JP2526675B2 - Orthogonal transform coding method of moving picture and its decoding method - Google Patents

Orthogonal transform coding method of moving picture and its decoding method

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JP2526675B2
JP2526675B2 JP22136889A JP22136889A JP2526675B2 JP 2526675 B2 JP2526675 B2 JP 2526675B2 JP 22136889 A JP22136889 A JP 22136889A JP 22136889 A JP22136889 A JP 22136889A JP 2526675 B2 JP2526675 B2 JP 2526675B2
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orthogonal transform
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は動画像の直交変換符号化および復号化方式に
関するものである。
The present invention relates to a moving image orthogonal transform coding and decoding system.

(従来の技術) 従来、画像の高能率符号化方式に関しては直交変換符
号化方式が知られている。
(Prior Art) Conventionally, an orthogonal transform coding method is known as a high-efficiency image coding method.

この方式は画像フレームをあらかじめ定められた大き
さのブロックに分割し、各ブロック毎に直交変換してそ
の変換係数を量子化および符号化するものである。
In this method, an image frame is divided into blocks of a predetermined size, each block is orthogonally transformed, and the transform coefficient is quantized and encoded.

その回路構成の一例を第8図に示す。 An example of the circuit configuration is shown in FIG.

2次元ブロック直交変換回路33に入力された画像フレ
ーム信号は、まず、あらかじめ定められた大きさのブロ
ックに分割される。各ブロックの信号は画像の水平方向
および垂直方向の直交変換により空間周波数成分を示す
互いに無相関な変換係数に置き換えられる。
The image frame signal input to the two-dimensional block orthogonal transformation circuit 33 is first divided into blocks of a predetermined size. The signals of each block are replaced by mutually uncorrelated transform coefficients indicating spatial frequency components by orthogonal transform in the horizontal and vertical directions of the image.

前記変換係数値は0に集中した分布を持ち、さらに量
子化回路34において量子化すれば符号化回路35において
可変長符号化することで効率的に符号化することができ
る。
The transform coefficient values have a distribution centered on 0. Further, if they are quantized by the quantizing circuit 34, they can be efficiently coded by variable length coding in the coding circuit 35.

前記2次元ブロック直交変換回路33は、水平ライン上
のサンプリング位置が各ラインで等しい画像に対しては
第5図のように画像の水平方向と垂直方向それぞれの直
交変換を縦続接続した形で実現可能である。すなわち分
離可能な2次元ブロック直交変換として広く実用化され
ている。
The two-dimensional block orthogonal transformation circuit 33 is realized by cascade-connecting orthogonal transformations in the horizontal and vertical directions of an image as shown in FIG. 5 for an image in which the sampling positions on the horizontal line are the same in each line. It is possible. That is, it is widely used as a separable two-dimensional block orthogonal transform.

(発明が解決しようとする課題) 従来の方式をインタレース動画像の符号化に適用した
場合には、動画像信号のフイールド内相関しか利用して
おらず時間方向の相関はそのままなので符号化効率の改
善が十分でないと考えられる。そこで従来の2次元ブロ
ック直交変換を3次元ブロック直交変換に拡張する方式
が考えられる。
(Problems to be Solved by the Invention) When the conventional method is applied to the coding of an interlaced moving image, only the intra-field correlation of the moving image signal is used and the correlation in the time direction remains unchanged. It is considered that the improvement of is not sufficient. Therefore, a method of extending the conventional two-dimensional block orthogonal transformation to three-dimensional block orthogonal transformation can be considered.

しかしながら、インタレース動画像信号に対しては3
次元全ての方向に対して分離可能ではない。すなわち、
時間方向と垂直方向および水平方向それぞれ別々の直交
変換を縦続接続した形で実現することができない。なぜ
ならばインタレース動画像信号では第6図に示すように
奇数フイールドと偶数フイールドとでサンプリング構造
が異なるためである。また、奇数フィールドと偶数フィ
ールドはを分けてそれぞれ別々に分離可能な3次元ブロ
ック直交変換を実現することもできるが、この場合には
フイールド間相関を利用していないという問題点があっ
た。
However, 3 for interlaced video signals
It is not separable in all dimensions. That is,
It is not possible to realize separate orthogonal transforms in the time direction, vertical direction, and horizontal direction in a cascade connection. This is because in the interlaced video signal, the sampling structure is different between the odd field and the even field as shown in FIG. Further, although it is possible to realize the three-dimensional block orthogonal transform in which the odd field and the even field can be separately separated, in this case, there is a problem that the inter-field correlation is not used.

本発明の目的は、インタレース動画像信号に対してフ
イールド間相関を利用し、かつ分離可能な3次元ブロッ
ク直交変換符号化を実現する手段を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a means for realizing separable three-dimensional block orthogonal transform coding by utilizing inter-field correlation for an interlaced moving image signal.

(課題を解決するための手段) 前述の課題を解決するため本発明の第1の動画像の直
交変換符号化方式は、インタレース動画像信号を直交変
換符号化する動画像の直交変換符号化方式において、前
記インタレース動画像信号を受け、該動画像信号の各フ
ィールドごとにインタレースにより飛び越された走査線
上の画素に固定値として0を補間して補間画像信号を生
成する補間手段と、該補間画像信号を受け、連続した複
数フィールド信号に対して画像の水平方向と垂直方向お
よび時間方向の3次元ブロック直交変換を行うことによ
り画像の時空間周波数成分を示す変換係数を求める3次
元ブロック直交変換手段と、前記変換係数のうち前記固
定値の補間に起因して発生した折り返し成分の係数を打
ち切る打ち切り手段と、該打ち切り手段で打ち切られず
に残った変換係数を符号化する手段とを備えることを特
徴とする動画像の直交変換符号化方式。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, a first orthogonal transform coding method for moving images according to the present invention is an orthogonal transform coding for moving images, which performs orthogonal transform coding on an interlaced moving image signal. An interpolating means for receiving the interlaced moving image signal, and interpolating 0 as a fixed value to a pixel on a scanning line skipped by interlacing for each field of the moving image signal to generate an interpolated image signal. , A three-dimensional transformation coefficient indicating the spatio-temporal frequency component of the image by receiving the interpolated image signal and performing three-dimensional block orthogonal transformation in the horizontal direction, the vertical direction, and the time direction of the image on a plurality of continuous field signals Block orthogonal transformation means, truncation means for truncating the coefficient of the folding component generated due to the interpolation of the fixed value among the transformation coefficients, and truncation by the truncation means. An orthogonal transform coding method for moving images, comprising: means for coding the remaining transform coefficients without being cut.

インタレース動画像信号を直交変換符号化する動画像
の直交変換符号化方式において、前記インタレース動画
像信号を受け、該画像信号につき、時間方向に対して画
像のライン毎に交互に異なる変換基底を用いた直交変換
を行いさらに垂直方向と水平方向に対する2次元ブロッ
ク直交変換を行うか、または垂直方向に対してフィール
ド毎に交互に異なる変換基底を用いた直交変換を行うブ
ロック直交変換手段と、該ブロック直交変換手段の出力
につき、時間方向と水平方向の2次元ブロック直交変換
を行うことにより画像の時空間周波数成分を示す変換係
数を求める2次元ブロック直交変換手段と、前記変換係
数のうちインタレース動画像信号のサンプリング構造か
ら値が0と推定できる係数を打ち切る打ち切り手段と、
該打ち切り手段で打ち切られずに残った変換係数を符号
化する手段とを備えることを特徴とする動画像の直交変
換符号化方式。
In a moving picture orthogonal transform coding method for orthogonal transform coding of an interlaced moving picture signal, a transform base which receives the interlaced moving picture signal and is alternately different for each line of the image with respect to the time direction. Block orthogonal transform means for performing an orthogonal transform using the above, and further performing a two-dimensional block orthogonal transform in the vertical direction and the horizontal direction, or performing orthogonal transform using different transform bases alternately in the vertical direction for each field; With respect to the output of the block orthogonal transform means, the two-dimensional block orthogonal transform means for obtaining the transform coefficient indicating the spatio-temporal frequency component of the image by performing the two-dimensional block orthogonal transform in the time direction and the horizontal direction, and the Truncation means for truncating a coefficient whose value can be estimated to be 0 from the sampling structure of the race video signal,
An orthogonal transform coding method for a moving image, comprising: means for coding the transform coefficients remaining uncensored by the censoring means.

前記符号化で打ち切られた変換係数に固定値として0
を補間する補間回路と、前記変換係数を3次元ブロック
逆直交変換することでノンインタレース動画像信号を復
号化する手段、または前記0を補間した変換係数を画像
の垂直方向と時間方向の2次元ブロック逆直交変換を行
った後に必要とするラインにのみ水平方向の逆直交変換
を行うことによりインタレース動画像信号を復号化する
手段の内の少なくとも一方の復号化手段とを備えること
を特徴とする請求項1または2に記載の方式で符号化さ
れた信号を復号化する。
0 as a fixed value for the transform coefficient truncated by the encoding
And a means for decoding a non-interlaced moving image signal by performing a three-dimensional block inverse orthogonal transform on the conversion coefficient, or a conversion coefficient obtained by interpolating 0 in the vertical and temporal directions of the image. Dimensional block inverse orthogonal transform is performed, and then at least one of the means for decoding the interlaced video signal by performing the inverse orthogonal transform in the horizontal direction only on the necessary line is provided. The signal encoded by the method according to claim 1 or 2 is decoded.

(作用) 第1の発明の直交変換を用いたインタレース動画像の
符号化方式では、まず第6図に×印で示した画素すなわ
ちインタレースにより飛び越された走査線上の画素に固
定値として0を補間する。
(Operation) In the interlaced video image encoding method using the orthogonal transformation of the first invention, first, a fixed value is set to a pixel indicated by an X in FIG. 6, that is, a pixel on a scanning line skipped by interlacing. Interpolate 0.

次に、連続した複数フイールド信号をあらかじめ定め
た大きさのブロックに分割する。一例として前記連続フ
イールド数をLとすると、ブロックの大きさはN×M×
L(N画素、Mライン、Lフイールド)と表すことがで
きる。ここでブロックの水平方向をx、垂直方向をy、
また時間方向をtとし、ブロック内信号をI(x,y,t)
で表す。画像信号は前記ブロック毎にx軸とy軸および
t軸の3次元ブロック直交変換を行い、画像のブロック
内時空間周波数成分を示すN×M×L個の変換係数C
(u,v,f)を得る。
Next, the continuous multiple field signals are divided into blocks of a predetermined size. As an example, if the continuous field number is L, the block size is N × M ×
It can be expressed as L (N pixel, M line, L field). Here, the horizontal direction of the block is x, the vertical direction is y,
Also, the time direction is t, and the block signal is I (x, y, t)
It is represented by. The image signal is subjected to three-dimensional block orthogonal transformation of x-axis, y-axis, and t-axis for each block, and N × M × L transform coefficients C representing the intra-block space-time frequency component
Get (u, v, f).

この変換式ではu,v,fは各々ブロック内画像信号の水
平、垂直、時間方向の周波数を、a1,a2,a3は各々水平、
垂直、時間方向の直交変換基底を示す。前記変換式で示
される3次元ブロック直交変換は第4図に示すように各
方向毎に分離可能であり、かつどの順序で行ってもよ
い。
In this conversion formula, u, v, f are the horizontal, vertical, and temporal frequencies of the intra-block image signal, and a1, a2, a3 are horizontal,
The orthogonal transformation bases in the vertical and time directions are shown. The three-dimensional block orthogonal transformation represented by the above transformation equation can be separated for each direction as shown in FIG. 4, and may be performed in any order.

ところで、前記変換係数は飛び越された走査線上に固
定値0を補間したものを直交変換した結果であるからゲ
イン補正をする必要がある。
By the way, since the conversion coefficient is the result of orthogonal conversion of the interpolated fixed value 0 on the interlaced scanning line, it is necessary to correct the gain.

ここで、N,M,Lがともに2の倍数であるならば、前記
変換係数の値を全て2倍にすればよい。また、第6図に
示すようなサンプリング構造をもつインタレース動画像
信号に対しては第7図に斜線で示した部分の周波数成分
を持たない。なお、第7図でVLはインタレース・ライン
周波数であり、fFはフイールド周波数である。
Here, if N, M, and L are all multiples of 2, the values of the conversion coefficients may be all doubled. Further, the interlaced moving image signal having the sampling structure as shown in FIG. 6 does not have the frequency components in the shaded portion in FIG. In FIG. 7, V L is the interlaced line frequency and f F is the field frequency.

しかし、変換係数C(u,v,f)は前記インタレース信
号に固定値0を補間した後に直交変換して得た係数であ
るから、折り返し成分として第7図の斜線部分に相当す
る係数を持っている。これらの係数は係数の個数を増や
し符号化効率を低下させるのでこれを打ち切り、残った
変換係数に対してのみ量子化・符号化を行う。
However, since the conversion coefficient C (u, v, f) is a coefficient obtained by orthogonally converting after interpolating the fixed value 0 in the interlaced signal, the coefficient corresponding to the shaded portion in FIG. have. Since these coefficients increase the number of coefficients and lower the coding efficiency, they are cut off and the remaining transform coefficients are quantized and coded.

以上の方法により不必要な変換係数を符号化すること
なくフイールド間相関を利用した分離可能な3次元ブロ
ック直交変換符号化方式を実現することができる。
By the above method, a separable three-dimensional block orthogonal transform coding method using inter-field correlation can be realized without coding unnecessary transform coefficients.

第2の発明の直交変換を用いたインタレース動画像の
符号化方式では、まず連続した複数フイールド信号をあ
らかじめ定めた大きさのブロックに分割する。
In the interlaced moving picture coding method using the orthogonal transformation of the second invention, first, a plurality of continuous field signals are divided into blocks of a predetermined size.

すなわち、前記連続フイールド数をLとすると、ブロ
ックの大きさはN×M×L(N画素、Mライン、Lフイ
ールド)と表すことができる。但しライン数Mはインタ
レースにより飛び越されたラインを含めた走査線数であ
る。ここでブロックの水平方向をx、垂直方向をy、ま
た時間方向をtとしブロック内信号をI(x,y,t)で表
す。次に各ブロックに対して画像の水平方向xと垂直方
向yおよび時間方向tに対して直交変換を行う。ここで
はLは偶数とし、まず時間方向tに対して直交変換を行
った場合について説明する。
That is, when the number of consecutive fields is L, the size of the block can be expressed as N × M × L (N pixels, M lines, L fields). However, the number of lines M is the number of scanning lines including the lines skipped by interlacing. Here, the horizontal direction of the block is x, the vertical direction is y, and the time direction is t, and the intra-block signal is represented by I (x, y, t). Next, orthogonal transformation is performed on each block in the horizontal direction x, the vertical direction y, and the time direction t of the image. Here, L is an even number, and a case where orthogonal transformation is performed in the time direction t will be described first.

第6図に示すように、tで示される時間方向の直交変
換を行い、各画素位置(x,y)毎に時間方向周波数fに
関するL個の変換係数H(x,y,f)を得る。
As shown in FIG. 6, orthogonal transformation in the time direction indicated by t is performed to obtain L transform coefficients H (x, y, f) for the frequency f in the time direction for each pixel position (x, y). .

ところで、第6図からわかるように、奇数ラインと偶
数ラインとではサンプリング位置が異なるので、同じ直
交変換基底を用いても実際の計算上はあたかも異なる直
交変換が行われたように見える。
By the way, as can be seen from FIG. 6, since the sampling positions are different between the odd line and the even line, even if the same orthogonal transform base is used, it seems that different orthogonal transforms have been performed in actual calculation.

すなわち、長さLの直交変換基底係数列a3(f,t)の
うち奇数ラインではtの奇数番目の係数を用い偶数ライ
ンではtの偶数番目の係数を用いて直交変換が行われ
る。式で示せば (奇数ライン) (偶数ライン) となる。
That is, the orthogonal transformation is performed by using the odd-numbered coefficient of t in the odd-numbered line and the even-numbered coefficient of t in the even-numbered line of the orthogonal transformation basis coefficient sequence a3 (f, t) of length L. If it shows with a formula (Odd line) (Even line) Becomes

次に、変換係数H(x,y,f)に対して画像の水平方向
xと垂直方向yに対する2次元ブロック直交変換を行
い、画像のブロック内時空間周波数成分を示すN×M×
L個の変換係数C(u,v,f)を得る。
Next, the transform coefficient H (x, y, f) is subjected to a two-dimensional block orthogonal transform in the horizontal direction x and the vertical direction y of the image, and N × M × indicating the intra-block space-time frequency component of the image.
Obtain L transform coefficients C (u, v, f).

a1(u,x)とa2(v,y)は各々画像の水平方向と垂直方向
に対する直交変換基底である。
a1 (u, x) and a2 (v, y) are orthogonal transformation bases for the horizontal and vertical directions of the image, respectively.

前記変換式で示される2次元ブロック直交変換は第5
図に示すように分離可能である。また、時間方向と垂直
方向および水平方向各々の直交変換はどの順序で行って
もよい。
The two-dimensional block orthogonal transformation expressed by the above transformation equation is the fifth
It can be separated as shown. Further, the orthogonal transformation in each of the time direction, the vertical direction, and the horizontal direction may be performed in any order.

ところで、インタレース動画像信号はそのサンプリン
グ構造から第7図に斜線で示した周波数成分を持たない
が、以上の計算では前記周波数成分に相当する係数C
(u,v,f)があらわれる。これらの係数は不要で打ち切
ることができ、残った変換係数に対してのみ量子化・符
号化を行う。
By the way, although the interlaced video signal does not have a frequency component shown by hatching in FIG. 7 due to its sampling structure, the coefficient C corresponding to the frequency component is calculated in the above calculation.
(U, v, f) appears. These coefficients are unnecessary and can be truncated, and only the remaining transform coefficients are quantized and encoded.

以上の方式によりフイールド間相関を利用した分離可
能な3次元ブロック直交変換符号化方式を実現すること
ができる。
By the above method, a separable three-dimensional block orthogonal transform coding method using inter-field correlation can be realized.

また、本方式の直交変換において、まず画像の垂直方
向yに対してフイールド毎に異なる変換基底を用いた直
交変換を行い各(x,t)の位置毎にM個の変換係数G
(x,v,t)を求め、次に、この変換係数G(x,v,t)を画
像の水平方向xと時間方向tの2次元ブロック直交変換
しても同様に変換係数C(u,v,f)を得ることができ
る。この場合に垂直方向に対する直交変換では長さMの
直交変換基底係数列a2(v,y)のうち奇数フイールドで
はyの奇数番目の係数を用い偶数フイールドではyの偶
数番目の係数を用いて直交変換が行われる。
In the orthogonal transform of this method, first, orthogonal transform is performed in the vertical direction y of the image using different transform bases for each field, and M transform coefficients G are set at each (x, t) position.
(X, v, t) is obtained, and then the transformation coefficient G (x, v, t) is transformed into the transformation coefficient C (u , v, f) can be obtained. In this case, in the orthogonal transformation in the vertical direction, in the orthogonal transformation basis coefficient sequence a2 (v, y) of length M, the odd-numbered coefficient of y is used in the odd field and the even-numbered coefficient of y is used in the even field. The conversion is done.

また、この場合においても2次元ブロック直交変換は
分離可能であり、かつ垂直方向と時間方向および水平方
向各々の直交変換はどの順序で行ってもよい。
Also in this case, the two-dimensional block orthogonal transform can be separated, and the orthogonal transforms in the vertical direction, the time direction, and the horizontal direction may be performed in any order.

第3の発明のインタレース動画像信号の3次元ブロッ
ク直交変換係数から画像を復号化する方式では、まず、
符号化変換係数を逆符号化・逆量子化して変換係数に戻
す。
In the method of decoding an image from a three-dimensional block orthogonal transform coefficient of an interlaced video signal of the third invention, first,
The encoded transform coefficient is inversely encoded and inversely quantized to return to the transform coefficient.

次に、この変換係数に符号化側で打ち切られた係数部
分に0の値を補間する。
Next, the value of 0 is interpolated in the coefficient portion which is cut off on the transform side to this transform coefficient.

補間された変換係数に対して画像の時間方向と垂直方
向および水平方向の3次元ブロック逆直交変換をすれば
復号画像としてノンインタレース動画像を得ることがで
きる。
A non-interlaced moving image can be obtained as a decoded image by subjecting the interpolated transform coefficient to three-dimensional block inverse orthogonal transform of the image in the time direction, the vertical direction, and the horizontal direction.

また、前記0を補間された変換係数に画像の時間方向
と垂直方向の2次元ブロック逆直交変換をした後に、水
平方向に対してはライン毎に飛び越して逆直交変換を行
えば復号画像としてインタレース動画像を得ることがで
きる。ここで、前記飛び越しされるラインは原画像であ
るインタレース動画像の飛び越し走査で飛び越されるラ
インと同じとする。
In addition, if the two-dimensional block inverse orthogonal transform of the image in the time direction and the vertical direction is performed on the transform coefficient obtained by interpolating 0, and then the inverse orthogonal transform is performed for each line in the horizontal direction, the decoded image is interlaced. You can get a moving image of the race. Here, the interlaced line is the same as the interlaced line of the interlaced moving image which is the original image.

以上の方法により同じ変換係数からノンインタレース
動画像信号とインタレース動画像信号のどちらも復号化
することができ、かつインタレース動画像を復号化する
場合には不必要な逆直交変換演算を省くことができる。
By the above method, both the non-interlaced video signal and the interlaced video signal can be decoded from the same transform coefficient, and an unnecessary inverse orthogonal transform operation is unnecessary when decoding the interlaced video signal. It can be omitted.

(実施例) 以下、本発明の実施例を第1〜7図を用いて説明す
る。
(Examples) Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図は第1の発明のインタレース動画像信号の直交
変換符号化方式を実現する一実施例のブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment for realizing an orthogonal transform coding system for interlaced video signals of the first invention.

原信号であるインタレース動画像信号はまず補間回路
1に入力され、各画像フイールド毎に飛び越し走査によ
り走査されなかったラインの画素に固定値として0を補
間する。
The interlaced moving image signal, which is the original signal, is first input to the interpolation circuit 1 and 0 is interpolated as a fixed value to the pixels of the line not scanned by the interlaced scanning for each image field.

次に、補間された画像信号は3次元ブロック直交変換
回路2で変換係数に置換される。
Next, the interpolated image signal is replaced by transform coefficients in the three-dimensional block orthogonal transform circuit 2.

3次元ブロック直交変換回路2では、まず入力画像信
号を時空間方向で一定の大きさにとったブロックに分割
する。一例として本実施例では連続したL個のフイール
ド信号をN画素×Mライン×Lフイールドの大きさのブ
ロックに分割する。
In the three-dimensional block orthogonal transformation circuit 2, first, the input image signal is divided into blocks having a certain size in the space-time direction. As an example, in the present embodiment, the continuous L field signals are divided into blocks each having a size of N pixels × M lines × L fields.

ブロック化された画像信号は、画像の水平方向と垂直
方向および時間方向に直交変換され、画像ブロックと同
じ大きさの変換係数に置換され出力される。前記直交変
換は第4図に示すように各方向毎に分離して行うことが
でき、またどの順序で行ってもよい。なお、第4図にお
いて変換基底26,27および28は各々長さN、M、Lの直
交変換基底である。
The block-shaped image signal is orthogonally transformed in the horizontal direction, the vertical direction and the time direction of the image, replaced with a transform coefficient having the same size as the image block, and output. The orthogonal transformation can be performed separately for each direction as shown in FIG. 4, and may be performed in any order. In FIG. 4, the transform bases 26, 27 and 28 are orthogonal transform bases of lengths N, M and L, respectively.

次に、打ち切り回路3で各変換係数のうち第7図に斜
線で示した高周波成分に相当する部分について打ち切
る。残った変換係数は量子化回路4でゲイン補正および
量子化され、さらに符号化回路5で可変長符号化され
る。
Next, the truncation circuit 3 truncates the portion of each conversion coefficient corresponding to the high-frequency component indicated by the diagonal lines in FIG. The remaining transform coefficients are gain-corrected and quantized by the quantizing circuit 4, and further variable-length coded by the coding circuit 5.

第2図は第2の発明のインタレース動画像信号の直交
変換符号化方式を実現する一実施例のブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment which realizes the orthogonal transform coding method of the interlaced video signal of the second invention.

ブロック直交変換回路6に入力されたインタレース動
画像信号は、まず、時空間方向で一定の大きさにとった
ブロックに分割される。一例として連続したL個のフイ
ールド信号N画素×Mライン×Lフイールドの大きさの
ブロックに分割する。但し、ライン数Mはインタレース
により飛び越されたラインを含めた走査線数である。
The interlaced video signal input to the block orthogonal transformation circuit 6 is first divided into blocks of a certain size in the spatiotemporal direction. As an example, it is divided into continuous L field signals N pixels × M lines × L field size blocks. However, the number of lines M is the number of scanning lines including the lines skipped by interlacing.

次にブロック化された画像信号は画像の垂直方向また
は時間方向のいずれかに直交変換されN×M×L個の変
換係数に変換される。
Next, the blocked image signal is orthogonally transformed in either the vertical direction or the time direction of the image to be transformed into N × M × L transform coefficients.

ここで、画像信号は第6図に示すようなサンプリング
構造をもつので、垂直方向に直交変換する場合には奇数
フイールドと偶数フイールドとで変換基底を変え、時間
方向に直交変換する場合には奇数ラインと偶数ラインと
で変換基底を変える。前記2種類の変換基底は各々の変
換基底A11と変換基底B12から与えられ、フイールド毎あ
るいはライン毎に交互に変換回路6に供給される。
Here, since the image signal has a sampling structure as shown in FIG. 6, the conversion base is changed between an odd field and an even field in the case of orthogonal transformation in the vertical direction, and an odd number in the case of orthogonal transformation in the time direction. Change the conversion basis between lines and even lines. The two types of conversion bases are given from the respective conversion bases A11 and B12, and are alternately supplied to the conversion circuit 6 for each field or each line.

次に、前記変換係数は、2次元ブロック直交変換回路
7において、変換回路6で選択されなかった方向、すな
わち画像の垂直方向あるいは時間方向のいずれかと水平
方向に対して直交変換される。なお、変換回路6で時間
方向に直交変換された場合に2次元ブロック直交変換は
第5図に示すように垂直方向と水平方向に分離した形で
実現でき、かつ、どちらか先に行ってもよい。第5図で
変換基底31,32は各々長さN,Mの直交変換基底である。
Next, in the two-dimensional block orthogonal transform circuit 7, the transform coefficient is orthogonally transformed in the direction not selected by the transform circuit 6, that is, either the vertical direction or the time direction of the image and the horizontal direction. When the transform circuit 6 performs the orthogonal transform in the time direction, the two-dimensional block orthogonal transform can be realized in a form separated in the vertical direction and the horizontal direction as shown in FIG. 5, and whichever is performed first. Good. In FIG. 5, transform bases 31 and 32 are orthogonal transform bases having lengths N and M, respectively.

また、変換回路6で垂直方向に直交変換された場合に
は2次元ブロック直交変換回路7は第5図で垂直方向を
時間方向に置き換えた形で実現でき、この場合には時間
方向直交変換回路には長さLの変換基底が供給される。
When the transformation circuit 6 performs orthogonal transformation in the vertical direction, the two-dimensional block orthogonal transformation circuit 7 can be realized by replacing the vertical direction with the time direction in FIG. 5, and in this case, the time direction orthogonal transformation circuit. Is supplied with a transform base of length L.

一連の変換の結果である変換係数は打ち切り回路8で
第7図の斜線部分に相当する高周波成分の係数を打ち切
られる。残った係数は量子化回路9で量子化され、更
に、符号化回路10で可変長符号化される。
The transformation coefficient which is the result of the series of transformations is truncated by the truncation circuit 8 to the coefficient of the high frequency component corresponding to the shaded area in FIG. The remaining coefficients are quantized by the quantization circuit 9 and further variable-length coded by the coding circuit 10.

第3図は第3の発明のインタレース動画像信号の直交
変換係数からノンイタレース動画像信号およびインタレ
ース動画像信号を復号化する実現する一実施例のブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment for realizing the decoding of the non-italaced video signal and the interlaced video signal from the orthogonal transform coefficient of the interlaced video signal of the third invention.

ここで、入力される符号化変換係数は第1の発明ある
いは第2の発明の方式により得られたものである。
Here, the input coding transform coefficient is obtained by the method of the first invention or the second invention.

符号化変換係数は、まず逆符号化回路13で逆符号化さ
れ、更に、逆量子化回路14で逆量子化されることにより
変換係数に復号化される。次に補間回路15で前記変換係
数に対して符号化側で打ち切られた変換係数部分に補間
値として0を与える。
The encoded transform coefficient is first inverse-encoded by the inverse encoding circuit 13 and further inversely quantized by the inverse quantization circuit 14 to be decoded into a transform coefficient. Next, the interpolating circuit 15 gives 0 as an interpolation value to the transform coefficient portion where the transform coefficient is truncated on the encoding side.

補間された変換係数は、時間方向逆直交変換回路16と
垂直方向逆直交変換回路17で各々画像の時間方向と垂直
方向に逆変換される。なお、この変換回路16には変換基
底20から変換回路17には変換基底21から各々長さL,Mの
直交変換基底が供給されている。
The interpolated transform coefficient is inversely transformed by the time direction inverse orthogonal transform circuit 16 and the vertical direction inverse orthogonal transform circuit 17 in the time direction and the vertical direction of the image, respectively. The transform circuit 16 is supplied with a transform base 20 and the transform circuit 17 is supplied with a transform base 21 of orthogonal transform bases of lengths L and M, respectively.

また、この変換順序は入れ換えてもよい。前記逆変換
により得られた変換係数は水平方向逆直交変換回路18に
おいて画像の水平方向に逆変換すれば、ノンインタレー
ス動画像に復号化される。ここで、逆変換に用いられる
長さLの直交変換基底は変換基底22から供給される。
Further, this conversion order may be exchanged. The transform coefficient obtained by the inverse transform is inversely transformed in the horizontal direction of the image in the horizontal inverse orthogonal transform circuit 18 to be decoded into a non-interlaced moving image. Here, the orthogonal transform basis of length L used for the inverse transform is supplied from the transform basis 22.

また、前記変換係数をライン飛び越し水平方向逆直交
変換回路19において、前記変換基底を用いて1ラインお
きに逆変換すればインタレース動画像を復号化できる。
但し、前記ライン飛び越しは原画像のインタレースと同
じ飛び越し走査する。
Further, the interlaced moving image can be decoded by inversely transforming the transform coefficient every other line using the transform basis in the line-interlaced horizontal inverse orthogonal transform circuit 19.
However, the line interlacing is the same interlace scanning as the interlace of the original image.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば不必要な変換係数
を符号化することなく、フイールド間相関を利用した分
離可能な3次元ブロック直交変換符号化方式が実現でき
るだけでなく、同じ変換係数からノンインタレース動画
像信号とインタレース動画像信号のどちらも複合化でき
ることができ、インタレース動画像を復号化する場合に
は不必要な逆直交変換演算を省くこともできる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a separable three-dimensional block orthogonal transform coding method utilizing inter-field correlation without coding unnecessary transform coefficients. Both non-interlaced video signals and interlaced video signals can be combined from the same transform coefficient, and unnecessary inverse orthogonal transform operation can be omitted when decoding interlaced video images.

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

第1図は第1の発明のインタレース動画像信号の直交変
換符号化方式を実現する一実施例のブロック図、第2図
は第2の発明のインタレース動画像信号の直交変換符号
化方式を実現する一実施例のブロック図、第3図は発明
のインタレース動画像信号の直交変換係数の復号化方式
を実現する一実施例のブロック図、第4図は第1の発明
における3次元ブロック直交変換を実現する一実施例の
ブロック図、第5図は2次元ブロック直交変換を実現す
る一実施例のブロック図、第6図はインタレース動画像
信号の垂直方向および時間方向のサンプリング構造を説
明する図、第7図はインタレース動画像信号の垂直方向
および時間方向の周波数分布を説明する図、第8図は従
来の直交変換符号化方式のブロック図である。 1,15……補間回路、2……3次元ブロック直交変換回
路、3,8……打ち切り回路、4,9,34……量子化回路、5,1
0,35……符号化回路、6……ブロック直交変換回路、7,
33……2次元ブロック直交変換回路、11,12,20,21,22,2
6,27,28,31,32……変換基底、13……逆符号化回路、14
……逆量子化回路、16……時間方向逆直交変換回路、17
……垂直方向逆直交変換回路、18……水平方向逆直交変
換回路、19……ライン飛び越し水平方向逆直交変換回
路、23,29……水平方向直交変換回路、24,30……垂直方
向直交変換回路、25……時間方向直交変換回路。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment for realizing an orthogonal transform coding system for interlaced video signals of the first invention, and FIG. 2 is an orthogonal transform coding system for interlaced video signals of the second invention. FIG. 3 is a block diagram of an embodiment for realizing the invention, and FIG. 3 is a block diagram of an embodiment for realizing the decoding method of the orthogonal transform coefficient of the interlaced video signal of the invention. FIG. 4 is a three-dimensional view of the first invention. FIG. 5 is a block diagram of an embodiment for realizing the block orthogonal transform, FIG. 5 is a block diagram of an embodiment for realizing the two-dimensional block orthogonal transform, and FIG. 6 is a sampling structure in the vertical direction and the time direction of an interlaced video signal. FIG. 7 is a diagram for explaining the frequency distribution in the vertical direction and the time direction of the interlaced video signal, and FIG. 8 is a block diagram of a conventional orthogonal transform coding system. 1,15 …… Interpolation circuit, 2 …… 3D block orthogonal transformation circuit, 3,8 …… Cutoff circuit, 4,9,34 …… Quantization circuit, 5,1
0,35 …… Encoding circuit, 6 …… Block orthogonal transformation circuit, 7,
33 …… 2D block orthogonal transformation circuit, 11,12,20,21,22,2
6,27,28,31,32 …… Conversion basis, 13 …… Inverse encoding circuit, 14
…… Inverse quantization circuit, 16 …… Time direction inverse orthogonal transform circuit, 17
... vertical reverse orthogonal transform circuit, 18 ... horizontal reverse orthogonal transform circuit, 19 ... line interlaced horizontal reverse orthogonal transform circuit, 23,29 ... horizontal orthogonal transform circuit, 24,30 ... vertical orthogonal Conversion circuit, 25 ... Time direction orthogonal conversion circuit.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】インタレース動画像信号を直交変換符号化
する動画像の直交変換符号化方式において、前記インタ
レース動画像信号を受け、該動画像信号の各フィールド
ごとにインタレースにより飛び越された走査線上の画素
に固定値として0を補間して補間画像信号を生成する補
間手段と、該補間画像信号を受け、連続した複数フィー
ルド信号に対して画像の水平方向と垂直方向および時間
方向の3次元ブロック直交変換を行うことにより画像の
時空間周波数成分を示す変換係数を求める3次元ブロッ
ク直交変換手段と、前記変換係数のうち前記固定値の補
間に起因して発生した折り返し成分の係数を打ち切る打
ち切り手段と、該打ち切り手段で打ち切られずに残った
変換係数を符号化する手段とを備えることを特徴とする
動画像の直交変換符号化方式。
1. An orthogonal transform coding method for a moving image, which orthogonally transform-codes an interlaced moving image signal, receives the interlaced moving image signal, and interlaces each field of the moving image signal by interlacing. Interpolating means for interpolating 0 as a fixed value to pixels on the scanning line to generate an interpolated image signal, and receiving the interpolated image signal, the horizontal and vertical directions of the image and the time direction of the image with respect to continuous field signals. A three-dimensional block orthogonal transform means for obtaining a transform coefficient indicating a spatiotemporal frequency component of an image by performing a three-dimensional block orthogonal transform, and a coefficient of a folding component generated due to the interpolation of the fixed value among the transform coefficients. Orthogonal transformation of a moving image, which comprises a truncation means and a means for encoding the transform coefficients remaining uncensored by the truncation means. Goka system.
【請求項2】インタレース動画像信号を直交変換符号化
する動画像の直交変換符号化方式において、前記インタ
レース動画像信号を受け、該画像信号につき、時間方向
に対して画像のライン毎に交互に異なる変換基底を用い
た直交変換を行いさらに垂直方向と水平方向に対する2
次元ブロック直交変換を行うか、または垂直方向に対し
てフィールド毎に交互に異なる変換基底を用いた直交変
換を行うブロック直交変換手段と、該ブロック直交変換
手段の出力につき、時間方向と水平方向の2次元ブロッ
ク直交変換を行うことにより画像の時空間周波数成分を
示す変換係数を求める2次元ブロック直交変換手段と、
前記変換係数のうちインタレース動画像信号のサンプリ
ング構造から値が0と推定できる係数を打ち切る打ち切
り手段と、該打ち切り手段で打ち切られずに残った変換
係数を符号化する手段とを備えることを特徴とする動画
像の直交変換符号化方式。
2. An orthogonal transform coding method for a moving image, which orthogonally transform codes an interlaced moving image signal, receives the interlaced moving image signal, and receives the image signal line by line in the image in the time direction. Orthogonal transformation using alternating transformation bases is performed, and further 2
Dimensional block orthogonal transformation, or block orthogonal transformation means for performing orthogonal transformation using different transformation bases for each field in the vertical direction, and the output of the block orthogonal transformation means, in the time direction and the horizontal direction. A two-dimensional block orthogonal transform means for obtaining a transform coefficient indicating a spatiotemporal frequency component of an image by performing a two-dimensional block orthogonal transform;
The present invention is characterized by further comprising: truncation means for truncating a coefficient of which a value can be estimated to be 0 from the sampling structure of the interlaced video signal among the transform coefficients, and means for coding the transform coefficient remaining uncensored by the truncation means. Orthogonal transform coding method for moving images.
【請求項3】前記符号化で打ち切られた変換係数に固定
値として0を補間する補間回路と、前記変換係数を3次
元ブロック逆直交変換することでノンインタレース動画
像信号を復号化する手段、または前記0を補間した変換
係数を画像の垂直方向と時間方向の2次元ブロック逆直
交変換を行った後に必要とするラインにのみ水平方向の
逆直交変換を行うことによりインタレース動画像信号を
復号化する手段の内の少なくとも一方の復号化手段とを
備えることを特徴とする請求項1または2に記載の方式
で符号化された信号を復号化する方式。
3. An interpolating circuit for interpolating 0 as a fixed value into a transform coefficient cut off by the encoding, and means for decoding a non-interlaced moving image signal by performing a three-dimensional block inverse orthogonal transform on the transform coefficient. , Or by performing the inverse orthogonal transform in the horizontal direction only on the necessary lines after performing the two-dimensional block inverse orthogonal transform in the vertical direction and the time direction of the image by interpolating the transform coefficient of 0. 3. A method for decoding a signal encoded by the method according to claim 1, further comprising at least one decoding means of the means for decoding.
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