JP2003153280A - Moving picture encoding system of optimum encoding mode selection type - Google Patents
Moving picture encoding system of optimum encoding mode selection typeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は最適符号化モード選
択型動画像符号化方式に関し、動画像を高効率に圧縮符
号化できる最適符号化モード選択型動画像符号化方式に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optimum coding mode selection type moving picture coding system, and more particularly to an optimum coding mode selection type moving picture coding system capable of highly efficient compression coding of moving pictures.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の動画像符号化装置の一例を、図６
を参照して説明する。入力画像信号１１は、予測信号減
算器１２と動き推定・動き補償部１９に送られる。予測
信号減算器１２で、入力画像信号１１から動き補償予測
信号ａが減算され、予測誤差信号ｂが得られる。該予測
誤差信号ｂは、高い符号化効率を得るために、ＤＣＴ
（離散コサイン変換部）部１３で直交変換され、量子化
部１４で量子化される。その後、可変長符号化（ＶＬ
Ｃ）部２０でハフマン符号化等の可変長符号に変換さ
れ、一旦バッファ２１に格納された後、ビットストリー
ム２２として出力される。量子化部１４は、該バッファ
２１からのレート制御信号により、次のブロックのため
の量子化ステップを計算する。2. Description of the Related Art An example of a conventional moving picture coding apparatus is shown in FIG.
Will be described with reference to. The input image signal 11 is sent to the prediction signal subtractor 12 and the motion estimation / compensation unit 19. The prediction signal subtractor 12 subtracts the motion compensation prediction signal a from the input image signal 11 to obtain a prediction error signal b. The prediction error signal b is converted to DCT in order to obtain high coding efficiency.
The (discrete cosine transform unit) unit 13 performs orthogonal transform, and the quantization unit 14 quantizes. After that, variable length coding (VL
The C) unit 20 converts the code into a variable length code such as Huffman coding, temporarily stores it in the buffer 21, and then outputs it as a bit stream 22. The quantizer 14 calculates the quantization step for the next block by the rate control signal from the buffer 21.
【０００３】また、復号側と同一の予測信号を用いるた
めに、量子化部１４で得られた量子化係数を逆量子化部
１５で逆量子化し、逆ＤＣＴ部１６で予測誤差信号が局
所的に復号される。この予測誤差信号は、局所復号加算
器１７で、動き推定・動き補償部１９で復元された動き
補償予測信号ａと加算され、フレームメモリ１８に送ら
れる。Further, in order to use the same prediction signal as that on the decoding side, the quantized coefficient obtained by the quantization unit 14 is inversely quantized by the inverse quantization unit 15, and the prediction error signal is locally generated by the inverse DCT unit 16. Will be decrypted. This prediction error signal is added by the local decoding adder 17 to the motion compensation prediction signal a restored by the motion estimation / motion compensation unit 19 and sent to the frame memory 18.
【０００４】前記動き推定・動き補償部１９では、動き
補償予測信号ａの復元、動きベクトルＭＶの決定、およ
び符号化モードの選択をする。ここで、符号化モード
は、例えば図７に示されているように、Ｉ、Ｐ、および
Ｂピクチャ毎に、参照方式、予測タイプ、およびＤＣＴ
タイプの組み合わせにより与えられ、マクロブロック単
位に符号化モードの選択が可能である。The motion estimation / motion compensation section 19 restores the motion-compensated prediction signal a, determines the motion vector MV, and selects the coding mode. Here, the coding mode is, for example, as shown in FIG. 7, a reference scheme, a prediction type, and a DCT for each I, P, and B picture.
It is given by a combination of types, and the coding mode can be selected for each macroblock.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記した従来装置で
は、前記符号化モードの選択は、予測誤差信号ｂの絶対
値和とか分散値とかを最小にするように、単に機械的に
決定していた。このため、動画像を高効率に圧縮符号化
することに関して、改善の余地があった。In the above-mentioned conventional apparatus, the selection of the coding mode is simply mechanically determined so as to minimize the sum of absolute values or the variance of the prediction error signal b. . Therefore, there is room for improvement in highly efficient compression encoding of moving images.
【０００６】本発明の目的は、前記した従来技術に鑑
み、動画像符号化におけるマクロブロック単位の適応モ
ード判定を符号化ビット数最小化の規範でより厳密に行
うことにより、圧縮符号化の効率をさらに向上させる最
適符号化モード選択型動画像符号化方式を提供すること
にある。In view of the above-described conventional technique, an object of the present invention is to more accurately determine the adaptive mode in macroblock units in moving picture coding in accordance with the code bit minimization criterion, thereby achieving compression coding efficiency. An object of the present invention is to provide an optimal encoding mode selection type moving image encoding method that further improves the above.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、矩形小領域単位で動画像の符号化処
理を行う最適符号化モード選択型動画像符号化方式であ
って、該矩形小領域の符号化モードを発生ビット数最小
化の規範で適応的に決定するようにした点に特徴があ
る。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an optimum coding mode selection type moving picture coding system for coding a moving picture in units of rectangular small areas, It is characterized in that the coding mode of the rectangular small area is adaptively determined by the criterion of the number of generated bits.
【０００８】この特徴によれば、圧縮符号化の効率をさ
らに向上させることが可能であり、動画像を高効率で圧
縮符号化できるようになる。According to this feature, it is possible to further improve the efficiency of compression encoding, and it is possible to perform compression encoding of a moving image with high efficiency.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
をより詳細に説明する。図１、図２および図３は、本発
明の一実施形態の動作を示すフローチャート、図４は圧
縮符号化される入力画像の概念図である。なお、該図１
〜図３は、本実施形態の動き推定・動き補償部の動き補
償動作を示すものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. 1, 2, and 3 are flowcharts showing the operation of the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram of an input image to be compression-encoded. Note that FIG.
3 to FIG. 3 show the motion compensation operation of the motion estimation / motion compensation unit of this embodiment.
【００１０】図１〜図３の動作を、図４を参照しながら
説明する。図示されているように、Ｐiはｉ番目の入力
画像、ｊは矩形小領域、例えば１６画素×１６ラインの
マクロブロックの番号を示す。画像の全枚数は（Ｎ＋
１）枚、１画像の全マクロブロック数は（Ｍ＋１）個で
あるとする。The operation of FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, Pi represents the i-th input image, and j represents a rectangular small area, for example, a macroblock number of 16 pixels × 16 lines. The total number of images is (N +
1) It is assumed that the total number of macroblocks in one image and one image is (M + 1).
【００１１】図１のステップＳ１では、入力画像の番号
を示すｉが０と置かれる。ステップＳ２では、画像Ｐi
が入力する。ステップＳ３では、該画像Ｐiの符号化ピ
クチャが、Ｉ、Ｐ、およびＢピクチャのいずれであるか
が判断される。なお、本実施形態では、入力画像Ｐiを
どのピクチャにするかは、予め決められているものとす
る。該画像Ｐiに対するピクチャがＩピクチャであれば
ステップＳ４に進み、ＰピクチャであればステップＳ８
に進み、ＢピクチャであればステップＳ１２に進む。In step S1 of FIG. 1, i indicating the number of the input image is set to 0. In step S2, the image Pi
To enter. In step S3, it is determined whether the coded picture of the image Pi is an I, P, or B picture. In the present embodiment, it is assumed that which picture the input image Pi should be is predetermined. If the picture for the image Pi is an I picture, the process proceeds to step S4, and if it is a P picture, step S8.
If it is a B picture, the process proceeds to step S12.
【００１２】画像Ｐiの符号化ピクチャがＩピクチャで
あるとすると、ステップＳ４では、マクロブロック（１
６画素×１６ライン）の番号を表すｊが０と置かれる。
ステップＳ５では、ｊ番目のマクロブロックの符号化モ
ードが、後で詳述する本発明の方式により選択される。
ステップＳ６では、ｊ＝Ｍが成立したか否かの判断がな
される。この判断が否定の時には、ステップＳ７に進ん
で、ｊに１が加算される。以下、ステップＳ５〜Ｓ７の
処理が繰り返し行われ、ステップＳ６の判断が肯定にな
ると、画像Ｐiの符号化モードの選択を終了し、ステッ
プＳ１６に進む。なお、前記ステップＳ３でＰピクチャ
と判定されてステップＳ８に進んだ時、およびＢピクチ
ャと判定されてステップＳ１２に進んだ時の、各ステッ
プＳ９〜Ｓ１１の処理、およびステップＳ１３〜Ｓ１５
の処理は、前記ステップＳ５〜Ｓ７の処理と同じである
ので、説明を省略する。Assuming that the coded picture of the image Pi is an I picture, the macroblock (1
J representing the number of 6 pixels × 16 lines) is set to 0.
In step S5, the coding mode of the j-th macroblock is selected according to the method of the present invention described in detail later.
In step S6, it is determined whether j = M holds. When this determination is negative, the process proceeds to step S7, and 1 is added to j. Thereafter, the processes of steps S5 to S7 are repeated, and when the determination of step S6 is affirmative, the selection of the encoding mode of the image Pi is ended, and the process proceeds to step S16. It should be noted that the processing in each of steps S9 to S11 and the processing in steps S13 to S15 when it is determined to be a P picture in step S3 and proceeds to step S8, and when it is determined to be a B picture and proceeds to step S12.
Since the processing in step S5 is the same as the processing in steps S5 to S7, the description thereof will be omitted.
【００１３】ステップＳ１６では、ｉ＝Ｎ、すなわち全
画像の圧縮符号化が終了したか否かの判断がなされ、こ
の判断が否定の時には、ステップＳ１７に進んで、ｉに
１が加算される。そして、次の画像の処理が実行され
る。一方、ステップＳ１６の判断が肯定になると、前記
一連の圧縮符号化処理を終了する。In step S16, it is determined whether i = N, that is, whether or not the compression encoding of all images has been completed. If the determination is negative, the process proceeds to step S17 and 1 is added to i. Then, the processing of the next image is executed. On the other hand, when the determination in step S16 is affirmative, the series of compression encoding processing ends.
【００１４】次に、前記ステップＳ５，Ｓ９およびＳ１
３の「マクロブロックＭＢjの符号化モード選択」の動
作を、図２のフローチャートおよび図５の説明図を参照
して説明する。Next, the steps S5, S9 and S1 are performed.
The operation of "selection of coding mode of macroblock MBj" of 3 will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and the explanatory view of FIG.
【００１５】まず、本実施形態の概要を説明する。簡単
のため、扱う映像信号としては、輝度信号のみを対象と
して説明を行うこととする。本実施形態では、図５に示
されているように、各マクロブロックＭＢjを４個のＤ
ＣＴブロックＢ０〜Ｂ３に分解し、符号化モード毎に、
各ＤＣＴブロックの符号化ビット数、動きベクトル
のオーバヘッドビット数を算出する。本実施形態では、
前記のＤＣＴブロック符号化ビット数の計算は、画素
毎に計算をしていたのではリアルタイムの処理に間に合
わないので、ブロック単位予測誤差信号の統計量、例え
ば平均値ｍ、分散σ２、および量子化ステップサイズΔ
を基に、既知の発生ビット推定関数ｆ（ｍ，σ２，Δ）
から各ブロック毎の発生ビット数を推定する。また、
の動きベクトルのオーバヘッドビット数は、ＶＬＣテー
ブル等から算出する。First, the outline of this embodiment will be described. For simplicity, only the luminance signal will be described as the video signal to be handled. In this embodiment, as shown in FIG. 5, each macroblock MBj is divided into four D blocks.
Decompose into CT blocks B0 to B3, and for each coding mode,
The coding bit number of each DCT block and the overhead bit number of the motion vector are calculated. In this embodiment,
Since the calculation of the number of bits of the DCT block coding is not performed in real time because it is calculated for each pixel, the statistical amount of the block unit prediction error signal, for example, the average value m, the variance σ 2 , and the quantum. Step size Δ
Based on the known generated bit estimation function f (m, σ 2 , Δ)
From this, the number of generated bits for each block is estimated. Also,
The overhead bit number of the motion vector is calculated from the VLC table or the like.
【００１６】そして、マクロブロック内で、ＤＣＴブロ
ックの符号化ビット数が０となる、あるいは符号化ビッ
ト数が０となるＤＣＴブロックが大半を占める候補が一
つ以上存在する場合には、この符号化モードを優先的に
採用した上で、これらの中から予測誤差電力、すなわち
予測誤差信号の２乗和が最小となるものを符号化モード
として決定する。If there is one or more candidates in the macroblock in which the number of coded bits in the DCT block is 0 or the number of DCT blocks in which the number of coded bits is 0 is large, this code is used. The coding mode is preferentially adopted, and the prediction error power, that is, the one that minimizes the sum of squares of the prediction error signal is determined as the coding mode from among these.
【００１７】一方、前記のような候補が存在しない場合
には、マクロブロックの発生ビット数を、各符号化モー
ド毎に、４個のＤＣＴブロックの符号化ビット数と、そ
れ以外のオーバヘッドビット数から算出し、最小となる
ものを符号化モードとして決定する。On the other hand, when there is no such candidate as described above, the number of generated bits of the macro block is set to the number of encoded bits of four DCT blocks for each encoding mode and the number of other overhead bits. And the smallest one is determined as the encoding mode.
【００１８】なお、前記発生ビット推定関数ｆ（ｍ，σ
２，Δ）の一例としては、各量子化ステップサイズΔを
変化させて実測により決定される次の関数を用いること
ができる。例えば、イントラ符号化モードの時には、ｆ
（ｍ，σ２，Δ）＝ｇ（ｍ）＋ａ×log２ σ２ ＋ｂを
用いることができる。ここに、関数ｇ（ｍ）はＤＣＴ入
力となる予測誤差信号の平均値ｍから推定される発生ビ
ット数であり、｛ａ×log２ σ２ ＋ｂ｝は、分散値σ
２から推定される発生ビット数である。なお、ａおよび
ｂは定数であり、実験結果により決定される。また、イ
ンター符号化モードの時には、前記ｇ（ｍ）＝０とし
て、ｆ（ｍ，σ２，Δ）＝ａ×log２ σ２＋ｂを用いる
ことができる。The generated bit estimation function f (m, σ
As an example of ( 2 , Δ), the following function determined by actual measurement while changing each quantization step size Δ can be used. For example, in the intra coding mode, f
(M, σ 2 , Δ) = g (m) + a × log 2 σ 2 + b can be used. Here, the function g (m) is the number of generated bits estimated from the average value m of the prediction error signal serving as the DCT input, and {a × log 2 σ 2 + b} is the variance value σ.
It is the number of generated bits estimated from 2 . It should be noted that a and b are constants and are determined by experimental results. In the inter coding mode, f (m, σ 2 , Δ) = a × log 2 σ 2 + b can be used with g (m) = 0.
【００１９】図２のステップＳ２１においてブロック数
を表すＮ（ｋ’）を０、ある置き数ｘを１と置き、ステ
ップＳ２２で候補となる符号化モードｋを０と置く。こ
こに、該候補となる符号化モードは図７のｋに相当し、
Ｉピクチャは２候補（ｋ＝０〜１）、Ｐピクチャは６候
補（ｋ＝０〜５）、およびＢピクチャは１４候補（ｋ＝
０〜１３）となる。In step S21 of FIG. 2, N (k ') representing the number of blocks is set to 0, a certain placement number x is set to 1, and a candidate coding mode k is set to 0 in step S22. Here, the candidate coding mode corresponds to k in FIG.
I pictures have 2 candidates (k = 0 to 1), P pictures have 6 candidates (k = 0 to 5), and B pictures have 14 candidates (k = 0 to 1).
0 to 13).
【００２０】ステップＳ２３では、マクロブロックＭＢ
jの符号化モードｋの動きベクトルＭＶを取得する。ス
テップＳ２４では、マクロブロックＭＢjの予測誤差信
号を取得する。ステップＳ２５では、該予測誤差信号を
基に、ＤＣＴブロック符号化ビット数ＳA(m)（ｍ＝０〜
３）を推定する。この推定は、前記した発生ビット推定
関数ｆ（ｍ，σ２，Δ）を用いて行われる。ステップＳ
２６では、該推定されたＤＣＴブロック符号化ビット数
ＳA(m)が、ＳA(m)＝０になるブロック数Ｎ（ｋ）をカウ
ントする。１マクロブロック当たりのＤＣＴブロック数
は４個であるので、ＳA(m)＝０になるブロック数Ｎ
（ｋ）は最大で４個になる。In step S23, the macroblock MB
The motion vector MV of the coding mode k of j is acquired. In step S24, the prediction error signal of the macro block MBj is acquired. In step S25, the DCT block coding bit number SA (m) (m = 0 to 0) is based on the prediction error signal.
Estimate 3). This estimation is performed using the generated bit estimation function f (m, σ 2 , Δ) described above. Step S
At 26, the number of blocks N (k) where the estimated DCT block coding bit number SA (m) becomes SA (m) = 0 is counted. Since the number of DCT blocks per macroblock is 4, the number of blocks N where SA (m) = 0 is N
(K) has a maximum of four.
【００２１】ステップＳ２７では、該ＳA(m)＝０になる
ブロック数Ｎ（ｋ）がある閾値ＴＨより大きいか否かの
判断がなされる。この判断は、符号化ビット数が０とな
るＤＣＴブロックが大半を占めるかどうかの判定である
ので、閾値ＴＨとしては、２又は３が好適である。以下
の説明では、ＴＨ＝２として説明する。In step S27, it is judged whether or not the number of blocks N (k) for which SA (m) = 0 is larger than a certain threshold value TH. Since this determination is a determination as to whether or not the majority of DCT blocks with the number of encoded bits being 0 occupy, 2 or 3 is preferable as the threshold value TH. In the following description, TH = 2 will be described.
【００２２】ステップＳ２７の判断が否定の時には、ス
テップＳ２８に進んで、Ｎ（ｋ’）＞０が成立するか否
かの判断がなされる。Ｎ（ｋ’）＝０であると否定と判
断されてステップＳ２９に進み、オーバヘッドビット数
ＳBを算出する。ステップＳ３０では、（ＤＣＴブロッ
クの符号化ビット数ＳA(m)のマクロブロック合計＋オー
バヘッドビット数ＳB）が求められ、これがＳT（ｋ）と
置かれる。なお、画像Ｐiの符号化ピクチャ（ステップ
Ｓ３の判断）がフレーム内符号化（Ｉピクチャ）の場合
には、ＤＣＴブロックの符号化ビット数推定対象をＤＣ
係数を除く全てのＡＣ係数とし、ＤＣ係数はオーバヘッ
ドビット数に含めることにする。When the determination in step S27 is negative, the process proceeds to step S28, and it is determined whether N (k ')> 0 holds. If N (k ') = 0, it is determined as negative and the process proceeds to step S29 to calculate the overhead bit number SB. In step S30, (the total macroblock of the coding bit number SA (m) of the DCT block + the overhead bit number SB) is obtained, and this is set as ST (k). When the coded picture of the image Pi (determined in step S3) is intra-frame coded (I picture), the coded bit number estimation target of the DCT block is set to DC.
All AC coefficients except coefficients are included, and DC coefficients are included in the number of overhead bits.
【００２３】ステップＳ３１では、ＳT（ｋ）の最小値
が更新されたか否かの判断がなされる。この判断が肯定
の時には、ステップＳ３２に進んで、minＳT（ｋ）のｋ
を保持する。このｋをｋ’とする。ステップＳ３１の判
断が否定の時、またはステップＳ３２の処理が終了する
と、ステップＳ３３に進んで、ｋに１が加算されて評価
対象とする符号化モードが更新される。ステップＳ３４
では、ｋがｋｍａｘに等しくなったか否かの判断がなさ
れる。すなわち、Ｉピクチャであればｋｍａ ｘ＝１、Ｐ
ピクチャであればｋｍａｘ＝５、Ｂピクチャであればｋ
ｍａｘ＝１３となる。ステップＳ３４の判断が否定の時
には、ステップＳ２３に戻って、次の符号化モードの動
きベクトルＭＶを取得する動作が行われる。In step S31, it is determined whether or not the minimum value of ST (k) has been updated. When this determination is affirmative, the process proceeds to step S32 and k of minST (k)
Hold. Let this k be k '. When the determination in step S31 is negative, or when the processing in step S32 ends, the process proceeds to step S33, 1 is added to k, and the coding mode to be evaluated is updated. Step S34
In, k is determined whether or not becomes equal to k max is made. That is, if the I-picture k ma x = 1, P
If it is a picture, k max = 5, and if it is a B picture, k max
max = 13. When the determination in step S34 is negative, the process returns to step S23, and the operation of acquiring the motion vector MV in the next coding mode is performed.
【００２４】次に、ＳA(m)＝０となるブロック数Ｎ
（ｋ）が３または４となって、ステップＳ２７の判断が
肯定になった時の動作を、図３を参照して説明する。Next, the number of blocks N for which SA (m) = 0
The operation when (k) becomes 3 or 4 and the determination in step S27 is affirmative will be described with reference to FIG.
【００２５】ステップＳ３５では、４個のＤＣＴブロッ
クの予測誤差電力を、Σ（ｘｉ−ｙ ｉ）２、（ただし、
ｉ＝０〜Ｎ−１、ＮはＤＣＴブロックの画素数）から算
出し、その算出結果をＭＳＥ（ｋ）と置く。ここに、ｘ
ｉ はブロックに対応する入力画像１１の画素値、ｙｉ
はブロックに対応する動き補償予測信号ａの要素であ
る。In step S35, four DCT blocks are
Prediction error power of Σ (xi-Y i)Two, (However,
i = 0 to N-1, N is the number of pixels in the DCT block)
Then, the calculated result is set as MSE (k). Where x
i Is the pixel value of the input image 11 corresponding to the block, yi
Is an element of the motion compensation prediction signal a corresponding to the block.
It
【００２６】ステップＳ３６では、ｘ＝１であるか否か
の判断がなされる。この判断が肯定の時には、ステップ
Ｓ３７に進んでＳA(m)＝０のブロック数Ｎ（ｋ）と予測
誤差電力ＭＳＥ（ｋ）を保持し、以降の処理のために、
それぞれを、Ｎ（ｋ’）、ＭＳＥ（ｋ’）とする。ステ
ップＳ３８ではｋをｋ’と置き、ステップＳ３９ではｘ
に１を加算する。そして、前記ステップＳ３３に進む。In step S36, it is determined whether x = 1. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S37, the number of blocks N (k) with SA (m) = 0 and the prediction error power MSE (k) are held, and for the subsequent processing,
Let each be N (k ') and MSE (k'). In step S38, k is set to k ', and in step S39, x
Add 1 to. Then, the process proceeds to step S33.
【００２７】一方、前記ステップＳ３６の判断が否定の
時、すなわちステップＳ２７の判断が肯定になった回数
が２回以上の時には、ステップＳ４０に進んで、ＳA(m)
＝０のブロック数Ｎ（ｋ）が前回のＳA(m)＝０のブロッ
ク数Ｎ（ｋ’）より大きいか否かの判断がなされる。こ
の判断が肯定の時にはステップＳ４１に進んで、Ｎ
（ｋ’）がＮ（ｋ）に更新される。また、ステップＳ４
２に進んで、ｋ’がｋに更新される。On the other hand, when the determination in step S36 is negative, that is, when the determination in step S27 is affirmative twice or more, the process proceeds to step S40 and SA (m)
It is determined whether or not the block number N (k) of = 0 is larger than the block number N (k ') of SA (m) = 0 of the previous time. When this determination is affirmative, the process proceeds to step S41, where N
(K ') is updated to N (k). Also, step S4
Going to 2, k'is updated to k.
【００２８】さらに、前記ステップＳ４０の判断が否定
の時には、ステップＳ４３に進んで、予測誤差電力ＭＳ
Ｅ（ｋ）が前回の予測誤差電力ＭＳＥ（ｋ’）より小さ
いか否かの判断がなされる。この判断が肯定の時には、
ステップＳ４４に進んでｋ’がｋに更新される。ステッ
プＳ４０、Ｓ４３の判断が共に否定の時には、何らの処
理をされずに、ステップＳ３３に進む。Further, when the determination in step S40 is negative, the process proceeds to step S43, and the prediction error power MS
It is determined whether E (k) is smaller than the previous prediction error power MSE (k '). When this judgment is positive,
In step S44, k'is updated to k. When the determinations in steps S40 and S43 are both negative, no processing is performed and the process proceeds to step S33.
【００２９】図３の処理により、ブロック数Ｎ（ｋ’）
が０でなくなると、図２のステップＳ２８の判断は常に
肯定となり、ステップＳ２９〜Ｓ３２はスキップしてス
テップＳ３３に進むようになる。ステップＳ３４の判断
が肯定になると、ステップＳ３５に進み、前記の処理に
より選択された符号化モードｋ’が、最終的に当該マク
ロブロックの符号化モードとして採用される。By the processing of FIG. 3, the number of blocks N (k ')
When is not 0, the determination at step S28 in FIG. 2 is always affirmative, and steps S29 to S32 are skipped to proceed to step S33. When the determination in step S34 is affirmative, the process proceeds to step S35, and the coding mode k ′ selected by the above process is finally adopted as the coding mode of the macroblock.
【００３０】以上の説明から明らかなように、本実施形
態では、ＤＣＴブロック符号化ビット数ＳA(m)が０にな
るＤＣＴブロック数Ｎ（ｋ）が閾値ＴＨ以上になる符号
化モードｋがあれば、これを優先し、ＳA(m)＝０を満た
すＤＣＴブロック数Ｎ（ｋ）が大きくかつ予測誤差電力
ＭＳＥ（ｋ）が小さい符号化モードｋを選択する。As is clear from the above description, in this embodiment, there is a coding mode k in which the number of DCT blocks N (k) at which the number of DCT block coding bits SA (m) becomes 0 is equal to or greater than the threshold value TH. For example, this is prioritized and the coding mode k in which the number of DCT blocks N (k) satisfying SA (m) = 0 is large and the prediction error power MSE (k) is small is selected.
【００３１】一方、ＳA(m)＝０を満たすＤＣＴブロック
数Ｎ（ｋ）が閾値ＴＨ以上になる符号化モードｋがなけ
れば、（ＤＣＴブロックの符号化ビット数ＳA(m)のマク
ロブロック合計＋オーバヘッドビット数ＳB）を求め、
それを最小とする符号化モードｋを選択する。この結
果、動画像符号化におけるマクロブロック単位の適応モ
ード判定を、より厳密に行うことができるようになる。On the other hand, if there is no coding mode k in which the number of DCT blocks N (k) satisfying SA (m) = 0 is greater than or equal to the threshold value TH, (the total number of macroblocks of the number of coding bits SA (m) of DCT blocks is + Overhead bit number SB)
The coding mode k that minimizes it is selected. As a result, it becomes possible to more rigorously perform the adaptive mode determination in macroblock units in moving image coding.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜６の発明によれば、動画像符号化におけるマクロブ
ロック単位の適応モード判定を符号化ビット数最小化の
規範でより厳密に行うことができるようになり、圧縮符
号化の効率をさらに向上させることができるようにな
る。As is apparent from the above description, according to the inventions of claims 1 to 6, the adaptive mode judgment in the macroblock unit in the moving picture coding is performed more strictly according to the standard of the coding bit number minimization. As a result, the efficiency of compression encoding can be further improved.
【００３３】また、請求項３の発明によれば、ＤＣＴブ
ロックの符号化ビット数は予測誤差信号の統計量から推
定を行い、オーバヘッドビット数はＶＬＣテーブルから
算出するようにしたので、前記の効果に加えて、リアル
タイム処理を行うハードウェア規模を実現可能なレベル
に抑えることができる。Further, according to the invention of claim 3, the coded bit number of the DCT block is estimated from the statistical amount of the prediction error signal, and the overhead bit number is calculated from the VLC table. In addition, the scale of hardware that performs real-time processing can be suppressed to a feasible level.
【図１】 本発明の全体の動作を示す概略フローチャー
トである。FIG. 1 is a schematic flowchart showing the overall operation of the present invention.
【図２】 図１のステップＳ５、Ｓ９、およびＳ１３の
詳細を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing details of steps S5, S9, and S13 of FIG.
【図３】 図２の続きのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart continued from FIG.
【図４】 入力画像信号の概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of an input image signal.
【図５】 矩形小領域（マクロブロック）の発生ビット
数の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the number of bits generated in a rectangular small area (macro block).
【図６】 従来の圧縮符号化方式の概略の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional compression encoding system.
【図７】 符号化モードの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an encoding mode.
１１・・・入力画像信号、１３・・・ＤＣＴ部、１４・・・量子
化部、１５・・・逆量子化部、１６・・・逆ＤＣＴ部、１９・・
・動き推定・動き補償部、２０・・・可変長符号化部、２１
・・・バッファ。11 ... Input image signal, 13 ... DCT section, 14 ... Quantization section, 15 ... Inverse quantization section, 16 ... Inverse DCT section, 19 ...
-Motion estimation / motion compensation unit, 20 ... Variable-length coding unit, 21
···buffer.
フロントページの続き (72)発明者 松本 修一 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号 株式 会社ケイディーディーアイ研究所内 Ｆターム(参考） 5C059 MA23 MA27 MC32 MC34 ME01 NN01 PP05 PP06 PP07 TA17 TA46 TB07 TC03 TC12 TC18 TD02 TD03 TD04 TD11 UA02 5J064 AA02 BA09 BA16 BB03 BC14 BC16 BC25 BC26 Continued front page (72) Inventor Shuichi Matsumoto 2-15-1 Ohara, Kamifukuoka City, Saitama Stock Company CAD Research Institute F-term (reference) 5C059 MA23 MA27 MC32 MC34 ME01 NN01 PP05 PP06 PP07 TA17 TA46 TB07 TC03 TC12 TC18 TD02 TD03 TD04 TD11 UA02 5J064 AA02 BA09 BA16 BB03 BC14 BC16 BC25 BC26
Claims (6)
行う最適符号化モード選択型動画像符号化方式であっ
て、 該矩形小領域の符号化モードを発生ビット数最小化の規
範で適応的に決定するようにしたことを特徴とする最適
符号化モード選択型動画像符号化方式。1. An optimum coding mode selection type moving picture coding method for coding a moving picture in units of rectangular small areas, wherein the coding mode of the rectangular small areas is based on a criterion for minimizing the number of generated bits. An optimal coding mode selection type moving picture coding method characterized by being adaptively determined.
型動画像符号化方式において、 動き補償予測の参照方式、動き補償予測のタイプ、およ
び直交変換のタイプの組み合わせを符号化モードの候補
として挙げ、発生ビット数の比較により該発生ビット数
が小さい符号化モードを選択するようにしたことを特徴
とする最適符号化モード選択型動画像符号化方式。2. The optimum coding mode selection type moving picture coding system according to claim 1, wherein a combination of a motion compensation prediction reference system, a motion compensation prediction type, and an orthogonal transform type is used as a coding mode candidate. The optimal coding mode selection type moving image coding method is characterized in that a coding mode having a small number of generated bits is selected by comparing the number of generated bits.
ド選択型動画像符号化方式において、 前記矩形小領域の発生ビット数をＤＣＴブロックの符号
化ビット数と、オーバヘッドビット数とに分け、前者に
ついては各符号化モード候補の予測誤差信号の統計量か
ら推定を行い、後者についてはＶＬＣテーブルから算出
するようにしたことを特徴とする最適符号化モード選択
型動画像符号化方式。3. The optimum coding mode selection type moving picture coding method according to claim 1, wherein the number of bits generated in the rectangular small area is divided into the number of coding bits of a DCT block and the number of overhead bits. An optimal coding mode selection type moving picture coding method, wherein the former is estimated from the statistic of the prediction error signal of each coding mode candidate, and the latter is calculated from the VLC table.
型動画像符号化方式において、 前記矩形小領域内で符号化ビット数が０となるＤＣＴブ
ロックの個数が予め定められた閾値以上の場合には、こ
れを優先的に選択した上で、予測誤差電力が最小となる
ものを符号化モードとして決定することを特徴とする最
適符号化モード選択型動画像符号化方式。4. The optimum encoding mode selection type moving image encoding method according to claim 3, wherein the number of DCT blocks having an encoding bit number of 0 in the rectangular small area is equal to or larger than a predetermined threshold value. In this case, the optimal coding mode selection type moving picture coding method is characterized in that the coding error mode is selected preferentially and the one having the smallest prediction error power is decided as the coding mode.
型動画像符号化方式において、 前記矩形小領域内で符号化ビット数が０となるＤＣＴブ
ロックの個数が予め定められた閾値より小さい場合に
は、ＤＣＴブロックの符号化ビット数と、オーバヘッド
ビット数との和が小さいものを符号化モードとして決定
することを特徴とする最適符号化モード選択型動画像符
号化方式。5. The optimum coding mode selection type moving picture coding method according to claim 3, wherein the number of DCT blocks having a coding bit number of 0 in the rectangular small area is smaller than a predetermined threshold value. In this case, an optimal coding mode selection type moving image coding method is characterized in that a coding bit having a smaller sum of the coding bit number of the DCT block and the overhead bit number is determined.
型動画像符号化方式において、 Ｉピクチャの矩形内小領域に対しては、前記ＤＣＴブロ
ックの符号化ビット数の推定対象にＤＣ係数を除く全て
のＡＣ係数とし、該ＤＣ係数は前記オーバヘッドビット
数に含めることを特徴とする最適符号化モード選択型動
画像符号化方式。6. The optimum coding mode selection type moving picture coding method according to claim 3, wherein for a small area within a rectangle of an I picture, a DC coefficient is used as an estimation target of the coding bit number of the DCT block. , And the DC coefficient is included in the number of overhead bits.
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| JP2003153280A true JP2003153280A (en) | 2003-05-23 |
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| US7751476B2 (en) | 2003-12-24 | 2010-07-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Moving picture coding method and moving picture coding apparatus |
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2001
- 2001-11-15 JP JP2001350668A patent/JP3938679B2/en not_active Expired - Fee Related
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