JPH01303888A - フレーム間符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 フレーム間符号化装置に関し、 送信しようとする画像信号とフィルタを介した予測信号
との差分値を減少させ、送信すべき差分値の情報量を権
力減少させることによって差分値の信号を歩容量の伝送
路で送信できるようにすることを目的とし、 ディジタルの画像信号とフィルタを介した予測信号（ｄ
）を入力し、該両信号の差分値を直交変換予測符号化し
出力する直交変換予測符号化手段と、該直交変換予測符
号化手段の出力とフィルタを介した予測信号を入力し、
次に入力される画像信号を予測し予測信号として出力す
る予測手段と、該予測信号を人力し、画像信号中の輪郭
部分を検出し輪郭信号として出力する輪郭検出手段と、
該予測信号と該輪郭信号を入力し、該予測信号中の該輪
郭信号が示す輪郭部分を除（部分をフィルタ処理しフィ
ルタを介した予測信号として出力する濾波手段により構
成されるフレーム間符号化装置。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、フレーム間符号化装置に関し、特にテレビ会
議等の連続する２フレ一ム間の差分値の少ない画像信号
を直交変換し、処理する直交変換予測符号化装置に関す
る。

テレビ会議等の画像信号のように連続する２フレ一ム間
の差分値の少ない画像信号を送信する場合に、送信しよ
うとする画像信号と１フレーム前の画像信号との差分値
のみを検出し、受信側に送信し、受信側では受信した差
分値を１フレーム前の画像信号に加算することよって送
信しようとする画像信号を再生させている。また、送信
すべき画像信号の情報量を極力減少させるために連続す
る２フレ一ム間の差分値の信号を直交変換し、情報量を
減らして送信する技術が使われるようになってきた。

よって、上記差分値を送る予測符号化と直交変換とを組
合せ情報量を減らすのに適したフレーム間符号化装置が
望まれている。

〔従来技術〕

従来のフレーム間符号化装置の構成例及び各部分の波形
図を第７図及び第８図に示す。

第８図の点線はブロックの区切り線である。

第７図及び第８図に於いて、ディジタルの画像信号（ａ
）が減算器１００に入力される。減算器１００では入力
したディジタルの画像信号（ａ）からフィルタを介した
予測信号（ｃ）を差し引き、差分値（ｄ）のみを直交変
換器１０１に出力している。直交変換器１０１では人力
した差分値（ｄ）の信号を一定の大きさのブロック毎に
直交変換し、量子化器１０２に出力している。量子化器
１０２では入力した差分値（ｄ）の信号をブロック毎に
量子化し、符号化器１０３と逆直交変換器１０４に出力
している。符号化器１０３では入力した差分値の信号を
符号化し、送信している。

また、逆直交変換器１０４では入力した差分値の信号を
逆直交変換し、加算器１０５に出力している。

加算器１０５では人力した差分値の信号にフィルタを介
した予測信号（ｃ）を加算することで送信したディジタ
ルの画像信号を再生し、予測部１０６に出力している。

予測部１０６では加算器１０５より入力した再生された
ディジタルの画像信号を入力し予測信号（′ｂ）を発生
させフィルタ１０７に出力している。

フィルタ１０７では入力した予測信号をフィルタ処理し
、フィルタを介した予測信号（ｃ）として減算器１００
と加算器１０５に出力している。

〔本発明が解決しようとする課題〕

上記のように従来のフレーム間符号化装置の構成では、
第８図（ａ）に示すような輪郭を持つディジタルの画像
信号から第８図（ｃ）に示すような輪郭を持つフィルタ
を介した予測信号を差し引き差分値検出して送信してい
る。このとき差分値の情報量を極力減らすための直交変
換と量子化をブロック毎に行っている。

このとき、画像信号をブロック毎に直交変換。

量子化、逆直交変換を行なっているために、ブロック内
の隣り合う画素間には量子化誤差の連続性があるが、ブ
ロックの境界を挟んで隣り合う画素間には量子化誤差の
連続性がない。

よって、隣接するブロックの境界を挾んで隣あう画素間
の差分値が大きくなり、ブロック間に疑似輪郭が発生す
ることがある。また、この疑似輪郭が発生した画像信号
を基に予測信号を発生させた場合に、該予測信号も疑似
輪郭を含む予測信号となってしまう。よってこの疑似輪
郭を除去するために、予測信号をフィルタ処理し、疑似
輪郭を除去し出力している。

しかし、このフィルタ処理によって画像信号中の疑似輪
郭は除去することができるが、第８図（ｃ）に示すよう
に画像自体の輪郭も劣化してしまう。

よって、減算器にて第８図（ａ）に示すような輪郭を持
つディジタルの画像信号と第８図（ｃ）に示すような輪
郭が劣化したフィルタを介した予測信号との差分値が、
第８図（ｄ）に示すように輪郭部分に限って増加してし
まうという問題点がある。

従って本発明では、送信しようとする画像信号とフィル
タを介した予測信号との差分値を減少させ、送信すべき
差分値の情報量を極力減少させることによって差分値の
信号を歩容量の伝送路で送信できるようにすることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に本発明の原理図を示す。まず直交変換符号化手
段１にて濾波手段４を介した予測信号（ｄ）を人力し、
該両信号の差分値を検出するとともに直交変換符号化し
て伝送路と予測手段２に出力している。予測手段２では
該直交変換符号化された差分値を入力し逆直交変換させ
るとともに、該濾波手段４を介した予測信号（ｄ）を入
力し、次に入力される画像信号を予測して予測信号ら）
を輪郭検出手段３と濾波手段４に出力している。輪郭検
出手段３では予測信号（ｂ）を入力し予測信号の画像信
号自体の輪郭部分を検出し、該輪郭部分を示す輪郭信号
（ｃ）を濾波手段４に出力している。濾波手段４では予
測信号（ｂ）と輪郭信号（ｃ）を入力し、該画像信号自
体の輪郭部分以外の部分をフィルタ処理し、予測信号（
ｄ）として直交変換符号化手段ｌと予測手段２に出力し
ている。

〔作用〕

送信しようとする画像信号の差分値の信号の情報量を極
力減らす処理を行ったために、差分値の信号中に、直交
変換したときの疑似輪郭が発生してしまう。

この直交変換をしたときの疑似輪郭が発生した差分値の
信号を基に予測された予測信号にも該直交変換したとき
の疑似輪郭を有する予測信号となる。

このときに予測信号中の画像自体の輪郭を検出し、予測
信号中の画像自体の輪郭以外の部分をフィルタ処理して
いる。

従って、画像自体の輪郭は劣化させずに差分値の信号の
情報量を減らすことによって生じた該直交変換したとき
の疑似輪郭は除去することが出来、正確な予測ができる
ため前フレームの画像信号との差分値を少なく出来る。

〔実施例］ 以下図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図の直交変換予測符号化手段１は第２図の減算器１
１．直交変換器１２．量子化器１３．符号化器１４、に
よって構成される部分に対応し、第１図の予測手段２は
逆直交変換器２１．加算器２２フレームメモリ２３８動
き検出器２４．動き補償器２５より構成される部分に対
応し、第１図の輪郭検出手段３は第２図のオペレータ演
算部３１．二値化処理部３２゜孤立点除去部３３より構
成される部分に対応し、第１図の濾波手段４は第２図の
フィルタ４１．切り替え器４２より構成される部分に対
応している。

第６図の点線はブロックの区切りを示す線である。

第２図に於いて、まず減算器１１では第６図（ａ）に示
すような輪郭を持つディジタルの画像信号と第６図（ｄ
）に示すような濾波手段４を介した予測信号を人力し、
第６図（ｅ）に示すような両者の差分値を検出し直交変
換器１２に出力している。直交変換器１２では、入力さ
れた差分値の信号を直交変換し量子化器１３に出力して
いる。量子化器１３では直交変換器１２より入力した直
交変換後の差分値の信号を量子化することによって送信
すべき情報量を減らし、符号化器１４と逆直交変換器２
１に出力する。符号化器１４では量子化器１３より入力
した差分値の信号を符号化し、受信側に送信している。

また逆直交変換器２１では量子化器１３より入力した差
分値の信号を逆直交変換して加算器２２に出力している
。

加算器２２では逆直交変換器２１より入力した差分値の
信号と、第６図（ｄ）に示すような濾波手段４を介した
予測信号とを入力し、加算することによって送信しよう
とする画像信号を再生し、予測手段２に出力している。

予測手段２内では、加算器２１より再生された画像信号
を順次フレームメモリ２３に記憶させる。フレームメモ
リ２３では記憶された画像信号を動き検出器２４と動き
補償器２４に出力している。動き検出器２４ではフレー
ムメモリ２３より入力した再生された画像信号と、再生
された画像信号の次に送信しようとする画像信号を入力
し、再生された画像信号の画像に比べ、次に送信しよう
とする画像信号の画像が全体的に横等にずれたときにそ
のずれを検出し、補償器２５に出力する。動き補償器２
５では、動き検出器２４より入力したずれの信号によっ
てフレームメモリ２３より入力した再生された画像信号
の動きを補償し、第６図（ｂ）に示すような輪郭を持つ
予測信号として輪郭検出手段３と濾波手段４に出力して
いる。

輪郭検出手段３内では、入力した第６図ら）に示すよう
な輪郭を持つ予測信号がオペレータ演算部３１に入力さ
れる。オペレータ演算部３１では、例えば第３図（ａ）
に示すような縦横８ドツトの予測信号を入力した場合に
、画像信号中の輪郭部分は連続する画素間の差分値が大
きい部分であるため、画像信号中の輪郭部分を検出する
ために画素間の（上下左右）の相関を利用した例えば第
３図ｒｂ）に示すような縦横３ドツトの正方形の領域を
１ドツトづつずらしながら縦横８ドツトの予測信号全て
に掛けることによって第３図（ｅ）に示すような輪郭部
分のみ絶対値が大きな信号に変換し、二値化処理部３２
に出力している。また、このとき縦横８ドツトの予測信
号の中に上記縦横３ドツトの正方形の領域が掛からない
上下左右１ドツトの部分については第３図（ｃ）、　（
ｄ）に示す様な領域の信号を掛けている。２値化処理部
３２ではオペレータ演算部３１にて輪郭部分のみ絶対値
が大きくなった信号と闇値を入力し、輪郭部分のみ絶対
値が大きくなった信号を第４図（ａ）に示すような＋、
−を取り除いた絶対値の信号に変換し、絶対値に変換さ
れた第４図（ａ）に示すような輪郭部分のみ絶対値が大
きくなった信号に闇値を当てはめ、例えば第４図［有］
）に示すように閾値５より大きい値は１、閾値５より小
さい値は０というように二値化し、０と１の信号に変換
し孤立点除去部３３に出力している。孤立点除去部３３
では入力した第４図０））にしめすような二値信号に、
第５図（ａ）に示すような縦横３ドツトの正方形の領域
を１ドツトづつらしながら縦横８ドツトの二値信号の全
てに当てはめ、縦横３ドツトの領域の中心Ｘの値が、第
５図（ｂ）に示すように縦横３ドツトの領域の中心Ｘの
上下左右の信号全てが０か、１で統一された値となった
とき中心Ｘの値が、中心Ｘの上下左右の値と異なってい
るとき第５図（ｂ）と（ｃ）に示すように中心Ｘの値を
中心Ｘの上下左右の値と同一の値に変換し、第６図（ｃ
）に示すような切り替え信号として濾波手段４に出力し
ている。

濾波手段４では予測手段２より第６図（ｂ）に示すよう
な輪郭を持つ予測信号を入力し、フィルタ４１と切り替
え器４２に入力し、輪郭検出手段３より第６図（ｃ）に
示すような切り換え信号を切り換え器４２に出力してい
る。フィルタ４１では入力した第６図（ｂ）に示すよう
な輪郭を持つ予測信号をフィルタ処理し、切り替え器４
２に出力している。切り替え器４２では輪郭検出手段３
より入力した第６図（ｃ）に示すような切り替え信号に
よって、予測手段２より入力される第６図（ｂ）に示す
ような輪郭を持つ予測信号と、フィルタを介した予測信
号とを適宜切り替えて減算記１１と加算器２１に出力し
ている。即ち、輪郭部分を除く部分にはフィルタを介し
た予測信号を出力し、輪郭部分には第６図（ｂ）に示す
ような輪邦持つ予測信号を出力することによって、予測
信号とフィルタを介した予測信号とを組合せ、第６図（
ｄ）に示すような信号として出力している。

〔効果〕

以上のように本発明によれば、フィルタを介さない予測
信号とフィルタを介した予測信号とを、輪郭部分である
か否かにより切り替えている。

従って、送信しようとする画像信号と予測信号の差分値
を少なくできるため、送信すべき差分値の情報量を少な
くでき歩容量の伝送路でも送信可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例、 第３図はオペレータ演算部の説明図、 第４図は二値化処理部の説明図、 第５図は孤立点除去部の説明図、 第６図は本発明の回路内の各部分の輪郭部を示す図、 第７図は従来のフレーム間符号化装置の構成図、第８図
は従来の回路内の各部分の輪郭部を示す図、 図に於いて、 ｌ・・・直交変換符号化手段　２・・・予測手段３・・
・輪郭検出手段　　　　４・・・濾波手段１１・・・減
算器　　　　　　　１２・・・直交変換器１３・・・量
子化器　　　　　　１４・・・符号化器２１・・・逆直
交変換器　　　　２２・・・加算器２３・・・フレーム
メモリ　　　２４・・・動き検出器２５・・・動き補償
器　　　　　３１・・・オペレータ演算部３２・・・二
値化処理部　　　　３３・・・孤立点除去部４１・・・
フィルタ　　　　　　４２・・・切り替え器１００・・
・減算器　　　　　　１０１・・・直交変換器１０２・
・・量子化器　　　　　１０３・・・符号化器１０４・
・・逆直交変換器　　　１０５・・・加算器１０６・・
・予測部　　　　　　１０７・・・フィルタ木鞘明のぷ
理図 ￥１図 （θ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
ｂ）二悟化処理卸／ｌ言刑明図 菫４−図 テｎ砧ヱ（、叔下ｊそプミ即／）湘明１１第５図 （ｅ） 不茫明／１日路内＋：１＋ｔ３８！ｉＪ分ｔ＋　ｎ　”
４Ｈ１ｌ　ｊｕｔ；　１８竿ろ図 ″′−，ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディジタル画像信号（ａ）と予測信号（ｄ）の差分
   値を直交変換符号化し出力する直交変換符号化手段（１
   ）と、 該直交変換符号化手段（１）の出力と予測信号（ｄ）と
   から次に入力されるディジタルの画像信号（ａ）の予測
   信号（ｂ）を出力する予測手段（２）と、該予測信号（
   ｂ）中の輪郭部分を検出する輪郭検出手段（３）と、 該予測信号（ｂ）と輪郭検出信号（ｃ）とを入力し、該
   予測信号中の輪郭部分を除く部分のみフィルタ処理し予
   測信号（ｄ）として直交変換符号化手段（１）へ出力す
   る濾波手段（４）とを有することを特徴とするフレーム
   間符号化装置。