部８２０は、通知された変換係数を用いてイントラ予測処理の一部を省略する。例えばＤＣ予測モードを評価する場合、予測ブロックの画素値としてＰ００〜Ｐ３３の代わりにＣ００をスケーリングして用いる。また変換係数Ｃ０１、変換係数Ｃ１０を比較して、変換係数が小さい方向の予測モードに絞り込んでイントラ予測する。即ち、行方向の変換係数Ｃ０１のほうが小さい場合は垂直方向の周辺画素を使用する予測モードを排除し、列方向の変換係数Ｃ１０のほうが小さい場合は水平方向の周辺画素を用いる予測モードを排除する。換言すれば、変換係数が小さいほうの方向の周辺画素を用いる予測モードに絞り込む。単純に行方向の変換係数Ｃ０１のほうが小さい場合は水平予測モード（モード１）を選択し、列方向の変換係数Ｃ１０のほうが小さい場合は垂直予測モード（モード０）を選択しても良い。
【００５５】
このように低域側の少なくとも１つの変換係数を用いることにより、イントラ予測処理を簡素化できる。また、低域側の少なくとも２つの変換係数のＡＣ成分を用いることにより、イントラ予測モードを絞り込むことができる。
【００５６】
より詳細にイントラ予測モードを絞り込むため、変換係数Ｃ０１、Ｃ１０以外の値を用いても良いし、複数の値の加算結果を用いるようにしても良い。なおイントラ予測の単位が４×４単位以外の場合にも、上記の処理は適用できる。
【００５７】
本実施の形態では直交変換部２０２とＤＣＴ部８０２を共有し、それぞれＤＣＴ４×４単位の処理が実行されるが、直交変換部２０２がＤＣＴ４×４単位以外の直交変換であっても上記の処理を適用でき、イントラ予測部８２０の演算量を削減できる。
【００５８】
エンコード時に発生するメモリアクセスは、メモリ部１０２から帯域伸長部１０６を介してエンコーダ部１０８に入力される帯域圧縮された対象画像データ、及び内部メモリ部８１４とメモリ部１０２とで入出力される参照画像データのアクセスである。このようにメモリ部１０２へのアクセス量は膨大であるが、対象画像データを帯域圧縮することによりメモリ部１０２へのアクセス量を軽減できる。さらに本実施の形態では、帯域伸長部１０６によるビットプレーン復号化により得られる変換係数の状態を参照してイントラ予測モード処理を簡易化する。従ってエンコーダ部１０８のイントラ予測部８２０における演算量を削減でき、消費電力を低減できる。
【００５９】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００６０】
１００  画像符号化装置、  １０２  メモリ部、  １０４  帯域圧縮部、  １０６  帯域伸長部、  １０８  エンコーダ部、  １１０  ストレージ部、  １５０  バス、  ２０２  直交変換部、  ２０４  ビットプレーン符号化部、  ２０６  データ出力部、  ７０２  データ入力部、  ７０４  ビットプレーン復号化部、  ７０６  逆直交変換部、  ７０８  画像合成部、  ８０２  ＤＣＴ部、  ８０４  量子化部、  ８０６  可変長符号化部、  ８０８  逆量子化部、  ８１０  逆ＤＣＴ部、  ８１２  デブロックフィルタ部、  ８１４  内部メモリ部、  ８１６  ＭＥ部、  ８１８  ＭＣ部、  ８２０  イントラ予測部、  ８２２  第１加算器、  ８２４  第２加算器、  ８２６  スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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