JPH06217296A - Image signal coding device based on adaptive intramode/intermode compression - Google Patents
Image signal coding device based on adaptive intramode/intermode compressionInfo
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- JPH06217296A JPH06217296A JP22373693A JP22373693A JPH06217296A JP H06217296 A JPH06217296 A JP H06217296A JP 22373693 A JP22373693 A JP 22373693A JP 22373693 A JP22373693 A JP 22373693A JP H06217296 A JPH06217296 A JP H06217296A
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- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号の圧縮のため
の映像信号符号化装置に関するもので、さらに詳しく
は、イントラ／インタモード圧縮技法を通じて、映像信
号を圧縮して伝送しうる改善された映像信号符号化装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal encoding apparatus for compressing a video signal, and more particularly, to an improved video signal that can be compressed and transmitted through an intra / inter mode compression technique. Video signal encoding device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高画質テレビジョン（“ＨＤＴＶ”）お
よび映像電話機システムのような種々の電子／電気装置
では、映像信号をディジタル形で伝送することがある。
映像信号は、一般に映像“フレーム”から構成される
が、これをディジタル形で表示するときは、映像フレー
ムの各々のラインが“画素”という一連のディジタルデ
ータと規定されるので、相当な量のディジタルデータが
発生する。しかし、従来の伝送チャネルの使用可能の周
波数帯域幅は限られているので、かかるチャネルを通じ
て相当な量のディジタルデータを伝送するためには、映
像信号符号化装置を用いて映像信号を圧縮する必要があ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION Various electronic / electrical devices, such as high definition television ("HDTV") and video telephone systems, sometimes transmit video signals in digital form.
Video signals are generally composed of video "frames", but when they are displayed in digital form, each line of the video frame is defined as a series of digital data called "pixels", so a considerable amount of Digital data is generated. However, since the usable frequency bandwidth of the conventional transmission channel is limited, it is necessary to compress the video signal using the video signal encoding device in order to transmit a considerable amount of digital data through the channel. There is.
【０００３】映像信号の圧縮は、元映像の画質に大きい
影響を与えなく行われるが、その理由は、フレーム内の
画素の間に存在する相関性および隣接するフレームなど
の間に存在する相関性を用いるからである。かかる相関
は、映像信号を圧縮するという点から冗長性と見なす。The compression of the video signal is performed without greatly affecting the image quality of the original video, because the correlation existing between pixels in a frame and the correlation existing between adjacent frames. This is because Such correlation is regarded as redundancy in terms of compressing the video signal.
【０００４】したがって、従来の大部分の映像信号符号
化装置は、冗長性を用いるか減らす概念の種々の圧縮技
法（またはコーディング方法）を用いる。この圧縮技法
は三つに分類される。Therefore, most conventional video signal encoders use various compression techniques (or coding methods) with the concept of using or reducing redundancy. This compression technique is classified into three types.
【０００５】第１の圧縮技法は、予測方法、またはフレ
ーム間符号化として知られているが、隣接フレーム間の
冗長性を減らす概念に基づく。予測方法では、伝送され
る現在フレームの画素の輝度値が以前に伝送された以前
フレームの対応画素値と予測された後、現在フレームの
画素の輝度値と予測値との差が圧縮され、圧縮されたデ
ータが伝送される。The first compression technique, known as the prediction method, or interframe coding, is based on the concept of reducing redundancy between adjacent frames. In the prediction method, after the luminance value of the pixel of the current frame to be transmitted is predicted to be the corresponding pixel value of the previously transmitted previous frame, the difference between the luminance value of the pixel of the current frame and the predicted value is compressed and compressed. The transmitted data is transmitted.
【０００６】最近の予測方法によると、動き推定および
補償方法を用いる。この方法は、たとえば、スタファン
エリクソン（Ｓｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓｓｏｎ）の
「フィクスド アンド アダプティブ プリディクタズ
フォア ハイブリッド プリディクティブ／トランス
フォーム コーディング（Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａ
ｐｔｉｖｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｈｙｂｒ
ｉｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃ
ｏｄｉｎｇ）」、アイ イー イー イー トランザク
ションズ オン コミュニケーションズ（ＩＥＥＥ Ｔ
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎｓ）、ＣＯＭ−３３、Ｎｏ．１２（１９８５年、
１２月）；およびニノミヤおよびオオツカ（Ｎｉｎｏｍ
ｉｙａおよびＯｈｔｓｕｋａ）の「ア モーション−コ
ンペンセイテッド インターフレーム コーディング
スキーム フォア テレビジョン ピクチュアズ（Ａ
Ｍｏｔｉｏｎ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆ
ｒａｍｅ ＣｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｔｅｌ
ｅｖｉｓｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）」、アイイー イ
ー イー トランザクションズ オン コミュニケーシ
ョンズ（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＣＯＭ−３０、Ｎ
ｏ．１（１９８２年、１月）に記述されている。この方
法では、一つの映像フレームが複数の細部映像（または
ブロック）に分けて処理される。細部映像の大きさの範
囲は、８ ｘ ８から３２ ｘ ３２画素までである。
動き推定により、現在フレームと以前フレーム間の物体
の動きが決定され、この動きほど以前フレームを補償す
ることによって、現在フレームが予測される。[0006] Recent prediction methods use motion estimation and compensation methods. This method is described, for example, by Staffan Ericsson's "Fixed and Adaptive Predictors fore Hybrid Hybrid Predictive and Transform Coding".
ptive Predictors for Hybr
id Predictive / Transform C
) ”, IEE Transactions on Communications (IEEE T
transactions on communicat
ions), COM-33, No. 12 (1985,
December); and Ninomiya and Otsuka (Ninom)
Iya and Ohtsuka) "A motion-compensated interframe coding.
Scheme For Television Pictures (A
Motion-compensated Interf
frame Coding Scheme for Tel
Evolution Pictures ", IEEE Transactions on Communications (IEEE Transactions on)
Communications), COM-30, N
o. 1 (January 1982). In this method, one video frame is divided into a plurality of detail images (or blocks) and processed. The size range of the detail image is from 8 x 8 to 32 x 32 pixels.
The motion estimation determines the motion of the object between the current frame and the previous frame, and the current frame is predicted by compensating the motion for the previous frame.
【０００７】第２のコーディング方法は、フレーム内に
存在する冗長性を用いる変換技法である。空間的な相関
だけを用いるこの符号化技法は、フレーム内符号化とも
いう。かかる変換技法中の一つが２次元ＤＣＴ（Ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅ ＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）であ
る。この技法は、チェンおよびプラット（Ｃｈｅｎおよ
びＰｒａｔｔ）の「シーン アダプティブ コーダ（Ｓ
ｃｅｎｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｄｅｒ）」、アイ
イー イー イー トランザクションズ オンコミュニ
ケーションズ（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＣＯＭ−３
２、Ｎｏ．３（１９８４年、３月）に記述されており、
これは本発明で参考とされる。２次元ＤＣＴによりディ
ジタル映像信号のブロック、たとえば、８ ｘ ８ブロ
ックが一連の変換係数データに変換される。変換係数は
ハフマン（Ｈｕｆｆｍａｎ）コーディングのような可変
長さコーディング（ＶＬＣ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅｎ
ｇｔｈ Ｃｏｄｉｎｇ）で処理すると、伝送されるデー
タの量を効果的に圧縮しうる。The second coding method is a transform technique that uses the redundancy present in the frame. This coding technique using only spatial correlation is also called intraframe coding. One of such conversion techniques is a two-dimensional DCT (Dis
crete Cosine Transform). This technique is based on Chen and Pratt's "Scene Adaptive Coder (S
cene Adaptive Coder) ", Eye
EE Transactions On Communications (IEEE Transactions
on Communications), COM-3
2, No. 3 (March 1984),
This is referred to in the present invention. A block of a digital video signal, for example, an 8 × 8 block is converted into a series of transform coefficient data by the two-dimensional DCT. The transform coefficient is variable length coding (VLC) such as Huffman coding.
gth Coding) can effectively compress the amount of data to be transmitted.
【０００８】第３の圧縮技法は、ハイブリッドコーディ
ングであって、第１および第２の技法を組み合わせたも
のである。The third compression technique is hybrid coding, which is a combination of the first and second techniques.
【０００９】現在の映像信号符号化装置は、主にハイブ
リッドコーディングを用い、また、映像信号の圧縮を高
めるために、特定条件に適応しうる付加的な圧縮アルゴ
リズムを用いることもできる。The current video signal coding apparatus mainly uses hybrid coding, and may use an additional compression algorithm which can be adapted to specific conditions in order to enhance compression of the video signal.
【００１０】付加的な圧縮アルゴリズムの一つとして、
適応的イントラ／インタモード圧縮技法がある。イント
ラモードは、ハイブリッドコーディングで二番目の圧縮
アルゴリズムだけを用いる圧縮形である。他の圧縮形と
して、ハイブリッドコーディングのインタモードは、一
番目の圧縮技法のみならず、二番目の圧縮技法も用い
る。ハイブリッドコーディングで、適応的イントラ／イ
ンタモードが用いられる理由は映像信号の特性にある。As one of the additional compression algorithms,
There are adaptive intra / inter mode compression techniques. Intra mode is a compression type that uses only the second compression algorithm in hybrid coding. As another form of compression, the hybrid coding intermode uses not only the first compression technique, but also the second compression technique. The reason why the adaptive intra / inter mode is used in the hybrid coding is the characteristics of the video signal.
【００１１】一般に、映像信号において、一つのフレー
ムと他のフレーム間との場面の急激な変化は殆ど発生し
ない。したがって、現在フレームと以前フレームとの相
関が非常に高いので、映像信号の圧縮時、インタモード
が非常に効果的である。しかし、急激な場面の変化が発
生するときには、現在フレームと以前フレームとの相関
は非常に低くくなり、このばあいには、イントラモード
がインタモードに比べ、より効果的である。Generally, in a video signal, there is almost no abrupt change of the scene between one frame and another frame. Therefore, since the correlation between the current frame and the previous frame is very high, the inter mode is very effective when the video signal is compressed. However, when a sudden scene change occurs, the correlation between the current frame and the previous frame becomes very low, in which case the intra mode is more effective than the inter mode.
【００１２】前述の如く、各々のモード圧縮技法は、各
々利点を有する。したがって、適応的イントラ／インタ
モード圧縮技法を用いて、映像信号を圧縮することが望
ましい。As mentioned above, each mode compression technique has its advantages. Therefore, it is desirable to compress video signals using adaptive intra / inter mode compression techniques.
【００１３】かかる適応的イントラ／インタモード圧縮
技法を用いる従来の映像信号符号化装置の中の一つが、
ヨシノリ ハトリ（Ｙｏｓｈｉｎｏｒｉ Ｈａｔｏｒ
ｉ）らに許可された米国特許第４，８３７，６１８号明
細書に開示されている。ハトリ技法によると、映像信号
符号化装置はブロック単位で選択するイントラ／インタ
モードを選択するイントラ／インタモード選択手段を含
む。イントラ／インタモード選択手段は、予測エラー信
号の第１評価値Ｓｍおよび入力映像信号の第２評価値Ｓ
ｉを各々のブロックごとに計算し、計算された第１評価
値Ｓｍおよび第２評価値Ｓｉを比較した後、イントラま
たはインタモードを選択する。インタモードはＳｍがＳ
ｉより少ない場合に選択され、その以外にはイントラモ
ードが選択される。One of the conventional video signal coding apparatuses using the adaptive intra / inter mode compression technique is as follows:
Yoshinori Hatori
i) et al., U.S. Pat. No. 4,837,618. According to the Hattori technique, the video signal encoding device includes an intra / inter mode selecting means for selecting an intra / inter mode to be selected in block units. The intra / inter mode selection means includes a first evaluation value Sm of the prediction error signal and a second evaluation value S of the input video signal.
i is calculated for each block, the calculated first evaluation value Sm and the calculated second evaluation value Si are compared, and then the intra or inter mode is selected. In inter mode, Sm is S
It is selected when it is less than i, and the intra mode is selected otherwise.
【００１４】エドワード エイ クラウズ（Ｅｄｗａｒ
ｄ Ａ．Ｋｒａｕｓｅ）に許可された米国特許第５，０
６８，７２４号には、適応的イントラ／インタモード圧
縮技法を用いる従来の他の映像信号符号化が開示されて
いる。クラウズ技法によると、インタモードおよびイン
トラモード圧縮経路が別に提供される。一連の画素デー
タがイントラモード圧縮経路で圧縮されて第１圧縮映像
信号が提供され、かつ一連の画素データがインタモード
圧縮経路で圧縮されて第２圧縮映像信号が提供される。
第１および第２圧縮映像信号のデータ量が圧縮後計算さ
れて、ビット量が少ない圧縮映像信号が選択される。Edward A. Crows (Edwar
d A. US Patent No. 5,0 granted to Krause)
No. 68,724 discloses another conventional video signal encoding using an adaptive intra / inter mode compression technique. According to the Clauses technique, inter-mode and intra-mode compression paths are provided separately. A series of pixel data is compressed in an intra mode compression path to provide a first compressed video signal, and a series of pixel data is compressed in an inter mode compression path to provide a second compressed video signal.
The data amounts of the first and second compressed video signals are calculated after compression, and the compressed video signal with the smaller bit amount is selected.
【００１５】前記従来の適応的イントラ／インタモード
圧縮を用いる映像信号符号化装置は、両圧縮技法の利点
をある程度結合する圧縮システムを提供しているが、よ
り効果的な圧縮モードを選択しうるイントラ／インタモ
ード選択手段が要求される。Although the conventional video signal coding apparatus using the adaptive intra / inter mode compression provides a compression system which combines the advantages of both compression techniques to some extent, a more effective compression mode can be selected. Intra / inter mode selection means is required.
【００１６】より詳述すれば、従来技術においては、イ
ントラ／インタモード選択手段が圧縮手段の前後方に設
けられている。その結果、つぎのフレームの予測のため
の以前フレームの信号を提供するために、映像信号符号
化装置の予測部分で逆圧縮される映像信号の画質に直接
的に影響を与える圧縮エラーとは関係なく、イントラま
たはインタモードが選択される。More specifically, in the prior art, the intra / inter mode selection means is provided in front of and behind the compression means. As a result, in order to provide the signal of the previous frame for the prediction of the next frame, it is not related to the compression error that directly affects the image quality of the video signal that is decompressed in the prediction part of the video signal encoding device. No, intra or inter mode is selected.
【００１７】通常的に、以前フレームの画質が劣化する
ばあいには、以前フレームに基づいて行われる予測が不
正確になる。その結果、予測エラー信号が大きくなり、
大きくなった予測エラー信号の圧縮後の出力ビット率は
増える。増加する出力ビット率を制御するために、量子
化器の量子化ステップの大きさが増加する。量子化器は
圧縮手段の一構成要素であって、出力ビット率を制御し
うる。量子化器の量子化ステップの大きさを増加させる
ことによって、出力ビット率は減少するが、以前フレー
ムに用いられる映像信号の画質は劣化する。その結果、
画質劣化の悪循環が繰り返されて、結局、以前フレーム
信号の画質が劣化するのみならず、圧縮率も劣る。Usually, when the image quality of the previous frame deteriorates, the prediction made based on the previous frame becomes inaccurate. As a result, the prediction error signal becomes large,
The output bit rate after compression of the increased prediction error signal increases. In order to control the increasing output bit rate, the quantizer step size is increased. The quantizer is a component of the compression means and can control the output bit rate. By increasing the size of the quantizer step, the output bit rate is reduced, but the image quality of the video signal used in the previous frame is degraded. as a result,
The vicious cycle of image quality deterioration is repeated, and eventually, not only the image quality of the previous frame signal is deteriorated, but also the compression rate is deteriorated.
【００１８】[0018]
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、適応的イントラ／インタモード圧縮技法を用い
て、映像信号を圧縮しうる改善された映像信号符号化装
置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an improved video signal coding apparatus capable of compressing video signals using adaptive intra / inter mode compression techniques.
【００１９】本発明の他の目的は、圧縮エラーとしてよ
り効果的な圧縮モードを選択しうる、改善された映像信
号符号化装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an improved video signal coding apparatus capable of selecting a more effective compression mode as a compression error.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明による改善された
映像信号符号化装置は、一連のフレームからなるディジ
タル映像信号を圧縮された形で伝送するためのもので、
フレーム内の相関を用いて前記ディジタル映像信号を圧
縮してイントラモード圧縮信号を提供するイントラモー
ド圧縮手段と；フレーム間の相関を用いて、前記ディジ
タル映像信号を圧縮して、インタモード圧縮信号を提供
するインタモード圧縮手段と；前記イントラモード圧縮
信号から発生されるイントラモード圧縮エラーと前記イ
ンタモード圧縮信号から発生されるインタモード圧縮エ
ラーとを比較して、より少ないエラーを有するモード圧
縮信号が選択されるようにする比較器を含む。SUMMARY OF THE INVENTION An improved video signal coding device according to the present invention is for transmitting a digital video signal consisting of a series of frames in a compressed form,
Intra-mode compression means for compressing the digital video signal by using intra-frame correlation to provide an intra-mode compression signal; and compressing the digital video signal using inter-frame correlation to generate an inter-mode compression signal. Inter-mode compression means for providing; comparing an intra-mode compression error generated from the intra-mode compression signal with an inter-mode compression error generated from the inter-mode compression signal, and determining a mode-compression signal having less errors. Includes a comparator to ensure selection.
【００２１】[0021]
【実施例】図１は、本発明による適応的イントラ／イン
タモード圧縮を用いた映像信号符号化装置の一実施例を
示す。1 shows an embodiment of a video signal encoding apparatus using adaptive intra / inter mode compression according to the present invention.
【００２２】本発明によると、ディジタル映像信号のよ
うな映像データが端子１００を通じて、現在フレームメ
モリ１０２へ提供される。かかる映像信号のディジタル
処理は本技術分野において公知である。According to the present invention, image data such as a digital image signal is provided to the current frame memory 102 through the terminal 100. Digital processing of such video signals is known in the art.
【００２３】映像データは、現在フレームメモリ１０２
で、データ圧縮に適切な大きさのブロックに再配置され
る。つぎに、データブロックは、イントラモードおよび
インタモード圧縮経路へ提供される。イントラモード圧
縮経路は、ＤＣＴブロック１０４および量子化器１０６
を含む。インタモード圧縮経路は、減算器１０３、ＤＣ
Ｔブロック１１４、量子化器１１６、逆量子化器１１
８、ＩＤＣＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ ＤＣＴ）ブロック１２
０、加算器１２２、スイッチ１２３、以前フレームメモ
リ１２４および動き推定および補償ブロック１２６を含
む。The video data is currently stored in the frame memory 102.
Then, it is relocated to a block of a size suitable for data compression. The data block is then provided to the intra mode and inter mode compression paths. The intra mode compression path includes the DCT block 104 and the quantizer 106.
including. The inter-mode compression path includes a subtractor 103, DC
T block 114, quantizer 116, inverse quantizer 11
8, IDCT (inverse DCT) block 12
0, adder 122, switch 123, previous frame memory 124 and motion estimation and compensation block 126.
【００２４】イントラモード圧縮経路では、各ブロック
の映像データがＤＣＴブロック１０４により一連のイン
トラモード変換係数に変換される。一連のイントラモー
ド変換係数は直流成分区域と高周波区域間との周波数領
域に分布されており、多様な大きさの電力を有してい
る。変換係数の電力は、直流成分および直流成分近傍の
低周波成分を含む局所的な周波数区域に分布または集中
されている。これは変換係数中、ゼロでないか重要変換
係数が低周波区域に主に現れる反面、ゼロであるか不重
要変換係数が高周波区域に主に現れることが分かる。不
重要変換係数は伝送ラインへ伝送される必要は殆どな
い。In the intra mode compression path, the video data of each block is converted by the DCT block 104 into a series of intra mode conversion coefficients. The series of intra mode conversion coefficients are distributed in the frequency region between the DC component area and the high frequency area, and have various magnitudes of power. The power of the conversion coefficient is distributed or concentrated in a local frequency region including a DC component and a low frequency component near the DC component. It can be seen that among the transform coefficients, non-zero or significant transform coefficients mainly appear in the low frequency area, while zero or insignificant transform coefficients mainly appear in the high frequency area. The insignificant transform coefficients need rarely be transmitted on the transmission line.
【００２５】また、イントラモード圧縮経路では、一連
の変換係数が量子化器１０６により一連の量子化された
変換係数に量子化される。量子化は一連の変換係数を限
定されたビット数で表すために、特定な変換係数を復元
レベルまたは量子化レベルなどの中の一つに割当るもの
である。一連の変換係数を限定されたビット数で表すた
めには、限定された復元レベルを用いなければならな
い。通常、二つの連続的な復元レベルの間隔、すなわ
ち、量子化ステップの大きさは、映像信号符号化装置か
ら発生される全体データ量にしたがって変わる。量子化
過程においては、量子化雑音と呼ばれる量子化エラーが
考えられる。このエラーは次のフレームの予測のための
以前フレームの画質に非常に影響を及ぼす。In the intra-mode compression path, the quantizer 106 quantizes a series of transform coefficients into a series of quantized transform coefficients. Quantization assigns a specific transform coefficient to one of the restoration level or the quantization level in order to represent a series of transform coefficients with a limited number of bits. In order to represent the series of transform coefficients with a limited number of bits, a limited reconstruction level must be used. Usually, the interval between two consecutive restoration levels, that is, the size of the quantization step, changes according to the total amount of data generated from the video signal encoding device. In the quantization process, a quantization error called quantization noise can be considered. This error greatly affects the quality of the previous frame for the prediction of the next frame.
【００２６】インタモード圧縮経路では、現在フレーム
メモリ１０２で再配置された映像データが、減算器１０
３および動き推定および補償ブロック１２６へ提供され
る。現在フレームメモリ１０２から再配置された映像デ
ータを動き推定および補償ブロック１２６で以前フレー
ムメモリ１２４に貯蔵された以前映像フレームの映像デ
ータを根拠として予測される。動き推定および補償ブロ
ック１２６からの予測された映像データ、すなわち、予
測信号は、現在フレームメモリ１０２からの映像データ
と減算されて予測エラー信号を発生する。予測エラー信
号はイントラモード圧縮経路と同一な構成要素であるＤ
ＣＴブロック１１４および量子化器１１６を通じて圧縮
される。より詳述すれば、予測エラー信号はＤＣＴブロ
ック１１４を通じて、一連のインタモード変換係数に変
換され、一連の変換係数は量子化器１１６によりインタ
モード量子化信号に量子化される。In the inter-mode compression path, the video data currently rearranged in the frame memory 102 is subtracted by the subtractor 10
3 and motion estimation and compensation block 126. The image data rearranged from the current frame memory 102 is predicted based on the image data of the previous image frame stored in the previous frame memory 124 in the motion estimation and compensation block 126. The predicted video data from the motion estimation and compensation block 126, i.e. the prediction signal, is subtracted from the video data from the current frame memory 102 to generate a prediction error signal. The prediction error signal is the same component as the intra-mode compression path, D
It is compressed through the CT block 114 and the quantizer 116. More specifically, the prediction error signal is transformed into a series of inter-mode transform coefficients through the DCT block 114, and the series of transform coefficients are quantized by the quantizer 116 into an inter-mode quantized signal.
【００２７】イントラモードおよびインタモード量子化
信号は、スイッチ１０８を通じて、付加的な圧縮回路で
あるＶＬＣ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄ
ｅｒ）１１０へ提供される。ＶＬＣ１１０は、量子化さ
れたイントラまたはインタモード信号を既設定の走査方
法、たとえば、ジグザグ走査方法で走査して、符号化さ
れた信号を発生する。符号化された信号は、マルチプレ
クサ（図示せず）へ伝送されるが、マルチプレクサで符
号化された信号は、他の圧縮情報、たとえば、動き推定
および補償ブロック１２６から発生される動きベクトル
と共に多重化される。The intra-mode and inter-mode quantized signals are passed through a switch 108 to an additional compression circuit VLC (Variable Length Cod).
er) 110. The VLC 110 scans the quantized intra or inter mode signal by a preset scanning method, for example, a zigzag scanning method, and generates a coded signal. The encoded signal is transmitted to a multiplexer (not shown), but the multiplexed signal is multiplexed with other compression information, eg, motion vectors generated from motion estimation and compensation block 126. To be done.
【００２８】本発明によると、イントラ／インタモード
の選択は二つの経路から発生する圧縮エラーを比較する
ことによって行われる。そののち、各々のイントラ／イ
ンタモードでエラーが少なく発生される圧縮信号が、つ
ぎの圧縮アルゴリズムまたは伝送のために選択される。According to the invention, the intra / inter mode selection is made by comparing the compression errors originating from the two paths. Thereafter, the compressed signal with less errors generated in each intra / inter mode is selected for the next compression algorithm or transmission.
【００２９】本発明の望ましい実施例において、エラー
計算および選択ブロック１１２は、イントラモード圧縮
経路から発生するイントラモード量子化エラーとインタ
モード圧縮経路から発生するインタモード量子化エラー
を比較する。In the preferred embodiment of the present invention, error calculation and selection block 112 compares the intra-mode quantization error generated by the intra-mode compression path with the inter-mode quantization error generated by the inter-mode compression path.
【００３０】エラー計算および選択ブロック１１２は、
図２でより詳細に示される。図２に示された如く、ブロ
ック１１２はイントラおよびインタモードエラー計算要
素および比較器２２０を含む。イントラモードエラー計
算要素は、逆量子化器２０２、減算器２０４、絶対値計
算器２０６および累算器２０８から構成される。同様
に、インタモードエラー計算要素は、逆量子化器２１
２、減算器２１４、絶対値計算器２１６および累算器２
１８から構成される。The error calculation and selection block 112
It is shown in more detail in FIG. As shown in FIG. 2, block 112 includes intra and inter mode error calculation elements and comparator 220. The intra mode error calculation element is composed of an inverse quantizer 202, a subtractor 204, an absolute value calculator 206 and an accumulator 208. Similarly, the inter-mode error calculation element is the inverse quantizer 21.
2, subtractor 214, absolute value calculator 216 and accumulator 2
It is composed of 18.
【００３１】イントラモード圧縮経路からラインＬ２お
よびＬ４を通じて、量子化されなかった信号および量子
化された信号が提供されると、量子化前後の差信号が減
算器２０４で計算される。この時、量子化された信号は
減算器２０４で減算される前、逆に量子化される。差信
号の絶対値は絶対値計算器２０６で計算され、累算器２
０８で累算される。Given the unquantized and quantized signals from lines L2 and L4 from the intra mode compression path, the difference signal before and after quantization is calculated in subtractor 204. At this time, the quantized signal is inversely quantized before being subtracted by the subtractor 204. The absolute value of the difference signal is calculated by the absolute value calculator 206, and the accumulator 2
It is accumulated at 08.
【００３２】同様に、インタモード圧縮経路から量子化
される前の信号および量子化された信号がラインＬ６お
よびＬ８を通じて提供されると、量子化前後の差信号が
減算器２１４で計算される。このとき、ラインＬ８を通
じて提供される量子化された信号は減算器２１４で減算
される前、逆に量子化される。その差信号は、絶対値計
算器２１６および累算器２１８を通じて絶対値化され累
算される。Similarly, when the pre-quantized signal and the quantized signal are provided from the intermode compression path through lines L6 and L8, the difference signal before and after the quantization is calculated in the subtractor 214. At this time, the quantized signal provided through the line L8 is inversely quantized before being subtracted by the subtracter 214. The difference signal is converted into an absolute value and accumulated by the absolute value calculator 216 and the accumulator 218.
【００３３】比較器２２０は、累算されたイントラモー
ド量子化エラー信号と累算されたインタモード量子化エ
ラー信号を比較して、ラインＬ１０を通じてモード選択
ビットをスイッチ１０８および１２３へ提供する。判定
ビット（たとえば、イントラモードに対しては、ロジッ
ク“０”、インタモードに対してはロジック“１”）
は、スイッチ１０８および１２３を作動させるのに用い
られる。Comparator 220 compares the accumulated intra mode quantization error signal with the accumulated inter mode quantization error signal and provides a mode select bit to switches 108 and 123 over line L10. Judgment bit (eg logic "0" for intra mode, logic "1" for inter mode)
Are used to actuate switches 108 and 123.
【００３４】エラー計算および判定ブロック１１２から
の判定ビットがイントラモード圧縮経路を表すばあい、
スイッチ１０８は、イントラモード圧縮経路をＶＬＣ１
１０と接続されるようにセットされ、スイッチ１２３は
動き推定および補償ブロック１２６から伝送される予測
信号が加算器１２２へ提供されないように開放される。
判定ビットがインタモード圧縮経路を表すばあい、スイ
ッチ１０８はインタモード圧縮経路をＶＬＣ１１０と接
続されるようにセットされ、スイッチ１２３は動き推定
および補償ブロック１２６からの予測信号が加算器１２
２へ提供されるように接続される。If the decision bit from the error calculation and decision block 112 represents an intra mode compression path,
The switch 108 connects the intra-mode compression path to VLC1.
10, the switch 123 is opened so that the prediction signal transmitted from the motion estimation and compensation block 126 is not provided to the adder 122.
If the decision bit represents an inter-mode compression path, switch 108 is set to connect the inter-mode compression path with VLC 110 and switch 123 receives the prediction signal from motion estimation and compensation block 126 in adder 12.
2 are connected as provided.
【００３５】つぎのフレームの予測信号をうるために、
各々の圧縮モードで量子化エラーが少くなく発生された
信号がスイッチ１０８を通じて、逆量子化器１１８へ提
供される。逆量子化器１１８および後端の逆ＤＣＴブロ
ック１２０は、インタおよびイントラモード圧縮の逆過
程を行う。インタモードが選択されると、加算器１２２
ではＩＤＣＴブロック１２０の出力データと減算器１０
３で最初に減算された予測信号が加算され、その結果が
以前フレームメモリ１２４に記録される。イントラモー
ドが選択されると、ＩＤＣＴブロック１２０の出力デー
タは、予測信号との加算がなく、以前フレームメモリ１
２４へ提供される。In order to obtain the prediction signal of the next frame,
The signal generated with a small quantization error in each compression mode is provided to the inverse quantizer 118 through the switch 108. The inverse quantizer 118 and the trailing inverse DCT block 120 perform the inverse process of inter and intra mode compression. When the inter mode is selected, the adder 122
Then, the output data of the IDCT block 120 and the subtractor 10
The prediction signal first subtracted in 3 is added, and the result is previously recorded in the frame memory 124. When the intra mode is selected, the output data of the IDCT block 120 has no addition with the prediction signal and the previous frame memory 1
24.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によれば、圧縮モードを選択的に
用いることによって、伝送されたディジタル信号の画質
が効果的に改善される。According to the present invention, the image quality of the transmitted digital signal is effectively improved by selectively using the compression mode.
【００３７】本発明は、特定の実施例を参照して、それ
を図示し記述したので、本技術分野における通常の知識
を持っている者であれば、添付の特許請求範囲に規定さ
れた発明の範囲の内で多様な変更および変形が行われる
ことが分かる。The present invention has been shown and described with reference to specific embodiments, and, therefore, one of ordinary skill in the art will appreciate the invention as defined by the appended claims. It will be understood that various changes and modifications can be made within the range.
【図１】図１は、本発明による適応的イントラ／インタ
モード圧縮を用いた映像信号符号化装置のブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram of a video signal encoding apparatus using adaptive intra / inter mode compression according to the present invention.
【図２】図２は、図１の装置で用いられるエラー計算お
よび選択手段のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the error calculation and selection means used in the apparatus of FIG.
１００ 入力端子 １０２ 現在フレームメモリ １０３、２０４、２１４ 減算器 １０４、１１４ ＤＣＴブロック １０６、１１６ 量子化器 １０８、１２３ スイッチ １１０ ＶＬＣ １１２ エラー計算および選択ブロック １１８、２０２、２１２ 逆量子化器 １２０ 逆ＤＣＴブロック １２２ 加算器 １２４ 以前フレームメモリ １２６ 動き推定および補償ブロック ２０６、２１６ 絶対値計算器 ２０８、２１８ 累算器 ２２０ 比較器 100 input terminal 102 current frame memory 103, 204, 214 subtractor 104, 114 DCT block 106, 116 quantizer 108, 123 switch 110 VLC 112 error calculation and selection block 118, 202, 212 inverse quantizer 120 inverse DCT block 122 adder 124 previous frame memory 126 motion estimation and compensation block 206, 216 absolute value calculator 208, 218 accumulator 220 comparator
Claims (6)
信号を圧縮された形で伝送するためのもので、フレーム
内の相関を用いて前記ディジタル映像信号を圧縮して、
イントラモード圧縮信号を提供するイントラモード圧縮
手段と、フレーム間の相関を用いて、前記ディジタル映
像信号を圧縮して、インタモード圧縮信号を提供するイ
ンタモード圧縮手段と、前記イントラモード圧縮信号か
ら発生されるイントラモード圧縮エラーと前記インタモ
ード圧縮信号から発生されるインタモード圧縮エラーと
を比較して、より少ないエラーを有するモード圧縮信号
が選択されるようにする比較器とを含む映像信号符号化
装置。1. A digital video signal for transmitting a compressed digital video signal consisting of a series of frames, wherein the digital video signal is compressed using correlation within a frame,
An intra-mode compression means for providing an intra-mode compression signal, an inter-mode compression means for compressing the digital video signal to provide an inter-mode compression signal using correlation between frames, and an intra-mode compression signal generated from the intra-mode compression signal Video signal coding including a comparator for comparing an intra mode compression error generated from the inter mode compression signal and an inter mode compression error generated from the inter mode compression signal so that a mode compression signal having a smaller error is selected. apparatus.
トラモードエラーを計算する手段と、前記イントラモー
ド圧縮信号の前記インタモードエラーを計算する手段と
をさらに含む請求項１記載の装置。2. The apparatus of claim 1, further comprising means for calculating the intra mode error of the intra mode compressed signal, and means for calculating the inter mode error of the intra mode compressed signal.
ントラモードの前記ディジタル映像信号を一連のイント
ラモード変換係数に変換するイントラモード変換手段
と、前記一連のイントラモード変換係数を量子化して、
前記イントラモード圧縮信号を提供するイントラモード
量子化器とを含む請求項１記載の装置。3. The intra-mode compression means converts the digital video signal in the intra-mode into a series of intra-mode conversion coefficients, and quantizes the series of intra-mode conversion coefficients,
The apparatus of claim 1, including an intra-mode quantizer that provides the intra-mode compressed signal.
ジタル映像信号で予測信号を減算して、予測エラー信号
を提供する減算器と、前記予測エラー信号を一連のイン
タモード変換係数に変換するインタモード変換手段と、
前記一連のインタモード変換係数を量子化して、前記イ
ンタモード圧縮信号を提供するインタモード量子化器
と、前記圧縮信号を逆圧縮して逆量子化信号を提供する
逆量子化器と、前記逆量子化信号を逆変換して第１以前
フレーム信号を提供する逆変換手段と、前記比較器によ
り前記インタモード圧縮信号が選択されるばあい、前記
第１以前フレーム信号と前記予測信号を加算して、第２
以前フレーム信号を提供する加算器と、前記比較器によ
り前記イントラモード圧縮信号が選択されるばあい、前
記第１以前フレーム信号を記録し、前記インタモード圧
縮信号が選択されるばあい、前記第２以前フレーム信号
を記録する以前フレームメモリと、前記ディジタル映像
信号と前記以前フレームメモリに記録されたフレーム信
号に応じて、予測信号を発生する手段とを含む請求項３
記載の装置。4. The intermode compression means subtracts a prediction signal from the digital video signal to provide a prediction error signal, and an intermode for converting the prediction error signal into a series of intermode transform coefficients. Conversion means,
An inter-mode quantizer for quantizing the series of inter-mode transform coefficients to provide the inter-mode compressed signal, an inverse quantizer for decompressing the compressed signal to provide an inverse quantized signal, and the inverse When the inter-mode compressed signal is selected by the inverse transforming means for inversely transforming the quantized signal to provide the first previous frame signal, the first previous frame signal and the prediction signal are added. Second
If the intra mode compressed signal is selected by the adder providing the previous frame signal and the comparator, the first previous frame signal is recorded, and the inter mode compressed signal is selected, the first mode is recorded. 2. A previous frame memory for recording a previous frame signal, and means for generating a prediction signal according to the digital video signal and the frame signal recorded in the previous frame memory.
The described device.
前記イントラモード圧縮信号を逆量子化して、イントラ
モード逆量子化信号を提供するイントラモード逆量子化
器と、前記一連のイントラモード変換係数に前記イント
ラモード逆量子化信号を減算してイントラモードエラー
信号を提供するイントラモード減算器と、前記イントラ
モードエラー信号の絶対値を計算する手段と、前記絶対
値を累算して、前記イントラモード圧縮エラーを提供す
る手段とを含む請求項３記載の装置。5. The intra-mode error calculation means comprises:
An intra-mode dequantizer that dequantizes the intra-mode compressed signal to provide an intra-mode dequantized signal, and an intra-mode error by subtracting the intra-mode dequantized signal from the series of intra-mode transform coefficients 4. An intra-mode subtractor for providing a signal, means for calculating the absolute value of the intra-mode error signal, and means for accumulating the absolute values to provide the intra-mode compression error. apparatus.
記インタモード圧縮信号を逆量子化して、インタモード
逆量子化信号を提供するインタモード逆量子化器と、前
記一連のインタモード変換係数に前記インタモード逆量
子化信号を減算して、インタモードエラー信号を提供す
るインタモード減算器と、前記インタモードエラー信号
の絶対値を計算する手段と、前記絶対値を累算して、前
記インタモード圧縮エラーを提供する手段とを含む請求
項４記載の装置。6. The inter-mode error quantizer dequantizes the inter-mode compressed signal to provide an inter-mode de-quantized signal, and the inter-mode dequantizer into the series of inter-mode transform coefficients. An inter-mode subtractor for subtracting an inter-mode dequantized signal to provide an inter-mode error signal; a means for calculating an absolute value of the inter-mode error signal; The apparatus of claim 4, including means for providing a compression error.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920016453A KR0134505B1 (en) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Image coder with adaptive motion detection function |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR0134505B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044956A1 (en) * | 1996-05-17 | 1997-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Picture encoder, picture decoder, picture encoding method, picture decoding method, picture encoding program recording medium, and picture decoding program recording medium |
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| US9232316B2 (en) | 2009-03-06 | 2016-01-05 | Emo Labs, Inc. | Optically clear diaphragm for an acoustic transducer and method for making same |
-
1992
- 1992-09-09 KR KR1019920016453A patent/KR0134505B1/en not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-09-08 JP JP22373693A patent/JPH06217296A/en active Pending
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| US6661928B2 (en) | 1996-05-17 | 2003-12-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image encoding apparatus, image decoding apparatus, image encoding method, image decoding method, image encoding program recording medium and image decoding program recording medium |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR0134505B1 (en) | 1998-04-23 |
| KR940008486A (en) | 1994-04-29 |
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