JP3338460B2

JP3338460B2 - 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法

Info

Publication number: JP3338460B2
Application number: JP13211491A
Authority: JP
Inventors: 勝己田原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-05-09
Filing date: 1991-05-09
Publication date: 2002-10-28
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: EP0512854A2; KR920022900A; EP0512854B1; JPH04334190A; EP0512854A3; DE69222082T2; DE69222082D1; US5537147A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を圧縮して伝
送するための映像信号符号化装置及び映像信号符号化方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６３−１１８３号公報にお
いて、テレビ電話システム、会議電話システム等で、動
画映像でなる映像信号をフレーム内符号化データ又はフ
レーム間符号化データに高能率符号化することにより、
伝送容量に比較的厳しい制限がある伝送路を通じて動画
映像信号を伝送する映像信号伝送システムが提案されて
いる。この映像伝送システムは、例えば図５（ａ）に示
すように時刻ｔ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３・・・・において動
画を構成する各画像ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３・・・・を
伝送しようとする場合、映像信号が時間の経過に従って
自己相関が大きい特徴がある点を利用して、伝送処理す
べき画像データを圧縮処理することにより伝送効率を高
めるような処理をするものである。上記画像データの圧
縮処理としては、同一フレーム内における画素データ間
の自己相関を利用して上記図５（ａ）に示す各画像ＰＣ
１，ＰＣ２，ＰＣ３・・・・のそれぞれのフレーム内に
おける各画素データを所定の基準値と比較して差分を求
めることにより圧縮した画像データを伝送するフレーム
内符号化処理と、同図（ａ）に示す画像ＰＣ１及びＰＣ
２、ＰＣ２及びＰＣ３・・・・等のように、順次隣合う
画像間の画素データの差分でなる同図（ｂ）に示す画像
データＰＣ１２、ＰＣ２３・・・・を求め、これを時刻
ｔ＝ｔ１における初期画像ＰＣ１についてフレーム内符
号化処理された画像データとともに伝送するフレーム間
符号化処理とがある。

【０００３】このような映像信号の符号化処理は、例え
ば図６に示すような構成の画像データ発生装置１００に
おいて実行される。この図６において、入力映像信号Ｖ
Ｄは前処理回路１０１に供給される。上記前処理回路１
０１は、供給される入力映像信号ＶＤに、例えば片フィ
ールド落とし処理及び片フィールドライン間引き処理等
の前処理を施し、これをＡ／Ｄ変換器１０２に供給す
る。上記Ａ／Ｄ変換器１０２からは、輝度信号及びクロ
マ信号を１６画素（水平方向に）×１６画素（垂直方向
に）分のデータでなる伝送単位ブロック（これをマクロ
ブロックと呼ぶ）データＳ１２０が出力される。上記マ
クロブロックデータＳ１２０は、動き検出回路１０３及
びループフィルタ１０４からなる動き検出部１０５を介
して画像データ符号化回路１０６に供給される。

【０００４】ここで、動画像のうち、時間軸方向への相
関が高いものは各フレーム間の差分を符号化するほうが
効率がよい。しかし、シーンチェンジや動きの激しい画
像の場合、各フレーム間の相関が低下し差分より原画像
そのものを符号化するほうが圧縮効率が上がる。このた
め、上記動き検出部１０５は、上記マクロブロックデー
タとして供給される現フレームのデータと、後に説明す
るフレームメモリ１１６から上記ループフィルタ１０４
を介して供給される予測前フレームデータＳ１３３とを
比較して画像の動き分を検出する。そして、上記予測前
フレームデータＳ１３３に上記検出した動き分の補償を
施し、これを予測現フレームデータＳ１２２として上記
画像データ符号化回路１０６に供給する。なお、上記ル
ープフィルタ１０４は、表示画像の不具合を防止するた
めにかけられるものであり、例えば上記動き補償を行っ
たときにオンされる。

【０００５】上記画像データ符号化検出回路１０６は、
供給される上記マクロブロックデータＳ１２０及び予測
現フレームデータＳ１２２に応じて以下の式１〜式７に
示す式で演算を行う。

【数１】

【数２】

【数３】

【数４】

【数５】

【数６】

【数７】

【０００６】すなわち、上記画像データ符号化回路１０
６は、原画像のマクロブロックの（ｉ，ｊ）座標の画素
をＡ（ｉ，ｊ）、動き補償後の動きベクトル（ｘ，ｙ）
を考慮した１フレーム前のマクロブロックの（ｉ，ｊ）
座標の画素をＢ（ｉ，ｊ，ｘ，ｙ）、動き補償後の動き
ベクトル（ｘ，ｙ）を考慮した１フレーム前のマクロブ
ロックの（ｉ，ｊ）座標の画素に上記ループフィルタ１
０４をかけた画素をＦＢ（ｉ，ｊ，ｘ，ｙ）とし、ま
ず、上記式１に示す演算を行い、上記処理するマクロブ
ロック内の全画素データの和（以下、ＭＷＯＲと言
う。）を求め、次に、上記式２に示す演算を行い、該マ
クロブロック内の全画素データの２乗和（以下、ＶＡＲ
ＯＲ１と言う。）を求め、次に、上記式３に示す演算を
行い、現フレームのマクロブロックの画素データから動
き補償された前フレームのマクロブロックの画素データ
を減算した値の２乗（以下、ＶＡＲ１と言う。）を求
め、次に、上記式４に示す演算を行い、現フレームのマ
クロブロックの画素データから、動き補償された前フレ
ームのマクロブロックの画素データに上記ループフィル
タ１０４をかけたものを減算した値の２乗（以下、ＦＶ
ＡＲ１）を求める。なお、上記式３及び式４に示す式に
おいて、動き補償無しの場合はｘ＝ｙ＝０である。そし
て、上記画像データ符号化回路１０６は、上記演算によ
り求めた４つの値ＭＷＯＲ，ＶＡＲＯＲ１，ＶＡＲ１，
ＦＶＡＲ１をもとにして、上記式５に示す演算を行い上
記ＶＡＲＯＲ１を２５６（マクロブロックのデータ処理
を例えば８ビットで処理する場合）で除算した値から上
記ＭＷＯＲを２５６で除算した値を減算した値（以下、
ＶＡＲＯＲ２と言う。）を求め、上記式６に示す演算を
行い上記ＶＡＲ１を２５６で除算した値（以下、ＶＡＲ
２と言う。）を求め、上記式７に示す演算を行い上記Ｆ
ＶＡＲ１を２５６で除算した値（以下、ＦＶＡＲ２と言
う。）を求める。これは、上記ＶＡＲＯＲ２が原画像の
重みを表し、上記ＶＡＲ２が上記ループフィルタ１０４
をかけない予測誤差の重みを表し、上記ＦＶＡＲ２が上
記ループフィルタ１０４をかけた予測誤差の重みを表し
ている。

【０００７】上記画像データ符号化回路１０６は、上記
動き補償無しの場合は上記ＶＡＲＯＲ２の値及びＶＡＲ
２の値を、例えば図７（ａ）に示すようなグラフに照ら
し合わせ、この照らし合わせた結果が斜線内であれば、
上記マクロブロックデータＳ１２０と基準値データとの
差分であるフレーム内符号化データ（イントラデータ）
を出力し、該斜線外であれば上記予測現フレームデータ
Ｓ１２２と上記マクロブロックデータＳ１２０との差分
であるフレーム間符号化データ（インターデータ）を出
力する。また、上記画像データ符号化回路１０６は、動
き補償有りの場合は上記ＶＡＲＯＲ２の値及びＶＡＲ２
の値を、例えば図７（ｂ）に示すようなグラフに照らし
合わせ、この照らし合わせた結果が斜線内であればその
データをイントラデータとして出力し、該斜線外であれ
ばそのデータをインターデータとして出力する。なお、
上記画像データ符号化回路１０６には、スレッショルド
レベルが設定されており、図７（ａ）及び（ｂ）に示す
ように上記ＶＡＲＯＲ２の値又はＶＡＲ２の値の何れか
一方又は両方が６４以下の場合はそのデータをインター
データとして出力する。この画像データ符号化回路１０
６から出力されるインターデータ又はイントラデータ
は、差分データＳ１２３として変換符号化回路１０７に
供給される。

【０００８】上記変換符号化回路１０７は、ディスクリ
ートコサイン変換回路（いわゆる、ＤＣＴ）で構成され
ており、供給される上記差分データＳ１２３を直交変換
することによって高能率符号化し、これを変換符号化デ
ータＳ１２４として伝送ブロック設定回路１０８に供給
する。上記伝送ブロック設定回路１０８には、例えば所
定レベルのスレッショルドレベルが供給されており、該
伝送ブロック設定回路１０８は、供給される上記変換符
号化データＳ１２４の中から伝送する範囲を決定し、こ
れを送信ブロックパターン化データＳ１２５として量子
化器１０９に供給する。上記量子化器１０９には、伝送
バッファメモリ１１１から供給される現在のバッファ領
域の残量を示す残量データＳ１２８が供給されている。
上記量子化器１０９は、供給される上記残量データＳ１
２８に応じた量子化ステップで、供給される上記送信ブ
ロックパターン化データＳ１２５を量子化し、これを量
子化画像データＳ１２６として再変換符号化回路１１０
及び逆量子化器１１３に供給する。上記再変換符号化回
路１１０は、可変調符号化回路（いわゆる、ＶＬＣ）等
でなっており、該再変換符号化回路１１０は、供給され
る量子化画像データＳ１２６を再度高能率符号化処理
し、これを伝送画像データＳ１２７として伝送バッファ
メモリ１１１に供給する。なお、上記再変換符号化回路
１１０は、上記量子化画像データＳ１２６の全部又は一
部を捨て去ることにより、いわゆる駒落とし等を行う。

【０００９】上記伝送バッファメモリ１１１は、供給さ
れる上記伝送画像データＳ１２７を蓄積する。この蓄積
された伝送画像データＳ１２７は、所定の伝送速度で読
み出されマルチプレクサ１１２に供給される。また、上
記伝送バッファメモリ１１１は、上記伝送画像データＳ
１２７を蓄積する記憶領域の残量を示す残量データを上
記量子化器１０９及び上記画像データ符号化回路１０６
に供給する。上記量子化器１０９及び上記画像データ符
号化回路１０６は、上記供給される残量データにより伝
送バッファメモリ１１１の記憶領域に余裕が無くなった
ことを知ると、それぞれ画像データの符号化及び量子化
を停止する。これにより、駒落とし状態となるが、伝送
バッファメモリ１１１におけるオーバーフロー等が防止
される。

【００１０】上記マルチプレクサ１１２は、上記伝送バ
ッファメモリ１１１から供給される上記伝送画像データ
Ｓ１２７と、音声データ発生装置１１７から供給される
音声データＳ１２９とを合成し、この合成データを伝送
路１１８に送出する。

【００１１】これに対して、上記逆量子化器１１３は、
上記量子化器１０９から供給される量子化画像データＳ
１２６を逆量子化し、これを逆量子化データＳ１３０と
して逆変換符号化回路１１４（ＩＤＣＴ）に供給する。
上記逆変換符号化回路１１４は、供給される逆量子化デ
ータＳ１３０を、上記変換符号化回路１０７に対する逆
直交変換を行って逆変換符号化し、これを逆変換符号化
データＳ１３１としてデコーダ１１５に供給する。上記
デコーダ１１５は、供給される上記逆変換符号化データ
Ｓ１３２をデコードすることにより上記伝送画像データ
Ｓ１２７として出力された画像情報を表す符号化差分デ
ータＳ１３２としフレームメモリ１１６に供給する。上
記フレームメモリ１１６にそれまで記憶されていた予測
前フレームデータは、新たに供給される上記符号化差分
データＳ１３２により修正演算される。上記フレームメ
モリ１１６は、上記修正演算したデータを新たな予測前
フレームデータＳ１３３として記憶する。上記フレーム
メモリ１１６に記憶される予測前フレームデータＳ１３
３は、上述のように動き検出部１０５により読み出さ
れ、上記動き補償回路１０３により動き補償が施され、
予測現フレームデータＳ１２２とされ上記画像データ符
号化回路１０６に供給される。そして、以後、上述のデ
ータ処理が繰り返される。このように圧縮符号化された
映像データは、上記伝送路１１８を介して図示しないデ
コーダ側に供給され、上述の符号化処理とは逆の復号化
処理により再生され、例えば音声信号はスピーカ等に、
又、映像信号はモニタ装置等に供給される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の映像信
号符号化装置は、上記画像データ符号化回路１０６にお
いて、上記マクロブロックの画素に対する平均や分散等
を膨大な量の演算により求め、この演算結果をもとにし
て映像データをインターデータとして出力するかイント
ラデータとして出力するかを判別していた。このため、
上記膨大な量の演算を行うのに時間がかかるうえ、多数
の演算回路等が必要になり、当該映像信号符号化装置自
体が大規模なものとなっていた。また、上記映像信号符
号化装置は、上記伝送バッファメモリ１１１におけるオ
ーバーフロー等を防止するために、該伝送バッファメモ
リ１１１の記憶領域の残量に応じて上記画像データ符号
化回路１０６及び量子化器１０９の両方を停止させるよ
うに制御しなければならず、該オーバーフロー等の防止
のための制御ポイントが分散して制御が複雑となるう
え、該各回路の制御が不確かなものとなっていた。

【００１３】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、映像データをインターデータとして出力する
かイントラデータとして出力するかを判別するための演
算量を低減させることができ、コストダウンを図り、ま
た、上記オーバーフロー等の防止のための制御ポイント
を集中させ、確実な制御を行うことができるような映像
信号符号化装置及び映像信号符号化方法の提供を目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のマクロ
ブロックからなるディジタル映像信号を符号化する映像
信号符号化装置において、各マクロブロックをフレーム
内符号化し、フレーム内符号化データを出力するフレー
ム内符号化手段と、各マクロブロックをフレーム間符号
化し、フレーム間符号化データを出力するフレーム間符
号化手段と、各マクロブロック毎にフレーム内符号化デ
ータ及びフレーム間符号化データのそれぞれを直交変換
し、変換フレーム内符号化データ及び変換フレーム間符
号化データを出力する直交変換手段と、各マクロブロッ
ク毎に上記変換フレーム内符号化データの交流成分と上
記フレーム間符号化データの交流成分を比較し、その比
較結果に基づいて上記変換フレーム内符号化データと上
記変換フレーム間符号化データのいずれかを選択する選
択手段とからなることを特徴とする。また、本発明は、
複数のマクロブロックからなるディジタル映像信号を符
号化する映像信号符号化方法において、各マクロブロッ
クをフレーム内符号化してフレーム内符号化データを出
力し、各マクロブロックをフレーム間符号化してフレー
ム間符号化データを出力し、各マクロブロック毎にフレ
ーム内符号化データを直交変換して変換フレーム内符号
化データを出力し、各マクロブロック毎にフレーム間符
号化データを直交変換して変換フレーム間符号化データ
を出力し、各マクロブロック毎に上記変換フレーム内符
号化データの交流成分と上記フレーム間符号化データの
交流成分を比較し、その比較結果に基づいて上記変換フ
レーム内符号化データと上記変換フレーム間符号化デー
タのいずれかを選択することを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明では、フレーム内符号化手段により、各
マクロブロックをフレーム内符号化し、フレーム内符号
化データを生成し、また、フレーム間符号化手段によ
り、各マクロブロックをフレーム間符号化して、フレー
ム間符号化データを生成して、直交変換手段により、各
マクロブロック毎にフレーム内符号化データ及びフレー
ム間符号化データのそれぞれを直交変換して変換フレー
ム内符号化データ及び変換フレーム間符号化データを生
成する。そして、選択手段により、各マクロブロック毎
に上記変換フレーム内符号化データの交流成分と上記フ
レーム間符号化データの交流成分を比較して、その比較
結果に基づいて上記変換フレーム内符号化データと上記
変換フレーム間符号化データのいずれかを選択する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る映像信号符号化装置の実
施例について図面を参照しながら説明する。本発明に係
る映像信号符号化装置は、図１に示すような構成を有し
ている。この図１に示す映像信号符号化装置は、例えば
テレビ電話の撮像部等からのアナログの入力映像信号Ｖ
Ｄが、入力端子１を介して前処理回路２に供給される。
上記前処理回路２は、供給される上記アナログの入力映
像信号ＶＤに片フィールド落とし処理及び片フィールド
ライン間引き処理等の前処理を施し、Ａ／Ｄ変換器３に
供給する。上記Ａ／Ｄ変換器３は、供給される上記アナ
ログの入力映像信号ＶＤを所定の周波数で１フレーム毎
にサンプリングすることによりデジタル化する。このＡ
／Ｄ変換器３からは以下に説明するマクロブロック単位
の映像データが出力される。すなわち、上記マクロブロ
ックを単位の映像データを生成するには、まず、上記１
フレームの映像データを図２（ａ）に示すように２個
（水平方向に）×６個（垂直方向に）のブロックグルー
プＧＯＢに分割する。次に、上記ブロックグループＧＯ
Ｂの各ブロックを、図２（ｂ）に示すように１１個（水
平方向に）×３個（垂直方向に）のマクロブロックに分
割する。これにより、上記マクロブロック毎の映像デー
タ（以下、マクロブロックデータと言う。）を出力する
ことができる。なお、上記マクロブロックは、図２
（ｃ）に示すように１６画素×１６画素分の輝度データ
Ｙ00〜Ｙ11（それぞれ８×８画素分の輝度データからな
る。）及び該輝度データＹ00〜Ｙ11の全画素データに対
応する色データＣｂ，Ｃｒからなっている。

【００１７】上記現在フレームのマクロブロックデータ
は、動き補償部８を介して直接、減算器９に供給され
る。一方、上記マクロブロックデータは、所定の基準値
と比較される。この比較により求められた差分は、フレ
ーム内符号化データ（イントラデータ）として第１の直
交変換手段である第１の直交変換回路４に供給される。

【００１８】上記第１の直交変換回路４は、例えばいわ
ゆるＤＣＴ（ディスクリートコサイン変換回路）でなっ
ており、供給されたイントラデータを直交変換して高能
率符号化し、これを変換符号化イントラデータとして伝
送ブロック設定回路１０に供給する。上記伝送ブロック
設定回路１０には、例えば所定レベルのスレッショルド
レベルが設定されており、このスレッショルドレベルに
基づいて上記変換符号化イントラデータの中から伝送す
る範囲を決定し、これを送信ブロックパターン化イント
ラデータとしてインター／イントラ選択回路１２に供給
する。

【００１９】一方、上記動き補償部８は、動き補償回路
６及びループフィルタ７からなっている。このような、
構成を有する動き補償部８において、上記動き補償回路
６には、上記マクロブロックデータとは別に、後に説明
する予測前フレームメモリ２２から前フレームのデータ
を表す予測前フレームデータがループフィルタ７を介し
て供給される。上記動き補償回路６は、供給される上記
現在フレームのマクロブロックデータ及び上記予測前フ
レームデータから画像の動き分を検出するとともに、該
予測前フレームデータに検出した動き分の補償を施し予
測現フレームデータとして減算器９に供給する。なお、
上記ループフィルタ７は、表示画像の不具合を防止する
ためにかけられるものであり、例えば動き補償を行った
ときにオンとされる。上記減算器９は、供給された上記
現在フレームのマクロブロックデータから上記予測現フ
レームデータを減算処理することにより、現在フレーム
のマクロブロックデータと前フレームのマクロブロック
データとの差分を検出したデータであるフレーム間符号
化データ（インターデータ）を生成し、これを第２の直
交変換手段である第２の直交変換回路５に供給する。上
記第２の直交変換回路５も上記第１の直交変換回路４と
同じく、例えばいわゆるＤＣＴ（ディスクリートコサイ
ン変換回路）でなっており、供給されたインターデータ
を直交変換して高能率符号化し、これを変換符号化イン
ターデータとして伝送ブロック設定回路１１に供給す
る。上記伝送ブロック設定回路１１には、例えば所定レ
ベルのスレッショルドレベルが設定されており、このス
レッショルドレベルに基づいて上記変換符号化インター
データの中から伝送する範囲を決定し、これを送信ブロ
ックパターン化インターデータとしてインター／イント
ラ選択回路１２に供給する。

【００２０】上記インター／イントラ選択回路１２は、
供給される上記送信ブロックパターン化イントラデータ
及び送信ブロックパターン化インターデータに対して以
下の式８〜式１０に示す式で演算を行う。

【数８】

【数９】

【数１０】

【００２１】すなわち、上記インター／イントラ選択回
路１２は、まず、上記式８に示す式で演算を行い上記マ
クロブロックで供給される送信ブロックパターン化イン
ターデータの０番目（マクロブロック内の一番最初の画
素データ）の画素データの平均（インター量子化画像デ
ータのＤＣ成分）を求め、これを当該マクロブロックで
供給される送信ブロックパターン化インターデータ全体
の輝度レベルとする。次に、上記インター／イントラ選
択回路１２は、上記式９に示す式で演算を行い上記マク
ロブロックで供給される送信ブロックパターン化インタ
ーデータの上記ＤＣ成分以外の成分であるＡＣ成分の絶
対値の累積加算値を求める。次に、上記インター／イン
トラ選択回路１２は、上記式１０に示す式で演算を行い
上記マクロブロックで供給される送信ブロックパターン
化イントラデータのＡＣ成分の絶対値の累積加算値を求
める。そして、上記式８〜式１０に示す式で求めた値を
もとにして図３のフローチャートに示すようなアルゴリ
ズムを実行する。

【００２２】上記図３に示すフローチャートは、上記イ
ンター／イントラ選択回路１２が上記式８〜式１０に示
す演算を終了することによってスタートとなる。次に、
ステップ４０に進み、上記式８の式で求めた送信ブロッ
クパターン化インターデータのＤＣ成分が、予め設定さ
れているスレッショルドレベル（例えば、２５６）以下
か否かを判別し、ＹＥＳの場合はステップ４１に進み、
ＮＯの場合はステップ４２に進む。上記ステップ４０で
送信ブロックパターン化インターデータのＤＣ成分が、
予め設定されているスレッショルドレベル以下である
と、伝送バッファメモリ１５等で無意味なブロックと判
断され駒落としされる可能性がある。このため、上記ス
テップ４１で当該インター／イントラ選択回路１２が強
制的に送信ブロックパターン化インターデータを選択し
て出力し終了する。次に、上記ステップ４２では、上記
式９で演算して求めた送信ブロックパターン化インター
データのＡＣ成分の絶対値の累積加算値と、上記式１０
で演算して求めた送信ブロックパターン化イントラデー
タのＡＣ成分の絶対値の累積加算値とを比較し、該送信
ブロックパターン化インターデータのＡＣ成分の絶対値
の累積加算値が、該送信ブロックパターン化イントラデ
ータのＡＣ成分の絶対値の累積加算値以下であるか否か
を判別し、ＹＥＳの場合はステップ４３に進み、ＮＯの
場合はステップ４４に進む。

【００２３】ここで、上記送信ブロックパターン化イン
ターデータのＡＣ成分の絶対値の累積加算値及び上記送
信ブロックパターン化イントラデータのＡＣ成分の絶対
値の累積加算値は、再変換符号化回路１４において、イ
ンター／イントラ選択回路１２からのデータを再変換符
号化した場合の符号量に略々対応する。このため、上記
ステップ４３では、上記送信ブロックパターン化インタ
ーデータのＡＣ成分の絶対値の累積加算値が、上記送信
ブロックパターン化イントラデータのＡＣ成分の絶対値
の累積加算値以上である場合に、当該インター／イント
ラ選択回路１２が送信ブロックパターン化イントラデー
タを選択して出力し終了する。逆に、上記ステップ４４
では、上記送信ブロックパターン化イントラデータのＡ
Ｃ成分の絶対値の累積加算値が、上記送信ブロックパタ
ーン化インターデータのＡＣ成分の絶対値の累積加算値
以上である場合に、当該インター／イントラ選択回路１
２が送信ブロックパターン化インターデータを選択して
出力し終了する。

【００２４】このような、上記インター／イントラ選択
回路１２におけるインター／イントラ判別を行わせるた
めのプログラムは、例えば、となる。

【００２５】このように、上記インターデータ及びイン
トラデータをそれぞれ別々に直交変換処理した後、上記
インター／イントラ選択回路１２で送信ブロックパター
ン化インターデータ又は送信ブロックパターン化イント
ラデータを選択して出力する構成をとることにより、送
信ブロックパターン化インターデータのＤＣ成分，送信
ブロックパターン化インターデータのＡＣ成分の絶対値
の累積加算値及び送信ブロックパターン化イントラデー
タのＡＣ成分の絶対値の累積加算値の３つの値を求める
だけでインター／イントラ判別を行うことができる。す
なわち、上記構成によりインター／イントラ選択回路１
２におけるインター／イントラ判別のための演算量を少
なくすることができる。

【００２６】上記インター／イントラ選択回路１２によ
り選択された送信ブロックパターン化インターデータ又
は送信ブロックパターン化イントラデータは、量子化器
１３に供給される。上記量子化器１３は、供給される上
記送信ブロックパターン化イントラデータ又は送信ブロ
ックパターン化インターデータを、後に説明する伝送バ
ッファメモリ１５からの残量データに応じた量子化ステ
ップサイズで量子化し、それぞれイントラ量子化画像デ
ータ又はインター量子化画像データとして出力する。こ
のイントラ量子化画像データ又はインター量子化画像デ
ータは、再変換符号化回路１４に供給されるとともに、
逆量子化器１９に供給される。

【００２７】上記逆量子化器１９は、上記量子化器１３
から供給された上記送信ブロックパターン化インターデ
ータ又は送信ブロックパターン化イントラデータを逆量
子化し、これをそれぞれ逆量子化データとして逆直交変
換回路２０に供給する。上記逆直交変換回路２０は、供
給される逆量子化データに、上記第２の直交変換回路５
とは逆の直交変換を施し、これを逆直交変換データとし
てデコーダ２１に供給する。上記デコーダ２１は、供給
される逆直交変換データを復号化する。このデコーダ２
１により復号化されたデータは、現在フレームのインタ
ーデータと前フレームのインターデータとの差分を表す
データである符号化差分データとして予測前フレームメ
モリ２２に供給される。上記予測前フレームメモリ２２
にそれまで記憶されていた予測前フレームデータは、新
たに供給される上記符号化差分データにより修正演算さ
れる。上記予測前フレームメモリ２２は、上記修正演算
したデータを新たな予測前フレームデータとして記憶す
る。この予測前フレームメモリ２２に供給された予測前
フレームデータは、上記ループフィルタ７を介して動き
補償回路６により動き補償され減算器９に供給される。
上記減算器９は、上述のように上記現在フレームのマク
ロブロックデータから上記予測現フレームデータを減算
処理してインターデータを生成し、これを上記第２の直
交変換手段である第２の直交変換回路５に供給する。

【００２８】一方、上記再変換符号化回路１４は、可変
調符号化回路（いわゆる、ＶＬＣ）等でなっており、該
再変換符号化回路１４は、供給される量子化画像データ
を再度高能率符号化処理し、これを伝送画像データとし
て伝送バッファメモリ１５に供給する。上記伝送バッフ
ァメモリ１５は、供給される上記伝送画像データを記憶
するとともに、この記憶した伝送画像データを所定の伝
送速度で読み出してマルチプレクサ１６に供給する。

【００２９】ここで、上記伝送バッファメモリ１５は、
記憶領域の残量を示す残量データを上記量子化器１３に
供給している。上記量子化器１３は、供給される上記残
量データに応じた量子化ステップで量子化を行うが、該
残量データにより上記伝送バッファメモリ１５の記憶領
域に余裕が無いことを知ると、量子化動作を停止する。
これにより、駒落とし状態となるが、伝送バッファメモ
リ１５におけるオーバーフロー等が防止される。また、
データの直交変換後にインター／イントラ判別を行う構
成をとっているため、上記伝送バッファメモリ１５にお
けるオーバーフローを防止するために上記量子化器１３
のみを停止するように制御すればよい。このため、上記
オーバーフローを防止するための制御ポイントの集中化
を図ることができ、いわゆるコントローラビリティの向
上を図ることができる。

【００３０】上記マルチプレクサ１６は、上記伝送バッ
ファメモリ１５から供給される上記伝送画像データと、
音声データ発生装置１７から供給される音声データとを
合成し、この合成データを出力端子１８を介して出力す
る。上記出力端子１８を介して出力される上記合成デー
タは、伝送路を介して例えば図４に示すようなデコーダ
装置に供給される。

【００３１】この図４において、上記図１に示す出力端
子１８及び伝送路を介して供給された合成データは、入
力端子２５を介してマルチプレクサ２６に供給される。
上記マルチプレクサ２６は、供給される合成データを伝
送画像データ及び音声データに分離し、該伝送画像デー
タを伝送バッファメモリ２７に又音声データを音声受信
回路３５に供給する。上記音声受信回路３５は、供給さ
れた音声データを復調し音声信号として例えばスピーカ
等に供給する。上記伝送バッファメモリ２７は、供給さ
れた伝送画像データを一旦記憶し読み出し、この読み出
した伝送画像データを逆変換符号化回路２８に供給す
る。上記逆変換符号化回路２８は、供給される伝送画像
データに上記再変換符号化回路１４とは逆の変換符号化
処理を施すことにより、インター量子化画像データ又は
イントラ量子化画像データとし、これを逆量子化器２９
に供給する。上記逆量子化器２９は、供給されるインタ
ー量子化画像データ又はイントラ量子化画像データを逆
量子化することにより、変換符号化データとし、これを
逆直交変換回路３０に供給する。上記逆直交変換回路３
０は、供給される変換符号化データを逆直交変換するこ
とによりインターデータ又はイントラデータを生成し、
これをデコーダ回路３１に供給する。上記デコーダ回路
３１は、供給されるインターデータ又はイントラデータ
をデコード処理することにより映像データとし、これを
Ｄ／Ａ変換器３３に供給する。上記Ｄ／Ａ変換器３３
は、供給される映像データをアナログ化し、映像信号と
して出力する。このようにして、デコードされた映像信
号は出力端子３４を介して出力され、例えば液晶表示管
のようなモニタ装置等に供給される。これにより、上記
モニタ装置に伝送されてきた画像を表示することができ
る。

【００３２】以上の説明から明らかなように、本発明に
係る映像信号符号化装置は、供給された映像信号をイン
ターデータ及びイントラデータ別々に直交変換した後、
上記インター／イントラ選択回路１２において何れかを
選択して出力するような構成をとることにより、該イン
ター／イントラ選択回路１２において行うインター／イ
ントラ判別のための演算量を少なくすることができ、該
インター／イントラ判別のための演算を行う演算回路等
を少なくすることができる。このため、上記演算回路等
の設置面積を縮小することができ、当該映像信号符号化
装置自体のハードウェアを小型化及びコストダウンを図
ることができる。また、上記回路構成により、上記伝送
バッファメモリ１５のオーバーフローの防止を図るため
に、上記量子化器１３のみを停止するように制御すれば
よく、該伝送バッファメモリ１５のオーバーフローを防
止するための制御ポイントの集中化を図ることができ、
いわゆるコントローラビリティの向上を図ることができ
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明では、フレーム内符号化手段によ
り、各マクロブロックをフレーム内符号化し、フレーム
内符号化データを生成し、また、フレーム間符号化手段
により、各マクロブロックをフレーム間符号化して、フ
レーム間符号化データを生成して、直交変換手段によ
り、各マクロブロック毎にフレーム内符号化データ及び
フレーム間符号化データのそれぞれを直交変換して変換
フレーム内符号化データ及び変換フレーム間符号化デー
タを生成する。そして、選択手段により、各マクロブロ
ック毎に上記変換フレーム内符号化データの交流成分と
上記フレーム間符号化データの交流成分を比較して、そ
の比較結果に基づいて上記変換フレーム内符号化データ
と上記変換フレーム間符号化データのいずれかを選択す
るので、インター／イントラ判別のための演算量を少な
くすることができ、上記インター／イントラ判別のため
の演算回路等の設置面積を縮小することができ、ハード
ウエアの小型化及びコストダウンを図ることができる。
このように、本発明によれば、映像データをインターデ
ータとして出力するかイントラデータとして出力するか
を判別するための演算量を低減させることができ、コス
トダウンを図り、また、上記オーバーフロー等の防止の
ための制御ポイントを集中させ、確実な制御を行うこと
ができるような映像信号符号化装置及び映像信号符号化
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る映像信号符号化装置の機能的な
ブロック図である。

【図２】マクロブロックの生成の仕方を説明するため
の模式図である。

【図３】本発明に係る映像信号符号化装置のインター
／イントラ判別のための判別動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図４】本発明に係る映像信号符号化装置で高能率符
号化された映像データを複合化するためのデコーダ装置
の一例を示すブロック図である。

【図５】本発明に係る映像信号符号化装置のインター
データ及びイントラデータを説明するための模式図であ
る。

【図６】従来の映像信号符号化装置の機能的なブロッ
ク図である。

【図７】従来の映像信号符号化装置のインター／イン
トラ判別を説明するための模式図である。

【符号の説明】

２・・・・・・・・・・・・・前処理回路３・・・・・・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器４・・・・・・・・・・・・・第１の直交変換回路５・・・・・・・・・・・・・第２の直交変換回路６・・・・・・・・・・・・・動き補償回路７・・・・・・・・・・・・・ループフィルタ８・・・・・・・・・・・・・動き補償部９・・・・・・・・・・・・・減算器１０，１１・・・・・・・・・伝送ブロック設定回路１２・・・・・・・・・・・・インター／イントラ選択
回路１３・・・・・・・・・・・・量子化器１４・・・・・・・・・・・・再変換符号化回路１５・・・・・・・・・・・・伝送バッファメモリ１６・・・・・・・・・・・・マルチプレクサ１７・・・・・・・・・・・・音声データ発生回路１９・・・・・・・・・・・・逆量子化器２０・・・・・・・・・・・・逆直交変換回路２１・・・・・・・・・・・・デコーダ回路２２・・・・・・・・・・・・予測前フレームメモリ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のマクロブロックからなるディジタ
ル映像信号を符号化する映像信号符号化装置において、各マクロブロックをフレーム内符号化し、フレーム内符
号化データを出力するフレーム内符号化手段と、各マクロブロックをフレーム間符号化し、フレーム間符
号化データを出力するフレーム間符号化手段と、各マクロブロック毎にフレーム内符号化データ及びフレ
ーム間符号化データのそれぞれを直交変換し、変換フレ
ーム内符号化データ及び変換フレーム間符号化データを
出力する直交変換手段と、各マクロブロック毎に上記変換フレーム内符号化データ
の交流成分と上記フレーム間符号化データの交流成分を
比較し、その比較結果に基づいて上記変換フレーム内符
号化データと上記変換フレーム間符号化データのいずれ
かを選択する選択手段とからなることを特徴とする映像
信号符号化装置。
【請求項２】複数のマクロブロックからなるディジタ
ル映像信号を符号化する映像信号符号化方法において、各マクロブロックをフレーム内符号化してフレーム内符
号化データを出力し、各マクロブロックをフレーム間符号化してフレーム間符
号化データを出力し、各マクロブロック毎にフレーム内符号化データを直交変
換して変換フレーム内符号化データを出力し、各マクロブロック毎にフレーム間符号化データを直交変
換して変換フレーム間符号化データを出力し、各マクロブロック毎に上記変換フレーム内符号化データ
の交流成分と上記フレーム間符号化データの交流成分を
比較し、その比較結果に基づいて上記変換フレーム内符
号化データと上記変換フレーム間符号化データのいずれ
かを選択することを特徴とする映像信号符号化方法。