JP2000050283A - 符号化装置及び符号化方法 - Google Patents

符号化装置及び符号化方法

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JP2000050283A
JP2000050283A JP21117698A JP21117698A JP2000050283A JP 2000050283 A JP2000050283 A JP 2000050283A JP 21117698 A JP21117698 A JP 21117698A JP 21117698 A JP21117698 A JP 21117698A JP 2000050283 A JP2000050283 A JP 2000050283A
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JP21117698A
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Shigeo Fujishiro
茂夫 藤代
Osamu Matsunaga
修 松永
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】画質劣化を防止しながら映像データを効率良く
符号化し得る符号化装置及び符号化方法を実現し難かつ
た。 【解決手段】符号化装置において、映像の動き量に基づ
いて、その映像データに対して画素数を削減する第1の
画素数変換処理を施す第1の画素数変換手段と、映像デ
ータを符号化する符号化手段と、動き補償処理時に用い
る参照画像の画像データに対して、その画素数を符号化
対象のフレーム画像の画素数と一致するように変換する
第2の画素数変換処理を施す第2の画素数変換手段とを
設けるようにした。また符号化方法において、映像の動
き量を検出し、検出結果に基づいて映像データに対して
その画素数を変換する第1の画素数変換処理を施した
後、動き補償処理時に用いる参照画像の画像データに対
して、その画素数を符号化対象のフレーム画像の画素数
と一致するように変換する第2の画素数変換処理を施し
ながら、映像データを符号化するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は符号化装置及び符号
化方法に関し、例えば映像データを圧縮符号化する映像
符号化装置に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、映像符号化装置として、図7に示
すように構成されたものがある。
【0003】かかる映像符号化装置1においては、供給
される映像データD1を水平周波数低域通過型フイルタ
でなるプリフイルタ2において量子化レート制御回路3
から与えられる制御信号S1に基づいて映像の細かい部
分を表す高域成分を削減する帯域制限処理し、得られた
帯域制限映像データD2を画素数変換回路4に送出す
る。
【0004】画素数変換回路4は、供給される帯域制限
映像データD2に対して当該帯域制限映像データD2に
基づく各フレーム画像の水平方向の画素数M1 を予め設
定された所定画素数N1 (N1 <M1 )に固定的に変換
する画素数変換処理を施し、得られた画素数変換映像デ
ータD3を符号化部5に送出する。
【0005】符号化部5は、供給される画素数変換映像
データD3に対して動き補償処理、DCT(Discrete C
osine Transform )処理、量子化処理及び可変長符号化
処理を順次施すようにして当該画素数変換映像データD
3を圧縮符号化し、かくして得られた可変長符号化デー
タD4をバツフア6を介して例えば一定レートで外部に
出力する。
【0006】このとき量子化レート制御回路3は、バツ
フア6のデータ占有量を監視しており、当該データ占有
量に応じて符号化部5の量子化処理時における量子化ス
テツプサイズを調整し、又はプリフイルタ2の帯域制限
量を調整するようにしてバツフア6がオーバーフロー又
はアンダーフローしないように可変長符号化データD4
の発生量を制御する。
【0007】また符号化部制御回路7は、符号化部5の
符号化処理タイミングを制御すると共に、当該符号化部
5の動き補償処理時における動きベクトルの探索範囲を
設定する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところがかかる構成の
映像符号化装置1においては、バツフア6から一定レー
トで可変長符号化データD4を読み出すことを目的とし
て、動きの激しい映像が入力された場合に符号化部5に
おける量子化ステツプサイズを増加させてDCT係数値
データのデータ量を減少させるようにして可変長符号化
データD4の発生量を制御した場合には、DCT空間で
の解像度が低下すると共に量子化誤差が増加するため
に、当該可変長符号化データD4を復号してなる映像デ
ータに基づく映像の画質が劣化する問題があつた。
【0009】またかかる映像符号化装置1において、プ
リフイルタ2の帯域制限量を増加させて映像データD1
の高域成分を削減するようにして可変長符号化データD
4の発生量を制御した場合も、当該可変長符号化データ
D4を復号してなる映像データに基づく映像の解像度が
低下して画質が劣化する問題があつた。
【0010】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、画質劣化を防止しながら映像データを効率良く符号
化し得る符号化装置及び符号化方法を提案しようとする
ものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、符号化装置において、供給される
映像データに基づく映像の動き量を検出する動き量検出
手段と、検出された映像の動き量に基づいて、映像デー
タに対して画素数を削減する所定の第1の画素数変換処
理を必要に応じて施す第1の画素数変換手段と、第1の
画素数変換手段から出力される映像データを動き補償処
理を含む所定の符号化処理により符号化する符号化手段
と、符号化手段に設けられ、動き補償処理時に用いる参
照画像の画像データに対して、その画素数を符号化対象
のフレーム画像の画素数と一致するように変換する所定
の第2の画素数変換処理を必要に応じて施す第2の画素
数変換手段とを設けるようにした。
【0012】この結果この符号化装置では、映像の動き
量に応じて映像データに対して第1の画素巣数変換処理
を施すようにしたことにより、符号化手段による動き補
償処理時に発生する動きベクトルの発生符号量を減少さ
せることができ、その分を映像データに基づく各フレー
ム画像の符号量に割り当てるようにすることができる。
【0013】またこの符号化装置では、動き補償処理時
に用いる参照画像の画像データに対して、その画素数が
符号化対象のフレーム画像の画素数と一致するように第
2の画素数変換処理を必要に応じて施すようにしたこと
により、どのようなピクチヤタイプのフレーム画像に対
しても動き補償処理を確実に行い得るようにすることが
でき、上述のような第1の画素数変換処理を映像の動き
量に応じた所望のタイミングで行い得るようにすること
ができる。
【0014】また本発明においては、符号化方法におい
て、映像データに基づく映像の動き量を検出する第1の
ステツプと、検出した映像の動き量に基づいて、映像デ
ータに対して画素数を削減する所定の第1の画素数変換
処理を必要に応じて施す第2のステツプと、動き補償処
理時に用いる参照画像の画像データに対して、その画素
数を符号化対象のフレーム画像の画素数と一致するよう
に変換する所定の第2の画素数変換処理を必要に応じて
施しながら、映像データを符号化処理により符号化する
第3のステツプとを設けるようにした。
【0015】この結果この符号化方法によれば、映像デ
ータに対して画素数を削減する第1の画素数変換処理を
施すことにより、動き補償処理時に発生する動きベクト
ルの発生符号量を減少させることができ、その分を映像
データに基づく各フレーム画像の符号量に割り当てるよ
うにすることができる。
【0016】またこの符号化方法によれば、動き補償処
理時に用いる参照画像の画像データに対して、その画素
数が符号化対象のフレーム画像の画素数と一致するよう
に第2の画素数変換処理を必要に応じて施すようにした
ことにより、どのようなピクチヤタイプのフレーム画像
に対しても動き補償処理を確実に行い得るようにするこ
とができ、上述のような第1の画素数変換処理を映像の
動き量に応じた所望のタイミングで行い得るようにする
ことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
【0018】(1)本実施の形態による映像符号化装置
の構成 図1において、10は全体として本実施の形態による映
像符号化装置を示し、供給される映像データD10を水
平周波数低域通過型フイルタでなるプリフイルタ11に
おいて量子化レート制御回路12から与えられる制御信
号S10に基づいて映像の細かい部分を表す高域成分を
削減する帯域制限処理し、得られた帯域制限映像データ
D11を動き量検出回路13及びシステムデイレイ回路
14に入力する。
【0019】動き量検出回路13は、所定数のフレーム
画像を1GOP(Group Of Pictures )として、供給さ
れる帯域制限映像データD11に基づく映像の動き量を
GOP単位で検出し、これを動き量検出信号S11とし
て画素数変換判定回路15に送出する。因にこのような
動き量は、各画素のフレーム間での輝度レベルの差分値
の絶対値をフレーム当たりで積算するようにして各フレ
ーム毎の動き量を算出し、これら各フレーム毎の動き量
をGOP毎に積算することにより得ることができる。
【0020】画素数変換判定回路15は、動き量検出信
号S11に基づき得られる映像の動き量と予め設定され
た閾値とを比較し、動き量が閾値よりも大きい場合にの
み論理「1」に立ち上がる切換え信号S12を第1の画
素数変換回路16、符号化部制御回路32、動きベクト
ル検出回路19、第2の画素数変換回路22及び可変長
符号化回路27にそれぞれ送出する。
【0021】一方システムデレイ回路14は、供給され
る帯域制限映像データD11を、動き量検出回路13及
び画素数変換判定回路15における各処理時間の合計値
よりも僅かに多い所定時間(例えば1GOPが6フレー
ムのときには7フレーム分、1GOPが15フレームのと
きには16フレーム分の時間)分だけ遅延させてこれを遅
延帯域制限データD12として第1の画素数変換回路1
6に送出する。
【0022】第1の画素数変換回路16は、画素数変換
判定回路15から与えられる切換え信号S12に基づい
て、当該切換え信号S12が論理「1」のときにのみ遅
延帯域制限映像データD12に対してフレーム画像の水
平方向の画素数M2 を予め設定された所定画素数N
2 (N2 <M2 )に削減する画素数変換処理を施し、得
られた第1の画素数変換映像データD13を符号化部1
7の前処理回路18に送出する。
【0023】前処理回路18は、供給される第1の画素
数変換映像データD13に対して、当該第1の画素数変
換映像データD13に基づく各フレーム画像を符号化順
に並べ替えると共に、並べ替えた各フレーム画像を16画
素×16ラインの輝度信号及び色差信号から構成されるマ
クロブロツクに分割する前処理を施し、得られた符号化
順の各フレーム画像のマクロブロツクのデータでなるマ
クロブロツクデータD14を動きベクトル検出回路19
及び減算回路20に送出する。
【0024】このときフレームメモリ21には、そのマ
クロブロツクデータが減算回路20に送出された符号化
対象のフレーム画像(以下、これを符号化対象フレーム
画像と呼ぶ)の直前のフレーム内符号化画像でなるIピ
クチヤ又はフレーム間順方向予測符号化画像でなるPピ
クチヤ(以下、これらをまとめて過去参照画像と呼ぶ)
の画像データと、当該符号化対象フレーム画像の直後の
Iピクチヤ又はPピクチヤ(以下、これらをまとめて未
来参照画像と呼ぶ)の画像データとが格納されている。
【0025】そして符号化対象フレーム画像がPピクチ
ヤである場合には過去参照画像の画像データが読み出さ
れて参照画像データD15として第2の画素数変換回路
22に与えられ、当該符号化対象フレーム画像が双方向
予測符号化画像でなるBピクチヤである場合には過去参
照画像及び未来参照画像の両方の画像データが読み出さ
れて参照画像データD15として第2の画素数変換回路
22に与えられる。
【0026】かくして第2の画素数変換回路22は、画
素数変換判定回路15から与えられる切換え信号S12
に基づいて、参照画像データD15に基づく過去参照画
像(符号化対象フレーム画像がPピクチヤの場合)、又
は過去参照画像及び未来参照画像(符号化対象フレーム
画像がBピクチヤの場合)の水平方向の画素数M2 又は
2 が符号化対象フレーム画像の水平方向の画素数M2
又はN2 と同じとなるように、供給される参照画像デー
タD15に対して必要に応じて画素数変換処理を施し、
得られた第2の画素数変換映像データD16を動きベク
トル検出回路19及び動き補償回路23に送出する。
【0027】動きベクトル検出回路19は、画素数変換
判定回路15から与えられる切換え信号S12に基づき
必要に応じてベクトル探索範囲を対応する範囲(符号化
対象フレーム画像の水平画素数M2 又はN2 に応じた範
囲)に再設定した後、前処理回路18から与えられるマ
クロブロツクデータD14及び第2の画素数変換回路2
2から与えられる第2の画素数変換映像データD16に
基づいてそのマクロブロツクの動きベクトルを検出し、
検出結果を動きベクトルデータD17として動き補償回
路23及び可変長符号化回路27に送出する。
【0028】また動き補償回路23は、動きベクトル検
出回路19から与えられる動きベクトルデータD17
と、第2の画素数変換回路22から与えられる第2の画
素数変換映像データD16とに基づいて、第2の画素数
変換映像データD16に基づく画像を動きベクトルデー
タD17に基づいて動き補償してなる予測画像データD
18を生成し、これをスイツチ24を介して減算回路2
0に送出する。なお符号化対象フレーム画像がIピクチ
ヤである場合には、スイツチ24が切り換わることによ
り当該減算回路20には予測画像データD18が供給さ
れない。
【0029】かくして減算回路20は、符号化対象フレ
ーム画像がIピクチヤである場合には前処理回路18か
ら供給されるマクロブロツクデータD14をそのまま予
測誤差データD19としてDCT符号化回路25に送出
する一方、符号化対象フレーム画像がPピクチヤ又はB
ピクチヤである場合にはマクロブロツクデータD14か
ら予測画像データD18を減算することにより予測誤差
データD19を得、これをDCT符号化回路25に送出
する。
【0030】DCT符号化回路25は、供給される予測
誤差データD19をDCT符号化処理することによりD
CT係数化し、得られたDCT係数データD20を量子
化回路26に送出する。また量子化回路26は、このと
き量子化レート制御部12から与えられる制御信号S1
3に基づいて、当該制御信号S13により指定された量
子化ステツプサイズでDCT係数データD20を量子化
し、得られた量子化データD21を可変長符号化回路2
7に送出する。
【0031】そして可変長符号化回路27は、画素数変
換判定回路15から与えられる切換え信号S12に基づ
いて対応するGOPのGOPヘツダや各フレーム画像毎
のピクチヤヘツダにおける画素数を表すコードを書き換
えながら、供給される量子化データD21及び動きベク
トル検出回路19から与えられる動きベクトルデータD
17を可変長符号化し、得られた可変長符号化データD
22をバツフア28を介して外部に出力する。
【0032】一方量子化回路26から出力されたIピク
チヤ又はPピクチヤの量子化データD21は、逆量子化
回路29にも与えられ、当該逆量子化回路29において
逆量子化された後、逆DCT回路30において逆DCT
処理されることによりDCT処理される前の予測誤差デ
ータに復元され、復元予測誤差データD23として加算
回路31に与えられる。
【0033】このとき加算回路31には動き補償回路2
3からスイツチ24を介して予測画像データD18が与
えられており、かくして加算回路31は、この予測画像
データD18及び復元予測誤差データD23を加算する
ことにより元のIピクチヤ又はPピクチヤの画像データ
を復元し、これを上述の過去参照画像又は未来参照画像
の画像データとしてフレームメモリ21に格納する。
【0034】なおこの際量子化レート制御回路12は、
バツフア28のデータ占有量を常時監視し、当該データ
占有量に応じて量子化回路26の量子化ステツプサイズ
又はプリフイルタ11の帯域制限量を調整するようにし
てバツフア28がオーバーフロー又はアンダーフローし
ないように可変長符号化データD22の発生量を制御す
る。
【0035】また符号化制御回路32は、画素数変換判
定回路15から供給される切換え信号S12に基づいて
符号化部17による符号化処理タイミングを制御する。
実際上このような制御は、切換え信号S12が論理
「0」のときには、図2(A)のように元の映像データ
D10の水平方向の画素数M2 に応じたタイミングで符
号化処理するように符号化部17を制御し、これに対し
て切換え信号S12が論理「1」のときには、図2
(B)のようにM2 クロツクのうちの最初のN2 クロツ
ク分だけ符号化処理を行い、残りの(M2 −N2 )クロ
ツクは符号化処理を行わないように符号化部17を制御
することにより行うことができる。
【0036】ここで実際上この映像符号化装置10の場
合、映像データD10としては図3(A)に示すよう
に、1フレームの水平画素数M2 が1920画素のHDTV
(HighDefinition Television)規格に応じた映像デー
タが与えられる。なお図3(A)〜図4(F)において
「I」、「P」及び「B」はそのフレーム画像がIピク
チヤ、Pピクチヤ又はBピクチヤであることを表し、
「I」、「P」及び「B」の後の数字はそのフレーム画
像の通し番号を表す。また「I」、「P」及び「B」の
下の数字はそのフレーム画像の水平方向の画素数を表
し、1GOPは6フレームであるものとする。
【0037】そしてこの映像符号化装置10では、この
映像データD10がプリフイルタ11において帯域制限
された後、図3(B)のようにシステムデイレイ回路1
4において7フレーム分遅延されて遅延帯域制限映像デ
ータD12として第1の画素数変換回路16に与えられ
る。
【0038】このとき画素数変換判定回路15は、図3
(C)に示すように、そのGOPにおける映像の動き量
が小さいときには論理「0」レベル、動き量が大きいと
きには論理「1」レベルに立ち上がるような切換え信号
S12を出力する。
【0039】かくして第1の画素数変換回路16は、切
換え信号S12が論理「0」レベルのときには画素数変
換処理を行わず、これに対して切換え信号S12が論理
「1」レベルのときには図3(D)のように遅延帯域制
限映像データD12に対してフレーム画像の水平方向の
画素数M2 を1440画素とするような画素数変換処理を施
し、得られた第1の画素数変換映像データD13を前処
理回路18に送出する。
【0040】そして前処理回路18は、この第1の画素
数変換映像データD13に基づく各フレーム画像を図3
(E)(図4(A))のように並べ替えた後、これら各
フレーム画像のマクロブロツクデータD14を動きベク
トル検出回路19及び減算回路20に送出する。
【0041】このときフレームメモリ21からは、図4
(D)のように過去参照画像及び又は未来参照画像の画
像データが読み出され、これが参照画像データD15と
して第2の画素数変換回路22に与えられる。
【0042】そして第2の画素数変換回路22は、図4
(E)のようにこの参照画像データD15に対して当該
参照画像データD15に基づく過去参照画像又は未来参
照画像の水平方向の画素数M2 又はN2 が符号化対象フ
レーム画像の水平方向の画素数M2 又はN2 と同じとな
るように必要に応じて画素数変換処理を施し、得られた
第2の画素数変換映像データD16を動きベクトル検出
回路19に送出する。
【0043】この結果動きベクトル検出回路19からは
検出されたそのマクロブロツクについての動きベクトル
データD17が出力され、当該動きベクトルデータD1
7に基づいて動き補償回路23から図4(F)のような
フレーム画像並びで予測画像データD18が出力され、
これが減算回路20及び加算回路31に与えられる。な
おこのとき図4(A)及び図4(F)からも明らかなよ
うに、符号化対象フレーム画像の水平方向の画素数M2
又はN2 と、予測画像データD18に基づくフレーム画
像の水平方向の画素数M2 又はN2 とは一致する。
【0044】そして減算回路20からは、前処理回路1
8から与えられるマクロブロツクデータD14がそのま
ま出力され、又はマクロブロツクデータD14から予測
符号化データD18を減算してなる図4(B)に示すよ
うな予測誤差データD19が出力され、これがこの後D
CT符号化回路25、量子化回路26及び可変長符号化
回路27において順次DCT符号化処理、量子化処理及
び可変長符号化処理されて可変長符号化データD22と
してバツフア28から出力される。
【0045】なおこのときフレームメモリ21には、図
4(C)に示すように、量子化回路26から出力される
量子化データD21を逆量子化及び逆DCT符号化処理
した後、これを予測画像データD18と加算してなるI
ピクチヤ又はPピクチヤの画像データが過去参照画像又
は未来参照画像の画像データとして格納される。
【0046】(2)第2の画素数変換回路22の構成 ここで実際上第2の画素数変換回路22は、図5に示す
ようなFIR(FiniteImpulse Response )デイジタル
フイルタ構成でなり、フレームメモリ21から供給され
る参照画像データD15を複数の直列接続された遅延回
路401 〜40N のうちの初段の遅延回路401 と、入
力段の乗算回路421 とに入力する。
【0047】このとき各遅延回路401 〜40N には、
画素数変換判定回路15(図1)から与えられる切換え
信号S12に基づいて参照画像データD15の水平画素
数を図6(A)のような1920画素から図6(D)のよう
な1440に画素数変換処理する第1の画素数変換処理モー
ドが選択されている場合(このとき第2の画素数変換回
路22には水平画素数が1440画素の参照画像データD1
5が与えられる)には、図示しないクロツク源から74.2
5 〔MHz 〕のクロツクが各遅延回路401 〜40N に与
えられる。
【0048】かくして各遅延回路401 〜40N は、供
給される参照画像データD15又は前段の遅延回路40
1 〜40N-1 から与えられる遅延参照画像データD30
1 〜D30N-1 をこのクロツクの1クロツクに相当する
時間分ずつ順次遅延させた後、得られた遅延参照画像デ
ータD301 〜D30N をそれぞれ対応する乗算回路4
2 〜42N+1 及び後段の遅延回路402 〜40N に送
出する。
【0049】またこのとき各乗算回路421 〜42N+1
には、1920と1440との比が4:3であることから、対応
する係数発生回路421 〜42N+1 からそれぞれ所定数
値の第1〜第3の係数値を74.25 〔MHz 〕の3倍の周波
数で循環的に順次切り換えた係数値信号S201 〜S2
N+1 が与えられる。なお各係数発生回路421 〜42
N+1 において発生される第1〜第3の係数値は、それぞ
れこれら係数発生回路421 〜42N+1 において発生さ
れる第1〜第3の係数値の合計がそれぞれ1となるよう
に選定されている。
【0050】かくして各乗算回路411 〜41N+1 は、
それぞれ供給される参照画像データD15又は遅延参照
画像データD301 〜D30N-1 と、係数値信号S20
1 〜S20N+1 に基づき得られる第1〜第3の係数値と
を乗算すると共に、得られた74.25 ×3〔MHz 〕の乗算
データD311 〜D31N+1 を加算回路43に送出す
る。
【0051】加算回路43は、各乗算回路411 〜41
N+1 からそれぞれ供給される乗算データD311 〜D3
N+1 を順次加算することにより、図6(B)のような
参照画像データD15を3倍にアツプサンプリングして
なるアツプサンプリングデータD32を生成し、これを
スイツチ回路44の第1の切換え端44Aに送出する。
【0052】またこのときアツプサンプルデータD32
は、直接接続された第1〜第3の遅延回路451 〜45
3 にも与えられ、これら第1〜第3の遅延回路451
453 において74.25 ×3〔MHz 〕のクロツクの1クロ
ツクに相当する時間分ずつ順次遅延させてなる各第1〜
第3の遅延回路451 〜453 の出力がそれぞれ遅延ア
ツプサンプリングデータD331 〜D333 としてスイ
ツチ回路44の第2〜第4の切換え端44B〜44Dに
与えられる。
【0053】そしてスイツチ回路44は、クロツク源か
ら与えられる55.6875 〔MHz 〕のクロツクに基づいて第
1〜第4の切換え端44A〜44Dの中から所定の切換
え端44A〜44Dを順次選択するようにしてアツプサ
ンプリングデータD32から図6(C)のように4画素
おきに画素データを抽出する。
【0054】このようにして第2の画素数変換回路22
は、第1の画素数変換処理モード時、参照画像データD
15の水平方向の画素数を1920画素から1440画素に変換
してなる55.6875 〔MHz 〕の第2の画素数変換映像デー
タD16を得ることができるようになされている。
【0055】これに対して第2の画素数変換回路22に
おいては、画素数変換判定回路15(図1)から与えら
れる切換え信号S12に基づいて参照画像データD15
の水平画素数を図6(D)のような1440画素から図6
(A)のような1920画素に画素数変換処理する第2の画
素数変換処理モードが選択されている場合(このとき第
2の画素数変換回路22には水平画素数が1920画素の参
照画像データD15が与えられる)には、クロツク源か
ら55.6875 〔MHz 〕のクロツクが各遅延回路401 〜4
N に与えられる。
【0056】各遅延回路401 〜40N は、供給される
参照画像データD15又は前段の遅延回路401 〜40
N-1 から与えられる遅延参照画像データD301 〜D3
N-1 をこのクロツクの1クロツクに相当する時間分ず
つ順次遅延させた後、得られた遅延参照画像データD3
1 〜D30N をそれぞれ対応する乗算回路422 〜4
N+1 及び後段の遅延回路402 〜40N に送出する。
【0057】またこのとき各乗算回路421 〜42N+1
には、対応する係数発生回路421〜42N+1 からそれ
ぞれ所定数値の第1〜第4の係数値を55.6875 〔MHz 〕
の4倍の周波数で循環的に順次切り換えてなる係数値信
号S201 〜S20N+1 が与えられる。なお各係数発生
回路421 〜42N+1 において発生される第1〜第4の
係数値は、それぞれこれら係数発生回路421 〜42
N+1 において発生される第1〜第4の係数値の合計がそ
れぞれ1となるように選定されている。
【0058】そして各乗算回路411 〜41N+1 は、そ
れぞれ供給される参照画像データD15又は遅延参照画
像データD301 〜D30N-1 と、係数値信号S201
〜S20N+1 に基づき得られる第1〜第3の係数値とを
乗算すると共に、得られた55.6875 ×4〔MHz 〕の乗算
データD311 〜D31N+1 を加算回路43に送出す
る。
【0059】加算回路43は、各乗算回路411 〜41
N+1 からそれぞれ供給される乗算データD311 〜D3
N+1 を順次加算することにより、図6(E)に示すよ
うな参照画像データD15を4倍にアツプサンプリング
してなるアツプサンプリングデータD32を生成し、こ
れをスイツチ回路44の第1の切換え端44Aに送出す
る。
【0060】またこのときアツプサンプルデータD32
は、第1〜第3の遅延回路451 〜453 にも与えら
れ、これら第1〜第3の遅延回路451 〜453 におい
て55.6875 ×4〔MHz 〕のクロツクの1クロツクに相当
する時間分ずつ順次遅延させてなる各第1〜第3の遅延
回路451 〜453 の出力がそれぞれ遅延アツプサンプ
リングデータD331 〜D333 としてスイツチ回路4
4の第2〜第4の切換え端44B〜44Dに与えられ
る。
【0061】そしてスイツチ回路44は、クロツク源か
ら与えられる74.25 〔MHz 〕のクロツクに基づいて第1
〜第4の切換え端44A〜44Dの中から所定の切換え
端44A〜44Dを順次選択するようにしてアツプサン
プリングデータD32から図6(F)のように3画素お
きに画素データを抽出する。
【0062】このようにして第2の画素数変換回路22
は、第2の画素数変換処理モード時、参照画像データD
15の水平方向の画素数を1440画素から1920画素に変換
してなる74.25 〔MHz 〕の第2の画素数変換映像データ
D16を得ることができるようになされている。
【0063】(3)本実施の形態の動作及び効果 以上の構成において、この映像符号化装置10では、供
給される映像データD10に基づく映像の動き量を動き
量検出回路13においてGOP単位で検出し、得られた
動き量が予め設定された所定の閾値よりも大きい場合に
は、第1の画素数変換回路16においてその映像データ
D10に対してその水平画素数M2 を水平画素数N2
変換する画素数変換処理をGOP単位で施し、得られた
第1の画素数変換映像データD13を符号化部17にお
いて圧縮符号化処理する。
【0064】従つてこの映像符号化装置10では、映像
の動き量が大きい場合には映像データD10に基づく各
フレーム画像の水平方向の画素数M2 が(N2 /M2
倍に削減されるため、マクロブロツク数も(N2
2 )倍に削減することができる。
【0065】そして動きベクトルの発生符号量はマクロ
ブロツク数にほぼ比例するため、(N2 /M2 )倍の画
素数削除により動きベクトルの発生符号量を(N2 /M
2 )倍に削減することができる。なお動きの激しい映像
では動きベクトルの符号量が多いため、この削減量はさ
らに大きくなる。
【0066】かくするにつきこの映像符号化装置10で
は、例えば一定のビツトレートで可変長符号化データD
22を出力する場合に動きベクトルの符号量の削減分を
ほぼDCT係数の符号量の増加分に振り替えることがで
きるため、量子化ステツプサイズを低減させてDCT空
間における解像度の低下を抑えることができ、またプリ
フイルタ11による帯域制限の必要性を低減させて解像
度の劣化を抑えることができる。
【0067】またこの映像符号化装置10では、フレー
ムメモリ21に格納された過去参照画像及び未来参照画
像の水平方向の画素数M2 又はN2 が符号化対象フレー
ム画像の水平方向の画素数M2 又はN2 と一致するよう
に、これら過去参照画像及び未来参照画像の画像データ
でなる参照画像データD15に対して必要に応じて第2
の画素数変換回路22において画素数変換処理を施すよ
うにしたことにより、先行又は後行するGOPのI又は
Pピクチヤを用いて圧縮符号化する各Bピクチヤ(例え
ば図3(A)における「B9」)についても確実に動き
補償処理を行うことができ、かくして上述のような画素
数変換処理を映像の動き量に応じた所望するタイミング
で行い得るようにすることができる。
【0068】以上の構成によれば、供給される映像デー
タD10に対して映像の動き量に基づき必要に応じて水
平方向の画素数M2 を削減する画素数変換処理を施すと
共に、得られた第1の画素数変換映像データD13を、
参照画像データD15の画素数M2 又はN2 を符号化対
象フレーム画像の画素数M2 又はN2 に合わせる画素数
変換処理を必要に応じて行いながら当該参照画像データ
D15を用いて符号化処理するようにしたことにより、
DCT空間における解像度を向上させると共に帯域制限
量を低減させて解像度の劣化を抑えることができ、かつ
映像データD10に対する上述の画素数変換処理を映像
の動き量に応じた所望のタイミングで行い得るようにす
ることができ、かくして画質劣化を防止しながら映像デ
ータを効率良く符号化し得る映像符号化装置を実現でき
る。
【0069】(4)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、本発明を図1のよう
に構成された映像符号化装置10に適用するようにした
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、
供給される映像データを動き補償処理を含む所定の符号
化処理により符号化するこの他種々の構成の符号化装置
に広く適用することができる。
【0070】また上述の実施の形態においては、映像デ
ータD10に基づく映像の動き量を検出する動き量検出
手段としての動き量検出回路13が6フレームを1GO
PとしてGOP単位で映像の動き量を検出するようにし
た場合について述べたが、本はこれに限らず、5フレー
ム以下若しくは7フレーム以上の所定数の複数フレーム
(又は1フレーム)を1GOPとして映像の動き量を検
出するようにしても良い。
【0071】さらに上述の実施の形態においては、供給
される映像データD10に対して必要に応じて画素数を
削減する画素数変換処理を施す第1の画素数変換手段と
しての第1の画素数変換回路16と、動き補償処理時に
用いる参照画像の画像データに対してその画素数が符号
化対象フレーム画像の画素数と一致するような画素数変
換処理を施す第2の画素数変換手段としての第2の画素
数変換回路22とにおける画素数の変換方法として、水
平方向の画素数を削減し又は増加させる方法を適用する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、これら第1及び第2の画素数変換回路16、22に
おいてフレーム画像のライン数を削減し、又はライン数
及び水平方向の画素数を削減するようにして画素数を変
換するようにしても良い。
【0072】さらに上述の実施の形態においては、映像
データD10を動き補償処理を含む所定の符号化処理に
より符号化する符号化手段としての符号化部15を図1
のように構成するようにした場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、この他種々の構成を広く適用する
ことができる。
【0073】さらに上述の実施の形態においては、第1
の画素数変換回路16を映像データD10に基づくフレ
ーム画像の水平方向の画素数を2段階(M2 、N2 )で
変換し得るように構築し、これに合わせて第2の画素数
変換回路22も参照画像データD15に基づく過去参照
画像及び未来参照画像の水平方向の画素数を2段階で変
換し得るように構築するようにした場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、映像データD10に基づく
フレーム画像の画素数、又は参照画像データD15に基
づく過去参照画像若しくは未来参照画像を2以上の複数
段階又は無段階で変換し得るように第1及び第2の画素
数変換回路16、22を構築するようにしても良く、要
は、映像データD10に基づく映像の動き量に応じた画
素数となるように映像データD10に対して画素数変換
処理を施すように第1の画素数変換回路16を構築し、
かつこれに合わせて第2の画素数変換回路22を構築す
るようにすれば良い。
【0074】この場合例えば第1の画素数変換回路16
をフレーム画像の画素数を複数段階で変換処理し得るよ
うに構築する場合には、各段階の画素数に応じた閾値を
画素数変換判定回路15に設け、当該画素数変換判定回
路15が映像のGOP毎の動き量を各閾値と比較して最
も近くかつ当該動き量よりも小さい閾値を検出し、当該
検出した閾値に応じた切換え信号S12を第1及び第2
の画素数変換回路16、22等に送出し、これら第1及
び第2の画素数変換回路16、22に送出するようにす
る。
【0075】そして第1の画素数変換回路16がこの切
換え信号S12に基づいてその閾値と対応する画素数と
なるように映像データD10に対して画素数変換処理を
施すようにする。なおこのとき切換え信号S12は、j
個の閾値を設けたときには次式
【0076】
【数1】
【0077】を満足するkビツトの信号とすれば良い。
【0078】さらに上述の実施の形態においては、動き
量検出回路13、システムデイレイ回路14、画素数変
換判定回路15及び画素数変換回路16からなる第1の
画素数変換手段において、1920画素の映像データD10
を必要時に1440画素に変換するようにした場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、1920画素の映像デー
タD10を1440画素以外の画素数(例えば1280画素、11
52画素又は960 画素等)に変換し、又は1920画素以外の
映像データD10を当該画素数よりも小さい所定の画素
数(例えば1440画素、1280画素、1152画素又は960 画素
等)に変換するように符号化装置10を構築するように
しても良い。
【0079】さらに上述の実施の形態においては、第1
の画素数変換回路16において遅延帯域制限映像データ
D12に対して画素数変換処理を施したときに、符号化
部制御回路32がシステムクロツクを変化させることな
くタイミングを調整するようにして符号化部17の符号
化処理タイミングを制御するようにした場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えばシステムクロツ
クを変化させるようにして符号化部17の符号化処理タ
イミングを制御するようにしても良い。
【0080】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、符号化装
置において、供給される映像データに基づく映像の動き
量を検出する動き量検出手段と、動き量検出手段により
検出された動き量に基づいて、映像データに対して画素
数を削減する第1の画素数変換処理を必要に応じて施す
第1の画素数変換手段と、映像データを動き補償処理を
含む所定の符号化処理により符号化する符号化手段と、
動き補償処理時に用いる参照画像の画像データに対し
て、その画素数を符号化対象のフレーム画像の画素数と
一致するように変換する第2の画素数変換処理を必要に
応じて施す第2の画素数変換手段とを設けるようにした
ことにより、映像データに基づく各フレーム画像の符号
量を増加させながら映像データに対する第1の画素数変
換処理を映像の動き量に応じた所望のタイミングで行い
得るようにすることができ、かくして画質劣化を防止し
ながら映像データを効率良く符号化し得る符号化装置を
実現できる。
【0081】また本発明によれば、符号化方法におい
て、供給される映像データに基づく映像の動き量を検出
する第1のステツプと、検出された映像の動き量に基づ
いて、映像データに対してその画素数を削減する第1の
画素数変換処理を必要に応じて施す第2のステツプと、
動き補償処理時に用いる参照画像の画像データに対し
て、その画素数を符号化対象のフレーム画像の画素数と
一致するように変換する第2の画素数変換処理を必要に
応じて施しながら、映像データを符号化する第3のステ
ツプとを設けるようにしたことにより、映像データに基
づく各フレーム画像の符号量を増加させながら、映像デ
ータに対する第1の画素数変換処理を映像の動き量に応
じた所望のタイミングで行い得るようにすることがで
き、かくして画質劣化を防止しながら映像データを効率
良く符号化し得る符号化方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態による映像符号化装置の構成を示
すブロツク図である。
【図2】符号化部制御回路の説明に供するタイミングチ
ヤートである。
【図3】本実施の形態による映像符号化装置における各
種処理タイミングの説明に供するタイミングチヤートで
ある。
【図4】本実施の形態による映像符号化装置における各
種処理タイミングの説明に供するタイミングチヤートで
ある。
【図5】第2の画素数変換回路の構成を示すブロツク図
である。
【図6】第2の画素数変換回路における画素数変換処理
の説明に供する概念図である。
【図7】従来の映像符号化装置の構成を示すブロツク図
である。
【符号の説明】
10……映像符号化装置、11……プリフイルタ、13
……動き量検出回路、15……画素数変換判定回路、1
6、22……画素数変換回路、17……符号化部、19
……動きベクトル検出回路、21……フレームメモリ、
401 〜40N、451 〜453 ……遅延回路、411
〜41N+1 ……乗算回路、421 〜42N+1 ……係数発
生回路、43……加算回路、D10……映像データ、D
13、D16……画素数変換映像データ、D15……参
照画像データ、D22……可変長符号化データ、S12
……切換え信号、M2 、N2 ……画素数。
フロントページの続き Fターム(参考) 5C059 KK32 LA02 MA05 MA23 MB04 ME01 NN01 NN28 PP04 RC28 TA46 TA62 TB10 TC12 TD12 UA02 UA12 UA33 5C063 AA01 AB03 AC01 BA12 CA07 CA34 DA07 DA13 DB10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供給される映像データを動き補償処理を含
    む所定の符号化処理により符号化する符号化装置におい
    て、 上記映像データに基づく映像の動き量を検出する動き量
    検出手段と、 上記動き量検出手段により検出された上記映像の動き量
    に基づいて、上記映像データに対して当該映像データに
    基づくフレーム画像の画素数を削減する所定の第1の画
    素数変換処理を必要に応じて施す第1の画素数変換手段
    と、 上記第1の画素数変換手段から出力される上記映像デー
    タを上記符号化処理により符号化する符号化手段と、 上記符号化手段に設けられ、上記動き補償処理時に用い
    る参照画像の画像データに対して、当該参照画像の画素
    数を符号化対象の上記フレーム画像の画素数と一致する
    ように変換する所定の第2の画素数変換処理を必要に応
    じて施す第2の画素数変換手段とを具えることを特徴と
    する符号化装置。
  2. 【請求項2】上記動き量検出手段は、 上記映像の動き量を複数の所定フレーム単位で検出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の符号化装置。
  3. 【請求項3】上記第1の画素数変換処理は、 上記映像データに基づく上記フレーム画像の水平方向の
    画素数を削減する変換処理でなることを特徴とする請求
    項1に記載の符号化装置。
  4. 【請求項4】上記第1の画素数変換手段は、 上記動き量検出手段により検出された上記映像の動き量
    に応じた画素数となるように、上記映像データに対して
    上記第1の画素数変換処理を施すことを特徴とする請求
    項1に記載の符号化装置。
  5. 【請求項5】供給される映像データを動き補償処理を含
    む所定の符号化処理により符号化する符号化方法におい
    て、 上記映像データに基づく映像の動き量を検出する第1の
    ステツプと、 上記第1のステツプにおいて検出された上記映像の動き
    量に基づいて、上記映像データに対して当該映像データ
    に基づくフレーム画像の画素数を削減する所定の第1の
    画素数変換処理を必要に応じて施す第2のステツプと、 上記動き補償処理時に用いる参照画像の画像データに対
    して、当該参照画像の画素数を符号化対象の上記フレー
    ム画像の画素数と一致するように変換する所定の第2の
    画素数変換処理を必要に応じて施しながら、上記映像デ
    ータを上記符号化処理により符号化する第3のステツプ
    とを具えることを特徴とする符号化方法。
  6. 【請求項6】上記第1のステツプでは、 上記映像の動き量を複数の所定フレーム単位で検出する
    ことを特徴とする請求項5に記載の符号化方法。
  7. 【請求項7】上記第1の画素数変換処理は、 上記映像データに基づく上記フレーム画像の水平方向の
    画素数を削減する変換処理でなることを特徴とする請求
    項5に記載の符号化方法。
  8. 【請求項8】上記第2のステツプでは、 上記第1のステツプにおいて検出した上記映像の動き量
    に応じた画素数となるように、上記映像データに対して
    上記第1の画素数変換処理を施すことを特徴とする請求
    項5に記載の符号化方法。
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