JP3200518B2 - 画像信号符号化装置 - Google Patents
画像信号符号化装置Info
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- JP3200518B2 JP3200518B2 JP14424494A JP14424494A JP3200518B2 JP 3200518 B2 JP3200518 B2 JP 3200518B2 JP 14424494 A JP14424494 A JP 14424494A JP 14424494 A JP14424494 A JP 14424494A JP 3200518 B2 JP3200518 B2 JP 3200518B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，テレビジョン信号など
の高能率符号化において，限られた情報量を画像の局所
的性質に応じて適応的に割り当てることにより，復号さ
れた画像の画質を向上するための画像信号符号化装置に
関するものである。
の高能率符号化において，限られた情報量を画像の局所
的性質に応じて適応的に割り当てることにより，復号さ
れた画像の画質を向上するための画像信号符号化装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン信号などの画像信号の高能
率符号化に際しては，符号化雑音が検知しやすい領域は
細かい量子化ステップで量子化し，符号化雑音が検知し
にくい領域は粗い量子化ステップで量子化する方法がよ
く用いられる。
率符号化に際しては，符号化雑音が検知しやすい領域は
細かい量子化ステップで量子化し，符号化雑音が検知し
にくい領域は粗い量子化ステップで量子化する方法がよ
く用いられる。
【０００３】図５は，従来の符号化装置の例を説明する
ための図である。本例では，画像符号化装置として標準
的な動き補償と離散コサイン変換を使用した場合を想定
する。また，人間の視覚特性の一つとして画素値の変化
の少ない平坦な領域は少しでも画素値が変動すると目に
つき，画素値の変化が激しい領域は多少画素値が変動し
ても目立たないというマスキング効果があることから，
量子化ステップ決定のための特徴量としてフレーム内画
素値の分散を用いる場合を考える。
ための図である。本例では，画像符号化装置として標準
的な動き補償と離散コサイン変換を使用した場合を想定
する。また，人間の視覚特性の一つとして画素値の変化
の少ない平坦な領域は少しでも画素値が変動すると目に
つき，画素値の変化が激しい領域は多少画素値が変動し
ても目立たないというマスキング効果があることから，
量子化ステップ決定のための特徴量としてフレーム内画
素値の分散を用いる場合を考える。
【０００４】まず，入力端子９０１から入力された画像
は，小ブロック分割部９０２にてＮ×Ｎの小ブロックに
分割される。小ブロックの画像信号９０３とフレームメ
モリ９１４に蓄えられている１フレーム前の画像信号と
から，動きベクトル検出部９０４において動きベクトル
９０５が求められ，この動きベクトル９０５を基にして
動き補償部９０６において動き補償が行われ，減算器９
０７にて動き補償予測誤差信号９０８が求められた後，
その動き補償予測誤差信号９０８に対し，離散コサイン
変換部９０９で離散コサイン変換が行われる。
は，小ブロック分割部９０２にてＮ×Ｎの小ブロックに
分割される。小ブロックの画像信号９０３とフレームメ
モリ９１４に蓄えられている１フレーム前の画像信号と
から，動きベクトル検出部９０４において動きベクトル
９０５が求められ，この動きベクトル９０５を基にして
動き補償部９０６において動き補償が行われ，減算器９
０７にて動き補償予測誤差信号９０８が求められた後，
その動き補償予測誤差信号９０８に対し，離散コサイン
変換部９０９で離散コサイン変換が行われる。
【０００５】一方，小ブロック分割された画像信号９０
３に対して，フレーム内分散算出部９１５において以下
の計算によりフレーム内分散９１６が求められ，量子化
ステップ計算部９１７へ送られる。
３に対して，フレーム内分散算出部９１５において以下
の計算によりフレーム内分散９１６が求められ，量子化
ステップ計算部９１７へ送られる。
【０００６】 Ｖ＝Σj Σi （ｓij−ｓM ）2 ／（Ｎ×Ｎ） ただし，ｓijは小ブロック内の画素値，ｓM はその平均
を表す。また，Σj はｊ＝１からＮまでの総和，Σi は
ｉ＝１からＮまでの総和を表す。
を表す。また，Σj はｊ＝１からＮまでの総和，Σi は
ｉ＝１からＮまでの総和を表す。
【０００７】次に，量子化ステップ計算部９１７におい
て，符号化対象フレームのフレーム内分散の平均値の代
わりに，符号化対象フレームの直前に符号化したフレー
ムのフレーム内分散の平均値Ｖ′M を用いて，各小ブロ
ック毎に求められるフレーム内分散（Ｖ）９１６の大小
判定が行われる。この大小関係を表すパラメータＡは，
次式より計算される。
て，符号化対象フレームのフレーム内分散の平均値の代
わりに，符号化対象フレームの直前に符号化したフレー
ムのフレーム内分散の平均値Ｖ′M を用いて，各小ブロ
ック毎に求められるフレーム内分散（Ｖ）９１６の大小
判定が行われる。この大小関係を表すパラメータＡは，
次式より計算される。
【０００８】 Ａ＝（２・Ｖ＋Ｖ′M ）／（Ｖ＋２・Ｖ′M ） Ａは，各小ブロック毎に求められるフレーム内分散
（Ｖ）９１６が符号化対象フレームの直前に符号化した
フレームのフレーム内分散の平均値Ｖ′M より小さい場
合には，０．５を最小値として１．０より小さい値とな
り，各小ブロック毎に求められるフレーム内分散（Ｖ）
９１６が符号化対象フレームの直前に符号化したフレー
ムのフレーム内分散の平均値Ｖ′M より大きい場合に
は，２．０を最大値として１．０より大きい値となる。
（Ｖ）９１６が符号化対象フレームの直前に符号化した
フレームのフレーム内分散の平均値Ｖ′M より小さい場
合には，０．５を最小値として１．０より小さい値とな
り，各小ブロック毎に求められるフレーム内分散（Ｖ）
９１６が符号化対象フレームの直前に符号化したフレー
ムのフレーム内分散の平均値Ｖ′M より大きい場合に
は，２．０を最大値として１．０より大きい値となる。
【０００９】そして，一定のビットレートで符号化デー
タを出力するためにバッファメモリ占有量９１８から求
められる量子化ステップＱは，Ａにより補正され，実際
に用いられる量子化ステップＱact が決定される。
タを出力するためにバッファメモリ占有量９１８から求
められる量子化ステップＱは，Ａにより補正され，実際
に用いられる量子化ステップＱact が決定される。
【００１０】Ｑact ＝Ａ・Ｑ バッファメモリ占有量９１８から求められる量子化ステ
ップＱをＡにて補正することにより，各小ブロック毎に
求められるフレーム内分散（Ｖ）９１６が大きい場合は
粗い量子化ステップを設定し，小さい部分は細かく設定
する処理がなされる。
ップＱをＡにて補正することにより，各小ブロック毎に
求められるフレーム内分散（Ｖ）９１６が大きい場合は
粗い量子化ステップを設定し，小さい部分は細かく設定
する処理がなされる。
【００１１】決定された量子化ステップ（Ｑact ）９１
９を使って，離散コサイン変換係数９２０は量子化部９
１０で量子化され，可変長符号化部９２１で可変長符号
化された後，バッファメモリ９２２に入力され，一定の
ビットレートで符号化データ出力端子９２３に出力され
る。
９を使って，離散コサイン変換係数９２０は量子化部９
１０で量子化され，可変長符号化部９２１で可変長符号
化された後，バッファメモリ９２２に入力され，一定の
ビットレートで符号化データ出力端子９２３に出力され
る。
【００１２】また，量子化された離散コサイン変換係数
は逆量子化部９１１にて逆量子化，逆離散コサイン変換
部９１２で逆離散コサイン変換された後，動き補償され
た前フレームのデータと加算器９１３で加算され，次フ
レームの動き補償予測のためにフレームメモリ９１４に
蓄えられる。さらに，フレーム内分散平均値算出部９２
４において，符号化対象フレームのフレーム内分散の平
均値を算出し，次に符号化されるフレームのフレーム内
分散の平均値の推定値として用いられる。
は逆量子化部９１１にて逆量子化，逆離散コサイン変換
部９１２で逆離散コサイン変換された後，動き補償され
た前フレームのデータと加算器９１３で加算され，次フ
レームの動き補償予測のためにフレームメモリ９１４に
蓄えられる。さらに，フレーム内分散平均値算出部９２
４において，符号化対象フレームのフレーム内分散の平
均値を算出し，次に符号化されるフレームのフレーム内
分散の平均値の推定値として用いられる。
【００１３】このような方法によれば，画素値が平坦な
部分を細かく，変化の激しい部分は粗く量子化できるた
め，限られた情報量をマスキング効果に合わせて配分す
ることが可能となり，結果として符号化画像の画質を向
上させることができる。また，直前に符号化したフレー
ムのフレーム内分散の平均値を，符号化対象フレームの
フレーム内分散の平均値の予測値として用いるため，符
号化を行う前に，符号化対象フレームに対するフレーム
内分散の平均値を予め求める必要がない。
部分を細かく，変化の激しい部分は粗く量子化できるた
め，限られた情報量をマスキング効果に合わせて配分す
ることが可能となり，結果として符号化画像の画質を向
上させることができる。また，直前に符号化したフレー
ムのフレーム内分散の平均値を，符号化対象フレームの
フレーム内分散の平均値の予測値として用いるため，符
号化を行う前に，符号化対象フレームに対するフレーム
内分散の平均値を予め求める必要がない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では，符号
化対象フレームの特徴量の分布状態として，直前に符号
化したフレームの特徴量の分布状態を推定値として使用
しているが，フレーム間で特徴量の分布状態が大きく変
化している場合，直前に符号化したフレームと符号化対
象フレームとで特徴量の分布状態が大きく異なることに
より推定が外れるという問題があった。
化対象フレームの特徴量の分布状態として，直前に符号
化したフレームの特徴量の分布状態を推定値として使用
しているが，フレーム間で特徴量の分布状態が大きく変
化している場合，直前に符号化したフレームと符号化対
象フレームとで特徴量の分布状態が大きく異なることに
より推定が外れるという問題があった。
【００１５】例として，図６にフレーム内分散の平均値
がフレーム間で大きく変化している場合を示す。図６に
示すように，フレーム間で特徴量の分布状態が大きく変
化している場合の量子化制御は以下のように行われる。
がフレーム間で大きく変化している場合を示す。図６に
示すように，フレーム間で特徴量の分布状態が大きく変
化している場合の量子化制御は以下のように行われる。
【００１６】まず，図７（Ａ）のように，推定値として
用いられる直前に符号化したフレームのフレーム内分散
の平均値が，符号化対象フレームのフレーム内分散の平
均値に比べ小さい場合，もし符号化対象フレームのフレ
ーム内分散の平均値を用いたとすれば，細かい量子化が
行われるように設定すべき小ブロックの一部が，推定値
として直前に符号化したフレームのフレーム内分散の平
均値を用いることにより，粗い量子化が行われてしまう
場合がある。
用いられる直前に符号化したフレームのフレーム内分散
の平均値が，符号化対象フレームのフレーム内分散の平
均値に比べ小さい場合，もし符号化対象フレームのフレ
ーム内分散の平均値を用いたとすれば，細かい量子化が
行われるように設定すべき小ブロックの一部が，推定値
として直前に符号化したフレームのフレーム内分散の平
均値を用いることにより，粗い量子化が行われてしまう
場合がある。
【００１７】また，逆に図７（Ｂ）のように，推定値と
して用いられる直前に符号化したフレームのフレーム内
分散の平均値が，符号化対象フレームのフレーム内分散
の平均値に比べ大きい場合，もし符号化対象フレームの
フレーム内分散の平均値を用いたとすれば，粗い量子化
が行われるように設定すべき小ブロックの一部が，推定
値として直前に符号化したフレームのフレーム内分散の
平均値を用いることにより，細かい量子化が行われてし
まう場合がある。
して用いられる直前に符号化したフレームのフレーム内
分散の平均値が，符号化対象フレームのフレーム内分散
の平均値に比べ大きい場合，もし符号化対象フレームの
フレーム内分散の平均値を用いたとすれば，粗い量子化
が行われるように設定すべき小ブロックの一部が，推定
値として直前に符号化したフレームのフレーム内分散の
平均値を用いることにより，細かい量子化が行われてし
まう場合がある。
【００１８】このように，直前に符号化したフレームの
特徴量の分布状態と符号化対象フレームの特徴量の分布
状態が大きく異なるような画像信号の場合，不適切な量
子化ステップが設定され，量子化制御が適切に働かない
という問題があった。
特徴量の分布状態と符号化対象フレームの特徴量の分布
状態が大きく異なるような画像信号の場合，不適切な量
子化ステップが設定され，量子化制御が適切に働かない
という問題があった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は，この問題点を
解決するためになされたものであって，以下に述べるよ
うな手段を備える。
解決するためになされたものであって，以下に述べるよ
うな手段を備える。
【００２０】図１は，本発明の原理ブロック図である。
まず，小ブロック分割手段１は，テレビジョン信号等の
ディジタル画像信号を入力し，符号化対象フレームの画
像データを小ブロックに分割する。小ブロック特徴量算
出手段２は，分割された小ブロック毎にその小ブロック
の性質を表す特徴量を算出する。フレーム特徴量分布状
態算出手段３は，小ブロック特徴量算出手段２の結果か
ら１フレームに渡っての特徴量の分布状態を調べ，その
結果をフレーム特徴量分布状態記憶手段４に格納する。
フレーム特徴量分布状態記憶手段４には，過去または未
来の複数のフレームの特徴量の分布状態が記憶されるこ
とになる。
まず，小ブロック分割手段１は，テレビジョン信号等の
ディジタル画像信号を入力し，符号化対象フレームの画
像データを小ブロックに分割する。小ブロック特徴量算
出手段２は，分割された小ブロック毎にその小ブロック
の性質を表す特徴量を算出する。フレーム特徴量分布状
態算出手段３は，小ブロック特徴量算出手段２の結果か
ら１フレームに渡っての特徴量の分布状態を調べ，その
結果をフレーム特徴量分布状態記憶手段４に格納する。
フレーム特徴量分布状態記憶手段４には，過去または未
来の複数のフレームの特徴量の分布状態が記憶されるこ
とになる。
【００２１】現フレーム特徴量分布状態推定手段５は，
フレーム特徴量分布状態記憶手段４に記憶されている過
去または未来の複数のフレームの特徴量の分布状態か
ら，符号化対象フレームの特徴量の分布状態を推定す
る。量子化特性決定手段６は，推定された符号化対象フ
レームの特徴量の分布状態と，小ブロック特徴量算出手
段２により符号化対象フレーム中の各小ブロック毎に求
められる特徴量とを参照することにより，符号化対象小
ブロックの量子化特性を決定する。
フレーム特徴量分布状態記憶手段４に記憶されている過
去または未来の複数のフレームの特徴量の分布状態か
ら，符号化対象フレームの特徴量の分布状態を推定す
る。量子化特性決定手段６は，推定された符号化対象フ
レームの特徴量の分布状態と，小ブロック特徴量算出手
段２により符号化対象フレーム中の各小ブロック毎に求
められる特徴量とを参照することにより，符号化対象小
ブロックの量子化特性を決定する。
【００２２】量子化手段７は，量子化特性決定手段６に
よって決定された量子化特性に従って小ブロック毎の量
子化を行う。可変長符号化手段８は，その結果について
符号化を行う。
よって決定された量子化特性に従って小ブロック毎の量
子化を行う。可変長符号化手段８は，その結果について
符号化を行う。
【００２３】
【作用】本発明では，符号化対象フレームより以前に符
号化された過去または未来の複数のフレームの特徴量の
分布状態を記憶しておく。次に，図２に示すように，符
号化対象フレームの特徴量の分布状態推定値を，記憶し
ておいた過去または未来の複数のフレームの特徴量の分
布状態を用いて推定する。
号化された過去または未来の複数のフレームの特徴量の
分布状態を記憶しておく。次に，図２に示すように，符
号化対象フレームの特徴量の分布状態推定値を，記憶し
ておいた過去または未来の複数のフレームの特徴量の分
布状態を用いて推定する。
【００２４】Ｄ′n ＝ｆ（Ｄn-i ，…，Ｄn-1 ，
Ｄn+1 ，…，Ｄn+j ） ここで，Ｄ′n は符号化対象フレームの特徴量の分布状
態推定値，Ｄk は既に符号化された過去または未来のフ
レームの特徴量の分布状態，ｉ，ｊは，それぞれ符号化
対象フレームの特徴量分布状態の推定に用いる過去およ
び未来のフレーム数を表す。
Ｄn+1 ，…，Ｄn+j ） ここで，Ｄ′n は符号化対象フレームの特徴量の分布状
態推定値，Ｄk は既に符号化された過去または未来のフ
レームの特徴量の分布状態，ｉ，ｊは，それぞれ符号化
対象フレームの特徴量分布状態の推定に用いる過去およ
び未来のフレーム数を表す。
【００２５】このようにすれば，符号化対象フレームの
特徴量の分布状態を推定する際，符号化対象フレームの
特徴量の分布状態と推定値との誤差を小さくすることが
できる。
特徴量の分布状態を推定する際，符号化対象フレームの
特徴量の分布状態と推定値との誤差を小さくすることが
できる。
【００２６】
【実施例】図３は本発明の実施例のブロック構成を示す
図である。本実施例では，画像符号化方法としてＭＰＥ
Ｇ２等で用いられるような動き補償＋離散コサイン変換
符号化を使用し，特徴量としてフレーム内分散，分布状
態の指標としてフレーム全体での平均値を用い，符号化
対象フレームの輝度分散の平均値を，直前に符号化され
た２フレームのフレーム内分散の平均値から線形近似に
より推定する場合を想定する。また，過去からの動き補
償のみを用いるフレーム（以下，Ｐピクチャという）と
過去および未来からの動き補償を用いるフレーム（以
下，Ｂピクチャという）を以下のような構造で符号化を
する場合とする。
図である。本実施例では，画像符号化方法としてＭＰＥ
Ｇ２等で用いられるような動き補償＋離散コサイン変換
符号化を使用し，特徴量としてフレーム内分散，分布状
態の指標としてフレーム全体での平均値を用い，符号化
対象フレームの輝度分散の平均値を，直前に符号化され
た２フレームのフレーム内分散の平均値から線形近似に
より推定する場合を想定する。また，過去からの動き補
償のみを用いるフレーム（以下，Ｐピクチャという）と
過去および未来からの動き補償を用いるフレーム（以
下，Ｂピクチャという）を以下のような構造で符号化を
する場合とする。
【００２７】 …Ｂn-2 Ｐn-1 Ｂn-1 Ｐn Ｂn Ｐn+1 Ｂn+1 Ｐn+2 Ｂn+2 Ｐn+3 … また，実際の符号化の順序は以下の通りとする。 …Ｐn-1 Ｂn-2 Ｐn Ｂn-1 Ｐn+1 Ｂn Ｐn+2 Ｂn+1 Ｐn+3 Ｂn+2 … まず，入力端子１０１から入力された画像は，小ブロッ
ク分割部１０２にてＮ×Ｎの小ブロックに分割される。
小ブロックの画像信号１０３とフレームメモリ１１４に
蓄えられている１フレーム前の画像信号とから，動きベ
クトル検出部１０４において動きベクトル１０５が求め
られ，この動きベクトル１０５を基にして動き補償部１
０６において動き補償が行われ，減算器１０７にて動き
補償予測誤差信号１０８が求められた後，動き補償予測
誤差信号１０８に対し，離散コサイン変換部１０９で離
散コサイン変換が行われる。
ク分割部１０２にてＮ×Ｎの小ブロックに分割される。
小ブロックの画像信号１０３とフレームメモリ１１４に
蓄えられている１フレーム前の画像信号とから，動きベ
クトル検出部１０４において動きベクトル１０５が求め
られ，この動きベクトル１０５を基にして動き補償部１
０６において動き補償が行われ，減算器１０７にて動き
補償予測誤差信号１０８が求められた後，動き補償予測
誤差信号１０８に対し，離散コサイン変換部１０９で離
散コサイン変換が行われる。
【００２８】一方，小ブロック分割された画像信号１０
３に対してフレーム内分散算出部１１５において以下の
計算によりフレーム内分散１１６が求められ，量子化ス
テップ計算部１１７へ送られる。
３に対してフレーム内分散算出部１１５において以下の
計算によりフレーム内分散１１６が求められ，量子化ス
テップ計算部１１７へ送られる。
【００２９】 Ｖ＝Σj Σi （ｓij−ｓM ）2 ／（Ｎ×Ｎ） ただし，ｓijは小ブロック内の画素値，ｓM はその平均
を表す。また，Σj はｊ＝１からＮまでの総和，Σi は
ｉ＝１からＮまでの総和を表す。
を表す。また，Σj はｊ＝１からＮまでの総和，Σi は
ｉ＝１からＮまでの総和を表す。
【００３０】続いて，フレーム内分散平均値推定部１２
５において，フレーム内分散平均値メモリ１２７〜１２
８に記憶されている符号化対象フレームの直前に符号化
された２フレームのフレーム内分散の平均値Ｄn-1 ，Ｄ
n-2 から，線形近似より符号化対象フレームのフレーム
内分散の平均値が推定される。この線形近似は次のよう
に行われる。
５において，フレーム内分散平均値メモリ１２７〜１２
８に記憶されている符号化対象フレームの直前に符号化
された２フレームのフレーム内分散の平均値Ｄn-1 ，Ｄ
n-2 から，線形近似より符号化対象フレームのフレーム
内分散の平均値が推定される。この線形近似は次のよう
に行われる。
【００３１】まず，Ｐピクチャの場合には，符号化対象
フレームをＰn とすると，直前に符号化された２フレー
ムはＤn-2 ＝Ｐn-1 およびＤn-1 ＝Ｂn-2 となる。よっ
て，このＰn-1 ，Ｂn-2 のフレーム内分散の平均値から
ＤPnを線形近似して推定する。図４（Ａ）にＰピクチャ
の場合のフレーム内分散の平均値の推定方法を示す。同
図から明らかなように，推定値Ｄ′Pnは次式から求めら
れる。
フレームをＰn とすると，直前に符号化された２フレー
ムはＤn-2 ＝Ｐn-1 およびＤn-1 ＝Ｂn-2 となる。よっ
て，このＰn-1 ，Ｂn-2 のフレーム内分散の平均値から
ＤPnを線形近似して推定する。図４（Ａ）にＰピクチャ
の場合のフレーム内分散の平均値の推定方法を示す。同
図から明らかなように，推定値Ｄ′Pnは次式から求めら
れる。
【００３２】Ｄ′Pn＝−２・ＤBn-2＋３・ＤPn-1 また，Ｂピクチャの場合には，符号化対象フレームをＢ
n とすると，直前に符号化された２フレームはＤn-2 ＝
Ｂn-1 およびＤn-1 ＝Ｐn+1 となる。よって，このＢ
n-1 ，Ｐn+1 のフレーム内分散の平均値からＤBnを線形
近似して推定する。図４（Ｂ）にＢピクチャの場合のフ
レーム内分散の平均値の推定方法を示す。同図から明ら
かなように，推定値Ｄ′Bnは次式から求められる。
n とすると，直前に符号化された２フレームはＤn-2 ＝
Ｂn-1 およびＤn-1 ＝Ｐn+1 となる。よって，このＢ
n-1 ，Ｐn+1 のフレーム内分散の平均値からＤBnを線形
近似して推定する。図４（Ｂ）にＢピクチャの場合のフ
レーム内分散の平均値の推定方法を示す。同図から明ら
かなように，推定値Ｄ′Bnは次式から求められる。
【００３３】Ｄ′Bn＝（ＤBn-1＋２・ＤPn+1）／３ 次に，量子化ステップ計算部１１７において，フレーム
内分散平均値推定部１２５にて推定された符号化対象フ
レームのフレーム内分散平均値の推定値（Ｄ′ n ）１２
６を用いて，各小ブロック毎に求められるフレーム内分
散Ｖの大小判定が行われる。この大小関係を表すパラメ
ータＡは，次式より計算される。
内分散平均値推定部１２５にて推定された符号化対象フ
レームのフレーム内分散平均値の推定値（Ｄ′ n ）１２
６を用いて，各小ブロック毎に求められるフレーム内分
散Ｖの大小判定が行われる。この大小関係を表すパラメ
ータＡは，次式より計算される。
【００３４】 Ａ＝（２・Ｖ＋Ｄ′n ）／（Ｖ＋２・Ｄ′n ） Ａは，各小ブロック毎に求められるフレーム内分散
（Ｖ）１１６が符号化対象フレームのフレーム内分散平
均値の推定値（Ｄ′n ）１２６より小さい場合には，
０．５を最小値として１．０より小さい値となり，各小
ブロック毎に求められるフレーム内分散（Ｖ）１１６が
符号化対象フレームのフレーム内分散平均値の推定値
（Ｄ′n ）１２６より大きい場合には，２．０を最大値
として１．０より大きい値となる。このＡにより，バッ
ファメモリ占有量１１８から求まる量子化ステップＱは
補正され，実際に用いられる量子化ステップ（Ｑact ）
１１９が決定される。
（Ｖ）１１６が符号化対象フレームのフレーム内分散平
均値の推定値（Ｄ′n ）１２６より小さい場合には，
０．５を最小値として１．０より小さい値となり，各小
ブロック毎に求められるフレーム内分散（Ｖ）１１６が
符号化対象フレームのフレーム内分散平均値の推定値
（Ｄ′n ）１２６より大きい場合には，２．０を最大値
として１．０より大きい値となる。このＡにより，バッ
ファメモリ占有量１１８から求まる量子化ステップＱは
補正され，実際に用いられる量子化ステップ（Ｑact ）
１１９が決定される。
【００３５】Ｑact ＝Ａ・Ｑ バッファメモリ占有量１１８から求められる量子化ステ
ップＱをＡにて補正することにより，各小ブロック毎に
求められるフレーム内分散（Ｖ）１１６が大きい部分は
粗い量子化ステップを設定し，小さい部分は細かく設定
する処理がなされる。
ップＱをＡにて補正することにより，各小ブロック毎に
求められるフレーム内分散（Ｖ）１１６が大きい部分は
粗い量子化ステップを設定し，小さい部分は細かく設定
する処理がなされる。
【００３６】決定された量子化ステップ（Ｑact ）１１
９を使って，離散コサイン変換係数１２０は量子化部１
１０で量子化され，可変長符号化部１２１で可変長符号
化された後，バッファメモリ１２２に入力され，一定の
ビットレートで符号化データ出力端子１２３に出力され
る。
９を使って，離散コサイン変換係数１２０は量子化部１
１０で量子化され，可変長符号化部１２１で可変長符号
化された後，バッファメモリ１２２に入力され，一定の
ビットレートで符号化データ出力端子１２３に出力され
る。
【００３７】また，量子化された離散コサイン変換係数
は逆量子化部１１１にて逆量子化，逆離散コサイン変換
部１１２で逆離散コサイン変換された後，動き補償され
た前フレームのデータと加算器１１３で加算され，次フ
レームの動き補償予測のためにフレームメモリ１１４に
蓄えられる。
は逆量子化部１１１にて逆量子化，逆離散コサイン変換
部１１２で逆離散コサイン変換された後，動き補償され
た前フレームのデータと加算器１１３で加算され，次フ
レームの動き補償予測のためにフレームメモリ１１４に
蓄えられる。
【００３８】また，フレーム先頭検出部１２９におい
て，符号化対象フレームの入力が検出されると，スイッ
チ１３０〜１３１が閉じられ，フレーム内分散平均値メ
モリ１２７に記憶されている２フレーム前に符号化され
たフレームのフレーム内分散平均がフレーム内分散平均
値メモリ１２８に転送され，フレーム内分散平均値メモ
リ１２７には，フレーム内分散平均値算出部１２４によ
り算出された直前に符号化されたフレームのフレーム内
分散平均値が記憶される。
て，符号化対象フレームの入力が検出されると，スイッ
チ１３０〜１３１が閉じられ，フレーム内分散平均値メ
モリ１２７に記憶されている２フレーム前に符号化され
たフレームのフレーム内分散平均がフレーム内分散平均
値メモリ１２８に転送され，フレーム内分散平均値メモ
リ１２７には，フレーム内分散平均値算出部１２４によ
り算出された直前に符号化されたフレームのフレーム内
分散平均値が記憶される。
【００３９】以上述べた実施例では，画像信号符号化方
法を動き補償＋離散コサイン変換符号化，特徴量をフレ
ーム内分散，特徴量の分布状態の指標を平均値とした
が，これにとらわれるものではない。さらに，推定に用
いる過去または未来のフレームとその数，符号化対象フ
レームの特徴量の分布状態推定方法，量子化制御パラメ
ータの算出法についても，本発明の実施にあたっては任
意に定めることができる。
法を動き補償＋離散コサイン変換符号化，特徴量をフレ
ーム内分散，特徴量の分布状態の指標を平均値とした
が，これにとらわれるものではない。さらに，推定に用
いる過去または未来のフレームとその数，符号化対象フ
レームの特徴量の分布状態推定方法，量子化制御パラメ
ータの算出法についても，本発明の実施にあたっては任
意に定めることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
画像信号の局所的な特徴に対して，適応的に量子化制御
を行う際に，予め符号化対象フレームの特徴量の分布状
態を求めることなく，劣化の目立ちやすい領域と劣化の
目立たない領域に対して適切な量子化ステップの設定が
可能となる。結果として，劣化の目立ちやすい領域で
は，細かい量子化を行うことで劣化を目立たなくするこ
とができ，逆に劣化の目立たない領域では粗い量子化を
行うことで情報量を削減できるため，一定の情報量のも
とで視覚的な劣化が低減でき，画質を向上させることが
可能となる。
画像信号の局所的な特徴に対して，適応的に量子化制御
を行う際に，予め符号化対象フレームの特徴量の分布状
態を求めることなく，劣化の目立ちやすい領域と劣化の
目立たない領域に対して適切な量子化ステップの設定が
可能となる。結果として，劣化の目立ちやすい領域で
は，細かい量子化を行うことで劣化を目立たなくするこ
とができ，逆に劣化の目立たない領域では粗い量子化を
行うことで情報量を削減できるため，一定の情報量のも
とで視覚的な劣化が低減でき，画質を向上させることが
可能となる。
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】符号化対象フレームの特徴量の分布状態の推定
値を説明する図である。
値を説明する図である。
【図３】本発明の実施例におけるブロック構成図であ
る。
る。
【図４】フレーム内分散の平均値の推定方法を説明する
図である。
図である。
【図５】従来の符号化装置の構成例を示す図である。
【図６】特徴量の分布状態の変化と推定値を示す図であ
る。
る。
【図７】特徴量の分布状態の予測誤差による量子化制御
への影響を示す図である。
への影響を示す図である。
１ 小ブロック分割手段 ２ 小ブロック特徴量算出手段 ３ フレーム特徴量分布状態算出手段 ４ フレーム特徴量分布状態記憶手段 ５ 現フレーム特徴量分布状態推定手段 ６ 量子化特性決定手段 ７ 量子化手段 ８ 可変長符号化手段 １０１ 入力端子 １０２ 小ブロック分割部 １０３ 小ブロックの画像信号 １０４ 動きベクトル検出部 １０５ 動きベクトル １０６ 動き補償部 １０７ 減算器 １０８ 動き補償予測誤差信号 １０９ 離散コサイン変換部 １１０ 量子化部 １１１ 逆量子化部 １１２ 逆離散コサイン変換 １１３ 加算器 １１４ フレームメモリ １１５ フレーム内分散算出部 １１６ フレーム内分散 １１７ 量子化ステップ計算部 １１８ バッファメモリ占有量 １１９ 量子化ステップ １２０ 離散コサイン変換係数 １２１ 可変長符号化部 １２２ バッファメモリ １２３ 出力端子 １２４ フレーム内分散平均値算出部 １２５ フレーム内分散平均値推定部 １２６ フレーム内分散平均値の推定値 １２７〜１２８ フレーム内分散平均値メモリ １２９ フレーム先頭検出部 １３０〜１３１ スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 ディジタル画像信号に対し，画像データ
の特徴量の分布状態に従って量子化特性を変化させて符
号化を行う画像信号符号化装置において， 符号化対象フレームの画像データを小ブロックに分割す
る手段と， 小ブロック毎にその小ブロックの性質を表す特徴量とし
て画素値に関するフレーム内分散を求める手段と， １フレームに渡っての特徴量の分布状態として前記小ブ
ロック毎に求められたフレーム内分散の平均値を調べて
記憶する手段と， 過去または未来の複数のフレームの前記特徴量の分布状
態から符号化対象フレームの特徴量の分布状態を推定す
る手段と， 推定された符号化対象フレームの特徴量の分布状態と符
号化対象フレーム中の各小ブロック毎に求められる特徴
量を参照することにより，符号化対象小ブロックの量子
化特性を決定する手段とを有することを特徴とする画像
信号符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14424494A JP3200518B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 画像信号符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14424494A JP3200518B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 画像信号符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818952A JPH0818952A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3200518B2 true JP3200518B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=15357598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14424494A Expired - Fee Related JP3200518B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 画像信号符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200518B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6243417B1 (en) | 1996-12-12 | 2001-06-05 | Sony Corporation | Device and method for encoding image data, and image data transmission method |
| EP0888009B1 (en) * | 1996-12-12 | 2006-02-22 | Sony Corporation | Device and method for encoding image data, and image data transmission method |
| JP2006270737A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 復号化装置、分布推定方法、復号化方法及びこれらのプログラム |
| JP4908943B2 (ja) | 2006-06-23 | 2012-04-04 | キヤノン株式会社 | 画像符号化装置及び画像符号化方法 |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP14424494A patent/JP3200518B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818952A (ja) | 1996-01-19 |
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