JP2695465B2 - 動画像符号化・復号化方式 - Google Patents

動画像符号化・復号化方式

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動画像符号化・復号化方式に関し、特に、
動画像を順方向にも逆方向にも再生できるように蓄積す
るための符号化・復号化方式に関するものである。
〔従来技術〕
従来から通信の分野、特に、テレビ(TV)電話、テレ
ビ(TV)会議等で用いられている高能率符号化方式で
は、逆方向に復号化する必要が無いため、逆方向再生は
不可能であった。
動画像を符号化するには、画像データの持つ空間方向
の冗長度と共に時間軸方向の冗長度も抑制するのが効果
的である。この意味で動き補償は、動画像の特徴を利用
した効果的な符号化手法の1つである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、蓄積メディア用動画像のように、順逆
両方向の再生が必要な場合、各方向独立に動き補償を行
っていたのでは、データ量が2倍になり、1つの蓄積メ
ディアに蓄積可能なデータ量は1/2に低下するという問
題があった。
従来技術の動き補償による動ベクトルと差分情報を順
方向と逆方向で共有すれば、データ量は変わらず効果的
であるが、第n+1フレームから第nフレームへの逆方
向再生の場合、動ベクトルを順方向の際の逆向きとして
用いれば、差分情報を求めるために必要な参照ブロック
間に第4図に示すような隙間ができて第nフレームに関
する第n+1フレームからの情報が無い部分ができて再
生できなくなるという問題があった。
本発明は、前記問題点を解決するために成されたもの
である。
本発明の目的は、動画像符号化・復号化方式におい
て、動き補償の動ベクトルを順方向逆方向で共有し、差
分情報をブロック間の隙間ができないように拡大して求
めることによって、順方向、逆方向のどちらにも動き補
償差分を用いた高能率符号化・復号化方式を実現するこ
とができる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであ
ろう。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、動画像の順方
向、逆方向の両方向に再生可能な符号化・復号化方式で
あって、前記順方向には、ブロック毎に動き補償によっ
て動ベクトルを求める手段と、前記逆方向には、前記動
ベクトルの向きを逆にすることにより動き補償の動ベク
トルとする手段と、第nフレームから第n−1フレーム
を再生する逆方向再生時に第nフレーム上のブロックを
前記動ベクトルを用いて第n−1フレーム上でシフトさ
せた際に、第n−1フレームの再生画像にブロック間の
隙間ができるのを防ぐために、逆方向の動ベクトルにし
たがってブロックを移動させることによってできる隙間
を求める手段と、動き補償差分を、前記隙間に相当する
画素にまで広げて求める手段と、該差分情報を前記動ベ
クトルと共に符号化する手段と、第nフレームから第n
+1フレームへの順方向再生時には、第n+1フレーム
上のブロックを前記動ベクトルにしたがってシフトした
位置にある第nフレーム上のブロックから第n+1フレ
ームのブロックを予測する手段と、前記差分情報のう
ち、順方向に必要な差分情報を選択する手段と、該選択
された差分情報を用い、復号化する手段と、第nフレー
ムから第n−1フレームへの逆方向再生時には、順方向
時の動ベクトルの向きを逆にし、これを逆方向時動き補
償の動ベクトルとし、該動ベクトルにしたがって、第n
フレームに相当するブロックから第n−1フレームのブ
ロックを予測する手段と、前記差分情報のうち、逆方向
に必要な差分情報を選択する手段と、該選択された差分
情報を用いて復号化する手段とを備えたことを最も主要
な特徴とする。
〔作 用〕
前述した手段によれば、例えば、蓄積メディアへの動
画像の蓄積において、順方向、逆方向の動き補償による
動ベクトルを共有し、順方向の差分情報に、逆方向のた
めの差分情報を付加することにより、順方向、逆方向共
に動き補償を用いるので、高能率符号化・復号化を行う
ことができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明
する。
第1図は、本発明をディスクリート・コサイン変換を
用いた符号化方式に適用した一実施例の概略構成を示す
ブロック図である。
本実施例のディスクリート.コサイン変換を用いた符
号化方式は、第1図に示すように、第n−1フレームま
での符号化が終わっており、現在第nフレームの符号化
であるとする。第nフレームがフレームメモリ1に取り
込まれ、既に符号化・復号化された第n−1フレームが
フレームメモリ2に取り込まれる。ブロック分割器3に
よって分割されたブロックと第n−1フレームの復元画
像が動き補償処理回路4に取り込まれ動ベクトルが求め
られる。
ブロック移動回路5では、該動ベクトルと第n−1フ
レームの復元画像から第nフレームに対する参照ブロッ
クが求められ、該参照ブロックと第nフレームのブロッ
クとの差分が減算器6で求められる。該差分情報は、第
n−1フレームから第nフレームを再生する順再生の際
に用いられる。該差分情報は、ディスクリート・コサイ
ン変換回路(DCT)7でディスクリート・コサイン変換
係数に変換される。該変換係数は、量子化器(Q)8で
量子化され、バッファメモリ13に送られる。該変換係数
は、また、逆量子化器(Q-1)9で逆量子化され、更に
逆ディスクリート・コサイン変換回路(IDCT)10で逆変
換され、加算器(+)11で第n−1フレームの復元画像
との和をとって、第nフレームの復元画像となる。ブロ
ック間隙検出回路12では、前記動ベクトルの逆向きに、
第nフレームから第n−1フレームへ参照ブロックを移
動したときに生じるブロック間の隙間を検出し、該ブロ
ック間隙部の前記第nフレームの復元画像と第n−1フ
レームの復元画像との差分が差分器(−)6で求められ
る。該差分情報は、第nフレームから第n−1フレーム
を再生する逆方向再生の際に用いられる。該差分情報
は、ディスクリート・コサイン変換回路(DCT)7で変
換され、量子化器(Q)8で量子化された後、バッファ
メモリ13に送られる。バッファメモリ13で、前記動ベク
トルと、順方向、逆方向再生の際に用いる各差分情報が
蓄えられたのち、可変長符号化器14で符号化され、記録
処理回路15で記録される。
第2図は、第1図に示す符号化方式によって符号化さ
れ、記録されるデータのフォーマットを示している。図
中、16は動ベクトルデータ(動ベクトル情報)、17は順
方向再生の時のみに使う差分データ(差分情報)、18は
順逆両方向再生時に使う差分データ(差分情報)、19は
逆方向再生の時のみに使う差分データ(差分情報)を示
す。順方向再生時には、動ベクトルデータ16を復号化
し、順方向再生の時のみに使う差分データ17及び順逆両
方向再生時に使う差分データ18を復号化して用い、逆方
向再生時には、動ベクトルデータ16を復号化し、ベクト
ルの向きを逆にして逆方向動き補償の動ベクトルとし、
順逆両方向再生時に使う差分データ18及び逆方向再生の
時のみに使う差分データ19を復号化し、順逆両方向再生
時に使う差分データ18については、逆方向の差分情報の
するため正負を逆にして用いる。
第3図は、前記第1図に示すディスクリート・コサイ
ン変換回路(DCT)7を用いた符号化方式によって符号
化された符号データから画像を復元する復号化方式の一
実施例の概略構成を示すブロック図である。
本実施例の復号化方式は、第3図に示すように、順方
向再生か、逆方向再生かが、順逆判定回路20で判定され
る。差分情報復号化回路22では、バッファメモリ21上の
データから順逆方向判定結果に基づき、順方向なら順方
向のみに相当するデータと順逆共通のデータを取り込み
復号化し、逆方向なら、順逆共通領域に関するデータを
取り込んで復号化した後、正負を逆にし、逆方向のみに
相当する。即ち、前記本実施例の符号化方式の中で説明
したブロック間隙に相当する領域のデータとを取り込ん
で復号化し、差分情報とする。該差分情報は逆量子化器
(Q-1)23で逆量子化され、逆ディスクリート・コサイ
ン変換回路(IDCT)24で逆変換される。バッファメモリ
21にある符号データから、動ベクトル復号化回路25に動
ベクトルの符号データが取り込まれ、前記順逆方向判定
結果に基づき順方向の場合にはそのまま、逆方向の場合
には向きを逆にして復号化される。
該動ベクトルにしたがってブロック移動回路26では、
フレームメモリ27から参照ブロックを前フレーム復元画
像より取り込む。該参照ブロックデータと前記逆変換さ
れたデータが加算器28で加算され、現フレームの画像が
復元される。この復元画像はフレームメモリ27に転送さ
れ、ディスプレイ29で表示されると共に、次のフレーム
復元のためにバッファリングされる。
以上の説明からわかるように、本実施例によれば、動
画像を蓄積メディアに蓄積する際に、順方向、逆方向の
動き補償による動ベクトルを共有し、順方向の差分情報
に、逆方向のための差分情報を付加することにより、順
方向、逆方向共に動き補償を用いるので、高能率で符号
化・復号化を行うことができる。これにより、TV会議や
TV電話などの高能率符号化に使われている動き補償の手
法が順方向再生にも、逆方向再生にもデータ量を2倍に
することなしに高能率で符号化・復号化を行うことがで
きる。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である
ことは言うまでもない。
例えば、前記本発明の符号化方式は、前記実施例のデ
ィスクリート・コサイン変換以外に、ブロック・トラン
ケーション・コーディング、ベクトル量子化法、DPCM、
或はカルーネン・レーベ変換等を用いることができる。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明によれば、動画像符号
化・復号化方式において、動き補償の動ベクトルを順方
向逆方向で共有し、差分情報をブロック間の隙間ができ
ないように拡大して求めるので、順方向、逆方向のどち
らにも動き補償差分を用いた高能率符号化・復号化方式
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明をディスクリート・コサイン変換を用
いた符号化方式に適用した一実施例の概略構成を示すブ
ロック図、 第2図は、第1図に示す符号化方式によって符号化さ
れ、記録されるデータのフォーマットを示す図、 第3図は、前記第1図に示すディスクリート・コサイン
変換を用いた符号化方式によって符号化された符号デー
タから画像を復元する復号化方式の一実施例の概略構成
を示すブロック図、 第4図は、順方向再生の際の動ベクトルを逆再生に用い
たときに生じるブロック間の隙間を説明するための図で
ある。 図中、1,2……フレームメモリ、3……ブロック分割
器、4……動き補償処理回路、5……ブロック移動回
路、6……減算器(−)、7……ディスクリート・コサ
イン変換回路(DCT)、8……量子化器(Q)、9……
逆量子化器(Q-1)、10……逆ディスクリート・コサイ
ン変換回路(IDCT)、11……加算器(+)、12……ブロ
ック間隙検出回路、13……バッファメモリ、14……可変
長符号化器、15……記録処理回路、16……動ベクトルデ
ータ、17……順方向再生の時のみに使う差分データ、18
……順逆両方向再生時に使う差分データ、19……逆方向
再生の時のみに使う差分データ、20……順逆判定回路、
21……バッファメモリ、22……差分情報復号化回路、23
……逆量子化器、24……逆ディスクリート・コサイン変
換回路、25……動ベクトル復号化回路、26……ブロック
移動回路、27……フレームメモリ、28……加算器、29…
…ディスプレイ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−300781(JP,A) 特開 昭63−274274(JP,A) 特開 昭62−155685(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】動画像の順方向、逆方向の両方向に再生可
    能な符号化・復号化方式であって、前記順方向には、ブ
    ロック毎に動き補償によって動ベクトルを求める手段
    と、前記逆方向には、前記動ベクトルの向きを逆にする
    ことにより動き補償の動ベクトルとする手段と、第nフ
    レームから第n−1フレームを再生する逆方向再生時に
    第nフレーム上のブロックを前記動ベクトルを用いて第
    n−1フレーム上でシフトさせた際に、第n−1フレー
    ムの再生画像にブロック間の隙間ができるのを防ぐため
    に、逆方向の動ベクトルにしたがってブロックを移動さ
    せることによってできる隙間を求める手段と、動き補償
    差分を、前記隙間に相当する画素にまで広げて求める手
    段と、該差分情報を前記動ベクトルと共に符号化する手
    段と、第nフレームから第n+1フレームへの順方向再
    生時には、第n+1フレーム上のブロックを前記動ベク
    トルにしたがってシフトした位置にある第nフレーム上
    のブロックから第n+1フレームのブロックを予測する
    手段と、前記差分情報のうち、順方向に必要な差分情報
    を選択する手段と、該選択された差分情報を用いて復号
    化する手段と、第nフレームから第n−1フレームへの
    逆方向再生時には、順方向時の動ベクトルの向きを逆に
    し、これを逆方向時動き補償の動ベクトルとし、該動ベ
    クトルにしたがって、第nフレームに相当するブロック
    から第n−1フレームのブロックを予測する手段と、前
    記差分情報のうち、逆方向に必要な差分情報を選択する
    手段と、該選択された差分情報を用いて復号化する手段
    とを備えたことを特徴とする動画像符号化・復号化方
    式。
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