JPH022357B2 - - Google Patents

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JPH022357B2
JPH022357B2 JP58248252A JP24825283A JPH022357B2 JP H022357 B2 JPH022357 B2 JP H022357B2 JP 58248252 A JP58248252 A JP 58248252A JP 24825283 A JP24825283 A JP 24825283A JP H022357 B2 JPH022357 B2 JP H022357B2
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JP
Japan
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signal
frame
block
difference
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Prior art date
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JP58248252A
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Japanese (ja)
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Inventor
Kiichi Matsuda
Takashi Ito
Toshitaka Tsuda
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は画像信号の帯域圧縮処理装置に係り、
特に動き補償されたブロツクに対して適応的に符
号化則を切り替えることによつて高圧縮率を得る
ことができる適応形符号方式に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an image signal band compression processing device,
In particular, the present invention relates to an adaptive coding system that can obtain a high compression ratio by adaptively switching the coding rule for motion-compensated blocks.

従来技術と問題点 動き補償符号化方式は、1フレームの画面を任
意のブロツクに細分し、ブロツクごとのフレーム
間の動きの量と方向とを示す動きベクトルと、前
フレームにおける対応するブロツクから任意の予
測関数に基づいて予測した、現フレームにおける
ブロツクの予測値との誤差(予測誤差)とによつ
て画像信号を伝送するものである。
Prior Art and Problems The motion compensation coding method subdivides one frame of the screen into arbitrary blocks, and generates a motion vector indicating the amount and direction of inter-frame motion for each block, and an arbitrary block from the corresponding block in the previous frame. The image signal is transmitted based on the error (prediction error) between the predicted value of the block in the current frame and the predicted value based on the prediction function of the block.

従来、このような動き補償符号化方式における
フレーム間の符号化は、動き補償された予測誤差
を直接符号化して伝送するか、またはフレーム内
予測を固定的に行つて量子化出力を伝送するかの
いずれかの方法によつていた。しかしながらこの
2つの方法には一長一短があり、画面における動
きの程度によつて、前者の方法によつた方がより
良い圧縮率を得られる場合と、後者の方法の方が
より良い圧縮率を得られる場合とがあり、従つて
何れの方式を採用しても、すべての場合に亘つて
良好な結果を得ることはできなかつた。
Conventionally, in inter-frame coding in such motion compensation coding methods, it has been difficult to directly encode and transmit motion-compensated prediction errors, or to perform fixed intra-frame prediction and transmit quantized output. It was based on one of the following methods. However, these two methods have advantages and disadvantages; depending on the degree of movement on the screen, the former method may provide a better compression ratio, while the latter method may provide a better compression ratio. Therefore, no matter which method is adopted, good results cannot be obtained in all cases.

発明の目的 本発明はこのような従来技術の問題点を解決し
ようとするものであつて、その目的は、動き補償
された予測誤差を直接符号化して伝送する符号化
と、フレーム内予測を固定的に行つて量子化出力
を伝送する符号化とを、入力信号に依存して適応
的に切り替えて行うことによつて、高圧縮率が得
られる符号化方式を提供することにある。
Purpose of the Invention The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to provide coding that directly codes and transmits motion-compensated prediction errors, and fixed intra-frame prediction. An object of the present invention is to provide an encoding method that can obtain a high compression rate by adaptively switching between encoding and transmitting quantized output depending on the input signal.

発明の構成 本発明の適応形符号化方式は、ブロツク単位に
予測誤差の絶対値和を計算するとともに、現画素
の予測誤差とこれを走査方向に1画素シフトした
画素の予測誤差との差分の絶対値和を計算し、両
者の大小を比較した結果によつて符号化方法を切
り替えるようにしたものである。
Structure of the Invention The adaptive coding method of the present invention calculates the sum of absolute values of prediction errors for each block, and calculates the difference between the prediction error of the current pixel and the prediction error of a pixel shifted by one pixel in the scanning direction. The sum of absolute values is calculated, and the encoding method is switched based on the result of comparing the magnitudes of the two.

発明の実施例 第1図は本発明の適応形符号化方式の一実施例
の構成を示している。同図において、1は動きベ
クトル検出部、2はフレームメモリ、3は可変遅
延部、4は減算器、5は判定回路、6はセレク
タ、7は遅延回路(D)、8は減算器、9は量子化器
(Q)、10は加算器、11は遅延回路(D)、12は
加算器である。
Embodiment of the Invention FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the adaptive encoding system of the present invention. In the figure, 1 is a motion vector detection unit, 2 is a frame memory, 3 is a variable delay unit, 4 is a subtracter, 5 is a determination circuit, 6 is a selector, 7 is a delay circuit (D), 8 is a subtracter, 9 is a quantizer
(Q), 10 is an adder, 11 is a delay circuit (D), and 12 is an adder.

第1図において、入力画像信号は動きベクトル
検出部1に加えられ、フレームメモリ2に蓄積さ
れている1フレーム前の画像信号と比較されて、
動きの量と方向を示す動きベクトルVoptを発生
する。可変遅延部3は、動きベクトル検出部1で
検出された動きベクトルVoptを加えられること
によつてその遅延量を変化し、フレームメモリ2
に蓄積されている1フレーム前の画像信号を遅延
して、予測値の信号を発生する。減算器4は1画
素ごとに入力画像信号から予測値の信号を減算し
て、差分の信号を発生する。この差分の信号は判
定回路5に加えられて、後述のようにブロツクご
とに何れの符号化を行うべきかの判定を行われ、
判定回路5から判定情報として、直接符号化した
方が情報量が大きいとき“1”を発生し、フレー
ム内予測を固定的に行つて符号化を行つた方が情
報量が大きいとき“0”を発生する。この判定情
報はセレクタ6に加えられ、これによつてセレク
タ6における予測信号の選択が行われる。
In FIG. 1, an input image signal is applied to a motion vector detection section 1, and compared with the image signal of the previous frame stored in a frame memory 2.
Generates a motion vector Vopt indicating the amount and direction of motion. The variable delay unit 3 changes its delay amount by adding the motion vector Vopt detected by the motion vector detection unit 1, and changes the amount of delay by adding the motion vector Vopt detected by the motion vector detection unit 1.
The predicted value signal is generated by delaying the image signal of the previous frame stored in the image signal. The subtracter 4 subtracts the predicted value signal from the input image signal for each pixel to generate a difference signal. This difference signal is applied to the determination circuit 5, where it is determined which encoding should be performed for each block, as will be described later.
As determination information from the determination circuit 5, "1" is generated when the amount of information is larger if the direct encoding is performed, and "0" is generated when the amount of information is larger if the encoding is performed by fixedly performing intra-frame prediction. occurs. This determination information is applied to the selector 6, and the selector 6 selects a predicted signal based on this information.

一方減算器4の差分の信号は遅延回路7に加え
られ、判定回路5における判定動作終了までの時
間遅延される。これは次の減算器8における減算
が行われる前に、セレクタ6が切り替えを終つて
いる必要があるが、判定回路5における判定は1
ブロツク単位に行われるため、減算器8の入力を
待ち合せる必要があるからである。遅延回路7の
出力は減算器8に加えられ、セレクタ6からの予
測値の信号を減算されて、差分の信号を発生す
る。この差分の信号は量子化器9に加えられて量
子化されて、量子化された誤差情報を発生する。
On the other hand, the difference signal from the subtracter 4 is applied to the delay circuit 7, and is delayed by the time until the determination operation in the determination circuit 5 is completed. This requires that the selector 6 completes switching before the next subtraction in the subtracter 8 is performed, but the determination in the determination circuit 5 is 1.
This is because the input to the subtracter 8 must be waited for since it is performed in units of blocks. The output of the delay circuit 7 is applied to a subtracter 8, and the predicted value signal from the selector 6 is subtracted therefrom to generate a difference signal. This difference signal is applied to a quantizer 9 and quantized to generate quantized error information.

またこの量子化された誤差情報の信号は、加算
器10においてセレクタ6からの信号を加算され
る。判定情報が“1”でセレクタ6において遅延
回路11の出力が選択されているときは、遅延回
路11からの1画素前の復号信号出力が、フレー
ム内の予測値の信号として出力され、判定情報が
“0”のときは無信号状態を選択されて、予測値
の信号として出力される。これによつて判定情報
が“1”のときは、前述のように減算器8は遅延
回路7の遅延された差分値の信号からフレーム内
の予測値の信号を減算して差分値の信号を発生
し、この信号は量子化器9で量子化されて、量子
化された誤差情報を発生する。一方判定情報が
“0”のときは、減算器8に予測値は入力されず、
量子化器9は遅延回路7の遅延された差分値の信
号を直接量子化して、量子化された誤差情報を発
生する。
Further, this quantized error information signal is added to the signal from the selector 6 in an adder 10. When the determination information is "1" and the output of the delay circuit 11 is selected by the selector 6, the decoded signal output from the delay circuit 11 for one pixel before is output as a signal of the predicted value in the frame, and the determination information When is "0", a no-signal state is selected and output as a predicted value signal. As a result, when the determination information is "1", the subtracter 8 subtracts the predicted value signal in the frame from the delayed difference value signal of the delay circuit 7 to obtain the difference value signal. This signal is quantized by a quantizer 9 to generate quantized error information. On the other hand, when the determination information is "0", the predicted value is not input to the subtracter 8,
The quantizer 9 directly quantizes the delayed difference value signal of the delay circuit 7 to generate quantized error information.

第2図は第1図における判定回路の一構成例を
示している。同図において21は絶対値回路、2
2は加算器、23はフリツプフロツプ(FF)、2
4はゲート、25は減算器、26は1画素の遅延
回路(D)、27は絶対値回路、28は加算器、29
はフリツプフロツプ(FF)、30はゲート、31
は比較器である。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the determination circuit in FIG. 1. In the figure, 21 is an absolute value circuit;
2 is an adder, 23 is a flip-flop (FF), 2
4 is a gate, 25 is a subtracter, 26 is a one-pixel delay circuit (D), 27 is an absolute value circuit, 28 is an adder, 29
is a flip-flop (FF), 30 is a gate, 31
is a comparator.

第2図において、第1図に示された減算器4か
らの差分値の信号は、絶対値回路21においてそ
の絶対値を求められる。絶対値回路21の出力
は、加算器22においてフリツプフロツプ23か
らの累積値の信号と加算されることによつて、フ
リツプフロツプ23から差分値の絶対値を1ブロ
ツク内について累積した出力を発生する。この際
ゲート24はリセツト信号によつて1ブロツクの
最初の差分値が21から出力されているときに閉
じて、フリツプフロツプ23を1ブロツクごとに
クリアする。また差分値の信号は減算器25に加
えられて1画素前の差分値を減算されて、1画素
前の画素から予測をしたときの複合差分値(差分
値の差分値)の信号を発生する。この信号は絶対
値回路27においてその絶対値を求められる。絶
対値回路27の出力は、加算器28においてフリ
ツプフロツプ29からの累積値の信号と加算され
ることによつて、フリツプフロツプ29からこれ
を1ブロツク内について累積した出力を発生す
る。この際ゲート30はリセツト信号によつて1
ブロツクの最初の複合差分絶対値が27から出力
されているときに閉じて、フリツプフロツプ29
を1ブロツクごとにクリアする。比較器31は両
フリツプフロツプ23,29の累積値を比較して
フリツプフロツプ23の出力が大きいとき判定情
報として“1”を出力し、フリツプフロツプ29
の出力が大きいとき判定情報として“0”を出力
する。
In FIG. 2, the absolute value of the difference value signal from the subtracter 4 shown in FIG. 1 is determined in an absolute value circuit 21. In FIG. The output of the absolute value circuit 21 is added to the cumulative value signal from the flip-flop 23 in the adder 22, so that the flip-flop 23 generates an output in which the absolute value of the difference value is accumulated within one block. At this time, the gate 24 is closed by the reset signal when the first difference value of one block is output from 21, and the flip-flop 23 is cleared for each block. The difference value signal is also applied to a subtracter 25, where the difference value of the previous pixel is subtracted, thereby generating a signal of a composite difference value (difference value of difference values) when prediction is made from the pixel of the previous pixel. . The absolute value of this signal is determined in an absolute value circuit 27. The output of the absolute value circuit 27 is added to the cumulative value signal from the flip-flop 29 in an adder 28, so that the flip-flop 29 generates an output that is accumulated within one block. At this time, the gate 30 is set to 1 by the reset signal.
When the first composite absolute difference value of the block is output from 27, it is closed and the flip-flop 29
Clear each block. The comparator 31 compares the accumulated values of both flip-flops 23 and 29, and when the output of the flip-flop 23 is large, it outputs "1" as determination information, and the output of the flip-flop 29 is
When the output is large, "0" is output as determination information.

このように第1図に示された適応形符号化方式
では、1フレーム前の画像信号と現在の画像信号
との比較によつて検出された動きベクロルに応じ
て、1フレーム前の画像信号を可変遅延して画素
ごとの予測値を求め、この予測値と現在の画像信
号との差分を求め、差分値の絶対値を1ブロツク
ごとに累積した誤差情報の絶対値和の信号と、1
画素前の差分値から予測された差分値と現画素の
差分値の差分の絶対値を1ブロツクごとに累積し
た複合差分絶対値和の信号との大小を比較判定す
ることによつて、フレーム内予測(差分値の予
測値)を行うか行わないかを判定する。
In this way, the adaptive coding method shown in FIG. A predicted value for each pixel is obtained with a variable delay, the difference between this predicted value and the current image signal is obtained, and the absolute value of the difference value is accumulated for each block, and the signal is the sum of the absolute values of the error information, and 1
By comparing the difference value predicted from the previous pixel difference value and the absolute value of the difference between the difference value of the current pixel and the composite difference absolute value signal accumulated for each block, the difference value within the frame is determined. Determine whether or not to perform prediction (predicted value of difference value).

次に差分値の信号を判定回路の判定動作時間に
相当する時間遅延させた後、フレーム内予測を行
うという判定がなされたときはこの差分値と予測
された差分値との差分を求め、これを量子化して
誤差情報を発生する。フレーム内予測を行わない
という判定がなされたときは、差分予測値の減算
を行わずに差分値を直接量子化して量子化された
誤差情報を求めるようにしている。このように本
発明の適応形符号化方式では、入力情報に依存し
て符号化の方法を切り替えるので、入力信号の状
態に拘わらず、高圧縮率を得ることができる。
Next, after delaying the difference value signal by a time corresponding to the determination operation time of the determination circuit, when it is determined that intra-frame prediction is to be performed, the difference between this difference value and the predicted difference value is calculated. is quantized to generate error information. When it is determined not to perform intra-frame prediction, the difference value is directly quantized without subtracting the difference predicted value, and quantized error information is obtained. As described above, in the adaptive encoding method of the present invention, since the encoding method is switched depending on the input information, a high compression ratio can be obtained regardless of the state of the input signal.

発明の効果 以上説明したように本発明の適応形符号化方式
によれば、画像信号と前記予測値の情報との差分
値の絶対値をブロツクごとに累積して得られた信
号(絶対値和)と、該差分値における隣接する画
素ごとの変化量の絶対値をブロツクごとに累積し
て得られた累積値(複合差分絶対値和)との大小
に応じて、前記差分値に基づいてフレーム内で予
測した予測値と前記差分値との差分値を量子化し
て符号化を行うか、または前記差分値を直接量子
化して符号化を行うようにしたので、入力信号の
状態に拘わらず高圧縮率を得ることができる。
Effects of the Invention As explained above, according to the adaptive coding method of the present invention, a signal (absolute value sum ) and the cumulative value (composite difference absolute value sum) obtained by accumulating the absolute value of the amount of change for each adjacent pixel in the difference value, the frame is determined based on the difference value. Since the difference value between the predicted value predicted within and the difference value is quantized and encoded, or the difference value is directly quantized and encoded, the high compression ratio can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の適応形符号化方式の一実施例
の構成を示す図、第2図は判定回路の一構成例を
示す図である。 1……動きベクトル検出部、2……フレームメ
モリ、3……可変遅延部、4……減算器、5……
判定回路、6……セレクタ、7……遅延回路(D)、
8……減算器、9……量子化器(Q)、10……
加算器、11……遅延回路(D)、12……加算器、
21……絶対値回路、22……加算器、23……
フリツプフロツプ、24……ゲート、25……減
算器、26……1画素の遅延回路、27……絶対
値回路、28……加算器、29……フリツプフロ
ツプ、30……ゲート、31……比較器。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the adaptive encoding method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a determination circuit. 1... Motion vector detection unit, 2... Frame memory, 3... Variable delay unit, 4... Subtractor, 5...
Judgment circuit, 6...Selector, 7...Delay circuit (D),
8...Subtractor, 9...Quantizer (Q), 10...
Adder, 11...delay circuit (D), 12...adder,
21... Absolute value circuit, 22... Adder, 23...
Flip-flop, 24...Gate, 25...Subtractor, 26...1-pixel delay circuit, 27...Absolute value circuit, 28...Adder, 29...Flip-flop, 30...Gate, 31...Comparator .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 画像情報をブロツクごとに分割して対応する
ブロツクの画像情報をフレームごとに比較して得
られた動きベクトルの情報と、現フレームのブロ
ツクと前記動きベクトルに応じて前フレームの対
応するブロツクから予測された予測値の情報との
誤差情報とによつて画像信号を符号化する動き補
償符号化方式において、ブロツクごとの入力画像
信号と動き補償された予測値の信号との差分値の
絶対値和と、ブロツクごとの入力画像信号と動き
補償された予測値の信号との差分値における処理
済の信号と未処理信号との差分の絶対値和の信号
との大小に応じて、動き補償されたブロツクの差
分値の信号を直接量子化して誤差情報を発生する
か、またはフレーム内予測を固定的に行つた差分
値の信号を量子化して誤差情報を発生するかの切
り替えを行うことを特徴とする適応形符号化方
式。
[Scope of Claims] 1. Motion vector information obtained by dividing image information into blocks and comparing image information of corresponding blocks frame by frame, and a block of the current frame and the previous frame according to the motion vector. In a motion compensation coding method, an image signal is encoded based on information on a predicted value predicted from a corresponding block of a frame, and error information. and the signal of the sum of absolute values of the difference between the processed signal and the unprocessed signal in the difference value between the input image signal and the motion-compensated predicted value signal for each block. Depending on the motion compensation, the difference value signal of the block that has been motion compensated is directly quantized to generate error information, or the difference value signal that has been fixedly subjected to intra-frame prediction is quantized and error information is generated. An adaptive encoding method characterized by switching.
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