JP3207095B2 - 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置 - Google Patents
動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置Info
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Description
ルテレビ等に使用する動き補償フレーム間/フレーム内
符号化装置に関する。
償フレーム間/フレーム内符号化装置の開発が盛んに行
われている。
間/フレーム内符号化装置とそのリフレッシュ制御方法
を説明する。図7は従来の動き補償フレーム間/フレー
ム内符号化装置の構成を示すブロック図である。入力端
子1を通して圧縮符号化を行うデジタル入力画像(以
下、単に入力画像という)が入力され、その入力画像は
切り替え器3、加算器4、フレーム内/フレーム間予測
制御部11および動きベクトル検出部15にそれぞれ入力さ
れる。加算器4はフレームメモリ14から出力された予測
値および入力値の差分である予測誤差を切り替え器3お
よびフレーム内/フレーム間予測制御部11にそれぞれ出
力する。フレーム内/フレーム間予測制御部11は入力さ
れた入力画像と予測誤差のそれぞれの符号量を予測し、
符号量の大小を切り替え器3とスイッチ12に出力する。
リフレッシュ制御部2はあらかじめ決められた手順にし
たがいリフレッシュ位置を切り替え器3とスイッチ12へ
出力する。
力画像を、それ以外の場合にはフレーム内/フレーム間
予測制御部11の結果にしたがって符号量の小さい方を選
択し、直交変換部5に出力する。この時スイッチ12はリ
フレッシュの場合には開放とし、それ以外の場合には、
フレーム内/フレーム間予測制御部11の状態により短絡
する。直交変換部5は例えばDCTのような直交変換を
行い、変換係数を量子化部6へ出力する。この量子化部
6で量子化された量子化係数を逆量子化部9と符号化部
7へそれぞれ出力する。符号化部7は動きベクトル検出
部15からの動きベクトルおよび量子化係数を可変長符号
化し、出力端子8を通して符号化信号(ビットストリー
ム)を外部へ出力する。逆量子化部9は量子化係数を逆
量子化し逆直交変換部10へ出力する。
処理を行い加算器13に出力する。スイッチ12は切り替え
器3が入力画像を選択した場合にはオフ、予測誤差値を
選択した場合にはオンとなり、オンの場合には予測値を
加算器13へ出力する。この加算器13は入力された信号を
加算し再生画像をフレームメモリ14へ出力する。フレー
ムメモリ14は動きベクトルを検出するための再生画像の
画素値を動きベクトル検出部15へ送り、この動きベクト
ル検出部15で検出された動きベクトルに基づき予測値を
加算器4とフレーム内/フレーム間予測制御部11とスイ
ッチ12へそれぞれ出力する。これにより入力画像を動き
補償フレーム間/フレーム内符号化を適応的に切り替え
て高能率な圧縮符号化が行われる。
符号化装置は上記従来例で述べたように再生画像と動き
ベクトルから予測値を算出し、その差分を圧縮符号化し
て伝送する。このため、この圧縮符号化された符号化信
号(ビットストリーム)を図示せざる復号化装置側で復号
するためには符号化装置側と同じ再生画像から予測値を
算出しなければならない。しかし符号化装置側の再生画
像と復号化装置側の再生画像は逆直交変換部10の演算制
度の違いや伝送エラーなどにより必ずしも一致しない。
したがって各再生画像の誤差を最小にするためにフレー
ム内符号化であるリフレッシュを行わなければならな
い。しかし、フレーム内符号化は、通常圧縮効率が悪い
のでフレーム間符号化に比べ符号化した符号量が多く必
要となる。このため、通常最小限の範囲をリフレッシュ
する。
明する図であり、図8において、時間tの経過にしたが
って示すi−2,i−1,i,i+1はそれぞれ符号化
するフレームの番号である。また、16,17,18,19はそ
れぞれ各フレームにおけるリフレッシュの位置を示す。
この図からわかるようにリフレッシュは予め決められた
領域(斜線)を決められた順に行われる。複数のこのよう
な符号化装置側から出力されるビットストリームを復号
化装置側で切り替え復号した場合、リフレッシュされた
領域から順次画像が目的の画像へ切り替わり、切り替え
先の画像へ切り替えることができる。そして、この時に
はリフレッシュ後の画像部分の動き補償による劣化を防
ぐためには動きベクトルはリフレッシュ後の画像部分か
らのみ得られるように制限される。
リームの切り換え時の他のリフレッシュの方法を説明す
る図である。図9において、時間tの経過にしたがって
示すi−2,i−1,i,i+1はそれぞれ符号化する
フレームの番号である。また20はすべての領域がリフレ
ッシュされたフレーム、21,22はスキップ(符号化され
なかった)フレームである。図9の場合には20で示され
るi−2フレームの全体領域をリフレッシュすることに
より一度に復号化装置側での画像を切り替えることがで
きる。
来の動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置では、
ビットストリーム切り替えを素早く高画質に行うための
リフレッシュ制御ができないという問題があった。ま
た、従来の符号化装置では前記リフレッシュ制御を行う
ための信号を出力しないという問題があった。
ものであり、ビットストリームの切り換え時に長時間画
像が停止することなく、切り替え途中の乱れた画像の表
示時間を短く、符号化画像の画質を向上させることがで
きる動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置を提供
することを目的とするものである。
するために入力画像を前フレームの符号化画像を基に符
号化を行うフレーム間符号化と、前フレームの符号化画
像と無関係に符号化するフレーム内符号化とを適応的に
切り替え符号化を行うフレーム間/フレーム内適応符号
化部と、入力動画像を符号化中にビットストリーム切り
替え信号が入力された場合には、リフレッシュ領域を拡
大することにより通常のリフレッシュ周期から周期を短
くするリフレッシュ制御部とにより構成した動き補償フ
レーム間/フレーム内符号化装置である。
を基に符号化を行うフレーム間符号化と、前フレームの
符号化画像と無関係に符号化するフレーム内符号化とを
適応的に切り替え符号化を行うフレーム間/フレーム内
適応符号化部と、入力動画像を符号化中にビットストリ
ーム切り替え信号が入力された場合には、通常のリフレ
ッシュによってリフレッシュされた位置を無効にし、符
号化フレームの上部または、下部または画像フレームの
周辺部へ変更し、リフレッシュ領域を連続させて未リフ
レッシュ領域のリフレッシュを行うリフレッシュ制御部
とにより構成した動き補償フレーム間/フレーム内符号
化装置である。
画像を符号化中にビットストリーム切り替え信号が入力
された場合には、通常のリフレッシュによってリフレッ
シュされた位置を無効にし、符号化フレームの重要な位
置からリフレッシュを行うものである。
画像を符号化中にビットストリーム切り替え信号が入力
された場合には、リフレッシュ領域を拡大することによ
り通常のリフレッシュ周期から周期を短くするとともに
通常のリフレッシュによってリフレッシュされた位置を
無効にし、符号化フレームの上部または、下部または画
像フレームの周辺部へ変更し、リフレッシュ領域を連続
させて未リフレッシュ領域のリフレッシュを行うもので
ある。
画像を符号化中にビットストリーム切り替え信号が入力
された場合には、リフレッシュ領域を拡大することによ
り通常のリフレッシュ周期から周期を短くするとともに
通常のリフレッシュによってリフレッシュされた位置を
無効にし、符号化フレームの重要な位置からリフレッシ
ュを行うものである。
図1から図6を用いて説明する。
1における動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置
の構成を示すブロック図である。図1において、従来例
の図7に示す動き補償フレーム間/フレーム内符号化装
置のブロックと基本的にほぼ同じ機能のブロックには同
じ符号を付し、その説明を省略する。ここで、23はビッ
トストリーム切り替え信号の入力端子であり、リフレッ
シュ制御部2のリフレッシュ制御のモードを最適化する
ものである。なお、24は破線で囲まれた部分の各機能ブ
ロックがフレーム間/フレーム内適応符号化部である。
応符号化部24の動作をリフレッシュ制御部2からのリフ
レッシュ制御信号に基づいて説明する。
り入力される。この入力画像は、切り替え器3,加算器
4,フレーム内/フレーム間予測制御部11および動きベ
クトル検出部15にそれぞれ入力される。動きベクトル検
出部15はフレームメモリ14から入力される前フレームの
符号画像と入力画像とからその入力画像の動きベクトル
を検出する。検出された動きベクトルはフレームメモリ
14に戻され、このフレームメモリ14は入力された動きベ
クトルにしたがって入力画像の予測値を加算器4に入力
する。
測誤差として切り替え器3およびフレーム内/フレーム
間予測制御部11に入力する。フレーム内/フレーム間予
測制御部11は入力された入力画像および予測誤差のそれ
ぞれの符号化量を予測し、その大小を切り替え器3およ
びスイッチ12に出力する。
リーム切り替え信号の入力端子23からリフレッシュ制御
信号が入力された場合には、通常のリフレッシュ制御モ
ードからビットストリーム切り替え用のリフレッシュ制
御モードへモードを変更する。また、1フレームリフレ
ッシュ終了後に通常のリフレッシュ制御モードへ戻る。
また、入力画像がリフレッシュ位置であるときにリフレ
ッシュ制御信号を切り替え器3およびスイッチ12に出力
する。切り替え器3はリフレッシュ制御信号が入力され
た場合には入力画像を選択する。また、リフレッシュ制
御信号が入力されない場合にはフレーム内/フレーム間
予測制御部11から出力される符号量の大小にしたがい、
符号量の少ない方を選択する。スイッチ12はリフレッシ
ュ制御信号が入力された場合は開放とし、リフレッシュ
制御信号が入力されない場合にはフレーム内/フレーム
間予測制御部11の状態により短絡する。
入力され、例えばDCTのような直交変換係数に変換さ
れ量子化部6に出力する。この量子化部6は入力された
直交変換係数を量子化し符号化部7および逆量子化部9
に出力する。符号化部7は入力された量子化係数と動き
ベクトルを可変長符号化し出力端子8より外部へ符号化
信号(ビットストリーム)を出力する。
量子化し直交変換係数を逆直交変換部10へ出力する。こ
の逆直交変換部10は入力された直交変換係数を直交変換
部5と逆の変換を行い加算器13へ出力する。加算器13は
スイッチ12からの出力と逆直交変換部10からの出力を加
算し復号画像をフレームメモリ14へ出力する。このフレ
ームメモリ14は入力された復号画像から再生画像を作成
する。また、動きベクトルを検出するための再生画像お
よび動きベクトルに対応する再生画像を予測値として出
力する。
2における動画像復号化装置の構成を示すブロック図、
図6は実施の形態1(図1)の動き補償フレーム間/フレ
ーム内符号化装置に接続された実施の形態2(図5)の動
画像復号化装置を含む動画像圧縮符号化復号化システム
の構成を示すブロック図である。
子、502は動画像復号部、503は復号動画像の出力端子、
504は復号制御部、505はビットストリーム切り替え信号
の出力端子である。図6において、1,2,8,23,2
4,501〜505は前述の図1と図5に示すものと同じであ
る。また、601は符号化信号およびビットストリーム切
り替え信号を伝送するための伝送路である。ここで、こ
の伝送路601は同軸ケーブル、光ファイバ等の物理的な
直接接続される線路であるが、この他電波、光等を用い
た間接接続される線路でもよい。
図6の動画像圧縮符号化復号化システムの動作を説明す
る。
号化信号は入力端子501を通して動画像復号部502に入力
される。この動画像復号部502は入力された符号化信号
を復号化して復号動画像を出力端子503から出力する。
復号制御部504は復号化信号を符号化中のものから他の
ものへ切り替える場合に動画像復号部502へ符号化信号
を切り替える信号を出力するとともにビットストリーム
切り替え信号を出力端子505から出力する。このビット
ストリーム切り替え信号は図6の伝送路601および入力
端子23を通して対応する符号化信号を出力する動き補償
フレーム間/フレーム内符号化装置のリフレッシュ制御
部2へ入力端子23を通して伝達される。
3における第1のリフレッシュ制御方法を説明する図で
あり、これは通常モードからビットストリーム切り替え
用のリフレッシュ制御へ移る際のリフレッシュ位置を示
す。
i,i+1,i+2はそれぞれ入力された符号化フレー
ムのフレーム番号を時間的に前のものから示す。201〜2
06はそれぞれ各フレームでのリフレッシュされる領域
(斜線)を示す。また、1フレームの符号化中にビットス
トリーム切り替え信号が入力端子23から入力された場合
を示しており、iフレーム以前が通常のリフレッシュ制
御モード、i+1フレーム以降がビットストリーム切り
替え用のリフレッシュ制御モードでのリフレッシュ位置
を示す。
フレームにおける領域201,i−2フレームにおける領
域202,i−1フレームにおける領域203,iフレームに
おける領域204に示すようにある決まった最小限の範囲
の領域を1フレームごとに決まった順にリフレッシュを
行う。図2のiフレームでビットストリーム切り替え信
号が入力されることにより、ビットストリーム切り替え
用のリフレッシュ制御モードに制御を切り替える。これ
により、i+1フレームよりビットストリーム切り替え
用のリフレッシュ制御モードに切り替わる。ビットスト
リーム切り替え用のリフレッシュ制御モードではi+1
フレームにおける領域205、i+2フレームにおける領
域206に示されるように通常のリフレッシュ制御モード
時の2倍の拡大されたリフレッシュ位置を一度にリフレ
ッシュを行う。また、1フレームのリフレッシュが終了
後、通常のリフレッシュ制御モードへ戻る。これにより
通常のリフレッシュ制御モードの1/2の時間で動画像
復号化装置の復号画像を切り替えることができる。上記
の場合では通常のリフレッシュ制御モードの2倍のリフ
レッシュ位置としたが、1倍より大きくすれば、同様の
効果を得ることができる。また、リフレッシュの位置の
範囲は入力画像の特長によりフレームごとに範囲を変え
ることも可能である。
のリフレッシュ制御方法を説明する図であり、これは、
通常モードからビットストリーム切り替え用のリフレッ
シュ制御へ移る際のリフレッシュ位置を示す。
i,i+1,i+2はそれぞれ入力された符号化フレー
ムのフレーム番号を時間的に前のものから示す。301〜3
06はそれぞれ各フレームでのリフレッシュされる領域
(斜線)を示す。また1フレームの符号化中にビットスト
リーム切り替え信号が入力端子23から入力された場合を
示しており、iフレーム以前が通常のリフレッシュ制御
モード、i+1フレーム以降がビットストリーム切り替
え用のリフレッシュ制御モードでのリフレッシュ位置を
示す。
2と同様にi−3フレームにおける領域301、i−2フ
レームにおける領域302、i−1フレームにおける領域3
03、iフレームにおける領域304に示すようにある決ま
った最小限の範囲の領域を1フレームごとに決まった順
にリフレッシュを行う。図3のiフレームでビットスト
リーム切り替え信号が入力されることにより、ビットス
トリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに制御を
切り替える。これにより、i+1フレームよりビットス
トリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに切り替
わる。ビットストリーム切り替え用のリフレッシュ制御
モードではi+1フレームにおける領域305、i+2フ
レームにおける領域306に示されるようにフレームの上
部から順次下部へ向かってリフレッシュを開始する。こ
れによりリフレッシュ後の領域の符号化の際に動きベク
トルの探索範囲をリフレッシュ方向(下方向)のみ禁止す
ることにより既にリフレッシュされた領域の画像が乱れ
ることがない。また、動きベクトルを禁止する領域が少
なくなるので、動き補償予測の制度が向上し、再生画像
の画質が向上する。上記動作では上部から下部へリフレ
ッシュを行う場合を示したが、下部から上部、右から
左、左から右などフレームの端から連続した位置をリフ
レッシュする場合には同様の効果を得ることができる。
のリフレッシュ制御方法を説明する図であり、これは通
常モードからビットストリーム切り替え用のリフレッシ
ュ制御へ移る際のリフレッシュ位置を示す。
i,i+1,i+2,i+3はそれぞれ入力された符号
化フレームのフレーム番号を時間的に前のものから示
す。401〜407はそれぞれ各フレームでのリフレッシュさ
れる領域(斜線)を示す。また1フレームの符号化中にビ
ットストリーム切り替え信号が入力端子23から入力され
た場合を示しており、iフレーム以前が通常のリフレッ
シュ制御モード、i+1フレーム以降がビットストリー
ム切り替え用のリフレッシュ制御モードでのリフレッシ
ュ位置を示す。
2,図3と同様にi−3フレームにおける領域401,i
−2フレームにおける領域402,i−1フレームにおけ
る領域403,iフレームにおける領域404に示すようにあ
る決まった最小限の範囲の領域を1フレームごとに決ま
った順にリフレッシュを行う。図4のiフレームでビッ
トストリーム切り替え信号が入力されることにより、ビ
ットストリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに
制御を切り替える。これにより、i+1フレームよりビ
ットストリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに
切り替わる。ビットストリーム切り替え用のリフレッシ
ュ制御モードではi+1フレームにおける領域405,i
+2フレームにおける領域406,i+3フレームにおけ
る領域407に示されるようにフレームの重要な部分から
順次リフレッシュを開始する。これにより動画像復号化
装置の復号画像は切り替えた画像の重要な部分から順次
切り替わっていく。したがって、切り替え中の乱れた画
像の表示中には切り替えた先の重要な部分から修復され
るため、操作性が向上する。上記図4では画像の中心部
分からリフレッシュを行っているが、使われ方により画
像の重要な部分が画像の中心でない場合には、中心以外
の重要な部分からリフレッシュを行っても同様の効果を
得ることができる。
法において、図2,図3に示す第1および第2のリフレ
ッシュ制御方法の組合せまたは図2と図4に示す第1お
よび第3のリフレッシュ制御方法の組合せにより入力画
像の状態に応じてそれぞれのリフレッシュの特長を活か
したリフレッシュにより再生画像の画質をさらに向上さ
せることができる。
ュ制御に少なくとも2つ以上のモードを設け、動画像の
復号化装置側でビットストリームを切り替える際にリフ
レッシュ制御のモードを変え最適化することにより、動
画像の復号化装置側で他のフレーム間/フレーム内符号
化装置で符号化され出力されている画像に切り替えるた
めに、復号するビットストリームを切り替えるときに、
復号画像が切り替わるまでの時間を短くし、符号化画質
を向上することができる。また、他の動画像の復号化装
置側で復号中のビットストリームへ切り替えた場合に
も、他の動画像の復号化装置側の復号画像が停止したり
しないという利点を有する。
ム間/フレーム内符号化装置の構成を示すブロック図で
ある。
シュ制御方法を説明する図である。
シュ制御方法を説明する図である。
シュ制御方法を説明する図である。
置の構成を示すブロック図である。
化復号化システムの構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
る。
フレッシュ制御方法を説明する図である。
制御部、 3…切り替え器、 4,13…加算器、 5…
直交変換部、 6…量子化部、 7…符号化部、8…符
号化信号の出力端子、 9…逆量子化部、 10…逆直交
変換部、 11…フレーム内/フレーム間予測制御部、
12…スイッチ、 14…フレームメモリ、15…動きベクト
ル検出部、 23…ビットストリーム切り替え信号の入力
端子、24…フレーム間/フレーム内適応符号化部、 50
2…動画像復号部、 504…復号制御部。
Claims (5)
- 【請求項1】 入力画像を前フレームの符号化画像を基
に符号化を行うフレーム間符号化と、前フレームの符号
化画像と無関係に符号化するフレーム内符号化とを適応
的に切り替え符号化を行うフレーム間/フレーム内適応
符号化部と、入力動画像を符号化中にビットストリーム
切り替え信号が入力された場合には、リフレッシュ領域
を拡大することにより通常のリフレッシュ周期から周期
を短くするリフレッシュ制御部とを有することを特徴と
する動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置。 - 【請求項2】 入力画像を前フレームの符号化画像を基
に符号化を行うフレーム間符号化と、前フレームの符号
化画像と無関係に符号化するフレーム内符号化とを適応
的に切り替え符号化を行うフレーム間/フレーム内適応
符号化部と、入力動画像を符号化中にビットストリーム
切り替え信号が入力された場合には、通常のリフレッシ
ュによってリフレッシュされた位置を無効にし、符号化
フレームの上部または、下部または画像フレームの周辺
部へ変更し、リフレッシュ領域を連続させて未リフレッ
シュ領域のリフレッシュを行うリフレッシュ制御部とを
有することを特徴とする動き補償フレーム間/フレーム
内符号化装置。 - 【請求項3】 前記リフレッシュ制御部は、入力動画像
を符号化中にビットストリーム切り替え信号が入力され
た場合には、通常のリフレッシュによってリフレッシュ
された位置を無効にし、符号化フレームの重要な位置か
らリフレッシュを行うことを特徴とする請求項1記載の
動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置。 - 【請求項4】 前記リフレッシュ制御部は、入力動画像
を符号化中にビットストリーム切り替え信号が入力され
た場合には、リフレッシュ領域を拡大することにより通
常のリフレッシュ周期から周期を短くするとともに通常
のリフレッシュによってリフレッシュされた位置を無効
にし、符号化フレームの上部または、下部または画像フ
レームの周辺部へ変更し、リフレッシュ領域を連続させ
て未リフレッシュ領域のリフレッシュを行うことを特徴
とする請求項1または2記載の動き補償フレーム間/フ
レーム内符号化装置。 - 【請求項5】 前記リフレッシュ制御部は、入力動画像
を符号化中にビットストリーム切り替え信号が入力され
た場合には、リフレッシュ領域を拡大することにより通
常のリフレッシュ周期から周期を短くするとともに通常
のリフレッシュによってリフレッシュされた位置を無効
にし、符号化フレームの重要な位置からリフレッシュを
行うことを特徴とする請求項1記載の動き補償フレーム
間/フレーム内符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32470195A JP3207095B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32470195A JP3207095B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09163378A JPH09163378A (ja) | 1997-06-20 |
JP3207095B2 true JP3207095B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=18168755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP32470195A Expired - Fee Related JP3207095B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置 |
Country Status (1)
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JP4851911B2 (ja) * | 2006-10-23 | 2012-01-11 | 富士通株式会社 | 符号化装置、符号化プログラムおよび符号化方法 |
JP5062110B2 (ja) * | 2008-09-04 | 2012-10-31 | 富士通株式会社 | 映像伝送装置、映像伝送方法および映像伝送プログラム |
US20130055326A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Microsoft Corporation | Techniques for dynamic switching between coded bitstreams |
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-
1995
- 1995-12-13 JP JP32470195A patent/JP3207095B2/ja not_active Expired - Fee Related
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