特開 2015-146474 符号化装置及び復号化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-146474(P2015-146474A)

(43)【公開日】2015年8月13日

(54)【発明の名称】符号化装置及び復号化装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/124 20140101AFI20150717BHJP

   H04N 19/172 20140101ALI20150717BHJP

   H04N 19/192 20140101ALI20150717BHJP

   H04N 19/156 20140101ALI20150717BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/124

   H04N19/172

   H04N19/192

   H04N19/156

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-17600(P2014-17600)

(22)【出願日】2014年1月31日

(71)【出願人】

【識別番号】398034168

【氏名又は名称】株式会社アクセル

(74)【代理人】

【識別番号】100106426

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 賢二

(72)【発明者】

【氏名】客野 一樹

【テーマコード（参考）】

5C159

【Ｆターム（参考）】

5C159KK08

5C159MA00

5C159MA05

5C159MA21

5C159MA45

5C159RB09

5C159RC12

5C159RC40

5C159TA47

5C159TB04

5C159TC38

5C159TC52

5C159TD12

5C159TD17

5C159UA02

5C159UA33

(57)【要約】

【課題】 予測情報用のメモリへの格納に非可逆圧縮を採用して当該メモリの必要容量を削減することに加えて、復号化装置における復号化処理を重くすることなく高速化する。
【解決手段】 時間的に連続する複数のフレームで構成された動画像情報に対して予測符号化を行うべく、予測参照用のピクチャメモリ１７を備えた符号化装置１において、非可逆圧縮処理部１６は、予測用にピクチャメモリに圧縮符号化して動画データを格納する際に、復号化装置側の当該メモリに予め確保される各動画用の記憶領域に各動画データが必ず収まるように量子化係数をフレームごとに決定し、各量子化係数ＱＣとして出力し、多重化部２２は、符号化画像データとそれらの量子化係数ＱＣを多重化して復号化装置用に出力する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

時間的に連続する複数のフレームで構成された動画像情報に対してフレーム間の予測符号化を行うために予測参照用の画像データを格納しておくためのメモリと、
そのメモリに前記画像データを格納するために前記画像データに対して所定の非可逆圧縮処理を行う非可逆圧縮処理部と、
前記メモリから圧縮画像データを入力して前記非可逆圧縮処理に対応した伸長処理を行う伸長処理部と、
を備え、一動画又は同時並行処理される複数の動画を入力して予測符号化処理を符号化装置であって、
前記非可逆圧縮処理部は、前記メモリに対応する復号化装置側のメモリに予め確保される各動画用の領域に各動画データが必ず収まるように、当該非可逆圧縮処理部に対応する前記復号化装置側の非可逆圧縮処理部における量子化のための量子化係数をフレームごとに決定して出力し、その各量子化係数は、圧縮符号化後の画像データと共に出力されることを特徴とする符号化装置。

【請求項2】

前記非可逆圧縮処理部は、更新される量子化係数に基づいて圧縮符号化して得られた符号化画像データに基づいてフレームごとに圧縮率を算出し、その圧縮率に基づき、前記符号化画像データが、前記復号化装置側のメモリに予め確保される、当該フレームが含まれる動画用の領域に収まるか否かを判定する圧縮率算出判定部を有し、当該圧縮率算出判定部が収まらないと判定した場合には、前記量子化係数を情報量高削減方向に順次更新して圧縮符号化を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。

【請求項3】

前記非可逆圧縮処理部は、量子化係数に基づいて圧縮符号化して得られた符号化画像データに基づいてフレームごとに圧縮率を算出し、その圧縮率に基づき、前記符号化画像データが、前記復号化装置側のメモリに予め確保される、当該フレームが含まれる動画用の領域に収まるか否かを、量子化係数を更新しつつ判定して、収まるような量子化係数を決定するに際し、２分探索法に基づいて量子化係数を更新すること特徴とする請求項１に記載の符号化装置。

【請求項4】

前記各量子化係数は、出力される符号化画像データが所定に配置される出力フォーマットにおける各フレームごとのオプションヘッダ内に格納されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の符号化装置。

【請求項5】

請求項１に記載の符号化装置から出力された符号化画像データを入力して、前記符号化装置における予測符号化処理に対応した復号化処理を行う復号化装置であって、
前記符号化装置における前記非可逆圧縮処理部及び前記伸長処理部に対応した非可逆圧縮処理部及び伸長処理部を備え、両者は、前記符号化画像データと共に入力される、前記フレームごとの量子化係数に基づいて、フレームごとに量子化処理又は逆量子化処理を行うことを特徴とする復号化装置。

【請求項6】

時間的に連続する複数のフレームで構成された動画像情報に対してフレーム間の予測符号化を行うために予測参照用の画像データを格納しておくためのメモリと、
そのメモリに前記画像データを格納するために前記画像データに対して所定の非可逆圧縮処理を行う非可逆圧縮処理部と、
前記メモリから圧縮画像データを入力して前記非可逆圧縮処理に対応した伸長処理を行う伸長処理部と、
を備え、一動画又は同時並行処理される複数の動画を入力して予測符号化処理を符号化装置であって、
前記非可逆圧縮処理部は、前記メモリに対応する復号化装置側のメモリに予め確保される各動画用の領域に各動画データが必ず収まるように、当該非可逆圧縮処理部に対応する前記復号化装置側の非可逆圧縮処理部における量子化のための量子化係数をフレームを構成するブロックごとに決定して出力し、その各量子化係数は、圧縮符号化後の画像データと共に出力されることを特徴とする符号化装置。

【請求項7】

請求項６に記載の符号化装置から出力された符号化画像データを入力して、前記符号化装置における予測符号化処理に対応した復号化処理を行う復号化装置であって、
前記符号化装置における前記非可逆圧縮処理部及び前記伸長処理部に対応した非可逆圧縮処理部及び伸長処理部を備え、両者は、前記符号化画像データと共に入力される、前記フレームを構成するブロックごとの量子化係数に基づいて、ブロックごとに量子化処理又は逆量子化処理を行うことを特徴とする復号化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、符号化装置及び復号化装置に関し、特に、予測符号化を採用して動画像情報を符号化及び復号化するに際して、予測参照用の画像情報を格納しておくメモリに対して、その画像情報を圧縮処理して格納するような符号化装置及び復号化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

時間的に連続する複数のフレームで構成された動画像情報の符号化処理においては、時間的に近い画像の類似性という特性を利用して符号化効率を上げるべく、動き補償を含めた予測符号化を行うことが極めて常識になっている。かかるフレーム間の予測符号化を実現するためには、既に符号化したフレームの情報を別のフレームの符号化に利用できるようにすべく、既に符号化したフレームの符号化情報を復号化により戻して一時的に記憶しておくメモリ（記憶手段）が必要となる。これは、復号化装置側においても同様であり、既に復号化したフレームの情報を別のフレームの復号化に利用できるようにすべく、既に復号化したフレームの復号化情報をメモリに一旦記憶しておく。

【0003】

ところで、最近は、例えば“４Ｋ”と言われるように、動画像も極めて精細になってきており、１フレームを構成する情報量は極めて多くなってきている。従って、それに応じて上述のようなメモリの容量も大きくせざるを得ない状況となっている。

【0004】

一方、特にパチンコ機等の遊技機における動画像の表示においては、一画面又は複数の画面に複数の動画像のストリームが重ねられて、又は隣接させて、同時並行的に表示されるという処理が行われることも多い。かかる場合でも、上述した符号化装置（符号化処理）及び復号化装置においては、それぞれの動画像ごとに、同時並列的に必要なフレームの情報を記憶しておく必要がある。従って、このような観点からも、予測符号化のためのメモリのその限られた容量の使用の仕方には工夫が必要となる。特に、高速実時間処理を行うべくハードウェアで構成されることが典型的な復号化装置においては必要性が高い。

【0005】

上述のような状況から、近年では、予測符号化に必要なフレームの情報を格納するメモリに、その情報を圧縮して格納しておき、使用する際には、読み出して伸長してから使用するというような手法も採用されている。必要な処理又は回路が増加するが、メモリの容量の削減又は有効活用という観点からは、こちらの方が有意義である。このような、予測符号化に必要なフレームの情報を圧縮してメモリに格納しておく技術は、例えば特許文献１に開示されている。当該文献は、復号化装置を開示しており、例えばその図１に示されているように、予測符号化に使用されるフレームの情報を格納するためのフレームメモリ１０２には、符号化回路１０１により圧縮符号化された情報が格納され、予測画像作成回路２６において予測に使用する際には、第二のデータ伸長回路１０５ｂにより伸長されて供給されるように構成されている。図１３及び図１６に示された特定の工夫を実現する回路においても、そのベースとして同様である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平９−２６１６３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、特許文献１においては、予測符号化に必要なフレームの情報をメモリに格納するための圧縮技法として、非可逆圧縮が採用されている（図２等の直交変換回路２０１及び量子化器２０２）。この非可逆圧縮を採用する欠点としては、フレーム間で予測を復号化装置のみで累積的に行った場合に、それに応じて画像の歪も累積的に増加してしまうということである。従って、ある程度の画質を優先したい場合には、当該圧縮技法として、可逆圧縮を採用することも可能である。

【0008】

しかしながら、圧縮技法として可逆圧縮を採用した場合、復号化装置のメモリの容量を念頭において、各動画ストリームを構成する各フレームが圧縮処理後にどの程度の容量を占めるかということを確認しつつそれらの設計を行わなければならない。一方、圧縮技法として非可逆圧縮を採用した場合には、量子化係数の選定により圧縮率を必要に応じて高めれば、限られたメモリ容量であっても、必ず格納させることが可能となる。しかも、量子化係数の選定は、各動画の設計時に予め行っておく必要はなく、メモリ格納時に決定することもできる。

【0009】

かかる技術は引用文献１に開示されており、復号化装置において、予測情報用のメモリに非可逆圧縮で格納する際に、メモリ容量に応じて行う工夫を提案している。その１つとして、当該文献の図１３及び図１６を参照すると、少ない量子化テーブルにより発生符号量の試算を行う試算回路１２０１を設け、試算結果を反映させて量子化器２０２により量子化を行うことにより、フレームメモリ１０２に圧縮データが収まるように制御している。例えばこのような工夫によれば、メモリ容量を気にすることなく、各動画の設計を行える。

【0010】

しかしながら、引用文献１においては、復号化装置において、復号化処理の過程において逐次実行する処理を実現するための特別な回路を加えている。これにより、メモリ容量の心配はないが、メモリ容量に収まるまで量子化係数を変化させながら圧縮処理を繰り返す必要があり、かかる処理により処理全体が重くなるという欠点がある。特に、予め符号化しておいた大量の動画を同時に再生する遊技機向けの用途においては、できるだけ高速に復号化できることは重要である。

【0011】

本発明は上述のような事情から為されたものであり、本発明の目的は、予測情報用のメモリへの格納に非可逆圧縮を採用して当該メモリの必要容量を削減することを前提としたうえで、復号化装置における復号化処理を無用に重くすることなく高速化できる符号化装置及び復号化装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の第一の符号化装置は、時間的に連続する複数のフレームで構成された動画像情報に対してフレーム間の予測符号化を行うために予測参照用の画像データを格納しておくためのメモリと、そのメモリに前記画像データを格納するために前記画像データに対して所定の非可逆圧縮処理を行う非可逆圧縮処理部と、前記メモリから圧縮画像データを入力して前記非可逆圧縮処理に対応した伸長処理を行う伸長処理部と、を備え、一動画又は同時並行処理される複数の動画を入力して予測符号化処理を符号化装置であって、前記非可逆圧縮処理部は、前記メモリに対応する復号化装置側のメモリに予め確保される各動画用の領域に各動画データが必ず収まるように、当該非可逆圧縮処理部に対応する前記復号化装置側の非可逆圧縮処理部における量子化のための量子化係数をフレームごとに決定して出力し、その各量子化係数は、圧縮符号化後の画像データと共に出力されることを要旨とする。

【0013】

ここで、具体的には、前記非可逆圧縮処理部は、設定される量子化係数に基づいて圧縮符号化して得られた符号化画像データに基づいて、フレームごとに圧縮率を算出し、その圧縮率に基づき、前記符号化画像データが、前記復号化装置側のメモリに予め確保される、当該フレームが含まれる動画用の領域に収まるか否かを判定する圧縮率算出判定部を有し、当該圧縮率算出判定部が収まらないと判定した場合には、前記量子化係数を情報量高削減方向に順次更新して圧縮符号化を繰り返す。

【0014】

あるいは、前記非可逆圧縮処理部は、量子化係数に基づいて圧縮符号化して得られた符号化画像データに基づいてフレームごとに圧縮率を算出し、その圧縮率に基づき、前記符号化画像データが、前記復号化装置側のメモリに予め確保される、当該フレームが含まれる動画用の領域に収まるか否かを、量子化係数を更新しつつ判定して、収まるような量子化係数を決定するに際し、２分探索法に基づいて量子化係数を更新する。

【0015】

このとき、前記各量子化係数は、出力される符号化画像データが所定に配置される出力フォーマットにおける各フレームごとのオプションヘッダ内に格納されることが好適である。

【0016】

また、上記目的を達成するため、本発明の第一の復号化装置は、第一の符号化装置から出力された符号化画像データを入力して、前記符号化装置における予測符号化処理に対応した復号化処理を行う復号化装置であって、前記符号化装置における前記非可逆圧縮処理部及び前記伸長処理部に対応した非可逆圧縮処理部及び伸長処理部を備え、両者は、前記符号化画像データと共に入力される、前記フレームごとの量子化係数に基づいて、フレームごとに量子化処理又は逆量子化処理を行うことを要旨とする。

【0017】

また、上記目的を達成するため、本発明の第二の符号化装置は、時間的に連続する複数のフレームで構成された動画像情報に対してフレーム間の予測符号化を行うために予測参照用の画像データを格納しておくためのメモリと、そのメモリに前記画像データを格納するために前記画像データに対して所定の非可逆圧縮処理を行う非可逆圧縮処理部と、前記メモリから圧縮画像データを入力して前記非可逆圧縮処理に対応した伸長処理を行う伸長処理部と、を備え、一動画又は同時並行処理される複数の動画を入力して予測符号化処理を符号化装置であって、前記非可逆圧縮処理部は、前記メモリに対応する復号化装置側のメモリに予め確保される各動画用の領域に各動画データが必ず収まるように、当該非可逆圧縮処理部に対応する前記復号化装置側の非可逆圧縮処理部における量子化のための量子化係数をフレームを構成するブロックごとに決定して出力し、その各量子化係数は、圧縮符号化後の画像データと共に出力されることを要旨とする。

【0018】

また、上記目的を達成するため、本発明の第二の復号化装置は、第二の符号化装置から出力された符号化画像データを入力して、前記符号化装置における予測符号化処理に対応した復号化処理を行う復号化装置であって、前記符号化装置における前記非可逆圧縮処理部及び前記伸長処理部に対応した非可逆圧縮処理部及び伸長処理部を備え、両者は、前記符号化画像データと共に入力される、前記フレームを構成するブロックごとの量子化係数に基づいて、ブロックごとに量子化処理又は逆量子化処理を行うことを要旨とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明の符号化装置及び復号化装置によれば、予測情報用のメモリへの格納に非可逆圧縮を採用して当該メモリの容量の制限を考慮不要とすることを前提としたうえで、復号化装置における復号化処理を無用に重くすることを回避できる。すなわち、予測用にメモリに非可逆圧縮符号化して動画データを格納する場合において、当該メモリに予め確保される各動画用の記憶領域に各動画データが必ず収まるように量子化係数をフレームごとに決定する処理を符号化装置側で行っているので、復号化装置に余計な負担を負わせることがない。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明における符号化装置の一実施形態の構成を示す図である。

【図2】図１に示した非可逆圧縮処理部１６及び対応伸長処理部１８の詳細構成を示す図である。

【図3】非可逆圧縮処理部１６による処理手順を示すフローチャートである。

【図4】本発明における復号化装置の一実施形態の構成を示す図である。

【図5】図４に示した非可逆圧縮処理部３５及び対応伸長処理部３７の詳細構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明における符号化装置の一実施形態の構成を示す図である。同図に示す符号化装置１は、減算部１１と、圧縮処理部１２と、第１可変長符号化部１３と、伸長処理部１４と、加算部１５と、非可逆圧縮処理部１６と、ピクチャメモリ１７と、対応伸長処理部１８と、動き補償予測部１９と、第２可変長符号化部２１と、多重化部２２とを備えている。なお、同図に示す符号化装置１は、時間的に連続する複数のフレームで構成された動画像情報をブロック単位で入力して、例えばＨ．２６４（ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)−４ ＡＶＣ）のような規格に準拠した動画像符号化処理を行うものである。

【0022】

減算部１１は、符号化対象フレームとしてのピクチャの符号化対象マクロブロックから、動き補償予測部１９から送られてきたマクロブロックのピクチャ情報を減算し、残差予測信号として、圧縮処理部１２に供給する。なお、ＭＰＥＧの場合のＩピクチャに係る符号化対象マクロブロックについては、減算部１１を経ずにそのまま圧縮処理部１２に送られる。

【0023】

圧縮処理部１２は、減算部１１から送られてきた対象マクロブロックの残差予測信号に対して、非可逆圧縮処理を行う。ここで、この非可逆圧縮処理としては、静止画におけるＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）のように直交変換処理及び量子化処理を行うアルゴリズムがある。なお、直交変換処理としては、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）や、アダマール変換（Hadamard Transform）がある。また、直交変換処理の代わりとして、ウェーブレット変換を用いることもある。

【0024】

第１可変長符号化部１３は、圧縮処理部１２から出力された圧縮画像データに対してブロックごとにハフマン符号化や算術符号化等の可変長符号化による可逆圧縮を行う。

【0025】

また、伸長処理部１４は、圧縮処理部１２から出力されたマクロブロック単位の圧縮画像データに対して、圧縮処理部１２における非可逆圧縮処理に対応する非可逆伸長処理を行い、伸長により得られたマクロブロックを加算部１５に送る。加算部１５は、動き補償予測部６１から出力された先行の最も相関の高いマクロブロックに係る情報に、伸長処理部１４から出力されたマクロブロックに係る情報を加算することにより、後続の予測に供されるマクロブロックを復元する。なお、前述と同様に、ＭＰＥＧの場合のＩピクチャに係るマクロブロックについては、加算部１５を経ない。

【0026】

非可逆圧縮処理部１６は、加算部１５から出力された、又は加算部１５を経ない画像情報に対して所定の非可逆圧縮処理を行い、得られた圧縮画像データを、後続との比較処理のためにピクチャメモリ１７に格納する。加えて、非可逆圧縮処理部１６は、後述する復号化装置側において当該処理動画用に確保が予定されているピクチャメモリ領域の容量に収まるように、フレーム単位で量子化係数を決定し、出力する。但し、条件としては、ここでの非可逆圧縮処理の技法が復号化装置側での当該技法と一致していることは無論のこと、この符号化装置１側で、復号化装置側のピクチャメモリにおける各動画用に確保される領域の容量が分かっていなければならない。この容量は、復号化装置での管理を単純にするため、圧縮前の各動画の容量の３分の１など、所定の比率の容量に固定することが好ましい。

【0027】

図２（ａ）は、非可逆圧縮処理部１６の詳細構成を示す図である。同図（ａ）に示した非可逆圧縮処理部１６は、加算部１５から入力される画像データに対して所定の直交変換処理を行う直交変換部１６１と、直交変換後のデータに対して、量子化テーブル１６４から適宜量子化係数を選定して量子化処理を行う量子化部１６２と、量子化後のデータに対して、ハフマン符号化や算術符号化等の可変長符号化処理を行う可変長符号化部１６３と、可変長符号化後の画像データに対して、フレーム単位で圧縮率を算出し、所定の圧縮率以下か否かを判定する圧縮率算出判定部１６５とを有している。

【0028】

図３は、非可逆圧縮処理部１６による処理手順を示すフローチャートである。図２（ａ）及び図３を参照して、非可逆圧縮処理部１６の動作を説明する。まず、量子化部１６２は、初期設定の量子化係数として、量子化テーブル１６４から、量子化効果の十分小さい量子化係数を選定する（ステップＳ１）。そして、ブロックごとに、直交変換部１６１は所定の直交変換処理を行い（ステップＳ２）、量子化部１６２は量子化処理を行い（ステップＳ３）、可変長符号化部１６３は可変長符号化処理を行う（ステップＳ４）。そして、１フレーム分終了したか否かを判定し（ステップＳ５）、終了していない場合（否定判定）は、ステップＳ２〜ステップＳ４を繰り返す。一方、終了している場合（肯定判定）には、圧縮率算出判定部１６５が、圧縮率を算出し（ステップＳ６）、復号化装置において当該動画用に確保されるメモリ容量に対応する所定の圧縮率以下か否か判定する（ステップＳ７）。この判定において、所望の圧縮率に達していなければ（否定判定）、ステップＳ８に移行し、量子化部１６２が、量子化テーブル１６４から新たな量子化係数（量子化効果の一段高い）を選定し（ステップＳ８）、そして各部がステップＳ２〜ステップＳ６を繰り返す。一方、ステップＳ７の判定において、所望の圧縮率に達したならば（肯定判定）、量子化部１６２は、現在の量子化係数を出力する（ステップＳ９）。

【0029】

一方、動き補償予測部１９は、符号化対象フレームとしてのピクチャを構成する各マクロブロックを順次入力し、ピクチャメモリ１７に記憶された予測用のフレームに係るピクチャのマクロブロックから最も相関の高いマクロブロックを検索する。非可逆圧縮処理部１６の処理に対応した対応伸長処理部１８は、動き補償予測部１９により検索されたマクロブロックに係るデータに対して、非可逆圧縮処理部１６における可逆圧縮処理に対応した伸長処理を行い、結果を動き補償予測部１９に供給する。

【0030】

図２（ｂ）は、対応伸長処理部１８の詳細構成を示す図である。同図に示した対応伸長処理部１８は、ピクチャメモリ１７から読み出された圧縮画像データに対して、可変長符号化部２３３における可変長符号化に対応した可変長復号化処理を行う可変長復号化部１８１と、量子化テーブル１８４に基づき、量子化部１６２における量子化に対応した逆量子化処理を行う逆量子化部１８２と、直交変換部１６１における直交変換に対応した逆直交変換処理を行う逆直交変換部１８３とを有している。なお、復号化装置３側に量子化係数が出力されるのと同様、逆量子化部１８２は、格納されている画像データに係る量子化係数が通知又は認識されていなければならない。

【0031】

動き補償予測部１９は、このようにして得られた、最も相関の高いマクロブロックに係る情報を、前述のように、減算部１１及び加算部１５に供給する。なお、図示していないが、動き補償予測部１９は、比較に係る２つのマクロブロックの間で、ある固定領域として一体的に移動する部分がある場合に、その移動量を動きベクトルとして出力する。出力された動きベクトルは、同様に可変長符号化が行われ、多重化部２２に供給される。

【0032】

多重化部２２は、第１可変長符号化部１３からの符号化画像データと、第２可変長符号化部２１からの各フレームごとの選定量子化係数ＱＣの情報と、動きベクトル等のその他の情報を、多重化して出力する。このとき、量子化係数ＱＣの情報を符号化画像データと共に出力する手法としては、いくつか考えられるが、好適には、例えばＨ．２６４規格に基づく符号データを格納できるＭＰ４等のファイルフォーマットのオプションヘッダである部分に組み込むことが可能である。すなわち、この場合、フレームごとのオプションヘッダであるＳＥＩ（Supplemental Enhancement Information）に組み込めばよい。また、無論、画像データファイルとは別個の独立ファイルとしても出力可能である。

【0033】

なお、上述の一実施形態としての符号化装置においては、メモリ容量に収まる圧縮率の探索法として、圧縮率が低い方から高い方へ線形探索法で順に判定しているが、この手法に限らず、より効率的には、２分探索法を採用することも可能である。

【0034】

次に、復号化装置側について説明する。図４は、本発明における復号化装置の一実施形態の構成を示す図である。同図に示す復号化装置３は、分離化部３１と、第１可変長復号化部３２と、伸長処理部３３と、加算部３４と、非可逆圧縮処理部３５と、ピクチャメモリ３６と、対応伸長処理部３７と、動き補償予測部３８と、第２可変長復号化部３９とを備えている。

【0035】

分離化部３１は、送られてくる符号化データを、符号化画像データと、量子化係数に係る符号化情報と、動きベクトル等に分離する。符号化画像データを入力した第１可変長復号化部３２は、マクロブロック単位で、図１に示した第１可変長符号化部１３による可変長符号化処理に対応した可変長復号化処理を行う。従って、例えばハフマン復号化や算術復号化である。同様に、第２可変長復号化部３９は、量子化係数に係る符号化情報に対して可変長復号化処理を施して各フレームごとの量子化係数ＱＣを再現する。また、図示しない動きベクトルも可変長復号化処理が施されて動き補償予測部３８に供給される。

【0036】

第１可変長復号化部３２からの画像データを入力した伸長処理部３３は、図１に示した符号化装置１の圧縮処理部１２における非可逆圧縮処理に対応した非可逆伸長処理を行う。かかる処理により得られた残差予測信号は、加算部３４及び動き補償予測部３８に送られる。

【0037】

動き補償予測部３８は、伸長処理部３３からの残差予測信号と、動きベクトルを用いて、ピクチャメモリ３６に格納された先行する画像データのマクロブロックのデータを処理し、加算部３４に送る。加算部３４は、伸長処理部３３からの残差予測信号と、動き補償予測部３８からのマクロブロックデータとを加算し、復号化されたマクロブロック単位の画像データを出力する。

【0038】

加算部３４から出力された画像情報は、外部に出力されるのと並行して、図１に示した非可逆圧縮処理部１６と同様の非可逆圧縮技法を採用する非可逆圧縮処理部３５により非可逆圧縮処理が行われ、得られた圧縮画像データが、後続との比較処理のためにピクチャメモリ３６に格納される。

【0039】

ここで、図５（ａ）を参照して、非可逆圧縮処理部３５における処理を詳細に説明する。同図は、非可逆圧縮処理部３５の詳細構成を示す図である。同図に示した非可逆圧縮処理部３５は、加算部１５から入力される画像データに対して所定の直交変換処理を行う直交変換部３５１と、直交変換後のデータに対して、量子化テーブル３５４から適切な量子化係数を選定して量子化処理を行う量子化部３５２と、量子化後のデータに対して、ハフマン符号化や算術符号化等の可変長符号化処理を行う可変長符号化部３５３とを有している。但し、本発明においては、量子化部３５２は、第２可変長復号化部３９から各フレームごとに適用される各量子化係数を受け取っており、各フレームごとにその対応する量子化係数に基づいて量子化処理を行う。これにより、その結果得られた圧縮データは、ピクチャメモリ３６に確保された当該動画用の領域に適切に収まることとなる。

【0040】

動き補償予測部３８は、伸長処理部３３による伸長処理により得られた各マクロブロックを順次入力し、ピクチャメモリ３６に記憶された予測用のフレームに係るピクチャのマクロブロックから最も相関の高いマクロブロックを検索する。図１に示した対応伸長処理部１８と同様の伸長技法を採用する対応伸長処理部３７は、動き補償予測部３８により検索されたマクロブロックに係るデータに対して、非可逆圧縮処理部３５における非可逆圧縮処理に対応した伸長処理を行い、結果を動き補償予測部１９に供給する。

【0041】

ここで、図５（ｂ）を参照して、対応伸長処理部３７における処理を詳細に説明する。同図は、対応伸長処理部３７の詳細構成を示す図である。同図に示した対応伸長処理部３７は、ピクチャメモリ３６から読み出された圧縮画像データに対して、可変長符号化部３５３における可変長符号化に対応した可変長復号化処理を行う可変長復号化部３７１と、量子化テーブル３７４に基づき、量子化部３５２における量子化に対応した逆量子化処理を行う逆量子化部３７２と、直交変換部３５１における直交変換に対応した逆直交変換処理を行う逆直交変換部３７３とを有している。但し、本発明においては、逆量子化部３７２は、第２可変長復号化部３９から各フレームごとに適用される各量子化係数を受け取っており、各フレームごとにその対応する量子化係数に基づいて逆量子化処理を行う。

【0042】

なお、上述においては、対応伸長処理部３７は、各フレームごとに適用される各量子化係数を第２可変長復号化部３９から直接受け取っているが、代わりに、非可逆圧縮処理部３５から受け取ってもよい。

【0043】

以上のように、本発明の符号化装置及び復号化装置における一実施形態によれば、予測用にピクチャメモリに圧縮符号化して動画データを格納する場合において、当該メモリに予め確保される各動画用の記憶領域に各動画データが必ず収まるように量子化係数をフレームごとに決定する処理を符号化装置１側で行っているので、復号化装置に余計な負担を負わせることがない。すなわち、復号化装置３は、動画を構成する各フレームごと決定された各量子化係数を符号化装置１から受け取ってそれに基づいて上記圧縮符号化を行っている。

【0044】

＜他の実施形態＞
図１〜図５に示した実施形態においては、符号化装置１がフレーム単位で量子化係数を決定して出力し、復号化装置３の非可逆圧縮処理部３５が、送られてきた量子化係数によりフレーム単位で圧縮処理を行っているが、図３に示すようにブロック単位で量子化を施すのであれば、符号化装置１は、ブロック単位で量子化係数を決定して出力し、復号化装置３の非可逆圧縮処理部３５は、送られてきた量子化係数によりブロック単位で圧縮処理を行うこともできる。また、フレームを構成するスライス単位で処理することもできる。これらの場合の量子化係数の送り方も、フレームごとのオプションヘッダであるＳＥＩに、各ブロック又はスライスに係る複数の量子化係数を格納すればよいし、また、画像データファイルとは別個の独立ファイルとしてもよい。これにより前述の実施形態よりは、肌理細やかに処理が行える。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明の符号化装置及び復号化装置は、パチンコ機やゲーム機等の遊技機に表示される動画像の処理に利用できる。

【符号の説明】

【0046】

１ 符号化装置
１１ 減算部
１２ 圧縮処理部
１３ 第１可変長符号化部
１４ 伸長処理部
１５ 加算部
１６ 非可逆圧縮処理部
１６１ 直交変換部
１６２ 量子化部
１６３ 可変長符号化部
１６４ 量子化テーブル
１６５ 圧縮率算出判定部
１７ ピクチャメモリ
１８ 対応伸長処理部
１９ 動き補償予測部
２１ 第２可変長符号化部
２２ 多重化部
３ 復号化装置
３１ 分離化部
３２ 第１可変長復号化部
３３ 伸長処理部
３４ 加算部
３５ 非可逆圧縮処理部
３６ ピクチャメモリ
３７ 対応伸長処理部
３８ 動き補償予測部
３９ 第２可変長復号化部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】