JP2001251634A - 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 - Google Patents
動画像符号化装置及び動画像符号化方法Info
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Abstract
ロックに分割する手段と、ブロック毎に動き補償予測モ
ードとフレーム内予測モードを含む複数の予測モードか
ら選択された予測モードにより予測を行って予測信号を
生成する手段と、入力動画像信号と予測信号との誤差信
号である予測残差信号をDCT変換してDCT係数を得
る手段と、DCT係数を量子化する手段とを備えた動画
像符号化装置において、各ブロックに関わる予測モード
を示す情報、動き補償予測モードが選択された場合に検
出される動きベクトル情報、及び各ブロックに関わるD
CT係数の情報をそれぞれ複数ブロック分まとめ、重要
度の高い順に並べて多重化する多重化手段を備えたこと
を特徴とする。
Description
率に圧縮符号化する動画像符号化装置及び動画像符号化
方法に係り、特に伝送路/蓄積媒体での誤りに強い動画
像符号化装置及び動画像符号化方法に関する。
端末、ディジタルビデオディスクシステムおよびディジ
タルTV放送システムなどのように動画像信号を伝送/
蓄積するシステムにおいては、動画像信号をできるだけ
少ない情報量に圧縮符号化し、得られた圧縮符号化信号
である符号列を伝送路/蓄積媒体へ伝送/蓄積し、伝送
/蓄積された符号列を復号化することによって元の動画
像信号を再生する。
号の圧縮符号化技術として、動き補償、離散コサイン変
換(DCT)、サブバンド符号化、ピラミッド符号化等
の方式や、これらを組み合わせた方式など様々な方式が
開発されている。また、動画像の圧縮符号化の国際標準
方式としてISO・MPEG1、MPEG2、ITU−
T・H.261,H.262が規定されている。これら
の符号化方式は、いずれも動き補償適応予測と離散コサ
イン変換の組み合わせを基本とした方式であり、文献
1:安田浩編著、“マルチメディア符号化の国際標
準”、丸善、(平成3年6月)等にその詳細が述べられ
ている。
号化して得られた符号列を無線伝送路のような誤りが生
じやすい媒体を介して伝送/蓄積する場合、復号化側で
再生される画像信号が伝送/蓄積の際の誤りにより劣化
してしまうことがある。このような誤りの対策として、
例えば誤り確率の異なる複数の伝送路を介して符号列を
伝送できる条件下では、誤りによる画質劣化を少なくす
るため、符号列をいくつかの階層に分けて、上位階層の
符号列はより誤り確率の低い伝送路で伝送を行う階層的
符号化方式が知られている。階層の切り分けとしては、
モード情報、動き補償情報、画像信号の低周波成分を上
位階層とし、画像信号の高周波数成分を上位階層とする
方法等が提案されている。
て、動き補償適応予測とDCTを用いた動画像符号化装
置を図5により説明する。図5において、入力動画像信
号11はまず予測回路12で予測に供される。予測回路
12においては、入力動画像信号11とフレームメモリ
13に蓄えられている既に符号化/局部復号化によって
得られた参照画像信号との間の動きベクトルが検出さ
れ、この動きベクトルに基づいて所定の単位領域(予測
領域という)毎に動き補償予測が行われ、動き補償予測
信号が作成される。
レーム間予測モード)と入力動画像信号11をそのまま
符号化するフレーム内予測モードを持っており、これら
の予測モードから符号化に最適なモードを選択して、そ
れぞれのモードに対応する予測信号14を出力する。す
なわち、予測回路12は動き補償予測モードでは動き補
償予測信号、フレーム内予測モードでは“0”をそれぞ
れ予測信号14として出力する。
予測信号14が減算されることにより予測残差信号16
が生成される。予測残差信号16は、離散コサイン変換
(DCT)回路17において一定の大きさのブロック単
位で離散コサイン変換され、DCT係数情報18とな
る。DCT係数情報18は、量子化回路19で量子化さ
れる。フレーム内予測モードでは予測信号14は“0”
であるから、減算器15からは予測残差信号16として
入力動画像信号11がそのまま出力される。
係数情報20は二分岐され、一方では第1の可変長符号
化回路21により可変長符号化され、他方では逆量子化
回路22により逆量子化される。逆量子化回路22の出
力は、逆離散コサイン変換(逆DCT)回路23により
逆離散コサイン変換される。すなわち、逆量子化回路2
2および逆DCT回路23では量子化回路19およびD
CT回路17と逆の処理が行われ、逆DCT回路23の
出力には予測残差信号16に近似した信号が得られる。
逆DCT回路23の出力は、加算回路24において予測
回路12からの予測信号14と加算され、局部復号信号
25が生成される。この局部復号信号25はフレームメ
モリ13に参照画像信号として記憶される。
して予測モード/動きベクトル情報26が出力され、可
変長符号化回路27により可変長符号化される。可変長
符号化回路21,27から出力される符号列は、マルチ
プレクサ30により多重化されるとともに、上位階層符
号列31および下位階層符号列32に分けられ、図示し
ない伝送路/蓄積媒体へ出力される。すなわち、上位階
層符号列31は伝送/蓄積による誤りが生じる確率が比
較的低い伝送路/蓄積媒体に出力され、下位階層符号列
32は伝送/蓄積による誤りが生じる確率が比較的高い
伝送路/蓄積媒体に出力される。
符号列31と下位階層符号列32の切り分けは、例えば
図6に示すように可変長符号化回路22からの予測回路
12での予測モードを表わすモード情報、動きベクトル
情報(MV)および可変長符号回路21からの可変長符
号化されたDCT係数情報のうちの低域DCT係数情報
を上位階層符号列31に当て、可変長符号回路21から
の可変長符号化されたDCT係数情報のうちの残った高
域DCT係数情報を下位階層符号列32に当てるという
ように行う。
には、以下のような問題がある。まず、誤りが生じると
画質が大きく劣化する動きベクトル情報が各予測領域毎
に一つずつしか無いために、動きベクトル情報に誤りが
生じると、その予測領域については動き情報を全く復号
化できなくなり、大きな画質劣化を生じるという点であ
る。このような画質劣化を少なくするためには、図6
(a)に示すように動きベクトル情報(MV)は全て上
位階層符号列31に当てればよい。しかし、一般に各階
層の符号列の符号量が全階層の符号列の総符号量中で取
り得る割合には制限があり、このように全ての動きベク
トル情報を上位階層符号列31に含めた場合には、この
制限を越えてしまうことがある。これを防ぐために動き
ベクトル情報を下位階層符号列32に当てると、誤り耐
性が大幅に低下してしまうという問題が発生する。
の各符号語は可変長符号化回路21,27で作成される
可変長符号により構成されているので、誤りによって復
号化の際に可変長符号の同期外れが起こることがある。
ところが、従来の動画像符号化装置では図6に示すよう
に各階層の符号列31,32内に、誤りが生じると復号
化画像に大きな劣化を生じるモード情報、動きベクトル
情報といった重要な予測に関わる情報と、誤りが生じて
もそれほど大きな劣化を生じない予測残差信号のDCT
係数情報等が混在して多重化されている。このため、重
要でない情報が乗っている符号語の復号化中に同期外れ
が生じると、重要な情報が乗っている符号語にも誤りを
波及させてしまうことがあり、復号画像に大きな劣化を
生じさせる。このような場合には、同期符号が現れるま
では同期回復を図ることができないため、それまでの復
号画像の情報は全て誤ったものとなり、画面内の広範囲
にわたって大きな劣化が生じてしまうという問題があ
る。
動画像符号化装置においては、誤りが生じると復号画像
の品質を大きく低下させてしまう動きベクトル情報のよ
うな予測に関わる情報が各予測領域毎に一つずつしか符
号化されていないため、誤り耐性が低い。
係る情報を誤り確率の低い伝送路/蓄積媒体によって伝
送/蓄積しなければならないが、各階層の符号列の符号
量が全階層の符号列の総符号量中で取り得る割合に制限
があるため、結果的に誤り確率の異なる複数の伝送路/
蓄積媒体を用いて符号列の伝送/蓄積を行うことで誤り
による画質劣化を緩和するという階層的符号化の特徴を
生かせないという問題が起こる。
関わる情報のような比較的重要な情報と、それ以外の比
較的重要でない情報が混在して符号列中に含まれている
ために、重要でない情報で生じた誤りが重要な情報に波
及して大きな画質劣化を生じるという問題があった。
号化装置及び動画像符号化方法を提供することを目的と
する。
め、本発明は入力動画像信号をなす入力画像を複数のブ
ロックに分割する手段と、ブロック毎に動き補償予測モ
ードとフレーム内予測モードを含む複数の予測モードか
ら選択された予測モードにより予測を行って予測信号を
生成する手段と、入力動画像信号と予測信号との誤差信
号である予測残差信号をDCT変換してDCT係数を得
る手段と、DCT係数を量子化する手段とを備えた動画
像符号化装置において、各ブロックに関わる予測モード
を示す情報、動き補償予測モードが選択された場合に検
出される動きベクトル情報、及び各ブロックに関わるD
CT係数の情報をそれぞれ複数ブロック分まとめ、重要
度の高い順に並べて多重化する多重化手段を具備したこ
とを特徴とする。
画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎に動き補償
予測モードとフレーム内予測モードを含む複数の予測モ
ードから予測を行って予測信号を生成し、入力動画像信
号と予測信号との誤差信号である予測残差信号をDCT
変換してDCT係数を求め、該DCT係数を量子化する
動画像符号化方法において、各ブロックに関わる予測モ
ードを示す情報、動き補償予測モードが選択された場合
に検出される動きベクトル情報、及び各ブロックに関わ
るDCT係数の情報をそれぞれ複数ブロック分まとめ、
重要度の高い順に並べて多重化することを特徴とする。
施形態を説明する。図1は、本発明による動画像符号化
装置の一実施形態のブロック図であり、動き補償適応予
測とDCTを組み合わせた動画像符号化装置に本発明を
適用した例を示している。
ず予測回路102での予測に供される。すなわち、予測
回路102においては入力動画像信号101とフレーム
メモリ103に蓄えられている既に符号化/局部復号化
によって得られた参照画像信号との間の動きベクトルが
検出され、この動きベクトルに基づいて動き補償予測信
号が作成される。予測回路102は、動き補償予測モー
ド(フレーム間予測モード)と入力動画像信号101を
そのまま符号化するフレーム内予測モードを持ってお
り、符号化に最適な予測モードを選択して、それぞれの
モードに対応する予測信号104を出力する。すなわ
ち、予測回路102は動き補償予測モードでは動き補償
予測信号、フレーム内予測モードでは“0”を予測信号
104としてそれぞれ出力する。
から予測信号104が減算されることにより予測残差信
号106が生成される。予測残差信号106は、離散コ
サイン変換(DCT)回路107において一定の大きさ
のブロック単位で離散コサイン変換され、DCT係数情
報108となる。DCT係数情報108は、量子化回路
109で量子化される。なお、フレーム内予測モードで
は、予測信号104は“0”であるから、減算器105
からは予測残差信号106として入力動画像信号101
がそのまま出力される。
T係数情報110は二分岐され、一方では第1の可変長
符号化回路111により可変長符号化され、他方では逆
量子化回路112により逆量子化される。逆量子化回路
112の出力は逆離散コサイン変換(逆DCT)回路1
13により逆離散コサイン変換される。すなわち、逆量
子化回路112および逆DCT回路113では量子化回
路109およびDCT回路107と逆の処理が行われ、
逆DCT回路113の出力に予測残差信号106に近似
した信号が得られる。逆DCT回路113の出力は加算
回路114において予測回路102からの予測信号10
4と加算され、局部復号信号115が生成される。この
局部復号信号115は、フレームメモリ103に参照画
像信号として記憶される。
測に関わる情報として大領域予測モード/動きベクトル
情報116および小領域予測モード/動きベクトル情報
117が出力され、可変長符号化回路118および11
9によりそれぞれ可変長符号化される。可変長符号化回
路111,118および119から出力される符号列
は、マルチプレクサ120により多重化されるととも
に、上位階層符号列121および下位階層符号列122
に分けられ、図示しない伝送路/蓄積媒体へ出力され
る。
伝送路/蓄積媒体を介して伝送/蓄積を行うことが可能
な条件下では、上位階層符号列121についてはより誤
り確率の低い伝送路/蓄積媒体を介して伝送/蓄積を行
い、下位階層符号列122についてはこれより誤り確率
の高い伝送路/蓄積媒体を介して伝送/蓄積を行うこと
により、上位階層符号列121にはできるだけ誤りが生
じにくいようにする。また、符号化列121,122に
対して誤り訂正符号化を行う場合には、上位階層符号化
列121は下位階層符号化列122に比べて誤り率が低
くなるように、より強力な誤り訂正符号化を行う。
成および動作を詳細に説明する。予測回路102におい
ては、入力動画像信号101を上位段階から下位段階に
わたって順次より多くの領域に段階的に分割し、各段階
で分割された領域毎に入力動画像信号に対する動き補償
予測を行って予測信号を生成する。図2の例では、予測
回路102での領域分割および予測を2段階としてい
る。すなわち、予測回路102は第1段階では入力動画
像信号101を図2中実線の領域(大領域という)で示
すように大きく分割し、これらの大領域について粗い画
素精度で動き補償予測を行い、次いで第2段階では必要
に応じて大領域を図中破線の領域(小領域という)に示
すようにさらに細かく分割し、これらの小領域について
細かな画素精度で動き補償予測を行う。
により、予測回路102から出力される大領域について
の予測に関する情報のみでなく、小領域についても大領
域についての予測に関する情報を符号化する。このよう
にすることにより、もし小領域についての予測に関する
情報が誤りにより失われた場合でも、復号化装置では大
領域についての予測に関する情報が誤り無く復号化され
れば、大まかな精度で予測を行うことができ、復号画像
の画質の大きな劣化を防ぐことができる。
る情報は、予測モードを示す情報と動きベクトルを示す
情報からなる。大領域の予測モードを示す情報と動きベ
クトル(図2中実線の矢印で示す)を示す情報、すなわ
ち大領域予測モード/動きベクトル情報116は、可変
長符号化回路118で可変長符号化される。この際、動
きベクトル情報については、隣接する既に符号化した大
領域の動きベクトル情報との差分を可変長符号化しても
よいし、差分をとらずにそのまま固定長符号化しても良
い。また、ある間隔の領域毎に動きベクトル情報を固定
長符号化し、それ以外の領域の動きベクトル情報を可変
長符号化するようにしても良い。
きベクトル(図2中破線の矢印で示す)を示す情報、す
なわち小領域予測モード/動きベクトル情報117は、
可変長符号化回路119で可変長符号化される。この場
合、各小領域毎に動きベクトル情報と大領域動きベクト
ル情報との差分をとって可変長符号化しても良いし、各
大領域毎にまとめてブロック符号化、ベクトル量子化等
を用いて符号化を行っても良い。差分値を可変長符号化
する場合、大領域動きベクトルが小領域動きベクトルを
基に可逆の関数(例えば平均値)で表せるようにすれ
ば、小領域動きベクトルの中のある一つについては大領
域動きベクトルと他の小領域動きベクトルを基に計算に
より求めることが可能であるため、特に符号化の必要は
ない。
階層符号列122の構成例を示したものである。図3
(a)に示す上位階層符号列121には、1符号化フレ
ーム毎またはある領域単位毎に、先頭に一意に復号化可
能な同期符号を入れる。PSCがフレーム単位の同期符
号を示している。この同期符号PSCの後ろには、当該
フレームの符号化情報を示すピクチャヘッダをつける。
ピクチャヘッダは、当該フレームの時間的位置を示すフ
レーム番号、当該フレームの予測モードを示す情報(モ
ード情報)、当該フレームの上位階層および下位階層そ
れぞれの符号列の長さを示す情報(符号量)からなる。
ヘッダに大領域および小領域の大きさと動き補償の画素
精度を示す情報(大領域MC精度、小領域MC精度)を
追加すれば、動き補償の精度をフレーム単位に可変化し
て動きベクトル情報の符号量を制御することが可能にな
る。これにより、伝送路/蓄積媒体等の制約で上位階層
符号列121と下位階層符号列122の符号量の割合が
規定されている場合にも、それに対応した符号量振り分
けが可能である。また、各フレームの動きベクトル情報
の総符号量の制御もできるため、動き補償精度と動きベ
クトル情報の符号量の関係からみて最適な動き補償精度
を選択することが可能であり、それによって符号化効率
の向上を図ることができる。
ピクチャヘッダの後ろには、各領域の符号化情報が重要
度の高い情報から順番に並べられている点が特徴的であ
る。ここで重要度の高い情報とは、誤りが生じると復号
画像に大きな劣化が生じてしまう情報のことである。す
なわち、上位階層符号列121のピクチャヘッダの後ろ
には、まず最も重要度の高い予測モードを示す情報(モ
ード情報)、つまり予測回路102から出力される大領
域予測モード/動きベクトル情報116および小領域予
測モード情報117を可変長符号化回路118で符号化
して得られた符号列のうちの予測モード情報の符号列を
入れる。
領域のDCT係数情報のDC成分(イントラDC)、つ
まり予測残差信号106をDCT回路107および量子
化回路109を通して得たDCT係数情報を可変長符号
化回路111で符号化して得られた符号列のうちのDC
成分の符号列を入れる。さらに、動き補償予測モードが
選択された領域では、大まかな動き情報を示す大領域動
きベクトル情報(大領域MV)、つまり予測回路102
から出力される大領域予測モード/動きベクトル情報1
16を可変長符号化回路118で符号化して得られた符
号列のうちの動きベクトル情報の符号列を入れる。
22には、小領域の動きベクトル情報(小領域MV)、
つまり予測回路102から出力される小領域予測モード
/動きベクトル情報117を可変長符号化回路119で
符号化して得られた符号列のうちの動きベクトル情報の
符号列を入れ、さらにその後ろにDCT係数情報の高周
波成分、つまり予測残差信号106をDCT回路107
および量子化回路109を通して得たDCT係数情報を
可変長符号化回路111で符号化して得られた符号列の
うちの高周波成分の符号列を入れる。
い、予測モードを示すモード情報や大まかな予測情報を
示す大領域動きベクトル情報を上位階層符号列121
に、また精細な動きベクトル情報を下位階層符号列12
2にそれぞれ割り当てている。従って、伝送路/蓄積媒
体での誤りによって下位階層符号列122に含まれる小
領域動きベクトル情報が失われた場合でも、動画像復号
化装置では上位階層符号列121に含まれる大領域動き
ベクトル情報を用いて大まかな精度で動き補償予測を行
うことができるため、復号画像に大幅な画質劣化が生じ
る確率を低くすることができる。
階層符号列121,122内でも符号列を重要な情報の
順に並べているため、重要でない情報で生じた誤りが重
要な情報にまで波及することが無く、大幅な画質劣化を
防ぐことができる。
実施形態について説明する。図4は、図1の動画像符号
化装置に対応した動画像復号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ら出力される上位階層符号列121および下位階層符号
列122が伝送路/蓄積媒体を介して入力されてきた上
位階層符号列201および下位階層符号列202は、デ
マルチプレクサ203により量子化DCT係数情報の可
変長符号204、大領域予測モード/動きベクトル情報
の可変長符号205および小領域予測モード/動きベク
トル情報の可変長符号206に分離された後、可変長復
号化回路207,208および209にそれぞれ入力さ
れる。
04を可変長復号化することにより量子化DCT係数情
報210を出力する。この量子化DCT係数情報210
は、逆量子化回路213により逆量子化され、さらに逆
DCT回路214で逆離散コサイン変換されることによ
り予測残差信号215が生成される。この予測残差信号
215は、加算回路216で予測回路217からの予測
信号219と加算され、再生画像信号221が生成され
る。再生画像信号221は、動画像復号化装置の外部へ
出力されるとともに、フレームメモリ218に参照画像
信号として記憶される。
は可変長符号205,206から大領域予測モード/動
きベクトル情報211および小領域予測モード/動きベ
クトル情報212が可変長復号化される。これらの情報
211,212は、予測回路217へ入力される。予測
回路217は、フレームメモリ218に記憶されている
参照画像信号と大領域予測モード/動きベクトル情報2
11および小領域予測モード/動きベクトル情報212
から動画像信号の予測を行い、予測信号219を生成す
る。
203および可変長復号化回路207,208,209
の状態に基づいて上位階層符号列201および下位階層
符号列202の誤りの有無を判定し、その判定結果を予
測回路217に与える。誤り判定回路220で上位およ
び下位階層符号列201,202のいずれにも誤りが検
出されなかった場合、予測回路217はフレームメモリ
218に記憶されている参照画像信号を基にして、図1
における予測信号104と同一の予測信号219を出力
する。
対応して画像信号を再生する処理であり、逆量子化回路
213、逆DCT回路214、加算回路216、フレー
ムメモリ218が行う処理は、それぞれ図1における逆
量子化回路112、逆DCT回路113、加算回路11
4、フレームメモリ103の処理と基本的に同一であ
る。また、可変長復号化回路207,208,209、
マルチプレクサ203は、それぞれ図1における可変長
符号化回路111,118,119、マルチプレクサ1
20の処理の逆の処理を行う。
位階層符号列201,202の少なくとも一方に誤りが
検出された場合は、例えば以下のように誤りが検出され
た情報よりも重要度の高い情報を用いて再生画像が作成
される。
含まれる動き補償予測が行われたブロックのDCT係数
情報に誤りが検出された場合は、そのブロックの予測残
差信号を0とし、正しく復号化されたモード情報、大領
域動きベクトル情報および小領域動きベクトル情報を用
いて得られた動き補償予測信号を予測信号219として
再生画像信号221を得る。
りが生じた場合には、その小領域については大領域動き
ベクトル情報を用いて得られた動き補償予測信号を予測
信号219として再生画像信号221を得る。
誤りが生じた場合には、その大領域については周囲の領
域や既に復号化されたフレームの動きベクトル情報から
その大領域の動き補償予測をできる時にはその推定値を
用い、周囲の動きベクトル情報にも誤りが生じている場
合には既に復号化されたフレームの画像信号をそのまま
再生画像信号221として用いる。
ブロックのDCT係数情報のAC成分に誤りが生じた場
合には、DCT係数情報のDC成分と周囲ブロックの正
しく復号化された画像信号からそのブロックの画像信号
を予測して再生画像信号221とするか、既に復号化さ
れたフレームの画像信号から周囲ブロックの正しく復号
化された画像信号の予測信号を用いてそのブロックの画
像信号を予測して再生画像信号221とする。
を用いている場合、誤りにより同期外れが起こり、同期
符号検出等により同期回復が図られるまで後続の符号に
誤りが波及することがある。そのような場合は後続の符
号は復号化には用いない。例えば、下位階層符号列12
2中の小領域動きベクトル情報に誤りが生じた場合、そ
の小領域以降の動きベクトル情報とそれに続くDCT係
数情報に誤りが波及することがあるが、そのような場合
には誤りの波及している情報は復号化には用いない。こ
のような同期外れが生じた場合でも、符号列には重要度
の高い順に符号語が並べられているため、重要度の低い
情報で生じた誤りが重要度の高い情報にまで波及するこ
とがなく、再生画像の大幅な劣化を防ぐことができる。
に誤りが発生していることを検出する具体的な方法とし
ては、以下の方法を挙げることができる。
り検出符号を用いる方法である。この場合、図1に示し
た動画像符号化装置のマルチプレクサ120において可
変長符号に対して誤り検出符号化を行い、図4に示す動
画像復号化装置のデマルチプレクサ203において誤り
検出処理を行い、その検出結果を誤り判定部220に与
える。
8,209において、入力の符号語と出力値との対応関
係を表わした符号語テーブル中に存在しない符号語が検
出された場合に、それを誤りと判定する方法である。特
に、可変長符号を用いている場合には、誤りが検出され
た部分だけでなくその前後の符号列中にも誤りが波及し
ていることがあるので、当該符号語全てに対して誤り検
出処理を行う。
れた動きベクトル情報、予測信号、DCT係数情報、予
測残差信号、再生画像信号等が動画像の符号化において
生じ得ない信号であるか否かを判定することにより誤り
判定を行う方法である。この方法を用いることは本発明
において特徴的であるため、より詳細に説明する。
ベクトルが予め規定された探索範囲を超えていたり、画
面外へはみ出している場合には誤りと判定する。
たDCT係数情報を判定することにより、誤りを検出す
ることも可能である。入力画像信号101の画素値の取
り得る範囲を0〜D−1、DCTブロックサイズをN×
Nとすると、DCT係数は以下の範囲内の値をとる。
を取った場合には誤りと判定する。この場合、誤りが検
出されたブロックについてはその全てあるいは一部のD
CT係数を0とするか、復号値を周囲のブロックの復号
値から推定すれば良い。
りを判定することも可能である。入力画像信号101の
画素値の取り得る範囲を0〜D−1、DCTブロックサ
イズをN×N、量子化幅をQ(線形量子化の場合)とす
ると、再生画像信号221の画素値の取り得る範囲は −N×Q〜D+N×Q となる。そこで、復号化された再生画像信号221の画
素値がこの範囲を超えた場合には誤りと判定する。その
場合、例えばフレーム間予測モード(動き補償予測モー
ド)では予測残差信号215を“0”とし、フレーム内
予測モードでは逆DCT回路214への入力のDCT係
数のうち一部を“0”として逆DCTを行って再生画像
信号221を得るようにするか、または再生画像信号2
21の周囲のブロックの画素値から推定を行えば良い。
置における誤り判定部220での誤り判定に、再生され
た情報や信号が伝送路/蓄積媒体において生じ得ない情
報や信号であるか否かの判定も加えることによって、よ
り正確な誤り判定を行うことができるようになる。この
ため、誤りが生じた情報や信号を誤り処理をせずにその
まま動画像信号の再生に用いることによって生じる再生
画像の品質劣化を抑えることができる。
きる。例えば、上記実施形態では動画像符号化装置から
出力される符号列を2階層に分ける例を示したが、3階
層以上に分けて符号化を行っても良い。例えば、フレー
ム同期符号(PSC)、ピクチャヘッダ、モード情報を
最上位の第1階層とし、フレーム内予測モードでのDC
T係数情報のDC成分(イントラDC)と大領域動きベ
クトル情報を第2階層、小領域動きベクトル情報を第3
階層、第1階層に割り当てたDCT係数情報以外のDC
T係数情報を第4階層にそれぞれ割り当ててもよい。ま
た、DCT係数を低域成分と高域成分というようにさら
にいくつかの階層に分けて符号化を行っても良い。
おいて、前記のように固定長符号化を行う動きベクトル
情報と、この固定長符号化を行う動きベクトル情報との
差分を可変長符号化する動きベクトル情報の2通りに分
けて符号化する場合には、同期外れによって後ろの符号
列に誤りが波及することがない固定長符号化された動き
ベクトル情報をフレームないしはある領域単位にまとめ
て先に入れ、その後ろに可変長符号化された動きベクト
ル情報を入れるようにすることが有効である。このよう
にすると、可変長符号化部分で誤りが発生して同期外れ
が起こっても、可変長符号化された動きベクトル情報に
は誤りが波及しないため、復号化の際に固定長符号化さ
れた動きベクトル情報を基に誤りが生じた動きベクトル
を推定して大まかな精度で予測信号を作成することが可
能であるため、誤りによる再生画像の画質劣化を小さく
することができる。
生された情報が動画像符号化において生じ得ない情報で
あるか否かを判定する方法は、階層符号化された符号列
に限らず、一般の動画像符号化装置により得られた符号
列から元の画像信号を復号化する動画像復号化装置にも
適用することが可能である。
り耐性の高い、つまり符号化列の伝送/蓄積の際に生じ
る誤りによる復号画像の画質劣化が小さい動画像符号化
装置及び動画像符号化方法を提供することができる。
示すブロック図
とそれに対応する動きベクトルを示す図
層および下位階層符号列の例を示す図
化装置の一実施形態を示すブロック図
の例を示す図
回路 103…フレームメモリ 104…予測
信号 105…減算器 106…予測
残差信号 107…離散コサイン変換回路 108…DC
T係数情報 109…量子化回路 110…量子
化DCT係数情報 111…可変長符号化回路 112…逆量
子化回路 113…逆離散コサイン変換回路 114…加算
器 115…局部復号信号 116…大領域予測モード/動きベクトル情報 117…小領域予測モード/動きベクトル情報 118,119…可変長符号化回路 120…マル
チプレクサ 121…上位階層符号列 122…下位
階層符号列 201…上位階層符号列 202…下位
階層符号列 203…デマルチプレクサ 204〜20
6…可変長符号 207〜209…可変長符号化回路 210…量子
化DCT係数 211…大領域予測モード/動きベクトル情報 212…小領域予測モード/動きベクトル情報 213…逆量子化回路 214…逆離
散コサイン変換回路 215…予測残差信号 216…加算
器 217…予測回路 218…フレ
ームメモリ 219…予測信号 220…誤り
判定回路 221…再生画像信号
Claims (2)
- 【請求項1】入力動画像信号をなす入力画像を複数のブ
ロックに分割する手段と、 ブロック毎に動き補償予測モードとフレーム内予測モー
ドを含む複数の予測モードから選択された予測モードに
より予測を行って予測信号を生成する手段と、 入力動画像信号と予測信号との誤差信号である予測残差
信号をDCT変換してDCT係数を得る手段と、 DCT係数を量子化する手段とを備えた動画像符号化装
置において、 各ブロックに関わる予測モードを示す情報、動き補償予
測モードが選択された場合に検出される動きベクトル情
報、及び各ブロックに関わるDCT係数の情報をそれぞ
れ複数ブロック分まとめ、重要度の高い順に並べて多重
化する多重化手段を具備したことを特徴とする動画像符
号化装置。 - 【請求項2】入力動画像信号をなす入力画像を複数のブ
ロックに分割し、ブロック毎に動き補償予測モードとフ
レーム内予測モードを含む複数の予測モードから予測を
行って予測信号を生成し、入力動画像信号と予測信号と
の誤差信号である予測残差信号をDCT変換してDCT
係数を求め、該DCT係数を量子化する動画像符号化方
法において、 各ブロックに関わる予測モードを示す情報、動き補償予
測モードが選択された場合に検出される動きベクトル情
報、及び各ブロックに関わるDCT係数の情報をそれぞ
れ複数ブロック分まとめ、重要度の高い順に並べて多重
化することを特徴とする動画像符号化方法。
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---|---|---|---|
JP2001069357A JP3474860B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001069357A JP3474860B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 |
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JP2003203770A Division JP3756898B2 (ja) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 |
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