JP3286983B2 - Encoding device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル画像信号
をブロック符号化によりそのデータ量を圧縮して伝送す
る符号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital image signal having a data amount compressed by block coding and transmitted.
That on the marks Goka apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】ビデオ信号の高能率符号化として、その
空間的、時間的な相関を利用することにより、1画素当
たりの平均ビット数を小さくするブロック符号化が知ら
れている。本願出願人は、特開昭61−144989号
公報に記載されているような、2次元ブロック内に含ま
れる複数画素の最大値及び最小値により規定されるダイ
ナミックレンジを求め、このダイナミックレンジに適応
した符号化を行う符号化装置を提案している。また、特
開昭62−92620号公報に記載されているように、
複数フレームに夫々含まれる領域の画素から形成された
3次元ブロックに関してダイナミックレンジに適応した
符号化を行う装置が提案されている。更に、特願昭62
−128621号に記載されているように、量子化を行
った時に生じる最大歪が一定となるようなダイナミック
レンジに応じてビット数が変換する可変長符号化方法が
提案されている。2. Description of the Related Art As high-efficiency encoding of a video signal, block encoding that reduces the average number of bits per pixel by utilizing its spatial and temporal correlation is known. The applicant of the present application obtains a dynamic range defined by the maximum value and the minimum value of a plurality of pixels included in a two-dimensional block as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-144,891, and adapts to this dynamic range. Has been proposed. Further, as described in JP-A-62-92620,
There has been proposed an apparatus that performs encoding suitable for a dynamic range with respect to a three-dimensional block formed from pixels in an area included in each of a plurality of frames. Furthermore, Japanese Patent Application No. Sho 62
As described in -128621, a variable length encoding method has been proposed in which the number of bits is converted according to a dynamic range in which the maximum distortion generated when performing quantization is constant.
【0003】先に提案されているダイナミックレンジに
適応した符号化方法(ADRCと称する)では、ダイナ
ミックレンジDR(最大値MAXと最小値MINの差)
が例えば(8ライン×8画素=64画素)からなる2次
元的なブロック毎に算出される。また、入力画素データ
からそのブロック内で最小のレベル(最小値)が除去さ
れる。この最小値除去後の画素データが代表レベルに変
換される。この量子化は、元の量子化ビット数より少な
いビット数例えば2ビットと対応する4個のレベル範囲
に検出されたダイナミックレンジDRを分割し、ブロッ
ク内の各画素データが属するレベル範囲を検出し、この
レベル範囲を示すコード信号を発生する処理である。In an encoding method (referred to as ADRC) that has been proposed for a dynamic range, a dynamic range DR (difference between a maximum value MAX and a minimum value MIN) is used.
Is calculated for each two-dimensional block consisting of (8 lines × 8 pixels = 64 pixels), for example. Further, the minimum level (minimum value) in the block is removed from the input pixel data. The pixel data after the removal of the minimum value is converted to a representative level. This quantization divides the detected dynamic range DR into four level ranges corresponding to a bit number smaller than the original quantization bit number, for example, 2 bits, and detects a level range to which each pixel data in the block belongs. , A process of generating a code signal indicating this level range.
【0004】最小のレベル範囲に含まれる画素データが
(00)と符号化され、次に小さいレベル範囲に含まれ
る画素データが(01)と符号化され、その上のレベル
範囲に含まれる画素データが(10)と符号化され、最
大のレベル範囲に含まれる画素データが(11)と符号
化される。従って、各画素の8ビットのデータが2ビッ
トに圧縮されて伝送される。受信側では、受信されたコ
ード信号が代表レベルに復元される。この代表レベル
は、符号化に使用されたレベル範囲の夫々の中央のレベ
ルである。The pixel data included in the minimum level range is encoded as (00), the pixel data included in the next lower level range is encoded as (01), and the pixel data included in the upper level range is encoded. Is encoded as (10), and pixel data included in the maximum level range is encoded as (11). Therefore, the 8-bit data of each pixel is compressed to 2 bits and transmitted. On the receiving side, the received code signal is restored to a representative level. This representative level is the central level of each of the level ranges used for encoding.
【0005】上述のダイナミックレンジに適応したAD
RC符号化の概略は、2次元ブロックに関するものであ
るが、時間的に連続する2フレームにそれぞれ含まれる
二つの2次元領域により、ADRCの単位であるブロッ
クを構成する3次元ADRCも同様である。ADRC符
号化は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮できるので、
ディジタルVTRに適用して好適である。また、ダイナ
ミックレンジDRに適応して各画素データに割り当てら
れるビット数が適応的に変化する可変長ADRCは、圧
縮率を高くすることができる。しかし、可変長ADRC
は、伝送データの量が画像の内容によって変動するた
め、所定量のデータを1トラックとして記録するディジ
タルVTRのような固定レートの伝送路を使用する時に
は、発生データ量を一定に制御するバッファリングの処
理が必要とされる。An AD adapted to the above dynamic range
The outline of RC coding is related to a two-dimensional block, but the same applies to a three-dimensional ADRC that forms a block that is a unit of ADRC by two two-dimensional regions included in two temporally consecutive frames. . ADRC encoding can significantly reduce the amount of data to be transmitted,
It is suitable for application to a digital VTR. The variable length ADRC in which the number of bits allocated to each pixel data adaptively changes according to the dynamic range DR can increase the compression ratio. However, variable length ADRC
Since the amount of transmitted data varies depending on the content of an image, when using a fixed-rate transmission line such as a digital VTR that records a predetermined amount of data as one track, buffering that controls the amount of generated data to be constant. Is required.
【0006】可変長ADRCのバッファリングの方式と
して、本願出願人は、特開昭63−111781号公報
に記載されているように、累積型のダイナミックレンジ
の度数分布を形成し、この度数分布に対して、予め用意
されている割り当てビット数を定めるためのしきい値を
適用し、所定期間例えば1フレーム期間の発生情報量を
求め、発生情報量が目標値を超えないように、制御する
ものを提案している。3次元ADRCに関しては、動き
ブロックか、静止ブロックかを判定し、静止ブロックの
場合には、二つの領域の平均化データを各領域の全画素
データに代えて符号化することにより、すなわち、駒落
としを行うことにより、データ量がより圧縮される。As a buffering method of the variable length ADRC, the present applicant forms a cumulative dynamic range frequency distribution as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-111781, and this frequency distribution On the other hand, a threshold value for determining the number of allocated bits prepared in advance is applied to determine a generated information amount for a predetermined period, for example, one frame period, and control so that the generated information amount does not exceed a target value. Has been proposed. For the three-dimensional ADRC, it is determined whether the block is a motion block or a still block. In the case of a still block, the averaged data of the two regions is encoded instead of all the pixel data of each region, that is, By performing the drop, the data amount is further compressed.
【0007】かかる駒落としを行う3次元ADRCにお
けるバッファリングとしては、例えば特願昭62−13
3925号に示されるように、駒落とし処理をするかど
うかのフラグを発生するための動きしきい値を制御する
ことにより、発生情報量を制御することを本願出願人
は、提案している。このためには、ダイナミックレンジ
DRおよびフレーム差の絶対値DFの両者に関する度数
分布表が形成され、この度数分布表が累積型のものに変
換される。As buffering in the three-dimensional ADRC for performing such frame dropping, for example, Japanese Patent Application No. 62-13 / 1987
As shown in Japanese Patent No. 3925, the applicant of the present application has proposed to control the amount of generated information by controlling a motion threshold value for generating a flag indicating whether or not to perform a frame drop process. For this purpose, a frequency distribution table for both the dynamic range DR and the absolute value DF of the frame difference is formed, and this frequency distribution table is converted into a cumulative type.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】1ブロックが2フレー
ムのそれぞれに含まれる領域から構成されている3次元
ADRCにおいて、このブロック内でシーンチェンジが
発生すると、そのブロックのダイナミックレンジDRが
かなり大きくなり、符号化した時の発生情報量が大きく
なる。このために、バッファリング処理によって、各画
素の符号化のために使用可能な割り当てビット数が少な
い固定の状態(例えば各画素データを0ビットあるいは
1ビットコードに符号化する)に追い込まれる。この0
ビットの意味は、各画素の符号化コードを伝送せず、受
信側では、そのブロックの最大値および最小値の平均値
を各画素の値として使用することを意味する。In a three-dimensional ADRC in which one block is composed of an area included in each of two frames, when a scene change occurs in this block, the dynamic range DR of the block becomes considerably large. , The amount of information generated when encoding is increased. For this reason, the buffering process drives a fixed state in which the number of bits that can be used for encoding each pixel is small (for example, each pixel data is encoded into a 0-bit or 1-bit code). This 0
The meaning of the bit means that the encoded code of each pixel is not transmitted, and the receiving side uses the average value of the maximum value and the minimum value of the block as the value of each pixel.
【0009】このように、シーンチェンジのために0ビ
ットが使用され、その結果、復元値が平均値であるブロ
ックは、そのブロックの周辺のブロックの値より大きい
のが普通であり、復元画像中でブロック歪みが目立つ問
題があった。また、復元画像において、前のフレームの
イメージが残っているような視覚的な状況が生じる欠点
があった。As described above, 0 bits are used for a scene change, and as a result, a block whose restored value is the average value is usually larger than the values of the blocks around the block, and the restored image There was a problem that block distortion was conspicuous. In addition, there is a disadvantage that a visual situation occurs in which the image of the previous frame remains in the restored image.
【0010】従って、この発明の目的は、3次元ブロッ
クを使用する符号化装置において、シーンチェンジが発
生した時に、復元画像の劣化が生じることが防止された
符号化装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to prevent a restored image from deteriorating when a scene change occurs in an encoding device using three-dimensional blocks .
And to provide a mark Goka device.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、連続する複数フレームに跨る領域を一つの単位
とするブロック化を施されたディジタル画像信号を符号
化する符号化装置において、ブロック化されたディジタ
ル画像信号中の各ブロックに含まれる複数の画素データ
の第1の最大値、画素データの第1の最小値及び第1の
ダイナミックレンジを求める第1の検出手段と、各ブロ
ックの複数の画素データに関して、複数フレーム間の対
応位置の各画素データを平均化し、平均化ブロックを出
力する平均化手段と、平均化ブロックに含まれる複数の
画素データの第2の最大値、第2の最小値及び第2のブ
ロックレンジを求める第2の検出手段と、ブロック化さ
れたディジタル画像信号中の各ブロックの複数の画素デ
ータ内の同一フレーム上の画素データの第3の最大値、
第3の最小値及び第3のブロックレンジを求める第3の
検出手段と、ディジタル画像信号中の各ブロック内の画
素に基づき、ブロックの動きを検出する動き判定手段
と、ディジタル画像信号に基づいて、ディジタル画像信
号を符号化する際の発生情報量を制御するためのしきい
値セットを識別するフラグを生成する制御手段と、フラ
グの変化に基づいて、ディジタル画像信号中のシーンチ
ェンジを検出するシーンチェンジ検出手段と、動き判定
の判定結果およびシーンチェンジの検出結果に応じて、
第1の検出手段からの出力と第2の検出手段からの出力
と第3の検出手段からの出力とのうち、何れか一つから
の出力を選択する選択手段と、選択手段の出力を、フラ
グで示されるしきい値に基づ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符号化装置である。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, there is provided an encoding apparatus for encoding a digital image signal which has been subjected to block processing with a region extending over a plurality of continuous frames as one unit. First detecting means for obtaining a first maximum value of a plurality of pixel data, a first minimum value of the pixel data, and a first dynamic range included in each block in the obtained digital image signal; Averaging means for averaging each pixel data at a corresponding position between a plurality of frames and outputting an average block, a second maximum value of a plurality of pixel data included in the average block, a second A second detecting means for obtaining a minimum value and a second block range; and the same frame in a plurality of pixel data of each block in the block of digital image signal. Third maximum value of the pixel data on the arm,
A third detecting means for obtaining a third minimum value and a third block range; a motion determining means for detecting a motion of a block based on a pixel in each block in the digital image signal; , Digital image signal
Control means for generating a flag for identifying a threshold set for controlling the amount of information generated when encoding a signal, and scene change detection for detecting a scene change in a digital image signal based on a change in the flag. Means, according to the determination result of the motion determination and the detection result of the scene change,
A selection unit that selects an output from any one of an output from the first detection unit, an output from the second detection unit, and an output from the third detection unit; Encoding means for encoding based on a threshold value indicated by a flag.
【0012】[0012]
【作用】静止ブロックの場合には、1ブロックを構成す
る二つの領域の平均化データがADRCエンコーダ13
で符号化される。シーンチェンジが検出された時には、
平均化データの代えて、二つの領域の一方が選択され、
この選択された領域がADRCエンコーダ13で符号化
される。従って、シーンチェンジのために、相関がない
二つの領域からなるブロックを符号化することが防止さ
れ、復元画像の画質の劣化が防止される。In the case of a stationary block, the averaged data of the two regions forming one block is converted to the ADRC encoder 13.
. When a scene change is detected,
Instead of the averaged data, one of the two regions is selected,
The selected area is encoded by the ADRC encoder 13. Therefore, it is possible to prevent a block composed of two areas having no correlation from being encoded due to a scene change, and to prevent deterioration in the image quality of the restored image.
【0013】[0013]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1において、1で示す入力端子に、
例えば1画素データが8ビットにディジタル化されたデ
ィジタルビデオ信号がブロック化回路(図示せず)によ
りブロック構造のデータに変換されて供給される。この
ブロック化回路により走査線の順序からブロックの順序
にデータの配列が変換される。各フレームの画面が一例
として、(4×4=16画素)の領域に細分化され、時
間的に連続する2フレームにそれぞれ属する領域によ
り、1ブロックが構成される。このブロック化されたデ
ィジタルビデオ信号が2フレーム遅延回路2およびバッ
ファリング回路3に供給される。この2フレーム遅延回
路2は、バッファリング回路3で、2フレーム期間毎に
4個のレベル方向のしきい値および動きしきい値を決定
するのに必要な時間、データを遅延させる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, input terminals indicated by 1 are:
For example, a digital video signal obtained by digitizing one pixel data into 8 bits is converted into data having a block structure by a blocking circuit (not shown) and supplied. The block arrangement converts the data arrangement from the scanning line order to the block order. As an example, the screen of each frame is subdivided into regions of (4 × 4 = 16 pixels), and one block is composed of regions that respectively belong to two temporally continuous frames. The blocked digital video signal is supplied to a two-frame delay circuit 2 and a buffering circuit 3. The two-frame delay circuit 2 delays data in the buffering circuit 3 for a time necessary to determine four level-direction threshold values and motion threshold values every two frame periods.
【0014】バッファリング回路3は、先に述べた出願
に開示されているように、発生情報量を制御するため
に、ダイナミックレンジDRおよびフレーム差(絶対
値)DFの2フレーム期間の度数分布表(すなわち、横
軸がフレーム差DF、縦軸がダイナミックレンジDR)
が形成され、この度数分布表が累積度数分布表に変換さ
れ、累積度数分布表を使用して発生情報量が計算され
る。この発生情報量が目標値を超えないように、レベル
方向のしきい値および動きしきい値が決定される。後述
のADRCエンコーダ13では、レベル方向のしきい値
に基づいて各ブロックの割り当てビット数n(0、1、
2、3又は4ビット)が定まる。As disclosed in the above-mentioned application, the buffering circuit 3 includes a frequency distribution table for two frame periods of a dynamic range DR and a frame difference (absolute value) DF in order to control the amount of generated information. (That is, the horizontal axis represents the frame difference DF, and the vertical axis represents the dynamic range DR.)
Is formed, this frequency distribution table is converted into a cumulative frequency distribution table, and the amount of generated information is calculated using the cumulative frequency distribution table. The threshold value in the level direction and the motion threshold value are determined so that the amount of generated information does not exceed the target value. In the ADRC encoder 13 to be described later, the number n of allocated bits of each block (0, 1,.
2, 3, or 4 bits).
【0015】このように、可変長のビット数および駒落
とし処理を制御することにより、2フレーム期間の発生
情報量を一定に制御できる。これらのしきい値を個々に
制御すると、制御が複雑になるために、4個のレベル方
向のしきい値と動きしきい値からなるしきい値セットを
複数個有するテーブルをメモリに用意し、このセットを
順次切り替えることによって、発生情報量の制御がなさ
れる。バッファリング回路3からは、このように決定さ
れたしきい値セットを識別するためのIDコードPiが
発生する。バッファリング回路3のIDコードPiがシ
ーンチェンジ検出回路4に供給される。シーンチェンジ
検出回路4によりシーンチェンジの有無と対応する検出
信号SCHが発生する。As described above, by controlling the number of bits of variable length and the frame dropping process, the amount of information generated during two frame periods can be controlled to be constant. Since controlling these thresholds individually complicates the control, a table having a plurality of threshold sets including four level-direction thresholds and motion thresholds is prepared in a memory, By sequentially switching the sets, the amount of generated information is controlled. From the buffering circuit 3, an ID code Pi for identifying the threshold set determined in this way is generated. The ID code Pi of the buffering circuit 3 is supplied to the scene change detection circuit 4. The scene change detection circuit 4 generates a detection signal SCH corresponding to the presence or absence of a scene change.
【0016】2フレーム遅延回路2からのビデオデータ
がセレクタ5に供給されるとともに、静止処理部6、動
ダイナミックレンジ検出部7、静止ダイナミックレンジ
検出部8、およびフレーム差検出部9に供給される。フ
レーム差検出部9は、1ブロックを構成する2フレーム
のそれぞれの領域間で、空間的に同一位置の画素データ
間の差を検出し、この差を1ブロックで集計し、集計値
を絶対値に変換する。このようにフレーム差検出部9で
検出されたフレーム差DFが動き判定部12に供給され
る。静止処理部6、静止ダイナミックレンジ検出部8お
よび動き判定部12には、シーンチェンジ検出信号SC
Hがそれぞれ供給される。さらに、動き判定部12に
は、バッファリング回路3からのIDコードPiが供給
される。The video data from the two-frame delay circuit 2 is supplied to the selector 5 and is also supplied to the still processing section 6, the dynamic dynamic range detecting section 7, the static dynamic range detecting section 8, and the frame difference detecting section 9. . The frame difference detecting unit 9 detects a difference between pixel data at the same spatial position in each area of two frames forming one block, totals the difference in one block, and calculates a total value as an absolute value. Convert to The frame difference DF detected by the frame difference detection unit 9 is supplied to the motion determination unit 12. The still processing unit 6, the still dynamic range detecting unit 8, and the motion determining unit 12 provide a scene change detection signal SC.
H is supplied respectively. Further, the ID code Pi from the buffering circuit 3 is supplied to the motion determining unit 12.
【0017】2フレーム遅延回路2の出力データと静止
処理部6の出力データの一方がセレクタ5により選択さ
れる。静止処理部6は、図2に示すように、2フレーム
遅延回路2の出力が供給される入力端子21に対して静
止データ発生部23および1フレームデータ発生部24
が接続された構成である。これら静止データ発生部23
および1フレームデータ発生部24の出力がセレクタ2
5で選択されて出力端子26に取り出される。セレクタ
25は、端子22を通じて供給されるシーンチェンジ検
出回路4からの検出信号SCHで制御される。この静止
処理部6の出力端子26からのビデオデータと2フレー
ム遅延回路2からのビデオデータとがセレクタ5に供給
され、セレクタ5の出力データが図1に示すように、A
DRCエンコーダ13に供給される。One of the output data of the two-frame delay circuit 2 and the output data of the still processing section 6 is selected by the selector 5. As shown in FIG. 2, the still processing unit 6 is configured to provide a still data generating unit 23 and a one-frame data generating unit 24 to an input terminal 21 to which the output of the two-frame delay circuit 2 is supplied.
Are connected. These still data generators 23
And the output of the one-frame data generator 24 is the selector 2
5 is selected and taken out to the output terminal 26. The selector 25 is controlled by a detection signal SCH from the scene change detection circuit 4 supplied through the terminal 22. The video data from the output terminal 26 of the still processing section 6 and the video data from the two-frame delay circuit 2 are supplied to the selector 5, and the output data of the selector 5 is supplied to the A as shown in FIG.
It is supplied to the DRC encoder 13.
【0018】静止データ発生部23は、1ブロックに含
まれる二つの領域の対応する画素データの値の平均値が
形成されることにより、データ量が半分とされた平均化
データを発生する。1フレームデータ発生回路23は、
この二つの領域のいずれか一方の画素データを選択的に
発生する。検出信号SCHによりシーンチェンジが検出
された時には、1フレームデータ発生回路23からの1
フレームデータがセレクタ25で選択される。シーンチ
ェンジが検出されない時には、静止データ発生回路23
からの平均化データがセレクタ25で選択される。The stationary data generating section 23 generates averaged data having a data amount halved by forming an average value of corresponding pixel data values of two areas included in one block. One frame data generation circuit 23
Either one of these two areas is selectively generated. When a scene change is detected by the detection signal SCH, the one-frame data generation circuit 23
The frame data is selected by the selector 25. When a scene change is not detected, the static data generation circuit 23
Is selected by the selector 25.
【0019】動ダイナミックレンジ検出部7では、従来
のADRCと同様に、3次元ブロックの32画素の中の
最大値および最小値が検出され、両者の差であるダイナ
ミックレンジが検出される。動ダイナミックレンジ検出
部7からダイナミックレンジMDRおよび最小値MMI
Nが出力される。The dynamic dynamic range detecting section 7 detects the maximum value and the minimum value among the 32 pixels of the three-dimensional block, as in the case of the conventional ADRC, and detects the dynamic range, which is the difference between the two. Dynamic range MDR and minimum value MMI
N is output.
【0020】静止ダイナミックレンジ検出部8は、例え
ば図3に示すように構成される。図3において、31で
示す入力端子からの2フレーム遅延回路2からのビデオ
データが静止データダイナミックレンジ検出回路32、
1フレームデータダイナミックレンジ検出回路33、静
止データ最小値検出回路34および1フレームデータ最
小値検出回路35にそれぞれ供給される。検出回路32
および33の出力がセレクタ36に供給され、検出回路
34および35の出力がセレクタ37に供給される。こ
れらのセレクタ36および37は、端子38からのシー
ンチェンジ検出信号SCHで制御される。The static dynamic range detector 8 is configured, for example, as shown in FIG. In FIG. 3, video data from a two-frame delay circuit 2 from an input terminal indicated by reference numeral 31 is a static data dynamic range detection circuit 32,
It is supplied to a one-frame data dynamic range detection circuit 33, a still data minimum value detection circuit 34, and a one-frame data minimum value detection circuit 35, respectively. Detection circuit 32
And 33 are supplied to a selector 36, and the outputs of the detection circuits 34 and 35 are supplied to a selector 37. These selectors 36 and 37 are controlled by a scene change detection signal SCH from a terminal 38.
【0021】静止データダイナミックレンジ検出回路3
2は、前述と同様に、3次元ブロックの二つの領域の平
均化データである静止データのダイナミックレンジを検
出する。1フレームデータダイナミックレンジ検出回路
33は、前述と同様に、シーンチェンジが検出された時
に選択される1フレームの領域のダイナミックレンジを
検出する。従って、セレクタ36から出力端子39に取
り出されるダイナミックレンジSDRは、シーンチェン
ジが検出される時には、1フレームの領域のダイナミッ
クレンジであり、シーンチェンジが検出されない時に
は、平均化データのダイナミックレンジである。Static data dynamic range detection circuit 3
2 detects the dynamic range of the still data, which is the averaged data of the two regions of the three-dimensional block, as described above. The one-frame data dynamic range detection circuit 33 detects the dynamic range of the one-frame area selected when a scene change is detected, as described above. Therefore, the dynamic range SDR extracted from the selector 36 to the output terminal 39 is the dynamic range of one frame area when a scene change is detected, and is the dynamic range of averaged data when no scene change is detected.
【0022】静止データ最小値検出回路34は、平均化
データである静止データの最小値を検出する。1フレー
ムデータ最小値検出回路35は、1フレームの領域の最
小値を検出する。従って、セレクタ37から出力端子4
0に取り出される最小値SMINは、シーンチェンジが
検出される時には、1フレームの領域の最小値であり、
シーンチェンジが検出されない時には、平均化データの
最小値である。これらの検出回路32、33、34およ
び35は、自分自身で静止データおよび1フレームの領
域のデータを形成する構成に限らず、その内の一つの回
路で形成されたこれらのデータを使用する構成、あるい
は前述の静止データ処理部6で形成されたこれらのデー
タを使用する構成であっても良い。The still data minimum value detecting circuit 34 detects the minimum value of the still data as the averaged data. The one frame data minimum value detection circuit 35 detects the minimum value of the area of one frame. Therefore, the output from the selector 37 to the output terminal 4
The minimum value SMIN taken out to 0 is the minimum value of the area of one frame when a scene change is detected,
When no scene change is detected, it is the minimum value of the averaged data. The detection circuits 32, 33, 34, and 35 are not limited to the configuration in which the static data and the data of the area of one frame are formed by themselves, and are configured to use the data formed by one of the circuits. Alternatively, a configuration using these data generated by the above-described still data processing unit 6 may be used.
【0023】図1に示すように、動ダイナミックレンジ
検出部7からのMDRと静止ダイナミックレンジ検出部
8からのSDRとがセレクタ10に供給され、セレクタ
10の出力データが図1に示すように、ADRCエンコ
ーダ13に供給されるとともに、出力端子15にダイナ
ミックレンジDRとして取り出される。一方、動ダイナ
ミックレンジ検出部7からのMMINと静止ダイナミッ
クレンジ検出部8からのSMINとがセレクタ11に供
給され、セレクタ11の出力データが図1に示すよう
に、ADRCエンコーダ13に供給されるとともに、出
力端子16に最小値MINとして取り出される。As shown in FIG. 1, the MDR from the dynamic dynamic range detecting section 7 and the SDR from the static dynamic range detecting section 8 are supplied to the selector 10, and the output data of the selector 10 as shown in FIG. The signal is supplied to the ADRC encoder 13 and is taken out to the output terminal 15 as the dynamic range DR. On the other hand, the MMIN from the dynamic dynamic range detector 7 and the SMIN from the static dynamic range detector 8 are supplied to the selector 11, and the output data of the selector 11 is supplied to the ADRC encoder 13 as shown in FIG. , Which are taken out to the output terminal 16 as the minimum value MIN.
【0024】図4は、シーンチェンジ検出回路4の一例
を示す。入力端子41を通じてバッファリング回路3か
ら供給されるIDコードPiと、ラッチ42を介された
IDコードとがROM44にアドレスとして供給され
る。ラッチ42に対しては、端子43から2フレーム周
期のラッチパルスが供給され、従って、ROM44に
は、現在の2フレームに関するIDコードPiと直前の
2フレームに関するIDコードとがアドレスとして供給
される。ROM44は、これらのふたつのIDコードの
変化が所定値より大きい時には、シーンチェンジとして
検出するテーブルが記憶されている。ROM44から読
み出された信号がシーンチェンジ検出信号SCHとして
出力端子45に取り出される。FIG. 4 shows an example of the scene change detection circuit 4. The ID code Pi supplied from the buffering circuit 3 through the input terminal 41 and the ID code transmitted through the latch 42 are supplied to the ROM 44 as addresses. The latch pulse is supplied from the terminal 43 to the latch 42 at a cycle of two frames. Therefore, the ID code Pi for the current two frames and the ID code for the immediately preceding two frames are supplied to the ROM 44 as addresses. The ROM 44 stores a table for detecting a scene change when a change between these two ID codes is larger than a predetermined value. The signal read from the ROM 44 is taken out to the output terminal 45 as a scene change detection signal SCH.
【0025】図5は、動き判定部12の一例の構成を示
す。図5における入力端子51にフレーム差検出部9か
らのフレーム差DFが供給され、入力端子52にバッフ
ァリング回路3からのIDコードPiが供給され、入力
端子53にシーンチェンジ検出信号SCHが供給され
る。IDコードPiがROM54に供給され、ROM5
4からPiと対応する動きしきい値が読み出される。つ
まり、IDコードPiにより、その2フレーム期間の発
生情報量を一定とするためのしきい値セットを識別する
ことができ、このしきい値セットは、動きしきい値と4
個のレベル方向のしきい値とからなる。動きしきい値が
ROM54から得られる。FIG. 5 shows an example of the configuration of the motion judging section 12. As shown in FIG. 5, the frame difference DF from the frame difference detection unit 9 is supplied to the input terminal 51, the ID code Pi from the buffering circuit 3 is supplied to the input terminal 52, and the scene change detection signal SCH is supplied to the input terminal 53. You. The ID code Pi is supplied to the ROM 54 and the ROM 5
From 4, the motion threshold value corresponding to Pi is read. In other words, the ID code Pi can identify a set of thresholds for keeping the amount of information generated during the two frame periods constant.
And threshold values in the level direction. The motion threshold is obtained from the ROM 54.
【0026】入力端子51を通じてフレーム差検出部9
からフレーム差DFが供給され、フレーム差DFとRO
M54からの動きしきい値とが比較回路55に供給され
る。この比較回路55によって、駒落とし処理の有無を
受信側へ知らせる動きフラグが発生する。すなわち、送
信側では、フレーム差DFが動きしきい値より大きいな
らば、そのブロックは、動きブロックとして処理され
る。若し、そうでないなら、そのブロックが静止ブロッ
クとして駒落とし処理される。動きフラグは、最小限、
1ビットで良く、例えばこれが“0”のときは、静止ブ
ロックを意味し、これが“1”のときは、動きブロック
を意味する。The frame difference detecting section 9 is input through an input terminal 51.
Supplies the frame difference DF from the
The motion threshold value from M54 is supplied to the comparison circuit 55. The comparison circuit 55 generates a motion flag for notifying the receiving side of the presence or absence of the frame drop processing. That is, on the transmitting side, if the frame difference DF is greater than the motion threshold, the block is processed as a motion block. If not, the block is dropped as a still block. The motion flag is minimal,
One bit may be used. For example, when this is “0”, it means a still block, and when this is “1”, it means a motion block.
【0027】比較回路55からの動きフラグと静止フラ
グ発生器56からの静止フラグとがセレクタ57に供給
される。シーンチェンジが検出された場合には、静止フ
ラグをセレクタ57が選択し、そうでない場合には、比
較回路55からの動きフラグをセレクタ57が選択する
ように、セレクタ57は、検出信号SCHで制御され
る。すなわち、シーンチェンジが検出される場合には、
フレーム差DFと動きしきい値との比較結果と無関係
に、強制的に静止フラグが動きフラグMFLGとして出
力される。セレクタ57の出力が動きフラグMFLGと
して、出力端子58に取り出される。この動きフラグM
FLGは、図1に示すように、セレクタ5、10および
11を制御する信号として使用されるとともに、出力端
子17に取り出される。さらに、出力端子18には、I
DコードPiが取り出される。The motion flag from the comparison circuit 55 and the still flag from the still flag generator 56 are supplied to the selector 57. The selector 57 controls the detection signal SCH so that the selector 57 selects the still flag when the scene change is detected, and otherwise selects the motion flag from the comparison circuit 55 when the scene change is detected. Is done. That is, when a scene change is detected,
Regardless of the comparison result between the frame difference DF and the motion threshold, the still flag is forcibly output as the motion flag MFLG. The output of the selector 57 is taken out to the output terminal 58 as a motion flag MFLG. This motion flag M
The FLG is used as a signal for controlling the selectors 5, 10 and 11 as shown in FIG. Further, the output terminal 18 has I
The D code Pi is extracted.
【0028】動きフラグMFLGが動きブロックを意味
する場合では、セレクタ5により2フレーム遅延回路2
の出力データが選択され、セレクタ10によりダイナミ
ックレンジMDRが選択され、セレクタ11により最小
値MMINが選択される。これらの選択されたデータ、
ダイナミックレンジDRおよび最小値MINがADRC
エンコーダ13に供給される。一方、動きフラグMFL
Gが静止ブロックを意味するか、あるいは静止フラグの
場合では、セレクタ5により静止処理部6の出力データ
が選択され、セレクタ10によりダイナミックレンジS
DRがDRとして選択され、セレクタ11により最小値
SMINが選択される。これらの選択されたデータ、ダ
イナミックレンジDRおよび最小値MINがADRCエ
ンコーダ13に供給される。When the motion flag MFLG indicates a motion block, the selector 5 uses the two-frame delay circuit 2
Are selected, the selector 10 selects the dynamic range MDR, and the selector 11 selects the minimum value MMIN. These selected data,
Dynamic range DR and minimum value MIN are ADRC
It is supplied to the encoder 13. On the other hand, the motion flag MFL
When G means a still block or a still flag, the selector 5 selects the output data of the still processing unit 6 and the selector 10 selects the dynamic range S.
DR is selected as DR, and the selector 11 selects the minimum value SMIN. The selected data, the dynamic range DR and the minimum value MIN are supplied to the ADRC encoder 13.
【0029】ADRCエンコーダ13は、上述のセレク
タ5からのデータ、セレクタ10からのダイナミックレ
ンジDR、セレクタ11からの最小値MIN、およびI
DコードPiを受け取り、符号化データDTを生成す
る。この符号化データDTが出力端子14に取り出され
る。上述のように、符号化しようとするブロックが動き
か、静止かに応答してなされる駒落とし処理は、ADR
Cエンコーダ13の前段でなされる。従って、ADRC
エンコーダ13では、動きブロックの場合では、32画
素のデータを符号化し、静止ブロックの場合では、16
画素のデータを符号化する。The ADRC encoder 13 receives the data from the selector 5, the dynamic range DR from the selector 10, the minimum value MIN from the selector 11, and I
It receives the D code Pi and generates encoded data DT. The encoded data DT is taken out to the output terminal 14. As described above, the frame drop processing performed in response to whether a block to be coded is moving or stationary is performed by ADR
This is performed before the C encoder 13. Therefore, ADRC
The encoder 13 encodes data of 32 pixels in the case of a motion block, and encodes 16 pixels in the case of a still block.
Encode the pixel data.
【0030】この符号化において、IDコードPiを使
用して、レベル方向の4個のしきい値を生成し、このし
きい値とそのブロックのダイナミックレンジDRとの大
小関係により、割り当てビット数nを決定する。セレク
タ5からのビデオデータからセレクタ11からの最小値
MINが減算され、最小値が除去されたビデオデータが
生成される。この最小値除去で正規化されたデータ及び
量子化ステップΔがADRCエンコーダ13に設けられ
た量子化回路に供給され、量子化回路から元のビット数
(8ビット)より少ない可変のビット数のコード信号D
Tが得られる。量子化回路は、ダイナミックレンジDR
に適応した量子化を行う。つまり、ダイナミックレンジ
DRを(2n )等分した量子化ステップΔで、最小値が
除去されたビデオデータが除算され、商を切り捨てで整
数化した値がコード信号DTとされる。In this encoding, four threshold values in the level direction are generated using the ID code Pi, and the number of allocated bits n is determined by the magnitude relation between the threshold values and the dynamic range DR of the block. To determine. The minimum value MIN from the selector 11 is subtracted from the video data from the selector 5 to generate video data from which the minimum value has been removed. The data normalized by the minimum value removal and the quantization step Δ are supplied to a quantization circuit provided in the ADRC encoder 13, and a code having a variable number of bits smaller than the original number of bits (8 bits) is supplied from the quantization circuit. Signal D
T is obtained. The quantization circuit has a dynamic range DR
Is performed in accordance with. That is, the video data from which the minimum value has been removed is divided at the quantization step Δ obtained by equally dividing the dynamic range DR by (2 n ), and the value obtained by rounding down the quotient and converting it into an integer is used as the code signal DT.
【0031】ダイナミックレンジDR、最小値MIN、
コード信号DT、動きフラグMFLGおよびIDコード
Piが図示せずも、フレーム化回路に供給され、伝送デ
ータが形成される。フレーム化回路は、ダイナミックレ
ンジDR、最小値MIN、コード信号DT、動きフラグ
MFLGおよびIDコードPiがバイトシリアルに配列
され、同期信号が付加された伝送データを形成する。ま
た、フレーム化回路では、エラー訂正符号の符号化がな
される。この伝送データは、例えば磁気テープ上に、回
転ヘッドにより記録される。The dynamic range DR, the minimum value MIN,
The code signal DT, the motion flag MFLG, and the ID code Pi are supplied to a framing circuit (not shown) to form transmission data. The framing circuit arranges the dynamic range DR, the minimum value MIN, the code signal DT, the motion flag MFLG, and the ID code Pi in a byte serial manner, and forms transmission data to which a synchronization signal is added. The framing circuit encodes an error correction code. This transmission data is recorded, for example, on a magnetic tape by a rotating head.
【0032】図示せずも、受信側(再生側)では、フレ
ーム分解回路により、各受信データが分離され、ADR
Cデコーダでコード信号DTが復号され、復号値に最小
値MINが加算されることで、復元データが得られる。
ADRCデコーダでは、IDコードPiおよびダイナミ
ックレンジDRを使用して、そのブロックの割り当てビ
ット数nを検出する。割り当てビット数nから量子化ス
テップΔを生成し、例えばコード信号DTと量子化ステ
ップΔを乗算することにより復号がなされる。静止ブロ
ックに関しては、上述のように復号された復元データの
同じものを2回使用する。Although not shown, on the receiving side (reproducing side), each received data is separated by a frame decomposition circuit,
The code signal DT is decoded by the C decoder, and the minimum value MIN is added to the decoded value, thereby obtaining restored data.
The ADRC decoder detects the number n of bits allocated to the block using the ID code Pi and the dynamic range DR. Decoding is performed by generating a quantization step Δ from the number of allocated bits n and, for example, multiplying the code signal DT by the quantization step Δ. As for a still block, the same restored data decoded as described above is used twice.
【0033】上述の一実施例では、シーンチェンジをバ
ッファリング用のしきい値の急激な変化から検出してい
るが、これ以外の方法例えばダイナミックレンジDRの
統計的データの変化からシーンチェンジを検出しても良
い。In the above embodiment, a scene change is detected from a sudden change in the buffering threshold value. However, a scene change is detected from other methods, for example, from a change in statistical data of the dynamic range DR. You may.
【0034】以上の一実施例は、この発明をADRCに
対して適用したものであるが、ADRC以外のブロック
符号化に対して、この発明を適用しても良い。例えば3
次元DCT(Discrete Cosine Transform)を使用する高
能率符号化装置に対しても、この発明を適用できる。In the above embodiment, the present invention is applied to ADRC. However, the present invention may be applied to block coding other than ADRC. For example, 3
The present invention is also applicable to a high-efficiency coding apparatus using a dimensional DCT (Discrete Cosine Transform).
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複数の異なるフレームに属する領域で一つの3次元
ブロックが構成される3次元ブロック符号化において、
シーンチェンジを検出した時には、符号化において、1
フレームの領域の画素データを処理する。従って、シー
ンチェンジが発生した時に、相関がない画像を符号化す
るために生じる画質の劣化を防止することができる。As described above, according to the present invention, in three-dimensional block coding in which one three-dimensional block is formed by regions belonging to a plurality of different frames,
When a scene change is detected, 1
Process pixel data in the area of the frame. Therefore, when a scene change occurs, it is possible to prevent deterioration in image quality caused by encoding an image having no correlation.
【図1】この発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施例における静止処理部のブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram of a stationary processing unit according to an embodiment of the present invention.
【図3】この発明の一実施例における静止ダイナミック
レンジ検出部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a static dynamic range detection unit according to one embodiment of the present invention.
【図4】この発明の一実施例におけるシーンチェンジ検
出部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a scene change detection unit according to one embodiment of the present invention.
【図5】この発明の一実施例における動き判定部のブロ
ック図である。FIG. 5 is a block diagram of a motion determining unit according to one embodiment of the present invention.
1 ブロック化ビデオデータの入力端子 3 バッファリング回路 4 シーンチェンジ検出部 6 静止処理部 8 静止ダイナミックレンジ検出部 12 動き判定部 13 ADRCエンコーダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal of block video data 3 Buffering circuit 4 Scene change detection part 6 Still processing part 8 Still dynamic range detection part 12 Motion judgment part 13 ADRC encoder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68
Claims (1)
の単位とするブロック化を施されたディジタル画像信号
を符号化する符号化装置において、 上記ブロック化されたディジタル画像信号中の各ブロッ
クに含まれる複数の画素データの第1の最大値、上記画
素データの第1の最小値及び第1のダイナミックレンジ
を求める第1の検出手段と、 上記各ブロックの複数の画素データに関して、複数フレ
ーム間の対応位置の各画素データを平均化し、平均化ブ
ロックを出力する平均化手段と、 上記平均化ブロックに含まれる複数の画素データの第2
の最大値、第2の最小値及び第2のブロックレンジを求
める第2の検出手段と、 上記ブロック化されたディジタル画像信号中の各ブロッ
クの複数の画素データ内の同一フレーム上の画素データ
の第3の最大値、第3の最小値及び第3のブロックレン
ジを求める第3の検出手段と、 上記ディジタル画像信号中の各ブロック内の画素に基づ
き、ブロックの動きを検出する動き判定手段と、 上記ディジタル画像信号に基づいて、該ディジタル画像
信号を符号化する際の発生情報量を制御するためのしき
い値セットを識別するフラグを生成する制御手段と、 上記フラグの変化に基づいて、上記ディジタル画像信号
中のシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出手段
と、 上記動き判定の判定結果および上記シーンチェンジの検
出結果に応じて、上記第1の検出手段からの出力と上記
第2の検出手段からの出力と上記第3の検出手段からの
出力とのうち、何れか一つからの出力を選択する選択手
段と、 上記選択手段の出力を、上記フラグで示されるしきい値
に基づいて符号化する符号化手段とを有することを特徴
とする符号化装置。1. An encoding apparatus for encoding a digital image signal which has been subjected to block processing with a region extending over a plurality of continuous frames as one unit, wherein the block includes a digital image signal included in each block in the digital image signal. First detecting means for obtaining a first maximum value of a plurality of pixel data to be obtained, a first minimum value of the pixel data, and a first dynamic range; Averaging means for averaging each pixel data at the corresponding position and outputting an averaging block;
Second detection means for obtaining a maximum value, a second minimum value, and a second block range of the image data; and a plurality of pixel data of each block in the block of digital image signals, Third detection means for obtaining a third maximum value, a third minimum value, and a third block range; and motion determination means for detecting a motion of a block based on pixels in each block in the digital image signal. Based on the digital image signal, the digital image
Control means for generating a flag for identifying a threshold set for controlling the amount of information generated when encoding the signal; and a scene for detecting a scene change in the digital image signal based on a change in the flag. Change detecting means, an output from the first detecting means, an output from the second detecting means, and an output from the third detecting means in accordance with the result of the motion judgment and the result of the scene change detection. Selecting means for selecting an output from any one of the outputs, and encoding means for encoding the output of the selecting means based on a threshold value indicated by the flag. Encoding device.
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---|---|---|---|
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