JPH06276512A - 画像通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 画像データの伝送量を減らし、フレームの伝
送数を増やして、低速レートの通信網でも滑らかな動画
像を再生できる画像通信装置を提供する。 【構成】 現フレームおよび前フレーム間におけるブロ
ックのデータの差分を演算する差分処理手段３と、その
データを量子化する量子化手段５と、そのデータを可変
長符号化する可変長符号化手段９とを備える画像通信装
置において、可変長符号化手段９がブロックの一部の個
数のデータに対して可変長符号化を行なった時点で、ブ
ロックの残りの個数のデータの値をゼロと判断して、こ
のブロックのデータの可変長符号化処理の終了を指示す
る符号化判断手段８を設ける。１つのブロックに関して
伝送する必要があるデータは、符号化判断手段８から可
変長符号化の終了の指示が出されるまでに可変長符号化
されたデータと、そのブロックの残りのデータが全てゼ
ロであることを表わす符号とだけにして伝送する。

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、静止画像等の
画像データを圧縮し伝送する画像通信装置に関し、特
に、１フレームの符号化データ量の減少を図ることによ
り、多数のフレームの伝送を可能にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮問委
員会）においてオーディオビジュアル・サービス用のビ
デオ符号化方式、静止画像符号化方式、多重化方式、通
信手順等が正式勧告化され、それに伴い各社からＣＣＩ
ＴＴ勧告に準拠したテレビ会議システムやテレビ電話等
の画像通信装置が発売されている。

【０００３】画像データのデータ量は膨大であるため、
伝送するデータ量を減らすためのデータ圧縮処理が必要
になる。

【０００４】データ量を減らすための１つの処理とし
て、１フレームのデータを一定の大きさ、例えば、８×
８画素のブロックに分割し、各ブロックを１つ手前のフ
レーム（前フレーム）における相関の高いブロックと比
較して、その差分を取ることが行なわれている。この前
フレームにおける相関の高いブロックは、同位置のブロ
ックを中心として、その周辺をも取り込んだ範囲、例え
ば、８×８画素の周辺の２４×２４画素の中から探索さ
れる。こうしたフレーム間で差分を取る処理をフレーム
間モードによる処理と称している。

【０００５】フレーム間モードによる処理は、最初のフ
レームやシーンが転換した当初のフレーム（シーン・チ
ェンジ・フレーム）では利用することができない。これ
らの場合には、ブロック・データをそのまま使用する、
フレーム内モードでの処理が行なわれる。

【０００６】従来の画像通信装置は、図２に示すよう
に、入力ブロック（例えば、８×８画素）のデータをフ
レーム内モードで処理するか、フレーム間モードで処理
するかを判断するフレーム内／フレーム間判断部１と、
フレーム間モードで処理する場合に入力ブロックと最も
相関の高いブロック（「探索ブロック」という）を前フ
レームより検出する動き補償処理部２と、入力ブロック
と動き補償処理部２で検出された探索ブロックとの差分
演算（この結果を「差分ブロック」という）を行なう差
分処理部３と、フレーム内モードの場合は入力ブロック
を、また、フレーム間モードの場合は差分処理部３で算
出された差分ブロックを、ディスクリート・コサイン変
換（ＤＣＴ変換）等の変換方式で変換して情報量を削減
する変換処理部４と、変換処理部４で変換されたブロッ
ク・データを離散的な値に近似する量子化処理部５と、
量子化処理部５で量子化されたブロック・データを復元
するために逆量子化する逆量子化処理部６と、逆量子化
処理部６で逆量子化されたブロック・データを逆ディス
クリート・コサイン変換（逆ＤＣＴ変換）等の変換方式
で逆変換を行ないフレーム・メモリ11に出力する逆変換
処理部７と、量子化処理部５で量子化されたブロックの
データを順次読みだし、ゼロ（ＲＵＮと称す）の個数と
ゼロに続くゼロ以外のデータ値（ＬＥＶＥＬと称す）と
の組み合わせによりブロック・データの符号化を行なう
可変長符号化処理部９と、通信網に接続するための制御
を行なうと共に、可変長符号化処理部９で符号化された
ブロック・データを相手側装置に送出する網インタフェ
ース処理部10とを備えている。

【０００７】この画像通信装置において、動画像のデー
タを圧縮して伝送するために、次のような動作が行なわ
れる。

【０００８】先ず、網インタフェース処理部10は、通信
網を介して相手側装置との間で通信チャネルの接続制御
を行ない、通信が可能な状態を設定する。この後、１フ
レームのデータが８×８画素のブロック毎に、フレーム
内／フレーム間判断部１に画像入力される。

【０００９】フレーム内／フレーム間判断部１では、入
力ブロック毎に、最初のフレーム中のブロック・データ
か、シーン・チェンジ・フレーム中のブロック・データ
か、フレーム間モードで何ブロック処理したか等の判断
基準により、フレーム内モードで処理を行なうかフレー
ム間モードで処理を行なうかを判断し、フレーム内モー
ドで処理する場合は、変換処理部４に入力ブロック・デ
ータの転送を行ない、一方、フレーム間モードで処理す
る場合は、動き補償処理部２へ入力ブロック・データの
転送を行なう。

【００１０】動き補償処理部２では、フレーム内／フレ
ーム間判断部１よりブロック・データが入力されると、
フレーム・メモリ11に記憶されているデータの内から、
入力ブロックと同位値のブロックおよびその周辺のブロ
ック（８×８画素の周辺の２４×２４画素）のデータを
取込み、最小差分絶対値和等の算出を通じて、取込んだ
データの中で入力ブロックと最も相関の高いブロック
（探索ブロック）を検出し、探索ブロックと入力ブロッ
クとの位置の変化（動きベクトル）を求める。

【００１１】差分処理部３では、入力ブロックと動き補
償処理部２で検出された探索ブロックとの間の差分演算
を行ない、演算結果の差分ブロックを変換処理部４へ転
送する。この差分ブロック内のデータは、入力ブロック
と非常に相関の高い探索ブロックとの差分を取っている
ため、ゼロ近傍に集中したデータが多く含まれることと
なる。

【００１２】変換処理部４には、フレーム内モードの場
合はフレーム内／フレーム間判断部１より入力ブロック
が、また、フレーム間モードの場合は差分処理部３より
入力ブロックと探索ブロックとの差分ブロックが転送さ
れ、変換処理部４では、これらのブロックをＤＣＴ変換
等の方式によって情報量を削減するための変換処理を行
ない、量子化処理部５では、変換処理部４で変換された
ブロック・データをデジタル網で伝送するための離散的
な値に変換する。

【００１３】逆量子化処理部６および逆変換処理部７で
は、動き補償処理部２が探索ブロックを検出するために
必要とするデータをフレーム・メモリ11に格納するた
め、量子化処理部５で量子化されたブロックに対して、
逆量子化処理および逆変換処理を行ない、フレーム内モ
ードの場合は上記処理を行なったブロックをそのまま、
また、フレーム間モードの場合は、上記処理を行なった
ブロックと探索ブロックとを加算演算したブロックを、
フレーム・メモリ11内の入力ブロックと同位値に出力す
る。

【００１４】可変長符号化処理部９では、量子化処理部
５で量子化されたブロックのデータを一定の順序でＬＥ
ＶＥＬが出現するまで読みだし、ＲＵＮの個数とＬＥＶ
ＥＬとの組み合わせにより可変長符号化を行ない、上記
可変長符号化をブロック中のデータが全て処理されるま
で繰り返す。

【００１５】図３および図４には、量子化処理後のブロ
ック・データ（８×８画素）と、８×８画素の場合の可
変長符号化処理における読出し順序とを示している。こ
のブロック・データは、水平方向周波数および垂直方向
周波数が高くなるに従って、ＲＵＮが多く出現するとい
う特徴を有している。

【００１６】可変長符号化処理部９の出力する圧縮され
た画像符号化データは、網インタフェース処理部10を介
して、相手側装置に伝送される。

【００１７】このような一連の動作を複数ブロックにつ
いて繰り返すことにより、１フレーム分の圧縮された符
号化データが相手側装置に伝送される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像通
信装置におけるデータ圧縮は、伝送レートの低い通信網
を利用するためには、データ量の削減が必ずしも十分で
ない。そのため、低伝送レートの通信網でデータを伝送
するときは、伝送可能なフレーム数が制限され、数多く
のフレームを伝送することができず、相手側装置では、
滑らかな画像を再現することが困難となる。

【００１９】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、伝送する画像データ量を更に減らすこと
によって、伝送可能なフレーム数を増やし、低速レート
の通信網の下でも滑らかな動画像を再生することができ
る画像通信装置を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、現
フレームおよび前フレーム間におけるブロックのデータ
の差分を演算する差分処理手段と、差分処理されたブロ
ックのデータを量子化する量子化手段と、量子化された
ブロックのデータを可変長符号化する可変長符号化手段
とを備える画像通信装置において、可変長符号化手段が
ブロックの一部の個数のデータに対して可変長符号化を
行なった時点で、前記ブロックの残りの個数のデータの
値をゼロと判断して、可変長符号化手段に対して、この
ブロックのデータの可変長符号化処理の終了を指示する
符号化判断手段を設けている。

【００２１】また、前記符号化判断手段が、複数のブロ
ックの可変長符号化におけるゼロのデータの出現状況に
基づいて、その後のブロックの可変長符号化処理の終了
を指示する時点を設定するように構成している。

【００２２】さらに、ブロックのデータの可変長符号化
において、一定個数のデータが連続してゼロであると
き、符号化判断手段が、可変長符号化手段に対して、そ
のブロックのデータの可変長符号化処理の終了を指示す
るように構成している。

【００２３】

【作用】そのため、１つのブロックに関して伝送する必
要があるデータは、符号化判断手段から可変長符号化の
終了の指示が出されるまでに可変長符号化されているデ
ータと、そのブロックの残りのデータが全てゼロである
ことを表わす符号とだけになるから、ブロックの全デー
タを可変長符号化して伝送する場合に比べて、可変長符
号化に要する時間が短縮され、伝送すべき符号化データ
量が減少する。

【００２４】したがって、伝送するフレーム数を増やす
ことができ、低速レートの通信網を使用する場合でも、
受信側で滑らかな動画像を再生することができる。

【００２５】

【実施例】（第１実施例）本発明の実施例における画像
通信装置では、図１に示すように、量子化処理部５と可
変長符号化処理部９との間に、可変長符号化の終了を指
示する符号化判断部８を設けている。この符号化判断部
８では、量子化処理部５で量子化されたブロック・デー
タを順次読み出して、可変長符号化処理部９にＲＵＮの
個数とＬＥＶＥＬとを転送すると共に、一定の個数のブ
ロック・データの可変長符号化が行なわれた時点で、そ
のブロックの可変長符号化処理の終了を可変長符号化処
理部９に指示している。

【００２６】画像通信装置におけるその他の構成および
動作は、従来の装置（図２）と変わりがない。

【００２７】この装置では、量子化処理部５より量子化
されたブロックのデータが符号化判断部８に転送される
と、符号化判断部８では、図４に示す順序でブロック内
のデータを読出し、ＲＵＮの個数およびＬＥＶＥＬを可
変長符号化処理部９に転送する。さらに、このブロック
内のデータの読出し処理を行ないながら、予め定めた個
数のデータを処理した時点で、可変長符号化処理部９へ
可変長符号化終了指令を送出する。

【００２８】例えば、予め定めた個数が１８である場合
には、図４に示すデータの１８までの可変長符号化処理
を終えた時点で、可変長符号化処理部９に対して処理終
了を指令する。これは、ブロックの１９から６４までの
データを全てＲＵＮであると判断したことと同等にな
る。

【００２９】可変長符号化処理部９では、符号化判断部
８より転送されたＲＵＮの個数およびＬＥＶＥＬの組み
合わせに従って可変長符号化を行ない、網インタフェー
ス処理部10を介して相手側装置に圧縮された画像符号化
データを伝送する。また、符号化判断部８より可変長符
号化の終了指令を受信すると、相手側装置に、そのブロ
ックの符号化が終了した旨の符号語を網インタフェース
処理部10を介して伝送する。

【００３０】したがって、１つのブロックに関する符号
化データ量が減少し、１フレームの伝送データ量を少な
くなる。

【００３１】（第２実施例）第２実施例の装置は、ハー
ド面の構成に関しては第１実施例の装置と同じである
が、符号化判断部８における可変長符号化終了の判断基
準が第１実施例の場合と異っている。

【００３２】符号化判断部８は、量子化処理部５から転
送されたブロック・データを図４に示す順序で読出し、
ＲＵＮの個数およびＬＥＶＥＬを可変長符号化処理部９
に転送する。符号化判断部８は、こうした処理を複数の
ブロックについて実施した後、それらのブロックにおけ
るＲＡＮの出現状況に基づいて、その後のブロックでの
処理すべきデータ個数を定める。

【００３３】例えば、１フレーム分のブロックの全てに
ついて可変長符号化処理を行ない、各ブロックでのＲＵ
Ｎの出現状態（各ブロックで何番目以降のデータが全て
ＲＵＮであるか）の平均値を求め、この値を各ブロック
で処理すべきデータの個数として設定する。

【００３４】そして、次のフレームからのブロック・デ
ータについては、図４に示す順序で読出し処理を行ない
ながら、設定された個数のデータを処理した時点で、可
変長符号化処理部９へ可変長符号化終了指令を送出す
る。この指令を受けた可変長符号化処理部９は、第１実
施例の場合と同じ動作を実行する。

【００３５】（第３実施例）第３実施例の装置では、ブ
ロック・データにおけるＲＵＮが一定個数連続するとき
に、符号化判断部８が可変長符号化の終了を指令するよ
うに構成している。その他の点では第１実施例の装置と
変わりがない。

【００３６】この画像通信装置では、量子化処理部５で
量子化されたブロックのデータが符号化判断部８に転送
されると、符号化判断部８では、図４に示す順序でブロ
ック内のデータを読出し、ＲＵＮの個数およびＬＥＶＥ
Ｌを可変長符号化処理部９に転送する。そして、符号化
判断部８は、この読出し処理を行ないながら、ＲＵＮが
予め定めた個数だけ連続して出現した場合に、その時点
で可変長符号化処理部９に対して可変長符号化の終了指
令を送出する。

【００３７】例えば、予め定めた個数が７の場合には、
図４に示すブロック・データの１７から２３までのデー
タが全てＲＵＮの場合に、符号化判定部８は、可変長符
号化処理部９に対して可変長符号化の処理終了を指令
し、ブロックのそれ以降の１９から６４までのデータは
全てＲＵＮと同等のものとして扱われる。可変長符号化
処理の終了指令を受取った可変長符号化処理部９は、第
１実施例の場合と同じ動作を実行する。

【００３８】このように、各実施例の装置では、入力ブ
ロックと探索ブロックとの差分ブロックにＲＵＮが多く
出現することを利用して、ブロック・データの符号化を
途中で省略し、それにより１フレームの符号化データ量
を減らし、併せて、可変長符号化処理に要する時間を短
縮化している。

【００３９】そのため、伝送できるフレーム数が増加
し、使用する通信網の伝送レートが低い場合にも、受信
側では滑らかな画面を再生することが可能となる。ま
た、画像データの伝送を際めて迅速に行なうことができ
る。

【００４０】なお、各実施例では、動画像データを圧縮
して伝送する場合について説明したが、この画像通信装
置によって静止画像データを送信する場合にも、符号化
判断部８および可変長符号化処理部９は、同様の動作に
よりデータ量を減少させる働きをする。

【００４１】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の画像通信装置では、可変長符号化処理部に
おける処理速度を向上させることができ、また、１フレ
ームの符号化データ量を減少させることができる。その
結果、数多くのフレームを迅速に伝送することが可能と
なり、受信側では、低速レートの通信網の下でも、滑ら
かな動画像を迅速に再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像通信装置における一実施例の構成
を示すブロック図、

【図２】従来の画像通信装置の構成を示すブロック図、

【図３】画像通信装置において量子化処理されたブロッ
ク・データを示す図、

【図４】ブロック・データの可変長符号化処理の順序を
示す図である。

【符号の説明】

１ フレーム内／フレーム間判断部 ２ 動き補償処理部 ３ 差分処理部 ４ 変換処理部 ５ 量子化処理部 ６ 逆量子化処理部 ７ 逆変換処理 ８ 符号化判断部 ９ 可変長符号化処理部 10 網インタフェース処理部 11 フレーム・メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現フレームおよび前フレーム間における
   ブロックのデータの差分を演算する差分処理手段と、差
   分処理されたブロックのデータを量子化する量子化手段
   と、量子化されたブロックのデータを可変長符号化する
   可変長符号化手段とを備える画像通信装置において、 前記可変長符号化手段が前記ブロックの一部の個数のデ
   ータに対して可変長符号化を行なった時点で、前記ブロ
   ックの残りの個数のデータの値をゼロと判断して、前記
   可変長符号化手段に対して該ブロックのデータの可変長
   符号化処理の終了を指示する符号化判断手段を設けたこ
   とを特徴とする画像通信装置。
2. 【請求項２】 前記符号化判断手段が、複数のブロック
   の可変長符号化におけるゼロのデータの出現状況に基づ
   いて、その後のブロックの可変長符号化処理の終了を指
   示する時点を設定することを特徴とする請求項１に記載
   の画像通信装置。
3. 【請求項３】 前記ブロックのデータの可変長符号化に
   おいて、一定個数のデータが連続してゼロであるとき、
   前記符号化判断手段が、前記可変長符号化手段に対して
   該ブロックのデータの可変長符号化処理の終了を指示す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像通信装置。