JP2830883B2 - 動画像符号化装置及びその復号装置 - Google Patents
動画像符号化装置及びその復号装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、記録，伝送，表示装置
として使用され、動画像信号をより少ない符号量で効率
的に符号化する動画像信号の符号化装置及びその復号装
置に関するものである。
として使用され、動画像信号をより少ない符号量で効率
的に符号化する動画像信号の符号化装置及びその復号装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】動画像の高能率符号化において、画像信
号のフレーム間の相関を利用し、符号化されるフレーム
を符号化の済んだフレームで予測して、予測誤差のみを
符号化するフレーム間予測符号化がある。近年はさら
に、画像を動きに合わせて移動させて予測する動き補償
フレーム間予測が一般的になってきている。しかし、蓄
積メディアを対象とした符号化では、数フレーム毎にフ
レーム間予測をしないでフレーム内独立符号化を行い、
ランダムアクセスや高速サーチに対応させる。その符号
化装置の構成例を図５に示す。
号のフレーム間の相関を利用し、符号化されるフレーム
を符号化の済んだフレームで予測して、予測誤差のみを
符号化するフレーム間予測符号化がある。近年はさら
に、画像を動きに合わせて移動させて予測する動き補償
フレーム間予測が一般的になってきている。しかし、蓄
積メディアを対象とした符号化では、数フレーム毎にフ
レーム間予測をしないでフレーム内独立符号化を行い、
ランダムアクセスや高速サーチに対応させる。その符号
化装置の構成例を図５に示す。
【０００３】画像入力端子１より入力された画像信号は
減算器１３に導かれ、切り替えスイッチ３５から来る予
測信号が減算される。予測残差である減算器１３の出力
は、フレーム内符号化器４で符号化され圧縮された符号
化データとなる。そのデータはデータ出力端子７から出
力されると共にフレーム内復号器１５で再生された予測
残差となり、残差加算器１６で予測信号が加算され再生
された画像信号となる。再生された画像信号はフレーム
メモリー１７に蓄えられ、１フレーム遅延させられた
後、切り替えスイッチ３５のＰ端子に導かれる。
減算器１３に導かれ、切り替えスイッチ３５から来る予
測信号が減算される。予測残差である減算器１３の出力
は、フレーム内符号化器４で符号化され圧縮された符号
化データとなる。そのデータはデータ出力端子７から出
力されると共にフレーム内復号器１５で再生された予測
残差となり、残差加算器１６で予測信号が加算され再生
された画像信号となる。再生された画像信号はフレーム
メモリー１７に蓄えられ、１フレーム遅延させられた
後、切り替えスイッチ３５のＰ端子に導かれる。
【０００４】切り替えスイッチ３５は入力画像信号より
分離された同期信号によって制御され、Ｎ（４〜１５）
フレームに一度の独立フレームでは可動端子Ｓは固定端
子Ｉ側に接続され、他の予測フレームではＰ側に接続さ
れる。ここでＰには１フレーム前の再生画像信号が入力
されているので、Ｐが選択されるとフレーム間予測とな
る。Ｉには固定値（Ｏ）が接続されているので、減算器
１３の出力は入力画像信号と同じになり、フレーム内独
立符号化となる。
分離された同期信号によって制御され、Ｎ（４〜１５）
フレームに一度の独立フレームでは可動端子Ｓは固定端
子Ｉ側に接続され、他の予測フレームではＰ側に接続さ
れる。ここでＰには１フレーム前の再生画像信号が入力
されているので、Ｐが選択されるとフレーム間予測とな
る。Ｉには固定値（Ｏ）が接続されているので、減算器
１３の出力は入力画像信号と同じになり、フレーム内独
立符号化となる。
【０００５】復号装置の構成を図６に示す。データ入力
端子３０より入力された符号化データは、フレーム内復
号器１５で復号され、残差加算器１６で切り替えスイッ
チ３５から供給される予測信号が加算され、再生画像信
号となる。その信号は再生画像信号出力端子３２より出
力されると共にフレームメモリー１７に蓄えられ、１フ
レーム遅延させられた後切り替えスイッチ３５を通って
残差加算器１６に入力される。切り替えスイッチ３５は
入力データより分離されたフレーム同期信号で符号化器
と同様に制御される。
端子３０より入力された符号化データは、フレーム内復
号器１５で復号され、残差加算器１６で切り替えスイッ
チ３５から供給される予測信号が加算され、再生画像信
号となる。その信号は再生画像信号出力端子３２より出
力されると共にフレームメモリー１７に蓄えられ、１フ
レーム遅延させられた後切り替えスイッチ３５を通って
残差加算器１６に入力される。切り替えスイッチ３５は
入力データより分離されたフレーム同期信号で符号化器
と同様に制御される。
【０００６】なお、図５に示した符号化装置のフレーム
内符号化器４では、まずＤＣＴが行われ、その変換出力
を量子化し、ハフマン符号などで可変長符号化する。復
号装置のフレーム内復号化器１５では、まず可変長符号
を復号し、固定長符号を量子化代表値に置き換え、さら
に逆ＤＣＴして再生信号を得る。ここで、処理単位はフ
レームとしたが、インターレース信号のフィールドでも
同様である。
内符号化器４では、まずＤＣＴが行われ、その変換出力
を量子化し、ハフマン符号などで可変長符号化する。復
号装置のフレーム内復号化器１５では、まず可変長符号
を復号し、固定長符号を量子化代表値に置き換え、さら
に逆ＤＣＴして再生信号を得る。ここで、処理単位はフ
レームとしたが、インターレース信号のフィールドでも
同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来例として示した符
号化方式は定期的に独立フレームがあるが、独立フレー
ムは予測フレームより発生するデータ量が多くなるの
で、独立フレームを増やしランダムアクセスなどの機能
性を良くしようとすると、その分符号化効率が悪くな
る。これに対し、本発明と同一出願人による先願（特願
平３−１２５３９３号，発明の名称「高能率符号化装置
及び復号化装置」）ではこの点の解決方法として、独立
フレームにおいてもフレーム間相関を利用し、符号化器
での量子化誤差成分の減算及び復号化器でのフレーム間
画像加算を行い、量子化を粗くしても画質を保ちつつ、
符号化効率を改善している。
号化方式は定期的に独立フレームがあるが、独立フレー
ムは予測フレームより発生するデータ量が多くなるの
で、独立フレームを増やしランダムアクセスなどの機能
性を良くしようとすると、その分符号化効率が悪くな
る。これに対し、本発明と同一出願人による先願（特願
平３−１２５３９３号，発明の名称「高能率符号化装置
及び復号化装置」）ではこの点の解決方法として、独立
フレームにおいてもフレーム間相関を利用し、符号化器
での量子化誤差成分の減算及び復号化器でのフレーム間
画像加算を行い、量子化を粗くしても画質を保ちつつ、
符号化効率を改善している。
【０００８】しかし、上記装置において、フレーム間加
算で行われる時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くすると、画
像変化が少ない場合は改善効果を上げることができる
が、画像が変化していると適切な処理とならず画像が大
きく劣化してしまう可能性がある。したがって、時間軸
ＬＰＦの通過帯域はあまり狭くできず、その結果、効果
も少なくなる。
算で行われる時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くすると、画
像変化が少ない場合は改善効果を上げることができる
が、画像が変化していると適切な処理とならず画像が大
きく劣化してしまう可能性がある。したがって、時間軸
ＬＰＦの通過帯域はあまり狭くできず、その結果、効果
も少なくなる。
【０００９】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、復号化装置で行うフレーム間加算を符号化装置でも
行い、入力画像信号からその加算された信号を減算し、
残差成分を符号化して伝送することで、フレーム間加算
で実現される時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くした場合に
生じる弊害が補償され、画質上の問題なく通過帯域を狭
くでき、この結果、符号化効率を改善しデータ量をより
少なくすることができる動画像符号化装置及びその復号
装置を提供することを目的とするものである。
で、復号化装置で行うフレーム間加算を符号化装置でも
行い、入力画像信号からその加算された信号を減算し、
残差成分を符号化して伝送することで、フレーム間加算
で実現される時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くした場合に
生じる弊害が補償され、画質上の問題なく通過帯域を狭
くでき、この結果、符号化効率を改善しデータ量をより
少なくすることができる動画像符号化装置及びその復号
装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するためになされたもので、動画像信号の符号化装置
であって、入力画像信号を符号化して画像符号化データ
を得る画像符号化手段と、前記画像符号化データを復号
して局部復号画像信号を得る画像復号手段と、時間軸加
算信号を得る時間軸加算手段と、前記入力画像信号から
前記時間軸加算信号を減算して残差信号を得る減算手段
と、前記残差信号を符号化して残差符号化データを得る
残差符号化手段と、前記残差符号化データを復号して前
記時間軸加算信号と加算して局部再生画像信号を得、画
像メモリに記憶する画像間予測手段とを備え、前記時間
軸加算手段は、前記画像復号手段から出力される局部復
号画像信号と前記画像間予測手段の画像メモリから出力
される局部再生画像信号とを加算して、時間軸加算信号
を得ることを特徴とする動画像符号化装置を提供するも
のである。
成するためになされたもので、動画像信号の符号化装置
であって、入力画像信号を符号化して画像符号化データ
を得る画像符号化手段と、前記画像符号化データを復号
して局部復号画像信号を得る画像復号手段と、時間軸加
算信号を得る時間軸加算手段と、前記入力画像信号から
前記時間軸加算信号を減算して残差信号を得る減算手段
と、前記残差信号を符号化して残差符号化データを得る
残差符号化手段と、前記残差符号化データを復号して前
記時間軸加算信号と加算して局部再生画像信号を得、画
像メモリに記憶する画像間予測手段とを備え、前記時間
軸加算手段は、前記画像復号手段から出力される局部復
号画像信号と前記画像間予測手段の画像メモリから出力
される局部再生画像信号とを加算して、時間軸加算信号
を得ることを特徴とする動画像符号化装置を提供するも
のである。
【００１１】また、前記した動画像符号化装置で符号化
された動画像信号の復号装置であって、入力された画像
符号化データを復号して復号画像信号を得る画像復号手
段と、入力された残差符号化データを復号して復号残差
信号を得る残差復号手段と、時間軸加算信号を得る時間
軸加算手段と、前記復号残差信号と前記時間軸加算信号
とを加算して再生画像信号を得る残差加算手段と、前記
再生画像信号から予測画像信号を生成して画像メモリに
記憶する画像間予測手段とを備え、前記時間軸加算手段
は、前記画像復号手段から出力される復号画像信号と前
記画像間予測手段の画像メモリから出力される予測画像
信号とを加算して前記時間軸加算信号を得ることを特徴
とする動画像復号装置を提供するものである。
された動画像信号の復号装置であって、入力された画像
符号化データを復号して復号画像信号を得る画像復号手
段と、入力された残差符号化データを復号して復号残差
信号を得る残差復号手段と、時間軸加算信号を得る時間
軸加算手段と、前記復号残差信号と前記時間軸加算信号
とを加算して再生画像信号を得る残差加算手段と、前記
再生画像信号から予測画像信号を生成して画像メモリに
記憶する画像間予測手段とを備え、前記時間軸加算手段
は、前記画像復号手段から出力される復号画像信号と前
記画像間予測手段の画像メモリから出力される予測画像
信号とを加算して前記時間軸加算信号を得ることを特徴
とする動画像復号装置を提供するものである。
【００１２】さらに、前記動画像符号化装置において、
前記入力画像信号をサブサンプルして前記画像符号化手
段に与えるサブサンプル手段と、前記局部復号画像信号
の画素を補間して前記入力画像信号と同じ画素数にして
から前記時間軸加算手段に与える補間手段とを有するこ
とを特徴とする動画像符号化装置を提供するものであ
る。
前記入力画像信号をサブサンプルして前記画像符号化手
段に与えるサブサンプル手段と、前記局部復号画像信号
の画素を補間して前記入力画像信号と同じ画素数にして
から前記時間軸加算手段に与える補間手段とを有するこ
とを特徴とする動画像符号化装置を提供するものであ
る。
【００１３】さらに、前記動画像復号装置において、前
記画像復号手段から出力される復号画像信号を、前記再
生画像信号と同じ画素数になるように補間してから前記
時間軸加算手段に与える補間手段を有することを特徴と
する動画像復号装置を提供するものである。
記画像復号手段から出力される復号画像信号を、前記再
生画像信号と同じ画素数になるように補間してから前記
時間軸加算手段に与える補間手段を有することを特徴と
する動画像復号装置を提供するものである。
【００１４】
【作用】復号装置で行うフレーム間加算を符号化装置で
も行い、入力画像信号からその加算された信号を減算
し、残差成分を符号化して伝送することで、復号器での
加算処理の弊害が補償されるので、フレーム間加算で実
現される時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くしても画質上の
問題が生じない。そのため、入力画像信号を符号化及び
復号してフレーム間加算される画像信号を得る場合に、
前記符号化は、量子化を粗くしても時間軸ＬＰＦの効果
で画質を保つことができ、符号化データ量をより少なく
することができる。また、入力画像信号として予測フレ
ームと独立フレームの両方がある場合、独立フレームを
増やしても効率があまり下がらないので、ランダムアク
セスなどの機能性を高めることもできる。
も行い、入力画像信号からその加算された信号を減算
し、残差成分を符号化して伝送することで、復号器での
加算処理の弊害が補償されるので、フレーム間加算で実
現される時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くしても画質上の
問題が生じない。そのため、入力画像信号を符号化及び
復号してフレーム間加算される画像信号を得る場合に、
前記符号化は、量子化を粗くしても時間軸ＬＰＦの効果
で画質を保つことができ、符号化データ量をより少なく
することができる。また、入力画像信号として予測フレ
ームと独立フレームの両方がある場合、独立フレームを
増やしても効率があまり下がらないので、ランダムアク
セスなどの機能性を高めることもできる。
【００１５】
【実施例】＜第１の実施例＞ 図１は本発明の動画像符号化装置の第１の実施例を示す
ブロック図である。図５の従来例と同一部分には同一符
号を付して示す。図５の符号化装置とは、符号化器及び
局部復号部が二系統（４、５および１４、１５、１６）
づつあり、２つのフレームの信号を、動静判定器９によ
る動静判定に応じて混合比を変えて加算する時間軸加算
手段（９、１０、１１、１２）がある点が異なる。
ブロック図である。図５の従来例と同一部分には同一符
号を付して示す。図５の符号化装置とは、符号化器及び
局部復号部が二系統（４、５および１４、１５、１６）
づつあり、２つのフレームの信号を、動静判定器９によ
る動静判定に応じて混合比を変えて加算する時間軸加算
手段（９、１０、１１、１２）がある点が異なる。
【００１６】図１において、画像信号入力端子１より入
力された画像信号は、フレーム内符号化器４および減算
器１３に供給される。フレーム内符号化器４は、入力画
像信号をフレーム内符号化し、空間的に冗長が取り除か
れた符号化データをマルチプレクサ６に出力すると共
に、フレーム内復号器５へも出力している。フレーム内
符号化器４の内部処理は、従来例と同じである。フレー
ム内復号器５は、フレーム内符号化された信号を復号
し、入力されたフレームの再生画像信号を動静判定器９
と乗算器１０に与える。一方、フレームメモリー（Ｆ
Ｍ）１７に蓄られているすでに復号された他のフレーム
の局部再生画像信号は、予測画像信号として動静判定器
９と乗算器１２とに与えられる。後に詳述する如く、動
静判定器９は２つの画像信号の適合度を画素毎に判断
し、乗算器１０と１２に混合係数（１−ｋ）とｋを与え
る。乗算器１０と１２は２つのフレームの再生画像信号
を画素毎に（１−ｋ）倍とｋ倍し加算器１１に出力す
る。加算器１１はそれらを加算し、加算結果である時間
軸加算信号を減算器１３の減算入力端子と残差加算器１
６とに出力する。
力された画像信号は、フレーム内符号化器４および減算
器１３に供給される。フレーム内符号化器４は、入力画
像信号をフレーム内符号化し、空間的に冗長が取り除か
れた符号化データをマルチプレクサ６に出力すると共
に、フレーム内復号器５へも出力している。フレーム内
符号化器４の内部処理は、従来例と同じである。フレー
ム内復号器５は、フレーム内符号化された信号を復号
し、入力されたフレームの再生画像信号を動静判定器９
と乗算器１０に与える。一方、フレームメモリー（Ｆ
Ｍ）１７に蓄られているすでに復号された他のフレーム
の局部再生画像信号は、予測画像信号として動静判定器
９と乗算器１２とに与えられる。後に詳述する如く、動
静判定器９は２つの画像信号の適合度を画素毎に判断
し、乗算器１０と１２に混合係数（１−ｋ）とｋを与え
る。乗算器１０と１２は２つのフレームの再生画像信号
を画素毎に（１−ｋ）倍とｋ倍し加算器１１に出力す
る。加算器１１はそれらを加算し、加算結果である時間
軸加算信号を減算器１３の減算入力端子と残差加算器１
６とに出力する。
【００１７】動静判定器９の構成を図７に示す。現信号
入力端子５０より供給される現在のフレームの再生画像
と、他信号入力端子５１より供給される他のフレームの
再生画像とについて、減算器５２で差信号が求められ
る。差信号は絶対値化非線形変換器５３で、絶対値化さ
れた後、微小差に対しては不感で、特に大きな差はリミ
ットする特性で非線形変換され、空間ＬＰＦ５４に導か
れる。空間ＬＰＦ５４では、空間的な変化が滑らかにさ
れ、その出力は非線形変換５５でゲイン調整され、前記
ｋが０以上１以下の範囲で（１−ｋ）とｋが得られ、係
数出力端子５６、５７より出力される。具体的には、前
記現在フレームの再生画像（局部復号画像）と前記他フ
レームの再生画像（局部再生画像）との間の動きについ
て、完全に静と判定されたときｋは０．２程度、完全に
動と判定されたときｋは１．０とし、動静が必ずしも明
確でない場合はｋはその間の値となる。空間ＬＰＦによ
り、ｋはフレーム内符化のＤＣＴブロックとは関係な
く、画素毎にスムーズに変化する。ブロックの内部でフ
レーム間の適合度が変わっても対応できる。
入力端子５０より供給される現在のフレームの再生画像
と、他信号入力端子５１より供給される他のフレームの
再生画像とについて、減算器５２で差信号が求められ
る。差信号は絶対値化非線形変換器５３で、絶対値化さ
れた後、微小差に対しては不感で、特に大きな差はリミ
ットする特性で非線形変換され、空間ＬＰＦ５４に導か
れる。空間ＬＰＦ５４では、空間的な変化が滑らかにさ
れ、その出力は非線形変換５５でゲイン調整され、前記
ｋが０以上１以下の範囲で（１−ｋ）とｋが得られ、係
数出力端子５６、５７より出力される。具体的には、前
記現在フレームの再生画像（局部復号画像）と前記他フ
レームの再生画像（局部再生画像）との間の動きについ
て、完全に静と判定されたときｋは０．２程度、完全に
動と判定されたときｋは１．０とし、動静が必ずしも明
確でない場合はｋはその間の値となる。空間ＬＰＦによ
り、ｋはフレーム内符化のＤＣＴブロックとは関係な
く、画素毎にスムーズに変化する。ブロックの内部でフ
レーム間の適合度が変わっても対応できる。
【００１８】ここで、再び図１に戻る。減算器１３は、
入力画像信号から加算器１１より出力される時間軸加算
信号を減算し、フレーム内符号化器１４へ出力してい
る。フレーム内符号化器１４は、残差信号をフレーム内
符号化し、符号化データをマルチプレクサ６に出力する
と共に、フレーム内復号器１５へも出力している。マル
チプレクサ６はフレーム内符号化器４から与えられる画
像信号の符号化データと、前記残差信号の符号化データ
を多重化しデータ出力端子７を介して符号化データを復
号装置に向けて出力する。フレーム内復号器１５は、フ
レーム内符号化された信号を復号し、再生残差信号を得
て、加算器１６へ供給している。加算器１６は、前記再
生残差信号とそれに対応する時間軸加算信号を加算し、
局部再生画像信号を得て、フレームメモリー１７へ供給
している。フレームメモリー１７は、局部再生画像信号
をフレーム単位で遅延した信号を予測画像信号として出
力する。なお、本実施例の符号化装置では、前述した先
願のように他のフレームの量子化誤差をフレーム内符号
化前に減算する処理は行っていないが、追加して行うこ
ともでき、そうすれば画質はさらに改善される。
入力画像信号から加算器１１より出力される時間軸加算
信号を減算し、フレーム内符号化器１４へ出力してい
る。フレーム内符号化器１４は、残差信号をフレーム内
符号化し、符号化データをマルチプレクサ６に出力する
と共に、フレーム内復号器１５へも出力している。マル
チプレクサ６はフレーム内符号化器４から与えられる画
像信号の符号化データと、前記残差信号の符号化データ
を多重化しデータ出力端子７を介して符号化データを復
号装置に向けて出力する。フレーム内復号器１５は、フ
レーム内符号化された信号を復号し、再生残差信号を得
て、加算器１６へ供給している。加算器１６は、前記再
生残差信号とそれに対応する時間軸加算信号を加算し、
局部再生画像信号を得て、フレームメモリー１７へ供給
している。フレームメモリー１７は、局部再生画像信号
をフレーム単位で遅延した信号を予測画像信号として出
力する。なお、本実施例の符号化装置では、前述した先
願のように他のフレームの量子化誤差をフレーム内符号
化前に減算する処理は行っていないが、追加して行うこ
ともでき、そうすれば画質はさらに改善される。
【００１９】図２は本発明の図１の符号化装置に対応す
る復号装置の実施例を示すブロック図である。図１、図
５と同一部分には同一符号を付して示す。図２におい
て、データ入力端子３０を通って符号化装置より伝送さ
れた符号化データ信号が入来し、デマルチプレクサ３１
で多重化されていた符号化データから画像符号化データ
と残差符号化データとに分解される。画像符号化データ
はフレーム内復号器５へ、残差符号化データはフレーム
内復号器１５へ供給されている。
る復号装置の実施例を示すブロック図である。図１、図
５と同一部分には同一符号を付して示す。図２におい
て、データ入力端子３０を通って符号化装置より伝送さ
れた符号化データ信号が入来し、デマルチプレクサ３１
で多重化されていた符号化データから画像符号化データ
と残差符号化データとに分解される。画像符号化データ
はフレーム内復号器５へ、残差符号化データはフレーム
内復号器１５へ供給されている。
【００２０】フレーム内復号器５、１５、動静判定器
９、乗算器１０、１２、加算器１１、１６、フレームメ
モリー１７の動作は図１の符号化器と同じである。加算
器１６より得られる再生画像信号は、再生画像信号出力
端子３２を介して出力されると共に、フレームメモリー
１７へ供給されている。フレームメモリー１７は、再生
画像信号をフレーム単位で遅延した信号を予測画像信号
として動静判定器９と乗算器１２とに供給する。
９、乗算器１０、１２、加算器１１、１６、フレームメ
モリー１７の動作は図１の符号化器と同じである。加算
器１６より得られる再生画像信号は、再生画像信号出力
端子３２を介して出力されると共に、フレームメモリー
１７へ供給されている。フレームメモリー１７は、再生
画像信号をフレーム単位で遅延した信号を予測画像信号
として動静判定器９と乗算器１２とに供給する。
【００２１】以上のように構成された符号化装置及び復
号装置によれば、復号装置で行うフレーム間加算を符号
化装置でも行い、入力画像信号からその加算された信号
を減算し、残差成分を符号化して伝送することで、復号
装置での加算処理の弊害が補償されるので、フレーム間
加算で実現される時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くして
も、即ち時間軸加算において符号化対象フレームとは時
間的に異なる方のフレームの混合割合を多くしても、画
質上の問題が生じない。そのため、フレーム内符号化器
４、フレーム内復号器５における符号化、復号化の量子
化を粗くしても時間軸ＬＰＦの効果で画質を保つことが
でき、符号化データ量をより少なくすることができる。
号装置によれば、復号装置で行うフレーム間加算を符号
化装置でも行い、入力画像信号からその加算された信号
を減算し、残差成分を符号化して伝送することで、復号
装置での加算処理の弊害が補償されるので、フレーム間
加算で実現される時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くして
も、即ち時間軸加算において符号化対象フレームとは時
間的に異なる方のフレームの混合割合を多くしても、画
質上の問題が生じない。そのため、フレーム内符号化器
４、フレーム内復号器５における符号化、復号化の量子
化を粗くしても時間軸ＬＰＦの効果で画質を保つことが
でき、符号化データ量をより少なくすることができる。
【００２２】＜第２の実施例＞ 図３は本発明の動画像符号化装置の第２の実施例を示す
ブロック図である。図１と同一部分には同一符号を付し
て示す。図１に示す第１の実施例との相違は、フレーム
内符号化器４でフレーム内独立符号化されるのがサブサ
ンプルされた低い周波数成分のみになり、高い周波数成
分についてはフレーム内符号化器１４でフレーム間予測
符号化が行われる。加算器２１から出力される時間軸加
算信号の内、低周波成分は補間器８の出力とＬＰＦ１９
の出力とが適応的に加算されたものであり、高周波数成
分は動き補償器１８から出力される予測画像信号の高周
波成分である。前記時間軸加算信号と入力画像信号との
差分がフレーム内符号化器１４で符号化される。
ブロック図である。図１と同一部分には同一符号を付し
て示す。図１に示す第１の実施例との相違は、フレーム
内符号化器４でフレーム内独立符号化されるのがサブサ
ンプルされた低い周波数成分のみになり、高い周波数成
分についてはフレーム内符号化器１４でフレーム間予測
符号化が行われる。加算器２１から出力される時間軸加
算信号の内、低周波成分は補間器８の出力とＬＰＦ１９
の出力とが適応的に加算されたものであり、高周波数成
分は動き補償器１８から出力される予測画像信号の高周
波成分である。前記時間軸加算信号と入力画像信号との
差分がフレーム内符号化器１４で符号化される。
【００２３】入力画像信号は減算器１３とＬＰＦ２に入
力される。ＬＰＦ２で入力画像信号はサブサンプルの前
処理に相当する空間周波数に帯域制限され、サブサンプ
ル器３に入力される。サブサンプル器３では垂直水平と
も１／２のサブサンプルが行われる。サブサンプル器３
の出力はフレーム内符号化器４に入力される。フレーム
内符号化４では図１と同様にフレーム内符号化をおこな
い、出力である低い周波数成分の符号化データは、マル
チプレクサ６を介して復号装置側に伝送されると共にフ
レーム内復号器５に送られる。フレーム内符号化器４は
サブサンプルされた画像に対するもので、処理する画素
数は入力画像信号の１／４になっている。
力される。ＬＰＦ２で入力画像信号はサブサンプルの前
処理に相当する空間周波数に帯域制限され、サブサンプ
ル器３に入力される。サブサンプル器３では垂直水平と
も１／２のサブサンプルが行われる。サブサンプル器３
の出力はフレーム内符号化器４に入力される。フレーム
内符号化４では図１と同様にフレーム内符号化をおこな
い、出力である低い周波数成分の符号化データは、マル
チプレクサ６を介して復号装置側に伝送されると共にフ
レーム内復号器５に送られる。フレーム内符号化器４は
サブサンプルされた画像に対するもので、処理する画素
数は入力画像信号の１／４になっている。
【００２４】フレーム内復号器５は、フレーム内符号化
された信号を復号し、入力されたフレームの再生画像信
号を補間器８に与える。補間器８はサブサンプル器３で
なくなった画素を補間して作り、元の画像と同じ画素数
にする。補間器の出力は動静判定器９と乗算器１０に与
える。一方、フレームメモリー（ＦＭ）１７に蓄られて
いるすでに復号された他のフレームの局部再生画像信号
は、動き補償器１８に入力される。動き補償器１８では
動きベクトルを検出し、そのベクトルにしたがってブロ
ック毎で画像を移動させる。動き補償された信号は予測
画像信号としてＬＰＦ１９と減算器２０の被減算入力端
子に入力される。また、動きベクトル情報はマルチプレ
クサ６にも与えられる。
された信号を復号し、入力されたフレームの再生画像信
号を補間器８に与える。補間器８はサブサンプル器３で
なくなった画素を補間して作り、元の画像と同じ画素数
にする。補間器の出力は動静判定器９と乗算器１０に与
える。一方、フレームメモリー（ＦＭ）１７に蓄られて
いるすでに復号された他のフレームの局部再生画像信号
は、動き補償器１８に入力される。動き補償器１８では
動きベクトルを検出し、そのベクトルにしたがってブロ
ック毎で画像を移動させる。動き補償された信号は予測
画像信号としてＬＰＦ１９と減算器２０の被減算入力端
子に入力される。また、動きベクトル情報はマルチプレ
クサ６にも与えられる。
【００２５】ＬＰＦ１９ではＬＰＦ２とおなじ帯域制限
が行われ、その出力は動静判定器９、乗算器１２、減算
器２０の減算入力端子に与えられる。動静判定器９、乗
算器１０，１２、加算器１１の動作は第１図と同じであ
る。減算器２０ではＬＰＦ１９の出力である低い成分
が、動き補償信号から減算され、高い周波数成分の動き
補償されたフレーム間予測信号が加算器２１に与えられ
る。
が行われ、その出力は動静判定器９、乗算器１２、減算
器２０の減算入力端子に与えられる。動静判定器９、乗
算器１０，１２、加算器１１の動作は第１図と同じであ
る。減算器２０ではＬＰＦ１９の出力である低い成分
が、動き補償信号から減算され、高い周波数成分の動き
補償されたフレーム間予測信号が加算器２１に与えられ
る。
【００２６】加算器２１では加算器１１の出力である低
い周波数成分の時間軸加算信号と、減算器２０の出力で
ある高い周波数成分の動き補償フレーム間予測信号が加
算され、その出力は減算器１３の減算入力端子と残差加
算器１６とに与えられる。減算器１３では入力画像信号
から加算器２１の出力を減算して残差信号を得、フレー
ム内符号化器１４に与える。フレーム内符号化器１４で
は残差信号がフレーム内符号化され、その出力はマルチ
プレクサ６とフレーム内復号器１５とに与えられる。フ
レーム内符号化器１５は入力画像信号に対する残差を符
号化するものであり、処理する画素数は入力画像信号と
同じである。
い周波数成分の時間軸加算信号と、減算器２０の出力で
ある高い周波数成分の動き補償フレーム間予測信号が加
算され、その出力は減算器１３の減算入力端子と残差加
算器１６とに与えられる。減算器１３では入力画像信号
から加算器２１の出力を減算して残差信号を得、フレー
ム内符号化器１４に与える。フレーム内符号化器１４で
は残差信号がフレーム内符号化され、その出力はマルチ
プレクサ６とフレーム内復号器１５とに与えられる。フ
レーム内符号化器１５は入力画像信号に対する残差を符
号化するものであり、処理する画素数は入力画像信号と
同じである。
【００２７】マルチプレクサ５は２種類の符号化データ
と動きベクトルデータを多重化し、データ出力端子７を
介して復号装置側に伝送する。フレーム内復号器１５で
復号された残差は、加算器１６で加算器２１の出力と加
算されて局部再生画像信号となり、フレームメモリー１
７でフレーム単位で遅延される。
と動きベクトルデータを多重化し、データ出力端子７を
介して復号装置側に伝送する。フレーム内復号器１５で
復号された残差は、加算器１６で加算器２１の出力と加
算されて局部再生画像信号となり、フレームメモリー１
７でフレーム単位で遅延される。
【００２８】図４は本発明の図３の符号化装置に対応す
る復号装置の実施例を示すブロック図である。図２の復
号装置と比較して、補間器８，動き補償器３３、ＬＰＦ
１９、減算器２０が加わっている点が異なる。
る復号装置の実施例を示すブロック図である。図２の復
号装置と比較して、補間器８，動き補償器３３、ＬＰＦ
１９、減算器２０が加わっている点が異なる。
【００２９】データ入力端子３０より来る符号化データ
は、デマルチプレクサ３１で低い周波数成分の画像符号
化データ、残差符号化データ、動きベクトルデータに分
解され、低い周波数成分の画像符号化データはフレーム
内復号器５へ、残差符号化データはフレーム内復号器１
５へ、動きベクトルデータは動き補償器３３に与えられ
る。
は、デマルチプレクサ３１で低い周波数成分の画像符号
化データ、残差符号化データ、動きベクトルデータに分
解され、低い周波数成分の画像符号化データはフレーム
内復号器５へ、残差符号化データはフレーム内復号器１
５へ、動きベクトルデータは動き補償器３３に与えられ
る。
【００３０】図３の局部復号部と同じであるフレーム内
復号器５、１５、補間器８、動静判定器９、乗算器１
０，１２、加算器１１、フレームメモリ１７、ＬＰＦ１
９、減算器２０、加算器１６、２１の動作は図３の場合
と同じである。動き補償器３３は動きベクトル検出はせ
ず、動きベクトルデータを受取り動き補償動作のみをし
て、予測画像信号として出力する。使われる動きベクト
ルデータは図３のものと同じなので、動き補償された信
号は同じになる。加算器１６で得られた再生画像信号は
フレームメモリー１７に蓄えられると共に、再生画像信
号出力３２から出力される。
復号器５、１５、補間器８、動静判定器９、乗算器１
０，１２、加算器１１、フレームメモリ１７、ＬＰＦ１
９、減算器２０、加算器１６、２１の動作は図３の場合
と同じである。動き補償器３３は動きベクトル検出はせ
ず、動きベクトルデータを受取り動き補償動作のみをし
て、予測画像信号として出力する。使われる動きベクト
ルデータは図３のものと同じなので、動き補償された信
号は同じになる。加算器１６で得られた再生画像信号は
フレームメモリー１７に蓄えられると共に、再生画像信
号出力３２から出力される。
【００３１】以上のように構成された符号化装置及び復
号装置によっても、第１の実施例と同様に、一方の符号
化器（ここではフレーム内符号化器４）で、フレーム間
加算される画像信号を形成するために行われる符号化
は、量子化を粗くしても時間軸ＬＰＦの効果で画質を保
つことができ、符号化データ量をより少なくすることが
できる。さらに、フレーム内独立符号化の対象を低い周
波数成分のみとしたので、高い周波数成分のフレーム間
予測残差と低い周波数の時間軸加算残差は、一体化して
符号化でき極めて合理的である。 ＜第３の実施例＞ フレーム飛び越し巡回型予測（Ｐフレーム）と、その間
の非巡回型予測（Ｂフレーム）を組み合わせるＩＳＯ／
ＩＥＣのＭＰＥＧ規格のような符号化で、Ｐフレーム部
分に第１や第２の実施例を適用することが考えられる。
ＢフレームはＰフレームの画像から予測する必要がある
が、両実施例とも（局部）再生画像信号がフレームメモ
リー１７に蓄積されており、それを使ってＢフレームの
予測を行うことができる。したがって、Ｐフレーム部分
を本発明の実施例のように変更してもＢは従来と同様の
符号化、復号化になる。一方、Ｐフレームを第１や第２
の実施例で置き換えることにより、Ｐフレームがすべて
フレーム内で符号化された独立フレームになり、ランダ
ムアクセスや高速サーチなど、機能的に優れたものにな
る。
号装置によっても、第１の実施例と同様に、一方の符号
化器（ここではフレーム内符号化器４）で、フレーム間
加算される画像信号を形成するために行われる符号化
は、量子化を粗くしても時間軸ＬＰＦの効果で画質を保
つことができ、符号化データ量をより少なくすることが
できる。さらに、フレーム内独立符号化の対象を低い周
波数成分のみとしたので、高い周波数成分のフレーム間
予測残差と低い周波数の時間軸加算残差は、一体化して
符号化でき極めて合理的である。 ＜第３の実施例＞ フレーム飛び越し巡回型予測（Ｐフレーム）と、その間
の非巡回型予測（Ｂフレーム）を組み合わせるＩＳＯ／
ＩＥＣのＭＰＥＧ規格のような符号化で、Ｐフレーム部
分に第１や第２の実施例を適用することが考えられる。
ＢフレームはＰフレームの画像から予測する必要がある
が、両実施例とも（局部）再生画像信号がフレームメモ
リー１７に蓄積されており、それを使ってＢフレームの
予測を行うことができる。したがって、Ｐフレーム部分
を本発明の実施例のように変更してもＢは従来と同様の
符号化、復号化になる。一方、Ｐフレームを第１や第２
の実施例で置き換えることにより、Ｐフレームがすべて
フレーム内で符号化された独立フレームになり、ランダ
ムアクセスや高速サーチなど、機能的に優れたものにな
る。
【００３２】
【発明の効果】本発明の動画像符号化装置及び復号装置
は、復号器で行うフレーム間加算を符号化装置でも行
い、入力画像信号からその加算された信号を減算し、残
差成分を符号化して伝送することで、復号装置での加算
処理の弊害が補償されるので、フレーム間加算で実現さ
れる時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くしても画質上の問題
が生じない。そのため、そのため、入力画像信号を符号
化及び復号してフレーム間加算される画像信号を得る場
合に、前記符号化は、量子化を粗くしても時間軸ＬＰＦ
の効果で画質を保つことができ、符号化データ量をより
少なくすることができる。また、独立フレームを低い周
波数成分のみとした場合、高い周波数成分のフレーム間
予測残差と低い周波数の時間軸加算残差は、一体化して
符号化でき合理的である。入力画像信号に予測フレーム
と独立フレームの両方がある場合、独立フレームを増や
しても符号化効率があまり下がらないので、結果として
ランダムアクセスなどの機能性を高めることもできる。
以上説明の如く、本発明の動画像符号化装置及び復号装
置は、実用上極めて優れた効果を有するものである。
は、復号器で行うフレーム間加算を符号化装置でも行
い、入力画像信号からその加算された信号を減算し、残
差成分を符号化して伝送することで、復号装置での加算
処理の弊害が補償されるので、フレーム間加算で実現さ
れる時間軸ＬＰＦの通過帯域を狭くしても画質上の問題
が生じない。そのため、そのため、入力画像信号を符号
化及び復号してフレーム間加算される画像信号を得る場
合に、前記符号化は、量子化を粗くしても時間軸ＬＰＦ
の効果で画質を保つことができ、符号化データ量をより
少なくすることができる。また、独立フレームを低い周
波数成分のみとした場合、高い周波数成分のフレーム間
予測残差と低い周波数の時間軸加算残差は、一体化して
符号化でき合理的である。入力画像信号に予測フレーム
と独立フレームの両方がある場合、独立フレームを増や
しても符号化効率があまり下がらないので、結果として
ランダムアクセスなどの機能性を高めることもできる。
以上説明の如く、本発明の動画像符号化装置及び復号装
置は、実用上極めて優れた効果を有するものである。
【図１】本発明の動画像符号化装置の第１の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本発明の動画像復号装置の第１の実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】本発明の動画像符号化装置の第２の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】本発明の動画像復号装置の第２の実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】動画像符号化装置の従来例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】動画像復号装置の従来例を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】実施例の動静判定器の構成を示す図である。
１…画像信号入力端子、２，１９…ＬＰＦ、３…サブサ
ンプル器、 ４，１４…フレーム内符号化器、 ５，１５…フレーム内復号化器、６…マルチプレクサ、 ７…データ出力端子、８…補間器、９…動静判定器、 １０，１２…乗算器、１１，２１…加算器、 １３，２０，５２…減算器、１６…残差加算器、 １７…フレームメモリー、１８，３３…動き補償器、 ３０…データ入力端子、３１…デマルチプレクサ、 ３２…再生画像信号出力端子、３５…切り換えスイッ
チ、 ５０…現信号入力端子、５１…他信号入力端子、 ５３…絶対値化非線形変換器、５４…空間ＬＰＦ、 ５５…非線形変換器、５６，５７…係数出力端子。
ンプル器、 ４，１４…フレーム内符号化器、 ５，１５…フレーム内復号化器、６…マルチプレクサ、 ７…データ出力端子、８…補間器、９…動静判定器、 １０，１２…乗算器、１１，２１…加算器、 １３，２０，５２…減算器、１６…残差加算器、 １７…フレームメモリー、１８，３３…動き補償器、 ３０…データ入力端子、３１…デマルチプレクサ、 ３２…再生画像信号出力端子、３５…切り換えスイッ
チ、 ５０…現信号入力端子、５１…他信号入力端子、 ５３…絶対値化非線形変換器、５４…空間ＬＰＦ、 ５５…非線形変換器、５６，５７…係数出力端子。
Claims (4)
- 【請求項１】動画像信号の符号化装置であって、 入力画像信号を符号化して画像符号化データを得る画像
符号化手段と、 前記画像符号化データを復号して局部復号画像信号を得
る画像復号手段と、 時間軸加算信号を得る時間軸加算手段と、 前記入力画像信号から前記時間軸加算信号を減算して残
差信号を得る減算手段と、 前記残差信号を符号化して残差符号化データを得る残差
符号化手段と、 前記残差符号化データを復号して前記時間軸加算信号と
加算して局部再生画像信号を得、画像メモリに記憶する
画像間予測手段とを備え、 前記時間軸加算手段は、前記画像復号手段から出力され
る局部復号画像信号と前記画像メモリから出力される局
部再生画像信号とを加算して、時間軸加算信号を得るこ
とを特徴とする動画像符号化装置。 - 【請求項２】請求項１記載の動画像符号化装置で符号化
された動画像信号の復号装置であって、 入力された画像符号化データを復号して復号画像信号を
得る画像復号手段と、 入力された残差符号化データを復号して復号残差信号を
得る残差復号手段と、 時間軸加算信号を得る時間軸加算手段と、 前記復号残差信号と前記時間軸加算信号とを加算して再
生画像信号を得る残差加算手段と、 前記再生画像信号から予測画像信号を生成して画像メモ
リに記憶する画像間予測手段とを備え、 前記時間軸加算手段は、前記画像復号手段から出力され
る復号画像信号と前記画像メモリから出力される予測画
像信号とを加算して前記時間軸加算信号を得ることを特
徴とする動画像復号装置。 - 【請求項３】前記入力画像信号をサブサンプルして前記
画像符号化手段に与えるサブサンプル手段と、前記局部
復号画像信号の画素を補間して前記入力画像信号と同じ
画素数にしてから前記時間軸加算手段に与える補間手段
とを有することを特徴とする請求項１記載の動画像符号
化装置。 - 【請求項４】前記画像復号手段から出力される復号画像
信号を、前記再生画像信号と同じ画素数になるように補
間してから前記時間軸加算手段に与える補間手段を有す
ることを特徴とする請求項２記載の動画像復号装置。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360991A JP2830883B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 動画像符号化装置及びその復号装置 |
| DE1992629255 DE69229255T2 (de) | 1991-10-31 | 1992-10-30 | Kodierungs- und Dekodierungseinrichtung für ein Videosignal |
| EP19920309970 EP0540358B1 (en) | 1991-10-31 | 1992-10-30 | Video signal coding apparatus and decoding apparatus |
| EP19980200029 EP0847202B1 (en) | 1991-10-31 | 1992-10-30 | Video signal coding apparatus and decoding apparatus and corresponding methods |
| DE1992632540 DE69232540T2 (de) | 1991-10-31 | 1992-10-30 | Kodierungs- und Dekodierungseinrichtung für Videosignal und entsprechende Verfahren |
| US08/452,533 US5504529A (en) | 1991-10-31 | 1995-05-30 | Video signal coding apparatus and decoding apparatus |
| US08/453,345 US5592229A (en) | 1991-10-31 | 1995-05-30 | Video signal interframe predictive coding apparatus using motion detection |
| US08/680,807 US5818534A (en) | 1991-10-31 | 1996-07-16 | Video signal interframe predictive coding apparatus using motion detection |
| HK98112844A HK1012870A1 (en) | 1991-10-31 | 1997-12-03 | Video signal coding apparatus and decoding apparatus and corresponding methods |
| HK97102328A HK1000793A1 (en) | 1991-10-31 | 1997-12-03 | Video signal coding apparatus and decoding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360991A JP2830883B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 動画像符号化装置及びその復号装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19936697A Division JP2924866B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | 動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像符号化方法、並びに動画像復号方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05130591A JPH05130591A (ja) | 1993-05-25 |
| JP2830883B2 true JP2830883B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=18043382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31360991A Expired - Lifetime JP2830883B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 動画像符号化装置及びその復号装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5592229A (ja) |
| EP (2) | EP0540358B1 (ja) |
| JP (1) | JP2830883B2 (ja) |
| DE (2) | DE69232540T2 (ja) |
| HK (2) | HK1000793A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2956464B2 (ja) * | 1993-12-29 | 1999-10-04 | 日本ビクター株式会社 | 画像情報圧縮伸長装置 |
| GB2291306A (en) * | 1994-07-02 | 1996-01-17 | Kenneth Stanley Jones | Image motion flag or vector filter |
| GB2296401B (en) * | 1994-10-04 | 1998-10-14 | Kenneth Stanley Jones | Improved 'majority' filter |
| JPH08237669A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Sony Corp | 画像信号処理装置、画像信号処理方法および画像信号復号化装置 |
| US6212235B1 (en) * | 1996-04-19 | 2001-04-03 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Video encoder and decoder using motion-based segmentation and merging |
| GB2318472B (en) * | 1996-10-09 | 2000-11-15 | Sony Uk Ltd | Processing encoded signals |
| US6549652B1 (en) | 1998-09-11 | 2003-04-15 | Cirrus Logic, Inc. | Method and apparatus for reducing noise during lossy transformation processes |
| US7158681B2 (en) * | 1998-10-01 | 2007-01-02 | Cirrus Logic, Inc. | Feedback scheme for video compression system |
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