JPH03212085A - 動画像符号化伝送装置 - 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、動画像の画像データをディジタル処理し、
帯域圧縮して伝送する動画像符号化伝送装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第２図は従来の動画像符号化伝送装置を示すブロック図
である。図において、１は現フレームの入力画像データ
２１をフィルタリングし、前置フィルタ出力２２として
出方する前置フィルタである。この前置フィルタ１内に
おいて、２は当該前置フィルタ１の特性を規定するフィ
ルタ関数部、３は前記前置フィルタ出力２２を１フレ一
ム分遅延させた前入力画像２３を生成する遅延部であり
、４は前記入力画像データ２１よシこの前入力画像２３
を減算して前記フィルタ関数部２に入力する減算部、５
はフィルタ関数部２の出力に前入力画像２３を加算して
前置フィルタ出力２２を生成する加算部である。

また、６は前記入力画像データ２１より１フレーム前の
画像データを格納するフレームメモリであり、７は前＃
フィルタ１からの前置フィルタ出力２２とフレームメモ
リ６から読み出した前フレームの画像データ２４に基づ
いて、制御信号としてのフィルタオン／オフ信号２５、
フレーム内／フレーム間信号２６および動ベクトル２７
を生成する動き補償判定器である。８はこの動き補償判
定器７の出力するフィルタオン／オフ信号２５およびフ
レーム内／フレーム間信号２６に基づいてフレームメモ
リ６から読み出された前フレームの画像データ２４をフ
ィルタリングするループ内フィルタである。９は前置フ
ィルタ１からの前置フィルタ出力２２よりこのループ内
フィルタ８からのループ内フィルタ出力２８を減算して
フレーム間差分信号２９を生成する減算器である。

１０は前記動き補償判定器７の出力するフレーム内／フ
レーム間信号２６と、後述する量子化パラメータ３０に
基づいて、前記減算器９からのフレーム間差分信号２９
を量子化する適応符号化器であり、１１はこの適応符号
化器１０からの量子化値３１と前記ループ内フィルタ出
力２８とを加算してフレーム間加算出力３２を生成し、
それを前記フレームメモリ６に格納する加算器である。

１２は前記動き補償判定器７の出力するフィルタオン／
オフ信号２５、フレーム内／フレーム間信号２６および
動ベクトル２１に基づいて、前記適応符号化器１０から
の量子化値３１を可変長符号データ３３に符号化する可
変長符号化器であシ、１３はその可変長符号データ３３
を蓄え、図示を省略した回線にその伝送速度に合わせて
送信データ３４として順次送信する送信バッファである
。

１４は前記可変長符号化器１２で発生した可変長符号デ
ータ３３の情報量を発生情報量３５として前記送信バッ
ファよシ受は取り、当該発生情報量３５に基づいて前記
量子化パラメータ３０を生成し、前記適応符号化器１０
に出力する符号化コントローラである。

次に動作について説明する。まず入力画像データ２１は
前置フィルタ１に入力され、螢光灯とカメラの同期の周
波数差によって生じるフリッカ−等の雑音が除去される
。この前置フィルタ１はここでは時間軸フィルタの例で
あるが、入力画像データ２１から、前置フィルタ出力２
２を遅延部３でちょうど１フレ一ム分だけ遅延させた前
入力画像２３を、減算部４で減じ、フィルタ関数部２を
通した後にさらに前入力画像２３と加算し、前置フィル
タ出力２２を得る。

ここで、フィルタ関数部２の特性は非線形なものが考え
られているが、簡単に、係数ｋ（０（ｋく１）を乗じる
ものでよい。ここでに＝１では前置フィルタ出力２２は
入力画像データ２１と等しくなり、前置フィルタがスル
ー状態になったことを意味する。また、ｋ＝１／２では
、前置フィルタ出力２２は、入力画像データ２１と１フ
レーム前の前置フィルタ出力である前入力画像２３の相
加平均をとることを意味する。

動き補償判定器７は、この前置フィルタ出力２２と、１
フレーム前に符号化されて局部復号により再現された前
フレームの画像データ２４に基づいて、動き補償と、フ
レーム内／フレーム間判定を行う。これは、例えば前置
フィルタ出力２２の１６（横）ＸＩ　６　（縦）のブロ
ックと、その位置からあるシフトベクトルずらした前フ
レームの画像データ２４のブロックの対応する画素の差
分絶対値和を評価関数とし、シフトベクトルを数多く変
えて検索し、評価関数が最も小さいものを動ベクトル２
７として出力する。動ベクトル２７が０”でないものは
ブロックの境界の歪が大きいので、フィルタオン／オフ
信号２５を“オン”にする。動ベクトル２γに対する評
価関数がある閾値′Ｔ”より太きいものは、前フレーム
の画像データ２４との異差が大きいのでフレーム内／フ
レーム間信号２６を“フレーム内”にする。

ループ内フィルタ８はこの動き補償判定器７の発生する
フレーム内／フレーム間信号２６およびフィルタオン／
オフ信号２５に基づいて、フレームメモリ６から読み出
された前フレームの画像データ２４をフィルタリングす
る。即ち、フレーム内／フレーム間信号２６が“フレー
ム内”で６ればループ内フィルタ出力２８を“０′とし
、それが“フレーム間”である場合には、前フレームの
画像データ２４を動ベクトル２７だけシフトした位置の
データに対して、フィルタオン／オフ信号２５が“オフ
”であればそのままスルーで通過させたものを、１オン
”であれば所定のフィルタ処理を実行したものをループ
内フィルタ比力２８として出力するものである。減算器
９はこのループ内フィルタ出力２８を前記前置フィルタ
出力２２より減算してフレーム間差分信号２９を生成し
、それを適応符号化器１０へ入力する。

適応符号化器１０では、ベクトル量子化や、離散コサイ
ン変換等の符号化を行い、その結果を量子化値３１とし
て出力する。加算器１１はこの量子化値３１をループ内
フィルタ出力２８と加算してフレーム間加算出力３２を
生成し、それをフレームメモリ６に書込む。このデータ
は前フレームの画像データ２４として読み出され、次の
フレームの符号化を行うときに使われる。

一方、前記適応符号化器１０の出力する量子化値３１は
可変長符号化器１２にも入力され、動き補償判定器７か
らの動ベクトル２７、フィルタオン／オフ信号２５、フ
レーム内／フレーム間信号２６に基づいて可変長符号デ
ータ３３に符号化され、送信バッファ１３内に一部蓄え
られる。送信バッファ１３は蓄えた可変長符号データ３
３を回線速度に合せて順次読み出し、送信データ３４と
して回線に送信する。

符号化コントローラ１４は、この可変長符号化器１２で
発生した発生情報量３５を送信バッファ１３よす受は取
シ、それをもとに適応符号化器１０における符号化の状
態を制御する。例えば回線速度を６４にビット／秒、目
標とする画像の送信枚数を１０フレ一ム／秒とすれば、
１フレームの目標発生情報量は６．４にビットである。

従って、実際の発生情報量３５がそれよシも太きいとき
は、可変長符号データ３３の情報量を減らし、逆に小さ
いとぎは増やすよう制御するように、適応符号化器１０
への量子化パラメータ３０を変化させる。

例えば発生情報量３５が小さいときには、適応符号化器
１０における量子化の間隔を細かくとるようにし、量子
化の番号が大きい数字がでやすくする。可変長符号化器
１２では小さい量子化番号に短かい符号長、大きい量子
化番号に長い符号長を割当てているため、長い符号を出
力し、可変長符号データ３３の情報量が増える。逆に発
生情報量が大きいときには、適応符号化器１０における
量子化の間隔を太きくし、小さい量子化番号が出やすく
すればよい。

このような動画像符号化伝送装置は、例えば実開昭６２
−２９６６３３号公報などに詳細に示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の動画像符号化伝送装置は以上のように構成されて
いるので、適応符号化器１０の量子化パラメータ３０だ
けを制御して、可変長符号化器１２の発生情報ｔを一定
に保っているため、制御しきれなくなる場合が生ずるこ
とがあるばかシか量子化パラメータ３０の変動幅が大き
くなるので、受信側での復号に際して画質が劣悪化する
などの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、発生情報ｆを一定に保つ制御が確実に行え、さ
らに復号画質が良好な動画像符号化伝送装置を得ること
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伝送装置は、符号化コント
ローラに、可変長符号化器の発生情報量ばかりでなく、
動き補償判定器の発生する制御信号も入力し、それらに
基づいて、適応符号化器の動作を制御する量子化パラメ
ータばかりではなく、動き補償判定器の動作を制御する
動き補償判定パラメータをも生成する機能を持たせたも
のである。

〔作用〕

この発明における符号化コントローラは、可変長符号化
器の発生情報量、および動き補償判定器の発生するフィ
ルタオン／オフ信号、フレーム内／フレーム間信号、動
ベクトル等の制御信号に基づいて、量子化パラメータお
よび動き補償判定バラメータを生成し、それらによって
適応符号化器および動き補償判定器の動作を制御するこ
とにより、可変長符号化器の発生情報量を一定に保つと
ともに、受信側での復号画質の劣化を防止することがで
きる動画像符号化伝送装置ｔを実現する。

〔実施例〕

以下、この発明の〜実施例を図について説明する。第１
図において、３は遅延部、４は減算部、５は加算部、６
はフレームメモリ、８はループ内フィルタ、９は減算器
、１０は適応符号化器、１１は加算器、１２は可変長符
号化器、１３は送信バッファであり、第２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。

また、１５は特性（係数ｋ）が固定された第２図に示さ
れる従来のフィルタ関数部２とは異なり、外部よシ与え
られる前置フィルタパラメータ３６に基づいて特性が制
御されるフィルタ関数部であシ、１６は従来のフィルタ
関数部２に代えてこのフィルタ関数部１５を備えている
点で第２図に示された従来のものとは異なる前置フィル
タである。

１γは外部より与えられる動き補償判定パラメータによ
ってその動作が制御され、この前置フィルタ１６からの
前置フィルタ出力２２と前記前フレームの画像データ２
４より、制御信号としてのフィルタオン／オフ信号２５
、フレーム内／フレーム間信号２６、動ベクトル２１と
ともに、当該動ベクトル２７が選ばれた時の評価値であ
るブロック差分信号３８を出力する点で、第２図に示す
動き補償判定器Ｔとは異なった動き補償判定器である。

１８は可変長符号化器１２の発生情報量３５だけでなく
、この動き補償判定器１７よシフイルチオン／オフ信号
２５、フレーム内／フレーム間信号２６、動ベクトル２
Ｔおよびブロック差分信号３８も入力され、それらに基
づいて、適応符号化器１０への量子化パラメータ３０と
ともに、前記前置フィルタパラメータ３６および動き補
償判定パラメータ３７を生成する符号化コントローラで
あり、第２図に示す従来の符号化コントローラ１４とは
その点で異っている。

次に動作について説明する。ここで、基本的な動作は第
２図に示した従来の動画像符号化伝送装置と同様である
ためその説明は省略し、この発明の特徴的な部分につい
てのみ説ＢＡｆる。

符号化コントローラ１８には、送信バッファ１３からの
可変長符号化器１２の発生情報量３５ばかりでなく、動
き補償判定器１γよりフィルタオン／オフ信号２５、フ
レーム内／フレーム間信号２６、勤ベクトル２Ｔおよび
ブロック差分信号３８も入力される。これらの各信号は
符号化コントローラ１８内のメモリに記憶され、符号化
コントローラ１Ｂはその履歴に基づいて次に符号化する
ための量子化パラメータ３０、前置フィルタパラメータ
３６および動き補償判定パラメータ３Ｔを演算し、それ
らを適応符号化器１０、前置フィルタ１６および動き補
償判定器１７に与えることで総合的な制御を行っている
。

前置フィルタ１６では、符号化コントローラ１８からの
前置フィルタパラメータ３６に基づいて、そのフィルタ
関数部１５の係数ｋを、例えば０．５くｋく１の範囲で
変化させる。この前置フィルタパラメータ３６は、次の
３つの場合において前記係数ｋが小さくなるように制御
する。即ち、発生情報［３５が大きいとき、フレーム内
／フレーム間借号２６のフレーム内のブロックが多くな
ったとき、あるいはブロック差分信号３８が大きいとき
にそれぞれ小さくする。その場合、その値はこれら相互
の強弱関係で決定される。

また、動き補償判定器１Ｔでは、動き補償判定パラメー
タ３７が入力されると、出力するフィルタオン／オフ信
号２５、フレーム内／フレーム間信号２６、動ベクトル
２７およびブロック差分信号３８の制御を行う。まず、
動ベクトル２７については、従来の場合のように評価関
数の最も小さいものを採用するのでなく、すでに求まっ
た左隣や上膜のブロックの動きや０ベクトルの評価関数
からは規定値を減じて比較を行い、平行移動の動ベクト
ルが出やすぐする。特に、可変長符号化器１２において
、当該ブロックの動ベクトル２γとすぐ左隣９のブロッ
クの動ベクトル２γの差分を送信し、受信側で加算によ
シ復号する方式の場合、この差分がＯベクトルに近いほ
ど情報が圧縮できるため、発生情報量３５が大きいとき
は、左隣のブロックの評価関数から減する規定値を大き
くし、左隣のブロックの動ベクトルが出やすくする。

次に、フィルタオン／オフ信号２５については、動ベク
トル２Ｔが“０″以外のときにオンにするのでなく、そ
の他にそのときのブロック差分信号３８や発生情報量３
５の大小の関係で決定する。またフレーム内／フレーム
間信号２６については、ブロック差分信号３８がある閾
値″Ｔ″より大きいときには“フレーム内”とするが、
発生情報量３５が大きいとぎには、情報発生が少なくな
る“フレーム間”になりやすいように閾値“Ｔ″を大き
くする。

このようにして符号化コントローラ１８よシ出力される
前置フィルタパラメータ３６と動き補償判定パラメータ
３７によって前置フィルタ１６あるいは動き補償判定器
１１の動作を制御するととにより、変動幅の小さな量子
化パラメータ３０によっても可変長符号化器１２０発生
情報ｉを一定に保つ制御を確実に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、可変長符号化器の発
生情報量の他に動き補償判定器の発生する各種制御信号
も用いて量子化パラメータおよび動き補償判定パラメー
タを生成し、それらによって適応符号化器および動き補
償判定器の動作を制御するように構成したので、変動幅
の小さな量子化パラメータにて可変長符号化器の発生情
報量を一定に保つ制御を確実に行うことができ、画質、
動きともに良好な動画像符号化伝送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画像符号化伝送装
置を示すブロック図、第２図は従来の動画像符号化伝送
装置を示すブロック図である。 ６はフレームメモリ、９ｆ−を減算器、１０は適応符号
化器、１２は可変長符号化器、１１は動き補償判定器、 ８は符号化コン トローラ。 なお、 図中、 同一符号は同一、 又は相当部分を ボす。 特 許 出 願 人 三菱電機株式会社 （外２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前フレームの画像データを格納するフレームメモリと、
   前記フレームメモリから読み出された前記前フレームの
   画像データを現フレームの入力画像データより減算して
   フレーム間差分信号を生成する減算器と、前記減算器か
   らのフレーム間差分信号を量子化パラメータに基づいて
   量子化する適応符号化器と、前記適応符号化器からの量
   子化値を可変長符号データに符号化する可変長符号化器
   と、前記現フレームの入力画像データと前記フレームメ
   モリから読み出した前フレームの画像データより、前記
   可変長符号化器を制御する制御信号を動き補償判定パラ
   メータに基づいて生成する動き補償判定器と、前記可変
   長符号化器で発生した可変長符号データの情報量と前記
   動き補償判定器の発生する制御信号に基づいて、前記量
   子化パラメータと前記動き補償判定パラメータを生成す
   る符号化コントローラとを備えた動画像符号化伝送装置
   。