JP2939996B2 - Adaptive Frame Interpolation for Inter-frame Prediction Decoder with Motion Compensation - Google Patents
Adaptive Frame Interpolation for Inter-frame Prediction Decoder with Motion CompensationInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、テレビジョン信号の動き補償付フレーム間
予測復号化装置の適応フレーム内挿方式に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive frame interpolation method for an inter-frame predictive decoding device with motion compensation for a television signal.
[従来の技術] 従来、フレーム間予測符号化および復号化方式におい
ては、送信側では例えば激しい動きなどにより伝送すべ
き情報量が多くなり、伝送速度の制限からフレームを間
引くことにより情報量を減小させ、受信側においては、
送られて来ないフレームに対して、前フレームを繰り返
し表示するような符号化制御が行なわれていた。[Prior Art] Conventionally, in the inter-frame predictive coding and decoding method, the amount of information to be transmitted increases on the transmitting side due to, for example, abrupt movement, and the amount of information is reduced by thinning out frames due to transmission speed limitations. On the receiving side,
Encoding control has been performed such that a previous frame is repeatedly displayed for a frame that has not been sent.
[発明が解決しようとする課題] このように、上述した従来のフレーム間予測符号化復
号化方式においては、フレーム間引きを行なうためジャ
ーキネスが生じるという欠点があった。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the conventional inter-frame predictive coding / decoding method described above has a drawback that jerkiness occurs due to frame thinning.
本発明の課題は、上記欠点を除去し、ジャーキネスが
生じない動き補償付フレーム間予測復号化装置の適応フ
レーム内挿方式を提供することにある。An object of the present invention is to provide an adaptive frame interpolation method of an inter-frame predictive decoding apparatus with motion compensation which eliminates the above-mentioned disadvantage and does not cause jerkiness.
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、テレビジョン信号をフレーム間引き
モードを有する動き補償付フレーム間予測符号化装置に
より符号化した符号化データを受信し、該符号化データ
を復号する動き補償付フレーム間予測復号化装置におい
て、あらかじめ定めた判定基準に基づいて、動ベクトル
および復号信号を用いて間引きフレームを内挿するか、
復号信号のみを用いて前記間引きフレームを内挿するか
を切り換えることを特徴とする動き補償付フレーム間予
測復号化装置の適応フレーム内挿方式が得られる。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, encoded data obtained by encoding a television signal by an inter-frame predictive encoding device with motion compensation having a frame thinning mode is received, and the encoded data is decoded. In the motion-compensated inter-frame predictive decoding device that performs, based on a predetermined determination criterion, whether to interpolate a thinned frame using a motion vector and a decoded signal,
An adaptive frame interpolation method for an inter-frame predictive decoding device with motion compensation characterized by switching whether to interpolate the thinned frame using only the decoded signal.
[実施例] 次に本発明を図面を参照して説明する。[Example] Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の原理的ブロック図であ
る。第1図に示すように、動き補償付フレーム間予測符
号化装置101からの予測誤差信号107と動ベクトル信号10
9は動き補償付フレーム間予測復号化装置100に入力され
る。動き補償付フレーム間予測復号化装置100の動き補
償付フレーム間予測復号化部102は、予測誤差信号107と
動ベクトル信号109とを受け、復号信号108を生成すると
共に、予測誤差信号107および動ベクトル信号109を出力
する。動き補償付フレーム間予測復号化装置100の動ベ
クトル評価部103は、動き補償付フレーム間予測復号化
部102からの予測誤差信号107を用いて、ある評価基準に
より動ベクトル信号109の正確さを評価し、その結果を
表す切換え信号111を出力する。この切換え信号111によ
って、復号信号108に対して間引きフレームの前または
後のフレームを用いた線形内挿104を行なうか、復号信
号108に対して動き補償付フレーム間予測復号化部102か
らの動ベクトル信号109を用いた動ベクトル内挿105を行
うかを切替え、モニター106に与えるものである。FIG. 1 is a principle block diagram of one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the prediction error signal 107 from the motion-compensated
9 is input to the inter-frame predictive decoding apparatus 100 with motion compensation. The inter-frame predictive decoding unit with motion compensation 102 of the inter-frame predictive decoding unit with motion compensation 100 receives the prediction error signal 107 and the motion vector signal 109, generates a decoded signal 108, The vector signal 109 is output. The motion vector estimator 103 of the inter-frame predictive decoding device with motion compensation 100 uses the prediction error signal 107 from the inter-frame predictive decoder with motion compensation 102 to determine the accuracy of the motion vector signal 109 according to a certain evaluation criterion. It evaluates and outputs a switching signal 111 representing the result. With this switching signal 111, the linear interpolation 104 using the frame before or after the thinned frame is performed on the decoded signal 108, or the dynamic signal from the motion-compensated inter-frame predictive decoding unit 102 is applied to the decoded signal 108. Whether to perform the motion vector interpolation 105 using the vector signal 109 is switched and given to the monitor 106.
第2図は第1図に示す本発明の一実施例中の動き補償
付フレーム間予測符号化装置101の一例のブロック図、
第3図は同じくフレーム間予測復号化装置100のブロッ
ク図である。但し、本実施例では、符号化制御により、
1フレームおきにフレーム間引きされる場合について説
明する。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the inter-frame predictive coding apparatus 101 with motion compensation in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1,
FIG. 3 is a block diagram of the inter-frame prediction decoding apparatus 100. However, in this embodiment, by encoding control,
A case where frames are culled every other frame will be described.
第2図のフレーム間予測符号化装置は、一般的なフレ
ーム間予測符号化ループと動ベクトル検出回路8とから
構成されている。入力端子1より入力された画像信号10
8は、減算器4に、遅延回路12を通して、入力されると
共に、動ベクトル検出回路8には直接入力される。動ベ
クトル検出回路8は、前記の入力画像信号108とフレー
ムメモリ9の出力である1フレーム前の画像信号908を
用いて、ベクトル検出単位に分割された、ある大きさの
ブロックとの差分をとり、そのブロック内のフレーム差
分値の絶対値和が最小になるブロックを見つけ出して、
これを動ベクトル信号810として出力する回路である。
但し、フレーム間引き信号203により、フレーム間引き
時には出力を0とする。The inter-frame predictive coding apparatus shown in FIG. 2 includes a general inter-frame predictive coding loop and a motion vector detecting circuit 8. Image signal 10 input from input terminal 1
8 is input to the subtractor 4 through the delay circuit 12, and is also input directly to the motion vector detection circuit 8. The motion vector detection circuit 8 uses the input image signal 108 and the image signal 908 of one frame before, which is the output of the frame memory 9, to calculate the difference between a block having a certain size and divided into vector detection units. , Find the block in which the sum of the absolute values of the frame difference values is the smallest,
This is a circuit that outputs this as a motion vector signal 810.
However, the output is set to 0 at the time of frame culling by the frame culling signal 203.
符号化制御回路2は、入力端子11に受けた送り側のバ
ッファメモリの占有状態信号1102にもとづいて、フレー
ム間引きを行うか否かを示すフレーム間引き信号203を
出力する。ここで、フレーム間引き信号203は間引きフ
レーム区間は1、符号化フレーム区間は0と定義する。The encoding control circuit 2 outputs a frame thinning signal 203 indicating whether or not to perform frame thinning, based on the occupancy state signal 1102 of the sending buffer memory received at the input terminal 11. Here, the frame thinning signal 203 is defined as 1 in a thinned frame section and 0 in an encoded frame section.
量子化器5は、減算器4の出力を受けて、前記フレー
ム間引き信号203により、符号化するフレームに対して
は通常の量子化を行い、量子化出力を予測誤差信号506
として出力し、フレーム間引きされるフレームに対して
は量子化出力としての予測誤差信号506を0とする回路
である。The quantizer 5 receives the output of the subtractor 4, performs normal quantization on the frame to be encoded by the frame thinning signal 203, and outputs the quantized output to the prediction error signal 506.
And a circuit for setting the prediction error signal 506 as a quantized output to 0 for a frame to be decimated.
フレームメモリ9は可変メモリであり、前記動ベクト
ル信号810により読み出しアドレスを可変する機能を有
しており、動ベクトル信号810により読み出しアドレス
を修飾されない前フレーム信号908を出力するととも
に、動ベクトル信号810により読み出しアドレスを修飾
された前フレーム信号904を出力する。遅延回路12およ
び13は、動ベクトル検出回路8による遅延を補償するも
のである。The frame memory 9 is a variable memory and has a function of changing a read address by the motion vector signal 810. The frame memory 9 outputs a previous frame signal 908 whose read address is not modified by the motion vector signal 810, and outputs a motion vector signal 810. Outputs the previous frame signal 904 whose read address is modified. The delay circuits 12 and 13 compensate for the delay caused by the motion vector detection circuit 8.
前記フレーム間引き信号203は出力端子3から、予測
誤差信号506は出力端子6から、そして、動ベクトル信
号810は出力端子10から第3図に示すフレーム間復号化
装置に送られる。The frame thinning signal 203 is sent from the output terminal 3, the prediction error signal 506 is sent from the output terminal 6, and the motion vector signal 810 is sent from the output terminal 10 to the interframe decoding device shown in FIG.
第3図は、フレーム間予測復号化装置のブロック図で
ある。予測誤差信号2122は入力端子21を通して、フレー
ム間復号化ループに入力される。このフレーム間復号化
ループは、前記予測誤差信号2122を入力される第1の入
力端子を有する加算器22と、この加算器22の第2の入力
端子に出力を接続されたフレームメモリA23とを含む。
この時、フレームメモリA23には、動ベクトル信号3323
が入力端子33を通して入力される。従って、このフレー
ム間復号化ループでは、符号化フレームに対しては予測
誤差信号2122及び動ベクトル信号3323とを用いて通常の
復号化が行なわれて、復号画像信号2224として出力さ
れ、間引きフレームに対しては予測誤差信号2122が0、
動ベクトル信号3323が0であるので、フレームメモリA2
3から前フレームデータが復号画像信号2224として出力
される。FIG. 3 is a block diagram of the inter-frame predictive decoding device. The prediction error signal 2122 is input to the inter-frame decoding loop via the input terminal 21. The inter-frame decoding loop includes an adder 22 having a first input terminal to which the prediction error signal 2122 is input, and a frame memory A23 having an output connected to a second input terminal of the adder 22. Including.
At this time, the motion vector signal 3323 is stored in the frame memory A23.
Is input through the input terminal 33. Therefore, in this inter-frame decoding loop, the encoded frame is subjected to normal decoding using the prediction error signal 2122 and the motion vector signal 3323, output as a decoded image signal 2224, and output as a thinned frame. For the prediction error signal 2122 is 0,
Since the motion vector signal 3323 is 0, the frame memory A2
From 3, the previous frame data is output as the decoded image signal 2224.
前記の予測誤差信号2122は絶対値和計算回路32に入力
され、この誤差信号2122に相当する動ベクトル信号3323
の評価が行なわれる。絶対値和計算回路32は前述したよ
うに定義された1ブロック内の誤差信号の絶対値の総和
を計算する機能を有するものであり、この結果は比較器
31により予め定めたしいき値THと比較され、しいき値TH
より大ならば(又はしいき値THに等しいならば)0とし
て、しいき値TH未満ならば1として動ベクトル評価信号
3130を出力する。The prediction error signal 2122 is input to the absolute value sum calculation circuit 32, and a motion vector signal 3323 corresponding to the error signal 2122 is provided.
Is evaluated. The absolute value sum calculation circuit 32 has a function of calculating the sum of the absolute values of the error signals in one block defined as described above.
The threshold value TH is compared with a predetermined threshold value TH by 31.
The motion vector evaluation signal is set to 0 if greater (or equal to the threshold value TH) and to 1 if less than the threshold value TH.
Outputs 3130.
更に、この動ベクトル評価信号3130と入力端子34に入
力されたフレーム間引き信号3430との論理積がAND回路3
0によりとられ、AND回路30の出力を2フレーム遅延回路
29を通すことにより、内挿切換え信号3027が得られる。
スイッチ27は、内挿切換え信号3027が“0"の時は、動ベ
クトル信号3323を1/2乗算器28を通すことにより得られ
た内挿ベクトル信号2827が選択され、内挿切換え信号30
27が“1"の時は、0ベクトルが選択される。Further, the logical product of the motion vector evaluation signal 3130 and the frame thinning signal 3430 input to the input terminal 34 is obtained by the AND circuit 3.
0, the output of the AND circuit 30 is a two-frame delay circuit
By passing through 29, an interpolation switching signal 3027 is obtained.
When the interpolation switching signal 3027 is “0”, the switch 27 selects the interpolation vector signal 2827 obtained by passing the motion vector signal 3323 through the half multiplier 28, and selects the interpolation switching signal 3027.
When 27 is "1", the 0 vector is selected.
フレームメモリB25は、フレーム遅延メモリ24によっ
て1フレーム遅延された復号画像信号2224を受ける。こ
のフレームメモリB25は間引きフレームの内挿用の可変
メモリである。このフレームメモリB25の読み出しアド
レスは前記の内挿切換え信号3027によりスイッチ27を介
して内挿ベクトル信号2827または0ベクトルが選択され
たものによって修飾される。The frame memory B25 receives the decoded image signal 2224 delayed by one frame by the frame delay memory 24. This frame memory B25 is a variable memory for interpolation of a thinned frame. The read address of the frame memory B25 is modified by the interpolation vector signal 2827 or the selection of the 0 vector via the switch 27 by the interpolation switching signal 3027.
即ち、フレームメモリB25は、間引きフレーム区間
“1"に前フレームデータが出力されている復号画像信号
2224に対して、前記内挿切換え信号3027に応じて、内挿
ベクトル信号2827により動ベクトル内挿を行った復号画
像信号か、または0ベクトルにより選択された前フレー
ムデータかが出力端子26に出力される。That is, the frame memory B25 stores the decoded image signal in which the previous frame data is output in the thinned-out frame section “1”.
In response to the interpolation switching signal 3027, whether the decoded image signal has been subjected to the motion vector interpolation by the interpolation vector signal 2827 or the previous frame data selected by the 0 vector is output to the output terminal 26 in response to the interpolation switching signal 3027. Is done.
また、同図において、2フレーム遅延回路29およびフ
レーム遅延メモリ24は内挿切換え信号3027と復号画像信
号2224とのタイミングをとるためのものである。Also, in the figure, a two-frame delay circuit 29 and a frame delay memory 24 are for timing the interpolation switching signal 3027 and the decoded image signal 2224.
以上説明したように、本実施例によれば、動ベクトル
検出ブロック毎に、前記動ベクトルブロック内の予測誤
差信号を用い、あらかじめ定められた評価関数にもとづ
いて評価値を計算し、この計算結果とあらかじめ定めら
れたしきい値とを比較し、その大小関係を判定基準とす
ることを特徴とする動き補償付フレーム間予測復号化装
置の適応フレーム内挿方式が得られる。As described above, according to the present embodiment, for each motion vector detection block, an evaluation value is calculated based on a predetermined evaluation function using a prediction error signal in the motion vector block, and the calculation result And a predetermined threshold value, and the magnitude relation is used as a determination criterion, thereby obtaining an adaptive frame interpolation method of the inter-frame predictive decoding device with motion compensation.
このように、本実施例では、間引きされたフレームに
対して予測誤差信号を用いた評価関数を用いることによ
り動ベクトルの確かさを判断し、この結果、間引きフレ
ームを、動ベクトルを用いてフレーム内挿する手段と間
引きフレームの前後フレームを用いてフレーム内挿する
手段とを切替えることにより、動ベクトルの不正確さで
生じる動ベクトル内挿による画質劣化を抑えつつ、フレ
ーム間引きによるジャーキネスを抑えることができる。As described above, in the present embodiment, the reliability of the motion vector is determined by using the evaluation function using the prediction error signal for the decimated frame, and as a result, the decimated frame is converted into a frame using the motion vector. By switching between the interpolating means and the frame interpolating means using the frames before and after the thinning frame, it is possible to suppress the jerkiness due to the frame thinning while suppressing the image quality deterioration due to the motion vector interpolation caused by the inaccuracy of the motion vector. Can be.
[発明の効果] 本発明によれば、予め定められた判定基準に基き、間
引かれたフレームに対して、動ベクトルを用いて内挿す
る方法と、動ベクトルを用いない他の方法により内挿す
る方法とを切替えるため、誤まった動ベクトルを用いて
内挿した場合に生じる画質劣化を生じることなく、ジャ
ーキネスを抑えることができ画質の向上が計れる効果が
ある。[Effects of the Invention] According to the present invention, a method of interpolating a thinned-out frame using a motion vector based on a predetermined determination criterion and another method not using a motion vector are used. The switching between the insertion method and the insertion method has the effect of suppressing jerkiness and improving the image quality without deteriorating the image quality that occurs when interpolation is performed using an erroneous motion vector.
第1図は本発明の一実施例の原理的ブロック図、第2図
および第3図は、第1図中の要部の詳細を示すブロック
図である。 100……動き補償フレーム間予測復号化装置、101……動
き補償フレーム間予測符号化装置、102……動き補償フ
レーム間予測復号化部、103……動ベクトル評価部、104
……線形内挿、105……動ベクトル内挿、1、11、21、3
3、34……入力端子、3、6、10、26……出力端子、2
……符号化制御回路、5……量子化器、4……減算器、
7、22……加算器、9……フレームメモリ、8……動ベ
クトル検出回路、12、13……遅延回路、24……フレーム
遅延メモリ、23……フレームメモリA、25……フレーム
メモリB、32……絶対値和計算回路、31……比較器、29
……2フレーム遅延回路、30……AND回路、28……乗算
器、27……切換えスイッチ。FIG. 1 is a block diagram showing the principle of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing the details of the main parts in FIG. 100: motion-compensated inter-frame predictive decoding device, 101: motion-compensated inter-frame predictive coding device, 102: motion-compensated inter-frame predictive decoding unit, 103: motion vector estimating unit, 104
... linear interpolation, 105 ... motion vector interpolation, 1, 11, 21, 3
3, 34 ... input terminal, 3, 6, 10, 26 ... output terminal, 2
…… Encoding control circuit, 5 …… Quantizer, 4 …… Subtractor,
7, 22 ... adder, 9 ... frame memory, 8 ... motion vector detection circuit, 12, 13 ... delay circuit, 24 ... frame delay memory, 23 ... frame memory A, 25 ... frame memory B , 32 ... absolute value sum calculation circuit, 31 ... comparator, 29
… 2 frame delay circuit, 30… AND circuit, 28… Multiplier, 27… Changeover switch.
Claims (1)
を有する動き補償付フレーム間予測符号化装置により符
号化した符号化データを受信し、該符号化データを復号
する動き補償付フレーム間予測復号化装置において、あ
らかじめ定めた判定基準に基づいて、動ベクトルおよび
復号信号を用いて間引きフレームを内挿するか、復号信
号のみを用いて前記間引きフレームを内挿するかを切り
換えることを特徴とする動き補償付フレーム間予測復号
化装置の適応フレーム内挿方式。1. An inter-frame predictive decoding apparatus with motion compensation for receiving coded data obtained by encoding a television signal by an inter-frame predictive coding apparatus with motion compensation having a frame thinning mode, and decoding the coded data. In the motion compensation, based on a predetermined criterion, switching between interpolating a thinned frame using a motion vector and a decoded signal or interpolating the thinned frame using only a decoded signal is performed. An adaptive frame interpolation method for an attached interframe predictive decoding device.
Priority Applications (5)
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- 1989-05-12 JP JP11724289A patent/JP2939996B2/en not_active Expired - Lifetime
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