(57)【要約】【課題】動きベクトルの値に基づき、必要な演算を特定し、この演算に必要な回路のみを動的再構成することで、回路規模を削減し、消費電力を低減する動き補償装置を提供する。【解決手段】判定手段１０５にて、動きベクトルのＸ成分、Ｙ成分について整数、非整数かに基づき、４つに場合分けする。これら場合分け結果に基づき、セレクタ５０２にて再構成情報のうち１つを選び、動的再構成手段４０１に供給する。動的再構成手段４０１は、再構成情報に基づき回路を再構成する。画素値抽出手段１０２は、ブロック指定アドレスと動きベクトルにより指定された領域の画素値を出力し、この出力を、再構成された動的再構成手段４０１へと供給し、これを動的再構成手段４０１が処理して、結果を動き補償演算結果として出力する。以上の処理をブロックごとに行なう。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像を所定の大きさのブロックに分割し、前記ブロック毎に算出された動きベクトルに従って、前記ブロック内の画素に対して動き補償を行う動き補償装置であって、
前記ブロック内の画素に対して補間画素値を演算する補間画素計算手段と、
前記動きベクトルの値に従って、前記ブロックに対して動き補償を行う必要があるかどうかを判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は前記ブロックに動き補償を行う必要がないと判定した場合は、前記補間画素計算手段への電源供給を行わず、必要があると判定した場合は前記補間画素計算手段への電源供給を行うことを特徴とする動き補償装置。
【請求項２】
判定手段は、動きベクトルのＸ成分およびＹ成分が共に整数値である場合のみ、動き補償が必要ではないと判定することを特徴とする請求項１記載の動き補償装置。
【請求項３】
補間画素計算手段は、補間画素値を演算するために必要な回路構成を動的に変更可能とし、
判定手段は、動き補償を行う必要があると判定した時のみ、前記補間画素計算手段が回路構成を動的再構成するよう制御することを特徴とする請求項１記載の動き補償装置。
【請求項４】
補間画素計算手段は、複数の回路を動的に構成でき、
判定手段は、動き補償の必要がない場合を、さらに複数に場合分けし、前記複数の場合分けに基づいて、前記補間画素計算手段に、前記複数の回路から一つを選んで動的再構成させるよう制御することを特徴とする請求項３記載の動き補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の符号化・復号化装置に関するものであって、特に、ＭＰＥＧ２などで行なわれているブロック動き補償により圧縮符号化・復号化する場合の動き補償画像を生成する動き補償回路の消費電力を低減するための発明である。
【背景技術】
【０００２】
動き補償回路の消費電力を削減するための従来技術として、１画面ごとに、動き補償が必要な有効ブロックと、必要でない無効ブロックとを検出し、有効ブロックの個数分に比例した数だけの処理エレメントのみを起動することで消費電力を低減するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この従来技術によれば、１画面での有効ブロックの個数が判明するまで、符号化処理を開始することができず、処理遅延が発生する。また、この従来技術では述べられていないが、復号化側に適用した場合にも処理遅延が発生することになる。
【０００４】
これを解決するために、ブロック単位で判定し、ブロックごとに処理エレメントを起動する方法を思いつくことができる。
【特許文献１】特開平０９−９２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術における電源オン・オフの繰り返しには、不要輻射や電源オン時に要する突入電流により消費電流増加分、さらに電源オンから実際に回路が利用可能になるまでの待ち時間など、弊害がある。解決しようとする問題点は、符号化・復号化の処理遅延と、電源オン・オフの繰り返しによる弊害である。
【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、本発明の動き補償装置は、動きベクトルの値に基づき、補間画素値の演算が必要な場合を検出し、演算が必要な場合にのみ補間演算に必要な回路を動的再構成することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ブロック単位で回路を再構成するため、１画面分の情報を求めることなく処理を開始でき、処理遅延をなくすことができる。また、動的再構成技術を採用することで、電源オン・オフでの弊害を回避することができる。
【０００８】
さらに、実施の形態にて詳述するように、複数の補間画像演算が必要であって、あるブロックで必要な補間画像演算はたかだか一つである場合が、標準化技術（ＭＰＥＧ４ ＡＶＣ）などで生じるが、ブロック単位で回路を再構成する構成をとることで、補間画像演算に必要な回路規模を削減することができる。つまり、消費電力だけではなく、回路規模をも削減でき、本発明を実施した場合の効果は大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の動き補償装置の一構成例を示すブロック図、図２は、本実施の形態を説明するための図である。
【００１０】
図１において、画素値抽出手段１０２はブロック毎に入力されるブロック指定アドレスと動きベクトルを用いて、画像メモリ１０１に格納されている画像において、保管が祖計算の対象となる領域の画素値を抽出し、補間画素計算手段１０３は画素値抽出手段１０２が抽出した画素値に基づき補間演算を行い、判定手段１０５は、入力された動きベクトルのＸ、Ｙ成分を判定してセレクタ１０４と補間画素計算手段１０３を制御し、セレクタ１０４は、判定手段１０５の結果に応じて画素値抽出手段１０２の出力、補間画素計算手段１０３の出力のいずれかを選択する。
【００１１】
次に図面を用いて、本実施の形態における動き補償装置の動作を説明する。本装置は、ブロックごとに処理を行なうものである。なお、ＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）での動き補償で用いられるブロックサイズは、縦１６画素、横１６画素である。
【００１２】
画素値抽出手段１０２は、ブロックごとに入力されるブロック指定アドレスと動きベクトルを用いて、画像メモリ１０１に格納されている画像より、補間画素計算の対象となる領域内の画素値を抽出する。ここで、画像メモリ１０１に格納されている画像２０１より補間画素計算の対象となる領域２０４の左上画素位置は、ブロック指定アドレス２０２と動きベクトル２０３とから、図２に示すようにして求める。
【００１３】
なお、ブロック指定アドレスの単位が画素値ではない場合には、適当な変換が必要である。例えば、図２のブロック指定アドレス２０２が指すブロックは、左上から見て右に４番目、上から３番目であって、これを指定するために、ブロック指定アドレス（３，２）と表現する場合がある。これは、左上を（０，０）としてブロックを指定している場合である。この場合には、ブロックサイズを乗算して、画素位置を求める必要がある。ブロックの画素数を１６×１６とすると、図２の場合であれば、（３×１６、２×１６）＝（４８、３２）となる。
【００１４】
なお、動きベクトルの成分が非整数である場合には、非整数部分を切り捨てた値を用いて、領域２０４の左上画素位置を求める。さらにこの場合には、領域の大きさを、もとのブロックのサイズより１だけ大きくする。
【００１５】
このようにして求めた領域内の画素値に基づき、補間画素計算手段１０３は、補間演算を行なう。ＭＰＥＧ２では、図３に示すように、入力３０１に基づき、１／２画素位置での出力３０２を求める。これは、縦と横の両方ともに１／２画素位置の場合であって、縦方向だけ、もしくは横方向だけ１／２画素位置、という場合もあるが、その場合の位置は、図３に示す位置とは異なる位置となるが、その場合の図は省略する。出力３０２の求め方は、例えば、４近傍の入力値の平均である。
【００１６】
なお、入力の画素数は、ブロックの画素数より多いが、出力の画素数はブロックの画素数と同じであって、ＭＰＥＧ２の場合であれば１６×１６＝２５６である。ここで、入力の画素数は、動きベクトルの各成分が非整数である場合に、もとのブロックに対して１画素だけ、各方向に対して大きくなる。例えば、ＸＹ両成分とも非整数である場合には、画素数は１７×１７＝２８９となる。この場合の領域２０４のサイズは１７×１７となる。
【００１７】
判定手段１０５は、動きベクトルのＸ成分およびＹ成分が共に整数値である場合、すなわち動き補償が必要ではない場合（１）と、それ以外、すなわち、動き補償が必要である場合（２）とを判定し、判定結果をセレクタ１０４に出力すると共に、判定結果が（１）の場合には、動き補償を行う必要がないので、補間画素計算手段１０３を構成する回路部分への電源供給をオフにする。
【００１８】
セレクタ１０４は、判定結果が（１）の場合には画素値抽出手段１０２からの画素値、判定結果（２）の場合には補間画素計算手段１０３からの画素値を、選択して出力する。
【００１９】
以上のような装置構成を採用したので、判定結果が（１）の場合に、その演算結果を使用しない補間画素計算手段を構成する回路の電源をオフにすることができ、結果として消費電力を低減する効果がある。
【００２０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における動き補償装置の一構成を示すブロック図である。
【００２１】
図４において、実施の形態１の動き補償装置と同じ動作を行う構成要素については、同符号を付与し、説明を省略する。図４において、動的再構成手段４０１は、短時間で回路構成が変更可能なＬＳＩであり、セレクタ４０２は判定手段１０５の判定結果に従って、動的再構成手段４０１を制御する。
【００２２】
動的再構成手段４０１は、短時間で回路構成を変更可能なＬＳＩであって、アイピーフレックスなどが開発している（日経エレクトロニクス［2003年1月6日号 no.838  1月6日発行］P.111など）。
【００２３】
本実施の形態では、判定手段１０５の結果が動き補償を行う必要がない（１）の場合、セレクタ４０２にて、再構成情報（１）を選択し、これを動的再構成手段４０１に供給して回路を再構成する。ここで、再構成情報（１）により構成される回路は、入力をそのまま出力するものである。また、セレクタ４０２は、判定結果が動き補償を行う必要がある（２）の場合には、再構成情報（２）を選択し、これを動的再構成手段４０１に供給して回路を再構成する。ここで、再構成手段（２）により構成される回路は、実施の形態１における図１の補間画素計算手段を実現する回路である。
【００２４】
本実施の形態では、以上のような装置構成を採用したので、ブロック単位で動的再構成することにより、実施の形態１における実現方法に比べ、電源オン・オフでの弊害を回避することができる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、再構成される回路を実施の形態１における補間画素計算手段の構成としたが、これに限定するものではない。
【００２６】
また、本発明では、ＭＰＥＧ２を例にとって説明したが、符号化・復号化の方法はこれに限定するものではない。
【００２７】
また、本発明では、所定のブロックサイズを縦１６画素、横１６画素としたが、これ以外のブロックサイズに対しても、同様の処理を行うことができる。
【００２８】
また、本実施の形態では再構成情報として２通りの場合を用いて説明したが、再構成情報として３通り以上の場合にしてもよい。例えば、現在標準化作業中のＭＰＥＧ４ ＡＶＣでは、１／２動き補償以外に１／４動き補償も必要であるため、再構成情報（３）として、１／４動き補償を実現する補間画素計算手段を実現する回路の再構成情報を選択できるようにしてもよい。なお、１／２動き補償と、１／４動き補償との回路規模を比較すると、１／４動き補償回路の方が、補間に用いる画素数が多いため規模が大きくなる。
【００２９】
本実施の形態によると、従来であれば、１／２動き補償回路と１／４動き補償回路との両方の回路が必要であるのに対し、本実施の形態では、１／４動き補償回路を実現するのに必要な回路規模があれば十分であるため、回路規模を小さくでき、ＬＳＩのコストと消費電力とを低減できる効果がある。
【００３０】
また、１／２動き補償の場合、動きベクトルのＸ成分、Ｙ成分の、整数・非整数に応じて、（表１）に示すように４通りに場合分け可能である。
【００３１】
【表１】
2005277639.tif 000003
【００３２】
これら４通りの画素位置での補間演算のために用いる係数は、それぞれ異なる（なお、（１）の場合は、そもそも補間演算は不要である）。通常、このような場合に対応するために、係数値を切り替えて対応する。しかし、この場合の乗算器は、どのような入力にも対応できる乗算器である。このような汎用乗算器の回路規模よりも、固定係数と入力との積和演算器からなる回路の規模は小さいので、３通りの画素位置ごとに、固定係数に基づき最適化された積和演算回路による動的再構成情報を作成し、これを切り替えて供給するようにしてもよい。なお、この場合には、入力をそのまま出力する（１）の場合を含めると、合計４通りの再構成情報が必要となり、図５のような構成となる。
【００３３】
また、１／４動き補償の場合には、２次元平面で考えると１６通りになるので、１６個の再構成情報を作成し、動きベクトルの値に応じて、切り替えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
動画像の符号化・復号化技術において、よく用いられる動き補償手段や動き検出手段の内部にて必要な動き補償手段を内蔵するＴＶやハードディスクレコーダなどに適用できる。また、低消費電力化できる点から、携帯電話やモバイルＡ／Ｖプレイヤーなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における動き補償装置の一構成例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における画素値抽出手段の動作を説明するための図
【図３】補間演算の一例を説明するための図
【図４】本発明の実施の形態２における動き補償装置の一構成例を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２における動き補償装置の他の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００３６】
１０１  画像メモリ
１０２  画素値抽出手段
１０３  補間画素計算手段
１０４、４０２、５０２  セレクタ
１０５  判定手段
４０１  動的再構成手段
【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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