JPH088690B2 - 画像符号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本願発明は，動画送信局の動画像の符号化装置を用い
て，動画像の符号化および静止画像の符号化を行ない，
動画受信局および静止画受信局との間で多地点間の通信
を行なう動画像および静止画像の符号化復号化システム
に関する。

（従来の技術） 従来，テレコンファレンス等における画像の通信にお
いて，動画通信局と動画通信局との間で動画像の通信が
行なわれ，静止画通信局と，静止画通信局との間で静止
画像の通信が，行なわれていた。

また，動画通信局と動画通信局の間で動画像符号化装
置，及び動画像復号化装置における静止画モードにより
静止画像の通信は行なわれていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら，従来のテレコンファレンス等における
画像の通信は，動画像の符号化装置と静止画像の復号化
装置との符号化処理方法が異なるため，動画通信局は，
動画通信局と，静止画通信局は，静止画通信局と，それ
ぞれの閉領域において通信が行なわれ，動画局と静止画
局との通信は実行不可能であり，非常に不便であった。

そこで，本発明の技術的課題は，上記欠点に鑑み，動
画像の復号化装置と静止画像の復号化装置との間で同時
に多地点間の通信を行えるための画像符号化装置を提供
することである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば，入力画像信号を画面内の相関と画面
間の相関を用いて符号化し，動画出力信号と静止画出力
信とを出力する画像符号化装置であって， 前記入力画像信号から同期信号を分離し，該分離した
同期信号を基にフレームの先頭を示すフレームパルス
と，ラインの先頭を示すラインパルスと，垂直同期信号
を生成する同期分離器と， 前記フレームパルス及び前記ラインパルスを基に，定
められたフレーム毎にｎラインづつ移動しながらリフレ
ッシュを行うための第１のリフレッシュ信号を発生する
第１のリフレッシュ手段と， 静止画符号化指示信号に応答して，定められたフレー
ムの間，書込み信号を発生する書込み信号発生手段と， 前記ラインパルスと前記垂直同期信号によって，前記
定められたフレームの垂直同期区間毎に,nラインづつ移
動するライン番号を発生するライン番号発生手段と， 前記垂直同期信号の区間にフレーム内符号化を行なわ
せるのを指示する第２のリフレッシュ信号を発生する第
２のリフレッシュ手段と， 前記入力画像信号を前記書込み信号に応答して１画面
蓄え，該蓄えられた画像を，前記垂直同期信号の区間に
前記ライン番号に相当するアドレスから読出し，該読出
された信号を静止画信号として出力するフレームメモリ
と， 前記入力画像信号と前記静止画信号とを受け，前記垂
直同期信号の区間は前記静止画信号を選択し，前記垂直
同期信号の区間以外は前記入力画像信号を選択し，選択
された画像信号を出力する第１の選択手段と， 前記選択された画像信号と選択された予測信号とを用
いて冗長度を低減した予測誤差信号を得る手段と， 該予測誤差信号を量子化し，量子化された信号を出力
する量子化手段と， 該量子化された信号と前記選択された予測信号とを用
いて局部復号信号を得る手段と， 該局部復号信号から前記画面内の相関を用いた第１の
予測信号を発生する第１の予測手段と， 前記局部復号信号から前記画面間の相関を用いた第２
の予測信号を発生する第２の予測手段と， 前記第１のリフレッシュ信号と前記第２のリフレッシ
ュ信号とを受け，前記垂直同期信号の区間は前記第２の
リフレッシュ信号を選択し，前記垂直同期信号の区間以
外は前記第１のリフレッシュ信号を選択し，選択された
リフレッシュ信号を出力する第２の選択手段と， 前記第１及び前記第２の予測信号を受け，前記選択さ
れたリフレッシュ信号がリフレッシュラインであること
を示しているときは前記第１の予測信号を選択し，前記
選択されたリフレッシュ信号がリフレッシュライン以外
のラインであることを示しているときは前記第２の予測
信号を選択し，前記選択された予測信号を出力する第３
の選択手段と， 前記量子化された信号の中で前記垂直同期信号の区間
以外の信号を符号変換し，該符号変換された信号を前記
動画出力信号として出力する第１の符号変換手段と， 前記量子化された信号の中で前記垂直同期信号の区間
の信号と前記ライン番号とを符号変換し，該符号変換さ
れた信号を前記静止画出力信号として出力する第２の符
号変換手段と を有することを特徴とする画像符号化装置が得られ
る。

（発明の概要） 本願の発明は，従来不可能であった動画像符号化装置
と，静止画像復号化装置の間で静止画像の通信を実行さ
せ，同一時に動画通信局と動画通信局および静止画通信
局との間で，多地点間の画像通信を行なうものである。

即ち第１図に示すように，動画像符号化装置40と動画
像復号化装置41および静止画像復号化装置42の間で，多
地点間の通信を行なうには，動画像符号化装置40と動画
像復号化装置41とを，動画用の高速回線43で結び，動画
像符号化装置40と静止画復号化装置42との間は，静止画
用の低速回線44で結ぶ。そして動画像符号化装置40と動
画像復号化装置41との間では，通常の動画像通信を行な
い，動画像符号化装置40と静止画復号化装置42との間で
は，静止画像の通信を行なう。動画像符号化装置40にお
ける静止画像の符号化は，動画像符号化装置40に伝送し
ようとする静止画像を取込み，その取込んだ画像を少し
づつ符号化し，符号化したデータを伝送路に徐々に流す
ことが必要である。なぜならば，静止画像の復号化装置
につながる伝送路は，動画像の復号化装置41につながる
伝送路に比べ，伝送レートが非常に低いので大量のデー
タを瞬時に流すことができないためである。

従って，動画像符号化装置で静止画を少しづつ符号化
して伝送することが必要となる。

第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように通常，動
画像の符号化では，伝送路の誤りによって生じたエラー
を取除くために，周期的な画像の書替え（リフレッシ
ュ）を行なっている。リフレッシュは，定められた画面
毎にｎラインづつ移動しながら，画面内の相関を用いた
フレーム内符号化により実行され，伝送路誤りにより復
号器のフレームメモリに生じたエラーを取除き，新しい
きれいな画像を符号器，復号器の双方のフレームメモリ
内に書込む。リフレッシュ以外の領域は，画面間の相関
を利用したフレーム間符号化が行なわれている。

そこで，本発明の動画像符号化装置による静止画像の
符号化は，前記リフレッシュモードを利用し，垂直同期
区間にフレーム内符号内によりｎラインづつ符号化し，
リフレッシュ以外の領域は符号化を行なわない。符号化
した静止画信号にライン番号を付加して静止画の復号器
に送ることによって画面毎の過大な情報の発生を抑え
る。このように少しづつ符号化して伝送することによ
り，瞬時に大量な情報が発生しないようにする。

静止画の符号化に当っては，第３図に示すように静止
画像を蓄えるフレームメモリ43を動画像符号化装置44の
前に用意し，そのフレームメモリ43に送信しようとする
静止画を書込む。そして動画像符号化装置44の入力は，
垂直同期区間のみ静止画用フレームメモリ43の出力を選
択し，リフレッシュモードで定められたフレームの垂直
同期毎にｎラインずつ符号化する。従って垂直同期期間
以外は，動画像の符号化を行なうことができ，同一時に
動画像の通信および静止画像の通信を行なうことができ
る。

本発明の動画像符号化装置は，第４図に示すような構
成になっており、フレーム間予測器10とフレーム内予測
器９の二つの予測器を持っていて，通常の符号化とリフ
レッシュで予測器９及び10を切替えている。また，垂直
同期信号によって動画像用のリフレッシュ信号と，静止
画像用のリフレッシュ信号の切替も行なう。動画像の符
号化では，通常予測信号として符号化効率の良いフレー
ム間予測器９の出力を選択し，前画面との差分を符号化
する。リフレッシュを行なう場合には，その期間（ｎラ
イン）だけ予測信号としてフレーム内予測器９の出力を
選択し，フレーム内符号化を実行する。この時フレーム
内予測器９は，入力信号の画面内の前画素あるいは近傍
の画素の値を予測信号として用いるので，伝送路誤りに
よるエラーが累積されている前画面の影響を受けること
なく，正しい画像でフレームメモリ10の内容を徐徐に更
新することができる。

静止画の符号化に当っては，垂直同期区間を利用しフ
レーム内符号化を行なう。静止画像を蓄えておいた入力
のフレームメモリ１から，定められたフレームの垂直同
期区間毎に，リフレッシュ回路２から与えられるライン
番号に従って,nラインづつ静止画像信号を読み出して，
フレーム内符号化を行なう。そして次の符号化フレーム
では，次のｎラインの信号を読み出して符号化を行な
う。この様に定められたフレーム毎に,nラインづつ移動
しながら徐々に符号化する。このときの符号化データに
は，静止画用のリフレッシュ回路２から与えられたライ
ン番号が付加され，符号変換器２でハフマン符号などの
効率の良い符号に変換される。そして伝送路の速度との
整合が取られ静止画用の低速回線で少しづつデータを送
る。

受信側の静止画像復号化装置は，第５図に示すように
フレーム内復号器51の後にフレームメモリ52を持ってお
き，フレーム内復号器51で復号された信号を，逆符号変
換器50で逆符号変換されたライン番号で指定されたフレ
ームメモリ52のアドレスに,nラインづつ書込むことによ
って，徐々に復号画像の領域を拡大して行き，一枚の静
止画像を形成することができる。

動画像の符号化における垂直同期区間は，符号化デー
タを無効としているので，動画像の復号器は通常のもの
でよい。

（実施例） 第６図は本発明の符号化装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。以下に，本図を参照しながら本発明の符号
化装置の一実施例について詳細に説明する。

入力の画像信号は，線100を介してフレームメモリ1,
同期分離器２およびスイッチ５に供給される。フレーム
メモリ１は，リフレッシュ回路４から線91を介して供給
される書込み信号が，書込みを指示しいるときに入力画
像信号を書込み，その画面を蓄えておく。またフレーム
メモリ１は，同期分離器２から与えられた垂直同期信号
の区間に，リフレッシュ回路４からの線90を介して指示
されたライン番号に相当するアドレスの静止画データを
読み出す。同期分離器２は，線100を介して供給された
入力の動画像信号から同期信号を分離し，該分離した同
期信号を基にフレームの先頭を示すフレームパルス，ラ
インの先頭を示すラインパルスおよび垂直同期信号を生
成する。同期分離器２で生成されたフレームパルスは，
線23を介してリフレッシュ回路３に供給される。同期分
離器２で生成されたラインパルスは，線24を介してリフ
レッシュ回路３およびリフレッシュ回路４に供給され
る。さらに同期分離器２で生成された垂直同期信号は，
線21を介して，フレームメモリ1,リフレッシュ回路4,ス
イッチ5,スイッチ11,フレームメモリ10,符号変換器13お
よび符号変換器14に供給される。リフレッシュ回路３
は，同期分離器２から供給されたフレームパルスおよび
ラインパルスを基に，定められたフレーム毎にｎライン
づつ移動しながらリフレッシュを行なうリフレッシュ信
号を発生する。リフレッシュ回路３で発生されたリフレ
ッシュ信号は，スイッチ11に供給される。リフレッシュ
回路４は，線400を介して供給される静止画の符号化を
指示する静止画指示信号を受け，書込み信号を１フレー
ムにわたって発生し，線41を介してフレームメモリ１に
供給する。

またリフレッシュ回路４は，同期分離器２から供給さ
れたラインパルスと垂直同期信号によって，定められた
フレームの垂直同期区間毎に,nラインづつ移動するライ
ン番号を発生し，線90を介してフレームメモリ１と符号
変換器14に供給する。さらにリフレッシュ回路４は，垂
直同期区間にフレーム内符号化を行なうための選択信号
を発生しスイッチ11に供給する。スイッチ５は，同期分
離器２から供給された垂直同期信号により入力信号の選
択を行なう。垂直同期信号が垂直同期区間であることを
示しているときには，静止画像の符号化を行なうために
フレームメモリ１の出力信号を選択し，垂直同期信号が
垂直同期区間以外であることを示しているときには，動
画像の符号化を行なうので線100を介して供給される入
力信号を選択する。スイッチ５の出力信号は，減算器６
に供給される。減算器６は，スイッチ５から供給された
信号と，スイッチ12から供給される予測信号との減算を
行ない予測誤差信号を得る。減算器６の出力信号は，量
子化器７に供給される。量子化器７は，減算器６から供
給された予測誤差信号を量子化する。量子化器７の出力
信号は，加算器8,符号変換器13および符号変換器14に供
給される。加算器８は，量子化器７から供給された量子
化が施された予測誤差信号と，スイッチ12から供給され
る予測信号とを加算し，局部復号信号を得る。加算器８
で得られた局部復号信号は，フレーム内予測器９および
フレームメモリ10に供給される。フレーム内予測器９
は，加算器８から供給された局部復号信号のうちの，今
から符号化を行なう画素の近傍の画素，例えば前画素あ
るいは前ラインなどの画素の値を用いてフレーム内予測
信号を生成し，スイッチ12に供給する。フレームメモリ
10は，加算器８から供給された局部復号信号を１フレー
ム時間遅延してフレーム間予測信号を得るが，同期分離
器２から供給された垂直同期信号が垂直同期区間である
ことを示しているときには，静止画の符号化を行なうの
で局部復号信号の書込みを停止する。フレームメモリ10
の出力のフレーム間予測信号は，スイッチ12に供給され
る。スイッチ12は，スイッチ11から供給されたリフレッ
シュ信号がリフレッシュラインであることを示している
ときには，フレーム内予測器９の出力を選択し，リフレ
ッシュ信号がリフレッシュライン以外のラインであるこ
とを示しているときには，フレームメモリ10の出力を選
択する。スイッチ12の出力の予測信号は，減算器６およ
び加算器８に供給される。スイッチ11は，同期分離器２
から供給された垂直同期信号に従ってリフレッシュ信号
の切替を行なう。垂直同期区間は，静止画の符号化を行
なうのでリフレッシュ回路４のリフレッシュ信号を選択
し，垂直同期区間以外の場合には，動画像の符号化を行
なうので，リフレッシュ回路３のリフレッシュ信号を選
択する。スイッチ11の出力のリフレッシュ信号は，スイ
ッチ12に供給される。

符号変換器13は，量子化器７から供給された量子化が
施された予測誤差信号に対して符号変換を行なうが，同
期分離器２から供給された垂直同期信号が，垂直同期区
間であることを示しているときには，静止画の符号化が
行なわれているので符号変換を停止し，無効符号を出力
する。符号変換器13の出力信号は，伝送路の速度との整
合が取られ，動画出力信号として伝送路を介して，動画
像の復号器に送られる。符号変換器14は，量子化器７か
ら供給された量子化が施されたｎライン単位の予測誤差
信号に対して符号変換を行なうが，同期分離器２から供
給された垂直同期信号が，垂直同期区間であることを示
しているときにのみ符号変換を行ない，垂直同期区間以
外は符号変換を停止する。このとき符号変換が行なわれ
た静止画像信号には，リフレッシュ回路４から供給され
たライン番号も符号変換して追加する。符号変換器14の
出力信号は，伝送路の速度との整合が取られ，静止画出
力として伝送路を介して，静止画像の復号器に送られ
る。

次に第５図を参照しながら，本発明の静止画像復号装
置の一実施例について説明する。本発明の動画像の符号
化装置によって符号化された静止画像信号は，伝送路か
ら線500を介して逆符号変換器50に供給される。逆符号
変換器50は逆符号変換を行ない,nライン単位の予測誤差
信号とライン番号を得る。逆符号変換器50で得られた予
測誤差信号は，線5051を介してフレーム内復号器51に供
給され，フレーム番号は線5052を介してフレームメモリ
52に供給される。フレーム内復号器51は，今から復号化
する画素の近傍の画素，例えば前画素あるいは前ライン
などの画素の値を予測信号としてフレーム内復号化を行
なう。このときの予測関数は，符号器内のフレーム内符
号器と同じものを用いる。フレーム内復号器51で復号器
51で復号化された静止画像信号は，フレームメモリ52に
供給される。フレームメモリ52は，フレーム内復号器51
から供給されたフレーム内復号信号を，逆符号変換器50
から供給されたライン番号で指定されたアドレスに書込
む。この様にフレームメモリ52は，復号信号をライン番
号で指定されたアドレスにｎラインづつ書込んで行くこ
とによって，徐々に復号した画像の領域を拡大し，一枚
の静止画を得る。

フレーム内予測器およびフレーム内復号器として，直
交変換などの変換符号化を用いる場合には，第６図の符
号化装置の減算器６と量子化器７の間に直交変換器など
を入れる。このときフレーム内予測器９は削除し，スイ
ッチ12のフレーム内符号化を行なうときの予測信号は，
ゼロを与えるよりにする。

なお，動画像の復号器は，通常のものでよい。

（発明の効果） 以上に詳しく説明したように，本発明の画像符号装置
を用いれば，動画像の復号化装置と静止画像の復号化装
置との間で，同時に多地点間の通信ができるようにな
り，従来静止画通信局は，静止画通信局と，動画通信局
は，動画通信局と，それぞれの閉領域において行なわれ
通信の枠を大幅に拡大することができる。

このように本発明を実用に供するとその効果は極めて
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動画像復号化装置と静止画像復号
装置との間で多地点間の通信を行う動画像符号化装置と
の接続関係を示す概念図， 第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明に係る動画像の
符号化におけるリフレッシュを示す概念図， 第３図は本発明に係る動画像符号化装置により静止画像
の符号化を行う場合の概念図， 第４図は本発明の動画像符号化装置のブロック図， 第５図は受信側の静止画像復号化装置の一実施例のブロ
ック図， 第６図は本発明の一実施例に係る符号化装置のブロック
図である。 図において,1,10,52……フレームメモリ,2……同期分離
器,3,4……リフレッシュメモリ,5,11,12……スイッチ,6
……減算器,7……量子化器,8……加算器,9……フレーム
内予測器,13,14……符号変換器,50……逆符号変換器,51
……フレーム内復号器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力画像信号を画面内の相関と画面間の相
   関を用いて符号化し，動画出力信号と静止画出力信号と
   を出力する画像符号化装置であって， 前記入力画像信号から同期信号を分離し，該分離した同
   期信号を基にフレームの先頭を示すフレームパルスと，
   ラインの先頭を示すラインパルスと，垂直同期信号を生
   成する同期分離器と， 前記フレームパルス及び前記ラインパルスを基に，定め
   られたフレーム毎にｎラインづつ移動しながらリフレッ
   シュを行うための第１のリフレッシュ信号を発生する第
   １のリフレッシュ手段と， 静止画符号化指示信号に応答して，定められたフレーム
   の間，書込み信号を発生する書込み信号発生手段と， 前記ラインパルスと前記垂直同期信号によって，前記定
   められたフレームの垂直同期区間毎に,nラインづつ移動
   するライン番号を発生するライン番号発生手段と， 前記垂直同期信号の区間にフレーム内符号化を行なわせ
   るのを指示する第２のリフレッシュ信号を発生する第２
   のリフレッシュ手段と， 前記入力画像信号を前記書込み信号に応答して１画面蓄
   え，該蓄えられた画像を，前記垂直同期信号の区間に前
   記ライン番号に相当するアドレスから読出し，該読出さ
   れた信号を静止画信号として出力するフレームメモリ
   と， 前記入力画像信号と前記静止画信号とを受け，前記垂直
   同期信号の区間は前記静止画信号を選択し，前記垂直同
   期信号の区間以外は前記入力画像信号を選択し，選択た
   れた画像信号を出力する第１の選択手段と， 前記選択された画像信号と選択された予測信号とを用い
   て冗長度を低減した予測誤差信号を得る手段と， 該予測誤差信号を量子化し，量子化された信号を出力す
   る量子化手段と， 該量子化された信号と前記選択された予測信号とを用い
   て局部復号信号を得る手段と， 該局部復号信号から前記画面内の相関を用いた第１の予
   測信号を発生する第１の予測手段と， 前記局部復号信号から前記画面間の相関を用いた第２の
   予測信号を発生する第２の予測手段と， 前記第１のリフレッシュ信号と前記第２のリフレッシュ
   信号とを受け，前記垂直同期信号の区間は前記第２のリ
   フレッシュ信号を選択し，前記垂直同期信号の区間以外
   は前記第１のリフレッシュ信号を選択し，選択されたリ
   フレッシュ信号を出力する第２の選択手段と， 前記第１及び前記第２の予測信号を受け，前記選択され
   たリフレッシュ信号がリフレッシュラインであることを
   示しているときは前記第１の予測信号を選択し，前記選
   択されたリフレッシュ信号がリフレッシュライン以外の
   ラインであることを示しているときは前記第２の予測信
   号を選択し，前記選択された予測信号を出力する第３の
   選択手段と， 前記量子化された信号の中で前記垂直同期信号の区間以
   外の信号を符号変換し，該符号変換された信号を前記動
   画出力信号として出力する第１の符号変換手段と， 前記量子化された信号の中で前記垂直同期信号の区間の
   信号と前記ライン番号とを符号変換し，該符号変換され
   た信号を前記静止画出力信号として出力する第２の符号
   変換手段と を有することを特徴とする画像符号化装置。