JP2005295215A - Moving image encoding device - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、動画像をより少ない符号量で符号化して伝送効率を高める動画像符号化装置に係わり、特に静止領域に対しフィルタ処理によって符号量を低減し、その分だけ動き領域の符号量を多くして画質を向上させる動画像符号化装置に関する。 The present invention relates to a moving image coding apparatus that increases the transmission efficiency by coding a moving image with a smaller code amount, and in particular, reduces the code amount by filtering processing for a still region, and reduces the code amount of a motion region accordingly. The present invention relates to a moving image encoding apparatus that increases the image quality by increasing the number.
動画像を符号化する動画像符号化装置としては、従来、図7に示す装置が知られている。 As a moving image encoding apparatus that encodes a moving image, an apparatus shown in FIG. 7 is conventionally known.
この図に示す動画像符号化装置101では、入力された画像信号がフレームメモリ102に蓄えられ、フレーム内またはフレーム間の信号が符号化される。
In the moving image encoding apparatus 101 shown in this figure, an input image signal is stored in a
フレーム内符号化(以下、「イントラ符号化」と記す)では、フレーム内の画像信号のみが独立して符号化され、フレーム間符号化(以下、「インター符号化」と記す)では、直前、直後のフレームを参照フレームとする予測信号が生成され、減算部103を介して予測誤差が符号化される。 In intra-frame coding (hereinafter referred to as `` intra coding ''), only the image signal in the frame is independently encoded, and in inter-frame coding (hereinafter referred to as `` inter-coding ''), immediately before, A prediction signal using the immediately following frame as a reference frame is generated, and a prediction error is encoded via the subtraction unit 103.
イントラ符号化では、画像信号がDCT部(離散コサイン変換部)104によりDCT符号に変換され、量子化部105を経て、可変長符号化部(VLC)106で符号化され、バッファ部107に蓄積後、保存または伝送される。また、量子化部105で量子化された符号は逆量子化部108、IDCT部(逆離散コサイン変換部)109により再構成され、加算部110を介してフレームメモリ部111に蓄えられる。
In intra coding, an image signal is converted into a DCT code by a DCT unit (discrete cosine transform unit) 104, passes through a
インター符号化では、動き検出部(ME)112により、フレームメモリ部111に蓄積されている画像信号を参照しつつ、フレームメモリ部102に蓄積されている画像信号の動きベクトルを検出して予測信号を生成し、予測誤差を減算部103に供給する。そして、DCT部104および量子化部105で量子化値に変換して、可変長符号化部(VLC)106により、動きベクトルとともに符号化され、バッファ部107に蓄積後、蓄保存または伝送される。また、量子化された符号は、逆量子化部108、IDCT部109を経て、加算部110に供給され、動き補償部(MC)113により再構成されてフレームメモリ部111に蓄えられる。
In the inter coding, a motion detection unit (ME) 112 detects a motion vector of an image signal stored in the
以上に述べた手順に従い、インター符号化では、隣接フレーム間の相関性を利用して符号量を削減する。その際、符号伝送時の帯域制限や、保存時の容量制限に応じて指定の符号量に抑えるために、通常は各マクロブロック毎の複雑度や隣接フレームとの予測誤差の大きさに応じて量子化のパラメータを調整し、制限内の符号量で符号化されるように符号量制御を行っている。このため、隣接フレーム間の相関が少ない場合は、発生符号量を抑えるため、一般に粗く量子化され、画質が劣化する。 In accordance with the procedure described above, in inter coding, the amount of code is reduced using the correlation between adjacent frames. At that time, in order to limit the code amount to the specified amount according to the bandwidth limit at the time of code transmission and the capacity limit at the time of storage, usually depending on the complexity of each macroblock and the size of the prediction error with adjacent frames The code amount control is performed by adjusting the quantization parameter so that the code is encoded with the code amount within the limit. For this reason, when there is little correlation between adjacent frames, in order to suppress the amount of generated codes, generally quantization is coarsely performed, and image quality deteriorates.
一般に、動領域に比べ静止領域の視覚感度は高い。この性質を利用して、例えば、特許文献1(特開昭62−164392号公報)や、特許文献2(特開昭63−121374号公報(動きベクトルの大きさでプリフィルタ制御))では、動きベクトルの大きさに応じて高域成分を除去している。すなわち、視覚感度の低い動領域をぼかすことで、隣接フレーム間の相関性を高めて符号量を削減している。
ところで、監視カメラなどで得られた映像情報を監視室などに設けられた記録装置などに伝送する場合、コーデック間のDCT演算ミスマッチによる誤差蓄積解消や符号化データ受信開始時の早期正常画像出力実現のため、また伝送路での通信エラーによる画像の抜けの悪影響を最小限にするため、周期的にイントラ符号化画像を挿入する必要がある。 By the way, when transmitting video information obtained by a surveillance camera to a recording device provided in a surveillance room, error accumulation due to DCT calculation mismatch between codecs and early normal image output at the start of encoded data reception are realized. Therefore, it is necessary to periodically insert intra-coded images in order to minimize the adverse effects of missing images due to communication errors on the transmission path.
しかしながら、このようなイントラ符号化画像は、フレーム内の画像信号のみで符号化を行うために符号量が増えることから、通信回線の帯域などが制限されているとき、その分だけ動画像の符号量を抑制しなければならず、全体の画質が劣化してしまうという問題があった。 However, since such an intra-encoded image is encoded only with an image signal within the frame, the amount of code increases. Therefore, when the bandwidth of the communication line is limited, the code of the moving image is increased accordingly. There is a problem in that the amount must be suppressed and the overall image quality deteriorates.
さらに、イントラ符号化を行う場合、静止領域においても、店舗監視システムでの商品陳列棚や土木監視システムにおける屋外での樹木等に代表されるように細かい絵柄の画像が多く、符号量負担が大きい。特に、低ビットレートで符号化を行う場合に、細かな絵柄部分で多くの符号量を必要とする。その結果、周期的にイントラ符号化を挿入すると、インター符号化への割り当て符号量が少なくなり画質が著しく低下する。 Furthermore, when intra coding is performed, there are many images with fine patterns, such as merchandise display shelves in the store monitoring system and trees outdoors in the civil engineering monitoring system, and the code amount burden is large even in the static region. . In particular, when encoding is performed at a low bit rate, a large amount of code is required for a fine picture portion. As a result, if intra coding is periodically inserted, the amount of code assigned to inter coding is reduced, and the image quality is significantly reduced.
しかし、監視カメラ等では、一般に動きのある領域の画像が静止領域よりも重要であり、動領域について、より高精細な画像を伝送または記録したいという要求が強く、静止領域よりも動領域の画質向上が望まれている。つまり、静止領域については多少精細度を下げても、その代わりに動きのある領域をより高精細に見ることが求められている。例えば、イントラ符号化において、符号量負担となる細かい絵柄の画像についても静止領域であれば、精細度を下げてもよい。 However, in surveillance cameras, images of moving areas are generally more important than still areas, and there is a strong demand to transmit or record higher-definition images for moving areas. Improvement is desired. In other words, even if the definition of the still region is slightly reduced, it is required to view the region with movement in higher definition instead. For example, in intra coding, a fine pattern image that is a code amount burden may be lowered in the case of a still region.
そのために、静止領域と動領域で画像を同等に扱うのではなく、静止領域の符号量を削減し、動領域により多くの符号量が割り当てられるようにしたり、より多くのイントラ符号化画像を挿入できるようにするための手法が必要とされていた。 Therefore, instead of handling images equally in the still and moving regions, the code amount of the still region is reduced so that a larger amount of code can be allocated to the moving region, or more intra-coded images are inserted. There was a need for a technique to make it possible.
本発明は上記の事情に鑑み、動きの程度により、画像を領域ごとに区別し、静止領域に対してフィルタ処理を行って高周波成分を除去することにより、符号量を削減し、動領域により多くの符号量を割り当てられるようにして、動領域の画質を向上させる動画像符号化装置を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention distinguishes an image for each region according to the degree of motion, performs a filtering process on a static region, and removes high frequency components, thereby reducing the amount of codes and increasing the amount of motion region. It is an object of the present invention to provide a moving image encoding apparatus that can improve the image quality of a moving area by assigning the amount of codes.
上記の目的を達成するために本発明は、請求項1では、各フレーム画像をブロック単位に分割して順次、符号化する動画像符号化装置において、符号化された前回のフレーム画像に対応する参照フレーム画像と次に符号化対象となる今回のフレーム画像とに対し、マッチング処理を行って得られた動きベクトル、差分値に基づき、今回のフレーム画像を動き領域と静止領域とに区分する静止領域/動き領域判定部と、この静止領域/動き領域判定部によって動き領域と判定された領域に対してはフィルタ処理をスキップし、静止領域と判定された領域に対してはフィルタ処理を行って平滑化するフィルタ部と、このフィルタ部の出力を予め設定されているアルゴリズムで符号化する符号化部とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, in a moving image coding apparatus that divides each frame image into blocks and sequentially codes each frame image, the present invention corresponds to the previous frame image encoded. A still frame that divides the current frame image into a motion region and a still region based on a motion vector and a difference value obtained by performing a matching process on the reference frame image and the current frame image to be encoded next. The region / motion region determination unit and the region determined to be a motion region by the still region / motion region determination unit are skipped, and the region that is determined to be a still region is filtered. A smoothing filter unit and an encoding unit for encoding the output of the filter unit with a preset algorithm are provided.
また、請求項2では、請求項1に記載の動画像符号化装置において、前記静止領域/動き領域判定部には、複数の動きベクトルしきい値および複数の差分しきい値が設定され、それらのしきい値に応じて静止領域を複数レベルに判定するとともに、前記フィルタ部が複数のフィルタを備え、静止領域と判定された領域に対して、複数個用意された各フィルタの中から領域毎に前記判定されたレベルに応じてフィルタを選択してフィルタ処理を実行することを特徴としている。
Further, in
本発明による動画像符号化装置によれば、動きの程度により、画像を領域ごとに区別し、静止領域に対してフィルタ処理を行って高周波成分を除去することにより、符号量を削減し、動領域により多くの符号量を割り当てられるようにして、動領域の画質を向上させることができる。 According to the moving image coding apparatus of the present invention, the image is distinguished for each region according to the degree of motion, and the high-frequency component is removed by performing filtering on the still region, thereby reducing the code amount and moving image. The image quality of the moving area can be improved by assigning a larger amount of code to the area.
また、静止領域の帯域をさらに制限して、低ビットレート符号化で負担となる発生符号量を削減し、イントラ符号化の挿入により発生する画質劣化を改善して、周期的にイントラ符号化を挿入し、コーデック間のDCT演算ミスマッチによる誤差蓄積を解消することができるとともに、符号化データ受信開始時の早期正常画像出力や、符号データ伝送時の通信エラーによる画像の抜けからの早期復元を実現することができる。 In addition, the bandwidth of the still area is further limited to reduce the amount of generated code burdened by low bit rate encoding, improve image quality degradation caused by the insertion of intra encoding, and periodically perform intra encoding. Error accumulation due to DCT calculation mismatch between codecs can be eliminated, and early normal image output at the start of encoded data reception and early restoration from missing images due to communication errors during code data transmission can do.
《第1の実施形態》
図1は本発明による動画像符号化装置の第1の実施形態を示すブロック図である。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a moving picture coding apparatus according to the present invention.
この図に示す動画像符号化装置1aでは、インター符号化を行うとき、動き検出部(ME)3により、フレームメモリ部4に蓄えられているフレーム画像を参照しつつ、フレームメモリ部2に蓄積されている、今回入力されたフレーム画像の動きベクトルを検出して予測信号を生成する。そして、動き補償部5によって、予測信号から予測誤差を生成し、これを動きベクトルとともに、減算部8に供給し、予測誤差をDCT部9および量子化部10で量子化値に変換する。次いで、この量子化値を動きベクトルとともに、可変長符号化部(VLC)11で符号化して、バッファ部12に蓄積した後、保存または伝送する。また、量子化された符号を、逆量子化部13、IDCT部14を経て、加算部15に供給し、動き補償部(MC)5からの予測誤差を加味して、フレーム画像を再構成し、フレームメモリ部4に蓄積する。
In the moving image encoding device 1a shown in this figure, when performing inter encoding, the motion detection unit (ME) 3 stores the frame image stored in the
また、イントラ符号化を行うとき、差分部16aにより、フレームメモリ部4に蓄えられているフレーム画像を参照しながら、フレームメモリ部2に蓄積されている、今回入力されたフレーム画像の差分値を検出して、これを静止領域/動き領域判定部6aに供給し、各領域毎に動き領域か、静止領域かを判定する。そして、この判定結果に基づき、静止領域部分に対し、フィルタ部7aで平滑化フィルタリング処理を施した後、減算部8、DCT部9、量子化部10、可変長符号化部(VLC)11を経て符号化し、バッファ部12に蓄えた後、外部などに出力する。
In addition, when performing intra coding, the
このように、従来の符号化例では、インター符号化の場合のみ、動き検出部により動きベクトルを求めるが、第1の実施形態では、イントラ符号化においても、同様に前フレームである参照画像とのブロックマッチングを行う。ただし、イントラ符号化では、動き検出部3の動きベクトル検出を行わず、差分部16aによりフレームメモリ部2に蓄積されているフレーム画像の各ブロックと、フレームメモリ部4に蓄積されている前フレーム画像の同位置ブロックとの差分値を求める。
As described above, in the conventional coding example, the motion vector is obtained by the motion detection unit only in the case of inter coding. In the first embodiment, the reference image that is the previous frame is similarly used in intra coding. Perform block matching. However, in intra coding, the motion vector detection of the motion detection unit 3 is not performed, and each block of the frame image stored in the
次に、第1の実施形態で使用される静止領域/動き領域判定処理、平滑フィルタリング処理について、詳細に説明する。 Next, the still area / motion area determination process and the smooth filtering process used in the first embodiment will be described in detail.
まず、動きベクトルは、一般的な方法により各ブロック毎に前フレームとの差分値を求め、差分値が最小になる位置から動きベクトル“MV(x,y)”を決定する。この時、最小となった差分値を“DIFF”とする。そして、インター符号化では、この動きベクトル“MV”と、差分値“DIFF”とを静止領域/動き領域判定部6aへ入力する。また、イントラ符号化では差分値“DIFF”を静止領域/動き領域判定部6aへ入力して、静止領域か動き領域かの判定を行う。 First, for the motion vector, a difference value from the previous frame is obtained for each block by a general method, and the motion vector “MV (x, y)” is determined from the position where the difference value is minimized. At this time, the minimum difference value is set to “DIFF”. In the inter coding, the motion vector “MV” and the difference value “DIFF” are input to the still region / motion region determination unit 6a. In intra coding, the difference value “DIFF” is input to the still region / motion region determination unit 6a to determine whether the region is a still region or a motion region.
静止領域/動き領域判定部6aで行う判定方法としては、図2のフローチャートに示す如く、インター符号化を行う場合には、今回の入力画像に対応する動きベクトル“MV”と、差分値“DIFF”とを取り込み(ステップS1、S2)、動きベクトル“MV”の大きさが予め設定されている動きベクトルしきい値“MVTHD”を超えているとき(ステップS3)、または差分値“DlFF”が予め設定されている差分しきい値“DIFFTHD”を超えているとき(ステップS4)、動き領域と判定する(ステップS5)。 As a determination method performed by the still region / motion region determination unit 6a, as shown in the flowchart of FIG. 2, when performing inter coding, the motion vector “MV” corresponding to the current input image and the difference value “DIFF” "(Step S1, S2), when the magnitude of the motion vector" MV "exceeds a preset motion vector threshold" MV THD "(step S3), or the difference value" DlFF " Exceeds the preset difference threshold value “DIFF THD ” (step S4), it is determined as a motion region (step S5).
また、動きベクトル“MV”の大きさが動きベクトルしきい値“MVTHD”以下で、かつ差分値“DlFF”が差分しきい値“DIFFTHD”以下であるとき(ステップS3、S4)、静止領域と判定する(ステップS7)。 When the magnitude of the motion vector “MV” is equal to or less than the motion vector threshold “MV THD ” and the difference value “DlFF” is equal to or less than the difference threshold “DIFF THD ” (steps S3 and S4), the motion vector “MV” is stationary. A region is determined (step S7).
また、イントラ符号化を行う場合には、今回の入力画像に対応する動きベクトル“MV”の取り込みをスキップして、差分値“DIFF”のみを取り込み(ステップS1、S2)、この差分値“DlFF”が差分しきい値“DIFFTHD”を超えているとき(ステップS4)、動き領域と判定して(ステップS5)、フィルタ部7aによるフィルタ処理をスキップする(ステップS6)。また、差分値“DIFF”が差分しきい値“DIFFTHD”以下であるとき(ステップS4)、静止領域と判定する(ステップS7)。
In addition, when intra coding is performed, the capturing of the motion vector “MV” corresponding to the current input image is skipped, and only the difference value “DIFF” is captured (steps S1 and S2), and the difference value “DlFF” is captured. "" Exceeds the difference threshold "DIFF THD " (step S4), it is determined as a motion region (step S5), and the filtering process by the
次に、静止領域/動き領域判定部6aで行った静止領域/動き領域の判定結果に基づき、フィルタ部7aによって、入力画像の静止領域に平滑化フィルタによる平滑フィルタリング処理を施す(ステップS8)。このとき、平滑化フィルタとして、例えば図3(a)の模式図に示すようにブロックを構成する2×2の画素を平均化して置き換えるものを使用する。この平滑化フィルタにより、画像の解像度を擬似的に半分に落とし、高周波成分を減少して、符号量を削減することができる。
Next, based on the determination result of the still region / motion region performed by the still region / motion region determination unit 6a, the
また、フィルタ部7aで使用可能な平滑化フィルタとして、他のフィルタ、例えば図3(b)の模式図に示すような単純な平均値を使用するもの、あるいは図3(c)の模式図に示すような重み付け加算による平均値を使用するものでも良い。また、静止領域が一様にぼけてエッジ部分が劣化するのを避けるため、よく知られているエッジ保存型の平滑化フィルタ等を用いても良い。
Further, as a smoothing filter that can be used in the
どのようなフィルタを採用するかは、実装するハードウェアおよびソフトウェアにより選択する。一般にフィルタの大きさを大きくすると処理量が増大するので、性能の低いハードウェアに実装する場合は小さいフィルタを使用するなどして、処理量の増加を防ぐ。また、空間フィルタの専用エンジンを搭載しているハードウェアに実装する場合には、高性能のフィルタを選択して構成することもできる。 What kind of filter is adopted is selected depending on the hardware and software to be implemented. In general, when the size of the filter is increased, the amount of processing increases. Therefore, when mounting on hardware with low performance, an increase in the amount of processing is prevented by using a small filter. Further, when mounting on hardware equipped with a special engine for the spatial filter, a high-performance filter can be selected and configured.
これにより、入力フレームと、参照フレームとして、例えば図4(a)、(b)の模式図に示すような入力フレームと、参照フレームとが入力されたとき、動きベクトル“MV”の大きさと、差分値“DIFF”とに基づき、図4(c)の模式図に示す如く各領域(この例では16×16画素のマクロブロック領域)に対し、動き領域/静止領域の判定が行われ、人物部分など、動いている部分が動き領域と判定されて、平滑化処理がスキップされ、それ以外の背景部分などが静止領域と判定されて、平滑化フィルタ処理が行われる。 As a result, when an input frame and a reference frame are input as an input frame and a reference frame, for example, as shown in the schematic diagrams of FIGS. 4A and 4B, the magnitude of the motion vector “MV” Based on the difference value “DIFF”, as shown in the schematic diagram of FIG. 4C, the determination of the motion area / still area is performed for each area (in this example, a 16 × 16 pixel macroblock area). A moving part, such as a part, is determined as a motion area, the smoothing process is skipped, and other background parts are determined as a still area, and a smoothing filter process is performed.
このように、第1の実施形態では、入力フレームと参照フレームとに基づいて得られた、動きベクトル“MV”の大きさと差分値“DIFF”とに基づき、各領域が動き領域か、静止領域かを判定し、人物部分など、動いている部分を動き領域と判定して、平滑化処理をスキップし、DCT処理、量子化処理などの符号化処理を行い、また背景部分など、動いていない部分を静止領域と判定して、平滑化フィルタ処理を行った後、DCT処理、量子化処理などの符号化処理を行うようにしているので、静止領域に比較して、動き領域を高精細に符号化することができ、監視カメラ等において必要とされる注目領域の画質を改善することができる。 As described above, in the first embodiment, each region is a motion region or a static region based on the magnitude of the motion vector “MV” and the difference value “DIFF” obtained based on the input frame and the reference frame. The moving part, such as a person part, is determined to be a motion region, the smoothing process is skipped, the encoding process such as the DCT process or the quantization process is performed, and the background part is not moving. Since the part is determined to be a static region, smoothing filter processing is performed, and then encoding processing such as DCT processing and quantization processing is performed. It can be encoded, and the image quality of the attention area required in a surveillance camera or the like can be improved.
《第2の実施形態》
図5は本発明による動画像符号化装置の第2の実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図1の各部と対応する部分には、同じ符号が付してある。
<< Second Embodiment >>
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the moving picture coding apparatus according to the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
この図に示す動画像符号化装置1bでは、入力された原画像がフレームメモリ部2に蓄えられる。インター符号化については、図1に示す第1の実施と同様に、動き検出部(ME)3により、フレームメモリ部2に蓄えられている原画像と、フレームメモリ部4に蓄えられている参照フレーム画像とが比較されて、動きベクトルが求められ、予測信号が生成される。そして、動き補償部5によって、予測信号から予測誤差が生成され、これが動きベクトルとともに、減算部8に供給され、予測誤差をDCT部9および量子化部10で量子化値に変換される。次いで、この量子化値が動きベクトルとともに、可変長符号化部(VLC)11で符号化されて、バッファ部12に蓄積された後、蓄保存または伝送される。また、量子化された符号が逆量子化部13、IDCT部14を経て、加算部15に供給され、動き補償部(MC)5からの予測誤差が加味されて、フレーム画像が再構成され、フレームメモリ部4に蓄積される。
In the moving picture encoding apparatus 1b shown in this figure, the input original picture is stored in the
また、イントラ符号化については、フレームメモリ部2に蓄積された原画像が1フレーム分だけ遅延されて、フレームメモリ部21に転送される。そして、差分部16bによって、フレームメモリ部21に蓄積されている前回のフレーム画像と、フレームメモリ部2に蓄積されている今回の入力画像とが比較されて、差分値が求められ、静止領域/動き領域判定部6bに入力され、各領域毎に動き領域か、第1静止領域か、第2静止領域かが判定される。そして、この判定結果に基づき、第1静止領域部分、第2静止領域部分に対し、フィルタ部7bで第1平滑化フィルタリング処理、第2平滑化フィルタリング処理が各々、施された後、減算部8、DCT部9、量子化部10、可変長符号化部(VLC)11を経て符号化され、バッファ部12に蓄えられた後、外部などに出力される。
For intra coding, the original image stored in the
つまり、図1に示す動画像符号化装置1aでは、差分値を求める際、インター符号化と同様に、フレームメモリ部4に蓄積されている、再構築された参照フレーム画像を使用していることから、量子化誤差の蓄積により参照フレーム画像の画質が劣化し、その結果、差分値の誤差が大きくなる。そこで、この動画像符号化装置1bでは、フレームメモリ部21に蓄積されている前回の原画像を使用して、差分値を求め、差分値検出の精度を上げている。
That is, the moving image encoding device 1a shown in FIG. 1 uses the reconstructed reference frame image stored in the
この動画像符号化装置1bでは、前回の入力画像を蓄積するフレームメモリ部21が必要になるため、メモリの容量に制限がある場合は、図1のように構成して、メモリ量を削減する必要があるが、大容量のメモリが使用できる場合には、本実施形態のように構成し、精度を上げることができる。
In this moving image encoding device 1b, the
また、この動画像符号化装置1bでは、静止領域/動き領域判定部6bに動きベクトルしきい値“MVTHD”と、差分値しきい値“DIFFTHD”とを複数個、設定し、動き領域、静止領域の判定を行うとき、動きベクトル“MV”と、差分値“DIFF”とに応じて、静止領域を数段階かに分け、フィルタ部7bで平滑化フィルタ処理を行う。
In the moving image encoding device 1b, a plurality of motion vector threshold values “MV THD ” and difference value threshold values “DIFF THD ” are set in the still region / motion
例えば、図6のフローチャートに示すように、第1動きベクトルしきい値“MVTHD1”、第1差分しきい値“DlFFTHD1”と、第2動きベクトルしきい値“MVTHD2”、第2差分しきい値“DIFFTHD2”とを設け、条件“MVTHD1>MVTHD2”を満たすように、第1動きベクトルしきい値“MVTHD1”の値と、第2動きベクトルしきい値“MVTHD2”の値とを調整するとともに、条件“DIFFTHD1>DFFTHD2”を満たすように、第1差分しきい値“DlFFTHD1”の値と、第2差分しきい値“DIFFTHD2”の値とを調整する。 For example, as shown in the flowchart of FIG. 6, the first motion vector threshold “MV THD1 ”, the first difference threshold “DlFF THD1 ”, the second motion vector threshold “MV THD2 ”, the second difference a threshold value "DIFF THD2" provided conditions so as to satisfy the "MV THD1> MV THD2", the value of the first motion vector threshold "MV THD1", the second motion vector threshold "MV THD2" And the value of the first difference threshold “DlFF THD1 ” and the value of the second difference threshold “DIFF THD2 ” are adjusted so that the condition “DIFF THD1 > DFF THD2 ” is satisfied. To do.
そして、インター符号化を行う場合には、今回の入力画像に対応する動きベクトル“MV”と、差分値“DIFF”を取り込み(ステップS21、S22)、動きベクトル“MV”の大きさが第1動きベクトルしきい値“MVTHD1”を超えているとき(ステップS23)、または差分値“DlFF”が第1差分しきい値“DIFFTHD1”を超えているとき(ステップS24)、動き領域と判定して(ステップS25)、フィルタ部7bに平滑化フィルタリング処理をスキップする(ステップS26)。
When inter coding is performed, the motion vector “MV” corresponding to the current input image and the difference value “DIFF” are captured (steps S21 and S22), and the magnitude of the motion vector “MV” is the first. When the motion vector threshold “MV THD1 ” is exceeded (step S23), or when the difference value “D lFF ” exceeds the first difference threshold “DIFF THD1 ” (step S24), Determination is made (step S25), and the smoothing filtering process is skipped by the
また、動きベクトル“MV”の大きさが第1動きベクトルしきい値“MVTHD1”以下で、かつ差分値“DlFF”が第1差分しきい値“DIFFTHD1”以下である場合には(ステップS23、S24、S27)、動きベクトル“MV”の大きさが第2動きベクトルしきい値“MVTHD2”を超えているとき(ステップS28)、または差分値“DIFF”が第2差分しきい値“DIFFTHD2”を超えているとき(ステップS29)、第1静止領域と判定し(ステップS30)、それ以外のとき(ステップS29)、第2静止領域と判定する(ステップS32)。 When the magnitude of the motion vector “MV” is equal to or smaller than the first motion vector threshold “MV THD1 ” and the difference value “DlFF” is equal to or smaller than the first difference threshold “DIFF THD1 ” (step S23, S24, S27), when the magnitude of the motion vector “MV” exceeds the second motion vector threshold “MV THD2 ” (step S28), or the difference value “DIFF” is the second difference threshold When “DIFF THD2 ” is exceeded (step S29), it is determined as the first still region (step S30), and otherwise (step S29), it is determined as the second still region (step S32).
また、イントラ符号化を行う場合には、今回の入力画像に対応する動きベクトル“MV”の取り込みをスキップして、差分値“DIFF”のみを取り込み(ステップS21、S22)、この差分値“DIFF”が第1差分しきい値“DIFFTHD1”を超えているとき(ステップS24)、動き領域と判定する(ステップS25)。 In addition, when intra coding is performed, the capturing of the motion vector “MV” corresponding to the current input image is skipped, and only the difference value “DIFF” is captured (steps S21 and S22). When “” exceeds the first difference threshold value “DIFF THD1 ” (step S24), it is determined as a motion region (step S25).
また、差分値“DIFF”が第1差分しきい値“DIFFTHD1”以下である場合には(ステップS24)、差分値“DIFF”が第2差分しきい値“DIFFTHD2”を超えているとき(ステップS29)、第1静止領域と判定し(ステップS30)、それ以外のとき(ステップS29)、第2静止領域と判定する(ステップS32)。 When the difference value “DIFF” is equal to or smaller than the first difference threshold value “DIFF THD1 ” (step S24), the difference value “DIFF” exceeds the second difference threshold value “DIFF THD2 ”. (Step S29), it determines with a 1st still area (step S30), and when other than that (step S29), it determines with a 2nd still area (step S32).
次に、この静止領域/動き領域判定部6bの判定結果に基づき、第1静止領域については、第1平滑化フィルタを使用して、画像を平滑化し(ステップS31)、また第2静止領域については、第1平滑化フィルタより、平滑化の度合いを高くした第2平滑化フィルタ2を使用して画像を平滑化する(ステップS33)。
Next, based on the determination result of the still area / motion
例えば、第1静止領域と判定された領域については“2×2”の平均値フィルタを使用して平滑化を行い、第2静止領域と判定された領域については“3×3”の平均値フィルタを使用して平滑化を行い、平滑化処理により高周波成分を減少させるとき、動き領域の符号量より、第1静止領域の符号量を小さくするとともに、第1静止領域の符号量より、第2静止領域の符号量を小さくする。 For example, the area determined to be the first still area is smoothed using the “2 × 2” average value filter, and the average value of “3 × 3” is determined for the area determined to be the second still area. When smoothing is performed using a filter and the high frequency component is reduced by the smoothing process, the code amount of the first still region is made smaller than the code amount of the motion region, and the code amount of the first still region is 2 Decrease the code amount of the still area.
このように、第2の実施形態では、フレームメモリ部2に蓄積された原画像を1フレーム分だけ遅らせて、フレームメモリ部21に転送し、イントラ符号化を行う際、差分部16bによって、フレームメモリ部21に蓄積されている前回のフレーム画像と、フレームメモリ部2に蓄積されている今回の入力画像とを比較して、差分値を求めるようにしているので、フレームメモリ部4に蓄積されている、再構築された参照フレーム画像を使用したときに生じる、量子化誤差の蓄積による参照フレーム画像の画質劣化を防止することができる。
As described above, in the second embodiment, when the original image stored in the
また、第2の実施形態では、静止領域/動き領域判定部6bで動き領域、静止領域の判定を行うとき、動きベクトルしきい値“MVTHD”と、差分値しきい値“DIFFTHD”とを複数個、設定し、動きベクトル“MV”と、差分値“DIFF”とに応じて、静止領域を数段階かに分けて、平滑化フィルタ処理を行わせるようにしているので、静止領域の帯域をさらに制限して、低ビットレート符号化で負担となる発生符号量を削減し、イントラ符号化の挿入により発生する画質劣化を改善することができる。これにより、周期的にイントラ符号化を挿入することができ、コーデック間のDCT演算ミスマッチによる誤差蓄積を解消することができる。
In the second embodiment, when the still region / motion
また、イントラ符号化の周期的挿入により、符号化データ受信開始時の早期正常画像出力や、符号データ伝送時の通信エラーによる画像の抜けからの早期復元を実現できる。 In addition, by cyclic insertion of intra coding, it is possible to realize early normal image output at the start of encoded data reception and early restoration from missing images due to communication errors during code data transmission.
なお、第2の実施形態では、イントラ符号化で原画像を使用するとともに複数のしきい値を使用する例を示したが、本発明は、第1の実施形態の如くイントラ符号化で復号画像を使用するとともに複数のしきい値を使用する構成であっても良い。また、第2の実施形態の如くイントラ符号化で原画像を使用した場合、第1の実施形態の如く単一のしきい値を使用する組合せであっても良い。 In the second embodiment, an example in which an original image is used in intra coding and a plurality of threshold values is used has been described. However, the present invention provides a decoded image by intra coding as in the first embodiment. A configuration in which a plurality of threshold values are used may be used. Further, when an original image is used in intra coding as in the second embodiment, a combination using a single threshold as in the first embodiment may be used.
1a、1b:動画像符号化装置
2:フレームメモリ部
3:動き検出部
4:フレームメモリ部
5:動き補償部
6a、6b:静止領域/動き領域判定部
7a、7b:フィルタ部
8:減算部
9:DCT部(符号化部)
10:量子化部(符号化部)
11:可変長符号化部(符号化部)
12:バッファ部
13:逆量子化部
14:IDCT部
15:加算部
16a、16b:差分部
21:フレームメモリ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b: Video coding apparatus 2: Frame memory part 3: Motion detection part 4: Frame memory part 5:
10: Quantization unit (encoding unit)
11: Variable length encoding unit (encoding unit)
12: Buffer unit 13: Inverse quantization unit 14: IDCT unit 15:
Claims (2)
符号化された前回のフレーム画像に対応する参照フレーム画像と次に符号化対象となる今回のフレーム画像とに対し、マッチング処理を行って得られた動きベクトル、差分値に基づき、今回のフレーム画像を動き領域と静止領域とに区分する静止領域/動き領域判定部と、
この静止領域/動き領域判定部によって動き領域と判定された領域に対してはフィルタ処理をスキップし、静止領域と判定された領域に対してはフィルタ処理を行って平滑化するフィルタ部と、
このフィルタ部の出力を予め設定されているアルゴリズムで符号化する符号化部と、
を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。 In a moving image coding apparatus that divides each frame image into blocks and sequentially encodes them,
The current frame image based on the motion vector and difference value obtained by performing the matching process on the reference frame image corresponding to the previous encoded frame image and the current frame image to be encoded next. A still region / motion region determination unit that divides the region into a motion region and a still region;
A filter unit that skips the filtering process for the area determined to be a moving area by the stationary area / motion area determining unit, and performs a smoothing process by performing a filtering process on the area determined to be a stationary area;
An encoding unit for encoding the output of the filter unit with a preset algorithm;
A moving picture encoding apparatus comprising:
前記静止領域/動き領域判定部には、複数の動きベクトルしきい値および複数の差分しきい値が設定され、それらのしきい値に応じて静止領域を複数レベルに判定するとともに、前記フィルタ部が複数のフィルタを備え、静止領域と判定された領域に対して、複数個用意された各フィルタの中から領域毎に前記判定されたレベルに応じてフィルタを選択してフィルタ処理を実行する、
ことを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding device according to claim 1,
A plurality of motion vector threshold values and a plurality of difference threshold values are set in the still region / motion region determination unit, and the still region is determined at a plurality of levels according to the threshold values, and the filter unit Comprises a plurality of filters, for a region determined to be a static region, a filter process is performed by selecting a filter according to the determined level for each region from a plurality of prepared filters,
A moving picture coding apparatus characterized by the above.
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