JP2831405B2 - 動き補償付きフレーム間符号化装置 - Google Patents

動き補償付きフレーム間符号化装置

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JP2831405B2 JP32770589A JP32770589A JP2831405B2 JP 2831405 B2 JP2831405 B2 JP 2831405B2 JP 32770589 A JP32770589 A JP 32770589A JP 32770589 A JP32770589 A JP 32770589A JP 2831405 B2 JP2831405 B2 JP 2831405B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビ電話、テレビ会議等で使用される
動き補償付きフレーム間符号化装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
第3図は従来の動き補償付きフレーム間符号化装置を
示すブロック図である。図において、1は前フレームの
画像情報が格納されているフレームメモリであり、2は
ブロック毎に入力される現フレームの画像情報100と、
このフレームメモリ1から読み出された前フレームの画
像情報101との差分に基づいて、動きベクトル102と動き
補償された画像情報103とを生成する動き補償部であ
る。3はこの動き補償部2からの動き補償された画像情
報103と前記現フレームの画像情報100との差分をとって
フレーム間差分信号104を生成するフレーム間減算部で
ある。
4はこのフレーム間減算部3からのフレーム間差分信
号104を周波数領域に直交交換して変換係数105を生成す
る直交変換部であり、5は直交変換部4からの変換係数
105を量子化して量子化インデックス106を出力する量子
化部である。6はこれら直交変換部4および量子化部5
にて形成される符号化部である。7は前記直交変換部4
からの変換係数105をブロック毎に所定の閾値と比較
し、当該ブロックの伝送の要否を示すブロック識別信号
107を出力するブロック識別部である。
8は前記量子化部5の出力する量子化インデックス10
6が分岐入力され、その復号を行って復号された変換係
数108を生成する逆量子化部であり、9は逆量子化部8
からの復号された変換係数108を画像領域に逆直交変換
して、復号されたフレーム間差分信号109を生成する逆
直交変換部である。10はこの逆直交変換部9からの復号
されたフレーム間差分信号109と、前記動き補償部2よ
り送られてくる動き補償された画像信号103とを加算
し、復号された画像信号110を生成して前記フレームメ
モリ1へ格納するフレーム間加算部である。
また、第4図は前記動き補償部2が備えている動きベ
クトル検出回路の構成例を示すブロック図である。図に
おいて、20は所定の動きベクトル200を生成する動きベ
クトル制御部であり、21はこの動きベクトル200に対応
するアドレス情報201を発生するアドレス制御部であ
る。22はフレームメモリ1より読み出された前フレーム
の画像信号101が書き込まれ、前記アドレス制御部21か
らのアドレス情報201によってアクセスされて、動きベ
クトル200に対応したデータ202が読み出される動き補償
用フレームモメリである。
23は入力された現フレームの画像情報100とこの動き
補償用フレームメモリ22から読み出されたデータ202と
の差分をとって差分信号203を生成する減算器、24はそ
の差分信号203の絶対値204をとる絶対値化部であり、25
はその絶対値204の総和を演算してブロック内差分絶対
値和205を生成する総和計算部である。26はこれら減算
器23、絶対値化部24および総和計算部25より成る歪み演
算部である。
27はこの歪み演算部26からのブロック内差分絶対値和
205と前記動きベクトル制御部20からの動きベクトル200
が入力され、ブロック内差分絶対値和205が最小値を与
える動きベクトル200を動きベクトル102として出力する
最小判定部である。
次に動作について説明する。ブロック毎に入力された
現フレームの画像信号100は、動き補償部2内の第4図
に示す動きベクトル検出回路において、ブロック内差分
絶対値和205が少ない、最適な予測を与えるブロックを
前フレームから探し、その位置を示す動きベクトル102
を伝送することによって、フレーム間差分信号を少なく
して送ることができる。
即ち、まず動きベクトル制御部20より、入力される現
フレームの画像信号100に対して任意の位置の動きベク
トル200を出力する。この動きベクトル200を受け取った
アドレス制御部21はそれに対応するアドレス情報201を
生成して動き補償用フレームメモリ22へ供給する。動き
補償用フレームメモリ22からは、このアドレス情報201
によって指定された領域より、前記動きベクトル200に
対応したデータ202が読み出されて歪み演算部26へ送ら
れる。
歪み演算部26では、受け取ったデータ202を減算器23
に入力して、現フレームの画像信号100との間の差分信
号203を生成し、絶対値化部24にてその絶対値204をと
り、総和計算部25でそのブロック内差分絶対値和205を
演算し、それを最小判定部27へ出力する。最小判定部27
では、動きベクトル制御部20より入力される動きベクト
ル200中で、このブロック内差分絶対値和205が最小値を
与えるものを動きベクトル102として出力する。
動き補償部2では、この動きベクトル102によって読
み出された補償後の画像信号103を、フレーム間絶縁部
3とフレーム間加算部10とに送る。フレーム間減算部3
は、ブロック毎に入力される現フレームの画像信号100
とこの動き補償が行われた画像信号103との差分を演算
し、フレーム間差分信号104を生成して符号化部6の直
交変換部4へ送る。直交変換部4ではこのフレーム間差
分信号104を直交交換して、ブロック毎に周波数領域に
変換した変換係数105を生成する。この変換係数105は量
子化部5にて量子化され、量子化インデックス106とし
て出力される。
一方、前記直交変換部4の生成した変換係数105はブ
リック識別部7にも入力される。ブロック識別部7は受
け取った変換係数105を所定の閾値と比較して、そのブ
ロックの伝送の要否を示すブロック識別信号107を生成
して出力する。即ち、ブロック内に前記閾値より大きな
変換係数105があった場合には、そのブロックはフレー
ム間差分が大きく伝送の必要があるものと判断し、当該
ブロックを伝送することを支持するブロック識別信号10
7を出力する。
また、前記符号化部6の量子化部5より出力された量
子化インデックス106は、分岐されて逆量子化部8にも
入力される。逆量子化部8ではこの量子化インデックス
106を変換係数に復号し、復号された変換係数108は逆直
交変換部9に入力される。復号された変換係数108はこ
の逆直交変換部9で画像領域に逆変換され、復号された
フレーム間差分信号109としてフレーム間加算部10に入
力される。フレーム間加算部10では、この逆直交変換部
9から入力される復号されたフレーム間差分信号109
と、前記動き補償部2より入力される動き補償された画
像信号103とを加算し、復号された画像信号110を生成し
て前記フレームメモリ1へ格納する。
このような動き補償付きフレーム間符号化装置につい
ては、例えば特開昭61−3589号公報などにも示されてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の動き補償付きフレーム間符号化装置は以上のよ
うに構成されているので、フレーム間差分信号104が小
さくても、直交変換部4からの変換係数105がある程度
以上発生すると、そのブロックは伝送されることになっ
て伝送する情報量が多くなりやすく、また、ブロック識
別部7では変換係数105によってブロック識別を行って
いるので、伝送しないブロックについても符号化の処理
が実行されることになるなどの課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので、ハードウェアの構成,処理の手順の簡略化を
はかり、安価で小形な動き補償付きフレーム間符号化装
置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る動き補償フレーム間符号化装置は、ブ
ロック毎に入力される現フレームの画像信号とフレーム
メモリから読み出される前フレームの画像信号に基づく
データより、歪み演算部にてブロック内差分絶対値和を
算出し、最小判定部にて前記ブロック内差分絶対値和が
最小値を与える動きベクトルを出力する動きベクトル検
出回路を有し、最小判定部から出力される前記動きベク
トルに対応して、ブロック内差分絶対値和の最小値を最
小判定部から出力し、最小判定部から出力されるブロッ
ク内差分絶対値和の最小値と所定のしきい値とを比較し
て、フレーム間差分信号の変化に対応して当該ブロック
の伝送の要否を示すブロック識別情報を生成し、該ブロ
ック識別情報に基づいて、ブロック内差分絶対値和の最
小値が所定のしきい値より大きい場合には、フレーム間
減算部からのフレーム間差分信号を符号化部へ供給し、
供給を受けた符号化部はフレーム間差分信号を伝送する
ための処理を行い、ブロック内差分絶対値和の最小値が
所定のしきい値以下である場合には、差分値“0"の固定
差分信号を符号化部へ供給し、供給を受けた符号化部は
差分値“0"を伝送するための処理を行わないものであ
る。
〔作 用〕
この発明においては、動きベクトルに対応して最小判
定部から出力されるブロック内差分絶対値和の最小値と
所定のしきい値とを比較することにより生成されるブロ
ック識別情報に基づき、ブロック内差分絶対値の最小値
が所定のしきい値以下である場合には、差分値“0"の固
定差分信号を符号化部へ供給し、供給を受けた符号化部
は差分値“0"を伝送するための処理を行わず、ハードウ
ェア構成あるいは処理手順の簡略化をはかり、コストの
低域および装置の小型化が可能な動き補償付きフレーム
間符号化装置を実現する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図において、1はフレームメモリ、3はフレーム間減
算部、4は直交変換部、5は量子化部、6は符号化部、
8は逆量子化部、9は逆直交変換部、10はフレーム間加
算部であり、第3図に同一符号を付した従来のそれらと
同一、あるいは相当部分であるため詳細な説明は省略す
る。
11はブロック毎に入力される現フレームの画像情報10
0と、フレームメモリ1から読み出された前フレームの
画像情報101との差分に基づいて、動きベクトル102およ
び動き補償された画像情報103ばかりではなく、ブロッ
ク識別情報111も生成している点で、第3図に示す動き
補償部2とは異なった動き補償部である。12はこの動き
補償部11から出力されるブロック識別情報111に基づい
て、前記フレーム間減算部3が現フレームの画像信号10
0と動き補償された画像信号103との差分により算出した
フレーム間差分信号104と、差分値“0"に設定された固
定差分信号112との切り換えを行い、その一方を選択し
て符号化部6の直交変換部4へ供給する差分信号切換部
である。
また、第2図は前記動き補償部11が備えている動きベ
クトル検出回路の構成例を示すブロック図である。図に
おいて、20は動きベクトル制御部、21はアドレス制御
部、22は動き補償用フレームメモリ、23は減算部、24は
絶対値化部、25は総和計算部、26は歪み演算部、27は最
小判定部であり、第4図に同一符号を付した従来のそれ
らと同一、あるいは相当部分であるため詳細な説明は省
略する。28は前記最小判定部27の出力するブロック内差
分絶対値の最小値206を所定の閾値207と比較して、前記
ブロック識別情報111を生成するブロック識別部であ
る。
次に動作について説明する。動き補償部11内の第2図
に示す動きベクトル検出回路において、動きベクトル制
御部20より従来の場合と同様に任意の位置の動きベクト
ル200が出力される。アドレス制御部21はこの動きベク
トル200を受け取るとそれに対応するアドレス情報201を
生成し、動き補償用フレームメモリ22よりその動きベク
トル200に対応したデータ202が読み出される。読み出さ
れたデータ202は歪み演算部26に送られて、従来の場合
と同様にして現フレームの画像信号100とのブロック内
差分絶対値和205が演算され、そのブロック内差分絶対
値和205は最小判定部27へ送られる。
最小判定部27はこのブロック内差分絶対値和205を受
け取ると、その最小値206を検出してブロック識別部28
へ送出するとともに、前記動きベクトル制御部20より入
力される動きベクトル200中で、このブロック内差分絶
対値和205が最小値206を与えるものを選択し、それを動
きベクトル102として出力する。これは、入力信号に対
して、選ばれた動きベクトル102が最適な予測を与え、
フレーム間差分信号が最小となることを意味している。
このフレーム間差分信号の変化が大きいかどうかは、ブ
ロック識別部28において前記ブロック内差分絶対値和の
最小値206を所定の閾値207と比較することによって判定
する。即ち、ブロック内差分絶対値和の最小値206が閾
値207より大きい場合、ブロック識別部28より出力され
るブロック識別情報111は、そのブロックの伝送の必要
を示すものとなる。
このブロック識別部28より送出されたブロック識別情
報111は、動き補償部11より差分信号切換部12にも送ら
れてその切換動作を制御する。即ち、差分信号切換部12
は、このブロック識別情報111が当該ブロックの伝送の
必要を示すものであれば、フレーム間減算部3より出力
される、現フレームの画像信号100と動き補償部11から
の動き補償された画像信号103の差分に基づくフレーム
間差分信号104を選択して、符号化部6の直交変換部4
に入力する。また、ブロック識別情報111がそのブロッ
クの伝送の不要を示すものであれば、差分値が“0"に設
定された固定差分信号112を選択して直交変換部4に入
力する。
直交変換部4に入力されたフレーム間差分信号104
は、従来の場合と同様に、ブロック毎に周波数領域に変
換され、量子化部5にて量子化されて量子化インデック
ス106として出力される。さらに、この量子化インデッ
クス106は分岐されて逆量子部8にも入力され、変換係
数に復号され、画像領域に変換されて復号されたフレー
ム間差分信号109としてフレーム間加算部10に入力され
る。フレーム間加算部10では、このフレーム間差分信号
109と動き補償部11からの動き補償された画像信号103と
を加算し、復号された画像信号110を生成してフレーム
メモリ1へ格納する。
このように、符号化部6の直交変換部4には、伝送さ
れるブロックのフレーム間差分信号104のみが入力さ
れ、伝送しないブロックでは差分値“0"の固定差分信号
112が入力される。従って、伝送しない場合には、直交
変換部4、量子化部5、逆量子化部8、逆直交変換部
9、およびフレーム間加算部10はその処理をパスするこ
とができる。
なお、上記実施例では、符号化部として直交変換を行
って量子化するものを示したが、ベクトル量子化等、ブ
ロック毎に処理を行う符号化方法を用いたものであって
もよい。
また、上記実施例では、各機能部分を個別のハードウ
ェアで構成した場合について説明したが、同一ハードウ
ェアによるプロセッサのソフトウェア処理によって実現
してもよく、この場合には、演算時間が長い直交変換な
どの処理を、伝送しないブロックについてはパスできる
ため、プロセッサをより効率的に活用することができる
ようになる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、動きベクトルに対応
して最小判定部から出力されるブロック内差分絶対値和
の最小値と所定のしきい値とを比較することにより生成
されるブロック識別情報に基づき、ブロック内差分絶対
値和の最小値が所定のしきい値以下である場合には、差
分値“0"の固定差分信号を符号化部へ供給し、供給を受
けた符号化部は差分値“0"を伝送するための処理を行わ
ないので、伝送の要否判断の効率を高めることができる
と共に、符号化処理の効率や伝送効率を良くすることが
でき、ハードウェアの構成や処理の手順が大幅に簡略化
され、装置の小型化が容易でコストの低減も可能な動き
補償付きフレーム間符号化装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による動き補償付きフレー
ム間符号化処置を示すブロック図、第2図はその動き補
償部が備えている動きベクトル検出回路の構成を示すブ
ロック図、第3図は従来の動き補償付きフレーム間符号
化装置を示すブロック図、第4図はその動き補償部が備
えている動きベクトル検出回路の構成を示すブロック図
である。 1はフレームメモリ、3はフレーム間減算部、6は符号
化部、10はフレーム間加算部、11は動き補償部、12は差
分信号切換部、26は歪み演算部、27は最小判定部、28は
ブロック識別部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブロック毎に入力される現フレームの画像
    信号とフレームメモリから読み出される前フレームの画
    像信号に基づくデータより、歪み演算部にてブロック内
    差分絶対値和を算出し、最小判定部にて前記ブロック内
    差分絶対値和が最小値を与える動きベクトルを出力する
    動きベクトル検出回路を有するとともに、 前記現フレームの画像信号と前フレームの画像信号とか
    ら動き補償された画像信号を生成する動き補償部と、 前記現フレームの画像信号と前記動き補償された画像信
    号との差分をとってフレーム間差分信号を生成し、符号
    化部へ送出するフレーム間減算部と、 前記符号化部の出力より復号されたフレーム間差分信号
    と前記動き補償部からの動き補償された画像信号とを加
    算して復号された画像信号を生成し、それを前記フレー
    ムメモリへ格納するフレーム間加算部とを備えた動き補
    償付きフレーム間符号化装置において、 前記最小判定部から出力される前記動きベクトルに対応
    して、ブロック内差分絶対値和の最小値を前記最小判定
    部から出力し、 前記最小判定部から出力されるブロック内差分絶対値和
    の最小値と所定のしきい値とを比較して、前記フレーム
    間差分信号の変化に対応して当該ブロックの伝送の要否
    を示すブロック識別情報を生成し、 該ブロック識別情報に基づいて、前記ブロック内差分絶
    対値和の最小値が所定のしきい値より大きい場合には、
    前記フレーム間減算部からのフレーム間差分信号を前記
    符号化部へ供給し、供給を受けた前記符号化部は前記フ
    レーム間差分信号を伝送するための処理を行い、 前記ブロック内差分絶対値和の最小値が所定のしきい値
    以下である場合には、差分値“0"の固定差分信号を前記
    符号化部へ供給し、供給を受けた前記符号化部は前記差
    分値“0"を伝送するための処理を行わないことを特徴と
    する動き補償付きフレーム間符号化装置。
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