JPS6115485A - 画像符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は画像符号化方式に関し、特に動画像伝送におけ
る冗長度抑圧符号化方式に関するものである。

（従来の技術） テレビジョン画像をディジタル信号として伝送する場合
、１画素を８ビツトで量子化すると良好な画品質が得ら
れるが、伝送すべきデータ量が多くなり広帯域の通信回
線を必要としている。そこで簡易的に画像を表現するた
めに４ビツト、即ち１６階階調度で量子化することが考
えられる。これに冗長度抑圧符号化（以下符号化と呼ぶ
。）を施すことにより、更にデータ量を減らすことが可
能である。

従来このような階調画像の符号化方式として、例えば特
開昭５７−６８９７３号公報に記載されているように階
調を表わすビット列のうちから同じ重みを示す列を取り
出し、これを一つの画像、即ちビットプレーンと看なし
、各ビットプレーンに対して１次元又は２次元符号化を
施す方式があり、この方式に前記のような動ｉ像に適用
することができる。

また、電子通信学会技術研究報告Ｃ３８１−８７に記載
されているように、画像の中で動いている部を検出し、
近傍の相関の強いブロックとの間で符号化を行う方法が
ある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前者の符号化方式では、画面のうちほと
んどの部分が静止し、一部分のみが動いているような画
像、例えば人物像のうち腕のみが動いているような画像
に対して符号化を施した場合、画像の大部分を占める静
止画像部に対してもフレーム毎に符号化することになり
、冗長な符号−が発生する欠点がある。また、後者の符
号化方式では、ハードウェアが大規模となる欠点を有し
ている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は２Ｎレベルの階調の入力動画像に対して、Ｎピ
ッ゛トの重みの各ビット毎に１次元符号化及び２次元符
号化の少なくとも一方を適用する画像符号化方式におい
て、１画面を予め決められた大きさのブロックに分割し
、各々のブロックに対して現在のフレームと該フレーム
の直前のフレームとの間の画像変化量に基づいて該ブロ
ック内で画像の動きがあるか否かを判定する判定手段と
、該判定手段の判定結畢に基づいて２次元符号化を施す
際に前記現在のフレームの符号化する符号行に対応して
参照する参照行を、動きありと判定された場合は該符号
行の直前の行とし、うごきなしと判定された場合は前記
直前のフレーム内で該符号行と同一位置の行とするよう
に選択する選択手段とを有し、前記各手段による動作を
Ｎビットに順次適用することを特徴とする画像符号化方
式である。

（作用） 本発明によれば、以上のように画像符号化方式を構成し
たので、技術的手段は次のように作用する。判定手段は
画像のうち静止部分か動きのある部分かを判定する。選
択手段は判定された静止部２０分に対して、符号化され
る現在のフレーム画像と直前のフレーム画像とはほぼ一
致していると考えられるため、現在のフレーム内で符号
化される行と、その直前の行との間で２次元符号化を施
すより高い符号化効率が得られる直前フレームの同゛−
行を選択するように働く。また、選択手段は動きのある
部分に対して、直前フレームの同一行との間より現在フ
レームの直前の行との間の方が相関が高いので高い符号
化率が得られる現在フレームの直前の行を選択するよう
に働く。以上の各手段がＮビットに対して順次動作する
ように働き、従って前記問題点が解決できるのである。

（実施例） 本発明による実施例を添付図面を用いて説明する。

第１図は本発明による画像符号化回路の実施例を示すブ
ロック図である。本実施例では説明を簡単にするため入
力画像信号を４階調２ビットの画像信号と仮定し、その
画像信号は水平及び垂直方向にそれぞれ５１２画素とし
て、白をＯＯ１黒を１１で表現するものとする。また、
注目するフレームの直前のフレームの画像を第３図で説
明する。第３図（ア）は原画像、第３図（イ）及び（つ
）はそれぞれ上位及び下位ビットプレーンが１である部
分のみが斜線で図示されている。同様に、第４図（ア）
乃至（つ）は注目する現在のフレームの画像及び各ビッ
トプレーンの内容を示した図である。第５図（ア）は第
３図（イ）及び第４図（イ）の上位ビットプレーンの画
像間で排他的論理和をとった画像を示す。同様に第５図
（イ）は第３図（つ）及び第４図（つ）の下位ビットプ
レーンの画像間で排他的論理和をとった画像を示す。以
上の画像では柱時計の振り子の部分のみが動いており、
その他の部分は静止しているものとする。

４階調２ビットに量子化された入力画像信号は下位ビッ
ト画像信号と上位ビット画像信号に分けて、それぞれ別
の平面（ビットプレーン）として扱われ、現在のフレー
ム（以下、現フレームと呼ぶ。）を記憶する現フレーム
メモリ１の下位ビットプレーン１８及び上位ビットプレ
ーン１．に書き込まれる。タイミング制御回路１３から
出力されたタイミング制御信号によりこの書き込まれた
情報を読み出し、また、この情報を前回、即ち１フレー
ム前の前フレーム情報として前フレームメモリ２の下位
ビットプレーン２２１及び上位ビットプレーン２ｂに書
き込んだ後、同様に、次の入力画像信号が、現フレーム
メモリ１の下位ビットプレーン１ａ及び上位ビットプレ
ーン１ｂに書き込まれる。

このように、書き込まれた後、各フレームメモリ１及び
２の内容から画像中の動きの有無を判定回路５で判定さ
れる。セレクタ３及び４はタイミング制御回路１３から
のビットプレーン切換信号により、それぞれ現フレーム
メモリ１及び前フレームメモリ２の下位ビットプレーン
１ａ及び２ａ又は上位ビットプレーン１ｂ及び２ｂの内
容を選択し、判定回路５へ出力している。この判定の詳
細を第２図の判定回路５を詳細に示したブロック図によ
り説明する。水平方向の１走査線５１２画素を３２画素
毎の１６ブロツクに分割し、各々のブロック毎に動きの
有無を判定する。まず、タイミング制御回路１３からの
ビットプレーン切換信号により両フレームメモリ１及び
２の上位ビットプレーン１ｂ及び２ｂの出力をセレクタ
３及び４に選択させ、各々のブロック毎に排他的論理和
回路５ａで上位ビットプレーン１．及び２．の排他的論
理和がとられる。第３図及び第４図に示したフレーム画
素間で演算すると、第５図（ア）の上位ビットプレーン
を示す振り子の部分が出力される。その出力をカウンタ
５ｂで１ブロツク内の排他的論理和が１となった画素数
を数え、その結果をメモリ５ｃに格納される。１走査線
分１６ブロツクの計数が終了すると、ビットプレーン切
換信号によりセレクタ３及び４を両メモリ１及び２の下
位ビットプレーン１ａ及び２ａの出力に選択させ、同様
に排他的論理和回路５ａで各ブロック毎に下位ビットプ
レーン１ａ及び２ａの排他的論理和がとられる。第３図
及び第４図に示したフレーム画素間で演算すると、第５
図（イ）の下位ビットプレーンを示す振り子の部分が出
力される。その出力をカウンタ５ｂで各ブロックの排他
的論理和が１となる画素数を数える。各ブロックの計数
終了毎にメモリ５ｃに記憶されている同一位置にあるブ
ロックの上位ビットプレーンのカウント数を読み出し、
両者のビットプレーンの各ブロックの和を加算器５ｄで
演算し、その加算結果は比較器５ｅに入力され、予め定
められた固定閾値より大きいか否かを判定される。

固定閾値より大きいとき、その比較結果は１となり、小
さいときはＯとなる。以上の回路動作により第５図（ア
）及び（イ）に図示した各々のビットプレーンの黒画素
数がブロック毎に合計され、判定回路５の出力値が１の
ときはそのブロック内で動きがあったと判定され、０の
ときは動きがなかったと判定される。

１走査線の前ブロックの判定が終了した時点で、タイミ
ング制御回路１３のタイミング制御信号により現フレー
ムの符号化を行う。まず、現フレームメモリ１の上位ビ
ットプレーン１．より最初の１走査線の画像信号を読み
出し、符号行メモリ７にこの信号を書き込む。モディフ
ァイド・リード（ＭＲ）符号化方式で定められているよ
うにに行（Ｋは整数）に１回は１次元符号化、即ちモデ
ィファイド・ハフマン（ＭＨ）符号化を行い、残るに一
１行を２次元符号化し、これをくり返す。本実施例では
Ｋを５１２とする。ＭＲ符号化回路１０は最初の１行に
対しては符号行メモリ７に記憶されている画像のみを用
いてＭＨ符号化を行い、その結果の情報をセレクタ１１
を通して伝送用バッファメモリ１２に書き込む。次に、
タイミング制御回路１３のタイミング制御信号により判
定回路５は第２行目の各ブロックについて動きの有無判
定を行い、その判定結果を判定結果メモリ６に記憶させ
る。次に上位ビットプレーン１ｂからその上位ビットプ
レーンの第２行目の画像を読み出し、セレクタ３を介し
て符号行メモリ７へ書き込んだ後、判定結果メモリ６内
に記憶されている各ブロック内の動きの有無を表わす情
報をブロックモード信号としてセレクタ１１を介して伝
送用バッファメモリ１２へ書き込む。このとき同時にタ
イミング制御回路１３は判定結果メモリ６内の動きの有
無情報にしたがってセレクタ制御信号を出力してセレク
タ８を制御し、動きありのブロックでは上位ビットプレ
ーン１ｂ内の現フレームの前行、即ち第１行の画像を、
動きなしのブロックでは上位ビットプレーン２．内の前
フレームの第２行目の画像を読み出し、参照行メモリ９
に書き込む。１行１６ブロツクの書き込みが終了すると
ＭＲ符号化回路１０は参照行メモリ９と符号行メモリ７
の内容を用いて１行分のＭＲ符号を作成し、セレクタ１
１を介して伝送用バッファメモリ　１２に書き込む。

以上の動作を５１２行分くり返し、上位フレームの符号
化を終了する。同様に、下位フレームについても、第１
行目は現フレームの下位フレームの第１行目をＭＨ符号
化し、第２行目から第５１２行目までは判定結果メモリ
６に記憶されている動きの有無の判定結果にしたがって
セレクタ４を切り換えて前フレーム同一行又は現フレー
ム前行のいずれかを参照行メモリ９に書き込む。その参
照行メモリ９に記憶されている参照行と、符号化メモリ
７で記憶されている現フレームの符号化する行とを用い
てＭＲ符号化を実行し、伝送用メモリ１１に書き込まれ
る。

このようにして、伝送用メモリ１１内に書き込まれた符
号１フレ一ム分の例を第６図に示す。

以上の実施例では１走査線毎にブロックに分割し、動き
の有無を判定していたが、一般に動きのある部分はある
程度かたまっており、走査線間での相関は高いと思われ
るので、１フレーム内の各ブロックを３２画素×３２走
査線のように２次元にとり、このブロック単位で動きの
有無を判定してもよい。この場合の符号化結果の符号例
を第７図に示す。

また、動きの有無を判定する判定回路５では上位ビット
プレーン１．及び２．と下位ビットプレーン１８及び２
ａとの排他的論理和をとって判定していたが、上位ビッ
トプレーンのみで判定してもよい。また、上位ビットプ
レーンで動きの有無の判定を行い、その判定結果にした
がって符号化した後、同様に下位ビットプレーンで動き
の有無の判定を行い、その判定結果にしたがって符号化
してもよい。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように動きがあるブロックに対し
ては参照行を直前行として、同一フレーム内で二次元符
号化し、動きのないブロックに対しては参照行を直前フ
レームの同一位置の行として、２フレ一ム間で２次匹符
号化するように切り換えているので、画面内で静止して
いる部分と動きのある部分とが混在する場合でも効率よ
く伝送できる利点がある。また狭い帯域幅の伝送路を用
いて動画像を伝送する際に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像符号化回路の一実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図の判定回路を詳細に示した
ブロック図、第３図（ア）乃至（つ）は符号化されるフ
レームの直前のフレーム画像例とその上位及び下位ビッ
トプレーンを示す図、第４図（ア）乃至（つ）は符号化
されるフレーム画像例とその上位及び下位ビットプレー
ンを示す図、第５図（ア）及び（イ）は第３図及び第４
図の画像間で排他的論理を実行したときの上位及び下位
ビットプレーンの画像を示す図、第６図は本発明の一実
施例により符号化された例を示す図、第７図は本発明の
他の実施例により符号化された例を示す図である。 １−−一現フレームメモリ、 ２−シー前フレームメモリ、 ３．４，８，１１−一一セレクタ、５−ｍ−判定回路、
６−−−判定結果メモリ、　７一−−符号行メモリ、９
−ｍ−参照行メモリ、 １０−ｍ−モディファイドリード符号化回路、１２−ｍ
−伝送用バッファメモリ、 １３−ｍ−タイミング制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２＾Ｎレベルの階調の入力動画像に対して、Ｎビットの
   重みの各ビット毎に１次元符号化及び２次元符号化の少
   なくとも一方を適用する画像符号化方式において、１画
   面を予め決められた大きさのブロックに分割し、各々の
   ブロックに対して現在のフレームと該フレームの直前の
   フレームとの間の画像変化量に基づいて該ブロック内で
   画像の動きがあるか否かを判定する判定手段と、該判定
   手段の判定結果に基づいて２次元符号化を施す際に前記
   現在のフレームの符号化する符号行に対応して参照する
   参照行を、動きありと判定された場合は該符号行の直前
   の行とし、動きなしと判定された場合は前記直前のフレ
   ーム内で該符号行と同一位置の行とするように選択する
   選択手段とを有し、前記各手段による動作をＮビットに
   順次適用することを特徴とする画像符号化方式。