JP2565057B2 - フレ−ム間又はフィ−ルド間予測符号化方法 - Google Patents

フレ−ム間又はフィ−ルド間予測符号化方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号の符号化装
置或は編集機器等で用いられるフレ−ム間又はフィール
ド間相関を利用したシーンチェンジ検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は動画像のフレーム間予測方法の一
例を説明するための説明図である。動画において、時間
軸上で距離が近いフレーム画像の相関が高い場合、画面
データの時間的な変化が発生するのは画面のごく一部分
に限られることが多い。この性質を利用して、同図に示
すように基準画像(Iフレーム)と矢印で示すフレーム
の画像データとを比較して、変化部分だけを符号化する
フレーム間予測を行なうことがある。前記基準画像(以
下、Iフレームと記す。)は、画面内独立に符号化され
るものである。この他の予測方法として、時間的に過去
から予測されるフレーム(以下、Pフレームと記す。)
と、過去と未来の両方から予測される(以下、Bフレー
ムと記す。)があり、前記Iフレームを含め3種類のフ
レーム型がある。図2に示すように、Iフレームが生成
さるI符号化では、フレーム内の画像信号のみが他のフ
レームとは無関係に符号化され、Pフレームが生成され
るP符合化では、直前に符合化されたI符合化フレーム
又はP符合化フレームを参照フレームとしてもちいて予
測符合が生成され、Bフレームが生成されるB符合化で
は、直前及び直後のI符合化フレーム又はP符合化フレ
ームを適用的に参照フレームとして用いて予測符合が生
成され方法である。
【0003】ところで、動画像が時間軸上である画面か
ら次の画面に変わり、しかも、それらの両画面相互間に
内容の大幅な相違があるとき、その画面の変化にシ−ン
チェンジが生じたという。このシ−ンチェンジは通常カ
メラの切り替わりによって起こるが、必ずしもカメラの
切り替わりによってのみ発生するものではない。従来、
動画像信号をフレ−ム間予測符号化を用いて符号化した
場合にシ−ンチェンジが発生したとすると、画面間の相
関がないため動き予測の予測誤差が増加し、画質劣化の
原因となっていた。
【0004】そこで、これを是正するための一つの手法
として図3に示したシーンチェンジ検出法がある。同図
に示したシーンチェンジ検出器20は、入力動画像信号
21のうちのシーンチェンジが発生した所定のフレーム
が入ってきた時に、シーンチェンジ信号22を検出し、
このシーンチェンジ信号22を例えばレベル”1”に設
定し、ベクトル検出器23に与える。ベクトル検出器2
3は、シーンチェンジのない通常のフレームでは入力動
画像信号21から動きベクトルを検出して出力するが、
シーンチェンジが発生してシーンチェンジ信号が”1”
になったときは、ある定められた一定の値を出力し、こ
れらの動きベクトルを用いて動き補償フレーム間予測符
合化を機能ブロック24で実行する方法のものである。
【0005】この方法によれば、シーンチェンジ時に検
出した画面内の実際の動きとは対応しない動きベクトル
により動き補償を行なったならば発生するであろう過剰
な情報を抑えるために、シーンチェンジには動ベクトル
を一定値にし、画質の劣化を防ぐようにしたものであ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記装
置にあっては、シーンチェンジが生じた場合にもフレ−
ム間信号を利用して動き補償をしているために、情報量
が多くなってしまう、という問題があった。
【0007】また、特に、このような従来のシーンチェ
ンジ検出方法では、例えば、実際にはシーンチェンジが
生じていないのに動きの速い画像デ−タが入来した場合
に、これをシーンチェンジが生じたと誤って検出してし
まう方法を採用するものが多く、いま一つ正確性を欠く
ものであった。
【0008】そこで、本発明はシーンチェンジが生じた
場合にも、フレ−ム間又はフィールド間差分からシ−ン
チェンジを検出し、シ−ンチェンジ直後のフレーム間又
はフィールド間予測符号化をフレーム内又はフィールド
内予測符号化に代えることにより画質の劣化を防ぐと共
に、特に、正確にシーンチェンジを検出し得る方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点に鑑
みてなされたものであり、以下の方法を提供しようとい
うものである。即ち、フレーム間又はフィールド間の画
像データに基づいた予測符号化と、フレーム内又はフィ
ールド内の符号化を行い、シーンチェンジが生じた場合
には、フレーム間又はフィールド間予測符号化に代えて
フレーム内又はフィールド内予測符号化を行なうフレ−
ム間又はフィ−ルド間予測符号化方法であって、フレー
ム間又はフィールド間の画像差分により非相関データを
得て、これに基づくデータと所定の閾値とを比較し、こ
れより大である場合には、これを仮のシーンチェンジと
し、少なくとも、この仮のシーンチェンジ以降の所定の
フレーム又はフィールド期間内に、前記閾値より大なる
非相関データの入来がない場合には、前記仮のシーンチ
ェンジを真のシーンチェンジと判断して、この真のシー
ンチェンジ直後のフレーム間又はフィールド間予測符号
化を前記フレーム内又はフィールド内符号化に代えて行
なうことを特徴とするフレ−ム間又はフィ−ルド間予測
符号化方法。
【0010】
【実施例】以下、本発明の予測符号化方法の一実施例に
つき詳述する。図1は、この予測符号化方法を適用した
フレーム間予測符号化装置を示すブロック図の一具体例
である。同図において、入力画像データはフレ−ムメモ
リ1に入力され、この信号は次の予測符号化回路2に供
給され、ここで、前記4図と共に説明したフレーム間及
びフールド内予測符号化が適宜行われ、図示しない回路
系に供給される。
【0011】一方、前記フレ−ムメモリ1からの出力デ
−タは、遅延回路3で1フレーム分遅延された後にフレ
ームメモリ4に供給される。このフレームメモリ4の出
力デ−タは、前記フレ−ムメモリ1の各比較点の出力デ
ータとの差分を算出するために減算回路5に供給され、
この減算回路5に内蔵されているフレームメモリに記憶
される。そして、この差分画像データは次段の絶対値化
回路6に供給され、絶対値化される。
【0012】そして、この絶対値化された差分データ
は、次段の平均化回路7において、その平均値が求めら
れる。この平均値は、更に次段の検出回路8に供給さ
れ、ここで、所定の閾値と比較され、これ以下の場合に
はシーンチェンジがなかったものとして”0”がシフト
レジスタ9-1に出力される。また、逆にこの閾値を越え
る場合には、仮にシ−ンチェンジがあったものとして、
フラッグ”1”がたてられてシフトレジスタ9-1に供給
される。
【0013】次フレーム以降においても、同様の比較が
なされ、その結果がシフトレジスタ9-2, 9-3,…9-n
へと順次シフトされていく。検出デ−タがこれらのシ
フトレジスタ9-2,9-3,…9-n の全部に供給し終わ
った段階で、これらの検出デ−タはシ−ンチェンジ判定
回路10に供給されて、ここで、真にシーンチェンジが
あったか否かの判定がなされる。
【0014】ここでは、例えば、シフトレジスタ9-n
にフラッグ”1”が供給され、他のシフトレジスタ全部
に”0”を示す入来デ−タがあった場合にのみ、シーン
チェンジがあったものと判断し、これを示す制御信号を
前述の予測符号化回路2に供給する。そして、その他の
条件の場合には、シーンチェンジはなかったものとして
シーンチェンジ判定回路10からは制御信号を出力しな
い。
【0015】即ち、この判定方法は、例えば、仮のシ−
ンチェンジ情報がシフトレジスタ9-1 に入来してか
ら、この情報がシフトレジスタ9-n に順次シフトされ
るまでの間に、これに続くフラッグ”1”が入来しない
場合には、それ以降のデ−タ同士には相関関係があり、
シフトレジスタ9-n に達したフレ−ムの前後において
のみ相関関係がなく、ここにシーンチェンジがあったも
のと判断する。
【0016】また、前記の場合とは別に、仮のシ−ンチ
ェンジ情報がシフトレジスタ9-1に入来してから、シフ
トレジスタ9-nにシフトされるまでの間に、一つ若しく
はそれ以上のフレームにおいてフラッグ”1”の入来が
あった場合には、シ−ンチェンジとは判断しない。これ
は、例えば、シ−ンチェンジがなくても、速い動きの画
像デ−タが入来する場合があり、この場合にも、前フレ
−ムとの相関が低くなるため、絶対値デ−タが閾値を越
えてしまう場合がある。この場合には、経験的に非相関
データがかなりの確立で連続することが分かっており、
非相関データが所定の期間内に入来した場合には、動き
の速い画像デ−タの入来があったものとして、シーンチ
ェンジとは判断しない。
【0017】以上の判別方法によって、前記予測符号化
回路2に制御信号が供給された場合には、ここで、シー
ンチェンジ直後のBピクチャ−又はPピクチャ−の予測
符号化をIピクチャ−の符号化に置き換えるようにして
いる。
【0018】従って、この方法によれば、シーンチェン
ジがあった場合には、その直後のBピクチャ−又はPピ
クチャ−が相関関係のないピクチャ−に基づいて予測符
号化を行うのを避けて、Iピクチャ−によるピクチャ−
内符号化に切り換えているので、シ−ンチェンジ時に画
質の劣化を防ぐことができる。また、予測符号化の基準
画像となるピクチャ−を互いに相関の高い連続する動画
像の先頭に設定することになるので、シーンチェンジ検
出を行わずに任意の画像をIピクチャ−とした場合に比
較して、そのIピクチャ−に続くB又はPピクチャ−の
予測符号化において予測誤差を少なくすることができる
ため、伝送する情報量が少なくて済む。また更に、シー
ンチェンジを検出する場合には、数フレ−ム期間に亘っ
てフラッグ”1”の入来状態を確認しているので、シー
ンチェンジの有無を正確に行えるものとなる。
【0019】尚、本実施例のシーンチェンジ検出方法
は、仮のシ−ンチェンジフレ−ムを基準に、それ以降の
未来の所定のフレ−ム期間に亘ってフラッグ”1”の入
来状態を確認して、真のシ−ンチェンジの有無を判断し
ているが、これに限らず、仮のシ−ンチェンジフレ−ム
の前後の所定フレ−ム期間を確認する方法としてもよ
い。 また、本実施例ではフレ−ム間の相関を利用して
予測符号化を行う方法で説明したが、これに限らず、フ
ィールド間の相関を利用して予測符号化を行う方法にお
いても当然に適用できるものである。
【0020】
【発明の効果】本発明の方法によれば、フレ−ム間又は
フィールド間差分からシ−ンチェンジを検出し、シ−ン
チェンジ直後のフレーム間又はフィールド間予測符号化
をフレーム内又はフィールド内予測符号化に代えるよう
にしているので、画質の劣化を防ぐと共に、フレ−ム内
又はフィ−ルド内符号化に最適なフレ−ム又はフィ−ル
ドをフレ−ム内又はフィ−ルド内符号化に設定できるた
め、任意にフレ−ム内又はフィ−ルド内符号化を行うフ
レ−ム又はフィ−ルドを設定する場合に比べ、伝送する
情報量が少なくてすむ。また特に、シーンチェンジを検
出する場合に、所定の期間に亘って非相データの入来状
態の確認を行なっているので、正確なシーンチェンジの
判別が行えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の予測符号化方法を適用したフレーム間
予測符号化装置を示すブロック図である。
【図2】動画像のフレーム間予測方式の一例を説明する
ための説明図である。
【図3】従来のシーンチェンジ検出法のブロック図であ
る。
【符号の説明】
1,4 フレ−ムメモリ 2 予測符号化回路 3 遅延回路 5 減算回路 6 絶対値化回路 7 平均化回路 8 検出回路 9-1〜9-n シフトレジスタ 10 シ−ンチェンジ判定回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレーム間又はフィールド間の画像デー
    タに基づいた予測符号化と、フレーム内又はフィールド
    内の符号化を行い、シーンチェンジが生じた場合には、
    フレーム間又はフィールド間予測符号化に代えてフレー
    ム内又はフィールド内予測符号化を行なうフレ−ム間又
    はフィ−ルド間予測符号化方法であって、 フレーム間又はフィールド間の画像差分により非相関デ
    ータを得て、これに基づくデータと所定の閾値とを比較
    し、これより大である場合には、これを仮のシーンチェ
    ンジとし、少なくとも、この仮のシーンチェンジ以降の
    所定のフレーム又はフィールド期間内に、前記閾値より
    大なる非相関データの入来がない場合には、前記仮のシ
    ーンチェンジを真のシーンチェンジと判断して、この真
    のシーンチェンジ直後のフレーム間又はフィールド間予
    測符号化を前記フレーム内又はフィールド内符号化に代
    えて行なうことを特徴とするフレ−ム間又はフィ−ルド
    間予測符号化方法。
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