JPH04137984A - 動き補償予測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 本発明はテレビジョン信号の動き補償予測フレーム間符
号化装置に関する。

従来の技術 近年、動画像符号化技術の発達にともない、テレビ電話
、テレビ会議システム、ＤＩ）−ＲＯＭ。

ディジタルＶＴＲ等で用いられるカラー動画像の高能率
符号化装置とｌ−で動き補償予測フレーム間符号化装置
が開発されている。例えば、吹抜敬彦著［ＴＶ両画像多
次元信号処理Ｊ（１９８８年１１月１６日発行、日刊工
業新聞社列、第７章高能率符号化、ｐｐ２１３−ｐｐ２
９１　）に記載された動き補償予測フレーム間符号化装
置が知られている。

動き補償予測フレーム間符号化装置では、一定のフレー
ムレートで映像符号化が実現できるように、発生符号量
が多い場合には予測誤差または入力テレビジョン信号の
画素値の量子化ステップサイズを大きくして発生する符
号量を制限している。

従来の量子化ステップサイズの決定方式として、シーシ
ーアイティティ、ニスジ−エックスブイ６２６番の文書
（Ｃ，Ｏ，１，Ｔ、Ｔ、　５ＯＸＶ文書＃６２６ｔｉｔ
ｌｅ　：　Ｄｉｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　　ｏｆ　Ｒｅｆ、
　Ｍｏｄｅｌ　　８　（ＲＭ８）。

５ｏｕｒｃｅ　：　Ｗｏｒｋｉｎｇ　　Ｐａｒｔｙ　　
Ｘ　Ｖ　／　４　５ｐｅｃｉａｌ　１ｓｔＧｒｏｕｐ　
　Ｏｎ　　Ｃｏｄｉｎｇ　　ｆｏｒ　　Ｖｉｓｕａｌ　
　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｙ。

ｖｅｒｓｉｏｎ　：　Ｊｕｎｅ、　９．１９８８″）に
記載された動き補償予測フレーム間符号化装置が知られ
ている。

以下、第２図を参照にして従来の動き補償予測フレーム
間符号化装置について説明する。第２図に於いて、５１
は入力テレビジョン信号が入力する入力端子、５３は現
フレームの符号化ブロックの両信号と前フレームの再生
画信号を比較して符号化ブロックの動ベクトルを算出す
る動ベクトル算出部、６４は現フレームと前フレームの
再生画信号を蓄積する画像メモリ部、６８は前フレーム
の再生画信号に対して動き補償予測する動き補償予測部
、符号化するブロックをフレーム内符号化するかフレー
ム間符号化するが判定するフレーム間・フレーム内判定
部、６２は動き補償予測信号に対して２次元ローパスフ
ィルタ処理するループ内フィルタ部、６４は符号化ブロ
ックの原画信号と予測信号の差分演算を行な（・予測誤
差を算出する予測誤差算出部、６６は符号化方式選択信
号により、直交変換する信号の選択と再生画像を算出す
るための信号の選択を行なうスイッチ部、６８は直交変
換する信号を直交変換する直交変換部、７０は直交変換
係数を量子化する量子化部、７３は量子化ステップサイ
ズを算出する量子化ステップサイズ算出部、７４は伝送
フレームを一時蓄積する符号メモリ部、了６は量子化し
た直交変換係数を逆直交変換する逆直交変換部、７８は
現フレームの再生画像を算出する再生画像算出部、８２
は予測誤差を通信路符号化する予測誤差符号化部、８４
は動ベクトルを通信路符号化する動ベクトル符号化部、
８６は予測符号と動ベクトル符号より伝送フレートを構
成するマルチプレクサ部、８９は伝送信号を出力する出
力端子である。

以上のような構成に於いて、以下その動作について説明
する。図示されていないアナログ・ディジタル変換回路
でディジタル信号に変換され、水平方向Ｍ画素、垂直方
向Ｎラインのブロックに分割されたテレビジョン信号は
、入力端子５１より入力テレビジョン信号５２として入
力する。

動ベクトル算出部６３は、入力テレビジョン信号５２と
画像メモリ部５４に蓄積されている前フレームの再生テ
レビジョン信号６６を比較し、符号化ブロックの動きを
動ベクトルとして算出し、動ベクトル信号５６に出力す
る。同時に動ベクトル算出部６３は、動ベクトル算出時
の評価値を用℃・て、符号化ブロックについて動き補償
予測の有効・無効を判定し、その結果を動き補償予測制
御信号として動ベクトル信号６６に出力する。従って、
動ベクトル信号６６には、動ベクトルと動き補償予測信
号が重畳されている。

動き補償予測部６８は、（１）動き補償予測制御信号が
動き補償予測の有効を指示している場合には前フレーム
の再生テレビジョン信号５６を動ベクトルで動き補償予
測し、（２）動き補償予測制御信号が動き補償予測の無
効を指示している場合には前フレームの再生テレビジョ
ン信号６６をそのままで、動き補償予測信号５９として
出力する。

フレーム間・フレーム内判定部６ｏは、ブロック単位に
入力テレビジョン信号６２ど動き補償予測信号６９を比
較し、動き補償予測の有効性を判定し、動き補償予測の
有効性が小さい場合は該当ブロックについてフレーム内
符号化が有効と判定し、動き補償予測の有効性が大きい
場合は該当フロックについてフレーム間符号化が有効と
判定し、その結果を符号化方式選択信号６１として出力
する。ブロック単位に符号化方式をフレーム内符号化方
式とフレーム間符号化方式で切り替えることにより、フ
レーム間符号化方式のみで符号化する場合に比べ、以下
の改善が図れる。（１）シーンチェンジ発生時、フレー
ム内符号化が選択されるためにシーンチェンジ後の画質
向上が図れる。（２）動体の大きな動きが発生すると、
動体の陰に隠れていた背景領域が出現し、この場合にフ
レーム内符号化が選択されるために、画質向上が図れる
。また、ＣＤ−ＲＯＭ等に用いる蓄積系メディア符号化
方式では、再生画像の編集機能や逆方向再生機能を実現
するために、一定フレーム周期毎に全ブロックをフレー
ム内符号化したフレーム（このフレームを、「リフレッ
シュ・フレーム（几ｅｆｒｅｓｈ　Ｆｒａ−ｍ、）Ｊと
呼ぶ。）を挿入する必要があり、動き補償予測フレーム
間符号化装置にフレーム内符号化機能を具備することに
よりリフレッシ−・フレームの挿入が実現できる。

ループ内フィルタ部６２は動ベクトルを用いて動き補償
予測した符号化プロ、７りに対して、２次元ローパスフ
ィルタ処理を行ない、予測信号６３を算出する。予測誤
差算出部６４は、符号化ブロックの入力テレビジョン信
号６２と予測信号６３の差分演算を行ない、その結果を
予測誤差信号６５として出力する。

スイッチ部６６は、（１）゛符号化方式選択信号６１が
フ【／−ム内符号化を選択している場合には直交変換す
る信号６７として入力テレビジョン信号６２を選択し、
（２）符号化方式選択信号６１がフレーム間符号化を選
択している場合には直交変換する信号６７として予測誤
差信号６６を選択する。

直交変換部６８は、直交変換する信号６７に対して直交
変換を行ない、直交変換する信号６了の近傍画素間が持
つ高い相関性を除去して、直交変換係数６９を算出する
。直交変換方式としては、多くの場合、高い変換効率を
持ち、ハードウェア化について実現性のある離散コサイ
ン変換が用いられる。

量子化部７０は、量子化ステップサイズ７１を用いて、
直交変換係数６９を量子化し、直交変換量子化係数７２
を算出する。

量子化ステップサイズ算出部子３は、以下に示した方式
により、符号メモリ部７４内の残留符号量７５より量子
化ステップサイズ７１を算出する。

以下に、本従来例における量子化ステップサイズ７１の
算出方法について記述する。

本従来例では、入力テレビジョン信号は第３図に示すよ
うに、水平方向３６２画素、垂直方向２８８ラインの大
きさを有し、水平方向１６画素、垂直方向１６ラインの
領域（本実施例では、［マクロブロック（Ｍａｃｒｏ　
Ｂｌｏｃｋ　）　Ｊと呼んでいる。）に分割されている
。量子化ステップサイズＱｂは、ｎマクロブロック周期
で、量子化開始時に第（１）式に示した式より算出する
。

Ｑ　ｂ　＝２　Ｘ　Ｉ　ＮＴ　［Ｂｃｏｎｔ÷２００　
ｑ　ｊ　＋　２−（１）但し、第（１）式に於いて以下
のように定義する。

（ａ）ＩＮＴ［＊］は、小数点以下を切り捨てる関数と
する。

例：　ＩＮＴ［１，５］＝１、ＩＮＴ［１，３］＝−１
、ＩＮＴ［１，６］＝１ （ｂ）Ｂｃｏｎｔは、符号メモリ部７４の残留符号量を
示す。

（ｃ）ｑは、符号化速度パラメータであり、符号化速度
■と第（２）式の関係がある。

Ｖ　＝　ｑ　ｘ　６４　ｋｂｉｔ　／　ｓｅｃ　　　　
　・−−”（２）例：Ｖ：６４ｋｂ目／　ｓ　ｅ　ｃの
時、ｑ＝１となる。

第（１）式は切捨て関数ＩＮＴを除けば、１次関数と考
えることができ、その傾きにより第（１）式の特徴を表
わすことができる。

第（１）式より明らかなように、残留符号量Ｂｃｏｎｔ
が多くなると、量子化ステップサイズＱｂが大きくなり
発生符号量が制限され、一定フレームレートの映像信号
符号化が実現できろ。例えば、量子化ステップサイズＱ
ｂの算出時に、残留符号量Ｂｃｏｎｔ　＝＝　７００　
ｂｉｔの時は、量子化ステップサイズＱｂ＝８となり、
残留符号量Ｂｃｏｎｔ　：６１００　ｂｉｔの時は、量
子化ステップサイズＱｂ＝６２となる。

ただし、第１マクロブロツクから第（ｎ−１）マクロブ
ロックまでは予め定めた量子化ステップサイズＱｂで量
子化を行なう。

逆直交変換部７６は、直交変換量子化係数７２を逆直交
変換し、量子化誤差を含んだ逆直交変換した信号７７を
算出する。

スイッチ部６６は、（１）符号化方式選択信号６１がフ
レーム内符号化を選択している場合には再生画像算出信
号７９として数値「ｏ」信号８ｏを選択し、（２）符号
化方式選択信号６１がフレーム間符号化を選択している
場合には再生画像算出信号７９として予測信号６３を選
択する。

再生画像算出部７８は量子化誤差を含んだ逆直交変換し
た信号７７と再生画像算出信号７９を加算し、符号化ブ
ロックの再生画像８１を算出する。

画像メモリ４４は現フレームの再生画像信号８１を蓄積
し、前フレームの再生画像信号５５を出力する。予測誤
差符号化部８２は直交変換量子化係数７２、量子化ステ
ップサイズ７１、符号化方式選択信号６１を符号化し、
予測誤差符号８３を算出する。量子化ステップサイズ７
１の符号化は、量子化ステップサイズ７１の値が変化し
たとき、つまりｎマクロブロックに１回のみとする。

動ベクトル符号化部８４は動ベクトル５６を符号化し、
動ベクトル符号８５を算出する。マルチプレクサ部８６
は予測誤差符号８３と動ベクトル符号８５より所定の形
式の伝送フレーム８７を算出する。

符号メモリ部７４は伝送フレーム８７を、−旦蓄積し、
図示していない外部より入力するクロック信号に同期し
て、伝送符号８８として出力端子８９より出力する。同
時に、符号メモリ部７４はメモリ内に残留している符号
量を残留符号量７５として算出する。

発明が解決しようとする課題 しかし、以上のような構成では量子化ステラフサイズＱ
　＋）が、量子化ステップサイズを算出するブロック周
期間（従来例では、ｎマクロブロック周期間）は固定さ
れるために、連続したｎブロック間は入力テレビジョン
信号の持つ特徴に関わらず同一の量子化ステップサイズ
Ｑｂで直交変換係数が量子化される。つまり、同一ステ
ップサイズ周期に属する連続したブロック内では、すべ
てのブロックが同一の量子化ステップサイズで量子化さ
れるために、入力テレビジョン信号の特徴が大きく変化
すると、ブロック毎の発生符号量が一定せず、正確な符
号量制御が困難であるという課題があった。すなわち、
同一のブロック周期内において入力テレビジョン信号の
特徴が大きく変化しても、量子化ステップサイズが変化
しないので、同一ブロック周期内での正確な符号量制御
が困難であり、結果としてフレーム全体またはフィール
ド全体での符号量を正確に制御することは困難となる。

また、上記の欠点を改良するために、ｎフロック周期で
はなく、１ブロツク毎に残留符号量を計算し、その残留
符号量から量子化ステップサイズを決定するようにして
も、ｎブロックごとに量子化ステップサイズを制御して
いた時と同じく、（１）式による制御では、１ブロツク
を符号化する毎に残留符号量が大きく変化しないと、量
子化ステップサイズが変化しない。つまり、ブロックあ
たりの目標符号量と発生符号量が大きく異なっていても
、量子化ステップサイズがなかなか変化せず、結果とし
て正確な符号量制御ができないという問題点があった。

また、ＣＤ−ＲＯＭ等のメディア用の動画像符号化など
において、フレームにより目標符号量が大きく異なる時
、どのフレームも同じ関係式によって残留符号量から量
子化ステップサイズを制御した場合、ブロックあたりの
目標符号量に対する目標符号量と発生符号量の差の割合
が同じであっても、上と同じ理由により、目標符号量の
小さいフレームはど量子化ステップサイズが変化しにく
く、目標値と発生符号量の誤差が大きいという課題があ
った。

つまり、ブロック毎に量子化ステップサイズを制御する
ときに、ブロックあたりの目標符号量が異なると、同じ
量子化ステップサイズ設定法では、目標符号量の小さい
フレームはど量子化ステップサイズが変化しにくく、正
確な符号量制御が困難であるという課題があった。

本発明では、以上の課題に鑑み、ｎブロックごとに残留
符号量から量子化ステップサイズを設定するのではなく
、ブロック毎に残留符号量を算出し、量子化ステップサ
イズを更新すること、さらにブロックあたりの目標符号
量によって、残留符号量の補正方法を変化させることに
よって、目標符号量の小さいフレームまたはフィールド
では、少ない残留符号量の変化で、量子化ステップサイ
ズが変化するようにし、量子化ステップサイズを最適に
制御し、目標符号量にかかわらず発生符号量を正確に制
御するものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は、
テレビジョン信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ
変換手段と、ディジタル化した入力テレビジョン信号の
１フレームまたは１フィールドを定められた大きさのブ
ロックに分割するブロック化手段と、個々のブロックに
ついてテレビジョン画像の動きである動ベクトルを算出
する動ベクトル検出手段と、個々のブロックについて前
記動ベクトルを用いて動き補償予測するか判定する動き
補償判定手段と、動き補償予測するブロックについて前
フレームの再生画像を動ベクトルで動き補償予測し、予
測画素値を算出する動き補償予測手段と、入力テレビジ
ョン信号の画素値と予測画素値との差分を予測誤差値と
して算出する誤差算出手段と、個々のブロックについて
、フレーム間符号化するかフレーム内符号化するかを判
定する符号化方法決定手段と、ブロック毎に前記フレー
ム内符号化・フレーム間符号化判定結果により直交変換
する信号を、入力テレビジョン信号の画素値とするか予
測誤差値とするか切り替える切り替え手段と、入力テレ
ビジョン信号の画素値または予測誤差値を、直交変換し
直交変換係数を算出する直交変換手段と、フレームまた
はフィールドの目標符号量から残留符号量補正係数を求
める残留符号量補正係数算出手段と、残留符号量と残留
符号量補正係数より量子化ステップサイズを決定する量
子化ステップサイズ決定手段と、量子化ステップサイズ
を用いて、直交変換係数を量子化し、量子化した直交変
換係数を算出する量子化手段と、フレーム内符号化かフ
レーム間符号化かの情報と量子化ステップサイズと量子
化した直交変換係数を符号化する符号化手段と、量子化
した直交変換係数を逆直交変換し、逆量子化信号を算出
する逆量子化手段と、前記フレーム間符号化・フレーム
内符号化判定結果により再生画素値算出時に用いる画素
値を動き補償予測した予測画素値とするか、数値ｒＯＪ
とするか切り替える切り替え手段と、予測画素値または
数値ｒＯＪと逆量子化信号より再生画像を算出する画像
再生手段と、再生画像を蓄積する画像蓄積手段と、動ベ
クトルとを符号化する動ベクトル符号化手段とを具備し
た動き補償予測フレーム間符号化装置により、上記目的
を達成するものである。

作用 動き補償フレーム間符号化装置では、残留符号量によっ
て量子化ステップサイズを制御することにより、発生符
号量をコントロールしている。つまり、発生符号量が多
いときは量子化ステップサイズを大きくし、発生符号量
を制限している。

本発明では、発生符号量を正確に制御するために、ブロ
ックあたりの目標符号量に応じて残留符号量の補正法を
変化させることにより、目標符号量の小さなフレームま
たはフィールドでは、小さい残留符号量の変動で、量子
化ステップサイズが変化するようにし、ｎブロック毎で
はなく、１フロツク毎に量子化ステップサイズを制御し
、発生符号量を正確にコントロールし、画質の向上を達
成できろようにしたものである。

実施例 以下、第１図を参照しながら本発明の第１の実施例につ
いて説明する。第１図は本発明の第１の実施例に於ける
動き補償予測フレーム間符号化装置のブロック図である
。第１図において、１は入力テレビジョン信号が入力す
る入力端子、３は現フレームの符号化ブロックの画信号
と前フレームの再生画信号を比較して符号化ブロックの
動ベクトルと動き補償予測制御信号を算出する動ベクト
ル算出部、４は現フレームと前フレームの再生画信号を
蓄積する画像メモリ部、８は前フレームの再生画信号に
対して動き補償予測する動き補償予測部、１０は符号化
するフロックをフレーム間符号化するかフレーム内符号
化するかを判定するフレート間・フレーム内判定部、１
２は動き補償予測信号に対して２次元ローパスフィルタ
処理するループ内フィルタ部、１Δは符号化ブロックの
原画信号と予測信号の差分演算を行ない予測誤差を算出
する予測誤差算出部、１６は符号化方式選択信号により
、直交変換する信号の選択と再生画像を算出するための
信号を選択するスイッチ部、１８は直交変換する直交変
換部、２０は直交変換係数を量子化する量子化部、２３
は量子化ステップサイズを算出する量子化ステップサイ
ズ算出部、２４は伝送フレームを一時蓄積する符号メモ
リ部、２６は量子化した直交変換係数を逆直交変換する
逆直交変換部、２８は現フレームの再生画像を算出する
再生画像算出部、３２は符号化方式選択信号、予測誤差
、量子化ステップサイズを符号化する予測誤差符号化部
、３４は動ベクトルを通信路符号化する動ベクトル符号
化部、３６は予測符号と動ベクトル符号より伝送フレー
ムを構成するマルチブレフサ部、３９は伝送信号を出力
する出力端子、４ｏはブロックあたりの目標符号量から
残留符号量補正係数を設定する残留符号量補正係数算出
部である。

以上のような構成において、以下その動作を説明する。

テレビジョン信号は第１図に図示されていない信号処理
部でアナログ・ディジタル変換され、水平方向Ｍ画素、
垂直方向Ｎラインのブロックに分割され、入力端子１よ
り入力テレビジョン信号２として入力する。次に、動ベ
クトル算出部３は入力テレビジョン信号２と、画像メモ
リ部４より読みだした前フレームの再生画像５を比較し
、動ベクトルを算出し、動ベクトル信号６に出力する。

同時に、動ベクトル算出部３は動ベクトル算出時の評価
値を用いて、符号化ブロックに対する動き補償予測が有
効か無効かを判定し、その結果を動き補償予測制御情報
として動ベクトル信号６に出力する。

動き補償予測部８は、符号化ブロックと同一位置の前フ
レームの再生画像６に対し動ベクトル信号６により動き
補償予測する場合は動ベクトルで動き補償予測し、動き
補償予測しない場合は何もせずに、動き補償予測信号９
として出力する。

フレーム間・フレーム内判定部１ｏは、ブロック単位に
人力テレビジョン信号２と動き補償予測信号９を比較し
、動き補償予測の有効性を判定し、動き補償予測の有効
性が小さい場合は該当ブロックについてフレーム内符号
化が有効と判定し、動き補償予測の有効性が大きい場合
は該当ブロックについてフレーム間符号化が有効と判定
し、その結果を符号化方式選択信号１１と１−で出力す
る。

またフレーム内・フレーム間判定部１０は、リフレッシ
−フレームの挿入が必要な符号化装置の場合は、一定フ
レーム周期で全ブロックをフレーム内符号化する様に符
号化方式選択信号１１を出力する。

ループ内フィルタ部１２は、動き補償予測信号９に対し
、符号化ブロックが動き補償予測するフロックである時
は２次元ローパスフィルタ処理であるループ内フィルタ
処理を行ない、その他の場合はループ内フィルタ処理し
ないで、予測信号１３として出力する。

予測誤差算出部１４は、符号化ブロックの入力テレビジ
ョン信号２と予測信号１３の差分演算を行ない、その結
果を予測誤差信号１６に出力する。

スイッチ部１ｅは、（１）符号化方式選択信号１１がフ
レーム内符号化を選択している場合には直交変換する信
号１７として入力テレビジョン信号２を選択し、（２）
符号化方式選択信号１１がフレーム間符号化を選択して
いる場合には直交変換する信号１７として予測誤差信号
１５を選択する。

直交変換部１８は、直交変換する信号１７に対して直交
変換を行ない、直交変換する信号１７の近傍画素間が持
つ高い相関性を除去して、直交変換係数１９を算出する
。直交変換方式としては、多くの場合、高い変換効率を
持ち、ハードウェア化について実現性のある離散コサイ
ン変換が用いられる。

量子化部２Ｑは、量子化ステップサイズ２１で直交変換
係数１９を量子化する。以下に、量子化ステップサイズ
２１の算出方法について記述する。

残留符号量補正係数算出部４０はフレームまたはフィー
ルドの目標符号量から、ブロックあたりの目標符号量を
求め残留符号量補正係数αをα−Ａ／（クロックあたり
の目標符号量）Ａは定数 によって設定し、残留符号量補正係数信号４１に出力す
る。量子化ステップサイズ算出部２３は、残留符号量補
正係数信号４１、残留符号量信号２６により、量子化ス
テップサイズＱｂを決定する。

Ｂｃｏｎｔ　１　＝　Ｂｃｏｎｔ＋αＸ　（Ｂｃｏｎｔ
　−Ｂｃｏｎｔ’　　）Ｑｂ−＝２ＸＩＮＴ［Ｂｃｏｎ
ｔ１÷２００　ｑ　］　＋　２Ｂｃｏｎｔは符号メモリ
部２４の残留符号量を示す。

Ｂｃｏｎｔ　’は前ブロツク符号化時の残留符号量を示
す。

αは残留符号量補正係数を示す。

Ｂｃｏ口ｉ　１は補正された残留符号量を示す。

つまり、残留符号量の変動（Ｂｃｏｎｔ　−Ｂｃｏｎｔ
’　）に残留符号量補正係数αを乗じ、それを残留符号
量Ｂｃｏｎｔに加えた結果を補正した残留符号量とし、
その結果より量子化ステップサイズを設定する。

残留符号量補正係数αは目標符号量が小さいときは大き
くなるように設定されているので、目標符号量が小さい
ときには、残留符号量の変動（Ｂｃｏｎｔ−Ｂｃｏｎｔ
’　）が小さくてもＢｃｏｎｔ　１が大きく変動するの
で、量子化ステップサイズが変化し易くなる。

つまり、目標符号量に応じた量子化ステップサイズの制
御が可能となる。

量子化部２０は、直交変換係数１９を量子化ステクプサ
イズ２１で量子化し、直交変換量子化係数２２を算出す
る。逆直交変換部２６は、直交変換量子化係数２２を逆
直交変換し、量子化誤差を含んだ信号７７を算出する。

スイッチ部１６は、（１）符号化方式選択信号１１がフ
レーム内符号化を選択している場合には再生画像算出信
号２９として数値ｒｏＪ信号３０を選択し、（２）符号
化方式選択信号１１がフレーム間符号化を選択している
場合には再生画像算出信号２９として予測信号１３を選
択する。

再生画像算出部２８は量子化誤差を含んだ信号２アと再
生画像算出信号２９を加算し、符号化ブロックの再生画
像３１を算出する。画像メモリ４は現フレームの再生画
像信号３１を蓄積し、前フレームの再生画像信号６を出
力する。

予測誤差符号化部３２は、符号化方式選択信号１１、量
子化ステップサイズ２１、直交変換量子化係数２２を符
号化し、予測誤差符号３３を算出する。

動ベクトル符号化部３４は動き補償予測したブロックの
動ベクトル信号６を符号化し、動ベクトル符号３６を算
出する。

マルチプレクザ部３６は予測誤差符号３３と動ベクトル
符号３５より、所定の形式の伝送フレーム３７を算出す
る。

符号メモリ部２４は伝送フレーム３７を、−旦蓄積し、
図示していない外部より入力するクロック信号に同期し
て、伝送符号３８として出力端子３９より出力する。同
時に、符号メモリ部２４はメモリ内に残留している符号
量を残留符号量２６として算出する。

以上の説明から明らかなように本実施例によれば、ブロ
ックあたりの目標符号量に応じて残留符号量補正係数を
設定し、残留符号量と残留符号量補正係数によってブロ
ックごとに量子化ステップサイズを制御することによっ
て、符号量を正確に制御することができ、画像全体の画
質の向上が達成できる。

なお、以上の説明では残留符号量補正係数なＡ／（ブロ
ックあたりの目標符号量） Ａは定数 としたが、目標符号量が大きくなれば小さく、小さくな
れば大きくなるような他の設定の仕方でも良い。

発明の効果 以上のように、本発明の効果としては、ブロックあたり
の目標符号量に応じて、残留符号量補正係数を設定し、
ブロック毎に量子化ステップサイズを制御することによ
り、量子化ステップサイズを最適に制御することができ
、結果として発生符号量が正確にコントロールされ、画
質の向上が図られる。特に目標符号量の小さなフレーム
またはフィールドで効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における動き補償予測フレー
ム間符号化装置のブロック結線図、第２図は従来の動き
補償予測フレーム間符号化装置のブロック結線図、第３
図は従来例における画像とマクロブロックの関係を示し
た図である。 １．６１・・・入力端子、３．５３・・・動ベクトル算
出部、４．６４・・・画像メモリ部、８．５８・・・動
き補償予測部、１０，６０・・・フレーム内・フレーム
間判定部、１２．６２・・・ループ内フィルタ部、１４
．６４・・・予測誤差算出部、１６．６６・・・スイッ
チ部、１８．８８・・・直交変換部、２ｏ、７Ｑ・・・
量子化部、２３．７３・・・量子化ステップサイズ算出
部、２４．７４・・・符号メモリ部、２θ、７６・・・
逆直交変換部、２８．７８・・・再生画像算出部、３２
．８２・・・予測誤差符号化部、３４．８４・・・動ベ
クトル符号化部、３６．８６・・・マルチプレクサ部、
３９．８９・・・出力端子、４゜・・・残留符号量補正
係数算出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. テレビジョン信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ
   変換手段と、ディジタル化した入力テレビジョン信号の
   １フレームまたは１フィールドを定められた大きさのブ
   ロックに分割するブロック化手段と、個々のブロックに
   ついてテレビジョン画像の動きである動ベクトルを算出
   する動ベクトル検出手段と、個々のブロックについて前
   記動ベクトルを用いて動き補償予測するか判定する動き
   補償判定手段と、動き補償予測するブロックについて前
   フレームの再生画像を動ベクトルで動き補償予測し、予
   測画素値を算出する動き補償予測手段と、入力テレビジ
   ョン信号の画素値と予測画素値との差分を予測誤差値と
   して算出する誤差算出手段と、個々のブロックについて
   、フレーム間符号化するかフレーム内符号化するかを判
   定する符号化方法決定手段と、ブロック毎に前記フレー
   ム内符号化・フレーム間符号化判定結果により直交変換
   する信号を、入力テレビジョン信号の画素値とするか予
   測誤差値とするか切り替える切り替え手段と、入力テレ
   ビジョン信号の画素値または予測誤差値を、直交変換し
   直交変換係数を算出する直交変換手段と、ブロックあた
   りの目標符号量から残留符号量補正係数を算出する残留
   符号量補正係数算出手段と、残留符号量と残留符号量補
   正係数より量子化ステップサイズを算出する量子化ステ
   ップサイズ決定手段と、量子化ステップサイズを用いて
   、直交変換係数を量子化し、量子化した直交変換係数を
   算出する量子化手段と、フレーム内符号化かフレーム間
   符号化かの情報と量子化した直交変換係数を符号化する
   符号化手段と、量子化した直交変換係数を逆直交変換し
   、逆量子化信号を算出する逆量子化手段と、前記フレー
   ム間符号化・フレーム内符号化判定結果により再生画素
   値算出時に用いる画素値を動き補償予測した予測画素値
   とするか、数値「０」とするか切り替える切り替え手段
   と、予測画素値または数値「０」と逆量子化信号より再
   生画像を算出する画像再生手段と、再生画像を蓄積する
   画像蓄積手段と、動ベクトルとを符号化する動ベクトル
   符号化手段とを具備した動き補償予測フレーム間符号化
   装置。