JPH0775109A - Image information compressing method - Google Patents

Image information compressing method

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JPH0775109A
JPH0775109A JP23874493A JP23874493A JPH0775109A JP H0775109 A JPH0775109 A JP H0775109A JP 23874493 A JP23874493 A JP 23874493A JP 23874493 A JP23874493 A JP 23874493A JP H0775109 A JPH0775109 A JP H0775109A
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the code amount of a high band signal in the case of sub band encoding by using an output value at the time of being multiplied to the signal value of an integral picture element around any prescribed filter as the signal value of a 1/2 picture element. CONSTITUTION:Sub band division is respectively performed into the LL signal of a vertival low band at a horizontal low band, the HL signal of the vertical low band at a horizontal high band, the LH signal of a vertical high band at the horizontal low band, and the HH signal of the vertical high band at the horizontal high band. Next, a present frame is divided into macro blocks composed of (m) pieces of horizontal picture elements X (n) pieces of vertical picture elements for each of respective LL, HL, LH and HH band signals. Motion compensating prediction is performed between the same band signals of the present frame and a reference frame. In order to perform the motion compensating prediction with 1/2 picture element precision the 1/2 picture element value is calculated from the integral picture element value concerning the motion compensated block and the peirpheral blocks. While including the block composed of this 1/2 picture element value, the final motion compensated block and motion vector are selected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高精細テレビジョン
(以下「HD−TV」という)などの動画像情報の圧縮
処理を行う画像情報圧縮方法にかかり、更に具体的に
は、画像情報をサブバンド分割して圧縮処理を行う場合
に好適な画像情報圧縮方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image information compression method for compressing moving image information of a high definition television (hereinafter referred to as "HD-TV"), and more specifically, it relates to an image information compression method. The present invention relates to an improvement of an image information compression method suitable when performing compression processing by sub-band division.

【0002】[0002]

【従来の技術】HD−TVの画像情報のディジタル伝送
やその記録については、階層性を持った高能率符号化の
検討が行われている(綱島他、「インターレース構造を
考慮したHD−TV階層符号化に関する検討」,199
3年,電子情報通信学会春季大会,D−253参照)。
これは、HD−TVの画像情報を符号化したビットスト
リームの一部を取り出してデコードすることにより、S
D−TVの画像情報が得られるようにしたものである。
これによれば、符号化法の1つとしてサブバンド符号化
の利用が考えられている。
2. Description of the Related Art For digital transmission of HD-TV image information and its recording, a study of high-efficiency coding having a hierarchical property is being made (Tsunashima et al., "HD-TV hierarchy considering interlaced structure". On encoding ", 199
3rd year, IEICE Spring Conference, D-253).
This is performed by extracting a part of the bit stream in which the image information of HD-TV is encoded and decoding it to obtain S
The image information of D-TV is obtained.
According to this, use of subband coding is considered as one of the coding methods.

【0003】例えば、インターレース構造を持つHD−
TV画像信号とインターレース構造を持つSD−TV画
像信号との階層符号化を例として考える。まず、HD−
TV1フィールドの画像信号を水平方向の低帯域と高帯
域の2つの帯域信号に分割する。次に、それらの帯域信
号を垂直方向の低帯域と高帯域の2つの帯域信号に分割
する。図6には、その様子が示されており、HD−TV
画像信号は、LL,HL,LH,HHの計4つの帯域信
号にサブバンド分割されている。そして水平方向、垂直
方向ともに低帯域の帯域信号LLをSD−TV1フィー
ルドの映像信号とする。そして、このSD−TV1フィ
ールドの信号を2枚集めてSD−TV1フレームの映像
信号とする。
For example, an HD- having an interlaced structure
Consider hierarchical coding of a TV image signal and an SD-TV image signal having an interlaced structure as an example. First, HD-
The image signal of the TV1 field is divided into two band signals of a low band and a high band in the horizontal direction. Next, the band signals are divided into two band signals, a low band and a high band in the vertical direction. FIG. 6 shows the situation, and HD-TV
The image signal is subband-divided into a total of four band signals LL, HL, LH, and HH. Then, the band signal LL having a low band in both the horizontal and vertical directions is used as the video signal of the SD-TV1 field. Then, two SD-TV1 field signals are collected to form an SD-TV1 frame video signal.

【0004】ところで、テレビジョンの画像信号のよう
な動画像情報の符号化においては、フレーム間の相関を
利用することで符号量圧縮効率が上がることが知られて
いる。MPEG(Motion Picture Image Coding Expert
s Group)やMPEG2でもフレーム間予測とDCTの
組み合わせによって圧縮効率の高い符号化を行なってい
る(渡辺,「MPEG2フレーム間予測方式」,テレビ
ジョン学会技術報告,ITEJ Technical Report Vol.16,N
o.61,pp.37〜42,ICS'92-73(Oct.1992)参照)。
By the way, in encoding moving image information such as a television image signal, it is known that the code amount compression efficiency is improved by utilizing the correlation between frames. MPEG (Motion Picture Image Coding Expert)
s Group) and MPEG2 also perform coding with high compression efficiency by combining interframe prediction and DCT (Watanabe, “MPEG2 interframe prediction method”, Technical Report of the Institute of Television Engineers, ITEJ Technical Report Vol.16, N).
o.61, pp.37-42, ICS'92-73 (Oct.1992)).

【0005】このような点からすると、前記図6のよう
にサブバンド分割したHD−TV映像信号についてもフ
レーム間の相関を利用して圧縮を行う手法が考えられ
る。すなわち、SD−TV1フィールドの画像信号であ
る水平,垂直方向低帯域の信号LL(あるいはそれを2
フィールド集めて1フレームとした信号)については、
MPEG,MPEG2などの従来の手法と同様にしてフ
レーム間予測を行えばよい。つまり、フレームのピクチ
ャ・タイプをIピクチャ(フレーム内符号化画面),P
ピクチャ(フレーム間符号化画面),Bピクチャ(双方
向予測・補間画面)に分け、Pピクチャ,Bピクチャに
ついては参照フレームであるIピクチャあるいはPピク
チャとの間で動き補償予測符号化を行う。
From this point of view, a method of compressing the HD-TV video signal divided into sub-bands as shown in FIG. 6 by utilizing the correlation between frames can be considered. That is, the horizontal and vertical low band signals LL (or 2
For signals that gathered fields into one frame),
Interframe prediction may be performed in the same manner as the conventional methods such as MPEG and MPEG2. That is, the picture type of the frame is I picture (intra-frame coded screen), P
It is divided into a picture (inter-frame coding screen) and a B picture (bidirectional prediction / interpolation screen), and the P-picture and B-picture are subjected to motion compensation prediction coding with the I-picture or P-picture which is the reference frame.

【0006】具体的には、現フレーム(P又はBピクチ
ャ)を水平m画素×垂直n画素によるマクロブロックに
分割する。他方、参照フレーム中において近似する画
像,すなわち動き補償した水平m画素×垂直n画素のブ
ロックを選択する。そして、現フレームのマクロブロッ
クと参照フレームのブロックの双方の画素毎の差分値と
現フレーム内のマクロブロックの本来の画素値とのいず
れかをブロック毎に適応的に選択する。
Specifically, the current frame (P or B picture) is divided into macroblocks of horizontal m pixels × vertical n pixels. On the other hand, an approximate image in the reference frame, that is, a motion-compensated block of horizontal m pixels × vertical n pixels is selected. Then, either the difference value for each pixel of both the macroblock of the current frame and the block of the reference frame or the original pixel value of the macroblock in the current frame is adaptively selected for each block.

【0007】つまり、ブロック内の両画像に差がないと
きは差分値を選択し、差があるときは本来の画素値を選
択し、次に選択した差分値あるいは画素値を符号化す
る。また、1/2画素精度の動き補償として、参照フレ
ームの画素の内挿値との間で差分を取るようにしてもよ
い。なお、参照フレームについても図6のようにサブバ
ンド分割を行い、その水平,垂直方向低帯域のLL信号
中から前記水平m画素×垂直n画素のブロックを選択す
るものとする。
That is, when there is no difference between the two images in the block, the difference value is selected, when there is a difference, the original pixel value is selected, and the selected difference value or pixel value is encoded. Also, as the motion compensation with 1/2 pixel accuracy, a difference may be taken with respect to the interpolated value of the pixel of the reference frame. It is assumed that the reference frame is also subband-divided as shown in FIG. 6 and the block of horizontal m pixels × vertical n pixels is selected from the LL signals in the horizontal and vertical low bands.

【0008】サブバンド分割した他の帯域HL,LH,
HHについても同様にして動き補償フレーム間予測を行
う。参照フレームは同様にサブバンド分割し、該当する
HL,LH,HHの各帯域信号から所定位置の水平m画
素×垂直n画素のブロックを選択して差分値を求めるよ
うにする。
Other bands HL, LH, which are sub-band divided,
Similarly for HH, motion compensation interframe prediction is performed. Similarly, the reference frame is subband-divided, and a block of horizontal m pixels × vertical n pixels at a predetermined position is selected from the corresponding HL, LH, and HH band signals to obtain the difference value.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
動き補償フレーム間予測を行う場合、水平,垂直方向低
帯域のLL信号については現フレームの符号量を高効率
で圧縮できる。これは、LL信号の統計的性質がサブバ
ンド分割を行う前の原画像信号の統計的性質に類似して
いることからも説明できる(滝嶋他,「サブバンド符号
化の画質評価法と統計的性質に関する検討」,電子情報
通信学会技術研究報告IE91−4参照)。
By the way, when such motion-compensated inter-frame prediction is performed, the code amount of the current frame can be compressed with high efficiency for the horizontal and vertical low band LL signals. This can also be explained by the fact that the statistical properties of the LL signal are similar to the statistical properties of the original image signal before subband division (Takishima et al., "Image quality evaluation method and statistics of subband coding". On the physical properties ", IEICE Technical Report IE91-4).

【0010】しかし、LL以外の帯域のHL,LH,H
H信号については、現フレームの符号量が動き補償フレ
ーム間予測をする以前と比較してそれ程減少しない。こ
の結果、LL〜HHの画像全体の符号量が増えてしま
い、HD−TVの画像情報を伝送,記録する際の伝送,
記録容量が大きくなってしまう。また、画像全体の符号
量をある一定量に制限する場合には、再量子化によって
符号量を削減する必要が生じ、その結果復号時の画質が
劣化してしまうことになる。
However, HL, LH, H of bands other than LL
For the H signal, the code amount of the current frame does not decrease so much compared to before the motion-compensated interframe prediction. As a result, the code amount of the entire image of LL to HH increases, and the transmission at the time of transmitting and recording the image information of HD-TV,
The recording capacity becomes large. Further, when the code amount of the entire image is limited to a certain fixed amount, it is necessary to reduce the code amount by requantization, and as a result, the image quality at the time of decoding deteriorates.

【0011】本発明は、これらの点に着目したもので、
HD−TV信号などのサブバンド符号化における高帯域
信号の符号量の低減を図ることができる画像情報圧縮方
法を提供することを、その目的とする。
The present invention focuses on these points,
It is an object of the present invention to provide an image information compression method capable of reducing the code amount of a high band signal in sub-band coding such as an HD-TV signal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第1の発明は、所定単位の画像の画像信号を低帯域
信号と高帯域信号とにサブバンド分割して、各帯域信号
毎に動き補償予測符号化によるフレーム間符号化を行う
際に、少なくとも高帯域信号については、整数画素間の
1/2画素を用いて高精度で動き補償予測を行う画像情
報圧縮方法において、前記1/2画素の信号値として、
フィルタ係数の総和が負であるフィルタを周辺の整数画
素の信号値にかけたときの出力値を用いることを特徴と
する。
To achieve the above object, the first invention is to subdivide an image signal of an image of a predetermined unit into a low band signal and a high band signal, and for each band signal. When performing inter-frame coding by motion-compensated prediction coding, at least for high-band signals, in the image information compression method for performing motion-compensated prediction with high accuracy using 1/2 pixel between integer pixels, As the signal value of 2 pixels,
It is characterized in that an output value obtained by applying a filter whose sum of filter coefficients is negative to signal values of peripheral integer pixels is used.

【0013】第2の発明は、所定単位の画像の画像信号
を低帯域信号と高帯域信号とにサブバンド分割して、各
帯域信号毎に動き補償予測符号化によるフレーム間符号
化を行う際に、少なくとも高帯域信号については、整数
画素間の1/2画素及び1/4画素又はそれ以上の精度
の画素を用いて高精度で動き補償予測を行う画像情報圧
縮方法において、前記1/2画素の信号値として、フィ
ルタ係数の総和が負であるフィルタを周辺の整数画素の
信号値にかけたときの出力値を用い、前記1/4画素あ
るいはそれ以上の精度の画素の信号値として、フィルタ
係数の総和が正であるフィルタを、周辺の整数画素及び
1/2画素の信号値にかけたときの出力値を用いること
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, when an image signal of an image of a predetermined unit is subband-divided into a low band signal and a high band signal and inter-frame coding is performed by motion compensation predictive coding for each band signal. For at least a high-bandwidth signal, in the image information compression method for performing highly accurate motion-compensated prediction using 1/2 pixel between integer pixels and 1/4 pixel or more pixels, As a signal value of a pixel, an output value obtained by applying a filter having a negative sum of filter coefficients to a signal value of a peripheral integer pixel is used as a signal value of a pixel having accuracy of ¼ pixel or more. It is characterized in that an output value obtained by applying a filter having a positive sum of coefficients to signal values of peripheral integer pixels and half pixels is used.

【0014】第3の発明は、前記発明において、高帯域
信号の動きベクトルについては、低帯域信号の動きベク
トルに相当するベクトルとの差分ベクトルを符号化する
ことを特徴とする。
A third invention is characterized in that, in the above invention, a motion vector of the high band signal is encoded by a difference vector from a vector corresponding to the motion vector of the low band signal.

【0015】[0015]

【作用】本発明によれば、少なくとも高帯域信号につい
ては、1/2画素精度,あるいは1/4画素精度以上で
動き補償予測を行う際に、フィルタ係数の総和が負であ
るフィルタを周辺の整数画素の信号値にかけたときの出
力値が1/2画素の信号値として用いられる。高帯域信
号については、サブバンド分割していない従来技術やサ
ブバンド分割したLL信号のような内挿値などを用いる
よりも、フィルタ係数の総和が負であるフィルタによっ
て得た信号値を用いた方が、以下の実施例で述べるよう
に、より情報量を圧縮した符号化が可能となる。
According to the present invention, at least for high-band signals, when performing motion compensation prediction with 1/2 pixel accuracy or 1/4 pixel accuracy or more, a filter whose sum of filter coefficients is negative can be used as a peripheral filter. The output value when multiplied by the signal value of the integer pixel is used as the signal value of the 1/2 pixel. For high-band signals, signal values obtained by a filter having a negative sum of filter coefficients are used, rather than using a conventional technique without subband division or an interpolated value such as LL signals obtained by subband division. In this case, as described in the embodiment below, it is possible to perform encoding with a smaller amount of information.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明による画像情報圧縮方法の実施
例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiments of the image information compression method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0017】<第1実施例>最初に、本発明の第1実施
例について図1〜図4を参照しながら説明する。図1に
は、第1実施例の処理手順がフローチャートとして示さ
れている。なお、この図1に示す処理は、一連の画像情
報圧縮処理の中で実行されるものである。同図におい
て、まず圧縮対象の現フレーム及び参照フレームの画像
信号は、図6に示したように、水平方向低帯域で垂直方
向低帯域のLL信号,水平方向高帯域で垂直方向低帯域
のHL信号,水平方向低帯域で垂直方向高帯域のLH信
号、水平方向高帯域で垂直方向高帯域のHH信号にそれ
ぞれサブバンド分割される(ステップS1)。
<First Embodiment> First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a processing procedure of the first embodiment as a flowchart. The processing shown in FIG. 1 is executed in a series of image information compression processing. In the figure, the image signals of the current frame and the reference frame to be compressed are, as shown in FIG. 6, the LL signal of the horizontal low band and the vertical low band, and the horizontal high band of the vertical low band HL signal. The signal is sub-band-divided into an LH signal having a low band in the horizontal direction and a high band in the vertical direction, and an HH signal having a high band in the horizontal direction and a high band in the vertical direction (step S1).

【0018】次に、LL,HL,LH,HHの各帯域信
号毎に、現フレームを水平m画素×垂直n画素のマクロ
ブロックに分割する(ステップS2)。そして、現フレ
ームと参照フレームの同じ帯域信号間で動き補償予測を
行う。
Next, for each band signal of LL, HL, LH and HH, the current frame is divided into macroblocks of horizontal m pixels × vertical n pixels (step S2). Then, motion compensation prediction is performed between the same band signals of the current frame and the reference frame.

【0019】[LL帯域信号の場合(ステップS3のY
の場合)]この場合、まず、現フレームのLL帯域信号
のマクロブロック単位に参照フレームのLL信号から近
似する画像(動き補償画像)の水平m画素×垂直n画素
のブロックが選択される(ステップS4)。そして、現
フレームのマクロブロックの画素値(整数画素値)と、
動き補償ブロックの画素値(整数画素値)を比較し、両
ブロックの位置のずれを動きベクトルとする。
[In case of LL band signal (Y in step S3
In this case), first, a block of horizontal m pixels × vertical n pixels of an image (motion compensation image) approximated from the LL signal of the reference frame in macroblock units of the LL band signal of the current frame is selected (step S4). Then, the pixel value (integer pixel value) of the macroblock of the current frame,
The pixel values (integer pixel values) of the motion compensation blocks are compared, and the positional shift between the two blocks is used as the motion vector.

【0020】次に、動き補償予測を1/2画素精度とす
るために、選択した動き補償ブロックとその周辺につい
て、整数画素値から1/2画素値が求められる(ステッ
プS5)。1/2画素値は周辺の整数画素値から内挿演
算によって求められる。この1/2画素値からなるブロ
ックを含めて、最終的な動き補償ブロック及び動きベク
トルが選択される(ステップS6)。
Next, in order to make the motion-compensated prediction accurate to 1/2 pixel, the 1/2 pixel value is obtained from the integer pixel value for the selected motion compensation block and its periphery (step S5). The 1/2 pixel value is obtained by interpolation from the peripheral integer pixel values. The final motion compensation block and motion vector including the block consisting of this 1/2 pixel value are selected (step S6).

【0021】次に、両ブロックを比較して、 双方のブロックの画素値毎の差分値 現フレームのマクロブロックの本来の画素値 のいずれかを適応的に選択する(ステップS7)。Next, both blocks are compared, and any one of the difference value for each pixel value of both blocks and the original pixel value of the macroblock of the current frame is adaptively selected (step S7).

【0022】そして、選択されたいずれかの値を、その
マクロブロックの圧縮情報として符号化する(ステップ
S8,S9)。具体的には、 (a)前記の差分値が選択されたときは、そのマクロ
ブロックをインターブロック(フレーム間符号化ブロッ
ク)とする。そして、インターブロックであることを表
わす符号と、画素毎の差分値を表わす符号と、マクロブ
ロックの位置と参照フレーム中のブロックの位置とのズ
レ量を表わす動きベクトルを表わす符号とを、そのマク
ロブロックの圧縮符号として出力する(ステップS
8)。
Then, any one of the selected values is encoded as compression information of the macroblock (steps S8 and S9). Specifically, (a) When the difference value is selected, the macro block is set as an inter block (inter-frame coded block). Then, the code representing the inter block, the code representing the difference value for each pixel, and the code representing the motion vector representing the amount of deviation between the position of the macro block and the position of the block in the reference frame are defined by the macro. Output as the compression code of the block (step S
8).

【0023】(b)前記の本来の画素値が選択された
ときは、そのマクロブロックをイントラブロック(フレ
ーム内符号化ブロック)とする。そして、イントラブロ
ックであることを表わす符号と、その本来の画素値を表
わす符号とを、そのマクロブロックの圧縮符号として出
力する(ステップS9)。
(B) When the original pixel value is selected, the macro block is defined as an intra block (intra-frame coded block). Then, the code representing the intra block and the code representing the original pixel value are output as the compressed code of the macro block (step S9).

【0024】[LL以外の帯域信号の場合(ステップS
3のNの場合)]次に、LL信号以外のHL,LH,H
Hの帯域信号については、LL信号のマクロブロックで
求めた動きベクトルを利用してマクロブロック単位に、
参照フレームから動き補償ブロックが選択される(ステ
ップS10)。ここでは、LL信号で求めた動きベクト
ルのうち、整数画素単位の部分だけを利用する。そして
次に、動き補償予測を1/2画素精度とするため、選択
した動き補償ブロックとその周辺について、整数画素値
から1/2画素値が求められる(ステップS11)。
[In the case of band signals other than LL (step S
3 N)] Next, HL, LH, H other than the LL signal
For the H band signal, the motion vector obtained in the macro block of the LL signal is used in macro block units,
A motion compensation block is selected from the reference frame (step S10). Here, of the motion vector obtained from the LL signal, only a portion in units of integer pixels is used. Then, in order to make the motion compensation prediction with 1/2 pixel accuracy, the 1/2 pixel value is obtained from the integer pixel value for the selected motion compensation block and its periphery (step S11).

【0025】しかし、この場合は、前記LL信号で用い
たような内挿値は用いられない。その代わりに、フィル
タ係数の総和が負となるデジタルフィルタを周辺の整数
画素値にかけて得られる信号値が1/2画素値として用
いられる(ステップS11)。そして、整数画素値の他
にこの1/2画素値も利用して、動き補償ブロックの選
択,動きベクトルの検出が行われる(ステップS1
2)。以後、前記ステップS7〜S9の処理が行われ
る。
However, in this case, the interpolated value used in the LL signal is not used. Instead, a signal value obtained by applying a digital filter having a negative sum of filter coefficients to peripheral integer pixel values is used as the 1/2 pixel value (step S11). Then, in addition to the integer pixel value, the 1/2 pixel value is also used to select the motion compensation block and detect the motion vector (step S1).
2). After that, the processes of steps S7 to S9 are performed.

【0026】このように、本実施例は、LL信号につい
ては、従来技術と同様に整数画素値及び内挿演算によっ
て求めた1/2画素値を用いるものの、高帯域信号につ
いては整数画素値及びフィルタ係数の総和が負となるデ
ジタルフィルタ演算値である1/2画素値を利用して動
き補償を行うことを特徴としている。なお、その他の部
分については、MPEG,MPEG2などの公知技術を
必要に応じて適宜組み合わせてよい。
As described above, in this embodiment, the integer pixel value and the 1/2 pixel value obtained by the interpolation calculation are used for the LL signal as in the prior art, but the integer pixel value and the 1/2 pixel value for the high band signal are used. It is characterized in that the motion compensation is performed by using a 1/2 pixel value which is a digital filter calculation value for which the sum of the filter coefficients is negative. For other parts, well-known techniques such as MPEG and MPEG2 may be appropriately combined as needed.

【0027】次に、図2〜図4を参照しながら、前記実
施例について更に具体的に説明する。理解を容易にする
ため、図2(A)に示すような水平方向の1次元の画像
モデルを用いることとする。図2中、横軸は画素の水平
方向位置Yであり、縦軸は画素の信号レベルLを表わ
す。また、縦線はデジタル化された画素信号(サンプリ
ング値)を示し、点線は相当するアナログ信号を示す。
画像信号が輝度信号の場合、8ビットの正の値(0〜2
55)をとるようにデジタル化されることもあるが、そ
のような場合は中心値である128を差し引いて図示し
たものとする。
Next, the above embodiment will be described more specifically with reference to FIGS. For easy understanding, a horizontal one-dimensional image model as shown in FIG. 2A is used. In FIG. 2, the horizontal axis represents the horizontal position Y of the pixel, and the vertical axis represents the signal level L of the pixel. Further, the vertical line shows the digitized pixel signal (sampling value), and the dotted line shows the corresponding analog signal.
When the image signal is a luminance signal, an 8-bit positive value (0 to 2
Although it may be digitized to take 55), in such a case, the central value 128 is subtracted from the figure.

【0028】このような画像信号を低帯域信号と高帯域
信号とに分離すると、図2(C),(E)にそれぞれ示
すようになる。いずれも、図2(A)の信号に比べてサ
ンプリング周波数が1/2となっている。低帯域信号
は、例えば図6のLL信号に対応し、高帯域信号はHL
信号に対応する。
When such an image signal is separated into a low band signal and a high band signal, they become as shown in FIGS. 2 (C) and 2 (E), respectively. In both cases, the sampling frequency is 1/2 that of the signal of FIG. The low band signal corresponds to, for example, the LL signal in FIG. 6, and the high band signal is HL.
Corresponding to the signal.

【0029】他方、参照フレームは、現フレームに対し
て多少移動した画像で、図2(B)に示す如くであると
する。この図2(B)に示す参照フレームの画像信号
を、同様に低帯域信号と高帯域信号とに分離すると、図
2(D),(F)にそれぞれ示すようになる。
On the other hand, it is assumed that the reference frame is an image slightly moved with respect to the current frame, as shown in FIG. 2 (B). When the image signal of the reference frame shown in FIG. 2 (B) is similarly separated into a low band signal and a high band signal, they are respectively shown in FIGS. 2 (D) and (F).

【0030】ここで、まず低帯域信号について、図2
(C)及び(D)を比較して近似部分を求めることで動
き補償ブロック,動きベクトルが求められる。例えば、
現フレームのマクロブロックが図2(C)にWAで示す
4画素であるとすると、動き補償ブロックがWBとして
求められ、更に左方向にΔの大きさの動きベクトルが求
められる。つまり、動き補償ブロックWBに含まれる4
画素を用いて、動き補償予測による符号化処理が行われ
る。
First, regarding the low band signal, as shown in FIG.
The motion compensation block and the motion vector are obtained by comparing (C) and (D) to obtain an approximate portion. For example,
Assuming that the macroblock of the current frame has four pixels indicated by WA in FIG. 2C, the motion compensation block is obtained as WB, and the motion vector having a size of Δ in the left direction is obtained. That is, 4 included in the motion compensation block WB
Encoding processing by motion compensation prediction is performed using pixels.

【0031】このとき、従来技術のように、現フレーム
のマクロブロックWAの各画素値と参照フレームの動き
補償ブロックの各画素値との差分値を符号化するように
すれば、十分良好な符号化が可能である。例えば、画素
PAに着目すると、そのレベルがLA,動き補償ブロッ
クの対応画素PBのレベルがLBであるから、差分値は
LA−LBとなり、これが符号化されることになる。
At this time, as in the prior art, if the difference value between each pixel value of the macro block WA of the current frame and each pixel value of the motion compensation block of the reference frame is encoded, a sufficiently good code is obtained. Is possible. For example, focusing on the pixel PA, the level is LA and the level of the corresponding pixel PB of the motion compensation block is LB, so the difference value is LA-LB, and this is encoded.

【0032】次に、高帯域信号については、図2(C)
のマクロブロックWAに対応する図2(E)のマクロブ
ロックWAについて、低帯域信号で求めた動きベクトル
Δを利用して動き補償ブロックが求められる。参照フレ
ームの高帯域信号である図2(F)においては、動きベ
クトルΔに相当するブロックは図のWBで示した4画素
となる。
Next, for the high band signal, FIG.
2E corresponding to the macroblock WA of FIG. 2E, the motion compensation block is obtained by using the motion vector Δ obtained by the low band signal. In FIG. 2F, which is a high-band signal of the reference frame, the block corresponding to the motion vector Δ is 4 pixels shown by WB in the figure.

【0033】更に本実施例においては、前記図1にステ
ップS11,S12で示したように、動き補償ブロック
WBの周辺について、1/2画素精度で動きベクトルの
探索が行われる。この動作を、図3を参照しながら説明
する。なお、図3(A),(B)には、前記図2
(E),(F)が拡大してそれぞれ示されており、図3
(C)は図2(F)の各整数画素に1/2画素を加えた
ものである。
Further, in this embodiment, as shown in steps S11 and S12 in FIG. 1, the motion vector search is performed with 1/2 pixel precision around the motion compensation block WB. This operation will be described with reference to FIG. In addition, in FIGS. 3 (A) and 3 (B), FIG.
(E) and (F) are shown in enlarged form, respectively.
(C) is obtained by adding 1/2 pixel to each integer pixel in FIG. 2 (F).

【0034】前記ブロックWA,WBは、図3(A),
(B)にそれぞれ示す通りである。図3(A)に示す現
フレームのマクロブロックWAに含まれる4つの画素レ
ベルを同図(B)に示す整数画素の動き補償ブロックW
Bに含まれる画素レベルと比較すると、3つでレベルの
正負が反転した関係となっている。
The blocks WA and WB are shown in FIG.
As shown in FIG. The four pixel levels included in the macroblock WA of the current frame shown in FIG. 3A are converted into integer pixel motion compensation blocks W shown in FIG. 3B.
Compared with the pixel level included in B, the positive and negative levels are reversed in three.

【0035】このように、高帯域信号では、画素によっ
ては信号レベルの正負が逆になることがある。これは、
図3(A),(B)の高帯域信号では、図2(A),
(B)のサブバンド分割前の信号に対し、サンプリング
周波数が1/2となるためである。例えば、図3(A)
の現フレームにおいてレベルLCの画素PCは、同図
(B)の参照フレームではレベルL3の画素P3に対応
する。これらのレベルを比較すると、LC≒−L3とな
り、その差分値はL3−LC≒L3+L3となってしま
う。
As described above, in the high band signal, the positive and negative of the signal level may be reversed depending on the pixel. this is,
In the high-band signals of FIGS. 3A and 3B, FIG.
This is because the sampling frequency is 1/2 that of the signal before subband division in (B). For example, FIG. 3 (A)
The pixel PC of the level LC in the current frame of the above corresponds to the pixel P3 of the level L3 in the reference frame of FIG. When these levels are compared, LC≈−L3 and the difference value becomes L3−LC≈L3 + L3.

【0036】これは、1/2画素値を従来技術のように
内挿演算によって求めたとしても解決されない。例え
ば、画素P2とP3の間の1/2画素値を内挿で求める
とほぼL3と等しく、画素P3とP4の間の1/2画素
値を内挿で求めるとほぼ0となり、画素PCのレベルL
Cの有効な予測値とはなり得ない。このような理由か
ら、高帯域信号について従来通りに動き補償予測を行っ
て差分値を符号化しても、それほどには情報量が圧縮さ
れないことになる。
This cannot be solved even if the 1/2 pixel value is obtained by the interpolation operation as in the prior art. For example, if the 1/2 pixel value between the pixels P2 and P3 is interpolated, it is approximately equal to L3, and if the 1/2 pixel value between the pixels P3 and P4 is interpolated, it becomes approximately 0, and Level L
It cannot be a valid predictor of C. For this reason, even if motion-compensated prediction is performed on a high-band signal in the conventional manner and the difference value is encoded, the information amount is not compressed so much.

【0037】そこで、本実施例では、参照フレームの動
き補償ブロックWB及びその周辺について、整数画素の
中間値の画素値,すなわち1/2画素値が求められる。
このとき、1/2画素値として、従来のような内挿値
(隣接する整数画素値の平均値)は用いられない。その
代わりに、係数の和が負であるデジタルフィルタを整数
画素にかけたときの値が用いられる。
Therefore, in this embodiment, the pixel value of the intermediate value of the integer pixels, that is, the 1/2 pixel value is obtained for the motion compensation block WB of the reference frame and its periphery.
At this time, the interpolation value (average value of adjacent integer pixel values) as in the related art is not used as the 1/2 pixel value. Instead, a value obtained by applying a digital filter having a negative sum of coefficients to integer pixels is used.

【0038】具体的には、整数画素の信号の列をx
(k)で表わすとき、x(k)とx(k+1)との間の
1/2画素値として、 (1/8)・x(k−1) +(−5/8)・x(k) +(−5/8)・x(k+1) +(1/8)・x(k+2) ……………………(1) の値が用いられる。
More specifically, x is a sequence of integer pixel signals.
When expressed by (k), as a 1/2 pixel value between x (k) and x (k + 1), (1/8) · x (k−1) + (− 5/8) · x (k ) + (− 5/8) · x (k + 1) + (1/8) · x (k + 2) …………………… (1) is used.

【0039】図3(C)には、動き補償ブロックWB及
びその周辺について求めた1/2画素値PQ〜PTが×
点で示されている。なお、整数画素値P1〜P7は○点
で示されている。そして、それらの各画素の信号値は、
それぞれLQ〜LT,L1〜L7である。
In FIG. 3C, the 1/2 pixel values PQ to PT obtained for the motion compensation block WB and its surroundings are x.
Indicated by dots. Note that the integer pixel values P1 to P7 are indicated by a circle. Then, the signal value of each of these pixels is
LQ to LT and L1 to L7, respectively.

【0040】例えば、1/2画素PQの信号値LQは、
x(k−1)=L1,x(k)=L2,x(k+1)=
L3,x(k+2)=L8となるから、これらを前記
(1)式に代入すると、 LQ=(1/8)・L1 +(−5/8)・L2 +(−5/8)・L3 +(1/8)・L4 ……………………(2) となる。
For example, the signal value LQ of the 1/2 pixel PQ is
x (k-1) = L1, x (k) = L2, x (k + 1) =
Since L3, x (k + 2) = L8, substituting them into the equation (1), LQ = (1/8) .L1 + (-5/8) .L2 + (-5/8) .L3 + (1/8) ・ L4 …………………… (2).

【0041】同様にして、1/2画素PRの信号値LR
は、 LR=(1/8)・L2 +(−5/8)・L3 +(−5/8)・L4 +(1/8)・L5 ……………………(3)
Similarly, the signal value LR of the 1/2 pixel PR
Is LR = (1/8) .L2 + (-5/8) .L3 + (-5/8) .L4 + (1/8) .L5 .................... (3)

【0042】1/2画素PSの信号値LSは、 LS=(1/8)・L3 +(−5/8)・L4 +(−5/8)・L5 +(1/8)・L6 ……………………(4)The signal value LS of the 1/2 pixel PS is LS = (1/8) .L3 + (-5/8) .L4 + (-5/8) .L5 + (1/8) .L6. ………………… (4)

【0043】1/2画素PTの信号値LTは、 LT=(1/8)・L4 +(−5/8)・L5 +(−5/8)・L6 +(1/8)・L7 ……………………(5) となる。このようにして、参照フレームの動き補償ブロ
ックWB及びその周辺の整数画素値L1〜L7から、1
/2画素値LQ〜LT,……がそれぞれ求められる。
The signal value LT of the 1/2 pixel PT is LT = (1/8) .L4 + (-5/8) .L5 + (-5/8) .L6 + (1/8) .L7 ... ………………… (5) In this way, from the motion compensation block WB of the reference frame and the integer pixel values L1 to L7 around it, 1
/ 2 pixel values LQ to LT, ... Are obtained.

【0044】次に、現フレームのマクロブロックWAと
動き補償ブロックWBの整数画素値及び1/2画素値を
比較して、1/2画素精度の動き補償ブロック及び動き
ベクトルが求められる。図3(A)のマクロブロックW
Aの画素パターンと同図(C)に×印で示す1/2画素
値の画素パターンを比較すると、WCで示す部分が最も
近似しているので、これを動き補償ブロックとする。ま
た、動きベクトルは、動き補償ブロックWCに対するマ
クロブロックWAの移動方向と移動量からΔCとなる。
このようにして、1/2画素精度の動き補償ブロックと
動きベクトルがそれぞれ求められる。
Next, the integer pixel value and the 1/2 pixel value of the macro block WA of the current frame and the motion compensation block WB are compared to obtain the motion compensation block and the motion vector of 1/2 pixel precision. Macroblock W of FIG.
When the pixel pattern of A is compared with the pixel pattern of ½ pixel value indicated by X in FIG. 7C, the portion indicated by WC is the closest, so this is designated as a motion compensation block. Further, the motion vector is ΔC based on the moving direction and the moving amount of the macro block WA with respect to the motion compensation block WC.
In this way, the motion compensation block and the motion vector with 1/2 pixel accuracy are obtained respectively.

【0045】次に、現フレームのマクロブロックWA
と、この動き補償ブロックWCの双方のブロックの画素
値毎の差分値が求められる。例えば、前記WA中の画素
PCについては、WC中の画素PQとの差分値LC−L
Qが符号化される。
Next, the macroblock WA of the current frame
Then, the difference value for each pixel value of both blocks of the motion compensation block WC is obtained. For example, for the pixel PC in the WA, the difference value LC-L from the pixel PQ in the WC
Q is encoded.

【0046】次に、前記(1)式に示したフィルタにつ
いて更に説明する。前記(1)式を、1単位時間の遅延
を表わすZ1-1で表現し直すと、 (1/8) +(−5/8)・Z1-1 +(−5/8)・Z1-2 +(1/8)・Z1-3 ……………………(6) となる。
Next, the filter shown in the equation (1) will be further described. Reexpressing the equation (1) by Z1 -1 representing a delay of one unit time, (1/8) + (-5/8) .Z1 -1 + (-5/8) .Z1 -2 + (1/8) ・ Z1 -3 …………………… (6).

【0047】これは、画像信号のサンプリング周波数f
sをサブバンド分割前に戻すとともに、遅延時間の単位
をZ-1の半分のZ2-1=Z-1/2として、 {(1/8) +(−5/8)・Z2-2 + Z2-3 +(−5/8)・Z2-4 +(1/8)・Z2-6}/2 ……………………(7) としたときに、0〜fs/4を阻止域,fs/4〜fs/
2を通過域とする理想HPFの特性に近くなるように、
係数を決めたものである。
This is the sampling frequency f of the image signal.
with return to the previous sub-band dividing the s, the unit of the delay time as a half Z2 -1 = Z -1 / 2 of Z -1, {(1/8) + (- 5/8) · Z2 -2 + Z2 -3 + (-5/8) ・ Z2 -4 + (1/8) ・ Z2 -6 } / 2 …………………… (7), 0-fs / 4 is blocked Area, fs / 4 to fs /
In order to be close to the characteristics of the ideal HPF with 2 as the pass band,
The coefficient is decided.

【0048】換言すると、0〜fs/4を阻止域,fs/
4〜fs/2を通過域とする理想HPFの特性に近い周
波数特性を持つように決めたフィルタ係数 {a-(2i+1)・Z-(2i+1) +a-(2i-1)・Z-(2i-1) +…… +a-1・Z-1 +1 +a1・Z1 +…… +a(2i-1)・Z(2i-1) +a(2i+1)・Z(2i+1)}/2 ……………………(8) 中のa-(2i+1),a-(2i-1),……,a-1,a1,……,
(2i-1),a(2i+1)を用いて、1/2画素の信号値を求
めたことになる。
In other words, 0 to fs / 4 is the stop band, fs /
A filter coefficient {a- (2i + 1) · Z- (2i + 1) + a- (2i-1)・ which is determined so as to have a frequency characteristic close to that of an ideal HPF having a pass band of 4 to fs / 2. Z- (2i-1) + …… + a -1・ Z -1 +1 + a 1・ Z 1 + …… + a (2i-1)・ Z (2i-1) + a (2i + 1)・ Z (2i + 1)} / 2 ........................ in (8) a - (2i + 1), a - (2i-1), ......, a -1, a 1, ......,
This means that the signal value of 1/2 pixel is obtained by using a (2i-1) and a (2i + 1) .

【0049】以上の説明は、水平方向の1次元の画像モ
デルを例とした場合であるが、これを2次元に適用する
場合について、図4を参照しながら説明する。最初に、
水平方向高帯域で垂直方向低帯域のLH信号の場合につ
いて述べる。図4において、○印の2次元配列の整数画
素に対し、×印の1/2画素の配置態様としては、
(A)〜(C)に示す3通りが考えられる。同図(A)
は水平方向に1/2移動した場合、同図(B)は垂直方
向に1/2移動した場合、同図(C)は水平垂直両方向
にそれぞれ1/2移動した場合である。
The above description has been made with reference to the case where a one-dimensional image model in the horizontal direction is taken as an example, but a case where this is applied to two dimensions will be described with reference to FIG. At first,
The case of the LH signal having a high band in the horizontal direction and a low band in the vertical direction will be described. In FIG. 4, for the arrangement mode of the 1/2 pixel of the X mark with respect to the integer pixel of the two-dimensional array of the O mark,
There are three possible ways shown in (A) to (C). Same figure (A)
Shows a case of 1/2 movement in the horizontal direction, FIG. 7B shows a case of 1/2 movement in the vertical direction, and FIG. 7C shows a case of 1/2 movement in both the horizontal and vertical directions.

【0050】これらにおいて、図4(A)に示す1/2
画素QAについては、上述した1次元の場合と同様に、
フィルタ係数の総和が負となるデジタルフィルタを左右
に位置する整数画素値にかけたときの値を、その信号値
とすればよい。一方、図4(B)に示す1/2画素QB
については、LHは垂直方向については低帯域であるこ
とから、従来技術のように、上下の画素値を利用した内
挿演算によって信号値を求める必要がある。
Of these, 1/2 shown in FIG.
For the pixel QA, as in the one-dimensional case described above,
A value obtained by applying a digital filter having a negative sum of filter coefficients to integer pixel values located on the left and right may be used as the signal value. On the other hand, the 1/2 pixel QB shown in FIG.
As for LH, since LH has a low band in the vertical direction, it is necessary to obtain a signal value by an interpolation operation using upper and lower pixel values as in the conventional technique.

【0051】次に、図4(C)に示す1/2画素QCに
ついては、垂直方向については(B)の場合と同様に内
挿で信号値を求め、水平方向については前記フィルタ出
力値を信号値とする。例えば、1/2画素QCSについて
は、 LQCS=(1/8)・(G1+G5)/2 +(−5/8)・(G2+G6)/2 +(−5/8)・(G3+G7)/2 +(1/8)・(G4+G8)/2 ……………………(9) とする。
Next, for the 1/2 pixel QC shown in FIG. 4C, the signal value is obtained by interpolation in the vertical direction as in the case of (B), and the filter output value is obtained in the horizontal direction. The signal value. For example, for 1/2 pixel QCS, LQCS = (1/8). (G1 + G5) / 2 + (-5/8). (G2 + G6) / 2 + (-5/8). (G3 + G7) / 2 + (1/8) ・ (G4 + G8) / 2 …………………… (9).

【0052】次に、水平方向低帯域で垂直方向高帯域の
HL信号については、前記LH信号の場合と水平,垂直
方向を逆にすればよい。水平方向高帯域で垂直方向高帯
域のHH信号については、水平,垂直方向ともに、フィ
ルタ係数の総和が負となるデジタルフィルタを周辺の画
素値にかけたときの出力値を信号値とすればよい。
Next, the horizontal and vertical directions of the HL signal of the low band in the horizontal direction and the high band in the vertical direction may be reversed in the horizontal and vertical directions. For the HH signal in the high band in the horizontal direction and the high band in the vertical direction, an output value obtained by applying a digital filter having a negative sum of filter coefficients to peripheral pixel values in both the horizontal and vertical directions may be used as a signal value.

【0053】なお、従来技術及び本実施例のLL信号等
について述べた内挿値を求める演算もデジタルフィルタ
演算と見なせる。しかし、本実施例における1/2画素
値を求めるときに利用するデジタルフィルタの係数の総
和が負であるのに対し、内挿演算の場合はそのフィルタ
係数の総和が正になるという違いがある。
The calculation for obtaining the interpolated value described for the LL signal and the like in the prior art and this embodiment can be regarded as a digital filter calculation. However, the sum of the coefficients of the digital filter used to obtain the 1/2 pixel value in the present embodiment is negative, whereas the sum of the filter coefficients is positive in the interpolation calculation. .

【0054】単純な2画素の平均による内挿演算に代え
て、周辺の画素値にデジタルフィルタをかけたときの出
力値を1/2画素値として用いる方法も従来提案されて
いるが、その場合も、そのフィルタ係数の総和は正であ
る。上述したように、フィルタ係数を前記(8)式のよ
うに表わしたとすると、それらのフィルタ特性は理想L
PFの特性に近くなる。この違いは、サブバンド分割さ
れた高帯域信号特有の性質によるもので、サブバンド分
割を行わない場合には生じない。
A method of using an output value obtained by applying a digital filter to peripheral pixel values as a 1/2 pixel value instead of the simple interpolation operation by averaging two pixels has been conventionally proposed. However, the sum of the filter coefficients is positive. As described above, if the filter coefficients are expressed as in the above equation (8), their filter characteristics are ideal L
It is close to the characteristics of PF. This difference is due to the property peculiar to the subband-divided high-band signal and does not occur unless subband division is performed.

【0055】このように、本実施例によれば、従来技術
と比較して現フレームの高帯域成分であるHL信号,L
H信号,HH信号の動き補償フレーム間予測後符号量を
少なくすることができる。この結果、画像全体の符号量
を良好に圧縮することができ、ひいては画像情報を伝送
あるいは記録するときの伝送容量や記録容量の低減を図
ることが可能となる。また、画像全体の符号量をある一
定量に制限する場合には、復号時の画質が向上するよう
になる。
As described above, according to the present embodiment, the HL signal, L, which is the high band component of the current frame, is compared with the conventional technique.
It is possible to reduce the post-motion prediction inter-frame prediction code amount of the H signal and the HH signal. As a result, it is possible to satisfactorily compress the code amount of the entire image, and it is possible to reduce the transmission capacity and recording capacity when transmitting or recording the image information. Moreover, when the code amount of the entire image is limited to a certain fixed amount, the image quality at the time of decoding is improved.

【0056】<第2実施例>次に、本発明の第2実施例
について説明する。前記実施例では動きベクトルの探索
精度を1/2画素精度としたが、本実施例は更に1/4
画素と高精度にするものである。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described. Although the motion vector search accuracy is set to 1/2 pixel accuracy in the above embodiment, this embodiment is further divided into 1/4.
It is intended to be highly accurate with pixels.

【0057】1/4画素の信号値は、整数画素と1/2
画素の中間位置の信号値であるが、その1/4画素の信
号値は、上記のようにして求めた1/2画素の信号値と
整数画素の信号値とから、内挿によって求められる。例
えば、図3(C)において、1/2画素PQと整数画素
P3との中点の1/4画素の信号値は、(1/2)(L
Q+L3)で求められる。なお、単純な2画素の平均に
よる内挿演算に代えて、周辺の整数画素と1/2画素
に、フィルタ係数の総和が正であるデジタルフィルタを
かけたときの出力値を用いてもよいのは当然である。
The signal value of 1/4 pixel is equal to integer pixel and 1/2
The signal value of the intermediate position of the pixel, the signal value of the 1/4 pixel is obtained by interpolation from the signal value of the 1/2 pixel and the signal value of the integer pixel obtained as described above. For example, in FIG. 3C, the signal value of the 1/4 pixel at the midpoint between the 1/2 pixel PQ and the integer pixel P3 is (1/2) (L
It is calculated by Q + L3). It should be noted that instead of a simple interpolation operation by averaging two pixels, an output value obtained when a digital filter having a positive sum of filter coefficients is applied to peripheral integer pixels and 1/2 pixels may be used. Is natural.

【0058】<第3実施例>次に、図5を参照しながら
本発明の第3実施例について説明する。前記第1実施例
では、画像信号をLL,HL,LH,HHの4つに等分
割したが、更に分割を行ってから動き補償予測符号化を
行うようにしてもよい(如澤他,「非等分割サブバンド
/ウェーブレット変換符号化における動き補償フレーム
間予測の周波数領域実現」,電子情報通信学会研究報告
IE91−83参照)。
<Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the image signal is equally divided into four LL, HL, LH, and HH, but the motion compensation predictive coding may be performed after further division (Nosezawa et al., " Frequency domain realization of motion-compensated interframe prediction in non-uniform subband / wavelet transform coding ", IEICE Research Report IE91-83).

【0059】これによれば、水平方向,垂直方向それぞ
れについて低帯域と高帯域とに分割し、水平方向,垂直
方向ともに低帯域であるLL信号を、更に再帰的に分割
した帯域毎に動き補償フレーム間予測符号化を行う方法
が指摘されている。図5には、この帯域分割の様子が示
されており、前記図6による分割信号をLL0,HL0,
LH0,HH0で表わしている。この第2実施例によれ
ば、LL0信号の部分が更に水平,垂直方向に低帯域,
高帯域のLL1,HL1,LH1,HH1に分割される。そ
して更に、LL1信号の部分が更に水平,垂直方向に低
帯域,高帯域のLL2,HL2,LH2,HH2に分割され
る。
According to this, the LL signal, which is divided into a low band and a high band in each of the horizontal direction and the vertical direction, and has a low band in both the horizontal direction and the vertical direction, is recursively divided into motion compensations for each band. A method of performing interframe predictive coding has been pointed out. FIG. 5 shows the state of this band division. The divided signal according to FIG. 6 is divided into LL0, HL0,
It is represented by LH0 and HH0. According to this second embodiment, the portion of the LL0 signal is further in the low band in the horizontal and vertical directions,
It is divided into high band LL1, HL1, LH1 and HH1. Further, the portion of the LL1 signal is further divided horizontally and vertically into low band and high band LL2, HL2, LH2 and HH2.

【0060】このような場合には、水平,垂直ともに低
帯域の信号,つまり最も低い帯域のLL2信号を除いた
他の帯域の信号については、前記第1実施例と同様の処
理を行うようにする。すなわち、現フレームのマクロブ
ロックに対応する参照フレームのブロックとその周辺で
1/2画素を求めるとともに、これを含む参照フレーム
のブロックと現フレーム内のマクロブロックとを比較し
て、動き補償ブロックと動きベクトルを求めるようにす
る。そして、画素値毎の差分値,マクロブロックの
本来の画素値のいずれかを適応的に選択して符号化す
る。
In such a case, the same processing as that in the first embodiment is performed for the signals in the low and horizontal bands, that is, the signals in the other bands except the LL2 signal in the lowest band. To do. That is, the 1/2 pixel is obtained between the block of the reference frame corresponding to the macro block of the current frame and its periphery, and the block of the reference frame including this is compared with the macro block in the current frame to determine the motion compensation block. Try to find the motion vector. Then, either the difference value for each pixel value or the original pixel value of the macroblock is adaptively selected and encoded.

【0061】なお、HL1とHL2についてはHL0と同
様に垂直方向には低帯域であること、LH1とLH2につ
いてはLH0と同様に水平方向には低帯域であること、
HH1とHH2についてはHH0と同様に垂直方向,水平
方向ともに高帯域であることにそれぞれ留意して1/2
画素値を求めるのは当然である(図4参照)。また、こ
のとき、各帯域毎にマクロブロックの大きさを変える点
は、前記文献に記載されている通りである。
It is to be noted that HL1 and HL2 have a low band in the vertical direction like HL0, and LH1 and LH2 have a low band in the horizontal direction like LH0.
As for HH1 and HH2, note that both HH1 and HH2 have a high bandwidth in both the vertical and horizontal directions.
It is natural to obtain the pixel value (see FIG. 4). Further, at this time, the point that the size of the macroblock is changed for each band is as described in the above document.

【0062】<第4実施例>次に、本発明の第4実施例
について説明する。前記図3(C)でも示したように、
高帯域信号のマクロブロックの動きベクトルは、そのマ
クロブロックに対応する低帯域信号のマクロブロックに
ついて求めた動きベクトルを利用して、その周辺を探索
して求められる。その探索範囲は、明らかに、低帯域信
号を利用しないで求める場合よりもかなり狭くてよい。
また、その狭い範囲についてだけ動きベクトルを符号化
することにすれば、明らかに符号化後の情報量(ビット
数)を低減できる。
<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 3C,
The motion vector of the macro block of the high band signal is obtained by searching the surroundings using the motion vector obtained for the macro block of the low band signal corresponding to the macro block. Obviously, the search range may be considerably narrower than it would be without the use of low band signals.
Moreover, if the motion vector is encoded only in the narrow range, the amount of information (the number of bits) after encoding can be obviously reduced.

【0063】本実施例は、このような点に着目したもの
で、高帯域信号のマクロブロックの動きベクトルについ
て、そのマクロブロックに対応する低帯域信号のマクロ
ブロックについて求めた動きベクトルに相当するベクト
ルとの差分ベクトルが、符号化されて伝送される。図3
(C)の例では、低帯域信号のマクロブロックについて
求めた動きベクトルに相当するベクトルΔ(図3(B)
参照)とその周辺を探索することで求めた最終的な動き
ベクトルΔCとの差分ΔC−Δが符号化されて伝送され
る。
In the present embodiment, attention is paid to such a point, and a motion vector of a macroblock of a high band signal, a vector corresponding to a motion vector obtained for a macroblock of a low band signal corresponding to the macroblock. And the difference vector between and is encoded and transmitted. Figure 3
In the example of (C), a vector Δ corresponding to the motion vector obtained for the macroblock of the low band signal (FIG. 3B).
(Reference) and the difference ΔC−Δ between the final motion vector ΔC obtained by searching for the surrounding area) and is encoded and transmitted.

【0064】このようにすることで、高帯域信号の動き
ベクトルの符号化後のビット数を少なくすることが可能
となり、画像全体としての符号量を良好に圧縮すること
ができ、ひいては画像情報を伝送あるいは記録するとき
の伝送容量や記録容量の低減を図ることが可能になる。
By doing so, it is possible to reduce the number of bits after the coding of the motion vector of the high-band signal, and it is possible to satisfactorily compress the code amount of the entire image, and thus the image information. It is possible to reduce the transmission capacity and the recording capacity when transmitting or recording.

【0065】なお、図5のようにサブバンド分割した場
合に、低帯域信号であるLL2と高帯域信号であるHL
1,LH0等では対応するマクロブロックの大きさを変え
る必要があることは、第3実施例でも述べた通りであ
る。すなわち、LL2のマクロブロックが縦m画素×横
n画素である場合は、HL1のマクロブロックは縦2・m
画素×横2・n画素に、またLH0のマクロブロックは縦
4・m画素×横4・n画素にする必要がある。これは、動
きベクトルについても同様であって、LL2で求めた動
きベクトルに相当するベクトルは、HL1では水平方
向,垂直方向ともに2倍したものにする必要があり、ま
たLH0では水平方向,垂直方向ともに4倍したものに
する必要がある。
When sub-band division is performed as shown in FIG. 5, LL2 which is a low band signal and HL which is a high band signal.
As described in the third embodiment, it is necessary to change the size of the corresponding macroblock for 1, LH0, etc. That is, when the macroblock of LL2 is m vertical pixels x n horizontal pixels, the macroblock of HL1 is vertical 2 m.
Pixels × 2 × n pixels horizontally, and LH0 macroblocks need to be 4 × m pixels vertically × 4 × n pixels horizontally. This also applies to the motion vector, and the vector corresponding to the motion vector obtained in LL2 must be doubled in the horizontal and vertical directions in HL1 and in the horizontal and vertical directions in LH0. Both need to be quadrupled.

【0066】<他の実施例>なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば次のようなも
のも含まれる。 (1)現フレームがBピクチャの場合の参照フレームと
しては、前方のフレーム,後方のフレーム,前方のフレ
ームと後方のフレームとから求めた内挿値,のいずれか
が選択できる。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments, and includes, for example, the following. (1) As the reference frame when the current frame is a B picture, any one of a front frame, a rear frame, and an interpolated value obtained from the front frame and the rear frame can be selected.

【0067】(2)前記実施例は、フレーム間について
動き補償を行ったが、フィールド/フレーム適応動き補
償を行うようにしてもよい。 (3)また、前記実施例で選択された差分値,本来の画
素値のいずれについて、更に単純にDCTを施すように
してもよいし、フィールド/フレーム適応DCTを施す
ようにしてもよい。
(2) In the above embodiment, motion compensation is performed between frames, but field / frame adaptive motion compensation may be performed. (3) Further, either the difference value selected in the above embodiment or the original pixel value may be simply subjected to DCT or may be subjected to field / frame adaptive DCT.

【0068】(4)前記実施例によって動き補償フレー
ム間予測した現フレームの各帯域信号について、更にサ
ブバンド符号化などの処理を施すようにするなど、各種
の処理を必要に応じて行ってよい。
(4) Various processes may be performed as necessary, for example, subband coding may be further performed on each band signal of the current frame predicted between motion-compensated frames in the above embodiment. .

【0069】(5)前記実施例で示したフィルタ係数も
適宜変更してよい。非常に簡便な手法としては、例え
ば、単純な2画素の画素値の平均による内挿値の正負反
転値を1/2画素の信号値とするなどである。 (6)本発明の好適な適用例の1つとしては、図6に示
した各サブバンド毎に符号を媒体に記録し、これらのう
ちのLL信号の符号のみを読み出して例えばNTSC方
式の映像再生を行い、符号全体を読み出して例えばハイ
ビジョンの映像再生を行うような場合がある。しかし、
サブバンド符号化一般に本発明は適用可能である。
(5) The filter coefficient shown in the above embodiment may be changed as appropriate. As a very simple method, for example, the positive / negative inversion value of the interpolation value obtained by averaging the pixel values of two simple pixels is set as the signal value of 1/2 pixel. (6) As one of preferred application examples of the present invention, a code is recorded in a medium for each sub-band shown in FIG. 6, and only the code of the LL signal is read out from these to read, for example, an image of NTSC system. In some cases, reproduction is performed, the entire code is read, and, for example, high-definition video reproduction is performed. But,
Subband Coding Generally, the present invention is applicable.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
情報圧縮方法によれば、次のような効果がある。 (1)サブバンド分割した各帯域信号毎に動き補償によ
る符号化を行う際に、高帯域信号については、係数の総
和が負であるフィルタを周辺の整数画素にかけて得た信
号値の1/2画素を利用して動き補償予測を行うことと
したので、高帯域信号の符号量の低減を図ることができ
る。
As described above, the image information compression method according to the present invention has the following effects. (1) When encoding by motion compensation for each band signal divided into sub-bands, for high band signals, 1/2 of the signal value obtained by applying a filter having a negative sum of coefficients to peripheral integer pixels Since the motion-compensated prediction is performed using pixels, it is possible to reduce the code amount of the high band signal.

【0071】(2)サブバンド分割した各帯域信号毎に
動き補償による符号化を行う際に、高帯域信号について
は、係数の総和が負であるフィルタを周辺の整数画素に
かけて得た信号値の1/2画素に加えて、更に内挿を行
って得た1/4画素を利用して動き補償予測を行うこと
としたので、更に高帯域信号の符号量の低減を図ること
ができる。
(2) When performing coding by motion compensation for each band signal obtained by sub-band division, for high band signals, a filter whose negative sum of coefficients is negative is applied to peripheral integer pixels to obtain signal values. In addition to the 1/2 pixel, the 1/4 pixel obtained by further performing the interpolation is used to perform the motion compensation prediction, so that the code amount of the high band signal can be further reduced.

【0072】(3)高帯域信号の動きベクトルについて
は、低帯域信号の動きベクトルに相当するベクトルとの
差分ベクトルを符号化することとしたので、更に符号量
を圧縮することが可能となる。
(3) With respect to the motion vector of the high band signal, since the difference vector from the vector corresponding to the motion vector of the low band signal is coded, the code amount can be further compressed.

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

【図1】本発明による画像情報圧縮方法の第1実施例を
示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of an image information compression method according to the present invention.

【図2】前記第1実施例の作用を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of the first embodiment.

【図3】前記第1実施例の作用を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of the first embodiment.

【図4】前記第1実施例を2次元に適用する場合の中間
画素の位置態様を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a position mode of intermediate pixels when the first embodiment is applied two-dimensionally.

【図5】本発明の第3実施例のサブバンド分割の様子を
示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of subband division according to the third embodiment of the present invention.

【図6】HD−TV信号のサブバンド分割の一例を示す
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of subband division of an HD-TV signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LL,HL,LH,HH,LL0,HL0,LH0,HH
0,LL1,HL1,LH1,HH1,LL2,HL2,LH
2,HH2…サブバンド分割された帯域信号、L1〜L
7,LA〜LC,LQ〜LT…信号レベル、P1〜P7
…整数画素、PA,PB,PC…整数画素、PQ〜PT
…1/2画素、QA,QB,QC…2次元上の中間画素、
WA…マクロブロック、WB…LL信号で求めた動き補
償ブロック、WC…1/2画素精度で求めた動き補償ブ
ロック、Δ…低帯域信号のあるマクロブロックで求めら
れた現フレームと参照フレームとの間の動きベクトル、
ΔC…1/2画素精度で求めた動きベクトル。
LL, HL, LH, HH, LL0, HL0, LH0, HH
0, LL1, HL1, LH1, HH1, LL2, HL2, LH
2, HH2 ... Band signals divided into subbands, L1 to L
7, LA to LC, LQ to LT ... Signal level, P1 to P7
... integer pixels, PA, PB, PC ... integer pixels, PQ to PT
... 1/2 pixel, QA, QB, QC ... two-dimensional intermediate pixel,
WA ... Macro block, WB ... Motion compensation block obtained with LL signal, WC ... Motion compensation block obtained with 1/2 pixel precision, Δ ... Current frame and reference frame obtained with macro block with low band signal Motion vector between,
ΔC: Motion vector obtained with 1/2 pixel accuracy.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定単位の画像の画像信号を低帯域信号
と高帯域信号とにサブバンド分割して、各帯域信号毎に
動き補償予測符号化によるフレーム間符号化を行う際
に、少なくとも高帯域信号については、整数画素間の1
/2画素を用いて高精度で動き補償予測を行う画像情報
圧縮方法において、前記1/2画素の信号値として、フ
ィルタ係数の総和が負であるフィルタを周辺の整数画素
の信号値にかけたときの出力値を用いることを特徴とす
る画像情報圧縮方法。
1. When an image signal of an image of a predetermined unit is sub-band divided into a low band signal and a high band signal and inter-frame coding by motion compensation predictive coding is performed for each band signal, at least a high band signal is generated. For band signals, 1 between integer pixels
In the image information compression method for performing highly accurate motion-compensated prediction using / 2 pixels, when a filter whose sum of filter coefficients is negative is applied to the signal values of peripheral integer pixels as the signal value of the 1/2 pixel. An image information compression method characterized by using the output value of
【請求項2】 所定単位の画像の画像信号を低帯域信号
と高帯域信号とにサブバンド分割して、各帯域信号毎に
動き補償予測符号化によるフレーム間符号化を行う際
に、少なくとも高帯域信号については、整数画素間の1
/2画素及び1/4画素又はそれ以上の精度の画素を用
いて高精度で動き補償予測を行う画像情報圧縮方法にお
いて、前記1/2画素の信号値として、フィルタ係数の
総和が負であるフィルタを周辺の整数画素の信号値にか
けたときの出力値を用い、前記1/4画素あるいはそれ
以上の精度の画素の信号値として、フィルタ係数の総和
が正であるフィルタを、周辺の整数画素及び1/2画素
の信号値にかけたときの出力値を用いることを特徴とす
る画像情報圧縮方法。
2. When an image signal of an image of a predetermined unit is subband-divided into a low band signal and a high band signal, and at the time of performing inter-frame coding by motion compensation predictive coding for each band signal, at least For band signals, 1 between integer pixels
In the image information compression method for performing highly accurate motion-compensated prediction using pixels of 1/2 pixel and 1/4 pixel or more, the sum of the filter coefficients is negative as the signal value of 1/2 pixel. Using the output value when the filter is applied to the signal values of the peripheral integer pixels, the filter whose sum of the filter coefficients is positive is used as the signal value of the pixel having the accuracy of 1/4 pixel or more. And an image information compression method using an output value obtained by multiplying a signal value of 1/2 pixel.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の画像情報圧縮方
法において、高帯域信号の動きベクトルについては、低
帯域信号の動きベクトルに相当するベクトルとの差分ベ
クトルを符号化することを特徴とする画像情報圧縮方
法。
3. The image information compression method according to claim 1, wherein the motion vector of the high band signal is encoded by a difference vector from a vector corresponding to the motion vector of the low band signal. Image information compression method.
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