JP2891772B2 - イメージフレームのランダムスキャンニングを用いるディジタルイメージコーディング法 - Google Patents

イメージフレームのランダムスキャンニングを用いるディジタルイメージコーディング法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はランダムスキャンニング方式を用いるディジ
タルイメージコーディング法に関する。
フルモーションディジタルイメージのための多くのコ
ーディング法が近年、提案されてきた。現在の伝送チャ
ンネルと蓄積媒体において利用できるデーターレートは
制限があるので、コード化されそして伝送され、または
蓄積されるビデオ信号のデーターレートを減少させるこ
とがそれらコーディング方法の１つの目的となってい
る。例えばCD−ROM,MOD（磁気光ディスク）のような光
学蓄積媒体上にディジタルモーションイメージを蓄積す
る目的には、約1.2メガビット／秒の最大ビデオデータ
ーレートが許されている。
ディジタルビデオ信号のコーディングおよびデコーデ
ィングのための装置の１つの一般的な例は1984年３月に
発行されたIEEE通信会報COM−32巻第３号のW.H.チェ
ン、W.K.プラットによる「シーン適応コーダー」で開示
されており、その中ではDCT（ディスクリートコサイン
トランスフォーム）、DCT係数のための可変スレッショ
ールド、量子化、コーダーおよびバッファ内のハフマン
コーディングおよびバッファ、ハフマンデコーダー、デ
コーダー中のフレッショールドアディングおよびインバ
ースDCTを使用する、ビデオ信号の場面適応コーディン
グ／デコーディングが説明されている。
別のそのようなコーディング／デコーディング装置
は、1988年２月29日から３月２日まで行なわれた、HDT
V、アキュラのための信号処理の第２回国際ワークショ
ップに先立ったD.ウェスターカムプとH.ペーターズによ
る「ディジタルデーターレート減少を行う未来型HDTV装
置のための、順次および飛越し走査の間の比較」の中で
説明されている。このコーディックはモーション適応イ
ントラフィールド／インターフレームコーディングプロ
セッサーを含んでいる。ディジタル化されたビデオデー
ターはDCTによって８×８サンプルのブロックサイズに
変換される。得られた係数はゼロの連続長を理想化する
ためにジグザグ状にブロック内で走査される。人間の視
覚の反応を配慮すると、この係数は２つの次元で重み付
けされ、それによって高い周波数を減衰させる。最大係
数が検出される。バッファの状態と結び付いたこの係数
の値は、一様な量子器の正確さを制御する。総てのAC係
数はこの量子器によって量子化され、そしてステップサ
イズが受信機に送信される。インターフレームモードに
おいては、以前のフレームの係数間の差異が計算され、
そしてそれらの値はイントラフレームモードにおける係
数と同様に量子化される。送信に選択された値は、可変
長ハフマンエンコーダーによりエンコードされ、そして
送信用バッファに蓄積される。
両方の装置において、バッファの満杯はスレッショー
ルドおよび量子化ステップサイズそれぞれを制御する。
このことは、現在のフレーム内でバッファがオーバーフ
ローもアンダーフローも生じさせないようにさせる。こ
れは量子化ステップサイズを変化させ、その結果、各フ
レーム内のイメージ品質を変化させることになる。米国
特許第4,785,349号では、フレームの領域は異なる方法
でコード化される。これもまた、各フレーム内のイメー
ジ品質を変化させる。
前述の文献から、コーディング概要は、より多くのブ
ロックが量子化されるにつれてより少ないビットがコー
ド化されるように行なわれることが知られる。そしてま
た、量子化はイメージ内容に適応されるということも知
られる。所定の量のビットＮ内のDCT係数のデーターレ
ートを圧縮するのに必要とされる量子化のレベルを計算
するために２つの方法が適用されており、それらは
（ａ）１つのフレームがほとんどＮビットにコード化さ
れるようなスレッショールド／量子化ステップサイズを
計算する。全体のフレームにこの一様なステップサイズ
を用いた量子化を適用する。
（ｂ）ローとカラムでブロックを走査し、そしてローカ
ルのスレッショールド／量子化ステップサイズを計算す
る。
方法（ａ）は全体のイメージに空間的に一様な量子化
のステップサイズを適用することを可能にする。しか
し、イメージをコード化するのに可能な限りＮビットに
近づけるよう量子化の正しいレベルを計算することは極
めて難しい。
方法（ｂ）は量子化ステップサイズをブロック毎に計
算することを可能にする。しかし、空間領域において一
様な量子化を提供することはできない。そのためイメー
ジ品質は各フレームのブロック毎に異なるものとなる。
本発明の概要 その圧縮以前に、コード化されたディジタルイメージ
の量子化レベルを空間的に分配することが本発明の目的
である。
ディジタルイメージはピクセルのブロックＢ（n,i,
j）の組として説明され、ここでｉ（別にｊ）はフレー
ムにおけるブロックの場所をロー（別にカラム）の項
を、そしてｎはフレーム番号を与えるものである。Ｆ
は、レベルＬをもってブロックＢ（n,i,j）に加えられ
る量子化関係と呼ばれる。量子化関数をブロックに加え
ることにより、別のブロックが作られ、ここには元の情
報のいくらかが捨てられる。量子化レベルが高くなれば
なるほど、そして量子化が粗くなればなるほど、それぞ
れ、コードは小さくなり、そして捨てられる情報の量は
より大きくなる。こうして、バッファがより速く充満さ
れる時には量子化レベルは増大し、そしてバッファがよ
り遅く満たされる時には、減少する。量子化されたイメ
ージをコード化するのに必要なビットの総数はバッファ
のサイズＮに近くされるべきである。しかし、次にブロ
ックが走査され、そしてカラム毎に、あるいはロー毎に
エンコードされると、既にコード化されたブロックのサ
イズの監視が、完全なイメージの全体的な完全性の良好
な評価を提供することができないため、適応性量子化技
術はうまく働かない。
本発明の基本的な考え方は、イメージのブロックをロ
ーからローへ、あるいはカラムからカラムへと走査する
のではなく、ランダム型に走査することである。どの量
子化レベルが用いられるべきかをより良く評価するため
に、いくつかのブロックが既に処理された時にさえ、ブ
ロックは擬似ランダム順に走査され、そしてエンコード
されるがこれはコーダーおよびデコーダーの両方におい
て同等である。総てのフレームに関して固定された走査
順である場合は、走査方法の種類は送信される必要はな
い。
しかし、擬似ランダムブロック走査順は、より良い結
果を得るためにフレーム毎に変更することも可能であ
る。
与えられたブロックＢ（n,i,j）が取り上げられた
時、次の段階が実行されるのであって、すなわち （１） Ｎの、そして既に走査されたブロックの、関数
としてＢ（n,i,j）に加えられるＦを持つ量子化Ｌのレ
ベルを計算し、 （２） 残りの未走査ブロックの中の新しいブロックを
ランダムに取り出し、 （３） （１）に戻る、ことを行う。
データーレートを保障するために、そしてバッファオ
ーバーフローおよびアンダーフローを避けるために、こ
の量子化は、各ブロックＢ（n,i,j）がエンコードされ
た後に再計算される量子化レベルによって適応される。
この量子化レベルは、許容されたバッファサイズに比較
された、フレームに関する既にエンコードされたデータ
ーの量の関数として計算される。この方法の量子化レベ
ルはデコーダーで再計算することはできず、そして送信
される必要もない。
本発明の長所は、添付図面に関連して行なわれる引き
続く詳細な説明から、さらに明確になるであろう。
図面の簡単な説明 第１図はコーダーの回路ブロック図であり、 第２図はデコーダーの回路ブロック図であり、 第３図は既にランダムに走査されたピクセルのブロッ
クを持つイメージの図であり、 第４図は輝度ブロックに関する量子化マトリックスを
示す図であり、 第５図は走査順を示す図であり、 第６図は量子化器の機能を表わす図である。
望ましい実施例の説明 このイメージは、例えば704×288ピクセルの媒体分解
能を有している。輝度コンポーネントＹはピクセルの各
々に関してコード化されるが、他方カラーコンポーネン
トＵおよびＶはマクロピクセルの形でコード化される
が、１つのマクロピクセルは４つの輝度ピクセルから作
られている。各フレームは16×16輝度ピクセルのマクロ
ブロックに分割される。各マクロブロックは、 Ｙに関する８×８ピクセルの４ブロック Ｕに関する８×８マクロピクセルの１ブロック Ｖに関する８×８マクロピクセルの１ブロック から構成される。
エンコードされていない１つの704×288イメージは、
（704/16）×（288/16）＝792マクロブロック 792×６＝4752ブロック 4752×64＝304128バイト、を含んでいる。
そのようなフレームは、コード化されていないフォー
マットでは約300Kバイトのサイズを占めることになる
が、他方、利用できる帯域幅は約（1.2Mビット／秒）／
（８×25/秒）＝毎フレーム6Kバイト、つまりピクセル
当り1/2ビット以下しか許されていない。約1/50の圧縮
レートが達成されなくてはならない。
第１図では、ディジタルイメージ源11が、フレームｎ
を蓄積する擬似ランダム走査メモリー（RAM）12に接続
されている。この擬似ランダム走査メモリー12は、現在
イメージ内のブロックアドレスを擬似ランダムブロック
アドレスジェネレーター10から受取り、例えば８×８ピ
クセルの順序的ブロックを取って、ランダム形式でそれ
らを蓄積する。ピクセルの各ブロックは次に、減算器14
1に、そしてモーション補償回路17に、送られる。
多くの場合、フレームｎ−１はフレームｎと極めて近
く、単にフレームｎ−１とｎとの間の差異だけがエンコ
ードされる。この技術はインターフレームコーディング
（デルタコーディング）と呼ばれ、そして比較的低いデ
ーターレートを結果として生じさせる。しかし、いくら
かの場合には、例えばイメージ順序に「カット」がある
時などには、フレーム自体をエンコードする必要があ
る。この技術はイントラフレームコーディングと呼ばれ
ている。また、例えばCD上に蓄積されているイメージシ
ーケンス内の種々のポイントからのスタートデコーディ
ングの際のような、非シーケンシャルなデコードを行う
にはイントラフレームコーディングを用いることが必要
である。しかし、イントラフレームコーディングは、よ
り高いデーターレートを要する結果となる。
イメージシーケンスにおけるモーションの場合には、
インターフレームコーディングはコード化されたイメー
ジの良好な品質をもたらすことはないので、イメージシ
ーケンスにおけるムービングピースが検出されるべきで
ある。これによって、フレームｎ−１からのムービング
ピースとフレームｎからのアコーディングピースとの間
の差異が最少化され、そしてインターフレームコーディ
ングは、改善されたイメージ品質に導く。モーション補
償の目的は、フレームｎ−１からムービングピースを取
出すことによって、可能な限りフレームｎに近いイメー
ジを確立することにある。
このことは、モーション補償回路17内で、１つのブロ
ックに対して：フレーム座標（i,j）に設けられたフレ
ームｎのブロックＢ（n,i,j）が、フレームｎ−１を含
むフレームメモリー（RAM）142におけるフレーム座標
（ｉ＋x,j＋ｙ）に設けられたブロックＢ′（ｎ−1,i＋
x,j＋ｙ）をコピーすることによって評価される、よう
にして実行される。モーション補償ベクトルＶ（n,x,
y）は、スクリーンのこのポイントにおけるイメージの
明らかなモーションを表わしている。モーション補償の
ために８×８ピクセルブロックが用いられる時、このベ
クトルは±１ピクセルの精密さと±16ピクセルのレンジ
とを有している。フレームｎの良好な近似が、モーショ
ン補償を用いてフレームｎ−１から得られれば、残りの
ピクセル差異がエンコードされるべきである。２つのブ
ロック間の差異を評価するために、そして各ブロックに
関して決定するために、モーションが補償されたインタ
ーフレームコーディングまたはイントラフレームコーデ
ィングが与えられたデーターレートに関連して良好なイ
メージ品質を示すならば、エラー関数（例えば２次エラ
ー）はエラー評価回路18内で評価される。２次エラーの
等式は： であり、ここでiiおよびijはそれぞれピクセルＰおよび
Ｐ′の、それぞれブロックＢ（n,i,j）およびＢ′（ｎ
−1,i＋x,j＋ｙ）内の座標であり、さらにＥ（B,B′）
は、フレームｎのブロックＢ（n,i,j）とフレームｎ−
１のブロックＢ′（ｎ−1,i＋x,j＋ｙ）との間の差異の
評価である。Ｂ（n,i,j）は（コード化されていない）
ターゲットブロックであり、Ｂ′（ｎ−1,i＋x,j＋ｙ）
はインターフレームコーディング後に得られたブロック
である。
モーション補償は、 Ｅ（B,B′）＜（1/2）×Ｅ（B,B0） の場合にのみエンコードされる価値がある。
B0は、（インターフレームコード化されない）モーシ
ョン補償によってのみ得られるブロックＢ（ｎ−1,i＋
x,j＋ｙ）である。もしモーション補償が±16ピクセル
のレンジの中で８×８ピクセルブロックに関して計算さ
れるならば、最善の整合ブロックの調査は40×40ピクセ
ルエリア（33×33可能変動）内で実行される。ブルート
フォースサーチは、最小平均絶対エラーが選択されるの
に相当する総ての可能性のあるベクトル（x,y）に沿っ
て実施される。このベクトルはハフマンコーダー154に
転送される。モーション補償回路17は、40×40ピクセル
エリアが蓄積されるメモリーを含むこともできる。
平均絶対エラーEmの等式は、 であり、ここでiiおよびjiは、ピクセルＰおよびＰ′そ
れぞれの、ブロックＢ（n,i,j）およびＢ′（ｎ−1,i＋
x,j＋ｙ）それぞれの中の座標である。Ｂ（n,i,j）は
（コード化されていない）ターゲットブロックであり、
Ｂ′（ｎ−1,i＋x,j＋ｙ）はインターフレームコーディ
ングの後に得られたブロックである。Ｙコンポーネート
ピクセル値が用いられる。
理論上はモーション（動き）補償は、それが次のフレ
ームを確立するデコーディング時に用いられるものであ
るから、デコードされたフレームｎ−１において実施さ
れるべきであるが、実際上はソースフレームｎ−１がデ
コードされたそれの代わりに用いられる。ソースイメー
ジを用いて得られたモーション（動き）補償ベクトル
は、より低いノイズレベルの、そしてデコードされたイ
メージに比してソースイメージのより良い品質の、理由
から効率的にエンコードすることが容易である。ランダ
ムノイズはモーション補償ベクトル内のランダムファク
ターを発生させ易い。
原理的にはモーション補償もまた、米国特許第4,785,
349号の欄27〜29で説明されている。
エラー評価回路18内で計算された２次エラーの値はイ
ンター／イントラ回路14に送られる。インター／イント
ラ回路14においては、どちらの種類のコーディングがよ
り良いコード化されたイメージ品質をもたらすかを判断
する。イントラフレームコーディングの場合において
は、減算器141の負入力におけるフレームｎ−１のピク
セルのブロックＢ′（ｎ−1,i＋x,j＋ｙ）がフレームｎ
の相応するブロックから引かれることはない。インター
フレームコーディングの場合には、減算器141がアクテ
ィブとなって、そしてフレームメモリー142内に蓄積さ
れているブロックＢ′（ｎ−1,i＋x,j＋ｙ）はフレーム
ｎの相応するブロックから（モーション補償されて）差
し引かれる。フレームメモリー142はモーション補償回
路17からのアドレスを受取る。
単数または複数のピクセル差異の結果的なブロックは
それぞれ、DCT回路151内で変換される。（輝度コンポー
ネントＹのような）空間的データーを表わす値の各８×
８ブロックはDCTによって、水平および垂直方向の両方
に分配される周波数を表わす空間的な係数の８×８ブロ
ックに変換される。変換されたブロックの係数のレンジ
はソースブロックにおける値のレンジの８倍となる。変
換されたブロックのトップレフト係数は特別であって：
それは（８倍された）ソースブロックの平均値である。
この係数はDC値と呼ばれ、他の係数はAC値と呼ばれる。
DC係数は極めて重要であること、そして高い量子化レベ
ルが要求される時でさえ、平均値上のエラーは極めて注
目すべき結果（ブロッキング効果）を生じさせるため、
この値の上には最小エラーが存在すること、が明らかで
ある。
さらにエンコードされる前に、ビットレートに対して
識別されたイメージ品質をトレードオフして選択された
アルゴリズムにより、このブロックは量子化器152で量
子化される。量子化器152のアルゴリズムは以下の等式
で説明される。
ここでｘは変換されたブロックのDCT係数、ｙは量子
化係数、Ｔはそこで出力がゼロとされるスレッショール
ド、そしてｇは量子化ステップサイズである。Ｔおよび
ｇの値は利用できる伝送または蓄積帯域幅によって選択
される。それに従う量子化器関数のグラフは第６図に示
されている。
量子化器ステップサイズｇは変換されるブロックにお
ける係数の位置に依存しているのであって：より低い周
波数のDCT係数はデコードされるイメージの主体品質の
認識においては比較的重要度が低いので、高い周波数の
係数は低い周波数の係数よりも粗く量子化される。量子
化器のステップサイズは、前もって規定されている量子
化マトリックスＱを用いてスケーリングすることによっ
て、ブロック内の各位置に関して得られる。一例とし
て、Ｙのために用いられる量子化マトリックスが第４図
に示されている。ＵおよびＶに関しては異なる量子化マ
トリックスが用いられる。
量子化される周波数係数が常に、それらをエンコード
するのに用いられるコードによってカバーされる範囲に
あることを保証するために、ｇに関して最小値が規定さ
れる。スレッショールドＴに関しては、Ｔ＝g/2を用い
ることもある。
デコーダー（第２図）の性質およびデコーディングエ
ラーをシミュレートするために、および結果的にコーダ
ー（第１図）内のコーディング計算を修正するために、
逆量子化器156とDCT回路157とを有するフィードバック
ループが設けられる。逆量子化器156は量子化器152の反
転機能に、そしてDCT回路157は反転DCTによって作用す
る。DCT回路157の出力におけるデコードされたブロック
Ｂ′（ｎ−1,i,j）は、モーション補償回路17にも接続
されている、フレームメモリー142内に蓄積される。
普通はいくつかの重要なスペクトル成分（低い水平お
よび垂直周波数中で統計的に集中される）を含む量子化
されたブロックは、かなりの数のゼロによって分離され
ている。このためブロック内の量子化されたDCT係数が
最初に折り返され、それによって交互的にｒ個のゼロ
（ｒは０に等しくてもよい）と非ゼロの係数の連続を含
むリニアなリストに変換され、そして次にハフマンコー
ダー154内のモーションベクトルと共に可変語長（連続
長コーディング）でエンコードされる。64のDCT係数の
マトリックスの各々の折り返しは、第５図に示される順
序に従ってソーター153内で実施される。ソーティング
は係数No.1、それはDC係数である、で始まり、逆（vice
versa）対角方法で継続されて、そして係数No.64で終了
する。この種のソーティングは「ジグザグスキャンニン
グ」と呼ばれている。現在のブロックの最後の係数の後
に、エンドオブブロックコード（EOB）が付加される。
ジグザグ順序は、ブロックの終了までゼロ係数の極め
て長い連続を持つ公算を増加させるように選択できる。
EOBコードはしばしば現われる事象であるため、これは
わずかなビットでコード化される。理想的な（最適の）
ジグザグ順序は量子化方法に、そして引き続いて使用さ
れるコードに、依存する。
ジグザグスキャンニングおよび連続長コーディング
は、チェンおよびプラットによる前述の文献「シーン適
応コーダーン」内に原理的に説明されている。
最大係数を持つゼロの連続をエンコードするためのハ
フマンコードはｒ個の（ｒは０から63の範囲）ゼロの64
の可能な連続を含んでいる。付加的コードはEOB符号の
ために反転される。ゼロの各連続のために規定されるコ
ードは全体的に、その連続に続く値には無関係である。
別のハフマンコードは、最大係数を有する非ゼロ係数
をエンコードする。このコードによってカバーされる範
囲は［−256,−１］および［＋1,＋256］である。
量子化された非ゼロ係数は、特により高い周波数係数
がより強く量子化されるので、より高い周波数係数にお
いては±１となる重要な可能性を持っており、特別なコ
ードが±１値の終端連続をコード化するために準備され
ている。非ゼロ係数の符号は、それら事象が50％の可能
性を持つランダム事象として考えられるため、常に１ビ
ットでコード化される。
ハフマンコード化されたデータは、可変データーレー
トを持つバッファ回路155内のバッファに蓄積され、そ
して一定のデーターレートで読出される。チャンネルコ
ーダー16は他の信号と共にそれらデーターを受け取る。
データーレートを保証し、そしてバッファオーバーフ
ローまたはアンダーフローを避けるために、量子化器15
2および逆量子化器（dequantizer）156の量子化ステッ
プサイズは、量子化レベルによって適応され、その量子
化レベルは各ブロックがバッファ回路155内でエンコー
ドされた後に、そのフレームに関する既にエンコードさ
れたデーターの量の関数として、総バッファサイズと比
較して再計算される。この方法の量子化レベルは改善的
にデコーダーによって再計算されることが可能で、そし
て送信される必要はない。
バッファ回路155内のバッファの実際のフィリングレ
ートによって、評価された量子化レベルを適応させるこ
とが目的である。現在のフレーム31内のブロック、例え
ば32,33,34,35,36は、前に述べ、そして第３図に描かれ
ているように擬似ランダムブロックアドレスジェネレー
ター10内で発生されたアドレスに従ってランダム的に走
査されるので、このことは現在フレーム内の適当な全体
量子化レベルのより良い評価に導き、この目的は、フレ
ーム31内のブロックがローからローへと、そしてカラム
からカラムへと走査されるような従来技術に比して、よ
り高信頼性をもって達成される。擬似ランダムブロック
走査順は、より良好な結果を得るために各フレーム毎に
変換させることが可能である。この場合には、ブロック
走査の種類もまた、それぞれ伝送され、そして蓄積され
る。
チャンネルコーダー16は、ビデオデーター流に、イン
ター／イントラ回路14からのインター／イントラ情報、
擬似ランダムアドレスジェネレーター10からのハフマン
コード化されたモーション補償情報と例えば擬似ランダ
ムアドレス情報、オーディオ信号、エラー修正情報およ
び同期ワードを加える。
クロックジェネレーター191は制御回路192にクロック
パルスを供給する。制御回路192はコーダー中の他の総
ての回路に適切な制御信号を供給する。
第２図においては、チャンネルデコーダー26は蓄積媒
体または伝送チャンネルデーター流を受信する。このデ
ーター流は輝度および色光度信号（Y,UおよびＶ）、モ
ーション補償情報、インター／イントラ検出情報、オー
ディオ信号、同期ワードおよび、もし必要であれば、擬
似ランダムブロックアドレスに分解される。加えて、エ
ラー修正がチャンネルデコーダー26内で実施される。
例えば輝度コンポーネントのようなビデオ信号はハフ
マンコード化されたモーションベクトルと共に一定のデ
ーターレートでバッファ回路255に供給され、そしてこ
のバッファからハフマンデコーダー254に可変データー
レートで転送される。この回路の中で、異なるハフマン
コードに従ったデコード、±１値の終端連続のための特
別なコードおよびEOBコードのデコードが実行される。
反転ソーター253においては、ソーター153と第５図に
よる反転走査が実行される。出力には、量子化された８
×8DCT係数のブロックが得られる。逆量子化器252にお
いては、この係数が、コーダー内の量子化器152の入力
におけるそれらの値に近似するよう拡張される。これは
量子化マトリックスＱ（第４図）による反転スケーリン
グを含んでいる。逆量子化器252における量子化レベル
はバッファの充満度によって制御され、そしてバッファ
回路255において再計算されるが、しかし伝送されるこ
とはない。
DCT回路251は各ブロックの64の係数上に反転DCTを実
施する。
ブロックのピクセル値およびピクセル差異値、それぞ
れは加算器241に伝送される。現在ブロックのイントラ
フレームコーディングの場合には、フレームメモリー24
2からの出力信号は加えられず、そしてインターフレー
ムコーディングの場合にはこの信号Ｂ′（ｎ−1,i＋x,j
＋ｙ）は（モーション補償されて）ピクセル差異値に加
えられる。
インター／イントラ回路24は、チャンネルデコーダー
26からの、モーション補償回路27を通った、インター／
イントラ情報を受取る。このインター／イントラ回路24
は、以前に説明したように加算器241を制御する。モー
ション補償回路27はハフマンデコーダー254からのモー
ション補償ベクトルおよびフレームメモリー242からの
フレームｎ−１のピクセルのブロックを受取る。
こうして、イントラフレームコーディングの場合に
は、改善的に、モーション補償ベクトルは伝送される必
要はない。モーションの場合には、モーション補償回路
27はハフマンデコーダー254からのモーション補償ベク
トルをアドレスとしてフレームメモリー242に送ること
が可能である。モーション補償回路27はピクセルメモリ
ーを含むことができる。
インター／イントラ回路24の出力におけるフレームｎ
のピクセルのブロックＢ（n,i,j）は、固定されたそし
て蓄積された、または計算された順序で、あるいは伝送
された順序で、のいずれかによって、アドレスと共に擬
似ランダム逆走査（descanning）フレームメモリー22内
に書込まれる。これらのアドレスはチャンネルデコーダ
ー26から擬似ランダム逆走査フレームメモリー22および
モーション補償回路27に送られる。蓄積の前に、当該ブ
ロックはフレームｎ−１としてフレームメモリー242内
に書込まれる。擬似ランダム逆走査メモリー22は、ピク
セルからピクセルへと、そしてラインからラインへと読
出すことができる。結果としての（生成）信号は例えば
テレビスクリーン21上に表示可能である。
色光度コンポーネントＵおよびＶに関する処理は、同
様な方法で実行される。量子化マトリックスは変更でき
る。以前に述べたようにモーション補償回路17および2
7、それぞれの中のモーションベクトル計算はＹコンポ
ーネントについてだけ実行される。
クロック再発生回路291は制御回路292にクロックパル
スを供給する。制御回路292はデコーダー内の他の総て
の回路に適切な制御信号を供給する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】デジタルイメージシーケンスを符号化又は
    復号化するための方法であって、前記イメージシーケン
    スは、ピクセル値の多数のブロックをそれぞれ含んだフ
    レーム（31）に分割されている形式のものにおいて、 前記ピクセル値のブロック（32〜36）を、それらのブロ
    ックのシーケンシャル処理のためのブロックシーケンス
    を形成するために、前記フレーム（31）の疑似ランダム
    スキャンニングを用いて取り入れ、 前記ピクセル値の各ブロックを変換手法を用いて係数の
    ブロックに変換し、 前記係数の各ブロックの量子化（152）を、バッファ（1
    55）の充填によって制御され個別に算出されたブロック
    量子化レベルと、前記ブロックの各係数の個別量子化の
    ための量子化マトリックスとを用いて行い、 量子化された係数の各ブロックを可変語長によって符号
    化（154）し、それによって符号化された係数のグルー
    プを生成する符号化ステップと、 前記符号化された係数の各グループを復号化（254）
    し、それによって復号化された係数のブロックを生成
    し、 前記復号化された係数の各ブロックを、第２のバッファ
    （255）の充填によって制御される相応の逆符号化量子
    化レベルと、前記ブロックの復号化された各係数の個別
    の逆量子化のための相応の逆量子化マトリックスとを用
    いて個別に逆量子化（252）し、 逆量子化された係数の前記ブロックを、ピクセル値のブ
    ロックを形成するためにそれぞれ逆変換（251）と、 前記ピクセル値のブロックを、符号化の際に使用したの
    と同じ疑似ランダム順序で相応のビデオ信号のフレーム
    （31）内に挿入する復号化ステップとを含んでいること
    を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】イントラフレームモードがあらわされ、 目下のブロックと、先行するフレーム内の同じ相応の空
    間的位置にあるブロックとの間のピクセル差値のインタ
    ーフレームモードブロックに対する計算（141）を行
    い、 前記ピクセル差値のブロックの動き補償（17）を行い、 前記各ブロック毎にブロックエラー、例えば二次エラー
    及び／又は平均絶対エラーを計算（18）し、 各ブロック毎に、イントラフレームモードが実施される
    べきか又は動き補償されたインターフレームモードが実
    施されるべきかの判断（14）を行う符号化ステップを含
    み、前記イントラフレームモード又はインターフレーム
    モードは復号化の際に適用されている、請求項１記載の
    方法。
  3. 【請求項３】各フレームにピクセル値の多数のブロック
    が含まれた形式のデジタルビデオ信号を準備する手段
    （11）を有し、 前記ピクセル値のブロックを得るために疑似ランダム順
    序でフレームを走査する手段（10）を有し、 前記動き補償されたブロックと前記ピクセル値のブロッ
    クとの間のブロックエラーを算出する手段（18）に接続
    されている、ピクセル値のブロックの動き補償のための
    動きベクトルを推定する手段（17）を有しており、 ピクセル差値のブロックを算出する手段（141）を有し
    ており、 ピクセル値のイントラフレームブロックと、ピクセル差
    値の動き補償されたインターフレームブロックとを比較
    し、前記ブロックエラー計算（18）の結果による値から
    ２つのブロックのうちの１つを選択する手段（14）を有
    し、この場合相応のイントラ／インター判定信号は、前
    記装置の出力信号に含まれており、 前記ピクセル値とピクセル差値のブロックを、それぞれ
    係数のブロックに対するDCT変換によって変換する手段
    （151）を有しており、 バッファ（155）の充填により制御された量子化レベル
    による前記係数の各ブロックの個々の量子化と、量子化
    マトリックスを用いたブロックの各係数の個々の量子化
    を行う手段（152）を有しており、該量子化手段（152）
    の出力側は、相応の逆量子化のための手段（156）と接
    続されており、該逆量子化のための手段（156）には相
    応の逆変換のための手段（157）が接続されており、該
    逆変換のための手段（157）にはフレーム記憶手段（14
    2）が接続されており、該フレーム記憶手段（142）は、
    動き補償のための前記動きベクトル推定手段（17）に接
    続されており、 前記量子化された係数のブロックと前記動きベクトルの
    ハフマン符号化のための手段（154）を有しており、そ
    れにより前記バッファ（155）内に中間記憶される符号
    化された係数のグループが得られ、前記バッファは、前
    記イントラ／インター判定信号と前記疑似ランダム走査
    順序のアドレスが信号流に加えられるチャネルエンコー
    ダ（16）を介して前記装置の出力信号を送出することを
    特徴とする、請求項２に記載の方法を用いたデジタルイ
    メージシーケンスの符号化のための装置。
  4. 【請求項４】相応のイントラ／インター判定信号を動き
    補償回路（27）に供給し、前記疑似ランダム走査順序の
    アドレスをフレームメモリ（22）に供給するチャネルデ
    コーダ（26）を有し、 後置接続されたバッファ回路（255）を有しており、該
    バッファ回路は、復号化された係数の各ブロックを相応
    の逆エンコーディング量子化レベルを用いて個々に逆量
    子化するためと、前記エンコーディング量子化マトリッ
    クスの逆利用によって各復号化された係数を個々に逆量
    子化するための逆量子化器（252）を制御しており、 符号化された係数のグループと動き補償情報の復号化の
    ための、前記バッファ回路（255）に後置接続されたハ
    フマンデコーダ（254）を有しており、これにより前記
    逆量子化器（252）は復号化された係数のブロックを受
    け取り、前記動き補償回路（27）は動きベクトルを受け
    取り、 前記復号化された係数のブロックを、逆DCTを用いてピ
    クセル値ないしピクセル差値のブロックへ相応に逆変換
    するIDCT回路（251）を有しており、該IDCT回路は前記
    逆量子化器（252）に後置接続されており、 後置接続された加算器（241）を有しており、該加算器
    （241）は、インターフレームモードの場合に、ピクセ
    ル値の相応に動き補償されたブロックを、第２のフレー
    ムメモリ（242）から前記ピクセル差値に加算し、 後置接続されたインター／イントラ回路（24）を有して
    おり、該インター／イントラ回路（24）は、前記チャネ
    ルデコーダ（26）から前記動き補償回路（27）を介して
    前記インター／イントラ判定信号を受け取り、さらに前
    記加算器（241）を相応に制御し、これによって前記動
    き補償回路（27）は前記第２のフレームメモリ（242）
    から先行するフレームのピクセル値のブロックを受け取
    り、 前記デジタルビデオ信号の出力フレームにピクセル値の
    ブロックを相応の疑似ランダム順序で挿入するためのフ
    レームメモリ（22）が設けられていることを特徴とす
    る、請求項２記載の方法を用いてデジタルイメージシー
    ケンスを復号化するための装置。
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