JPH0813145B2 - 領域分割を用いた動画像符号化方式 - Google Patents

領域分割を用いた動画像符号化方式

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JPH0813145B2
JPH0813145B2 JP63053695A JP5369588A JPH0813145B2 JP H0813145 B2 JPH0813145 B2 JP H0813145B2 JP 63053695 A JP63053695 A JP 63053695A JP 5369588 A JP5369588 A JP 5369588A JP H0813145 B2 JPH0813145 B2 JP H0813145B2
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  • Multimedia (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、テレビ会議/テレブ電話などにおけるフレ
ーム間または動き補償予測フレーム間符号を用いた動画
像符号化に係わり、特に画面を性質の異なる複数の領域
に分割して、領域毎に符号化パラメータを制御する領域
分割を用いた動画像符号化方式に関するものである。
(従来技術とその問題点) 動画像の高能率符号化方式の一つの動き補償フレーム
間符号化方式が知られているが、低ビットレート伝送を
行う場合、復号画面(受信画面)に符号化雑音が生じ、
画質向上のためにこれを低減することが望まれている。
画質向上のための方法の一つとして、画面を性質の異
なる複数の領域に分割して、領域ごとに符号化パラメー
タを制御する方式が有効である。
従来の領域分割情報を用いた符号化方式としては、動
き補償予測誤差に基づき領域分割する方式や入力信号に
基づき領域分割をする方式等がある。第1図は、従来の
動き補償予測誤差に基づき領域分割をするハイブリッド
符号化方式のブロック図である。図において、1は信号
の入力端子、2は減算器、3は直交変換器、4は量子化
器、5は逆量子化器、6は逆直交変換器、7は加算器、
8はフレームメモリ、9は動き補償予測器、10は動き検
出器、11は出力端子、12は領域分割器、13は領域分割情
報メモリ、14は量子化制御器、17は符号化器を示してい
る。
減算器2では入力信号と動き補償予測値との差分、す
なわち予測誤差がブロック単位で計算され、直交変換器
3に送られる。直交変換器3では予測誤差信号の2次元
直交変換が行われる。量子化制御器14では領域分割情報
メモリ13より読み出された領域分割情報に基づき、量子
化パラメータが決定される。量子化器4ではこの量子化
パラメータに基づいて、予測誤差の量子化が行われる。
例えば、人物領域に対しては細かな量子化が、人物以外
の領域(以下、「背景領域」と称す)に対してはより粗
い量子化が選択される。量子化器4からの出力は符号化
器17により符号化されて伝送されるとともに逆量子化器
5により逆量子化され、逆直交変換器6にて逆2次元逆
直交変換が行われ、加算器7に送られる。加算器7にて
動き補償予測値と加算されてフレームメモリ8に保存さ
れる。フレームメモリ8から読み出された信号は動き検
出器10に入力信号とともに加えられ、動きベクトルが求
められる。動き補償予測器9では、求められた動きベク
トルとフテームメモリ8より読み出された信号から動き
補償予測値が計算される。
一方、領域分割器12で用いられる領域分割方法として
は、画素単位あるいはブロック単位によりテンプレート
マッチングを行う方法がある。第2図(a)〜(c)
は、従来のテンプレートマッチングによる領域分割を行
う場合に用いる人物配置のモデル図である。同図はテレ
ビ会議等を前提にした場合の人物配置のモデル図であ
り、特に同図(a)は人物が一人の場合、同図(b)は
人物が2人の場合、同図(c)は人物が3人の場合のモ
デル図である。領域分割は領域分割器12に入力される信
号とこのモデル図との間でテンプレートマッチングを行
い、領域分割器12に入力する信号を人物領域(領域A1〜
A3)と背景領域(領域B)とに分割するものである。
第3図は従来のブロック単位によるテンプレートマッ
チングで領域分割するための1画面図であり、1ブロッ
クを例えばm画素×m画素(mは正の整数)として、各
ブロック単位に人物領域Aであるか、背景領域であるか
をテンプレートマッチングにより判定して領域分割する
ものである。同図は、ブロック単位のテンプレートマッ
チングにより領域分割を行った画面を示している。この
例では、人物が1人の場合のモデルにマッチングしてお
り、領域Aが人物、領域Bが背景として領域分割される
ことを示している。なお、ブロック単位の場合には、動
きにより誤差を少なくするために人物領域Aを実際の人
物よりも若干大きめにとることも可能である。
しかし、従来の領域分割では、領域分割を動き補償予
測誤差あるいは入力画像にづいて行っているため、受信
側において復号画像を得るためには、領域分割情報も合
わせて伝送する必要がある。そのため符号化効率が低下
するという問題点があった。また、背景領域Bに対して
人物に比較して粗い量子化を割り当てているため背景領
域Bにおける符号化雑音が相対的に増大し画品質を劣化
させるという問題点があった。
(本発明の目的) 本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、領域分割情報に関する情報を伝送す
る必要がなく、符号化効率の低下を防止する領域分割を
用いた動画像符号方式を提供することを第1の目的とす
る。
本発明の第2の目的は、フィルタを適応的に制御する
ことにより、背景領域に生じる符号化雑音を低減させる
ことが可能な領域分割を用いた動画像符号化方式を提供
することにある。
本発明の第3の目的は、激しい動きに対しても忠実に
領域分割でき、かつ領域分割情報に関する情報を伝送す
る必要がない領域分解を用いた動画像符号化方式を提供
することにある。
(発明の構成) 本発明の構成上の第1の特徴は、局部復号化信号すな
わちフレームメモリより読み出された信号を用いて領域
分解をすることにある。
本発明の構成像の第2の特徴は、第1の特徴に加え領
域分割情報の性質によって低域通過型フィルタの挿入を
適応的に制御を行うように構成した点にある。
本発明の構成上の第3の特徴は、フレームメモリの後
に挿入されている動き補償予測器により求められた動き
情報の信号を用いて領域分割し、該領域分割された情報
に基づき量子化パラメータを制御すると共に、前記領域
分割情報の性質に基づき適応的に低域通過型フィルタを
挿入するように構成したことにある。
(作用) 本発明では、局部復号化信号より領域分割を行ってい
るため、そのための領域情報を受信側に伝送する必要が
ないので符号化効率が改善される。
また、フィルタの特性の制御に分割領域情報を考慮し
ているので、人物領域をぼかすことなく背景等における
符号化雑音が低減される。
(実施例1) 第4図は本発明による第1の実施例であり、領域分割
を用いた動画像符号化方式のブロック図である。従来構
成と同一部分には同一番号を付して説明の重複を省く。
入力画像信号を4×4、8×8また16×16等にブロッ
ク化した信号が動き検出器10と減算器2に加えられる。
減算器2では動き補償予測器9から送らてきた予測値と
入力信号の差が求められ、直交変換器3に加えられる。
直交変換器3では、2次元直交変換が行われ、量子化器
4に送られる。量子化制御器14では領域分解情報メモリ
13より読み出された領域分割情報に基づき、量子化パラ
メータが選択される。この量子化パラメータに基づい
て、予測誤差の量子化が行われる。例えば、人物領域に
対しては細かな量子化が、背景領域に対してはより粗い
量子化が選択される。量子化器4からの出力は符号化器
17により符号化されて伝送されるとともに逆量子化器5
に加えられる。逆量子化器5では逆量子化され、逆直交
変換器6が加えられて2次元逆直交変換が行われる。加
算器7では逆直交変換器6からの信号と動き補償予測器
9の動き補償予測値との間で加算が行われ、その加算結
果がフィルタ15に加れられ、フレームメモリ8に保存さ
れる。領域分割情報メモリ13より読み出された領域分割
情報に基づきフィルタ制御器16でフィルタの特性が制御
される。例えば、人物領域に比較して粗い量子化が適用
される背景領域に対しては、低域通過型フィルタが用い
られブロック歪が低域される。一方、人物領域では画像
のぼけを防ぐ特性を持つエッジ保存型の平滑化フィルタ
か、もしくはフィルタを非通過にする。
フレームメモリ8から読み出される局部復号信号は領
域分割器12及び動き検出器10に加えられる。動き検出器
10では、入力信号との間で動きベクトルが求められ、動
き補償予測器9に局部復号信号と共に加えられる。領域
分割器12では、ブロック単位で領域分割が行われ、分割
情報が領域分割情報メモリ13に蓄積される。量子化制御
器14及びフィルタ制御器16は、領域分割情報に基づいて
選択及び制御が行われる。
フレーム間符号化(動き補償予測付きの場合を含む)
では、符号化された信号が、受信側に伝送され復号化さ
れると共に、送信側(符号化ループ)においては、次の
画面の符号化のたむえの予測値をつくるために用いるた
め、復号化されてフレームメモリ(局部復号化信号)に
蓄積される。従って、本発明では、送信側において、局
部復号化信号を用いて領域分解を行うため、受信側に領
域分割情報を伝送する必要が無い。すなわち、受信側に
おいても、送信側における局部復号化信号と等しい信号
が蓄積されているため、送信側において用いられる同様
なアルゴリズムを用いることにより、送信側からの情報
無しで送信側においてなされた領域分割を受信側におい
て行うことができる。さらに、本発明は、背景領域に少
なくとも低域通過型フィルタを挿入することにより、画
像品質の劣化を防止することができる。
第5図は、本発明に用いるフィルタ15の構成例図であ
り、スイッチ151及び152は、フィルタ制御器16からの制
御情報に基づいて人物領域の場合はエッジ保存型フィル
タ154へ、背景領域の場合は低域通過型フィルタ153へ切
り替えるためのスイッチである。
(実施例2) 第6図は、本発明による第2の実施例であり、領域分
割を用いた動画像符号化方式のブロック図である。
実施例1と異なる点は、領域分割器12への入力情報を
フレームメモリ8のかわりに動き補償予測器9から取っ
ている点にある。これは画面中で人物が大きく動いた場
合でも、動き補償予測器9の動き情報を用いて領域分割
ができるようにしたものであり、動きが激しくても忠実
に領域分割が可能となる。
なお、以上は、量子化器4と量子化制御器14とを用い
て説明したが、本発明はベクトル量子化器を用いたベク
トル量子化を採用する場合にも適用できる。
(発明の効果) 以上のように、本発明では、局部復号信号を用いて領
域分割を行うため、オーバヘッド情報を伝送する必要が
なく、オーバヘッド情報による符号化効率を低下を防ぐ
ことができる。また、領域情報に基づいてフィルタの挿
入を適応的に制御することにより、人物領域をぼかすこ
となく背景領域部のブロック歪を低減して画品質を改善
することができる。
さらに、動き情報を用いて領域分解をすることによ
り、動きの激しい画面に対しても忠実に領域分割するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の領域分割を動き補償予測誤差より求めた
ハイブリッド符号化方式のブロック図、第2図は従来の
テンプレートマッチングに用いる人物配置モデル図、第
3図は従来のブロック単位によりテンプレータマッチン
グで領域分割する場合の画面の1例を示す略図、第4図
は本発明の第1の実施例として領域分解を用いた動画像
符号化方式のブロック図、第5図は本発明に用いるフィ
ルタの詳細例を示すブロック図、第6図は本発明の第2
の実施例として領域分割を用いた動画像符号化方式のブ
ロック図である。 1……入力端子、2……減算器、3……直交変換器、4
……量子化器、5……逆量子化器、6……逆直交変換
器、7……加算器、8……フレームメモリ、9……動き
補償予測器、10……動き検出器、11……出力端子、12…
…量子分割器、13……領域分割情報メモリ、14……量子
化制御器、15……フィルタ、16……フィルタ制御器、17
……符号化器、151,152……スイッチ、153……低域通過
型フィルタ、154……エッジ保存型平滑化フィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−141887(JP,A) 特開 昭62−164392(JP,A) 電子通信学会技術報告,IE81−49P. 55−60

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝送すべき動画像を量子化して得られた動
    画像信号を局部復号化してフレーム間または動き補償予
    測フレーム間符号化を行う動画像符号化方式において、 該局部復号化されフレームメモリに蓄積された信号を領
    域分割し、該領域分割された情報に基づき領域単位に符
    号化時の前記量子化の量子化パラメータを制御するよう
    に構成されたことを特徴とする領域分割を用いた動画像
    符号化方式。
  2. 【請求項2】伝送すべき動画像を量子化して得られた動
    画像信号を局部復号化してフレーム間または動き補償予
    測フレーム間符号化を行う動画像符号化方式において、 該局部復号化されフレームメモリに蓄積された信号を領
    域分割し、該領域分割された情報に基づき領域単位に符
    号化時の前記量子化の量子化パラメータを制御すると共
    に、前記領域分割情報の性質に基づき適応的に前記フレ
    ームメモリの前に低域通過型フィルタを挿入するように
    構成されたことを特徴とする領域分割を用いた動画像符
    号化方式。
  3. 【請求項3】伝送すべき動画像を量子化して得られた動
    画像信号を動き補償予測器により動き補償予測フレーム
    間符号化を行う動画像符号化方式において、 該局部復号化された信号を蓄積するフレームメモリのあ
    とに挿入されている前記動き補償予測器により求められ
    た動き情報に基づき前記フレームメモリに蓄積されてい
    る信号を領域分割し、該領域分解された情報に基づき領
    域単位に符号化時の前記量子化の量子化パラメータを制
    御すると共に、前記領域分割情報の性質に基づき適応的
    に前記フレームメモリの前に低域通過型フィルタを挿入
    するように構成されたことを特徴とする領域分割を用い
    た動画像符号化方式。
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