JPH0714209B2 - 動画像符号化装置 - Google Patents

動画像符号化装置

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JPH0714209B2
JPH0714209B2 JP1330622A JP33062289A JPH0714209B2 JP H0714209 B2 JPH0714209 B2 JP H0714209B2 JP 1330622 A JP1330622 A JP 1330622A JP 33062289 A JP33062289 A JP 33062289A JP H0714209 B2 JPH0714209 B2 JP H0714209B2
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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システム，テレビ電話等に利用する
動画像符号化装置に関する。
従来の技術 第４図は従来の動画像符号化装置の全体構成を示してい
る。第４図において、１は減算器であり、入力画像信号
２およびフレーム間予測信号３とを入力とし、予測誤差
信号４を出力する。５はリフレッシュ制御部であり、タ
イミング信号６を入力とし、リフレッシュ指示信号７を
出力する。８はフレーム間／内選択部であり、入力画像
信号２、予測誤差信号４およびリフレッシュ指示信号７
を入力とし、切り替え制御信号９を出力する。10はフレ
ーム間／内切り替えスイッチであり、予測誤差信号４、
入力画像信号２および切り替え制御信号９を入力とし、
直交変換部入力信号11を出力する。12は直交変換部であ
り、直交変換部入力信号11を入力とし、変換係数13を出
力する。14は量子化部であり、変換係数13および量子化
ステップサイズ15を入力とし、量子化された変換係数16
を出力する。17は符号化部であり、量子化された変換係
数16を入力とし、符号18を出力する。19は送信バッファ
部であり、符号18を入力とし、送信信号20およびバッフ
ァ残留量21を出力する。22は量子化制御部であり、バッ
ファ残留量21を入力とし、量子化ステップサイズ15を出
力する。23は直交逆変換部であり、量子化された変換係
数16を入力とし、再生信号24を出力する。25は加算器で
あり、再生信号24およびフレーム予測信号／ゼロ信号26
を入力とし、復号信号27を出力する。28は可変遅延フレ
ームメモリであり、復号信号27および入力画像信号２を
入力とし、フレーム間予測信号３を出力する。29はフレ
ーム間／内切り替えスイッチであり、フレーム間予測信
号３および切り替え制御信号９を入力とし、フレーム間
予測信号／ゼロ信号26を出力する。
次に上記従来例の動作について説明する。第４図におい
て、入力画像信号２は減算器１においてフレーム間予測
信号（または動き補償フレーム間予測信号）３との差分
がとられ、予測誤差信号４として出力される。リフレッ
シュ制御部５はタイミング信号６からリフレッシュ指示
信号７を生成する。ここでリフレッシュとは送信側の動
画像符号化装置と受信側の復号化装置の間の演算精度の
違いや伝送誤りの対策として用いられるもので、周期的
かつ強制的にフレーム内を選択するような操作がとられ
る。Ｍ画素×Ｎラインからなるブロック単位にリフレッ
シュを行なうかどうかが決定され、リフレッシュ制御部
５はリフレッシュを行なうブロックについてのリフレッ
シュ指示信号７をフレーム間／内選択部８に出力する。
通常は１フレームに数ブロックの割合でリフレッシュを
行ない、10秒程度で全画面のすべてのブロックに対しそ
の操作をして、画面を一巡させる。この周期はリフレッ
シュ周期と呼ばれる。フレーム間／内選択部８ではリフ
レッシュ指示信号７がリフレッシュを指示している場合
は、フレーム内を選択する。またリフレッシュが指示さ
れていない場合は、フレーム間／内選択部８は入力画像
信号２および予測誤差信号４に基づき、フレーム間また
はフレーム内を選択する。フレーム内の場合は入力画像
信号２を、フレーム間の場合は予測誤差信号４を選択す
るように、切り替え制御信号９として出力される。フレ
ーム間／内切り替えスイッチ10は切り替え制御信号９を
うけて入力画像信号２または予測誤差信号４のどちらか
を直交変換部入力信号11として出力する。直交変換部入
力信号11は直交変換部12において直交変換され、変換係
数13となる。変換係数13は量子化部14において、量子化
制御部22から与えられる量子化ステップサイズ15を持つ
線形量子化器で量子化され、量子化された変換係数16と
して出力される。量子化された変換係数16は符号化部17
において符号18に変換され、送信バッファ部19に一時蓄
積された後、回線速度に合わせて送信信号20として出力
される。量子化制御部22は送信バッファ部19からのバッ
ファ残留量21を受けて量子化ステップサイズを決定し、
量子化ステップサイズ15として出力する。直交逆変換部
23は、量子化された変換係数16を直交逆変換し、再生信
号24として出力する。再生信号24は加算器25において、
フレーム間予測信号／ゼロ信号26と加算され、復号信号
27として可変遅延フレームメモリ28に蓄積される。ここ
でフレーム間予測信号／ゼロ信号26の選択は切り替え制
御信号９によりフレーム間／内切り替えスイッチ29で選
択される。フレーム間の場合はフレーム間予測信号３
が、フレーム内のゼロ信号が選択される。可変遅延フレ
ームメモリ28に蓄積された復号信号は入力画像信号２と
比較され、動きベクトルを検出し、そのベクトルにより
補償された動き補償予測値を以降のフレーム間予測信号
３として出力する。
量子化制御部22は、第５図に示すように、量子化ステッ
プサイズ選択ROM30を備えており、バッファ残留量21を
入力とし、量子化ステップサイズ15を出力する。量子化
ステップサイズ15は、第６図に示すように、バッファ残
留量21に比例するような階段上の関数で表される。第５
図の量子化ステップサイズ選択ROM30はこの変換を行な
っている。
このように上記従来の動画像符号化装置でも、バッファ
残留量から量子化ステップサイズを求めることにより、
量子化ステップサイズの制御を行なうことができる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の動画像符号化装置では、量子
化されるブロックがリフレッシュブロックか否かにかか
わらず、量子化ステップサイズを一定にしていたため、
リフレッシュブロックでの画質劣化が目立ち、画面全体
の一定画質への収束に時間がかかるという問題があっ
た。
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
画質の向上を図った優れた動画像符号化装置を提供する
ことを目的とするものである。
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、量子化制御部に
おいて、バッファ残留量からリフレッシュブロック以外
のブロックである通常ブロックの量子化ステップサイズ
を求める手段と、通常ブロックの量子化ステップサイズ
からリフレッシュブロックの量子化ステップサイズを求
める手段と、またはリフレッシュブロックでかつ動領域
のブロックの量子化ステップサイズおよびリフレッシュ
ブロックでかつ静領域のブロックの量子化ステップサイ
ズをそれぞれ求める手段と、これら二つまたは三つの量
子化ステップサイズからリフレッシュ指示信号および静
動情報にもとづいて一つの量子化ステップサイズを選択
する手段とを備えたものである。
作用 本発明は、上記のような構成により次のような作用を有
する。すなわち、リフレッシュ制御部において、バッフ
ァ残留量から通常ブロックの量子化ステップサイズを求
め、次いで通常ブロックの量子化ステップサイズからリ
フレッシュブロックの量子化ステップサイズを求める。
または通常ブロックの量子化ステップサイズからリフレ
ッシュブロックでかつ動領域のブロックの量子化ステッ
プサイズを求め、同様に通常ブロックの量子化ステップ
サイズからリフレッシュブロックでかつ静領域のブロッ
クの量子化ステップサイズを求める。最後にリフレッシ
ュ指示信号および静動情報にもとづいてこれら二つまた
は三つの量子化ステップサイズの中から一つの量子化ス
テップサイズを選択するようにしたので、リフレッシュ
ブロックに対し、通常ブロックとは異なる量子化ステッ
プサイズを与えることができ、画質の向上を図ることが
できる。
実施例 第１図は本発明の一実施例の全体構成を示し、第４図に
示した従来例とは量子化制御部を除いて同様な構成を備
えているので、同様な要素に同様な符号を付して重複し
た説明を省略する。この実施例では、量子化制御部31に
おいて、バッファ残留量21を入力とするのに加え、リフ
レッシュ指示信号７および可変遅延フレームメモリ28で
動きベクトル検出を行なった際の静動情報32を入力と
し、量子化ステップサイズ33を出力している。
第２図は上記量子化制御部31の具体的な構成を示してい
る。第２図において、量子化ステップサイズ選択ROM34
はバッファ残留量21を入力とし、通常ブロックの量子化
ステップサイズ35を出力する。動領域用ROM36は通常ブ
ロックの量子化ステップサイズ35を入力とし、リフレッ
シュブロックでかつ動領域の場合の量子化ステップサイ
ズ37を出力する。静領域用ROM38は通常ブロックの量子
化ステップサイズ35を入力とし、リフレッシュブロック
でかつ静領域の場合の量子化ステップサイズ39を出力す
る。選択器40はリフレッシュブロックでかつ動領域の場
合の量子化ステップサイズ37、リフレッシュブロックで
かつ静領域の場合の量子化ステップサイズ39および静動
情報32を入力とし、リフレッシュブロックの量子化ステ
ップサイズ41を出力する。選択器42は通常ブロックの量
子化ステップサイズ35、リフレッシュブロックの量子化
ステップサイズ41およびリフレッシュ指示信号７を入力
とし、量子化ステップサイズ33を出力する。
次に上記実施例における量子化制御部31の動作について
説明する。通常ブロックの量子化ステップサイズ35は、
バッファ残留量21の関数として量子化ステップサイズ選
択ROM34により求められる。リフレッシュブロックに対
しては異なる量子化ステップサイズをもたせるために、
動領域用ROM36および静領域用ROM38に通常ブロックの量
子化ステップサイズ35を入力し、動領域および静領域の
量子化ステップサイズ37および39を得る。
動領域用ROM36および静領域用ROM38としては、例えば第
３図に示すような通常の場合とリフレッシュの場合の量
子化ステップサイズ変換テーブルをもたせる。例（ａ）
では下に凸な関数を用い、リフレッシュブロックの量子
化ステップサイズQrは通常の場合の量子化ステップサイ
ズQnよりも小さな値をとるようにしている。例（ｂ）で
はリフレッシュブロックの量子化ステップサイズQrとし
て、量子化ステップサイズの最小値Qminをとるようにし
ている。例（ｃ）ではQrとしQnに定数ａを乗じたもの
か、または量子化ステップサイズの最小値Qminの大きい
方をとるようにしている。例（ｄ）ではQrとして静領域
の場合は下に凸な関数ｆ（Qn）から求められる値を、動
領域の場合は下に凸な関数ｇ（Qn）から求められる値を
とるようにし、ｆ（Qn）＜ｇ（Qn）としている。これは
視覚上の空間解像度が落ちることを考慮しており、動領
域で静領域と比べ大きな量子化ステップサイズを用いて
も目立たないからである。例（ｅ）ではQrとして静領域
では量子化ステップサイズの最小値Qminをとり、動領域
としてQminより大きい値Qmovをとっている。例（ｆ）で
はQrとして、静領域の場合はQnにａ＜１なる定数ａを乗
じたものとQminのうちの大きい方をとり、動領域の場合
はQnにｂ＜１なる定数ｂを乗じたものとQminのうちの大
きなものをとるようにしている。但し、ａ＜ｂとする。
このようにして得られたリフレッシュブロックの動領域
と静領域の場合の量子化ステップサイズ37,39から静動
情報32をもとにして、動領域の場合は動領域の量子化ス
テップサイズを、静領域の場合は静領域の量子化ステッ
プサイズを、それぞれ選択器40においてリフレッシュブ
ロックの量子化ステップ41として選択する。そして、選
択器42においてリフレッシュ指示信号７をもとに、通常
ブロックの場合は通常ブロックの量子化ステップサイズ
35を、リフレッシュブロックの場合はリフレッシュブロ
ックの量子化ステップサイズ41を量子化ステップサイズ
33として出力する。
このように、上記実施例では、通常ブロックの量子化ス
テップサイズ35から動領域、静領域の各リフレッシュブ
ロックの量子化ステップサイズ37および39を求め、さら
に静動情報32およびリフレッシュ指示信号７をもとに三
つの場合から一つの量子化ステップサイズを選択してい
るため、ブロックの性質により画質制御を行なうことが
でき、画質の向上を図ることができるという効果を有す
る。
発明の効果 本発明は、上記実施例から明らかなように、量子化ステ
ップサイズを、通常ブロックとリフレッシュブロックの
二つのブロック、あるいは通常ブロックとリフレッシュ
ブロックでかつ動領域のブロックとリフレッシュブロッ
クでかつ静領域のブロックとの三つのブロックのそれぞ
れの場合に応じて、視覚への影響を考慮して決定するこ
とができるため、画質の向上を図ることができるという
効果を有する。
【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画像符号化装置全
体構成を示す概略ブロック図、第２図は本発明の主要部
である量子化制御部の構成を示す概略ブロック図、第３
図は同実施例におけるリフレッシュブロックの量子化ス
テップサイズを通常ブロックの量子化ステップサイズと
静動情報から求める変換例を示すグラフ、第４図は従来
の動画像符号化装置の全体構成を示す概略ブロック図、
第５図は従来における量子化制御部の概略ブロック図、
第６図は従来例における量子化ステップサイズ選択例を
示すグラフである。 １…減算器、２…入力画像信号、３…フレーム間予測信
号、４…予測誤差信号、５…リフレッシュ制御部、６…
タイミング信号、７…リフレッシュ指示信号、８…フレ
ーム間／内選択部、９…切り替え制御信号、10…フレー
ム間／内切り替えスイッチ、11…直交変換部入力信号、
12…直交変換部、13…変換係数、14…量子化部、15…量
子化ステップサイズ、16…量子化された変換係数、17…
符号化部、18…符号、19…送信バッファ部、20…送信信
号、21…バッファ残留量、22…量子化制御部、23…直交
逆変換部、24…再生信号、25…加算器、26…フレーム間
予測信号／ゼロ信号、27…復号信号、28…可変遅延フレ
ームメモリ、29…フレーム間／内切り替えスイッチ、31
…量子化制御部、32…静動情報、33…量子化ステップサ
イズ、34…量子化ステップサイズ選択ROM、35…通常ブ
ロックの量子化ステップサイズ、36…動領域用ROM、37
…リフレッシュブロックでかつ動領域の場合の量子化ス
テップサイズ、38…静領域用ROM、39…リフレッシュブ
ロックでかつ静領域の場合の量子化ステップサイズ、40
…選択器、41…リフレッシュブロックの量子化ステップ
サイズ、42…選択器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若森 正浩 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 行武 剛 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−269480（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】バッファ残留量からリフレッシュブロック
    以外のブロックである通常ブロックの量子化ステップサ
    イズを求める手段と、通常ブロックの量子化ステップサ
    イズからリフレッシュブロックの量子化ステップサイズ
    を求める手段と、リフレッシュ指示信号にもとづいて上
    記二つの量子化ステップサイズの中から一つの量子化ス
    テップサイズを選択する手段とを有する量子化制御部を
    備えた動画像符号化装置。
  2. 【請求項２】バッファ残留量からリフレッシュブロック
    以外のブロックである通常ブロックの量子化ステップサ
    イズを求める手段と、通常ブロックの量子化ステップサ
    イズからリフレッシュブロックでかつ動領域のブロック
    の量子化ステップサイズを求める手段と、通常ブロック
    の量子化ステップサイズからリフレッシュブロックでか
    つ静領域のブロックの量子化ステップサイズを求める手
    段と、リフレッシュ指示信号および静動情報にもとづい
    て上記三つの量子化ステップサイズの中から一つの量子
    化ステップサイズを選択する手段とを有する量子化制御
    部を備えた動画像符号化装置。
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