JP2000287212A - Image encoder - Google Patents
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- macroblock
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、MPEGを用いた画像
の符号化に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to image coding using MPEG.
【0002】[0002]
【従来の技術】MPEGを用いた画像符号化のシーケンスを
図3に示す。ここでは、複数フレームをGOPと呼ばれる
単位を構成し、このうちの1フレームをIフレームと呼
ばれるフレーム内符号化を行ない、その他のフレームを
前方向予測を行なうPフレーム、及び、両方向予測を行
なうBフレーム符号化を行なう。各フレームは、マクロ
ブロックと呼ばれる単位に分割され、Pフレーム、Bフ
レームの場合は、各マクロブロック毎に動きベクトルの
検出を行ない、符号化モードの決定をし、量子化値の決
定を行ない、予測誤差と動きベクトルと符号化モードの
符号化を行なう。Iフレームの場合は、各マクロブロッ
ク毎に量子化値の決定を行ない、符号化をする。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a sequence of image coding using MPEG. Here, a plurality of frames constitute a unit called a GOP, of which one frame is subjected to intra-frame encoding called an I-frame, and the other frames are P-frames for performing forward prediction and B-frames for performing bidirectional prediction. Perform frame encoding. Each frame is divided into units called macroblocks. In the case of a P frame or a B frame, a motion vector is detected for each macroblock, a coding mode is determined, and a quantization value is determined. The prediction error, the motion vector, and the encoding mode are encoded. In the case of an I frame, a quantization value is determined for each macroblock, and coding is performed.
【0003】静止部分に対しては、Pフレームでは、動
きベクトルをゼロとし予測誤差を符号化しないNoMCNotC
odedを選択することで、デコードされた画像では、先の
Iフレームの同一位置の画像がコピーされて出力され
る。また、Bフレームでは、動きベクトルをゼロとし、
予測誤差を送らないことで、同様にデコードされた画像
は、先のIフレームと同一の画像を再生することが可能
である。この様に、静止部分に関しては、GOP内の全フ
レームを、Iフレームと同一のデコード画像を得るよう
に符号化を行なうことが可能である。[0003] For a stationary part, in a P frame, a motion vector is set to zero and no prediction error is coded.
By selecting oded, in the decoded image, the image at the same position of the previous I frame is copied and output. In the B frame, the motion vector is set to zero,
By not sending the prediction error, it is possible to reproduce the same image as the previous I frame from the similarly decoded image. As described above, for the still portion, it is possible to encode all the frames in the GOP so as to obtain the same decoded image as the I frame.
【0004】しかし、次のIフレームに関してはフレー
ム内で符号化が行なわれる為、1GOP前のIフレームと
は無関係に符号化が行なわれる。このため、静止部分に
関して、量子化値が符号量制御により異なった値になる
場合や、また、画像中のノイズ等により同一の量子化値
であっても、異なったデコード画像となることがある。
この様な場合、静止部分が、GOP毎に異なる画像とな
り、従ってGOPの単位でその変化が視覚上目立つことと
なり、視覚上の劣化を引き起こしていた。However, since the next I frame is encoded in the frame, the encoding is performed irrespective of the I frame one GOP before. For this reason, regarding the stationary portion, the quantized value may be different due to code amount control, or the decoded image may be different even if the quantized value is the same due to noise or the like in the image. .
In such a case, the still portion becomes an image different for each GOP, and the change becomes visually conspicuous for each GOP, causing visual deterioration.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】次のIフレームに関し
ては、1GOP前のIフレームとは無関係に符号化が行な
われ、このため、静止部分に関して、量子化値が符号量
制御により異なった値になる場合や、また、画像中のノ
イズ等により同一の量子化値であっても、異なったデコ
ード画像となることがある。この様な場合、静止部分
が、GOP毎に異なる画像となり、従ってGOPの単位でその
変化が視覚上目立つこととなり、視覚上の劣化を引き起
こすという問題点があった。With respect to the next I frame, encoding is performed irrespective of the I frame one GOP before. For this reason, the quantization value of the stationary portion is changed to a different value by code amount control. In some cases, even if the quantization value is the same due to noise in the image, a different decoded image may be obtained. In such a case, there is a problem that a still portion becomes a different image for each GOP, and therefore, the change becomes visually noticeable in GOP units, causing visual deterioration.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、請求項1の発明は、入力画像を符号化する画像符号
化装置において、1GOP前のIフレーム、現在のGO
PのIフレーム、及び復号した参照フレームを蓄積する
フレームバッファと、現在処理を行なうフレームがIフ
レームの場合、1GOP前のIフレームと現在のIフレ
ーム間で静止・動領域の判定をマクロブロック毎に行な
う動きベクトル検出部と、Iフレームのマクロブロック
毎の発生符号量を蓄積する符号量バッファと、前記Iフ
レームのマクロブロック毎に生成されるビットストリー
ムをマクロブロック単位に蓄積するビットストリームバ
ッファと、前記動きベクトル検出部により静止領域と判
定されたマクロブロックに対して、1GOP前のIフレ
ームの発生符号量を前記符号量バッファから読み出しそ
の総和を求め、残りの符号量にて、前記動きベクトル検
出部により動領域と判定されたマクロブロックの目標符
号量を算出する符号量制御部と、前記動領域と判定され
たマクロブロックは前記目標符号量に応じて符号化を行
ない、前記静止領域と判定されたマクロブロックの場合
は前記ビットストリームバッファから1GOP前のIフ
レームの符号を読み出し前記静止領域の符号として符号
化を行なう符号化部と、PフレームやBフレームの場合
は動き補償予測を行なう動き補償部とから構成され、請
求項2の発明は、入力画像を符号化する画像符号化装置
において、1GOP前のIフレーム、現在のGOPのI
フレーム、及び復号した参照フレームを蓄積するフレー
ムバッファと、現在処理を行なうフレームがIフレーム
の場合、1GOP前のIフレームと現在のIフレーム間
で静止・動領域の判定をマクロブロック毎に行なう動き
ベクトル検出部と、Iフレームのマクロブロック毎の発
生符号量を蓄積する符号量バッファと、前記Iフレーム
のマクロブロック毎の量子化値を蓄積する量子化値バッ
ファと、前記動きベクトル検出部により静止領域と判定
されたマクロブロックに対して、1GOP前のIフレー
ムの発生符号量を符号量バッファから読み出しその総和
を求め、残りの符号量にて、前記動きベクトル検出部に
より動領域と判定されたマクロブロックの目標符号量を
算出する符号量制御部と、前記動領域と判定されたマク
ロブロックは前記目標符号量に応じて符号化を行ない、
前記静止領域と判定されたマクロブロックの場合は前記
量子化値バッファから1GOP前のIフレームの対応す
るマクロブロックの量子化値と前記3フレームバッファ
から1GOP前のIフレームの対応するマクロブロック
とを読み出し符号化を行なう符号化部と、Pフレームや
Bフレームの場合は動き補償予測を行なう動き補償部と
から構成されるようにした。In order to solve this problem, an image encoding apparatus for encoding an input image comprises: an I-frame before one GOP;
A frame buffer for accumulating the P I frame and the decoded reference frame, and when the current frame to be processed is an I frame, the determination of a still / moving region between the I frame before one GOP and the current I frame is performed for each macro block. A motion vector detecting unit, a code amount buffer for accumulating a generated code amount for each I-frame macroblock, and a bitstream buffer for accumulating a bitstream generated for each I-frame macroblock in macroblock units. , For the macroblock determined to be a still area by the motion vector detection unit, read out the generated code amount of the I frame one GOP before from the code amount buffer, calculate the sum thereof, and calculate the motion vector by the remaining code amount. A code for calculating a target code amount of a macroblock determined as a moving area by the detection unit. The amount control unit, the macroblock determined as the moving area is coded according to the target code amount, and in the case of the macroblock determined as the still area, the I-frame of one GOP before the G frame is 3. The coding apparatus according to claim 2, further comprising: a coding unit that reads a code and performs coding as a code of the still area; and a motion compensation unit that performs motion compensation prediction in the case of a P frame or a B frame. The I-frame of the GOP before 1 GOP, the I-frame of the current GOP
A frame buffer for storing a frame and a decoded reference frame, and a motion for determining a still / moving area for each macroblock between the I frame one GOP before and the current I frame when the current frame is an I frame. A vector detecting unit, a code amount buffer for storing a generated code amount for each macroblock of the I frame, a quantized value buffer for storing a quantized value for each macroblock of the I frame, For the macroblock determined to be an area, the generated code amount of the I frame one GOP before is read out from the code amount buffer, the sum is obtained, and the remaining code amount is determined to be a moving area by the motion vector detecting unit. A code amount control unit for calculating a target code amount of the macro block, and the macro block determined to be the moving region is Performs encoding in accordance with the target code amount,
In the case of the macroblock determined to be the still area, the quantization value of the corresponding macroblock of the I frame one GOP before the quantized value buffer and the corresponding macroblock of the I frame one GOP before the three frame buffer are determined. The encoding unit is configured to include an encoding unit that performs read encoding and a motion compensation unit that performs motion compensation prediction in the case of a P frame or a B frame.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明による符号化装置の一実施
例を図1と共に以下に説明する。図1に示すように本発
明になる符号化装置は、フレームバッファ11、符号量
バッファ12、ビットストリームバッファ13、符号量
制御部14、ME部15、MC部16、符号化部17及
びローカルデコード部18より構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the encoding apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the encoding apparatus according to the present invention includes a frame buffer 11, a code amount buffer 12, a bit stream buffer 13, a code amount control unit 14, an ME unit 15, an MC unit 16, an encoding unit 17, and a local decoding unit. It comprises a unit 18.
【0008】Pフレーム及びBフレームは、従来と同様
に以下の処理が行なわれる。入力画像は、動きベクトル
の検出を行なうME部15、及び、動き補償予測を行な
うMC部16に供給される。The following processing is performed on the P frame and the B frame as in the conventional case. The input image is supplied to an ME unit 15 for detecting a motion vector and an MC unit 16 for performing motion compensation prediction.
【0009】ME部15では、ローカルデコード部18
でローカルデコードされ3フレームバッファ11に蓄積
されている参照画像と、入力画像間で、マクロブロック
単位にブロックマッチングを行ない最適な動きベクトル
の検出を行なう。検出された動きベクトルは、MC部1
6に供給される。MC部16では、供給される動きベク
トルと入力画像及び3フレームバッファ11中の参照画
像から予測モードの決定をマクロブロック単位に行な
い、予測モード、動きベクトルと予測誤差を符号化部1
7に供給する。In the ME section 15, a local decoding section 18
Then, block matching is performed in units of macroblocks between the reference image locally decoded by the reference image and stored in the three-frame buffer 11 and the input image to detect an optimal motion vector. The detected motion vector is the MC unit 1
6. The MC unit 16 determines a prediction mode for each macroblock from the supplied motion vector, the input image, and the reference image in the three-frame buffer 11, and determines the prediction mode, the motion vector, and the prediction error in the encoding unit 1.
7
【0010】符号化部17では、MC部16から供給さ
れる予測モード、動きベクトルと予測誤差と、符号量制
御部14から指示される量子化値に基づき予測誤差の量
子化と、予測モード、動きベクトルを併せた符号化を行
ない、ビットストリームを生成し出力する。The encoding unit 17 quantizes the prediction error based on the prediction mode, the motion vector and the prediction error supplied from the MC unit 16 and the quantization value specified by the code amount control unit 14, The encoding is performed together with the motion vector to generate and output a bit stream.
【0011】Iフレームの場合は、入力画像は、3フレ
ームバッファ11とME部15に供給され、符号化を行
なう前に、入力画像は、3フレームバッファ11に蓄積
される。ME部15には、入力画像と、3フレームバッ
ファ11に予め蓄積されている以前のIフレームとが供
給されて、動きベクトルの検出をマクロブロック単位に
行なう。検出された動きベクトルがゼロの場合は静止領
域、ゼロで無い場合は動領域として、符号量制御部14
に静止・動領域判定結果の情報を供給する。In the case of an I frame, the input image is supplied to the three-frame buffer 11 and the ME unit 15, and the input image is stored in the three-frame buffer 11 before encoding. The ME unit 15 is supplied with the input image and the previous I frame previously stored in the three-frame buffer 11, and detects a motion vector for each macroblock. If the detected motion vector is zero, the code amount control unit 14 determines that the region is a still region, and if the detected motion vector is not zero, the region is a motion region.
Is supplied with information on the determination result of the stationary / moving region.
【0012】符号量制御部14では、ME部15からの
静止・動領域判定結果を基に、静止領域と判定されたマ
クロブロックに関して、1GOP前のIフレームでの対応
するマクロブロックの符号量を符号量バッファ12から
読み出し、積算を行なう。Iフレーム全てのマクロブロ
ックに関しての積算符号量(Is)から、現在のIフレーム
の目標符号量(Ia)を引いた値を、動領域と判定されたマ
クロブロックの目標符号量の積算(Im)とし、符号化部1
7に対して符号量制御を行なう。The code amount control unit 14 determines the code amount of the corresponding macroblock in the I frame one GOP before the macroblock determined as the still region based on the still / moving region determination result from the ME unit 15. The data is read from the code amount buffer 12 and integrated. A value obtained by subtracting the current target code amount (Ia) of the current I frame from the integrated code amount (Is) for all the I-frame macroblocks is integrated (Im) of the target code amount of the macroblock determined as the moving area. And the encoding unit 1
7 is subjected to code amount control.
【0013】符号化部17では、マクロブロック単位に
符号量制御部14から供給される、静止・動領域判定結
果と目標符号量をもとに符号化を行なう。静止領域の場
合は、ビットストリームバッファ13中の1GOP前のIフ
レームの対応するマクロブロックの符号を読み出し、こ
れを現在のマクロブロックの符号として出力する。The coding unit 17 performs coding based on the still / moving area determination result and the target code amount supplied from the code amount control unit 14 for each macroblock. In the case of the still area, the code of the corresponding macroblock of the I frame one GOP before in the bit stream buffer 13 is read, and this is output as the code of the current macroblock.
【0014】動領域の場合は、現在のGOPの Iフレーム
のマクロブロックを3フレームバッファ11より読み出
し、目標符号量になるように符号化を行なう。生成され
るマクロブロック毎に符号は、ビットストリームとして
出力されると共に、マクロブロック単位に、ビットスト
リームバッファ13に蓄積される。In the case of the moving area, the macro block of the I frame of the current GOP is read from the three-frame buffer 11 and is encoded so as to have the target code amount. The code is output as a bit stream for each generated macro block, and is stored in the bit stream buffer 13 for each macro block.
【0015】また、発生符号量をマクロブロック単位に
符号量バッファ12に蓄積する。また、現在のIフレー
ムの目標符号量(Ia)に対して、積算符号量(Is)が、大き
い場合は、仮想バッファがアンダーフローを起こすので
符号化が行なえないため、全てのマクロブロックを動領
域とし、全てのマクロブロックの符号化を行なう。The generated code amount is stored in the code amount buffer 12 for each macroblock. Also, if the accumulated code amount (Is) is large relative to the current target code amount (Ia) of the I frame, the virtual buffer underflows, so that encoding cannot be performed, so that all macroblocks are activated. All macro blocks are coded as a region.
【0016】また、本発明の画像符号化装置の他の実施
例について図2と共に以下に説明する。図2に示すよう
に本発明になる符号化装置は、フレームバッファ11、
符号量バッファ12、符号量制御部14、ME部15、
MC部16、符号化部17、ローカルデコード部18及
び量子化値バッファ19より構成される。図1では、マ
クロブロック毎の符号を蓄積していたが、図2では、マ
クロブロック毎の量子化値を蓄積する。Another embodiment of the image coding apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the encoding device according to the present invention comprises a frame buffer 11,
Code amount buffer 12, code amount control unit 14, ME unit 15,
It comprises an MC unit 16, an encoding unit 17, a local decoding unit 18, and a quantization value buffer 19. In FIG. 1, the code for each macroblock is stored, but in FIG. 2, the quantization value for each macroblock is stored.
【0017】量子化値は0〜31までの値の5ビットで
表現することが出来るため、これによりメモリ量の削減
が行なえる。この場合、静止領域に関しては、3フレー
ムバッファ11中の1GOP前のIフレームから対応する
マクロブロックと量子化値バッファ19より量子化値と
を符号化部17が読み出し、符号化を行なう。全てのマ
クロブロックに関して、量子化値を量子化値バッファ1
9にマクロブロック毎に蓄積する。Since the quantization value can be represented by 5 bits of values from 0 to 31, the amount of memory can be reduced. In this case, for the still region, the encoding unit 17 reads the corresponding macroblock from the I frame one GOP before in the three-frame buffer 11 and the quantization value from the quantization value buffer 19, and performs encoding. For all macroblocks, the quantization value is stored in the quantization value buffer 1
9 for each macroblock.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明により、背景等の静止領域部分に
関して、Iフレームのデコード画像差により起きていた
画像の変化が無くなり、視覚上画質が向上する。According to the present invention, the change in the image caused by the difference between the decoded image of the I frame and the still area such as the background is eliminated, and the visual quality is improved.
【図1】本発明の符号化装置の一実施例を示す構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an encoding device of the present invention.
【図2】本発明の符号化装置の他の実施例を示す構成図
である。FIG. 2 is a configuration diagram showing another embodiment of the encoding device of the present invention.
【図3】MPEGを用いた画像符号化のシーケンスを示した
図である。FIG. 3 is a diagram showing a sequence of image encoding using MPEG.
11 フレームバッファ 12 符号量バッファ 13 ビットストリームバッファ 14 符号量制御部 15 ME部 16 MC部 17 符号化部 18 ローカルデコード部 19 量子化値バッファ Reference Signs List 11 frame buffer 12 code amount buffer 13 bit stream buffer 14 code amount control unit 15 ME unit 16 MC unit 17 encoding unit 18 local decoding unit 19 quantized value buffer
Claims (2)
いて、 1GOP前のIフレーム、現在のGOPのIフレーム、
及び復号した参照フレームを蓄積するフレームバッファ
と、 現在処理を行なうフレームがIフレームの場合、1GO
P前のIフレームと現在のIフレーム間で静止・動領域
の判定をマクロブロック毎に行なう動きベクトル検出部
と、 Iフレームのマクロブロック毎の発生符号量を蓄積する
符号量バッファと、 前記Iフレームのマクロブロック毎に生成されるビット
ストリームをマクロブロック単位に蓄積するビットスト
リームバッファと、 前記動きベクトル検出部により静止領域と判定されたマ
クロブロックに対して、1GOP前のIフレームの発生
符号量を前記符号量バッファから読み出しその総和を求
め、残りの符号量にて、前記動きベクトル検出部により
動領域と判定されたマクロブロックの目標符号量を算出
する符号量制御部と、 前記動領域と判定されたマクロブロックは前記目標符号
量に応じて符号化を行ない、前記静止領域と判定された
マクロブロックの場合は前記ビットストリームバッファ
から1GOP前のIフレームの符号を読み出し前記静止
領域の符号として符号化を行なう符号化部と、 PフレームやBフレームの場合は動き補償予測を行なう
動き補償部とから構成されることを特徴とする画像符号
化装置。1. An image coding apparatus for coding an input image, comprising: an I frame before one GOP, an I frame of a current GOP,
And a frame buffer for storing the decoded reference frame, and 1 GO if the current frame to be processed is an I frame.
A motion vector detecting unit that determines a still / moving region between the I frame before P and the current I frame for each macroblock, a code amount buffer for accumulating the generated code amount for each macroblock of the I frame, A bit stream buffer that accumulates a bit stream generated for each macro block of the frame in macro block units, and a generated code amount of an I frame one GOP before the macro block determined as a still area by the motion vector detection unit. Is read from the code amount buffer, the sum thereof is obtained, and, with the remaining code amount, a code amount control unit that calculates a target code amount of a macroblock determined to be a moving region by the motion vector detection unit; The determined macroblock is coded according to the target code amount, and the macroblock determined to be the stationary area is encoded. In the case of a block, a coding unit that reads the code of the I frame one GOP before from the bit stream buffer and performs coding as the code of the still region, and a motion compensation unit that performs motion compensation prediction in the case of a P frame or a B frame. An image encoding device comprising:
いて、 1GOP前のIフレーム、現在のGOPのIフレーム、
及び復号した参照フレームを蓄積するフレームバッファ
と、 処理フレームがIフレームの場合、1GOP前のIフレ
ームと現在のIフレーム間で静止・動領域の判定をマク
ロブロック毎に行なう動きベクトル検出部と、 Iフレームのマクロブロック毎の発生符号量を蓄積する
符号量バッファと、 前記Iフレームのマクロブロック毎の量子化値を蓄積す
る量子化値バッファと、 前記動きベクトル検出部により静止領域と判定されたマ
クロブロックに対して、1GOP前のIフレームの発生
符号量を符号量バッファから読み出しその総和を求め、
残りの符号量にて、前記動きベクトル検出部により動領
域と判定されたマクロブロックの目標符号量を算出する
符号量制御部と、 前記動領域と判定されたマクロブロックは前記目標符号
量に応じて符号化を行ない、前記静止領域と判定された
マクロブロックの場合は前記量子化値バッファから1G
OP前のIフレームの対応するマクロブロックの量子化
値と前記3フレームバッファから1GOP前のIフレー
ムの対応するマクロブロックとを読み出し符号化を行な
う符号化部と、 PフレームやBフレームの場合は動き補償予測を行なう
動き補償部とから構成されることを特徴とする画像符号
化装置。2. An image encoding apparatus for encoding an input image, comprising: an I-frame before one GOP, an I-frame of a current GOP,
A frame buffer for storing the decoded reference frame; and a motion vector detecting unit for determining a still / moving area for each macroblock between the I frame before one GOP and the current I frame when the processing frame is an I frame; A code amount buffer for storing a generated code amount for each macroblock of the I frame; a quantized value buffer for storing a quantized value for each macroblock of the I frame; For the macroblock, the generated code amount of the I frame one GOP before is read from the code amount buffer, and the sum thereof is obtained.
A code amount control unit that calculates a target code amount of a macroblock determined to be a moving region by the motion vector detection unit with the remaining code amount; and a macroblock determined to be a moving region corresponds to the target code amount. In the case of a macroblock determined to be the still area, 1 G
A coding unit for reading out and coding the quantized value of the corresponding macroblock of the I-frame before the OP and the corresponding macroblock of the I-frame before the GOP from the three-frame buffer; An image coding apparatus comprising: a motion compensation unit that performs motion compensation prediction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9168799A JP2000287212A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Image encoder |
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