JPH06121298A - Dynamic image compressor - Google Patents
Dynamic image compressorInfo
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- JPH06121298A JPH06121298A JP29636892A JP29636892A JPH06121298A JP H06121298 A JPH06121298 A JP H06121298A JP 29636892 A JP29636892 A JP 29636892A JP 29636892 A JP29636892 A JP 29636892A JP H06121298 A JPH06121298 A JP H06121298A
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- prediction
- frequency component
- error energy
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、動画像圧縮処理等に用
いられる動画像圧縮装置に係り、詳細には、時間軸方向
の予測を伴う動画像圧縮装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture compression apparatus used for moving picture compression processing and the like, and more particularly to a moving picture compression apparatus with prediction in the time axis direction.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像圧縮の国際標準としてＪＰＥＧ（Jo
int Photograghic Expert Group）やＭＰＥＧ（Moving
Picture Expert Group）がある。2. Description of the Related Art As an international standard for image compression, JPEG (Jo
int Photograghic Expert Group) and MPEG (Moving
There is a Picture Expert Group).
【０００３】ＭＰＥＧは、ＭＰＥＧI，ＭＰＥＧII，Ｍ
ＰＥＧIIIの３レベルの規格案が検討されている。ＭＰ
ＥＧIでは、１．５Ｍｂｐｓの通信回線で伝送できる動
画像圧縮を目的としており、おもにテレビ電話やテレビ
会議などで使用することが考えられている。ＭＰＥＧI
では、現行のＮＴＳＣ方式のビデオ画像を３２０×２４
０ピクセルの解像度として扱い、１フレームを構成する
２フィールドのうち１フィールドのみのデータを用い
る。ＭＰＥＧIIでは、１０Ｍｂｐｓの通信回線で伝送で
きる圧縮が目標で、ＩＳＤＮなどによる動画像伝送やデ
ィジタル・ビデオがターゲットとされている。そして、
ＭＰＥＧIIIは、ハイビジョンなどによる次世代テレビ
が対象となっている。MPEG is MPEGI, MPEGII, M
A three-level draft of PEGIII is under consideration. MP
EGI aims to compress a moving image that can be transmitted through a communication line of 1.5 Mbps, and is considered to be used mainly in videophones and videoconferences. MPEG I
Then, the current NTSC format video image is 320 x 24
It is treated as a resolution of 0 pixel, and data of only one field is used out of two fields constituting one frame. In MPEGII, compression is a goal that can be transmitted through a 10 Mbps communication line, and moving image transmission by ISDN and digital video are targets. And
MPEGIII is targeted for next-generation televisions such as HDTV.
【０００４】ＭＰＥＧの特徴は、ＤＣＴ（Discrete Cos
ine Transform：離散コサイン変換）による静止画像圧
縮に加えて、時間軸方向の圧縮のためのフレーム間予測
処理を行なうことであるが、動画像圧縮の前提条件とし
てフレームのランダム・アクセスができること、早送り
による再生や巻戻し再生（逆方向）ができることがあげ
られている。従って、ＭＰＥＧにおけるフレーム間予測
は、前向きと後向きの両方向を採用している。ＭＰＥＧ
にあっても、基本的にはＭＣ（動き補償）＋ＤＣＴを用
いる。動き補償を行なうブロックサイズは１６×１６
（但し８×８のモードもある）、ＤＣＴは８×８ブロッ
クに対して行なう。また、この動き補償は１／２画素精
度で行なう。１／２画素精度の動き補償は、予測に用い
る参照フレーム上において画素単位でずらした位置を調
べるのみならず、画素と画素の間の位置を補間によって
生成し、マッチングをとることによって行なう。時間方
向の予測を伴う動画像圧縮装置では、カメラのＰＡＮや
被写体の移動による予測効率の低下を軽減させるため
に、動きを補償による予測を行なっている。この動き補
償は、着目フレームと参照フレーム間で対象領域の動き
ベクトルを検出し、参照フレームにおいて動きベクトル
分だけずらした位置を参照画素とし、これを予測値とし
て着目画素との差分（予測誤差）を伝送する方法であ
る。例えば、動き補償予測を図７に示すように予測元画
像の動きベクトルを基に移動体の動きを予測し、原画像
においてその動きを補償している。動き補償は１６×１
６画素のブロック単位で前画像のそのブロックの位置の
近傍で一番差分が少ないところを探索し、それとの差分
をとることによりさらに送らなければならないデータを
削減するという手法であり、動きベクトルを検出する手
段として図８に示すように一般に動き補償の対象となる
部分画像の元の場所から一定の範囲内をサーチし、最も
誤差の少ない場所を選ぶという方法をとっている。The feature of MPEG is that DCT (Discrete Cos
ine Transform: Discrete Cosine Transform) is used to perform inter-frame prediction processing for compression in the time axis direction in addition to still image compression. Random access of frames and fast-forwarding are prerequisites for moving image compression. It has been mentioned that playback and rewind playback (reverse direction) can be performed. Therefore, inter-frame prediction in MPEG employs both forward and backward directions. MPEG
However, basically, MC (motion compensation) + DCT is used. The block size for motion compensation is 16 × 16.
(However, there is also an 8 × 8 mode), DCT is performed on 8 × 8 blocks. Also, this motion compensation is performed with 1/2 pixel precision. Motion compensation with 1/2 pixel accuracy is performed not only by checking the position shifted in pixel units on the reference frame used for prediction, but also by generating the position between pixels by interpolation and performing matching. In a moving image compression apparatus that involves prediction in the time direction, motion-based prediction is performed in order to reduce deterioration of prediction efficiency due to camera PAN and movement of a subject. In this motion compensation, the motion vector of the target area is detected between the target frame and the reference frame, and the position shifted by the motion vector in the reference frame is used as the reference pixel, and this is used as the prediction value, and the difference from the target pixel (prediction error) Is a method of transmitting. For example, in motion compensation prediction, as shown in FIG. 7, the motion of the moving object is predicted based on the motion vector of the prediction source image, and the motion is compensated for in the original image. 16x1 motion compensation
This is a method of searching for a portion having the smallest difference in the vicinity of the position of the block of the previous image in 6 pixel block units, and taking the difference with it to further reduce the data to be transmitted. As a means for detecting, as shown in FIG. 8, generally, a method of searching within a certain range from the original position of the partial image to be motion-compensated and selecting a position with the smallest error is adopted.
【０００５】また、時間方向の予測を伴う通常の動画像
圧縮装置（ＣＣＩＴＴ Ｈ．２６１やＭＰＥＧ．Ｖｉｄ
ｅｏ等）では、生成された動きベクトルを符号化する場
合、その付近の部分画像（通常は、１つ前に処理された
部分画像）の持つ動きベクトルとの差分をとり、その差
分のみを符号化している。In addition, an ordinary moving picture compression apparatus (CCITT H.261 or MPEG.Vid with prediction in the time direction) is used.
eo, etc.), when the generated motion vector is encoded, the difference from the motion vector of the partial image in the vicinity thereof (usually the partial image processed immediately before) is calculated, and only the difference is encoded. It has become.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の動画像圧縮装置にあっては、動き補償の対象
となる部分画像のは基の場所から一定の範囲内をサーチ
し、最も予測誤差エネルギの少ない場所を選ぶという方
法をとっていたため、画像によっては高周波成分が多く
含まれている場合があり、画像に多くの高周波成分が含
まれているとＤＣＴで変換したときに非常に圧縮効率が
落ちてしまうことになる。すなわち、低周波成分にエネ
ルギが集中している方が圧縮効率が良いが、例えば、ボ
ール等の移動物体を追いかけた場合、背景と移動物体と
の間にエッジ部分が存在する。エッジになる部分はよそ
く元になる画像にも現在の画像にも 両方存在するから
高周波成分のピークが２ケ所出てしまい圧縮効率が落ち
てしまう。このように、部分画像の予測誤差エネルギの
合計だけでは、誤差が低周波成分にあるのか、高周波成
分にあるのかわからず、予測した動きベクトルが必ずし
も符号化効率が良いとは限らないという欠点があった。However, in such a conventional moving image compression apparatus, a partial image to be motion-compensated is searched within a certain range from the original position, and the most prediction error is obtained. Since a method of selecting a place with a small amount of energy was adopted, there are cases where a large amount of high frequency components are included depending on the image, and if the image contains a large amount of high frequency components, the compression efficiency will be extremely high when converted by the DCT. Will fall. That is, the energy is more efficiently concentrated in the low-frequency component, but when chasing a moving object such as a ball, an edge portion exists between the background and the moving object. Since the edge portion is present in both the original image and the current image, two high-frequency component peaks appear and the compression efficiency drops. As described above, it is not known whether the error is in the low-frequency component or the high-frequency component only by the sum of the prediction error energies of the partial images, and there is a drawback that the predicted motion vector does not always have good coding efficiency. there were.
【０００７】そこで本発明は、動き補償時に符号化効率
を上げることができることができる動画像圧縮装置を提
供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a moving picture compression apparatus capable of increasing the coding efficiency during motion compensation.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的達成のため、入力画面を所定のブロックに分割
し、動きベクトルをブロック毎に用意し、以前の再生画
像から動きベクトル分だけずらしてフレーム間予測を行
なう動き補償手段を備えた動画像圧縮装置であって、画
像データに対し直交変換手段により周波数軸に変換し時
間軸方向に圧縮を行なう時間予測を伴った動画像圧縮装
置において、予測のために切り出した部分画像に対し複
数の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、
前記動きベクトル検出手段により検出された複数の動き
ベクトルの予測誤差エネルギを算出する予測誤差エネル
ギ算出手段と、圧縮対象の予測差分画像から高周波成分
を抽出する高周波成分抽出手段と、前記予測誤差エネル
ギ算出手段の出力及び前記高周波成分抽出手段の出力に
基づいて実際に符号化するとき最も効率の良い動きベク
トルを決定する動きベクトル決定手段とを備えている。The invention according to claim 1 is
In order to achieve the above object, an input screen is divided into predetermined blocks, a motion vector is prepared for each block, and moving image compression is provided with a motion compensating means for performing inter-frame prediction by shifting by a motion vector from a previously reproduced image. In a moving image compression apparatus with time prediction in which image data is converted into a frequency axis by an orthogonal transformation means and compressed in a time axis direction, a plurality of motion vectors are added to a partial image cut out for prediction. Motion vector detecting means for detecting
Prediction error energy calculation means for calculating prediction error energy of a plurality of motion vectors detected by the motion vector detection means, high frequency component extraction means for extracting high frequency components from the prediction difference image to be compressed, and prediction error energy calculation And a motion vector determination means for determining the most efficient motion vector when actually encoding based on the output of the means and the output of the high frequency component extraction means.
【０００９】請求項２記載の発明は、入力画面を所定の
ブロックに分割し、動きベクトルをブロック毎に用意
し、以前の再生画像から動きベクトル分だけずらしてフ
レーム間予測を行なう動き補償手段を備えた動画像圧縮
装置であって、画像データに対し直交変換手段により周
波数軸に変換し時間軸方向に圧縮を行なう時間予測を伴
った動画像圧縮装置において、予測のために切り出した
部分画像に対し複数の動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、前記動きベクトル検出手段により検出
された複数の動きベクトルの予測誤差エネルギを算出す
る予測誤差エネルギ算出手段と、圧縮対象の予測差分画
像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、前
記高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分が所
定値以下で、前記予測誤差エネルギ算出手段により算出
された予測誤差エネルギが最小のときの動きベクトルを
実際に符号化する際の動きベクトルとして決定する動き
ベクトル決定手段とを備えている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a motion compensating means for dividing an input screen into predetermined blocks, preparing a motion vector for each block, and performing inter-frame prediction by shifting the motion vector from a previously reproduced image by the motion vector. A moving image compression apparatus provided with a moving image compression apparatus with time prediction in which image data is converted into a frequency axis by an orthogonal transformation means and compressed in a time axis direction, in a partial image cut out for prediction. On the other hand, a motion vector detection means for detecting a plurality of motion vectors, a prediction error energy calculation means for calculating prediction error energy of the plurality of motion vectors detected by the motion vector detection means, and a high frequency component from a prediction difference image to be compressed. A high-frequency component extracting means for extracting the high-frequency component, and the high-frequency component extracted by the high-frequency component extracting means is less than a predetermined value. And a motion vector determination means for prediction error energy calculated by the error energy calculation means is determined as a motion vector when actually encoding motion vector when the minimum.
【００１０】請求項３記載の発明は、入力画面を所定の
ブロックに分割し、動きベクトルをブロック毎に用意
し、以前の再生画像から動きベクトル分だけずらしてフ
レーム間予測を行なう動き補償手段を備えた動画像圧縮
装置であって、画像データに対し直交変換手段により周
波数軸に変換し時間軸方向に圧縮を行なう時間予測を伴
った動画像圧縮装置において、予測のために切り出した
部分画像に対し複数の動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、前記動きベクトル検出手段により検出
された複数の動きベクトルの予測誤差エネルギを算出す
る予測誤差エネルギ算出手段と、圧縮対象の予測差分画
像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、前
記予測誤差エネルギ算出手段により算出された予測誤差
エネルギが最小のときの動きベクトルを選択する第１の
動きベクトル選択手段と、前記高周波成分抽出手段によ
り抽出された高周波成分が所定値以下で、前記予測誤差
エネルギ算出手段により算出された予測誤差エネルギが
最小のときの動きベクトルを選択する第２の動きベクト
ル選択手段と、前記第１の動きベクトル選択手段により
選択された動きベクトル及び第２の動きベクトル選択手
段により選択された動きベクトルのうち実際に符号化す
るとき最も効率の良い動きベクトルを決定する動きベク
トル決定手段とを備えている。According to a third aspect of the present invention, there is provided motion compensating means for dividing an input screen into predetermined blocks, preparing a motion vector for each block, and performing inter-frame prediction by shifting the motion vector from the previous reproduced image by the motion vector. A moving image compression apparatus provided with a moving image compression apparatus with time prediction in which image data is converted into a frequency axis by an orthogonal transformation means and compressed in a time axis direction, in a partial image cut out for prediction. On the other hand, a motion vector detection means for detecting a plurality of motion vectors, a prediction error energy calculation means for calculating prediction error energy of the plurality of motion vectors detected by the motion vector detection means, and a high frequency component from a prediction difference image to be compressed. And a prediction error energy calculated by the prediction error energy calculation means is minimum. When the high-frequency component extracted by the high-frequency component extraction means is less than a predetermined value and the prediction error energy calculated by the prediction error energy calculation means is the minimum, Second motion vector selecting means for selecting a motion vector, and the actual encoding of the motion vector selected by the first motion vector selecting means and the motion vector selected by the second motion vector selecting means And a motion vector determining means for determining the most efficient motion vector.
【００１１】前記動きベクトル決定手段による動きベク
トルの決定は、例えば請求項４に記載されているよう
に、得られた動きベクトルに基づいて実際に符号化した
ときの符号長により決定するようにしてもよく、前記高
周波成分抽出手段により抽出された高周波成分と比較さ
れる所定値は、例えば請求項５に記載されているよう
に、前記部分画像毎の量子化幅に応じて設定されるもの
であってもよい。The motion vector determining means determines the motion vector by, for example, as described in claim 4, determined by the code length when actually encoding based on the obtained motion vector. Alternatively, the predetermined value to be compared with the high frequency component extracted by the high frequency component extraction means is set according to the quantization width for each of the partial images, as set forth in claim 5, for example. It may be.
【００１２】また、前記高周波成分抽出手段は、例えば
請求項６に記載されているように、画像データから圧縮
の障害となる高周波成分を抽出するラプラシアンフィル
タを含んで構成されたものであってもよい。前記直交変
換手段は、例えば請求項７に記載されているように、離
散コサイン変換（ＤＣＴ）を行なう離散コサイン変換に
より構成してもよく、前記時間予測は、例えば請求項８
に記載されているように、時間軸方向の圧縮のためのフ
レーム間予測処理を行なうものであってもよい。Further, the high-frequency component extracting means may be configured to include a Laplacian filter for extracting high-frequency components, which hinders compression, from image data as described in claim 6, for example. Good. The orthogonal transform means may be configured by a discrete cosine transform that performs a discrete cosine transform (DCT), for example, as described in claim 7, and the temporal prediction is performed by, for example, claim 8.
As described in, the inter-frame prediction process for compression in the time axis direction may be performed.
【００１３】[0013]
【作用】請求項１、２、３、４、５、６、７及び８記載
の発明では、先ず、予測のために切り出した部分画像に
対して動きベクトル検出手段により複数の動きベクトル
が検出され、予測誤差エネルギ算出手段により複数の動
きベクトルの予測誤差エネルギが算出される。また、高
周波成分抽出手段により圧縮対象の予測差分画像から高
周波成分が抽出される。According to the invention described in claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8, first, a plurality of motion vectors are detected by the motion vector detecting means for the partial image cut out for prediction. The prediction error energy calculation means calculates the prediction error energy of a plurality of motion vectors. Further, the high frequency component extraction means extracts a high frequency component from the prediction difference image to be compressed.
【００１４】そして、動きベクトル決定手段により、抽
出された高周波成分が所定値以下で、前記予測誤差エネ
ルギ算出手段により算出された予測誤差エネルギが最小
のときの動きベクトルが実際に符号化する際の動きベク
トルとして決定される。この場合、第１の動きベクトル
選択手段により通常通り予測誤差エネルギが最小のとき
の動きベクトルを選択するとともに、第２の動きベクト
ル選択手段により抽出された高周波成分が所定値以下
で、予測誤差エネルギが最小のときの動きベクトルを選
択し、これら２つの動きベクトルのうち実際に符号化す
ることによって符号長を求め、符号化効率の良い動きベ
クトルを決定するようにしてもよい。Then, when the motion vector determining means determines that the extracted high frequency component is less than a predetermined value and the prediction error energy calculated by the prediction error energy calculating means is the minimum, the motion vector is actually encoded. Determined as a motion vector. In this case, the first motion vector selecting means normally selects the motion vector when the prediction error energy is the minimum, and the high frequency component extracted by the second motion vector selecting means is equal to or less than the predetermined value, and the prediction error energy It is also possible to select a motion vector with the minimum value and to actually code the motion vector among these two motion vectors to obtain the code length and to determine the motion vector with high coding efficiency.
【００１５】従って、予測差分画像に高周波成分があま
り含まれない場所の動きベクトルを採用することがで
き、動き補償時に符号化効率を上げることができる。Therefore, it is possible to adopt a motion vector in a place where the prediction difference image does not include a high frequency component so much, and it is possible to improve the coding efficiency during motion compensation.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１〜図６は本発明に係る動画像圧縮装置
の一実施例を示す図である。1 to 6 are views showing an embodiment of a moving picture compression apparatus according to the present invention.
【００１８】先ず、構成を説明する。図１は動画像圧縮
装置のブロック図であり、この図において、動画像圧縮
装置の符号化器は、画像モード、予測モード、動きベク
トル及び各種制御信号を出力して、システム全体の制御
を行なうコントローラ３０と、データ圧縮すべき画像デ
ータを記憶する画像メモリ３１と、画像メモリ３１から
読み出した画像データに動き補償フレーム間予測処理に
よる予測結果を減算する減算器３２と、減算器３２によ
り減算された画像データをコントローラ３０に出力する
とともに、該画像データに対しＤＣＴ演算を行なうＤＣ
Ｔ演算部３３と、コントローラ３０で決定された量子化
幅に従ってＤＣＴ演算の出力データを一定の誤差の範囲
内で量子化する量子化部３４と、量子化部３４により量
子化された画像データに対し画像データのほか各種ブロ
ック属性信号を可変長符号化した後、定められたデータ
構造の符号列に多重化するＶＬＣ（Ｖａｒｉａｂｌｅ
Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅ：可変長符号化）３５と、変動
する情報発生を一定レートに平滑化するバッファ３６
と、周期的なフレーム内符号化フレームを基本とした動
き補償予測を行なう動き補償フレーム間予測部３７と、
により構成されている。First, the structure will be described. FIG. 1 is a block diagram of a moving image compression apparatus. In this figure, an encoder of the moving image compression apparatus outputs an image mode, a prediction mode, a motion vector and various control signals to control the entire system. The controller 30, an image memory 31 for storing image data to be data-compressed, a subtracter 32 for subtracting the prediction result of the motion-compensated inter-frame prediction process from the image data read from the image memory 31, and a subtractor 32 for subtraction. DC which performs DCT operation on the image data while outputting the image data to the controller 30.
The T calculation unit 33, the quantization unit 34 that quantizes the output data of the DCT calculation within a certain error range according to the quantization width determined by the controller 30, and the image data quantized by the quantization unit 34. On the other hand, in addition to image data, various block attribute signals are variable-length coded, and then VLC (Variable) which is multiplexed into a code string of a predetermined data structure.
Length Code (variable length coding) 35 and a buffer 36 for smoothing fluctuating information generation to a constant rate.
And a motion-compensated inter-frame prediction unit 37 that performs motion-compensated prediction based on periodic intra-frame coded frames,
It is composed by.
【００１９】上記動き補償フレーム間予測部３７は、量
子化部３４により量子化された画像データを逆量子化す
る逆量子化部３８と、逆量子化部３８により量子化前の
画像データに戻されたデータに対し逆ＤＣＴ（ＩＤＣ
Ｔ）演算を施すＩＤＣＴ演算部３９と、ＩＤＣＴ演算部
３９によりＤＣＴ処理される前の画像データに戻された
データに動き補償を加算する加算器４０と、コントロー
ラ３０からの画像モード、予測モードに従って信号経路
を切り換えるスイッチ４１、４２、４３と、コントロー
ラ３０で演算処理（図６参照）された動きベクトルによ
り動き補償予測を行なう予測器４４、４５とから構成さ
れる。The motion-compensated inter-frame prediction unit 37 de-quantizes the image data quantized by the quantization unit 34, and the de-quantization unit 38 restores the un-quantized image data. Inverse DCT (IDC
T) According to the image mode and prediction mode from the controller 30, the IDCT calculation unit 39 that performs the calculation, the adder 40 that adds motion compensation to the data returned to the image data before the DCT processing by the IDCT calculation unit 39. It is composed of switches 41, 42 and 43 for switching signal paths, and predictors 44 and 45 for performing motion compensation prediction based on motion vectors calculated by the controller 30 (see FIG. 6).
【００２０】次に、本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【００２１】一般に、時間予測を伴う動画像圧縮装置で
は、ある時点の画像は、それよりも過去もしくは未来の
画像からの予測によりその差分を圧縮対象のデータとし
ている。図２に示すように一枚の画像１０はいくつかの
部分画像１１に分けられ、それぞれの部分画像１１につ
いて別々に動き補償を含む予測処理が行われる。Generally, in a moving picture compression apparatus involving temporal prediction, an image at a certain point in time uses the difference between the past and future images as the data to be compressed by prediction. As shown in FIG. 2, one image 10 is divided into several partial images 11, and a prediction process including motion compensation is performed separately for each partial image 11.
【００２２】動き予測処理は、予測誤差エネルギが最小
になる場所を探すことで行われるが、本実施例では、こ
の際に単に予測誤差エネルギが最小の所を求めるだけで
はなく、その予測差分画像の持つ高周波成分がある程度
以上小さいものの中で誤差エネルギが最小の場所を探し
出し、それらのうち符号量の少ない方を最後に選択す
る。このように、動き予測を行う際に予測誤差エネルギ
の合計の他に予測差分画像が低周波成分にあるのか高周
波成分にあるのかを確認し、それを考慮に入れて動き予
測をすることで符号化効率を上げ画質を向上させること
ができるようにする。The motion prediction process is performed by searching for a place where the prediction error energy is the minimum. In this embodiment, not only the place where the prediction error energy is the minimum is obtained, but also the prediction difference image thereof is obtained. A location with a minimum error energy is searched from among those whose high-frequency components are smaller than a certain level, and the one with the smaller code amount is selected last. In this way, when performing motion estimation, it is confirmed whether the prediction difference image is in the low frequency component or the high frequency component in addition to the sum of the prediction error energies, and the motion prediction is performed by taking that into consideration. It will be possible to improve the image quality by improving the conversion efficiency.
【００２３】差分画像から高周波成分を抽出するために
バイパスフィルタを使用する。例えば、高周波成分を抽
出するためのフィルタとしてラプラシアルフィルタを利
用すれば簡単な計算で高周波成分を取り出すことができ
る。A bypass filter is used to extract high frequency components from the difference image. For example, if a laplacial filter is used as a filter for extracting the high frequency component, the high frequency component can be extracted by a simple calculation.
【００２４】図３及び図４はラプラシアンフィルタのマ
スク（関数）を示す図であり、図３は１次元のラプラシ
アンフィルタ、図４は２次元のラプラシアンフィルタの
例である。3 and 4 are diagrams showing masks (functions) of the Laplacian filter. FIG. 3 shows an example of a one-dimensional Laplacian filter and FIG. 4 shows an example of a two-dimensional Laplacian filter.
【００２５】上記ラプラシアンフィルタ１２は、主に局
所的な濃度変化を検出する目的で設計された差分フィル
タであり、ラプラシアンフィルタ１２を用いると簡単な
演算で高周波成分を抽出することができる。ラプラシア
ンフィルタ１２は、一般に図３及び図４のようなマスク
を置いて、係数を対応する各画素の濃度値（画素値）に
かけて足し合わせた値を中央の画素値とする。例えば、
１次元フィルタを高周波成分の存在する画素に適用した
例を図５に示すように高周波成分のあるところ（すなわ
ち、段差があるところ）には値が出ないところは０とな
っている。The Laplacian filter 12 is a difference filter designed mainly for detecting a local density change, and when the Laplacian filter 12 is used, a high frequency component can be extracted by a simple calculation. The Laplacian filter 12 generally puts a mask as shown in FIGS. 3 and 4, and sets the value obtained by multiplying the coefficient by the density value (pixel value) of each corresponding pixel as the central pixel value. For example,
As shown in FIG. 5, an example in which the one-dimensional filter is applied to a pixel having a high frequency component is 0 where there is no value where there is a high frequency component (that is, where there is a step).
【００２６】ところで、H.261やＭＰＥＧ等では予測差
分画像を符号化する際に量子化によってデータの削減を
行なうので量子化幅により実際の符号化時にどの程度高
周波成分が残るのか変わる。このため、高周波数成分が
どの程度小さければ良いのかは量子化幅に依存すること
になる。By the way, in H.261, MPEG, etc., data is reduced by quantization when encoding a predictive difference image, so that how much high frequency components remain during actual encoding depends on the quantization width. Therefore, how small the high frequency component should be depends on the quantization width.
【００２７】いま、量子化幅をｑ、高周波成分の存在量
を調べるための係数（ここでは、高周波成分係数と呼
ぶ）をＨとした場合の動きベクトルのサーチ処理手順は
図６で示される。Now, the motion vector search processing procedure in the case where the quantization width is q and the coefficient for checking the abundance of high frequency components (herein referred to as high frequency component coefficient) is H is shown in FIG.
【００２８】図６は動画像圧縮装置の動きベクトルのサ
ーチ処理を示すフローチャートであり、本フローは予測
誤差エネルギが最小の動きベクトルと高周波成分が余り
含まれない場所における予測誤差エネルギが最小の動き
ベクトルの２つの動きベクトルを探し出す例を示してい
る。FIG. 6 is a flowchart showing a motion vector search process of the moving picture compression apparatus. This flow is a motion vector having a minimum prediction error energy and a motion having a minimum prediction error energy in a place where a high frequency component is not included. An example of finding two motion vectors of a vector is shown.
【００２９】上記２つの動きベクトルのうち、予測誤差
エネルギが最小の候補をＥ、高周波成分の誤差エネルギ
がｑ×Ｈ以下で予測誤差エネルギが最小の候補をＨＥと
し、それぞれの動きベクトルデータをＥｍｖ，ＨＥｍ
ｖ、予測誤差エネルギをＥｅｎｅ，ＨＥｅｎｅとする。
また、与えられた動きベクトルのサーチ範囲の中からこ
れらの動きベクトルを発見するために候補として選出さ
れる動きベクトルのベクトルデータをＴｍｖ、予測誤差
エネルギをＴｅｎｅ、高周波成分の誤差エネルギ（予測
差分画像にラプラシアンフィルタをかけ、その絶対値を
合計したもの）をＴｈｅｎｅとする。Of the above two motion vectors, the candidate having the smallest prediction error energy is E, and the candidate having the smallest prediction error energy with a high frequency component error energy of q × H or less is HE, and each motion vector data is Emv. , HEm
v, the prediction error energy is Eene, HEene.
Further, vector data of motion vectors selected as candidates for discovering these motion vectors from the given search range of motion vectors is Tmv, prediction error energy is Tene, error energy of high frequency components (prediction difference image). Is applied to the Laplacian filter and the absolute values thereof are summed) to be Thene.
【００３０】先ず、ステップＳ１で上記通常の予測誤差
エネルギＴｅｎｅ、高周波成分の誤差エネルギＴｈｅｎ
ｅ、及びそのときの動きベクトルの候補を選択する。こ
の場合、画面全部から動きベクトルをサーチしてもよい
が、一般にある程度決められたサーチ範囲から動きベク
トルの候補を選択する。次いで、ステップＳ２で候補と
して選出される動きベクトルの予測誤差エネルギＴｅｎ
ｅと通常の予測誤差エネルギＥｅｎｅとを比較し、Ｔｅ
ｎｅ＜Ｅｅｎｅのときは候補として選出される動きベク
トルのベクトルデータＴｍｖを予測誤差エネルギが最小
の候補Ｅの動きベクトルデータＥｍｖとし、候補として
選出される動きベクトルの予測誤差エネルギＴｅｎｅを
通常の予測誤差エネルギＥｅｎｅとする（Ｅｍｖ←Ｔｍ
ｖ，Ｅｅｎｅ←Ｔｅｎｅ）。ここで、通常の予測誤差エ
ネルギＥｅｎｅにはそれまで探した動きベクトルの中で
最小の予測誤差エネルギが格納されているものとし、予
測誤差エネルギが最小の候補Ｅの動きベクトルデータＥ
ｍｖには最小の動きベクトルが格納されているものとす
る。そして、新たに計算した予測誤差エネルギＴｅｎｅ
の方が通常の予測誤差エネルギＥｅｎｅよりも小さけれ
ば（Ｔｅｎｅ＜Ｅｅｎｅであれば）それぞれ予測誤差エ
ネルギと動きベクトルを更新するようにしている。この
ステップＳ２によって予測誤差エネルギが最小の動きベ
クトルＥｍｖとその予測誤差エネルギＥｅｎｅが探し出
される。First, in step S1, the normal prediction error energy Tene and the high-frequency component error energy Then are given.
e, and the motion vector candidate at that time are selected. In this case, the motion vector may be searched from the entire screen, but generally, a motion vector candidate is selected from a search range determined to some extent. Next, the prediction error energy Ten of the motion vector selected as a candidate in step S2
e is compared with the normal prediction error energy Eene, and Te
When ne <Eene, the vector data Tmv of the motion vector selected as a candidate is set as the motion vector data Emv of the candidate E having the smallest prediction error energy, and the prediction error energy Tene of the motion vector selected as a candidate is set as a normal prediction error. Energy Eene (Emv ← Tm
v, Eene ← Tene). Here, it is assumed that the normal prediction error energy Eene stores the smallest prediction error energy among the motion vectors searched up to that time, and the motion vector data E of the candidate E having the smallest prediction error energy.
It is assumed that the minimum motion vector is stored in mv. Then, the newly calculated prediction error energy Tene
Is smaller than the normal prediction error energy Eene (if Tene <Eene), the prediction error energy and the motion vector are updated. By this step S2, the motion vector Emv having the smallest prediction error energy and its prediction error energy Eene are searched for.
【００３１】次いで、ステップＳ３で予測差分画像の持
つ高周波成分がある程度以上小さいものの中で誤差エネ
ルギが最小の場所を探し出す。具体的には、量子化幅を
ｑ、高周波成分の存在量を調べるための係数（高周波成
分係数）Ｈとした場合、高周波成分の誤差エネルギＴｈ
ｅｎｅが量子化幅ｑと係数Ｈを掛けたもの以下（Ｔｈｅ
ｎｅ≦ｑ×Ｈ）でかつ通常の予測誤差エネルギＴｅｎｅ
が予測誤差エネルギが最小の候補ＨＥの予測誤差エネル
ギＨＥｅｎｅより小さい（Ｔｅｎｅ＜ＨＥｅｎｅ）か否
かを判別し、この条件を満たすときは候補として選出さ
れる動きベクトルのベクトルデータＴｍｖを高周波成分
の誤差エネルギがｑ×Ｈ以下で予測誤差エネルギが最小
の候補をＨＥの動きベクトルデータＨＥｍｖとし、通常
の予測誤差エネルギＴｅｎｅを予測誤差エネルギが最小
の候補ＨＥの予測誤差エネルギＨＥｅｎｅとする（ＨＥ
ｍｖ←Ｔｍｖ，ＨＥｅｎｅ←Ｔｅｎｅ）。ここで、高周
波成分がどの程度大きくてもよいかはＤＣＴ演算後の量
子化時の量子化幅に依存し、例えば量子化幅が細かけれ
ば高周波成分はかなり小さくなければならないが、量子
化幅が粗ければ高周波成分はある程度大きくても許容で
きるので、本実施例では高周波成分の誤差エネルギＴｈ
ｅｎｅが現在の量子化幅ｑに係数Ｈを掛けたもの以下で
あることを条件の１つとする。なお、本実施例では量子
化幅に応じて予測差分画像の高周波成分の程度を決定す
るようにしているが、高周波成分の程度を固定値で与え
るようにしてもよい。また、量子化幅ｑは、符号化器の
コントローラ３０がシステム変数として常に保持してい
るものであるからこれを呼び出してきて使用する。この
ステップＳ３によっていままである程度高周波成分画小
さいものの中で最も誤差エネルギが小さかったものより
も小さければ更新可能であると判断して動きベクトルデ
ータＨＥｍｖ、予測誤差エネルギＨＥｅｎｅが更新され
る。これにより、いままでの候補の中で高周波成分の誤
差エネルギがなくてそのグループの中で誤差エネルギが
一番小さいものが得られることになる。Next, in step S3, a place where the error energy is minimum is searched for among the high-frequency components of the predicted difference image which are smaller than a certain level. Specifically, when the quantization width is q and a coefficient (high frequency component coefficient) H for checking the abundance of the high frequency component is H, the error energy Th of the high frequency component is Th.
ene is equal to or less than the product of the quantization width q and the coefficient H (The
ne ≦ q × H) and normal prediction error energy Tene
Is smaller than the prediction error energy HEene of the candidate HE having the smallest prediction error energy (Tene <HEene), and when this condition is satisfied, the vector data Tmv of the motion vector selected as a candidate is set as the error of the high frequency component. The motion vector data HEmv of HE is the candidate whose energy is equal to or less than q × H and the prediction error energy is the minimum, and the normal prediction error energy Tene is the prediction error energy HEene of the candidate HE whose prediction error energy is the minimum (HE
mv ← Tmv, HEene ← Tene). Here, how large the high frequency component may be depends on the quantization width at the time of the quantization after the DCT calculation. For example, if the quantization width is small, the high frequency component must be considerably small. Since the high-frequency component can be allowed to be large to some extent if the difference is rough, the error energy Th of the high-frequency component is used in this embodiment.
One of the conditions is that ene is equal to or less than the current quantization width q multiplied by the coefficient H. Although the degree of the high frequency component of the prediction difference image is determined according to the quantization width in this embodiment, the degree of the high frequency component may be given as a fixed value. Further, the quantization width q is always held as a system variable by the encoder controller 30 and is therefore called and used. By this step S3, if the error energy is smaller than the one having the smallest high-frequency component image to some extent up to now, it is determined that the error can be updated, and the motion vector data HEmv and the prediction error energy HEene are updated. As a result, there is no error energy of the high frequency component among the candidates so far, and the one having the smallest error energy in the group can be obtained.
【００３２】次いで、ステップＳ４で全ての候補を選択
したか否かを判別し、全ての候補を選択し終えていない
ときはステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。全て
の候補を選択したか否かは例えば動きベクトル算出する
ためのマクロブロックについて上記ステップＳ１〜Ｓ３
の処理をしたかにより判断する。全ての候補を選択し終
えたときには最終的に２つの動きベクトル候補（すなわ
ち、全体の中から一番誤差エネルギの小さい動きベクト
ルのベクトルデータＥｍｖと高周波成分がある程度小さ
いもののグループの中から一番誤差エネルギの小さい動
きベクトルのベクトルデータＨＥｍｖ）が得られる。全
ての候補を選択したときはステップＳ５で得られた２つ
の動きベクトル候補のうち最適な候補を採用する。本実
施例では、最適な候補を採用するため実際に符号化して
符号長の短い方を選択する。すなわち、予測誤差エネル
ギが最小の候補Ｅの動きベクトルデータＥｍｖの符号長
とＨＥの動きベクトルデータＨＥｍｖの符号長とを比較
し、ＨＥｍｖの符号長がＥｍｖの符号長より大きいとき
は通常通りＥｍｖを用いた方が符号化効率が高くなると
判断してＳ６でＥｍｖを動きベクトルとして採用して本
フローの処理を終え、ＨＥｍｖの符号長がＥｍｖの符号
長以下のときはＨＥｍｖを用いた方が符号化効率が高く
なると判断してＳ７でＨＥｍｖを動きベクトルとして採
用して本フローの処理を終える。ここで、ステップＳ５
における２つの動きベクトルによる符号長の算出はマク
ロブロックについて１回の演算により行なう。なお、符
号長を算出するにあたって実際に完全な形で符号化を行
なわなくてもある程度符号化の目処が立つように大まか
に計算する態様でもよい。Next, in step S4, it is determined whether or not all the candidates have been selected, and if all the candidates have not been selected, the process returns to step S1 and the above processing is repeated. Whether or not all the candidates have been selected is determined by, for example, steps S1 to S3 for the macro block for calculating the motion vector
Judgment is made depending on whether or not When all candidates have been selected, finally, two motion vector candidates (that is, the vector data Emv of the motion vector having the smallest error energy among the whole and the group having the smallest high frequency component to some extent) are selected. Vector data HEmv) of a motion vector with small energy is obtained. When all the candidates have been selected, the optimum candidate is adopted from the two motion vector candidates obtained in step S5. In the present embodiment, in order to adopt the optimum candidate, the coding is actually performed and the one having the shorter code length is selected. That is, the code length of the motion vector data Emv of the candidate E having the smallest prediction error energy is compared with the code length of the motion vector data HEmv of HE, and when the code length of HEmv is larger than the code length of Emv, Emv is set as usual. When it is judged that the coding efficiency is higher when it is used, Emv is adopted as a motion vector in S6 and the processing of this flow is finished. When the code length of HEmv is equal to or smaller than the code length of Emv, it is better to use HEmv. When it is determined that the efficiency of conversion becomes high, HEmv is adopted as a motion vector in S7, and the processing of this flow ends. Here, step S5
The calculation of the code length based on the two motion vectors in 1 is performed once for the macroblock. The code length may be roughly calculated so that the code may be encoded to some extent without actually performing the coding in a perfect form.
【００３３】本実施例では、高周波成分が小さいグルー
プの中で一番誤差エネルギの小さい動きベクトル（ステ
ップＳ３）をそのまま採用するのではなく、従来と同様
な全体の中から一番誤差エネルギの小さい動きベクトル
（ステップＳ２）をも算出し２つの動きベクトルのうち
実際に符号化を行なって符号長の短い方を選択するよう
にしているのは次のような理由による。例えば、１フレ
ーム１フレームが全く連続していないような動画になっ
ていない場合には、高周波成分がある程度以上小さくな
ることは殆ど考えられないことになり上記ステップＳ３
で候補が得られないことも考えられる。このような場合
を考慮して従来と同様な動きベクトル決定方法は残して
おいてどのような場合であっても従来と同様な方法によ
る動きベクトルが選択されることを保障している。In this embodiment, the motion vector with the smallest error energy (step S3) in the group with the smallest high frequency component is not adopted as it is, but the smallest error energy is selected from the whole as in the conventional case. The reason why the motion vector (step S2) is also calculated and the one having the shorter code length is selected from the two motion vectors by the actual coding is selected as follows. For example, if the moving image is not such that one frame and one frame are not continuous at all, it is almost unlikely that the high frequency component will be reduced to a certain extent or more, and the above step S3 is performed.
It is possible that no candidate will be obtained. In consideration of such a case, the motion vector determination method similar to the conventional method is left, and in any case, it is guaranteed that the motion vector according to the conventional method is selected.
【００３４】以上説明したように、本実施例の動画像圧
縮装置は、予測のために切り出した部分画像に対し複数
の動きベクトルＥｍｖ，ＨＥｍｖとその予測誤差エネル
ギＴｅｎｅ，Ｔｈｅｎｅを算出するとともに、予測差分
画像から高周波成分を抽出し、算出された予測誤差エネ
ルギが最小のときの動きベクトルと高周波成分が所定値
以下で、前記予測誤差エネルギ算出手段により算出され
た予測誤差エネルギが最小のときの動きベクトルとを実
際に符号化したときの符号長により選択して採用すべき
動きベクトルを決定するようにしているので、高周波成
分がすくない場所の動きベクトルを選択することが可能
となって動き補償時に符号化効率を上げることができ、
全体的な画質を向上させることができる。すなわち、本
動画像圧縮装置は、動き予測を行なう際に予測誤差エネ
ルギ最小の場所の他に、予測差分画像が低周波数成分に
あるのか高周波数成分にあるのかを確認し予測差分画像
に高周波成分があまり含まれていない場所を候補として
挙げ符号化効率の良い動きベクトルを採用するものであ
る。これによって符号化効率を上げ、画質を向上させる
ことが可能となる。As described above, the moving picture compression apparatus according to the present embodiment calculates a plurality of motion vectors Emv, HEmv and their prediction error energies Tene, Thene for a partial image cut out for prediction, and performs prediction. A high-frequency component is extracted from the difference image, and the motion vector when the calculated prediction error energy is the minimum and the high-frequency component is a predetermined value or less, and the motion when the prediction error energy calculated by the prediction error energy calculation means is the minimum Since the motion vector to be adopted is determined by selecting the vector and the code length when actually encoded, it is possible to select the motion vector in the place where the high frequency component is not so small and Encoding efficiency can be improved,
The overall image quality can be improved. That is, the present moving image compression apparatus confirms whether the prediction difference image is in the low frequency component or the high frequency component in addition to the place where the prediction error energy is the minimum when performing motion prediction, and determines whether the prediction difference image has the high frequency component. In this example, a motion vector with high coding efficiency is adopted as a candidate for a place where is not included. This makes it possible to increase the coding efficiency and improve the image quality.
【００３５】なお、本実施例では、予測誤差エネルギ最
小の場所を求め、最後に符号化長を演算して最終的な決
定をしていたが、これに代えて高周波成分が少ない場所
のみを動きベクトルの候補の対象とすることもできる。
このようにすれば、動きベクトルサーチの計算量等を削
減することが可能になる。In this embodiment, the position where the prediction error energy is the minimum is obtained, and the coding length is finally calculated to make the final decision. Instead, only the place where the high frequency component is small is moved. It can also be the target of vector candidates.
By doing so, it becomes possible to reduce the calculation amount of the motion vector search and the like.
【００３６】また、本実施例では、高周波成分の抽出に
ラプラシアンフィルタ用いているが、これは一例であり
他のフィルタを使用してもよいことは言うまでもない。
また、ラプラシアンフィルタを用いると計算が簡単に行
えるという効果があるが、高周波成分を取り出す場合に
はハイパスフィルタを設計して用いるようにしてもよ
い。適当なハイパスフィルタを設計するようにすれば動
きベクトルの選択の効率を上げることができる。In this embodiment, the Laplacian filter is used for extracting the high frequency component, but this is an example, and it goes without saying that another filter may be used.
Further, although the Laplacian filter has an effect of facilitating the calculation, a high-pass filter may be designed and used when extracting a high frequency component. By designing an appropriate high-pass filter, the efficiency of motion vector selection can be improved.
【００３７】また、本実施例では動画像圧縮装置をＭＰ
ＥＧアルゴリズムに基づく動画像圧縮装置に適用した例
であるが、勿論これには限定されず、動き補償による時
間方向の予測を伴うものであれば全ての装置に適用可能
であることは言うまでもない。Further, in this embodiment, the moving image compression apparatus is set to MP.
This is an example of application to a moving image compression device based on the EG algorithm, but needless to say, the present invention is not limited to this, and can be applied to any device as long as it involves prediction in the time direction by motion compensation.
【００３８】また、本実施例では、変換符号化方式にＤ
ＣＴを適用しているが、このＤＣＴ方式には限定され
ず、例えば、アダマール変換、ハール（Harr）変換、傾
斜変換（スラント変換）、対称性サイン変換などを用い
た動画像圧縮装置に適用することができる。Further, in this embodiment, the conversion coding method is set to D.
Although CT is applied, the present invention is not limited to this DCT method, and is applied to, for example, a moving image compression apparatus using Hadamard transform, Harr transform, slant transform (slant transform), symmetric sine transform, or the like. be able to.
【００３９】さらに、上記動画像圧縮装置を構成する回
路や部材の数、種類などは前述した実施例に限られない
ことは言うまでもなく、ソフトウェア（例えば、Ｃ言
語）により実現するようにしてもよい。Further, it is needless to say that the number and types of circuits and members constituting the above moving picture compression apparatus are not limited to those in the above-mentioned embodiment, but may be realized by software (for example, C language). .
【００４０】[0040]
【発明の効果】請求項１、２、３、４、５、６、７及び
８記載の発明によれば、予測のために切り出した部分画
像に対し複数の動きベクトルを検出し、検出された複数
の動きベクトルの予測誤差エネルギを算出するるととも
に、予測差分画像から高周波成分を抽出し、該予測誤差
エネルギ及び高周波成分に基づいて実際に符号化すると
き最も効率の良い動きベクトルを決定するようにしてい
るので、動き補償時における符号化効率を上げることが
でき、全体の画質を向上させることができる。According to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth aspects of the present invention, a plurality of motion vectors are detected and detected in the partial image cut out for prediction. While calculating the prediction error energy of a plurality of motion vectors, extracting the high frequency component from the prediction difference image, and determining the most efficient motion vector when actually encoding based on the prediction error energy and the high frequency component Therefore, the coding efficiency at the time of motion compensation can be increased, and the overall image quality can be improved.
【図１】動画像圧縮装置のブロック構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of a moving image compression apparatus.
【図２】動画像圧縮装置の部分画像を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a partial image of a moving image compression apparatus.
【図３】動画像圧縮装置のラプラシアンフィルタのマス
クを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a mask of a Laplacian filter of a moving image compression apparatus.
【図４】動画像圧縮装置のラプラシアンフィルタのマス
クを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a mask of a Laplacian filter of a moving image compression apparatus.
【図５】動画像圧縮装置のラプラシアンフィルタの動作
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an operation of a Laplacian filter of the moving image compression apparatus.
【図６】動画像圧縮装置の動作を示すフローチャートで
ある。FIG. 6 is a flowchart showing an operation of the moving image compression apparatus.
【図７】動画像圧縮装置の動き補償予測を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing motion-compensated prediction of a moving image compression apparatus.
【図８】動画像圧縮装置の動きベクトルサーチ範囲を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing a motion vector search range of the moving image compression apparatus.
３０ コントローラ ３１ 画像メモリ ３２ 減算器 ３３ ＤＣＴ演算部 ３４ 量子化部 ３５ ＶＬＣ ３６ バッファ ３７ 動き補償フレーム間予測部 ３８ 逆量子化部 ３９ ＩＤＣＴ演算部 ４０ 加算器 ４１，４２，４３ スイッチ ４４，４５ 予測器 30 controller 31 image memory 32 subtractor 33 DCT operation unit 34 quantization unit 35 VLC 36 buffer 37 motion compensation inter-frame prediction unit 38 dequantization unit 39 IDCT operation unit 40 adder 41, 42, 43 switch 44, 45 predictor
Claims (8)
きベクトルをブロック毎に用意し、以前の再生画像から
動きベクトル分だけずらしてフレーム間予測を行なう動
き補償手段を備えた動画像圧縮装置であって、画像デー
タに対し直交変換手段により周波数軸に変換し時間軸方
向に圧縮を行なう時間予測を伴った動画像圧縮装置にお
いて、 予測のために切り出した部分画像に対し複数の動きベク
トルを検出する動きベクトル検出手段と、 前記動きベクトル検出手段により検出された複数の動き
ベクトルの予測誤差エネルギを算出する予測誤差エネル
ギ算出手段と、 圧縮対象の予測差分画像から高周波成分を抽出する高周
波成分抽出手段と、 前記予測誤差エネルギ算出手段の出力及び前記高周波成
分抽出手段の出力に基づいて実際に符号化するとき最も
効率の良い動きベクトルを決定する動きベクトル決定手
段と、 を具備したことを特徴とする動画像圧縮装置。1. A moving picture compression apparatus comprising a motion compensating means for dividing an input screen into predetermined blocks, preparing a motion vector for each block, and performing inter-frame prediction by shifting the motion picture from the previous reproduced picture by the motion vector. That is, in a moving image compression apparatus with time prediction in which image data is converted to a frequency axis by an orthogonal transformation means and compressed in the time axis direction, a plurality of motion vectors are added to a partial image cut out for prediction. Motion vector detection means for detecting, prediction error energy calculation means for calculating prediction error energy of a plurality of motion vectors detected by the motion vector detection means, and high frequency component extraction for extracting high frequency components from the prediction difference image to be compressed And an actual encoding based on the output of the prediction error energy calculating means and the output of the high frequency component extracting means. Rutoki most efficient video compression apparatus characterized by comprising a motion vector determining means, for determining a motion vector.
きベクトルをブロック毎に用意し、以前の再生画像から
動きベクトル分だけずらしてフレーム間予測を行なう動
き補償手段を備えた動画像圧縮装置であって、画像デー
タに対し直交変換手段により周波数軸に変換し時間軸方
向に圧縮を行なう時間予測を伴った動画像圧縮装置にお
いて、 予測のために切り出した部分画像に対し複数の動きベク
トルを検出する動きベクトル検出手段と、 前記動きベクトル検出手段により検出された複数の動き
ベクトルの予測誤差エネルギを算出する予測誤差エネル
ギ算出手段と、 圧縮対象の予測差分画像から高周波成分を抽出する高周
波成分抽出手段と、 前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分が
所定値以下で、前記予測誤差エネルギ算出手段により算
出された予測誤差エネルギが最小のときの動きベクトル
を実際に符号化する際の動きベクトルとして決定する動
きベクトル決定手段と、 を具備したことを特徴とする動画像圧縮装置。2. A moving picture compression apparatus comprising a motion compensating means for dividing an input screen into predetermined blocks, preparing a motion vector for each block, and shifting from the previous reproduced image by the motion vector to perform inter-frame prediction. That is, in a moving image compression apparatus with time prediction in which image data is converted to a frequency axis by an orthogonal transformation means and compressed in the time axis direction, a plurality of motion vectors are added to a partial image cut out for prediction. Motion vector detection means for detecting, prediction error energy calculation means for calculating prediction error energy of a plurality of motion vectors detected by the motion vector detection means, and high frequency component extraction for extracting high frequency components from the prediction difference image to be compressed Means, and the high-frequency component extracted by the high-frequency component extraction means is below a predetermined value, the prediction error energy calculation Video compression apparatus characterized by comprising a motion vector determination means for prediction error energy calculated by the stage is determined as the motion vector when actually encoding motion vector when the minimum, the.
きベクトルをブロック毎に用意し、以前の再生画像から
動きベクトル分だけずらしてフレーム間予測を行なう動
き補償手段を備えた動画像圧縮装置であって、画像デー
タに対し直交変換手段により周波数軸に変換し時間軸方
向に圧縮を行なう時間予測を伴った動画像圧縮装置にお
いて、 予測のために切り出した部分画像に対し複数の動きベク
トルを検出する動きベクトル検出手段と、 前記動きベクトル検出手段により検出された複数の動き
ベクトルの予測誤差エネルギを算出する予測誤差エネル
ギ算出手段と、 圧縮対象の予測差分画像から高周波成分を抽出する高周
波成分抽出手段と、 前記予測誤差エネルギ算出手段により算出された予測誤
差エネルギが最小のときの動きベクトルを選択する第１
の動きベクトル選択手段と、 前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分が
所定値以下で、前記予測誤差エネルギ算出手段により算
出された予測誤差エネルギが最小のときの動きベクトル
を選択する第２の動きベクトル選択手段と、 前記第１の動きベクトル選択手段により選択された動き
ベクトル及び第２の動きベクトル選択手段により選択さ
れた動きベクトルのうち実際に符号化するとき最も効率
の良い動きベクトルを決定する動きベクトル決定手段
と、 を具備したことを特徴とする動画像圧縮装置。3. A moving picture compression apparatus comprising a motion compensating means for dividing an input screen into predetermined blocks, preparing a motion vector for each block, and displacing a motion vector from a previous reproduced picture for inter-frame prediction. That is, in a moving image compression apparatus with time prediction in which image data is converted to a frequency axis by an orthogonal transformation means and compressed in the time axis direction, a plurality of motion vectors are added to a partial image cut out for prediction. Motion vector detection means for detecting, prediction error energy calculation means for calculating prediction error energy of a plurality of motion vectors detected by the motion vector detection means, and high frequency component extraction for extracting high frequency components from the prediction difference image to be compressed Means for calculating the motion vector when the prediction error energy calculated by the prediction error energy calculating means is minimum. The first to-option 1
And a second motion vector selecting means for selecting a motion vector when the high-frequency component extracted by the high-frequency component extracting means is a predetermined value or less and the prediction error energy calculated by the prediction error energy calculating means is the minimum. A motion vector selecting means, and a motion vector selected by the first motion vector selecting means and a motion vector selected by the second motion vector selecting means, which is the most efficient motion vector for actual encoding. And a motion vector deciding means for operating the moving picture compression device.
トルの決定は、得られた動きベクトルに基づいて実際に
符号化したときの符号長により決定するようにしたこと
を特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の何れか
に記載の動画像圧縮装置。4. A motion vector determination means for determining a motion vector according to a code length when actually encoding based on the obtained motion vector. The moving image compression apparatus according to claim 2 or 3.
高周波成分と比較される所定値は、前記部分画像毎の量
子化幅に応じて設定されることを特徴とする請求項１、
請求項２又は請求項３の何れかに記載の動画像圧縮装
置。5. The predetermined value to be compared with the high frequency component extracted by the high frequency component extraction means is set according to the quantization width for each of the partial images.
The moving picture compression apparatus according to claim 2 or 3.
ら圧縮の障害となる高周波成分を抽出するラプラシアン
フィルタを含んで構成されたことを特徴とする請求項
１、請求項２又は請求項３の何れかに記載の動画像圧縮
装置。6. The high frequency component extracting means is configured to include a Laplacian filter for extracting high frequency components from the image data that impede compression, and the high frequency component extracting means comprises a Laplacian filter. The moving image compression apparatus according to any one of claims.
（ＤＣＴ）を行なう離散コサイン変換であることを特徴
とする請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載
の動画像圧縮装置。7. The moving image compression apparatus according to claim 1, wherein the orthogonal transform means is a discrete cosine transform that performs a discrete cosine transform (DCT). .
のフレーム間予測処理を行なうものであることを特徴と
する請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載の
動画像圧縮装置。8. The moving image according to claim 1, wherein the temporal prediction is an interframe prediction process for compression in a time axis direction. Image compression device.
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| JP29636892A JP3237029B2 (en) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Video compression device |
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