JPH02277387A - 動画像符号化復号化装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、動画像信号をベクトル量子化方式によって
符号化して伝送または記録し、受信または媒体からの読
出しを行った後に動画像信号を復号化する動画像符号化
復号化装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特公昭６３〜２６９５１号「ベクトル量
子化方式フレーム間符号化装置」に示された従来の画像
符号化装置の構成を表すブロック図である。

図において、５はラスク走査をブロック走査に変換する
走査変換バッファ、６はフレーム間の減算を行なう減算
器、２はベクトル量子化符号化器、３はベクトル量子化
復号化器、７はフレーム間の加算を行なう加算器、８は
局部復号された信号系列を一時蓄積するフレームメモリ
である。また１０１はディジタル化された画像信号系列
、１０６は前記信号系列１０１をブロック走査の順序に
並べかえた信号系列、１０７は過去に符号化復号化され
た信号系列、１０８は前記ブロック走査の信号系列１０
６を前記過去の信号系列１０７によって予測した予測誤
差の系列、１０３はベクトル量子化インデックス、１０
９はベクトル量子化復号出力、１１０は復号された信号
系列である。

また第６図は前記符号化装置に対応する復号化装置の構
成を示すブロック図であり、図において、９はブロック
走査の復号信号系列１１０をラスク走査の順序に並べか
える走査変換ハンファ、１０５は復号された画像信号系
列である。

また第７図と第８図とは従来の符号化方式の動作を説明
するための説明図である。

次に動作について説明する。入力されたディジタル画像
信号系列１０１は、走査変換バッファ５においてラスク
走査からブロック走査に並べかえられる。すなわち、画
面を水平に走査する順序から、第７図におけるＡ、″に
含まれる信号系列が連続する順序への変換である。ここ
で、Ａ　Ｈ”とは第ｎフレームの画面上でｉ番目にあた
るブロックを表すものとする。減算器６において、ブロ
ック化された信号系列１０６から信号系列１０７を予測
信号として減算する。こうして得られた予測誤差信号の
系列１０８はベクトル量子化符号化器２においてベクト
ル量子化され、ベクトル量子化インデックス１０３が出
力される。同インデックス１０３が符号化データとｉで
伝送されたり記録されたりするデータの基本井−ある。

前記ベクトル量子化インデックス１０３はベクトル量子
化復号化器３において復号さ机、前記予測信号１０７と
の加算によって復号画像信号系列１１０となり、フレー
ムメモリ８に一時蓄積され、次フレームの予測に用いら
れる。以上の動作を第７図によって示すと、ブロックＡ
、″の入力に対し前フレームの同じ空間的位置にあるブ
ロックＡ　（”を予測信号として用い、差分ブロックＡ
　Ｈ″−Ａ　Ｈ”−’をベクトル量子化した後、予測ブ
ロックＡ、″と加算して復号するということに相当する
。ただし、Ａ　、１１−１　は既に符号化復号化された
ブロックである。第８図は連続するフレームの関係を示
す。

この図からもわかるように、あるフレームの復号画が次
のフレームの予測に用いられる。

再生側では、ベクトル量子化インデックス１０３をベク
トル量子化復号化器３において復号し、フレームメモリ
８から読出した予測信号系列１０７と加算して復号画像
信号系列１１０を得、走査変換バッファ９においてブロ
ック走査からラスク走査に並べかえる。

以上のような従来の方式によれば、連続するフレームの
相関をフレーム間予測によって利用し、空間的な相関を
ベクトル量子化によって利用してデータ圧縮を行ってい
る。さらに前フレームの同じ位置ではなく、最大の予測
効率が得られるような変位（動き）を考慮して予測する
動き補傷、必ずしも全ての連続するフレームを符号化し
ない駒おとし制御等も行われることがある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の画像符号化装置は以上のような方式で符号化及び
復号化を行なっていたので、動画像信号における時間方
向の相関を充分に利用できず、復号を行なうためには最
初のフレームから連続して復号することが必要で、雑音
等のエラーが生じた場合にはその影響が伝播していくな
どの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、動画像信号における時間方向の相関をベクト
ル量子化に利用し、途中のフレームからの復号を可能に
し、エラーに対しても強い符号化を行なえる動画像符号
化復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〕

この発明に係る動画像符号化復号装置は、入力される動
画像信号をＬフレーム（Ｌは複数）にわたって−時蓄え
る第１のフレームメモリと、該フレームメモリより空間
的に連続するに個（Ｋは複数）の画素から成るブロック
を連続するＬフレームの空間的に等しい位置から切り出
して総計に×Ｌ個の画素を持つブロックとしてブロック
化し、該ブロックを入力ベクトルとしてベクトル量子化
符号化して量子化インデックスを出力する符号化部と、
上記量子化インデックスをベクトル量子化復号化して出
力する復号化部と、該復号化部で復号化されたブロック
が蓄積され、Ｌ個の復号画像フレームが蓄積された時点
で各復号画像フレームが読み出される第２のフレームメ
モリとを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、第１のフレームメモリに蓄積され
たＬ個の画像フレームより切り出されたＫ×Ｌ個の画素
を持つ空間的かつ時間的に連続的なブロックによりベク
トル量子化を行なうようにしたから、時間方向の相関が
利用できることでデータ圧縮率を向上でき、また時間方
向にブロック化した長さの範囲内で符号化を完結できる
からエラーに対して強い符号化ができるとともに途中フ
レームからも復号できる。

〔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図はこの発明の一実施例による動画像符号化復号化
装置の符号化の手順を説明するためのブロック図であり
、図において、１は入力画像フレームを複数フレーム記
憶することのできる第１のフレームメモリである。また
１０２は空間的かつ時間的に連続する画素をブロック化
して得られる信号系列である。

また、第２図はこの発明の一実施例による動画像符号化
復号化装置の復号化の手順を説明するためのブロック図
であり、図において、４は復号化画像フレームを複数フ
レーム記憶することのできる第２のフレームメモリであ
る。また１０４は空間的かつ時間的に連続する復号画素
がブロック化されている信号系列である。その他、第１
図、第２図において第５図、第６図と同一符号は同−又
は相当部分である。また第３図と第４図とはこの発明の
詳細な説明するための説明図である。

次に動作について説明する。入力されたディジタル画像
信号系列１０１を連続するＬフレーム分（Ｌは複数）、
第１のフレームメモリ１に一時蓄える。ここではＬ＝４
とする。前記第１のフレームメモリ１では、蓄えられた
４フレームの画像信号系列から、各画面上で空間的に連
続するに個（Ｋは複数）の画素からなるブロックを、そ
れぞれが空間的には等しい位置となるように切り出す。

ここではに＝２Ｘ２＝４とする。これによってＫ×Ｌ＝
４Ｘ４＝１６個の画素をブロック化する。

以上のブロック化を第３図に示す。第３図においてＳ、
″とは第ｎフレームにおける１番目の画素を表すことと
する。以上のようにして、１６個の画素をブロック化し
た信号系列１０２が得られる。

同系列１０２をベクトル量子化符号化器２においてベク
トル量子化し、ベクトル量子化インデックス１０３を出
力する。同インデックス１０３が符号化データとして伝
送されたり記録されたりするデータの基本形である。第
４図は連続するフレームの関係を示す。図に示すように
、符号化は連続する４フレームで完結しており、各フレ
ームの内部では空間方向にも時間方向にも相関を利用し
たベクトル量子化が行われている。再生側ではベクトル
量子化インデックス１０３をベクトル量子化復号化器３
において復号し、復号画像信号系列１０４を得る。同系
列１０４を第２のフレームメモリ４に書き込み、４フレ
ームに相当する復号画像信号系列１０４の書き込み終わ
った時点で、各フレームを本来の順序でラスク走査に従
って読み出し、復号ディジタル画像信号系列１０５を得
る。

ここで符号化部の前に置かれる第１のフレームメモリ１
．復号化部の後に置かれる第２のフレームメモリ４とも
、時間方向にブロック化するフレーム数の倍の容量を持
ち、１／２の容量を各々、読み出しと書き込みに割り当
てるダブルバッファ制御を行なう必要がある。

このように本実施例では複数の画像フレームを記憶する
ことのできる第１．第２のフレームメモリをそれぞれ符
号化部の前、及び復号化部の後に備え、第１のフレーム
メモリに入力動画像信号系列を４フレームにわたって蓄
積し、該蓄積された各フレームにおいて空間的に連続す
る４個の画素が４個のフレームにおいて空間的に等しい
位置である４×４個の画素となるようブロック化して前
記第１のフレームメモリから読出し、該ブロックを入力
ベクトルとしてベクトル量子化符号化して量子化インデ
ックスを出力し、該量子化インデックスをベクトル量子
化復号化して復号化されたブロックを上記第２のフレー
ムメモリに蓄積し、４個の復号画像フレームが蓄積され
た時点で各復号画像フレームを出力する構成としたから
、時間方向の相関が利用できることでデータ圧縮率を向
上でき、また時間方向にブロック化した長さの範囲内で
符号化を完結できるからエラーに対して強い符号化がで
きるとともに途中フレームからも復号できる。

なお、上記実施例では時間方向にブロック化するフレー
ム数を４、空間方向にブロック化される画素数を２Ｘ２
＝４としたが、本発明の効果がこれらの条件下に限定さ
れるものでないことはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば空間方向の相関のみな
らず、時間方向の相関をも、ベクトル量子化されるベク
トルとして利用する構成としたから、ベクトル量子化の
効率が向上し、またブロック化されたフレームにおいて
符号化が完結しているために、雑音による誤りの伝播す
る範囲が極めて狭く、符号化データが蓄積形メディアに
記録されている場合にはどのブロックからでも復号を開
始できるという効果がある。

【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画像符号化復号化
装置の符号化の手順を説明するためのブロック図、第２
図はこの発明の一実施例による動画像符号化復号化装置
の復号化の手順を説明するためのブロック図、第３図は
この発明の一実施例によるブロック化を説明するための
説明図、第４図はこの発明の一実施例によるフレームの
関係を説明するための説明図、第５図は従来の動画像符
号化装置の構成を示すブロック図、第６図は従来の動画
像復号化装置の構成を示すブロック図、第７図は従来の
装置によるブロック化を説明するための説明図、第８図
は従来の方式によるフレームの関係を説明するための説
明図である。 図において、１は第１のフレームメモリ、２はベクトル
量子化符号化部、３はベクトル量子化復号化部、４は第
２のフレームメモリである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）動画像をベクトル量子化手法によって符号化及び
   復号化する動画像符号化復号化装置において、 符号化部の前段に設けられた複数の画像フレームを記憶
   する第１のフレームメモリと、 復号化部の後段に設けられた複数の画像フレームを記憶
   する第２のフレームメモリとを備え、上記第１のフレー
   ムメモリにＬ個（Ｌは複数）のフレームにわたって蓄積
   された入力動画像信号系列の、Ｌ個のフレームにわたっ
   て空間的に等しい位置にある、各フレームにつき空間的
   に連続するＫ個（Ｋは複数）の画素からなるＫ×Ｌ個の
   画素をブロック化して前記第１のフレームメモリから読
   出し、 該ブロックを入力ベクトルとして符号化部でベクトル量
   子化符号化して量子化インデックスを出力し、 上記量子化インデックスを復号化部でベクトル量子化復
   号化し、 上記復号化部で復号化されたブロックを上記第２のフレ
   ームメモリに蓄積し、Ｌ個の復号画像フレームが蓄積さ
   れた時点で各復号画像フレームを読出し出力するように
   したことを特徴とする動画像符号化復号化装置。