JPH04259182A - 動き補償予測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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン信号の動き
補償予測フレーム間符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、動画像符号化技術の発達にともな
い、テレビ電話、テレビ会議システム、ＣＤ−ＲＯＭ、
ディジタルＶＴＲ等で用いられるカラー動画像の高能率
符号化装置として動き補償予測フレーム間符号化装置が
開発されている。例えば、吹抜敬彦著「ＴＶ画像の多次
元信号処理」（１９８８年１１月１５日発行、日刊工業
新聞社刊、第７章　高能率符号化、ｐｐ２１３−ｐｐ２
９１）に記載された動き補償予測フレーム間符号化装置
が知られている。

【０００３】動き補償予測フレーム間符号化装置では、
一定のフレームレートで映像符号化が実現できるように
、発生符号量が多い場合には予測誤差または入力テレビ
ジョン信号の画素値の量子化ステップサイズを大きくし
て発生する符号量を制限している。従来の量子化ステッ
プサイズの決定方式として、シー・シー・アイ・ティー
・ティー文書の「ディスクリプション　　オブ　　リフ
ァレンス　　モデル８」（Ｃ．Ｃ．Ｉ．Ｔ．Ｔ．　ＳＧ
ＸＶ　文書　２５　”　ｔｉｔｌｅ：Ｄｉｓｃｒｉｐｔ
ｉｏｎ　ｏｆ　Ｒｅｆ．　Ｍｏｄｅｌ　８（ＲＭ８），
　ｓｏｕｒｃｅ：　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｐａｒｔｙ　ＸＶ
／４　Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ　Ｇｒｏｕｐ　Ｏｎ　Ｃｏ
ｄｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ
，　ｖｅｒｓｉｏｎ：Ｊｕｎｅ．９．１９８９　”）に
記載された動き補償予測フレーム間符号化装置が知られ
ている。

【０００４】以下、図２を参照にして従来の動き補償予
測フレーム間符号化装置について説明する。図２に於て
、５１は入力テレビジョン信号が入力する入力端子、５
３は現フレームの符号化ブロックの画信号と前フレーム
の再生画信号を比較して符号化ブロックの動ベクトルを
算出する動ベクトル算出部、５４は現フレームと前フレ
ームの再生画信号を蓄積する画像メモリ部、５８は前フ
レームの再生画信号に対して動き補償予測する動き補償
予測部、符号化するブロックをフレーム内符号化するか
フレーム間符号化するか判定するフレーム間・フレーム
内判定部、６２は動き補償予測信号に対して２次元ロー
パスフィルタ処理するループ内フィルタ部、６４は符号
化ブロックの原画信号と予測信号の差分演算を行ない予
測誤差を算出する予測誤差算出部、６６は符号化方式選
択信号により、直交変換する信号の選択と再生画像を算
出するための信号の選択を行なうスイッチ部、６８は直
交変換する信号を直交変換する直交変換部、７０は直交
変換係数を量子化する量子化部、７３は量子化ステップ
サイズを算出する量子化ステップサイズ算出部、７４は
伝送フレームを一時蓄積する符号メモリ部、７６は量子
化した直交変換係数を逆直交変換する逆直交変換部、７
８は現フレームの再生画像を算出する再生画像算出部、
８２は予測誤差を通信路符号化する予測誤差符号化部、
８４は動ベクトルを通信路符号化する動ベクトル符号化
部、８６は予測符号と動ベクトル符号より伝送フレーム
を構成するマルチプレクサ部、８９は伝送信号を出力す
る出力端子である。

【０００５】以上のような構成に於て、以下その動作に
ついて説明する。まず、図示されていないアナログ・デ
ィジタル変換回路でディジタル信号に変換され、水平方
向Ｍ画素、垂直方向Ｎラインのブロックに分割されたテ
レビジョン信号は、入力端子５１より入力テレビジョン
信号５２として入力する。

【０００６】動ベクトル算出部５３は、入力テレビジョ
ン信号５２と画像メモリ部５４に蓄積されている前フレ
ームの再生テレビジョン信号５５を比較し、符号化ブロ
ックの動きを動ベクトルとして算出し、動ベクトル信号
５６に出力する。同時に動ベクトル算出部５３は、動ベ
クトル算出時の評価値を用いて、符号化ブロックについ
て動き補償予測の有効・無効を判定し、その結果を動き
補償予測制御信号として動ベクトル信号５６に出力する
。従って、動ベクトル信号５６には、動ベクトルと動き
補償予測信号が重畳されている。

【０００７】動き補償予測部５８は、（１）動き補償予
測制御信号が動き補償予測の有効を指示している場合に
は前フレームの再生テレビジョン信号５５を動ベクトル
で動き補償予測し、（２）動き補償予測制御信号が動き
補償予測の無効を指示している場合には前フレームの再
生テレビジョン信号５５をそのままで、動き補償予測信
号５９として出力する。

【０００８】フレーム間・フレーム内判定部６０は、ブ
ロック単位に入力テレビジョン信号５２と動き補償予測
信号５９を比較し、動き補償予測の有効性・無効性を判
定し、（１）動き補償予測の有効性が小さい場合は該当
ブロックについてフレーム内符号化が有効と判定し、（
２）動き補償予測の有効性が大きい場合は該当ブロック
についてフレーム間符号化が有効と判定し、その結果を
符号化方式選択信号６１として出力する。ブロック単位
に符号化方式をフレーム内符号化方式とフレーム間符号
化方式で切り替えることにより、フレーム間符号化方式
のみで符号化する場合に比べ、以下の改善が図れる。 （１）シーンチェンジ発生時、フレーム内符号化が選択
されるためにシーンチェンジ後の画質向上が図れる。（
２）動体の大きな動きが発生すると、動体の陰に隠れて
いた背景領域が出現し、この場合にフレーム内符号化が
選択されるために、画質向上が図れる。

【０００９】ループ内フィルタ部６２は動ベクトルを用
いて動き補償予測した符号化ブロックに対して、２次元
ローパスフィルタ処理を行ない、予測信号６３を算出す
る。予測誤差算出部６４は、符号化ブロックの入力テレ
ビジョン信号５２と予測信号６３の差分演算を行ない、
その結果を予測誤差信号６５として出力する。

【００１０】スイッチ部６６は、（１）符号化方式選択
信号６１がフレーム内符号化を選択している場合には直
交変換する信号６７として入力テレビジョン信号５２を
選択し、（２）符号化方式選択信号６１がフレーム間符
号化を選択している場合には、直交変換する信号６７と
して予測誤差信号６５を選択する。

【００１１】直交変換部６８は、直交変換する信号６７
に対して直交変換を行ない、直交変換する信号６７の近
傍画素間が持つ高い相関性を除去して、直交変換係数６
９を算出する。直交変換方式としては、多くの場合、高
い変換効率を持ち、ハードウェア化について実現性のあ
る離散コサイン変換が用いられる。

【００１２】量子化部７０は、量子化ステップサイズ７
１を用いて、直交変換係数６９を量子化し、直交変換量
子化係数７２を算出する。

【００１３】量子化ステップサイズ算出部７３は、符号
メモリ部７４内の残留符号量７５より、以下に示す方式
により量子化ステップサイズ７１を算出する。

【００１４】本従来例では入力テレビジョン信号は、水
平方向３５２画素、垂直方向２８８ラインの大きさを有
し、水平方向１６画素、垂直方向１６ラインの領域（本
従来例では、「マクロブロック（　Ｍａｃｒｏ　Ｂｌｏ
ｃｋ　）」と呼んでいる。）に分割する。量子化ステッ
プサイズＱｂは、ｎマクロブロック周期で、量子化開始
時に第（１）式に示した式より算出する。

【００１５】 Ｑｂ＝２×ＩＮＴ［Ｂｃｏｎｔ÷２００ｑ］＋２　　　
　　　　　　　（１）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　 但し、第（１）式に於て以下のように定義する。

【００１６】（ａ）ＩＮＴ［＊］は、小数点以下を切り
捨てる関数とする。 （ｂ）Ｂｃｏｎｔは、符号メモリ部７４の残留符号量を
示す。

【００１７】（ｃ）ｑは、符号化速度パラメータであり
、符号化速度Ｖと第（２）式の関係がある。

【００１８】 Ｖ＝ｑ×６４ｋｂｉｔ／ｓｅｃ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（２）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　 第（１）式より明らかなように、残留符号量Ｂｃｏｎｔ
が多くなると、量子化ステップサイズＱｂが大きくなり
発生符号量が制限され、一定フレームレートの映像信号
符号化が実現できる。例えば、量子化ステップサイズＱ
ｂの算出時に、残留符号量Ｂｃｏｎｔ＝７００ｂｉｔの
時は、量子化ステップサイズＱｂ＝８となり、残留符号
量Ｂｃｏｎｔ＝６１００ｂｉｔの時は、量子化ステップ
サイズＱｂ＝６２となる。

【００１９】本従来例では、量子化ステップサイズＱｂ
の算出周期ｎは、ｎ＝１２としている。

【００２０】逆直交変換部７６は、直交変換量子化係数
７２を逆直交変換し、量子化誤差を含んだ直交変換信号
７７を算出する。

【００２１】スイッチ部６６は、（１）符号化方式選択
信号６１がフレーム内符号化を選択している場合には再
生画像算出信号７９として数値「０」信号８０を選択し
、（２）符号化方式選択信号６１がフレーム間符号化を
選択している場合にはに再生画像算出信号７９として予
測信号６３を選択する。

【００２２】再生画像算出部７８は量子化誤差を含んだ
直交変換信号７７と再生画像算出信号７９を加算し、符
号化ブロックの再生画像信号８１を算出する。

【００２３】画像メモリ５４は現フレームの再生画像信
号８１を蓄積し、前フレームの再生画像信号５５を出力
する。

【００２４】予測誤差符号化部８２は直交変換量子化係
数７２、量子化ステップサイズ７１、符号化方式選択信
号６１を符号化し、予測誤差符号８３を算出する。量子
化ステップサイズ７１の符号化は、量子化ステップサイ
ズ７１の値が変化したとき、つまりｎマクロブロックに
１回のみとする。

【００２５】動ベクトル符号化部８４は動ベクトル５６
を符号化し、動ベクトル符号８５を算出する。

【００２６】マルチプレクサ部８６は予測誤差符号８３
と動ベクトル符号８５より、所定の形式の伝送フレーム
８７を算出する。

【００２７】符号メモリ部７４は伝送フレーム８７を、
一旦蓄積し、図示していない外部より入力するのクロッ
ク信号に同期して、伝送符号８８として出力端子８９よ
り出力する。同時に、符号メモリ部７４はメモリ内に残
留している符号量を残留符号量７５として算出する。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
構成では量子化ステップサイズＱｂ以下の直交変換係数
は、すべて量子化後「０」になるために、（１）量子化
ステップサイズＱｂが大きく、（２）直交変換係数と量
子化ステップサイズとの差異が小さい直交変換係数が多
く存在する場合、量子化による再生画像の画質劣化であ
る「ブロック歪」や「モスキートノイズ」等が発生する
という課題があった。

【００２９】その原因として、視覚的に重要な意味を持
つ直交変換係数で、その値が量子化ステップサイズＱｂ
よりも少しでも小さい場合は、量子化後の直交変換係数
は「０」となってしまうために再生画像の画質が劣化し
ていたと考えられる。とくに、量子化ステップサイズＱ
ｂが大きい場合には、量子化後多くの直交変換係数が「
０」となってしまうために再生画像の画質劣化が著しい
。

【００３０】本発明は以上のような課題に鑑み、直交変
換係数を量子化する前に、各直交変換係数の絶対値｜Ｃ
ｏｅｆ｜と量子化ステップサイズＱｂを比較し、量子化
後「０」となる直交変換係数のうち、直交変換係数と量
子化ステップサイズの差分が予め定めた閾値Ｔｈ以下の
直交変換係数について、前記直交変換係数の絶対値｜Ｃ
ｏｅｆ｜を量子化ステップサイズとする数値変換を行う
ことにより、量子化後に量子化ステップサイズの差分が
予め定めた閾値Ｔｈ以下の直交変換係数が「０」となる
ことを防止し、さらに、直交変換係数が前記数値変換処
理されたために発生するイベント数の増加により発生す
る符号量の増加を防ぐことにより、再生画像の画質向上
を図るものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の技術的解決手段は、テレビジョン信号をアナ
ログ信号からディジタル信号へ変換するアナログディジ
タル変換手段と、ディジタル化した入力テレビジョン信
号の１フレームまたは１フィールドを定められた大きさ
のブロックに分割するブロック化手段と、個々のブロッ
クについてテレビジョン画像の動きである動ベクトルを
算出する動ベクトル算出手段と、個々のブロックについ
て前記動ベクトルを用いて動き補償予測するか判定する
動き補償判定手段と、動き補償予測するブロックついて
前フレームの再生画像を動ベクトルで動き補償予測し、
予測画素値を算出する動き補償予測画素算出手段と、入
力テレビジョン信号の画素値と予測画素値との差分を予
測誤差値として算出する予測誤差算出手段と、個々のブ
ロックについて、フレーム間符号化するかフレーム内符
号化するかを判定する符号化方式判定手段と、ブロック
毎に前記フレーム内符号化・フレーム間符号化判定結果
により直交変換する信号を、入力テレビジョン信号の画
素値とするか予測誤差値とするか切り替える直交変換信
号選択手段と、入力テレビジョン信号の画素値または予
測誤差値を、直交変換し直交変換係数を算出する直交変
換手段と、発生符号量より量子化ステップサイズを算出
する量子化ステップサイズ算出手段と、個々の直交変換
係数を量子化ステップサイズと比較し、直交変換係数値
が予め定めた範囲以内で量子化後に零となる直交変換係
数について、該当する直交変換係数値を量子化ステップ
サイズまで数値変換する直交変換係数変換手段と、数値
変換処理した直交変換係数を含んだ全ての直交変換係数
を、量子化ステップサイズを用いて量子化する第１の直
交変換係数量子化手段と、前記数値変換処理し量子化し
た直交変換係数について、発生したイベント単位に符号
化し、発生符号量を算出する第１のイベント符号量算出
手段と数値変換処理をしない直交変換係数を、量子化ス
テップサイズを用いて量子化する第２の直交変換係数量
子化手段と、前記量子化した直交変換係数について、発
生したイベント単位に符号化し、発生符号量を算出する
第２のイベント符号量算出手段と数値変換しない場合の
イベントの発生符号量と、数値変換した場合に前記数値
変換しない場合のイベントの範囲内に内に発生する複数
イベントの総発生符号量を比較し発生符号量の少ない方
を算出するイベント単位の発生符号量情報算出手段と、
前記イベント単位の発生符号量情報を用いて、第１の直
行変換係数量子化手段の出力と第２の直行変換係数量子
化手段の出力から発生符号量の少ない直交変換係数を選
択する手段と、フレーム内符号化かフレーム間符号化か
の情報と動ベクトル値と量子化ステップサイズと量子化
した直交変換係数を符号化する符号化手段と、量子化し
た直交変換係数を逆直交変換し、逆量子化信号を算出す
る逆直交変換手段と、前記フレーム間符号化・フレーム
内符号化判定結果により再生画素値算出時に用いる画素
値を動き補償予測した予測画素値とするか、数値「０」
とするか切り替える再生画素選択手段と、予測画素値ま
たは数値「０」と逆量子化信号より再生画像を算出する
再生画素算出手段と、再生画像を蓄積する再生画素蓄積
手段とを具備した動き補償予測フレーム間符号化装置に
より、上記目的を達成するものである。

【００３２】

【作用】量子化処理を施される直交変換係数Ｃｏｅｆの
分布を測定すると、直交変換された画像がフレーム内画
像でも、フレーム間画像でも、（１）低域成分領域に係
数の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜が大きいもの数多く分布し、（
２）高域成分領域に係数の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜が小さい
もの数多く分布している。従って、量子化後に直交変換
係数が数値「０」に変換されるのは高域成分領域に属す
る直交変換係数値である場合が多い。

【００３３】フレーム内画像の直交変換係数の高域成分
が量子化により数値「０」となった場合、再生画像は画
像はボケた画像となる。

【００３４】フレーム間画像の直交変換係数の高域成分
が量子化により数値「０」となった場合、再生画像に「
モスキートノイズ」などの画質劣化が発生する。

【００３５】一方、量子化後の直交変換係数は第３図（
ａ）にしめすようにジグザグスキャンを用いて、係数値
「０」の連続する個数（ランレングス）と「０」でない
係数値の対（これを、「イベント」と呼ぶ）に分割し、
「イベント」単位に第３図（ｂ）に示した可変長符号の
符号長表を用いて符号長を算出する。可変長符号は、発
生頻度の高いイベントには符号長の短い符号を割り当て
、発生頻度の低い符号には符号長の長い符号が割り当て
られている。従って、前記直交変換係数に対する数値変
換処理を行った場合に、１イベントが２イベント以上に
分割される為、２イベント以上の発生する符号量の合計
が増加し、再生画の画質が劣化する場合があり、そこで
本発明は、上記構成により量子化により発生すると考え
られるこれらの画質劣化を、直交変換係数を量子化する
前に、量子化後「０」となる直交変換係数について、各
直交変換係数の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜と量子化ステップサ
イズＱｂを比較し、両者の差分が予め定めた閾値Ｔｈ以
下の直交変換係数について、直交変換係数の絶対値｜Ｃ
ｏｅｆ｜を量子化ステップサイズとする数値変換を行う
ことにより、量子化後にある程度以上の大きさを持つ直
交変換係数が「０」となることを防止し、さらに、直交
変換係数の数値変換処理を行った結果発生した２イベン
ト以上の全発生符号量と、直交変換係数の数値変換処理
を行わないで発生する１イベントの発生符号量を比較し
、直交変換係数の数値変換処理により発生符号量が増加
しないように、直交変換係数の数値変換処理を行うか否
かを選択することで、発生符号量の増加を防ぎ、その結
果として、再生画像の画質向上を図るものである

【００３６】。

【実施例】以下、図１を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図１は本発明の一実施例に於ける動き
補償予測フレーム間符号化装置のブロック結線図である
。図１において、１は入力テレビジョン信号が入力する
入力端子、３は現フレームの符号化ブロックの画信号と
前フレームの再生画信号を比較して符号化ブロックの動
ベクトルと動き補償予測制御信号を算出する動ベクトル
算出部、４は現フレームと前フレームの再生画信号を蓄
積する画像メモリ部、７は前フレームの再生画信号に対
して動き補償予測する動き補償予測部、９は符号化する
ブロックをフレーム内符号化するかフレーム内符号化す
るかを判定するフレーム間・フレーム内判定部、１１は
動き補償予測信号に対して２次元ローパスフィルタ処理
するループ内フィルタ部、１３は符号化ブロックの原画
信号と予測信号の差分演算を行ない予測誤差を算出する
予測誤差算出部、１５は符号化方式選択信号により、直
交変換する信号の選択と再生画像を算出するための信号
を選択するスイッチ部、１７は直交変換する直交変換部
、１９は直交変換係数を数値変換する直交変換係数変換
部、２０は量子化ステップサイズを算出する量子化サイ
ズ算出部、２３は数値変換された直交変換係数を量子化
する直交変換係数量子化部、２５、２９は直交変換係数
のイベント単位に符号長を算出するイベント符号化部、
２７は数値変換しない直交変換係数を量子化する直交変
換係数量子化部、３１は直交変換係数についてイベント
単位に発生符号量より数値変換したものを選ぶか否かを
決める発生符号量比較部、３３は発生符号量比較部によ
り決定された選択信号によりイベント単位に直交変換量
子化係数を選択するスイッチ部、３５は伝送フレーム形
式の情報を蓄積する符号メモリ部、３７は直交変換量子
化係数を逆直交変換する逆直交変換部、４１は現フレー
ムの再生画像を算出する再生画像算出部、４３は符号化
方式選択信号、予測誤差、量子化ステップサイズを通信
路符号化する予測誤差符号化部、４５は動ベクトルを通
信路符号化する動ベクトル符号化部、４７は予測符号と
動ベクトル符号より伝送フレームを構成するマルチプレ
クサ部、５０は伝送信号を出力する出力端子である。

【００３７】以上のような構成において、以下その動作
を説明する。テレビジョン信号は図１に図示されていな
い信号処理部でアナログ・ディジタル変換され、水平方
向Ｍ画素、垂直方向Ｎラインのブロックに分割され、入
力端子１より入力テレビジョン信号２として入力する。 次に、動ベクトル算出部３は入力テレビジョン信号２と
、画像メモリ部４より読みだした前フレームの再生画像
５を比較し、動ベクトルを算出し、動ベクトル信号６に
出力する。同時に、動ベクトル算出部３は動ベクトル算
出時の評価値を用いて、符号化ブロックに対する動き補
償予測が有効か無効かを判定し、その結果を動き補償予
測制御情報として動ベクトル信号６に出力する。

【００３８】動き補償予測部７は、符号化ブロックと同
一位置の前フレームの再生画像５に対し動ベクトル信号
６により動き補償予測する場合は動ベクトルで動き補償
予測し、動き補償予測しない場合は前フレームの再生画
像をそのまま動き補償予測信号８として出力する。

【００３９】フレーム間・フレーム内判定部９は、ブロ
ック単位に入力テレビジョン信号２と動き補償予測信号
８を比較し、フレーム間予測の有効性を判定し、フレー
ム間予測の有効性が小さい場合は該当ブロックについて
フレーム内符号化が有効と判定し、フレーム間予測の有
効性が大きい場合は該当ブロックについてフレーム間符
号化が有効と判定し、その結果を符号化方式選択信号１
０として出力する。

【００４０】ループ内フィルタ部１１は、動き補償予測
信号８に対し、符号化ブロックが動き補償予測するブロ
ックであるは２次元ローパスフィルタ処理であるループ
内フィルタ処理を行い、その他の場合はループ内フィル
タ処理しないで、予測信号１２として出力する。

【００４１】予測誤差算出部１３は、符号化ブロックの
入力テレビジョン信号２と予測信号１２の差分演算を行
ない、その結果を予測誤差信号１４として出力する。

【００４２】スイッチ部１５は、（１）符号化方式選択
信号１０がフレーム内符号化を選択している場合には直
交変換する信号１６として入力テレビジョン信号２を選
択し、（２）符号化方式選択信号１０がフレーム間符号
化を選択している場合にはに直交変換する信号１６とし
て予測誤差信号１４を選択する。

【００４３】直交変換部１７は、直交変換する信号１６
に対して直交変換を行ない、直交変換する信号１６の近
傍画素間が持つ高い相関性を除去して、直交変換係数１
８を算出する。直交変換方式としては、多くの場合、高
い変換効率を持ち、ハードウェア化について実現性のあ
る離散コサイン変換が用いられる。

【００４４】直交変換係数変換部１９は、直交変換係数
１８の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜と量子化ステップサイズ算出
部２０が算出した量子化ステップサイズ２１を比較し両
者の差分があらかじめ定めた閾値Ｔｈより大きくない場
合は、直交変換係数の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜を量子化ステ
ップサイズＱｂとする数値変換を行い、数値変換した直
交変換係数２２を算出する。つまり とする。

【００４５】第１の量子化部２３は、量子化ステップサ
イズ２１を用いて、数値変換した直交変換係数２２を量
子化し、直交変換量子化係数２４を算出する。

【００４６】第１のイベント符号化部２５はブロック単
位に直交変換係数２２を、

【００４７】

【表１】

【００４８】に示したジグザグスキャンの順番に従って
走査し、直交変換係数をイベントに変換する。なお、（
表１）においては、直交変換係数（８＊８）の走査順序
を示し、「１」より走査を始め、「６４」で走査を完了
するものとする。次にイベント符号化部２５は、各イベ
ントの符号長を

【００４９】

【表２】

【００５０】に示した可変長符号の符号長表を用いて、
発生符号量２６として算出する。なお、（表２）はイベ
ントの２次元ハフマン符号の符号長を示し、空欄は省略
している。

【００５１】同様にして、第２の量子化部２７は、量子
化ステップサイズ２１を用いて、数値変換していない直
交変換係数１８を量子化し、直交変換量子化係数２８を
算出する。

【００５２】第２のイベント符号化部２９はブロック単
位に直交変換係数２８を、（表１）に示したジグザグス
キャンの順番に従って走査し、直交変換係数をイベント
に変換する。次にイベント符号化部２９は、各イベント
の符号長を（表２）に示した可変長符号の符号長表を用
いて、発生符号量３０として算出する。

【００５３】符号量比較部３１は、直交変換係数の数値
変換処理を行わないイベントの発生符号量３０と、直交
変換係数の数値変換処理を行ったイベントの発生符号量
２６を比較し、発生符号量の少ないイベントを選択し、
イベント選択信号３２を出力する。

【００５４】次に、

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】に、イベント選択の例を示す。なお、（表
３）は数値変換しない直交変換係数を、（表４）は数値
変換した直交変換係数を示している。イベントを、（係
数「０」のランレングス、「０」でない係数の係数値）
で示した場合、（表３）に示した直交変換係数のイベン
トの一部は以下のようになる。

【００５８】（３、１）、（１、２）、（０、２）、（
６、３）、・・・・・・・・・・（表３）に示した直交
変換係数を、数値変換した直交変換係数が（表４）のよ
うになった場合、そのイベントは以下のようになる。

【００５９】（３、１）、（１、２）、（０、２）、（
２、１）、（３、３）、・・・・・・従って、直交変換
係数の数値変換によりイベント（６、３）が、イベント
（２、１）、（３、３）になる。そこで、イベント（ｊ
，ｋ）の発生符号量をｍ（ｊ，ｋ）としたとき、ｍは（
表２）に示した符号長表より以下のようになる。

【００６０】ｍ（６，３）＝２０ｂｉｔｍ（２，１）＝
５ｂｉｔ ｍ（３、３）＝１３ｂｉｔ 従って、 ｍ（６，３）＞ｍ（２，１）＋ｍ（３，３）となるので
、数値変換したイベントを選択する。

【００６１】スイッチ部３３は、イベント選択信号３２
によりイベント信号を選択する。上記例の場合、イベン
ト（２、１）、（３、３）が選択され直交変換量子化係
数３４とした出力される。

【００６２】量子化ステップサイズ２１は、量子化ステ
ップサイズ算出部２０で、符号メモリ部３５内の符号残
留量３６より、前記の従来例で記述した方式により求め
とものである。

【００６３】逆直交変換部３７は、直交変換量子化係数
３４を逆直交変換し、量子化誤差を含んだ信号３８を算
出する。

【００６４】スイッチ部１５は、（１）符号化方式選択
信号１０がフレーム内符号化を選択している場合には再
生画像算出信号３９として数値「０」信号４０を選択し
、（２）符号化方式選択信号１０がフレーム間符号化を
選択している場合にはに再生画像算出信号３９として予
測信号１２を選択する。

【００６５】再生画像算出部４１は量子化誤差を含んだ
信号３８と再生画像算出信号３９を加算し、符号化ブロ
ックの再生画像４２を算出する。

【００６６】画像メモリ４は現フレームの再生画像信号
４２を蓄積し、前フレームの再生画像信号５を出力する
。

【００６７】予測誤差符号化部４３は、符号化方式選択
信号１０、量子化ステップサイズ２１、直交変換量子化
係数３４を符号化し、予測誤差符号４４を算出する。

【００６８】動ベクトル符号化部４５は動き補償予測し
たブロックの動ベクトル信号６を符号化し、動ベクトル
符号４６を算出する。

【００６９】マルチプレクサ部４７は予測誤差符号４４
と動ベクトル符号４６より、所定の形式の伝送フレーム
４８を算出する。

【００７０】符号メモリ部３５は伝送フレーム４８を一
旦蓄積し、図示いていない外部より入力するのクロック
信号に同期して、伝送符号４９として出力端子５０より
、出力する。同時に、符号メモリ部３５はメモリ内に残
留している符号量を残留符号量３６として算出する。

【００７１】以上の説明から明らかなように本実施例に
よれば、直交変換係数の量子化時、量子化ステップサイ
ズより僅かに小さいため数値「０」に量子化されていた
直交変換係数が、量子化後残る直交変換係数の数値変換
処理と、直交変換係数の数値変換処理を行った結果発生
した２イベント以上の全発生符号量と、直交変換係数の
数値変換処理を行わないで発生する１イベントの発生符
号量を比較し、直交変換係数の数値変換処理により発生
符号量が増加しないように、直交変換係数の数値変換処
理を行うか否かを選択することで、発生符号量の増加を
防ぎ、その結果として、再生画像の画質向上を図るもの
である。

【００７２】

【発明の効果】以上のように本発明では、直交変換係数
を量子化する前に、量子化後「０」となる直交変換係数
について、各直交変換係数の絶対値値｜Ｃｏｅｆ｜と量
子化ステップサイズＱｂを比較し、両者の差分が予め定
めた閾値Ｔｈ以下の直交変換係数について、直交変換係
数の絶対値｜Ｃｏｅｆ｜を量子化ステップサイズとする
数値変換を行うことにより、量子化後にある程度以上の
大きさを持つ直交変換係数が「０」となることを防止し
、直交変換係数の数値変換処理を行った結果発生した２
イベント以上の全発生符号量と、直交変換係数の数値変
換処理を行わないで発生する１イベントの発生符号量を
比較し、直交変換係数の数値変換処理により発生符号量
が増加しないように、直交変換係数の数値変換処理を行
うか否かを選択することで、発生符号量の増加を防ぐこ
とにより、再生画像の画質向上を図られ、その効果は大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に於ける動き補償予測フレー
ム間符号化装置のブロック結線図

【図２】従来の動き補償予測フレーム間符号化装置のブ
ロック結線図

【符号の説明】

１、５１　　入力端子 ３、５３　　動ベクトル算出部 ４、５４　　画像メモリ部 ７、５８　　動き補償予測部 ９、６０　　フレーム内・フレーム間判定部１１、６２
　　ループ内フィルタ部 １３、６４　　予測誤差算出部 １５、３３、６６　　スイッチ部 １７、６８　　直交変換部 １９　　直交変換係数変換部 ２０、７３　　量子化ステップサイズ算出部２３、２７
、７０　　量子化部 ２５、２９　　イベント符号化部 ３１　　符号量比較部 ３５、７４　　符号メモリ部 ３７、７６　　逆直交変換部 ３８、７８　　再生画像算出部 ４３、８２　　予測誤差符号化部 ４５、８４　　動ベクトル符号化部 ４７、８６　　マルチプレクサ部 ５０、８９　　出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　テレビジョン信号をアナログ信号から
   ディジタル信号へ変換するアナログディジタル変換手段
   と、ディジタル化した入力テレビジョン信号の１フレー
   ムまたは１フィールドを定められた大きさのブロックに
   分割するブロック化手段と、個々のブロックについてテ
   レビジョン画像の動きである動ベクトルを算出する動ベ
   クトル算出手段と、個々のブロックについて前記動ベク
   トルを用いて動き補償予測するか否かを判定する動き補
   償判定手段と、動き補償予測するブロックについて、前
   フレームの再生画像を動ベクトルで動き補償予測し、予
   測画素値を算出する動き補償予測画素算出手段と、入力
   テレビジョン信号の画素値と予測画素値との差分を予測
   誤差値として算出する予測誤差算出手段と、個々のブロ
   ックについて、フレーム間符号化するかフレーム内符号
   化するかを判定する符号化方式判定手段と、ブロック毎
   に前記フレーム内符号化・フレーム間符号化判定結果に
   より直交変換する信号を、入力テレビジョン信号の画素
   値とするか予測誤差値とするかを切り替える直交変換信
   号選択手段と、入力テレビジョン信号の画素値または予
   測誤差値を、直交変換し直交変換係数を算出する直交変
   換手段と、発生符号量より量子化ステップサイズを算出
   する量子化ステップサイズ算出手段と、個々の直交変換
   係数を量子化ステップサイズと比較し、直交変換係数値
   が予め定めた範囲以内で量子化後に０となる直交変換係
   数について、該当する直交変換係数値を量子化ステップ
   サイズまで数値変換する直交変換係数変換手段と、数値
   変換処理した直交変換係数を含んだ全ての直交変換係数
   を、量子化ステップサイズを用いて量子化する第１の直
   交変換係数量子化手段と、前記数値変換処理し量子化し
   た直交変換係数について、値が０である係数の連続する
   個数と値が０でない係数の値を対とし、この対であるイ
   ベントをイベント単位に符号化し、発生した符号量を算
   出する第１のイベント符号量算出手段と、前記数値変換
   処理をしない直交変換係数を、量子化ステップサイズを
   用いて量子化する第２の直交変換係数量子化手段と、前
   記量子化した直交変換係数について、イベント単位に符
   号化し、発生符号量を算出する第２のイベント符号量算
   出手段と、数値変換しない場合のイベント発生符号量と
   、数値変換した場合に前記数値変換しない場合の前記イ
   ベントの範囲内に内に発生する複数イベントの総発生符
   号量を比較し、発生符号量の少ない方を算出するイベン
   ト単位の発生符号量情報算出手段と、前記イベント単位
   の発生符号量情報を用いて、前記第１の直交変換係数量
   子化手段の出力と、前記第２の直行変換係数量子化手段
   の出力のうち、発生符号量の少ない直交変換係数を選択
   する選択手段と、フレーム内符号化かフレーム間符号化
   かの情報と動ベクトル値と量子化ステップサイズと量子
   化した直交変換係数を符号化する符号化手段と、量子化
   した直交変換係数を逆直交変換し、逆量子化信号を算出
   する逆直交変換手段と、前記フレーム間符号化・フレー
   ム内符号化判定結果により再生画素値算出時に用いる画
   素値を動き補償予測した予測画素値とするか、数値「０
   」とするか切り替える再生画素選択手段と、予測画素値
   または数値「０」と逆量子化信号より再生画像を算出す
   る再生画素算出手段と、再生画像を蓄積する再生画素蓄
   積手段とを具備した動き補償予測フレーム間符号化装置
   。