数据处理装置及数据处理方法制造方法及图纸

提供一种即使在动态图像中包含移动特别激烈的图像时也不会降低编码效率的情况下可以对动态图像数据进行压缩编码的数据处理装置。动态图像通过连续显示分别由２个半帧图像构成的多帧图像而获得。装置（１００）包括保存动态图像数据的存储器（１０１）；根据２个半帧图像的动态图像数据算出表示动态图像变化程度的参数的计算部（１０８）；根据所算出的参数、决定在画面内及前向预测编码方式压缩编码的图像单位、以及规定图像单位的画面结构的决定部（１０９）；和按照所决定的画面结构对保存在存储器的动态图像数据进行压缩编码，生成压缩数据的处理部（１０２～１０７，１１０）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能对动态图像数据高效压缩的动态图像编码技术。
技术介绍
作为对动态图像数据高效压缩的动态图像编码技术，周知有选择帧内编码、前向预测编码或双向预测编码中的任一个进行编码的MPEG1、MPEG2等。如果采用这样的动态图像编码技术进行编码时，在动态图像中，多种情况下是根据帧内编码方式压缩编码的图像(以下称为“I画面”)、根据前向预测编码方式压缩编码的图像(以下称为“P画面”)及根据双向预测编码方式压缩编码的图像(以下称为“B画面”)混合存在。I画面不能用于时间方向的预测只能采用该图像数据进行编码。P画面参照位于前方的I画面及P画面进行预测编码。B画面参照位于前后方的I画面及P画面进行预测编码。被参照的图像称为参照图像，根据各画面类型设定用于预测的参照图像。图1表示根据双向预测的动态图像数据的预测结构。图中的I、P及B分别表示I画面、P画面及B画面。在如图所示的预测结构中的编码顺序是I1、P4、B2、B3、P7、B5及B6。图1中画面I1被帧内编码。画面P4以画面I1作为参照图像被前向预测编码。画面B2及B3以画面I1和画面P4作为参照图像被双向预测编码。进一步，画面P7以画面P4作为参照图像被前向预测编码。画面B5及B6分别以各画面P4及P7的2个画面作为参照图像被双向预测编码。通常，I画面、P画面及B画面被周期性配置。图2表示I画面、P画面及B画面的配置。I画面相隔N帧配置，在I画面之间相隔M帧配置P画面。这时，在I画面与紧接之后的P画面之间、或者P画面与紧接之后的P画面之间设置(M-1)个B画面。图3(a)、(b)和(c)分别表示在M＝1、M＝2及M＝3的情况下动态图像数据输入时和编码时的各画面类型顺序之间的对应关系。如图3(a)所示，当M＝1时动态图像只由I画面和P画面构成，此时B画面不存在。因此，动态图像内的图像编码顺序不作变更，不发生编码时的处理延迟。其次，如图3(b)所示，当M＝2时I画面(或P画面)与紧接之后的P画面之间存在1个B画面。这时到B画面的编码开始之前会产生1帧的处理延迟。因为B画面在位于其前后方的参照图像(I画面及P画面)被编码前不能开始编码，所以必须变更输入时的各画面类型的顺序后，对B画面进行编码。如图3(c)所示，当M＝3时I画面(或P画面)与紧接之后的P画面之间存在2个B画面。这时由于和图3(b)相同的原因，在B画面的编码开始前会产生2帧的处理延迟。采用B画面的理由是通过采用前向预测和后向预测的双向预测而可以提高预测效率。此外，B画面，由于不象I画面、P画面那样，在后续预测编码中可以作为参照图像利用，因而不会传播预测编码时的误差。因此，与I画面、P画面相比，所具有的优点是即使分配少量编码量进行编码，在视觉上图像质量的劣化也不明显。另一方面，如果采用B画面，在P画面的前向预测中的参照图像的间隔M将由于插入了B画面而分离，特别是对于移动快的动态图像，不容易预测。考虑这些因素，通过根据动态图像数据的特性对前向预测中的参照图像的间隔M进行动态切换就能提高编码效率。作为通过动态切换前向预测中的参照图像的间隔M而进行编码的现有技术，例如可以列举出日本特开平9-294266号公报、特开平10-304374号公报以及特开2001-128179号公报所记载的技术。在特开平9-294266号公报中记载的技术是对编码后的帧的运动矢量定标、使其大小可以收容到下一编码的帧的运动检索范围内从而控制参照图像的间隔M。在特开平10-304374号公报中记载的技术是采用在编码块获得的预测误差或者活度，计算出帧间预测的预测效率，根据该预测效率控制参照图像的间隔M。在特开2001-128179号公报中记载的技术是采用各画面类型发生的编码量或者编码复杂度，计算出帧间预测性能，根据该预测性能控制参照图像的间隔M。除切换参照图像的间隔M以外，对于1帧图像由2个半帧图像构成的隔行方式的动态图像，通过切换画面结构来切换参照图像，从而提高编码效率。画面结构是进行编码的单位，对于各编码图像可以选择帧结构或半帧结构。作为画面结构当选择帧结构时，以帧图像单位进行编码。另一方面，当选择半帧结构时，以构成1帧的第一半帧图像和第二半帧图像的每一个为单位进行编码。以下，将进行帧内编码的半帧图像称为I半帧，将进行前向预测编码的半帧图像称为P半帧，将进行双向预测编码的半帧图像称为B半帧。着眼于第一半帧图像的类型，将第一半帧图像是I半帧的帧称为I帧，是P半帧的帧称为P帧，是B半帧的帧称为B帧。图4(a)、(b)和(c)表示在半帧结构中的画面类型和参照图像之间的关系。图4(a)表示I帧、图4(b)表示P帧、图4(c)表示B帧。在图4(a)的I帧中，可以选择第一半帧图像及第二半帧图像均作为I半帧的类型、和第一半帧图像作为I半帧、第二半帧图像作为P半帧的类型中的任一个。第二半帧图像是P半帧类型时，相同帧内的第一半帧图像作为参照图像。在图4(b)的P帧中，对于第一半帧图像，以以之前被编码的I半帧或P半帧作为预测编码的参照图像。对于第二半帧图像，以相同帧内的第一半帧图像(之前的半帧图像)作为参照图像。其结果，由于对第二半帧图像的参照图像的间隔为1个半帧，对于特别移动快速的图像，可以提高预测效率。在图4(c)的B帧中，第一半帧图像及第二半帧图像，均以前后帧的I半帧以及P半帧作为预测编码的参照图像。近年来，要求即使在动态图像移动特别快速的情况下也能实现可以保持良好品质的压缩编码，同时以更高效率进行压缩编码的技术。为了实现这样的技术，需要改善用于判断动态图像的移动是否快速、保持良好品质、缩小数据尺寸的编码控制等，这在现有技术中还不充分。
技术实现思路
本专利技术的目的在于在动态图像数据的压缩编码中更确切判断动态图像的移动速度、以及即使是在包含移动特别快速的图像的情况下，通过进行控制来动态切换编码方式及编码单位，可以实现能保持足够品质的高效压缩编码。依据本专利技术的数据处理装置，将表示动态图像的动态图像数据，采用帧内编码方式、前向预测编码方式以及双向预测编码方式中任一个，以给定的图像单元进行压缩编码。上述动态图像通过连续显示分别由2个半帧图像构成的多帧图像而得到。数据处理装置包括存储器，其存储上述动态图像数据；计算部，其根据上述2个半帧图像的动态图像数据，算出表示上述动态图像的变化程度的参数；决定部，其根据上述计算部算出的上述参数，决定采用帧内编码方式及前向预测编码方式压缩编码的图像单位、以及规定上述给定图像单位的画面结构；和处理部，其将保存在上述存储器中的上述动态图像数据，按照由上述决定部决定的上述画面结构进行压缩编码、生成压缩数据。在优选实施方式中，上述计算部根据上述2个半帧图像间的上述动态图像数据的变化量，求出时间方向变化量、以及针对上述2个半帧图像的每一个根据图像内的上述动态图像数据的变化量，求出空间方向变化量、根据上述时间方向变化量和上述空间方向变化量，算出上述参数。在优选实施方式中，上述2个半帧图像是对应于上述帧图像的奇数行的第一半帧图像和对应于偶数行的第二半帧图像；上述计算部特定上述帧图像内的相互相邻的上述第一半帧图像的行以及上述第二半帧图像的行，根据各行的动态图像数据的差分，算出上述时间方向变化量，并且上述计算部特定在上述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据处理装置，将表示动态图像的动态图像数据，采用帧内编码方式、前向预测编码方式以及双向预测编码方式中任一个，以给定的图像单元进行压缩编码，其特征在于，所述动态图像通过连续显示分别由２个半帧图像构成的多帧图像而得到；所述数 据处理装置包括：存储器，其存储所述动态图像数据；计算部，其根据所述２个半帧图像的动态图像数据，算出表示所述动态图像的变化程度的参数；决定部，其根据所述计算部算出的所述参数，决定采用帧内编码方式及前向预测编码方式压缩编 码的图像单位、以及规定所述给定图像单位的画面结构；和处理部，其将保存在所述存储器中的所述动态图像数据，按照由所述决定部决定的所述画面结构进行压缩编码、生成压缩数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣寻纪，福田秀树，近藤敏志，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]