JPH05130592A - Moving picture encoding device - Google Patents
Moving picture encoding deviceInfo
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- JPH05130592A JPH05130592A JP28685491A JP28685491A JPH05130592A JP H05130592 A JPH05130592 A JP H05130592A JP 28685491 A JP28685491 A JP 28685491A JP 28685491 A JP28685491 A JP 28685491A JP H05130592 A JPH05130592 A JP H05130592A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/80—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation
- H04N19/82—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation involving filtering within a prediction loop
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- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
- H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は動画像符号化装置に係
り、特にＴＶ会議、ＴＶ電話など回線を通して動画像の
伝送を行うシステムや、光ディスク、ビデオテープなど
の蓄積用メディアに動画像を蓄積するシステムに使用さ
れる動画像符号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture coding apparatus, and more particularly to a system for transmitting a moving picture through a line such as a TV conference and a TV telephone, and storing the moving picture on a storage medium such as an optical disk and a video tape. The present invention relates to a moving picture encoding device used in a system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｎ−ＩＳＤＮの普及に伴い、Ｎ−ＩＳＤ
Ｎを用いる動画像符号化方式の標準化が行われ（ＣＣＩ
ＴＴ Ｈ．２６１）、これに準拠した動画像符号化装置
の開発が進められている。この動画像符号化方式は、動
き補償フレーム間予測とＤＣＴ（離散コサイン変換）符
号化の組み合わせを基本としている。この方式では動き
補償された予測信号を低域通過フィルタを通した後、予
測誤差信号の生成に使用する。このフィルタはループフ
ィルタと呼ばれ、その特性は一般に固定である。ループ
フィルタは予測に用いる局部復号信号に含まれる量子化
雑音を減少させ、この量子化雑音が予測動作によって符
号化ループに入り再び符号化されることを防ぎ、これに
より符号化効率を向上させる効果のあることが知られて
いる。2. Description of the Related Art With the spread of N-ISDN, N-ISD
Standardization of a moving picture coding method using N (CCI
TT H. 261), and the development of a moving image coding apparatus based on this is under way. This moving picture coding system is based on a combination of motion-compensated interframe prediction and DCT (discrete cosine transform) coding. In this method, a motion-compensated prediction signal is passed through a low-pass filter and then used to generate a prediction error signal. This filter is called a loop filter, and its characteristic is generally fixed. The loop filter reduces the quantization noise contained in the locally decoded signal used for prediction, prevents this quantization noise from entering the coding loop by the prediction operation and being coded again, and thereby improves the coding efficiency. Is known to exist.
【０００３】また、テレビ信号のようなインタレース画
像の符号化においては、動き補償フレーム間予測を行う
際に参照する局部復号信号として、前フィールドと前々
フィールドを別々に探索して最適なものを選ぶフレーム
間／フィールド間適応切替と呼ばれる方式が知られてい
る。静止している領域や水平方向へのパニングでは、時
間的に離れていてもラインのサンプル位相が一致してい
る前々フィールド（前フレーム）で予測した方がよく、
動いている領域では、時間的に近く変形等の少ない前フ
ィールドで予測した方がよい等の性質があるためであ
る。Further, in the coding of an interlaced image such as a television signal, a locally decoded signal to be referred to when performing motion compensation inter-frame prediction is optimally searched by searching the previous field and the previous field separately. A method called adaptive switching between frames / fields for selecting is known. In stationary areas and panning in the horizontal direction, it is better to make predictions in the field before the field (previous frame) in which the sample phases of the lines match even if they are separated in time.
This is because, in a moving region, there is a property that it is better to make a prediction in a previous field that is close in time and has less deformation.
【０００４】しかしながら、上述した従来の動画像符号
化装置においては、例えば十分細かく量子化され量子化
雑音が少ない予測信号に対しても、ループフィルタによ
りフィルタ処理が施されてしまい、予測信号にぼけを生
じて予測効率が悪くなることがある。また、逆に量子化
が非常に粗い場合には、量子化雑音が十分に抑圧され
ず、残った量子化雑音が再び符号化されてしまい、符号
化効率が低下することがある。However, in the above-described conventional moving picture coding apparatus, for example, even a prediction signal which is quantized sufficiently finely and has little quantization noise is filtered by the loop filter, and the prediction signal is blurred. May occur and the prediction efficiency may deteriorate. On the contrary, when the quantization is very coarse, the quantization noise is not sufficiently suppressed and the remaining quantization noise is coded again, which may lower the coding efficiency.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の動画像符号化装置では、予測信号に含まれる量子化雑
音を除去するためのループフィルタにおいて、量子化雑
音が少ない予測信号にもフィルタ処理が施されることに
より予測信号が損なわれ予測効率が低下したり、逆に量
子化雑音が多い場合には抑圧されずに残った量子化雑音
が再び符号化される結果、符号化効率が低下するという
問題があった。As described above, in the conventional moving picture coding apparatus, in the loop filter for removing the quantization noise included in the prediction signal, even the prediction signal with less quantization noise is filtered. By performing the processing, the prediction signal is impaired and the prediction efficiency is reduced. Conversely, when there is a large amount of quantization noise, the remaining quantization noise that is not suppressed is encoded again. There was a problem of lowering.
【０００６】本発明は、予測信号を損なうことなく予測
信号に含まれる量子化雑音を効果的に抑圧して、予測効
率の向上と符号化効率の向上を図ることを可能とした動
画像符号化装置を提供することを目的とする。According to the present invention, a moving picture coding system capable of effectively suppressing the quantization noise contained in the prediction signal without impairing the prediction signal to improve the prediction efficiency and the coding efficiency. The purpose is to provide a device.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は予測信号中の量子化雑音を除去するための
フィルタの特性を可変にすると共に、このフィルタの特
性を局部復号信号が得られた時の量子化ステップサイズ
に応じて、該量子化ステップサイズが大きくなるほど通
過域が狭帯域となるように制御するようにしたことを基
本的な特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention makes the characteristics of a filter for removing quantization noise in a prediction signal variable, and the characteristics of this filter are The basic feature is that the passband is controlled to become narrower as the quantization step size becomes larger, depending on the obtained quantization step size.
【０００８】また、本発明では予測信号の電力スペクト
ルの周波数特性を推定する手段をさらに備え、フィルタ
の特性を予測信号の該電力スペクトルが所定値以上の予
測信号成分を通すように制御するようにしたことを特徴
とする。Further, the present invention further comprises means for estimating the frequency characteristic of the power spectrum of the prediction signal, so that the characteristic of the filter is controlled so that the power spectrum of the prediction signal passes through the prediction signal component of a predetermined value or more. It is characterized by having done.
【０００９】[0009]
【作用】予測信号に含まれる量子化雑音は、量子化ステ
ップサイズが大きくなるほど増大するので、量子化ステ
ップサイズから量子化雑音の大きさ、すなわち量子化雑
音電力を見積もることができる。従って、量子化雑音除
去のためのフィルタの特性を量子化ステップサイズが大
きくなるほど通過域が狭帯域となるように、量子化ステ
ップサイズに応じて変えれば、量子化雑音電力が小さい
時には予測信号はフィルタであまり帯域が制限されるこ
とがないため、予測効率を低下させることなく、量子化
雑音が効果的に抑圧される。Since the quantization noise included in the prediction signal increases as the quantization step size increases, the size of the quantization noise, that is, the quantization noise power can be estimated from the quantization step size. Therefore, by changing the characteristics of the filter for removing the quantization noise according to the quantization step size so that the passband becomes narrower as the quantization step size increases, the prediction signal becomes smaller when the quantization noise power is small. Since the filter does not limit the band so much, the quantization noise is effectively suppressed without reducing the prediction efficiency.
【００１０】また、これに加えて予測信号の電力スペク
トルの周波数特性を推定し、フィルタの特性を予測信号
の該電力スペクトルが所定値以上の予測信号成分のみを
通すように周波数特性に応じて変化させれば、本来の信
号成分のみが有効に正しく予測に使われるようになる。
これにより、符号化効率が向上する。In addition to this, the frequency characteristic of the power spectrum of the prediction signal is estimated, and the characteristic of the filter is changed according to the frequency characteristic so that only the prediction signal component of the power spectrum of the prediction signal having a predetermined value or more passes through. By doing so, only the original signal component can be effectively and correctly used for prediction.
This improves the coding efficiency.
【００１１】このように本発明では予測信号に含まれる
信号成分を最大限有効に予測に利用して、量子化雑音を
できるだけ符号化ループに戻さないようにすることによ
り、予測効率および符号化効率が向上する。As described above, according to the present invention, the signal component contained in the prediction signal is used for prediction as effectively as possible, and the quantization noise is prevented from returning to the coding loop as much as possible. Is improved.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１は、本発明に係る動画像符号化装置の
基本的な構成を示すブロック図である。端子１００に入
力される動画像信号は、ブロック化回路１０１によりあ
る大きさ（例えば１６×１６画素）の複数のブロックに
分割される。ブロック化回路１０１から出力される各ブ
ロックを入力ブロックという。入力ブロックは差分回路
１０２において後述の予測信号との差分がとられること
により、予測誤差信号が生成される。この予測誤差信号
は、符号化回路１０３により符号化および量子化され、
端子１０８より受信側または蓄積メディアへ伝送され
る。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a moving picture coding apparatus according to the present invention. The moving image signal input to the terminal 100 is divided into a plurality of blocks having a certain size (for example, 16 × 16 pixels) by the blocking circuit 101. Each block output from the blocking circuit 101 is called an input block. The difference circuit 102 takes the difference between the input block and a prediction signal, which will be described later, to generate a prediction error signal. This prediction error signal is encoded and quantized by the encoding circuit 103,
It is transmitted from the terminal 108 to the receiving side or the storage medium.
【００１４】一方、符号化回路１０３からの符号化およ
び量子化されたデータは、復号化回路１０４により符号
化および量子化とは逆の処理によって復号される。復号
された信号は、加算回路１０５で予測信号と加算される
ことにより局部復号信号となる。この局部復号信号は、
フレームメモリまたはフィールドメモリからなるメモリ
１０６に蓄えられる。On the other hand, the encoded and quantized data from the encoding circuit 103 is decoded by the decoding circuit 104 by a process reverse to the encoding and quantization. The decoded signal is added to the prediction signal by the adder circuit 105 to become a locally decoded signal. This locally decoded signal is
It is stored in the memory 106 which is a frame memory or a field memory.
【００１５】加算回路１０２に入力される予測信号は、
以下のようにして作成される。ブロック化回路１０１か
らの入力ブロックは、動きベクトル検出回路１０７に送
られる。動きベクトル検出回路１０７では、メモリ１０
６に記憶された前フレームまたは前フィールドあるいは
前々フレームまたはフィールド、あるいは蓄積メディア
用の符号化標準であるＭＰＥＧ(Moving PictureImage C
oding Expert Group)などでは先のフレームまたはフィ
ールドをも参照して、入力ブロックと最も相関の高いブ
ロックを予測信号としてメモリ１０６から切り出すと同
時に、該ブロックの最適移動量を動きベクトル情報とし
て出力する。動きベクトル情報は、端子１０９を介して
端子１０８からのデータと共に受信側または蓄積系メデ
ィアへ伝送される。The prediction signal input to the adder circuit 102 is
It is created as follows. The input block from the blocking circuit 101 is sent to the motion vector detection circuit 107. In the motion vector detection circuit 107, the memory 10
MPEG (Moving Picture Image C) which is an encoding standard for the previous frame or the previous field or the previous two frames or the field stored in No. 6 or the storage medium.
With reference to the previous frame or field, the block having the highest correlation with the input block is cut out from the memory 106 as a prediction signal, and at the same time, the optimum moving amount of the block is output as motion vector information. The motion vector information is transmitted to the receiving side or the storage medium via the terminal 109 together with the data from the terminal 108.
【００１６】動きベクトル検出回路１０７によってメモ
リ１０６から切り出されたブロックである予測信号は、
低域通過フィルタからなる可変特性フィルタ１０８によ
りフィルタ処理が施され、最終的な予測信号として加算
回路１０２に入力される。ここで、本発明では可変特性
フィルタ１０８の特性がメモリ１０６から切り出された
ブロックである予測信号の性質、具体的には後述するよ
うに予測信号に含まれる量子化雑音を表わす指標である
量子化ステップサイズや、さらには予測信号の電力スペ
クトルの周波数特性に応じて適応的に決定される。以
下、より具体的な実施例により可変特性フィルタ１０８
の特性の決定法を具体的に説明する。The prediction signal, which is a block cut out from the memory 106 by the motion vector detection circuit 107, is
Filter processing is performed by the variable characteristic filter 108 including a low-pass filter, and the final prediction signal is input to the addition circuit 102. Here, in the present invention, the characteristic of the variable characteristic filter 108 is the property of the prediction signal which is a block cut out from the memory 106, and more specifically, the quantization which is an index representing the quantization noise included in the prediction signal as described later. It is adaptively determined according to the step size and the frequency characteristic of the power spectrum of the prediction signal. Hereinafter, the variable characteristic filter 108 will be described according to a more specific embodiment.
The method for determining the characteristics of is specifically described.
【００１７】図２は、本発明に係る動画像符号化装置の
具体的な実施例を示すブロック図である。図１において
符号化回路１０３として示したものは、Ｎ−ＩＳＤＮ用
動画像伝送方式のＣＣＩＴＴ標準であるＨ．２６１や蓄
積メディア用のＩＳＯ標準であるＭＰＥＧなどで採用さ
れているＤＣＴ＋量子化＋可変長符号化を行い、また図
１における復号化回路１０４として示したものは、これ
と逆の処理すなわち逆ＤＣＴ＋逆量子化を行うものとし
て説明することとする。FIG. 2 is a block diagram showing a concrete embodiment of the moving picture coding apparatus according to the present invention. The coding circuit 103 shown in FIG. 1 is an H.264 standard which is a CCITT standard of a moving image transmission system for N-ISDN. 261 and DCT + quantization + variable-length coding adopted in MPEG, which is an ISO standard for storage media, and the decoding circuit 104 shown in FIG. 1 is the reverse processing, that is, inverse DCT +. It is assumed that the inverse quantization is performed.
【００１８】図２において、ブロック化回路２０１およ
び差分回路２０２の動作は、図１の場合と同様である。
但し、この場合のブロックは、例えばＣＣＩＴＴ勧告
Ｈ．２６１でいうところのマクロブロックに相当する。
スイッチ２０３は符号化制御回路２１６により制御さ
れ、符号化すべきデータとして、差分回路２０２で生成
された予測誤差信号と、ブロック化回路２０１からの入
力ブロックのいずれかを選択する。スイッチ２０３で選
択された信号は、ＤＣＴ回路２０４において直交変換符
号化の一種であるＤＣＴ（離散コサイン変換）符号化が
施される。これによって得られた各変換係数（ＤＣＴ係
数）は、量子化回路２０５で量子化され、さらに可変長
符号化回路２０６でジクザク・スキャンされた後、非０
係数とその前の０ランの個数の組合せの形で２次元可変
長符号化され、伝送バッファ２０７を介して受信側また
は蓄積メディアに送られる（詳しくは、例えばＣＣＩＴ
Ｔ勧告Ｈ．２６１参照）。In FIG. 2, the operations of the blocking circuit 201 and the difference circuit 202 are the same as those in FIG.
However, the block in this case is, for example, CCITT recommendation.
H. It corresponds to the macroblock in 261.
The switch 203 is controlled by the encoding control circuit 216 and selects either the prediction error signal generated by the difference circuit 202 or the input block from the blocking circuit 201 as the data to be encoded. The signal selected by the switch 203 is subjected to DCT (discrete cosine transform) coding, which is a kind of orthogonal transform coding, in the DCT circuit 204. Each transform coefficient (DCT coefficient) obtained by this is quantized by the quantization circuit 205, further zigzag-scanned by the variable length coding circuit 206, and then non-zero.
Two-dimensional variable-length coding is performed in the form of a combination of the coefficient and the number of 0 runs before it, and is sent to the receiving side or the storage medium via the transmission buffer 207 (specifically, for example, CCIT.
Recommendation H.T. 261).
【００１９】量子化回路２０５で量子化されたＤＣＴ係
数の情報は、逆量子化回路２０８および逆ＤＣＴ回路２
０９により符号化時と逆の処理が行われ、加算回路２１
０に入力される。加算回路２１０は逆ＤＣＴ回路２０９
の出力信号と予測信号とを加算することにより、局部復
号信号を作成する。この局部復号信号は、フレームメモ
リまたはフィールドメモリからなるメモリ２１１に蓄え
られる。The information of the DCT coefficient quantized by the quantization circuit 205 is the inverse quantization circuit 208 and the inverse DCT circuit 2
The processing reverse to that at the time of encoding is performed by 09, and the addition circuit 21
Input to 0. The addition circuit 210 is an inverse DCT circuit 209.
A local decoded signal is created by adding the output signal of 1 and the prediction signal. This locally decoded signal is stored in the memory 211 which is composed of a frame memory or a field memory.
【００２０】加算回路２０２に入力される予測信号は、
図１と同様にして作成される。すなわち、ブロック化回
路２０１からの入力ブロックは動きベクトル検出回路２
１３に送られる。動きベクトル検出回路２１３では、メ
モリ２１１に記憶されたフレームまたはフィールドを参
照して、入力ブロックと最も相関の高いブロックを予測
信号としてメモリ２１１から切り出すと同時に、該ブロ
ックの最適移動量を動きベクトル情報として出力する。
動きベクトル情報は、可変長符号化回路２０６に送られ
る。動きベクトル検出回路２１３によってメモリ２１１
から切り出されたブロックである予測信号は、可変特性
フィルタ２１２を経て最終的な予測信号となり、加算回
路２０２に入力される。The prediction signal input to the adder circuit 202 is
It is created in the same manner as in FIG. That is, the input block from the blocking circuit 201 is the motion vector detection circuit 2
Sent to 13. The motion vector detection circuit 213 refers to the frame or field stored in the memory 211, cuts out the block having the highest correlation with the input block as a prediction signal from the memory 211, and at the same time, calculates the optimum movement amount of the block in the motion vector information. Output as.
The motion vector information is sent to the variable length coding circuit 206. The memory 211 by the motion vector detection circuit 213
The prediction signal, which is a block cut out from, passes through the variable characteristic filter 212, becomes a final prediction signal, and is input to the adding circuit 202.
【００２１】スイッチ２１４は、符号化制御回路２１６
により制御され、スイッチ２０３で選択したのと同じ予
測信号を局部復号用として加算回路２１０に供給する。
符号化制御回路２１６は、伝送バッファ２０７に残って
いる情報量に応じて量子化回路２０５での量子化ステッ
プサイズを加減する。これにより、可変長符号化回路２
０６から発生する情報量が出力端子２１８に接続される
回線の容量あるいは蓄積メディアの容量等に整合され
る。The switch 214 is an encoding control circuit 216.
The same prediction signal selected by the switch 203 is supplied to the adder circuit 210 for local decoding.
The encoding control circuit 216 adjusts the quantization step size in the quantization circuit 205 according to the amount of information remaining in the transmission buffer 207. As a result, the variable length coding circuit 2
The amount of information generated from 06 is matched with the capacity of the line connected to the output terminal 218 or the capacity of the storage medium.
【００２２】量子化回路２０５で量子化されたＤＣＴ係
数の情報、スイッチ２０３でフレーム内予測およびフレ
ーム間予測のいずれの予測が選ばれたかを示すフレーム
内／フレーム間判別情報、動きベクトル検出回路２１３
で得られた動きベクトル情報および符号化制御回路２１
６で設定された量子化回路２０５の量子化ステップサイ
ズの情報は、可変長符号化回路２０６に送られて可変長
符号化され、多重化された後、伝送バッファ２０７を経
て端子２１８から受信側または蓄積メディアに供給され
る。Information of the DCT coefficient quantized by the quantization circuit 205, intra-frame / inter-frame discrimination information indicating which of intra-frame prediction and inter-frame prediction is selected by the switch 203, and the motion vector detection circuit 213.
Motion vector information and coding control circuit 21 obtained in
The information of the quantization step size of the quantization circuit 205 set in 6 is sent to the variable length coding circuit 206 to be variable length coded and multiplexed, and then through the transmission buffer 207 from the terminal 218 to the reception side. Or supplied to storage media.
【００２３】ここで、可変特性フィルタ２１２の主な目
的は、メモリ２１１に蓄えられている局部復号信号に含
まれている量子化雑音を除去することにより、予測誤差
信号に量子化雑音が再び含まれてしまうことを防ぐこと
である。この量子化雑音の電力は、局部復号信号に相当
するフレームまたはフィールドを符号化する際に使用し
た量子化ステップサイズによって決まる。そこで、本実
施例では各量子化ステップサイズ変更単位毎に、使用し
たステップサイズの情報をステップサイズメモリ２１５
に蓄えておき、動き補償によって選ばれた入力ブロック
のＤＣＴ係数が量子化回路２０５で量子化されたときの
量子化ステップサイズをステップサイズメモリ２１５を
引いて参照し、その値に応じて可変特性フィルタ２１２
の特性を決定する。Here, the main purpose of the variable characteristic filter 212 is to remove the quantization noise contained in the locally decoded signal stored in the memory 211 so that the prediction error signal contains the quantization noise again. It is to prevent being lost. The power of this quantization noise is determined by the quantization step size used when encoding the frame or field corresponding to the locally decoded signal. Therefore, in the present embodiment, information on the used step size is stored in the step size memory 215 for each quantization step size change unit.
Stored in the step size memory 215, the quantization step size when the DCT coefficient of the input block selected by the motion compensation is quantized by the quantization circuit 205 is referred to, and the variable characteristic is changed according to the value. Filter 212
Determine the characteristics of.
【００２４】この場合、符号化される入力ブロックとメ
モリ２１１内の参照するブロックは１画素単位（また
は、それよりさらに小さい画素単位）でずらせているた
め、動きベクトルが零つまり（０，０）の場合以外、両
ブロックの位置は完全には一致しない。そこで、本実施
例では例えば符号化される入力ブロックと、メモリ２１
１内の参照する各ブロックとの重なり画素数を考慮し
て、予測ブロックの平均的なステップサイズを求め、そ
の値に応じて可変特性フィルタ２１２の特性を決定する
ものとする。In this case, since the input block to be encoded and the block to be referred to in the memory 211 are shifted in units of one pixel (or in units of pixels smaller than that), the motion vector is zero, that is, (0,0). Except in the case of, the positions of both blocks do not completely match. Therefore, in this embodiment, for example, the input block to be encoded and the memory 21 are
It is assumed that the average step size of the prediction block is obtained in consideration of the number of overlapping pixels with each reference block in 1 and the characteristic of the variable characteristic filter 212 is determined according to the value.
【００２５】例えば図３に示すように、符号化されるべ
き入力ブロックとマッチしたメモリ２１１からの切り出
し位置１２が、メモリ２１１内のフレームまたはフィー
ルドの４つのブロック１１にまたがっているとする。こ
の場合、各ブロック１１でのＤＣＴ係数を量子化するの
に使用した量子化ステップサイズをＱ1 〜Ｑ4 とし、新
たに符号化される入力ブロックとマッチした切り出し位
置１２と、各ブロック１１との重なり領域の画素数をｎ
1 〜ｎ4 とすると、［数１］により平均的なステップサ
イズＱ′を求める。そして、このステップサイズＱ′の
情報に基づき、ステップサイズＱ′と可変特性フィルタ
２１２の特性との間に予め設定した対応関係に基づい
て、フィルタ２１２の特性を切替える。For example, as shown in FIG. 3, it is assumed that the cut-out position 12 from the memory 211 that matches the input block to be encoded spans four blocks 11 of the frame or field in the memory 211. In this case, the quantization step size used to quantize the DCT coefficient in each block 11 is set to Q 1 to Q 4 , the cut-out position 12 that matches the newly encoded input block, and each block 11 The number of pixels in the overlapping area of n
If it is set to 1 to n 4 , the average step size Q ′ is obtained by [Equation 1]. Then, based on the information of the step size Q ′, the characteristic of the filter 212 is switched based on the preset correspondence relationship between the step size Q ′ and the characteristic of the variable characteristic filter 212.
【００２６】[0026]
【数１】 [Equation 1]
【００２７】ここで、ステップサイズＱ′と可変特性フ
ィルタ２１２のフィルタ特性との対応のさせ方のポイン
トは、図４に示されるように量子化ステップサイズＱ′
が大きい値であるほど、可変特性フィルタ２１２に用い
る低域通過フィルタの通過域を狭帯域にするという点で
ある。本実施例では正確に信号成分の電力スペクトルを
推定することは行っていないが、一般に画像信号は低域
から高域にかけて電力が下がっていくような電力分布を
示すため、このような方法によって有効な量子化雑音抑
圧の効果が得られる。Here, the point of how the step size Q'corresponds to the filter characteristic of the variable characteristic filter 212 is, as shown in FIG. 4, a quantization step size Q '.
The larger the value is, the narrower the pass band of the low pass filter used for the variable characteristic filter 212 is. In this embodiment, the power spectrum of the signal component is not accurately estimated, but since the image signal generally has a power distribution in which the power decreases from the low range to the high range, this method is effective. The effect of suppressing the quantization noise is obtained.
【００２８】次に、図５を参照して本発明に係る他の実
施例について説明する。図５においては、図２の実施例
の構成に電力スペクトル推定回路２１７が追加されてい
る。この実施例においては、電力スペクトル推定回路２
１７によって予測信号の電力スペクトルの周波数特性、
つまり各周波数成分の電力スペクトルを推定し、これと
ステップサイズメモリ２１５からの量子化ステップサイ
ズの情報の両方を参照して、可変特性フィルタ２１２の
特性を決定する。Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, a power spectrum estimation circuit 217 is added to the configuration of the embodiment of FIG. In this embodiment, the power spectrum estimation circuit 2
17, the frequency characteristic of the power spectrum of the prediction signal,
That is, the power spectrum of each frequency component is estimated, and the characteristic of the variable characteristic filter 212 is determined with reference to both this and the quantization step size information from the step size memory 215.
【００２９】従って、ブロック化回路２０１→加算回路
２０２→スイッチ２０３→ＤＣＴ回路２０４→量子化回
路２０５→逆量子化回路２０８→逆ＤＣＴ回路２０９→
加算回路２１０→メモリ２１１→動きベクトル検出回路
２１３およびスイッチ２１４の符号化ループと、可変長
符号化回路２０６→伝送バッファ２０７の伝送系、ステ
ップサイズメモリ２１５および符号化制御回路２１６の
動作は、図２の実施例と全く同じである。Therefore, the blocking circuit 201 → adding circuit 202 → switch 203 → DCT circuit 204 → quantization circuit 205 → inverse quantization circuit 208 → inverse DCT circuit 209 →
The addition circuit 210 → memory 211 → motion vector detection circuit 213 and the encoding loop of the switch 214, the variable length encoding circuit 206 → the transmission system of the transmission buffer 207, the operation of the step size memory 215 and the encoding control circuit 216 are as shown in FIG. This is exactly the same as the second embodiment.
【００３０】電力スペクトル推定回路２１７は、動きベ
クトル検出回路２１３によって指定された位置の予測信
号の中で、実際の信号成分がどのような周波数成分を持
っているかを推定するものである。例えば最も簡単な例
としては、この電力スペクトル推定回路２１７にＤＣＴ
あるいはアダマール変換のような周波数とある程度の関
係をもった直交変換を利用することが考えられる。な
お、ＤＣＴを利用する場合、符号化のためのＤＣＴ回路
２０４を時分割で共用することも可能である。The power spectrum estimation circuit 217 estimates what kind of frequency component an actual signal component has in the prediction signal at the position designated by the motion vector detection circuit 213. For example, as the simplest example, the power spectrum estimation circuit 217 is provided with a DCT.
Alternatively, it is conceivable to use an orthogonal transform, which has a certain relationship with the frequency, such as Hadamard transform. When the DCT is used, the DCT circuit 204 for encoding can be shared by time division.
【００３１】この場合、直交変換により得られた各係数
の情報が可変特性フィルタ２１２に送られる。可変特性
フィルタ２１２には、ステップサイズメモリ２１５から
の符号化済みブロックの平均的な量子化ステップサイズ
も送られる。これらの２つの情報を基に、可変特性フィ
ルタ２１２の特性が決定される。この動作を図６を用い
て説明する。In this case, information on each coefficient obtained by the orthogonal transformation is sent to the variable characteristic filter 212. The variable characteristic filter 212 is also sent with the average quantization step size of the encoded block from the step size memory 215. The characteristic of the variable characteristic filter 212 is determined based on these two pieces of information. This operation will be described with reference to FIG.
【００３２】図６（ａ）は、電力スペクトル推定回路２
１７より送られてきた係数を周波数（またはシーケン
シ）の順に並べたものである。この各係数の中には、実
際の信号成分の他に前回の量子化による量子化歪が含ま
れている。図６（ａ）には、さらに上述の平均的な量子
化ステップサイズにより予想される平均的な量子化雑音
の大きさＮｑが一点鎖線で示されている。各係数が均等
に量子化されていれば、このように量子化雑音の大きさ
は各係数において等しい値と予想される。各係数がそれ
ぞれ重み付けされた後、量子化されていれば、その重み
付けに応じてＮｑの線は階段状の折れ線となる。FIG. 6A shows a power spectrum estimating circuit 2
The coefficients sent from 17 are arranged in order of frequency (or sequence). Quantization distortion due to the previous quantization is included in each coefficient in addition to the actual signal component. In FIG. 6A, the average quantization noise magnitude Nq predicted by the above-mentioned average quantization step size is further shown by a chain line. If each coefficient is quantized evenly, the magnitude of the quantization noise is expected to be equal in each coefficient. If each coefficient is weighted and then quantized, the line of Nq becomes a stepwise broken line according to the weighting.
【００３３】ここで、可変特性フィルタ２１２の特性は
例えばＮｑの線と係数の大きさを表わす線が交差する位
置の周波数にカットオフ周波数が一致するような図６
（ｂ）に示す低域通過特性に設定される。このようにす
ると、可変特性フィルタ２１２によって、信号成分はほ
とんど存在せず量子化雑音のみが含まれるような帯域の
成分を落とすことができる。このようにして予測信号内
の実際の信号分はできるだけ保存し、量子化雑音をでき
るだけ落とすことによって、より効率的な予測を行うこ
とができる。Here, the characteristic of the variable characteristic filter 212 is shown in FIG. 6 in which the cutoff frequency matches the frequency at the position where the line of Nq and the line showing the magnitude of the coefficient intersect, for example.
The low-pass characteristic shown in (b) is set. By doing so, the variable characteristic filter 212 can drop the component in the band in which almost no signal component exists and only quantization noise is included. In this way, the actual signal component in the prediction signal is saved as much as possible, and the quantization noise is reduced as much as possible, so that more efficient prediction can be performed.
【００３４】次に、図７を参照して図５の動画像符号化
装置に対応する動画像復号化装置の実施例を説明する。
この動画像復号化装置は、例えば動画像伝送システムの
受信側または蓄積メディアからの再生系に設けられる。
端子３００に入力される符号化データは、受信バッファ
３０１に一旦蓄えられる。バッファ３０１から読み出さ
れた信号は、可変長復号回路３０２に入力され、ＤＣＴ
係数、フレーム内／フレーム間判別、動きベクトルおよ
び量子化ステップサイズ等の情報が分離されると共に復
号化される。Next, an embodiment of a moving picture decoding device corresponding to the moving picture coding device of FIG. 5 will be described with reference to FIG.
This moving picture decoding device is provided, for example, on the receiving side of the moving picture transmission system or in the reproducing system from the storage medium.
The encoded data input to the terminal 300 is temporarily stored in the reception buffer 301. The signal read from the buffer 301 is input to the variable length decoding circuit 302, and the DCT
Information such as coefficients, intra-frame / inter-frame discrimination, motion vectors, and quantization step sizes are separated and decoded.
【００３５】すなわち、ＤＣＴ係数の情報は２次元可変
長復号されスキャン変換された後、逆量子化回路３０３
および逆ＤＣＴ回路３０４を経て局部復号され、加算回
路３０５に入力される。また、可変長復号化回路３０２
から出力される動きベクトルの情報は、フレームメモリ
またはフィールドメモリを用いたメモリ３０６に供給さ
れる。この動きベクトルの情報に基づいてメモリ３０６
から予測信号作成のためのブロックが切り出され、この
ブロックが可変特性フィルタ３０７を経て最終的な予測
信号とされる。スイッチ３０８は、フレーム内／フレー
ム間判別情報に従って予測信号を局部復号用として加算
回路３０５に供給する。この加算回路３０５で、予測信
号と逆ＤＣＴ回路３０４からの局部復号信号が加算され
ることにより、元の動画像信号がメモリ３０６を介して
取り出される。メモリ３０６の出力３１１は、図示しな
いＴＶモニタ等の画像表示部に供給される。That is, the DCT coefficient information is two-dimensionally variable-length decoded and scan-converted, and then the inverse quantization circuit 303.
Then, it is locally decoded through the inverse DCT circuit 304 and input to the adding circuit 305. In addition, the variable length decoding circuit 302
The information of the motion vector output from is supplied to the memory 306 using a frame memory or a field memory. Based on the information of this motion vector, the memory 306
From which a block for generating a prediction signal is cut out, and this block is passed through the variable characteristic filter 307 to be a final prediction signal. The switch 308 supplies the prediction signal to the adder circuit 305 for local decoding according to the intra-frame / inter-frame discrimination information. The addition circuit 305 adds the prediction signal and the locally decoded signal from the inverse DCT circuit 304, whereby the original moving image signal is extracted via the memory 306. The output 311 of the memory 306 is supplied to an image display unit such as a TV monitor (not shown).
【００３６】一方、可変長復号化回路３０２から出力さ
れる量子化ステップサイズの情報はステップサイズメモ
リ３０９に記憶される。電力スペクトル推定回路３１０
は、動きベクトルによって指定された位置の予測信号の
中で、実際の信号成分がどのような周波数成分を持つか
を推定する。これらステップサイズメモリ３０９に記憶
された量子化ステップサイズと、電力スペクトル推定回
路３１０で推定された情報に基づいて、図６の実施例と
全く同様に可変特性フィルタ３０７の特性が制御され
る。On the other hand, the quantization step size information output from the variable length decoding circuit 302 is stored in the step size memory 309. Power spectrum estimation circuit 310
Estimates what frequency component the actual signal component has in the prediction signal at the position specified by the motion vector. Based on the quantization step size stored in the step size memory 309 and the information estimated by the power spectrum estimation circuit 310, the characteristic of the variable characteristic filter 307 is controlled in exactly the same manner as the embodiment of FIG.
【００３７】なお、本発明の他の実施例として、動画像
符号化装置から可変特性フィルタの特性を示す情報をサ
イド情報として伝送し、その情報に基づいて動画像復号
装置において図７の可変特性フィルタ３０７の特性を設
定してもよい。その場合、図７におけるステップサイズ
メモリ３０９および電力スペクトル推定回路３１０は不
要となる。As another embodiment of the present invention, information indicating the characteristic of the variable characteristic filter is transmitted from the moving image coding apparatus as side information, and the variable characteristic shown in FIG. The characteristics of the filter 307 may be set. In that case, the step size memory 309 and the power spectrum estimation circuit 310 in FIG. 7 are unnecessary.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば予
測信号に含まれる本来の信号成分を残したまま、予測信
号に前回の符号化および量子化で発生した量子化雑音が
含まれないようにすることができ、それにより予測効率
と符号化効率の向上を図ることができる。As described above, according to the present invention, the prediction signal does not include the quantization noise generated in the previous encoding and quantization while the original signal component included in the prediction signal remains. Therefore, it is possible to improve the prediction efficiency and the coding efficiency.
【図１】本発明による動画像符号化装置の基本構成を示
すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a moving picture coding apparatus according to the present invention.
【図２】本発明の一実施例に係る動画像符号化装置のブ
ロック図FIG. 2 is a block diagram of a moving picture coding apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図３】同実施例において動き補償によって選ばれたブ
ロック位置と前フレームまたは前フィールドのブロック
位置との関係と平均的なステップサイズを求める方法を
説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between a block position selected by motion compensation and a block position of a previous frame or a previous field and a method of obtaining an average step size in the embodiment.
【図４】同実施例における量子化ステップサイズによる
可変特性フィルタの特性の設定法を説明するための図FIG. 4 is a diagram for explaining a method of setting a characteristic of a variable characteristic filter based on a quantization step size in the embodiment.
【図５】本発明の他の実施例に係る動画像符号化装置の
ブロック図FIG. 5 is a block diagram of a moving picture coding apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図６】同実施例における可変特性フィルタの特性の設
定法を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a method of setting the characteristic of the variable characteristic filter in the embodiment.
【図７】本発明の一実施例に係る動画像復号化装置のブ
ロック図FIG. 7 is a block diagram of a moving picture decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
２０２…加算回路 ２０４…ＤＣＴ
回路 ２０５…量子化回路 ２０６…可変長
符号化回路 ２１０…加算回路 ２１１…メモリ ２１２…可変特性フィルタ ２１３…動きベ
クトル検出回路 ２１５…ステップサイズメモリ ２１７…電力ス
ペクトル推定回路202 ... Adder circuit 204 ... DCT
Circuit 205 ... Quantization circuit 206 ... Variable length coding circuit 210 ... Addition circuit 211 ... Memory 212 ... Variable characteristic filter 213 ... Motion vector detection circuit 215 ... Step size memory 217 ... Power spectrum estimation circuit
Claims (2)
差分をとって予測誤差信号を生成する予測誤差信号生成
手段と、 この手段により生成された予測誤差信号を符号化する符
号化手段と、 この手段により符号化された信号を所定の量子化ステッ
プサイズで量子化する量子化手段と、 この手段により量子化された信号を復号化および逆量子
化して局部復号信号を得る局部復号手段と、 この手段により得られた局部復号信号から入力動画像信
号を予測して予測信号を生成する予測手段と、 この手段により得られた予測信号を前記量子化手段で発
生する量子化雑音を除去するためのフィルタ処理を施し
て前記予測誤差信号生成手段へ供給する特性可変のフィ
ルタ手段と、 このフィルタ手段の特性を前記局部復号信号が得られた
時の前記量子化手段での量子化ステップサイズに応じ
て、該量子化ステップサイズが大きくなるほど通過域が
狭帯域となるように制御する手段とを具備することを特
徴とする動画像符号化装置。1. A prediction error signal generating means for generating a prediction error signal by taking a difference between an input moving image signal and a prediction signal corresponding to the input moving image signal, and an encoding means for encoding the prediction error signal generated by this means. Quantizing means for quantizing the signal encoded by this means with a predetermined quantization step size, and local decoding means for decoding and dequantizing the signal quantized by this means to obtain a locally decoded signal, Prediction means for predicting the input moving image signal from the locally decoded signal obtained by this means to generate a prediction signal, and for removing the quantization noise generated by the quantization means from the prediction signal obtained by this means And a variable-characteristic filter means for supplying the prediction error signal generating means to the prediction error signal generating means, and the quantization of the characteristics of the filter means when the locally decoded signal is obtained. Depending on the quantization step size in the stage, the moving picture encoding apparatus characterized by comprising a means for controlling such pass as the quantization step size is increased is narrowband.
差分をとって予測誤差信号を生成する予測誤差信号生成
手段と、 この手段により生成された予測誤差信号を符号化する符
号化手段と、 この手段により符号化された信号を所定の量子化ステッ
プサイズで量子化する量子化手段と、 この手段により量子化された信号を復号化および逆量子
化して局部復号信号を得る局部復号手段と、 この手段により得られた局部復号信号から入力動画像信
号を予測して予測信号を生成する予測手段と、 この手段により得られた予測信号を前記量子化手段で発
生する量子化雑音を除去するためのフィルタ処理を施し
て前記予測誤差信号生成手段へ供給する特性可変のフィ
ルタ手段と、 このフィルタ手段の特性を前記局部復号信号が得られた
時の前記量子化手段での量子化ステップサイズおよび前
記予測信号の電力スペクトルの周波数特性に応じて、該
量子化ステップサイズが大きくなるほど通過域が狭帯域
となり、かつ前記予測信号の該電力スペクトルが所定値
以上の予測信号成分を通すように制御する手段とを具備
することを特徴とする動画像符号化装置。2. A predictive error signal generating means for generating a predictive error signal by taking a difference between an input moving image signal and a predictive signal corresponding thereto, and an encoding means for encoding the predictive error signal generated by this means. Quantizing means for quantizing the signal encoded by this means with a predetermined quantization step size, and local decoding means for decoding and dequantizing the signal quantized by this means to obtain a locally decoded signal, Prediction means for predicting the input moving image signal from the locally decoded signal obtained by this means to generate a prediction signal, and for removing the quantization noise generated by the quantization means from the prediction signal obtained by this means And a variable-characteristic filter means for supplying the prediction error signal generating means to the prediction error signal generating means, and the quantization of the characteristics of the filter means when the locally decoded signal is obtained. Depending on the quantization step size at each stage and the frequency characteristics of the power spectrum of the prediction signal, the passband becomes narrower as the quantization step size becomes larger, and the power spectrum of the prediction signal is more than a predetermined value. And a means for controlling the signal component to pass therethrough.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28685491A JPH05130592A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Moving picture encoding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28685491A JPH05130592A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Moving picture encoding device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05130592A true JPH05130592A (en) | 1993-05-25 |
Family
ID=17709891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28685491A Pending JPH05130592A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Moving picture encoding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05130592A (en) |
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1991
- 1991-10-31 JP JP28685491A patent/JPH05130592A/en active Pending
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