JPH05336382A - フレーム内符号化復号化方式 - Google Patents

フレーム内符号化復号化方式

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JPH05336382A
JPH05336382A JP16859392A JP16859392A JPH05336382A JP H05336382 A JPH05336382 A JP H05336382A JP 16859392 A JP16859392 A JP 16859392A JP 16859392 A JP16859392 A JP 16859392A JP H05336382 A JPH05336382 A JP H05336382A
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JP
Japan
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block
signal
blocks
frame
predetermined
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JP16859392A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Tsujikado
光夫 辻角
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像情報等の符号化効率を向上させる。 【構成】 送信側では、TVカメラ1から出力される画
像信号を、フレームメモリ3に蓄積する。フレームメモ
リ3から画像信号をブロック毎に切り出し、ブロックマ
ッチング回路11でブロックマッチングを行なう。この
ブロックマッチング結果に基づいて、ブロックの差分が
取られる。そして、DCT変換器6及び量子化器7で符
号化し、多重化器12で残差信号とマッチングベクトル
とを多重化して送る。受信側では、多重分離器14で残
差信号とマッチングベクトルとを分離し、逆量子化器1
5及びDCT逆変換器16でブロックを再生し、ブロッ
ク加算回路18で組み立て、モニタ41に再生画像を出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像及び静止画像の
フレーム内符号化復号化方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】フレーム内符号化方式は、静止画像ある
いは動画像の符号化において、符号化しようとする1枚
の画像信号(フレーム)から予測値を生成し、これを入
力画像信号から差し引いて得られた残差信号を量子化し
て符号化し、伝送する方式である。フレーム内復号化方
式は、この伝送された信号を受信して復号化し、もとの
フレームを復元する方式である。従来は、フレーム内符
号化復号化を以下の手法で行なっている。
【0003】図2は、従来の符号化器及び復号化器の構
成の一例を示すブロック図である。図2(a)に示すよ
うに、原画像をTVカメラ21で入力し、その出力信号
をA/D変換器22でディジタル画像信号に変換する。
ディジタル画像信号は、入力フレームメモリ23に1フ
レーム分蓄積され、16×16画素などの処理ブロック
毎に、ブロック内画素平均値を平均値回路24で求め
る。ブロック内平均値は、量子化器25で量子化され、
逆量子化器26で逆量子化されて、補間回路27を通
り、加算器28で入力画像から差し引かれる。平均値を
差し引かれた残差信号は、量子化器29で量子化、符号
化され、多重化器30で量子化、符号化されたブロック
内平均値と共に伝送路31へ伝送される。
【0004】復号化器は、図2(b)に示すように、伝
送路32より符号を受け取り、多重化分離器33で平均
値と残差信号の符号を分離する。平均値、及び残差信号
は、逆量子化器34、35で逆量子化される。平均値
は、補間回路36で保管されて、残差信号に加えられ、
再生信号となる。再生信号は、出力フレームメモリ38
に1フレーム分蓄えられた後、D/A変換器39でアナ
ログ画像信号に変換され、TVモニタ40に出力される
(例えば、加藤:“平均値分離型ブロック符号化方式の
符号化効率改善”電子情報通信学会創立70周年記念総
合全国大会 講演番号1158(昭和62年))。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような問題があった。即ち、上
述した技術では、ブロック内平均値と残差信号とを量子
化して伝送しているが、符号化の際にフレーム内の画素
相関を利用していない。従って、符号化効率が低いとい
う問題があった。本発明は、以上の点に着目してなされ
たもので、符号化効率の高いフレーム内符号化復号化方
式を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のフレーム内符号
化復号化方式は、符号化するフレームを複数のブロック
に分割し、これらの分割された複数のブロックのうち、
いくつかの所定のブロックを符号化して送出するととも
に、その符号を復号化し、前記所定のブロック以外の残
りのブロックを、当該復号化したブロック上で上下又は
左右の方向に所定量ずつずらしながら、当該所定のブロ
ックと比較し、前記残りのブロックと当該所定のブロッ
クとの最小の残差信号を求め、当該残差信号を、前記所
定のブロックとともに符号化して送出するとともに、前
記残りのブロックと所定のブロックとのずれを示す信号
を送出すること、及び符号化されたフレームの分割され
た複数のブロックのうち、いくつかの所定のブロック
と、残差信号とを受信して復号化し、当該所定のブロッ
クとのずれを示す信号を受信し、当該信号により示され
るずれた位置でのブロックと残差信号とを加えてブロッ
クを生成し、当該生成したブロックと前記所定のブロッ
クとを組み合わせてフレームを復元することを特徴とす
るものである。
【0007】
【作用】本発明のフレーム内符号化復号化方式において
は、送信側では、TVカメラで撮影された画像等のデー
タを符号化する際、フレームが8×8画素あるいは16
×16画素などの処理ブロックに分けられる。そして、
所定のブロックは、そのまま離散コサイン変換され、量
子化される。それ以外のブロックは、逆量子化され、再
生された所定のブロックと、マッチングされ、最も小さ
な残差と、そのときのマッチングベクトルが求められ
る。これらの信号は、多重化されて伝送路へ送り出され
る。一方、受信側では、伝送路から受け取られた信号が
マッチングベクトルと変換係数符号とに分離される。変
換係数符号は、逆量子化され、再生信号ブロックと、残
差信号ブロックとに再生される。そして、マッチングベ
クトル情報に基づいて、残差信号ブロックに再生信号ブ
ロックが加えられ、最終的な再生画像が出力される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は、本発明のフレーム内符号化復号化
方式の一実施例のブロック図である。図1(a)に示す
ように、原画像をTVカメラ1で入力し、その出力信号
をA/D変換器2でディジタル画像信号に変換する。デ
ィジタル画像信号は、入力フレームメモリ3に1フレー
ム分蓄積され、8×8画素あるいは16×16画素など
の処理ブロック毎に、スイッチ4でそのまま離散コサイ
ン変換(DCT)されるブロックと、ブロックマッチン
グにより残差を取られるブロックに振り分けられる。ス
イッチ5は、入力をそのまま離散コサイン変換するか、
残差信号を離散コサイン変換するか選択するスイッチで
ある。
【0009】DCT変換器6は、画像信号若しくは残差
信号を離散コサイン変換する。離散コサイン変換とは、
空間領域のデータを周波数領域のデータに変換すること
をいう。尚、離散コサイン変換の他に、高速フーリエ変
換(FFT)等がある。変換係数は、量子化器7で量子
化、符号化され、多重化器12で伝送される。スイッチ
4で端子A、スイッチ5で端子Bを選択した場合(入力
画像をそのまま離散コサイン変換する場合)は、逆量子
化器8で符号を逆量子化し、DCT逆変換器9で画像再
生し、フレームメモリ10に入力する。スイッチ4で端
子C、スイッチ5で端子Dを選択した場合(入力画像を
そのまま離散コサイン変換する場合)は、入力画像信号
ブロックは、ブロックマッチング回路11でフレームメ
モリ10の内容とブロックマッチングを行なう。ブロッ
クマッチング回路11は、最も小さな残差を与えるマッ
チングベクトルを求め、多重化器12に出力する。ま
た、その結果得られた残差信号ブロックをスイッチ5に
送る。スイッチ5は、端子D側に倒れており、残差信号
ブロックはDCT変換器6、量子化器7を経て、多重化
器12で伝送路13へ送られる。以上が、符号化器側の
構成である。
【0010】次に、復号化器側の説明に移る。図1
(b)に示すように、伝送路13より符号を受け取り、
多重化分離器14でマッチングベクトルと変換係数符号
を分離する。変換係数符号は、逆量子化器15で逆量子
化する。さらに、DCT逆変換器16で、再生信号ブロ
ック、残差信号ブロックに再生され、フレームメモリ1
7に蓄えられる。次に、ブロック加算回路18は、多重
分離器14からのマッチングベクトル情報に基づいて、
残差信号ブロックに再生信号ブロックを加えて、最終的
な再生画像をフレームメモリ19に出力する。フレーム
メモリ19の再生画像は、D/A変換器20によりアナ
ログ画像信号となり、画像モニタ41に出力される。以
上が復号器側の構成である。
【0011】次に、スイッチ4、5の動作、及びブロッ
クマッチングについて説明する。スイッチ4、5は、常
に端子(A,B)若しくは端子(C,D)の組み合わせ
で動き、入力信号が残差信号を選択するようになってい
る。図3は、ブロックマッチングの概念図である。図3
(a)は、入力信号を離散コサイン変換するブロック
(斜線のブロック)と、残差信号を離散コサイン変換す
るブロックの配置を示している。符号化は、スイッチを
端子(A,B)に倒し、まず、フレームメモリ3から、
斜線のブロックに相当する部分を順次切り出す。そし
て、離散コサイン変換(DCT)、量子化、逆量子化、
逆離散コサイン変換(逆DCT)を行なって、フレーム
メモリ10に斜線のブロック部分を再生する。次に、ス
イッチを端子(C,D)に倒して、図中の白枠のブロッ
クを順次切り出し、フレームメモリ10の斜線のブロッ
クとブロックマッチングをとる。
【0012】図3(b)にブロックマッチングの手方を
示す。斜線ブロックの中で白枠のブロックを図中上下又
は左右方向に所定量ずつ順次ずらして、その都度最小二
乗誤差を計算し、最も小さな二乗誤差を与えるマッチン
グベクトルを求める。また、残差信号を求め、DCT、
及び量子化を行なう。符号化器の動作は、符号化器と復
号化器で斜線のブロック位置を決めておけば、逆の手順
で画像信号が簡単に再生できる。このように、再生信号
を参照してブロックマッチングを取っているので、白枠
のブロックについては、空間的な冗長度が軽減でき、効
率よく符号化できる。
【0013】尚、この発明は、様々な変形が可能であ
る。例えば、量子化器に可変長符号化を組み込んだり、
また、フレーム間予測符号化と組み合わせることにより
さらに効果を上げることもできる。可変長付号化とは、
信号の出現する確率に応じて符号のビット数を変えるこ
とにより、符号の長さを総合的に短くすることをいう。
フレーム間予測符号化とは、動画等の連続したフレーム
について、前のフレームとの残差と、前のフレームの符
号により、次のフレームを再生するようにした符号化を
いう。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフレーム
内符号化復号化方式によれば、フレーム内予測符号化に
際し、ブロックマッチングを導入するようにしたので、
空間的な冗長度を軽減して符号化することができる。従
って、符号化効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフレーム内符号化復号化方式の一実施
例のブロック図である。
【図2】従来の符号化器及び復号化器の構成の一例を示
すブロック図である。
【図3】ブロックマッチングの概念図である。
【符号の説明】
1 TVカメラ 2 A/D変換器 3 入力フレームメモリ 4、5 スイッチ 6 DCT変換器 7 量子化器 8、15 逆量子化器 9、16 DCT逆変換器 10、17、19 フレームメモリ 11 ブロックマッチング回路 12 多重化器 13 伝送路 14 多重化分離器 20 D/A変換器 41 画像モニタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 符号化するフレームを複数のブロックに
    分割し、 これらの分割された複数のブロックのうち、いくつかの
    所定のブロックを符号化して送出するとともに、その符
    号を復号化し、 前記所定のブロック以外の残りのブロックを、当該復号
    化したブロック上で上下又は左右の方向に所定量ずつず
    らしながら、当該所定のブロックと比較し、 前記残りのブロックと当該所定のブロックとの最小の残
    差信号を求め、 当該残差信号を、前記所定のブロックとともに符号化し
    て送出するとともに、前記残りのブロックと所定のブロ
    ックとのずれを示す信号を送出することを特徴とするフ
    レーム内符号化方式。
  2. 【請求項2】 符号化されたフレームの分割された複数
    のブロックのうち、いくつかの所定のブロックと、残差
    信号とを受信して復号化し、 当該所定のブロックとのずれを示す信号を受信し、 当該信号により示されるずれた位置でのブロックと残差
    信号とを加えてブロックを生成し、 当該生成したブロックと前記所定のブロックとを組み合
    わせてフレームを復元することを特徴とするフレーム内
    復号化方式。
JP16859392A 1992-06-03 1992-06-03 フレーム内符号化復号化方式 Pending JPH05336382A (ja)

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