JPH09327019A - 物体領域符号化装置 - Google Patents
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Abstract
小化して映像信号の符号化効率を高め得る映像信号符号
化装置を提供する。 【解決手段】 映像信号符号化装置が、ブロック信号を
受け取り、各々複数のサブブロックを行方向に移動し
て、活性度が最小の行方向サブブロックパターンを抽出
して、行方向サブブロックパターン信号とその活性度を
表す行方向活性度信号を発生する行方向移動サブブロッ
ク発生回路310と、行方向サブブロック発生回路と同
様に、列方向サブブロックパターン信号と列方向活性度
信号を発生する列方向移動サブブロック発生回路320
と、行方向及び列方向活性度信号を比較して、この比較
をもとに活性度に小さい方のサブブロックパターン信号
を選択して出力する比較器330及び選択器340と、
選択されたサブブロックパターン信号を受け取って変換
符号化する変換符号化回路400を含む。
Description
ックの最配置技法を用いる映像信号符号化装置に関す
る。
テレビジョンシステムのようなディジタル映像システム
において、映像フレーム信号の映像ライン信号は画素値
と呼ばれるディジタルデータのシーケンスを含むため、
各映像フレーム信号を規定するのに大量のディジタルデ
ータが必要である。
周波数帯域幅は制限されているため、特に、映像電話の
ような低ビットレート映像信号符号化システムにおいて
は、多様なデータ圧縮技法を用いてデータを圧縮または
減らす必要がある。
を符号化するに用いる方法のうち、Michael H
otterらの「Object−Orienated
Analysis Coding Based On
moving Two−Dimensional Ob
jects,Signal Processing:I
mage Communication,2,No.
4,pp.409−428(1990年12月)」に開
示された、いわゆる物体指向分析−合成映像符号化技法
(Object−Orienated Analysi
s−Synthesis Coding Techni
que)である。
信号は2つの部分、即ち、1または2以上の物体(また
は客体)領域及び背景領域に分けられ、背景領域と物体
領域は多様なブロック単位符号化技法、例えば、離散的
コサイン変換(discrete cosine tr
ansform:DCT)及び量子化技法を用いて各々
個別にブロック単位で符号化される。特に、物体領域は
任意の形状を有するため、ブロック単位のDCT符号化
技法を用いて物体を符号化するのに、物体領域を取り囲
む処理ブロックが用いられる。ここでは、まず、処理ブ
ロックが同一の大きさの複数のブロックに分けられる。
同一の大きさのサブブロックは、その後のDCT符号化
技法を用いて逐次符号化される。この場合、伝送される
ディジタルデータの量を効果的に減らすために、サブブ
ロック内の物体外部領域は、公知の埋込み技法、例え
ば、拡張内挿(extened interpolat
ion:EI)または形状適合式(shape−ada
ptive:SA)DCT符号化技法を用いて、決定さ
れる何れかの値として代替される。
によって、伝送されるディジタルデータの量を減らし得
るが、伝送されるディジタルデータを減らすことによっ
て、例えば、64kb/sの伝送チャネル幅を有する低
ビットレートのコーデックシステムにおける符号化技法
を実現するためには、物体領域を取り囲むサブブロック
の数を減らす必要がある。
目的は、物体領域を含む符号化対象ブロック数を最小化
して映像信号の符号化効率を高め得る映像信号符号化装
置を提供することである。
めに、本発明によれば、任意の形状を有する物体領域を
含む映像信号を符号化するための物体領域符号化装置で
あって、前記映像信号が0にマスクされた領域、物体領
域、及び前記物体領域の形状を表す形状情報を含み、M
を正の整数としたときそれぞれM×M個の画素を有する
同一の大きさの複数のサブブロックに分割されることを
特徴とし、前記形状情報に基づいて前記物体領域を取り
囲む処理ブロックを選択し、処理ブロック信号及び処理
ブロック位置データを生成する処理ブロック決定手段で
あって、前記処理ブロックがP及びQを正の整数とした
ときP×Q個のサブブロックを有する、該処理ブロック
決定手段と、前記処理ブロックの前記サブブロックを再
配置して、前記物体領域を取り囲むサブブロックの数が
最小となる再配置処理ブロック、及び前記再配置サブブ
ロックの位置を表す位置情報を生成するサブブロック再
配置手段と、前記再配置処理ブロックを、サブブロック
単位で変換符号化映像信号に変換する変換符号化手段と
を有することを特徴とする物体領域符号化装置が提供さ
れる。
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
像信号の処理に用いるための映像符号化装置が概略的に
示されている。前記映像符号化装置は処理ブロック決定
回路200、サブブロック再配置回路300、変換符号
化回路400を含む。
から0にマスクされた映像フレーム信号がブロック単位
で処理ブロック決定回路200へ供給される。ここで、
0にマスクされたフレーム信号は少なくとも1つの物体
領域及び0にマスクされた領域を含む。物体領域を表す
形状情報も処理ブロック決定回路200へ供給される。
クされた映像フレーム信号と形状情報を用いて処理ブロ
ックを決定する。ここで、処理ブロックは物体領域を含
む複数の同一の大きさのサブブロック、例えば、P×Q
サブブロックを含む(P及びQは正の整数)。各々のサ
ブブロックはM×M個の画素(Mは正の整数)を有し、
例えば、8×8または16×16個の画素を有する。複
数のサブブロックはP個の行方向サブブロックアレイ及
びQ個の列方向サブブロックアレイを有するマトリック
ス形態で配列される。例えば、図2Aには、処理ブロッ
ク110が例示されているが、説明の便宜上、この処理
ブロックは物体領域120を含む5×5ブロックから構
成されたものとした。処理ブロック110は、各々5つ
のサブブロックを有する5つの行方向サブブロックアレ
イ10、21、31、41及び51を含み、各々5つの
サブブロックを有する5つの列方向サブブロックアレイ
11、12、13、14、及び15を含む。
理ブロックを表す処理ブロック信号及び処理ブロックの
位置を表す処理ブロック位置情報が生成され、これはサ
ブブロック再配置回路300へ供給される。ここで、サ
ブブロック再配置回路300は、行方向移動サブブロッ
ク発生回路310、列方向移動サブブロック発生回路3
20、比較器330及び選択器340を含む。
処理ブロックのサブブロックは再配置されて、再配置処
理ブロック信号及び再配置サブブロックアレイ位置情報
が生成される。ここで、再配置処理ブロック信号は物体
を取り囲む最小数のサブブロックを含む。以下、物体を
取り囲む最小数のサブブロックを有する再配置処理ブロ
ックを得るための過程を詳細に説明する。
おいて、初めに各々の行方向サブブロックアレイが移動
されて、平均活性度(後に定義式を示す)が最小となる
行方向再配置処理ブロックが得られ、その後、移動され
た行方向サブブロックアレイの位置を表す再配置サブブ
ロックアレイ位置情報と行方向再配置処理ブロックの平
均活性度を表す行方向平均活性度信号が発生される。こ
れと同様に、列方向移動サブブロック発生回路320に
おいて、初めに各々の列方向サブブロックアレイが移動
されて、平均活性度が最小となる列方向再配置処理ブロ
ックが得られ、その後、移動された列方向サブブロック
アレイの位置を表す再配置サブブロックアレイ位置情報
と列方向再配置処理ブロックの平均活性度を表す列方向
平均活性度信号とが生成される。行方向移動及び列方向
移動サブブロック発生回路310及び320の詳細は、
後に図3及び図4を参照しつつ説明する。
方向及び列方向サブブロックアレイ位置情報は、選択器
340へ供給され、一方行方向及び列方向サブブロック
平均活性度信号は比較器330へ供給される。比較器3
30において、行方向及び列方向平均活性度が比較され
て、より小さい平均活性度を有する再配置処理ブロック
が選択され、選択された再配置処理ブロックを表す選択
信号が生成される。
の選択信号に応じて選択された再配置処理ブロックが、
再配置処理ブロックとして変換符号化回路400へ供給
される。一方、選択された再配置処理ブロックのサブブ
ロックアレイ位置情報は、選択器340を通じて知られ
た後、次のプロセッサ、例えば、周知の可変長符号器
(図示せず)へ供給される。
ら出力される再配置処理ブロックを処理して、次のプロ
セッサへ1組の変換係数を供給する。本技術分野で周知
のように、変換符号化回路400は周知のEIDCT技
法またはSADCT技法を用いるDCT符号化回路によ
り実現され得る。また、このような変換符号化回路は周
知の量子化回路を含むこともある。
た行方向及び列方向移動サブブロック発生回路310及
び320の詳細なブロック図が示されている。図3に示
されたように、行方向移動サブブロック発生回路310
は、M個の行方向移動回路(311−1)、(311−
2),...(311−M)、M個の平均活性度計算器
(312−1)、(312−2),...(312−
M)、比較器313、選択器314、行方向活性度計算
回路315及びバッファ316を含む。
力されるP個の行方向サブブロックアレイは順次に行方
向移動回路(311−1,311−2,...311−
M)へ供給され、処理ブロック位置情報も行方向移動回
路(311−1,311−2,...311−M)へ供給
される。図3において、行方向移動回路はM個存在する
が、説明の便宜上、ただ3個の回路のみを示した。行方
向移動回路(311−1,311−2,...311−
M)は、それぞれ同時に1つの行方向サブブロックアレ
イを受け取って、各々予め定められた画素位置、例え
ば、画素1つ分移動させ、移動された行方向サブブロッ
クアレイを生成する。例えば、図2Bを参照すれば、行
方向サブブロックアレイ10は同時に行方向移動回路
(311−1〜311−M)へ供給され、第1の行方向
移動回路(311−1)は行方向へ1画素分だけ移動さ
れた第1移動サブブロックアレイ(10−1)を供給す
る。これと同様に、第2の行方向移動回路(311−
2)及びM番目の行方向移動回路(311−M)は、各
々行方向へ2個の画素位置だけ移動された第2移動サブ
ブロックアレイ(10−2)及びM個の画素位置だけ移
動されたM番目の移動サブブロックアレイ(10−M)
を発生する。前述したように、サブブロックが8×8画
素から形成された場合、Mは8になる。
M)は、各々のサブブロックアレイ位置情報及び1組の
移動されたサブブロックアレイを選択器314へ供給
し、また、各々対応する平均活性度計算器(311−1
〜311−M)へ供給する。各々の平均活性度計算器
(311−1〜311−M)は、各移動サブブロックア
レイに対する計算された平均活性度を、比較器313へ
供給する。
(AV)は、次の式で表される。
数M×M、H(i,j)は、位置(i,j)おける画素
値(i,jは共に正の整数で、それぞれサブブロック内
の水平方向の位置及び垂直方向の位置を表す)、mは、
各サブブロック内の画素の輝度レベルの平均値を表す。
ックに対する活性度は、行方向の全てのブロックに対し
て得られるが、得られた各サブブロック対する活性度は
全て加算された上で、行方向に含まれたサブブロックの
個数で除され、各移動サブブロックアレイの平均活性度
が求められる。
いに比較し、最小の平均活性度を有する1つの移動サブ
ブロックアレイを選択する。例えば、第2移動サブブロ
ックアレイが最小の平均活性度値を有するならば、第2
移動サブブロックが選択され、比較器313は選択され
た移動サブブロックアレイとして第2移動サブブロック
アレイを表す選択信号を発生する。その後、この選択信
号は選択器314へ供給され、選択器314は選択信号
に応じて選択された移動サブブロックアレイとそれに対
応するサブブロックアレイ位置情報をバッファ316へ
供給する。また、比較器313も選択された移動サブブ
ロックアレイの平均活性度を行方向活性度計算回路31
5へ供給する。前述した過程は、P個の行方向サブブロ
ックアレイ(例えば、図2Aの10、21、31、41
及び51)全てが処理されるまで反復される。行方向活
性度計算回路315は各々の選択された移動サブブロッ
クアレイに対する平均活性度値を累算し、累計平均活性
度値を選択された移動サブブロックアレイの総数で除す
ことによって、行方向平均活性度値を発生する。このよ
うな行方向平均活性度値は、図1の比較器330へ供給
される。一方、バッファ316は、全ての選択された移
動サブブロックアレイが格納されるまで、選択されたサ
ブブロックアレイを一時的に格納し、順次行方向再配置
処理ブロック(図2Bの130)として選択された移動
サブブロックを生成する。このような行方向再配置サブ
ブロックは図1の選択器340へ供給される。
ロック発生回路310はM個の列方向移動回路(411
−1)、(411−2),...(411−M)、M個の
平均活性度計算器(412−1)、(412−
2),...(412−M)、比較器413、選択器41
4、列方向活性度計算回路415及びバッファ416を
含む。
力されるQ個の列方向サブブロックアレイは、順次的に
列方向移動回路(411−1、411−2,...,41
1−M)へ供給され、処理ブロック位置情報も列方向移
動回路(411−1、411−2,...,411−M)
へ供給される。図4では列方向移動回路がM個存在する
が、説明の便宜上ただ3個の回路のみを示した。列方向
移動回路(411−1、411−2,...,411−
M)は、それぞれ同時に1つの列方向サブブロックアレ
イを受け取って、各々の予め定められた画素位置、例え
ば、画素1つ分移動させ、移動された列方向サブブロッ
クアレイを発生する。図2Cを参照すれば、例えば列方
向サブブロックアレイ11は、同時に各列方向移動回路
(411−1、411−2,...,411−M)へ供給
され、第1の列方向移動回路(411−1)は列方向へ
1画素だけ移動された第1の移動サブブロックアレイ
(11−1)を供給する。これと同様に、第2の列方向
移動回路(411−2)及びM番目の列方向移動回路
(411−M)は、各々列方向へ2個の画素位置だけ移
動された第2の移動サブブロックアレイ(11−2)及
びM個の画素位置だけ移動されたM番目の移動サブブロ
ックアレイ(11−M)を発生する。前述したように、
サブブロックが8×8画素から形成されている場合は、
Mは8になる。
2,...,411−M)は各々のサブブロックアレイ位
置情報及び1組の移動されたサブブロックアレイを選択
器414へ供給し、また、各々の対応する平均活性度計
算器(412−1〜412−M)へ供給する。各々の平
均活性度計算器(412−1〜412−M)は、各々の
移動サブブロックアレイに対する計算された平均活性度
を、比較器413へ供給する。
(AV)は、次の式で表される。
数M×M、H(i,j)は、位置(i,j)おける画素
値(i,jは共に正の整数で、それぞれサブブロック内
の水平方向の位置及び垂直方向の位置を表す)、mは、
各サブブロック内の画素の輝度レベルの平均値を表す。
ブブロックに対する活性度は、列方向の全てのブロック
に対して得られるが、得られた各サブブロック対する活
性度は全て加算された上で、列方向に含まれたサブブロ
ックの個数で除され、各移動サブブロックアレイの平均
活性度が求められる。
いに比較して、最小の平均活性度を有する1つの移動サ
ブブロックアレイを選択する。例えば、第2の移動サブ
ブロックアレイが最小の平均活性度値を有するならば、
第2の移動サブブロックが選択され、比較器413は選
択された移動サブブロックアレイとして第2移動サブブ
ロックアレイを表す選択信号を発生する。その後、この
選択信号は選択器414へ供給され、選択器414は選
択信号に応じて、選択された移動サブブロックアレイと
その対応するサブブロックアレイ位置情報をバッファ4
16へ供給する。また、比較器413も選択された移動
サブブロックアレイの平均活性度を行方向活性度計算回
路415へ供給する。前述した過程は、P個の行方向サ
ブブロックアレイ(例えば、図2Aの11、12、1
3、14及び15)全てが処理されるまで反復される。
列方向活性度計算回路415は各々選択された移動サブ
ブロックアレイに対する平均活性度値を累算し、累計平
均活性度値を選択された移動サブブロックアレイの総数
で除すことによって、列方向平均活性度値を発生する。
このような列方向平均活性度値は、図1の比較器330
へ供給される。一方、バッファ416は、全ての選択さ
れた移動サブブロックアレイが格納されるまで、選択さ
れたサブブロックアレイを一時的に格納し、順次に列方
向再配置処理ブロック(図2Cの140)として選択さ
れた移動サブブロックを生成する。このような列方向再
配置サブブロックは、図1の選択器340へ供給され
る。
回路を用いることによって、符号化された物体領域を取
り囲むサブブロックの個数を効果的に最小化することが
でき、その結果、ブロック単位の符号化技法、例えば、
DCT符号化技法を用いて符号化されるデータの量を大
幅に減らすことができ、映像符号化器の符号化効率を改
善することが可能となる。平均活性度計算技法を用いる
ことによって、物体領域を取り囲むサブブロックの個数
を効率的に最小化することが可能となるのである。
いて説明したが、本明細書に記載した特許請求の範囲を
逸脱するなく、当業者は種々の変更を加え得ることは勿
論である。
むブロック数を最小化し、符号化されるデータ量を大幅
に減らすことができる映像信号符号化装置を提供するこ
とができる。
映像信号符号化装置を示す概略的なブロック図である。
クを例示した図である。
る。
る。
詳細なブロック図である。
詳細なブロック図である。
レイ 11,12,13,14,15 列方向サブブロックア
レイ 110 処理ブロック 120 物体領域 200 処理ブロック決定回路 300 サブブロック再配置回路 310 行方向移動サブブロック発生回路 311 行方向移動回路 312 平均活性度計算器 313 比較器 314 選択器 315 行方向活性度計算回路 316 バッファ 320 列方向移動サブブロック発生回路 330 比較器 340 選択器 400 変換符号化回路 411 列方向移動回路 412 平均活性度計算器 415 列方向活性度計算回路 416 バッファ
映像信号符号化装置を示す概略的なブロック図である。
物体領域を取り囲む処理ブロックを例示した図であり、
Bは行方向再配置ブロックを例示した図であり、Cは列
方向再配置処理ブロックを例示した図である。
詳細なブロック図である。
詳細なブロック図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 任意の形状を有する物体領域を含む映
像信号を符号化するための物体領域符号化装置であっ
て、 前記映像信号が0にマスクされた領域、物体領域、及び
前記物体領域の形状を表す形状情報を含み、Mを正の整
数としたときそれぞれM×M個の画素を有する同一の大
きさの複数のサブブロックに分割されることを特徴と
し、 前記形状情報に基づいて前記物体領域を取り囲む処理ブ
ロックを選択し、処理ブロック信号及び処理ブロック位
置データを生成する処理ブロック決定手段であって、前
記処理ブロックがP及びQを正の整数としたときP×Q
個のサブブロックを有する、該処理ブロック決定手段
と、 前記処理ブロックの前記サブブロックを再配置して、前
記物体領域を取り囲むサブブロックの数が最小となる再
配置処理ブロック、及び前記再配置サブブロックの位置
を表す位置情報を生成するサブブロック再配置手段と、 前記再配置処理ブロックを、サブブロック単位で変換符
号化映像信号に変換する変換符号化手段とを有すること
を特徴とする物体領域符号化装置。 - 【請求項2】 前記処理ブロックが、P個の行方向サ
ブブロックアレイ及びQ個の列方向サブブロックアレイ
を有することを特徴とし、 前記サブブロック再配置手段が、 P個の前記行方向サブブロックアレイを逐次受け取って
行方向に移動させて、平均活性度が最小である行方向再
配置処理ブロックを生成し、前記行方向再配置サブブロ
ックアレイの位置を表す行方向サブブロックアレイ位置
データを生成し、かつ前記行方向再配置処理ブロックの
平均活性度を表す行方向活性度信号を生成する行方向移
動サブブロック発生手段と、 Q個の前記列方向サブブロックアレイを逐次受け取って
列方向に移動させて、平均活性度が最小である列方向再
配置処理ブロックを生成し、前記列方向再配置サブブロ
ックアレイの位置を表す列方向サブブロックアレイ位置
データを生成し、かつ前記行方向再配置処理ブロックの
平均活性度を表す列方向活性度信号を生成する列方向移
動サブブロック発生手段と、 前記行方向活性度信号と前記列方向活性度信号とを比較
して、前記行方向再配置処理ブロック及び前記列方向再
配置処理ブロックのうち平均活性度の低い一方を前記再
配置処理ブロックとして選択し、かつ選択された再配置
処理ブロックの前記行方向サブブロックアレイ位置デー
タ若しくは前記列方向サブブロックアレイ位置データを
前記位置情報として選択する第1比較手段とを有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の物体領域符号化装置。 - 【請求項3】 前記行方向移動サブブロック発生手段
が、 前記行方向サブブロックアレイ及び前記処理ブロック位
置データをそれぞれ1つ受け取って、受け取った前記処
理ブロック位置データに基づき、受け取った前記行方向
サブブロックアレイをそれぞれ予め定められた分だけ移
動させて、M個の行方向移動サブブロックアレイと、こ
れに対応するM個の行方向移動サブブロックアレイ位置
データとを生成するM個の行方向移動手段と、 それぞれ対応する前記行方向移動手段から出力された前
記行方向移動サブブロックアレイの平均活性度を計算し
て、M個の平均活性度信号を生成するM個の平均活性度
計算手段と、 前記M個の活性度信号を互いに比較して、平均活性度が
最小である行方向移動サブブロックアレイと、これに対
応する行方向移動サブブロックアレイ位置データを選択
し、選択された前記行方向移動サブブロックアレイ及び
これに対応する行方向移動サブブロックアレイ位置デー
タを生成する第2比較手段と、 選択された前記行方向サブブロックアレイの全ての平均
活性度信号を累算して累計活性度信号を発生し、更に選
択された前記行方向移動サブブロックアレイの総数で除
して、行方向平均活性度信号を生成する行方向活性度計
算手段と、 選択された前記行方向サブブロックアレイが全て処理さ
れるまで、選択された前記行方向移動サブブロックアレ
イと、これに対応する前記移動サブブロックアレイ位置
データとを一時的に格納し、前記選択された移動サブブ
ロックアレイと、これに対応する前記移動サブブロック
位置データとを、それぞれ行方向再配置処理ブロック及
び行方向サブブロックアレイ位置データとして発生する
バッファ手段とを有することを特徴とする請求項2に記
載の物体領域符号化装置。 - 【請求項4】 前記列方向移動サブブロック発生手段
が、 前記列方向サブブロックアレイ及び前記処理ブロック位
置データをそれぞれ1つ受け取って、受け取った前記処
理ブロック位置データに基づき、受け取った前記列方向
サブブロックアレイをそれぞれ予め定められた分だけ移
動させて、M個の列方向移動サブブロックアレイと、こ
れに対応するM個の列方向移動サブブロックアレイ位置
データとを生成するM個の列方向移動手段と、 それぞれ対応する前記列方向移動手段から出力された前
記列方向移動サブブロックアレイの平均活性度を計算し
て、M個の平均活性度信号を生成するM個の平均活性度
計算手段と、 前記M個の活性度信号を互いに比較して、平均活性度が
最小である列方向移動サブブロックアレイと、これに対
応する列方向移動サブブロックアレイ位置データを選択
し、選択された前記列方向移動サブブロックアレイ及び
これに対応する列方向移動サブブロックアレイ位置デー
タを生成する第3比較手段と、 選択された前記列方向サブブロックアレイの全ての平均
活性度信号を累算して累計活性度信号を発生し、更に選
択された前記列方向移動サブブロックアレイの総数で除
して、列方向平均活性度信号を生成する列方向活性度計
算手段と、 選択された前記列方向サブブロックアレイが全て処理さ
れるまで、選択された前記列方向移動サブブロックアレ
イと、これに対応する前記移動サブブロックアレイ位置
データとを一時的に格納し、前記選択された移動サブブ
ロックアレイと、これに対応する前記移動サブブロック
位置データとを、それぞれ列方向再配置処理ブロック及
び列方向サブブロックアレイ位置データとして発生する
バッファ手段とを有することを特徴とする請求項3に記
載の物体領域符号化装置。 - 【請求項5】 前記第1比較手段、前記第2比較手
段、及び前記第3比較手段のうちの1または2以上の比
較手段が、比較器及び選択器を含むことを特徴とする請
求項4に記載の物体領域符号化装置。 - 【請求項6】 前記変換符号化手段が、離散的コサイ
ン変換回路を含むことを特徴とする請求項5に記載の物
体領域符号化装置。 - 【請求項7】 前記変換符号化手段が、形状適合式離
散的コサイン変換符号化回路を含むことを特徴とする請
求項6に記載の物体領域符号化装置。
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