JPH07231445A - 画像符号化方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動画像を符号化する場合に、フレームメモリ
の書き込み回数を減らして、低消費電力化を実現する。 【構成】 動画像を符号化する画像符号化装置におい
て、１画面の中の各画像ブロックが有効か無効かの判定
結果を格納する有効無効判定結果メモリと、１画面分の
有効ブロック数をカウントする有効ブロックカウンタと
を具備し、１画面内の無効ブロックが有効ブロックより
も多い場合には、現在の参照フレームメモリ領域に次の
参照フレームを作成し、無効ブロックが有効ブロックよ
りも少ない場合には、現在の符号化フレームメモリ領域
に次の参照フレームを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル回線（ＩＳ
ＤＮなど）を利用して、圧縮した画像を伝送するテレビ
（以下TV)電話通信やテレビ(以下TV)会議通信などにお
いて、メモリへのアクセス回数を少なくして、低消費電
力化を図ることが可能な画像符号化方法および画像符号
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像符号化方式の一つとし
て、駒落し法が広く知られている。この方法は、通常の
TV信号（NTSC信号）では毎秒３０フレーム（６０フィー
ルド）で６０駒を伝送しているのに対して、例えば二つ
のフィールド内の片方のみを伝送して毎秒３０駒で伝送
する方法や、上記片フィールドをさらに間引いて毎秒１
５駒以下で伝送する方法である。この場合、受信側では
伝送された同一の駒を複数回表示することによって、伝
送すべき信号量の削減を可能にしている。TV会議やTV電
話等のように、被写体の動き量が比較的小さい場合に
は、駒落しを行なっても違和感の小さいことが実験的に
知られている。これに加えて、「離散コサイン変換等の
直交変換」，「量子化」，「フレーム間予測」，「動き
補償フレーム間予測」等の信号処理を行うことにより、
画像信号を高能率符号化して伝送することが可能になっ
てきている。これらの中で単純フレーム間予測および動
き補償フレーム間予測は、直前に符号化されたフレーム
信号を参照して、次のフレームを予測符号化する方式で
ある。これらの符号化方式と直交変換を組み合わせる
と、大幅な冗長度圧縮が可能であって、CCITT（国際電
信電話諮問委員会）で勧告されている動画像符号化方式
（H.261）にも採用されている。

【０００３】上記フレーム間符号化方式を利用する場
合、符号化装置側では、参照用と符号化用の二つのフレ
ームメモリが必要となり、符号化用フレームメモリに書
き込まれた画像を参照用のフレームメモリを参照して符
号化した後、さらに符号化した画像信号を復号化するこ
とにより、次のフレームを符号化するための参照用の画
像を作成する。この際に、符号化・復号化処理は、直交
変換を用いているため、８画素×８ライン等の特定の大
きさのブロックに区切られて、それらのブロック単位で
符号化・復号化が行なわれる。このような画像符号化・
復号化演算器は、半導体技術の進歩によって処理速度が
向上し、TV電話などにおける動画像の符号化・復号化の
リアルタイム処理が可能となってきている。同時に、ゲ
ートアレイなどによる回路のLSI化により、装置の小型
化が可能になってきており、TV電話装置が一般のディジ
タル電話程度の小型化が実現されるようになってきた。
しかしながら、これまでのTV電話は装置の消費電力が大
きく、AC電源が必要であったために、実用上は卓上に配
置するような据え置き型であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の画
像符号化・復号化演算器では、消費電力が大きいため、
小型化は難かしく、かつ携帯化も困難であった。TV電話
を携帯型にするためには、各回路の低電力化を図り、か
つ電池やバッテリーで動作することが必要である。特
に、回路規模の大きい画像符号化装置の低消費電力化が
不可欠となっている。従来、フレーム間符号化方式を用
いた画像符号化装置としては、例えば特開平４−２９８
１８４号公報に記載されたものがある。この装置におい
ては、明細書の説明で、現フレームメモリは入力画像信
号を格納するメモリであり、前フレームメモリは現フレ
ームメモリから与えられる過去の１フレーム分の画像信
号、あるいは外部から与えられる過去の１フレーム分の
画像信号を格納するメモリである、と記載されているよ
うに、フレームメモリを２面使用して、１フレーム分の
画像を書き込むものである。

【０００５】図６は、上記従来のTV電話の動画像符号化
装置（国際標準規格のH.261）の一例を示すブロック図
である。図６において、１１は有効無効・INTRA／INTER
判定回路、６は参照画像を格納するフレームメモリ、８
は前回のフレームメモリ６に比べて入力画像２０が何画
素だけ動いているかを検出する動きベクトル検出回路、
１４はコサイン変換の離散表現であるディスクリートコ
サイン変換を行うＤＣＴ回路、１５は量子化を行う量子
化回路、３は逆量子化を行う逆量子化回路、４は逆ディ
スクリートコサイン変換を行うＩＤＣＴ回路、５は可変
長符号化回路、７は動き補償回路、９は動きを得る場合
に、不要な画像を消去するための低域通過フィルタ（Ｌ
ＰＦ）、１２，１０はセレクタ（ＳＥＬ）、１３，１６
は加算回路である。ここでは、入力画像２０（例えば、
カメラからの出力画像信号）が、符号化する画像とな
る。入力画像２０は、１画像ブロック単位（８画素×８
ラインまたは１６画素×１６ライン）毎に有効無効・IN
TRA/INTER判定回路１１で、フレームメモリ６に格納さ
れている参照画像２２（一つ前のフレームの符号化後復
号化された画像信号）と比較される。比較された結果、
二つの画像の差分が特定のしきい値より小さい時には、
同じ画像とみなされて無効ブロックと判定され、また大
きい時には有効ブロックと判定される。以下、無効ブロ
ックと有効ブロックの処理手順を説明する。

【０００６】無効ブロックの場合には、参照フレームと
符号化フレーム（入力画像２０）の画像データが等しい
ので、受信側に画像データを伝送する必要がなく、単に
無効ブロックであるという情報を伝送すればよい。一
方、有効の場合には、INTRA（フレーム内符号化）/INTE
R（フレーム間符号化）を判定する。INTRAは、一つ前の
フレームとの相関がない場合であり、入力画像２０その
ものを符号化して伝送する。これに対してINTERは、一
つ前のフレームと相関がある場合であって、入力画像２
０と参照画像２２との差分を取って、その差分信号を符
号化し伝送する。INTERとINTRAの判定は、入力画像２０
と参照画像２２の相関があるかないかにより決定される
が、同じ位置の画像だけでなく、入力画像２０が参照画
像２２に対して動いている場合にも、符号化した時の情
報量の少ないINTERとして扱えるように、動きベクトル
検出回路８で入力画像２０がどの方向に何画素動いてい
るかを求める動きベクトル検出を行ない、上下左右に数
画素ずらした参照画像２２と入力画像２０とを比較し
て、画像の動き方向を予測する。この時、最も相関の高
かった位置を動きベクトル２３とする。この動きベクト
ルの位置における差分が、特定のしきい値よりも小さい
ときにINTERとなり、しきい値より大きい場合、つまり
相関が無い場合にINTRAとなる。

【０００７】INTRAの場合には、ＤＣＴ回路１４と量子
化回路１５で、入力画像２０をDCTした後に量子化し、
可変長符号化回路５で可変長符号化して伝送する。これ
と同時に、量子化した画像を逆量子化回路３で逆量子化
した後、ＩＤＣＴ回路４で逆DCTしてフレームメモリ６
に書き込み、参照画像２２とする。INTERの場合には、
符号化画像と、符号化画像と最も相関のあった参照画像
の差分をＤＣＴ回路１４と量子化回路１５でDCTした後
に量子化し、可変長符号化回路５で可変長符号化して伝
送する。同時に、参照フレームの動きベクトル２３も可
変長符号化回路５で可変長符号化して伝送する。さら
に、量子化した画像を逆量子化回路３で逆量子化した
後、ＩＤＣＴ回路４で逆DCTして、フレームメモリ６の
参照画像をセレクタ１０を介して加算回路１６により加
算し、フレームメモリ６に再度書き込む。このフレーム
メモリ６に書き込まれた画像が、次のフレームを符号化
する場合の参照画像になる。以上の処理を、全ての画像
ブロックについて行なうことにより、入力画像２０の符
号化が可能となる。

【０００８】図７および図８は、図６における従来の処
理フローチャートであり、図９は図７、図８の説明のた
めのフレームメモリの切換動作の説明図である。なお、
図６では、入力画像２０とフレームメモリ６に格納され
ている参照画像２２との比較を行なっているが、簡単の
ために入力画像と参照画像の二つのフレームメモリがあ
るものとして説明する。入力画像のフレームメモリを符
号化フレームと呼び、参照画像のフレームメモリを参照
フレームと呼ぶ。図９では、従来の符号化アルゴリズム
の場合の符号化フレーム（FM)と参照フレーム(FM)の切
り替えシーケンスを示している。最初FM1が符号化フレ
ームであれば、カメラなどからの入力画像をFM1に書き
込み、FM2の参照フレームを参照しながらFM1の符号化フ
レームを符号化し、その結果を再度復号化し、符号化フ
レームに書き込む。この結果が、次のフレームを符号化
する場合の参照フレームとなる。なお、図９において、
符号化の部分には、符号化処理と再度復号化する処理と
符号化フレームへの書き込む処理とが含まれている。こ
こで、符号化フレームに復号化結果を書き込む理由は、
動き検出を行なうためである。つまり、参照フレームに
一つの画像ブロックの復号化結果を書き込むと、参照フ
レームの画像に復号化結果の画像が上書きされてしまう
ので、次の画像ブロックの動き検出ができなくなってし
まうためである。

【０００９】図７、図８に従って、従来の有効無効判定
のシーケンスを簡単に説明する。以下のシーケンスは、
１画像ブロック単位で処理するものとする。 ステップ100ー2：１画面内のブロック数をカウントする
ブロックカウンタをクリアする。 ステップ101：そのブロックを効率よく符号化するため
に、有効か無効か、また有効の場合にはINTRAかまたはI
NTERかを選択する。 ステップ102：無効の場合には、ステップ130に分岐し、
さもなければ、ステップ10９へ進む。 ステップ109：INTRAであれば、ステップ111に分岐し、I
NTERであれば、ステップ110に進む。 ステップ110：参照フレームと符号化フレームの差分を
計算する(図6の13参照)。 ステップ111：DCTを行なう(図6の14参照)。 ステップ112：量子化を行なう(図6の15参照)。同時に、
可変長符号化へ量子化した画像データを送る(図6の5参
照)。 ステップ113：逆量子化を行なう(図6の3参照)。 ステップ114：逆DCTを行なう(図6の4参照)。 ステップ115：INTRAであれば、ステップ117に分岐す
る。 ステップ116：参照フレームの画像データとIDCTした差
分データを加算し、符号化フレームに書き込み(図6の16
参照)、ステップ126に分岐する。 ステップ117：復号化したINTRA信号を符号化フレームに
書き込む(図6の6参照)。そして、ステップ126に分岐す
る。 ステップ130：参照フレームから符号化フレームに画像
信号をコピーする(図9参照)。そして、ステップ126に分
岐する。 ステップ126：ブロックカウンタを歩進する。 ステップ127：１画面分の処理が終了したならば、画像
符号化処理を終了する。一方、処理の途中であればステ
ップ101へ分岐する。

【００１０】以上のようにして、フレームの画像の符号
化が完了すると同時に、次のフレームの符号化のために
必要な参照フレームを、符号化フレーム上に生成する。
このように、１フレーム符号化する毎に符号化フレーム
と参照フレームとを切り替えて符号化を行なっていた。
その結果、参照フレームを作成する場合には、全ての画
像ブロックのデータを符号化フレームに書き込む必要が
あった。例えば、画像のブロックが３９６個（横方向２
２×縦方向１８の場合）の場合には、３９６回の符号化
メモリへの書き込みが必要になる。メモリやロジック等
の半導体部品の中では、メモリが最も消費電力が大きい
ことが知られており、このメモリへの書き込みと読み出
し回数を低減することは、即、消費電力を抑制すること
になる。しかし、前記のように、従来の方法では、符号
化フレームと参照フレームの切り替え時に全てのブロッ
クにアクセスする必要があったため、書き込み回数が多
く、消費電力は多くなっていた。画像メモリを使用する
画像符号化演算回路では、特にメモリの消費電力が大き
いことが分かっており、メモリのアクセス回数を減らす
ことが低消費電力化につながることは明らかである。本
発明の目的は、このような従来の課題を解決し、フレー
ムメモリへのアクセス回数を低減して、低消費電力のTV
電話を実現し、携帯型の通信端末を実現することが可能
な画像符号化方法およびその装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像符号化方法は、（ａ）符号化フレーム
メモリと参照フレームメモリの二つのフレームメモリを
有し、任意のフレームの符号化を行なうと同時に、次の
フレームの符号化に必要な参照フレームを作成する符号
化方法において、１画面の画像を画像ブロック単位（例
えば８画素×８ライン）で符号化を行なう場合，１画面
の無効ブロック（動きの無い部分）が有効ブロック（動
きのある部分）より多い場合には、現在の参照フレーム
メモリ上に次のフレームの参照フレームを作成するよう
にして、数の多い無効ブロックの書き込み回数をなく
し、一方、１画面の無効ブロックが有効ブロックより少
ない場合には、現在の符号化フレームメモリ上に次のフ
レームの符号化に必要な参照フレームを作成するように
して、数の少ない無効ブロックの転送を行なうことを特
徴としている。また、（ｂ）１画面分の画像の処理を２
段階に分け、第１段階で、１画面内の全てのブロックに
対して、有効ブロックと無効ブロックの判定を行なった
後、有効ブロックの符号化及び復号化を行ない、第２段
階で、有効ブロックと無効ブロックとの数を比較し、上
記（ａ）に記載したデータ転送を行なって、少ないデー
タ転送数で参照フレームを作成できるようにしたことを
特徴としている。さらに、（ｃ）動画像を符号化する画
像符号化装置において、１画面の中の各画像ブロックが
有効か無効かの判定結果を格納する有効無効判定結果メ
モリと、１画面分の有効ブロック数をカウントする有効
ブロックカウンタとを設けて、有効ブロックの数とその
位置を求め、その結果から参照フレームを作成するメモ
リ領域を選択するようにしたことも特徴としている。さ
らに、（ｄ）マイクロコンピュータで符号化制御の処理
を行ない、マイクロコンピュータの主メモリ上に、有効
無効判定結果メモリ領域と、１画面分の有効ブロック数
を格納するメモリ領域とを設け、マイクロコンピュータ
をシーケンサとして動作させることも特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明においては、符号化フレームへの書き込
み回数を少なくするための画像符号化アルゴリズムを提
供するもので、動きの部分（有効ブロックの数）が背景
部分（無効ブロック）に比較して少なければ、次のフレ
ームの符号化のために必要な参照フレームを作成する場
合、全ての画像ブロックのデータを符号化フレームに格
納せずに、有効ブロックのみを符号化フレームに書き込
み、１フレーム分の有効ブロックの書き込みが終了した
時点で、有効ブロックの比率を算出して、（イ）無効ブ
ロック数が有効ブロック数よりも多い場合には、参照フ
レームの無効ブロックはそのままにしておき、符号化後
に復号化した有効ブロックを符号化フレームに書き込
む。そして、この有効ブロックを符号化フレームから参
照フレームにコピーし、前回の参照フレームを次回の参
照フレームにする。一方、（ロ）無効ブロック数が有効
ブロック数よりも少ない場合には、有効ブロックを符号
化後に復号化して符号化フレームに書き込んだ後、参照
フレームの無効ブロックを符号化フレームにコピーし
て、前回の符号化フレームを次回の参照フレームにす
る。このように、本発明によれば、１画面を符号化する
場合に、１画面内の有効ブロックの数によって参照フレ
ームを作成するメモリ領域を選択するようにしたので、
フレームメモリへの書き込み回数が減少し、フレームメ
モリの消費電力が少なくなる。また、小型化が可能とな
るので、携帯型の情報通信端末を実現することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す画像符号化
装置の構成図である。図１に示すように、本発明の画像
符号化装置は、二つのフレームメモリ（FM１，FM2），M
C制御回路２０１，符号化制御回路２０３，FM制御回路
２０２，DCT回路２０４，量子化回路２０５，可変長符
号化回路２０６，逆量子化回路２０７，逆DCT回路２０
８から構成されている。フレームメモリFM１，FM2は、
画像信号を格納しておくフレームメモリであって、一方
が符号化フレームメモリで他方が参照フレームメモリで
ある。MC制御回路２０１は動きベクトルを検索する回路
である。また、符号化制御回路２０３は、各演算回路を
制御すると共に、本発明の符号化制御アルゴリズムを実
行する。FM制御回路２０２は、符号化制御回路２０３の
指示に従い、フレームメモリアドレスを制御すると共に
フレームメモリFM1,FM2の読み出し，書き込みを行な
う。DCT回路204は、DCT演算を行なう。量子化回路２０
５は、DCTされた画像信号を量子化して、可変長符号化
回路２０６に送出する。可変長符号化回路２０６は、量
子化された画像信号を可変長符号化して、伝送インタフ
ェースへ出力する。逆量子化回路２０７は、量子化され
た画像信号を逆量子化する。逆DCT回路２０８は、逆量
子化された画像信号を逆DCTする。そして、FM制御回路
２０２を介してフレームメモリFM1,FM2に格納する。

【００１４】図１から明らかなように、本発明の画像符
号化装置は、符号化制御回路２０３に特徴がある。すな
わち、本発明の符号化制御回路２０３は、シーケンサ２
２１，ブロック単位の有効無効判定結果を格納しておく
有効無効判定結果メモリ２２２，有効ブロック数をカウ
ントする有効ブロックカウンタ２２３，現在処理してい
る画像ブロックの番号をカウントするブロックカウンタ
２２４から構成されている。シーケンサ２１０は、FM制
御回路２０２等の各演算回路に起動をかけることによ
り、本発明の符号化アルゴリズムを制御する。有効無効
判定結果メモリ２２２は、少なくとも画像ブロック数分
のビット数のメモリ容量を持ち、各ビットに画像ブロッ
クの有効無効情報を格納しておく。画像のブロック数は
高々数百であるため、メモリ容量は極めて少なくて済
む。また、ビット数も少なく、アクセス回数も各ビット
共に１画面の符号化内に数回なので、消費電力も極めて
少なくて済む。有効ブロックカウンタ２２３は，１画面
内の有効な画像ブロック数をカウントできるビット数あ
ればよいので、例えば、画像ブロック数が３９６であれ
ば，９ビットのカウンタで済む。このブロックカウンタ
２２３は、カウントアップも１画面の符号化内に３９６
回しかないので、消費電力も極めて小さい。ブロックカ
ウンタ２２３は、１画面の処理の終了を判定するための
カウンタであって、これも有効ブロックカウンタ２２３
と同様の回路規模と消費電力である。

【００１５】図２および図１１は、本発明の動作原理を
示す説明図であって、符号化フレームと参照フレームの
相互間動作および構成を示す。通常、符号化フレームと
参照フレームは、２面のメモリFM1,FM2で切り替え可能
な構成となっている。いま、図１１（ｂ）に示すよう
に、フレームメモリ１（以下FM1と略す）が参照フレー
ムの場合には、フレームメモリ２（以下FM2と略す）が
符号化フレームとなり、また、図１１（ａ）に示すよう
に、逆にFM1が符号化フレームの場合には、FM2が参照フ
レームとなる。従来の方法において、図１１（ｂ）の場
合、次のフレームの符号化を行なうためには、フレーム
メモリの入力スイッチ２２０を切り替え、FM2に入力画
像２０を書き込み、FM1の参照フレームを参照しながらF
M2の符号化フレームを符号化し、その結果を再度復号化
し、符号化フレームに書き込むことにより、次回にはそ
の符号化フレームを参照フレームとして使用する。その
結果、図１１（ｂ）の状態から図１１（ａ）の状態に切
り替わる。同じようにして、次回には、図１１（ａ）の
状態から図１１（ｂ）の状態に切り替わる。このよう
に、１フレーム符号化する毎に、符号化フレームと参照
フレームを切り替えて符号化を行なっていた。このた
め、参照フレームを作成する場合には、全ての画像ブロ
ックのデータを符号化フレームに書き込む必要があっ
た。例えば、画像のブロックが３９６個（横方向２２×
縦方向１８）の場合には、３９６回の符号化メモリへの
書き込みが必要となった。

【００１６】そこで、本発明においては、符号化フレー
ムへの書き込み回数が少なくなる画像符号化アルゴリズ
ムを提案する。本発明では、TV電話の画像の特徴である
画面の中心の人物の部分のみが動き、他の背景の部分は
あまり動かないということに着目している。すなわち、
動きの部分（有効ブロックの数）が背景部分（無効ブロ
ック）に比べて少なければ、次のフレームの符号化のた
めに必要な参照フレームを作成する場合に、全ての画像
ブロックのデータを符号化フレームに格納するのではな
く、有効ブロックのみを符号化フレームに書き込み、１
フレーム分の有効ブロックの書き込みが終了した時点
で、有効ブロックの比率を計算し、計算の結果、（a）
無効ブロック数が有効ブロック数よりも多い場合と、
（b）無効ブロックの数が有効ブロックの数よりも少な
い場合で、次のフレームの符号化に必要な参照フレーム
の作り方を変えて、メモリの書き込み回数を減らすもの
である。

【００１７】すなわち、図２に示すように、（a）の場
合には、無効ブロック数が有効ブロック数よりも多いの
で、次のフレームの符号化に必要な参照フレームを作成
する場合には、現参照フレームの無効ブロックはそのま
まにして、符号化後復号化した有効ブロックを符号化フ
レーム書き込む。そして、この有効ブロックを再度符号
化フレームから参照フレームにコピーし、現参照フレー
ムになっているフレームメモリを次のフレームの参照フ
レームにする。これにより、データ転送数はたかだか有
効ブロックの２倍の回数で済み、有効ブロックの数が少
なければ少ないほどデータ転送数が少なくなる。一方、
（b）の場合には、無効ブロックの数が有効ブロックの
数よりも少ない場合で、この場合には、有効ブロックを
符号化後復号化して符号化フレームに書き込んだ後、現
参照フレームの無効ブロックを符号化フレームにコピー
し、現符号化フレームを次のフレームの参照フレームに
使用する。つまり、（b）の場合にのみ、従来と同じよ
うに、符号化フレームと参照フレームとが切り替わる。
以上のように、本発明においては、有効ブロックの数に
応じて次のフレームの符号化時にどちらのフレームメモ
リを参照フレームにするかを決定し、フレームメモリ間
のデータ転送を行なう。これにより、フレームメモリ間
のデータ転送の数が少なくなり、消費電力の大きいフレ
ームメモリ間のデータ転送数を少なくすることが可能と
なるため、低消費電力化が可能となる。

【００１８】図３は、本発明におけるフレームメモリの
切り替えタイミングを示す説明図である。図３（a）の
場合、つまり無効ブロック数が有効ブロック数よりも多
い場合には、FM1を符号化フレームとし、FM2を参照フレ
ームとして説明する。先ず、符号化フレームであるFM1
にカメラからのデータを取り込み、符号化を行なう。画
像ブロック毎の符号化を２回に分け、１回目の画像ブロ
ック毎の符号化の時には、符号化後復号化した有効ブロ
ックをFM1に書き込み、無効ブロックは書き込まないも
のとする。そして、２回目の処理で、無効ブロックが有
効ブロックよりも多いので、有効ブロックをFM1からFM2
に移す。この結果、次のフレームの符号化を行なう場合
には、FM2が参照フレームとなる。このため、フレーム
の切り替えは行なわない。図３（b）の場合、つまり無
効ブロック数が有効ブロック数よりも少ない場合にも、
前と同じくFM1を符号化フレームとし、FM2を参照フレー
ムとして説明する。符号化フレームであるFM1にカメラ
からのデータを取り込み、符号化を行なう。そして、画
像ブロック毎の符号化を２回に分け、１回目の画像ブロ
ック毎の符号化の時には、符号化後復号化した有効ブロ
ックをFM1に書き込み、無効ブロックは書き込まないも
のとする。そして、２回目の処理では、有効ブロックが
無効ブロックよりも多いので、前とは逆に無効ブロック
をFM2からFM1に移す。この結果、次のフレームの符号化
を行なう場合には、FM1が参照フレームとなる。この場
合には、従来の方法と同じようにフレームの切り替えを
行なう。なお、図３では、符号化の処理が２つに区切ら
れて、１回目と２回目の部分として示しているが、１回
目の符号化処理の中には、符号化と復号化の処理が含ま
れており、２回目の符号化処理では、有効または無効ブ
ロックの転送処理が行われる。

【００１９】図４および図５は、本発明の一実施例を示
す画像符号化処理のフローチャートである。以下、本発
明の符号化アルゴリズムを図４および図５に従って説明
する。本発明において、従来の装置と比べて異なる点
は、１画面の中で有効ブロックの数がいくつあるかをカ
ウントする有効ブロックカウンタと、１画面のどのブロ
ックが有効か無効かを格納しておく有効無効判定結果メ
モリとを使用することである。 ステップ100：ブロックカウンタをクリアするととも
に、有効ブロックカウンタもクリアする。 ステップ101：そのブロックを効率よく符号化するため
に、無効か有効かを判定し、有効の場合にはINTRAであ
るか、あるいはINTERであるかを判定・選択する。 ステップ102：無効の場合には、ステップ105に分岐す
る。 ステップ103：有効／無効判定結果メモリの現ブロック
に対応するアドレスに有効を登録する。 ステップ104：有効ブロックカウンタを歩進して、ステ
ップ106に分岐する。 ステップ105：有効／無効判定結果メモリの現ブロック
に対応するアドレスに無効を登録して、ステップ118へ
分岐する。

【００２０】ステップ109：INTRAならステップ111へ分
岐し、INTERならステップ110へ進む。 ステップ110：参照フレームと符号化フレームの差分を
計算する。 ステップ111：画像データのDCTを行なう。 ステップ112：量子化を行なう。これと同時に、可変長
符号化へ量子化した画像データを送る。 ステップ113：逆量子化を行なう。 ステップ114：逆DCTを行なう。 ステップ115：INTRAならステップ117へ分岐し、またINT
ERならステップ116へ進む。 ステップ116：参照フレームの画像データとIDCTした差
分データを加算し、符号化フレームに書き込み、ステッ
プ118に進む。 ステップ117：復号化したINTRA信号を符号化フレームに
書き込む。 ステップ118：ブロックカウンタを歩進する。 ステップ119：１画面終了でなければステップ101に分岐
し、1画面が終了ならばステップ120へ進む。

【００２１】ステップ120：ブロックカウンタをクリア
する。 ステップ121：有効ブロックカウンタの数が５０％以上
であれば、ステップ124に分岐し、さもなければステッ
プ122へ進む。 ステップ122：無効ブロックならステップ126に分岐し、
有効ブロックならばステップ123へ進む。 ステップ123：参照フレームの有効ブロックを符号化フ
レームにコピーして、ステップ126に進む。 ステップ124：有効ブロックならばステップ126に分岐
し、無効ブロックならばステップ125へ進む。 ステップ125：符号化フレームの無効ブロックデータを
参照フレームにコピーする。 ステップ126：ブロックカウンタを歩進する。 ステップ127：１画面分の処理が終了ならば、画像符号
化を終了する。処理の途中であればステップ120へ分岐
する。

【００２２】図１０は、本発明の応用例を示す符号化制
御回路のブロック図である。図１における本発明の構成
要素のうち、符号化制御回路２０３をマイクロコンピュ
ータで実現した場合を示す。本発明の符号化制御２０３
−２では、シーケンサの代わりに、マイクロコンピュー
タを用いて実現する。また、有効無効判定結果メモリ２
２２−２，有効ブロック数カウンタ２２３−２，および
ブロックナンバカウンタ２２４−２をマイクロコンピュ
ータの主メモリ上に割り付けて実現している。本発明に
おいては、TV電話のように、画面の中の人物以外の場所
が動かないようなアプリケーションの場合に効果が大き
くなる。例えば、一般にTV電話等では、人物の映ってい
る中心部分だけが動き（つまり、有効ブロックにな
り）、それ以外の部分，すなわち画面の70〜80％は無効
になる場合が多い。

【表１】 本発明の効果を表１で説明する。従来の方法では、有効
無効に関係なく、全てのブロック（396）を符号化フレ
ームに書き込まなければならなかった。これに対して、
本発明によれば、無効ブロックが70％の時には、書き込
み回数は、符号化フレームに書き込んだ有効ブロックの
数と再度参照フレームに転送したブロックの数の和（11
9×２＝238）だけとなり、80％の時には、（79×２＝15
8）となる。このことから、本発明では、従来の方法に
比べて書き込み回数が減少したことが分かる。また、本
発明は、情報通信端末装置に限定するものではなく、家
庭用電気製品，ゲーム、電子手帳等で無線通信回線を用
いる装置に適用することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
情報通信端末装置に実装する画像符号化装置で画像の符
号化・復号化を行なう場合に、電力消費の大きいフレー
ムメモリのアクセス回数が少なくなるため、画像符号化
装置の低消費電力化を図ることができるとともに、携帯
型の情報通信端末が可能となるのでその効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す画像符号化装置の構成
図である。

【図２】本発明の画像ブロック転送を説明する図であ
る。

【図３】本発明のフレームメモリ切り替えタイミングを
説明する図である。

【図４】本発明の一実施例を示す動画像の符号化方法の
処理フローチャートである。

【図５】同じく本発明の符号化方法の処理フローチャー
トの一部である。

【図６】従来の画像符号化装置の一例を示すブロック図
である。

【図７】従来の符号化方法の一例を示すフローチャート
である。

【図８】同じく従来の符号化方法のフローチャートの一
部である。

【図９】従来のフレームメモリ切り替えタイミングを説
明する図である。

【図１０】本発明の応用例を示す符号化制御回路の構成
図である。

【図１１】本発明の動作原理を説明するためのフレーム
メモリの構成図である。

【符号の説明】

２０３・・・符号化制御、２２２・・・有効無効判定メ
モリ、２２３・・・有効ブロックカウンタ、２２４・・
・ブロックカウンタ、２２０・・・フレーム切替スイッ
チ、２０２・・・フレームメモリ制御回路、２０４・・
・ディスクリートコサイン変換回路（ＤＣＴ）、２０５
・・・量子化回路、２０６・・・可変長符号化回路、２
０８・・・逆ディスクリートコサイン変換回路（ＩＤＣ
Ｔ）、２０１・・・ＭＣ制御回路、２２１−２・・・マ
イクロコンピュータ、２３０・・・主メモリ、２２２−
２・・・有効無効判定結果メモリ・エリア、２２３−２
・・・有効ブロック数カウンタ・エリア、２２４−２・
・・ブロックナンバカウンタ・エリア。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号化フレームと参照フレームの二つの
   フレームを使用して、該符号化フレームの符号化を行な
   うとともに、次のフレームの符号化に必要な参照フレー
   ムを作成する動画像の符号化方法において、１画面の画
   像を画像ブロック単位で符号化する場合に、１画面内で
   動きの無い部分からなる無効ブロックが、動きのある部
   分からなる有効ブロックよりも多い場合には、現在の参
   照フレームを格納してあるメモリ領域に、次のフレーム
   の符号化に必要な参照フレームを作成し、これとは逆
   に、無効ブロックが有効ブロックよりも少ない場合に
   は、現在の符号化フレームを格納してあるメモリ領域
   に、次のフレームの符号化に必要な参照フレームを作成
   することを特徴とする画像符号化方法。
2. 【請求項２】 符号化フレームと参照フレームの二つの
   フレームを使用して、該符号化フレームの符号化を行な
   うとともに、次のフレームの符号化に必要な参照フレー
   ムを作成する動画像の符号化方法において、１画面の画
   像を画像ブロック単位（例えば８画素×８ライン）で符
   号化する場合に、１画面分の画像の処理を２段階に分
   け、第１段階で有効ブロックと無効ブロックを判定し、
   有効ブロックの符号化および復号化を行ない、第２段階
   で符号化フレームを格納してあるメモリ領域と参照フレ
   ームを格納してあるメモリ領域間でデータ転送を行なう
   ことを特徴とする画像符号化方法。
3. 【請求項３】 動画像を符号化する画像符号化装置にお
   いて、１画面の中の各画像ブロックが有効か無効かの判
   定結果を格納する有効無効判定結果メモリと、１画面内
   で有効と判定されたブロックの数をカウントする有効ブ
   ロックカウンタとを有することを特徴とする画像符号化
   装置。
4. 【請求項４】 動画像を符号化する画像符号化装置にお
   いて、各演算回路に起動をかけ、符号化の動作を制御す
   るシーケンサとして動作するマイクロコンピュータと、
   該マイクロコンピュータの主メモリ上に確保され、１画
   面の中の各画像ブロックが有効か無効かの判定結果を格
   納する有効無効判定結果メモリ・エリアと、１画面分の
   有効ブロック数を格納するメモリ・エリアとを有するこ
   とを特徴とする画像符号化装置。