JP3985567B2 - Encoding device and encoding method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話やTV電話システム等において、リアルタイムで映像信号を符号化する符号化装置および符号化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4に符号化装置の一例を示す。図4に示す符号化装置は、メモリ1、および符号化部104により構成される。メモリ1は、輝度信号および色差信号からなる映像信号を、マクロブロックに分割して出力する。図5はマクロブロックの構成を模式的に示す図である。ここでは、各マクロブロックの大きさを16(画素)×16(ライン)とする。映像信号が4:2:0の場合、16×16の領域の映像は、16×16の輝度信号Y、および8×8の2つの色差信号Cb,Crによって表される。従って、図5のように、8×8の6つのブロック(輝度信号に対応する4つのブロック、色差信号Cb,Crに対応するブロックが2つのブロック)により1つのマクロブロックが構成される。
【0003】
符号化部104は、マクロブロック単位で入力される映像信号に対し、イントラ符号化、またはインター符号化(フレーム間符号化と称する場合もある)を行うことにより符号化データを生成する。減算器2は、マクロブロック単位で入力される映像信号と、予測画像作成器11により出力される予測画像との差分を出力する。DCT回路3は、減算器2の出力に離散コサイン変換(Discrete Cosine Transform)を行うことにより、DCT係数を出力する。量子化回路4は、DCT回路3により出力されたDCT係数を量子化する。DC/AC予測器5は、現在のブロックに隣接するブロックのDC、およびAC係数に基づいて、DC係数およびAC係数の予測を行う。DC/AC予測器によって出力される予測係数は、図示しない並び替えメモリにより1次元配列に変換し、可変長符号化回路6に出力される。
【0004】
量子化回路4の出力はまた、逆量子化回路7に与えられる。逆量子化回路7は、量子化回路4により量子化されたDCT係数を逆量子化する。逆DCT回路8は、逆量子化回路の出力を逆DCT変換する。加算器9は、逆DCT回路8の出力と、予測画像作成器11の出力とを加算することにより得られる復号画像を復号画像メモリ10に出力する。復号画像は、インター符号化の際に行われる、動きベクトルの検出、および予測画像の作成に用いられる。
【0005】
動き検出回路12は、復号画像メモリ10により出力される復号画像、およびメモリ1によりマクロブロック単位で入力される映像信号に基づいて、動きベクトルの検出を行う。動きベクトルは、復号画像の中で各マクロブロックに最も近い画像が現れる位置を示すものである。予測画像作成器11は、動きベクトルに基づいて、復号画像から現在の映像信号に対応する予測画像を作成し、減算器2、および加算器9に出力する。動きベクトル予測回路13は、動きベクトルの予測を行い、予測ベクトルを可変長符号化回路6に出力する。可変長符号化回路6は、DC/AC予測器5、および動きベクトル13の出力を量子化パラメータなどの付加情報とともに可変長符号化し、ビットストリームを出力する。
【0006】
以下、イントラ符号化、およびイントラ符号化における符号化部104の動作について説明する。
イントラ符号化の場合、予測画像の作成は行われないので、DCT回路3にはメモリ1により出力される映像信号がマクロブロック単位で入力される。DCT回路3は、映像信号の各マクロブロックに対してDCT変換を行って得られるDCT係数を出力する。DCT回路3により出力される映像信号のDCT係数は、量子化回路4により量子化された後、DC/AC予測器5によりDC/AC予測され、可変長符号化回路6により量子化パラメータなどの付加情報とともに可変長符号化されビットストリームとして出力される。ここで、すべてのマクロブロックに対してイントラ符号化を適用するフレームをイントラフレーム(Iフレーム)と呼ぶ。
【0007】
一方、インター符号化の場合、減算器2からは予測画像と、メモリ1により出力される映像信号との差分(差信号)がマクロブロック単位で出力される。DCT回路3は予測画像と映像信号との差信号に対し、DCT変換を行って得られるDCT係数を出力する。差信号のDCT係数は、量子化回路4により量子化された後、DC/AC予測器5によりDC/AC予測され、可変長符号化回路6により動きベクトル、および量子化パラメータなどの付加情報とともに可変長符号化されビットストリームとして出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
フレーム間予測を用いた符号化装置においては、シーンチェンジの多い映像や、動きの速い映像を符号化する場合、可変長符号化回路6により出力されるビットストリームのデータ容量が増大するという問題があった。また、こうした場合に量子化回路4の量子化ビット数を削減するよう構成した場合は、量子化ステップ幅が粗くなり符号化歪みが発生するという問題があった。
【0009】
本発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、シーンチェンジの多い映像が入力された場合においても、符号化歪みを増大させることなく符号化データのデータ容量を抑えることが可能な符号化装置、および符号化方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明による符号化装置は、入力画像を表す映像信号の帯域を制限した、前記入力画像に対応する帯域制限映像信号を出力するフィルタ手段と、前記映像信号または前記帯域制限映像信号のいずれかを出力する切替出力手段と、前記切替出力手段の出力を1フレーム分蓄積して1フレームに相当する期間遅延した第1の切替映像信号を出力するとともに、蓄積された前記切替出力手段の出力をマクロブロック単位に分割した第2の切替映像信号を出力するメモリ手段と、前記映像信号と前記帯域制限映像信号と前記第1の切替映像信号とに基づいて、前記映像信号のフレーム間の相関性の低さを表す判定信号を出力する判定手段と、前記第2の切替映像信号を符号化する符号化手段とを備え、前記切替出力手段は、前記判定信号に基づいて出力を切替えるとともに、前記判定手段は、前記映像信号と前記第1の切替映像信号との差を画素毎に演算して出力する第1の差分手段と、前記帯域制限映像信号と前記第1の切替映像信号との差を画素毎に演算して出力する第2の差分手段と、フレーム内のそれぞれの画素のうちで、前記第1の差分手段の出力の絶対値が第2の所定値よりも大きく、かつ、前記第2の差分手段の出力の絶対値が第3の所定値よりも大きい、画素の数をカウントする計数器とを備え、前記フレーム間の相関性の低さを表す値が第1の所定値よりも大きい場合は、前記判定信号として、前記切替出力手段に前記帯域制限映像信号を出力させるように切替える第1の判定信号を出力し、前記フレーム間の相関性の低さを表す値が前記第1の所定値以下である場合は、前記判定信号として、前記切替出力手段に前記映像信号を出力させるように切替える第2の判定信号を出力するとともに、前記フレーム間の相関性の低さを表す値が前記計数器でカウントされた画素カウント値であることを特徴とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図に基づいて具体的に説明する。尚、図において、従来のものと同一、または相当のものについては同一符号を付して説明を省略する。
【0018】
図1は本発明の一実施形態による符号化装置の構成を示すブロック図である。図1に示す符号化装置は、フィルタ101、切替器102、判定器103、メモリ1a、および符号化部104により構成される。符号化部104の構成、および動作は、図4に示した従来のものと同様である。
【0019】
フィルタ101は入力される映像信号の帯域(主に高域成分)を制限することにより、当該映像信号に対応する帯域制限映像信号を出力する。切替器102は、判定器103により出力される判定信号が‘0’の場合は映像信号を選択し、‘1’の場合はフィルタ101により出力される帯域制限映像信号をメモリ1aに出力する(判定信号の詳細については後述する)。メモリ1aは、切替器102により出力される映像信号、または帯域制限映像信号を1フレームに相当する期間遅延した後、判定器103に出力する。また、メモリ1aは、符号化部104に対しては、切替器102により出力された映像信号、または帯域制限映像信号をマクロブロック単位で出力する。符号化部104はメモリ1aによりマクロブロック単位で出力される、映像信号、または帯域制限映像信号に対し、インター符号化、またはイントラ符号化によるフレーム間予測符号化処理を行う。
【0020】
判定器103は、映像信号、帯域制限映像信号、およびメモリ1aにより出力される1フレーム前の映像信号、または当該1フレーム前の映像信号に対応する帯域制限映像信号に基づいて、映像信号によって表される画像と、当該画像の1フレーム前の画像との相関性を表す判定信号を出力する。判定器103は、現在の画像と、1フレーム前の画像との相関性が高いと判定された場合は判定信号を‘0’とし、低いと判定された場合は‘1’として出力する。これにより、1フレーム前の画像との相関性が高い場合(判定信号‘0’)、映像信号がそのまま符号化部104により符号化され、反対に、相関性が低い場合、つまりシーンチェンジが生じた場合(判定信号‘1’)、帯域制限によりデータ容量を削減した帯域制限映像信号が符号化部104により符号化される。
【0021】
符号化部104により出力されるビットストリームの符号量は、映像信号にシーンチェンジといった大きな変化が生じた場合に大幅に増加する。したがって、こうした場合に、データ量を削減した帯域制限映像信号を符号化することにより、符号量の急激な増加を防ぐことができる。
【0022】
以下、判定器103の具体的な構成、および動作について説明する。
図2は、判定器103の内部構成の一例を示すブロック図である。判定器103は、減算器201,205、絶対値検出器202,206、比較器203,207、論理積演算器204、計数器208、および比較器209により構成される。
【0023】
先に述べたように、メモリ1aの出力は、1フレーム前の画像を表す映像信号、または当該1フレーム前の画像を表す映像信号をフィルタ101により帯域制限した帯域制限映像信号となる。
【0024】
減算器201は映像信号とメモリ1aの出力との差分を画素毎に出力し、絶対値検出器202は減算器201の出力の絶対値(差分絶対値a)を出力する。減算器205はフィルタ101の出力とメモリ1aの出力との差分を画素毎に出力し、絶対値検出器206は減算器205の出力の絶対値(差分絶対値b)を出力する。
【0025】
絶対値検出器202,206により出力される差分絶対値a,bは、現在の画像と、1フレーム前の画像との差が大きい場合に大きな値となる。ここで、差分絶対値aは、メモリ1aの出力がフィルタ101により出力される1フレーム前の帯域制限映像信号である場合は、現在の画像を表す映像信号が高域成分を多く含む場合にも大きな値となる。また、差分絶対値bは、メモリ1bの出力が1フレーム前の画像を表す映像信号である場合、当該1フレーム前の画像を表す映像信号が高域性分を多く含む場合においても大きな値となる。
【0026】
比較器203は、差分絶対値aを予め設定される定数αと比較し、差分絶対値aが定数α以下の場合(a≦α)、‘0’を出力し、差分絶対値aがαより大きい場合(a>α)、‘1’を出力する。また、比較器207は、差分絶対値bを予め設定される定数βと比較し、差分絶対値bがβ以下の場合(b≦β)、‘0’を出力し、反対に差分絶対値がβより大きい場合(b>β)、‘1’を出力する。
【0027】
論理積演算器204は、比較器203,207の出力の論理積を出力し、計数器208は論理積演算器204の出力をカウントする。ここで、係数器208のカウント値は1フレーム毎にリセットされるものとする。論理積演算器204の出力は、差分絶対値aが設定値αよりも大きく、かつ差分絶対値bが設定値βよりも大きい場合に‘1’となる。
【0028】
比較器209は、計数器208のカウント値を予め設定される定数γと比較し、当該カウント値が定数γ以下の場合は‘0’、当該カウント値が定数γより大きくなった場合に‘1’となる判定信号を切替器102に出力する。したがって、比較器209により出力される判定信号は、現在の画像と、1フレーム前の画像との差が大きい場合、つまりシーンチェンジが生じた場合に‘1’となる。切替器102は判定信号が‘0’の場合は映像信号をメモリ1aに出力し、‘1’の場合は帯域制限映像信号をメモリ1aに出力する。これにより、シーンチェンジが生じた場合、帯域制限によりデータ容量を削減した帯域制限映像信号が符号化される。
【0029】
なお、フレーム単位で映像信号、または帯域制限映像信号の切替を行う場合、計数器208のカウント値をフレーム毎にリセットし、比較器209の定数γについても1フレームにおける画素数に対応した値とする。
【0030】
また、フレーム内の複数ライン、ないし複数画素からなる所定の判定単位毎に映像信号、または帯域制限映像信号の切替を行う場合は、計数器208のカウント値を当該判定単位毎にリセットし、比較器209の定数γについても1ブロックにおける画素数に対応した値とする。
【0031】
尚、フィルタ101は水平方向の低域通過フィルタでも、垂直方向の低域通過フィルタでも、水平・垂直の2次元フィルタであってもよい。
【0032】
上記の説明では符号化部104がMPEG4に準拠した符号化方式を用いる場合について説明したが、符号化部104は、H.261、H.263またはMPEG2、MPEG1に対応した符号化方式を用いるものであってもよい。また、符号化部104は、動き補償予測とDCTを用いた符号化方式に限らず、任意のフレーム間予測符号化方式を用いるものであればよい。
【0033】
図3は、本発明による符号化装置の他の構成を示すブロック図であり、図1と同一符号は、同一、または相当部分を示す。遅延回路301,302は、映像信号、およびフィルタ101の出力を、それぞれ所定期間遅延する。切替器102は、遅延回路301,302の出力のいずれかをメモリ1aに出力する。
【0034】
次に動作について説明する。判定器103は、図2に示すものと同様の構成を有し、先に説明した動作により判定信号を出力する。このとき、判定器103は複数ラインまたは複数画素からなる所定の判定単位毎に判定を行う。
【0035】
遅延回路301,302は、映像信号、およびフィルタ101により出力される帯域制限映像信号を、判定器103における前記判定単位毎に出力する。切替器102は判定器103により出力される判定信号に基づいて、遅延回路301,302の出力を切り替えてメモリ1aに出力する。これにより、判定器103において1フレーム前の画像との相関性が低いと判定された判定単位については、当該判定単位に対応する帯域制限映像信号がメモリ1aに出力される。また、判定器103において1フレーム前の画像との相関性が高いと判定された判定単位については、当該判定単位に対応する映像信号がメモリ1aに出力される。
【0036】
メモリ1aは、切替器102により、判定単位毎に出力される映像信号、または帯域制限映像信号を1フレームに相当する期間遅延して判定回路103に出力する。また、メモリ1aは、判定単位毎に出力される映像信号、および/または帯域制限映像信号により構成される1フレーム分の画像を表す信号をブロック単位で符号化部104に出力する。
【0037】
このように、複数のライン、または複数の画素からなる所定の判定単位毎に、1フレーム前の画像との相関性を検出し、前記判定単位毎に出力される判定信号に基づいてフィルタ101の出力を切替えることで、画像の一部が大きく変化するような場合、変化している部分のみにフィルタをかけることにより、フィルタ処理に伴う解像度劣化を目立たなくすることができる。
【0038】
なお、判定器103は輝度信号のみに基づいて判定信号を出力し、色差信号については、画面上で同一位置に相当する輝度信号の判定結果を使用するよう構成してもよい。
【0039】
また、上記説明においては、映像信号が図5に示したような4:2:0信号であるとしたが、映像信号はこれに限らず、RGB信号であっても、カラー情報をもたないモノクローム信号であってもよい。
【0040】
【発明の効果】
請求項1、およに記載の符号化装置、および符号化方法は、1フレーム前の画像を出力するためのメモリと、符号化される信号をマクロブロック単位に分割して出力するためのメモリを兼用することができるので、回路規模を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 判定器の構成の一例を示すブロック図である。
【図3】 本発明の一実施形態による符号化装置の他の構成を示すブロック図である。
【図4】 従来の符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図5】 ブロックの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
1a メモリ、101 フィルタ、102 切替器、103 判定器、104符号化部、201 減算器、202 絶対値検出器、203 比較器、204論理積演算器、205 減算器、206 絶対値検出器、207 比較器、208 計数器、209 比較器。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an encoding apparatus and an encoding method for encoding a video signal in real time in, for example, a mobile phone or a TV phone system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows an example of an encoding device. The encoding apparatus illustrated in FIG. 4 includes a memory 1 and an encoding unit 104. The memory 1 divides a video signal composed of a luminance signal and a color difference signal into macro blocks and outputs them. FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the macroblock. Here, the size of each macroblock is 16 (pixels) × 16 (line). When the video signal is 4: 2: 0, the video of the 16 × 16 region is represented by the 16 × 16 luminance signal Y and the two color difference signals Cb and Cr of 8 × 8. Therefore, as shown in FIG. 5, one macro block is composed of six blocks of 8 × 8 (four blocks corresponding to the luminance signal and two blocks corresponding to the color difference signals Cb and Cr).
[0003]
The encoding unit 104 generates encoded data by performing intra encoding or inter encoding (sometimes referred to as interframe encoding) on a video signal input in units of macroblocks. The subtracter 2 outputs the difference between the video signal input in units of macroblocks and the predicted image output from the predicted image creator 11. The DCT circuit 3 outputs a DCT coefficient by performing a discrete cosine transform on the output of the subtractor 2. The quantization circuit 4 quantizes the DCT coefficient output from the DCT circuit 3. The DC / AC predictor 5 performs prediction of the DC coefficient and the AC coefficient based on the DC and AC coefficient of the block adjacent to the current block. The prediction coefficient output by the DC / AC predictor is converted into a one-dimensional array by a rearrangement memory (not shown) and output to the variable length coding circuit 6.
[0004]
The output of the quantization circuit 4 is also given to the inverse quantization circuit 7. The inverse quantization circuit 7 inversely quantizes the DCT coefficient quantized by the quantization circuit 4. The inverse DCT circuit 8 performs inverse DCT conversion on the output of the inverse quantization circuit. The adder 9 outputs a decoded image obtained by adding the output of the inverse DCT circuit 8 and the output of the predicted image creator 11 to the decoded image memory 10. The decoded image is used for detection of a motion vector and creation of a predicted image performed at the time of inter coding.
[0005]
The motion detection circuit 12 detects a motion vector based on the decoded image output from the decoded image memory 10 and the video signal input from the memory 1 in units of macroblocks. The motion vector indicates a position where an image closest to each macro block appears in the decoded image. The predicted image creator 11 creates a predicted image corresponding to the current video signal from the decoded image based on the motion vector, and outputs the predicted image to the subtracter 2 and the adder 9. The motion vector prediction circuit 13 performs motion vector prediction and outputs the prediction vector to the variable length encoding circuit 6. The variable length coding circuit 6 performs variable length coding on the output of the DC / AC predictor 5 and the motion vector 13 together with additional information such as a quantization parameter, and outputs a bit stream.
[0006]
Hereinafter, the operation of the encoding unit 104 in intra coding and intra coding will be described.
In the case of intra coding, since a predicted image is not created, the video signal output from the memory 1 is input to the DCT circuit 3 in units of macroblocks. The DCT circuit 3 outputs DCT coefficients obtained by performing DCT conversion on each macroblock of the video signal. The DCT coefficient of the video signal output from the DCT circuit 3 is quantized by the quantization circuit 4, then DC / AC predicted by the DC / AC predictor 5, and the variable length coding circuit 6 determines the quantization parameter and the like. Along with the additional information, it is variable length encoded and output as a bit stream. Here, a frame to which intra coding is applied to all macroblocks is called an intra frame (I frame).
[0007]
On the other hand, in the case of inter coding, the subtracter 2 outputs the difference (difference signal) between the predicted image and the video signal output from the memory 1 in units of macroblocks. The DCT circuit 3 outputs a DCT coefficient obtained by performing DCT conversion on the difference signal between the predicted image and the video signal. The DCT coefficient of the difference signal is quantized by the quantization circuit 4 and then DC / AC predicted by the DC / AC predictor 5, along with additional information such as a motion vector and a quantization parameter by the variable length coding circuit 6. Variable length encoding is performed and a bit stream is output.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In an encoding apparatus using inter-frame prediction, when encoding a video with many scene changes or a video with fast motion, there is a problem that the data capacity of the bit stream output from the variable length encoding circuit 6 increases. there were. In such a case, if the quantization circuit 4 is configured to reduce the number of quantization bits, there is a problem that the quantization step width becomes coarse and coding distortion occurs.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress the data volume of encoded data without increasing encoding distortion even when a video with many scene changes is input. An object is to provide a possible encoding device and encoding method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An encoding apparatus according to the present invention includes a filter unit that limits a band of a video signal representing an input image and outputs a band limited video signal corresponding to the input image, and either the video signal or the band limited video signal. Switching output means for outputting, the output of the switching output means is accumulated for one frame, the first switching video signal delayed for a period corresponding to one frame is outputted, and the accumulated output of the switching output means is macro Based on the video signal, the band-limited video signal, and the first switching video signal, the memory means for outputting the second switching video signal divided into blocks, the correlation between the frames of the video signal A determination unit that outputs a determination signal representing lowness, and an encoding unit that encodes the second switching video signal, wherein the switching output unit outputs based on the determination signal. With switches, said determining means, said video signal and said first and first differentiating means for differential and calculates for each pixel the outputs of the switching video signals, the said band-limited image signal a first switching A second difference unit that calculates and outputs a difference from the video signal for each pixel; and among each pixel in the frame, an absolute value of an output of the first difference unit is greater than a second predetermined value. A counter that counts the number of pixels that is large and has an absolute value of an output of the second difference means that is greater than a third predetermined value, and a value that represents a low correlation between the frames. When larger than the first predetermined value, a first determination signal for switching so that the switching output means outputs the band-limited video signal is output as the determination signal, and the correlation between the frames is low. When the value representing is less than or equal to the first predetermined value As the judgment signal, and outputs a second determination signal for switching so as to output the video signal to said switch output means, a pixel value representing the correlation between low between the frames is counted by the counter It is a count value .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. In the figure, parts that are the same as or equivalent to the conventional ones are given the same reference numerals and explanations thereof are omitted.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention. The encoding apparatus shown in FIG. 1 includes a filter 101, a switch 102, a determiner 103, a memory 1a, and an encoding unit 104. The configuration and operation of encoding section 104 are the same as those of the conventional one shown in FIG.
[0019]
The filter 101 outputs a band limited video signal corresponding to the video signal by limiting the band (mainly high frequency component) of the input video signal. The switch 102 selects the video signal when the determination signal output from the determination unit 103 is “0”, and outputs the band-limited video signal output from the filter 101 to the memory 1a when the determination signal is “1” ( Details of the determination signal will be described later). The memory 1a delays the video signal output from the switch 102 or the band limited video signal for a period corresponding to one frame, and then outputs the delayed signal to the determiner 103. In addition, the memory 1a outputs the video signal output from the switch 102 or the band limited video signal to the encoding unit 104 in units of macroblocks. The encoding unit 104 performs inter-frame or intra-frame predictive encoding processing on the video signal or the band-limited video signal output from the memory 1a in units of macro blocks.
[0020]
The determiner 103 represents the video signal based on the video signal based on the video signal, the band limited video signal, and the video signal one frame before output from the memory 1a or the band limited video signal corresponding to the video signal one frame before. A determination signal representing the correlation between the image to be processed and the image one frame before the image is output. The determination unit 103 outputs the determination signal as “0” when it is determined that the correlation between the current image and the image one frame before is high, and outputs “1” when it is determined as low. As a result, when the correlation with the image of the previous frame is high (determination signal “0”), the video signal is directly encoded by the encoding unit 104, and conversely, when the correlation is low, that is, a scene change occurs. If this is the case (determination signal “1”), the band-limited video signal with the data capacity reduced by the band limitation is encoded by the encoding unit 104.
[0021]
The amount of code of the bit stream output from the encoding unit 104 increases greatly when a large change such as a scene change occurs in the video signal. Therefore, in such a case, it is possible to prevent a rapid increase in the code amount by encoding the band limited video signal with the data amount reduced.
[0022]
Hereinafter, a specific configuration and operation of the determiner 103 will be described.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the internal configuration of the determiner 103. The determiner 103 includes subtractors 201 and 205, absolute value detectors 202 and 206, comparators 203 and 207, a logical product operator 204, a counter 208, and a comparator 209.
[0023]
As described above, the output of the memory 1a is a video signal representing an image one frame before, or a band limited video signal obtained by band-limiting the video signal representing the image one frame before by the filter 101.
[0024]
The subtractor 201 outputs the difference between the video signal and the output of the memory 1a for each pixel, and the absolute value detector 202 outputs the absolute value (difference absolute value a) of the output of the subtractor 201. The subtractor 205 outputs the difference between the output of the filter 101 and the output of the memory 1a for each pixel, and the absolute value detector 206 outputs the absolute value (difference absolute value b) of the output of the subtractor 205.
[0025]
The absolute difference values a and b output by the absolute value detectors 202 and 206 are large when the difference between the current image and the image one frame before is large. Here, the difference absolute value a is the case where the output of the memory 1a is a band-limited video signal one frame before output by the filter 101, and also when the video signal representing the current image includes a lot of high-frequency components. Large value. In addition, when the output of the memory 1b is a video signal representing an image one frame before, the difference absolute value b is a large value even when the video signal representing the image one frame before contains a lot of high frequency components. Become.
[0026]
The comparator 203 compares the absolute difference value a with a preset constant α, and when the absolute difference value a is less than or equal to the constant α (a ≦ α), outputs “0”, and the absolute difference value a is greater than α. If larger (a> α), “1” is output. Further, the comparator 207 compares the difference absolute value b with a preset constant β, and when the difference absolute value b is equal to or less than β (b ≦ β), outputs “0”, and conversely, the difference absolute value is When larger than β (b> β), '1' is output.
[0027]
The AND operator 204 outputs the logical product of the outputs of the comparators 203 and 207, and the counter 208 counts the output of the AND operator 204. Here, the count value of the coefficient unit 208 is reset every frame. The output of the AND operator 204 is “1” when the difference absolute value a is larger than the set value α and the difference absolute value b is larger than the set value β.
[0028]
The comparator 209 compares the count value of the counter 208 with a preset constant γ, “0” when the count value is equal to or less than the constant γ, and “1” when the count value is greater than the constant γ. Is output to the switch 102. Therefore, the determination signal output by the comparator 209 is “1” when the difference between the current image and the image one frame before is large, that is, when a scene change occurs. The switch 102 outputs a video signal to the memory 1a when the determination signal is “0”, and outputs a band-limited video signal to the memory 1a when the determination signal is “1”. As a result, when a scene change occurs, a band limited video signal whose data capacity is reduced by band limitation is encoded.
[0029]
When switching video signals or band-limited video signals in units of frames, the count value of the counter 208 is reset for each frame, and the constant γ of the comparator 209 is also set to a value corresponding to the number of pixels in one frame. To do.
[0030]
In addition, when switching a video signal or a band-limited video signal for each predetermined determination unit composed of a plurality of lines or pixels in a frame, the count value of the counter 208 is reset for each determination unit and compared. The constant γ of the unit 209 is also set to a value corresponding to the number of pixels in one block.
[0031]
The filter 101 may be a horizontal low-pass filter, a vertical low-pass filter, or a horizontal / vertical two-dimensional filter.
[0032]
In the above description, the case where the encoding unit 104 uses an encoding method compliant with MPEG4 has been described. 261, H.H. An encoding method corresponding to H.263, MPEG2, or MPEG1 may be used. In addition, the encoding unit 104 is not limited to an encoding method using motion compensation prediction and DCT, and may be any one that uses an arbitrary inter-frame prediction encoding method.
[0033]
FIG. 3 is a block diagram showing another configuration of the encoding apparatus according to the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. The delay circuits 301 and 302 respectively delay the video signal and the output of the filter 101 for a predetermined period. The switch 102 outputs one of the outputs of the delay circuits 301 and 302 to the memory 1a.
[0034]
Next, the operation will be described. The determiner 103 has the same configuration as that shown in FIG. 2, and outputs a determination signal by the operation described above. At this time, the determination unit 103 performs determination for each predetermined determination unit including a plurality of lines or a plurality of pixels.
[0035]
The delay circuits 301 and 302 output the video signal and the band limited video signal output by the filter 101 for each determination unit in the determination unit 103. The switch 102 switches the outputs of the delay circuits 301 and 302 based on the determination signal output from the determiner 103 and outputs the result to the memory 1a. As a result, for the determination unit that is determined by the determination unit 103 to have a low correlation with the image one frame before, the band-limited video signal corresponding to the determination unit is output to the memory 1a. For the determination unit determined by the determination unit 103 as having a high correlation with the image one frame before, a video signal corresponding to the determination unit is output to the memory 1a.
[0036]
The memory 1 a delays the video signal output for each determination unit or the band-limited video signal by the switch 102 for a period corresponding to one frame and outputs the delayed signal to the determination circuit 103. In addition, the memory 1a outputs a video signal output for each determination unit and / or a signal representing an image for one frame composed of a band limited video signal to the encoding unit 104 in units of blocks.
[0037]
As described above, the correlation with the image one frame before is detected for each predetermined determination unit including a plurality of lines or a plurality of pixels, and the filter 101 performs detection based on the determination signal output for each determination unit. By switching the output, when a part of the image changes greatly, the resolution degradation associated with the filtering process can be made inconspicuous by filtering only the changed part.
[0038]
Note that the determination unit 103 may output a determination signal based only on the luminance signal, and the determination result of the luminance signal corresponding to the same position on the screen may be used for the color difference signal.
[0039]
In the above description, the video signal is a 4: 2: 0 signal as shown in FIG. 5, but the video signal is not limited to this, and even an RGB signal does not have color information. It may be a monochrome signal.
[0040]
【The invention's effect】
Claim 1, the encoding apparatus according to beauty 3 Oyo, and encoding method, a frame memory for outputting a previous image signal for dividing and outputting the macro block to be encoded Therefore, the circuit scale can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a determiner.
FIG. 3 is a block diagram showing another configuration of the encoding apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional encoding device.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a configuration of a block.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Memory, 101 filter, 102 switching device, 103 judgment device, 104 encoding part, 201 subtractor, 202 absolute value detector, 203 comparator, 204 AND operation unit, 205 subtractor, 206 absolute value detector, 207 Comparator, 208 counter, 209 comparator.

Claims (4)

入力画像を表す映像信号の帯域を制限した、前記入力画像に対応する帯域制限映像信号を出力するフィルタ手段と、
前記映像信号または前記帯域制限映像信号のいずれかを出力する切替出力手段と、
前記切替出力手段の出力を1フレーム分蓄積して1フレームに相当する期間遅延した第1の切替映像信号を出力するとともに、蓄積された前記切替出力手段の出力をマクロブロック単位に分割した第2の切替映像信号を出力するメモリ手段と、
前記映像信号と前記帯域制限映像信号と前記第1の切替映像信号とに基づいて、前記映像信号のフレーム間の相関性の低さを表す判定信号を出力する判定手段と、
前記第2の切替映像信号を符号化する符号化手段と、
を備え、
前記切替出力手段は、前記判定信号に基づいて出力を切替えるとともに、
前記判定手段は、
前記映像信号と前記第1の切替映像信号との差を画素毎に演算して出力する第1の差分手段と、
前記帯域制限映像信号と前記第1の切替映像信号との差を画素毎に演算して出力する第2の差分手段と、
フレーム内のそれぞれの画素のうちで、前記第1の差分手段の出力の絶対値が第2の所定値よりも大きく、かつ、前記第2の差分手段の出力の絶対値が第3の所定値よりも大きい、画素の数をカウントする計数器と、
を備え、
前記フレーム間の相関性の低さを表す値が第1の所定値よりも大きい場合は、前記判定信号として、前記切替出力手段に前記帯域制限映像信号を出力させるように切替える第1の判定信号を出力し、
前記フレーム間の相関性の低さを表す値が前記第1の所定値以下である場合は、前記判定信号として、前記切替出力手段に前記映像信号を出力させるように切替える第2の判定信号を出力するとともに、
前記フレーム間の相関性の低さを表す値が前記計数器でカウントされた画素カウント値であることを特徴とする符号化装置。
Filter means for limiting a band of a video signal representing an input image and outputting a band limited video signal corresponding to the input image;
Switching output means for outputting either the video signal or the band-limited video signal;
The second output is obtained by accumulating the output of the switching output means for one frame, outputting a first switching video signal delayed for a period corresponding to one frame, and dividing the accumulated output of the switching output means in units of macroblocks. Memory means for outputting a switching video signal of
A determination unit that outputs a determination signal indicating low correlation between frames of the video signal based on the video signal, the band-limited video signal, and the first switching video signal;
Encoding means for encoding the second switching video signal;
With
The switching output means switches the output based on the determination signal,
The determination means includes
First difference means for calculating and outputting a difference between the video signal and the first switching video signal for each pixel;
Second difference means for calculating and outputting a difference between the band-limited video signal and the first switching video signal for each pixel;
Of each pixel in the frame, the absolute value of the output of the first difference means is larger than a second predetermined value, and the absolute value of the output of the second difference means is a third predetermined value. A counter that counts the number of pixels greater than,
With
When the value representing the low correlation between the frames is greater than a first predetermined value, the determination signal is switched as the determination signal so that the switching output means outputs the band-limited video signal. Output
When a value indicating low correlation between the frames is equal to or less than the first predetermined value, a second determination signal that is switched so that the switching output unit outputs the video signal is used as the determination signal. and outputs,
The encoding apparatus according to claim 1 , wherein a value indicating low correlation between the frames is a pixel count value counted by the counter .
判定手段は、入力画像を構成する複数の画素、またはラインからなる判定単位毎に前記入力画像と、当該入力画像の1フレーム前の画像との相関性の低さを表す判定信号を出力し、
切替出力手段は、前記判定信号に基づいて、前記判定単位に対応する映像信号、または帯域制限映像信号のいずれかを出力することを特徴とする請求項1に記載の符号化装置。
The determination means outputs a determination signal indicating low correlation between the input image and an image one frame before the input image for each determination unit including a plurality of pixels or lines constituting the input image,
Switching output means, based on said decision signal, wherein the video signal corresponding to the determination unit encoding apparatus according or claim 1, characterized in that outputs one of band-limited image signal.
入力画像を表す映像信号の帯域を制限した、前記入力画像に対応する帯域制限映像信号を出力するフィルタリングステップと、
前記映像信号または前記帯域制限映像信号のいずれかを出力する切替出力ステップと、
前記切替出力ステップでの出力を1フレーム分蓄積して1フレームに相当する期間遅延した第1の切替映像信号と、前記切替出力ステップの出力をマクロブロック単位に分割した第2の切替映像信号と、を出力するメモリステップと、
前記映像信号と前記帯域制限映像信号と前記第1の切替映像信号とに基づいて、前記映像信号のフレーム間の相関性の低さを表す判定信号を出力する判定ステップと、
前記第2の切替映像信号を符号化する符号化ステップと、
を備え、
前記切替出力ステップは、前記判定信号に基づいて出力を切替えるとともに、
前記判定ステップは、
前記帯域制限映像信号と前記第1の切替映像信号との差を画素毎に演算して出力する第2の差分ステップと、
フレーム内のそれぞれの画素のうちで、前記第1の差分ステップでの出力の絶対値が第2の所定値よりも大きく、かつ、前記第2の差分ステップでの出力の絶対値が第3の所定 値よりも大きい、画素の数をカウントする計数ステップと、
を備え、
前記フレーム間の相関性の低さを表す値が第1の所定値よりも大きい場合は、前記判定信号として、前記切替出力ステップにて前記帯域制限映像信号を出力させるように切替える第1の判定信号を出力し、
前記フレーム間の相関性の低さを表す値が前記第1の所定値以下である場合は、前記判定信号として、前記切替出力ステップにて前記映像信号を出力させるように切替える第2の判定信号を出力するとともに、
前記フレーム間の相関性の低さを表す値が前記計数ステップでカウントされた画素カウント値であることを特徴とする符号化方法。
A filtering step for limiting a bandwidth of a video signal representing an input image, and outputting a bandwidth limited video signal corresponding to the input image;
A switching output step for outputting either the video signal or the band-limited video signal;
A first switching video signal obtained by accumulating the output of the switching output step for one frame and delayed for a period corresponding to one frame; a second switching video signal obtained by dividing the output of the switching output step in units of macroblocks; A memory step for outputting,
A determination step of outputting a determination signal indicating a low correlation between frames of the video signal based on the video signal, the band-limited video signal, and the first switching video signal;
An encoding step of encoding the second switching video signal;
With
The switching output step switches the output based on the determination signal,
The determination step includes
A second difference step of calculating and outputting a difference between the band-limited video signal and the first switching video signal for each pixel;
Of each pixel in the frame, the absolute value of the output in the first difference step is larger than a second predetermined value, and the absolute value of the output in the second difference step is a third value. A counting step for counting the number of pixels greater than a predetermined value;
With
When the value representing the low correlation between the frames is larger than a first predetermined value, the determination signal is switched to output the band-limited video signal in the switching output step as the determination signal. Output signal,
A second determination signal for switching to output the video signal in the switching output step as the determination signal when a value indicating low correlation between the frames is equal to or less than the first predetermined value; and it outputs a,
The encoding method characterized in that the value indicating low correlation between the frames is the pixel count value counted in the counting step .
判定ステップは、入力画像を構成する複数の画素、またはラインからなる判定単位毎に前記入力画像と、当該入力画像の1フレーム前の画像との相関性の低さを表す判定信号を出力し、
切替出力ステップは、前記判定信号に基づいて、前記判定単位に対応する映像信号、または帯域制限映像信号のいずれかを出力することを特徴とする請求項に記載の符号化方法。
The determination step outputs a determination signal indicating a low correlation between the input image and an image one frame before the input image for each determination unit including a plurality of pixels or lines constituting the input image,
4. The encoding method according to claim 3 , wherein the switching output step outputs either a video signal corresponding to the determination unit or a band limited video signal based on the determination signal.
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