JP2623555B2 - 変換符号化装置及び符号化方法 - Google Patents

変換符号化装置及び符号化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コサイン変換(Discrete Cosine Transf
orm)等の変換符号化にに適用可能な変換符号化装置及
び符号化方法に関する。
〔従来の技術〕
画像信号の冗長度を抑圧するために、所定数の画素か
らなるブロックに画面を分割し、ブロック毎に原画像信
号の特徴と合った変換軸で線形変換を行う変換符号化が
知られている。変換符号化としては、アダマール変換、
コサイン変換等が知られている。例えば「“IEEE TRANS
ACTIONS ON COMMUNICATIONS"VOL,COM−32,NO.3,MARCH,1
984,ページ225〜231」に記載されているように、2次元
コサイン変換では、次式で示される処理がなされる。但
し、原データは、1ブロックが(M×N)サンプルの2
次元データf(j,k)(j,k=0,1,・・・・N−1)とす
る。
上式の変換により得られる係数値に対してスレッショ
ルディングで情報量の削減がなされ、バッフアリングが
実行される。
コサイン変換によって、デジタル画像信号のデータ量
の圧縮がなされ、圧縮後のビットレートが例えば25〔Mb
ps〕、或いは12.5〔Mbps〕とされる。12.5〔Mbps〕迄の
圧縮を行う場合、圧縮率が高いために、背景雑音の増
加、周波数成分の欠落によるブロックの歪み、画像のボ
ケがかなり目立つ問題があり、画質劣化が著しい問題が
あった。
従って、この発明の目的は、変換符号化によって高い
圧縮率を得る場合に、画質劣化が低減出来る変換符号化
装置及び符号化方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、画面を所定数の画素で構成されるブロッ
クに分割し、ブロック毎に画素データを直交変換する変
換符号化装置に於いて、 入力デジタル画像信号の時間的に連続する少なくとも
2フレームに夫々含まれる対応する2個のブロック間
で、動き検出を行う検出手段と、 2個のブロック間で同一位置の画素データの平均値を
形成するか、または2個のブロックの一方のブロックを
削除することによって、1個のブロックからなる代表ブ
ロックを生成する手段と、 動き検出手段の検出信号によって、動画ブロックの場
合は、上記入力デジタル画像信号のブロックを選択し、
静止画ブロックの場合は、代表ブロックを選択する選択
手段と、 選択手段の出力を直交変換符号化する符号化手段とを
備えたことを特徴とする変換符号化装置である。
〔作用〕
静止画ブロックの場合では、ブロック画像の内容が殆
ど同一である。従って、時間的に連続する少なくとも2
フレームに夫々含まれる2個のブロックを1個のブロッ
クに代表させることができる。テレビジョン画像では、
1画面中の静止ブロックが占める割合が比較的高く、上
述のように、複数のブロックを1ブロックに代表させる
処理によって、変換符号化されるブロック数が減少す
る。変換符号化の前で、データ量を圧縮できるので、DC
T等の変換符号の圧縮率をそれほど高くしなくても、目
標とするビットレートを得ることができる。従って、復
元画像の著しい画質劣化を防止することができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。
第1図において、1で示す入力端子にデジタルテレビ
ジョン信号が供給され、ブロック化回路2において、変
換符号化の単位であるブロックの順序の信号に変換され
る。
ブロック化回路2の出力信号が遅延回路3、加算回路
4、フレームメモリ5及び減算回路6に供給される。加
算回路4の他の入力信号としてフレームメモリ5からの
前のフレームのデジタルテレビジョン信号が供給され
る。加算回路4の出力信号が1/2倍回路7に供給され、1
/2倍回路7の出力信号が遅延回路8に供給される。遅延
回路3の出力信号がスイッチ回路9の一方の入力端子a
に供給され、遅延回路8の出力信号がスイッチ回路9の
他方の入力端子bに供給される。
スイッチ回路9の出力端子cからの出力信号がDCT
(コサイン変換)エンコーダ10に供給され、ブロック単
位でDCT演算が行われ、DCTテーブルが得られ、このDCT
テーブルを用いて情報量が削減される。DCTエンコーダ1
0の出力端子11に送信信号が得られる。
第3図は、DCTエンコーダ10の一例を示し、第3図に
於いて31で示す入力端子には、デジタルビデオ信号f
(j,k)が供給され、この入力信号がコサイン変換回路3
2に供給される。コサイン変換回路32では、従来と同様
の処理により、2次元コサイン変換がなされる。コサイ
ン変換回路32からの計数値F(u,v)がスレッショルデ
ィング回路32に供給され、情報量の削減がなされる。ス
レッショルディング回路33からの計数値Fr(u,v)が量
子化回路34に供給され、量子化回路34の出力がコーディ
ング回路35に供給され、所定ビット数のコード信号に変
換される。
コーディング回路35からのコード信号がバッフアメモ
リ36に供給される。バッフアメモリ36は、コーディング
回路35からのコード信号の伝送レートを伝送路のレート
を超えない範囲の一定ビットレートに変換するために設
けられている。バッフアメモリ36の入力側のデータレー
トは、可変のものであるが、バッフアメモリ36の出力側
のデータレートが一定となる。バッフアメモリ36からの
一定ビットレートの出力データが端子37に取り出され
る。このバッフアメモリ36では、1画面毎に一定の値が
決定される。この値がスレッショルディング回路33に与
えられ、しきい値の決定に使用される。
スイッチ回路9は、破線で囲んで示す動き検出回路12
の検出信号により制御され、動画ブロックの場合には入
力端子a及び出力端子cが接続され、静止画ブロックの
場合には、入力端子b及び出力端子cが接続される。動
画ブロックの場合には、遅延回路3を介された入力デジ
タル画像信号がそのままDCTエンコーダ10に供給され
る。第4図Aに示すように、入力デジタルビデオ信号の
時間的に連続するフレームFn及びFn+1に夫々含まれるブ
ロックBn及びBn+1が動画ブロックであると動き検出回路
12により判断されると、これらのブロックBn及びBn+1
夫々と対応するDCTテーブルがDCTエンコーダ10に於いて
算出される 又、静止画ブロックの場合には、加算回路4、1/2倍
回路7及び遅延回路8を介された信号が、スイッチ回路
9により選択される。加算回路4には、ブロック化回路
2の出力信号とフレームメモリ5からの前のフレームの
信号とが供給される。即ち、第4図Bに示すように、フ
レームFn及びFn+1の夫々に含まれるブロックBn及びBn+1
の対応する画素データ同士が加算回路4によって加算さ
れる。例えばブロックBnの画素データa0とブロックBn+1
の画素データb0とが加算され、1/2倍回路7に供給さ
れ、1/2(a0+b0)の出力信号が得られる。
従って、2個のブロックBn及びBn+1が両者の各画素デ
ータの平均値からなる1個の代表ブロックBn′に変換さ
れる。DCTエンコーダ10は、この代表ブロックBn′に含
まれる画素データを処理する。平均値を形成する代わり
に、一方のブロックを単に削除しても良い。遅延回路3
及び8は、動き検出回路12の動き判定に要する時間、デ
ータを遅延させるために設けられている。
動き検出回路12は、減算回路6、絶対値化回路13、比
較回路14、判定回路16から構成されている。減算回路6
及び絶対値化回路13により、連続する2つのフレームF
n、Fn+1に夫々含まれるブロックBn、Bn+1の間に対応す
る位置の画素データのレベル差(フレーム差)の絶対値
が形成される。このフレーム差の絶対値が比較回路14に
供給され、端子15からのしきい値と比較される。フレー
ム差の絶対値としきい値データとのレベル関係に対応す
る2値的な比較出力が判定回路16に供給される。判定回
路16は、各ブロックBn及びBn+1に含まれる全ての画素デ
ータに関してのフレーム差の絶対値がしきい値データ以
下の時に両者の間で変化がない、即ち、静止部と判定す
る。判定回路16には、1ブロック毎のリセットパルスが
端子17から供給され、ブロック毎に動き検出がなされ
る。この判定回路16から得られる動き検出信号がスイッ
チ回路9に供給されると共に、出力端子18に取り出さ
れ、DCTエンコーダ10の出力信号と共に送信される。
第2図は、受信側の構成を示し、第2図において21で
示す入力端子からの受信データがDCTデコーダ22に供給
され、DCTデコーダ22によって、ブロック毎の復元デー
タが得られる。このDCTデコーダ22からの復元データが
スイッチ回路23の一方の入力端子aに供給されると共
に、補間回路24に供給される。補間回路24の出力信号が
スイッチ回路23の他方の入力端子bに供給される。スイ
ッチ回路23は、端子25からの動き検出信号によって制御
され、動画ブロックでは、入力端子a及び出力端子cが
接続され、静止画ブロックでは、入力端子b及び出力端
子cが接続される。補間回路24は、復元された1ブロッ
クのデータと同一のブロックを形成するために設けられ
ている。
スイッチ回路23の出力信号がブロック分解回路26に供
給される。このブロック分解回路26では、ブロックの順
序のデジタルビデオ信号がテレビジョン走査の順序に戻
される。ブロック分解回路26の出力端子27には、復元さ
れたデジタルビデオ信号が得られる。
尚、上述の一実施例では、動き適応処理の対象が2フ
レームとされているが、3フレーム以上の期間を対象と
しても良い。
〔発明の効果〕
この発明では、1画面を多数のブロックに分割し、こ
のブロック毎に変換符号化を行う時に、静止ブロックで
は、予め複数ブロックを1個の代表ブロックに圧縮して
いる。この発明によれば、伝送すべきデータ量を大幅に
圧縮することができるので、変換符号化自体の圧縮パラ
メータを高くしなくても良く、復元画像の画質を良好と
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の送信側のブロック図、第
2図はこの発明の一実施例の受信側のブロック図、第3
図はDCTエンコーダの一例のブロック図、第4図はこの
発明の一実施例の動作説明に用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:入力端子、5:フレームメモリ、9:スイッチ回路、10:D
CTエンコーダ、11:出力端子、12:動き検出回路。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画面を所定数の画素で構成されるブロック
    に分割し、上記ブロック毎に画素データを直交変換する
    変換符号化装置に於いて、 入力デジタル画像信号の時間的に連続する少なくとも2
    フレームに夫々含まれる対応する2個のブロック間で、
    動き検出を行う検出手段と、 上記2個のブロック間で同一位置の画素データの平均値
    を形成するか、または上記2個のブロックの一方のブロ
    ックを削除することによって、1個のブロックからなる
    代表ブロックを生成する手段と、 上記動き検出手段の検出信号によって、動画ブロックの
    場合は、上記入力デジタル画像信号のブロックを選択
    し、静止画ブロックの場合は、上記代表ブロックを選択
    する選択手段と、 上記選択手段の出力を直交変換符号化する符号化手段と
    を備えたことを特徴とする変換符号化装置。
  2. 【請求項2】画面を所定数の画素で構成されるブロック
    に分割し、上記ブロック毎に画素データを直交変換する
    変換符号化装置に於いて、 入力デジタル画像信号の時間的に連続する少なくとも2
    フレームに夫々含まれる対応する2個のブロック間で、
    動き検出を行う動き検出のステップと、 上記2個のブロック間で同一位置の画素データの平均値
    を形成するか、または上記2個のブロックの一方のブロ
    ックを削除することによって、1個のブロックからなる
    代表ブロックを生成するステップと、 上記動き検出の結果に基づいて、動画ブロックの場合
    は、上記入力デジタル画像信号のブロックを選択し、静
    止画ブロックの場合は、上記代表ブロックを選択する選
    択のステップと、 選択された出力を直交変換符号化する符号化のステップ
    とからなることを特徴とする変換符号化方法。
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JPS6212286A (ja) * 1985-07-09 1987-01-21 Nec Corp 動画像信号の符号化方式とその装置

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