JPH10210474A - 動画像符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効ブロックとしたときの量子化歪みと、無
効ブロックとした場合の視覚的妨害の大きさとを比較す
ることにより、視覚的な歪みを最小にするという意味で
最適な有効ブロック判定を行う動画像符号化方式を得
る。 【解決手段】 ブロック単位で予測誤差信号の評価量Ｅ
ｍと、変換係数の量子化誤差の評価量Ｅｑを計算し、評
価量Ｅｍが評価量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有効
ブロック、評価量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判定
する有効ブロック判定部１０１を有し、無効ブロックと
判定された場合には当該ブロックに関する予測誤差情報
は送らず、有効ブロックと判定された場合には直交変換
した後にその変換係数を量子化し、非零信号が生じた場
合には量子化された変換係数値を伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画像の時間軸
方向の相関を利用して符号化を行う動画像符号化方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、例えば、特公平８−２１０６号
公報に示された従来の動画像符号化方式を示すブロック
図である。図７において、入力端子１より供給される入
力画像信号は減算器２の第一の入力に与えられる。減算
器２の出力は遅延器３ａを介して、切替器４の第一の入
力に与えられる。入力端子１より供給される入力画像信
号は遅延器３ｂを介して、切替器４の第二の入力にも与
えられる。切替器４の第三の入力には零信号が与えられ
る。一方、入力端子１より供給される入力画像信号と減
算器２の出力は、有効ブロック判定部およびフレーム間
／フレーム内選択部（以下、「判定および選択部」とい
う）５にも入力される。この判定および選択部５の第
一，第二の出力は、それぞれ、切替器４の第四，第五の
入力に与えられる。切替器４の出力は直交変換器６およ
び量子化器７を介して図示していない復号器側に送出さ
れるが、合わせて逆量子化器８にも送られる。逆量子化
器８の出力は逆直交変換器９を介して、加算器１０の第
一の入力に与えられる。加算器１０の出力は動き補償予
測器１１の第一の入力に与えられる。動き補償予測器１
１の第二の入力には入力端子１から供給される入力画像
信号が与えられ、動き補償予測器１１の出力は減算器２
の第二の入力と切替器１２の第一の入力に与えられる。
切替器１２の第二の入力には零信号が与えられ、切替器
１２の第三の入力には判定および選択部５の第一の出力
が与えられる。切替器１２の出力は加算器１０の第二の
入力に与えられる。

【０００３】次に動作について説明する。入力信号は動
画像信号を複数画素分まとめてブロック化したものであ
る。この入力信号は入力端子１から供給されて、減算器
２において動き補償予測値との差分がとられ、フレーム
間予測誤差信号が得られる。この予測誤差信号と入力画
像信号は、判定および選択部５に送られる。この判定お
よび選択部５は、各ブロックをフレーム間で符号化する
かフレーム内で符号化するかを示す第一の制御信号と、
各ブロックが有効ブロックであるか否かを示す第二の制
御信号とを出力する。遅延器３ａおよび３ｂは判定およ
び選択部５内で生ずる遅延分を補正するためのものであ
る。切替器４は判定および選択部５から出力される２つ
の制御信号に基づき、フレーム間予測誤差信号、フレー
ム内信号、零信号のいずれかを選択して出力する。切替
器４の出力は直交変換され、量子化されて、図示してい
ない復号器側へ出力される。

【０００４】この量子化された変換係数は、逆量子化器
８を介して逆直交変換器９にも入力され、再生値が出力
される。加算器１０において、この再生値に動き補償予
測値を加えるか、零を加えるかは、前記フレーム間／フ
レーム内選択部５からの第一の制御信号により決定さ
れ、切替器１２で選択される。

【０００５】加算器１０から出力される信号は復号信号
であり、動き補償予測器１１の中に記憶され、以後の予
測符号化に使用される。動き補償予測器１１は、入力端
子１から供給される入力信号と、記憶されている復号信
号との比較により動き量を検出し、動き補償予測値を出
力する。

【０００６】判定および選択部５は、両部分を別々に構
成することもできるが、共通化できる部分も多数あるた
め、両者を合わせた判定および選択部５で示している。
一般に、テレビ会議信号のような動画像信号を対象とす
る場合、背景などの静止している部分については、フレ
ーム間予測誤差信号が０となるので、この誤差信号を送
らないことにより伝送効率を高めることが可能である。
しかしながら、このような静止部分においても、入力画
像信号に雑音が乗っていたりするために、予測誤差信号
が０とならず、これを直交変換するとある変換係数に大
きな値が生じることがある。この場合、本来なら情報を
送らなくてよいブロックについても信号を送らなくては
ならないことになる。このような場合には、伝送効率の
低下となるばかりでなく、隣り合うブロックで情報を送
ったり送らなかったりするために、ブロック歪みが生じ
て視覚的妨害となることがある。そこで、直交変換を行
う前に、予測誤差信号をブロック毎にまとめて有効／無
効の判定を行い、無効ブロックについては予測誤差信号
を０にリセットすることで、効率の低下を防いでいる。

【０００７】また、動きの大きなブロックやシーンチェ
ンジにおいては、予測誤差が大きくなるため、入力画像
信号をそのまま直交変換した方が伝送効率が高くなるこ
とがある。そこで、ブロック毎に、フレーム間／フレー
ム内符号化を選択することが有効となる。

【０００８】まず、有効ブロック判定部は、ブロック毎
に予測誤差信号の２乗和Ｓｍをとり、この評価量Ｓｍが
予め定められた閾値Ｔ１以上のときは現入力ブロックを
有効ブロックとしてフレーム間予測誤差信号をそのまま
直交変換符号化するが、Ｔ１未満のときは現入力ブロッ
クを無効ブロックとし、以後このブロックの予測誤差信
号を全て零とする。また、フレーム間／フレーム内選択
部は、上記評価値Ｓｍと、入力ブロックの分散値Ｓｉと
を用い、予め定めた閾値Ｔ２について、Ｓｍ≧Ｔ２でか
つＳｍ＞Ｓｉの時には、入力画像信号を選択して、フレ
ーム内符号化を行うように制御し、Ｓｍ＜Ｔ２またはＳ
ｍ≦Ｓｉの時にはフレーム間予測誤差信号を選択するよ
う制御する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の動画像符号化方
式においては、静止している部分の画像に雑音が乗って
いる場合も、画質劣化や伝送効率の低下を生じないよう
に、有効ブロックの判定を行なっていた。しかしなが
ら、従来、有効ブロックの判定には予測誤差信号のみを
用いているため、予測誤差信号を符号化するときの量子
化歪みについては考慮されていない。特に低レートの固
定レート符号化においては、有効ブロックが多いと量子
化が粗くなり、無効ブロックが多いと量子化が細かくな
るので、無効ブロックとして予測誤差信号が送られない
ことによる劣化より、有効ブロックとしたために生じる
量子化歪みの方が視覚的に目だつことがあるという問題
があった。

【００１０】また、従来の動画像符号化方式において
は、有効ブロックの判定において入力画像の性質を考慮
していないので、視覚的に目立たない予測誤差も符号化
を行い、符号量削減の妨害となっているという問題があ
った。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、有効ブロックとしたときの量子
化歪みと、予測誤差信号の大きさとを比較することによ
り、歪みを最小にするという意味で最適な有効ブロック
判定を行う動画像符号化方式を得ることを目的とする。

【００１２】また、この発明は、有効ブロックとしたと
きの量子化歪みと、無効ブロックとした場合の視覚的妨
害の大きさとを比較することにより、視覚的な歪みを最
小にするという意味で最適な有効ブロック判定を行う動
画像符号化方式を得ることを目的とする。

【００１３】また、この発明は、無効ブロックとした場
合の視覚的妨害の大きさを用いて有効ブロック判定を行
うことにより、視覚的に目立たない予測誤差の伝送を行
なわず、符号量削減のできる動画像符号化方式を得るこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明による動画像符
号化方式は、ブロック単位で予測誤差信号の評価量Ｅｍ
と、変換係数の量子化誤差の評価量Ｅｑを計算し、評価
量Ｅｍが評価量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有効ブ
ロック、評価量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判定す
る有効ブロック判定部を有し、無効ブロックと判定され
た場合には当該ブロックに関する予測誤差情報は送ら
ず、有効ブロックと判定された場合には直交変換した後
にその変換係数を量子化し、非零信号が生じた場合には
量子化された変換係数値を伝送する。

【００１５】また、この発明による動画像符号化方式
は、ブロック単位で予測誤差信号の評価量Ｅｍと、変換
係数の量子化誤差の評価量Ｅｑを計算し、評価量Ｅｍが
評価量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有効ブロック、
評価量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判定する有効ブ
ロック判定部を有し、無効ブロックと判定された場合に
は当該ブロックの予測誤差の平均値のみを伝送し、有効
ブロックと判定された場合には直交変換した後にその変
換係数を量子化し、非零信号が生じた場合には量子化さ
れた変換係数値を伝送する。

【００１６】さらに、この発明による動画像符号化方式
は、入力画像信号から画面の各画素の誤差許容度を求め
る手段を有し、この誤差許容度をもとに上記予測誤差信
号の評価量Ｅｍを求める。

【００１７】また、この発明による動画像符号化方式
は、入力画像信号から画面の各画素の誤差許容度を求め
る手段と、この誤差許容度をもとに予測誤差信号の評価
量Ｅｍを求め、評価量Ｅｍが所定値以上のときは当該ブ
ロックを有効ブロック、所定値未満のときは無効ブロッ
クと判定する有効ブロック判定部を有し、無効ブロック
と判定された場合には当該ブロックに関する予測誤差情
報は送らず、有効ブロックと判定された場合には直交変
換した後にその変換係数を量子化し、非零信号が生じた
場合には量子化された変換係数値を伝送する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて具体的に説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の一実施形態による動画
像符号化方式を示すブロック図である。図において、１
は入力端子であり、入力端子１から入力された画像信号
は減算器２の第一の入力と遅延器（Ｔ）３ｂの入力とフ
レーム内／フレーム間選択部５ａの第一の入力と動き補
償予測器１１の第一の入力に与えられる。減算器２の出
力は遅延器３ａに入力されるとともに、フレーム内／フ
レーム間選択部５ａの第二の入力にも与えられる。遅延
器（Ｔ）３ａの出力は切替器４ａの第一の入力に与えら
れる。切替器４ａの第二の入力には遅延器３ｂの出力が
与えられ、切替器４ａの第三の入力にはフレーム内／フ
レーム間選択部５ａの出力が与えられる。切替器４ａの
出力は直交変換器６の入力と有効ブロック判定部１０１
の第一の入力に与えられる。直交変換器６の出力は量子
化器（Ｑ）７の入力と有効ブロック判定部１０１の第二
の入力に与えられる。量子化器７の出力は遅延器（Ｔ）
３ｃを介して切替器４ｂの第一の入力に与えられる。切
替器４ｂの第二の入力には零信号が与えられる。

【００１９】一方、量子化器７の出力は逆量子化器８に
も入力される。逆量子化器（Ｑ^-1）８の出力は逆直交変
換器９に入力されるとともに、有効ブロック判定部１０
１の第三の入力に与えられる。有効ブロック判定部１０
１の第四の入力にはフレーム内／フレーム間選択部５ａ
の出力が与えられる。有効ブロック判定部１０１の出力
は切替器４ｂの第三の入力に与えられる。切替器４ｂの
出力は可変長符号器１０２に入力され、可変長符号器
（ＶＬＣ）１０２の出力は図示していない復号器側へ伝
送される。

【００２０】逆直交変換器９の出力は切替器４ｃの第一
の入力に与えられる。切替器４ｃの第二の入力には零信
号が与えられ、切替器４ｃの第三の入力には有効ブロッ
ク判定部１０１の出力が与えられる。切替器４ｃの出力
は加算器１０の第一の入力に与えられ、加算器１０の出
力は動き補償予測器１１の第二の入力に与えられる。動
き補償予測器１１の出力は減算器２の第二の入力と切替
器１２の第一の入力に与えられる。切替器１２の第二の
入力には零信号が与えられ、切替器１２の第三の入力に
はフレーム内／フレーム間選択部５ａの出力が与えられ
る。切替器１２の出力は加算器１０の第二の入力に与え
られる。

【００２１】次に動作について説明する。入力信号は動
画像信号を複数画素分まとめてブロック化したものであ
る。この入力信号は入力端子１から供給されて、減算器
２において動き補償予測値との差分がとられ、フレーム
間予測誤差信号が得られる。この予測誤差信号と入力画
像信号は、フレーム間／フレーム内選択部５ａに送られ
る。このフレーム間／フレーム内選択部５ａは、各ブロ
ックをフレーム間で符号化するかフレーム内で符号化す
るかを示す制御信号を出力する。遅延器３ａおよび３ｂ
はフレーム間／フレーム内選択部５ａ内で生ずる遅延分
を補正するためのものである。切替器４ａはフレーム間
／フレーム内選択部５ａから出力される制御信号に基づ
き、フレーム間予測誤差信号、フレーム内信号のいずれ
かを選択して出力する。切替器４ａの出力は直交変換さ
れ、量子化される。量子化された変換係数は、遅延器３
ｃに入力されるとともに、逆量子化器８で逆量子化され
る。

【００２２】切替器４ａから出力される直交変換前の信
号と、量子化前の変換係数と、量子化・逆量子化された
変換係数とは、有効ブロック判定部１０１に送られる。
有効ブロック判定部１０１は各ブロックが有効ブロック
か無効ブロックかを示す制御信号を出力する。遅延器３
ｃは有効ブロック判定部１０１内で生ずる遅延分を補正
するためのものである。切替器４ｂは、有効ブロック判
定部１０１から出力される制御信号が有効ブロックを示
しているときには量子化された変換係数を、無効ブロッ
クを示しているときは零信号を選択して出力する。切替
器４ｂの出力は可変長符号器１０２で可変長符号化され
て、図示していない復号器側へ伝送される。

【００２３】一方、逆量子化器８の出力は、逆直交変換
器９で逆直交変換される。切替器４ｃは、有効ブロック
判定部１０１から出力される制御信号が有効ブロックを
示しているときは逆直交変換器９の出力を、無効ブロッ
クを示しているときは零信号を選択して出力する。この
切替器４ｃにより、復号器側で得られるのと同じ再生値
が得られる。加算器１０において、この再生値に動き補
償予測値を加えるか、零を加えるかは、先のフレーム間
／フレーム内選択部５ａからの制御信号により決定さ
れ、切替器１２で選択される。

【００２４】加算器１０から出力される信号は復号信号
であり、動き補償予測器１１の中に記憶され、以後の予
測符号化に使用される。動き補償予測器１１は、入力端
子１から供給される入力信号と、記憶されている復号信
号との比較により動き量を検出し、動き補償予測値を出
力する。

【００２５】フレーム内／フレーム間選択部５ａの動作
は、前記従来例のフレーム内／フレーム間選択部５と同
様である。すなわち、予測誤差の二乗和Ｓｍと、入力ブ
ロックの分散値Ｓｉとを用い、予め定めた閾値Ｔ２につ
いて、Ｓｍ≧Ｔ２でかつＳｍ＞Ｓｉの時には、入力画像
信号を選択して、フレーム内符号化を行うように制御
し、Ｓｍ＜Ｔ２またはＳｍ≦Ｓｉの時にはフレーム間予
測誤差信号を選択するよう制御する。

【００２６】有効ブロック判定部１０１は、フレーム内
／フレーム間選択部５ａから出力される制御信号がフレ
ーム間予測誤差信号の選択を示している場合に、予測誤
差信号の評価量と、量子化前の変換係数と量子化・逆量
子化された変換係数の誤差の評価量とから、各ブロック
が有効ブロックか無効ブロックかを判定する。例えば、
予測誤差信号の評価量Ｅｍとして予測誤差の二乗和を用
い、変換係数の量子化誤差の評価量Ｅｑとして量子化誤
差の二乗和を用いる。すなわち、ブロックの大きさをＮ
画素×Ｎライン（Ｎは自然数）とし、各ブロックの予測
誤差信号をｐ（ｉ，ｊ）（０≦ｉ，ｊ＜Ｎ；ｉ，ｊは整
数）、量子化前の変換係数をｄ（ｉ，ｊ）、量子化・逆
量子化後の変換係数をｄｑ（ｉ，ｊ）とすると、

【００２７】

【数１】

【００２８】

【数２】

【００２９】とする。

【００３０】一般に、直交変換の性質から、ｐ（ｉ，
ｊ）と、これを直交変換した変換係数ｄ（ｉ，ｊ）の間
には、

【００３１】

【数３】

【００３２】という関係が成り立つ。また、逆直交変換
器９の出力をｐｑ（ｉ，ｊ）とすると、ｄｑ（ｉ，ｊ）
はｐｑ（ｉ，ｊ）を直交変換したときの変換係数である
から、直交変換の線形性より、ｐ（ｉ，ｊ）−ｐｑ
（ｉ，ｊ）の直交変換がｄ（ｉ，ｊ）−ｄｑ（ｉ，ｊ）
となる。従って、

【００３３】

【数４】

【００３４】が成り立つ。よって、予測誤差信号の量子
化歪みｐ（ｉ，ｊ）−ｐｑ（ｉ，ｊ）は、変換係数の量
子化誤差の評価量Ｅｑで表わすことができる。そこで、
評価量Ｅｍが評価量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有
効ブロック、評価量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判
定すると、予測誤差信号を送らないことによる劣化より
量子化歪みの方が大きいときは無効ブロック、そうでな
いときは有効ブロックと判定される。ただし、フレーム
内／フレーム間選択部５ａから出力される制御信号がフ
レーム内符号化を示している場合は、すべてのブロック
を有効ブロックとする。

【００３５】既に述べたように、無効ブロックと判定さ
れた場合には切替器４ｂおよび４ｃにより、そのブロッ
クの変換係数および予測誤差信号が０に置き換えられる
ため、当該ブロックに関する予測誤差情報は送られな
い。

【００３６】なお、上記実施の形態１においては、予測
誤差信号の評価量Ｅｍとして予測誤差の二乗和を用い、
変換係数の量子化誤差の評価量Ｅｑとして量子化誤差の
二乗和を用いたが、評価量Ｅｍ、Ｅｑはこれに限るもの
ではなく、それぞれ、予測誤差、量子化誤差の、絶対値
和、絶対値の最大値、またこれらの値にオフセット値を
加えたものなど、大きさの指標となる評価量を用いるこ
とができる。

【００３７】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２による動画像符号化方式を示すブロック図であ
る。図中、図１と同一符号は同一または相当部分を示し
ている。図において、１は入力端子であり、入力端子１
から入力された画像信号は減算器２の第一の入力と遅延
器３ｂの入力とフレーム内／フレーム間選択部５ａの第
一の入力と動き補償予測器１１の第一の入力に与えられ
る。減算器２の出力は遅延器３ａに入力されるととも
に、フレーム内／フレーム間選択部５ａの第二の入力に
も与えられる。遅延器３ａの出力は切替器４ａの第一の
入力に与えられる。切替器４ａの第二の入力には遅延器
３ｂの出力が与えられ、切替器４ａの第三の入力にはフ
レーム内／フレーム間選択部５ａの出力が与えられる。
切替器４ａの出力は直交変換器６の入力と有効ブロック
判定部１０１の第一の入力に与えられる。直交変換器６
の出力は量子化器７の入力と有効ブロック判定部１０１
の第二の入力に与えられる。量子化器７の出力は遅延器
３ｃを介して切替器４ｄの第一の入力に与えられる。切
替器４ｄの第二の入力には零信号が与えられる。

【００３８】一方、量子化器７の出力は逆量子化器８に
も入力される。逆量子化器８の出力は遅延器３ｄに入力
されるとともに、有効ブロック判定部１０１の第三の入
力に与えられる。有効ブロック判定部１０１の第四の入
力にはフレーム内／フレーム間選択部５ａの出力が与え
られる。有効ブロック判定部１０１の出力は切替器４ｄ
の第三の入力に与えられる。切替器４ｄの出力は可変長
符号器１０２に入力され、可変長符号器１０２の出力は
復号器側へ伝送される。

【００３９】遅延器（Ｔ）３ｄの出力は切替器４ｅの第
一の入力に与えられる。切替器４ｅの第二の入力には零
信号が与えられ、切替器４ｅの第三の入力には有効ブロ
ック判定部１０１の出力が与えられる。切替器４ｅの出
力は逆直交変換器９を介して加算器１０の第一の入力に
与えられ、加算器１０の出力は動き補償予測器１１の第
二の入力に与えられる。動き補償予測器１１の出力は減
算器２の第二の入力と切替器１２の第一の入力に与えら
れる。切替器１２の第二の入力には零信号が与えられ、
切替器１２の第三の入力にはフレーム内／フレーム間選
択部５ａの出力が与えられる。切替器１２の出力は加算
器１０の第二の入力に与えられる。

【００４０】次に動作について説明する。この実施の形
態２による動画像符号化方式は、有効ブロック判定部１
０１の判定が無効ブロックを示している場合に、当該ブ
ロックの予測誤差の平均値のみを伝送する点が、実施の
形態１と異なる。すなわち、有効ブロック判定部１０１
から出力される制御信号が無効ブロックを示している場
合に、切替器４ｄと４ｅは、ＤＣ以外の変換係数を０に
置き換える。これにより、無効ブロックについては、ブ
ロックの予測誤差信号の平均値のみが伝送されることに
なる。なお、遅延器３ｃと３ｄは有効ブロック判定部１
０１内で生じる遅延分を補正するためのものである。

【００４１】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３による動画像符号化方式を示すブロック図であ
る。図中、図２と同一符号は同一または相当部分を示し
ている。図において、１は入力端子であり、入力端子１
から入力された画像信号は減算器２の第一の入力と遅延
器３ｂの入力とフレーム内／フレーム間選択部５ａの第
一の入力と誤差許容度演算部１０３と動き補償予測器１
１の第一の入力に与えられる。減算器２の出力は遅延器
３ａに入力されるとともに、フレーム内／フレーム間選
択部５ａの第二の入力にも与えられる。遅延器３ａの出
力は切替器４ａの第一の入力に与えられる。切替器４ａ
の第二の入力には遅延器３ｂの出力が与えられ、切替器
４ａの第三の入力にはフレーム内／フレーム間選択部５
ａの出力が与えられる。切替器４ａの出力は直交変換器
６の入力と有効ブロック判定部１０１ａの第一の入力に
与えられる。直交変換器６の出力は量子化器７の入力と
有効ブロック判定部１０１ａの第二の入力に与えられ
る。量子化器７の出力は遅延器３ｃを介して切替器４ｄ
の第一の入力に与えられる。切替器４ｄの第二の入力に
は零信号が与えられる。

【００４２】一方、量子化器７の出力は逆量子化器８に
も入力される。逆量子化器８の出力は遅延器３ｄに入力
されるとともに、有効ブロック判定部１０１ａの第三の
入力に与えられる。有効ブロック判定部１０１ａの第四
の入力には誤差許容度演算部１０３の出力が、第五の入
力にはフレーム内／フレーム間選択部５ａの出力が与え
られる。有効ブロック判定部１０１ａの出力は切替器４
ｄの第三の入力に与えられる。切替器４ｄの出力は可変
長符号器１０２に入力され、可変長符号器１０２の出力
は復号器側へ伝送される。

【００４３】遅延器３ｄの出力は切替器４ｅの第一の入
力に与えられる。切替器４ｅの第二の入力には零信号が
与えられ、切替器４ｅの第三の入力には有効ブロック判
定部１０１ａの出力が与えられる。切替器４ｅの出力は
逆直交変換器９を介して加算器１０の第一の入力に与え
られ、加算器１０の出力は動き補償予測器１１の第二の
入力に与えられる。動き補償予測器１１の出力は減算器
２の第二の入力と切替器１２の第一の入力に与えられ
る。切替器１２の第二の入力には零信号が与えられ、切
替器１２の第三の入力にはフレーム内／フレーム間選択
部５ａの出力が与えられる。切替器１２の出力は加算器
１０の第二の入力に与えられる。

【００４４】次に動作について説明する。この実施の形
態３による動画像符号化方式は、有効ブロック判定部１
０１ａの判定に、誤差許容度演算部１０３の出力が使わ
れる点が、実施の形態２と異なる。一般に、図４（ａ）
のような画像信号があった場合、図４（ｂ）のように、
平坦部に乗ったノイズは目立ちやすいが、エッジ部に乗
ったノイズは目立ちにくい。すなわち、同じ大きさのノ
イズでも、元の画像信号の特徴により、主観的に許容で
きる画質になる場合と許容できない画質になる場合とが
ある。そこで、誤差許容度演算部１０３は入力画像信号
から画面内の各画素がどの程度のレベルまで誤差を許容
できるかを示す誤差許容度を求める。

【００４５】図５は誤差許容度演算部１０３の一構成例
を示すブロック図である。図において、５０１は水平変
化度演算部、５０２は垂直変化度演算部、５０３は最小
値検出器、５０４は誤差許容度変換部である。まず、入
力画像は、水平変化度演算部５０１および垂直変化度演
算部５０２において、水平および垂直方向の変化度が各
画素毎に求められる。たとえば、入力画像信号をｇ
（ｘ，ｙ）（０≦ｘ＜Ｌ、０≦ｙ＜Ｍ；Ｌ、Ｍは画像の
水平、垂直方向の画素数）とすると、各画素（ｘ，ｙ）
について、水平変化度Ｃｈ（ｘ，ｙ）を

【００４６】

【数５】

【００４７】により求め、垂直変化度Ｃｖ（ｘ，ｙ）を

【００４８】

【数６】

【００４９】により求める。最小値検出器５０３は、水
平変化度と垂直変化度のうち小さい方、すなわち、Ｃ
（ｘ，ｙ）＝ｍｉｎ｛Ｃｈ（ｘ，ｙ），Ｃｖ（ｘ，
ｙ）｝を出力する。誤差許容度変換部５０４は、この変
化度Ｃ（ｘ，ｙ）を Ｄ（ｘ，ｙ）＝ｆ（Ｃ（ｘ，ｙ）） により誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）に変換する。ここで、ｆ
（ｚ）は図６のような特性をもつ関数である。従って、
変化度が小さいときには誤差許容度は小さく、変化度が
大きいときには誤差許容度は大きくなる。この誤差許容
度Ｄ（ｘ，ｙ）は有効ブロック判定部１０１ａに出力さ
れる。

【００５０】有効ブロック判定部１０１ａは、フレーム
内／フレーム間選択部５ａから出力される制御信号がフ
レーム間予測誤差信号の選択を示している場合に、予測
誤差信号の評価量Ｅｍと、変換係数の量子化誤差の評価
量Ｅｑとを求め、評価量Ｅｍが評価量Ｅｑ以上のときは
当該ブロックを有効ブロック、評価量Ｅｑ未満のときは
無効ブロックと判定する。このとき、予測誤差信号の大
きさの評価に、誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）を用いる。例え
ば、予測誤差信号の大きさから誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）
を差し引き、その二乗和を評価量Ｅｍとする。すなわ
ち、ブロックの大きさをＮ画素×Ｎライン（Ｎは自然
数）とし、各ブロックの予測誤差信号をｐ（ｉ，ｊ）
（０≦ｉ，ｊ＜Ｎ；ｉ，ｊは整数）、このブロックの誤
差許容度をＤｂ（ｉ，ｊ）＝Ｄ（ｘ０＋ｉ，ｙ０＋ｊ）
（ここで（ｘ０，ｙ０）は当該ブロックの左上の画素の
位置）とすると、

【００５１】

【数７】

【００５２】とする。これにより、予測誤差信号の評価
量Ｅｍは視覚特性を考慮した誤差の評価となる。評価量
Ｅｑは実施の形態１、２と同様に求める。有効ブロック
判定部１０１ａは、これらの評価量Ｅｍ、Ｅｑをもと
に、有効ブロック／無効ブロックの判定を行う。

【００５３】他の動作は実施の形態２と同様である。す
なわち、有効ブロック判定部１０１ａから出力される制
御信号が無効ブロックを示している場合に、切替器４ｄ
と４ｅは、ＤＣ以外の変換係数を０に置き換える。これ
により、無効ブロックについては、ブロックの予測誤差
信号の平均値のみが伝送されることになる。

【００５４】なお、上記実施の形態３においては、予測
誤差信号の大きさから誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）を差し引
き、その二乗和を評価量Ｅｍとしたが、予測誤差信号の
評価量Ｅｍはこれに限るものではなく、例えば、二乗和
の代わりに、絶対値和、絶対値の最大値を用いてもよ
い。また、誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）の用い方も、減算だ
けでなく、割り算で反映させてもよく、例えば、予測誤
差信号の大きさに誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）の逆数をかけ
た値の二乗和を評価量Ｅｍとしてもよい。

【００５５】また、誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）も、水平変
化度Ｃｈ（ｘ，ｙ）と垂直変化度Ｃｖ（ｘ，ｙ）の最小
値から求めることに限定されるものではなく、高域通過
フィルタの出力などを用いてもよい。

【００５６】また、上記実施の形態３においては、切替
器４ｄと４ｅは、ＤＣ以外の変換係数を０に置き換える
としたが、切替器４ｄと４ｅは、すべての変換係数を０
に置き換えるよう構成してもよい。

【００５７】さらに、上記実施の形態３においては、有
効ブロック判定部１０１ａが予測誤差信号の評価量Ｅｍ
と、変換係数の量子化誤差の評価量Ｅｑとから有効ブロ
ック／無効ブロックの判定を行なったが、有効ブロック
判定部１０１ａは、誤差許容度Ｄ（ｘ，ｙ）を用いて求
めた予測誤差信号の評価量Ｅｍのみを使って、有効ブロ
ック／無効ブロックの判定を行なってもよい。すなわ
ち、評価量Ｅｍが所定値以上のときは当該ブロックを有
効ブロック、所定値未満のときは無効ブロックと判定す
る。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、この発明による動画像符
号化方式は、画面間の予測符号化により得られる予測誤
差信号を、複数画素からなるブロックに分割し、ブロッ
ク毎に直交変換して量子化を行う符号化方式において、
ブロック単位で予測誤差信号の評価量Ｅｍと、変換係数
の量子化誤差の評価量Ｅｑを計算し、評価量Ｅｍが評価
量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有効ブロック、評価
量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判定する有効ブロッ
ク判定部を有し、無効ブロックと判定された場合には当
該ブロックに関する予測誤差情報は送らず、有効ブロッ
クと判定された場合には直交変換した後にその変換係数
を量子化し、非零信号が生じた場合には量子化された変
換係数値を伝送するので、歪みを最小にするという意味
で最適な有効ブロック判定を行う動画像符号化方式を得
ることができる。

【００５９】また、この発明による動画像符号化方式
は、ブロック単位で予測誤差信号の評価量Ｅｍと、変換
係数の量子化誤差の評価量Ｅｑを計算し、評価量Ｅｍが
評価量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有効ブロック、
評価量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判定する有効ブ
ロック判定部を有し、無効ブロックと判定された場合に
は当該ブロックの予測誤差の平均値のみを伝送し、有効
ブロックと判定された場合には直交変換した後にその変
換係数を量子化し、非零信号が生じた場合には量子化さ
れた変換係数値を伝送するので、歪みを最小にするとい
う意味で最適な有効ブロック判定を行う動画像符号化方
式を得ることができる。

【００６０】さらに、この発明による動画像符号化方式
は、入力画像信号から画面の各画素の誤差許容度を求め
る手段を有し、この誤差許容度をもとに上記予測誤差信
号の評価量Ｅｍを求めるので、視覚的な歪みを最小にす
るという意味で最適な有効ブロック判定を行う動画像符
号化方式を得ることができる。

【００６１】また、この発明による動画像符号化方式
は、入力画像信号から画面の各画素の誤差許容度を求め
る手段と、この誤差許容度をもとに予測誤差信号の評価
量Ｅｍを求め、評価量Ｅｍが所定値以上のときは当該ブ
ロックを有効ブロック、所定値未満のときは無効ブロッ
クと判定する有効ブロック判定部を有し、無効ブロック
と判定された場合には当該ブロックに関する予測誤差情
報は送らず、有効ブロックと判定された場合には直交変
換した後にその変換係数を量子化し、非零信号が生じた
場合には量子化された変換係数値を伝送するので、視覚
的に目立たない予測誤差の伝送を行なわず、符号量削減
のできる動画像符号化方式を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による動画像符号化
方式を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による動画像符号化
方式を示すブロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態３による動画像符号化
方式を示すブロック図である。

【図４】 実施の形態３による動画像符号化方式の動作
を説明するための、画像信号の波形図である。

【図５】 実施の形態３による動画像符号化方式の誤差
許容度演算部の一構成例を示すブロック図である。

【図６】 実施の形態３による動画像符号化方式の誤差
許容度の求め方を示す概念図である。

【図７】 従来の動画像符号化装置を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

２ 減算器、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 遅延器、４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄ 切替器、５ａ フレーム内／フレー
ム間選択部、６ 直交変換器、７ 量子化器、８ 逆量
子化器、９ 逆直交変換器、１０ 加算器、１１ 動き
補償予測器、１０１，１０１ａ 有効ブロック判定部、
１０３ 誤差許容度演算部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画面間の予測符号化により得られる予測
   誤差信号を複数画素からなるブロックに分割し、ブロッ
   ク毎に直交変換して量子化を行う符号化方式において、
   ブロック単位で予測誤差信号の評価量Ｅｍと、変換係数
   の量子化誤差の評価量Ｅｑを計算し、評価量Ｅｍが評価
   量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有効ブロック、評価
   量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判定する有効ブロッ
   ク判定部を有し、無効ブロックと判定された場合には当
   該ブロックに関する予測誤差情報は送らず、有効ブロッ
   クと判定された場合には直交変換した後にその変換係数
   を量子化し、非零信号が生じた場合には量子化された変
   換係数値を伝送することを特徴とする動画像符号化方
   式。
2. 【請求項２】 画面間の予測符号化により得られる予測
   誤差信号を複数画素からなるブロックに分割し、ブロッ
   ク毎に直交変換して量子化を行う符号化方式において、
   ブロック単位で予測誤差信号の評価量Ｅｍと、変換係数
   の量子化誤差の評価量Ｅｑを計算し、評価量Ｅｍが評価
   量Ｅｑ以上のときは当該ブロックを有効ブロック、評価
   量Ｅｑ未満のときは無効ブロックと判定する有効ブロッ
   ク判定部を有し、無効ブロックと判定された場合には当
   該ブロックの予測誤差の平均値のみを伝送し、有効ブロ
   ックと判定された場合には直交変換した後にその変換係
   数を量子化し、非零信号が生じた場合には量子化された
   変換係数値を伝送することを特徴とする動画像符号化方
   式。
3. 【請求項３】 入力画像信号から画面の各画素の誤差許
   容度を求める手段を有し、この誤差許容度をもとに上記
   予測誤差信号の評価量Ｅｍを求めることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の動画像符号化方式。
4. 【請求項４】 画面間の予測符号化により得られる予測
   誤差信号を複数画素からなるブロックに分割し、ブロッ
   ク毎に直交変換して量子化を行う符号化方式において、
   入力画像信号から画面の各画素の誤差許容度を求める手
   段と、この誤差許容度をもとに上記予測誤差信号の評価
   量Ｅｍを求め、評価量Ｅｍが所定値以上のときは当該ブ
   ロックを有効ブロック、所定値未満のときは無効ブロッ
   クと判定する有効ブロック判定部を有し、無効ブロック
   と判定された場合には当該ブロックに関する予測誤差情
   報は送らず、有効ブロックと判定された場合には直交変
   換した後にその変換係数を量子化し、非零信号が生じた
   場合には量子化された変換係数値を伝送することを特徴
   とする動画像符号化方式。