JP2000041254A - Image decoding device and image decoding method - Google Patents
Image decoding device and image decoding methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基底ベクトルを保持し、フィールドDCTモ
ードとフレームDCTモードとによる画素の位相ずれを
なくすMPEGダウンデコーダを提供する。
【解決手段】 DCTモードがフィールドモードの場
合、4×4の縮小IDCTを行う。DCTモードがフレ
ームモードの場合、DCTブロックの全係数に対してI
DCTをして飛び越し走査に対応した2つの画素ブロッ
クに分離し、分離した2つの画素ブロックに対してそれ
ぞれDCTをする。そして、この2つの画素ブロックの
低周波係数に対してIDCTをし、2つの画素ブロック
を合成する。DCTブロックが基底ベクトルである場合
には、全周波数成分の係数をIDCTした結果得られる
基底ベクトルのコサイン曲線に対して、同一曲線上の位
相の低周波数成分の係数を用いて、IDCTをする。
(57) [Problem] To provide an MPEG down decoder which retains a base vector and eliminates a phase shift of pixels between a field DCT mode and a frame DCT mode. SOLUTION: When the DCT mode is the field mode, 4 × 4 reduced IDCT is performed. When the DCT mode is the frame mode, I DC is used for all coefficients of the DCT block.
DCT is performed to separate into two pixel blocks corresponding to interlaced scanning, and DCT is performed on each of the separated two pixel blocks. Then, the IDCT is performed on the low-frequency coefficients of the two pixel blocks, and the two pixel blocks are combined. When the DCT block is a base vector, IDCT is performed on the cosine curve of the base vector obtained as a result of performing IDCT on the coefficients of all frequency components, using the coefficients of the low-frequency components of the phase on the same curve.
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の画素ブロッ
ク(マクロブロック)単位で動き予測をすることによる
予測符号化、及び、所定の画素ブロック(直交変換ブロ
ック)単位で直交変換することによる圧縮符号化をした
第1の解像度の圧縮画像データを、復号する画像復号装
置及び画像復号方法に関し、特に、第1の解像度の圧縮
画像データを復号して、この第1の解像度よりも低い第
2の解像度の動画像データに縮小する画像復号装置及び
画像復号方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to predictive coding by performing motion prediction in predetermined pixel blocks (macroblocks) and compression by performing orthogonal transformation in predetermined pixel blocks (orthogonal transformation blocks). The present invention relates to an image decoding apparatus and an image decoding method for decoding encoded first resolution compressed image data, and more particularly, to decoding a first resolution compressed image data and decoding a second resolution lower than the first resolution. The present invention relates to an image decoding device and an image decoding method for reducing the size of moving image data to a resolution of 1.
【0002】[0002]
【従来の技術】MPEG2(Moving Picture Experts G
roup phase2)等の画像圧縮方式を用いたデジタルテレ
ビジョン放送の規格化が進められている。デジタルテレ
ビジョン放送の規格には、標準解像度画像(例えば垂直
方向の有効ライン数が576本)に対応した規格、高解
像度画像(例えば垂直方向の有効ライン数が1152
本)に対応した規格等がある。そのため、近年、高解像
度画像の圧縮画像データを復号するとともにこの圧縮画
像データを1/2の解像度に縮小することにより、標準
解像度画像の画像データを生成して、この画像データを
標準解像度に対応したテレビジョンモニタに表示するダ
ウンデコーダが求められている。2. Description of the Related Art MPEG2 (Moving Picture Experts G)
Standardization of digital television broadcasting using an image compression method such as roup phase 2) is in progress. Digital television broadcasting standards include standards corresponding to standard resolution images (eg, 576 effective lines in the vertical direction) and high resolution images (eg, 1152 effective lines in the vertical direction).
Book). Therefore, in recent years, by decoding compressed image data of a high-resolution image and reducing the compressed image data to half the resolution, image data of a standard-resolution image is generated, and the image data corresponds to the standard resolution. There is a demand for a down decoder for displaying on a television monitor.
【0003】高解像度画像に対して動き予測による予測
符号化及び離散コサイン変換による圧縮符号化をしたM
PEG2等のビットストリームを、復号するとともに標
準解像度画像にダウンサンプリングするダウンデコーダ
が、文献「低域ドリフトのないスケーラブル・デコー
ダ」(岩橋・神林・貴家:信学技報 CS94-186,DSP94-10
8,1995-01)に提案されている(以下、この文献を文献
1と呼ぶ。)。この文献1には、以下の第1から第3の
ダウンデコーダが示されている。[0003] M is obtained by performing predictive coding by motion prediction and compression coding by discrete cosine transform on a high-resolution image.
A down decoder that decodes a bit stream such as PEG2 and downsamples it to a standard resolution image is described in the document "Scalable Decoder without Low-Frequency Drift" (Iwahashi, Shinbayashi, and Kike: IEICE Tech.
8, 1995-01) (hereinafter, this document is referred to as Document 1). This document 1 discloses the following first to third down decoders.
【0004】第1のダウンデコーダは、図48に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームに対して8(水
平方向のDC成分から数えた係数の数)×8(垂直方向
のDC成分から数えた係数の数)の逆離散コサイン変換
をする逆離散コサイン変換装置1001と、離散コサイ
ン変換がされた高解像度画像と動き補償がされた参照画
像とを加算する加算装置1002と、参照画像を一時記
憶するフレームメモリ1003と、フレームメモリ10
03が記憶した参照画像に1/2画素精度で動き補償を
する動き補償装置1004と、フレームメモリ1003
が記憶した参照画像を標準解像度の画像に変換するダウ
ンサンプリング装置1005とを備えている。The first down decoder, as shown in FIG. 48, calculates 8 (the number of coefficients counted from the DC component in the horizontal direction) .times.8 (counts from the DC component in the vertical direction) the bit stream of the high-resolution image. Inverse discrete cosine transform device 1001 for performing an inverse discrete cosine transform of the number of calculated coefficients, an adding device 1002 for adding a high-resolution image subjected to discrete cosine transform and a motion-compensated reference image, and a temporary reference image. A frame memory 1003 for storing and a frame memory 10
03, a motion compensator 1004 that performs motion compensation on the reference image stored at 03 with half-pixel accuracy, and a frame memory 1003.
And a down-sampling device 1005 for converting the reference image stored in to a standard resolution image.
【0005】この第1のダウンデコーダでは、逆離散コ
サイン変換を行い高解像度画像として復号した出力画像
を、ダウンサンプリング装置1005で縮小して標準解
像度の画像データを出力する。In the first down decoder, an output image decoded as a high-resolution image by performing an inverse discrete cosine transform is reduced by a down-sampling device 1005 to output standard resolution image data.
【0006】第2のダウンデコーダは、図49に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームのDCT(Disc
rete Cosine Transform)ブロックの高周波成分の係数
を0に置き換えて8×8の逆離散コサイン変換をする逆
離散コサイン変換装置1011と、離散コサイン変換が
された高解像度画像と動き補償がされた参照画像とを加
算する加算装置1012と、参照画像を一時記憶するフ
レームメモリ1013と、フレームメモリ1013が記
憶した参照画像に1/2画素精度で動き補償をする動き
補償装置1014と、フレームメモリ1013が記憶し
た参照画像を標準解像度の画像に変換するダウンサンプ
リング装置1015とを備えている。The second down decoder, as shown in FIG. 49, performs a DCT (Disc) of a bit stream of a high-resolution image.
(Rete Cosine Transform) An inverse discrete cosine transform device 1011 for performing an 8 × 8 inverse discrete cosine transform by replacing coefficients of high frequency components of the block with 0, a high-resolution image subjected to discrete cosine transform and a reference image subjected to motion compensation , A frame memory 1013 for temporarily storing a reference image, a motion compensation device 1014 for performing motion compensation on the reference image stored in the frame memory 1013 with half-pixel accuracy, and a frame memory 1013 for storing And a downsampling device 1015 for converting the reference image into a standard resolution image.
【0007】この第2のダウンデコーダでは、DCTブ
ロックの全ての係数のうち高周波成分の係数を0に置き
換えて逆離散コサイン変換を行い高解像度画像として復
号した出力画像を、ダウンサンプリング装置1005で
縮小して標準解像度の画像データを出力する。In the second down-decoder, the down-sampler 1005 reduces the output image decoded as a high-resolution image by performing an inverse discrete cosine transform by replacing the high-frequency component coefficients among all the coefficients of the DCT block with 0. To output standard resolution image data.
【0008】第3のダウンデコーダは、図50に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームのDCTブロッ
クの低周波成分の係数のみを用いて例えば4×4の逆離
散コサイン変換をして標準解像度画像に復号する縮小逆
離散コサイン変換装置1021と、縮小逆離散コサイン
変換がされた標準解像度画像と動き補償がされた参照画
像とを加算する加算装置1022と、参照画像を一時記
憶するフレームメモリ1023と、フレームメモリ10
23が記憶した参照画像に1/4画素精度で動き補償を
する動き補償装置1024とを備えている。As shown in FIG. 50, the third down decoder performs, for example, an inverse discrete cosine transform of 4 × 4 using only the coefficients of the low frequency component of the DCT block of the bit stream of the high resolution image to perform standard resolution. A reduced inverse discrete cosine transform device 1021 for decoding an image, an addition device 1022 for adding a standard resolution image subjected to reduced inverse discrete cosine transform and a motion-compensated reference image, and a frame memory 1023 for temporarily storing the reference image And the frame memory 10
23 is provided with a motion compensating device 1024 that performs motion compensation on the reference image stored therein with 1/4 pixel accuracy.
【0009】この第3のダウンデコーダでは、DCTブ
ロックの全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て逆離散コサイン変換を行い、高解像度画像から標準解
像度画像として復号する。In the third down decoder, an inverse discrete cosine transform is performed using only low frequency component coefficients among all the coefficients of the DCT block, and a high resolution image is decoded as a standard resolution image.
【0010】ここで、上記第1のダウンデコーダでは、
DCTブロック内の全ての係数に対して逆離散コサイン
変換を行い高解像度画像を復号しているため、高い演算
処理能力の逆離散コサイン変換装置1001と高容量の
フレームメモリ1003とが必要となる。また、上記第
2のダウンデコーダでは、DCTブロック内の係数のう
ち高周波成分を0として離散コサイン変換を行い高解像
度画像を復号しているため、逆離散コサイン変換装置1
011の演算処理能力は低くて良いが、やはり高容量の
フレームメモリ1013が必要となる。これら第1及び
第2のダウンデコーダに対し、第3のダウンデコーダで
は、DCTブロック内の全ての係数うち低周波成分の係
数のみを用いて逆離散コサイン変換をしているため逆離
散コサイン変換装置1021の演算処理能力が低くてよ
く、さらに、標準解像度画像の参照画像を復号している
のでフレームメモリ1023の容量も少なくすることが
できる。Here, in the first down decoder,
Since the inverse discrete cosine transform is performed on all the coefficients in the DCT block to decode the high-resolution image, an inverse discrete cosine transform device 1001 having high arithmetic processing capability and a high-capacity frame memory 1003 are required. Also, in the second down decoder, since the high-frequency component of the coefficients in the DCT block is set to 0 to perform the discrete cosine transform and decode the high-resolution image, the inverse discrete cosine transform device 1
Although the arithmetic processing capacity of 011 may be low, a high-capacity frame memory 1013 is still required. In contrast to the first and second down decoders, the third down decoder performs an inverse discrete cosine transform using only low frequency component coefficients among all the coefficients in the DCT block. The calculation processing capacity of the memory 1021 may be low, and the capacity of the frame memory 1023 can be reduced because the reference image of the standard resolution image is decoded.
【0011】ところで、テレビジョン放送等の動画像の
表示方式には、順次走査方式と飛び越し走査方式とがあ
る。順次走査方式は、フレーム内の全ての画素を同じタ
イミングでサンプリングした画像を、順次表示する表示
方式である。飛び越し走査方式は、フレーム内の画素を
水平方向の1ライン毎に異なるタイミングでサンプリン
グした画像を、交互に表示する表示方式である。By the way, there are a progressive scanning method and an interlaced scanning method as a display method of a moving image such as a television broadcast. The progressive scanning method is a display method for sequentially displaying images obtained by sampling all pixels in a frame at the same timing. The interlaced scanning method is a display method in which images obtained by sampling pixels in a frame at different timings for each line in the horizontal direction are alternately displayed.
【0012】この飛び越し走査方式では、フレーム内の
画素を1ライン毎に異なるタイミングでサンプリングし
た画像のうちの一方を、トップフィールド(第1フィー
ルドともいう。)といい、他方をボトムフィールド(第
2のフィールドともいう。)という。フレームの水平方
向の先頭ラインが含まれる画像がトップフィールドとな
り、フレームの水平方向の2番目のラインが含まれる画
像がボトムフィールドとなる。従って、飛び越し走査方
式では、1つのフレームが2つのフィールドから構成さ
れることとなる。In this interlaced scanning method, one of images obtained by sampling pixels in a frame at different timings for each line is called a top field (also referred to as a first field), and the other is a bottom field (a second field). Field). An image including the first line in the horizontal direction of the frame is a top field, and an image including the second line in the horizontal direction of the frame is a bottom field. Therefore, in the interlaced scanning method, one frame is composed of two fields.
【0013】MEPG2では、飛び越し走査方式に対応
した動画像信号を効率良く圧縮するため、画面の圧縮単
位であるピクチャにフレームを割り当てて符号化するだ
けでなく、ピクチャにフィールドを割り当てて符号化す
ることもできる。In MEPG2, in order to efficiently compress a moving image signal corresponding to the interlaced scanning method, not only a frame is assigned to a picture, which is a unit for compressing a screen, and encoding is performed, but also a field is assigned to the picture and encoded. You can also.
【0014】MPEG2では、ピクチャにフィールドが
割り当てられた場合には、そのビットストリームの構造
をフィールド構造と呼び、ピクチャにフレームが割り当
てられた場合には、そのビットストリームの構造をフレ
ーム構造と呼ぶ。また、フィールド構造では、フィール
ド内の画素からDCTブロックが形成され、フィールド
単位で離散コサイン変換がされる。このフィールド単位
で離散コサイン変換を行う処理モードのことをフィール
ドDCTモードと呼ぶ。また、フレーム構造では、フレ
ーム内の画素からDCTブロックが形成され、フレーム
単位で離散コサイン変換がされる。このフレーム単位で
離散コサイン変換を行う処理モードのことをフレームD
CTモードと呼ぶ。さらに、フィールド構造では、フィ
ールド内の画素からマクロブロックが形成され、フィー
ルド単位で動き予測がされる。このフィールド単位で動
き予測を行う処理モードのことをフィールド動き予測モ
ードと呼ぶ。また、フレーム構造では、フレーム内の画
素からマクロブロックが形成され、フレーム単位で動き
予測がされる。フレーム単位で動き予測を行う処理モー
ドのことをフレーム動き予測モードと呼ぶ。In MPEG2, when a field is assigned to a picture, the structure of the bit stream is called a field structure. When a frame is assigned to a picture, the structure of the bit stream is called a frame structure. In the field structure, a DCT block is formed from the pixels in the field, and the discrete cosine transform is performed for each field. This processing mode for performing the discrete cosine transform on a field basis is called a field DCT mode. In the frame structure, a DCT block is formed from pixels in a frame, and discrete cosine transform is performed on a frame basis. The processing mode in which discrete cosine transform is performed in frame units is referred to as frame D
Called CT mode. Furthermore, in the field structure, a macroblock is formed from the pixels in the field, and motion prediction is performed on a field basis. This processing mode for performing motion prediction in units of fields is called a field motion prediction mode. In the frame structure, a macroblock is formed from pixels in a frame, and motion prediction is performed in frame units. A processing mode in which motion prediction is performed in frame units is called a frame motion prediction mode.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記文献1
に示された第3のダウンデコーダを利用して、飛び越し
走査方式に対応した圧縮画像データを復号する画像復号
装置が、例えば文献「ACompensation Method of Drift
Errors in Scalability」(N.OBIKANE,K.TAHARAand J.Y
ONEMITSU,HDTV Work Shop'93)に提案されている(以
下、この文献を文献2と呼ぶ)。The above-mentioned reference 1
An image decoding apparatus that decodes compressed image data corresponding to the interlaced scanning method using the third down decoder described in “A Compensation Method of Drift”
Errors in Scalability ”(N. OBIKANE, K. TAHARAand JY
ONEMITSU, HDTV Work Shop '93) (this document is hereinafter referred to as Document 2).
【0016】この文献2に示された従来の画像復号装置
は、図51に示すように、高解像度画像をMPEG2で
圧縮したビットストリームが供給され、このビットスト
リームを解析するビットストリーム解析装置1031
と、データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変
長符号化がされたビットストリームを復号する可変長符
号復号装置1032と、DCTブロックの各係数に量子
化ステップを掛ける逆量子化装置1033と、DCTブ
ロックの全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て例えば4×4の逆離散コサイン変換をして標準解像度
画像を復号する縮小逆離散コサイン変換装置1034
と、縮小逆離散コサイン変換がされた標準解像度画像と
動き補償がされた参照画像とを加算する加算装置103
5と、参照画像を一時記憶するフレームメモリ1036
と、フレームメモリ1036が記憶した参照画像に1/
4画素精度で動き補償をする動き補償装置1037とを
備えている。In the conventional image decoding apparatus disclosed in Document 2, as shown in FIG. 51, a bit stream obtained by compressing a high-resolution image by MPEG2 is supplied, and a bit stream analyzing apparatus 1031 for analyzing the bit stream is provided.
A variable-length code decoding device 1032 for decoding a variable-length coded bit stream that allocates a code length according to the frequency of occurrence of data, and an inverse quantization device 1033 for multiplying each coefficient of the DCT block by a quantization step. , A reduced inverse discrete cosine transform device 1034 for decoding a standard resolution image by performing, for example, a 4 × 4 inverse discrete cosine transform using only coefficients of low frequency components among all coefficients of the DCT block.
And an adding device 103 for adding the reduced resolution discrete cosine transformed standard resolution image and the motion compensated reference image
5 and a frame memory 1036 for temporarily storing a reference image
And 1 / in the reference image stored in the frame memory 1036.
A motion compensator 1037 that performs motion compensation with 4-pixel accuracy.
【0017】この文献2に示された従来の画像復号装置
の縮小逆離散コサイン変換装置1034は、DCTブロ
ック内の全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て逆離散コサイン変換をするが、フレームDCTモード
とフィールドDCTモードとで、逆離散コサイン変換を
行う係数の位置が異なっている。The reduced inverse discrete cosine transform device 1034 of the conventional image decoding device shown in Document 2 performs inverse discrete cosine transform using only low frequency component coefficients among all the coefficients in the DCT block. , The positions of the coefficients for performing the inverse discrete cosine transform are different between the frame DCT mode and the field DCT mode.
【0018】具体的には、縮小逆離散コサイン変換装置
1034は、フィールドDCTモードの場合には、図5
2に示すように、DCTブロック内の8×8個のうち、
低域の4×4個の係数のみに逆離散コサイン変換を行
う。それに対し、縮小逆離散コサイン変換装置1034
は、フレームDCTモードの場合には、図53に示すよ
うに、DCTブロック内の8×8個の係数のうち、4×
2個+4×2個の係数のみに逆離散コサイン変換を行
う。Specifically, in the case of the field DCT mode, the reduced inverse discrete cosine transform device 1034
As shown in FIG. 2, of the 8 × 8 blocks in the DCT block,
The inverse discrete cosine transform is performed only on the low frequency 4 × 4 coefficients. In contrast, a reduced inverse discrete cosine transform device 1034
In the frame DCT mode, as shown in FIG. 53, among the 8 × 8 coefficients in the DCT block, 4 ×
Inverse discrete cosine transform is performed only on 2 + 4 × 2 coefficients.
【0019】また、この文献2に示された従来の画像復
号装置の動き補償装置1037は、高解像度画像に対し
て行われた動き予測の情報(動きベクトル)に基づき、
フィールド動き予測モード及びフレーム動き予測モード
のそれぞれに対応した1/4画素精度の動き補償を行
う。すなわち、通常MPEG2では1/2画素精度で動
き補償が行われることが定められているが、高解像度画
像から標準解像度画像を復号する場合には、ピクチャ内
の画素数が1/2に間引かれるため、動き補償装置10
37では動き補償の画素精度を1/4画素精度として動
き補償を行っている。The motion compensating device 1037 of the conventional image decoding device disclosed in Document 2 is based on information (motion vector) of motion prediction performed on a high-resolution image.
Motion compensation with 1/4 pixel accuracy corresponding to each of the field motion prediction mode and the frame motion prediction mode is performed. That is, although it is specified that motion compensation is performed with 1/2 pixel accuracy in MPEG2, the number of pixels in a picture is reduced to 1/2 when decoding a standard resolution image from a high resolution image. The motion compensator 10
At 37, the motion compensation is performed with the pixel accuracy of the motion compensation set to 1/4 pixel accuracy.
【0020】従って、動き補償装置1037では、高解
像度画像に対応した動き補償を行うため、標準解像度の
画像としてフレームメモリ1036に格納された参照画
像の画素に対して線形補間して、1/4画素精度の画素
を生成している。Therefore, the motion compensator 1037 performs linear interpolation on the pixels of the reference image stored in the frame memory 1036 as a standard resolution image to perform motion compensation corresponding to the high resolution image, and Pixels with pixel accuracy are generated.
【0021】具体的に、フィールド動き予測モード及び
フレーム動き予測モードの場合の垂直方向の画素の線形
補間処理を、図54及び図55を用いて説明する。な
お、図面中には、縦方向に垂直方向の画素の位相を示
し、表示画像の各画素が位置する位相を整数で示してい
る。More specifically, the linear interpolation of pixels in the vertical direction in the field motion prediction mode and the frame motion prediction mode will be described with reference to FIGS. In the drawings, the phase of a pixel in the vertical direction is shown in the vertical direction, and the phase at which each pixel of the display image is located is shown by an integer.
【0022】まず、フィールド動き予測モードで動き予
測がされた画像の補間処理について、図54を用いて説
明する。高解像度画像(上位レイヤー)に対しては、図
54(a)に示すように、各フィールドそれぞれ独立
に、1/2画素精度で動き補償がされる。これに対し、
標準解像度画像(下位レイヤー)に対しては、図54
(b)に示すように、整数精度の画素に基づきフィール
ド内で線形補間をして、垂直方向に1/4画素、1/2
画素、3/4画素分の位相がずれた画素を生成し、動き
補償がされる。すなわち、標準解像度画像(下位レイヤ
ー)では、トップフィールドの整数精度の各画素に基づ
きトップフィールドの1/4画素精度の各画素が線形補
間により生成され、ボトムフィールドの整数精度の各画
素に基づきボトムフィールドの1/4画素精度の各画素
が線形補間により生成される。例えば、垂直方向の位相
が0の位置にあるトップフィールドの画素の値をa、垂
直方向の位相が1の位置にあるトップフィールドの画素
の値をbとする。この場合、垂直方向の位相が1/4の
位置にあるトップフィールドの画素は(3a+b)/4
となり、垂直方向の位相が1/2の位置にあるトップフ
ィールドの画素は(a+b)/2となり、垂直方向の位
相が3/4の位置にあるトップフィールドの画素は(a
+3b)/4となる。First, an interpolation process for an image for which motion prediction has been performed in the field motion prediction mode will be described with reference to FIG. For the high-resolution image (upper layer), as shown in FIG. 54 (a), motion compensation is performed with half-pixel accuracy independently for each field. In contrast,
For the standard resolution image (lower layer), FIG.
As shown in (b), linear interpolation is performed in the field based on the integer-precision pixels, and 1/4 pixels and 1/2
Pixels whose pixels are shifted in phase by 3/4 pixel are generated, and motion compensation is performed. That is, in the standard resolution image (lower layer), each pixel of 1/4 pixel precision of the top field is generated by linear interpolation based on each pixel of integer precision of the top field, and the bottom is generated based on each pixel of integer precision of the bottom field. Each pixel with 1/4 pixel precision of the field is generated by linear interpolation. For example, assume that the value of the pixel in the top field at the position where the vertical phase is 0 is a, and the value of the pixel of the top field at the position where the vertical phase is 1 is b. In this case, the pixel of the top field whose vertical phase is 1/4 is (3a + b) / 4.
And the top-field pixel whose vertical phase is 1/2 is (a + b) / 2, and the top-field pixel whose vertical phase is 3/4 is (a
+ 3b) / 4.
【0023】続いて、フレーム動き予測モードで動き予
測がされた画像の補間処理について、図55を用いて説
明する。高解像度画像(上位レイヤー)に対しては、図
55(a)に示すように、各フィールド間で補間処理が
され、すなわち、ボトムフィールドとトップフィールド
との間で補間処理がされ、1/2画素精度で動き補償が
される。標準解像度画像(下位レイヤー)に対しては、
図55(b)に示すように、トップフィールド及びボト
ムフィールドの2つのフィールドの整数精度の各画素に
基づき、垂直方向に1/4画素、1/2画素、3/4画
素分の位相がずれた画素が線形補間により生成され、動
き補償がされる。例えば、垂直方向の位相が−1の位置
にあるボトムフィールドの画素の値をa、垂直方向の位
相が0の位置にあるトップフィールドの画素の値をb、
垂直方向の位相が1の位置にあるボトムフィールドの画
素の値をc、垂直方向の位相が2の位置にあるトップフ
ィールドの画素の値をd、垂直方向の位相が3の位置に
あるボトムフィールドの画素の値をeとする。この場
合、垂直方向の位相が0〜2の間にある1/4画素精度
の各画素は、以下のように求められる。Next, an interpolation process of an image for which motion prediction has been performed in the frame motion prediction mode will be described with reference to FIG. For the high-resolution image (upper layer), as shown in FIG. 55A, interpolation processing is performed between fields, that is, interpolation processing is performed between the bottom field and the top field. Motion compensation is performed with pixel accuracy. For standard resolution images (lower layers)
As shown in FIG. 55 (b), the phases are shifted by 1/4 pixel, 1/2 pixel, and 3/4 pixel in the vertical direction based on the integer precision pixels of the two fields of the top field and the bottom field. The generated pixels are generated by linear interpolation, and motion compensation is performed. For example, the value of the pixel of the bottom field at the position where the vertical phase is −1 is a, the value of the pixel of the top field at the position where the vertical phase is 0 is b,
The value of the pixel of the bottom field whose vertical phase is 1 is c, the value of the pixel of the top field whose vertical phase is 2 is d, the bottom field whose vertical phase is 3 Let the value of the pixel of e be e. In this case, each pixel with a quarter-pixel accuracy whose vertical phase is between 0 and 2 is obtained as follows.
【0024】垂直方向の位相が1/4の位置にある画素
は(a+4b+3c)/8となる。垂直方向の位相が1
/2の位置にある画素は(a+3c)/4となる。垂直
方向の位相が3/4の位置にある画素は(a+2b+3
c+2d)/8となる。垂直方向の位相が5/4の位置
にある画素は(2b+3c+2d+e)/8となる。垂
直方向の位相が3/2の位置にある画素は(3c+e)
/4となる。垂直方向の位相が7/4の位置にある画素
は(3c+4d+e)/8となる。The pixel whose vertical phase is 1/4 is (a + 4b + 3c) / 8. Vertical phase is 1
The pixel at the position of / 2 is (a + 3c) / 4. A pixel having a vertical phase of 3/4 is (a + 2b + 3
c + 2d) / 8. A pixel having a vertical phase of 5/4 is (2b + 3c + 2d + e) / 8. The pixel whose vertical phase is 3/2 is (3c + e)
/ 4. A pixel having a vertical phase of 7/4 is (3c + 4d + e) / 8.
【0025】以上のように上記文献2に示された従来の
画像復号装置は、飛び越し走査方式に対応した高解像度
画像の圧縮画像データを、標準解像度画像データに復号
することができる。As described above, the conventional image decoding apparatus disclosed in the above-mentioned document 2 can decode compressed image data of a high-resolution image compatible with the interlaced scanning method into standard-resolution image data.
【0026】しかしながら、上記文献2に示された従来
の画像復号装置では、フィールドDCTモードで得られ
る標準解像度画像の各画素と、フレームDCTモードで
得られる標準解像度の各画素との位相がずれる。具体的
には、フィールドDCTモードでは、図56に示すよう
に、下位レイヤーのトップフィールドの各画素の垂直方
向の位相が1/2、5/2・・・となり、下位レイヤー
のボトムフィールドの各画素の垂直方向の位相が1、3
・・・となる。それに対して、フレームDCTモードで
は、図57に示すように、下位レイヤーのトップフィー
ルドの各画素の垂直方向の位相が0、2・・・となり、
下位レイヤーのボトムフィールドの各画素の垂直方向の
位相が1、3・・・となる。そのため、位相が異なる画
像がフレームメモリ1036に混在し、出力する画像の
画質が劣化する。However, in the conventional image decoding apparatus disclosed in the above document 2, the phase of each pixel of the standard resolution image obtained in the field DCT mode is shifted from the phase of each pixel of the standard resolution obtained in the frame DCT mode. Specifically, in the field DCT mode, as shown in FIG. 56, the vertical phase of each pixel in the top field of the lower layer is 1/2, 5/2,. The vertical phase of the pixel is 1, 3
... On the other hand, in the frame DCT mode, as shown in FIG. 57, the vertical phase of each pixel in the top field of the lower layer is 0, 2,.
The vertical phase of each pixel in the bottom field of the lower layer is 1, 3,.... Therefore, images having different phases are mixed in the frame memory 1036, and the image quality of the output image is deteriorated.
【0027】また、上記文献2に示された従来の画像復
号装置では、フィールド動き予測モードとフレーム動き
予測モードとで位相ずれの補正がされていない。そのた
め、出力する画像の画質が劣化する。Further, in the conventional image decoding apparatus disclosed in the above reference 2, the phase shift is not corrected between the field motion prediction mode and the frame motion prediction mode. Therefore, the image quality of the output image deteriorates.
【0028】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、飛び越し走査画像が有するインタレース
性を損なうことなくフィールド直交変換モードとフレー
ム直交変換モードとによる画素の位相ずれをなくすこと
が可能な高解像度画像の圧縮画像データから標準解像度
の画像データを復号する画像復号装置及び画像復号方法
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and eliminates a pixel phase shift between a field orthogonal transform mode and a frame orthogonal transform mode without impairing the interlacing property of an interlaced image. It is an object of the present invention to provide an image decoding device and an image decoding method for decoding standard resolution image data from compressed image data of a high resolution image that is capable of decoding.
【0029】[0029]
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像復号装
置は、所定の画素ブロック(マクロブロック)単位で動
き予測をすることによる予測符号化、及び、所定の画素
ブロック(直交変換ブロック)単位で直交変換をするこ
とによる圧縮符号化をした第1の解像度の圧縮画像デー
タから、上記第1の解像度より低い第2の解像度の動画
像データを復号する画像復号装置であって、直交変換が
された上記圧縮画像データの直交変換ブロックの各係数
のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をする逆直
交変換手段と、上記逆直交変換手段により逆直交変換が
された圧縮画像データと動き補償がされた参照画像デー
タとを加算して、第2の解像度の動画像データを出力す
る加算手段と、上記加算手段から出力される動画像デー
タを参照画像データとして記憶する記憶手段と、上記記
憶手段が記憶している参照画像データのマクロブロック
に対して動き補償をする動き補償手段とを備え、上記逆
直交変換手段は、直交変換ブロックの係数が基底ベクト
ルである場合には、この直交変換ブロックの全周波数成
分の係数を逆直交変換した結果得られる曲線に対して、
同一曲線上の位相の低周波数成分の逆直交変換係数を用
いて、逆直交変換をすることを特徴とする。According to the present invention, there is provided an image decoding apparatus comprising: predictive coding by performing motion prediction on a predetermined pixel block (macroblock) basis; and a predetermined pixel block (orthogonal transform block) unit. An image decoding apparatus for decoding moving image data having a second resolution lower than the first resolution from compressed image data having a first resolution which has been compression-encoded by performing an orthogonal transformation in Inverse orthogonal transform means for performing inverse orthogonal transform on the coefficients of the low frequency components among the coefficients of the orthogonal transform block of the compressed image data, and compressed image data subjected to inverse orthogonal transform by the inverse orthogonal transform means. Adding means for adding the motion-compensated reference image data to output moving image data of the second resolution; and adding the moving image data output from the adding means to the reference image data. And a motion compensation unit for performing motion compensation on the macroblock of the reference image data stored in the storage unit. The inverse orthogonal transform unit includes: In the case of, for the curve obtained as a result of inverse orthogonal transformation of the coefficients of all frequency components of this orthogonal transformation block,
The inverse orthogonal transform is performed using the inverse orthogonal transform coefficient of the low-frequency component having the phase on the same curve.
【0030】この画像復号装置では、直交変換ブロック
の係数が基底ベクトルである場合には、この直交変換ブ
ロックの全周波数成分の係数を逆直交変換した結果得ら
れる曲線に対して、同一曲線上の位相の低周波数成分の
逆直交変換係数を用いて、直交変換ブロックの各係数の
うち低周波成分の係数に対して逆直交変換をする。そし
て、この画像復号装置では、この基底ベクトル成分を保
持した、第1の解像度より低い第2の解像度の動画像デ
ータを出力する。In the image decoding apparatus, when the coefficients of the orthogonal transform block are base vectors, the curve obtained by inverse orthogonal transforming the coefficients of all the frequency components of the orthogonal transform block is on the same curve. Using the inverse orthogonal transform coefficient of the low frequency component of the phase, the inverse orthogonal transform is performed on the coefficient of the low frequency component among the coefficients of the orthogonal transform block. Then, the image decoding apparatus outputs moving image data having a second resolution lower than the first resolution and holding the basis vector components.
【0031】本発明に係る画像復号方法は、所定の画素
ブロック(マクロブロック)単位で動き予測をすること
による予測符号化、及び、所定の画素ブロック(直交変
換ブロック)単位で直交変換をすることによる圧縮符号
化をした第1の解像度の圧縮画像データから、上記第1
の解像度より低い第2の解像度の動画像データを復号す
る画像復号方法であって、直交変換がされた上記圧縮画
像データの直交変換ブロックの各係数のうち低周波成分
の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換がされた圧
縮画像データと動き補償がされた参照画像データとを加
算し、加算して得られた動画像データを参照画像データ
として記憶し、記憶している参照画像データのマクロブ
ロックに対して動き補償をし、直交変換ブロックの係数
が基底ベクトルである場合には、この直交変換ブロック
の全周波数成分の係数を逆直交変換した結果得られる曲
線に対して、同一曲線上の位相の低周波数成分の逆直交
変換係数を用いて、逆直交変換をすることを特徴とす
る。In the image decoding method according to the present invention, predictive coding is performed by performing motion prediction on a predetermined pixel block (macroblock) basis, and orthogonal transform is performed on a predetermined pixel block (orthogonal transform block) basis. From the compressed image data of the first resolution, which has been compression-encoded by
An image decoding method for decoding moving image data of a second resolution lower than the resolution of the compressed image data subjected to the orthogonal orthogonal transformation. Transform, add the compressed image data subjected to the inverse orthogonal transform, and the motion-compensated reference image data, store the obtained moving image data as reference image data, and store the stored reference image. When motion compensation is performed on a macroblock of data and the coefficients of the orthogonal transform block are base vectors, the same curve is obtained as a result of inverse orthogonal transform of the coefficients of all frequency components of the orthogonal transform block. The inverse orthogonal transform is performed using an inverse orthogonal transform coefficient of a low-frequency component having a phase on a curve.
【0032】この画像復号方法では、直交変換ブロック
の係数が基底ベクトルである場合には、この直交変換ブ
ロックの全周波数成分の係数を逆直交変換した結果得ら
れる曲線に対して、同一曲線が得られる位相の低周波数
成分の逆直交変換係数を用いて、直交変換ブロックの各
係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をす
る。そして、この画像復号方法では、この基底ベクトル
成分を保持した、第1の解像度より低い第2の解像度の
動画像データを出力する。In this image decoding method, when the coefficients of the orthogonal transform block are basis vectors, the same curve is obtained as the curve obtained as a result of inverse orthogonal transform of the coefficients of all frequency components of the orthogonal transform block. Using the inverse orthogonal transform coefficient of the low frequency component of the obtained phase, the inverse orthogonal transform is performed on the coefficient of the low frequency component among the coefficients of the orthogonal transform block. Then, in this image decoding method, moving image data having a second resolution lower than the first resolution and holding the base vector component is output.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態とし
て、本発明を適用した画像復号装置について、図面を参
照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image decoding apparatus to which the present invention is applied will be described as an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
【0034】(第1の実施の形態)まず、本発明の第1
の実施の形態の画像復号装置について説明する。(First Embodiment) First, the first embodiment of the present invention will be described.
The image decoding apparatus according to the embodiment will be described.
【0035】図1に示すように、本発明の第1の実施の
形態の画像復号装置10は、垂直方向の有効ライン数が
例えば1152本の高解像度画像をMPEG2で画像圧
縮したビットストリームが入力され、この入力されたビ
ットストリームを復号するとともに1/2の解像度に縮
小して、垂直方向の有効ライン数が例えば576本の標
準解像度画像を出力する装置である。As shown in FIG. 1, the image decoding apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention receives a bit stream obtained by compressing a high-resolution image having 1152 effective lines in the vertical direction by MPEG2. Then, this device decodes the input bit stream and reduces it to half the resolution, and outputs a standard resolution image having 576 effective lines in the vertical direction, for example.
【0036】なお、以下、本発明の実施の形態の説明を
するにあたり、高解像度画像のことを上位レイヤーとも
呼び、標準解像度画像のことを下位レイヤーとも呼ぶも
のとする。また、通常、8×8の離散コサイン係数を有
するDCTブロックを逆離散コサイン変換した場合8×
8の画素から構成される復号データを得ることができる
が、例えば、8×8の離散コサイン係数を復号して4×
4の画素から構成される復号データを得るような、逆離
散コサイン変換をするとともに解像度を縮小する処理
を、縮小逆離散コサイン変換という。In the description of the embodiments of the present invention, a high-resolution image is also called an upper layer, and a standard-resolution image is also called a lower layer. Normally, when a DCT block having 8 × 8 discrete cosine coefficients is subjected to inverse discrete cosine transform, 8 × 8
Although it is possible to obtain decoded data composed of 8 pixels, for example, by decoding an 8 × 8 discrete cosine coefficient, 4 ×
The process of performing inverse discrete cosine transform and reducing the resolution to obtain decoded data composed of four pixels is called reduced inverse discrete cosine transform.
【0037】この画像復号装置10は、圧縮された高解
像度画像のビットストリームが供給され、このビットス
トリームを解析するビットストリーム解析装置11と、
データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変長符
号化がされた上記ビットストリームを復号する可変長符
号復号装置12と、DCTブロックの各係数に量子化ス
テップを掛ける逆量子化装置13とを備えている。The image decoding apparatus 10 is supplied with a bit stream of a compressed high-resolution image, and analyzes the bit stream with a bit stream analyzing apparatus 11.
A variable-length code decoding device 12 that decodes the bit stream that has been subjected to the variable-length coding that assigns a code length according to the frequency of occurrence of data, and an inverse quantization device 13 that applies a quantization step to each coefficient of the DCT block. Have.
【0038】また、この画像復号装置10は、フィール
ドDCTモードで離散コサイン変換がされ基底ベクトル
でないDCTブロックに対して縮小逆離散コサイン変換
をして標準解像度画像を生成するフィールドモード用縮
小逆離散コサイン変換装置14と、フレームDCTモー
ドで離散コサイン変換がされ基底ベクトルでないDCT
ブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして標準解
像度画像を生成するフレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置15と、縮小逆離散コサイン変換がされた標
準解像度画像と動き補償がされた参照画像とを加算する
加算装置16と、参照画像を一時記憶するフレームメモ
リ17と、フレームメモリ17が記憶した参照画像にフ
ィールド動き予測モードに対応した動き補償をするフィ
ールドモード用動き補償装置18と、フレームメモリ1
7が記憶した参照画像にフレーム動き予測モードに対応
した動き補償をするフレームモード用動き補償装置19
と、フレームメモリ17が記憶した画像に対してポスト
フィルタリングをすることにより、画枠変換をするとと
もに画素の位相ずれを補正してテレビジョンモニタ等に
表示するための標準解像度の画像データを出力する画枠
変換・位相ずれ補正装置20とを備えている。Further, the image decoding apparatus 10 performs a reduced inverse discrete cosine transform for a field mode to generate a standard resolution image by performing a reduced inverse discrete cosine transform on a DCT block which has been subjected to a discrete cosine transform in a field DCT mode and is not a base vector. A DCT that is a discrete cosine transform in the frame DCT mode and is not a base vector
A reduced inverse discrete cosine transform device 15 for frame mode that performs reduced inverse discrete cosine transform on a block to generate a standard resolution image, a standard resolution image subjected to reduced inverse discrete cosine transform, and a motion-compensated reference image. , A frame memory 17 for temporarily storing a reference image, a field mode motion compensator 18 for performing motion compensation corresponding to the field motion prediction mode on the reference image stored in the frame memory 17, and a frame memory. 1
7. A frame mode motion compensator 19 that performs motion compensation corresponding to the frame motion prediction mode on the reference image stored by
By performing post-filtering on the image stored in the frame memory 17, the image frame is converted, the phase shift of the pixel is corrected, and standard resolution image data to be displayed on a television monitor or the like is output. An image frame conversion / phase shift correction device 20 is provided.
【0039】また、この画像復号装置10は、逆量子化
装置13により量子化ステップを掛けられたDCTブロ
ックの係数が基底ベクトルとなっているかどうかを判別
する基底ベクトル判別装置21と、フィールドDCTモ
ードで離散コサイン変換がされ基底ベクトルであるDC
Tブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして標準
解像度画像を生成するフィールドモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置22と、フレームDCTモ
ードで離散コサイン変換がされ基底ベクトルであるDC
Tブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして標準
解像度画像を生成するフレームモード用基底ベクトル縮
小逆離散コサイン変換装置23とを備えている。The image decoding apparatus 10 further includes a basis vector discriminating apparatus 21 for discriminating whether or not the coefficients of the DCT block which have been subjected to the quantization step by the inverse quantization apparatus 13 are base vectors, and a field DCT mode. Is a discrete cosine transform and is a base vector DC
A field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 for performing a reduced inverse discrete cosine transform on a T block to generate a standard resolution image, and a DC which is a basis vector subjected to a discrete cosine transform in a frame DCT mode.
And a frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 that performs reduced inverse discrete cosine transform on the T block to generate a standard resolution image.
【0040】フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置14は、入力されたビットストリームのマクロブ
ロックが、フィールドDCTモードで離散コサイン変換
され且つマクロブロック内のDCTブロックが基底ベク
トルではない場合に用いられる。フィールドモード用縮
小逆離散コサイン変換装置14は、フィールドDCTモ
ードで離散コサイン変換がされたマクロブロック内の8
×8個の係数が示されたDCTブロックに対して、図5
2で示したような、低域の4×4の係数のみに逆離散コ
サイン変換を行う。すなわち、水平方向及び垂直方向の
低域の4点の離散コサイン係数に基づき縮小逆離散コサ
イン変換を行う。このフィールドモード用縮小逆離散コ
サイン変換装置14では、以上のような縮小逆離散コサ
イン変換を行うことにより、1つのDCTブロックが4
×4の画素から構成される標準解像度画像を復号するこ
とができる。この復号された画像データの各画素の位相
は、図2に示すように、トップフィールドの各画素の垂
直方向の位相が1/2、5/2・・・となり、ボトムフ
ィールドの各画素の垂直方向の位相が1、3・・・とな
る。すなわち、復号された下位レイヤーのトップフィー
ルドでは、先頭画素(位相が1/2の画素)の位相が上
位レイヤーのトップフィールドの先頭から1番目と2番
目の画素(位相が0と2の画素)の中間位相となり、先
頭から2番目の画素(位相が5/2の画素)の位相が上
位レイヤーのトップフィールドの先頭から3番目と4番
目の画素(位相が4と6の画素)の中間位相となる。ま
た、復号された下位レイヤーのボトムフィールドでは、
先頭画素(位相が1の画素)の位相が上位レイヤーのボ
トムフィールドの先頭から1番目と2番目の画素(位相
が1と3の画素)の中間位相となり、先頭から2番目の
画素(位相が3の画素)の位相が上位レイヤーのボトム
フィールドの先頭から3番目と4番目の画素(位相が5
と7の画素)の中間位相となる。The field mode reduced inverse discrete cosine transform unit 14 is used when a macroblock of an input bit stream is subjected to discrete cosine transform in the field DCT mode and a DCT block in the macroblock is not a base vector. The field mode reduced inverse discrete cosine transform unit 14 converts the 8 bits in the macroblock subjected to the discrete cosine transform in the field DCT mode.
For a DCT block showing × 8 coefficients, FIG.
2, inverse discrete cosine transform is performed only on the low-frequency 4 × 4 coefficients. That is, the reduced inverse discrete cosine transform is performed based on the discrete cosine coefficients of the four points in the horizontal and vertical low ranges. In the field mode reduced inverse discrete cosine transform device 14, by performing the reduced inverse discrete cosine transform as described above, one DCT block becomes 4 DCT blocks.
A standard resolution image composed of × 4 pixels can be decoded. As shown in FIG. 2, the phase of each pixel in the decoded image data is such that the vertical phase of each pixel in the top field is 1/2, 5/2,. The phases in the directions are 1, 3,.... That is, in the decoded top field of the lower layer, the phase of the first pixel (pixel having a phase of 1 /) is the first and second pixels (pixels of phase 0 and 2) from the top of the top field of the upper layer. And the phase of the second pixel from the top (pixel with a phase of 5/2) is the intermediate phase of the third and fourth pixels from the top of the top field of the upper layer (pixels with phases 4 and 6) Becomes In the bottom field of the decoded lower layer,
The phase of the first pixel (pixel with phase 1) is the intermediate phase between the first and second pixels (pixels with phases 1 and 3) from the top of the bottom field of the upper layer, and the second pixel from the top (phase is 1). The third and fourth pixels (phase 5) from the top of the bottom field of the upper layer
And 7 pixels).
【0041】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置15は、入力されたビットストリームのマクロブロ
ックが、フレームDCTモードで離散コサイン変換され
且つマクロブロック内のDCTブロックが基底ベクトル
ではない場合に用いられる。フレームモード用縮小逆離
散コサイン変換装置15は、フレームDCTモードで離
散コサイン変換がされたマクロブロック内の8×8個の
係数が示されたDCTブロックに対して、縮小逆離散コ
サイン変換を行う。そして、フレームモード用縮小逆離
散コサイン変換装置15では、1つのDCTブロックが
4×4の画素から構成される解像度画像を復号するとと
もに、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置
14で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相の
画像を生成する。すなわち、フレームモード用縮小逆離
散コサイン変換装置15で復号された画像データの各画
素の位相は、図2に示すように、トップフィールドの各
画素の垂直方向の位相が1/2、5/2・・・となり、
ボトムフィールドの各画素の垂直方向の位相が1、3・
・・となる。The frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15 is used when a macroblock of an input bit stream is subjected to discrete cosine transform in a frame DCT mode and a DCT block in the macroblock is not a base vector. The frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15 performs reduced inverse discrete cosine transform on a DCT block indicating 8 × 8 coefficients in a macroblock subjected to discrete cosine transform in the frame DCT mode. The reduced inverse discrete cosine transform unit 15 for frame mode decodes a resolution image in which one DCT block is composed of 4 × 4 pixels, and also outputs the standard resolution generated by the reduced inverse discrete cosine transform unit 14 for field mode. An image having the same phase as the phase of the pixel of the image is generated. In other words, as shown in FIG. 2, the vertical phase of each pixel of the top field is 2, 5/2, as shown in FIG. ...
The vertical phase of each pixel in the bottom field is 1, 3,
・ ・
【0042】なお、このフレームモード用縮小逆離散コ
サイン変換装置15の処理については、その詳細を後述
する。The processing of the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15 will be described later in detail.
【0043】フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離
散コサイン変換装置22は、入力されたビットストリー
ムのマクロブロックが、フィールドDCTモードで離散
コサイン変換され且つマクロブロック内のDCTブロッ
クが基底ベクトルである場合に用いられる。フィールド
モード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置22
は、フィールドDCTモードで離散コサイン変換がされ
たマクロブロック内の8×8個の係数が示されたDCT
ブロックに対して、このDCTブロックの全周波数成分
の係数を逆離散コサイン変換した結果得られるコサイン
曲線上の位相の逆離散コサイン係数を用いて、水平方向
と垂直方向の2次元行列乗算処理を行う。このフィール
ドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置2
2では、このような2次元行列演算処理を行うことによ
り、1つのDCTブロックが4×4の画素から構成され
る標準解像度画像を復号することができる。この復号さ
れた画像データの各画素の位相は、図2に示すように、
トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が1/2、
5/2・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直
方向の位相が1、3・・・となる。The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 is used when the macroblock of the input bit stream is subjected to discrete cosine transform in the field DCT mode and the DCT block in the macroblock is a basis vector. Can be Field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22
Is a DCT showing 8 × 8 coefficients in a macroblock subjected to discrete cosine transform in the field DCT mode
The block is subjected to a two-dimensional matrix multiplication process in the horizontal and vertical directions using the inverse discrete cosine coefficient of the phase on the cosine curve obtained as a result of inverse discrete cosine transform of the coefficients of all frequency components of the DCT block. . This field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 2
In No. 2, by performing such a two-dimensional matrix operation, a standard resolution image in which one DCT block is composed of 4 × 4 pixels can be decoded. The phase of each pixel of the decoded image data is as shown in FIG.
The vertical phase of each pixel in the top field is 1/2,
.., And the vertical phase of each pixel in the bottom field is 1, 3,.
【0044】なお、このフィールドモード用基底ベクト
ル縮小逆離散コサイン変換装置22により処理される2
次元行列については、その詳細を後述する。The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 processes 2
Details of the dimensional matrix will be described later.
【0045】フレームモード用基底ベクトル縮小逆離散
コサイン変換装置23は、入力されたビットストリーム
のマクロブロックが、フレームDCTモードで離散コサ
イン変換され且つマクロブロック内のDCTブロックが
基底ベクトルである場合に用いられる。フレームモード
用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置23は、フ
レームDCTモードで離散コサイン変換がされたマクロ
ブロック内の8×8個の係数が示されたDCTブロック
に対して、フィールドDCTモードで離散コサイン変換
がされたマクロブロック内の8×8個の係数が示された
DCTブロックに対して、このDCTブロックの全周波
数成分の係数を逆離散コサイン変換した結果得られるコ
サイン曲線上の位相の逆離散コサイン係数を用いて、水
平方向と垂直方向の2次元行列乗算処理を行う。このフ
ィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換
装置22では、このような2次元行列演算処理を行うこ
とにより、1つのDCTブロックが4×4の画素から構
成される標準解像度画像を復号することができる。この
復号された画像データの各画素の位相は、図2に示すよ
うに、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が1
/2、5/2・・・となり、ボトムフィールドの各画素
の垂直方向の位相が1、3・・・となる。The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 is used when the macroblock of the input bit stream is subjected to discrete cosine transform in the frame DCT mode and the DCT block in the macroblock is a basis vector. Can be The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 performs discrete cosine transform in a field DCT mode on a DCT block in which 8 × 8 coefficients in a macroblock subjected to discrete cosine transform in a frame DCT mode are indicated. Inverse discrete phase of the cosine curve obtained as a result of performing inverse discrete cosine transform of the coefficients of all the frequency components of the DCT block indicating the 8 × 8 coefficients in the transformed macroblock. Using the cosine coefficient, a two-dimensional matrix multiplication process in the horizontal and vertical directions is performed. The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22 can decode a standard resolution image in which one DCT block is composed of 4 × 4 pixels by performing such a two-dimensional matrix operation. it can. As shown in FIG. 2, the phase of each pixel of the decoded image data is 1 in the vertical direction of each pixel of the top field.
.., 5/2,..., And the vertical phase of each pixel in the bottom field becomes 1, 3,.
【0046】なお、このフレームモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置23により処理される2次
元行列については、その詳細を後述する。The details of the two-dimensional matrix processed by the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 will be described later.
【0047】基底ベクトル判別装置21は、逆量子化装
置13により量子化ステップを掛けられたDCTブロッ
クの係数が基底ベクトルとなっているかどうかを判別す
る。基底ベクトル判別装置21により判別した結果、D
CTブロックの係数が基底ベクトルでない場合には、逆
量子化装置13により量子化ステップを掛けられたDC
Tブロックを、フィールドモード用縮小逆離散コサイン
変換装置14或いはフレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置15に供給する。また、DCTブロックの係
数が基底ベクトルである場合には、逆量子化装置13に
より量子化ステップを掛けられたDCTブロックを、フ
ィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換
装置22或いはフレームモード用基底ベクトル縮小逆離
散コサイン変換装置23に供給する。The basis vector discriminating device 21 decides whether or not the coefficient of the DCT block subjected to the quantization step by the inverse quantization device 13 is a basis vector. As a result of the discrimination by the basis vector discriminating device 21, D
If the coefficient of the CT block is not a base vector, the DC quantized by the inverse quantizer 13
The T block is supplied to the field mode reduced inverse discrete cosine transform device 14 or the frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15. If the coefficients of the DCT block are basis vectors, the DCT block that has been subjected to the quantization step by the inverse quantization unit 13 is converted into the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 or the frame mode basis vector. It is supplied to the reduced inverse discrete cosine transform unit 23.
【0048】なお、この判別内容については、その詳細
を後述する。The details of this determination will be described later.
【0049】加算装置16は、フィールドモード用縮小
逆離散コサイン変換装置14、フレームモード用縮小逆
離散コサイン変換装置15、フィールドモード用基底ベ
クトル縮小逆離散コサイン変換装置22又はフレームモ
ード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置23に
より縮小逆離散コサイン変換されたマクロブロックがイ
ントラ画像の場合には、そのイントラ画像をそのままフ
レームメモリ17に格納する。また、加算装置16は、
フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置14、
フレームモード用縮小逆離散コサイン変換装置15、フ
ィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換
装置22又はフレームモード用基底ベクトル縮小逆離散
コサイン変換装置23により縮小逆離散コサイン変換さ
れたマクロブロックがインター画像である場合には、そ
のインター画像に、フィールドモード用動き補償装置1
8或いはフレームモード用動き補償装置19により動き
補償がされた参照画像を合成して、フレームメモリ17
に格納する。The adder 16 includes a field mode reduced inverse discrete cosine transform device 14, a frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15, a field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22, or a frame mode basis vector reduced inverse cosine transform device. If the macroblock subjected to the inverse inverse discrete cosine transform by the discrete cosine transform unit 23 is an intra image, the intra image is stored in the frame memory 17 as it is. Further, the adding device 16
Field mode reduced inverse discrete cosine transform device 14,
The macroblock subjected to the reduced inverse discrete cosine transform by the frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15, the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22, or the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 23 is an inter image. In some cases, the motion compensation device for field mode 1
8 or a reference image which has been motion-compensated by the frame mode motion compensator 19, and
To be stored.
【0050】フィールドモード用動き補償装置18は、
マクロブロックの動き予測モードがフィールド動き予測
モードの場合に用いられる。フィールドモード用動き補
償装置18は、フレームメモリ17に記憶されている標
準解像度画像の参照画像に対して、トップフィールドと
ボトムフィールドとの間の位相ずれ成分を考慮した形で
1/4画素精度で補間処理を行い、フィールド動き予測
モードに対応した動き補償をする。このフィールドモー
ド用動き補償装置18により動き補償がされた参照画像
は、加算装置16に供給され、インター画像に合成され
る。The field mode motion compensator 18
This is used when the motion prediction mode of the macroblock is the field motion prediction mode. The field mode motion compensator 18 is configured to obtain a reference image of a standard resolution image stored in the frame memory 17 with 1/4 pixel accuracy in consideration of a phase shift component between a top field and a bottom field. Interpolation processing is performed to perform motion compensation corresponding to the field motion prediction mode. The reference image which has been motion-compensated by the field mode motion compensator 18 is supplied to the adder 16 and is synthesized with the inter image.
【0051】フレームモード用動き補償装置19は、マ
クロブロックの動き予測モードがフレーム動き予測モー
ドの場合に用いられる。フレームモード用動き補償装置
19は、フレームメモリ17に記憶されている標準解像
度画像の参照画像に対して、トップフィールドとボトム
フィールドとの間の位相ずれ成分を考慮した形で1/4
画素精度で補間処理を行い、フレーム動き予測モードに
対応した動き補償をする。このフレームモード用動き補
償装置19により動き補償がされた参照画像は、加算装
置16に供給され、インター画像に合成される。The frame mode motion compensator 19 is used when the macroblock motion prediction mode is the frame motion prediction mode. The frame-mode motion compensator 19 is configured to perform a 4 of a reference image of a standard resolution image stored in the frame memory 17 in consideration of a phase shift component between a top field and a bottom field.
Interpolation processing is performed with pixel accuracy, and motion compensation corresponding to the frame motion prediction mode is performed. The reference image which has been motion-compensated by the frame mode motion compensator 19 is supplied to the adder 16 and is synthesized with the inter image.
【0052】画枠変換・位相ずれ補正装置20は、フレ
ームメモリ17が記憶した標準解像度の参照画像或いは
加算装置16が合成した画像が供給され、この画像をポ
ストフィルタリングにより、トップフィールドとボトム
フィールドとの間の位相ずれ成分を補正するとともに画
枠を標準解像度のテレビジョンの規格に合致するように
変換する。すなわち、画枠変換・位相ずれ補正装置20
は、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が1/
2、5/2・・・となり、ボトムフィールドの各画素の
垂直方向の位相が1、3・・・となる標準解像度画像
を、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が0、
2、4・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直
方向の位相が1、3、5・・・となるように補正する。
また、画枠変換・位相ずれ補正装置20は、高解像度の
テレビジョン規格の画枠を、1/4に縮小して標準解像
度のテレビジョン規格の画枠に変換する。The image frame conversion / phase shift correction device 20 is supplied with a standard resolution reference image stored in the frame memory 17 or an image synthesized by the addition device 16, and this image is subjected to post-filtering to form a top field and a bottom field. Is corrected, and the image frame is converted so as to conform to the standard of the television having the standard resolution. That is, the image frame conversion / phase shift correction device 20
Is that the vertical phase of each pixel in the top field is 1 /
The standard resolution image in which the vertical phase of each pixel in the bottom field is 1, 3... And the vertical phase of each pixel in the top field is 0,
Are corrected so that the vertical phase of each pixel in the bottom field becomes 1, 3, 5,.
In addition, the image frame conversion / phase shift correction device 20 reduces the image frame of the high-resolution television standard to 1/4 and converts the image frame to the image frame of the standard resolution television standard.
【0053】本発明の第1の形態の画像復号装置10で
は、以上のような構成を有することにより、高解像度画
像をMPEG2で画像圧縮したビットストリームを、復
号するとともに解像度を1/2に縮小して、標準解像度
画像を出力することができる。The image decoding apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention has the above-described configuration, thereby decoding a bit stream obtained by compressing a high-resolution image by MPEG2 and reducing the resolution to half. Thus, a standard resolution image can be output.
【0054】つぎに、上記フレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置15の処理内容について、さらに詳細
に説明する。Next, the processing contents of the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15 will be described in more detail.
【0055】なお、このフレームモード用縮小逆離散コ
サイン変換装置15では、以下に説明する1ブロック処
理及び2ブロック処理のいずれか或いは両者の処理を行
うことができる。フレームモード用縮小逆離散コサイン
変換装置15は、必要に応じて、1ブロック処理又は2
ブロック処理を切り換えて用いても良いし、或いは、い
ずれか一方の処理のみを行っても良い。The frame-mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15 can perform one or both of the following one-block processing and two-block processing. The frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15 may perform one block processing or two
The block processing may be switched and used, or only one of the processing may be performed.
【0056】まず、1ブロック処理について説明する。
図3に、1ブロック処理の内容を説明するための図を示
す。First, the one-block processing will be described.
FIG. 3 shows a diagram for explaining the contents of one block processing.
【0057】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置15には、図3に示すように、高解像度画像を圧縮
符号化したビットストリームが、1つのDCTブロック
単位で入力される。As shown in FIG. 3, a bit stream obtained by compression-encoding a high-resolution image is input to the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15 in units of one DCT block.
【0058】まず、ステップS1において、この1つの
DCTブロックの離散コサイン係数y(DCTブロック
の全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係数をy1
〜y8として図中に示す。)に対して、8×8の逆離散
コサイン変換(IDCT8×8)を行う。逆離散コサイ
ン変換をすることにより、8×8の復号された画素デー
タx(DCTブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをx1〜x8として図中に示す。)を得る
ことができる。First, at step S1, the discrete cosine coefficient y of this one DCT block (the vertical coefficient among all the discrete cosine coefficients of the DCT block is y 1
As ~y 8 shown in FIG. ) Is subjected to an 8 × 8 inverse discrete cosine transform (IDCT 8 × 8). By performing an inverse discrete cosine transform, 8 × 8 decoded pixel data x (vertical pixel data among all the pixel data of the DCT block is shown as x 1 to x 8 in the drawing) is obtained. Can be.
【0059】続いて、ステップS2において、この8×
8の画素データxを、垂直方向に1ライン毎交互に取り
出して、飛び越し走査に対応した4×4のトップフィー
ルドの画素ブロックと、飛び越し走査に対応した4×4
のボトムフィールドの画素ブロックの2つの画素ブロッ
クに分離する。すなわち、垂直方向に1ライン目の画素
データx1と、3ライン目の画素データx3と、5ライン
目の画素データx5と、7ライン目の画素データx7とを
取り出して、トップフィールドに対応した画素ブロック
を生成する。また、垂直方向に2ライン目の画素データ
x2と、4ライン目の画素データx4と、6ライン目の画
素データx6と、8ライン目の画素データx8とを取り出
して、ボトムフィールドに対応した画素ブロックを生成
する。なお、DCTブロックの各画素を飛び越し走査に
対応した2つの画素ブロックに分離する処理を、以下フ
ィールド分離という。Subsequently, in step S2, this 8 ×
8 pixel data x are alternately taken out line by line in the vertical direction, and a 4 × 4 top-field pixel block corresponding to interlaced scanning and a 4 × 4 pixel block corresponding to interlaced scanning are extracted.
Are divided into two pixel blocks of the bottom field. That is, the pixel data x 1 of the first line in the vertical direction, takes out the pixel data x 3 of the third line, the pixel data x 5 of the fifth line, the seventh line of the pixel data x 7, the top field Is generated. Further, the pixel data x 2 of the second line in the vertical direction, takes out the pixel data x 4 of the fourth line, the pixel data x 6 of 6 line, the eighth line of the pixel data x 8, the bottom field Is generated. The process of separating each pixel of the DCT block into two pixel blocks corresponding to interlaced scanning is hereinafter referred to as field separation.
【0060】続いて、ステップS3において、フィール
ド分離した2つの画素ブロックそれぞれに対して4×4
の離散コサイン変換(DCT4×4)をする。Subsequently, in step S3, each of the two pixel blocks subjected to field separation is 4 × 4
Is performed (DCT4 × 4).
【0061】続いて、ステップS4において、4×4の
離散コサイン変換をして得られたトップフィールドに対
応する画素ブロックの離散コサイン係数z(トップフィ
ールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち垂直
方向の離散コサイン係数をz1,z3,z5,z7として図
中に示す。)の高域成分を間引き、2×2の離散コサイ
ン係数から構成される画素ブロックとする。また、4×
4の離散コサイン変換をして得られたボトムフィールド
に対応する画素ブロックの離散コサイン係数z(ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち
垂直方向の離散コサイン係数をz2,z4,z6,z8とし
て図中に示す。)の高域成分を間引き、2×2の離散コ
サイン係数から構成される画素ブロックとする。Subsequently, in step S4, the discrete cosine coefficient z of the pixel block corresponding to the top field obtained by performing the 4 × 4 discrete cosine transform (the vertical cosine coefficient of all the coefficients of the pixel block corresponding to the top field) The high-frequency components of the discrete cosine coefficients in the directions are shown in the figure as z 1 , z 3 , z 5 , and z 7. ) Are thinned out to obtain a pixel block composed of 2 × 2 discrete cosine coefficients. Also, 4x
4, the discrete cosine coefficient z of the pixel block corresponding to the bottom field obtained by performing the discrete cosine transformation of 4 (the vertical discrete cosine coefficients among all the coefficients of the pixel block corresponding to the bottom field are z 2 , z 4 , High-frequency components (shown in the figure as z 6 and z 8 ) are thinned out to obtain a pixel block composed of 2 × 2 discrete cosine coefficients.
【0062】続いて、ステップS5において、高域成分
の離散コサイン係数を間引いた画素ブロックに対して、
2×2の逆離散コサイン変換(IDCT2×2)を行
う。2×2の逆離散コサイン変換をすることにより、2
×2の復号された画素データx′(トップフィールドの
画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素
データをx′1,x′3として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをx′2,x′4として図中
に示す。)を得ることができる。Subsequently, in step S5, for the pixel block from which the discrete cosine coefficient of the high frequency component has been thinned,
Perform 2 × 2 inverse discrete cosine transform (IDCT2 × 2). By performing a 2 × 2 inverse discrete cosine transform, 2
'The vertical pixel data of all the pixel data of the (top field pixel block x' decoded pixel data x × 2 1, x '3 as shown in the figure, also, the pixels corresponding to the bottom field shown in FIG vertical pixel data of all the pixel data of block x as '2, x' 4.) can be obtained.
【0063】続いて、ステップS6において、トップフ
ィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボト
ムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に1ラインずつ交互に合成して、4×4の
画素データから構成される縮小逆離散コサイン変換をし
たDCTブロックを生成する。なお、トップフィールド
とボトムフィールドに対応した2つの画素ブロックの各
画素を垂直方向に交互に合成する処理を、以下フレーム
合成という。Subsequently, in step S6, the pixel data of the pixel block corresponding to the top field and the pixel data of the pixel block corresponding to the bottom field are alternately combined line by line in the vertical direction to obtain 4 × 4 pixels. A DCT block that has been subjected to a reduced inverse discrete cosine transform composed of pixel data of The process of alternately combining the pixels of the two pixel blocks corresponding to the top field and the bottom field in the vertical direction is hereinafter referred to as frame combining.
【0064】以上のステップS1〜ステップS6で示し
た1ブロック処理を行うことにより、フレームモード用
縮小逆離散コサイン変換装15では、図2で示したよう
な、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置1
4で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相の画
素から構成される4×4のDCTブロックを生成するこ
とができる。By performing the one-block processing shown in steps S1 to S6, the reduced inverse discrete cosine transform unit for frame mode 15 can reduce the inverse discrete cosine transform device for field mode as shown in FIG. 1
4. It is possible to generate a 4 × 4 DCT block composed of pixels having the same phase as the pixel of the standard resolution image generated in step 4.
【0065】また、フレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置15では、以上のステップS1からステップ
S6までの1ブロック処理を1つの行列を用いて演算す
る。具体的には、フレームモード用縮小逆離散コサイン
変換装置15では、以上の処理を加法定理を用いて展開
計算することにより得られる以下の式1に示す行列[F
S′]と、1つのDCTブロックの離散コサイン係数y
(y1〜y8)とを行列演算することにより、縮小逆離散
コサイン変換したDCTブロックの画素データx′
(x′1〜x′4)を得ることができる。In the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15, one block process from step S1 to step S6 is performed using one matrix. Specifically, in the frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15, a matrix [F shown in the following equation 1 obtained by expanding and calculating the above processing using the addition theorem
S ′] and the discrete cosine coefficient y of one DCT block
By performing a matrix operation on (y 1 to y 8 ), pixel data x ′ of the DCT block subjected to the reduced inverse discrete cosine transform is obtained.
(X ′ 1 to x ′ 4 ) can be obtained.
【0066】[0066]
【数1】 (Equation 1)
【0067】但し、この式(1)において、A〜Jは以
下の通りである。However, in the formula (1), A to J are as follows.
【0068】[0068]
【数2】 (Equation 2)
【0069】つぎに、2ブロック処理について説明す
る。図4に、2ブロック処理の内容を説明するための図
を示す。Next, the two-block processing will be described. FIG. 4 shows a diagram for explaining the contents of the two-block processing.
【0070】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置15には、図4に示すように、高解像度画像を圧縮
符号化したビットストリームが、2つのDCTブロック
単位で入力される。例えば、マクロブロックが4つの輝
度成分のDCTブロックと2つの色差成分のDCTブロ
ックとから構成されるいわゆる420フォーマットから
なる場合には、垂直方向に隣接した2つの輝度成分
(Y)のDCTブロックが入力される。マクロブロック
が図5に示すように構成されている場合には、輝度成分
(Y)のDCTブロック0とDCTブロック2とが対と
なって入力され、また、DCTブロック1とDCTブロ
ック3とが対となって入力される。As shown in FIG. 4, a bit stream obtained by compressing and encoding a high-resolution image is input to the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15 in units of two DCT blocks. For example, when the macro block has a so-called 420 format including a DCT block of four luminance components and a DCT block of two color difference components, a DCT block of two luminance components (Y) adjacent vertically is used. Is entered. When the macro block is configured as shown in FIG. 5, DCT block 0 and DCT block 2 of the luminance component (Y) are input as a pair, and DCT block 1 and DCT block 3 are input. Entered in pairs.
【0071】まず、ステップS11において、2つのD
CTブロックの離散コサイン係数y(時間的に前のDC
Tブロックの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の
係数をy1〜y8として図中に示し、時間的に後のDCT
ブロックの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係
数をy9〜y16として図中に示す。)に対して、それぞ
れ独立に8×8の逆離散コサイン変換(IDCT8×
8)を行う。逆離散コサイン変換をすることにより、8
×8の復号された画素データx(時間的に前のDCTブ
ロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素データ
をx1〜x8として図中に示し、時間的に後のDCTブロ
ックの全ての画素データのうち垂直方向の画素データを
x9〜x16として図中に示す。)を得ることができる。First, in step S11, two D
Discrete cosine coefficient y of the CT block (DC time before
Among the discrete cosine coefficients of the T block, the coefficients in the vertical direction are shown in the figure as y 1 to y 8 , and the DCT after time
The coefficients in the vertical direction among all the discrete cosine coefficients of the block are shown in the figure as y 9 to y 16 . ) For each of the 8 × 8 inverse discrete cosine transforms (IDCT8 ×
Perform 8). By performing the inverse discrete cosine transform, 8
× 8 decoded pixel data x (vertical pixel data among all the pixel data in the temporally previous DCT block is shown in the figure as x 1 to x 8 , and all the temporally subsequent DCT blocks are shown in the figure. Of the pixel data in the vertical direction are shown as x 9 to x 16 in the figure).
【0072】続いて、ステップS12において、2つの
DCTブロックの8×8の画素データxを、垂直方向に
1ライン毎交互に取り出して、飛び越し走査に対応した
トップフィールドの8×8の画素ブロックと、飛び越し
走査に対応したボトムフィールドの8×8の画素ブロッ
クの2つの画素ブロックにフィールド分離する。すなわ
ち、時間的に前のDCTブロックから、垂直方向に1ラ
イン目の画素データx1と、3ライン目の画素データx3
と、5ライン目の画素データx5と、7ライン目の画素
データx7とを取り出し、時間的に後のDCTブロック
から、垂直方向に1ライン目の画素データx9と、3ラ
イン目の画素データx11と、5ライン目の画素データx
13と、7ライン目の画素データx15とを取り出して、ト
ップフィールドに対応した8×8の画素ブロックを生成
する。また、時間的に前のDCTブロックから、垂直方
向に2ライン目の画素データx2と、4ライン目の画素
データx4と、6ライン目の画素データx6と、8ライン
目の画素データx8とを取り出し、時間的に後のDCT
ブロックから、垂直方向に2ライン目の画素データx10
と、4ライン目の画素データx12と、6ライン目の画素
データx14と、8ライン目の画素データx16とを取り出
して、ボトムフィールドに対応した画素ブロックを生成
する。Subsequently, in step S12, the 8.times.8 pixel data x of the two DCT blocks are alternately extracted line by line in the vertical direction, and the 8.times.8 pixel data x of the top field corresponding to the interlaced scanning are extracted. The field is divided into two pixel blocks of an 8 × 8 pixel block of a bottom field corresponding to the interlaced scanning. That is, from the DCT block temporally before, the pixel data x 1 of the first line and the pixel data x 3 of the third line in the vertical direction
When a fifth line of the pixel data x 5, takes out the pixel data x 7 7 line, from the DCT block after time, the pixel data x 9 the first line in the vertical direction, of the third line Pixel data x 11 and pixel data x on the fifth line
13, 7 takes out the pixel data x 15 of the line, and generates a pixel block of 8 × 8 corresponding to the top field. Moreover, the temporally previous DCT block, the pixel data x 2 of the second line in the vertical direction, 4 the pixel data x 4 in line, the pixel data x 6 in the sixth line, 8 pixels on Line Data Remove the and x 8, DCT after temporally
From the block, pixel data x 10 of the second line in the vertical direction
When, a fourth line of pixel data x 12, the sixth line of the pixel data x 14, takes out the pixel data x 16 of the eighth line, and generates a pixel block corresponding to the bottom field.
【0073】続いて、ステップS13において、フィー
ルド分離した2つの8×8の画素ブロックそれぞれに対
して8×8の離散コサイン変換(DCT8×8)をす
る。Subsequently, in step S13, an 8 × 8 discrete cosine transform (DCT 8 × 8) is performed on each of the two 8 × 8 pixel blocks separated into fields.
【0074】続いて、ステップS14において、8×8
の離散コサイン変換をして得られたトップフィールドに
対応する画素ブロックの離散コサイン係数z(トップフ
ィールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち垂
直方向の離散コサイン係数をz1,z3,z5,z7,
z9,z11,z13,z15として図中に示す。)の高域成
分を間引いて、4×4の離散コサイン係数から構成され
る画素ブロックとする。また、8×8の離散コサイン変
換をして得られたボトムフィールドに対応する画素ブロ
ックの離散コサイン係数z(ボトムフィールドに対応す
る画素ブロックの全ての係数のうち垂直方向の離散コサ
イン係数をz2,z4,z6,z8,z10,z12,z14,z
16として図中に示す。)の高域成分を間引き、4×4の
離散コサイン係数から構成される画素ブロックとする。Subsequently, in step S14, 8 × 8
The discrete cosine coefficient z of the pixel block corresponding to the top field obtained by performing the discrete cosine transformation of (the vertical discrete cosine coefficient among all the coefficients of the pixel block corresponding to the top field is z 1 , z 3 , z 5, z 7,
These are shown in the figure as z 9 , z 11 , z 13 , and z 15 . ) Is thinned out to obtain a pixel block composed of 4 × 4 discrete cosine coefficients. Also, the discrete cosine coefficient z of the pixel block corresponding to the bottom field obtained by performing the 8 × 8 discrete cosine transform (the discrete cosine coefficient in the vertical direction among all the coefficients of the pixel block corresponding to the bottom field is z 2 , Z 4 , z 6 , z 8 , z 10 , z 12 , z 14 , z
It is shown in the figure as 16 . ) Is thinned to form a pixel block composed of 4 × 4 discrete cosine coefficients.
【0075】続いて、ステップS15において、高域成
分の離散コサイン係数を間引いた4×4の画素ブロック
それぞれに対して、4×4の逆離散コサイン変換(ID
CT4×4)を行う。4×4の逆離散コサイン変換をす
ることにより、4×4の復号された画素データx′(ト
ップフィールドに対応する画素ブロックの全ての画素デ
ータのうち垂直方向の画素データをx′1,x′3,x′
5,x′7として図中に示し、また、ボトムフィールドに
対応する画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをx′2,x′4,x′6,x′8として図
中に示す。)を得ることができる。Subsequently, in step S15, the 4 × 4 inverse discrete cosine transform (ID) is performed on each of the 4 × 4 pixel blocks obtained by thinning out the discrete cosine coefficients of the high frequency components.
CT4 × 4). By performing 4 × 4 inverse discrete cosine transform, 4 × 4 decoded pixel data x ′ (vertical pixel data of all pixel data of the pixel block corresponding to the top field is x ′ 1 , x ' 3 , x'
5, x '7 as shown in the figure, also, the vertical pixel data x of all the pixel data of the pixel block of the bottom field' figure as 2, x '4, x' 6, x '8 Shown inside. ) Can be obtained.
【0076】続いて、ステップS16において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボ
トムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に1ラインずつ交互にフレーム合成して、
8×8の画素データから構成される縮小逆離散コサイン
変換をしたDCTブロックを生成する。Subsequently, in step S16, the frame data of the pixel data of the pixel block corresponding to the top field and the pixel data of the pixel block corresponding to the bottom field are alternately framed line by line in the vertical direction.
A DCT block that has been subjected to a reduced inverse discrete cosine transform composed of 8 × 8 pixel data is generated.
【0077】以上のステップS11〜ステップS16で
示した2ブロック処理を行うことにより、フレームモー
ド用縮小逆離散コサイン変換装15では、図2で示した
ような、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装
置14で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相
の画素から構成されるDCTブロックを生成することが
できる。By performing the two-block processing shown in steps S11 to S16, the reduced inverse discrete cosine transform unit for frame mode 15 is used in the reduced inverse discrete cosine transform unit for field mode as shown in FIG. A DCT block composed of pixels having the same phase as the phase of the pixel of the standard resolution image generated in 14 can be generated.
【0078】また、フレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置15では、以上のステップS11〜ステップ
S16までの2ブロック処理を1つの行列を用いて演算
する。具体的には、フレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置15では、以上の処理を加法定理を用いて展
開計算することにより得られる以下の式(2)に示す行
列[FS′′]と、2つのDCTブロックの離散コサイ
ン係数y(y1〜y16)とを行列演算して、縮小逆離散
コサイン変換したDCTブロックの画素データx′
(x′1〜x′8)を得ることができる。In the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15, the two block processes from step S11 to step S16 are calculated using one matrix. Specifically, in the frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15, the matrix [FS ″] shown in the following equation (2) obtained by expanding the above processing using the addition theorem, The matrix operation is performed on the discrete cosine coefficients y (y 1 to y 16 ) of the two DCT blocks, and the reduced inverse discrete cosine transformed pixel data x ′ of the DCT block is obtained.
(X ′ 1 to x ′ 8 ) can be obtained.
【0079】[0079]
【数3】 (Equation 3)
【0080】但し、この式(2)において、A〜Dは、
以下の通りである。However, in this equation (2), A to D are
It is as follows.
【0081】[0081]
【数4】 (Equation 4)
【0082】[0082]
【数5】 (Equation 5)
【0083】[0083]
【数6】 (Equation 6)
【0084】[0084]
【数7】 (Equation 7)
【0085】また、この式(2)において、a〜gは、
以下の通りである。In this equation (2), a to g are
It is as follows.
【0086】[0086]
【数8】 (Equation 8)
【0087】なお、上記フレームモード用縮小逆離散コ
サイン変換装置15では、図5で示したいわゆる420
フォーマットのマクロブロックが入力された場合には、
輝度成分に対しては上記ステップS11〜ステップS1
6に示した2ブロック処理を行って縮小逆離散コサイン
変換を行い、色差成分に対しては、上記ステップS1〜
ステップS6に示した1ブロック処理を行って縮小逆離
散コサイン変換を行っても良い。In the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15, the so-called 420 shown in FIG.
When a macro block of the format is input,
Steps S11 to S1 are performed for the luminance component.
The reduced inverse discrete cosine transform is performed by performing the two-block processing shown in FIG.
The reduced inverse discrete cosine transform may be performed by performing the one-block processing shown in step S6.
【0088】なお、上記画像復号装置10では、フィー
ルドモード用縮小逆離散コサイン変換装置14の4×4
の縮小逆離散コサイン変換処理、及び、フレームモード
用縮小逆離散コサイン変換装置15の上記ステップS1
〜ステップS6による1ブロック処理による縮小逆離散
コサイン変換処理を、高速アルゴリズムを用いて処理し
てもよい。In the image decoding apparatus 10, the 4 × 4
And the above-described step S1 of the reduced inverse discrete cosine transform device 15 for frame mode.
The reduced inverse discrete cosine transform processing by one block processing in step S6 may be performed using a high-speed algorithm.
【0089】例えば、Wangのアルゴリズム(参考文
献:Zhong DE Wang.,"Fast Algorithms for the Discre
te W Transform and for the Discrete Fourier Transf
orm",IEEE Tr.ASSP-32,NO.4,pp.803-816, Aug.1984)を
用いることにより、処理を高速化することができる。For example, Wang's algorithm (reference: Zhong DE Wang., "Fast Algorithms for the Discre
te W Transform and for the Discrete Fourier Transf
orm ", IEEE Tr. ASSP-32, NO. 4, pp. 803-816, Aug. 1984) can speed up the processing.
【0090】フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置14が演算をする行列を、Wangのアルゴリズ
ムを用いて分解すると、以下の式(3)に示すように分
解される。When the matrix operated by the field mode reduced inverse discrete cosine transform unit 14 is decomposed using the Wang algorithm, the matrix is decomposed as shown in the following equation (3).
【0091】[0091]
【数9】 (Equation 9)
【0092】また、図6にフィールドモード用縮小逆離
散コサイン変換装置14の処理にWangのアルゴリズ
ムを適用した場合の処理フローを示す。この処理フロー
に示すように、第1から第5の乗算器14a〜14e及
び第1から第9の加算器14f〜14nを用いて、高速
化を実現することができる。FIG. 6 shows a processing flow in the case where the Wang algorithm is applied to the processing of the field mode reduced inverse discrete cosine transform device 14. As shown in this processing flow, high speed can be realized by using the first to fifth multipliers 14a to 14e and the first to ninth adders 14f to 14n.
【0093】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置15が演算をする行列[FS′]を、Wangのア
ルゴリズムを用いて分解すると、以下の式(4)に示す
ように分解される。When the matrix [FS '] operated by the reduced inverse discrete cosine transform unit for frame mode 15 is decomposed using the Wang algorithm, it is decomposed as shown in the following equation (4).
【0094】[0094]
【数10】 (Equation 10)
【0095】但し、この式(4)において、A〜Jは、
以下の通りである。However, in this equation (4), A to J are
It is as follows.
【0096】[0096]
【数11】 [Equation 11]
【0097】また、図7にフレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置15の処理にWangのアルゴリズム
を適用した場合の処理フローを示す。この処理フローに
示すように、第1から第10の乗算器15a〜15j及
び第1から第13の加算器15k〜15wを用いて、高
速化を実現することができる。FIG. 7 shows a processing flow when the Wang algorithm is applied to the processing of the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15. As shown in this processing flow, high speed can be realized using the first to tenth multipliers 15a to 15j and the first to thirteenth adders 15k to 15w.
【0098】つぎに、基底ベクトル判別装置21の基底
ベクトルの判別内容について、さらに詳細に説明する。Next, the details of the determination of the base vector by the base vector determination device 21 will be described in more detail.
【0099】ここで、逆量子化装置13により逆量子化
された8×8のDCT係数が示されたDCTブロック内
の各係数を、図8に示すように係数群A、係数群B、係
数Cに分割する。具体的に、係数群Aは、DCT係数の
水平方向空間周波数或いは垂直方向空間周波数がDC
(直流成分)となる15個の係数である。係数Cは、D
CT係数の水平方向空間周波数及び垂直方向空間周波数
が最も高い1個の係数である。係数群Bは、その他の残
りの48個の係数である。Here, the coefficients in the DCT block in which the 8 × 8 DCT coefficients dequantized by the dequantizer 13 are shown are represented by a coefficient group A, a coefficient group B, and a coefficient group as shown in FIG. Divide into C. Specifically, the coefficient group A is such that the horizontal spatial frequency or the vertical spatial frequency of the DCT coefficient is DC
(DC component) are 15 coefficients. The coefficient C is D
The horizontal spatial frequency and the vertical spatial frequency of the CT coefficient are the highest coefficient. The coefficient group B is the other remaining 48 coefficients.
【0100】基底ベクトル判別装置21は、図9に示す
ように、以下の条件1〜条件3の全ての条件が真の場合
に、このDCTブロックのDCT係数が基底ベクトルで
あると判別する。As shown in FIG. 9, when all of the following conditions 1 to 3 are true, the basis vector discrimination device 21 decides that the DCT coefficient of this DCT block is a basis vector.
【0101】条件1:係数群Aの15個の係数中14個
が0で、1個のみが0でない。 条件2:係数群Bの48個の係数が全て0である。 条件3:係数Cが、0或いは1である。Condition 1: Of the 15 coefficients in coefficient group A, 14 are 0 and only 1 is not 0. Condition 2: All 48 coefficients of the coefficient group B are 0. Condition 3: the coefficient C is 0 or 1.
【0102】なお、条件3として係数Cを判別するの
は、全ての係数総和が偶数になるときに1が加算されて
いる場合に対処するためで、このことにより、逆離散コ
サイン変換のミスマッチの誤差の累積による画質の劣化
を防止することができる。The reason why the coefficient C is determined as the condition 3 is to cope with a case where 1 is added when the sum of all the coefficients becomes an even number. Thus, the mismatch of the inverse discrete cosine transform is determined. Deterioration of image quality due to accumulation of errors can be prevented.
【0103】基底ベクトル判別装置21は、以上のよう
にDCTブロック内の係数が基底ベクトルとなっている
かどうかを判別する。判別した結果、基底ベクトルでな
い場合には、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置14或いはフレームモード用縮小逆離散コサイン
変換装置15により、このDCTブロックの縮小逆離散
コサイン変換がされる。また、基底ベクトルである場合
には、フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサ
イン変換装置22或いはフレームモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置23により、このDCTブ
ロックの縮小逆離散コサイン変換がされる。The basis vector determining device 21 determines whether the coefficients in the DCT block are the basis vectors as described above. If it is determined that the DCT block is not a base vector, the DCT block is subjected to the reduced inverse discrete cosine transform by the field mode reduced inverse discrete cosine transform unit 14 or the frame mode reduced inverse discrete cosine transform unit 15. When the DCT block is a basis vector, the DCT block is subjected to a reduced inverse discrete cosine transform by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 or the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23.
【0104】つぎに、フィールドモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置22により、基底ベクトル
のDCTブロックに対して水平方向及び垂直方向に乗算
処理される2次元行列について、さらに詳細に説明す
る。Next, the two-dimensional matrix in which the DCT block of the basis vector is multiplied in the horizontal and vertical directions by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 will be described in further detail.
【0105】図10〜図16に、フィールドモード時お
ける1次から7次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線
を示して、通常の8点逆離散コサイン係数及び基底ベク
トル用縮小逆離散コサイン係数の位相関係を説明する。
図10に1次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線を示
し、図11に2次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線
を示し、図12に3次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示し、図13に4次の基底ベクトルに基づくコサ
イン曲線を示し、図14に5次の基底ベクトルに基づく
コサイン曲線を示し、図15に6次の基底ベクトルに基
づくコサイン曲線を示し、図16に7次の基底ベクトル
に基づくコサイン曲線を示している。なお、各図の横軸
は逆離散コサイン変換したのちの画素の位相を示してい
る。また、図中の白丸は、縮小を行わない通常処理の8
点逆離散コサイン係数を示し、黒丸は基底ベクトル用縮
小逆離散コサイン係数を示している。FIGS. 10 to 16 show cosine curves based on first to seventh order basis vectors in the field mode, and show the phase relationship between ordinary 8-point inverse discrete cosine coefficients and reduced inverse discrete cosine coefficients for basis vectors. Will be described.
10 shows a cosine curve based on a primary basis vector, FIG. 11 shows a cosine curve based on a secondary basis vector, FIG. 12 shows a cosine curve based on a tertiary basis vector, and FIG. 14 shows a cosine curve based on a fifth-order basis vector, FIG. 15 shows a cosine curve based on a sixth-order basis vector, and FIG. 16 shows a cosine curve based on a seventh-order basis vector. The cosine curve is shown. Note that the horizontal axis of each figure shows the phase of the pixel after the inverse discrete cosine transform. In addition, a white circle in the figure indicates 8 in the normal processing in which no reduction is performed.
A point inverse discrete cosine coefficient is shown, and a black circle shows a reduced inverse discrete cosine coefficient for a base vector.
【0106】縮小を行わない通常処理により演算される
8点逆離散コサイン係数は、図10〜図16の白丸で示
すように、1次から7次の基底ベクトルに基づくコサイ
ン曲線上における位相が整数(0〜7)となる値とな
る。従って、この8点逆離散コサイン係数を用いて逆離
散コサイン変換をした後のこのDCTブロック内の画素
は、基底ベクトル成分を有することとなる。As shown by white circles in FIGS. 10 to 16, the eight-point inverse discrete cosine coefficient calculated by the normal processing without reduction is such that the phase on the cosine curve based on the first to seventh order basis vectors is an integer. (0-7). Therefore, the pixel in this DCT block after performing the inverse discrete cosine transform using the 8-point inverse discrete cosine coefficient has a base vector component.
【0107】これに対して、縮小処理を行う基底ベクト
ル用縮小逆離散コサイン係数は、図10〜図16の黒丸
で示すように、上記通常処理の基底ベクトルに基づくコ
サイン曲線上と同一のコサイン曲線上の値であって、画
素の位相が0.5、2.5、4.5、6.5となる位置の値
となる。フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コ
サイン変換装置22は、この縮小逆離散コサイン係数を
用いて水平方向及び垂直方向について行列演算を施すこ
とにより、通常処理と同様の基底ベクトル成分を保持し
て、縮小した逆離散コサイン変換を行うことができる。On the other hand, the reduced inverse discrete cosine coefficient for the basis vector for performing the reduction processing is the same as the cosine curve on the cosine curve based on the base vector of the normal processing, as shown by the black circles in FIGS. This is the value at the position where the phase of the pixel is 0.5, 2.5, 4.5, 6.5. The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22 performs a matrix operation in the horizontal and vertical directions using the reduced inverse discrete cosine coefficient, thereby holding the basis vector components similar to those in the normal processing and performing the reduction. Inverse discrete cosine transform can be performed.
【0108】以下具体的に、このフィールドモード用基
底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置22により演算
される縮小逆離散コサイン係数の行列を示す。The matrix of the reduced inverse discrete cosine coefficient calculated by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 will be specifically described below.
【0109】まず、通常の8点逆離散コサイン係数の行
列を以下の式(5)に示す。First, an ordinary matrix of 8-point inverse discrete cosine coefficients is shown in the following equation (5).
【0110】[0110]
【数12】 (Equation 12)
【0111】この式(5)の行列は、分母を16とした
位相角π〜105πの逆離散コサイン係数を示してい
る。この行列は、最左列を0列として、1列から7列
が、基底ベクトルの1次から7次の基底ベクトルの次数
に対応している。この式(5)の行列を位相角0〜π/
2の逆離散コサイン係数に対応させると、以下の式
(6)に示すように、Cos(π/4)、Cos(π/
8)、Cos(3π/8)、Cos(3π/8)Cos
(π/16)、Cos(3π/16)、Cos(5π/1
6)、Cos(7π/16)の7個の値により表される
行列となる。The matrix of this equation (5) indicates the inverse discrete cosine coefficient of the phase angle π to 105π with the denominator being 16. In this matrix, the first column to the seventh column correspond to the order of the first to seventh base vectors, with the leftmost column as the zero column. The matrix of this equation (5) is converted to a phase angle of 0 to π /
When Cos (π / 4) and Cos (π / π) are used as shown in the following equation (6),
8), Cos (3π / 8), Cos (3π / 8) Cos
(Π / 16), Cos (3π / 16), Cos (5π / 1
6), a matrix represented by seven values of Cos (7π / 16).
【0112】[0112]
【数13】 (Equation 13)
【0113】一方、縮小逆離散コサイン係数の行列を以
下の式(7)に示す。On the other hand, the matrix of the reduced inverse discrete cosine coefficient is shown in the following equation (7).
【0114】[0114]
【数14】 [Equation 14]
【0115】この式(7)の行列は、分母を16とした
位相角π〜98πの逆離散コサイン係数を示している。
この式(7)の行列は、最上行である0行に示されてい
る係数が、上記式(5)で示した行列の0行と1行の係
数の中間位相となっている。また、この式(7)行列
は、1行に示されている係数が、上記式(5)で示した
行列の2行と3行の係数の中間位相となっている。ま
た、この式(7)の行列は、2行に示されている係数
が、上記式(5)で示した行列の4行と5行の係数の中
間位相となっている。また、この式(7)の行列は、3
行に示されている係数が、上記式(5)で示した行列の
6行と7行の係数の中間位相となっている。そして、こ
の式(7)の行列を、位相角0〜π/2の逆離散コサイ
ン係数に対応させると、以下の式(8)に示すように、
0、Cos(π/4)、Cos(π/8)、Cos(3π
/8)、Cos(π/8)の5個の値により表される行
列となる。The matrix of the equation (7) indicates the inverse discrete cosine coefficient of the phase angle π to 98π with the denominator being 16.
In the matrix of equation (7), the coefficient indicated in the top row 0 is the intermediate phase between the coefficients of row 0 and row 1 of the matrix shown in equation (5). In the matrix of equation (7), the coefficient shown in one row is an intermediate phase between the coefficients of the two rows and three rows of the matrix shown in equation (5). In the matrix of this equation (7), the coefficients shown in two rows are intermediate phases between the coefficients of the four rows and five rows of the matrix shown in the above equation (5). Further, the matrix of this equation (7) is 3
The coefficient shown in the row is an intermediate phase between the coefficients of the 6th row and the 7th row of the matrix shown in the above equation (5). When the matrix of Expression (7) is made to correspond to the inverse discrete cosine coefficient having a phase angle of 0 to π / 2, as shown in Expression (8) below,
0, Cos (π / 4), Cos (π / 8), Cos (3π
/ 8) and Cos (π / 8).
【0116】[0116]
【数15】 (Equation 15)
【0117】フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離
散コサイン変換装置22は、以上のような2次元行列式
を、水平方向及び垂直方向に乗算を行うことで、基底ベ
クトルを保持した、1つのDCTブロックが4×4の画
素から構成される標準解像度画像を復号することができ
る。さらに、このフィールドモード用基底ベクトル縮小
逆離散コサイン変換装置22は、画像データの各画素の
位相は、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が
1/2、5/2・・・となり、ボトムフィールドの各画
素の垂直方向の位相が1、3・・・となる。そのため、
上記フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置1
4及びフレームモード用縮小逆離散コサイン変換装置1
5により復号される画像データの位相と同一の位相の画
像データを復号することができ、位相ずれにより画像の
劣化が生じることがない。The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 multiplies the two-dimensional determinant as described above in the horizontal and vertical directions, so that one DCT block holding the basis vector A standard resolution image composed of 4 × 4 pixels can be decoded. Further, in the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22, the phase of each pixel of the image data is such that the vertical phase of each pixel of the top field is 1/2, 5/2,. The vertical phase of each pixel in the field is 1, 3,.... for that reason,
Field mode reduced inverse discrete cosine transform device 1
4 and frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 1
5 can decode the image data having the same phase as that of the image data to be decoded, and the image is not deteriorated due to the phase shift.
【0118】つぎに、フレームモード用基底ベクトル縮
小逆離散コサイン変換装置23により処理される2次元
行列について、さらに詳細に説明する。Next, the two-dimensional matrix processed by the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 will be described in more detail.
【0119】まず、フレームモード用基底ベクトル縮小
逆離散コサイン変換装置23により、基底ベクトルのD
CTブロックに対して水平方向に乗算処理される2次元
行列は、上記フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離
散コサイン変換装置22で用いられる2次元行列と同じ
である。First, the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 calculates the basis vector D
The two-dimensional matrix by which the CT block is multiplied in the horizontal direction is the same as the two-dimensional matrix used in the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22.
【0120】以下、フレームモード用基底ベクトル縮小
逆離散コサイン変換装置23により、基底ベクトルのD
CTブロックに対して垂直方向に乗算処理される2次元
行列についてのみ説明する。Subsequently, the basis vector D is converted by the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23.
Only a two-dimensional matrix in which a CT block is multiplied in the vertical direction will be described.
【0121】図17〜図23に、フレームモード時おけ
る1次から7次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線を
示して、通常の8点逆離散コサイン係数及び基底ベクト
ル用縮小逆離散コサイン係数の位相関係を説明する。図
17に1次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線を示
し、図18に2次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線
を示し、図19に3次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示し、図20に4次の基底ベクトルに基づくコサ
イン曲線を示し、図21に5次の基底ベクトルに基づく
コサイン曲線を示し、図22に6次の基底ベクトルに基
づくコサイン曲線を示し、図23に7次の基底ベクトル
に基づくコサイン曲線を示している。なお、各図の横軸
は逆離散コサイン変換したのちの画素の位相を示してい
る。また、図中の白丸は、縮小を行わない通常処理の8
点逆離散コサイン係数を示し、黒丸は基底ベクトル用縮
小逆離散コサイン係数を示している。なお、図17〜図
23の全ての黒丸上には、白丸が重なって記されている
ものとする。FIGS. 17 to 23 show cosine curves based on first to seventh order basis vectors in the frame mode, and show the phase relationship between ordinary 8-point inverse discrete cosine coefficients and reduced inverse discrete cosine coefficients for basis vectors. Will be described. 17 shows a cosine curve based on a primary basis vector, FIG. 18 shows a cosine curve based on a secondary basis vector, FIG. 19 shows a cosine curve based on a tertiary basis vector, and FIG. 21 shows a cosine curve based on a fifth-order basis vector, FIG. 22 shows a cosine curve based on a sixth-order basis vector, and FIG. 23 shows a cosine curve based on a seventh-order basis vector. The cosine curve is shown. Note that the horizontal axis of each figure shows the phase of the pixel after the inverse discrete cosine transform. In addition, a white circle in the figure indicates 8 in the normal processing in which no reduction is performed.
A point inverse discrete cosine coefficient is shown, and a black circle shows a reduced inverse discrete cosine coefficient for a base vector. It is assumed that white circles are overlapped on all the black circles in FIGS.
【0122】縮小を行わない通常処理により演算される
8点逆離散コサイン係数は、図17〜図23の白丸で示
すように、1次から7次の基底ベクトルに基づくコサイ
ン曲線上における位相が整数(0〜7)となる値とな
る。従って、この8点逆離散コサイン係数を用いて逆離
散コサイン変換をした後のこのDCTブロック内の画素
は、基底ベクトル成分を有することとなる。As shown by white circles in FIGS. 17 to 23, the eight-point inverse discrete cosine coefficient calculated by the normal processing without performing the reduction is such that the phase on the cosine curve based on the first to seventh order basis vectors is an integer. (0-7). Therefore, the pixel in this DCT block after performing the inverse discrete cosine transform using the 8-point inverse discrete cosine coefficient has a base vector component.
【0123】これに対して、縮小処理を行う基底ベクト
ル用縮小逆離散コサイン係数は、図17〜図23の黒丸
で示すように、上記通常処理の基底ベクトルに基づくコ
サイン曲線上と同一のコサイン曲線上の値であって、画
素の位相が1、2、5、6となる位置の値となる。フレ
ームモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置
23は、この縮小逆離散コサイン係数を用いて垂直方向
について行列演算を施すことにより、通常処理と同様の
基底ベクトル成分を保持して、縮小した逆離散コサイン
変換を行うことができる。On the other hand, the reduced inverse discrete cosine coefficient for the base vector to be subjected to the reduction processing is the same as the cosine curve on the cosine curve based on the base vector in the normal processing, as shown by the black circles in FIGS. This is the value at the position where the phase of the pixel is 1, 2, 5, and 6, which is the above value. The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 23 performs a matrix operation in the vertical direction using the reduced inverse discrete cosine coefficient, thereby retaining the same basis vector components as in the normal processing, and performing the reduced inverse discrete cosine transform. Cosine transform can be performed.
【0124】具体的に、このフレームモード用基底ベク
トル縮小逆離散コサイン変換装置23により垂直方向に
演算される縮小逆離散コサイン係数の行列を以下の式
(9)に示す。Specifically, the matrix of reduced inverse discrete cosine coefficients calculated in the vertical direction by the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 is shown in the following equation (9).
【0125】[0125]
【数16】 (Equation 16)
【0126】この式(9)の行列は、分母を16とした
位相角π〜91πの逆離散コサイン係数を示している。
この式(9)の行列は、最上行である0行に示されてい
る係数が、上記式(5)で示した行列の1行の係数と同
一となっている。また、この式(9)行列は、1行に示
されている係数が、上記式(5)で示した行列の2行の
係数と同一となっている。また、この式(9)の行列
は、2行に示されている係数が、上記式(5)で示した
行列の5行の係数と同一となっている。また、この式
(7)の行列は、3行に示されている係数が、上記式
(5)で示した行列の6行の係数と同一となっている。
そして、この式(9)の行列を、位相角0〜π/2の逆
離散コサイン係数に対応させると、以下の式(10)に
示すように、Cos(π/4)、Cos(3π/16)、
Cos(5π/16)、Cos(3π/8)、Cos(7
π/16)、Cos(π/16)、Cos(π/8)の7
個の値により表される行列となる。The matrix of this equation (9) indicates the inverse discrete cosine coefficient of the phase angle π to 91π with the denominator being 16.
In the matrix of Expression (9), the coefficient indicated in the top row 0 is the same as the coefficient of one row of the matrix expressed by Expression (5). In the matrix of equation (9), the coefficient shown in one row is the same as the coefficient of two rows in the matrix shown in equation (5). Also, in the matrix of this equation (9), the coefficient shown in two rows is the same as the coefficient of five rows of the matrix shown in the above equation (5). In the matrix of this equation (7), the coefficients shown in three rows are the same as the coefficients of six rows in the matrix shown in equation (5).
When the matrix of equation (9) is made to correspond to the inverse discrete cosine coefficient having a phase angle of 0 to π / 2, as shown in the following equation (10), Cos (π / 4) and Cos (3π / 16),
Cos (5π / 16), Cos (3π / 8), Cos (7
π / 16), Cos (π / 16), Cos (π / 8)
It is a matrix represented by this value.
【0127】[0127]
【数17】 [Equation 17]
【0128】フレームモード用基底ベクトル縮小逆離散
コサイン変換装置23は、以上のような2次元行列式を
用いて演算を行うことで、基底ベクトルを保持した、1
つのDCTブロックが4×4の画素から構成される標準
解像度画像を復号することができる。さらに、このフレ
ームモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置
23は、画像データの各画素の位相は、トップフィール
ドの各画素の垂直方向の位相が1/2、5/2・・・と
なり、ボトムフィールドの各画素の垂直方向の位相が
1、3・・・となる。そのため、上記フィールドモード
用縮小逆離散コサイン変換装置14及びフレームモード
用縮小逆離散コサイン変換装置15により復号される画
像データの位相と同一の位相の画像データを復号するこ
とができ、位相ずれにより画像の劣化が生じることがな
い。The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 23 performs an operation using the above-described two-dimensional determinant, thereby retaining the basis vector.
One DCT block can decode a standard resolution image composed of 4 × 4 pixels. Further, in the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 23, the vertical phase of each pixel in the top field is 1/2, 5/2,. The vertical phase of each pixel in the field is 1, 3,.... Therefore, image data having the same phase as that of image data decoded by the field mode reduced inverse discrete cosine transform device 14 and the frame mode reduced inverse discrete cosine transform device 15 can be decoded. Does not occur.
【0129】以上のように本発明の第1の実施の形態の
画像復号装置10では、フィールドDCTモードでは、
トップフィールドとボトムフィールドとのそれぞれに4
×4の縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を
復号し、フレームDCTモードでは、フレーム分離をし
て縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を復号
する。この画像復号装置10では、このようにフィール
ドDCTモードとフレームDCTモードとでそれぞれで
処理を行うため飛び越し走査画像が有するインタレース
性を損なうことなく、かつ、フィールドDCTモードと
フレームDCTモードとで復号した画像の位相を同一と
することができ、出力する画像の画質を劣化させない。As described above, in the image decoding apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention, in the field DCT mode,
4 for each of the top field and bottom field
A standard resolution image is decoded by performing a reduced inverse discrete cosine transform of × 4, and in the frame DCT mode, a standard resolution image is decoded by performing a reduced inverse discrete cosine transform after frame separation. The image decoding apparatus 10 performs the processing in the field DCT mode and the frame DCT mode in this manner, so that the interlacing property of the interlaced scan image is not impaired, and the decoding is performed in the field DCT mode and the frame DCT mode. The phases of the output images can be the same, and the image quality of the output image does not deteriorate.
【0130】さらに、本発明の第1の実施の形態の画像
復号装置10では、DCTブロックが基底ベクトルの場
合には、フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コ
サイン変換装置22又はフレームモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置23を用いて、DCTブロ
ックの復号を行う。このことにより、基底ベクトル成分
を有する高周波係数も復号することができ、画質の向上
を図ることができる。特に、MPEGの場合には、イン
ターマクロブロックのDCT係数が極力0となるように
符号化して伝送量を最小としているので、DCT係数が
基底ベクトルとなることが多い。従って、この第1の実
施の形態の画像復号装置10では、基底ベクトルによる
差分情報の欠落が生じず、ブロック歪み等による画質の
劣化がすくなくなる。Furthermore, in the image decoding apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention, when the DCT block is a basis vector, the field mode basis vector reduction inverse discrete cosine transform apparatus 22 or the frame mode basis vector reduction is used. The DCT block is decoded using the inverse discrete cosine transform unit 23. As a result, high-frequency coefficients having base vector components can also be decoded, and image quality can be improved. In particular, in the case of MPEG, since the DCT coefficient of an inter macro block is coded so as to be as small as possible to minimize the transmission amount, the DCT coefficient often becomes a base vector. Therefore, in the image decoding apparatus 10 according to the first embodiment, the difference information is not lost due to the base vector, and the image quality is not easily degraded due to block distortion or the like.
【0131】(第2の実施の形態)つぎに、本発明の第
2の実施の形態の画像復号装置について説明する。な
お、この第2の実施の形態の画像復号装置の説明にあた
り、上記第1の画像復号装置10と同一の構成要素につ
いては図面中に同一の符号を付け、その詳細な説明を省
略する。(Second Embodiment) Next, an image decoding apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the image decoding device according to the second embodiment, the same components as those in the first image decoding device 10 are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof will be omitted.
【0132】図24に示すように、本発明の第2の実施
の形態の画像復号装置30は、垂直方向の有効ライン数
が例えば1152本の高解像度画像をMPEG2で画像
圧縮したビットストリームが入力され、この入力された
ビットストリームを復号するとともに1/2の解像度に
縮小して、垂直方向の有効ライン数が例えば576本の
標準解像度画像を出力する装置である。As shown in FIG. 24, an image decoding apparatus 30 according to the second embodiment of the present invention receives a bit stream obtained by compressing a high-resolution image having 1152 effective lines in the vertical direction by MPEG2. Then, this device decodes the input bit stream and reduces it to half the resolution, and outputs a standard resolution image having 576 effective lines in the vertical direction, for example.
【0133】この画像復号装置30は、圧縮された高解
像度画像のビットストリームが供給され、このビットス
トリームを解析するビットストリーム解析装置11と、
データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変長符
号化がされた上記ビットストリームを復号する可変長符
号復号装置12と、DCTブロックの各係数に量子化ス
テップを掛ける逆量子化装置13とを備えている。The image decoding device 30 is supplied with a bit stream of a compressed high-resolution image, and analyzes the bit stream with a bit stream analyzing device 11.
A variable-length code decoding device 12 that decodes the bit stream that has been subjected to the variable-length coding that assigns a code length according to the frequency of occurrence of data, and an inverse quantization device 13 that applies a quantization step to each coefficient of the DCT block. Have.
【0134】また、画像復号装置30は、フィールドD
CTモードで離散コサイン変換がされたDCTブロック
に対して縮小逆離散コサイン変換をして標準解像度画像
を生成するフィールドモード用位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置31と、フレームDCTモードで離散コサ
イン変換がされたDCTブロックに対して縮小逆離散コ
サイン変換をして標準解像度画像を生成するフレームモ
ード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置32と、縮
小逆離散コサイン変換がされた標準解像度画像と動き補
償がされた参照画像とを加算する加算装置16と、参照
画像を一時記憶するフレームメモリ17と、フレームメ
モリ17が記憶した参照画像にフィールド動き予測モー
ドに対応した動き補償をするフィールドモード用動き補
償装置18と、フレームメモリ17が記憶した参照画像
にフレーム動き予測モードに対応した動き補償をするフ
レームモード用動き補償装置19と、フレームメモリ1
7に記憶した画像に対して、画枠変換をしてモニタ等に
表示するための標準解像度の画像データを出力する画枠
変換装置33とを備えている。Further, the image decoding device 30 sets the field D
A field mode phase-correction reduced inverse discrete cosine transform device 31 for performing a reduced inverse discrete cosine transform on a DCT block subjected to a discrete cosine transform in a CT mode to generate a standard resolution image, and a discrete cosine transform in a frame DCT mode A phase-correction reduced inverse discrete cosine transform device 32 for frame mode that performs reduced inverse discrete cosine transform on the DCT block thus generated to generate a standard resolution image, and a standard resolution image subjected to reduced inverse discrete cosine transform and motion compensation are performed. An addition device 16 for adding the reference image thus obtained, a frame memory 17 for temporarily storing the reference image, and a field mode motion compensation device for performing motion compensation corresponding to the field motion prediction mode on the reference image stored in the frame memory 17 18 and the reference image stored in the frame memory 17 for frame motion prediction. A motion compensation unit for frame mode 19 to the motion compensation corresponding to the mode, the frame memory 1
And an image frame conversion device 33 that outputs image data of a standard resolution for converting the image stored in the image 7 into an image frame and displaying the image on a monitor or the like.
【0135】また、この画像復号装置10は、逆量子化
装置13により量子化ステップを掛けられたDCTブロ
ックの係数が基底ベクトルとなっているかどうかを判別
する基底ベクトル判別装置21と、フィールドDCTモ
ードで離散コサイン変換がされ基底ベクトルであるDC
Tブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして標準
解像度画像を生成するフィールドモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置34と、フレームDCTモ
ードで離散コサイン変換がされ基底ベクトルであるDC
Tブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして標準
解像度画像を生成するフレームモード用基底ベクトル縮
小逆離散コサイン変換装置35とを備えている。The image decoding apparatus 10 further includes a basis vector discriminating apparatus 21 for discriminating whether or not the coefficients of the DCT block subjected to the quantization step by the inverse quantization apparatus 13 are base vectors, and a field DCT mode. Is a discrete cosine transform and is a base vector DC
A field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 for performing a reduced inverse discrete cosine transform on a T block to generate a standard resolution image; and a DC which is a basis vector subjected to discrete cosine transform in a frame DCT mode.
A frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 for performing a reduced inverse discrete cosine transform on the T block to generate a standard resolution image.
【0136】フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置31は、入力されたビットストリームの
マクロブロックが、フィールドDCTモードで離散コサ
イン変換され且つマクロブロック内のDCTブロックが
基底ベクトルでない場合に用いられる。フィールドモー
ド用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置31は、フィ
ールドDCTモードで離散コサイン変換がされたマクロ
ブロック内の8×8個の係数が示されたDCTブロック
の全ての係数のうち4×8の係数のみに対して、トップ
フィールドとボトムフィールドの垂直方向の画素の位相
ずれを補正した逆離散コサイン変換を行う。すなわち、
水平方向に対して低域の4点の離散コサイン係数に基づ
き逆離散コサイン変換を行い、垂直方向に対して8点の
離散コサイン係数に基づき位相ずれを補正した逆離散コ
サイン変換を行う。具体的には、トップフィールドの垂
直方向の各画素に対しては、1/4画素分の位相補正を
行い、ボトムフィールドの垂直方向の各画素に対して
は、3/4画素分の位相補正を行う。そして、以上のよ
うな縮小逆離散コサイン変換を行うことにより、図25
に示すような、トップフィールドの各画素の垂直方向の
位相が1/4、9/4・・・となり、ボトムフィールド
の各画素の垂直方向の位相が5/4、13/4・・・と
なる標準解像度画像(下位レイヤー)を生成する。The phase-correction inverse discrete cosine transform unit 31 for the field mode is used when the macroblock of the input bit stream is subjected to the discrete cosine transform in the field DCT mode and the DCT block in the macroblock is not a base vector. . The field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform device 31 outputs 4 × 8 of all the coefficients of the DCT block in which the 8 × 8 coefficients in the macroblock subjected to the discrete cosine transform in the field DCT mode are indicated. An inverse discrete cosine transform is performed on only the coefficients, in which the phase shift of the pixels in the vertical direction between the top field and the bottom field is corrected. That is,
The inverse discrete cosine transform is performed based on the discrete cosine coefficients of four points in the low frequency range in the horizontal direction, and the phase shift is corrected based on the discrete cosine coefficients of eight points in the vertical direction. More specifically, a phase correction of 1/4 pixel is performed for each pixel in the vertical direction of the top field, and a phase correction of 3/4 pixel is performed for each pixel in the vertical direction of the bottom field. I do. Then, by performing the reduced inverse discrete cosine transform as described above, FIG.
, The vertical phase of each pixel in the top field is 1/4, 9/4,..., And the vertical phase of each pixel in the bottom field is 5/4, 13/4,. A standard resolution image (lower layer) is generated.
【0137】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置32は、入力されたビットストリームのマ
クロブロックが、フレームDCTモードで離散コサイン
変換され且つマクロブロック内のDCTブロックが基底
ベクトルでない場合に用いられる。フレームモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置32は、フレームD
CTモードで離散コサイン変換がされたマクロブロック
内の8×8個の係数が示されたDCTブロックに対し
て、詳細を後述する1ブロック処理或いは2ブロック処
理により、トップフィールドとボトムフィールドの垂直
方向の画素の位相ずれを補正した縮小逆離散コサイン変
換を行う。そして、フィールドモード用位相補正縮小逆
離散コサイン変換装置31で生成した標準解像度画像の
画素の位相と同位相の画像を生成する。すなわち、1ブ
ロック処理或いは2ブロック処理で縮小逆離散コサイン
変換を行うことにより、図25に示すような、トップフ
ィールドの各画素の垂直方向の位相が1/4、9/4・
・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方向の位
相が5/4、13/4・・・となる標準解像度画像(下
位レイヤー)を生成する。The phase-correction reduced inverse discrete cosine transform unit for frame mode 32 is used when the macroblock of the input bit stream is subjected to discrete cosine transform in the frame DCT mode and the DCT block in the macroblock is not a base vector. . The frame mode phase-correcting decimating inverse discrete cosine transform unit 32 outputs the frame D
For a DCT block in which 8 × 8 coefficients are shown in a macroblock subjected to discrete cosine transform in the CT mode, one-block processing or two-block processing, which will be described in detail later, performs vertical processing of a top field and a bottom field. Performs a reduced inverse discrete cosine transform in which the phase shift of the pixel is corrected. Then, an image having the same phase as the phase of the pixel of the standard resolution image generated by the field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform device 31 is generated. That is, by performing the reduced inverse discrete cosine transform by one-block processing or two-block processing, the vertical phase of each pixel in the top field as shown in FIG.
.. To generate a standard resolution image (lower layer) in which the vertical phase of each pixel in the bottom field is 5/4, 13/4,.
【0138】フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離
散コサイン変換装置34は、入力されたビットストリー
ムのマクロブロックが、フィールドDCTモードで離散
コサイン変換され且つマクロブロック内のDCTブロッ
クが基底ベクトルである場合に用いられる。フィールド
モード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置34
は、フィールドDCTモードで離散コサイン変換がされ
たマクロブロック内の8×8個の係数が示されたDCT
ブロックに対して、このDCTブロックの全周波数成分
の係数を逆離散コサイン変換した結果得られるコサイン
曲線上の位相の逆離散コサイン係数を用いて、水平方向
と垂直方向の2次元行列乗算処理を行う。このフィール
ドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置3
4では、このような2次元行列演算処理を行うことによ
り、1つのDCTブロックが4×4の画素から構成され
る標準解像度画像を復号することができる。この復号さ
れた画像データの各画素の位相は、図25に示すよう
な、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が1/
4、9/4・・・となり、ボトムフィールドの各画素の
垂直方向の位相が5/4、13/4・・・となる標準解
像度画像(下位レイヤー)を生成する。The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 is used when a macroblock of an input bit stream is subjected to discrete cosine transform in the field DCT mode and a DCT block in the macroblock is a basis vector. Can be Field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34
Is a DCT showing 8 × 8 coefficients in a macroblock subjected to discrete cosine transform in the field DCT mode
The block is subjected to a two-dimensional matrix multiplication process in the horizontal and vertical directions using the inverse discrete cosine coefficient of the phase on the cosine curve obtained as a result of inverse discrete cosine transform of the coefficients of all frequency components of the DCT block. . This field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 3
In No. 4, by performing such a two-dimensional matrix operation, a standard resolution image in which one DCT block is composed of 4 × 4 pixels can be decoded. As shown in FIG. 25, the phase of each pixel of this decoded image data is 1 / vertical phase of each pixel of the top field.
., And the standard resolution image (lower layer) in which the vertical phase of each pixel of the bottom field is 5/4, 13/4,.
【0139】なお、このフィールドモード用基底ベクト
ル縮小逆離散コサイン変換装置34により処理される2
次元行列については、その詳細を後述する。The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 processes
Details of the dimensional matrix will be described later.
【0140】フレームモード用基底ベクトル縮小逆離散
コサイン変換装置35は、入力されたビットストリーム
のマクロブロックが、フレームDCTモードで離散コサ
イン変換され且つマクロブロック内のDCTブロックが
基底ベクトルである場合に用いられる。フレームモード
用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置35は、フ
レームDCTモードで離散コサイン変換がされたマクロ
ブロック内の8×8個の係数が示されたDCTブロック
に対して、フィールドDCTモードで離散コサイン変換
がされたマクロブロック内の8×8個の係数が示された
DCTブロックに対して、このDCTブロックの全周波
数成分の係数を逆離散コサイン変換した結果得られるコ
サイン曲線上の位相の逆離散コサイン係数を用いて、水
平方向と垂直方向の2次元行列乗算処理を行う。このフ
ィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換
装置22では、このような2次元行列演算処理を行うこ
とにより、1つのDCTブロックが4×4の画素から構
成される標準解像度画像を復号することができる。この
復号された画像データの各画素の位相は、図25に示す
ような、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が
1/4、9/4・・・となり、ボトムフィールドの各画
素の垂直方向の位相が5/4、13/4・・・となる標
準解像度画像(下位レイヤー)を生成する。The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 is used when a macroblock of an input bit stream is subjected to discrete cosine transform in the frame DCT mode and a DCT block in the macroblock is a basis vector. Can be The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 applies a discrete cosine in the field DCT mode to the DCT block in which the 8 × 8 coefficients in the macroblock subjected to the discrete cosine transform in the frame DCT mode are indicated. Inverse discrete phase of the cosine curve obtained as a result of performing inverse discrete cosine transform of the coefficients of all the frequency components of the DCT block indicating the 8 × 8 coefficients in the transformed macroblock. Using the cosine coefficient, a two-dimensional matrix multiplication process in the horizontal and vertical directions is performed. The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 22 can decode a standard resolution image in which one DCT block is composed of 4 × 4 pixels by performing such a two-dimensional matrix operation. it can. As shown in FIG. 25, the phase of each pixel of the decoded image data is such that the vertical phase of each pixel of the top field is 1/4, 9/4,. A standard resolution image (lower layer) having a phase in the direction of 5/4, 13/4,... Is generated.
【0141】なお、このフレームモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置35により処理される2次
元行列については、その詳細を後述する。The details of the two-dimensional matrix processed by the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 will be described later.
【0142】基底ベクトル判別装置21は、逆量子化装
置13により量子化ステップを掛けられたDCTブロッ
クの係数が基底ベクトルとなっているかどうかを判別す
る。基底ベクトル判別装置21により判別した結果、D
CTブロックの係数が基底ベクトルでない場合には、逆
量子化装置13により量子化ステップを掛けられたDC
Tブロックを、フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置31或いはフレームモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置32に供給する。また、D
CTブロックの係数が基底ベクトルである場合には、逆
量子化装置13により量子化ステップを掛けられたDC
Tブロックを、フィールドモード用基底ベクトル縮小逆
離散コサイン変換装置34或いはフレームモード用基底
ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置35に供給する。The basis vector discriminating device 21 decides whether or not the coefficients of the DCT block which have been subjected to the quantization step by the inverse quantization device 13 are the basis vectors. As a result of the discrimination by the basis vector discriminating device 21, D
If the coefficient of the CT block is not a base vector, the DC quantized by the inverse quantizer 13
The T block is supplied to the field-corrected phase-reduced reduced inverse discrete cosine transform unit 31 for frame mode or the phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform unit 32 for frame mode. Also, D
If the coefficient of the CT block is a basis vector, the DC quantized by the inverse quantizer 13
The T block is supplied to a field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 or a frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35.
【0143】加算装置16は、フィールドモード用位相
補正縮小逆離散コサイン変換装置31、フレームモード
用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置32、フィール
ドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置3
4又はフレームモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイ
ン変換装置35により縮小逆離散コサイン変換されたマ
クロブロックがイントラ画像の場合には、そのイントラ
画像をそのままフレームメモリ17に格納する。また、
加算装置16は、フィールドモード用位相補正縮小逆離
散コサイン変換装置31、フレームモード用位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置32、フィールドモード用基
底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置34又はフレー
ムモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置3
5により縮小逆離散コサイン変換されたマクロブロック
がインター画像である場合には、そのインター画像に、
フィールドモード用動き補償装置18或いはフレームモ
ード用動き補償装置19により動き補償がされた参照画
像を合成して、フレームメモリ17に格納する。The adder 16 includes a field-corrected phase-reduced inverse discrete cosine transform unit 31 for frame mode, a phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform unit 32 for frame mode, and a base-vector reduced inverse discrete cosine transform unit 3 for field mode.
If the macroblock subjected to the reduced inverse discrete cosine transform by the 4 or frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 is an intra image, the intra image is stored in the frame memory 17 as it is. Also,
The adder 16 includes a field-corrected phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform device 31, a frame-mode phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform device 32, a field-mode base vector reduced inverse discrete cosine transform device 34, or a frame-mode base vector reduced. Inverse discrete cosine transform device 3
If the reduced inverse discrete cosine transformed macroblock is an inter image, the inter image
The reference image subjected to motion compensation by the field mode motion compensator 18 or the frame mode motion compensator 19 is synthesized and stored in the frame memory 17.
【0144】フィールドモード用動き補償装置18は、
マクロブロックの動き予測モードがフィールド動き予測
モードの場合に用いられる。フィールドモード用動き補
償装置18は、フレームメモリ17に記憶されている標
準解像度画像の参照画像に対して、1/4画素精度で補
間処理を行い、フィールド動き予測モードに対応した動
き補償をする。このフィールドモード用動き補償装置1
8により動き補償がされた参照画像は、加算装置16に
供給され、インター画像に合成される。The field mode motion compensator 18
This is used when the motion prediction mode of the macroblock is the field motion prediction mode. The field mode motion compensator 18 performs an interpolation process on the reference image of the standard resolution image stored in the frame memory 17 with 1/4 pixel accuracy, and performs motion compensation corresponding to the field motion prediction mode. This motion compensation device for field mode 1
The reference image motion-compensated by 8 is supplied to the adding device 16 and is synthesized with the inter image.
【0145】フレームモード用動き補償装置19は、マ
クロブロックの動き予測モードがフレーム動き予測モー
ドの場合に用いられる。フレームモード用動き補償装置
19は、フレームメモリ17に記憶されている標準解像
度画像の参照画像に対して、1/4画素精度で補間処理
を行い、フレーム動き予測モードに対応した動き補償を
する。このフレームモード用動き補償装置19により動
き補償がされた参照画像は、加算装置16に供給され、
インター画像に合成される。The frame mode motion compensator 19 is used when the macroblock motion prediction mode is the frame motion prediction mode. The frame mode motion compensator 19 performs an interpolation process on the reference image of the standard resolution image stored in the frame memory 17 with 1/4 pixel accuracy, and performs motion compensation corresponding to the frame motion prediction mode. The reference image motion-compensated by the frame mode motion compensator 19 is supplied to the adder 16,
It is combined with the inter image.
【0146】画枠変換装置33は、フレームメモリ17
が記憶した標準解像度の参照画像が供給され、この参照
画像をポストフィルタリングにより、画枠を標準解像度
のテレビジョンの規格に合致するように変換する。すな
わち、画枠変換装置33は、高解像度のテレビジョン規
格の画枠を、1/4に縮小した標準解像度のテレビジョ
ン規格の画枠に変換する。なお、この画枠変換装置33
は、フレームメモリ17に格納されている画像がトップ
フィールドとボトムフィールドとの間に位相ずれが生じ
ていないので、上述した第1の実施の形態の画枠変換・
位相ずれ補正装置20と異なり、画素の位相ずれの補正
は行わなくて良い。The image frame conversion device 33 includes the frame memory 17
Is supplied, and the reference image is converted by post-filtering so that the image frame conforms to the standard of the standard resolution television. That is, the image frame conversion device 33 converts the image frame of the high resolution television standard into an image frame of the standard resolution television standard which is reduced to 1/4. Note that this image frame conversion device 33
Since the image stored in the frame memory 17 has no phase shift between the top field and the bottom field, the image frame conversion /
Unlike the phase shift correction device 20, it is not necessary to correct the phase shift of the pixel.
【0147】本発明の第2の実施の形態の画像復号装置
30では、以上のような構成を有することにより、高解
像度画像をMPEG2で画像圧縮したビットストリーム
を、復号するとともに1/2の解像度に縮小して、標準
解像度画像を出力することができる。The image decoding apparatus 30 according to the second embodiment of the present invention has the above-described configuration, so that a bit stream obtained by compressing a high-resolution image by MPEG2 can be decoded and the resolution can be reduced to half. And a standard resolution image can be output.
【0148】つぎに、上記フィールドモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置31の処理内容について、
さらに詳細に説明する。Next, the processing contents of the above-mentioned field mode phase-correcting inverse discrete cosine transform unit 31 will be described.
This will be described in more detail.
【0149】フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置31には、図26に示すように、高解像
度画像を圧縮符号化したビットストリームが、1つのD
CTブロック単位で入力される。As shown in FIG. 26, the phase-correcting decimating inverse discrete cosine transform unit 31 for the field mode includes a bit stream obtained by compression-encoding a high-resolution
It is input in units of CT blocks.
【0150】まず、ステップS21において、この1つ
のDCTブロックの離散コサイン係数y(DCTブロッ
クの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係数をy
1〜y8として図中に示す。)に対して、8×8の逆離散
コサイン変換(IDCT8×8)を行う。逆離散コサイ
ン変換をすることにより、8×8の復号された画素デー
タx(DCTブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをx1〜x8として図中に示す。)を得る
ことができる。First, in step S21, the discrete cosine coefficient y of this one DCT block (the vertical coefficient among all the discrete cosine coefficients of the DCT block is y
It is shown in the figure as 1 ~y 8. ) Is subjected to an 8 × 8 inverse discrete cosine transform (IDCT 8 × 8). By performing an inverse discrete cosine transform, 8 × 8 decoded pixel data x (vertical pixel data among all the pixel data of the DCT block is shown as x 1 to x 8 in the drawing) is obtained. Can be.
【0151】続いて、ステップS22において、この8
×8の画素データを、4×8の位相補正フィルタ行列に
よりDCTブロック内で閉じた変換を行い、位相補正し
た画素データx′(全ての画素データのうち垂直方向の
画素データをx′1,x′2,x′3,x′4として図中に
示す。)を得る。Subsequently, in step S22, this 8
The pixel data of × 8, performs conversion closed within DCT blocks by the phase correcting filter matrix 4 × 8, 'x vertical pixel data among (all pixel data' pixel data x that phase correction 1, x ' 2 , x' 3 , x ' 4 are shown in the figure).
【0152】以上のステップS21〜ステップS22の
処理を行うことにより、フィールドモード用位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置31では、トップフィールド
とボトムフィールドとの間で、画素の位相ずれがない画
像を生成することができる。By performing the above-described steps S21 to S22, the field mode phase-correcting decimating inverse discrete cosine transform apparatus 31 generates an image having no pixel phase shift between the top field and the bottom field. can do.
【0153】また、フィールドモード用位相補正縮小逆
離散コサイン変換装置31では、図27に示すように、
以上の処理を1つの行列(4×8位相補正IDCT行
列)を用いて演算してもよい。In the field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform unit 31, as shown in FIG.
The above processing may be calculated using one matrix (4 × 8 phase correction IDCT matrix).
【0154】つぎに、上記フィールドモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置31により演算が行われる
4×8位相補正IDCT行列の設計手順を図28に示
し、この4×8位相補正IDCT行列について説明す
る。この4×8位相補正IDCT行列は、プロトタイプ
フィルタをポリフェーズ分解して作成される。Next, FIG. 28 shows a procedure for designing a 4 × 8 phase-corrected IDCT matrix operated by the field mode phase-corrected inverse discrete cosine transform unit 31. The 4 × 8 phase-corrected IDCT matrix will be described. I do. This 4 × 8 phase correction IDCT matrix is created by polyphase decomposition of a prototype filter.
【0155】ここで、画像復号装置30では、図29
(a)に示すような周波数特性の高解像度画像を、図2
9(b)に示すような信号帯域がローパスフィルタによ
り半分とされた周波数特性の1/2の解像度の標準解像
度画像に、ダウンデコードする。そのため、プロトタイ
プフィルタに求められる周波数特性は、標準解像度画像
の1/4位相の画素値を得ることができるように、図2
9(c)に示すような4倍のオーバーサンプリングを行
った周波数特性となる。Here, in the image decoding apparatus 30, FIG.
A high-resolution image having frequency characteristics as shown in FIG.
The signal band shown in FIG. 9 (b) is down-decoded into a standard resolution image having a resolution of 1/2 of the frequency characteristic halved by the low-pass filter. For this reason, the frequency characteristics required for the prototype filter are such that the pixel value of 1/4 phase of the standard resolution image can be obtained as shown in FIG.
As shown in FIG. 9C, the frequency characteristics are obtained by performing the oversampling by four times.
【0156】まず、ステップS31において、ナイキス
ト周波数以下を等間隔に{(N−1)/2}分割し、そ
の周波数サンプルからゲインリストを作成する。例え
ば、図30に示すように、ナイキスト周波数以下の周波
数を等間隔に(57−1)/2=28分割して、29個
のゲインリストを作成する。First, in step S31, Nyquist frequency and lower frequencies are divided into {(N-1) / 2} at equal intervals, and a gain list is created from the frequency samples. For example, as shown in FIG. 30, a frequency lower than the Nyquist frequency is divided into (57-1) / 2 = 28 at equal intervals to create 29 gain lists.
【0157】続いて、ステップS32において、周波数
サンプリング法により、57個のインパルス応答を作成
する。すなわち、29個のゲインリストを逆離散フーリ
エ変換して、57個のFIRフィルタのインパルス応答
を作成する。この57個のインパルス応答を図31に示
す。Subsequently, in step S32, 57 impulse responses are created by the frequency sampling method. That is, the 29 discrete gain lists are subjected to inverse discrete Fourier transform to create impulse responses of 57 FIR filters. FIG. 31 shows these 57 impulse responses.
【0158】続いて、ステップS33において、このイ
ンパルス応答に窓関数をかけて、57タップのフィルタ
係数c1〜c57を作成する。Subsequently, in step S33, the impulse response is multiplied by a window function to generate filter coefficients c1 to c57 of 57 taps.
【0159】このステップS33で作成されたフィルタ
がプロトタイプフィルタとなる。The filter created in step S33 is a prototype filter.
【0160】続いて、ステップS34において、57個
のフィルタ係数c1〜c57を有するプロトタイプフィ
ルタをポリフェーズ分解して、1/4位相補正特性を有
する14個のフィルタ係数c′1〜c′14のみを取り
出し、ポリフェーズフィルタを作成する。Subsequently, in step S34, the prototype filter having 57 filter coefficients c1 to c57 is polyphase-decomposed, and only 14 filter coefficients c'1 to c'14 having 1/4 phase correction characteristics are obtained. And create a polyphase filter.
【0161】ここで、ポリフェーズフィルタとは、図3
2に示すように、入力信号をN倍にオーバーサンプリン
グし、オーバーサンプリングして得られた信号からN画
素間隔で画素を抜き出すポリフェーズ分解を行い、入力
信号と1/N位相のずれをもった信号を出力するフィル
タである。例えば、入力信号に対して1/4位相ずれた
信号を得るためには、図33に示すように、入力信号を
4倍にオーバサンプリングして、この信号から1/4位
相ずれた信号を取り出せばよい。Here, the polyphase filter corresponds to FIG.
As shown in FIG. 2, the input signal was oversampled by N times, and polyphase decomposition was performed to extract pixels at N pixel intervals from the signal obtained by oversampling, and the input signal was shifted by 1 / N phase. This is a filter that outputs a signal. For example, in order to obtain a signal whose phase is shifted by 1/4 with respect to the input signal, as shown in FIG. 33, the input signal is oversampled by a factor of 4 and a signal shifted by 1/4 phase from this signal can be extracted. I just need.
【0162】具体的に、57個の係数を有するプロトタ
イプフィルタc1〜c57から作成された14個のフィ
ルタ係数c′1〜c′14は、例えば、以下の式(1
1)で示すような係数となる。Specifically, the 14 filter coefficients c'1 to c'14 created from the prototype filters c1 to c57 having 57 coefficients are obtained by, for example, the following equation (1
The coefficients are as shown in 1).
【0163】[0163]
【数18】 (Equation 18)
【0164】このようにポリフェーズフィルタを作成し
た後、トップフィールド用の4×8位相補正IDCT行
列と、ボトムフィールド用の4×8位相補正IDCT行
列とで、設計処理が分割する。After creating the polyphase filter in this manner, the design process is divided into a 4 × 8 phase correction IDCT matrix for the top field and a 4 × 8 phase correction IDCT matrix for the bottom field.
【0165】まず、トップフィールド用の4×8位相補
正IDCT行列を作成する場合には、ステップS35に
おいて、フィルタ係数が1/4位相補正特性となるよう
に、ポリフェーズ分解された14個のフィルタ係数c′
1〜c′14から、群遅延が1/4、9/4、17/
4、25/4位相となる8個の係数を取り出し、4×8
位相補正フィルタ行列を作成する。このように作成され
た4×8位相補正フィルタを、図34に示す。First, when creating a 4 × 8 phase correction IDCT matrix for the top field, in step S35, the 14 filters subjected to polyphase decomposition are set so that the filter coefficients have a 4 phase correction characteristic. Coefficient c '
From 1 to c′14, the group delay is 4, 9/4, 17 /
Take out eight coefficients which are 4, 25/4 phase, 4 × 8
Create a phase correction filter matrix. FIG. 34 shows the 4 × 8 phase correction filter thus created.
【0166】例えば、上記式(11)の14個のフィル
タ係数c′1〜c′14から、以下の式(12)で示す
ような係数が取り出される。For example, from the 14 filter coefficients c′1 to c′14 of the above equation (11), coefficients as shown in the following equation (12) are extracted.
【0167】[0167]
【数19】 [Equation 19]
【0168】式(12)の係数から4×8位相補正フィ
ルタ行列を求めると、以下の式(13)で示すような行
列となる。When a 4 × 8 phase correction filter matrix is obtained from the coefficients of the equation (12), the matrix becomes as shown in the following equation (13).
【0169】[0169]
【数20】 (Equation 20)
【0170】この式(13)で示した4×8位相補正フ
ィルタ行列を正規化すると、以下の式(14)に示すよ
うな行列となる。When the 4 × 8 phase correction filter matrix shown in the equation (13) is normalized, a matrix shown in the following equation (14) is obtained.
【0171】[0171]
【数21】 (Equation 21)
【0172】そして、ステップS36において、8×8
のIDCT行列と、この4×8位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、トップフィールド用の4×8位相補正I
DCT行列を作成する。Then, in step S36, 8 × 8
Is multiplied by this 4 × 8 phase correction filter matrix to obtain a 4 × 8 phase correction I
Create a DCT matrix.
【0173】8×8のIDCT行列と上記式(14)で
示す4×8の位相補正フィルタとを掛け合わせた4×8
位相補正IDCT行列は、以下の式(15)に示すよう
な行列となる。4 × 8 obtained by multiplying the 8 × 8 IDCT matrix by the 4 × 8 phase correction filter shown in the above equation (14)
The phase correction IDCT matrix is a matrix as shown in the following equation (15).
【0174】[0174]
【数22】 (Equation 22)
【0175】一方、ボトムフィールド用の4×8位相補
正IDCT行列を作成する場合には、ステップS37に
おいて、フィルタ係数が3/4位相補正特性となるよう
に、ポリフェイズ分解された14個のフィルタ係数c′
1〜c′14を、左右反転させる。On the other hand, when preparing a 4 × 8 phase correction IDCT matrix for the bottom field, in step S37, the 14 filters subjected to polyphase decomposition are set so that the filter coefficients have a 3/4 phase correction characteristic. Coefficient c '
1 to c ′ 14 are reversed left and right.
【0176】続いて、ステップS38において、左右反
転させた14個のフィルタ係数c′1〜c′14から、
群遅延が3/4、11/4、19/4、27/4位相と
なる8個の係数を取り出し、4×8位相補正フィルタ行
列を作成する。Subsequently, in step S38, from the 14 filter coefficients c'1 to c'14 which have been inverted left and right,
Eight coefficients having group delays of 3/4, 11/4, 19/4, and 27/4 are extracted, and a 4 × 8 phase correction filter matrix is created.
【0177】そして、ステップS39において、8×8
のIDCT行列と、この4×8位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、ボトムフィールド用の4×8位相補正I
DCT行列を作成する。Then, in step S39, 8 × 8
Is multiplied by the 4 × 8 phase correction filter matrix to obtain a 4 × 8 phase correction I for the bottom field.
Create a DCT matrix.
【0178】このようにステップS31〜ステップS3
9の各処理を行うことによって、フィールドモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置31が演算を行う4
×8位相補正IDCT行列を作成することができる。As described above, steps S31 to S3
9, the field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform unit 31 performs the operation.
A × 8 phase correction IDCT matrix can be created.
【0179】以上のように、フィールドモード用位相補
正縮小逆離散コサイン変換装置31では、この4×8位
相補正IDCT行列と、入力されたフィールドDCTモ
ードで離散コサイン変換がされたDCTブロックの係数
とを行列演算することにより、トップフィールドとボト
ムフィールドとの間の位相ずれがない、標準解像度の画
像を復号することができる。すなわち、このフィールド
モード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置31で
は、図25に示すような、トップフィールドの各画素の
垂直方向の位相が1/4、9/4・・・となり、ボトム
フィールドの各画素の垂直方向の位相が5/4、13/
4・・・となる標準解像度画像(下位レイヤー)を生成
することができる。As described above, in the field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform unit 31, the 4 × 8 phase-corrected IDCT matrix and the coefficients of the DCT block subjected to the discrete cosine transform in the input field DCT mode are used. Can be decoded into a standard resolution image having no phase shift between the top field and the bottom field. That is, in the field-corrected phase-reduced inverse discrete cosine transform device 31 for the field mode, the vertical phase of each pixel in the top field is 1/4, 9/4,... As shown in FIG. The vertical phase of each pixel is 5/4, 13 /
4... Can be generated.
【0180】つぎに、上記フレームモード用位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置32の処理内容について、さ
らに詳細に説明する。Next, the processing contents of the frame mode phase-correcting decimating inverse discrete cosine transform unit 32 will be described in more detail.
【0181】なお、フレームモード用位相補正縮小逆離
散コサイン変換装置32では、以下に説明する1ブロッ
ク処理及び2ブロック処理のいずれか或いは両者の処理
を行うことができる。必要に応じて、1ブロック処理又
は2ブロック処理を切り換えて用いても良いし、或い
は、いずれか一方の処理のみを行っても良い。The frame mode phase-correcting decimating inverse discrete cosine transform unit 32 can perform one or both of the following one-block processing and two-block processing. If necessary, one block processing or two block processing may be switched and used, or only one of the processing may be performed.
【0182】まず、1ブロック処理について説明する。
図35に、1ブロック処理の内容を説明するための図を
示す。First, the one-block processing will be described.
FIG. 35 shows a diagram for explaining the contents of one block processing.
【0183】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置32には、図35に示すように、高解像度
画像を圧縮符号化したビットストリームが、1つのDC
Tブロック単位で入力される。As shown in FIG. 35, a bit stream obtained by compression-encoding a high-resolution image is converted into one DC
It is input in units of T blocks.
【0184】まず、ステップS41において、この1つ
のDCTブロックの離散コサイン係数yに対して、8×
8の逆離散コサイン変換を行う。続いて、ステップS4
2において、この8×8の画素データをフィールド分離
する。続いて、ステップS43において、フィールド分
離した2つの画素ブロックそれぞれに対して4×4の離
散コサイン変換をする。続いて、ステップS44におい
て、各画素ブロックの離散コサイン係数zの高域成分を
間引き、2×2の離散コサイン係数から構成される画素
ブロックとする。以上のステップS41からステップS
44までの処理は、図3に示す1ブロック処理における
ステップS1からステップS4までの処理と同一であ
る。First, in step S41, the discrete cosine coefficient y of this one DCT block is set to 8 ×
8 is performed. Subsequently, step S4
In step 2, the 8 × 8 pixel data is field-separated. Subsequently, in step S43, a 4 × 4 discrete cosine transform is performed on each of the two pixel blocks separated by the field. Subsequently, in step S44, the high frequency components of the discrete cosine coefficient z of each pixel block are thinned out to obtain a pixel block composed of 2 × 2 discrete cosine coefficients. The above steps S41 to S
The processing up to 44 is the same as the processing from step S1 to step S4 in the one-block processing shown in FIG.
【0185】続いて、ステップS45において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックに対しては、1/4
画素分の位相補正をする2×4位相補正IDCT行列を
用いて、垂直方向の画素の位相ずれを補正した逆離散コ
サイン変換を行う。また、ボトムフィールドに対応する
画素ブロックに対しては、3/4画素分の位相補正をす
る2×4位相補正IDCT行列を用いて、垂直方向の画
素の位相ずれを補正した逆離散コサイン変換を行う。以
上のような縮小逆離散コサイン変換を行うことにより、
2×2の画素データx′(トップフィールドに対応する
画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素
データをx′1,x′3として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをx′2,x′4として図中
に示す。)を得ることができる。この画素データx′
は、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が1/
4、9/4となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方
向の位相が5/4、13/4となる標準解像度画像(下
位レイヤー)を生成する。なお、この2×4位相補正I
DCT行列の設計方法については詳細を後述する。Subsequently, in step S45, 1/4 of the pixel block corresponding to the top field
Inverse discrete cosine transform is performed by using a 2 × 4 phase correction IDCT matrix for correcting the phase of the pixels and correcting the phase shift of the pixels in the vertical direction. For the pixel block corresponding to the bottom field, inverse discrete cosine transform in which the phase shift of pixels in the vertical direction has been corrected using a 2 × 4 phase correction IDCT matrix for phase correction of / pixels is performed. Do. By performing the reduced inverse discrete cosine transform as described above,
2 × 2 pixel data x ′ (vertical pixel data of all pixel data of the pixel block corresponding to the top field is shown in the figure as x ′ 1 , x ′ 3 , and the pixel corresponding to the bottom field shown in FIG vertical pixel data of all the pixel data of block x as '2, x' 4.) can be obtained. This pixel data x '
Is that the vertical phase of each pixel in the top field is 1 /
4, 9/4, and a standard resolution image (lower layer) in which the vertical phase of each pixel in the bottom field is 5/4, 13/4. Note that this 2 × 4 phase correction I
The details of the method of designing the DCT matrix will be described later.
【0186】続いて、ステップS46において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データとボト
ムフィールドの画像ブロックの画素データとをフレーム
合成する。このステップS46の処理は、図3に示す1
ブロック処理におけるステップS6の処理と同一であ
る。Subsequently, in step S46, the pixel data of the pixel block corresponding to the top field and the pixel data of the image block of the bottom field are frame-synthesized. The processing in step S46 is performed by the processing shown in FIG.
This is the same as the processing in step S6 in the block processing.
【0187】以上のステップS41〜ステップS46の
処理を行うことにより、フレームモード用位相補正縮小
逆離散コサイン変換装置32では、画素間の位相ずれが
ない画像を生成することができる。また、上記フィール
ドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置31で
復号した画像と位相ずれが生じない画像を生成すること
ができる。By performing the processing in steps S41 to S46, the frame mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform apparatus 32 can generate an image having no phase shift between pixels. Further, it is possible to generate an image having no phase shift from the image decoded by the field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform device 31.
【0188】また、フレームモード用位相補正縮小逆離
散コサイン変換装置32では、以上のステップS41か
らステップS46までの処理を1つの行列を用いて演算
してもよい。In the frame mode phase-correcting decimating inverse discrete cosine transform unit 32, the processing from step S41 to step S46 may be performed using one matrix.
【0189】つぎに、フレームモード用位相補正縮小逆
離散コサイン変換装置32のステップS45で演算が行
われる2×4位相補正IDCT行列の設計手順を図36
に示し、この2×8位相補正IDCT行列について説明
する。Next, the design procedure of the 2 × 4 phase-corrected IDCT matrix to be operated in step S45 of the frame mode phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform unit 32 is shown in FIG.
The 2 × 8 phase correction IDCT matrix will be described.
【0190】まず、ステップS51において、ナイキス
ト周波数以下を等間隔に{(N−1)/2}分割し、そ
の周波数サンプルからゲインリストを作成する。例え
ば、図37に示すように、ナイキスト周波数以下の周波
数を等間隔に(25−1)/2=12分割して、13個
のゲインリストを作成する。First, in step S51, the frequency below the Nyquist frequency is divided into {(N-1) / 2} at equal intervals, and a gain list is created from the frequency samples. For example, as shown in FIG. 37, the frequencies below the Nyquist frequency are divided into (25-1) / 2 = 12 at equal intervals to create 13 gain lists.
【0191】続いて、ステップS52において、周波数
サンプリング法により、25個のインパルス応答を作成
する。すなわち、13個のゲインリストを逆離散フーリ
エ変換して、25個のFIRフィルタのインパルス応答
を作成する。この25個のインパルス応答を図38に示
す。Subsequently, in step S52, 25 impulse responses are created by the frequency sampling method. That is, the 13 gain lists are subjected to inverse discrete Fourier transform to create impulse responses of 25 FIR filters. FIG. 38 shows these 25 impulse responses.
【0192】続いて、ステップS53において、このイ
ンパルス応答に窓関数をかけて、25タップのフィルタ
係数c1〜c25を作成する。Subsequently, in step S53, the impulse response is multiplied by a window function to generate 25 tap filter coefficients c1 to c25.
【0193】このステップS53で作成されたフィルタ
がプロトタイプフィルタとなる。The filter created in step S53 is a prototype filter.
【0194】続いて、ステップS54において、25個
のフィルタ係数c1〜c25を有するプロトタイプフィ
ルタをポリフェーズ分解して、1/4位相補正特性を有
する6個のフィルタ係数c′1〜c′6のみを取り出
し、ポリフェーズフィルタを作成する。Subsequently, in step S54, the prototype filter having 25 filter coefficients c1 to c25 is polyphase-decomposed, and only six filter coefficients c'1 to c'6 having quarter-phase correction characteristics are obtained. And create a polyphase filter.
【0195】具体的に、57個の係数を有するプロトタ
イプフィルタc1〜c25から作成された14個のフィ
ルタ係数c′1〜c′6は、例えば、以下の式(16)
で示すような係数となる。More specifically, the 14 filter coefficients c ′ 1 to c ′ 6 created from the prototype filters c 1 to c 25 having 57 coefficients are obtained by, for example, the following equation (16).
The coefficient becomes as shown by.
【0196】[0196]
【数23】 (Equation 23)
【0197】このようにポリフェーズフィルタを作成し
た後、トップフィールド用の2×4位相補正IDCT行
列と、ボトムフィールド用の2×4位相補正IDCT行
列とで、設計処理が分割する。After the polyphase filter is created, the design process is divided into a 2 × 4 phase correction IDCT matrix for the top field and a 2 × 4 phase correction IDCT matrix for the bottom field.
【0198】まず、トップフィールド用の2×4位相補
正IDCT行列を作成する場合には、ステップS55に
おいて、ポリフェーズ分解された6個のフィルタ係数
c′1〜c′6から、群遅延が1/4、9/4位相とな
るように、それぞれ2個の係数を取り出し、2×4位相
補正フィルタ行列を作成する。このように作成された2
×4位相補正フィルタを、図39に示す。First, when preparing a 2 × 4 phase correction IDCT matrix for the top field, in step S 55, the group delay is set to 1 based on the six filter coefficients c ′ 1 to c ′ 6 subjected to polyphase decomposition. Two coefficients are respectively extracted so as to have / 4 and 9/4 phases, and a 2 × 4 phase correction filter matrix is created. 2 created in this way
FIG. 39 shows a × 4 phase correction filter.
【0199】例えば、上記式(16)の6個のフィルタ
係数c′1〜c′6から、以下の式(17)で示すよう
な係数が取り出される。For example, from the six filter coefficients c'1 to c'6 in the above equation (16), coefficients as shown in the following equation (17) are extracted.
【0200】[0200]
【数24】 (Equation 24)
【0201】式(17)の係数から2×4位相補正フィ
ルタ行列を求めると、以下の式(18)で示すような行
列となる。When a 2 × 4 phase correction filter matrix is obtained from the coefficients of the equation (17), the matrix becomes as shown in the following equation (18).
【0202】[0202]
【数25】 (Equation 25)
【0203】この式(18)で示した2×4位相補正フ
ィルタ行列を正規化すると、以下の式(19)に示すよ
うな行列となる。When the 2 × 4 phase correction filter matrix shown in the equation (18) is normalized, the matrix becomes as shown in the following equation (19).
【0204】[0204]
【数26】 (Equation 26)
【0205】そして、ステップS56において、4×4
のIDCT行列と、この2×4位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、トップフィールド用の2×4位相補正I
DCT行列を作成する。Then, in step S56, 4 × 4
Is multiplied by the 2 × 4 phase correction filter matrix to obtain a 2 × 4 phase correction I for the top field.
Create a DCT matrix.
【0206】2×4のIDCT行列と上記式(19)で
示す2×4の位相補正フィルタとを掛け合わせた2×4
位相補正IDCT行列は、以下の式(20)に示すよう
な行列となる。A 2 × 4 IDCT matrix multiplied by a 2 × 4 phase correction filter shown in the above equation (19)
The phase correction IDCT matrix is a matrix as shown in the following equation (20).
【0207】[0207]
【数27】 [Equation 27]
【0208】一方、ボトムフィールド用の2×4位相補
正IDCT行列を作成する場合には、ステップS57に
おいて、フィルタ係数が3/4位相補正特性となるよう
に、ポリフェイズ分解された6個のフィルタ係数c′1
〜c′6を、左右反転させる。On the other hand, when preparing a 2 × 4 phase correction IDCT matrix for the bottom field, in step S57, the six filters subjected to polyphase decomposition are set so that the filter coefficients have a 3/4 phase correction characteristic. Coefficient c'1
To c′6 are reversed left and right.
【0209】続いて、ステップS58において、左右反
転させた6個のフィルタ係数c′1〜c′6から、群遅
延が3/4、11/4位相となるように、それぞれ2個
の係数を取り出し、2×4位相補正フィルタ行列を作成
する。Subsequently, in step S58, two coefficients are respectively determined from the six filter coefficients c'1 to c'6 which have been inverted left and right so that the group delay becomes 3/4 and 11/4 phase. Then, a 2 × 4 phase correction filter matrix is created.
【0210】そして、ステップS59において、4×4
のIDCT行列と、この2×4位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、ボトムフィールド用の2×4位相補正I
DCT行列を作成する。In step S59, 4 × 4
Is multiplied by the 2 × 4 phase correction filter matrix to obtain a 2 × 4 phase correction I for the bottom field.
Create a DCT matrix.
【0211】以上のようにステップS51〜ステップS
59の各処理を行うことによって、フレームモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置32が上記ステップ
S45で演算を行う2×4位相補正IDCT行列を作成
することができる。As described above, steps S51 to S
By performing each of the processes 59, it is possible to create a 2 × 4 phase-corrected IDCT matrix for which the frame-mode phase-corrected decimating inverse discrete cosine transform device 32 performs the operation in step S45.
【0212】つぎに、2ブロック処理について説明す
る。図40に、2ブロック処理の内容を説明するための
図を示す。Next, the two-block processing will be described. FIG. 40 shows a diagram for explaining the contents of the two-block processing.
【0213】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置32には、図40に示すように、高解像度
画像を圧縮符号化したビットストリームが、2つのDC
Tブロック単位で入力される。例えば、マクロブロック
が4つの輝度成分のDCTブロックと2つの色差成分の
DCTブロックとから構成される場合には、垂直方向に
隣接した2つのDCTブロックが入力される。例えば、
マクロブロックが上述した図5に示すように構成されて
いる場合には、輝度成分(Y)のDCTブロック0とD
CTブロック2とが対となって入力され、また、DCT
ブロック1とDCTブロック3とが対となって入力され
る。As shown in FIG. 40, a bit stream obtained by compression-encoding a high-resolution image includes two DC
It is input in units of T blocks. For example, when a macroblock is composed of a DCT block of four luminance components and a DCT block of two color difference components, two vertically adjacent DCT blocks are input. For example,
When the macro block is configured as shown in FIG. 5, the DCT blocks 0 and D of the luminance component (Y) are used.
CT block 2 is input as a pair, and DCT
Block 1 and DCT block 3 are input as a pair.
【0214】まず、ステップS61において、2つのD
CTブロックの離散コサイン係数yに対して、それぞれ
独立に8×8の逆離散コサイン変換を行う。逆離散コサ
イン変換をすることにより、8×8の復号された画素デ
ータxを得ることができる。続いて、ステップS62に
おいて、2つの8×8の画素データをフィールド分離す
る。続いて、ステップS63において、フィールド分離
した2つの8×8の画素ブロックそれぞれに対して8×
8の離散コサイン変換をする。続いて、ステップS64
において、8×8の離散コサイン変換をして得られたト
ップフィールドに対応する画素ブロックの離散コサイン
係数zの高域成分を間引いて、4×4の離散コサイン係
数から構成される画素ブロックとする。また、8×8の
離散コサイン変換をして得られたボトムフィールドに対
応する画素ブロックの離散コサイン係数zの高域成分を
間引き、4×4の離散コサイン係数から構成される画素
ブロックとする。First, in step S61, two D
An 8 × 8 inverse discrete cosine transform is independently performed on the discrete cosine coefficient y of the CT block. By performing the inverse discrete cosine transform, 8 × 8 decoded pixel data x can be obtained. Subsequently, in step S62, two 8 × 8 pixel data are field-separated. Subsequently, in step S63, each of the two 8 × 8 pixel blocks separated by the field is divided into 8 × 8 pixel blocks.
8 discrete cosine transform. Subsequently, step S64
, The high-frequency component of the discrete cosine coefficient z of the pixel block corresponding to the top field obtained by performing the 8 × 8 discrete cosine transform is thinned out to obtain a pixel block including 4 × 4 discrete cosine coefficients. . Further, the high-frequency component of the discrete cosine coefficient z of the pixel block corresponding to the bottom field obtained by performing the 8 × 8 discrete cosine transform is thinned out to be a pixel block composed of 4 × 4 discrete cosine coefficients.
【0215】以上のステップS61からステップS64
までの処理は、図4に示す2ブロック処理におけるステ
ップS11からステップS14までの処理と同一であ
る。The above steps S61 to S64
The processing up to is the same as the processing from step S11 to step S14 in the two-block processing shown in FIG.
【0216】続いて、ステップS65において、トップ
フィールドの画素ブロックに対しては、1/4画素分の
位相補正をする4×8位相補正IDCT行列を用いて、
垂直方向の画素の位相ずれを補正した逆離散コサイン変
換を行う。また、ボトムフィールドの画素ブロックに対
しては、3/4画素分の位相補正をする4×8位相補正
IDCT行列を用いて、垂直方向の画素の位相ずれを補
正した逆離散コサイン変換を行う。以上のような縮小逆
離散コサイン変換を行うことにより、4×4の画素デー
タx′(トップフィールドに対応する画素ブロックの全
ての画素データのうち垂直方向の画素データをx′1,
x′3,x′5,x′7として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをx′2,x′4,x′6,
x′8として図中に示す。)を得ることができる。この
画素データx′は、トップフィールドの各画素の垂直方
向の位相が1/4、9/4・・・となり、ボトムフィー
ルドの各画素の垂直方向の位相が5/4、13/4・・
・となる標準解像度画像(下位レイヤー)を生成する。
なお、この4×8位相補正IDCT行列の設計方法は、
上述したフィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置31で演算される行列と同一である。Subsequently, in step S65, for the pixel block of the top field, a 4 × 8 phase correction IDCT matrix for performing phase correction of 画素 pixel is used.
An inverse discrete cosine transform in which the phase shift of the pixel in the vertical direction is corrected is performed. For the pixel block of the bottom field, inverse discrete cosine transform in which the phase shift of pixels in the vertical direction has been corrected is performed using a 4 × 8 phase correction IDCT matrix for phase correction of 、 3 pixels. By performing the above-described reduced inverse discrete cosine transform, 4 × 4 pixel data x ′ (vertical pixel data of all pixel data of the pixel block corresponding to the top field is x ′ 1 ,
In the figure, x ′ 3 , x ′ 5 , x ′ 7 are shown in the figure, and vertical pixel data among all the pixel data of the pixel block corresponding to the bottom field are x ′ 2 , x ′ 4 , x ′ 6 ,
As x '8 shown in FIG. ) Can be obtained. In the pixel data x ', the vertical phase of each pixel in the top field is 1/4, 9/4,..., And the vertical phase of each pixel in the bottom field is 5/4, 13/4,.
Generate a standard resolution image (lower layer).
Note that the design method of this 4 × 8 phase correction IDCT matrix is as follows.
The matrix is the same as the matrix calculated by the above-described field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform unit 31.
【0217】続いて、ステップS66において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボ
トムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に1ラインずつ交互にフレーム合成して、
8×8の画素データから構成される縮小逆離散コサイン
変換をしたDCTブロックを生成する。Subsequently, in step S66, the pixel data of the pixel block corresponding to the top field and the pixel data of the pixel block corresponding to the bottom field are alternately frame-combined line by line in the vertical direction.
A DCT block that has been subjected to a reduced inverse discrete cosine transform composed of 8 × 8 pixel data is generated.
【0218】以上のステップS61〜ステップS66の
2ブロック処理を行うことにより、フレームモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置32では、画素間の
位相ずれがない画像を生成することができる。また、上
記フィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換
装置31で復号した画像と位相ずれが生じない画像を生
成することができる。By performing the two block processes of steps S61 to S66 described above, the frame mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform device 32 can generate an image having no phase shift between pixels. Further, it is possible to generate an image having no phase shift from the image decoded by the field mode phase-correcting reduced inverse discrete cosine transform device 31.
【0219】また、フレームモード用位相補正縮小逆離
散コサイン変換装置32では、以上のステップS61か
らステップS66までの処理を1つの行列を用いて演算
してもよい。In the frame mode phase-correcting decimating inverse discrete cosine transform unit 32, the processing from step S61 to step S66 may be performed using one matrix.
【0220】つぎに、フィールドモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置34により、基底ベクトル
のDCTブロックに対して水平方向及び垂直方向に乗算
処理される2次元行列について、さらに詳細に説明す
る。Next, the two-dimensional matrix in which the DCT block of the base vector is multiplied in the horizontal and vertical directions by the field mode base vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 will be described in further detail.
【0221】まず、フィールドモード用基底ベクトル縮
小逆離散コサイン変換装置34により、基底ベクトルの
DCTブロックに対して水平方向に乗算処理される2次
元行列は、上記第1の実施の形態のフィールドモード用
基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置22で用いら
れる2次元行列と同じである。First, the two-dimensional matrix by which the DCT block of the basis vector is multiplied in the horizontal direction by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 is the field mode basis vector according to the first embodiment. This is the same as the two-dimensional matrix used in the basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22.
【0222】以下、フィールドモード用基底ベクトル縮
小逆離散コサイン変換装置34により、基底ベクトルの
DCTブロックに対して垂直方向に乗算処理される2次
元行列についてのみ説明する。Hereinafter, only a two-dimensional matrix in which the DCT block of the basis vector is multiplied in the vertical direction by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 will be described.
【0223】図41〜図47に、フィールドモード時お
ける1次から7次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線
を示して、通常の8点逆離散コサイン係数及び基底ベク
トル用縮小逆離散コサイン係数の位相関係を説明する。
図41に1次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線を示
し、図42に2次の基底ベクトルに基づくコサイン曲線
を示し、図43に3次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示し、図44に4次の基底ベクトルに基づくコサ
イン曲線を示し、図45に5次の基底ベクトルに基づく
コサイン曲線を示し、図46に6次の基底ベクトルに基
づくコサイン曲線を示し、図47に7次の基底ベクトル
に基づくコサイン曲線を示している。なお、各図の横軸
は逆離散コサイン変換したのちの画素の位相を示してい
る。また、図中の白丸は、縮小を行わない通常処理の8
点逆離散コサイン係数を示し、黒四角はトップフィール
ドにおける基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数を1
/4位相ずらした係数を示し、黒三角の印はボトムフィ
ールドにおける基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
を3/4位相ずらした係数を示している。FIGS. 41 to 47 show cosine curves based on first to seventh order basis vectors in the field mode, and show the phase relationship between ordinary 8-point inverse discrete cosine coefficients and reduced inverse discrete cosine coefficients for basis vectors. Will be described.
41 shows a cosine curve based on a primary basis vector, FIG. 42 shows a cosine curve based on a secondary basis vector, FIG. 43 shows a cosine curve based on a tertiary basis vector, and FIG. 45 shows a cosine curve based on a fifth-order basis vector, FIG. 46 shows a cosine curve based on a sixth-order basis vector, and FIG. 47 shows a cosine curve based on a seventh-order basis vector. The cosine curve is shown. Note that the horizontal axis of each figure shows the phase of the pixel after the inverse discrete cosine transform. In addition, a white circle in the figure indicates 8 in the normal processing in which no reduction is performed.
Indicates the inverse discrete cosine coefficient of the point, and the black square indicates the reduced inverse discrete cosine coefficient for the basis vector in the top field is 1
係数 indicates a coefficient shifted by 4, and a black triangle indicates a coefficient shifted by / from the reduced inverse discrete cosine coefficient for the base vector in the bottom field.
【0224】縮小を行わない通常処理により演算される
8点逆離散コサイン係数は、図41〜図47の白丸で示
すように、1次から7次の基底ベクトルに基づくコサイ
ン曲線上における位相が整数(0〜7)となる値とな
る。従って、この8点逆離散コサイン係数を用いて逆離
散コサイン変換をした後のこのDCTブロック内の画素
は、基底ベクトル成分を有することとなる。As shown by white circles in FIGS. 41 to 47, the eight-point inverse discrete cosine coefficient calculated by the normal processing without performing the reduction is such that the phase on the cosine curve based on the first to seventh order basis vectors is an integer. (0-7). Therefore, the pixel in this DCT block after performing the inverse discrete cosine transform using the 8-point inverse discrete cosine coefficient has a base vector component.
【0225】これに対して、縮小処理を行うトップフィ
ールドの基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数を1/
4位相ずらした係数は、図41〜図47の黒四角で示す
ように、上記通常処理の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線上と同一のコサイン曲線上の値であって、画素の位
相が0.25、2.25、4.25、6.25となる位置の
値となる。フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散
コサイン変換装置34は、この縮小逆離散コサイン係数
を用いて垂直方向について行列演算を施すことにより、
通常処理と同様の基底ベクトル成分を保持して、縮小し
た逆離散コサイン変換を行うことができる。On the other hand, the reduced inverse discrete cosine coefficient for the base vector of the top field to be reduced is 1 /
The coefficients shifted by four phases are values on the same cosine curve as those on the cosine curve based on the basis vectors of the normal processing, as indicated by black squares in FIGS. 41 to 47, and the phase of the pixel is 0.25. , 2.25, 4.25, and 6.25. The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 34 performs a matrix operation in the vertical direction using the reduced inverse discrete cosine coefficient,
The reduced inverse discrete cosine transform can be performed while holding the same basis vector components as in the normal processing.
【0226】また、縮小処理を行うボトムフィールドの
基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数を3/4位相ず
らした係数は、図41〜図47の黒三角で示すように、
上記通常処理の基底ベクトルに基づくコサイン曲線上と
同一のコサイン曲線上の値であって、画素の位相が0.
75、2.75、4.75、6.75となる位置の値とな
る。フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイ
ン変換装置34は、この縮小逆離散コサイン係数を用い
て垂直方向について行列演算を施すことにより、通常処
理と同様の基底ベクトル成分を保持して、縮小した逆離
散コサイン変換を行うことができる。Further, the coefficient obtained by shifting the reduced inverse discrete cosine coefficient for base vector of the bottom field to be reduced by 3/4 phase, as shown by black triangles in FIGS.
The value on the cosine curve is the same as the value on the cosine curve based on the basis vector of the normal processing, and the phase of the pixel is 0.
75, 2.75, 4.75, and 6.75. The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 performs a matrix operation in the vertical direction using the reduced inverse discrete cosine coefficient, thereby retaining the same basis vector components as in the normal processing, and performing the reduced inverse discrete cosine transform. Cosine transform can be performed.
【0227】以下具体的に、このフィールドモード用基
底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置34により演算
される縮小逆離散コサイン係数の行列を示す。The matrix of the reduced inverse discrete cosine coefficient calculated by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 will be specifically described below.
【0228】まず、1/4位相補正をしたトップフィー
ルドにおける縮小逆離散コサイン係数の行列を以下の式
(21)に示す。First, a matrix of reduced inverse discrete cosine coefficients in the top field having been subjected to 1/4 phase correction is shown in the following equation (21).
【0229】[0229]
【数28】 [Equation 28]
【0230】この式(21)の行列は、分母を32とし
た位相角3π〜189πの逆離散コサイン係数を示して
いる。この式(21)の行列は、最上行である0行に示
されている係数が、上記式(5)で示した行列の0行と
1行の係数の位相角の1/4位相となっている。また、
この式(21)行列は、1行に示されている係数が、上
記式(5)で示した行列の2行と3行の係数の位相角の
1/4位相となっている。また、この式(21)の行列
は、2行に示されている係数が、上記式(5)で示した
行列の4行と5行の係数の位相角の1/4位相となって
いる。また、この式(21)の行列は、3行に示されて
いる係数が、上記式(5)で示した行列の6行と7行の
係数の位相角の1/4位相となっている。そして、この
式(21)の行列を、位相角0〜π/2の逆離散コサイ
ン係数に対応させると、以下の式(22)に示すような
行列となる。The matrix of this equation (21) indicates the inverse discrete cosine coefficient having a phase angle of 3π to 189π with the denominator being 32. In the matrix of this equation (21), the coefficient shown in the top row 0 is the quarter phase of the phase angle of the coefficient of the row 0 and the row 1 of the matrix shown in the above equation (5). ing. Also,
In the matrix of this equation (21), the coefficient shown in one row is 1 / phase of the phase angle of the coefficients of the two rows and three rows of the matrix shown in the above equation (5). In the matrix of this equation (21), the coefficient shown in two rows is 1 / phase of the phase angle of the coefficients of the four rows and five rows of the matrix shown in equation (5). . Further, in the matrix of this equation (21), the coefficient shown in three rows is 1 / phase of the phase angle of the coefficient of six rows and seven rows of the matrix shown in the above equation (5). . Then, when the matrix of this equation (21) is made to correspond to the inverse discrete cosine coefficient having a phase angle of 0 to π / 2, the matrix becomes as shown in the following equation (22).
【0231】[0231]
【数29】 (Equation 29)
【0232】また、3/4位相補正をしたボトムフィー
ルドにおける縮小逆離散コサイン係数の行列を以下の式
(23)に示す。The following equation (23) shows the matrix of the reduced inverse discrete cosine coefficient in the bottom field after the 3/4 phase correction.
【0233】[0233]
【数30】 [Equation 30]
【0234】この式(23)の行列は、分母を32とし
た位相角5π〜203πの逆離散コサイン係数を示して
いる。この式(23)の行列は、最上行である0行に示
されている係数が、上記式(5)で示した行列の0行と
1行の係数の位相角の3/4位相となっている。また、
この式(21)行列は、1行に示されている係数が、上
記式(5)で示した行列の2行と3行の係数の位相角の
3/4位相となっている。また、この式(21)の行列
は、2行に示されている係数が、上記式(5)で示した
行列の4行と5行の係数の位相角の3/4位相となって
いる。また、この式(21)の行列は、3行に示されて
いる係数が、上記式(5)で示した行列の6行と7行の
係数の位相角の3/4位相となっている。そして、この
式(21)の行列を、位相角0〜π/2の逆離散コサイ
ン係数に対応させると、以下の式(24)に示すような
行列となる。The matrix of this equation (23) indicates the inverse discrete cosine coefficient having a phase angle of 5π to 203π with the denominator being 32. In the matrix of this equation (23), the coefficient shown in the top row 0 is the 3 phase of the phase angle of the coefficient of the row 0 and the row 1 of the matrix shown in the above equation (5). ing. Also,
In the matrix of the equation (21), the coefficient shown in one row is the 位相 phase of the phase angle of the coefficients of the two rows and the three rows of the matrix shown in the above equation (5). In the matrix of this equation (21), the coefficient shown in two rows is 3/4 of the phase angle of the coefficients of the four rows and five rows of the matrix shown in equation (5). . Also, in the matrix of this equation (21), the coefficient shown in three rows is 3/4 of the phase angle of the coefficients of the six rows and seven rows of the matrix shown in equation (5). . Then, when the matrix of this equation (21) is made to correspond to the inverse discrete cosine coefficient having a phase angle of 0 to π / 2, the matrix becomes as shown in the following equation (24).
【0235】[0235]
【数31】 (Equation 31)
【0236】フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離
散コサイン変換装置34は、以上のような2次元行列式
を、垂直方向に乗算を行うことで、基底ベクトルを保持
した、1つのDCTブロックが4×4の画素から構成さ
れる標準解像度画像を復号することができる。さらに、
このフィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイ
ン変換装置34は、画像データの各画素の位相は、トッ
プフィールドの各画素の垂直方向の位相が1/4、9/
4・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方向
の位相が5/4、13/4・・・となる標準解像度画像
を生成する。そのため、上記フィールドモード用位相補
正縮小逆離散コサイン変換装置31及びフレームモード
用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置32により復号
される画像データの位相と同一の位相の画像データを復
号することができ、位相ずれにより画像の劣化が生じる
ことがない。The field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 multiplies the two-dimensional determinant as described above in the vertical direction, so that one DCT block holding the basis vector is 4 × 4. Can be decoded. further,
The field-mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 34 determines that the vertical phase of each pixel in the top field is 1/4, 9 /
.., And a standard resolution image in which the vertical phase of each pixel in the bottom field is 5/4, 13/4,. Therefore, it is possible to decode the image data having the same phase as the phase of the image data decoded by the field mode phase-correction reduced inverse discrete cosine transform device 31 and the frame mode phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform device 32, The image does not deteriorate due to the phase shift.
【0237】つぎに、フレームモード用基底ベクトル縮
小逆離散コサイン変換装置35により処理される2次元
行列について、さらに詳細に説明する。Next, the two-dimensional matrix processed by the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 will be described in more detail.
【0238】このフレームモード用基底ベクトル縮小逆
離散コサイン変換装置35により、基底ベクトルのDC
Tブロックに対して水平方向及び垂直方向に乗算処理さ
れる2次元行列は、上記第1の実施の形態のフィールド
モード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置22
で用いられる2次元行列と同じである。このため、上記
通常処理の基底ベクトルに基づくコサイン曲線上と同一
のコサイン曲線上の値であって、垂直方向の画素の位相
が0.5、2.5、4.5、6.5となる位置の値とな
る。フレームモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン
変換装置35は、この縮小逆離散コサイン係数を用いて
水平方向及び垂直方向について行列演算を施すことによ
り、通常処理と同様の基底ベクトル成分を保持して、縮
小した逆離散コサイン変換を行うことができる。The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 converts the basis vector DC
The two-dimensional matrix by which the T block is multiplied in the horizontal and vertical directions is calculated by using the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 22 according to the first embodiment.
Is the same as the two-dimensional matrix used in. For this reason, the values on the cosine curve are the same as those on the cosine curve based on the base vector of the normal processing, and the phases of the pixels in the vertical direction are 0.5, 2.5, 4.5, and 6.5. This is the position value. The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 35 performs a matrix operation in the horizontal and vertical directions using the reduced inverse discrete cosine coefficient, thereby holding the basis vector components similar to those in the normal processing and performing the reduction. Inverse discrete cosine transform can be performed.
【0239】フレームモード用基底ベクトル縮小逆離散
コサイン変換装置35は、以上のような2次元行列式を
用いて演算を行うことで、基底ベクトルを保持した、1
つのDCTブロックが4×4の画素から構成される標準
解像度画像を復号することができる。さらに、このフレ
ームモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置
35は、上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置31及びフレームモード用位相補正縮小
逆離散コサイン変換装置32により復号される画像デー
タの位相と同一の位相の画像データを復号することがで
き、位相ずれにより画像の劣化が生じることがない。The frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform unit 35 performs an operation using the two-dimensional determinant as described above, so that
One DCT block can decode a standard resolution image composed of 4 × 4 pixels. Further, the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device 35 converts the image data decoded by the field mode phase corrected reduced inverse discrete cosine transform device 31 and the frame mode phase corrected reduced inverse discrete cosine transform device 32. Image data having the same phase as the phase can be decoded, and the image does not deteriorate due to the phase shift.
【0240】以上のように本発明の第2の実施の形態の
画像復号装置30では、フィールドDCTモードでは、
トップフィールドとボトムフィールドとのそれぞれに4
×4の縮小逆離散コサイン変換を行うとともに位相補正
をして標準解像度画像を復号し、フレームDCTモード
では、フレーム分離をして縮小逆離散コサイン変換を行
うとともに位相補正をして標準解像度画像を復号する。
この画像復号装置30では、このようにフィールドDC
TモードとフレームDCTモードとでそれぞれで処理を
行うため飛び越し走査画像が有するインタレース性を損
なうことなく、かつ、縮小逆離散コサイン変換を行うと
きに生じるトップフィールドとボトムフィールドとの間
の位相ずれをなくし、出力する画像の画質を劣化させな
い。即ち、この画像復号装置30では、フレームメモリ
17に格納された復号画像を出力する際に、位相補正を
する必要が無く、処理が簡易化するとともに画質の劣化
を生じさせない。As described above, in the image decoding device 30 according to the second embodiment of the present invention, in the field DCT mode,
4 for each of the top field and bottom field
A standard resolution image is decoded by performing a reduced inverse discrete cosine transform of × 4 and performing a phase correction, and in the frame DCT mode, a standard resolution image is obtained by performing a frame separation and performing a reduced inverse discrete cosine transform and performing a phase correction. Decrypt.
In this image decoding device 30, the field DC
Since the processing is performed in each of the T mode and the frame DCT mode, the phase shift between the top field and the bottom field caused when the reduced inverse discrete cosine transform is performed without impairing the interlace property of the interlaced image. And the image quality of the output image is not degraded. That is, in the image decoding device 30, when outputting the decoded image stored in the frame memory 17, there is no need to perform the phase correction, thereby simplifying the process and preventing the image quality from deteriorating.
【0241】さらに、本発明の第2の実施の形態の画像
復号装置30では、DCTブロックが基底ベクトルの場
合には、フィールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コ
サイン変換装置34又はフレームモード用基底ベクトル
縮小逆離散コサイン変換装置35を用いて、DCTブロ
ックの復号を行う。このことにより、基底ベクトル成分
を有する高周波係数も復号することができ、画質の向上
を図ることができる。特に、MPEGの場合には、イン
ターマクロブロックのDCT係数が極力0となるように
符号化して伝送量を最小としているので、DCT係数が
基底ベクトルとなることが多い。従って、この第2の実
施の形態の画像復号装置30では、基底ベクトルによる
差分情報の欠落が生じず、ブロック歪み等による画質の
劣化がすくなくなる。In the image decoding apparatus 30 according to the second embodiment of the present invention, when the DCT block is a basis vector, the field mode basis vector reduction inverse discrete cosine transform apparatus 34 or the frame mode basis vector reduction is used. The DCT block is decoded by using the inverse discrete cosine transform unit 35. As a result, high-frequency coefficients having base vector components can also be decoded, and image quality can be improved. In particular, in the case of MPEG, since the DCT coefficient of an inter macro block is coded so as to be as small as possible to minimize the transmission amount, the DCT coefficient often becomes a base vector. Therefore, in the image decoding device 30 according to the second embodiment, the difference information is not lost due to the base vector, and the image quality is not easily degraded due to block distortion or the like.
【0242】以上本発明の第1〜第2の実施の形態の画
像復号装置について説明したが、本発明で処理されるデ
ータは、MPEG2方式の画像データに限られない。す
なわち、所定の画素ブロック単位で動き予測をすること
による予測符号化、及び、所定の画素ブロック単位で直
交変換することによる圧縮符号化をした第1の解像度の
圧縮画像データであればどのようなデータであってもよ
い。例えば、ウェーブレット方式等を用いた圧縮画像デ
ータであってもよい。Although the image decoding apparatuses according to the first and second embodiments of the present invention have been described above, the data processed by the present invention is not limited to the MPEG2 system image data. In other words, what kind of compressed image data of the first resolution is subjected to predictive coding by performing motion prediction in predetermined pixel block units and compression coding by performing orthogonal transformation in predetermined pixel block units. It may be data. For example, compressed image data using a wavelet method or the like may be used.
【0243】[0243]
【発明の効果】本発明では、直交変換ブロックの係数が
基底ベクトルである場合には、この直交変換ブロックの
全周波数成分の係数を逆直交変換した結果得られる曲線
に対して、同一曲線が得られる位相の低周波数成分の逆
直交変換係数を用いて、直交変換ブロックの各係数のう
ち低周波成分の係数に対して逆直交変換をする。そし
て、この本発明では、この基底ベクトル成分を保持し
た、第1の解像度より低い第2の解像度の動画像データ
を出力する。According to the present invention, when the coefficients of the orthogonal transform block are base vectors, the same curve is obtained as the curve obtained by inverse orthogonal transform of the coefficients of all the frequency components of the orthogonal transform block. Using the inverse orthogonal transform coefficient of the low frequency component of the obtained phase, the inverse orthogonal transform is performed on the coefficient of the low frequency component among the coefficients of the orthogonal transform block. Then, in the present invention, the moving image data having the second resolution lower than the first resolution and holding the base vector component is output.
【0244】このことにより本発明では、復号に必要な
演算量及び記憶容量を少なくすることができるととも
に、飛び越し走査画像が有するインタレース性を損なう
ことなく、出力する第2の解像度の動画像データの画素
の位相ずれをなくすことができる。また、本発明では、
第2の解像度の動画像データの画質を向上させることが
できる。As a result, according to the present invention, the amount of calculation and storage capacity required for decoding can be reduced, and the moving image data of the second resolution to be output can be output without impairing the interlacing property of the interlaced image. Can be eliminated. In the present invention,
The image quality of the moving image data of the second resolution can be improved.
【図1】本発明の第1の実施の形態の画像復号装置のブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an image decoding device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】上記第1の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムメモリに格納される参照画像の垂直方向の画素の位相
を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a vertical pixel phase of a reference image stored in a frame memory of the image decoding device according to the first embodiment.
【図3】上記第1の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムモード用縮小逆離散コサイン変換装置の1ブロック処
理の内容を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the contents of one block process of the reduced inverse discrete cosine transform device for frame mode of the image decoding device according to the first embodiment.
【図4】上記第1の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムモード用縮小逆離散コサイン変換装置の2ブロック処
理の内容を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the contents of two-block processing of the reduced inverse discrete cosine transform unit for frame mode of the image decoding device according to the first embodiment.
【図5】420フォーマットのマクロブロック内の輝度
成分及び色差成分のDCTブロックについて説明をする
図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a DCT block of a luminance component and a chrominance component in a macroblock of 420 format.
【図6】Wangのアルゴリズムを上記第1の実施の形
態の画像復号装置のフィールドモード用縮小逆離散コサ
イン変換装置の処理に適用した場合の演算フローを示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing an operation flow when Wang's algorithm is applied to the processing of the field mode reduced inverse discrete cosine transform device of the image decoding device of the first embodiment.
【図7】Wangのアルゴリズムを上記第1の実施の形
態の画像復号装置のフレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置の1ブロック処理に適用した場合の演算フロ
ーを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a calculation flow when Wang's algorithm is applied to one block processing of the frame mode reduced inverse discrete cosine transform device of the image decoding device according to the first embodiment.
【図8】基底ベクトルを判別するために領域分割したD
CTブロックを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing D divided into regions in order to determine a basis vector.
It is a figure showing a CT block.
【図9】DCTブロック内の係数が基底ベクトルである
かどうかを判別するためのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for determining whether a coefficient in a DCT block is a base vector.
【図10】上記第1の実施の形態の画像復号装置のフィ
ールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装
置により演算される基底ベクトル用縮小逆離散コサイン
係数をプロットした、1次の基底ベクトルに基づくコサ
イン曲線を示す図である。FIG. 10 is based on a first-order basis vector obtained by plotting reduced inverse discrete cosine coefficients for a basis vector calculated by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device of the image decoding device according to the first embodiment. It is a figure showing a cosine curve.
【図11】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、2次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a cosine curve based on a quadratic basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図12】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、3次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a cosine curve based on a cubic basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図13】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、4次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a cosine curve based on a fourth-order basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図14】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、5次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a cosine curve based on a fifth-order basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図15】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、6次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a cosine curve based on a sixth-order basis vector, in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図16】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、7次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a cosine curve based on a seventh-order basis vector, in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図17】上記第1の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置
により演算される基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係
数をプロットした、1次の基底ベクトルに基づくコサイ
ン曲線を示す図である。FIG. 17 is based on a first-order basis vector in which reduced inverse discrete cosine coefficients for basis vectors calculated by the frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device of the image decoding apparatus according to the first embodiment are plotted. It is a figure showing a cosine curve.
【図18】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、2次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a cosine curve based on a quadratic basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図19】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、3次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a cosine curve based on a cubic basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図20】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、4次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a cosine curve based on a fourth-order basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図21】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、5次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a cosine curve based on a fifth-order basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図22】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、6次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a cosine curve based on a sixth-order basis vector, in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図23】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、7次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a cosine curve based on a seventh-order basis vector, in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図24】本発明の第2の実施の形態の画像復号装置の
ブロック図である。FIG. 24 is a block diagram illustrating an image decoding device according to a second embodiment of this invention.
【図25】上記第2の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームメモリに格納される参照画像の垂直方向の画素の位
相を説明するための図である。FIG. 25 is a diagram for explaining a phase of a pixel in a vertical direction of a reference image stored in a frame memory of the image decoding device according to the second embodiment.
【図26】上記第2の実施の形態の画像復号装置のフィ
ールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の
処理内容を説明するための図である。FIG. 26 is a diagram for describing the processing contents of a field-correction phase-reduced inverse discrete cosine transform apparatus for a field mode of the image decoding apparatus according to the second embodiment.
【図27】1つの行列により処理を行う場合の上記フィ
ールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の
処理内容を説明するための図である。FIG. 27 is a diagram for explaining the processing contents of the field-correction phase-reduced inverse discrete cosine transform apparatus for the case of performing processing using one matrix.
【図28】上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置により演算が行われる4×8位相補正
IDCT行列の設計手順を説明するためのフローチャー
トである。FIG. 28 is a flowchart for explaining a design procedure of a 4 × 8 phase-corrected IDCT matrix operated by the above-described field-mode phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform apparatus.
【図29】上記4×8位相補正IDCT行列の設計に必
要となるプロトタイプフィルタの周波数特性を説明する
ための図である。FIG. 29 is a diagram for explaining frequency characteristics of a prototype filter required for designing the 4 × 8 phase correction IDCT matrix.
【図30】ナイキスト周波数以下を等間隔に{(N−
1)/2}分割し、その周波数サンプルから作成された
ゲインのリストを説明するための図である。FIG. 30: 以下 (N−
FIG. 2 is a diagram for explaining a gain list created from 1) / 2} divided frequency samples.
【図31】上記ゲインリストを逆離散フーリエ変換して
作成されたインパルス応答を説明するための図である。FIG. 31 is a diagram for explaining an impulse response created by performing an inverse discrete Fourier transform on the gain list.
【図32】ポリフェイズフィルタを説明するための図で
ある。FIG. 32 is a diagram for describing a polyphase filter.
【図33】入力信号に対して1/4位相ずれた信号を出
力するポリフェイズフィルタを説明するための図であ
る。FIG. 33 is a diagram for explaining a polyphase filter that outputs a signal shifted by 1/4 phase from an input signal.
【図34】上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置により演算が行われる4×8位相補正
IDCT行列を説明するための図である。FIG. 34 is a diagram for explaining a 4 × 8 phase-corrected IDCT matrix operated by the above-described field-mode phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform apparatus.
【図35】上記第2の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の1
ブロック処理の内容を説明するための図である。FIG. 35 illustrates one example of the frame mode phase-corrected reduced inverse discrete cosine transform apparatus of the image decoding apparatus according to the second embodiment.
It is a figure for explaining the contents of block processing.
【図36】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置により演算が行われる2×4位相補正IDC
T行列の設計手順を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 36 shows a 2 × 4 phase-corrected IDC operated by a frame-corrected phase-reduced inverse discrete cosine transform apparatus for frame mode.
9 is a flowchart for explaining a T matrix design procedure.
【図37】ナイキスト周波数以下を等間隔に{(N−
1)/2}分割し、その周波数サンプルから作成された
ゲインのリストを説明するための図である。FIG. 37: At equal intervals below the Nyquist frequency, Δ (N−
FIG. 2 is a diagram for explaining a gain list created from 1) / 2} divided frequency samples.
【図38】上記ゲインリストを逆離散フーリエ変換して
作成されたインパルス応答を説明するための図である。FIG. 38 is a diagram illustrating an impulse response created by performing an inverse discrete Fourier transform on the gain list.
【図39】上記フレームモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置により演算が行われる2×4位相補正I
DCT行列を説明するための図である。FIG. 39 shows a 2 × 4 phase correction I calculated by the frame mode phase correction reduced inverse discrete cosine transform device.
FIG. 3 is a diagram for explaining a DCT matrix.
【図40】上記第2の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の2
ブロック処理の内容を説明するための図である。FIG. 40 illustrates a second example of the frame mode phase-correction reduced inverse discrete cosine transform device of the image decoding device according to the second embodiment.
It is a figure for explaining the contents of block processing.
【図41】上記第1の実施の形態の画像復号装置のフィ
ールドモード用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装
置により演算される基底ベクトル用縮小逆離散コサイン
係数をプロットした、1次の基底ベクトルに基づくコサ
イン曲線を示す図である。FIG. 41 is based on a first-order basis vector in which reduced inverse discrete cosine coefficients for basis vectors calculated by the field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device of the image decoding apparatus according to the first embodiment are plotted. It is a figure showing a cosine curve.
【図42】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、2次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 42 is a diagram showing a cosine curve based on a quadratic basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図43】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、3次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 43 is a diagram showing a cosine curve based on a cubic basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図44】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、4次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 44 is a diagram showing a cosine curve based on a fourth-order basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図45】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、5次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 45 is a diagram showing a cosine curve based on a fifth-order basis vector in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図46】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、6次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 46 is a diagram showing a cosine curve based on a sixth-order basis vector, in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図47】上記基底ベクトル用縮小逆離散コサイン係数
をプロットした、7次の基底ベクトルに基づくコサイン
曲線を示す図である。FIG. 47 is a diagram showing a cosine curve based on a seventh-order basis vector, in which the reduced inverse discrete cosine coefficients for the basis vector are plotted.
【図48】従来の第1のダウンデコーダを示すブロック
図である。FIG. 48 is a block diagram showing a conventional first down decoder.
【図49】従来の第2のダウンデコーダを示すブロック
図である。FIG. 49 is a block diagram showing a second conventional down decoder.
【図50】従来の第3のダウンデコーダを示すブロック
図である。FIG. 50 is a block diagram showing a third conventional down decoder.
【図51】従来の画像復号装置のブロック図である。FIG. 51 is a block diagram of a conventional image decoding device.
【図52】上記従来の画像復号装置のフィールドDCT
モードにおける縮小逆離散コサイン変換処理を説明する
ための図である。FIG. 52 shows a field DCT of the conventional image decoding apparatus.
FIG. 10 is a diagram for describing a reduced inverse discrete cosine transform process in a mode.
【図53】上記従来の画像復号装置のフィールドDCT
モードにおける縮小逆離散コサイン変換処理を説明する
ための図である。FIG. 53 shows a field DCT of the conventional image decoding apparatus.
FIG. 10 is a diagram for describing a reduced inverse discrete cosine transform process in a mode.
【図54】上記従来の画像復号装置のフィールド動き予
測モードにおける線形補間処理を説明するための図であ
る。FIG. 54 is a diagram for describing linear interpolation processing in the field motion prediction mode of the conventional image decoding device.
【図55】上記従来の画像復号装置のフレーム動き予測
モードにおける線形補間処理を説明するための図であ
る。FIG. 55 is a diagram for describing linear interpolation processing in the frame motion prediction mode of the conventional image decoding device.
【図56】上記従来の画像復号装置のフィールドDCT
モードの結果得られる画素の位相を説明するための図で
ある。FIG. 56 shows a field DCT of the conventional image decoding apparatus.
FIG. 4 is a diagram for explaining a phase of a pixel obtained as a result of a mode.
【図57】上記従来の画像復号装置のフレームDCTモ
ードの結果得られる画素の位相を説明するための図であ
る。FIG. 57 is a diagram for describing a phase of a pixel obtained as a result of the frame DCT mode of the conventional image decoding device.
10,30 画像復号装置、14 フィールドモード用
縮小逆離散コサイン変換装置、15 フレームモード用
縮小逆離散コサイン変換装置、16 加算装置、17
フレームメモリ、18 フィールドモード用動き補償装
置、19 フレームモード用動き補償装置、20 画枠
変換・位相ずれ補正装置、21 基底ベクトル判別装
置、22,34 フィールドモード用基底ベクトル縮小
逆離散コサイン変換装置、23,35 フレームモード
用基底ベクトル縮小逆離散コサイン変換装置、31 フ
ィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装
置、32 フレームモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置、33 画枠変換装置10, 30 image decoding device, 14 reduced inverse discrete cosine transform device for field mode, 15 reduced inverse discrete cosine transform device for frame mode, 16 adder, 17
Frame memory, 18 field mode motion compensator, 19 frame mode motion compensator, 20 picture frame conversion / phase shift correction device, 21 basis vector discriminator, 22, 34 field mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device, 23, 35 Frame mode basis vector reduced inverse discrete cosine transform device, 31 Field mode phase corrected reduced inverse discrete cosine transform device, 32 Frame mode phase corrected reduced inverse discrete cosine transform device, 33 Frame conversion device
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 数史 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三橋 聡 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 五関 正三 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 柳原 尚史 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C059 KK01 LA05 LB05 LB18 LC08 LC09 MA03 MA05 MA23 MC22 PP04 SS05 TA05 TA49 TB08 TB10 TC01 TC04 TC27 TD11 TD13 UA05 UA33 Continued on the front page (72) Inventor Kazushi Sato 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Satoshi Mitsuhashi 6-35, 7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Incorporated (72) Inventor Shozo Goseki 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation (72) Inventor Naofumi Yanagihara 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Stock Company F term (reference) 5C059 KK01 LA05 LB05 LB18 LC08 LC09 MA03 MA05 MA23 MC22 PP04 SS05 TA05 TA49 TB08 TB10 TC01 TC04 TC27 TD11 TD13 UA05 UA33
Claims (6)
単位で動き予測をすることによる予測符号化、及び、所
定の画素ブロック(直交変換ブロック)単位で直交変換
をすることによる圧縮符号化をした第1の解像度の圧縮
画像データから、上記第1の解像度より低い第2の解像
度の動画像データを復号する画像復号装置において、 直交変換がされた上記圧縮画像データの直交変換ブロッ
クの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換
をする逆直交変換手段と、 上記逆直交変換手段により逆直交変換がされた圧縮画像
データと動き補償がされた参照画像データとを加算し
て、第2の解像度の動画像データを出力する加算手段
と、 上記加算手段から出力される動画像データを参照画像デ
ータとして記憶する記憶手段と、 上記記憶手段が記憶している参照画像データのマクロブ
ロックに対して動き補償をする動き補償手段とを備え、 上記逆直交変換手段は、直交変換ブロックの係数が基底
ベクトルである場合には、この直交変換ブロックの全周
波数成分の係数を逆直交変換した結果得られる曲線に対
して、同一曲線上の位相の低周波数成分の逆直交変換係
数を用いて、逆直交変換をすることを特徴とする画像復
号装置。1. A predetermined pixel block (macro block)
From the compressed image data of the first resolution, which has been subjected to prediction coding by performing motion prediction in units and compression coding by performing orthogonal transformation in units of predetermined pixel blocks (orthogonal transformation blocks), An image decoding apparatus for decoding moving image data having a second resolution lower than the resolution, wherein an inverse orthogonal transform is performed on a coefficient of a low frequency component among coefficients of an orthogonal transform block of the compressed image data that has been subjected to the orthogonal transform. An inverse orthogonal transforming unit; an adding unit for adding the compressed image data subjected to the inverse orthogonal transform by the inverse orthogonal transforming unit and the motion-compensated reference image data to output moving image data having a second resolution. A storage unit for storing moving image data output from the adding unit as reference image data; and a macroblock of the reference image data stored in the storage unit. A motion compensating means for performing motion compensation by using the inverse orthogonal transform means. When the coefficients of the orthogonal transform block are base vectors, the inverse orthogonal transform means obtains a result of inverse orthogonal transform of coefficients of all frequency components of the orthogonal transform block. An image decoding apparatus that performs an inverse orthogonal transform on a given curve using an inverse orthogonal transform coefficient of a low-frequency component having a phase on the same curve.
変換モード)により直交変換がされた上記圧縮画像デー
タの直交変換ブロックが基底ベクトルでない場合に、こ
の直交変換ブロックに対して、逆直交変換をする第1の
逆直交変換手段と、 順次走査に対応した直交変換方式(フレーム直交変換モ
ード)により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
交変換ブロックが基底ベクトルでない場合に、この直交
変換ブロックに対して、逆直交変換をする第2の逆直交
変換手段と、 フィールド直交変換モードにより直交変換がされた上記
圧縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトルであ
る場合に、この直交変換ブロックに対して、逆直交変換
をする第3の逆直交変換手段と、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされた上記圧
縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトルである
場合に、この直交変換ブロックに対して、逆直交変換を
する第4の逆直交変換手段とからなり、 上記第1の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換を
し、 上記第2の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
換をした直交変換ブロックの各画素を飛び越し走査に対
応した2つの画素ブロックに分離し、分離した2つの画
素ブロックに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換を
した2つの画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係
数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした2つの画
素ブロックを合成して直交変換ブロックを生成し、 上記第3の逆直交変換手段は、フィールド直交変換モー
ドにより直交変換がされた上記圧縮画像データの直交変
換ブロックの全周波数成分の係数を逆直交変換した結果
得られる曲線に対して、同一曲線上の位相の低周波数成
分の逆直交変換係数を用いて、逆直交変換をし、上記第
4の逆直交変換手段は、フレーム直交変換モードにより
直交変換がされた上記圧縮画像データの直交変換ブロッ
クの全周波数成分の係数を逆直交変換した結果得られる
曲線に対して、同一曲線上の位相の低周波数成分の逆直
交変換係数を用いて、逆直交変換をすることを特徴とす
る請求項1に記載の画像復号装置。2. The orthogonal transform unit according to claim 1, wherein the orthogonal transform block of the compressed image data subjected to the orthogonal transform by the orthogonal transform method (field orthogonal transform mode) corresponding to the interlaced scanning is not a base vector. First inverse orthogonal transform means for performing an inverse orthogonal transform on the block; and an orthogonal transform block of the compressed image data, which has been orthogonally transformed by an orthogonal transform method (frame orthogonal transform mode) corresponding to progressive scanning, is a base vector. If not, a second inverse orthogonal transform unit for performing an inverse orthogonal transform on the orthogonal transform block, and an orthogonal transform block of the compressed image data that has been orthogonally transformed in the field orthogonal transform mode is a base vector A third inverse orthogonal transform means for performing inverse orthogonal transform on the orthogonal transform block, and a frame orthogonal transform mode When the orthogonal transformation block of the compressed image data subjected to the orthogonal transformation by the transformation is a base vector, the orthogonal transformation block comprises a fourth inverse orthogonal transformation means for performing an inverse orthogonal transformation on the orthogonal transformation block. The inverse orthogonal transform means performs inverse orthogonal transform on a coefficient of a low frequency component among the coefficients of the orthogonal transform block, and the second inverse orthogonal transform means performs a coefficient of all frequency components of the orthogonal transform block. To each pixel of the orthogonally transformed block subjected to the inverse orthogonal transformation into two pixel blocks corresponding to the interlaced scanning, and orthogonally transformed each of the two separated pixel blocks. The inverse orthogonal transform is performed on the coefficients of the low frequency components among the coefficients of the two transformed pixel blocks, and the two orthogonally transformed pixel blocks are combined to generate an orthogonal transform block. The third inverse orthogonal transformation means is configured to perform an orthogonal transformation on coefficients of all frequency components of the orthogonal transformation block of the compressed image data which has been subjected to the orthogonal transformation in the field orthogonal transformation mode, with respect to a curve obtained by performing an inverse orthogonal transformation. Using the inverse orthogonal transform coefficient of the low-frequency component of the phase, performs the inverse orthogonal transform, and the fourth inverse orthogonal transform unit performs an orthogonal transform on the compressed image data orthogonally transformed in the frame orthogonal transform mode. The method according to claim 1, wherein the inverse orthogonal transform is performed on a curve obtained as a result of inverse orthogonal transform of coefficients of all frequency components, using an inverse orthogonal transform coefficient of a low frequency component having a phase on the same curve. The image decoding device according to any one of the preceding claims.
変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して
逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフィ
ールドの各画素の垂直方向に対して1/4画素分の位相
補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィールド
の各画素の垂直方向に対して3/4画素分の位相補正を
し、 上記第2の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
換をした直交変換ブロックを飛び越し走査に対応した2
つの画素ブロックに分離し、分離した2つの画素ブロッ
クに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした2つ
の画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対し
て逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフ
ィールドの各画素の垂直方向に対して1/4画素分の位
相補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィール
ドの各画素の垂直方向に対して3/4画素分の位相補正
をし、位相補正をしたトップフィールドとボトムフィー
ルドとを合成し、 上記第3の逆直交変換手段は、フィールド直交変換モー
ドにより直交変換がされた上記圧縮画像データの直交変
換ブロックの全周波数成分の係数を逆直交変換した結果
得られる曲線に対して同一曲線上の低周波成分の逆直交
変換係数であって、トップフィールドの各画素の垂直方
向に対して1/4画素分の遅延をし、逆直交変換をして
得られたボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して
3/4画素分の遅延をした位相の低周波数成分の逆直交
変換係数を用いて、逆直交変換をし、 上記第4の逆直交変換手段は、フレーム直交変換モード
により直交変換がされた上記圧縮画像データの直交変換
ブロックの全周波数成分の係数を逆直交変換した結果得
られる曲線に対して同一曲線上の低周波成分の逆直交変
換係数であって、トップフィールドの各画素の垂直方向
に対して1/4画素分の遅延をし、逆直交変換をして得
られたボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して3
/4画素分の遅延をした位相の低周波数成分の逆直交変
換係数を用いて、逆直交変換をすることを特徴とする請
求項2に記載の画像復号装置。3. The first inverse orthogonal transform means performs an inverse orthogonal transform on a coefficient of a low frequency component among the coefficients of the orthogonal transform block, and performs a top orthogonal transform of the top field obtained by performing the inverse orthogonal transform. A phase correction of 1/4 pixel is performed in the vertical direction of each pixel, and a phase correction of 3/4 pixel is performed in the vertical direction of each pixel of the bottom field obtained by performing the inverse orthogonal transform. The second inverse orthogonal transform means performs inverse orthogonal transform on the coefficients of all the frequency components of the orthogonal transform block, and executes the orthogonal transform block on which the inverse orthogonal transform has been performed by interlaced scanning.
Into two pixel blocks, perform orthogonal transformation on the two separated pixel blocks, and perform inverse orthogonal transformation on the low-frequency component coefficients among the coefficients of the two orthogonally transformed pixel blocks. With respect to the vertical direction of each pixel of the bottom field obtained by performing the inverse orthogonal transformation, the phase is corrected by 1/4 pixel with respect to the vertical direction of each pixel of the top field obtained by performing the orthogonal transformation. The phase correction of 3/4 pixel is performed, and the top field and the bottom field whose phases have been corrected are combined. The third inverse orthogonal transform unit performs the orthogonal transform in the field orthogonal transform mode on the compressed image data. This is the inverse orthogonal transform coefficient of the low-frequency component on the same curve as the curve obtained as a result of inverse orthogonal transform of the coefficients of all the frequency components of the orthogonal transform block. Of the low-frequency component of the phase delayed by 4 pixel with respect to the vertical direction of each pixel of the bottom field obtained by performing the inverse orthogonal transform with a delay of 1 / pixel in the vertical direction. The orthogonal transform coefficient is used to perform an inverse orthogonal transform. The fourth inverse orthogonal transform means performs inverse orthogonal transform on coefficients of all frequency components of the orthogonal transform block of the compressed image data that has been orthogonally transformed in the frame orthogonal transform mode. The inverse orthogonal transform coefficient of the low-frequency component on the same curve with respect to the curve obtained as a result of the conversion. The inverse orthogonal transform coefficient is delayed by 1/4 pixel with respect to the vertical direction of each pixel of the top field. 3 with respect to the vertical direction of each pixel of the bottom field
3. The image decoding apparatus according to claim 2, wherein the inverse orthogonal transform is performed using an inverse orthogonal transform coefficient of a low-frequency component having a phase delayed by / 4 pixels.
単位で動き予測をすることによる予測符号化、及び、所
定の画素ブロック(直交変換ブロック)単位で直交変換
をすることによる圧縮符号化をした第1の解像度の圧縮
画像データから、上記第1の解像度より低い第2の解像
度の動画像データを復号する画像復号方法において、 直交変換がされた上記圧縮画像データの直交変換ブロッ
クの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換
をし、 逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補償がされた
参照画像データとを加算し、 加算して得られた動画像データを参照画像データとして
記憶し、 記憶している参照画像データのマクロブロックに対して
動き補償をし、 直交変換ブロックの係数が基底ベクトルである場合に
は、この直交変換ブロックの全周波数成分の係数を逆直
交変換した結果得られる曲線に対して、同一曲線上の位
相の低周波数成分の逆直交変換係数を用いて、逆直交変
換をすることを特徴とする画像復号方法。4. A predetermined pixel block (macro block)
From the compressed image data of the first resolution, which has been subjected to prediction coding by performing motion prediction in units and compression coding by performing orthogonal transformation in units of predetermined pixel blocks (orthogonal transformation blocks), In an image decoding method for decoding moving image data having a second resolution lower than the resolution, an inverse orthogonal transform is performed on the low frequency component coefficients among the orthogonal transform blocks of the orthogonally transformed compressed image data. Add the compressed image data subjected to the inverse orthogonal transform and the reference image data subjected to the motion compensation, and store the moving image data obtained by the addition as reference image data; and a macro of the stored reference image data. When motion compensation is performed on the block and the coefficients of the orthogonal transform block are base vectors, the results of inverse orthogonal transform of the coefficients of all frequency components of the orthogonal transform block are performed. Against the curve obtained by using the inverse orthogonal transform coefficients of the low frequency components of the phase on the same curve, the image decoding method characterized by the inverse orthogonal transform.
(フィールド直交変換モード)により直交変換がされた
上記圧縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトル
でない場合には、上記直交変換ブロックの各係数のうち
低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、 順次走査に対応した直交変換方式(フレーム直交変換モ
ード)により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
交変換ブロックが基底ベクトルでない場合には、上記直
交変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変
換をし、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を
飛び越し走査に対応した2つの画素ブロックに分離し、
分離した2つの画素ブロックに対してそれぞれ直交変換
をし、直交変換をした2つの画素ブロックの各係数のう
ち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
換をした2つの画素ブロックを合成して直交変換ブロッ
クを生成し、 フィールド直交変換モードにより直交変換がされた上記
圧縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトルであ
る場合には、フィールド直交変換モードにより直交変換
がされた上記圧縮画像データの直交変換ブロックの全周
波数成分の係数を逆直交変換した結果得られる曲線に対
して、同一曲線上の位相の低周波数成分の逆直交変換係
数を用いて、逆直交変換をし、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされた上記圧
縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトルである
場合には、フレーム直交変換モードにより直交変換がさ
れた上記圧縮画像データの直交変換ブロックの全周波数
成分の係数を逆直交変換した結果得られる曲線に対し
て、同一曲線上の位相の低周波数成分の逆直交変換係数
を用いて、逆直交変換をすることを特徴とする請求項4
に記載の画像復号方法。5. When the orthogonal transformation block of the compressed image data that has been subjected to the orthogonal transformation by the orthogonal transformation method (field orthogonal transformation mode) corresponding to the interlaced scanning is not a base vector, among the coefficients of the orthogonal transformation block, If the orthogonal transform block of the compressed image data obtained by performing the inverse orthogonal transform on the coefficients of the low frequency component and performing the orthogonal transform by the orthogonal transform method (frame orthogonal transform mode) corresponding to the progressive scanning is not a base vector, Inverse orthogonal transformation is performed on the coefficients of all the frequency components of the orthogonal transformation block, and each pixel of the orthogonal transformation block subjected to the inverse orthogonal transformation is separated into two pixel blocks corresponding to interlaced scanning,
The orthogonal transformation is performed on each of the two separated pixel blocks, and the inverse orthogonal transformation is performed on the coefficient of the low frequency component among the coefficients of the orthogonally transformed two pixel blocks, and the two pixels are subjected to the inverse orthogonal transformation. When the orthogonal transform block of the compressed image data subjected to the orthogonal transform in the field orthogonal transform mode is a base vector, the orthogonal transform block is generated by combining the blocks, and the orthogonal transform is performed in the field orthogonal transform mode. For the curve obtained as a result of inverse orthogonal transformation of the coefficients of all frequency components of the orthogonal transformation block of the compressed image data, perform inverse orthogonal transformation using the inverse orthogonal transformation coefficient of the low frequency component having the phase on the same curve, If the orthogonal transform block of the compressed image data subjected to the orthogonal transform in the frame orthogonal transform mode is a base vector, the frame orthogonal transform is performed. For the curve obtained by inverse orthogonally transforming the coefficients of all the frequency components of the orthogonally transformed block of the compressed image data that has been orthogonally transformed by the mode, the inverse orthogonal transform coefficient of the low frequency component having the phase on the same curve is used. And performing an inverse orthogonal transform.
3. The image decoding method according to claim 1.
(フィールド直交変換モード)により直交変換がされた
上記圧縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトル
でない場合には、上記直交変換ブロックの各係数のうち
低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換
をして得られたトップフィールドの各画素の垂直方向に
対して1/4画素分の位相補正をし、逆直交変換をして
得られたボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して
3/4画素分の位相補正をし、 順次走査に対応した直交変換方式(フレーム直交変換モ
ード)により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
交変換ブロックが基底ベクトルでない場合には、上記直
交変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変
換をし、逆直交変換をした直交変換ブロックを飛び越し
走査に対応した2つの画素ブロックに分離し、分離した
2つの画素ブロックに対してそれぞれ直交変換をし、直
交変換をした2つの画素ブロックの各係数のうち低周波
成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をして
得られたトップフィールドの各画素の垂直方向に対して
1/4画素分の位相補正をし、逆直交変換をして得られ
たボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して3/4
画素分の位相補正をし、位相補正をしたトップフィール
ドとボトムフィールドとを合成し、 フィールド直交変換モードにより直交変換がされた上記
圧縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトルであ
る場合には、フィールド直交変換モードにより直交変換
がされた上記圧縮画像データの直交変換ブロックの全周
波数成分の係数を逆直交変換した結果得られる曲線に対
して同一曲線上の低周波成分の逆直交変換係数であっ
て、トップフィールドの各画素の垂直方向に対して1/
4画素分の遅延をし、逆直交変換をして得られたボトム
フィールドの各画素の垂直方向に対して3/4画素分の
遅延をした位相の低周波数成分の逆直交変換係数を用い
て、逆直交変換をし、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされた上記圧
縮画像データの直交変換ブロックが基底ベクトルである
場合には、フレーム直交変換モードにより直交変換がさ
れた上記圧縮画像データの直交変換ブロックの全周波数
成分の係数を逆直交変換した結果得られる曲線に対して
同一曲線上の逆直交変換係数であって、トップフィール
ドの各画素の垂直方向に対して1/4画素分の遅延を
し、逆直交変換をして得られたボトムフィールドの各画
素の垂直方向に対して3/4画素分の遅延をした位相の
低周波数成分の逆直交変換係数を用いて、逆直交変換を
することを特徴とする請求項5に記載の画像復号方法。6. When the orthogonal transform block of the compressed image data subjected to the orthogonal transform by the orthogonal transform method (field orthogonal transform mode) corresponding to the interlaced scanning is not a base vector, each of the coefficients of the orthogonal transform block is used. The inverse orthogonal transform is performed on the coefficients of the low-frequency component, the phase is corrected by 1/4 pixel in the vertical direction of each pixel of the top field obtained by the inverse orthogonal transform, and the inverse orthogonal transform is performed. The compressed image data obtained by performing a phase correction of 3/4 pixel with respect to the vertical direction of each pixel of the bottom field obtained by the above, and performing an orthogonal transformation by an orthogonal transformation method (frame orthogonal transformation mode) corresponding to progressive scanning. If the orthogonal transformation block is not a base vector, the orthogonal transformation block that performs inverse orthogonal transformation on the coefficients of all frequency components of the orthogonal transformation block and performs inverse orthogonal transformation It is separated into two pixel blocks corresponding to the interlaced scanning, and the two separated pixel blocks are subjected to orthogonal transformation. The coefficients of the two orthogonally transformed pixel blocks are inversely transformed with respect to the coefficient of the low frequency component. Each pixel of the bottom field obtained by performing a quadrature transform, performing a phase correction of 1/4 pixel in the vertical direction of each pixel of the top field obtained by performing the inverse orthogonal transform, and performing the inverse orthogonal transform. 3/4 of the vertical direction
If the orthogonally transformed block of the compressed image data subjected to the orthogonal transformation in the field orthogonal transformation mode is a base vector, the top field and the bottom field having undergone the phase compensation for the pixels are combined, and the phase compensation is performed. An inverse orthogonal transform coefficient of a low frequency component on the same curve as a curve obtained as a result of inverse orthogonal transform of coefficients of all frequency components of the orthogonal transform block of the compressed image data orthogonally transformed by the orthogonal transform mode. , With respect to the vertical direction of each pixel in the top field,
Using the inverse orthogonal transform coefficient of the low-frequency component of the phase delayed by 3/4 pixel with respect to the vertical direction of each pixel of the bottom field obtained by delaying 4 pixels and performing inverse orthogonal transform If the orthogonal transform block of the compressed image data subjected to the orthogonal transform in the frame orthogonal transform mode is a base vector, the orthogonal transform of the compressed image data subjected to the orthogonal transform in the frame orthogonal transform mode is performed. This is an inverse orthogonal transform coefficient on the same curve with respect to a curve obtained as a result of inverse orthogonal transform of the coefficients of all frequency components of the transform block, and is a delay of 1/4 pixel in the vertical direction of each pixel of the top field And the inverse orthogonal transform using the inverse orthogonal transform coefficient of the low-frequency component of the phase delayed by 3/4 pixel with respect to the vertical direction of each pixel of the bottom field obtained by performing the inverse orthogonal transform. The image decoding method according to claim 5, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20838898A JP2000041254A (en) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | Image decoding device and image decoding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20838898A JP2000041254A (en) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | Image decoding device and image decoding method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000041254A true JP2000041254A (en) | 2000-02-08 |
Family
ID=16555447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20838898A Withdrawn JP2000041254A (en) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | Image decoding device and image decoding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000041254A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007288446A (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Toshiba Corp | Video decoding device |
-
1998
- 1998-07-23 JP JP20838898A patent/JP2000041254A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007288446A (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Toshiba Corp | Video decoding device |
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