JP3149898B2 - Image information compression method - Google Patents

Image information compression method

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JP3149898B2
JP3149898B2 JP20713593A JP20713593A JP3149898B2 JP 3149898 B2 JP3149898 B2 JP 3149898B2 JP 20713593 A JP20713593 A JP 20713593A JP 20713593 A JP20713593 A JP 20713593A JP 3149898 B2 JP3149898 B2 JP 3149898B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高精細テレビジョン
(以下「HD−TV」という)などの動画像情報の圧縮
処理を行う画像情報圧縮方法にかかり、例えば、HD−
TVの画像情報からNTSC方式テレビジョンなどの標
準解像度テレビジョン(以下「SD−TV」という)の
画像情報を得るような場合に好適な画像情報圧縮方法の
改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image information compression method for compressing moving image information of a high definition television (hereinafter, referred to as "HD-TV").
The present invention relates to an improvement in an image information compression method suitable for obtaining image information of a standard definition television (hereinafter, referred to as “SD-TV”) such as NTSC television from image information of a TV.

【0002】[0002]

【従来の技術】HD−TVの画像情報のディジタル伝送
やその記録については、階層性を持った高能率符号化の
検討が行われている(綱島他、「インターレース構造を
考慮したHD−TV階層符号化に関する検討」,199
3年,電子情報通信学会春季大会,D−253参照)。
これは、HD−TVの画像情報を符号化したビットスト
リームの一部を取り出してデコードすることにより、S
D−TVの画像情報が得られるようにしたものである。
これによれば、符号化法の1つとしてサブバンド符号化
の利用が考えられている。
2. Description of the Related Art Hierarchical high-efficiency coding has been studied for digital transmission and recording of HD-TV image information (Tsunashima et al., "HD-TV Hierarchy Considering Interlace Structure". Study on Coding ”, 199
3rd year, IEICE Spring Conference, D-253).
This is achieved by extracting and decoding a part of a bit stream obtained by encoding HD-TV image information, thereby achieving S
This is to obtain D-TV image information.
According to this, use of sub-band coding is considered as one of the coding methods.

【0003】例えば、インターレース構造を持つHD−
TV画像信号とインターレース構造を持つSD−TV画
像信号との階層符号化を例として考える。まず、HD−
TV1フィールドの画像信号を水平方向の低帯域と高帯
域の2つの帯域信号に分割する。次に、それらの帯域信
号を垂直方向の低帯域と高帯域の2つの帯域信号に分割
する。図4には、その様子が示されており、HD−TV
画像信号は、LL,HL,LH,HHの計4つの帯域信
号にサブバンド分割されている。そして水平方向、垂直
方向ともに低帯域の帯域信号LLをSD−TV1フィー
ルドの映像信号とする。そして、このSD−TV1フィ
ールドの信号を2枚集めてSD−TV1フレームの映像
信号とする。
[0003] For example, an HD-
Consider, as an example, hierarchical encoding of a TV image signal and an SD-TV image signal having an interlaced structure. First, HD-
The image signal of the TV1 field is divided into two band signals of a low band and a high band in the horizontal direction. Next, those band signals are divided into two band signals of a low band and a high band in the vertical direction. FIG. 4 shows this state, and the HD-TV
The image signal is sub-band divided into a total of four band signals LL, HL, LH, and HH. Then, the band signal LL having a low band in both the horizontal direction and the vertical direction is set as a video signal of the SD-TV1 field. Then, two SD-TV1 field signals are collected to form an SD-TV1 frame video signal.

【0004】ところで、テレビジョンの画像信号のよう
な動画像情報の符号化においては、フレーム間の相関を
利用することで符号量圧縮効率が上がることが知られて
いる。MPEG(Motion Picture Image Coding Expert
s Group)やMPEG2でもフレーム間予測とDCTの
組み合わせによって圧縮効率の高い符号化を行なってい
る(渡辺,「MPEG2フレーム間予測方式」,テレビ
ジョン学会技術報告,ITEJ Tecnical Report Vol.16,N
o.61,pp.37〜42,ICS'92-73(Oct.1992)参照)。
[0004] By the way, in coding moving picture information such as a picture signal of a television, it is known that a code amount compression efficiency is improved by utilizing a correlation between frames. MPEG (Motion Picture Image Coding Expert
s Group) and MPEG2 also perform coding with high compression efficiency by a combination of inter-frame prediction and DCT (Watanabe, "MPEG2 Inter-frame Prediction Method", Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, ITEJ Technical Report Vol.16, N
o.61, pp.37-42, ICS'92-73 (Oct.1992)).

【0005】このような点からすると、前記図4のよう
にサブバンド分割したHD−TV映像信号についてもフ
レーム間の相関を利用して圧縮を行う手法が考えられ
る。すなわち、SD−TV1フィールドの画像信号であ
る水平,垂直方向低帯域の信号LL(あるいはそれを2
フィールド集めて1フレームとした信号)については、
MPEG,MPEG2などの従来の手法と同様にしてフ
レーム間予測を行えばよい。つまり、フレームのピクチ
ャ・タイプをIピクチャ(フレーム内符号化画面),P
ピクチャ(フレーム間符号化画面),Bピクチャ(双方
向予測・補間画面)に分け、Pピクチャ,Bピクチャに
ついては参照フレームであるIピクチャあるいはPピク
チャとの間で動き補償予測符号化を行う。
[0005] From such a point, a method of compressing the HD-TV video signal divided into sub-bands using the correlation between frames as shown in FIG. 4 can be considered. That is, the horizontal and vertical low-band signals LL (or two-frame image signals of the SD-TV1 field) are output.
Signal from the field collection into one frame)
Inter-frame prediction may be performed in the same manner as in a conventional method such as MPEG or MPEG2. That is, the picture type of the frame is set to I picture (intra-coded screen), P
The picture is divided into a picture (inter-frame coding screen) and a B picture (bidirectional prediction / interpolation screen). For P pictures and B pictures, motion-compensated prediction coding is performed between an I picture or a P picture as a reference frame.

【0006】具体的には、現フレーム(P又はBピクチ
ャ)を水平m画素×垂直n画素によるマクロブロックに
分割する。他方、参照フレーム中において近似する画
像,すなわち動き補償した水平m画素×垂直n画素のブ
ロックを選択する。そして、現フレームのマクロブロッ
クと参照フレームのブロックの双方の画素毎の差分値と
現フレーム内のマクロブロックの本来の画素値とのいず
れかを適応的に選択する。つまり、両画像に差がないと
きは差分値を選択し、差があるときは本来の画素値を選
択し、次に選択した画素値を符号化する。ただし、参照
フレームについても図4のようにサブバンド分割を行
い、その水平,垂直方向低帯域のLL信号中から前記水
平m画素×垂直n画素のブロックを選択するものとす
る。
More specifically, the current frame (P or B picture) is divided into macroblocks of horizontal m pixels × vertical n pixels. On the other hand, an approximate image in the reference frame, that is, a block of m horizontal pixels × n vertical pixels for which motion compensation has been performed is selected. Then, it adaptively selects either the difference value for each pixel between the macroblock of the current frame and the block of the reference frame and the original pixel value of the macroblock in the current frame. That is, when there is no difference between the two images, a difference value is selected, and when there is a difference, an original pixel value is selected, and then the selected pixel value is encoded. However, the reference frame is also divided into sub-bands as shown in FIG. 4, and the block of horizontal m pixels × vertical n pixels is selected from the LL signals of the horizontal and vertical low bands.

【0007】サブバンド分割した他の帯域HL,LH,
HHについても同様にして動き補償フレーム間予測を行
う。参照フレームは同様にサブバンド分割し、該当する
HL,LH,HHの各帯域信号から所定位置の水平m画
素×垂直n画素のブロックを選択して差分値を求めるよ
うにする。
The other bands HL, LH,
The motion compensation inter-frame prediction is similarly performed for HH. The reference frame is similarly divided into sub-bands, and a block of horizontal m pixels × vertical n pixels at a predetermined position is selected from the corresponding band signals of HL, LH, and HH to calculate a difference value.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
動き補償フレーム間予測を行う場合、水平,垂直方向低
帯域のLL信号については現フレームの符号量を高効率
で圧縮できる。これは、LL信号の統計的性質がサブバ
ンド分割を行う前の原画像信号の統計的性質に類似して
いることからも説明できる(滝嶋他,「サブバンド符号
化の画質評価法と統計的性質に関する検討」,電子情報
通信学会技術研究報告IE91−4参照)。
When such motion-compensated inter-frame prediction is performed, the coding amount of the current frame can be compressed with high efficiency for the LL signal in the horizontal and vertical low bands. This can also be explained by the fact that the statistical properties of the LL signal are similar to the statistical properties of the original image signal before subband division (Takishima et al., “Image quality evaluation method and statistical method of subband coding”). Study on Dynamic Properties ", IEICE Technical Report IE 91-4).

【0009】ところが、LL以外の帯域のHL,LH,
HH信号については、現フレームの符号量が動き補償フ
レーム間予測をする以前と比較してそれ程減少しない。
この結果、LL〜HHの画像全体の符号量が増えてしま
い、HD−TVの画像情報を伝送,記録する際の伝送,
記録容量が大きくなってしまう。また、画像全体の符号
量をある一定量に制限する場合には、再量子化によって
符号量を削減する必要が生じ、その結果復号時の画質が
劣化してしまうことになる。
However, HL, LH,
With respect to the HH signal, the code amount of the current frame does not decrease so much as compared to before the motion compensation inter-frame prediction.
As a result, the code amount of the entire LL to HH image increases, and transmission and recording when transmitting and recording HD-TV image information are performed.
The recording capacity increases. Further, when the code amount of the entire image is limited to a certain fixed amount, it is necessary to reduce the code amount by requantization, and as a result, the image quality at the time of decoding deteriorates.

【0010】本発明は、これらの点に着目したもので、
HD−TV信号などのサブバンド符号化における高帯域
信号の符号量の低減を図ることができる画像情報圧縮方
法を提供することを、その目的とする。
The present invention focuses on these points.
It is an object of the present invention to provide an image information compression method capable of reducing a code amount of a high-band signal in sub-band coding such as an HD-TV signal.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、所定単位の画像信号を低帯域信号と高帯
域信号とにサブバンド分割し、各帯域信号毎に動き補償
予測符号化によるフレーム間符号化を行う画像情報圧縮
方法において、前記高帯域信号については、現画像の画
素ブロックと参照画像の動き補償した画素ブロックとの
間の画像信号の差がないときは、前記各画素ブロックの
差分値を選択し、前記画像信号の差があるときは、前記
現画像の画素ブロックの画素値を選択して符号化すると
共に、前記選択に加えて、前記各画素ブロック間の信号
が反転している場合には、前記各画素ブロックの加算値
を選択して符号化できるようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention subdivides a predetermined unit of image signal into a low band signal and a high band signal, and performs motion compensation prediction coding for each band signal. In the image information compression method for performing inter-frame encoding according to the above, for the high band signal, when there is no difference in the image signal between the pixel block of the current image and the motion compensated pixel block of the reference image , each of the pixels Block of
Select a difference value, and when there is a difference between the image signals,
When the pixel value of the pixel block of the current image is selected and encoded,
In addition to the selection, the signal between each of the pixel blocks
Is inverted, the sum of each pixel block
Can be selected and encoded .

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、従来行われている適応的な選
択の対象である現画像の画素ブロックと参照画像の画素
ブロックの画像信号の差分値,現画像の本来の画素値に
加えて、それら画素ブロックの画像信号の加算値も選択
の対象としている。画像信号の高帯域成分については、
極性が現画像と参照画像とで反転することがあり、この
ような場合には差分値よりも加算値を用いた方がより情
報量を圧縮した符号化が可能となる。
According to the present invention, in addition to the difference value between the image signals of the pixel block of the current image and the pixel block of the reference image, which are the targets of the adaptive selection conventionally performed, in addition to the original pixel value of the current image, , The sum of the image signals of these pixel blocks is also selected. For the high band component of the image signal,
The polarity may be reversed between the current image and the reference image. In such a case, encoding using a smaller amount of information can be performed by using the added value than the difference value.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明による画像情報圧縮方法の実施
例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 <第1実施例>最初に、本発明の第1実施例について図
1及び図2を参照しながら説明する。図1には、第1実
施例の処理手順がフローチャートとして示されている。
なお、この図1に示す処理は、一連の画像情報圧縮処理
の中で実行されるものである。同図において、まず圧縮
対象の現フレーム及び参照フレームのHD−TV画像信
号は、図4に示したように、水平方向低帯域で垂直方向
低帯域のLL信号,水平方向高帯域で垂直方向低帯域の
HL信号,水平方向低帯域で垂直方向高帯域のLH信
号、水平方向高帯域で垂直方向高帯域のHH信号にそれ
ぞれサブバンド分割される(ステップS1)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the image information compression method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. <First Embodiment> First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a processing procedure of the first embodiment as a flowchart.
The processing shown in FIG. 1 is executed in a series of image information compression processing. As shown in FIG. 4, the HD-TV image signals of the current frame and the reference frame to be compressed are, as shown in FIG. The sub-band is divided into a band HL signal, a horizontal low band and a vertical high band LH signal, and a horizontal high band and a vertical high band HH signal (step S1).

【0014】次に、LL,HL,LH,HHの各帯域信
号毎に、現フレームを水平m画素×垂直n画素のマクロ
ブロックに分割する(ステップS2)。そして、現フレ
ームと参照フレームの同じ帯域信号間で動き補償予測を
行う。 [LL帯域信号の場合(ステップS3のYの場合)]
Next, the current frame is divided into macroblocks of horizontal m pixels × vertical n pixels for each of the band signals LL, HL, LH, HH (step S2). Then, motion compensation prediction is performed between the same band signals of the current frame and the reference frame. [Case of LL band signal (case of Y in step S3)]

【0015】まず、現フレームのLL帯域信号のマクロ
ブロック単位に参照フレームのLL信号から近似する画
像(動き補償画像)の水平m画素×垂直n画素のブロッ
クを選択する。このときの現フレームのマクロブロック
の位置と参照フレームのブロックの位置のずれを動きベ
クトルとする(ステップS4)。そして、両ブロックを
比較して、 双方のブロックの画素値毎の差分値 現フレームのマクロブロックの本来の画素値 のいずれかを適応的に選択する(ステップS5)。
First, a block of m horizontal pixels × n vertical pixels of an image (motion compensated image) approximated from the LL signal of the reference frame is selected for each macro block of the LL band signal of the current frame. The displacement between the position of the macroblock in the current frame and the position of the block in the reference frame at this time is set as a motion vector (step S4). Then, the two blocks are compared, and one of the difference values for each pixel value of both blocks, the original pixel value of the macroblock of the current frame, is adaptively selected (step S5).

【0016】次に、選択されたいずれかの値を、そのマ
クロブロックの圧縮情報として符号化する(ステップS
6,S7)。具体的には、 (a)前記の差分値が選択されたときは、そのマクロ
ブロックをインターブロック(フレーム間符号化ブロッ
ク)とする。そして、インターブロックであることを表
わす符号と、そのブロックでは差分値が選択されたこと
を表わす符号と(この符号はなくてもよい)、画素毎の
差分値を表わす符号と、マクロブロックの位置と参照フ
レーム中のブロックの位置とのズレ量を表わす動きベク
トルを表わす符号とを、そのマクロブロックの圧縮符号
として出力する(ステップS6)。
Next, one of the selected values is encoded as compression information of the macroblock (step S).
6, S7). Specifically, (a) when the above-mentioned difference value is selected, the macro block is set as an inter block (inter-frame coded block). A code indicating that the block is an inter block, a code indicating that a difference value is selected in the block (this code may be omitted), a code indicating a difference value for each pixel, and a position of a macro block And a code representing a motion vector representing an amount of deviation from the position of the block in the reference frame, as a compression code for the macroblock (step S6).

【0017】(b)前記の本来の画素値が選択された
ときは、そのマクロブロックをイントラブロック(フレ
ーム内符号化ブロック)とする。そして、イントラブロ
ックであることを表わす符号と、その本来の画素値を表
わす符号とを、そのマクロブロックの圧縮符号として出
力する(ステップS7)。 [LL以外の帯域信号の場合(ステップS3のNの場
合)]
(B) When the original pixel value is selected, the macro block is set as an intra block (intra-frame coded block). Then, a code representing the intra block and a code representing the original pixel value are output as compression codes of the macro block (step S7). [In case of band signal other than LL (N in step S3)]

【0018】次に、LL信号以外のHL,LH,HHの
帯域信号については、LL信号の相当するマクロブロッ
クで求めた動きベクトルを利用してマクロブロック単位
に、参照フレームから近似する画像(動き補償画像)の
水平m画素×垂直n画素のブロックを選択するととも
に、それらを比較する(ステップS8,S9)。
Next, for the HL, LH, and HH band signals other than the LL signal, an image (movement) approximated from the reference frame in macroblock units using the motion vector obtained for the corresponding macroblock of the LL signal. A block of horizontal m pixels × vertical n pixels of the compensation image) is selected and compared (steps S8 and S9).

【0019】そして、 双方のブロックの画素値毎の差分値 双方のブロックの画素値毎の加算値 現フレーム内のマクロブロックの本来の画素値 のいずれかを適応的に選択する(ステップS9)。この
選択は、ブロック内の全ての画素について同一であるこ
とはいうまでもない。すなわち、前記従来技術では、高
帯域信号についても、低帯域信号と同様にの差分値と
の本来の画素値のいずれかが適応的に選択されたが、
本実施例ではの加算値も選択対象となっている。
Then, one of the difference values for each pixel value of both blocks, the added value for each pixel value of both blocks, and the original pixel value of the macroblock in the current frame is adaptively selected (step S9). It goes without saying that this selection is the same for all pixels in the block. That is, in the prior art, for the high band signal, any of the original pixel values with the same difference value as the low band signal is adaptively selected.
In this embodiment, the added value is also a selection target.

【0020】次に、選択されたいずれかの値を、そのマ
クロブロックの圧縮情報として符号化する(ステップS
10,S11,S12)。具体的には、 (c)前記の差分値が選択されたときは、そのマクロ
ブロックをインターブロックとする。そして、インター
ブロックであることを表わす符号と、そのブロックでは
差分値が選択されたことを表わす符号と、画素毎の差分
値を表わす符号と、マクロブロックの位置と参照フレー
ム中のブロックの位置とのズレ量を表わす動きベクトル
を表わす符号とを、そのマクロブロックの圧縮符号とし
て出力する(ステップS10)。
Next, one of the selected values is encoded as compression information of the macroblock (step S).
10, S11, S12). Specifically, (c) when the above difference value is selected, the macro block is set as an inter block. Then, a code indicating that the block is an inter block, a code indicating that a difference value is selected in the block, a code indicating a difference value for each pixel, a position of a macroblock and a position of a block in a reference frame, Is output as the compression code of the macroblock (step S10).

【0021】(d)前記の加算値が選択されたとき
は、そのマクロブロックをインターブロックとし、イン
ターブロックであることを表わす符号と、そのブロック
では加算値が選択されたことを表わす符号と、画素毎の
加算値を表わす符号と、マクロブロックの位置と参照フ
レーム中のブロックの位置とのズレ量を表わす動きベク
トルを表わす符号とを、そのマクロブロックの圧縮符号
として出力する(ステップS11)。
(D) When the added value is selected, the macro block is set as an inter block, a code indicating that the block is an inter block, a code indicating that the added value is selected in the block, A code representing an added value for each pixel and a code representing a motion vector representing a shift amount between the position of the macroblock and the position of the block in the reference frame are output as compression codes of the macroblock (step S11).

【0022】(e)前記の本来の画素値が選択された
ときは、そのマクロブロックをイントラブロックとす
る。そして、イントラブロックであることを表わす符号
と、その本来の画素値を表わす符号とを、そのマクロブ
ロックの圧縮符号として出力する(ステップS12)。
(E) When the original pixel value is selected, the macro block is set as an intra block. Then, a code representing the intra block and a code representing the original pixel value are output as compression codes of the macro block (step S12).

【0023】このように、本実施例は、動き補償フレー
ム間予測の際に、LL信号以外の高域信号については従
来の差分値に加えて加算値をも符号化の対象として選択
し得るようにしたことを特徴としている。なお、その他
の部分については、MPEG,MPEG2などの公知技
術を必要に応じて適宜組み合わせてよい。
As described above, according to the present embodiment, at the time of motion-compensated inter-frame prediction, for a high-frequency signal other than the LL signal, an addition value can be selected as an encoding target in addition to the conventional difference value. It is characterized by having. As for the other parts, known techniques such as MPEG and MPEG2 may be appropriately combined as needed.

【0024】次に、図2を参照しながら本実施例の作用
を説明する。なお、理解を容易にするため、同図(A)
に示すような水平方向の1次元の画像モデルを用いるこ
ととする。同図中、横軸は画素の水平方向位置Yであ
り、縦軸は画素の信号レベルLを表わす。また、縦線は
デジタル化された画素信号を示し、点線は相当するアナ
ログ信号を示す。このような画像信号を低帯域信号と高
帯域信号とに分離すると、同図(C),(E)にそれぞ
れ示すようになる。低帯域信号は図4のLL信号に対応
し、高帯域成分はHL信号に対応する。それぞれ、同図
(A)の信号に比べてサンプリング周波数が1/2とな
っている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. In order to facilitate understanding, FIG.
A one-dimensional image model in the horizontal direction as shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the horizontal position Y of the pixel, and the vertical axis represents the signal level L of the pixel. A vertical line indicates a digitized pixel signal, and a dotted line indicates a corresponding analog signal. When such an image signal is separated into a low-band signal and a high-band signal, the signals are as shown in FIGS. The low band signal corresponds to the LL signal in FIG. 4, and the high band component corresponds to the HL signal. In each case, the sampling frequency is 1 / compared to the signal of FIG.

【0025】ここで、参照フレームは現フレームに対し
て多少移動した画像で同図(B)に示す如くであるとす
る。この同図(B)に示す参照フレームの画像信号を、
同様に低帯域信号と高帯域信号とに分離すると、同図
(D),(F)にそれぞれ示すようになる。
Here, it is assumed that the reference frame is an image slightly moved with respect to the current frame, as shown in FIG. The image signal of the reference frame shown in FIG.
Similarly, when the signal is separated into a low-band signal and a high-band signal, the signals are as shown in FIGS.

【0026】ここで、まず低帯域信号について現フレー
ムと参照フレームとで動きベクトルを求める。ここで
は、マクロブロックを同図(C)にWAで示した4画素
とする。同図(C),(D)に示すように、左方向へΔ
の大きさの動きベクトルが求められたものとすると、同
図(D)にWBで示す4画素を用いて動き補償予測を行
う。このとき、従来技術のように、両者の差分値を符号
化するようにすれば、十分良好な符号化が可能である。
例えば、画素PAに着目すると、そのレベルがL1,動
き補償した画素PBのレベルがL2であるから、その差
分値L1−L2を符号化する。
First, a motion vector is obtained for the low-band signal in the current frame and the reference frame. Here, the macro block is assumed to be four pixels indicated by WA in FIG. As shown in FIGS. 3C and 3D, Δ
Assuming that a motion vector having a size of? Is obtained, motion compensation prediction is performed using four pixels indicated by WB in FIG. At this time, if the difference value between the two is encoded as in the related art, sufficiently satisfactory encoding is possible.
For example, when focusing on the pixel PA, the level is L1, and the level of the motion-compensated pixel PB is L2. Therefore, the difference value L1-L2 is encoded.

【0027】これに対し、高帯域信号について現フレー
ムと参照フレームとで比較すると、同図(E),(F)
に示すように、動き補償しても画素によっては信号レベ
ルの正負が逆になることがある。これは、同図(E),
(F)では、(A),(B)に対し、サンプリング周波
数を1/2にするためであり、1/2とする以前は図中
に点線で示すように正負が逆にならないような画素を選
ぶことが可能である。例えば、画素PCに着目すると、
同図(E)の現フレームではレベルがL3,同図(F)
の参照フレームで動き補償した画素PDのレベルがL4
≒−L3であるから、その差分値はL3−L4≒L3+L3
となってしまう。このような理由から、高帯域信号につ
いて従来技術通りに差分値を符号化しても、それほどに
は情報量が圧縮されないことになる。
On the other hand, when comparing the current frame and the reference frame for the high band signal, FIG.
As shown in (2), even if the motion is compensated, the sign of the signal level may be reversed depending on the pixel. This is shown in FIG.
(F) is to reduce the sampling frequency to 1 / with respect to (A) and (B). Before と す る, the pixel whose sign is not reversed as shown by the dotted line in the figure. It is possible to choose. For example, focusing on the pixel PC,
The level is L3 in the current frame of FIG.
The level of the pixel PD motion-compensated in the reference frame is L4
Since ≒ −L3, the difference value is L3−L4 ≒ L3 + L3
Will be. For this reason, even if the difference value is encoded with respect to the high-band signal as in the related art, the information amount is not so compressed.

【0028】そこで、本実施例では、前記画素PC,P
Dのように信号レベルの符号が反転しているような場合
もあることを考えて、上述したように加算値も用いるよ
うにしている。すなわち、前記PCについて加算値を求
めると、L3+L4=L3−L3≒0となる。従って、これ
を符号化するようにすれば、符号量が低減されるように
なる。
Therefore, in this embodiment, the pixels PC, P
Considering that the sign of the signal level may be inverted as in D, the added value is used as described above. That is, when an added value is obtained for the PC, L3 + L4 = L3-L3 ≒ 0. Therefore, if this is encoded, the code amount is reduced.

【0029】なお、図2では、高帯域信号の動きベクト
ルとして低帯域信号で求めた動きベクトルをそのまま用
いているが、低帯域信号で求めた動きベクトルのまわり
を探索するようにしてもよい。このとき、高帯域信号で
動きベクトルを求めるための評価値として、ブロック内
の画素毎の差分値の絶対値和などとともに、ブロック内
の画素値毎の加算値の絶対値和などとの小さい方の値を
用いればよいことは、以上の点からすれば当然である。
In FIG. 2, the motion vector obtained from the low-band signal is used as it is as the motion vector of the high-band signal, but a search may be made around the motion vector obtained from the low-band signal. At this time, the smaller of the absolute value sum of the difference values for each pixel in the block and the sum of the absolute values of the added values for each pixel value in the block, etc. It is natural from the above point that the value of may be used.

【0030】このように、本実施例によれば、従来技術
と比較して現フレームの高帯域成分であるHL信号,L
H信号,HH信号の符号量を少なくすることができる。
この結果、画像全体の符号量を良好に圧縮することがで
き、ひいては画像情報を伝送あるいは記録するときの伝
送容量や記録容量の低減を図ることが可能となる。ま
た、画像全体の符号量をある一定量に制限する場合に
は、復号時の画質が向上するようになる。
As described above, according to the present embodiment, the HL signal, L
The code amount of the H signal and the HH signal can be reduced.
As a result, the code amount of the entire image can be satisfactorily compressed, and the transmission capacity and recording capacity when transmitting or recording image information can be reduced. When the code amount of the entire image is limited to a certain fixed amount, the image quality at the time of decoding is improved.

【0031】<第2実施例>次に、図3を参照しながら
本発明の第2実施例について説明する。前記第1実施例
では、画像信号をLL,HL,LH,HHの4つに等分
割したが、更に分割を行ってから動き補償予測符号化を
行うようにしてもよい(如澤他,「非等分割サブバンド
/ウェーブレット変換符号化における動き補償フレーム
間予測の周波数領域実現」,電子情報通信学会研究報告
IE91−83参照)。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the image signal is equally divided into four, namely, LL, HL, LH, and HH. However, the image signal may be further divided and then subjected to motion compensation prediction coding (Yasawa et al., " Frequency Domain Realization of Motion Compensated Interframe Prediction in Non-Equal Partition Subband / Wavelet Transform Coding ", IEICE IE91-83).

【0032】これによれば、水平方向,垂直方向それぞ
れについて低帯域と高帯域とに分割し、水平方向,垂直
方向ともに低帯域であるLL信号を、更に再帰的に分割
した帯域毎に動き補償フレーム間予測符号化を行う方法
が指摘されている。図3には、この帯域分割の様子が示
されており、前記図4による分割信号をLL0,HL0,
LH0,HH0で表わしている。この第2実施例によれ
ば、LL0信号の部分が更に水平,垂直方向に低帯域,
高帯域のLL1,HL1,LH1,HH1に分割される。そ
して更に、LL1信号の部分が更に水平,垂直方向に低
帯域,高帯域のLL2,HL2,LH2,HH2に分割され
る。
According to this, the LL signal, which is divided into a low band and a high band in each of the horizontal direction and the vertical direction, and the LL signal having a low band in both the horizontal direction and the vertical direction is motion-compensated for each recursively divided band. A method of performing inter-frame predictive coding has been pointed out. FIG. 3 shows the state of this band division. The divided signals shown in FIG. 4 are represented by LL0, HL0,
They are represented by LH0 and HH0. According to the second embodiment, the portion of the LL0 signal has a lower band in the horizontal and vertical directions.
It is divided into high band LL1, HL1, LH1, and HH1. Further, the portion of the LL1 signal is further divided in horizontal and vertical directions into LL2, HL2, LH2, and HH2 of a low band and a high band.

【0033】このような場合には、水平,垂直ともに低
帯域の信号,つまり最も低い帯域のLL2信号を除いた
他の帯域の信号については、前記第1実施例と同様の処
理を行うようにする。すなわち、参照フレームのある位
置の水平m画素×垂直n画素のブロックと現フレーム内
のマクロブロックとを比較し、画素値毎の差分値,
画素値毎の加算値,マクロブロックの本来の画素値の
いずれかを適応的に選択して符号化する。このとき、各
帯域毎にマクロブロックの大きさを変える点は、前記文
献に記載されている通りである。
In such a case, the same processing as in the first embodiment is performed for signals in the low band both in the horizontal and vertical directions, that is, signals in other bands except for the LL2 signal in the lowest band. I do. That is, a block of horizontal m pixels × vertical n pixels at a certain position of the reference frame is compared with a macroblock in the current frame, and a difference value for each pixel value is calculated.
Either the added value for each pixel value or the original pixel value of the macroblock is adaptively selected and encoded. At this time, the size of the macroblock is changed for each band, as described in the above-mentioned document.

【0034】<他の実施例>なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば次のようなも
のも含まれる。 (1)前記実施例では、参照フレームとの動きベクトル
を整数画素単位で求めたが、1/2画素単位などにして
もよいことはもちろんである。この場合は、動き補償画
像として画素間の内挿値を用いるようにする。 (2)前記実施例では、水平m画素×垂直n画素のブロ
ックを単位としたが、これを更に小ブロックに分割し、
これらの小ブロック毎に差分値,加算値などを適応的に
選択するようにしてもよい。この場合、小ブロック毎に
差分値,加算値などを示す符号を付加する。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes, for example, the following. (1) In the above-described embodiment, the motion vector with respect to the reference frame is obtained in units of integer pixels. In this case, an interpolated value between pixels is used as a motion compensation image. (2) In the above embodiment, a block of horizontal m pixels × vertical n pixels is used as a unit, but this is further divided into small blocks,
A difference value, an addition value, and the like may be adaptively selected for each of these small blocks. In this case, a sign indicating a difference value, an addition value, or the like is added to each small block.

【0035】(3)現フレームがBピクチャの場合の参
照フレームとしては、前方のフレーム,後方のフレー
ム,前方のフレームと後方のフレームとから求めた内挿
値,のいずれかが選択できる。 (4)前記実施例は、フレーム間について動き補償を行
ったが、フィールド/フレーム適応動き補償を行うよう
にしてもよい。 (5)また、前記実施例で選択された差分値,加算値,
本来の画素値のいずれについて、更に単純にDCTを施
すようにしてもよいし、フィールド/フレーム適応DC
Tを施すようにしてもよい。
(3) As the reference frame when the current frame is a B picture, any one of a preceding frame, a following frame, and an interpolated value obtained from the preceding and following frames can be selected. (4) In the above embodiment, motion compensation is performed between frames, but field / frame adaptive motion compensation may be performed. (5) The difference value, the added value,
DCT may be simply applied to any of the original pixel values, or the field / frame adaptive DC may be applied.
T may be applied.

【0036】(6)前記実施例によって動き補償フレー
ム間予測した現フレームの各帯域信号について、更にサ
ブバンド符号化などの処理を施すようにするなど、各種
の処理を必要に応じて行ってよい。 (7)本発明の好適な適用例の1つとしては、図4に示
した各サブバンド毎に符号を媒体に記録し、これらのう
ちのLL信号の符号のみを読み出して例えばNTSC方
式の映像再生を行い、符号全体を読み出して例えばハイ
ビジョンの映像再生を行うような場合がある。しかし、
サブバンド符号化一般に本発明は適用可能である。
(6) Various processes such as sub-band coding may be performed on each band signal of the current frame predicted by the motion compensated inter-frame prediction according to the above embodiment, if necessary. . (7) As one preferable application example of the present invention, a code is recorded on a medium for each sub-band shown in FIG. 4 and only the code of the LL signal is read out of the medium to read, for example, an NTSC video. In some cases, reproduction is performed, the entire code is read, and, for example, high-definition video reproduction is performed. But,
Subband coding In general, the invention is applicable.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
情報圧縮方法によれば、サブバンド分割した各帯域信号
毎に動き補償による符号化を行う際に、高帯域信号につ
いては現画像と参照画像の比較ブロック間の加算値も符
号化の選択対象とすることとしたので、高帯域信号の符
号量の低減を図ることができるという効果がある。
As described above, according to the image information compression method according to the present invention, when coding by motion compensation is performed for each sub-band divided band signal, the high band signal is referred to as the current image. Since the addition value between the comparison blocks of the image is also selected as the encoding target, there is an effect that the code amount of the high band signal can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による画像情報圧縮方法の第1実施例を
示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of a method for compressing image information according to the present invention.

【図2】前記第1実施例の作用を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the first embodiment.

【図3】本発明の第2実施例のサブバンド分割の様子を
示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of subband division according to a second embodiment of the present invention.

【図4】HD−TV信号のサブバンド分割の一例を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of subband division of an HD-TV signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LL,HL,LH,HH,LL0,HL0,LH0,HH
0,LL1,HL1,LH1,HH1,LL2,HL2,LH
2,HH2…サブバンド分割された帯域信号、L1〜L4…
信号レベル、PA,PB,PC,PD…画素、WA…マ
クロブロック、WB…動きベクトルを求めたブロック、
Δ…低帯域信号のあるマクロブロックで求められた現フ
レームと参照フレームとの間の動き。
LL, HL, LH, HH, LL0, HL0, LH0, HH
0, LL1, HL1, LH1, HH1, LL2, HL2, LH
2, HH2... Band signals divided into subbands, L1 to L4.
Signal level, PA, PB, PC, PD: pixel, WA: macroblock, WB: block from which motion vector was obtained,
Δ: The movement between the current frame and the reference frame obtained in a certain macroblock having a low-band signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−91498(JP,A) 特開 平5−219490(JP,A) 特開 平4−322593(JP,A) 特開 平5−191800(JP,A) 特開 平5−328326(JP,A) 特開 平6−86254(JP,A) 特開 平6−105300(JP,A) 特開 平6−217291(JP,A) 特開 平6−233283(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告IE91 −82 PCSJ’91,4−1 1992年電子情報通信学会春季大会講演 論文集D−302 三菱電機技報,第67巻,第7号,p. 39−43 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 7/01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-91498 (JP, A) JP-A-5-219490 (JP, A) JP-A-4-322593 (JP, A) 191800 (JP, A) JP-A-5-328326 (JP, A) JP-A-6-86254 (JP, A) JP-A-6-105300 (JP, A) JP-A-6-217291 (JP, A) JP-A-6-233283 (JP, A) IEICE Technical Report IE91-82 PCSJ'91, 4-1 1992 IEICE Spring Conference Proceedings D-302 Mitsubishi Electric Technical Report, Vol. 67 No. 7, p. 39-43 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68 H04N 7/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定単位の画像の画像信号を低帯域信号
と高帯域信号とにサブバンド分割し、各帯域信号毎に動
き補償予測符号化によるフレーム間符号化を行う画像情
報圧縮方法において、 前記高帯域信号については、現画像の画素ブロックと参
照画像の動き補償した画素ブロックとの間の画像信号の
差がないときは、前記各画素ブロックの差分値を選択
し、前記画像信号の差があるときは、前記現画像の画素
ブロックの画素値を選択して符号化すると共に、前記選
択に加えて、前記各画素ブロック間の信号が反転してい
る場合には、前記各画素ブロックの加算値を選択して符
号化できるようにしたことを特徴とする画像情報圧縮方
法。
An image information compression method for dividing an image signal of an image of a predetermined unit into a low-band signal and a high-band signal by sub-band, and performing inter-frame coding by motion compensation prediction coding for each band signal, For the high band signal, the image signal between the pixel block of the current image and the pixel block of
If there is no difference, select the difference value of each pixel block
And when there is a difference between the image signals, the pixels of the current image
While selecting and encoding the pixel values of the block,
In addition, the signal between the pixel blocks is inverted.
In this case, select the added value of each pixel block and
An image information compression method characterized in that it can be encoded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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1992年電子情報通信学会春季大会講演論文集D−302
PCSJ’91,4−1
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