JPH06292189A - 画像符号化方法及び装置 - Google Patents
画像符号化方法及び装置Info
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- JPH06292189A JPH06292189A JP14070592A JP14070592A JPH06292189A JP H06292189 A JPH06292189 A JP H06292189A JP 14070592 A JP14070592 A JP 14070592A JP 14070592 A JP14070592 A JP 14070592A JP H06292189 A JPH06292189 A JP H06292189A
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 符号化効率が良くなり、画質の良い画像符号
化方法および装置を提供すること。 【構成】 画像信号を格納するメモリ11と、格納された
画像信号Aを予測値としてその予測値と次に入力された
画像信号との差分をとる減算器12と、その差分画像信号
を符号化する量子化器32と、その符号化された差分符号
化画像信号を復号し、それをメモリ11に格納されている
画像信号Aに対応する画像信号A’に戻すための復号化
回路4と、その復元された画像信号A’と画像信号Aと
の差分を算出する減算器22と、その減算器22により算出
された差分に重み付けをする重み付け回路33と、その重
み付けされた差分を差分画像信号に加える加算器31とを
備える。
化方法および装置を提供すること。 【構成】 画像信号を格納するメモリ11と、格納された
画像信号Aを予測値としてその予測値と次に入力された
画像信号との差分をとる減算器12と、その差分画像信号
を符号化する量子化器32と、その符号化された差分符号
化画像信号を復号し、それをメモリ11に格納されている
画像信号Aに対応する画像信号A’に戻すための復号化
回路4と、その復元された画像信号A’と画像信号Aと
の差分を算出する減算器22と、その減算器22により算出
された差分に重み付けをする重み付け回路33と、その重
み付けされた差分を差分画像信号に加える加算器31とを
備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像を圧縮し
て伝送、記録する際に用いる画像符号化方法および装置
に関するものである。
て伝送、記録する際に用いる画像符号化方法および装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】デジタル画像の転送レートは数100M〜数
Gbpsに達し、伝送時には通信コスト、記録時には記録容
量などの制限が生ずる。そこで、従来から画質劣化を最
小限にとどめ、かつ転送レートを下げる画像符号化方法
及び装置が開発されてきた。以下、上述した従来の画像
符号化方法の一例であるCCIR H.261規格すなわち、動き
補償フレーム間差分2次元DCTを説明する。
Gbpsに達し、伝送時には通信コスト、記録時には記録容
量などの制限が生ずる。そこで、従来から画質劣化を最
小限にとどめ、かつ転送レートを下げる画像符号化方法
及び装置が開発されてきた。以下、上述した従来の画像
符号化方法の一例であるCCIR H.261規格すなわち、動き
補償フレーム間差分2次元DCTを説明する。
【0003】図11は、動き補償フレーム間差分2次元
DCTのブロック図である。図11において、画像信号入
力端子には、画像の動きベクトルを算出する動き検出回
路107、及び画像データを変換係数に変換する2次元
DCT回路101が接続され、動き検出回路107は予測
画像データを生成する動き補償フレーム間予測回路10
6に接続され、2次元DCT回路101はデータを量子化
する量子化器102に接続されている。量子化器102
の出力は出力端子109及び量子化されたデータを元の
データに戻す逆量子化器103に接続され、逆量子化器
103は更に、そのデータを逆変換する逆2次元DCT回
路104に接続されている。逆2次元DCT回路104は
復元したデータを記憶するフレームメモリ105に加算
器を介して接続され、そのフレームメモリ105は動き
補償フレーム間予測回路106に接続されている。又、
動き補償フレーム間予測回路106と画像信号入力端子
との間には減算器が接続され、その減算器と2次元DCT
回路101との間、及び動き補償フレーム間予測回路1
06と加算器との間には切り替え器が設けられ、その切
り替え器にはそれを切り換えるためのフレーム内、フレ
ーム間切り替え信号入力端子108が設けられている。
DCTのブロック図である。図11において、画像信号入
力端子には、画像の動きベクトルを算出する動き検出回
路107、及び画像データを変換係数に変換する2次元
DCT回路101が接続され、動き検出回路107は予測
画像データを生成する動き補償フレーム間予測回路10
6に接続され、2次元DCT回路101はデータを量子化
する量子化器102に接続されている。量子化器102
の出力は出力端子109及び量子化されたデータを元の
データに戻す逆量子化器103に接続され、逆量子化器
103は更に、そのデータを逆変換する逆2次元DCT回
路104に接続されている。逆2次元DCT回路104は
復元したデータを記憶するフレームメモリ105に加算
器を介して接続され、そのフレームメモリ105は動き
補償フレーム間予測回路106に接続されている。又、
動き補償フレーム間予測回路106と画像信号入力端子
との間には減算器が接続され、その減算器と2次元DCT
回路101との間、及び動き補償フレーム間予測回路1
06と加算器との間には切り替え器が設けられ、その切
り替え器にはそれを切り換えるためのフレーム内、フレ
ーム間切り替え信号入力端子108が設けられている。
【0004】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下その動作を説明する。符号化の最初のフレ
ーム、すなわち第1フレームは、切り替え信号入力端子
108に入力されたフレーム内符号化を示す切り替え信
号によって、差分を取ることなく、フレーム内符号化す
る。すなわち、入力された画像データを、あるブロック
単位で2次元DCT回路101で変換係数データに変換
し、量子化器103でその変換係数データを量子化し出
力端子109を通じて伝送路に送出する。一般的に画像
は相関が高いため、DCTを行なうと、低い周波数成分に
対応する変換係数データにエネルギーが集中する。従っ
て、視覚的に目立たない高い周波数成分をあらく、重要
な成分である低い周波数成分を細かく量子化を行なうこ
とで、画質劣化を最小限にとどめ、かつデータ量を減ら
すことが可能となる。伝送路に送出される変換係数デー
タは、同時に逆量子化器103、逆2次元DCT回路10
4によって実時間データに戻され、フレームメモリ10
5に蓄えられる。
ついて、以下その動作を説明する。符号化の最初のフレ
ーム、すなわち第1フレームは、切り替え信号入力端子
108に入力されたフレーム内符号化を示す切り替え信
号によって、差分を取ることなく、フレーム内符号化す
る。すなわち、入力された画像データを、あるブロック
単位で2次元DCT回路101で変換係数データに変換
し、量子化器103でその変換係数データを量子化し出
力端子109を通じて伝送路に送出する。一般的に画像
は相関が高いため、DCTを行なうと、低い周波数成分に
対応する変換係数データにエネルギーが集中する。従っ
て、視覚的に目立たない高い周波数成分をあらく、重要
な成分である低い周波数成分を細かく量子化を行なうこ
とで、画質劣化を最小限にとどめ、かつデータ量を減ら
すことが可能となる。伝送路に送出される変換係数デー
タは、同時に逆量子化器103、逆2次元DCT回路10
4によって実時間データに戻され、フレームメモリ10
5に蓄えられる。
【0005】次に、第2フレームが入力されると、フレ
ーム間差分符号化を行う。この場合まず、動き検出回路
107において例えば良く知られた、全探索方法を用い
て、ブロック単位にフレーム間動きベクトルを求める。
動き補償フレーム間予測回路106はその検出された動
きベクトルを用いて、前のフレームから次のフレームの
動き補償した予測値をブロック単位で生成する(すなわ
ち、ここでは最初のフレームから第2フレームに対する
予測値を求める)。次に入力された第2フレームの画像
と、第1フレームの復号画像から生成された予測値との
差分をとり、その差分データについて第1フレームと同
様の方法で符号化する。第3フレーム以降は、第2フレ
ームと同様の方法で予測値が符号化される。以上の方法
によれば、予測値との差分を符号化することになるの
で、予測しない場合に比べ、エネルギーが減少するた
め、さらに高効率な符号化が可能となる(例えば、CCIT
T Recommendation H.261, "コーテ゛ック フォ オーテ゛ィオヒ゛シ゛ュアル サ
ーヒ゛ス(Codec for audiovisual services) at px64 kbit/
s", Geneva, 1990)。
ーム間差分符号化を行う。この場合まず、動き検出回路
107において例えば良く知られた、全探索方法を用い
て、ブロック単位にフレーム間動きベクトルを求める。
動き補償フレーム間予測回路106はその検出された動
きベクトルを用いて、前のフレームから次のフレームの
動き補償した予測値をブロック単位で生成する(すなわ
ち、ここでは最初のフレームから第2フレームに対する
予測値を求める)。次に入力された第2フレームの画像
と、第1フレームの復号画像から生成された予測値との
差分をとり、その差分データについて第1フレームと同
様の方法で符号化する。第3フレーム以降は、第2フレ
ームと同様の方法で予測値が符号化される。以上の方法
によれば、予測値との差分を符号化することになるの
で、予測しない場合に比べ、エネルギーが減少するた
め、さらに高効率な符号化が可能となる(例えば、CCIT
T Recommendation H.261, "コーテ゛ック フォ オーテ゛ィオヒ゛シ゛ュアル サ
ーヒ゛ス(Codec for audiovisual services) at px64 kbit/
s", Geneva, 1990)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、予測値として前フレームの復号画像を
用いるため、原画と予測値の差分信号は、差分情報+量
子化誤差となり、実際に伝達すべき情報以上の情報を送
る必要があった。図12は1次元DPCM の復号画像の例
で、横軸が、時間、縦軸が振幅を表す。図中実線が、原
画、点線が復号画を示す。図の点線のように、実際の隣
接画素間の差分eiは小さいにもかかわらず、予測値とし
て用いる直前の復号画像は量子化誤差eqを含むため、実
際の情報以上のデータei+eqを符号化する必要が生じ、
符号化効率が悪くなるという課題がある。 また、特に
転送レートが低い場合、量子化誤差eqが大きくなるの
で、図12に示したように実際の画像にはない高い周波
数成分を生成し、画質劣化を生ずるという欠点もあっ
た。
ような構成では、予測値として前フレームの復号画像を
用いるため、原画と予測値の差分信号は、差分情報+量
子化誤差となり、実際に伝達すべき情報以上の情報を送
る必要があった。図12は1次元DPCM の復号画像の例
で、横軸が、時間、縦軸が振幅を表す。図中実線が、原
画、点線が復号画を示す。図の点線のように、実際の隣
接画素間の差分eiは小さいにもかかわらず、予測値とし
て用いる直前の復号画像は量子化誤差eqを含むため、実
際の情報以上のデータei+eqを符号化する必要が生じ、
符号化効率が悪くなるという課題がある。 また、特に
転送レートが低い場合、量子化誤差eqが大きくなるの
で、図12に示したように実際の画像にはない高い周波
数成分を生成し、画質劣化を生ずるという欠点もあっ
た。
【0007】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、符号化効率が良くなり、画質の良い画像符号化方法
および装置を提供することを目的とするものである。
し、符号化効率が良くなり、画質の良い画像符号化方法
および装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の本発明は、所
定画像信号Bを入力し、その画像信号Bに関する予測値
を他の入力画像信号Aから生成し、その予測値と画像信
号Bとの差分を算出し、その差分画像信号を符号化し、
その符号化された差分符号化画像信号を復号し、それを
他の入力画像信号Aに対応する画像信号A’に戻し、そ
の復元された画像信号A’と他の入力画像信号Aとの差
分を算出して量子化誤差とし、その算出された量子化誤
差の結果又は、量子化誤差及び差分画像信号の結果に応
じて、差分画像信号又は符号化方法を変更する画像符号
化方法である。
定画像信号Bを入力し、その画像信号Bに関する予測値
を他の入力画像信号Aから生成し、その予測値と画像信
号Bとの差分を算出し、その差分画像信号を符号化し、
その符号化された差分符号化画像信号を復号し、それを
他の入力画像信号Aに対応する画像信号A’に戻し、そ
の復元された画像信号A’と他の入力画像信号Aとの差
分を算出して量子化誤差とし、その算出された量子化誤
差の結果又は、量子化誤差及び差分画像信号の結果に応
じて、差分画像信号又は符号化方法を変更する画像符号
化方法である。
【0009】請求項10の本発明は、入力された画像信
号Aを格納する画像信号格納手段と、入力された所定画
像信号Bに関する予測値を画像信号格納手段に格納され
た画像信号Aから生成する予測値生成手段と、その予測
値と画像信号Bとの差分を算出する画像信号誤差算出手
段と、その差分画像信号を符号化する符号化手段と、そ
の符号化手段によって符号化された差分符号化画像信号
を復号し、それを画像信号Aに対応する画像信号A’に
戻すための復元手段と、その復元された画像信号A’と
画像信号Aとの差分を算出する量子化誤差算出手段と、
その量子化誤差算出手段により算出された量子化誤差の
結果又は、その量子化誤差及び画像信号誤差算出手段に
より算出された差分画像信号の結果に応じて、符号化手
段の差分画像信号又は符号化方法を変更する差分信号符
号化変更手段とを備えた画像符号化装置である。
号Aを格納する画像信号格納手段と、入力された所定画
像信号Bに関する予測値を画像信号格納手段に格納され
た画像信号Aから生成する予測値生成手段と、その予測
値と画像信号Bとの差分を算出する画像信号誤差算出手
段と、その差分画像信号を符号化する符号化手段と、そ
の符号化手段によって符号化された差分符号化画像信号
を復号し、それを画像信号Aに対応する画像信号A’に
戻すための復元手段と、その復元された画像信号A’と
画像信号Aとの差分を算出する量子化誤差算出手段と、
その量子化誤差算出手段により算出された量子化誤差の
結果又は、その量子化誤差及び画像信号誤差算出手段に
より算出された差分画像信号の結果に応じて、符号化手
段の差分画像信号又は符号化方法を変更する差分信号符
号化変更手段とを備えた画像符号化装置である。
【0010】
【作用】本発明は、入力された画像信号Bの予測値を他
の入力画像信号Aから生成し、その予測値と画像信号B
とから差分画像信号を算出し、その差分画像信号を符号
化し、その符号化された差分符号化画像信号を復号し、
それを他の入力画像信号Aに対応する画像信号A’に戻
し、その復元された画像信号A’と他の入力画像信号A
との差分を算出して量子化誤差とし、その算出された量
子化誤差の結果又は、量子化誤差及び差分画像信号の結
果に応じて、差分画像信号又は符号化方法を変更する。
の入力画像信号Aから生成し、その予測値と画像信号B
とから差分画像信号を算出し、その差分画像信号を符号
化し、その符号化された差分符号化画像信号を復号し、
それを他の入力画像信号Aに対応する画像信号A’に戻
し、その復元された画像信号A’と他の入力画像信号A
との差分を算出して量子化誤差とし、その算出された量
子化誤差の結果又は、量子化誤差及び差分画像信号の結
果に応じて、差分画像信号又は符号化方法を変更する。
【0011】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【0012】以下の第1〜第5までの実施例において
は、過去の画像信号そのものを予測値として扱う。
は、過去の画像信号そのものを予測値として扱う。
【0013】図1は、本発明にかかる第1の実施例の画
像符号化装置の略示ブロック図、図2は、その画像符号
化装置の詳細を示すブロック図、図3は、その符号化方
法を説明する図である。すなわち、画像符号化装置の画
像信号の入力端子には、前に入力した画素と後に入力し
た画素との差分を計算する原画予測誤差計算回路1、及
び前に入力した画素とその画素が符号化されて再び復号
化された復号画素との差分を計算する量子化誤差計算回
路2が接続されている。それら原画予測誤差計算回路1
及び量子化誤差計算回路2は画素信号を符号化する符号
化回路3に接続され、その符号化回路3の出力は、出力
端子及び符号化された信号を画素信号に復元する復元手
段である復号化回路4に接続され、復号化回路4は量子
化誤差計算回路2に接続されている。
像符号化装置の略示ブロック図、図2は、その画像符号
化装置の詳細を示すブロック図、図3は、その符号化方
法を説明する図である。すなわち、画像符号化装置の画
像信号の入力端子には、前に入力した画素と後に入力し
た画素との差分を計算する原画予測誤差計算回路1、及
び前に入力した画素とその画素が符号化されて再び復号
化された復号画素との差分を計算する量子化誤差計算回
路2が接続されている。それら原画予測誤差計算回路1
及び量子化誤差計算回路2は画素信号を符号化する符号
化回路3に接続され、その符号化回路3の出力は、出力
端子及び符号化された信号を画素信号に復元する復元手
段である復号化回路4に接続され、復号化回路4は量子
化誤差計算回路2に接続されている。
【0014】上述の各回路の詳細は図2に示すように、
原画予測誤差計算回路1は画素信号を記憶するメモリ1
1、及びそのメモリ11に記憶された画素信号と次に入
力される画素信号との差分を計算する減算器12により
構成され、量子化誤差計算回路2は画素信号を記憶する
メモリ21、及びそのメモリ11に記憶された画素信号
と、その画素信号が符号化回路3で符号化され復号化回
路4で復元された画素信号との差分を計算する減算器2
2により構成されている。又、符号化回路3は減算器2
2から出力される差分信号に重み付けを行う重み付け回
路33、その重み付けを行った差分信号と減算器12か
ら出力される差分信号を加算する加算器31、及びその
加算された信号を量子化する量子化器32により構成さ
れ、復号化回路4は量子化された信号を量子化する前の
信号に戻す逆量子化器41、その戻された信号を用いて
画素信号を復元するための加算器42、及び復元された
画素信号を記憶するメモリ43により構成されている。
前述のメモリ11,21が画像信号格納手段を構成し、
減算器12が画像信号誤差算出手段を構成し、減算器2
2が量子化誤差算出手段を構成し、符号化回路3の加算
器31及び量子化器32が符号化手段を構成し、重み付
け回路33が差分信号符号化変更手段を構成している。
又この場合、メモリ11は予測値生成手段を兼ねてい
る。
原画予測誤差計算回路1は画素信号を記憶するメモリ1
1、及びそのメモリ11に記憶された画素信号と次に入
力される画素信号との差分を計算する減算器12により
構成され、量子化誤差計算回路2は画素信号を記憶する
メモリ21、及びそのメモリ11に記憶された画素信号
と、その画素信号が符号化回路3で符号化され復号化回
路4で復元された画素信号との差分を計算する減算器2
2により構成されている。又、符号化回路3は減算器2
2から出力される差分信号に重み付けを行う重み付け回
路33、その重み付けを行った差分信号と減算器12か
ら出力される差分信号を加算する加算器31、及びその
加算された信号を量子化する量子化器32により構成さ
れ、復号化回路4は量子化された信号を量子化する前の
信号に戻す逆量子化器41、その戻された信号を用いて
画素信号を復元するための加算器42、及び復元された
画素信号を記憶するメモリ43により構成されている。
前述のメモリ11,21が画像信号格納手段を構成し、
減算器12が画像信号誤差算出手段を構成し、減算器2
2が量子化誤差算出手段を構成し、符号化回路3の加算
器31及び量子化器32が符号化手段を構成し、重み付
け回路33が差分信号符号化変更手段を構成している。
又この場合、メモリ11は予測値生成手段を兼ねてい
る。
【0015】以上のように構成された画像符号化装置の
動作について、図1、2及び3を参照して説明する。
動作について、図1、2及び3を参照して説明する。
【0016】原画予測誤差計算回路1は、入力した画素
と過去の入力画素を予測値として、これとの差分を予測
誤差として計算する。一方、量子化誤差計算回路2は過
去の入力画素とその画素が符号化され更に復号された復
号画素との差分を量子化誤差として出力する。符号化回
路3は、出力された量子化誤差の情報に応じて予測誤差
を変更し、その変更された信号を符号化する。符号化さ
れた信号は、出力端子を介して伝送路に送出されると共
に復号化回路4に送られる。復号化回路4はその入力さ
れた信号を局部復号する。
と過去の入力画素を予測値として、これとの差分を予測
誤差として計算する。一方、量子化誤差計算回路2は過
去の入力画素とその画素が符号化され更に復号された復
号画素との差分を量子化誤差として出力する。符号化回
路3は、出力された量子化誤差の情報に応じて予測誤差
を変更し、その変更された信号を符号化する。符号化さ
れた信号は、出力端子を介して伝送路に送出されると共
に復号化回路4に送られる。復号化回路4はその入力さ
れた信号を局部復号する。
【0017】以上の過程を図2、図3を用いて詳細に説
明する。図2では、1画素をメモリ11で記憶し、その
画素と符号化対象画素すなわち直後の画素(画像信号
B)との差分を減算器12で計算して原画予測誤差を出
力する。この原画予測誤差は図3におけるei、すなわち
必ず伝送すべき真の差分情報である。一方、量子化誤差
計算回路2は、符号化対象画素の1画素前の画素(他の
入力画像信号A、あるいは画像信号A)をメモリ21で
記憶し、また減算器22で復号化回路の出力(画像信号
A’)、すなわち1画素前の局部復号出力との差分を計
算する。この差分は、図3におけるeq、すなわち量子化
誤差に相当する。従来例では、ei+eqを符号化していた
が、本発明では、例えばeqが予め定めたしきい値以上の
時のみei+eqを、その他の場合はeiのみ量子化する。例
えば図3では、a〜d点では、eqが小さいためeiのみを符
号化する。e点では、eqがしきい値以上となるので、ei+
eqを符号化する。以上の動作は、量子化誤差に対する重
み付けとみなせ、重み付け回路33及び、加算器31及
び量子化器32で実現できる。符号化出力は逆量子化器
41、加算器42で復号しメモリ43で記憶する。
明する。図2では、1画素をメモリ11で記憶し、その
画素と符号化対象画素すなわち直後の画素(画像信号
B)との差分を減算器12で計算して原画予測誤差を出
力する。この原画予測誤差は図3におけるei、すなわち
必ず伝送すべき真の差分情報である。一方、量子化誤差
計算回路2は、符号化対象画素の1画素前の画素(他の
入力画像信号A、あるいは画像信号A)をメモリ21で
記憶し、また減算器22で復号化回路の出力(画像信号
A’)、すなわち1画素前の局部復号出力との差分を計
算する。この差分は、図3におけるeq、すなわち量子化
誤差に相当する。従来例では、ei+eqを符号化していた
が、本発明では、例えばeqが予め定めたしきい値以上の
時のみei+eqを、その他の場合はeiのみ量子化する。例
えば図3では、a〜d点では、eqが小さいためeiのみを符
号化する。e点では、eqがしきい値以上となるので、ei+
eqを符号化する。以上の動作は、量子化誤差に対する重
み付けとみなせ、重み付け回路33及び、加算器31及
び量子化器32で実現できる。符号化出力は逆量子化器
41、加算器42で復号しメモリ43で記憶する。
【0018】以上の方法により、真の情報eiが小さいと
きは、従来はeq+eiを送る必要があったが、この場合はe
iのみで済み、符号化出力を減少出来る。この時eiのみ
を常に符号化すると、量子化誤差eqが同極性の場合、量
子化誤差が蓄積し画質劣化の原因となる。本実施例で
は、一定値以上の量子化誤差は符号化するので、eqの蓄
積はなく効果的な符号化が可能となる。
きは、従来はeq+eiを送る必要があったが、この場合はe
iのみで済み、符号化出力を減少出来る。この時eiのみ
を常に符号化すると、量子化誤差eqが同極性の場合、量
子化誤差が蓄積し画質劣化の原因となる。本実施例で
は、一定値以上の量子化誤差は符号化するので、eqの蓄
積はなく効果的な符号化が可能となる。
【0019】図4は、重み付け回路33の構成図の一例
である。重み付け回路33は、簡単には、CPUのみで
実現可能である。上記実施例で述べた量子化誤差の重み
付けを図4のCPUで行うためのアルゴリズム例を図5
に示す。
である。重み付け回路33は、簡単には、CPUのみで
実現可能である。上記実施例で述べた量子化誤差の重み
付けを図4のCPUで行うためのアルゴリズム例を図5
に示す。
【0020】図6は、本発明の第2の実施例における画
像符号化装置のブロック図で、図1と同様の動作を行う
ものである。第1の実施例と異なるのは、メモリ11と
21を共用した点である。本実施例によれば、第1の実
施例と同様の効果を、第1の実施例と比べ、少ないハー
ドウェアで実現できる。
像符号化装置のブロック図で、図1と同様の動作を行う
ものである。第1の実施例と異なるのは、メモリ11と
21を共用した点である。本実施例によれば、第1の実
施例と同様の効果を、第1の実施例と比べ、少ないハー
ドウェアで実現できる。
【0021】図7は、本発明の第3の実施例における画
像符号化装置のブロック図である。第1、第2の実施例
と異なるのは、符号化回路3の構成である。本実施例で
は、符号化方法の変更を量子化器32の量子化特性を制
御することにより行うために、符号化回路3を、量子化
器32及びその量子化特性を制御する量子化特性制御回
路34で構成している。本実施例では、量子化誤差を加
算する代わりに、量子化誤差が一定値以上の場合は、原
画予測誤差の量子化を量子化誤差が蓄積しないように制
御する。例えば、eq-eiになるように原画予測誤差の極
性を反転し、蓄積を防ぐ。以上の実施例よっても、第
1、第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
像符号化装置のブロック図である。第1、第2の実施例
と異なるのは、符号化回路3の構成である。本実施例で
は、符号化方法の変更を量子化器32の量子化特性を制
御することにより行うために、符号化回路3を、量子化
器32及びその量子化特性を制御する量子化特性制御回
路34で構成している。本実施例では、量子化誤差を加
算する代わりに、量子化誤差が一定値以上の場合は、原
画予測誤差の量子化を量子化誤差が蓄積しないように制
御する。例えば、eq-eiになるように原画予測誤差の極
性を反転し、蓄積を防ぐ。以上の実施例よっても、第
1、第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0022】図8は、本発明の第4の実施例における画
像符号化装置のブロック図である。第3の実施例と異な
るのは、量子化誤差のみで符号化特性を制御するのでは
なく、量子化誤差と原画予測誤差の両方の情報を用いて
制御するように量子化特性制御回路34を構成した点で
ある。本実施例では、量子化特性を以下のように制御す
る。原画予測誤差eiと量子化誤差eqの距離|ei-eq|が
一定値以下の場合は、eiのみ符号化し、一定値以上の場
合はei+eqを符号化する。以上の実施例によっても、第
1、第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
像符号化装置のブロック図である。第3の実施例と異な
るのは、量子化誤差のみで符号化特性を制御するのでは
なく、量子化誤差と原画予測誤差の両方の情報を用いて
制御するように量子化特性制御回路34を構成した点で
ある。本実施例では、量子化特性を以下のように制御す
る。原画予測誤差eiと量子化誤差eqの距離|ei-eq|が
一定値以下の場合は、eiのみ符号化し、一定値以上の場
合はei+eqを符号化する。以上の実施例によっても、第
1、第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0023】図9は、本発明の第5の実施例における画
像符号化装置のブロック図である。本実施例では第1〜
4の実施例と異なり、フレーム単位の画像を入力し、フ
レーム間差分を符号化する。従って、図9では原画予測
誤差計算回路1におけるメモリ11、復号化回路におけ
るメモリ43はフレームメモリとしている。またフレー
ム間差分を2次元DCTするとして、符号化回路3に2次
元DCT回路35、復号化回路に逆2次元DCT回路44を追
加している。
像符号化装置のブロック図である。本実施例では第1〜
4の実施例と異なり、フレーム単位の画像を入力し、フ
レーム間差分を符号化する。従って、図9では原画予測
誤差計算回路1におけるメモリ11、復号化回路におけ
るメモリ43はフレームメモリとしている。またフレー
ム間差分を2次元DCTするとして、符号化回路3に2次
元DCT回路35、復号化回路に逆2次元DCT回路44を追
加している。
【0024】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下図9を用いて説明する。
ついて、以下図9を用いて説明する。
【0025】基本的な動作は、第1〜3の実施例と同様
である。本実施例では、従来例と同様に、画像を小ブロ
ックにわけ、ブロック単位でフレーム間差分を2次元DC
Tし量子化して圧縮符号化する。その際、量子化誤差を
第1の実施例と同様に重み付けをした後、真の情報eiに
加えた後、符号化する。重み付けは、2次元FIRフィル
タで行う。2次元フィルタの特性を変えることで様々な
重み付けが可能である。重み付けの例としては、人間の
視覚特性、原画(画像信号)の周波数特性、原画予測誤
差(差分画像信号)の周波数特性などが考えられる。そ
れぞれ量子化誤差を、人間の目に目立たないような特性
とする、原画の周波数特性と同じにしてノイズを目立た
ないようにする、原画予測誤差の周波数特性と同じにし
て、誤差としてのノイズを目立たないようにするといっ
た特徴があり、画像、あるいは使用目的により変更可能
である。
である。本実施例では、従来例と同様に、画像を小ブロ
ックにわけ、ブロック単位でフレーム間差分を2次元DC
Tし量子化して圧縮符号化する。その際、量子化誤差を
第1の実施例と同様に重み付けをした後、真の情報eiに
加えた後、符号化する。重み付けは、2次元FIRフィル
タで行う。2次元フィルタの特性を変えることで様々な
重み付けが可能である。重み付けの例としては、人間の
視覚特性、原画(画像信号)の周波数特性、原画予測誤
差(差分画像信号)の周波数特性などが考えられる。そ
れぞれ量子化誤差を、人間の目に目立たないような特性
とする、原画の周波数特性と同じにしてノイズを目立た
ないようにする、原画予測誤差の周波数特性と同じにし
て、誤差としてのノイズを目立たないようにするといっ
た特徴があり、画像、あるいは使用目的により変更可能
である。
【0026】図10は、本発明の第6の実施例における
画像符号化装置のブロック図である。本実施例において
は、符号化回路3の構成を第5の実施例から変更し、重
み付け回路33の前に2次元DCT回路37を置くと共
に、加算器31の位置を2次元DCT回路35の次に移動
している。以上の構成とすると、2次元DCT回路が2回
路必要であるが、重み付けを周波数上で行うことがで
き、かつ第5の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
画像符号化装置のブロック図である。本実施例において
は、符号化回路3の構成を第5の実施例から変更し、重
み付け回路33の前に2次元DCT回路37を置くと共
に、加算器31の位置を2次元DCT回路35の次に移動
している。以上の構成とすると、2次元DCT回路が2回
路必要であるが、重み付けを周波数上で行うことがで
き、かつ第5の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
【0027】図11は、本発明の第7の実施例における
画像符号化装置のブロック図である。本実施例では、本
発明を、従来例と同様の動き補償、フレーム間差分2次
元DCTと組み合わせている。図11の動き検出回路10
7及び動き補償フレーム間予測回路13が予測画像生成
手段を構成し、動き検出回路107及び動き補償フレー
ム間予測回路45予測復元画像生成手段を構成してい
る。すなわち、動き検出回路107によって第1フレー
ムと第2フレームから動きベクトルを検出し、その動き
ベクトルを用いて動き補償フレーム間予測回路13が、
第1フレームから第2フレームに対応する予測画像を生
成し、他方動き補償フレーム間予測回路45が動きベク
トルを用いて、符号化された後復元された第1フレーム
から第2フレームに対応する予測復元画像を生成する。
次に第2フレームと予測画像との差分を算出して原画予
測誤差とし、又、予測画像と予測復元画像との差分を算
出して量子化誤差として後は、図9の第5の実施例と同
様の処理を行う。
画像符号化装置のブロック図である。本実施例では、本
発明を、従来例と同様の動き補償、フレーム間差分2次
元DCTと組み合わせている。図11の動き検出回路10
7及び動き補償フレーム間予測回路13が予測画像生成
手段を構成し、動き検出回路107及び動き補償フレー
ム間予測回路45予測復元画像生成手段を構成してい
る。すなわち、動き検出回路107によって第1フレー
ムと第2フレームから動きベクトルを検出し、その動き
ベクトルを用いて動き補償フレーム間予測回路13が、
第1フレームから第2フレームに対応する予測画像を生
成し、他方動き補償フレーム間予測回路45が動きベク
トルを用いて、符号化された後復元された第1フレーム
から第2フレームに対応する予測復元画像を生成する。
次に第2フレームと予測画像との差分を算出して原画予
測誤差とし、又、予測画像と予測復元画像との差分を算
出して量子化誤差として後は、図9の第5の実施例と同
様の処理を行う。
【0028】本実施例のように、フレーム間差分をと
る、あるいは画素間の差分を取るといったいわゆる予測
符号化方式の構成をとる画像符号化方式であれば、DPC
M、ADPCM、動き補償つきDCPMなどにかかわらず、本発明
は容易に既存の符号化方式と組み合わすことが可能で、
従来の符号化方式よりもさらに高効率な符号化を実現で
きる。第7の実施例では、フレームメモリ11を従来例
に比べ追加している。しかし、入力バッファとしてフレ
ームメモリが通常用いられていること、動き検出には必
ず入力バッファが必要なことから、実際の符号化装置で
は、本発明の効果を得るためにフレームメモリを追加す
る場合は殆どない。
る、あるいは画素間の差分を取るといったいわゆる予測
符号化方式の構成をとる画像符号化方式であれば、DPC
M、ADPCM、動き補償つきDCPMなどにかかわらず、本発明
は容易に既存の符号化方式と組み合わすことが可能で、
従来の符号化方式よりもさらに高効率な符号化を実現で
きる。第7の実施例では、フレームメモリ11を従来例
に比べ追加している。しかし、入力バッファとしてフレ
ームメモリが通常用いられていること、動き検出には必
ず入力バッファが必要なことから、実際の符号化装置で
は、本発明の効果を得るためにフレームメモリを追加す
る場合は殆どない。
【0029】以上のように本発明は、真の原画予測誤差
と量子化誤差に分離して符号化するので、真の情報は正
しく、量子化誤差は視覚特性を考慮してそれぞれ符号化
でき、高効率で画質の良い符号化が可能となる。また、
全て符号化部に関するものであり、復号器は従来構成を
何ら変えることなくそのまま使用できる。
と量子化誤差に分離して符号化するので、真の情報は正
しく、量子化誤差は視覚特性を考慮してそれぞれ符号化
でき、高効率で画質の良い符号化が可能となる。また、
全て符号化部に関するものであり、復号器は従来構成を
何ら変えることなくそのまま使用できる。
【0030】なお、上記第5〜7の実施例では、量子化
誤差に対する重み付けの例を説明したが、これに限るも
のではなく、第3の実施例と同様に、量子化特性制御回
路を付加し、原画予測誤差の量子化特性を量子化誤差で
制御しても同様の効果を得ることができる。
誤差に対する重み付けの例を説明したが、これに限るも
のではなく、第3の実施例と同様に、量子化特性制御回
路を付加し、原画予測誤差の量子化特性を量子化誤差で
制御しても同様の効果を得ることができる。
【0031】また、第6、第7の実施例において、2次
元DCTを例にとり説明したが、これに限るものではな
く、ベクトル量子化などのブロック符号化やサブバンド
コーディングなどと組み合わせて適用可能である。
元DCTを例にとり説明したが、これに限るものではな
く、ベクトル量子化などのブロック符号化やサブバンド
コーディングなどと組み合わせて適用可能である。
【0032】また、上記実施例の予測値生成手段である
動き補償フレーム間予測回路13、又は45による予測
値の生成にフィルタ等を用いてもよい。
動き補償フレーム間予測回路13、又は45による予測
値の生成にフィルタ等を用いてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、符号化効率が良くなり、画質が良くなるという
長所を有する。
発明は、符号化効率が良くなり、画質が良くなるという
長所を有する。
【図1】本発明にかかる第1の実施例の画像符号化装置
の略示ブロック図である。
の略示ブロック図である。
【図2】同実施例の画像符号化装置のブロック図であ
る。
る。
【図3】同実施例の符号化方法を説明する図である。
【図4】同実施例の重み付け回路の構成図である。
【図5】同実施例の重み付け回路のアルゴリズムのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図6】本発明にかかる第2の実施例の画像符号化装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図7】本発明にかかる第3の実施例の画像符号化装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図8】本発明にかかる第4の実施例の画像符号化装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図9】本発明にかかる第5の実施例の画像符号化装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図10】本発明にかかる第6の実施例の画像符号化装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図11】本発明にかかる第7の実施例の画像符号化装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図12】従来の画像符号化装置のブロック図である。
【図13】従来の符号化方法を説明する図である。
1 原画予測誤差計算回路 2 量子化誤差計算回路 3 符号化回路 4 復号化回路 11、21 メモリ 12、22 減算器 13 動き補償フレーム間予測回路(原データ) 31 加算器 32 量子化器 33 重み付け回路 34 量子化特性制御回路 45 動き補償フレーム間予測回路(復元データ) 107 動き検出回路
Claims (12)
- 【請求項1】 所定画像信号Bを入力し、その画像信号
Bに関する予測値を他の入力画像信号Aから生成し、そ
の予測値と前記画像信号Bとの差分を算出し、その差分
画像信号を符号化し、その符号化された差分符号化画像
信号を復号し、それを前記他の入力画像信号Aに対応す
る画像信号A’に戻し、その復元された画像信号A’と
前記他の入力画像信号Aとの差分を算出して量子化誤差
とし、その算出された量子化誤差の結果又は、前記量子
化誤差及び前記差分画像信号の結果に応じて、符号化方
法を変更することを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項2】 所定画像信号Bを入力し、その画像信号
Bに関する予測値を他の入力画像信号Aから生成し、そ
の予測値と前記画像信号Bとの差分を算出し、その差分
画像信号を符号化し、その符号化された差分符号化画像
信号を復号し、それを前記他の入力画像信号Aに対応す
る画像信号A’に戻し、その復元された画像信号A’か
ら前記画像信号Bに関する復元予測値を生成し、その復
元予測値と前記予測値との差分を算出して量子化誤差と
し、その算出された量子化誤差の結果又は、前記量子化
誤差及び前記差分画像信号の結果に応じて、符号化方法
を変更することを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項3】 入力された画像信号Aを格納し、その格
納された画像信号Aと次に入力された画像信号Bとの差
分を算出し、その差分画像信号を符号化し、その符号化
された差分符号化画像信号を復号し、それを前記格納さ
れた画像信号Aに対応する画像信号A’に戻し、その復
元された画像信号A’と前記格納されている画像信号A
との差分を算出して量子化誤差とし、その算出された量
子化誤差の結果又は、前記量子化誤差及び前記差分画像
信号の結果に応じて、符号化方法を変更することを特徴
とする画像符号化方法。 - 【請求項4】 画像信号は、画素毎又はフレーム毎の信
号であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の画
像符号化方法。 - 【請求項5】 符号化方法の変更は、前記量子化誤差が
所定の値を超えた場合に、その量子化誤差を前記差分画
像信号に加算して行うことを特徴とする請求項1、2又
は3記載の画像符号化方法。 - 【請求項6】 符号化方法の変更は、前記量子化誤差に
所定の重み付けを行った後の値を、前記差分画像信号に
加算して行うことを特徴とする請求項1、2又は3記載
の画像符号化方法。 - 【請求項7】 所定の重み付けは、人間の視覚特性と実
質上同じ周波数特性とすることを特徴とする請求項6記
載の画像符号化方法。 - 【請求項8】 所定の重み付けは、前記入力された画像
信号の周波数特性と実質上同じ周波数特性とすることを
特徴とする請求項6記載の画像符号化方法。 - 【請求項9】 所定の重み付けは、前記差分画像信号の
周波数特性と実質上同じ周波数特性とすることを特徴と
する請求項6記載の画像符号化方法。 - 【請求項10】 入力された画像信号Aを格納する画像
信号格納手段と、入力された所定画像信号Bに関する予
測値を前記画像信号格納手段に格納された画像信号Aか
ら生成する予測値生成手段と、その予測値と前記画像信
号Bとの差分を算出する画像信号誤差算出手段と、その
差分画像信号を符号化する符号化手段と、その符号化手
段によって符号化された差分符号化画像信号を復号し、
それを前記画像信号Aに対応する画像信号A’に戻すた
めの復元手段と、その復元された画像信号A’と前記画
像信号Aとの差分を算出する量子化誤差算出手段と、そ
の量子化誤差算出手段により算出された量子化誤差の結
果又は、その量子化誤差及び前記画像信号誤差算出手段
により算出された差分画像信号の結果に応じて、前記符
号化手段の符号化方法を変更する差分信号符号化変更手
段とを備えたことを特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項11】 入力された画像信号Aを格納する画像
信号格納手段と、その格納された画像信号Aと次に入力
された画像信号Bとの差分を算出する画像信号誤差算出
手段と、その差分画像信号を符号化する符号化手段と、
その符号化手段によって符号化された差分符号化画像信
号を復号し、それを前記格納された画像信号Aに対応す
る画像信号A’に戻すための復元手段と、その復元され
た画像信号A’と画像信号Aとの差分を算出する量子化
誤差算出手段と、その量子化誤差算出手段により算出さ
れた量子化誤差の結果又は、その量子化誤差及び前記画
像信号誤差算出手段により算出された差分画像信号の結
果に応じて、前記符号化手段の符号化方法を変更する差
分信号符号化変更手段とを備えたことを特徴とする画像
符号化装置。 - 【請求項12】 入力された画像信号Aを格納する画像
信号格納手段と、その格納された画像信号Aと次に入力
された画像信号Bとの差分を算出する画像信号誤差算出
手段と、その差分画像信号を符号化する符号化手段と、
その符号化手段によって符号化された差分符号化画像信
号を復号し、それを前記格納された画像信号Aに対応す
る画像信号A’に戻すための復元手段と、その復元され
た画像信号A’と画像信号Aとの差分を算出する量子化
誤差算出手段と、その量子化誤差算出手段により算出さ
れた量子化誤差の結果又は、その量子化誤差及び前記画
像信号誤差算出手段により算出された差分画像信号の結
果に応じて、前記符号化手段の符号化方法を変更する差
分信号符号化変更手段とを備えたことを特徴とする画像
符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14070592A JPH06292189A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 画像符号化方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14070592A JPH06292189A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 画像符号化方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292189A true JPH06292189A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=15274816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14070592A Pending JPH06292189A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 画像符号化方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06292189A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007020036A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Toshiba Corp | 画像送信装置および画像受信装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117820A (en) * | 1975-04-09 | 1976-10-16 | Nec Corp | Tv signal coding equipment |
| JPS57101445A (en) * | 1980-10-30 | 1982-06-24 | Philips Nv | Transmission system |
| JPH02239787A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-21 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 画像符号化制御方式 |
| JPH02296483A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-07 | Canon Inc | 符号化装置 |
-
1992
- 1992-06-01 JP JP14070592A patent/JPH06292189A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117820A (en) * | 1975-04-09 | 1976-10-16 | Nec Corp | Tv signal coding equipment |
| JPS57101445A (en) * | 1980-10-30 | 1982-06-24 | Philips Nv | Transmission system |
| JPH02239787A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-21 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 画像符号化制御方式 |
| JPH02296483A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-07 | Canon Inc | 符号化装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007020036A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Toshiba Corp | 画像送信装置および画像受信装置 |
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