JPH0783479B2 - 動画像信号の符号化方法とその装置 - Google Patents

動画像信号の符号化方法とその装置

Info

Publication number
JPH0783479B2
JPH0783479B2 JP60273937A JP27393785A JPH0783479B2 JP H0783479 B2 JPH0783479 B2 JP H0783479B2 JP 60273937 A JP60273937 A JP 60273937A JP 27393785 A JP27393785 A JP 27393785A JP H0783479 B2 JPH0783479 B2 JP H0783479B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screen
moving image
image signal
signal
encoding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60273937A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62132486A (ja
Inventor
淳一 大木
章浩 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60273937A priority Critical patent/JPH0783479B2/ja
Priority to CA000518045A priority patent/CA1252569A/en
Priority to GB8622170A priority patent/GB2180718B/en
Priority to US06/907,272 priority patent/US4689672A/en
Publication of JPS62132486A publication Critical patent/JPS62132486A/ja
Publication of JPH0783479B2 publication Critical patent/JPH0783479B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は画面間の相関を利用する符号化方式を用いた動
画像のデジタル帯域圧縮技術に関するものである。
(従来の技術) 従来、画面間の相関を用いる符号化方式としては、例え
ば動き補償を用いたフレーム間予測符号化方式が知られ
ている(二宮他、「動き補正フレーム間符号化方式」信
学論(B),J63−B,11,pp.1140−1147,昭51−11,以下
「文献1」)。
この方式は、画面を小さなブロックに分割し、各ブロッ
ク毎に、記憶されている前画面内で最も高い相関を持つ
ブロックを算出し、該当するブロック間の位置の差(動
ベクトル)とこの該当するブロック間で空間的に同じ位
置にある画素の振幅値の差(動き補償予測誤差)を伝送
する方式である。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら上記の従来の技術では、シーンチェンジな
ど画面の内容が大きく変化する場合には、フレーム間の
相関が大幅に低下するため伝送すべき予測誤差が大量に
発生し、一定の伝送速度での伝送を行なうためには、粗
い特性の量子化、フィールド駒落とし、フレーム駒落と
し、最悪の場合は画面の途中での符号化停止などの粗い
符号化モードを適用しなければならなかった。その結果
符号化停止時には画面内で符号化されたばかりの領域
(新しい画面)と未だ符号化されていない領域(以前の
画面)が混在したままでフリーズし、また停止しない場
合であっても符号化されたばかりの領域も粗い符号化モ
ードで符号化されることが多いため、画質劣化が大きく
なるなど非常に目立つ劣化を引き起こす欠点があった。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、入力された動画像信号が第N画面から
第N+1、N+2…N+M画面に時間的に変化する動画
像信号の符号化に際して、 前記第N+1画面が前記第N画面から大きく変化したか
を判定し、前記判定が大きく変化したとされた場合、前
記第N画面のうちの一定領域を前記第N+1画面で書き
換えた画面を符号化対象の動画像信号とし、前時間の画
面である前記第N画面との相関を用いて符号化し、 その後、前記一定領域を時間の経過とともに徐々に広げ
て、該広げた領域を時間順に前記第N+2、N+3…第
N+M画面で書き換えた画像信号を符号化対象の動画像
信号とし、これを前時間の符号化対象の画像信号との相
関を用いて符号化することを特徴とする動画像信号の符
号化方法が得られる。
また、本発明によれば、入力された動画像信号が前時間
の動画像信号から画面の内容が大きく変化したかを判定
する判定手段と、 前記入力された動画像信号から同期信号を発生する同期
信号発生手段と、 前記入力された動画像信号を所定の時間だけ遅延させる
遅延手段と、 前記同期信号に同期して画面の一フレーム時間で画面の
番地をカウントする第1の計数手段と、 前記判定手段の出力が画面の内容が大きく変化したと判
定した場合に、前記同期信号に同期して予め定められた
画面毎に画面の一定領域を指定する番地を該一定領域が
徐々に拡大するように出力する第2の計数手段と、 前記第1の計数手段と前記第2の計数手段の番地を比較
し前記一定領域の書き換えを制御する制御信号を出力す
る比較手段と、 前記制御信号により前記遅延手段から出力された動画像
信号の画面で前時間の画面の一定領域を書き換えて記憶
し、これを符号化対象の動画像信号として出力する記憶
手段と、 前記符号化対象の動画像信号を前時間の符号化対象の動
画像信号との相関をもちいて符号化する符号化手段とを
有することを特徴とする動画像信号の符号化装置が得ら
れる。
(作用) まず、本発明においては、画面間でその内容が大きく変
化する場合を検出する必要がある。その方法として、動
き補償予測誤差値を用いて画面の切り変わり(シーンチ
ェンジ)を検出する方法を説明する。
動き補償予測誤差は、例えば前記文献1に記述されてい
るブロックマッチング法で検出された動ベクトルを用い
て算出することができる。ブロックマッチング法とは、
第2図にあるように、過去の画面F′をフレームメモリ
ーに記憶しておき、現フレームF内のブロックAと最も
相関の高いブロックA′を、記憶された過去の画面内で
求め、両者の画面内での位置の変位を動ベクトルとす
るものである。動き補償予測誤差は、動ベクトルにより
対応づけられた2ブロック間内の空間的に同一位置にあ
る各画素についての差分値に相当する。相関の高さの評
価基準としては、対応する画素間の差分値の2乗や絶対
値のブロック内総和を最小とすること等が用いられる。
本発明と動き補償予測誤差の求め方は直接関係はなく、
動き補償予測誤差は上記以外の方法で求められたもので
あっても構わない。
第3図は動き補償予測誤差とフレーム間差分値の分散値
が、フレーム間での動きの速さ(パニングの速さ)に
対して変化する様子を表わす図である。フレーム間差分
値の、分散値は、式で表わされ、動きが速くなるにつ
れて単調に増加する。これに対して動き補償予測誤差値
の分散値は、式で表わされ、動きが画素間隔の整数倍
であるときには動き補償予測が的中するので、予測誤差
はこのとき図のようにゼロとなる。
ここで、▲σ2 FF▼、▲σ2 MC▼は、それぞれフレーム差
分値と動き補償予測誤差値の分散値を表わし、▲σ2 O
は画像の平均電力、αは画面の複雑さに対応するパラメ
ータである。
▲σ2 FF▼=2▲σ2 O▼・{1−exp(−α||) ▲σ2 MC▼=2▲σ2 O▼・{1−exp(−α・|−
[]| [v]はの整数部を表わす 一方シーンチェンジ等フレーム間で相関が全く無い画像
の場合にはフレーム間差分値、動き補償予測誤差の分散
値はともに第3図フレーム間差分値に対する分散値の上
限に近い値になる。従ってフレーム間差分値を用いた場
合には、シーンチェンジと動きの速い画像を区別できな
いが、動き補償予測誤差を用いて第3図のように判定閾
値との大小比較を行なうことで、実際のシーンチェンジ
のみ正確に検出することができる。
以上シーチェンジを含む画面間で内容が大きく変化する
場合の検出方法を説明したが、本発明ではこの検出方法
自体は上記の方法に限定されるものではない。以下では
画面間で内容が大きく変化したことは既に求められてい
るとして、入力のフレームメモリーの内容の書き換えを
行なう領域を徐々に拡大する(以下これを幕引き制御と
称する)方法を説明する。
第1図の第N画面時間では、画面Nを符号化している。
そして第N画面時間から第N+1画面時間の間で画面の
内容が大きく変化しているものとする。このとき上述の
シーンチェンジ検出方法等で画面N+1を第Lラインま
で符号化したときにシーンチェンジであることが検出さ
れたとする。この後幕引き制御モードに入り、画面N+
1をL+Xラインまでフレームメモリーの内容の書き換
えを行ない以降のラインに対してはフレームメモリーの
書き換えを停止し前の画像を保持する。従って復号され
た画面N+1は第L+Xライン以上には画面N+1の内
容があり、L+Xライン以下は前画面Nの内容が残って
いる。次の第N+2画面時間では、画面N+2を第L+
2Xラインまでフレームメモリーの書き換えを行ない以降
のラインはフレームメモリーの書き換えを停止する。第
N+3画面時間では、画面N+3を第L+3Xラインまで
フレームメモリーの書き換えを行なって停止する。結局
画面時間N+1,N+2,N+3においてはそれぞれL+X,L
+2X,L+3Xライン以下にはフリーズされた画面Nが残
り、L+X,L+2X,L+3Xライン以上には通常の書き換え
を行なった動画像が供給され、時間を追ってその書き換
え領域が拡大するためあたかも上から下に幕を引いたよ
うにみえる。幕を引く速さは、Xライン/画面で定義さ
れる。
(実施例) 次に第4図を用いて本発明の実施例を説明する。
入力端1000から入力された動画像信号は、線1010を介し
てシーンチェンジ検出回路10、同期信号発生回路12、遅
延回路22へ供給される。
ここで、シーンチェンジ検出回路10について第5図を用
いて説明する。線1010より入力された動画像信号は、動
ベクトル検出回路31、フレームメモリー32、遅延回路38
へ供給される。動ベクトル検出回路31は、線1010から供
給される動画像信号とフレームメモリー32より供給され
る動画像信号の両者を用いて、ブロック単位にあるいは
画素単位に動ベクトルを算出するものであり、算出され
た動ベクトルを最適予測方式として線1018を介して可変
遅延回路33と第4図可変遅延回路18へ出力する。この動
ベクトル検出方法は、たとえば二宮により「フレーム間
符号化における動き補正」(電子通信学会論文誌、VOL.
J64−BNO.1昭56pp.24−31,以下「文献2」)と題して発
表された論文にある方法を用いることができる。
フレームメモリ32は、動画像信号をおよそ1画面分記憶
できるものであり、動ベクトル検出回路31、可変遅延回
路33へおよそ1画面時間前の画像信号を出力する。可変
遅延回路33は、線1213を介して供給される動画像信号
を、線1018を介して供給される最適予測方式に従って可
変遅延し、動き補償予測値として、線1314を介して減算
器34へ出力する。遅延回路38は、入力信号を、動ベクト
ル検出回路31で動ベクトルを算出し、可変遅延回路33で
動き補償予測値を発生するのに必要な時間遅延させ、減
算器34へ出力する。減算器34は、線1814を介して供給さ
れる遅延された入力信号から動き補償予測値を減算して
動き補償予測誤差を求め、絶対値計算器35へ出力する。
絶対値計算器35は、動き補償予測誤差の絶対値をとり、
線1516を介して加算回路36へ出力する。加算回路36は、
線1210から供給されるフレームの先頭情報でリセット
し、線1516を介して供給される動き補償予測誤差を加算
し始めその結果を比較器37へ出力する。比較器37は、フ
レーム先頭から加算された動き補償予測誤差の絶対値が
定められたしきい値を超えると、シーンチェンジが起き
たとして符号1を線1011を介して制御回路11へ出力す
る。
第4図に戻る。同期信号発生回路12は入力動画像信号か
らフレームパルスを分離生成し、たとえば各フレームの
先頭では1を、そうでないときは0を線1210を介して制
御回路11、ラインカウンタ13,14、シーンチェンジ検出
回路10、へ出力する。
制御回路11は、線1011を介して符号1即ちシーンチェン
ジが生じたことが入力されたときに、線1210から入力さ
れるフレームパルスをもとに、画面の先頭でラインカウ
ンタのリセット信号を線1113を介してラインカウンタ13
へ出力する。ラインカウンタ13は、線1113を介して入力
されるリセット信号でリセットされ、線1210を介して入
力されるフレームパルスで定められた値(第1図の説明
ではX)ずつカウントアップし、線1315を介して比較器
15へ出力する。
ラインカウンタ14は、線1210を介して供給されるフレー
ムパルスでリセットされ、1ライン時間で1ずつカウン
トアップするカウンタであり、その値を線1415を介して
比較器15へ出力する。
比較器15は線1315と線1415の内容を比較し、線1415の方
が小であるときは符号1を、そうでないときは符号0を
線1525を介してフレームメモリー25へ出力する。遅延回
路22は入力信号を比較器15より供給される符号の生成に
要する時間遅延させフレームメモリー25へ出力する。フ
レームメモリー25は、線1525から符号1が入力されると
きはメモリーの書き換えを行ない画像を記憶し、符号0
が入力されるときはメモリーの書き換えを停止し、前の
画像を保持する。フレームメモリー25の出力は減算器17
に供給される。減算器17は、フレームメモリー25から供
給される入力信号から線1817を介して供給される予測信
号を減じて予測誤差信号を算出し、量子化器へ出力す
る。量子化器19は、予測誤差信号を量子化し符号変換器
23と加算器21へ出力する。加算器21は量子化器19の出力
と線1817を介して供給される予測信号を加算して局部復
号信号を生成し、フレームメモリー20へ出力する。フレ
ームメモリー20は、局部復号信号をおよそ1フレーム時
間分記憶して遅延させるものであり、これを可変遅延回
路18へ出力する。可変遅延回路18は、線1018を介して供
給される動ベクトル(最適予測方式)に従ってフレーム
メモリー20の出力を可変遅延し、予測信号として線1817
を介して減算器17と加算器21へ出力する。符号変換器23
は、量子化器19の出力をハフマン符号等の伝送に適した
符号に変換し、バッファメモリー24へ出力する。バッフ
ァメモリー24は、符号変換器23の出力を一定の伝送速度
で伝送路2000へ出力するものである。
(発明の効果) 以上本発明によれば、画面の内容が大きく変化する場合
によく発生する画面途中での、符号化停止など目障りな
画質劣化を滑らかに画面に切り替わるように入力のフレ
ームメモリーの書き換えを行なうことにより避けること
ができ、かつ符号化された領域には細かい符号化モード
を適用できるため画質の良い復号画像が提供される。ま
た本発明に於いては、シーンチェンジの検出方法にはな
んら制限はなく、また幕引きの速さについても特に制限
はないことは勿論である。また幕引きを複数箇所から開
始することも勿論可能である。このように、本発明を実
用に適する意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、幕引き制御の原理を表わす図。第2図は、ブ
ロックマッチング法による動ベクトル検出原理を表わす
図。第3図は、シーンチェンジの検出原理を表わす図、
第4図は、本発明の実施例を表わす図、第5図は、シー
ンチェンジ検出回路の実施例を表わす図、である。 図中、1000は入力端、10はシーンチェンジ検出回路、11
は制御回路、12は同期信号発生回路、13,14はラインカ
ウンタ、15,37は比較器、17,34は減算器、18,33は可変
遅延回路、19は量子化器、20,25,32はフレームメモリ
ー、22,38は遅延回路、23は符号変換器、24はバッフア
ーメモリー、31は動ベクトル検出回路、35は絶対値計算
器、36は加算回路、37は比較器、2000は出力端、をそれ
ぞれあらわす。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力された動画像信号が第N画面から第N
    +1、N+2…N+M画面に時間的に変化する動画像信
    号の符号化に際して、 前記第N+1画面が前記第N画面から大きく変化したか
    を判定し、前記判定が大きく変化したとされた場合、前
    記第N画面のうちの一定領域を前記第N+1画面で書き
    換えた画面を符号化対象の動画像信号とし、前時間の画
    面である前記第N画面との相関を用いて符号化し、 その後、前記一定領域を時間の経過とともに徐々に広げ
    て、該広げた領域を時間順に前記第N+2、N+3…第
    N+M画面で書き換えた画像信号を符号化対象の動画像
    信号とし、これを前時間の符号化対象の動画像信号との
    相関を用いて符号化することを特徴とする動画像信号の
    符号化方法。
  2. 【請求項2】入力された動画像信号が前時間の動画像信
    号から画面の内容が大きく変化したかを判定する判定手
    段と、 入力された動画像信号から同期信号を発生する同期信号
    発生手段と、 前記入力された動画像信号を所定の時間だけ遅延させる
    遅延手段と、 前記同期信号に同期して画面の一フレーム時間で画面の
    番地をカウントする第1の計数手段と、 前記判定手段の出力が画面の内容が大きく変化したと判
    定した場合に、前記同期信号に同期して予め定められた
    画面毎に画面の一定領域を指定する番地を該一定領域が
    徐々に拡大するように出力する第2の計数手段と、 前記第1の計数手段と前記第2の計数手段の番地を比較
    し前記一定領域の書き換えを制御する制御信号を出力す
    る比較手段と、 前記制御信号により前記遅延手段から出力された動画像
    信号の画面で前時間の画面の一定領域を書き換えて記憶
    し、これを符号化対象の動画像信号として出力する記憶
    手段と、 前記符号化対象の動画像信号を前時間の符号化対象の動
    画像信号との相関をもちいて符号化する符号化手段とを
    有することを特徴とする動画像信号の符号化装置。
JP60273937A 1985-09-13 1985-12-04 動画像信号の符号化方法とその装置 Expired - Lifetime JPH0783479B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60273937A JPH0783479B2 (ja) 1985-12-04 1985-12-04 動画像信号の符号化方法とその装置
CA000518045A CA1252569A (en) 1985-09-13 1986-09-12 Method and device of coding a digital video signal for reproduction of pictures with a high quality even upon occurrence of a drastical change between the pictures
GB8622170A GB2180718B (en) 1985-09-13 1986-09-15 Method and device for coding a digital video signal
US06/907,272 US4689672A (en) 1985-09-13 1986-09-15 Method and device of coding a digital video signal for reproduction of pictures with a high quality even upon occurrence of a drastical change between the pictures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60273937A JPH0783479B2 (ja) 1985-12-04 1985-12-04 動画像信号の符号化方法とその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62132486A JPS62132486A (ja) 1987-06-15
JPH0783479B2 true JPH0783479B2 (ja) 1995-09-06

Family

ID=17534641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60273937A Expired - Lifetime JPH0783479B2 (ja) 1985-09-13 1985-12-04 動画像信号の符号化方法とその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0783479B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62132486A (ja) 1987-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5657087A (en) Motion compensation encoding method and apparatus adaptive to motion amount
JP3347954B2 (ja) 動画像符号化装置及び動画像復号化装置
US4683494A (en) Inter-frame predictive coding apparatus for video signal
JP3659157B2 (ja) 映像内容に重み付けをする画像圧縮方式
JP3210082B2 (ja) 符号化装置及びその方法
JPH07112284B2 (ja) 予測符号化装置及び復号化装置
JPS59141887A (ja) 動画像信号の予測符号化装置
KR930024519A (ko) 가변장부호화를 고려한 움직임추정방법 및 그 장치
US5204740A (en) Image signal decoding apparatus
JPH0783479B2 (ja) 動画像信号の符号化方法とその装置
JPH02119486A (ja) 動画像信号の符号化制御方法および符号化制御器
JPS61201570A (ja) フレ−ム内フレ−ム間符号化方式
JP2001008207A (ja) 動画像符号化装置及びその方法
JP4676513B2 (ja) 符号化ピクチャタイプ決定方法,装置,そのプログラムおよびその記録媒体
JPH0526395B2 (ja)
JPH07111653A (ja) 符号化装置
JPH0638659B2 (ja) 動画像信号の符号化方式
JP2574572B2 (ja) 画像符号化方法及び画像符号化装置
JP4326758B2 (ja) 動画像符号化装置及び動画像復号化装置
JPS63155888A (ja) 画像符号化制御方式
JP2891250B2 (ja) 動画像符号化方法および装置
KR100357089B1 (ko) 엠펙비디오부호화기의프레임재구성장치
JPH0529194B2 (ja)
JP2910388B2 (ja) 符号化装置
JP4571173B2 (ja) 動画像復号化装置