JPS61265985A

JPS61265985A - 動画像信号のフレ−ム間予測符号化方式とその符号化、復号化装置

Info

Publication number: JPS61265985A
Application number: JP60108638A
Authority: JP
Inventors: Akiji Furukawa; 古川　章治
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-05-20
Filing date: 1985-05-20
Publication date: 1986-11-25

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、画像信号のデジタル伝送に係わり、待に入力
動画像信号の動静領域別に異なる予測符号化、復号化を
行なうフレーム間予測符号化方式による高能率の帯域圧
縮伝送技術に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来、動画像信号に対するフレーム間予測符号化方式と
しては、飯温らによる「放送カラーテレビ信号用高品質
フレーム間符号化装置ｊ（電子通信学会画像Ｔ、学研究
会資料Ｃ３７８−５５）、にあるように、過去の画面を
フレームメモリに記憶しておき、これと入力画面の、対
応する位置の画素との間で、輝度振幅値の差分を求め、
更にこれを量子化し、ハフマン符号などに変換して伝送
する方法などが知られている。これらの方法では、伝送
路容量と発生情報量との整合を取るために、例えば動き
の激しい画像が入力された場合には、符号化する画素を
間引く所謂サブサンプルや、１フイ一ルド符号化を停止
するフィールド間引き（フィール゛トリピート）を行な
って発生情報量を抑える手段が取られる。符号化されな
かった画素は、受信側に於いて、伝送された画素の復号
信号を用いて補間することが必要であるが、このとき復
号画像の解像度が低下する。フレーム間符号化において
静止領域は、なんら情報を発生していないが、上述の方
法では、この静止領域の解像度も同時に低下してしまう
、という欠点があった。

（発明の目的）本発明は、復号画像の特に静止領域における画質劣化が
少なく、しかも高い圧縮率の得られる予測符号化方式を
供給する事を目的とする。

（発明の構成）本発明によれば、テレビジョン信号等の、動画像信号を
フレーム間予測符号化方式を用いて圧縮符号化するにあ
たり、動画像信号の動き領域と静止領域とを分離し、動
領域に含まれる画素に対してのみフィールド繰り返し行
なう、動画像信号のフレーム間予測符号化方式が得られ
る。

また、本発明によれば、動画像信号をフレーム間予測符
号化するにあたり、該動画像信号を動き領域と静止領域
に分離する手段、該分離結果を記憶する手段、該分離結
果が動である画素に対しては符号化を停止する手段、と
を有する動画像信号のフレーム間予測符号化装置が得ら
れる。

また、本発明によれば、動画像信号を予測復号化するに
あたり、動静情報と予測誤差情報を符号逆変換する手段
と、該動静情報が動であるときは、フレームメモリ内の
前フィールドの復号信号を読み出す手段、とを有する動
画像信号のフレーム間予測復号化装置が得られる。

（構成の詳細な説明）本発明に於いては、まず画像信号を動き領域と静止領域
に分離する。この分離方法は、例えば画面をある大きさ
のブロックに分割し、ブロック内の各画素のフレーム差
分値を求め、このフレーム差分値の絶対値が、いき値よ
り大きいものに対しその絶対値をブロック内で加算し、
この加算結果と定められた第２のいき値との大小比較に
より、該ブロックの原動外判定を行なう。さらにこの原
動外判定結果を、近傍のブロックに対する判定結果によ
って修正し、より正確な動静判定にすることができる。

但し、本発明に於いては、動静分離方法は他の方法でも
構わない。

次に、上述の得られた動静情報を用いて、フレーム間予
測符号化を行なう。

まず、ある画素が静止領域にある場合は通常のフレーム
間予測符号化を行なう。即ち、１フレーム前の同じ位置
の画素の輝度振幅値をもって予測信号とする。当然のこ
とであるが、動静情報が正しければ、静止領域からは、
フレーム間予測符号化においては、情報は発生しない。

ある画素が動領域にある場合には、動作は２通りある。

入力画像の動きが緩やかであったり、動領域の面積が小
であって、フレーム間予測による発生情報量が少ない場
合は、上述の静止領域の画素と同様に符号化する。これ
に対し、動きの激しい画像や動領域の面積の大きな画像
が入力された場合は、発生情報量を抑圧するために符号
化を停止し、その停止情報を伝送する。受信側では、符
号化停止情報を受は取った場合は、フレームメモリから
復号済みの１フイ一ルド時間前の画素の輝度振幅値を読
み、伝送されなかった画素の振幅値とする。

結果として、入力画像の動きの大小、激しさによって、
動領域にのみフィールドリピートの入る符号器、復号器
が実現される。

（発明の実施例）次に図を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明を用いた符号器の１実施を示すブロッ
ク図である。

線１０００より入力された動画像信号は、動静分離回路
１０と遅延回路１８へ供給される。まず動静分離回路１
０の一構成例について第３図を用いて説明する。

第３図において、線１０００．１０１１を介して供給さ
れる画像信号と、フレームメモリ３０に記憶された１フ
レーム遅延された画像信号は、減算５１１で差分がとら
れ、フレーム差分値として非線形回路３１へ出力される
。非線形回路３１はノイズにより発生する差分値を抑圧
するものであり、いき値より小さい振幅の入力に対して
出力をゼロにしたり抑圧したりする機能がある。ブロッ
ク内加算器３２は、絶対値算出部とラインメモリ、加算
器からなり、定められた大きさのブロック内の画素に対
してフレーム差分値の絶対値を加算し、比較器３３へ出
力する。比較器３３は、これが定められたしきい値を超
えた場合にこのブロックを動領域にあるブロックとし、
ブロック単位（あるいは画素単位）に動静情報は動なら
ば１、静ならば０で表して、線３３３４を介して記憶回
路３４へ出力する。

記憶回路３４は、これら原動外情報を、＆Ｗ制御情報に
従ってとりこみ記憶する。Ｒ／Ｗ制御回路３５は、記憶
回路３４に対して、書き込み時はブロック順次に行なわ
せるが、読み出し時は該当ブロックに対する動静情報の
他に、近傍のブロックに対する動静情報も出力し、論理
回路３６へ供給する。論理回路３６は、例えば１つのブ
ロックに隣接する８個のブロックに対する原動外情報が
定められた個数Ｍ個以上が動であった時は該１つのブロ
ックに対する原動外情報も動とするなど修正して線１０
１５を介して、第１図量子化制御回路１５へ出力する。

この論理回路３６は該ブロックに対する動静情報（０か
１）と、近傍のブロックに対する動静情報をアドレス入
力とするＲＯＭにより容易に実現できる。

第１図に戻って説明をつづける。量子化制御回路１５は
、動静情報と線１７１５を介してバッファメモリ１７か
ら供給されるバッファメモリ充足度を用いて、充足度が
設定されたしきい値より大でありかつ動領域であるとき
は、量子化停止信号１を、そうでないときは０を量子化
器１４、符号変換器１６、アドレス制御回路１９へ出力
する。

遅延回路１８は、入力動画像信号を適当な時間遅延させ
て減算器１１へ出力する。減算器１１は線１８１１を介
して供給される入力動画像信号から線１２１１を介して
供給される予測信号を減算して、その結果を予測誤差信
号として量子化器１４へ出力する。量子化器１４は線１
１１４を介して供給される予測誤差信号を量子化して符
号変換器１６および加算回路１３へ出力するが、量子化
制御回路１５より供給される量子化停止信号が１である
ときは、入力に拘らずＯを出力する。加算回路１３は、
線１２１３を介して供給される予測信号と線１４１３を
介して供給される量子化された予測誤差信号を加算して
、その結果を局部復号信号としてフレームメモリ１２へ
出力する。アドレス制御回路１９は、線１５１９を介し
て供給される量子化停止信号が、１のときは前フィール
ドに担当する読み出しアドレスを、０のときは前フレー
ムに担当する読み出しアドレスをそれぞれ発生し、フレ
ームメモリ１２へ出力する。フレームメモリ１２は、線
１３１２を介して供給される局部復号信号を１フレール
分記憶し、線１９１２を介して供給される読み出しアド
レスに従って、予測信号を減算器１１と加算器１３へ出
力する。

符号変換器１６は、線１４１６を介して供給される量子
化された予測誤差信号と、線１４１６を介して供給され
る量子化停止情報を、例えばハフマン符号などに可変長
符号化し、バッファメモリ１７へ出力する。バッファメ
モリ１７は、線１６１７より供給される符号化された予
測誤差信号と量子化停止情報を、一定の伝送速度で伝送
路２０００へ出力するとともに、バッファメモリ充足度
を線１７１５を介して量子化制御回路１５へ出力する。

次に第２図を用いて、復号器の一実施例を説明する。

伝送路２０００から供給される符号化された予測誤差信
号と量子化停止情報は、符号逆変換回路２０で逆変換さ
れ、量子化停止情報はアドレス制御回路１９へ、予測誤
差信号は加算回路１３へ出力される。

アドレス制御回路１９は、線２０１９を介して量子化が
停止状態にあること、即ちフィールドリピートモードで
あることが供給された場合は、前フィールドに相当する
読み出しアドレスを、そうでないときは、前フレームに
相当する読み出しアドレスをそれぞれ発生して、フレー
ムメモリ１２へ出力する。フレームメモリ１２は、復号
信号を１フレーム分記憶し、線１３１２Ｒを介して供給
される読み出しアドレスに従って、これを予測信号とし
て加算回路１３へ出力する。加算回路１３は、線１２１
３Ｒを介して供給される予測信号と、線２０１３を介し
て供給される予測誤差信号を加算して、復号信号を得、
出力端３０００および、線１３１２Ｒを介してフレーム
メモリ１２へ出力する。

（発明の効果）以上、本発明によれば、特に静止領域で解像度が低下せ
ず、画質劣化が少なくしかも圧縮効率の高いフレーム間
予測符号化方式が実現され、この発明を供給する意義は
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を用いた符号器を表わすブロック図、
第２図は、本発明を用いた復号器を表わすブロック図、
第３図は動静分離回路の一構成例を示すブロック図であ
る。図中、１０：動静分離回路、１１：減算器、１２：フレームメ
モリ、１３：加算回路、１４：量子化回路、１５：量子
化制御回路、１６：符号変換回路、１７：バッファメモ
リ、１８：遅延回路、１９ニアドレス制御回路、２ｏ：
符号逆変換回路、３０：フレームメモリ、３１；非線形
回路、３２ニブロツク内加算器、３３：比較器、３４：
記憶回路、３５：Ｒ／Ｗ制御回路、３６：論理回路、を
それぞれ表わす。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）テレビジョン信号等の、動画像信号をフレーム間
予測符号化方式を用いて圧縮符号化するにあたり、動画
像信号の動き領域と静止領域とを分離し、動領域に含ま
れる画素に対してのみフィールド繰り返し行なうことを
特徴とする、動画像信号のフレーム間予測符号化方式。
（２）動画像信号をフレーム間予測符号化するにあたり
、該動画像信号を動き領域と静止領域に分離する手段、
該分離結果を記憶する手段、該分離結果が動である画素
に対しては符号化を停止する手段、とを有することを特
徴とする、動画像信号のフレーム間予測符号化装置。
（３）動静情報と予測誤差情報を符号逆変換する手段と
、該予測誤差情報と予測信号とを用いて動画像を予測復
号化する手段と、該動静情報が動であるときはフレーム
メモリ内の前フィールドの復号信号を、静であるときは
前フレームの復号信号を予測信号として出力する手段、
を有することを特徴とする動画像信号のフレーム間予測
復号化装置。