JPH0364189A - 動き補償フレーム間符号化装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、テレビ会議、テレビ電話、テレビ監視システ
ム等に利用する動き補償フレーム間符号化装置に関する
。

従来の技術 第７図は、従来の動き補償フレーム間符号化装置の構成
を示している。

第７図において、ディジタル化された画像が端子１に入
力すると、動ベクトル検出回路２は、この画像と、フレ
ームメモリ３からの前フレームの再生画素値により動ベ
クトルを検出し、スイッチ４を介してフレームメモリ３
と符号化回路９に出力する。

動ベクトル判定部５は後述するように、端子１からの画
像と、動ベクトル検出回路２により検出された動ベクト
ルと、フレームメモリ３からの前フレームの再生画素値
によりこの動ベクトルが有効か又は無効かを判定し、ス
イッチ４を制御する。

また、加算器６は、端子１からの画像から、フレームメ
モリ３からの予測値を減算して予測誤差を出力し、直交
変換回路７は、この予測誤差を直交変換し、量子化回路
８は、直交変換回路７により変換された直交変換係数を
量子化し、符号化回路９は、この量子化された直交変換
係数と、動ベクトル検出回路２により検出された動ベク
トルを符号化し、回線バッフ７１０を介して回線に送出
する。

尚、回線バッファ１０からは、回線の伝送速度に整合す
るように符号化データが読み出されて回線に送出され、
また、回線バッファ１０に蓄積されている残留符号化デ
ータ量に応じて量子化回路８の量子化ステップ幅が制御
され、したがって、回線バッファ１０のオーバフロー、
アンダフローを防止することができる。

他方、逆直交変換回路１１は、量子化回路８により量子
化された直交変換係数を逆量子化して予測誤差を出力し
、加算器１２は、この予測誤差とフレームメモリ３から
の予測値を加算して画素値を再生し、この画素値はフレ
ームメモリ３に書き込まれる。

第８図は、動ベクトル判定部５の詳細な構成を示してい
る。

第８図において、評価量算出回路５ａは、端子１からの
入力画像と、動ベクトル検出回路２により検出された動
ベクトルと、フレームメモリ３からの前フレームの再生
画素値により、動ベクトルを用いて予測値を求めた場合
の入力画像との誤差、すなわち誤差の絶対和や誤差の２
乗和等を求め、動ベクトルを用いた場合の評価量を算出
する。

他方、評価量算出回路５ｂは、端子１からの入力画像と
、フレームメモリ３からの前フレームの再生画素値によ
り、同様に誤差の絶対和や誤差の２乗和等を求め、動ベ
クトルを用いない場合の評価量を算出する。

比較回路５ｃは、評価量算出回路５ｂにより算出された
評価量から評価量算出回路５ａにより算出された評価量
を差引き、この差が所定の値以下のときに、動ベクトル
検出回路２により検出された動ベクトルを無効とする。

したがって、動ベクトル検出回路２により検出された動
ベクトルが無効とされた場合には、符号化回路９は、量
子化された直交変換係数のみを符号化するので、発生す
る符号量を抑圧することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の動き補償フレーム間符号化装
置では、動ベクトル判定部５が予測誤差等の評価量のみ
により動ベクトルが有効か無効かを判定するので、多く
の動ベクトルを有効と判定すると、符号化回路９により
符号化される符号量が多くなり、したがって、回線バッ
フ７１０に蓄積される残留符号化データ量が多くなって
量子化回路８の量子化ステップ幅が大きくなり、再生画
質が劣化するという問題点がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、再生画像を向上する
ことができる動き補償フレーム間符号化装置を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、符号化される直交
変換係数と動ベクトルの符号量又は動ベクトルのみの符
号量を予測するとともに、この予測された符号量と、バ
ッファの残留符号量により次の量子化ステップ幅が大き
く増加するか否かを判定し、動ベクトルを用いた場合の
予測値の評価量と動ベクトルを用いない場合の予測値の
評価量の差が第１、第２の閾値の間にある場合に、次の
量子化ステップ幅が大きく増加するときは動ベクトルを
符号化しないようにしたものである。

作用 本発明は上記構成により、動ベクトルを符号化した場合
の符号量を予測して勤ベクトルを符号化するか否かを判
定するので、量子化ステップ幅が増加して再生画質が劣
化することがなくなり、したがって、再生画像を向上す
ることができる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は、本発明に係る動き補償フレーム間符号化装置の一実
施例を示すブロック図、第２図は、第１図の動ベクトル
判定部の詳細な構成を示すブロック図、第３図は、第２
図の発生符号量予測回路の動作説明図、第４図は、第２
図の動ベクトル判定回路の動作説明図であり、第７図に
示す構成部材と同一のものには同一の参照符号を附す。

第１図において、１は、ディジタル化された画像の入力
゛端子、２は、端子１からの画像と、フレームメモリ３
からの前フレームの再生画素値により動ベクトルを検出
し、スイッチ４を介してフレームメモリ３と符号化回路
９に出力する動ベクトル検出回路である。

５０は、後述するように、端子１からの画像と、動ベク
トル検出回路２により検出された動ベクトルと、フレー
ムメモリ３からの前フレームの再生画素値と、量子化回
路８ａからの量子化ステップ輻と、回線バッファ１０に
蓄積されている残留符号化量により、動ベクトル検出回
路２により検出された動ベクトルが有効か又は無効かを
判定する動ベクトル判定部である。

尚、動ベクトル判定部５０が動ベクトルを有効と判定し
た場合には、符号化回路９は、動ベクトルを直交変換係
数とともに符号化し、無効と判定した場合には、符号化
回路９は直交変換係数のみを符号化する。

６は、端子１からの画像から、フレームメモリ３からの
予測値を減算して予測誤差を出力する加算器、７は、こ
の予測誤差を離散コサイン変換等により直交変換する直
交変換回路、８ａは、直交変換回路７により変換された
直交変換係数を量子化する量子化回路であり、符号化回
路９は、この量子化された直交変換係数と、動ベクトル
検出回路２により検出された動ベクトルの両方又は前者
のみを符号化し、回線バッファ１０を介して回線に送出
する。

回線バッファ１０からは、回線の伝送速度に整合するよ
うに符号化データが読み出されて回線に送出されるとも
に、回線バッファ１０に蓄積されている残留符号化デー
タ量に応じて量子化回路８ａの量子化ステップ幅が制御
され、したがって、回線バッファ１０のオーバフロー、
アンダフローを防止することができる。また、この残留
符号化データ量は、前述したように動ベクトル判定回路
５０に供給される。

１１は、量子化回路８ａにより量子化された直交変換係
数を逆量子化して予？１１＠差を出力する逆直交変換回
路、１２は、この予測誤差とフレームメモリ３からの予
測値を加算して画素値を再生し、この画素値をフレーム
メモリ３に書き込むための加算器である。

ここで、逆直交変換回路１１により逆量子化された予測
誤差は、量子化回路８ａの量子化誤差を含み、したがっ
て、加算器６が出力する予測誤差と異なる。

第２図において、５１は、端子１からの入力画像と、動
ベクトル検出回路２により検出された動ベクトルと、フ
レームメモリ３からの前フレームの再生画素値により、
動ベクトルを用いて予測値を求めた場合の入力画像との
誤差、すなわち誤差の絶対和や誤差の２乗和等を求め、
動ベクトルを用いた場合の評価量を算出する評価量算出
回路、５２は、端子ｌからの入力画像と、フレームメモ
リ３からの前フレームの再生画素値により、同様に誤差
の絶対和や誤差の２乗和等を求め、動ベクトルを用いな
い場合の評価量を算出する評価量算出回路である。

５３は、第３図に示すように、量子化ステップ幅ｑ１、
ｑ２・・・ｑｎ毎貞こ、評価量算出回路５１により算出
された評価量に応じた発生符号量が予め実験的又は計算
で求められて設定され、動ベクトル検出回路２により検
出された動ベクトルと、評価量算出回路５１により算出
された評価量と、量子化回路８ａの量子化ステップ幅に
より、後述するように符号化回路９による符号化後に発
生する符号量を予測する発生符号量予測回路である。

５４は、発生符号量予測回路５３により予測された符号
量と、回線バッフ７１０の残留符号量により、量子化回
路８ａの量子化ステップ幅がどのように更新されるかを
検出する量子化ステップ幅更新検出回路、５５は、評価
量算出回路５１により算出された評価量から評価量算出
回路５２により算出された評価量を差引き、後述するよ
うにこの差と、量子化ステップ幅更新検出回路５４によ
り検出された量子化ステップ幅の更新の大きさにより、
動ベクトル検出回路２により検出された動ベクトルの有
効、無効の判定を行う動ベクトル判定回路である。

次に、第３図、第４図を参照して上記実施例の動作、特
に動ベクトル判定部５０の発生符号量予測回路５３、動
ベクトル判定回路５５の動作を説明する。

先ず、第１図において、量子化回路８ａにより量子化さ
れた直交変換係数と、動ベクトル検出回路２により検出
された動ベクトルが符号化回路９により符号化された場
合、符号量が増加して回線バッフ７１０の残留符号量が
増加すると、量子化回路８ａの量子化ステップ幅が大き
くなり、量子化雑音が多くなる。

そこで、動ベクトル判定回路５００発生符号量予測回路
５３は、評価量算出回路５１により算出された評価量と
、量子化回路８ａの量子化ステップ幅と、第３図に示す
ように予め設定されたグラフにより、直交変換係数の符
号化後の符号量と、動ベクトル検出回路２により・検出
された動ベクトルを符号化するための符号化量を予測す
る。

尚、評価量算出回路５１により算出された評価量は、予
測誤差の大きさに対応しているので、量子化ステップ幅
により符号量を予測することができる。

次いで、量子化ステップ幅更新検出回路５４が発生符号
量予測回路５３により予測された符号量と、回線バッフ
ァ１０の残留符号量により、量子化回路８ａの量子化ス
テップ幅がどのように更新されるかを検出すると、動ベ
クトル判定回路５５は、評価量算出回路５１により算出
された評価量から評価量算出回路５２により算出された
評価量を差引く。

そして、動ベクトル判定回路５５は第４図に示すように
、この差が著しく大きいときには勤ベクトルを有効とし
、差が著しく小さいときには無効とし、また、この差が
所定の幅にある場合は、差が大きくなっても量子化ステ
ップ幅の変動量が大きいときは、動ベクトルを無効と判
定する。

すなわち、量子化ステップ幅の変動量が大きい場合には
量子化雑音が増加するが、この場合には勤ベクトルを無
効にして符号化しないので、回線バッフ７１０の残留符
号量が少なくなって量子化回路８ａのステップ幅が小さ
くなり、したがって、再生画質を向上することができる
。

次に、第５図、第６図を参照して本発明の第２の実施例
を説明する。

この実施例では、動ベクトル符号量算出回路５３ａは、
動ベクトル検出回路２により検出された動ベクトルを符
号化して伝送するために必要な符号量を算出し、量子化
ステップ幅変動検出回路５４＾は、この動ベクトル符号
量と、回線バッファ１Ｏの残留符号量を用いて、動ベク
トルが符号化された場合に量子化ステップ幅が更新され
るか否かを検出する。

そして、勤ベクトル判定回路５５ａは、第６図に示すよ
うに、評価量算出回路５１により算出された評価量と、
評価量算出回路５２により算出された評価量の比が「１
」に近い場合には無効と判定し、「Ｏ」に近い場合に有
効と判定し、そして、上記評価量の比が所定の輻α以内
の場合は、次の量子化ステップ幅が大きくなるにつれて
無効とする。

尚、この輻ａを、量子化された直交変換係数の符号量が
動ベクトルの符号量より小さくなるときの値にすること
により、動ベクトル符号量と、回線バッフ７の残留符号
量を用いて、動ベクトル符号量により量子化ステップ幅
が更新されるか否かを検出することができる。

したがって、この実施例においても、再生画質を向上す
ることができるが、前記実施例に比べて装置を簡素化す
ることができる。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、符号化される直交変換係
数と動ベクトルの符号量又は動ベクトルのみの符号量を
予測するとともに、この予測された符号量と、バッファ
の残留符号量により次の量子化ステップ幅が大きく増加
するか否かを判定し、動ベクトルを用いた場合の予測値
の評価量と動ベクトルを用いない場合の予測値の評価量
の差が第１、第２の閾値の間にある場合に、次の量子化
ステップ幅が大きく増加するときは動ベクトルを符号化
しないようにしたので、量子化ステップ幅が増加して再
生画質が劣化することがなくなり、したがって、再生画
像を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る動き補償フレーム間符号化装置
の一実施例を示すブロック図、第２図は、第１図の動ベ
クトル判定部の詳細な構成を示すブロック図、第３図は
、第２図の発生符号量予測回路の動作説明図、第４図は
、第２図の動ベクトル判定回路の動作説明図、第５図は
、本発明に係る動き補償フレーム間符号化装置の第２の
実施例を示す要部ブロック図、第６図は、第５図の動き
補償フレーム間符号化装置の動作説明図、第７図は、従
来の動き補償フレーム間符号化装置を示すブロック図、
第８図は、第７図の動ベクトル判定回路の詳細な構成を
示すブロック図である。 ２・・・動ベクトル＆飲回路、３・・・フレームメモリ
、６，１２・・・加算器、７・・・直交変換回路、８ａ
・・・量子化回路、９・・・符号化回路、１０・・・送
信バッファ、１１・・・逆直交変換回路、５０・・・動
ベクトル判定部、５１．５２・・・評価量算出回路、５
３・・・発生符号量予測回路、５３ａ・・・動ベクトル
符号量算出回路、５４・・・量子化ステップ輻更新検出
回路、５４ａ・・・量子化ステップ幅変動検出回路、５
５゜５５２−・・動ベクトル判定回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）動画像信号の予測値により予測誤差を算出する手
   段と、 前記予測誤差を直交変換して係数を算出する手段と、 前記直交変換係数を量子化する手段と、 動画像信号の動ベクトルを検出する手段と、前記量子化
   された直交変換係数と動ベクトルを符号化するための符
   号化手段と、 前記符号化手段により符号化された符号を一時蓄積して
   出力し、蓄積されている残留符号量に応じて前記量子化
   手段の量子化ステップ幅を制御するバッファと、 前記動ベクトルを用いた場合の予測値の評価量を算出す
   る第１の算出手段と、 前記動ベクトルを用いない場合の予測値の評価量を算出
   する第２の算出手段と、 前記動ベクトル検出手段により検出された動ベクトルと
   、前記第１の算出手段の評価量と、前記量子化手段の量
   子化ステップ幅により、前記符号化手段により符号化さ
   れる直交変換係数と動ベクトルの符号量を予測する手段
   と、 前記予測された符号量と、前記バッファの残留符号量に
   より次の量子化ステップ幅が大きく増加するか否かを判
   定する手段と、 前記第１、第２の算出手段の評価量の差が第１の閾値よ
   り大きい場合に前記符号化手段が動ベクトルを符号化す
   るように制御し、この差が前記第１の閾値より小さい第
   ２の閾値より小さい場合に前記符号化手段が動ベクトル
   を符号化しないように制御し、この差が前記第１、第２
   の閾値の間にある場合に次の量子化ステップ幅が大きく
   増加するときは前記符号化手段が動ベクトルを符号化し
   ないように制御する手段とを有する動き補償フレーム間
   符号化装置。
2. （２）前記符号化手段により符号化される直交変換係数
   と動ベクトルの符号量を予測する代わりに、動ベクトル
   のみを符号化した場合の符号量を予測することを特徴と
   する請求項（１）記載の動き補償フレーム間符号化装置
   。