JPS60143088A - Automatic mode switching-type action compensation forecast encoding system - Google Patents
Automatic mode switching-type action compensation forecast encoding systemInfo
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- JPS60143088A JPS60143088A JP58249556A JP24955683A JPS60143088A JP S60143088 A JPS60143088 A JP S60143088A JP 58249556 A JP58249556 A JP 58249556A JP 24955683 A JP24955683 A JP 24955683A JP S60143088 A JPS60143088 A JP S60143088A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は画像信号の帯域圧縮処理装置に係り、特に動き
補償予測符号化を行う場合に、符号化のモードを切り替
えることによって、より効率的な符号化を行うことがで
きる自動モード切替形動き？ｉＩｉ償予測符号化方式に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a band compression processing device for image signals, and in particular, when performing motion compensation predictive coding, it is possible to perform more efficient coding by switching the coding mode. Automatic mode switching shape movement that can be done? This relates to the iIi compensated predictive coding method.
従来技術と問題点
画像情報の伝送に際し、１枚の画面と次の画面とを対応
する画集ごとに比較して、差分のみを抽出して伝送する
ことによって情報圧縮を行うフレーム間差分符号化方式
は既に知られており、またこれをさらに高級化した方式
として、動き補償フレーム間予測符号化方式が提案され
ている。この方式は１フレームの画面を任意数のブロッ
クに細分し、入力したブロック単位の画像情報に対し、
１フレーム前の画像情報の内張も差分が小さいブロック
間との動きの量と方向とを示す動きヘク］・ルと、前フ
レームにおける対応する前記ブロックと現フレームのブ
ロックとの誤差（予測誤差）とによって画像信号を伝送
するものである。Conventional technology and problems When transmitting image information, an inter-frame differential encoding method compresses information by comparing one screen and the next screen for each corresponding image collection, extracting only the difference, and transmitting it. is already known, and a motion compensated interframe predictive coding method has been proposed as a more sophisticated method. This method subdivides one frame of screen into an arbitrary number of blocks, and then calculates the input image information for each block.
The lining of the image information of the previous frame also indicates the amount and direction of movement between blocks with small differences, and the error (prediction error) between the corresponding block in the previous frame and the block in the current frame. ) to transmit image signals.
この動き補償フレーム間予測符号化方式は入力信号の動
きを検出し、フレーム間予測符号化を行おうとするもの
であって、動きの多い画面にり１しては有効に信号の帯
域圧縮を行うことができるが、静止に近いような画面に
対する場合も、動きの情報（動きベクトル）を受信側に
伝送しようとするため、伝送される情報に無駄があり、
符号化の効率向上が妨げられていた。This motion-compensated interframe predictive coding method detects the motion of the input signal and attempts to perform interframe predictive coding, and it effectively compresses the signal band for screens with a lot of movement. However, even when the screen is almost stationary, motion information (motion vector) is transmitted to the receiving side, so the transmitted information is wasted.
This hindered the improvement of encoding efficiency.
また１フレーム内において隣接するフロック間の差分を
累積して予測値をめ、この予測値と現フレームの対応す
るブロックとの差分によって誤差情報をめるフレーム内
予測符号化方式があるが、この符号化方式もまた画面の
状態によっては、これを行わないようにした方が、より
効率的である場合もあった。There is also an intra-frame predictive coding method that calculates a predicted value by accumulating the differences between adjacent blocks within one frame, and calculates error information based on the difference between this predicted value and the corresponding block of the current frame. Depending on the state of the screen, it may be more efficient to not use the encoding method.
第１図は情報量に対する、各符号化方式による発生デー
タ量の一例を示したものである。同図において（ａ＋は
フレーム間における入力画像の変化を示す情報量と発生
データとの関係を示し、（１）はフレーム内符号化のみ
を行った場合を示し、（２）は動き補償符号化のみを行
った場合を示している。また（３）は動き補償符号化と
フレーム内符号化とを併用した場合を示している。第１
図から知られるごとく情報量が小さいへの範囲では、フ
レーム内符号化のみを行うことが最も有効であり、情報
量が大きいＣの範囲では、動き補償符号化とフレーム内
符号化とを併用することが最も有効であるが、中間のＢ
の範囲では、動き補償符号化のみを行うことが最も有効
であることがわかる。このようにデータの発生量が最小
になる符号化方式は、情報量によって異なるものである
ことか見出された。FIG. 1 shows an example of the amount of data generated by each encoding method with respect to the amount of information. In the same figure, (a+ indicates the relationship between the amount of information indicating changes in the input image between frames and the generated data, (1) indicates the case where only intra-frame encoding is performed, and (2) indicates the case where only intra-frame encoding is performed, and (2) indicates the case where motion compensation encoding is performed. In addition, (3) shows the case where motion compensation coding and intraframe coding are used together.
As can be seen from the figure, in the range where the amount of information is small, it is most effective to perform only intraframe coding, and in the range C where the amount of information is large, motion compensation coding and intraframe coding are used together. is the most effective, but intermediate B
It can be seen that in the range of , it is most effective to perform only motion compensation encoding. It was discovered that the encoding method that minimizes the amount of data generated differs depending on the amount of information.
従ってより効率的な符号化を行うためには、情報量に応
じて符号化方式を切り替えることが有効であるが、従来
このような符号化方式は知られていなかった。Therefore, in order to perform more efficient encoding, it is effective to switch the encoding method according to the amount of information, but such an encoding method has not been known in the past.
発明の目的
本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、その目的は、フレーム内符号化モード
と動き補償符号化モートとをそれぞれ単独に行う場合に
比べてより効率的な符号化を行うことができる方式を提
供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention attempts to solve the problems of the prior art, and its purpose is to improve the performance of the present invention in a manner that is easier to achieve than when performing intra-frame encoding mode and motion compensation encoding mode independently. The object of the present invention is to provide a method that can perform efficient encoding.
発明の構成
本発明の符号化方式は、入力信号のフレーム間の変化を
示す情報量を検出し、この情＋Ｈｔに応してフレーム内
符号化モードを単独に行う場合と、動き補償符号化モー
ドを単独に行う場合と、フレーＪ、内符号化モードと動
き補償符号化モー１−とを併用する場合との切替えを行
うことによって、より効率的な符号化を行うことができ
るようにしたものである。Structure of the Invention The encoding method of the present invention detects the amount of information indicating changes between frames of an input signal, and depending on this information+Ht, performs intraframe encoding mode alone and motion compensation encoding mode. It is possible to perform more efficient encoding by switching between performing it alone and using frame J, inner encoding mode and motion compensation encoding mode 1- together. It is.
発明の実施例
第２図は本発明の符号化方式の一実施例の構成を示した
ものであって、同図において、１は情報量検出回路、２
は動きベクトル検出部、３はゲート、４，５ば減算器、
６は量子化器（Ｑ） 、７は加算器、８は遅延回路（Ｄ
） 、９はフレームメモリ （ＦＭ） 、１０は可変遅
延部、１１は加算器である。Embodiment of the Invention FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the encoding system of the present invention. In the figure, 1 is an information amount detection circuit, 2
is a motion vector detection unit, 3 is a gate, 4 and 5 are subtractors,
6 is a quantizer (Q), 7 is an adder, 8 is a delay circuit (D
), 9 is a frame memory (FM), 10 is a variable delay unit, and 11 is an adder.
第２図において、入力画像信号は情報量検出回路１に加
えられ、後述するようにして１フレーム遅延した信号と
情報量を示す信号とを発生ずる。In FIG. 2, an input image signal is applied to an information amount detection circuit 1, which generates a signal delayed by one frame and a signal indicating the amount of information, as will be described later.
情報量を示す信号は、第１図において（ｂｌで示される
ように、前述のＡの範囲で°“０′′となりＢ、Ｃの範
囲で“１”となる信号■と、Ａ、Ｃの範囲で１″となり
Ｂの範囲で“０”となる信号■とからなっている。In Fig. 1, the signals indicating the amount of information are (as shown by bl) the signal ■ which is 0'' in the range of A and 1 in the ranges of B and C, and the signal ■ which is 1 in the range of A and C. It consists of a signal 2 which becomes 1'' in the range B and 0 in the B range.
情報量検出回路１からの情報量を示す信号がへの範囲に
あるときは、信号■が０”であって動きベクトル検出回
路２は動作しない。一方、信号■は“１”であってゲー
ト３が開く。この状態では、情報量検出回路１の１フレ
ーム遅延した信号は、ブロックごとに減算器４をそのま
ま通過して減算器５に加えられ、フレーム内におけるそ
のブロックに対する予測値の信号を減算されて、差分値
の信号を発生する。この差分値の信号は量子化器６にお
いて量子化されて、量子化された誤差情報を発生すると
と同時に、量子化された誤差情報は加算器７においてフ
レーム内の予測値の信号を加算されて、復号信号を発生
ずる。この復号信号は、遅延回路８において１フレーム
の時間遅延されて、フレーム内の予測値の信号を発生し
、この信号はゲート３を経て減算器５に加えられて前述
のように、差分値の信号を発生ずるために用いられる。When the signal indicating the amount of information from the information amount detection circuit 1 is within the range of , the signal ■ is 0'' and the motion vector detection circuit 2 does not operate.On the other hand, the signal ■ is 1 and the gate is closed. 3 is open. In this state, the signal delayed by one frame from the information amount detection circuit 1 passes directly through the subtracter 4 for each block and is added to the subtracter 5, which calculates the signal of the predicted value for that block within the frame. This difference value signal is quantized in a quantizer 6 to generate quantized error information, and at the same time, the quantized error information is sent to an adder 7. The predicted value signals within the frame are added to generate a decoded signal.This decoded signal is delayed by one frame in the delay circuit 8 to generate a signal of the predicted value within the frame. It is applied to the subtracter 5 via the gate 3 and is used to generate a difference value signal as described above.
次に情報量検出回路１からの情報量を示す信号が１３の
範囲にあるときは、信号■が“１゛であって動きベクト
ル検出回路２は動作状態になる。この場合は、動きベク
トル検出部２は情報量検出回路１からの１フレーム遅延
した信号とフレームメモリ９に蓄積されたさらに１フレ
ーム前の信号とを比較して動きの量と方向とを示す動き
ベクトルＶｏｐｔを発生ずる。可変遅延部１０は動きベ
クトルＶｏｐｔに応じて遅延量を変化し、これによって
予測値の信号を発生する。予測値の信号は減算器４に加
えられ、情報量検出回路１からの情報量を示ず信号と減
算されて差分値の信号を発生ずる。Next, when the signal indicating the amount of information from the information amount detection circuit 1 is in the range of 13, the signal ■ is "1" and the motion vector detection circuit 2 is in the operating state.In this case, the motion vector detection circuit 2 is in the operating state. The unit 2 compares the one-frame delayed signal from the information amount detection circuit 1 with the one-frame previous signal stored in the frame memory 9, and generates a motion vector Vopt indicating the amount and direction of movement.Variable. The delay unit 10 changes the amount of delay according to the motion vector Vopt, thereby generating a predicted value signal.The predicted value signal is added to the subtracter 4, which does not indicate the amount of information from the information amount detection circuit 1. It is subtracted from the signal to generate a difference value signal.
一方、この場合信号■は“０゛′であってゲー・ト３が
閉じており、従って減算器５において減算されるべき予
測値の信号は発生せず、減算器４の差分値の信号はその
まま減算器５を通過して量子化器６において量子化され
て、量子化された誤差信号を発生する。量子化された誤
差信号は加算器７をそのまま通過し、加算器１１におい
て可変遅延回路９の予測値の信号を加算されて復号信号
を発生し、この復号信号はフレームメモリＩＯにおいて
１フレームの時間遅延されて前述のさらに１フレーム前
の信号発生のために用いられる。On the other hand, in this case, the signal ■ is "0'' and the gate 3 is closed, so the predicted value signal to be subtracted by the subtracter 5 is not generated, and the difference value signal of the subtracter 4 is The quantized error signal is passed through the subtracter 5 as it is and quantized in the quantizer 6 to generate a quantized error signal.The quantized error signal is passed through the adder 7 as it is and is quantized in the quantizer 6 to generate a quantized error signal. The predicted value signals of 9 are added to generate a decoded signal, and this decoded signal is delayed by one frame in the frame memory IO and used to generate the signal of the previous frame.
情報量検出回路１からの情報量を示す信号がＣの範囲に
あるときは、信号■と■はともに“１′′であって、動
きベクトル検出部２が動作するとともに、ゲート３が開
く。従ってこの状態では、減算器４において、情報量検
出回路Ｉからの１フレーム遅延した信号と可変遅延部９
からの予測値との減算を行って差分値をめる演算と、減
算器５においで、減算器４からの差分値とゲー１−３か
ら出力される予測値の信号との減算を行って差分値をめ
る演算とが順次に行われる。When the signal indicating the amount of information from the information amount detection circuit 1 is within the range C, the signals ① and ② are both "1'', and the motion vector detection unit 2 operates and the gate 3 opens. Therefore, in this state, the subtracter 4 uses the one frame delayed signal from the information amount detection circuit I and the variable delay section 9.
The subtracter 5 subtracts the difference value from the subtracter 4 and the signal of the predicted value output from the gate 1-3. The operation of calculating the difference value is performed sequentially.
第３図は、第２図の回路における情報量検出回路１の構
成例を示している。同図において、２１は減算器、２２
はフレームメモリ （ＦＭ） 、２３．２４は加算器、
２５は１画素の遅延回路（Ｄ） 、２６はフリップフロ
ップ（ＦＦ）、２７は判別回路である。FIG. 3 shows an example of the configuration of the information amount detection circuit 1 in the circuit shown in FIG. In the figure, 21 is a subtracter, 22
is frame memory (FM), 23.24 is adder,
25 is a one-pixel delay circuit (D), 26 is a flip-flop (FF), and 27 is a discrimination circuit.
入力信号は減算器２１に加えられ、フレームメモリ２２
からの１フレーム前の情報を減算されてフレームごとの
差分値の信号を発生する。この信号は加算器２４に加え
られて遅延回路２５からの１画素前の信号を加算される
ことによって、１画面分の１ｎ報を画素ごとに累積され
る。この信号はフリップフロップ２６においてフレーム
パルスごとに書き替えられて、１フレームの期間保持さ
れる。判別回路２７は第１図における情報量の範囲Ａ、
Ｂ、Ｃの境界値ａ、ｂに相当する２種類の闇値を有し、
フリップフロップ２６の出力値を判別して、その大きさ
がＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれの範囲であるのに応じて、第１
図（ｂ）に示された信号■、■を前述のごとき関係にお
いて発生ずる。The input signal is applied to a subtracter 21 and a frame memory 22
Information from the previous frame is subtracted from the frame to generate a frame-by-frame difference value signal. This signal is added to the adder 24 and added to the signal from the previous pixel from the delay circuit 25, thereby accumulating 1n information for one screen for each pixel. This signal is rewritten for each frame pulse in the flip-flop 26 and held for one frame period. The discrimination circuit 27 selects the information amount range A in FIG.
It has two types of dark values corresponding to the boundary values a and b of B and C,
The output value of the flip-flop 26 is determined, and depending on whether the output value is within the range of A, B, or C, the first
The signals ① and ① shown in Figure (b) are generated in the relationship as described above.
発明の詳細
な説明したように本発明の符号化方式によれば、フレー
ム間における入力画像の変化を示す情報量を検出する情
報量検出手段と、動きベクトルに応じて１フレーム前の
画像情報を動き補償した予測値の信号を発生する第１の
予測値発生手段と、順次隣接するブロック間の誤差を累
積してブロックごとの予測値をめる第２の予測値発生手
段とを設けて、情報量検出手段の検出情報量の大小に応
して切替えを行って、第１または第２の予測値発生手段
の予測値と入力画像信号との差分値をめるか、または第
１の予測値発生手段の予測値と入力画像信号との差分値
をめた信号と第２の予と動き補償符号化モードの符号化
をそれぞれ単独に行う場合に比べてより効率的に符号化
を行うことができる。As described in detail, the encoding method of the present invention includes an information amount detection means for detecting the amount of information indicating a change in an input image between frames, and an information amount detection means for detecting the amount of information indicating a change in an input image between frames; A first predicted value generating means for generating a motion-compensated predicted value signal, and a second predicted value generating means for sequentially accumulating errors between adjacent blocks to obtain a predicted value for each block, The difference value between the predicted value of the first or second predicted value generating means and the input image signal is determined by switching depending on the amount of information detected by the information amount detecting means, or the first prediction is performed. To perform encoding more efficiently than when encoding a signal containing a difference value between a predicted value of a value generating means and an input image signal, a second pre-coding mode, and a motion compensation encoding mode, respectively, respectively. I can do it.
第１図は情報量に対する、各符号化方式による発生デー
タ量の一例を示す図、第２図は本発明の符号化方式の一
実施例の構成を示す図、第３図は情報量検出回路の構成
例を示す図である。
１−一情報量検出回路、２−動きベクトル検出部、３−
ゲート、４．５−減算器、６−量子化器（Ｑ）、７−加
算器、８−遅延回路（Ｄ）、９−フレームメモリ（ＦＭ
） 、１０−可変遅延部、１１−加算器、２１−減算器
、２２−フレームメモリ （ＦＭ） 、２３．２４−加
算器、２５・−１画素の遅延回路（Ｄ） 、２６− フ
リップフロップ（ＦＭ） 、２７−判別回路特許出願人
富士通株式会社FIG. 1 is a diagram showing an example of the amount of data generated by each encoding method with respect to the amount of information, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the encoding method of the present invention, and FIG. 3 is an information amount detection circuit. It is a figure showing an example of composition. 1--information amount detection circuit, 2-motion vector detection section, 3-
gate, 4.5 - subtractor, 6 - quantizer (Q), 7 - adder, 8 - delay circuit (D), 9 - frame memory (FM
), 10-variable delay unit, 11-adder, 21-subtracter, 22-frame memory (FM), 23.24-adder, 25-1 pixel delay circuit (D), 26-flip-flop ( FM), 27-Discrimination circuit patent applicant Fujitsu Limited
Claims (1)
のブロックに分割した場合におけるフレーム（またはフ
ィールド）ごとの対応するブロック間の画像情報の動き
を示す動きベクトルと、入力画像情報と以前の画像情報
から予’ｄｌｊｌされた予測値との誤差情報とによって
画像信号を符号化して伝送する符号化方式において、フ
レーム間における入力画像の変化を示す情報量を検出す
る情報量検出手段と、前記動きベクトルに応じて１フレ
ーム前の画像情報を動き補償した予測値の信号を発生ず
る第１の予測値発生手段と、順次隣接するブロック間の
差分を累積してブロックごとの予測値をめる第２の予測
値発生手段とを具え、前記情報量検出手段の検出情報量
の大小に応じて切替えをおこなって前記第１または第２
の予測値発生手段の予測値と入力画像信号との差分値を
めるかまたは前記第１の予測値発生手段の予測値と入力
画像信号との差分値をめた信号と前記第２の予。 測値発生手段の予測値との差分値をめて誤差情報を得る
ことを特徴とする自動モード切替形動き補償予測符号化
方式。[Claims] ■ A motion vector indicating the movement of image information between corresponding blocks for each frame (or field) when image information of a frame (or one field) is divided into an arbitrary number of blocks, and an input image In a coding method that encodes and transmits an image signal using information and error information between a predicted value predicted from previous image information, information amount detection detects the amount of information indicating a change in an input image between frames. means, a first predicted value generating means for generating a signal of a predicted value obtained by motion-compensating the image information of the previous frame according to the motion vector, and prediction for each block by sequentially accumulating the differences between adjacent blocks. a second predicted value generation means for calculating a value, and is configured to switch between the first and second predicted value generation means according to the magnitude of the amount of information detected by the information amount detection means.
A difference value between the predicted value of the predicted value generating means and the input image signal is calculated, or a signal obtained by calculating the difference value between the predicted value of the first predicted value generating means and the input image signal and the second predicted value are calculated. . An automatic mode switching type motion compensation predictive coding method, characterized in that error information is obtained by calculating the difference between the predicted value and the predicted value of the measured value generating means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249556A JPS60143088A (en) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Automatic mode switching-type action compensation forecast encoding system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249556A JPS60143088A (en) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Automatic mode switching-type action compensation forecast encoding system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60143088A true JPS60143088A (en) | 1985-07-29 |
| JPH0546156B2 JPH0546156B2 (en) | 1993-07-13 |
Family
ID=17194749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58249556A Granted JPS60143088A (en) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Automatic mode switching-type action compensation forecast encoding system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60143088A (en) |
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-
1983
- 1983-12-29 JP JP58249556A patent/JPS60143088A/en active Granted
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Also Published As
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| JPH0546156B2 (en) | 1993-07-13 |
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