JPS63269882A - Compensating circuit for average value predicting movement - Google Patents
Compensating circuit for average value predicting movementInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は２画像符号化復号化装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a two-image encoding/decoding device.
第３図は従来の画像符号化伝送装置の送信部を示すブロ
ック図であ９２図において、（２）は動き補償回路、（
６）は差分器、（８）は符号化復号化回路、ａυは加算
器、α謙はフレームメモリである。FIG. 3 is a block diagram showing a transmitting section of a conventional image encoding and transmitting device. In FIG. 92, (2) is a motion compensation circuit;
6) is a differencer, (8) is an encoding/decoding circuit, aυ is an adder, and α is a frame memory.
次に第４図は、動き補償回路（２）における動きベクト
ル検出部を示すブロック図でちゃ、ｕ４は差分器、ａｅ
は歪演：Ｊｌ器、α樽は比較器である。Next, FIG. 4 is a block diagram showing the motion vector detection section in the motion compensation circuit (2), where u4 is a differencer, ae
is a distortion effect: Jl device, α barrel is a comparator.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
動き補償回路（２）では、ディジタル変換済入力画像信
号（１）とフレームメモリ０に記憶されている前フレー
ムの再生信号（３）とを用いて、所定の大きさのＮｊＸ
Ｎ２画素ブロック（Ｎｌ、Ｎ２は正の整数）を単位とし
て入力信号のブロックと最も近いパターンを持つブロッ
クを前フレーム信号の中から検出し、この検出されたブ
ロックの信号を予測信号（４）として出力するとともに
ブロックの位置と当該入力信号のブロックとの位置ずれ
である動きベクトルを示すインデックス情報（５）を受
信側へ伝送する。The motion compensation circuit (2) uses the digitally converted input image signal (1) and the reproduction signal (3) of the previous frame stored in the frame memory 0 to calculate NjX of a predetermined size.
A block with a pattern closest to the block of the input signal is detected from the previous frame signal in units of N2 pixel blocks (Nl, N2 is a positive integer), and the signal of this detected block is used as the predicted signal (4). At the same time, index information (5) indicating a motion vector, which is a positional deviation between the position of the block and the block of the input signal, is transmitted to the receiving side.
以下、第４図に２いて動きベクトル検出方法の一例を示
す。An example of a motion vector detection method is shown in FIG. 4 below.
ここで、入力信号ブロックを８ｔｌ＋、前フレーム信号
ブロックを１３’ｉ ｔ３１とし探索するブロックの個
数をＬ（Ｌ、は正の整数）、ブロック間マツチング歪を
ｄｌ ｕ７１． Ｋ−ＮＩ ＸＮ２ とする。Here, the input signal block is 8tl+, the previous frame signal block is 13'i t31, the number of blocks to be searched is L (L is a positive integer), and the inter-block matching distortion is dl u71. Let it be K-NI XN2.
ｄ１講Σ＋８３ ８’ｇｌ を冨１〜Ｌ１ツ１
上式に基づいて差分１１ｓｔＩ４および歪演算、５ｕｅ
により求めたｄｉｔ１７１の中から比較器α碍によシマ
ノチング歪が最も小さい値となるブロックを検出し該ブ
ロック１８号をブロック単位で前記予測信号（４）とす
るとともに、このブロックの動きベクトルのインデック
ス（５）を出力する。ただし、第４図は歪演算および比
較処理を各探索ブロック毎にシリアル処理とすることで
ハード構成を簡潔にした場合を示す。d1 course Σ+83 8'gl to 1 to L1 1 Difference 11stI4 and distortion calculation based on the above formula, 5ue
The block with the smallest Shimanotching distortion is detected by the comparator α from among the dit171 obtained by Output index (5). However, FIG. 4 shows a case where the hardware configuration is simplified by serially processing the distortion calculation and comparison processing for each search block.
また、探索ベクトルの配置の一例を第５図に示す。Further, an example of the arrangement of search vectors is shown in FIG.
以上のようにして求めた予測信号（４）と入力信号（１
）との差分をとり、該差分信号（７）を符号化復号化回
路（８）により符号化した後、符号化情報（９）を受信
側へ伝送するとともに該符号化情報を復号した差分復号
信号ｕｌと前記予測信号（４）との力Ω算をとり再生信
号ｕカを得る。この再生信号Ｕ′ＩＪはフレームメモリ
惺ｊで１フレ一ム分記憶された後２次回符号化時に前フ
レーム再生信号（３）として読み出される。The predicted signal (4) obtained as above and the input signal (1
), the difference signal (7) is encoded by the encoding/decoding circuit (8), and then the encoded information (9) is transmitted to the receiving side and the encoded information is decoded. A force Ω calculation is performed between the signal ul and the predicted signal (4) to obtain a reproduced signal u. This reproduced signal U'IJ is stored for one frame in the frame memory 5j, and then read out as a previous frame reproduced signal (3) at the time of secondary encoding.
な２．符号化復号化回路では、前記差分信号（７）の大
きさがある所定のしきい値より犬のときのみ符号化を行
ない、それ以外の場合は画素補充（符号化を行なわず前
記差分再生信号を０とすることにより前記予測信号（４
）の値が前記再生信号１１３の値となる）を行なうこと
により発生情報量を抑制する。2. In the encoding/decoding circuit, encoding is performed only when the magnitude of the difference signal (7) is a dog than a certain predetermined threshold, and in other cases, pixel replenishment (no encoding is performed and the difference reproduction signal is By setting 0 to 0, the predicted signal (4
) becomes the value of the reproduced signal 113), thereby suppressing the amount of generated information.
従来の動き補償装置は以上のように構成されているので
、探索ベクトル数が限られて２シ、そのた０画像の動き
量が大きい場合探索範囲を越えてしまい最適な動き補償
ができない、また前フレーム信号の画質が低Ｆしている
場合やシーンチェンジの場合、フレーム間マツチング精
度が悪く予測誤差信号成分の抑圧幼果がなく発生慣−４
，７の増加および画質の劣化が起こるという問題点があ
った。Since the conventional motion compensation device is configured as described above, the number of search vectors is limited to 2, and if the motion amount of the zero image is large, the search range will be exceeded and optimal motion compensation cannot be performed. When the image quality of the previous frame signal is low F or when there is a scene change, the inter-frame matching accuracy is poor and there is no suppression of the prediction error signal component, which may occur.
, 7 and deterioration of image quality.
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９画像の動きが大きい一合やシーンチェンジの
場合においても、予測誤差成分を抑圧し１発生情報量の
抑圧および画質の劣化防止ができる画像符号化伝送装置
を得ることを目的とする。This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and even in the case of a large movement of images or a scene change, the prediction error component is suppressed, the amount of generated information is suppressed, and the image quality deteriorates. It is an object of the present invention to obtain an image encoding and transmitting device that can prevent the above problems.
この発明に係る動き補償回路は、前フレーム信号谷探索
ベクトルの位置のブロックの他に入力ブロック信号の平
均値をスカラ量子化した値をブロック内画素の値とする
平均値ブロックをマツチング対象ブロックにカロえたも
ので、該平均値ブロックが選択された場合、量子化平均
値のレベルを示すインデックス情報を伝送するようにし
たものである。In addition to the block at the position of the previous frame signal valley search vector, the motion compensation circuit according to the present invention matches an average value block whose pixel value in the block is a value obtained by scalar quantization of the average value of the input block signal as a matching target block. When the average value block is selected, index information indicating the level of the quantized average value is transmitted.
この発明に詮ける動き補償回路は、現フレームと前フレ
ームとの相関がシーンチェンジ等により低下した場合、
現入力ブロック信号と該ブロックの平均値との相関の方
が高くなシこの場会該平均値を予測信号とすることによ
り予測誤差成分を抑圧する。The motion compensation circuit according to the present invention, when the correlation between the current frame and the previous frame decreases due to a scene change, etc.
If the correlation between the current input block signal and the average value of the block is higher, the prediction error component is suppressed by using the average value as the prediction signal.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図において、ＣＩＧは入力ブロック信号の平均値を
童子化する童子化器、＠は前フレームブロック信号とブ
ロック内画素が００ブロツク（以Ｆ。In FIG. 1, CIG is a doji converter that converts the average value of the input block signal, and @ is the previous frame block signal and the pixels in the block are 00 blocks (hereinafter referred to as F).
０７”ロックと呼ぶ）と平均値ブロックを処理タイミン
グによシ切替えて出力するブロックセレクタ。07" A block selector that switches and outputs the average value block (referred to as "lock") depending on the processing timing.
（ト）は動きベクトルインデックスと童子化レベルイン
デックスを切替えて出力するインデックスセレクタであ
る。（１）〜α・は従来と同一である。(G) is an index selector that switches and outputs a motion vector index and a doji-ized level index. (1) to α· are the same as before.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
第１図において、ブロック間マツチング歪演算２よび比
較演算は探索ベクトル数をＬ（Ｌは正の整数）とした場
合、１人カブロックにつ＠（Ｌ＋２）回のシリアル処理
で終了する。処理手順の実施例を第２図に示す。In FIG. 1, when the number of search vectors is L (L is a positive integer), the inter-block matching distortion calculation 2 and the comparison calculation are completed by serial processing @(L+2) times for one person's block. An example of the processing procedure is shown in FIG.
ここで、入力ブロック信号（１）を互＝（Ｓｌ、Ｓ２＊
・・・。Here, the input block signal (1) is mutually = (Sl, S2*
....
８Ｋ） 、参照ブロック信号＠をも”’ （”１１−
ｄｌ ２ 、 、、。8K), reference block signal @”' (”11-
dl 2 , , .
ｌ工え）トＬ、 マツチング歪ｄ１の計算アルコリズ
ムは従来と同一である。The calculation algorithm for L and matching distortion d1 is the same as the conventional one.
まず、１回目の処理ではブロックセレクタ（至）は０ブ
ロツクを出力する。その場合、歪演算６四の出力αηは
以下の式となり、この値は入力信号ブロックの平均値ｍ
となる。ただし、マツチング歪演算は輝度信号のみ用い
るものとする。First, in the first processing, the block selector (to) outputs 0 block. In that case, the output αη of the distortion calculation 64 becomes the following formula, and this value is the average value m of the input signal block
becomes. However, the matching distortion calculation uses only the luminance signal.
ｍ＝Σ１８ｊ−Ｏｆ
ｊ＝１
；Σ８ｊ
ｊ＝１
この平均％ｆｍはｔ子化器■で量子化されその量子化平
均１１ ｍ ａがブロックセレクタ＠へ入力される。一
方、を子化平均値の量子化レベルを示す量子化インデッ
クス−〇がインデックスセレクタ（至）へ出力される。m=Σ18j−Of j=1;Σ8j j=1 This average % fm is quantized by the t-enabler ①, and the quantized average 11 m a is input to the block selector @. On the other hand, a quantization index -0 indicating the quantization level of the child average value is output to the index selector (to).
ここでｔ子化レベル数をＭ（Ｍは正の整数）とし、各レ
ベル毎に量子化インデックスとして（Ｌ＋１）から（Ｌ
＋Ｍ ）を割当てる。Here, the number of t childization levels is M (M is a positive integer), and the quantization index for each level is from (L+1) to (L
+M).
次に、２回目の処理でブロックセレクタ（至）から前記
を子化平均値企をブロック内各画素の値とする平均値ブ
ロック宜を出力する。このときの歪演算６四の出力αη
は次式となり、この１直をａＯとすここで、前ｉ己平均
１直ブロックのベクトルインデックスとして０を与える
。Next, in the second processing, the block selector (to) outputs the average value block value in which the child average value value is the value of each pixel in the block. At this time, the output αη of distortion calculation 64
is the following equation, where this one-direction is aO, and 0 is given as the vector index of the previous i average one-direction block.
３回目以降の歪演算および比較演算は従来と同様に行な
う。即ち、ブロックセレクタ（ハ）は前フレームブロッ
クをｊ＠次出出力る。The third and subsequent distortion calculations and comparison calculations are performed in the same manner as before. That is, the block selector (c) outputs the previous frame block j@th time.
最終的に比較器αａの出力Ｏ１は、ｄｏからｄＬの（Ｌ
＋１）１ｉ！］のマツチング歪の中で最小のマッチング
歪を与えるブロックのインデックスα■を出力する。こ
のときの％参照ブロックに対応するベクトルインデック
スは４２図に示すように割当てるものとする。Finally, the output O1 of the comparator αa is (L
+1)1i! ] Outputs the index α■ of the block that gives the minimum matching distortion among the matching distortions. At this time, the vector index corresponding to the % reference block shall be assigned as shown in FIG.
インデックスセレクタ（至）では、比較器出力インデッ
クス（１９が口の場合、即ち、平均値ブロック宣が選択
された場会、新たに前記量子化平均値台の量子化レベル
を示すｔ子化インデックス（（Ｌ＋１）から（Ｌ＋Ｍ
）の値を取る）をベクトルインデックス（５）として出
力し、それ以外の場合は、比較器出力インデックスα９
の値をそのままベクトルインデックス（５）として出力
する。In the index selector (to), if the comparator output index (19) is the first, that is, when the average value block declaration is selected, the t childization index (to) that newly indicates the quantization level of the quantization average value platform is set. (L+1) to (L+M
) is output as the vector index (5), otherwise the comparator output index α9
The value of is output as is as a vector index (5).
なお、上記実施例では、ブロック間マツチング歪として
差分絶対値オｌを用いたものを示したが。In the above embodiment, the absolute difference value 1 is used as the inter-block matching distortion.
代わ９にユークリッドノルムを用いてもよく、また、谷
参照ブロックにおけるマツチング歪に重みづけを行ない
、ｔ！＃足の参照ブロックの凌先度を高めることもｏ７
能である。Alternatively, the Euclidean norm may be used, and the matching distortion in the valley reference block is weighted, and t! # It is also possible to increase the advance of the foot reference block o7
It is Noh.
以上のように、この発明によれば動き補償回路において
、ブロック間マツチングにおいて入力ブロック信号の平
均値を取り入れることにより１画像の動き濾が大きい場
合やシーンチェンジの場合においてもハードウェア規模
の増大や処理時間の増大をきたすことなく、予測誤差信
号の抑圧を行ない、その結果１発生情報量削減もしくは
画品質向上の効果がある。As described above, according to the present invention, in the motion compensation circuit, by incorporating the average value of input block signals in inter-block matching, the hardware scale can be increased even when the motion compensation of one image is large or in the case of a scene change. The prediction error signal is suppressed without increasing the processing time, resulting in the effect of reducing the amount of information generated or improving the image quality.
第１図はこの発明の一実施例による動き補償回路の内部
構成を示すブロック図、第２図はこの発明の一実施例に
おける動き補償回路の処理手順を示す説明図、第３図は
従来の画像符号化伝送装置の送信部ブロック図、第４図
は従来の動き補償回路の内部構成を示すブロック図、第
５図は従来の動き補償回路における探索ベクトルの配置
図でちる。図において、 Ｃ１４は差分器、ａｅは歪演
算器、α樽は比較器、ＯＩは量子化器、（至）はブロッ
クセレクタ。
（至）はインデックスセレクタである。
なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of a motion compensation circuit according to an embodiment of the invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the processing procedure of the motion compensation circuit according to an embodiment of the invention, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of a conventional motion compensation circuit, and FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of search vectors in the conventional motion compensation circuit. In the figure, C14 is a differencer, ae is a distortion calculator, α barrel is a comparator, OI is a quantizer, and (to) is a block selector. (to) is an index selector. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (4)
クに分割しこの入力ブロック信号と前記ブロック単位で
生成されるフレーム間予測信号との差分信号に対し符号
化処理を行なう画像符号化伝送装置において、前記ブロ
ック単位予測信号生成を行なう回路として、ブロック化
された入力信号ブロックと空間的同一位置にある前フレ
ームの画素ブロックに対してＬ種（Ｌは正の整数）の位
置変位（以下、動きベクトルと呼ぶ）を与えて得られる
前フレームブロックＬ個と前記入力信号ブロックの平均
値を量子化ステップ数Ｍレベル（Ｍは正の整数）にて量
子化しこの量子化平均値をブロック内画素の値とする平
均値ブロックとの計（Ｌ＋１）個のブロックを予測信号
ブロックの候補（以下、参照ブロックと呼ぶ）とし、所
定の計算方法で参照ブロックと前記入力信号ブロックと
のブロックパターン類似度を求めることによって、前記
入力信号ブロックに最も類似するブロックを前記参照ブ
ロックの中から検出しこの検出ブロック信号を前記予測
信号ブロックとして出力するとともに、前記検出ブロッ
クが前記前フレームブロックＬ個中から選択された場合
は前記動きベクトルに対応するインデックスを出力し、
前記平均値ブロックが選択された場合は該入力ブロック
の平均値の電子化レベルに対応するインデックスを出力
することを特徴とする平均値予測動き補償回路。(1) In an image encoding and transmitting device that divides an input digital image signal into blocks of a predetermined size and performs encoding processing on a difference signal between this input block signal and an interframe prediction signal generated in units of blocks. , the circuit that generates the block-by-block predicted signal generates L kinds of positional displacements (hereinafter, L is a positive integer) with respect to the pixel block of the previous frame that is spatially located at the same position as the input signal block. The average value of L previous frame blocks obtained by giving a vector (called a vector) and the input signal block is quantized with M levels of quantization steps (M is a positive integer), and this quantized average value is calculated as the average value of the pixels in the block. A total of (L+1) blocks including the average value block as the value are set as prediction signal block candidates (hereinafter referred to as reference blocks), and the block pattern similarity between the reference block and the input signal block is calculated using a predetermined calculation method. By calculating, the block most similar to the input signal block is detected from among the reference blocks, the detected block signal is output as the predicted signal block, and the detected block is selected from the L previous frame blocks. If so, output the index corresponding to the motion vector,
An average value prediction motion compensation circuit characterized in that, when the average value block is selected, an index corresponding to a digitization level of the average value of the input block is outputted.
償予測回路において、ブロック化された入力信号系列と
前フレームの画面上同一位置及びその近傍に相当するブ
ロック化された信号系列または後述する量子化平均値と
の間で画素毎の差分絶対値を算出する差分絶対値演算器
と、前記差分絶対値の累算によりマッチング歪を算出す
る演算または前記入力信号系列をブロック内部にわたり
累算してブロック単位の平均値を算出する演算を行う累
算器と、前記平均値をマッチング歪に対応するべく量子
化する量子化器と、前記累算器によって求められた入力
信号ブロックと前フレーム上の同一位置及びその近傍に
相当する信号ブロックまたは前記量子化平均値とのマッ
チング歪みを比較して最も小さい歪みを与える前フレー
ムの信号ブロックまたは量子化平均値に対応したインデ
ックスを出力する比較器と、前記累算器に対して入力信
号ブロックと前フレームの信号ブロックとの差分絶対値
または入力信号ブロックを切替えて与えるためのセレク
タとを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の平均値予測動き補償回路。(2) In a motion compensation prediction circuit used for interframe coding of image signals, a blocked input signal sequence and a blocked signal sequence corresponding to the same position on the screen of the previous frame and its vicinity, or a quantum a difference absolute value calculator that calculates an absolute difference value for each pixel between the average value and an operation that calculates matching distortion by accumulating the absolute difference values, or accumulating the input signal series over the inside of the block. an accumulator that performs an operation to calculate an average value for each block; a quantizer that quantizes the average value to correspond to matching distortion; a comparator that compares matching distortion with a signal block corresponding to the same position and its vicinity or the quantized average value and outputs an index corresponding to the signal block or quantized average value of the previous frame that provides the smallest distortion; 2. The accumulator according to claim 1, further comprising a selector for switching and providing an absolute value of a difference between an input signal block and a signal block of a previous frame or an input signal block to the accumulator. Average value predictive motion compensation circuit.
演算器の替わりに、前記入力信号系列と前記参照ブロッ
クとの間で画素毎の差分二乗値を算出する差分二乗値演
算器を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
第２項記載の平均値予測動き補償回路。(3) In the motion compensation prediction circuit, a difference square value calculator that calculates a square difference value for each pixel between the input signal sequence and the reference block is used instead of the absolute difference value calculator. Claim 1, which is characterized by:
2. The average value predictive motion compensation circuit according to item 2.
マッチング歪にそれぞれ各参照ブロック毎に異なる重み
づけを行なうことにより、前記比較器にて特定の参照ブ
ロックが最も小さい歪みを与えるブロックとして選択さ
れ易くする、あるいは選択され難くすることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項、第２項記載の平均値予測動き
補償回路。(4) In the accumulator, by weighting the matching distortion for each reference block differently for each reference block, the comparator selects a specific reference block as the block that gives the smallest distortion. The average value predictive motion compensation circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the average value predictive motion compensation circuit makes it easy to select or difficult to select.
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| EP94111117A EP0624034A1 (en) | 1987-04-28 | 1988-04-26 | Image coding and decoding system |
| EP94111116A EP0625854A1 (en) | 1987-04-28 | 1988-04-26 | Image coding and decoding system |
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| EP94111121A EP0624037B1 (en) | 1987-04-28 | 1988-04-26 | Image coding system |
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Publications (2)
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