JPH05122685A - 動画像フレーム間符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動き補償予測を用いる動画像フレーム間符号
化装置において、動き補償のため設置される動き補償回
路を優先・非優先ブロック判定用に兼用し、回路構成の
簡単化を図る。 【構成】 動き補償回路５は、入力画像信号に対して所
定の大きさのブロック毎に検出した動きベクトル情報及
び動き補償予測信号を出力するとともに、動きベクトル
を所定のベクトルしきい値と比較して、しきい値以上の
場合該ブロックを優先ブロックと判定し、しきい値未満
の場合該ブロックを非優先ブロックと判定し、該判定結
果を表す優先・非優先ブロック制御信号を出力する。パ
ケッタイザ９は、優先・非優先ブロック制御信号に応じ
て、優先ブロックの信号を優先セルに割り当て、非優先
ブロックの信号を非優先ブロックに割り当てる。フレー
ムメモリ１５は、全ブロックの予測誤差信号を復号した
局部復号信号を記憶する。フレームメモリ１６は、優先
ブロックの予測誤差信号のみを復号した局部復号信号を
記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、特に非同期転送モード（Asynchronous Transfe
r Mode、以下ＡＴＭという。）の総合サービスデイジタ
ル網（以下ＡＴＭ網という。）に用いて好適な動画像フ
レーム間符号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に画像信号用フレーム間符号化方式
は、送信側において入力画像信号と１フレーム前の画像
信号との差分をとり、この差分信号を受信側に伝送し、
受信側では送られてきたこの差分信号とフレームメモリ
に記憶している１フレーム前の信号とを加算することに
より、画像を再生するものである。

【０００３】ここで、フレーム間差分が零のところは静
止領域であるので改めて信号を受信側に伝送する必要は
なく、受信側に記憶している１フレーム前の信号を繰り
返し使用することにより画像を再生できる。

【０００４】従って、動きのある領域でのみ情報が発生
することになり、この方式の情報発生のし方はバースト
的である。

【０００５】一方、例えばＡＴＭ網は、端末からの情報
伝送の要求に応じてその都度パケットを組んで伝送する
方式であり、前記フレーム間符号化方式と整合性が良
い。

【０００６】しかし、このＡＴＭ網でも伝送速度に上限
があり、各端末から一斉に伝送能力以上の情報量が送ら
れてくると伝送しきれず、パケットを構成するセル単位
で廃棄される危険性がある。このため、情報に優先度を
つけ、重要な情報は優先セルに、そうでない情報を非優
先セルに割り当てるという対策がとられる。このような
観点から、セル廃棄を考慮したＡＴＭ網用フレーム間符
号化方式が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の技術
に、例えば特願平３−５３８８０号（特開平 −号）
「動画像フレーム間符号化装置」がある。

【０００８】この方式は、動画像信号の内、動きの大き
い信号の方が動きの小さい信号より画像品質の点で重要
であるということを利用するもので、フレーム間差分信
号が所定のしきい値より大きいブロックを優先ブロック
として優先セルに割り当て、小さいブロックを非優先ブ
ロックとして非優先セルに割り当てるものである。

【０００９】上記従来技術では、符号化中のブロックが
優先ブロックであるか、あるいは非優先ブロックである
かを判定するための優先・非優先ブロック判定回路を特
別に設けていた。

【００１０】従って、回路構成が複雑になるという問題
を含んでいる。

【００１１】本発明は、動き補償予測を用いる動画像フ
レーム間符号化装置において、動き補償のために従来か
ら設置されている動き補償回路を優先・非優先ブロック
判定用に兼用することにより、回路構成の簡単な動画像
フレーム間符号化装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、過去の画像を記憶しておくフレームメモリを
有し、該フレームメモリの出力を用いて、これから符号
化しようとする入力画像信号の動きベクトルを検出し、
該検出した動きを補償して予測信号を構成し、入力画像
信号と予測信号との差分として構成される予測誤差信号
を所定の方式により符号化し、該符号化した符号化デー
タを重要度の高い成分と低い成分に分割し、重要度の高
い成分を優先セルに割り当て、重要度の低い成分を非優
先セルに割り当てて伝送する動画像フレーム間符号化装
置において、前記入力画像信号に対して所定の大きさの
ブロック毎に動きベクトルを検出し、検出した動きベク
トル情報及び動き補償予測信号を出力するとともに前記
動きベクトルを所定のベクトルしきい値と比較して、し
きい値以上の場合該ブロックを優先ブロックと判定し、
しきい値未満の場合該ブロックを非優先ブロックと判定
し、該判定結果を表す優先・非優先ブロック制御信号を
出力する動き補償回路と、前記優先・非優先ブロック制
御信号に応じて、優先ブロックの信号を優先セルに割り
当て、非優先ブロックの信号を非優先ブロックに割り当
てるパケッタイザと、全ブロックの予測誤差信号を復号
した局部復号信号を記憶する第１のフレームメモリと、
前記優先ブロックの予測誤差信号のみを復号した局部復
号信号を記憶する第２のフレームメモリを備えてなるこ
とを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明は、動き補償回路で検出した動きベクト
ルを用いて、符号化中の当該ブロックが優先ブロックで
あるか非優先ブロックであるかを判定するようにしたた
め、優先・非優先ブロック判定のために特別な回路を設
置する必要がなく、従って回路構成が複雑になるという
問題を引き起こすことなく、簡単な回路構成で実現でき
る。

【００１４】以下実施例について図面にもとづき詳細に
説明する。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。１は画像入
力端子、２は差分回路、３は有効・無効ブロック判定回
路、４は符号化・量子化回路、５は動き補償回路、６は
多重化回路、７はエントロピー符号化回路、８はバッフ
ァメモリ、９はパケッタイザ、１０は非優先パケット出
力端子、１１は優先パケット出力端子、１２はリフレッ
シュ要求信号入力端子、１３は逆量子化・復号化回路、
１４は加算回路、１５，１６はフレームメモリ、１７は
スイッチである。

【００１６】画像入力端子１から入力される信号はデイ
ジタル化された画像信号であり、例えば１画素８ビット
で表されている。

【００１７】この画像信号は差分回路２及び動き補償回
路５に供給され、差分回路２で、動き補償回路５の第１
の出力である動き補償予測信号を引算される。

【００１８】差分回路２の出力信号即ち予測誤差信号は
有効・無効ブロック判定回路３において、例えば８ライ
ン×８画素等の所定の大きさのブロック単位に、例えば
予測誤差絶対値のブロック内平均値が計算され、この値
が所定のしきい値未満の時、このブロックを無効ブロッ
クと判定し、このブロック内の予測誤差値を零化し、そ
の他のブロックを有効ブロックと判定してそのまま予測
誤差信号を符号化・量子化回路４に出力する。

【００１９】符号化・量子化回路４は、本発明が適用さ
れる所定の符号化方式、例えば離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）が行われ、符号化データが所定の特性により量子化
され、量子化出力が多重化回路６及び逆量子化・復号化
回路１３に出力される。

【００２０】多重化回路６は、符号化量子化回路４の出
力と、動き補償回路５の第２の出力である動きベクトル
情報とを多重化する。

【００２１】エントロピー符号化回路７は、予め約束さ
れた符号割り当てにより、例えば値零の連続する長さに
応じた符号を割り当てるランレングス符号化、あるいは
量子化出力の発生確率に応じて発生確率の高いデータに
は短い符号を、発生確率の低いデータには長い符号を割
り当て、平均の符号長を短くする可変長符号割り当てが
行われる。

【００２２】このように符号長の一様でないデータはバ
ッファメモリ８に一旦記憶され、伝送速度に応じた速さ
で順次読み出される。

【００２３】パケッタイザ９は、バッファメモリ８の出
力に対し、動き補償回路５の第３の出力である優先・非
優先ブロック制御信号に応じて、非優先ブロックの時非
優先パケット出力端子１０に出力し、その他の時優先パ
ケット出力端子１１にデータを出力して、受信側にフレ
ーム間符号化データを送出する。

【００２４】逆量子化・復号化回路１３は符号化・量子
化回路４の出力信号を受けて、所定の方式に基づいて、
符号化・量子化回路４の逆の処理を行い、前述した無効
ブロック化及び量子化に基づく誤差を含む予測誤差信号
を作成する。

【００２５】この信号は加算回路１４において、動き補
償回路５の第１の出力と加算される。

【００２６】加算回路１４の出力、即ち局部復号信号は
フレームメモリ１５及びスイッチ１７に供給される。

【００２７】スイッチ１７は優先ブロックの時加算回路
１４の出力を接続し、その他の時フレームメモリ１６の
出力を接続する。

【００２８】フレームメモリ１５，１６はそれぞれ入力
信号を１フレーム期間記憶し、次のフレームの入力信号
に対する予測信号として動き補償回路５に供給する。

【００２９】以上の説明より明らかなように、フレーム
メモリ１５には全ブロックに対する局部復号信号が記憶
されるのに対し、フレームメモリ１６には大きい動きに
対応する優先ブロックに対する局部復号信号のみが記憶
されることになる。

【００３０】次に本発明の特徴である動き補償回路５に
ついて、その一実施例について述べる。

【００３１】図２は動き補償回路５の一実施例であっ
て、５１は動きベクトル検出回路、５２は比較回路、５
３は予測信号選択回路である。

【００３２】動きベクトル検出回路５１は画像入力端子
１より入力される入力画像信号に対し、スイッチ５４を
介して供給されるフレームメモリ１５の出力画像信号を
用いて、例えば１６ライン×１６画素のブロック毎に動
きベクトルを検出する。

【００３３】即ち、当該入力ブロックに対して、１フレ
ーム前の近傍ブロックの内、もっとも誤差の小さいブロ
ックを最適ブロックとして検出し、この最適ブロックか
ら当該ブロックまでのべクトルを動きベクトル情報とし
て比較回路５２、予測信号選択回路５３及び多重化回路
６へ出力する。

【００３４】比較回路５２は、動きベクトル検出回路５
１から供給される動きベクトル情報を所定のベクトルし
きい値と比較し、動きベクトル情報がベクトルしきい値
以上の時当該ブロックを優先ブロックと判定し、ベクト
ルしきい値未満の時非優先ブロックと判定し、優先・非
優先ブロック制御信号を予測信号選択回路５３及びパケ
ッタイザ９へ出力する。

【００３５】予測信号選択回路５３は、フレームメモリ
１５及び１６の出力に対し、比較回路５２から供給され
る優先・非優先ブロック制御信号が非優先ブロックを表
している場合はフレームメモリ１５を選択し、優先ブロ
ックを表している場合はフレームメモリ１６を選択し、
選択された各フレームメモリの出力信号の内、動きベク
トル検出回路５１の出力、即ち動きベクトル情報で指定
されるベクトルに対応するブロックの信号を選択し、こ
れを動き補償予測信号として差分回路２及び加算回路１
４へ出力する。

【００３６】また、予測信号選択回路５３はリフレッシ
ュ要求信号入力端子１２からリフレッシュ要求信号が入
力された場合はフレームメモリ１６の出力のみを選択す
る。

【００３７】この時、スイッチ５４はフレームメモリ１
６の出力を選択し、それ以外の時はフレームメモリ１５
の出力を選択する。

【００３８】以上の説明では、通常の時スイッチ５４が
フレームメモリ１５の出力を接続し、従って、動きベク
トル検出回路５１がフレームメモリ１５の出力に対して
のみ動きベクトルを検出する場合について述べたが、フ
レームメモリ１５及び１６の両方の出力に対して動きベ
クトルを検出し、検出されたベクトルがフレームメモリ
１５の出力を表している場合は非優先ブロック、フレー
ムメモリ１６の出力を表している場合は優先ブロックと
判定する方法があることは明らかである。

【００３９】更にまた、以上の説明では符号化・量子化
回路４に離散コサイン変換を用いる場合について述べた
が、この他ベクトル量子化方式や前値予測符号化方式を
適用し得ることは明らかである。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は動き補償
回路５で検出した動きベクトルを用いて、符号化中の当
該ブロックが優先ブロックであるか非優先ブロックであ
るかを判定するようにしたことから、優先・非優先ブロ
ック判定のために特別な回路を設置する必要がなく、従
って、回路構成が簡単になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である。

【図２】動き補償回路の実施例である。

【符号の説明】

１ 画像入力端子 ２ 差分回路 ３ 有効・無効ブロック判定回路 ４ 符号化・量子化回路 ５ 動き補償回路 ６ 多重化回路 ７ エントロピー符号化回路 ８ バッファメモリ ９ パケッタイザ １０ 非優先パケット出力端子 １１ 優先パケット出力端子 １２ リフレッシュ要求信号入力端子 １３ 逆量子化・復号化回路 １４ 加算回路 １５ フレームメモリ １６ フレームメモリ １７ スイッチ ５１ 動きベクトル検出回路 ５２ 比較回路 ５３ 予測信号選択回路 ５４ スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過去の画像を記憶しておくフレームメモ
   リを有し、該フレームメモリの出力を用いて、これから
   符号化しようとする入力画像信号の動きベクトルを検出
   し、該検出した動きを補償して予測信号を構成し、入力
   画像信号と予測信号との差分として構成される予測誤差
   信号を所定の方式により符号化し、該符号化した符号化
   データを重要度の高い成分と低い成分に分割し、重要度
   の高い成分を優先セルに割り当て、重要度の低い成分を
   非優先セルに割り当てて伝送する動画像フレーム間符号
   化装置において、 前記入力画像信号に対して所定の大きさのブロック毎に
   動きベクトルを検出し、検出した動きベクトル情報及び
   動き補償予測信号を出力するとともに、前記動きベクト
   ルを所定のベクトルしきい値と比較して、しきい値以上
   の場合該ブロックを優先ブロックと判定し、しきい値未
   満の場合該ブロックを非優先ブロックと判定し、該判定
   結果を表す優先・非優先ブロック制御信号を出力する動
   き補償回路と、 前記優先・非優先ブロック制御信号に応じて、優先ブロ
   ックの信号を優先セルに割り当て、非優先ブロックの信
   号を非優先ブロックに割り当てるパケッタイザと、 全ブロックの予測誤差信号を復号した局部復号信号を記
   憶する第１のフレームメモリと、 前記優先ブロックの予測誤差信号のみを復号した局部復
   号信号を記憶する第２のフレームメモリを備えてなるこ
   とを特徴とする動画像フレーム間符号化装置。