JPH0642737B2 - Video coding system - Google Patents

Video coding system

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JPH0642737B2
JPH0642737B2 JP62147434A JP14743487A JPH0642737B2 JP H0642737 B2 JPH0642737 B2 JP H0642737B2 JP 62147434 A JP62147434 A JP 62147434A JP 14743487 A JP14743487 A JP 14743487A JP H0642737 B2 JPH0642737 B2 JP H0642737B2
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frame
unit
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prediction error
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淳一 大木
睦 太田
秀人 國弘
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NEC Home Electronics Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、動画像信号の単位画像間予測符号化にほぼ
定期的に単位画像内予測符号化を織り交ぜるようにし、
正逆いずれの方向においても任意の時点から速やかな再
生信号を実現できる動画像符号化方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention interlaces intra-predictive coding of a moving picture signal almost regularly with intra-predictive coding of inter-picture,
The present invention relates to a moving picture coding system capable of realizing a quick reproduction signal from an arbitrary time point in either forward or reverse directions.

[従来の技術] カラー動画の圧縮記録に用いられる高能率符号化方式
は、画像の1画素当たりの平均ビット数低減に有効であ
り、とりわけ単位画像としてテレビ信号の1フレームを
とる時、フレーム間のDPCM(差分パルス符号変調)を用
いた予測符号化方式は、フレーム間相関が高いためにフ
レーム差分信号が小さいテレビジョン信号の処理に好適
であるとされている。同予測符号化方式は、X−Y2次
元画像平面内の画素に関する画像データから、1フレー
ム前のデータを用いて予測した予測値を差し引き、その
差分を予測誤差データとして符号化することで圧縮する
方式である。
[Prior Art] The high-efficiency encoding method used for compression recording of color moving images is effective in reducing the average number of bits per pixel of an image, and particularly when one frame of a television signal is taken as a unit image The predictive coding method using DPCM (Differential Pulse Code Modulation) is said to be suitable for processing a television signal having a small frame difference signal because of high inter-frame correlation. The predictive coding method compresses by subtracting a predicted value predicted using data of one frame before from image data regarding pixels in an XY two-dimensional image plane and coding the difference as prediction error data. It is a method.

しかして、予測誤差データはほぼプラス分布で近似でき
ることから、第3図に示す従来の圧縮画像データ記録・
再生システム1では、記録系に用いる符号器2内の量子
化回路3として、対数圧縮による非線形量子化回路を用
いている。符号器2は、入力画像データをその予測値と
の差分をとる減算器4を介して量子化回路3に供給す
る。量子化回路3にてレベル値からレベル番号に変換さ
れた予測誤差データは、一つは符号変換回路5にて不等
長符号に変換され、CD−ROM6に記録される一方、
局部復号器7を介して減算器4に帰還される。この局部
復号器7は、量子化の逆処理すなわちレベル番号をレベ
ル値に逆変換する逆量子化回路8の出力を予測器9を介
して減算器4に供給する一方、予測器9の入力側に設け
た加算器10に正帰還する。
Since the prediction error data can be approximated by a substantially positive distribution, the conventional compressed image data recording / recording data shown in FIG.
In the reproducing system 1, as the quantizing circuit 3 in the encoder 2 used in the recording system, a non-linear quantizing circuit by logarithmic compression is used. The encoder 2 supplies the input image data to the quantization circuit 3 via a subtracter 4 that takes the difference from its predicted value. One of the prediction error data converted from the level value to the level number in the quantization circuit 3 is converted into an unequal length code in the code conversion circuit 5 and recorded in the CD-ROM 6, while
It is fed back to the subtracter 4 via the local decoder 7. The local decoder 7 supplies the output of the inverse quantization circuit 8 for inversely converting the quantization, ie, the level number to the level value, to the subtractor 4 via the predictor 9, while the input side of the predictor 9 is supplied. Positive feedback is provided to the adder 10 provided in the.

ところで、予測器9は、本例の場合、フレーム間予測回
路9aとフレーム内予測回路9bを並列接続し、切り替
えスイッチ9cによりいずれか一方を選択的に減算器4
に接続する構成としてある。これは、シーンチェンジ
(場面転換)があった場合に、シーンチェンジ後の先頭
画像は前フレームの画像信号とは相関をもたないため、
フレーム間予測符号化を施すよりも、画像のフレーム内
相関を用いるフレーム内予測符号化を行う方が符号化効
率が良いからである。連続する単位画像を区切って得ら
れる一連の単位画像を例とする場合、シーンチェンジに
際し、シーンチェンジ情報発生回路11aからのシーン
チェンジ情報にもとづいて予測モード制御回路11が作
動し、切り替えスイッチ9cをフレーム内予測回路9b
側に切り替える。従って、シーンチェンジ後に初めてC
D−ROM6に記録される予測誤差データE(1)′は、
予測器9に対しフレーム内予測モードが設定されること
で、 E(1)′=F[V(1)] となる。ただし、ダッシュ符号は、フレーム内予測によ
るものであることを示しており、Fはフレーム内予測符
号化のための符号化関数である。そして第1フレームに
続く第2フレームからは予測器9に対しフレーム間予測
モードが設定されるため、第iフレームの画像について
は、 E(i)=V(i)−V(i)=V(i)−V(i-1) なる演算により得られら予測誤差データE(i)が、CD
−ROM6に記録される。ただし、V(i)はV(i)の予測
値すなわち1フレーム前の画像データV(i-1)である。
In the case of this example, the predictor 9 connects the inter-frame predicting circuit 9a and the intra-frame predicting circuit 9b in parallel, and selectively switches one of them by the selector switch 9c.
It is configured to connect to. This is because, when there is a scene change (scene change), the first image after the scene change has no correlation with the image signal of the previous frame,
This is because the intraframe predictive coding using the intraframe correlation of the image has higher coding efficiency than the interframe predictive coding. When taking a series of unit images obtained by dividing continuous unit images as an example, the prediction mode control circuit 11 operates based on the scene change information from the scene change information generation circuit 11a at the time of a scene change, and the changeover switch 9c is turned on. Intra-frame prediction circuit 9b
Switch to the side. Therefore, C is the first time after a scene change.
The prediction error data E (1) ′ recorded in the D-ROM 6 is
By setting the intra-frame prediction mode for the predictor 9, E (1) '= F [V (1)]. However, the dash code indicates that it is based on intra-frame prediction, and F is a coding function for intra-frame predictive coding. Since the inter-frame prediction mode is set to the predictor 9 from the second frame following the first frame, E (i) = V (i) -V (i) = V for the image of the i-th frame. The prediction error data E (i) obtained by the calculation (i) -V (i-1) is the CD
-Recorded in ROM6. However, V (i) is the predicted value of V (i), that is, the image data V (i-1) of the previous frame.

一方、CD−ROM6から読み出された予測誤差データ
E(i)或はE(i)′を復号する復号器12は、不等長符号
化により符号変換された予測誤差データを逆変換し、等
長符号に戻す符号逆変換回路13と、符号逆変換回路1
3の出力を逆量子化する逆量子化回路14と、逆量子化
回路14の出力予測誤差データから画像データV(i)を
形成する加算器15及び予測器16からなる。逆量子化
回路14の出力は、加算器15を経て出力される一方、
予測器16を介して加算器15に正帰還され、予測誤差
データとその復号出力の巡回加算によって、画像データ
V(i)が再生される。予測器16には、予測誤差データ
の生成過程で用いられた予測モードに合わせて予測モー
ドを切り替える予測モード制御回路17が接続してあ
る。
On the other hand, the decoder 12 for decoding the prediction error data E (i) or E (i) 'read from the CD-ROM 6 inversely transforms the prediction error data code-converted by the unequal length coding, A code inverse conversion circuit 13 for returning to the equal-length code and a code inverse conversion circuit 1
The dequantization circuit 14 dequantizes the output of No. 3 and the adder 15 and the predictor 16 that form the image data V (i) from the output prediction error data of the dequantization circuit 14. The output of the inverse quantization circuit 14 is output through the adder 15 while
The image data V (i) is reproduced by the positive feedback to the adder 15 via the predictor 16 and the cyclic addition of the prediction error data and its decoded output. The predictor 16 is connected to a prediction mode control circuit 17 that switches the prediction mode according to the prediction mode used in the process of generating prediction error data.

なお、復号器具12において復号される画像データV
(i)は、i=1にあっては、 V(i)=G[E(i)′] として生成され、i≧2にあっては、予測値V(i)に予
測誤差データE(i)を加算することで、 V(i)=V(i)+E(i) として生成される。ただし、Gはフレーム内復号化関数
を表す。
The image data V decoded by the decoding device 12
(i) is generated as V (i) = G [E (i) ′] when i = 1, and when i ≧ 2, the prediction error data E ( By adding i), it is generated as V (i) = V (i) + E (i). However, G represents an intraframe decoding function.

[発明が解決しようとする問題点] 上記従来の圧縮画像データ記録・再生システム1は、シ
ーンチェンジがあったかどうかは、製作に携わるオペレ
ータの判断に委ねられており、オペレータが独自の判断
でもってフレーム内予測符号化を実行することもできる
ようになっている。また、フレーム間予測にもとづく予
測誤差データとフレーム内予測にもとづく予測誤差デー
タを常時エネルギ比較し、パワーが少ない方の予測モー
ドを自動選択するといった方法の併用も可能である。し
かし、こうした方法でフレーム間予測にフレーム内予測
を切り換えて使用する方式は、フレーム内予測の実施が
散発的にしか行われない場合が大半を占める。例えば、
動きのない背景を背に人物を撮影したような画像では、
シーンチェンジもなく長時間にわたってほとんど同じ映
像が連続するため、第1フレームだけフレーム内予測が
行われたあとは、フレーム間予測が継続的に実行される
ことになる。そして、こうしたフレーム内予測誤差デー
タを殆ど含まない、フレーム間予測誤差データが大半を
占めるCD−ROM6を再生する場合、最初のシーンか
ら再生する場合は問題はないが、先頭画像からではなく
途中再生したような場合に、次にフレーム内予測による
予測誤差データが得られるまでにかなりの時間がかかっ
てしまい、その間およそ無意味な画像が再生され続け
る、また極端な例として、先頭画像のみがフレーム内予
測による場合に途中での再生は不可能といった問題点が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described conventional compressed image data recording / reproducing system 1, whether or not there is a scene change is left to the judgment of the operator involved in the production, and the operator makes the frame by his own judgment. It is also possible to execute the inner prediction coding. It is also possible to use a method in which the prediction error data based on inter-frame prediction and the prediction error data based on intra-frame prediction are constantly energy-compared, and the prediction mode with the smaller power is automatically selected. However, in such a method in which intra-frame prediction is switched and used for inter-frame prediction, intra-frame prediction is mostly carried out sporadically. For example,
In an image that looks like a person against a static background,
Since there is no scene change and almost the same video continues for a long time, inter-frame prediction is continuously executed after intra-frame prediction is performed only for the first frame. Then, when reproducing the CD-ROM 6 that contains almost no such intra-frame prediction error data and occupies most of the inter-frame prediction error data, there is no problem when reproducing from the first scene, but it is not the first image but the intermediate reproduction. In such a case, it takes a considerable amount of time until the prediction error data obtained by the intra-frame prediction is obtained next time, and a meaningless image continues to be reproduced during that time. There is a problem that it is impossible to reproduce in the middle when using the inner prediction.

符号化技術を本発明のように記録・再生システムにて用
いる場合には、再生時のデータ誤りはシステム側で訂正
されるため、通信に利用する場合と異なって特に誤り対
策を講じる必要はないが、ここでフレーム内予測を用い
ることにより初めて途中再生が可能となる。
When the encoding technique is used in the recording / reproducing system as in the present invention, a data error at the time of reproduction is corrected on the system side, and it is not necessary to take any error countermeasure unlike the case of using for communication. However, halfway reproduction is possible only when the intra-frame prediction is used here.

また、上記従来の圧縮画像データ記録・再生システム1
は、いわゆる正転再生だけを想定して構成されていたた
め、例えば予測誤差データの記録順序に逆行するかたち
で再生する、いわゆる逆転再生時には、復号器12内の
予測器16が初期値として必要とする過去のデータが皆
無であるために、画像途中は勿論のこと、末尾画像から
でさえ正規の逆転再生はなし得ず、仮に逆転再生を試み
たとしても、原画像からおよそ掛け離れた無意味な画像
が再生されてしまい、フレーム間或はフレーム内の差分
だけ減算を繰り返すだけでは、画像信号を逆転再生でき
ない等の問題点があった。
In addition, the above-mentioned conventional compressed image data recording / reproducing system 1
Has been configured on the assumption that only so-called normal rotation reproduction is performed, so that the predictor 16 in the decoder 12 is required as an initial value at the time of so-called reverse reproduction, in which reproduction is performed in a manner reverse to the recording order of the prediction error data. Since there is no past data, regular reverse playback cannot be performed not only in the middle of the image but also from the end image, and even if reverse playback is attempted, a meaningless image that is far from the original image However, there is a problem in that the image signal cannot be reproduced in reverse by only repeating subtraction between the frames or within the frame.

尚、末尾画像から正常な逆転再生が出来ない理由は、通
常は予測誤差に対して量子化が適用され、その時に発生
する量子化誤差が不可避的であることによる。
The reason why normal reverse reproduction cannot be performed from the end image is that the quantization is usually applied to the prediction error, and the quantization error generated at that time is unavoidable.

[問題点を解決するための手段] この発明は、連続する単位画像からなる動画像信号を符
号化し、記録した記録媒体から該動画像信号を再生する
系において使用され、前記単位画像間の相関を利用する
第1の符号化方法、と前記単位画像内の相関を利用する
第2の符号化方法を切り換えて使用し符号化する方式で
あって、複数の前記単位画像毎に区切って得られる一連
の単位画像の先頭単位画像は前記第2の符号化方法によ
り、その他は前記第1の符号化方法により符号化するに
当たり、少なくとも該一連の単位画像の最終単位画像を
符号化する以前に次の一連の単位画像の先頭単位画像を
前記第2の符号化方法により符号化することを特徴とす
るものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention is used in a system that encodes a moving image signal composed of continuous unit images and reproduces the moving image signal from a recorded recording medium. Is a method of encoding by switching between a first encoding method utilizing the above and a second encoding method utilizing the correlation within the unit image, and is obtained by dividing each of the plurality of unit images. The first unit image of the series of unit images is encoded by the second encoding method, and the others are encoded by the first encoding method, at least before encoding the last unit image of the series of unit images. The first unit image of the series of unit images is encoded by the second encoding method.

[作用] この発明は、単位画像間予測符号化に、ほぼ定期的に単
位画像内予測符号化を切り換えることにより動画像信号
を符号化しておき、シーン途中からの復号要求に対する
初期画像形成時間を短縮する。また、単位画像内予測符
号化に対する復号画像を利用して、正逆のいずれかの方
向での再生においても、初期画像形成時間を短縮する。
[Operation] According to the present invention, a moving image signal is encoded by switching the intra-predictive coding to the inter-predictive coding almost regularly, and the initial image forming time for the decoding request from the middle of the scene is set. Shorten. Further, the decoded image for the intra-unit image predictive coding is used to shorten the initial image formation time even in reproduction in either the forward or reverse direction.

[実施例] 以下、この発明の実施例について、第1,2図を参照し
て説明する。第1図は、この発明の動画符号化方式を適
用して圧縮画像データ記録・再生システムの一実施例を
示すシステム構成図、第2図は、第1図に示したCD−
ROMに記録される予測誤差データの内容を示す図であ
る。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a compressed image data recording / reproducing system to which the moving picture coding system of the present invention is applied, and FIG. 2 is a CD-recording system shown in FIG.
It is a figure which shows the content of the prediction error data recorded on ROM.

第1図中、圧縮画像データ記録・再生システム21は、
符号器22を含む画像の圧縮記録システムの構成が従来
とは異なるものである。この符号器22は、シーン途中
からの復号要求に対する初期画像形成時間が短縮される
よう、フレーム間予測に定期的にフレーム内予測に切り
換えて使用する一方、フレーム内予測誤差データの記録
に工夫を施すことで、シーン途中からCD−ROM6が
逆転再生できるよう構成したものである。また、フレー
ム間、フレーム内予測により得られる予測誤差データに
ついては量子化が適用されているものとする。
In FIG. 1, the compressed image data recording / reproducing system 21 is
The configuration of the image compression recording system including the encoder 22 is different from the conventional one. This encoder 22 is used by periodically switching to intraframe prediction for interframe prediction so as to reduce the initial image formation time in response to a decoding request from the middle of the scene, and is devised to record intraframe prediction error data. By doing so, the CD-ROM 6 can be reversely reproduced from the middle of the scene. In addition, quantization is applied to prediction error data obtained by intra-frame prediction and intra-frame prediction.

23は、予測モード制御回路11に接続したカウンタ回
路で、予測モード制御回路11が予測モードをフレーム
内からフレーム間に切り替えたあと、あらかじめ設定さ
れた所定の計数値から一定のクロックに従って1ずつ減
じ、計数値が零に一致したときに予測モード切り替えを
指示する構成をとる。勿論、減算動作中にシーンチエン
ジがあれば、シーンチエンジの時点で再び設定計数値か
らの減算を再開する。従って、シーンチエンジの有無に
関係なく、予測モード制御回路11は、計数値減算に要
する期間Tをもって、定期的にフレーム内予測モードへ
の切り替えを実行することになる。このため、こうした
フレーム内予測誤差データを定期的に挿入記録したCD
−ROM6を再生すれば、先頭画像からではなく途中再
生したような場合、最大でも期間T以内にかならずフレ
ーム内予測による予測誤差データが得られ、その時点で
直ちに初期画像を再生することができることになる。
Reference numeral 23 is a counter circuit connected to the prediction mode control circuit 11, and after the prediction mode control circuit 11 switches the prediction mode from within the frame to between the frames, the counter circuit decrements by 1 from a predetermined count value set in advance according to a constant clock. , The prediction mode switching is instructed when the count value matches zero. Of course, if there is scene change during the subtraction operation, the subtraction from the set count value is restarted again at the time of scene change. Therefore, regardless of the presence or absence of scene change, the prediction mode control circuit 11 will periodically switch to the intra-frame prediction mode within the period T required to subtract the count value. For this reason, a CD in which such intra-frame prediction error data is regularly inserted and recorded.
-When the ROM 6 is reproduced, when the reproduction is performed from the beginning image in the middle, it is possible to obtain the prediction error data by the intra-frame prediction at most within the period T, and the initial image can be reproduced immediately at that time. Become.

ところで、フレーム内予測による予測符号化対象となっ
た第jフレームの画像データV(j)については、フレー
ム内予測演算F[V(j)]により予測誤差データE(j)′
が得られるのは、言うまでもない。しかし、ここで得ら
れた予測誤差データE(j)′は、逆転再生時の次画像を
正しく復号する必要上、予測誤差データE(j)′の局部
復号出力すなわちフレーム内予測値G[E(j)′]か
ら、前フレームの画像データV(j-1)を減じて得られる
データE(j)を待って、その後に記録するような回路構
成としてある。すなわち、フレーム内予測モードによる
予測符号化の完了と同時に、予測モード制御回路11
は、画像データの供給を一時停止し、かつ減算器4の前
段に接続してマルチプレックス回路24の入力を、フレ
ーム間予測回路9aに接続したフレーム遅延回路25側
に切り替える。その結果、フレーム遅延回路25の出力
である画像データV(j-1)を入力とするフレーム間符号
化 G[E(j)′]−V(j-1) が実行され、E(j)が得られる。ここでフレーム内予測
誤差E(j)′は量子化されており、量子化誤差を含んでい
るのでG[E(j)′]=V(j)が成立せず、このような順
序での符号化が必要となる。
By the way, with respect to the image data V (j) of the j-th frame which is the target of predictive coding by intraframe prediction, the prediction error data E (j) ′ is calculated by the intraframe prediction calculation F [V (j)].
Needless to say, is obtained. However, since the prediction error data E (j) 'obtained here is required to correctly decode the next image at the time of reverse reproduction, the locally decoded output of the prediction error data E (j)', that is, the intraframe prediction value G [E (j) '], the data E (j) obtained by subtracting the image data V (j-1) of the previous frame is waited for and then recorded. That is, at the same time as the prediction coding in the intra-frame prediction mode is completed, the prediction mode control circuit 11
Stops the supply of image data and connects to the preceding stage of the subtractor 4 to switch the input of the multiplex circuit 24 to the frame delay circuit 25 side connected to the inter-frame prediction circuit 9a. As a result, interframe coding G [E (j) ']-V (j-1) is executed with the image data V (j-1) output from the frame delay circuit 25 as input, and E (j) Is obtained. Here, since the intra-frame prediction error E (j) ′ is quantized and includes the quantization error, G [E (j) ′] = V (j) does not hold, and in this order Encoding is required.

そして、このフレーム間予測符号化の完了後、予測モー
ド制御回路11はこの間の画像入力の停止を解除して、
通常のフレーム間符号化を再開するわけであるが、予測
誤差データE(j)′とE(j)及びこれに続く予測誤差デー
タE(j+1)に関しては、E(j),E(j)′,E(j+1)の順で
出力する必要がある。このため、実施例では、量子化回
路3の後段にフレーム遅延回路26と2フレーム遅延回
路27を側路にもつ線路28を設け、これらを予測モー
ド制御回路11により制御される3入力択一出力型のマ
ルチプレックス回路29に接続してある。すなわち、フ
レーム内予測モードに切り替えたときは、マルチプレッ
クス回路29の入力を線路28から2フレーム遅延回路
27側に切り替え、予測誤差データE(j)′を2フレー
ム期間分遅延する。次に、フレーム内予測モードからフ
レーム間予測モードに切り替えたときに、マルチプレッ
クス回路29の入力を線路28側に切り替え、予測誤差
データE(j)をそのまま出力する。そして、通常のフレ
ーム間予測の再開と同時に、マルチプレックス回路29
をフレーム遅延回路26側に切り替えることで、予測誤
差データE(j+1)を1フレーム期間遅延して出力する。
Then, after the interframe predictive coding is completed, the prediction mode control circuit 11 releases the stop of the image input during this period,
Ordinary interframe coding is restarted, but with respect to the prediction error data E (j) 'and E (j) and the prediction error data E (j + 1) following this, E (j), E ( It is necessary to output j) ′ and E (j + 1) in that order. For this reason, in the embodiment, a line 28 having a frame delay circuit 26 and a 2-frame delay circuit 27 as a bypass is provided at the subsequent stage of the quantizing circuit 3, and these lines are controlled by the predictive mode control circuit 11 to have a 3-input alternative output. Type multiplex circuit 29. That is, when switching to the intra-frame prediction mode, the input of the multiplex circuit 29 is switched from the line 28 to the two-frame delay circuit 27 side, and the prediction error data E (j) 'is delayed by two frame periods. Next, when the intra-frame prediction mode is switched to the inter-frame prediction mode, the input of the multiplex circuit 29 is switched to the line 28 side and the prediction error data E (j) is output as it is. Then, at the same time when the normal interframe prediction is restarted, the multiplex circuit 29
Is switched to the frame delay circuit 26 side, the prediction error data E (j + 1) is delayed by one frame period and output.

こうして、フレーム内予測誤差データE(j)′には、第
2図に示したように、逆転再生時の先頭画像に整合する
次画像の形成に必要なデータE(j)が必ず前置付記され
ることになる。一方、こうした符号器22側での処理に
対応して、逆転再生を可能にする若干の工夫が復号器3
2にも要求される。すなわち、復号器32は、逆転再生
当初に読み出される初期フレーム内予測誤差データE
(j)′に関しては、フレーム内相関を利用した予測値G
[E(j)′]を生成し、さらにデータE(j)に続いて読み
出される予測誤差データE(j-1),E(j-2)…に関して
は、フレーム間相関を利用して予測値を生成すればよい
のであるが、フレーム内予測による復号とフレーム間予
測による復号における単位画像の時間順序を変更する回
路、或いは初期予測誤差データE(j)′に続くE(j),E
(j-1)…の極性を反転する極性反転回路等を付加してお
く必要がある。
Thus, as shown in FIG. 2, the intra-frame prediction error data E (j) 'is always prefixed with the data E (j) necessary for forming the next image that matches the first image at the time of reverse reproduction. Will be done. On the other hand, in response to such processing on the encoder 22 side, the decoder 3 is slightly devised to enable reverse reproduction.
2 is also required. That is, the decoder 32 uses the initial intra-frame prediction error data E read at the beginning of reverse reproduction.
For (j) ', the predicted value G using intra-frame correlation
[E (j) '] is generated, and prediction error data E (j-1), E (j-2), etc., which are read subsequently to the data E (j), are predicted using interframe correlation. It suffices to generate a value, but a circuit that changes the temporal order of unit images in decoding by intra-frame prediction and decoding by inter-frame prediction, or E (j), E that follows the initial prediction error data E (j) '
It is necessary to add a polarity inversion circuit or the like that inverts the polarity of (j-1).

このように、圧縮画像データ記録・再生システム21
は、フレーム内予測符号化に、ほぼ定期的にフレーム内
予測符号化を織り交ぜつつ動画像信号を符号化しておく
ことにより、シーン途中からの復号要求に対する初期画
像形成時間を短縮することができ、機械的な判定条件や
オペレータの意思等に関係なくフレーム内予測符号化を
強制することで、シーンを特定しないまったく任意の再
生要求にも、短時間で対応することができる。
In this way, the compressed image data recording / reproducing system 21
Is able to shorten the initial image formation time for a decoding request from the middle of a scene by coding the moving image signal while interlacing the intraframe predictive coding with the intraframe predictive coding almost regularly. By forcing the intra-frame predictive coding regardless of the mechanical judgment conditions and the intention of the operator, it is possible to respond to an arbitrary arbitrary reproduction request that does not specify a scene in a short time.

また、圧縮画像データ記録・再生システム21は、フレ
ーム内予測符号化により圧縮した画像部分V(j)におい
て、逆転再生に欠かせないデータE(j)すなわちG[E
(j)′]−V(j-1)を前置付加した予測誤差データE
(j)′を生成する構成としたから、逆転再生時に、最初
に読み出されたフレーム内予測誤差データE(j)′か
ら、復号に必要な初期画像を形成し、続いて付加データ
E(j)を減算することで、次画像を再生することがで
き、さらに順次予測誤差データを減算しつつ画像を再生
することにより、フレーム間での相関を利用した予測に
もとづく予測誤差データの逆方向復号を、正確に実行す
ることができる。
In addition, the compressed image data recording / reproducing system 21 uses the data E (j) that is indispensable for reverse reproduction, that is, G [E], in the image portion V (j) compressed by intraframe predictive coding.
(j) ']-V (j-1) is added to the prediction error data E.
Since (j) 'is generated, an initial image required for decoding is formed from the initially read intra-frame prediction error data E (j)' at the time of reverse reproduction, and then the additional data E ( By subtracting j), the next image can be reproduced, and by further subtracting the prediction error data and reproducing the image, the reverse direction of the prediction error data based on the prediction using the correlation between frames The decryption can be performed exactly.

なお、上記実施例において、圧縮画像データ記録媒体と
しては、CD−ROM6に限定されず、他のディジタル
記録可能なもの、例えばビデオテープ等であってもよ
い。
In the above embodiment, the compressed image data recording medium is not limited to the CD-ROM 6, but may be another digitally recordable medium such as a video tape.

また、以上の説明において、単位画像間の相関を利用し
た予測符号化方式として、フレーム間差分符号化を例に
とったが、動き補償フレーム間予測などの他の方式を用
いることも可能である。また、これらの符号化過程で生
ずる予測誤差データに対し、直交変換符号化やベクトル
量子化を行うことも可能である。例えば直交変換符号化
を施す場合は、符号器22内の量子化回路3の前段に直
交変換回路が、また逆量子化回路8の後段に逆直交変換
回路がそれぞれ必要である。この場合、記録媒体に記録
されるのは、変換係数成分に変換された予測誤差データ
となるが、符号器22の本質に変わりはない。また、ベ
クトル量子化を施す場合は、符号器22内の量子化回路
3の前段にベクトル量子化のためのベクトル・インデッ
クス回路を、また逆量子化回路8の後段に逆ベクトル量
子化のためのベクトル・インデックス逆変換回路を設け
るとよい。この場合、記録媒体に記録されるのは、予測
誤差データから変換されたベクトルインデックスとなる
が、符号器22の本質に変わりはない。
Further, in the above description, inter-frame differential encoding is taken as an example of the predictive encoding method using the correlation between unit images, but other methods such as motion-compensated inter-frame prediction can also be used. . Further, it is also possible to perform orthogonal transform coding or vector quantization on the prediction error data generated in these coding processes. For example, in the case of performing orthogonal transform coding, an orthogonal transform circuit is required before the quantizing circuit 3 in the encoder 22, and an inverse orthogonal transform circuit is required after the dequantizing circuit 8. In this case, what is recorded on the recording medium is the prediction error data converted into the conversion coefficient component, but the essence of the encoder 22 remains unchanged. When performing vector quantization, a vector index circuit for vector quantization is provided in the preceding stage of the quantization circuit 3 in the encoder 22, and a vector index circuit for inverse vector quantization is provided in the latter stage of the dequantization circuit 8. A vector / index inverse conversion circuit may be provided. In this case, what is recorded on the recording medium is the vector index converted from the prediction error data, but the essence of the encoder 22 remains unchanged.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明は、単位画像間予測符号
化に、ほぼ定期的に単位画像内予測符号化を切り換えて
使用することにより動画像信号を符号化しておくことに
より、シーン途中からの復号要求に対する初期画像形成
時間を短縮することができ、機械的な判定条件やオペレ
ータの意思等に関係なく単位画像内予測符号化を強制す
ることで、シーンを特定しないまったく任意の再生要求
にも、短時間で対応可能な動画再生システムを構築する
ことができる等の優れた効果を奏する。
[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, a moving image signal is encoded by switching between intra-image predictive encodings almost regularly for use in inter-image predictive encoding. , The initial image formation time for a decoding request from the middle of the scene can be shortened, and the intra-unit image predictive coding is forced regardless of the mechanical judgment conditions or the intention of the operator, so that no scene is specified. It is possible to construct a moving image reproduction system capable of responding to the reproduction request in a short time.

また、この発明は、逆転再生時に、最初に読み出された
単位画像内予測誤差データから復号に必要な初期画像を
形成し、この初期画像から付加データを減算することで
次画像を再生することができ、さらに順次予測誤差デー
タを減算しつつ画像を再生することにより、単位画像間
における相関を利用した予測にもとづく予測誤差データ
の逆方向復号を、正確に実行することができる等の優れ
た効果を奏する。
Further, according to the present invention, when reverse reproduction is performed, an initial image required for decoding is formed from the prediction error data in the unit image that is read first, and additional data is subtracted from this initial image to reproduce the next image. By reproducing the image while sequentially subtracting the prediction error data, backward decoding of the prediction error data based on the prediction using the correlation between the unit images can be accurately executed. Produce an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、この発明の動画符号化方式を適用した圧縮画
像データ記録・再生システムの一実施例を示すシステム
構成図、第2図は、第1図に示したCD−ROMに記録
される予測誤差データの内容を示す図、第3図は、従来
の動画符号化方式を適用した圧縮画像データ記録・再生
システムの一例を示すシステム構成図である。 9a……フレーム間予測回路,9b……フレーム内予測
回路,11……予測モード制御回路,21……圧縮画像
データ記録・再生回路,22……符号器,23……カウ
ンタ回路,24,29……マルチプレックス回路,2
5,26……フレーム遅延回路,27……2フレーム遅
延回路,28……線路。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a compressed image data recording / reproducing system to which the moving picture coding system of the present invention is applied, and FIG. 2 is recorded on the CD-ROM shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the contents of prediction error data, and FIG. 3 is a system configuration diagram showing an example of a compressed image data recording / reproducing system to which a conventional moving image coding system is applied. 9a ... Inter-frame prediction circuit, 9b ... In-frame prediction circuit, 11 ... Prediction mode control circuit, 21 ... Compressed image data recording / reproducing circuit, 22 ... Encoder, 23 ... Counter circuit, 24, 29 ... Multiplex circuits, 2
5, 26 ... Frame delay circuit, 27 ... 2 frame delay circuit, 28 ... Line.

フロントページの続き (72)発明者 太田 睦 東京都港区芝5丁目33番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 國弘 秀人 大阪府大阪市淀川区宮原3丁目5番24号 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭60−66584(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Mutsumi Ota 5-33-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation (72) Hideto Kunihiro 3-5-24 Miyahara, Yodogawa-ku, Osaka, Japan Electric Home Electronics Co., Ltd. (56) Reference JP-A-60-66584 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】連続する単位画像からなる動画像信号を符
号化し、記録した記録媒体から該動画像信号を再生する
系において使用され、前記単位画像間の相関を利用する
第1の符号化方法、と前記単位画像内の相関を利用する
第2の符号化方法を切り換えて使用し符号化する方式で
あって、複数の前記単位画像毎に区切って得られる一連
の単位画像の先頭単位画像は前記第2の符号化方法によ
り、その他は前記第1の符号化方法により符号化するに
当たり、少なくとも該一連の単位画像の最終単位画像を
符号化する以前に次の一連の単位画像の先頭単位画像を
前記第2の符号化方法により符号化することを特徴とす
る動画符号化方式。
1. A first encoding method used in a system for encoding a moving image signal composed of continuous unit images and reproducing the moving image signal from a recorded recording medium, and utilizing the correlation between the unit images. , And a second encoding method that uses the correlation in the unit image by switching, and is used for encoding, and the first unit image of a series of unit images obtained by dividing each unit image is In encoding by the second encoding method and the others by the first encoding method, at least before the final unit image of the series of unit images is encoded, the first unit image of the next sequence of unit images is encoded. Is encoded by the second encoding method.
【請求項2】単位画像内の相関を利用する第2の符号化
方法により一連の単位画像の先頭単位画像を符号化・復
号化し、得られた復号単位画像と、直前にある該一連の
単位画像の少なくとも最終単位画像との間で単位画像間
の相関を利用する第1の符号化方法を実行して得られる
予測誤差を表すデータを付加することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の動画符号化方式。
2. A decoded unit image obtained by encoding and decoding the head unit image of a series of unit images by a second encoding method utilizing correlation within a unit image, and the immediately preceding series of units. The data representing a prediction error obtained by executing the first encoding method utilizing the correlation between unit images with at least the final unit image of the image is added. The described video encoding method.
【請求項3】単位画像間の相関を利用する第1の符号化
方法又は単位画像内の相関を利用する第2の符号化方法
を適用して得られる予測誤差を表すデータは量子化が適
用されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の動画符号化方式。
3. Quantization is applied to data representing a prediction error obtained by applying a first coding method using correlation between unit images or a second coding method using correlation within unit images. The moving picture coding method according to claim 1, wherein the moving picture coding method is provided.
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DE3884992T DE3884992T2 (en) 1987-04-30 1988-04-29 Image processing system for a sequence of coded signals which are subjected to prediction coding of various types.
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