JPH02248179A - 画像符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、テレビ会議、テレビ電話等用の画像符号化方
式に関する。

（従来の技術） 第２図は上述したテレビ会議等の従来の動画像符号化装
置の一例である。画像信号人力ブロックを前フレームの
ブロックを平行移動したものと比較し、最も誤差の小さ
い前フレームのブロックを求める動き補償演算回路用で
動きベクトルＭＹが求められ、その前フレームのブロッ
クに低域通過フィルタ１１２でフィルタをかけ差分器１
０１で人力ブロックとの差分がとられる。比較判定器１
０２によシ入力（ｎ　ｏ　−Ｍ　Ｃ）　ｉ−差分（ＭＣ
）かの選択がなされ、選択情報がマルチプレクサ１０６
へ送られる。選択された情報は比較器１０３でその情報
量が計算され、所定のしきい値と比較され、しきい値よ
シ大のとき符号化ブロックであることを示す情報（Ｃｏ
ｄｅｄ）がマルチプレクサ１０６を介して送られる。し
きい値よシ小のときは、符号化ブロックでないことを示
す情報（ｎｏｎ−Ｃｏｄｅｄ）がマルチプレクサ１０６
を介して送られる。符号化ブロックはコサイン変換器１
０４でコサイン変換され量子化器１０５で量子イヒされ
マルチプレクサ１０６へ送られる。逆量子化器１０７で
逆量子化されたデータはコサイン逆変換器１０８で逆゛
変換され、加算器１０９で動き補償に使われたデータと
加算されフレームメモリ１１０に曹き込まれる。動き補
償されなかった（ｎｏ−ＭＣブロツク）については、切
替スイッチ１１３によシ加算器１０９に加えられる信号
がＯとなシこの加算器は、■ＤＣＴデータがそのまま通
過して、フレームメモリ１１０へ送られる。これらの動
作においてループフィルタ１１２は、動きベクトルがＯ
ベクトルのときｏｆｆとなり、他の時Ｏｎとなる制御を
行なうこともできる。

このような装置において符号化制御情報を付加する方法
について説明する。

第３図（ａ）は画像を大ブロック、中ブロック、小ブロ
ックに分割する例で（ｂ）は中ブロックの例である。大
ブロックは３５２Ｘ２８８画素、小ブロツクサイズは８
×８画素でこの単位でコサイン変換が行なわれる。この
符号化において、量子化のステップサイズは大ブロック
に１回設定され、まだ各中ブロックごとにもヘッダー情
報の指示によシ設定できるようになっている。第４図に
量子化ステップサイズの情報とコサイン変換後の量子化
データを、伝送する場合のフォーマット例を示す。各人
ブロックの前に量子化ステップサイズを示す符号Ｑｌが
各々あり、大ブロツク中の各中ブロックの前には、量子
化ステップサイズとその識別を可能とする符号Ｑ２が必
要に応じて設定されている。

第３図（′ｂ）に示すように４つの小ブロックよｐｌつ
の中ブロックが構成されて又、１つの小ブロックは８×
８画素の画像で構成されており、動き補償されたデータ
はこのブロック単位でコサイン変換され、その時点で設
定されている量子化ステップサイズで量子化され、可変
長符号化される。

（発明が解決しようとしている課題） ところが上述した従来の符号化装置においては、中ブロ
ックに対する量子化ステップサイズの符号Ｑ２の発生量
をあらかじめ調べていないため、入力画像によっては量
子化ステップサイズの変換が多くなり符号語の中に占め
るステップサイズの符号量が異常に増大するという問題
がある。特に低ビツトレート、例えば６４ｋｂｐｓとか
１２８ｋｂｐＳ程度の動画伝送においては、符号語の中
に占めるオーバーヘッド情報は極力減らすことが重要で
あるが、にもかかわらず、符号の増大が生じるとこの画
像に対しては著しい画質劣化、即ち符号語によって占領
されたデータ分、解像度、階調の低下や駒数の低下が生
じていた。又、量子化ステップサイズの変更を一定の位
置にのみ限定して挿入したような場合には、画像の細か
い位置との対応がとれない場合に画質の劣化を引き起こ
し、符号化径情報が伝送路のビットレートに対して少な
い時は、量子化ステップサイズを細かく制御することが
できなくなるという、柔軟性のないものとなってしまう
。

そこで本発明は、このように量子化ステップサイズを与
えられた伝送ビットレートに適した情報発生量を制御し
、画質を最適化しようとする画像符号化方式を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するだめの手段） 本発明では、上記問題点を解決するため、中ブロックに
おけるオーバーヘッドの総量を監視し、その量が増大し
た時は、オーバーヘッドの発生を禁止し、それ以後は同
一のオーバーヘッド情報を用いる。その監視方法として
は例えば中ブロックにおけるオーバーヘッド情報の総発
生符号量、オーバーヘッド情報を付加した回数、連続し
て発生したか否かによる判別等によりオーバーヘッド情
報の付加を許可したり禁止したシする切替制御を行なう
ものである。

（作用） 本発明によれば画像符号化後の符号量中に占めるオーバ
ーヘッド情報を一定以下に抑圧することができ、オーバ
ーヘッドが過剰になることにより画質が大きく低下する
ことを防ぐことができるため、従来の出力バッファによ
る単純なレートコントロールと異なシ符号の中味を分離
して、バランスのとれたレート制御を行なうことができ
る。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。構成として第゛２図
の従来例にステップサイズの変更に対する制御を行ない
、判定結果を出力する判定回路が加わった形になってい
る。この判定回路のブロック図を第５図に示す。ビデオ
マルチプレクス回路１０６では量子化データに、動き補
償ｏｎ１０ｆｆデータｃｏｄｅｄかｎｏｎ−ｃｏｄｅｄ
かを示すデータ、動きベクトル情報等が多重化され出力
バッファへ送られる。その中で大ブロック中ブロックと
゛それに対する量子化ステップサイズの符号化例は、第
３図、４図によりすでに説明した。従来よシこの出力バ
ッファ量の大小によシ、ステップサイズの変更がなされ
ていた。即ち、バッファ量が増加した時、ステップサイ
ズを増加させ、バッファ量が減少した時ステップサイズ
を減少させる。ここでは、このステップサイズの変更回
数を制限するため、１大ブロツク中でのステップサイズ
の変更回数をカウンタ１５１で計数し、その数が一定値
を越えた時は、ステップサイズの変更が禁止され以後は
、変更前と同一のステップサイズが用いられる。このカ
ウンタ１５１は、大ブロックの先頭で０にリセットされ
、その出力が比較器１５０であらかじめ設定された値と
比較され、その値を越えた所で変更不可情報例えばＯが
出力される。それまでは変更可能情報例えばｌが出力さ
れている。

この実施例ではアップカウンターとリセットによシステ
ップサイズ変更回数を調べだが、回数を調べるものであ
ればダウンカウンタ−でもよい。

又、ステップサイズの変更が禁止された後は、情報発生
量が増減しても次の大ブロツク開始までステップサイズ
による制御ができなくなるため、ステップサイズを固定
する場合の最終ステップサイズは、比較的大きい値に固
定する方がオーバーフローが生じないため、安全である
。第６図にその実施例を示す比較器１５０の判定結果が
変更可のウチは、スイッチ１５２が上側１２接続され、
入力ステップサイズがそのまま用いられ出力となる。判
定結果が変更不可の状態になった時、スイッチが下側に
接続され、入力ステップサイズは６４という値に変更さ
れ出力される。

第７図に判定回路の別の実施例を示す。ステップサイズ
が更新されるたびに新ステップサイズを符号化した時の
符号量が符号表メモリ１５５より読み出され、総符号量
を求める演算回路１．５６によシ総和がとられ、固定の
値と比較器１５７で比較され、その値を越えた時、変更
不可となる。この例で量子化ステップサイズの符号量の
種類が少ない時は、符号量の総和回路１５６は簡易なカ
ウンターでもよい、第８図に別の実施例を示す。これは
、ステップサイズの更新が２回連続した時点で更新を禁
止するものである。更新のあった中ブロックで２ビツト
カウンタ１６０の値が１つ増加する、更新のない時この
カウンターは°゛ＯＯ”にリセットされる１回の更新で
°０１とな！ｌｌ：、その次も連続して更新された時”
　０１　”とな！ｌ１２ビット目に１が立つ、これがラ
ッチ１６１にとり込まれ変更不可情報として出力される
。このラッチ１６１は大ブロツク開始時にリセットされ
る。

第９図に別の実施例を示す。第２図の従来例に対して、
動きベクトルの発生量によシ、動きベクトルの発生を抑
圧している点が異なる。従来動きベクトルは１６Ｘ１６
画素中ブロックについて１回求め更に８×８画素単位の
小ブロックごとに４つ求め、前記中ブロックの動きベク
トルと差が大きければ小ブロックの動きベクトルを必要
量、即ち１〜４個をこれを送ったというオーバーヘッド
情報を付加して送る。第１０図にその場合の符号例を示
すが第１の中ブロック内の４つの小ブロックは全て同一
の動きベクトルＭＶ１が用いられ、第２の中ブロック内
の小ブロックは、始めの２個がＭＶＩとＭＶ２で示され
た動きベクトルを用いているのに対し、そのあとの２つ
の小ブロックでは、動きベクトルＭＶＩのみが用いられ
る。

この様な構成においては、小ブロックに対する動きベク
トルの発生量が増大しだ時、特に低ビツトレートの動画
伝送においては、動きベクトル情報が増加し、画質低下
が著しくなる。そこで動きベクトルの発生情況を判定回
路２０２で監視し、一定限度以上増加した時に新だな小
ブロックでの動きベクトル送出の制限を行ない、切替器
２０１により固定の動き補償が行なわれるようにするも
のである。中ブヴック単位の動きベクトルＭＶＩは常に
送られるとして除くと、小ブロツク単位の動きベクトル
ＭＶ２のみ計数すればよいことがわかる。このＭＶ２の
符号量がＭＶ符号量メモリ２１０によシ与えられ総和を
求めるカウンタ２１１で総和され、比較も２１２で固定
値と比較され、小ブロツク単位での動きベクトル発生の
制御がなされる。

この動きベクトル符号量は、実際の動きベクトルが可変
長符号である場合は、その可変長符号ビット数を発生さ
せるものである。又演算を簡易化する時や、動きベクト
ルが固定長符号である場合は単にＭＶ２の発生回数のみ
を発生させればよい。

又、判定回路２０２の動作としてＭＶ２が連続して発生
したかどうかによって制御することもできる。

上記実施例では動きベクトルは１６Ｘ１６画素の中ブロ
ックと８×８の小ブロツク単位の２通シの求め方によっ
て求めたが、ハードウェアを簡略化するだめ第１２図の
ように、８×８画李単位に行なうこともできる。即ち８
×８単位で４つの動きベクトルＭＶ　２Ａ、ＭＶ　２Ｂ
、ＭＶ　２　Ｃ，ＭＶ２Ｄを求め、判定回路２０２が許
可すればこれら４つの動きベクトルを全て送シ、禁止す
れば代表動きベクトルＭＶ２’を０式のような平均ベク
トルや、■式のようなどれか１つを代表にしてしまうや
り方で決め、動きベクトルの発生量を抑圧させることが
できる。又この抑圧において、小ブロックの動きベクト
ルを４個から３個、２個１個と段階的に制限するように
してもよい。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、量子化ステップサイズを与えられ
た伝送ビットレートに適した情報発生量を制御し、画質
を最適化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来例を
示す図、第３図乃至第４図は量子化ステップサイズの符
号化例を示す図、第５図は判定回路のブロック図、第６
図乃至第９図は本発明の他の実施例を示す図、第１０図
乃至第１２図は符号化を説明するための図である。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　　松　　山　　光　　之 ＝５２（ 紐

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力される画像データに異なるサイズのブ ロックを単位として、符号化制御情報を付加し順次符号
   化を行ない、この符号化出力に基づいて、次の符号化制
   御情報を付加するブロックのサイズを決定することを特
   徴とする画像符号化方式。