JP2656059B2 - 動画像の高能率符号化方式 - Google Patents

動画像の高能率符号化方式

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 動き検出・補償予測符号化方式に離散コサイン変換を
組み合わせた動画像の高能率符号化方式に関し、 予測画面の状態に応じて符号化を行うことを目的と
し、 可変遅延器からの各予測画面ブロックを記憶してお
き、各予測画面ブロックに隣接したブロック中の隣接し
た画素間の値の差の絶対値が閾値以上のものが一定数以
上であるときのみ該離散コサイン変換を行うように制御
する制御回路を設けたことを構成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は動画像の高能率符号化方式に関し、特に動き
検出・補償予測符号化方式に離散コサイン変換(以下、
DCTという)を組み合わせた動画像の高能率符号化方式
に関するものである。
テレビ会議を始めとして最近の画像伝送は、伝送量を
極力圧縮して低ビットレートを実現するという観点か
ら、伝送画面の動きを検出して、その動き分だけ画面を
補償して符号化する動き補償方式が採用されるようにな
って来たが、より一層情報量の圧縮を実現するため、こ
れにDCTを組み合わせる方式が必要となっている。
〔従来の技術〕
このような動き検出・補償予測符号化方式にDCTを組
み合わせた従来例が第6図に示されている。この第6図
においては、入力画面ブロックとフレームメモリ16から
の前画面ブロックとから動き検出器15が動ベクトル情報
を発生し、該動ベクトル情報に従って該前画面ブロック
を可変遅延器14で可変遅延して予測画面ブロックとし入
力画面ブロックとの予測誤差を取り離散コサイン変換器
11で離散コサイン変換して量子化器12に与え、量子化し
て受信側に伝送する。そして、この受信側と同じ再生動
作を行うために、逆DCT13を掛けて可変遅延器14からの
予測画面ブロックと加算し、前画面を生成してフレーム
メモリ16に格納しておく。
この場合、動き検出器15から発生される動ベクトル情
報並びに量子化器12でDCT11の変換係数の量子化を行っ
た結果、「無効」(量子化した係数が全て“0"になった
場合)か「有効」(“0"に成らなかった場合)かの情報
も受信側に送られ、無効の場合には、その旨受信側に知
らせるだけで量子化出力は伝送されない。これによっ
て、より圧縮効率を上げている。
受信側では、かかる補助情報としての無効/有効情
報、動ベクトル情報に基づいて送信側と逆の動作を行
う。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来の動画像の高能率符号化方式では、DC
Tは画像ブロック毎に周波数領域へ変換して情報量を圧
縮するために用いられているが、この方式では、第7図
に示す如く、動き補償を行って得られた視覚的に不自然
さを与えない予測画面ブロック(ブロック歪が余り目立
たない部分)に対しても、入力画面との差分を取って必
ずDCTを行うことになる。
このため、その画面ブロックDCTをかけた結果、有効
ブロックとなった場合、情報量が増えるだけで画質の向
上がほとんど無いという問題点があった。
従って、本発明は、動き検出・補償予測符号化方式に
離散コサイン変換を組み合わせた動画像の高能率符号化
方式において、予測画面の状態に応じて符号化を行うこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明に係る動画像の高
能率符号化方式では、第1図に原理的に示すように、第
6図に示した動画像の高能率符号化方式において、可変
遅延器14からの各予測画面ブロックを記憶しておき、各
予測画面ブロックに隣接したブロック中の隣接した画素
間の値の差の絶対値が閾値以上のものが一定数以上ある
ときのみ該離散コサイン変換を行うように制御する制御
回路1を設けている。
〔作用〕
第1図に示す本発明の動画像の高能率符号化方式にお
いては、第2図に示すように、制御回路1において可変
遅延器14から出力される各予測画面ブロック〜を記
憶しておく。そして、今、ブロックについてDCTを行
うか否かを調べるブロック、予測の対象となる画面ブロ
ックとすると、このブロックに隣接する上下左右のブ
ロック、、、中のブロックに隣接する画素a,
c,e,g,i,k,m,o…と、これらにそれぞれ隣接するブロッ
クの画素b,d,f,h,j,l,n,p…との値(例えば、輝度
差)の差分a−b,c−d,e−f,g−h,i−j,k−l,m−n,o−
p…の絶対値が或る閾値を越えるものが一定数以上ある
ときのみDCTを行うように制御することができ、視覚的
にブロック歪等による劣化の少ない部分に対してはDCT
を行わずに済み、情報量を削減することができる。
〔実 施 例〕
第3図は本発明に係る動画像の高能率符号化方式の一
実施例を示したもので、この実施例では、第1図の制御
回路1は、可変遅延器14からの動き補償予測を行った結
果の各予測画面ブロックを記憶しておくフレームメモリ
2と、このメモリ2に記憶した画面ブロックを読み出し
てDCTを行うか否かの判定を行ってDCT11に制御信号を与
える判定回路3とで構成されている。
第4図は、第3図に示す判定回路3で実行されるプロ
グラムのフローチャートを示したもので、以下、第4図
に沿って本発明の実施例の動作を説明する。
まず、ステップS1において、動き補償された予測画面
ブロック(斜線部)に隣接するブロックの隣接画素の座
標を第5図に示すようにとる。
即ち、動き補償後の合成画面(予測画面)ブロックを
REF、ブロックREFのX軸及びY軸方向の開始座標をそれ
ぞれI、J、画素間の例えば輝度差の閾値をTH、この閾
値THを越える画素数の閾値をTHTOTAL、ブロックサイズ
をBLK、画面サイズをIEND、JENDとする。
そして、閾値THを越えた画素の個数をカウントするカ
ウンタCNTを初期状態にリセットしておく(同ステップS
2)。
この状態でブロックが画面の左端に位置しているか否
かをチェックし(同ステップS3)、左端であれば、ステ
ップS9までスキップするが、そうでなければ、横方向の
画素数をカウントするカウンタIPをゼロにリセットする
(同ステップS4)。
次に、ブロックREFとその上のブロックとを比較する
ため、REF(I+IP,J)−REF(I+IP,J−1)の絶対値
が閾値THを越え且つREF(I+IP+1,J)−REF(I+IP
+1,J−1)の絶対値が閾値THを越えたか否か、即ち隣
接する4個の画素の上下間における値の絶対値差が閾値
THを越えたか否かをチェックし(同ステップS5)、越え
たときにのみカウンタCNTを“1"だけインクリメントし
て(同ステップS6)カウンタIPを“1"だけインクリメン
トする(同ステップS7)。ステップS5の条件を満たさな
い場合も同様にステップS7でカウンタIPをインクリメン
トする。
この後、ステップS8でIPがブロックサイズBLK−2に
なるまで、即ち横方向の画素間比較を全部行うまでステ
ップS5〜S8を繰り返す。
ステップS9では、ブロックが画面の右端に存在してい
るか否かをチェックし、そうであればステップS15へス
キップするが、そうでなければ、カウンタIPをゼロにリ
セットする(同ステップS10)。
そして、今度はブロックREFとこれの下側のブロック
とを比較するために、REF(I+IP,J+BLK−1)−REF
(I+IP,J+BLK)の絶対値が閾値THを越え且つREF(I
+IP+1,J+BLK−1)−REF(I+IP+1,J+BLK)の絶
対値が閾値THを越えたか否か、即ち隣接する4個の画素
の上下間における値の絶対値差が閾値THを越えたか否か
をチェックし(同ステップS11)、越えたときにのみカ
ウンタCNTを“1"だけインクリメントして(同ステップS
12)カウンタIPを“1"だけインクリメントする(同ステ
ップS13)。ステップS5の条件を満たさない場合も同様
にステップS13でカウンタIPをインクリメントする。
この後、ステップS14でIPがブロックサイズBLK−2に
なるまで、即ち横方向の画素間比較を全部行うまでステ
ップS11〜S14を繰り返す。
次に、ブロックが画面の上端に位置しているか否かを
チェックし(同ステップS15)、上端であれば、ステッ
プS21までスキップするが、そうでなければ、縦方向の
画素数をカウントするカウンタJPをゼロにリセットする
(同ステップS16)。
次に、ブロックREFとその左側のブロックとを比較す
るため、REF(I,J+JP)−REF(I−1,J+JP)の絶対値
が閾値THを越え且つREF(I,J+JP+1)−REF(I−1,J
+JP+1)の絶対値が閾値THを越えたか否か、即ち隣接
する4個の画素の左右間における値の絶対値差が閾値TH
を越えたか否かをチェックし(同ステップS17)、越え
たときにのみカウンタCNTを“1"だけインクリメントし
て(同ステップS18)カウンタJPを“1"だけインクリメ
ントする(同ステップS19)。ステップS17の条件を満た
さない場合も同様にステップS19でカウンタJPをインク
リメントする。
この後、ステップS20でJPがブロックサイズBLK−2に
なるまで、即ち縦方向の画素間比較を全部行うまでステ
ップS17〜S20を繰り返す。
ステップS21では、ブロックが画面の下端に存在して
いるか否かをチェックし、そうであればステップS27へ
スキップするが、そうでなければ、カウンタJPをゼロに
リセットする(同ステップS22)。
そして、今度はブロックREFとこれの右側のブロック
とを比較するために、REF(I+BLK,J+JP)−REF(I
+BLK−1,J+JP)の絶対値が閾値THを越え且つREF(I
+BLK,J+JP+1)−REF(I+BLK−1,J+JP+1)の絶
対値が閾値THを越えたか否か、隣接する4個の画素の左
右間における値の絶対値差が閾値THを越えたか否かをチ
ェックし(同ステップS23)、越えたときにのみカウン
タCNTを“1"だけインクリメントして(同ステップS24)
カウンタJPを“1"だけインクリメントする(同ステップ
S25)。ステップS23の条件を満たさない場合も同様にス
テップS25でカウンタJPをインクリメントする。
この後、ステップS26でJPがブロックサイズBLK−2に
なるまで、即ち縦方向の画素間比較を全部行うまでステ
ップS23〜S26を繰り返す。
そして、最後に、カウンタCNTがTHTOTALを越えたか否
かを判定し(同ステップS27)、越えた場合には、有効
ブロックとして(同ステップS28)DCTを行うように、ま
た越えない場合は、無効ブロックとして(同ステップS2
9)DCTを行わないように、判定回路3からDCT11に制御
信号が与えられる。
このようにしてブロックREFの上下左右の隣接ブロッ
ク中の隣接画素について比較を行う。
上記の実施例におけるステップS5、S11、S17、23のい
ずれも隣接する4個の画素間での比較を行ったが、これ
に限らず、隣接する2個の画素についてそれぞれ、REF
(I+IP,J)−REF(I+IP,J−1)の絶対値、REF(I
+IP,J+BLK−1)−REF(I+IP,J+BLK)の絶対値、R
EF(I,J+JP)−REF(I−1,J+JP)の絶対値、REF(I
+BLK,J+JP)−REF(I+BLK−1,J+JP)の絶対値をそ
れぞれ閾値THと比較してもよい。この場合には、ステッ
プS8、S14、S20、S26はそれぞれBLK−1となる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明の動画像の高能率符号化方式によ
れば、動き補償を受けた予測画面ブロックについてその
隣接するブロックの隣接画素間での信号の変化が一定以
上あると認められるブロックについては、原画との差分
をとった後、DCTを行わないで量子化のみを実行するよ
うに構成したので、視覚的に不自然さを与えない画面ブ
ロックについては画質の劣化をもたらすことなく余分な
情報量を低下させることができ、またDCTに費やす計算
量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る動画像の高能率符号化方式の原理
図、 第2図は本発明において処理対象となるブロックの隣接
画素をを示す図、 第3図は本発明に係る動画像の高能率符号化方式に用い
る制御回路の一実施例を示すブロック図、 第4図は本発明に用いる制御回路の判定動作の一実施例
を示すフローチャート図、 第5図は画面座標を示す図、 第6図は従来の動画像の高能率符号化方式を示すブロッ
ク図、 第7図は従来の問題点を説明するための図、である。 第1図において、 1……制御回路、 11……DCT、 12……量子化器、 14……可変遅延器、 15……動き検出器、 16……フレームメモリ。 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力画面ブロックとフレームメモリ(16)
    からの前画面ブロックとから動き検出器(15)が動ベク
    トル情報を発生し、該動ベクトル情報に従って該前画面
    ブロックを可変遅延器(14)で可変遅延して予測画面ブ
    ロックとし入力画面ブロックとの予測誤差を取り離散コ
    サイン変換器(11)で離散コサイン変換して量子化器
    (12)に与え、量子化して伝送する動画像の高能率符号
    化方式において、 該可変遅延器(14)からの各予測画面ブロックを記憶し
    ておき、各予測画面ブロックに隣接したブロック中の隣
    接した画素間の値の差の絶対値が閾値以上のものが一定
    数以上あるときのみ該離散コサイン変換を行うように制
    御する制御回路(1)を設けたことを特徴とする動画像
    の高能率符号化方式。
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