(57)【要約】【課題】  ＨＤデータからＳＤデータへの変換を高速化することを可能とする画像変換方法を提供する。【解決手段】  画像復号化におけるＩＤＣＴ後の空間領域データ及び画像符号化における空間領域データの形式を輝度信号についてはサンプルが連続したものとし、色差信号については第１の色差信号のサンプルと第２の色差信号のサンプルが交互に連続したものとする。【選択図】        図１０
2006042187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化画像データを復号化することによりワード形式で表される輝度データ、ワード形式で表される第１色差データ及びワード形式で表される第２色差データを得る復号化ステップと、
前記ワード形式で表される輝度データをバイト形式で表される輝度データに変換する輝度データ変換ステップと、
前記ワード形式で表される第１色差データと前記ワード形式で表される第２色差データとをバイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する色差データ変換ステップと、
を備えることを特徴とする画像復号化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像復号化方法において、
前記輝度データ変換ステップは、
前記ワード形式で表される輝度データの下位８ビットを前記バイト形式で表される輝度データとして選択するステップを備えることを特徴とする画像復号化方法。
【請求項３】
請求項１に記載の画像復号化方法において、
前記色差データ変換ステップは、
前記ワード形式の第２色差データをシフトするステップと、
シフトされた前記ワード形式の第２色差データと前記ワード形式の第１色差データとの論理和演算をビット毎に行うステップと、
を備えることを特徴とする画像復号化方法。
【請求項４】
請求項１に記載の画像復号化方法において、
前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを、偶数番目の前記バイト形式で表される輝度データ、前記バイト形式で表される第１色差データ、奇数番目の前記バイト形式で表される輝度データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであってこの順に並んだものに変換する輝度データ／色差データ変換ステップを更に備えることを特徴とする画像復号化方法。
【請求項５】
請求項１に記載の画像復号化方法において、
前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものは第１画像をあらわすものであり、
前記第１画像を表す前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを前記第１画像よりも画素数が少ない第２画像を表す前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する画像縮小ステップを更に備えることを特徴とする画像復号化方法。
【請求項６】
バイト形式で表される輝度データをワード形式で表される輝度データに逆変換する輝度データ逆変換ステップと、
バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものをワード形式で表される第１色差データとワード形式で表される第２色差データに逆変換する色差データ逆変換ステップと、
前記ワード形式で表される輝度データ、前記ワード形式で表される第１色差データ及び前記ワード形式で表される第２色差データより符号化画像データを生成する符号化ステップと、
を備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項７】
請求項６に記載の画像符号化方法において、
前記輝度逆変換ステップは、
前記バイト形式で表される輝度データにゼロのビット列を追加して前記ワード形式で表される輝度データを生成するステップを備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項８】
請求項６に記載の画像符号化方法において、
前記色差データ逆変換ステップは、
前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものと所定のマスクパターンとの論理積演算をビット毎に行うことにより前記ワード形式で表される第１色差データを得るステップと、
前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを所定ビット数シフトすることにより前記ワード形式で表される第２色差データを得るステップと、
を備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項９】
請求項６に記載の画像符号化方法において、
偶数番目の前記バイト形式で表される輝度データ、前記バイト形式で表される第１色差データ、奇数番目の前記バイト形式で表される輝度データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであってこの順に並んだものを、前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに逆変換する輝度データ／色差データ逆変換ステップを更に備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の画像符号化方法において、
前記ワード形式で表される輝度データをバイト形式で表される輝度データに変換する輝度データ変換ステップと、
前記ワード形式で表される前記第１色差データとワード形式で表される第２色差データとをバイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する色差データ変換ステップと、
前記輝度データ変換ステップにより得られた前記バイト形式で表される輝度データと前記色差データ変換ステップにより得られた前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを基に画像データの局所復号化を行う局所復号化ステップと、
を更に備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像符号化方法において、
前記輝度データ変換ステップは、
前記ワード形式で表される輝度データの下位８ビットを前記バイト形式で表される輝度データとして選択するステップを備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の画像符号化方法において、
前記色差データ変換ステップは、
前記ワード形式の第２色差データをシフトするステップと、
シフトされた前記ワード形式の第２色差データと前記ワード形式の第１色差データとの論理和演算をビット毎に行うステップと、
を備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１３】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像復号化方法と請求項６乃至１２の何れか１項に記載の画像符号化方法を備えることを特徴とする画像変換方法。
【請求項１４】
符号化画像データを復号化することによりワード形式で表される輝度データ、ワード形式で表される第１色差データ及びワード形式で表される第２色差データを得る復号化手段と、
前記ワード形式で表される輝度データをバイト形式で表される輝度データに変換する輝度データ変換手段と、
前記ワード形式で表される第１色差データと前記ワード形式で表される第２色差データとをバイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する色差データ変換手段と、
を備えることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像復号化装置において、
前記輝度データ変換手段は、
前記ワード形式で表される輝度データの下位８ビットを前記バイト形式で表される輝度データとして選択する手段を備えることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の画像復号化装置において、
前記色差データ変換手段は、
前記ワード形式の第２色差データをシフトする手段と、
シフトされた前記ワード形式の第２色差データと前記ワード形式の第１色差データとの論理和演算をビット毎に行う手段と、
を備えることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の画像復号化装置において、
前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを、偶数番目の前記バイト形式で表される輝度データ、前記バイト形式で表される第１色差データ、奇数番目の前記バイト形式で表される輝度データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであってこの順に並んだものに変換する輝度データ／色差データ変換手段を更に備えることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の画像復号化装置において、
前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものは第１画像をあらわすものであり、
前記第１画像を表す前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを前記第１画像よりも画素数が少ない第２画像を表す前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する画像縮小手段を更に備えることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項１９】
バイト形式で表される輝度データをワード形式で表される輝度データに逆変換する輝度データ逆変換手段と、
バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものをワード形式で表される第１色差データとワード形式で表される第２色差データに逆変換する色差データ逆変換手段と、
前記ワード形式で表される輝度データ、前記ワード形式で表される第１色差データ及び前記ワード形式で表される第２色差データより符号化画像データを生成する符号化手段と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の画像符号化装置において、
前記輝度逆変換手段は、
前記バイト形式で表される輝度データにゼロのビット列を追加して前記ワード形式で表される輝度データを生成する手段を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載の画像符号化装置において、
前記色差データ逆変換手段は、
前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものと所定のマスクパターンとの論理積演算をビット毎に行うことにより前記ワード形式で表される第１色差データを得る手段と、
前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを所定ビット数シフトすることにより前記ワード形式で表される第２色差データを得る手段と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２２】
請求項１９に記載の画像符号化装置において、
偶数番目の前記バイト形式で表される輝度データ、前記バイト形式で表される第１色差データ、奇数番目の前記バイト形式で表される輝度データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであってこの順に並んだものを、前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに逆変換する輝度データ／色差データ逆変換手段を更に備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の画像符号化装置において、
前記ワード形式で表される輝度データをバイト形式で表される輝度データに変換する輝度データ変換手段と、
前記ワード形式で表される前記第１色差データとワード形式で表される第２色差データとをバイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する色差データ変換手段と、
前記輝度データ変換手段により得られた前記バイト形式で表される輝度データと前記色差データ変換手段により得られた前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを基に画像データの局所復号化を行う局所復号化手段と、
を更に備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の画像符号化装置において、
前記輝度データ変換手段は、
前記ワード形式で表される輝度データの下位８ビットを前記バイト形式で表される輝度データとして選択する手段を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２５】
請求項２３に記載の画像符号化装置において、
前記色差データ変換手段は、
前記ワード形式の第２色差データをシフトする手段と、
シフトされた前記ワード形式の第２色差データと前記ワード形式の第１色差データとの論理和演算をビット毎に行う手段と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２６】
請求項１４乃至１８の何れか１項に記載の画像復号化装置と請求項１９乃至２５の何れか１項に記載の画像符号化装置を備えることを特徴とする画像変換装置。
【請求項２７】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像復号化方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項２８】
請求項６乃至１２の何れか１項に記載の画像符号化方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項２９】
請求項１３に記載の画像変換方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項３０】
画像復号化における空間領域データ及び画像符号化における空間領域データの形式を輝度信号についてはサンプルが連続したものとし、色差信号については第１の色差信号のサンプルと第２の色差信号のサンプルが交互に連続したものとすることを特徴とする画像変換方法。
【請求項３１】
画像復号化における空間領域データ及び画像符号化における空間領域データの形式を輝度信号についてはサンプルが連続したものとし、色差信号については第１の色差信号のサンプルと第２の色差信号のサンプルが交互に連続したものとすることを特徴とする画像変換装置。
【請求項３２】
画像復号化における空間領域データ及び画像符号化における空間領域データの形式を輝度信号についてはサンプルが連続したものとし、色差信号については第１の色差信号のサンプルと第２の色差信号のサンプルが交互に連続したものとすることを特徴とする画像変換方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【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方法、画像符号化装置及び画像符号化プログラム、符号化画像データを基に画像データを復号するための画像復号化方法、画像復号化装置及び画像復号化プログラム並びに画像データを変換するための画像変換方法、画像変換装置及び画像変換プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像を符号化するための符号化方式として、ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)方式がディファクトスタンダードとなっている。ＭＰＥＧ方式においては、プロフィルとして、ＳＩＭＰＬＥ、ＭＡＩＮ、ＳＮＲ、ＳＰＡＴＩＡＬ及びＨＩＧＨが定義され、レベルとしてＬＯＷ、ＭＡＩＮ、ＨＩＧＨ１４４０及びＨＩＧＨが定義されている。メインプロフィルとメインレベルを組み合わせたＭＰ＠ＭＬ(Main profile at main level)（以下、「ＳＤ」という。）は、現行テレビジョン方式に対応したものである。一方、メインプロフィルとハイレベルを組み合わせたＭＰ＠ＨＬ(Main Profile at High level)（以下、「ＨＤ」という。）等はＨＤＴＶ方式に対応したものである。
【０００３】
既に、デジタルＢＳ放送、デジタルＣＳ放送、地上波デジタル放送が始まっており、これらの放送では、ＳＤデータのみならずＨＤデータも家庭で受信できるようになっている。従って、ＨＤデータに対応した大画面モニタも次第に普及しようとしている。
【０００４】
しかし、ＨＤデータを記録するためには大容量の記録媒体が必要である。一方、現在市場に登場しているハーディスクドライブは、ＨＤデータを長時間記録する程度の記憶容量を備えていない。また、現在普及しているＤＶＤ(Digital Versatile Disc)も、ＨＤデータを長時間記録する程度の記憶容量を備えていない。
【０００５】
そこで、ＨＤデータで放送されたテレビ番組を長時間記録するために、受信したＨＤデータをＳＤデータに変換する必要が生じている。
【０００６】
ＨＤデータをＳＤデータに変換するためには、基本的には、ＨＤデータを復号化し、何らかの手段により画素数を削減し、その後、ＳＤデータに符号化する必要がある。
【０００７】
そこで、復号化の過程で得られるＤＣＴ係数をダウンサンプリングして、ダウンサンプリングされたＤＣＴ係数を符号化装置に渡す変換装置が開示されている（例えば、特許文献１乃至５）。
【０００８】
また、復号化により得た画像データを水平方向及び垂直方向にダウンサンプリングして、ダウンサンプリング後の画像データを符号化装置に渡す変換装置が開示されている（例えば、特許文献６）
【特許文献１】特開平６−２２２９１号公報
【特許文献２】特開平１０−２６２２５２号公報
【特許文献３】特開２００１−２８５８６３号公報
【特許文献４】特開２００１−２８５８７５号公報
【特許文献５】特開２００２−３４０４１号公報
【特許文献６】特開２０００−７８５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１乃至５に記載の発明によれば、ＤＣＴ係数を入力することができる特殊な符号化装置が必要となり、汎用的な符号化装置を利用することができない。
【００１０】
また、特許文献６に記載の発明では、次に述べるような問題点があった。
【００１１】
すなわち、ＨＤデータの復号化装置及びＳＤデータの符号化装置の内部では、成分（輝度成分（以下、「Ｙ成分」という。）、第１色差成分（以下、「Ｕ成分」という。）、第２色差成分（以下、「Ｖ成分」という。））毎の処理をまとめて行うためにＩＹＵＶと呼ばれる形式の信号が用いられている。他方、ＨＤデータの復号化装置とＳＤデータの符号化装置とのインターフェースには、表示装置やキャプチャ装置との互換性も考慮して、ＹＵＹ２と呼ばれる形式の信号が用いられている。従って、ＨＤデータの復号化装置は、ＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換を行わなければならない。また、ＳＤデータの符号化装置は、ＹＵＹ２形式からＩＹＵＹ形式への逆変換を行わなければならない。
【００１２】
更に、ＨＤデータの復号化装置において、ＩＤＣＴ(Inverse Discrete Cosine Transform)部は、ワード形式のデータを出力するため、ＨＤデータの復号化装置は、ワード形式からＩＹＵＶ形式への変換も行わなければならない。
【００１３】
更に、ＳＤデータの符号化装置において、ＤＣＴ(Discrete Cosine Transform)部は、ワード形式のデータを入力し、ＩＤＣＴ部は、ワード形式のデータを出力するため、ＳＤデータの符号化装置は、ＤＣＴ部の前段において、ＩＹＵＶ形式からワード形式への変換を行い、ＩＤＣＴ部の後段において、ワード形式からＩＹＵＶ形式への変換を行わなければならない。
【００１４】
ここで、各形式のデータについて説明する。
【００１５】
まず、図１を参照してＩＹＵＶ形式のデータについて説明すると、Ｙ成分のサンプリング間隔とＵ成分のサンプリング間隔とＶ成分のサンプリング間隔の比率は、水平方向に１：２：２であり、垂直方向に１：２：２である。従って、１ライン当たりのＹ成分のサンプル数をＬとすると、２ライン分のＹ成分のデータＹ０〜Ｙ（２Ｌ−１）には、１ライン分のＵ成分のデータＵ０〜Ｕ（Ｌ／２−１）と１ライン分のＶ成分のデータＶ０〜Ｖ（Ｌ／２−１）が対応する。そして、各成分毎に処理を行うために、１フレーム分のＹ成分のデータと１フレーム分のＵ成分のデータと１フレーム分のＶ成分のデータは、混在しない。
【００１６】
次に、図２を参照してＹＵＹ２形式のデータについて説明すると、Ｙ成分のサンプリング間隔とＵ成分のサンプリング間隔とＶ成分のサンプリング間隔の比率は、水平方向に１：２：２であり、垂直方向に１：１：１である。そして、データの並び替え無しで表示を行うために、Ｙ成分、Ｕ成分及びＶ成分は図２に示すように混在して並んでいる。
【００１７】
次に、図３を参照して、ワード形式のデータについて説明すると、Ｙ成分とＵ成分とＶ成分との間のサンプリング間隔の比率とデータ数の比率は、ＩＹＵＶ形式と同様であるが、２バイト当たり１バイトが００Ｈの値を有するバイトである。
【００１８】
次に、ワード形式からＩＹＵＶ形式への変換、ＩＹＵＶ形式からワード形式への変換、ＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換、ＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への逆変換を、インテル社のＭＭＸ（登録商標）(Multi Media eXtension)の命令セットを有するｘ８６系プロセッサで行う場合について説明する。
【００１９】
まず、図４を参照して、ワード形式からＩＹＵＶ形式への変換について説明すると、１つのpackuswb命令により８つのＹ成分サンプルが得られ、１つのpackuswb命令により８つのＵ成分サンプルが得られ、１つのpackuswb命令により８つのＶ成分サンプルが得られる。
【００２０】
なお、図４においては、１つの四角は１バイトを表し、１つのデータが１６ビットワードで表される場合には、下位バイトは左に上位バイトは右に記載されている。他の同様な図においても同様である。
【００２１】
次に、図５を参照して、ＩＹＵＶ形式からワード形式への変換について説明すると、３つのpunpcklbw命令により４つのＹ成分サンプル、４つのＵ成分サンプル及び４つのＶ成分サンプルが得られる。
【００２２】
次に、図６を参照して、ＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換について説明すると、３つのpunpcklbw命令により８つのＹ成分サンプル、４つのＵ成分サンプル及び４つのＶ成分サンプルが得られる。
【００２３】
次に、図７及び図８を参照して、ＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への逆変換について説明すると、２つのpand命令により８つのＹ成分サンプルが得られ、６つのpsrlw命令と２つのpand命令により８つのＵ成分サンプル及び８つのＶ成分サンプルが得られる。
【００２４】
このように、ワード形式からＩＹＵＶ形式への変換、ＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換、ＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への逆変換は、多数の命令を必要としていた。従って、ＨＤデータからＳＤデータへの変換のための総処理時間のかなりの部分がこれらの変換のために費やされていた。そして、これはリアルタイムでのＨＤデータからＳＤデータへの変換を実現することの障害となっていた。リアルタイムでＨＤデータからＳＤデータへの変換を行えないと、ＨＤデータの放送を受信しながらの同時記録が不可能となる。
【００２５】
そこで、本発明は、ＨＤデータからＳＤデータへの変換を高速化することを可能とする画像符号化方法、画像符号化装置及び画像符号化プログラム、画像復号化方法、画像復号化装置及び画像復号化プログラム並びに画像変換方法、画像変換装置及び画像変換プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の第１の観点によれば、符号化画像データを復号化することによりワード形式で表される輝度データ、ワード形式で表される第１色差データ及びワード形式で表される第２色差データを得る復号化ステップと、前記ワード形式で表される輝度データをバイト形式で表される輝度データに変換する輝度データ変換ステップと、前記ワード形式で表される第１色差データと前記ワード形式で表される第２色差データとをバイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する色差データ変換ステップと、を備えることを特徴とする画像復号化方法が提供される。
【００２７】
上記の画像復号化方法において、前記輝度データ変換ステップは、前記ワード形式で表される輝度データの下位８ビットを前記バイト形式で表される輝度データとして選択するステップを備えていてもよい。
【００２８】
上記の画像復号化方法において、前記色差データ変換ステップは、前記ワード形式の第２色差データをシフトするステップと、シフトされた前記ワード形式の第２色差データと前記ワード形式の第１色差データとの論理和演算をビット毎に行うステップと、を備えていてもよい。
【００２９】
上記の画像復号化方法は、前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを、偶数番目の前記バイト形式で表される輝度データ、前記バイト形式で表される第１色差データ、奇数番目の前記バイト形式で表される輝度データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであってこの順に並んだものに変換する輝度データ／色差データ変換ステップを更に備えていてもよい。
【００３０】
上記の画像復号化方法において、前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものは第１画像をあらわすものであり、当該画像復号方法は、前記第1画像を表す前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを前記第１画像よりも画素数が少ない第２画像を表す前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する画像縮小ステップを更に備えていてもよい。
【００３１】
本発明の第２の観点によれば、バイト形式で表される輝度データをワード形式で表される輝度データに逆変換する輝度データ逆変換ステップと、バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものをワード形式で表される第１色差データとワード形式で表される第２色差データに逆変換する色差データ逆変換ステップと、前記ワード形式で表される輝度データ、前記ワード形式で表される第１色差データ及び前記ワード形式で表される第２色差データより符号化画像データを生成する符号化ステップと、を備えることを特徴とする画像符号化方法が提供される。
【００３２】
上記の画像符号化方法において、前記輝度逆変換ステップは、前記バイト形式で表される輝度データにゼロのビット列を追加して前記ワード形式で表される輝度データを生成するステップを備えていてもよい。
【００３３】
上記の画像符号化方法において、前記色差データ逆変換ステップは、前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものと所定のマスクパターンとの論理積演算をビット毎に行うことにより前記ワード形式で表される第１色差データを得るステップと、前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを所定ビット数シフトすることにより前記ワード形式で表される第２色差データを得るステップと、を備えていてもよい。
【００３４】
上記の画像符号化方法は、偶数番目の前記バイト形式で表される輝度データ、前記バイト形式で表される第１色差データ、奇数番目の前記バイト形式で表される輝度データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであってこの順に並んだものを、前記バイト形式で表される輝度データと前記バイト形式で表される第１色差データ及び前記バイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに逆変換する輝度データ／色差データ逆変換ステップを更に備えていてもよい。
【００３５】
上記の画像符号化方法は、前記ワード形式で表される輝度データをバイト形式で表される輝度データに変換する輝度データ変換ステップと、前記ワード形式で表される前記第１色差データとワード形式で表される第２色差データとをバイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものに変換する色差データ変換ステップと、前記輝度データ変換ステップにより得られた前記バイト形式で表される輝度データと前記色差データ変換ステップにより得られた前記バイト形式で表される第１色差データ及びバイト形式で表される第２色差データであって交互に並んだものを基に画像データの局所復号化を行う局所復号化ステップと、を更に備えていてもよい。
【００３６】
上記の画像符号化法において、前記輝度データ変換ステップは、前記ワード形式で表される輝度データの下位８ビットを前記バイト形式で表される輝度データとして選択するステップを備えていてもよい。
【００３７】
上記の画像符号化方法において、前記色差データ変換ステップは、前記ワード形式の第２色差データをシフトするステップと、シフトされた前記ワード形式の第２色差データと前記ワード形式の第１色差データとの論理和演算をビット毎に行うステップと、を備えていてもよい。
【００３８】
本発明の第３の観点によれば、請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像復号化方法と請求項６乃至１２の何れか１項に記載の画像符号化方法を備えることを特徴とする画像変換方法が提供される。
【００３９】
本発明の第４の観点によれば、画像復号化における空間領域データ及び画像符号化における空間領域データの形式を輝度信号についてはサンプルが連続したものとし、色差信号については第１の色差信号のサンプルと第２の色差信号のサンプルが交互に連続したものとすることを特徴とする画像変換方法が提供される。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、変換に要する命令数を削減することができるので、画像復号化方法、画像符号化方法、画像変換方法の実行時間を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００４２】
本実施形態による画像変換装置は、画像復号化装置と画像符号化装置を備える。
【００４３】
図９は、本発明の実施形態による画像復号化装置を示す。
【００４４】
図９を参照すると、本発明の実施形態による画像復号化装置は、可変長復号化部１０１、逆量子化部１０２、ＩＤＣＴ部１０３、パック化部１０４、加算部１０５、後フレームメモリ１０６、前フレームメモリ１０７、動き補償部１０８、スイッチ１０９、画像縮小部１１０及び並び替え部１１１を備える。
【００４５】
なお、この画像復号化装置は、ハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータをこの画像復号化装置として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００４６】
以下の説明は、特にＣＰＵ内部のレジスタを使った処理に関してはコンピュータにより画像復号化装置を実現している場合について行うが、ＣＰＵ内部は、プログラマブルなハードウェアにより実現されているのであるので、本発明に関連する命令を実現する時のＣＰＵと同様な構成をプログラマブル又は固定的に有するハードウェアにも適用できる。
【００４７】
可変長復号化部１０１は、ＨＤデータのうちＨＤ  ＭＰＥＧビデオ符号を可変長復号化し、量子化されたＤＣＴ係数及び動きベクトル等を出力する。
【００４８】
逆量子化部１０２は、可変長復号化部１０１から量子化されたＤＣＴ係数を入力し、これを逆量子化し、ＤＣＴ係数を出力する。このＤＣＴ係数はワード形式データで表される。ワード形式データについては、既に、図３を参照して説明した。
【００４９】
ＩＤＣＴ部１０３は、逆量子化部１０２からＤＣＴ係数を入力し、これを逆離散コサイン変換し、空間領域データを出力する。この空間領域データもワード形式で表される。
【００５０】
パック化部１０４は、ワード形式で表される空間領域データを本発明によるＹ／ＵＶパック形式の空間領域データに変換する。
【００５１】
ここで、図１０を参照してＹ／ＵＶパック形式について説明すると、Ｙ成分のサンプリング間隔とＵ成分のサンプリング間隔とＶ成分のサンプリング間隔の比率は、ＩＹＵＶ形式と同様に、水平方向に１：２：２であり、垂直方向に１：２：２である。従って、１ライン当たりのＹ成分のサンプル数をＬとすると、２ライン分のＹ成分のデータＹ０〜Ｙ（２Ｌ−１）には、１ライン分のＵ成分のデータＵ０〜Ｕ（Ｌ／２−１）と１ライン分のＶ成分のデータＶ０〜Ｖ（Ｌ／２−１）が対応する。しかし、ＩＹＵＶ形式では、１フレーム分のＵ成分のデータと１フレーム分のＶ成分のデータは、混在しないのに対し、Ｙ／ＵＶパック形式では、図１０に示すように、Ｕ成分のバイトとＶ成分のバイトが交互に並ぶ。このように、Ｕ成分とＶ成分が混在していても、マクロブロック単位で画像処理を行うので問題はない。
【００５２】
図１１を参照して、パック化部１０４が行うワード形式からＹ／ＵＶパック形式への変換について説明すると、１つのpackuswb命令と１つのpsllw命令と１つのpor命令により、８つのＹ成分サンプル、４つのＵ成分サンプル及び４つのＶ成分サンプルが得られる。
【００５３】
packuswb命令の名称は「Pack words into bytes with unsigned saturation」であり、packuswb命令を実現するためのハードウェアは図１２に示すとおりである。図１２において、Ｄ０〜Ｄ７は第１レジスタを示し、Ｓ０〜Ｓ７は第２レジスタを示し、ＦＦ０〜ＦＦ７はＤタイプフリップフロップを示す。クロックがＤタイプフリップフロップに入力されると、Ｄ０、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｓ０、Ｓ２、Ｓ４及びＳ６の内容がそれぞれＤ０〜Ｄ７に格納される。
【００５４】
psllw命令の名称は「Shift packed words left logical」であり、psllw命令を実現するためのハードウェアは図１３に示すとおりである。図１３において、Ｘ０〜Ｘ３は第１レジスタを示し、ＢＳ０〜ＢＳ３はバレルシフタを示し，ＦＦ０〜ＦＦ３はＤタイプフリップフロップを示す。シフトビット数がバレルシフタに入力されクロックがＤタイプフリップフロップに入力されると、Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の内容がそれぞれそのビット数だけ左にシフトされ、Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３に格納される。シフトにより空いた部分にはゼロが格納される。
【００５５】
por命令の名称は「Packed or」であり、por命令を実現するためのハードウェアは図１４に示すとおりである。図１４において、Ｄ０〜Ｄ７は第１レジスタを示し、Ｓ０〜Ｓ７は第２レジスタを示し、ＯＲはＯＲゲートを示し、ＦＦ０〜ＦＦ７はＤタイプフリップフロップを示す。クロックがＤタイプフリップフロップに入力されると、Ｄ０の内容とＳ０の内容の論理和〜Ｄ７の内容とＳ７の内容の論理和がそれぞれＤ０〜Ｄ７に格納される。
【００５６】
加算部１０５は、パック化部１０４から供給される空間領域データにスイッチ１０９から供給される空間領域データに加算する。加算部１０５の出力は、Ｙ／ＵＶパック形式に従う。
【００５７】
後フレームメモリ１０６及び前フレームメモリ１０７は、Ｉピクチャの空間領域データ又はＰピクチャの空間領域データを格納する。
【００５８】
動き補償部１０８は、可変長復号化部１０１から供給される動きベクトルに従って、後フレームメモリ１０６又は前フレームメモリ１０７から読み出される空間領域データをマクロブロック単位で空間移動させる。
【００５９】
スイッチ１０９は、Ｉピクチャを復号する場合にはゼロを選択し、Ｐピクチャ又はＢピクチャを復号する場合には動き補償部１０８から供給される空間領域データを選択する。
【００６０】
画像縮小部１１０は、加算部１０５から供給されるＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを例えば１２８０×７２０画素から７２０×４８０画素にダウンサンプリングする。画像縮小部１１０が出力する空間領域データもＹ／ＵＶパック形式に従う。
【００６１】
並び替え部１１１は、Ｙ／ＵＶパック形式の空間領域データをＹＵＹ２形式の空間領域データに変換する。ＹＵＹ２形式は図２を参照して説明したとおりである。
【００６２】
図１５を参照して、並び替え部１１１が行うＹ／ＵＶパック形式からＹＵＹ２形式への変換について説明すると、２つのpunpcklbw命令により、８つのＹ成分サンプル、４つのＵ成分サンプル及び４つのＶ成分サンプルが得られる。
【００６３】
punpcklbw命令の名称は「Unpack low-order bytes」であり、punpcklbw命令を実現するためのハードウェアは図１６に示すとおりである。図１６において、Ｄ０〜Ｄ７は第１レジスタを示し、Ｓ０〜Ｓ７は第２レジスタを示し、ＦＦ０〜ＦＦ７はＤタイプフリップフロップを示す。クロックがＤタイプフリップフロップに入力されると、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２及びＳ３の内容がそれぞれＤ０〜Ｄ７に格納される。
【００６４】
並び替え部１１１が出力するＹＵＹ２形式の空間領域データは、従来の機器と互換性があるため、従来からのモニタや画像符号化装置に供給することができる。
【００６５】
図１７は、本発明の実施形態による画像符号化装置を示す。
【００６６】
図１７を参照すると、本発明の実施形態による画像符号化装置は、逆並び替え部１４１、選択部１４２、減算器１４３、アンパック部１４４、ＤＣＴ部１４５、量子化部１４６、可変長符号化部１４７、逆量子化部１４８、ＩＤＣＴ部１４９、パック部１５０、加算器１５１、後フレームメモリ１５２、前フレームメモリ１５３、動き検索部１５４、動き補償部１５５及びスイッチ１５６を備える。
【００６７】
なお、この画像符号化装置は、ハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータをこの画像符号化装置として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００６８】
以下の説明は、特にＣＰＵ内部のレジスタを使った処理に関してはコンピュータにより画像符号化装置を実現している場合について行うが、ＣＰＵ内部は、プログラマブルなハードウェアにより実現されているのであるので、本発明に関連する命令を実現する時のＣＰＵと同様な構成をプログラマブル又は固定的に有するハードウェアにも適用できる。
【００６９】
逆並び替え部１４１は、ＹＵＹ２形式の空間領域データをＹ／ＵＶパック形式の空間領域に逆変換する。
【００７０】
図１８を参照して、逆並び替え部１４１が行うＹＵＹ２形式からＹ／ＵＶパック形式への変換について説明すると、２つのpand命令、４つのpsrlw命令及び３つのpackuswb命令により、８つのＹ成分サンプル、４つのＵ成分サンプル及び４つのＶ成分サンプルが得られる。
【００７１】
pslrw命令の名称は「Shift packed words right logical」であり、pslrw命令を実現するためのハードウェアは図１３に示すとおりである。図１３において、Ｘ０〜Ｘ３は第１レジスタを示し、ＢＳ０〜ＢＳ３はバレルシフタを示し，ＦＦ０〜ＦＦ３はＤタイプフリップフロップを示す。シフトビット数がバレルシフタに入力されクロックがＤタイプフリップフロップに入力されると、Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の内容がそれぞれそのビット数だけ右にシフトされ、Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３に格納される。シフトにより空いた部分にはゼロが格納される。
【００７２】
pand命令の名称は「Packed and」であり、pand命令を実現するためのハードウェアは図１９に示すとおりである。図１９において、Ｄ０〜Ｄ７は第１レジスタを示し、Ｓ０〜Ｓ７は第２レジスタを示し、ＡＮＤはＡＮＤゲートを示し、ＦＦ０〜ＦＦ７はＤタイプフリップフロップを示す。クロックがＤタイプフリップフロップに入力されると、Ｄ０の内容とＳ０の内容の論理積〜Ｄ７の内容とＳ７の内容の論理積がそれぞれＤ０〜Ｄ７に格納される。
【００７３】
逆並び替え部１４１が入力するＹＵＹ２形式の空間領域データは、従来の機器と互換性があるため、従来からのキャプチャ装置や画像復号化装置から入力することができる。
【００７４】
選択部１４２は、入力インターフェースから供給されるＹ／ＵＶパック形式の空間領域データ又は逆並び替え部１４１から供給されるＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを選択する。
【００７５】
図９に示す画像復号化装置と図１７に示す画像符号化装置を接続する場合には、画像復号化装置から画像符号化装置へ空間領域データをＹ／ＵＶパック形式で供給することができるので、並び替え部１１１及び逆並び替え部１４１が不要となる。
【００７６】
減算器１４３は、選択部１４２から供給されるＹ／ＵＶパック形式の空間領域データからスイッチ１５６からＹ／ＵＶパック形式で供給される空間領域データを減算する。
【００７７】
アンパック部１４４は、減算器１４３からＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを入力し、これをワード形式の空間領域データに変換する。
【００７８】
図２０を参照して、アンパック化部１４４が行うＹ／ＵＶパック形式からワード形式への変換について説明すると、１つのpunpcklbw命令と１つのpand命令と１つのpsrlw命令により、４つのＹ成分サンプル、４つのＵ成分サンプル及び４つのＶ成分サンプルが得られる。
【００７９】
punpckhbw命令の名称は「Unpack how-order bytes」であり、punpckhbw命令を実現するためのハードウェアは図２１に示すとおりである。図２１において、Ｄ０〜Ｄ７は第１レジスタを示し、Ｓ０〜Ｓ７は第２レジスタを示し、ＦＦ０〜ＦＦ７はＤタイプフリップフロップを示す。クロックがＤタイプフリップフロップに入力されると、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６及びＳ７の内容がそれぞれＤ０〜Ｄ７に格納される。
【００８０】
次に、図９、図２２及び図２３を参照して、図９に示す画像復号化装置の動作について説明する。
【００８１】
図２２を参照すると、まず、画像符号化装置との間でインターフェース形式を決定する（ステップＳ２０１）。図１７に示す画像符号化装置が接続相手である場合には、インターフェース形式をＹ／ＵＶパック形式に決定する。それ以外の装置が接続相手である場合には、インターフェース形式をＹＵＹ２パック形式に決定する。
【００８２】
次に、ＨＤ  ＭＰＥＧビデオ符号を入力する（ステップＳ２０２）。
【００８３】
次に、１フレームを伸張して、第１Ｙ／ＵＶパック形式データを生成する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の詳細については後述する。
【００８４】
次に、画像縮小部１１０は、画像を縮小して第２Ｙ／ＵＶパック形式データを生成する（ステップＳ２０４）。
【００８５】
次に、ステップＳ２０１で決定したインターフェース形式はＹ／ＵＶパック形式であるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。
【００８６】
そうである場合には（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、画像符号化装置に第２Ｙ／ＵＶパック形式データを供給する（ステップＳ２０６）。
【００８７】
そうでない場合には（ステップＳ２０５でＮＯ）、並び替え部１１１は、第２Ｙ／ＵＶパック形式データからＹＵＹ２形式データを生成する（ステップＳ２０７）。
【００８８】
次に、画像符号化装置にＹＵＹ２形式データを供給する（ステップＳ２０８）。
【００８９】
次に、全フレームについての処理が終了したか否かを判断し（ステップＳ２０９）。そうでなければ（ステップＳ２０９でＮＯ）、ステップＳ２０２に戻り、次のフレームの処理に入る。そうであれば（ステップＳ２０９でＹＥＳ）、処理を終了する。
【００９０】
次に、ステップＳ２０３の詳細について図２３を参照して説明する。
【００９１】
図２３を参照すると、まず、現在のピクチャの種別を判断する（ステップＳ３０１）。現在のピクチャがＩピクチャであればステップＳ３０２に進み、現在のピクチャがＰピクチャであればステップＳ３０８に進み、現在のピクチャがＢピクチャであればステップＳ３１８に進む。
【００９２】
ステップＳ３０２では、可変長復号化部１０１が可変長復号を行い、量子化されたＤＣＴ係数及び動きベクトルを出力する。
【００９３】
次に、逆量子化部１０２は、量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化して、ＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ３０３）。
【００９４】
次に、ＩＤＣＴ部１０３は、ＤＣＴ係数を逆離散コサイン変換して、ワード形式の空間領域データを出力する（ステップＳ３０４）。
【００９５】
次に、パック化部１０４は、ワード形式の空間領域データをＹ／ＵＶパック形式の空間領域データに変換する（ステップＳ３０５）。
【００９６】
次に、後フレームメモリ１０６にＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを書き込む（ステップＳ３０６）。
【００９７】
次に、Ｙ／ＵＶパック形式の空間領域データを画像縮小部１１０に出力する（ステップＳ３０７）。
【００９８】
ステップＳ３０８では、可変長復号化部１０１が可変長復号を行い、量子化されたＤＣＴ係数及び動きベクトルを出力する。
【００９９】
次に、逆量子化部１０２は、量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化して、ＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ３０９）。
【０１００】
次に、ＩＤＣＴ部１０３は、ＤＣＴ係数を逆離散コサイン変換して、ワード形式の空間領域データを出力する（ステップＳ３１０）。
【０１０１】
次に、パック化部１０４は、ワード形式の空間領域データをＹ／ＵＶパック形式の空間領域データに変換する（ステップＳ３１１）。
【０１０２】
次に、後フレームメモリ１０６の内容を前フレームメモリ１０７に転送する（ステップＳ３１２）。この転送は、参照ポインタの操作によって前フレームと後フレームを入れ替えることにより実現してもよい。
【０１０３】
次に、参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを前フレームメモリ１０７から読み出す（ステップＳ３１３）。
【０１０４】
次に、動き補償部１０８は、ステップＳ３１３で読み出した参照フレームのデータを可変長復号化部１０１から入力する動きベクトルに従ってマクロブロック単位で空間移動させる（ステップＳ３１４）。
【０１０５】
次に、加算部１０５は、パック化部１０４から入力する空間領域データを動き補償部１０８からスイッチ１０９を介して入力する空間領域データに加算する（ステップＳ３１５）。
【０１０６】
次に、ステップＳ３１５の加算により得られた復号Ｙ／ＵＶパック形式データを後フレームメモリ１０６に書き込み（ステップＳ３１６）、画像縮小部に出力する（ステップＳ３１７）。
【０１０７】
ステップＳ３１８乃至Ｓ３２７は、ステップＳ３０８乃至Ｓ３１７と同様であるが、Ｂピクチャに関する処理を行うので、Ｐピクチャに関する処理中のステップＳ３１３では参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを前フレームメモリ１０７から読み出すのに対し、これに対応するステップＳ３２３では参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを前フレームメモリ１０７及び後フレームメモリ１０６から読み出す。
【０１０８】
次に、図１７、図２４及び図２５を参照して、図１７に示す画像符号化装置の動作について説明する。
【０１０９】
図２４を参照すると、まず、画像復号化装置との間でインターフェース形式を決定する（ステップＳ２２１）。図９に示す画像復号化装置が接続相手である場合には、インターフェース形式をＹ／ＵＶパック形式に決定する。それ以外の装置が接続相手である場合には、インターフェース形式をＹＵＹ２パック形式に決定する。
【０１１０】
次に、ステップＳ２２１で決定したインターフェース形式はＹ／ＵＶパック形式であるか否かを判断する（ステップＳ２２２）。
【０１１１】
そうである場合には（ステップＳ２２２でＹＥＳ）、選択部１４２は、画像復号化装置から第２Ｙ／ＵＶパック形式データを入力する（ステップＳ２２３）。
【０１１２】
そうでない場合には（ステップＳ２２２でＮＯ）、逆並び替え部１４１は、画像復号化装置からＹＵＹ２形式データを入力し（ステップＳ２２４）、これを第３Ｙ／ＵＶパック形式データに変換する（ステップＳ２２５）。
【０１１３】
次に、現在の１フレームを圧縮して、ＳＤ  ＭＰＥＧビデオ符号を生成する（ステップＳ２２６）。ステップＳ２２６の詳細については後述する。
【０１１４】
次に、ステップＳ２２６で生成したＳＤ  ＭＰＥＧビデオ符号を出力する（ステップＳ２２７）。
【０１１５】
次に、全フレームについての処理が終了したか否かを判断し（ステップＳ２２８）。そうでなければ（ステップＳ２２８でＮＯ）、ステップＳ２２２に戻り、次のフレームの処理に入る。そうであれば（ステップＳ２２２８でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１１６】
次に、ステップＳ２２６の詳細について図２５を参照して説明する。
【０１１７】
図２５を参照すると、まず、現在のピクチャの種別を判断する（ステップＳ４０１）。現在のピクチャがＩピクチャであればステップＳ４０２に進み、現在のピクチャがＰピクチャであればステップＳ４１１に進み、現在のピクチャがＢピクチャであればステップＳ４２６に進む。
【０１１８】
ステップＳ４０２では、アンパック化部１４４は、選択部１４２から減算器１４３を介して入力したＹ／ＵＶパック形式データをワード形式データに変換する（ステップＳ４０２）。
【０１１９】
次に、ＤＣＴ部１４５は、アンパック部１４４から入力したワード形式の空間領域データを離散コサイン変換にかけて、ＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４０３）。
【０１２０】
次に、量子化部１４６は、ＤＣＴ部１４５から入力したＤＣＴ係数を量子化して、量子化されたＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４０４）。
【０１２１】
次に、可変長符号化部１４７は、量子化部１４６から入力した量子化されたＤＣＴ係数を可変長符号化する（ステップＳ４０５）。
【０１２２】
次に、逆量子化部１４８は、量子化部１４６から入力した量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化して、ワード形式のＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４０６）。
【０１２３】
次に、ＩＤＣＴ部１４９は、逆量子化部１４８から入力したワード形式のＤＣＴ係数を逆離散コサイン変換にかけ、ワード形式の空間領域データを出力する（ステップＳ４０７）。
【０１２４】
次に、パック化部１５０は、逆量子化部１４８から入力したワード形式の空間領域データをＹ／ＵＶパック形式の空間領域データに変換する（ステップＳ４０８）。
【０１２５】
次に、パック化部１５０が出力したＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを後フレームメモリ１５２に書き込む（ステップＳ４０９）。
【０１２６】
次に、ステップＳ４０５で生成した可変長符号をＳＤ  ＭＰＥＧビデオ符号として出力する（ステップＳ４１０）。
【０１２７】
ステップＳ４１１では、後フレームメモリ１５２の内容を前フレームメモリ１５３に転送する。この転送は、参照ポインタの操作によって前フレームと後フレームを入れ替えることにより実現してもよい。
【０１２８】
次に、動き検索部１５４は、選択部１４２から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域データと前フレームメモリ１５３から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを基にマクロブロック毎に動きベクトルを検索する（ステップＳ４１２）。
【０１２９】
次に、参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを前フレームメモリ１５３から読み出す（ステップＳ４１３）。
【０１３０】
次に、動き補償部１５５は、ステップＳ４１３で読み出した参照フレームのデータを動き検索部１５４から入力する動きベクトルに従ってマクロブロック単位で空間移動させる（ステップＳ４１４）。
【０１３１】
次に、減算器１４３は、選択部１４２から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域データから動き補償部１５５からスイッチ１５６を介して入力する参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを減算する（ステップＳ４１５）。
【０１３２】
次に、アンパック化部１４４は、減算器１４３から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域差分データをワード形式の空間領域差分データに変換する（ステップＳ４１６）。
【０１３３】
次に、ＤＣＴ部１４５は、アンパック部１４４から入力するワード形式の空間領域差分データに離散コサイン変換をかけ、ワード形式のＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４１７）。
【０１３４】
次に、量子化部１４６は、ＤＣＴ部１４５から入力したＤＣＴ係数を量子化して、量子化されたＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４１８）。
【０１３５】
次に、可変長符号化部１４７は、量子化部１４６から入力した量子化されたＤＣＴ係数を可変長符号化する（ステップＳ４１９）。
【０１３６】
次に、逆量子化部１４８は、量子化部１４６から入力した量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化して、ワード形式のＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４４２０）。
【０１３７】
次に、ＩＤＣＴ部１４９は、逆量子化部１４８から入力したワード形式のＤＣＴ係数を逆離散コサイン変換にかけ、ワード形式の空間領域データを出力する（ステップＳ４２１）。
【０１３８】
次に、パック化部１５０は、逆量子化部１４８から入力するワード形式の空間領域データをＹ／ＵＶパック形式の空間領域差分データに変換する（ステップＳ４２２）。
【０１３９】
次に、加算器１５１は、動き補償部１５５から入力する動き補償された参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データにパック化部１５０から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域差分データを加算して、現フレームの空間領域復元データを生成する（ステップＳ４２３）。
【０１４０】
次に、ステップＳ４２３の加算により得られたＹ／ＵＶパック形式の空間領域復元データを後フレームメモリ１５２に書き込む（ステップＳ４２４）。
【０１４１】
次に、ステップＳ４１９で生成した可変長符号をＳＤ  ＭＰＥＧビデオ符号として出力する（ステップＳ４２５）。
【０１４２】
ステップＳ４２６では、後フレームメモリ１５２の内容を前フレームメモリ１５３に転送する。この転送は、参照ポインタの操作によって前フレームと後フレームを入れ替えることにより実現してもよい。
【０１４３】
次に、動き検索部１５４は、選択部１４２から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域データと前フレームメモリ１５３から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域データと後フレームメモリ１５２から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを基にマクロブロック毎に動きベクトルを検索する（ステップＳ４２７）。
【０１４４】
次に、参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを前フレームメモリ１５３及び後フレームメモリ１５２から読み出す（ステップＳ４２８）。
【０１４５】
次に、動き補償部１５５は、ステップＳ４２８で読み出した参照フレームのデータを動き検索部１５４から入力する動きベクトルに従ってマクロブロック単位で空間移動させる（ステップＳ４２９）。
【０１４６】
次に、減算器１４３は、選択部１４２から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域データから動き補償部１５５からスイッチ１５６を介して入力する参照フレームのＹ／ＵＶパック形式の空間領域データを減算する（ステップＳ４３０）。
【０１４７】
次に、アンパック化部１４４は、減算器１４３から入力するＹ／ＵＶパック形式の空間領域差分データをワード形式の空間領域差分データに変換する（ステップＳ４３１）。
【０１４８】
次に、ＤＣＴ部１４５は、アンパック部１４４から入力するワード形式の空間領域差分データに離散コサイン変換をかけ、ワード形式のＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４３２）。
【０１４９】
次に、量子化部１４６は、ＤＣＴ部１４５から入力したＤＣＴ係数を量子化して、量子化されたＤＣＴ係数を出力する（ステップＳ４３３）。
【０１５０】
次に、可変長符号化部１４７は、量子化部１４６から入力した量子化されたＤＣＴ係数を可変長符号化する（ステップＳ４３４）。
【０１５１】
次に、ステップＳ４３４で生成した可変長符号をＳＤ  ＭＰＥＧビデオ符号として出力する（ステップＳ４３５）。
【０１５２】
次に、ＩＹＵＶ形式のデータの代わりにＹ／ＵＶパック形式のデータを利用することによる効果について説明する。
【０１５３】
１マクロブロックの空間領域には、２５６個（＝（８×２）＾２個）のＹ成分サンプル、６４個（＝８＾２個）のＵ成分サンプル、６４個（＝８＾２個）のＶ成分サンプルがある。
【０１５４】
まず、従来のパック化部により行われるワード形式からＩＹＵＶ形式への変換と本発明のパック化部１０４及びパック化部１５０により行われるワード形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を比較する。
【０１５５】
従来例によれば、図４から明らかなように、１マクロブロックの範囲でワード形式からＩＹＵＶ形式への変換を行うためには、Ｙ成分サンプルについては３２個（＝２５６／８個）のpackuswb命令、Ｕ成分サンプルについては８個（＝６４／８個）のpackuswb命令、Ｖ成分サンプルについては８個（＝６４／８個）のpackuswb命令が必要である。従って、１マクロブロックの範囲でワード形式からＩＹＵＶ形式への変換を行うためには、全成分については４８個（＝３２＋８＋８個）の命令が必要である。
【０１５６】
一方、本発明によれば、図１１から明らかなように、１マクロブロックの範囲でワード形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を行うためには、Ｙ成分サンプルについては３２個（＝２５６／８個）のpackuswb命令、Ｕ成分及びＶ成分については１６個（＝６４／４個）のpsllw命令及び１６個（＝６４／４個）のpor命令が必要である。従って、１マクロブロックの範囲でワード形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を行うためには、全成分については６４個（＝３２＋１６＋１６個）の命令が必要である。
【０１５７】
従って、従来のパック化部により行われるワード形式からＩＹＵＶ形式への変換に対して、本発明のパック化部１０４及びパック化部１５０により行われるワード形式からＹ／ＵＶパック形式への変換は、１６個（＝６４−４８個）多い命令を必要とする。
【０１５８】
次に、従来のアンパック化部により行われるＩＹＵＶ形式からワード形式への変換と本発明のアンパック化部１４４により行われるＹ／ＵＶパック形式からワード形式への変換を比較する。
【０１５９】
従来例によれば、図５から明らかなように、１マクロブロックの範囲でＩＹＵＶ形式からワード形式への変換を行うためには、Ｙ成分サンプルについては６４個（＝２５６／４個）のpunpcklbw命令、Ｕ成分サンプルについては１６個（＝６４／４個）のpunpcklbw命令、Ｖ成分サンプルについては１６個（＝６４／４個）のpunpcklbw命令が必要である。従って、１マクロブロックの範囲でＩＹＵＶ形式からワード形式への変換を行うためには、全成分については９６個（＝６４＋１６＋１６個）の命令が必要である。
【０１６０】
一方、本発明によれば、図２０から明らかなように、１マクロブロックの範囲でＹ／ＵＶパック形式からワード形式への変換を行うためには、Ｙ成分サンプルについては６４個（＝２５６／４個）のpunpcklbw命令、Ｕ成分については１６個（＝６４／４個）のpand命令、Ｖ成分については１６個（＝６４／４個）のpsrlw命令が必要である。従って、１マクロブロックの範囲でＹ／ＵＶパック形式からワード形式への変換を行うためには、全成分については９６個（＝６４＋１６＋１６個）の命令が必要である。
【０１６１】
従って、従来のアンパック化部により行われるＩＹＵＶ形式からワード形式への変換に対して、本発明のアンパック化部１４４により行われるＹ／ＵＶパック形式からワード形式への変換は、同数の命令を必要とする。
【０１６２】
次に、従来の並び替え部により行われるＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換と本発明の並び替え部１１１により行われるＹ／ＵＶパック形式からＹＵＹ２形式への変換を比較する。
【０１６３】
ＹＵＹ２形式では、１マクロブロックには２５６個のＹ成分サンプル、１２８個のＵ成分サンプル、１２８個のＶ成分サンプルが含まれる。
【０１６４】
従来例によれば、図６から明らかなように、１マクロブロックの範囲でＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換を全成分について行うためには、９６個（＝３×２５６／８個）のpunpcklbw命令が必要である。
【０１６５】
一方、本発明によれば、図１５から明らかなように、１マクロブロックの範囲でＹ／ＵＶパック形式からＹＵＹ２形式への変換を全成分について行うためには、６４個（＝２×２５６／８個）のpunpcklbw命令が必要である。
【０１６６】
従って、従来の並び替え部により行われるＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換に対して、本発明の並び替え部１１１により行われるＹ／ＵＶパック形式からＹＵＹ２形式への変換は、３２個（＝９６−６４個）少ない命令を必要とする。
【０１６７】
次に、従来の逆並び替え部により行われるＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への変換と本発明の逆並び替え部１４１により行われるＹＵＹ２形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を比較する。
【０１６８】
従来例によれば、図７及び図８から明らかなように、１マクロブロックの範囲でＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への変換を行うためには、Ｙ成分サンプルについては６４個（＝２×２５６／８個）のpand命令及び３２個（＝２５６／８個）のpackuswb命令、Ｕ成分サンプル及びＶ成分サンプルについては４８個（＝６×６４／８個）のpsrlw命令、３２個（＝４×６４／８個）のpackuswb命令及び１６個（＝２×６４／８個）のpand命令が必要である。従って、１マクロブロックの範囲でＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への変換を行うためには、全成分については１９２個（＝（６４＋３２）＋（４８＋３２＋１６）個）の命令が必要である。
【０１６９】
一方、本発明によれば、図１８から明らかなように、１マクロブロックの範囲でＹＵＹ２形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を行うためには、Ｙ成分サンプルについては６４個（＝２×２５６／８個）のpand命令及び３２個（＝２５６／８個）のpackuswb命令、Ｕ成分サンプル及びＶ成分サンプルについては３２個（＝４×６４／８個）のpsrlw命令及び１６個（＝２×６４／８個）のpackuswb命令が必要である。従って、１マクロブロックの範囲でＹＵＹ２形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を行うためには、全成分については１４４個（＝（６４＋３２）＋（３２＋１６）個）の命令が必要である。
【０１７０】
従って、従来の逆並び替え部により行われるＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への変換に対して、本発明の逆並び替え部１４１により行われるＹＵＹ２形式からＹ／ＵＶパック形式への変換は、４８個（＝１９２−１４４個）少ない命令を必要とする。
【０１７１】
上述した比較を表１にまとめる。
【０１７２】
【表１】
2006042187.tif 000003
また、ＨＤの画面サイズを１２８０×７２０画素、ＳＤの画面サイズを７２０×４８０画素とすると、両者の画素数の比率は１：０．３７５となる。そして、画像復号化装置は、パック化部及び並び替え部を備えるが、アンパック化部及び逆並び替え部を備えない。また、画像符号化装置はパック化部、アンパック化部及び逆並び替え部を備えるが、並び替え部を備えない。そうすると、命令数の重み付けは表２に示すとおりとなる。表１における重み１は表２における合計と等しい。
【０１７３】
【表２】
2006042187.tif 000004
また、ＨＤからＳＤへの変換を行わない場合には、命令数の重み付けは表３に示すとおりとなる。表１における重み２は表３における合計と等しい。
【０１７４】
【表３】
2006042187.tif 000005
表１の最下行に示すように、単純に増減数を比較すると、本発明による命令数は、従来例による命令数よりも１５％少ない。また、重み１を考慮すると、本発明による命令数は、従来例による命令数よりも６％少ない。更に、重み２を考慮すると、本発明による命令数は、従来例による命令数よりも１１％少ない。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
本発明は、画像データを復号化するため、画像データを符号化するため、そして、画像データを変換するために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】ＩＹＵＶ形式で表される画像データを示す図である。
【図２】ＹＵＹ２形式で表される画像データを示す図である。
【図３】ワード形式で表される画像データを示す図である。
【図４】ワード形式からＩＹＵＶ形式への変換を示す図である。
【図５】ＩＹＵＶ形式からワード形式への変換を示す図である。
【図６】ＩＹＵＶ形式からＹＵＹ２形式への変換を示す図である。
【図７】ＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への変換を示す第１の図である。
【図８】ＹＵＹ２形式からＩＹＵＶ形式への変換を示す第２の図である。
【図９】本発明の実施形態による画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態によるＹ／ＵＶパック形式で表される画像データを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態によるワード形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を示す図である。
【図１２】packuswb命令を実現する回路を示す図である。
【図１３】psrlw命令及びpsllw命令を実現する回路を示す図である。
【図１４】por命令を実現する回路を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態によるＹ／ＵＶパック形式からＹＵＹ２形式への変換を示す図である。
【図１６】punpcklbw命令を実現する回路を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施形態によるＹＵＹ２形式からＹ／ＵＶパック形式への変換を示す図である。
【図１９】pand命令を実現する回路を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態によるＹ／ＵＶパック形式からワード形式への変換を示す図である。
【図２１】punpckhbw命令を実現する回路を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態による画像復号化方法を示すフローチャートである。
【図２３】図２２に示すフレーム伸張方法を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の実施形態による画像符号化方法を示すフローチャートである。
【図２５】図２４に示すフレーム圧縮方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７７】
１０１  可変長復号化部
１０２  逆量子化部
１０３  ＩＤＣＴ部
１０４  パック化部
１０５  加算部
１０６  後フレームメモリ
１０７  前フレームメモリ
１０８  動き補償部
１０９  スイッチ
１１０  画像縮小部
１１１  並び替え部
１４１  逆並び替え部
１４２  選択部
１４３  減算器
１４４  アンパック部
１４５  ＤＣＴ部
１４６  量子化部
１４７  可変長符号化部
１４８  逆量子化部
１４９  ＩＤＣＴ部
１５０  パック部
１５１  加算器
１５２  後フレームメモリ
１５３  前フレームメモリ
１５４  動き検索部
１５５  動き補償部
１５６  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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【図１１】
2006042187.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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