JP3437901B2 - 映像符号化方法及び装置 - Google Patents
映像符号化方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は映像符号化方法及び
装置に係り、特にＹＵＶ色領域における人間の視感色差
の範囲を定義するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用
いて、動き映像間の動きを差分パルスコード変調（ＤＰ
ＣＭ：Differential Pulse Coded Modulation ）すると
きに発生される予測エラーから視感エラーを取り除いて
ビットの発生量を低減するための映像符号化方法及び装
置に関する。
装置に係り、特にＹＵＶ色領域における人間の視感色差
の範囲を定義するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用
いて、動き映像間の動きを差分パルスコード変調（ＤＰ
ＣＭ：Differential Pulse Coded Modulation ）すると
きに発生される予測エラーから視感エラーを取り除いて
ビットの発生量を低減するための映像符号化方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】映像媒体の発展と共に映像情報に対する
各種のサービスが多様になり、様々な映像情報サービス
の提供による映像情報量の増加は不可避である。しかし
ながら、従来のアナログ映像伝送方式では、多量の映像
情報を使用者の多種の要求を満足させるために実時間に
処理できないという問題がある。したがって、アナログ
映像をディジタル映像に変換し、ディジタル映像信号の
重複性を用いて映像信号を圧縮させることにより、映像
の画質は保ちつつ映像の情報量のみを低減させ得るディ
ジタル映像信号圧縮符号化方式（以下、符号化方式とい
う。）が提案された。
各種のサービスが多様になり、様々な映像情報サービス
の提供による映像情報量の増加は不可避である。しかし
ながら、従来のアナログ映像伝送方式では、多量の映像
情報を使用者の多種の要求を満足させるために実時間に
処理できないという問題がある。したがって、アナログ
映像をディジタル映像に変換し、ディジタル映像信号の
重複性を用いて映像信号を圧縮させることにより、映像
の画質は保ちつつ映像の情報量のみを低減させ得るディ
ジタル映像信号圧縮符号化方式（以下、符号化方式とい
う。）が提案された。
【０００３】静止映像でない動き映像に対するＭＰＥＧ
２符号化方式は、ＹＵＶ色座標系より構成されるＩ，
Ｐ，Ｂディジタル映像信号を符号化するのにおいて、マ
クロブロック単位の予測エラーを定義するＤＰＣＭ過程
と、ブロックの単位で予測エラーの各周波数成分の大き
さを定義する離散余弦変換（ＤＣＴ）過程と、目標のビ
ット発生量と実際のビット発生量との差を表す累積バッ
ファ量を用いて量子化間隔を決めるレート制御過程と、
ＤＣＴされた予測エラーを量子化マトリックスとレート
制御過程により定義される量子化間隔を用いて量子化を
行う量子化過程の４段階より構成される。
２符号化方式は、ＹＵＶ色座標系より構成されるＩ，
Ｐ，Ｂディジタル映像信号を符号化するのにおいて、マ
クロブロック単位の予測エラーを定義するＤＰＣＭ過程
と、ブロックの単位で予測エラーの各周波数成分の大き
さを定義する離散余弦変換（ＤＣＴ）過程と、目標のビ
ット発生量と実際のビット発生量との差を表す累積バッ
ファ量を用いて量子化間隔を決めるレート制御過程と、
ＤＣＴされた予測エラーを量子化マトリックスとレート
制御過程により定義される量子化間隔を用いて量子化を
行う量子化過程の４段階より構成される。
【０００４】このようなＭＰＥＧ２符号化方式では、映
像信号の重複性を低減するため、以前の映像と現在の映
像との相関関係を動きベクトルにより定義する。ところ
が、実際の現在の映像を符号化するとき、動きベクトル
を推定・補償するＤＰＣＭ過程で定義した予測映像と符
号化すべき実際の元映像との予測エラーのみを復号化
し、これを制限された伝送路を通してデコーダに送り元
の映像を再び復元する。
像信号の重複性を低減するため、以前の映像と現在の映
像との相関関係を動きベクトルにより定義する。ところ
が、実際の現在の映像を符号化するとき、動きベクトル
を推定・補償するＤＰＣＭ過程で定義した予測映像と符
号化すべき実際の元映像との予測エラーのみを復号化
し、これを制限された伝送路を通してデコーダに送り元
の映像を再び復元する。
【０００５】ここで、映像信号の重複性を低減するため
のＤＰＣＭ過程は次のとおりである。ＤＰＣＭ過程にお
いては、図３に示されたように現在の映像のマクロブロ
ックＣを符号化するとき、以前の元現像や以後の元映像
でマクロブロックＣと同様の位置（ｘ，ｙ）にあるマク
ロブロックｆ，ｂにそれぞれ定義された検索ウィンドゥ
内で最小のエラー値を有するマクロブロック、すなわ
ち、マクロブロックＣと最も相似している映像信号の特
性を有するマクロブロックを、図４に定義された絶対エ
ラー和ｄｍｃを用いる全画素探索方法または半画素探索
方法を用いて最小の絶対エラー和を有する動きベクトル
（ｆＭＶｘ，ｆＭＶｙ）または（ｂＭＶｘ，ｂＭＶｙ）
として決めて定義する。そして、推定された動きベクト
ルを用いて図４に定義されたように、復元映像に対する
２乗エラー値ｖａｒ１と２乗エラー和ｖｍｃ、現在の元
映像の平均分散値ｖａｒ０を互いに比べて予測映像を定
義する。このような方法により定義された予測映像と現
在の元映像との差を予測エラーとする。
のＤＰＣＭ過程は次のとおりである。ＤＰＣＭ過程にお
いては、図３に示されたように現在の映像のマクロブロ
ックＣを符号化するとき、以前の元現像や以後の元映像
でマクロブロックＣと同様の位置（ｘ，ｙ）にあるマク
ロブロックｆ，ｂにそれぞれ定義された検索ウィンドゥ
内で最小のエラー値を有するマクロブロック、すなわ
ち、マクロブロックＣと最も相似している映像信号の特
性を有するマクロブロックを、図４に定義された絶対エ
ラー和ｄｍｃを用いる全画素探索方法または半画素探索
方法を用いて最小の絶対エラー和を有する動きベクトル
（ｆＭＶｘ，ｆＭＶｙ）または（ｂＭＶｘ，ｂＭＶｙ）
として決めて定義する。そして、推定された動きベクト
ルを用いて図４に定義されたように、復元映像に対する
２乗エラー値ｖａｒ１と２乗エラー和ｖｍｃ、現在の元
映像の平均分散値ｖａｒ０を互いに比べて予測映像を定
義する。このような方法により定義された予測映像と現
在の元映像との差を予測エラーとする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は次の問題がある。第一に、図３に示されたように、
マクロブロックｍ１，ｍ２でｅとして定義された部分が
予測エラーとなるが、ＤＰＣＭ過程で予測エラーとして
定義されたｅ領域が実際の人間の視感では色差を感知し
得ない程度の小さいエラーを発生すると、この予測エラ
ーは無視することができる。しかしながら、ＭＰＥＧ２
符号化方式では実際の予測映像と現在の元映像との視感
の差が発生しない場合にも、計算上、定義された差のみ
を考慮して予測エラーとして処理するため、不要なビッ
トを発生させるという問題がある。
法は次の問題がある。第一に、図３に示されたように、
マクロブロックｍ１，ｍ２でｅとして定義された部分が
予測エラーとなるが、ＤＰＣＭ過程で予測エラーとして
定義されたｅ領域が実際の人間の視感では色差を感知し
得ない程度の小さいエラーを発生すると、この予測エラ
ーは無視することができる。しかしながら、ＭＰＥＧ２
符号化方式では実際の予測映像と現在の元映像との視感
の差が発生しない場合にも、計算上、定義された差のみ
を考慮して予測エラーとして処理するため、不要なビッ
トを発生させるという問題がある。
【０００７】第二に、映像信号を圧縮させる量子化過程
で視感色差の範囲（ＣＴ：Color Tolerance ）に対して
視感色差を感知し得ない予測エラーＤをＱＭの大きさを
有する量子化間隔で量子化する場合、０＜Ｄ＜ＣＴ，０
＜ＣＴ＜２ＱＭ，Ｄ＞ＱＭ／２の関係となるときに問題
が発生する。これらを次の式(1),(2) 、すなわち、ＭＰ
ＥＧ２量子化関係式に基づき詳しく説明する。
で視感色差の範囲（ＣＴ：Color Tolerance ）に対して
視感色差を感知し得ない予測エラーＤをＱＭの大きさを
有する量子化間隔で量子化する場合、０＜Ｄ＜ＣＴ，０
＜ＣＴ＜２ＱＭ，Ｄ＞ＱＭ／２の関係となるときに問題
が発生する。これらを次の式(1),(2) 、すなわち、ＭＰ
ＥＧ２量子化関係式に基づき詳しく説明する。
【０００８】
Ｄ′＝Ｒｏｕｎｄ（Ｄ／ＱＭ＋0.499999） …(1)
ＱＥ＝Ｄ−Ｄ′＊ＱＭ …(2)
０＜Ｄ＜ＣＴ，０＜ＣＴ＜２ＱＭ，Ｄ＜ＱＭ／２を満足
させる予測エラーＤを式(1),(2) のように量子化する場
合、量子化エラー（ＱＥ＝Ｄ）＜ＣＴの関係を満足させ
るため、量子化エラーによる復元映像の画質劣化は発生
しない。しかしながら、０＜Ｄ＜ＣＴ，０＜ＣＴ＜２Ｑ
Ｍ，Ｄ＞ＱＭ／２の関係を有する予測エラーＤを量子化
する場合、量子化エラーＱＥは、ＱＥ＝Ｄ−ＱＭの関係
により復元映像の画質劣化を発生させる。このように、
実際の視感色差を感知することができないエラーである
としても、量子化過程で復元映像の画質劣化を発生させ
ることがある。
させる予測エラーＤを式(1),(2) のように量子化する場
合、量子化エラー（ＱＥ＝Ｄ）＜ＣＴの関係を満足させ
るため、量子化エラーによる復元映像の画質劣化は発生
しない。しかしながら、０＜Ｄ＜ＣＴ，０＜ＣＴ＜２Ｑ
Ｍ，Ｄ＞ＱＭ／２の関係を有する予測エラーＤを量子化
する場合、量子化エラーＱＥは、ＱＥ＝Ｄ−ＱＭの関係
により復元映像の画質劣化を発生させる。このように、
実際の視感色差を感知することができないエラーである
としても、量子化過程で復元映像の画質劣化を発生させ
ることがある。
【０００９】本発明の目的は、上述した問題点を解決す
るために、差分パルスコード変調による予測エラーを視
感色差の範囲を用いて低減させるための映像符号化方法
及び装置を提供することにある。
るために、差分パルスコード変調による予測エラーを視
感色差の範囲を用いて低減させるための映像符号化方法
及び装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の第１の発明による映像符号化装置
は、現在の元映像、以前の元映像及び以前の復元映像を
入力して、前記現在の元映像と以前の元映像から生成さ
れる動きベクトルを用いる差分パルスコード変調により
前記現在の元映像と以前の復元映像から予測映像を生成
する映像入力部と、映像を構成するＹ、Ｕ、Ｖ色成分に
対するＹＵＶ不均等視感色空間をＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊均
等視感色空間に変換して前記ＹＵＶ不均等視感色空間を
５１２個の代表色に分割し、Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する
視感色差の範囲を決め、前記Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する
視感色差の範囲を前記代表色に対する前記Ｙ，Ｕ，Ｖ色
成分の視感色差の範囲に変換することにより、前記映像
入力部から出力される現在の元映像の各画素の色成分に
対する視感色差の範囲を決める視感色差範囲決め部と、
前記映像入力部から出力される予測映像と現在の元映像
との各Ｙ、Ｕ、Ｖ色成分に対する予測エラーを発生させ
る予測エラー発生部と、前記予測エラー発生部から出力
される各Ｙ、Ｕ、Ｖ色成分に対する予測エラーと前記視
感色差範囲決め部から出力される現在の元映像の各Ｙ、
Ｕ、Ｖ色成分に対する視感色差の範囲とを比べる視感予
測エラー比較部と、前記視感予測エラー比較部における
比較結果により、前記視感色差範囲内に在する予測エラ
ーを零に置き換えて前記視感予測エラーを再構成して視
感予測エラーを発生させる視感予測エラー発生部と、前
記視感予測エラー発生部から出力される視感予測エラー
について量子化及び逆量子化を順次に行って復元された
視感予測エラーを生成し、前記復元された視感予測エラ
ーを予測映像と加算して復元映像を生成する復号化部と
を含むことを要旨とする。
に、請求項１記載の第１の発明による映像符号化装置
は、現在の元映像、以前の元映像及び以前の復元映像を
入力して、前記現在の元映像と以前の元映像から生成さ
れる動きベクトルを用いる差分パルスコード変調により
前記現在の元映像と以前の復元映像から予測映像を生成
する映像入力部と、映像を構成するＹ、Ｕ、Ｖ色成分に
対するＹＵＶ不均等視感色空間をＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊均
等視感色空間に変換して前記ＹＵＶ不均等視感色空間を
５１２個の代表色に分割し、Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する
視感色差の範囲を決め、前記Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する
視感色差の範囲を前記代表色に対する前記Ｙ，Ｕ，Ｖ色
成分の視感色差の範囲に変換することにより、前記映像
入力部から出力される現在の元映像の各画素の色成分に
対する視感色差の範囲を決める視感色差範囲決め部と、
前記映像入力部から出力される予測映像と現在の元映像
との各Ｙ、Ｕ、Ｖ色成分に対する予測エラーを発生させ
る予測エラー発生部と、前記予測エラー発生部から出力
される各Ｙ、Ｕ、Ｖ色成分に対する予測エラーと前記視
感色差範囲決め部から出力される現在の元映像の各Ｙ、
Ｕ、Ｖ色成分に対する視感色差の範囲とを比べる視感予
測エラー比較部と、前記視感予測エラー比較部における
比較結果により、前記視感色差範囲内に在する予測エラ
ーを零に置き換えて前記視感予測エラーを再構成して視
感予測エラーを発生させる視感予測エラー発生部と、前
記視感予測エラー発生部から出力される視感予測エラー
について量子化及び逆量子化を順次に行って復元された
視感予測エラーを生成し、前記復元された視感予測エラ
ーを予測映像と加算して復元映像を生成する復号化部と
を含むことを要旨とする。
【００１１】従って、量子化エラーにより発生される復
元映像の画質劣化を減少し、予測エラーの減少により符
号化された映像のビット発生量を低減することができ
る。
元映像の画質劣化を減少し、予測エラーの減少により符
号化された映像のビット発生量を低減することができ
る。
【００１２】請求項２記載の第２の発明は、前記映像入
力部は、前記以前の元映像と現在の元映像から動きを推
定して動きベクトルを生成する動きベクトル推定部と、
前記動きベクトルを用いる差分パルスコード変調により
現在の元映像と以前の復元映像に適用されて予測映像を
生成する動きベクトル補償部とを備えることを要否とす
る。
力部は、前記以前の元映像と現在の元映像から動きを推
定して動きベクトルを生成する動きベクトル推定部と、
前記動きベクトルを用いる差分パルスコード変調により
現在の元映像と以前の復元映像に適用されて予測映像を
生成する動きベクトル補償部とを備えることを要否とす
る。
【００１３】従って、現在の元映像、以前の元映像、以
前の復元映像と現在の元映像に対する予想映像を出力で
きる。
前の復元映像と現在の元映像に対する予想映像を出力で
きる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】請求項３記載の第３の発明は、（ａ）現在
の元映像、以前の元映像及び以前の復元映像を入力し
て、前記現在の元映像と以前の元映像から生成される動
きベクトルを用いる差分パルスコード変調により前記現
在の元映像と以前の復元映像から予測映像を生成する段
階と、（ｂ）映像を構成するＹ、Ｕ、Ｖ色成分に対する
ＹＵＶ不均等視感色空間をＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊均等視
感色空間に変換して前記ＹＵＶ不均等視感色空間を５１
２個の代表色に分割し、Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感
色差の範囲を決め、前記Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感
色差の範囲を前記代表色に対する前記Ｙ，Ｕ，Ｖ色成分
の視感色差の範囲に変換することにより、前記映像入力
部から出力される現在の元映像の各画素の色成分に対す
る視感色差の範囲を決める段階と、（ｃ）前記（ａ）段
階から出力される予測映像と現在の元映像とのＹ、Ｕ、
Ｖ色成分に対する予測エラーを発生させる段階と、
（ｄ）前記（ｃ）段階から出力されるＹ、Ｕ、Ｖ各色成
分に対する予測エラーと前記（ｂ）段階から出力される
現在の元映像のＹ、Ｕ、Ｖ各色成分に対する視感色差の
範囲とを比べる段階と、（ｅ）前記（ｄ）段階における
比較結果により、前記視感色差範囲内に在する予測エラ
ーを零に置き換えて前記視感予測エラーを再構成して前
記視感予測エラーを発生させる段階と、（ｆ）前記
（ｅ）段階から出力される視感予測エラーについて量子
化及び逆量子化を順次に行って復元された視感予測エラ
ーを生成し、前記復元された視感予測エラーを予測映像
と加算して復元映像を生成する段階とを含むことを要旨
とする。従って、量子化エラーにより発生される復元映
像の画質劣化を減少し、予測エラーの減少により符号化
された映像のビット発生量を低減することができる。
の元映像、以前の元映像及び以前の復元映像を入力し
て、前記現在の元映像と以前の元映像から生成される動
きベクトルを用いる差分パルスコード変調により前記現
在の元映像と以前の復元映像から予測映像を生成する段
階と、（ｂ）映像を構成するＹ、Ｕ、Ｖ色成分に対する
ＹＵＶ不均等視感色空間をＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊均等視
感色空間に変換して前記ＹＵＶ不均等視感色空間を５１
２個の代表色に分割し、Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感
色差の範囲を決め、前記Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感
色差の範囲を前記代表色に対する前記Ｙ，Ｕ，Ｖ色成分
の視感色差の範囲に変換することにより、前記映像入力
部から出力される現在の元映像の各画素の色成分に対す
る視感色差の範囲を決める段階と、（ｃ）前記（ａ）段
階から出力される予測映像と現在の元映像とのＹ、Ｕ、
Ｖ色成分に対する予測エラーを発生させる段階と、
（ｄ）前記（ｃ）段階から出力されるＹ、Ｕ、Ｖ各色成
分に対する予測エラーと前記（ｂ）段階から出力される
現在の元映像のＹ、Ｕ、Ｖ各色成分に対する視感色差の
範囲とを比べる段階と、（ｅ）前記（ｄ）段階における
比較結果により、前記視感色差範囲内に在する予測エラ
ーを零に置き換えて前記視感予測エラーを再構成して前
記視感予測エラーを発生させる段階と、（ｆ）前記
（ｅ）段階から出力される視感予測エラーについて量子
化及び逆量子化を順次に行って復元された視感予測エラ
ーを生成し、前記復元された視感予測エラーを予測映像
と加算して復元映像を生成する段階とを含むことを要旨
とする。従って、量子化エラーにより発生される復元映
像の画質劣化を減少し、予測エラーの減少により符号化
された映像のビット発生量を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。図１は本発明による
映像符号化装置を示すブロック図であって、現在の元映
像、以前の元映像及び以前の復元映像を入力して現在の
元映像と以前の復元映像から差分パルスコード変調によ
り予測映像を生成する映像入力部１１と、映像入力部１
１から出力される現在の元映像の各画素に対する視感色
差の範囲を決める視感色差範囲決め部１２と、映像入力
部１２から出力される予測映像と現在の元映像との予測
エラーを発生させる予測エラー発生部１３と、予測エラ
ー発生部１３から出力される予測エラーと視感色差範囲
決め部１２から出力される各画素の視感色差の範囲とを
比べる視感予測エラー比較部１４と、視感予測エラー比
較部１４における比較結果により視感色差を有する予測
エラーで再構成する視感予測エラーを発生させる視感予
測エラー発生部１５と、視感予測エラー発生部１５から
出力される視感予測エラーと予測映像を用いて現在の元
映像を符号化して復元する復号化部１６とより構成され
る。
明の実施の形態を詳しく説明する。図１は本発明による
映像符号化装置を示すブロック図であって、現在の元映
像、以前の元映像及び以前の復元映像を入力して現在の
元映像と以前の復元映像から差分パルスコード変調によ
り予測映像を生成する映像入力部１１と、映像入力部１
１から出力される現在の元映像の各画素に対する視感色
差の範囲を決める視感色差範囲決め部１２と、映像入力
部１２から出力される予測映像と現在の元映像との予測
エラーを発生させる予測エラー発生部１３と、予測エラ
ー発生部１３から出力される予測エラーと視感色差範囲
決め部１２から出力される各画素の視感色差の範囲とを
比べる視感予測エラー比較部１４と、視感予測エラー比
較部１４における比較結果により視感色差を有する予測
エラーで再構成する視感予測エラーを発生させる視感予
測エラー発生部１５と、視感予測エラー発生部１５から
出力される視感予測エラーと予測映像を用いて現在の元
映像を符号化して復元する復号化部１６とより構成され
る。
【００２０】一方、本発明の作用及び効果に対して図１
乃至図９を参照して説明すると、次のとおりである。
乃至図９を参照して説明すると、次のとおりである。
【００２１】本発明は圧縮ビット量を低減しつつ、復元
された映像の画質を向上させることのできるＭＰＥＧ符
号化装置に係り、ＤＰＣＭ過程で発生される予測エラー
が実際の肉眼で感知することができない程度の小さいエ
ラーであれば、この予測エラーは復元映像の画質に影響
を及ぼさないということに基づく。
された映像の画質を向上させることのできるＭＰＥＧ符
号化装置に係り、ＤＰＣＭ過程で発生される予測エラー
が実際の肉眼で感知することができない程度の小さいエ
ラーであれば、この予測エラーは復元映像の画質に影響
を及ぼさないということに基づく。
【００２２】図１において、映像入力部１１は図２に示
されたように動きベクトル推定部２１と動きベクトル補
償部２２とで構成されている。ここで、時間周波数領域
においてＹＵＶ色座標系で構成される映像間の相関性を
導くために用いられる動きベクトルを、図３及び図４の
ように以前の元映像と現在の元映像を用いて推定する。
推定された動きベクトルは図４のようにＤＰＣＭにより
現在の元映像と以前の復元映像に適用されて予測映像を
定義する。したがって、映像入力部１１では、図２に示
されたように現在の元映像、以前の元映像、以前の復元
映像と現在の元映像に対する予測映像を出力する。
されたように動きベクトル推定部２１と動きベクトル補
償部２２とで構成されている。ここで、時間周波数領域
においてＹＵＶ色座標系で構成される映像間の相関性を
導くために用いられる動きベクトルを、図３及び図４の
ように以前の元映像と現在の元映像を用いて推定する。
推定された動きベクトルは図４のようにＤＰＣＭにより
現在の元映像と以前の復元映像に適用されて予測映像を
定義する。したがって、映像入力部１１では、図２に示
されたように現在の元映像、以前の元映像、以前の復元
映像と現在の元映像に対する予測映像を出力する。
【００２３】視感色差範囲決め部１２は映像入力部１１
から出力される現在の元映像の任意の画素に対するＹ，
Ｕ，Ｖ色成分の視感色差の範囲を決めるためのものであ
って、図６に示された方法を用いる。すなわち、視感色
差の範囲は人間の視感色差が均等に分布する色座標系で
定義されることがより正確な線形的関係を保つことがで
きるため、カラー映像の色情報を定義するＹＵＶ不均等
視感色空間は第１変換部６１でＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ均等
視感色空間に変換する。このように変換されたＣＩＥ
Ｌ＊ａ＊ｂ色座標系でＣＭＣ（Color Measurement Comm
itte) により提案された視感色差式を適用して第２変換
部６２でＬ，ａ，ｂに対する視感色差の範囲を決め、決
められたＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ視感色差の範囲をＹ，Ｕ，
Ｖ色成分に対する視感色差の範囲に変換することによ
り、画素のＹＵＶ視感色差の範囲を決める。このような
方法により決められたＹＵＶ色度座標に対する視感色差
の範囲を実時間で処理するために図７に示されたような
視感色差ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いる。
から出力される現在の元映像の任意の画素に対するＹ，
Ｕ，Ｖ色成分の視感色差の範囲を決めるためのものであ
って、図６に示された方法を用いる。すなわち、視感色
差の範囲は人間の視感色差が均等に分布する色座標系で
定義されることがより正確な線形的関係を保つことがで
きるため、カラー映像の色情報を定義するＹＵＶ不均等
視感色空間は第１変換部６１でＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ均等
視感色空間に変換する。このように変換されたＣＩＥ
Ｌ＊ａ＊ｂ色座標系でＣＭＣ（Color Measurement Comm
itte) により提案された視感色差式を適用して第２変換
部６２でＬ，ａ，ｂに対する視感色差の範囲を決め、決
められたＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ視感色差の範囲をＹ，Ｕ，
Ｖ色成分に対する視感色差の範囲に変換することによ
り、画素のＹＵＶ視感色差の範囲を決める。このような
方法により決められたＹＵＶ色度座標に対する視感色差
の範囲を実時間で処理するために図７に示されたような
視感色差ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いる。
【００２４】図７に示された視感色差ＬＵＴは次のよう
な過程により構成され、インデックスされる。第１段階
で、ＹＵＶ色座標でＹ，Ｕ，Ｖの各色度座標を均一な間
隔を有するように８等分して合わせて５１２個の代表色
に分割する。第２段階で、５１２個の代表色に対する
Ｙ，Ｕ，Ｖの各色成分の視感色差の範囲ｐＹ，ｍＹ，ｐ
Ｕ，ｍＵ，ｐＶ，ｍＶを定義する。第３段階で、映像入
力部１１から出力される現在の元映像のＹＵＶ色度座標
を次の式(3) を用いてインデックスしてＹ，Ｕ，Ｖ色成
分に対する視感色差の範囲を決める。
な過程により構成され、インデックスされる。第１段階
で、ＹＵＶ色座標でＹ，Ｕ，Ｖの各色度座標を均一な間
隔を有するように８等分して合わせて５１２個の代表色
に分割する。第２段階で、５１２個の代表色に対する
Ｙ，Ｕ，Ｖの各色成分の視感色差の範囲ｐＹ，ｍＹ，ｐ
Ｕ，ｍＵ，ｐＶ，ｍＶを定義する。第３段階で、映像入
力部１１から出力される現在の元映像のＹＵＶ色度座標
を次の式(3) を用いてインデックスしてＹ，Ｕ，Ｖ色成
分に対する視感色差の範囲を決める。
【００２５】
【数１】
ｉｎｄｅｘ＝（Ｙ／３２）＊６４＋（Ｕ／３２）＊８＋（Ｖ／３２） …(3)
【００２６】予測エラー発生部１３は図５のように減算
器５１により映像入力部１１から出力される予測映像と
現在の元映像との差から予測エラーを出力する。この
際、予測エラーは各ブロックの動きとマクロブロックの
平均分散値が大きいほど、大きい値となる。かつ、実際
の視感色差の範囲が小さいほど、予測エラーは相対的に
大きい値となる。このように元映像でない映像の予測エ
ラーを符号化過程で用いるのは、同一な映像信号が繰り
返し分布する特徴を有する映像信号の重複性を取り除い
てビットの発生量を低減するためである。
器５１により映像入力部１１から出力される予測映像と
現在の元映像との差から予測エラーを出力する。この
際、予測エラーは各ブロックの動きとマクロブロックの
平均分散値が大きいほど、大きい値となる。かつ、実際
の視感色差の範囲が小さいほど、予測エラーは相対的に
大きい値となる。このように元映像でない映像の予測エ
ラーを符号化過程で用いるのは、同一な映像信号が繰り
返し分布する特徴を有する映像信号の重複性を取り除い
てビットの発生量を低減するためである。
【００２７】視感予測エラー比較部１４は予測エラー発
生部１３から出力される予測エラーと視感色差範囲決め
部１２から出力される現在の元映像のＹ，Ｕ，Ｖ色成分
に対する視感色差の範囲を比べて視感的に感知できない
予測エラーを図８に示された方法で判別するためのもの
である。
生部１３から出力される予測エラーと視感色差範囲決め
部１２から出力される現在の元映像のＹ，Ｕ，Ｖ色成分
に対する視感色差の範囲を比べて視感的に感知できない
予測エラーを図８に示された方法で判別するためのもの
である。
【００２８】その過程は次のとおりである。第１段階
で、視感色差ＬＵＴにより定義された現在の元映像に対
する視感色差の範囲（ｍＹ，ｐＹ），（ｍＵ，ｐＵ），
（ｍＶ，ｐＶ）を入力し、第２段階で、Ｙ，Ｕ，Ｖの各
色成分に対する予測エラーをＤＹ，ＤＵ，ＤＶとして定
義し、第３段階で、予測エラーＤＹ，ＤＵ，ＤＶをそれ
ぞれ第８１〜第８３段階、第８４〜第８６段階、第８７
〜第８９段階により視感色差の範囲（ｍＹ，ｐＹ），
（ｍＵ，ｐＵ），（ｍＶ，ｐＶ）と比べて視感色差の範
囲内にある予測エラーは色差を感知することのできない
予測エラーとして定義して予測エラー値を０（零）とす
る。
で、視感色差ＬＵＴにより定義された現在の元映像に対
する視感色差の範囲（ｍＹ，ｐＹ），（ｍＵ，ｐＵ），
（ｍＶ，ｐＶ）を入力し、第２段階で、Ｙ，Ｕ，Ｖの各
色成分に対する予測エラーをＤＹ，ＤＵ，ＤＶとして定
義し、第３段階で、予測エラーＤＹ，ＤＵ，ＤＶをそれ
ぞれ第８１〜第８３段階、第８４〜第８６段階、第８７
〜第８９段階により視感色差の範囲（ｍＹ，ｐＹ），
（ｍＵ，ｐＵ），（ｍＶ，ｐＶ）と比べて視感色差の範
囲内にある予測エラーは色差を感知することのできない
予測エラーとして定義して予測エラー値を０（零）とす
る。
【００２９】視感予測エラー発生部１５では視感予測エ
ラー比較部１４で現在の元映像の視感色差の範囲を比べ
た結果により色差が感知できない予測エラーとして判別
された予測エラー値を０（零）として定義して新たな視
感予測エラーを発生させる。
ラー比較部１４で現在の元映像の視感色差の範囲を比べ
た結果により色差が感知できない予測エラーとして判別
された予測エラー値を０（零）として定義して新たな視
感予測エラーを発生させる。
【００３０】復号化部１６では、図９に示されたように
量子化部９１が視感予測エラー発生部１５から出力され
る視感予測エラーを圧縮するために量子化し、逆量子化
部９２は量子化された視感予測エラーを逆量子化し、加
算器９３は復元した復元視感予測エラーを予測映像と加
算して実際の映像媒体を通して使用者に提供する復元映
像を構成する。
量子化部９１が視感予測エラー発生部１５から出力され
る視感予測エラーを圧縮するために量子化し、逆量子化
部９２は量子化された視感予測エラーを逆量子化し、加
算器９３は復元した復元視感予測エラーを予測映像と加
算して実際の映像媒体を通して使用者に提供する復元映
像を構成する。
【００３１】
【発明の効果】上述したように、第１の発明及び第９の
発明による映像符号化装置及び方法においては、ＤＰＣ
Ｍ及びＤＣＴ過程によりディジタル映像信号の重複性を
低減し、量子化過程により実際の映像を圧縮させる映像
信号符号化方式において、視感色差のない予測エラーを
視感色差ＬＵＴを用いて取り除くことにより、量子化エ
ラーにより発生される復元映像の画質劣化を減少し、予
測エラーの減少により符号化された映像のビット発生量
を低減することができる。かつ、各々の色成分に対する
視感色差の範囲決めにおいて視感色差ＬＵＴを用いるこ
とにより、各々の色成分の視感色差範囲の定義にかかる
演算時間を減らして実時間処理を可能にする。
発明による映像符号化装置及び方法においては、ＤＰＣ
Ｍ及びＤＣＴ過程によりディジタル映像信号の重複性を
低減し、量子化過程により実際の映像を圧縮させる映像
信号符号化方式において、視感色差のない予測エラーを
視感色差ＬＵＴを用いて取り除くことにより、量子化エ
ラーにより発生される復元映像の画質劣化を減少し、予
測エラーの減少により符号化された映像のビット発生量
を低減することができる。かつ、各々の色成分に対する
視感色差の範囲決めにおいて視感色差ＬＵＴを用いるこ
とにより、各々の色成分の視感色差範囲の定義にかかる
演算時間を減らして実時間処理を可能にする。
【００３２】したがって、本発明は符号化方式で復元さ
れた映像の画質向上とビット発生量を減少させることが
でき、各種のディジタル映像媒体の符号化方式に互換的
に適用され得る。
れた映像の画質向上とビット発生量を減少させることが
でき、各種のディジタル映像媒体の符号化方式に互換的
に適用され得る。
【００３３】第２の発明は、前記映像入力部は、前記以
前の元映像と現在の元映像から動きを推定して動きベク
トルを生成する動きベクトル推定部と、前記動きベクト
ルを用いる差分パルスコード変調により現在の元映像と
以前の復元映像に適用されて予測映像を生成する動きベ
クトル補償部とを備えるので、現在の元映像、以前の元
映像、以前の復元映像と現在の元映像に対する予測映像
を出力できる。
前の元映像と現在の元映像から動きを推定して動きベク
トルを生成する動きベクトル推定部と、前記動きベクト
ルを用いる差分パルスコード変調により現在の元映像と
以前の復元映像に適用されて予測映像を生成する動きベ
クトル補償部とを備えるので、現在の元映像、以前の元
映像、以前の復元映像と現在の元映像に対する予測映像
を出力できる。
【００３４】第３の発明は、前記視感色差範囲決め部で
は映像を構成するＹＵＶ不均等視感色空間をＣＩＥ Ｌ
＊ａ＊ｂ＊均等視感色空間に変換してＬ，ａ，ｂ色成分
に対する視感色差の範囲を決め、前記ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊
ｂ＊視感色差の範囲をＹ，Ｕ，Ｖ色成分に対する視感色
差の範囲に変換することにより、各画素のＹＵＶ視感色
差の範囲を決めるので、各々の色成分の視感色差範囲の
定義にかかる演算時間を減らして実時間処理を可能にで
きる。
は映像を構成するＹＵＶ不均等視感色空間をＣＩＥ Ｌ
＊ａ＊ｂ＊均等視感色空間に変換してＬ，ａ，ｂ色成分
に対する視感色差の範囲を決め、前記ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊
ｂ＊視感色差の範囲をＹ，Ｕ，Ｖ色成分に対する視感色
差の範囲に変換することにより、各画素のＹＵＶ視感色
差の範囲を決めるので、各々の色成分の視感色差範囲の
定義にかかる演算時間を減らして実時間処理を可能にで
きる。
【００３５】第４の発明は、前記視感色差範囲決め部で
はＹ，Ｕ，Ｖ色成分に対する視感色差の範囲を視感色差
ルックアップテーブルを用いて定義するので、各々の色
成分の視感色差範囲の定義にかかる演算時間を減らして
実時間処理を可能にできる。
はＹ，Ｕ，Ｖ色成分に対する視感色差の範囲を視感色差
ルックアップテーブルを用いて定義するので、各々の色
成分の視感色差範囲の定義にかかる演算時間を減らして
実時間処理を可能にできる。
【００３６】第５の発明は、前記視感色差ルックアップ
テーブルはＹＵＶ不均等視感色空間で５１２個の代表色
度座標によりそれぞれ定義されるＹ，Ｕ，Ｖ色成分の視
感色差範囲値で構成されるので、各々の色成分の視感色
差範囲の定義にかかる演算時間を減らして実時間処理を
可能にできる。
テーブルはＹＵＶ不均等視感色空間で５１２個の代表色
度座標によりそれぞれ定義されるＹ，Ｕ，Ｖ色成分の視
感色差範囲値で構成されるので、各々の色成分の視感色
差範囲の定義にかかる演算時間を減らして実時間処理を
可能にできる。
【００３７】第６の発明は、前記視感予測エラー比較部
では各Ｙ，Ｕ，Ｖ色成分に対する予測エラーＤＹ，Ｄ
Ｕ，ＤＶをそれぞれ前記視感色差ルックアップテーブル
により定義された現在の元映像に対する視感色差の範囲
（ｍＹ，ｐＹ），（ｍＵ，ｐＵ），（ｍＶ，ｐＶ）と比
べるので、各々の色成分の視感色差範囲の定義にかかる
演算時間を減らして実時間処理を可能にできる。
では各Ｙ，Ｕ，Ｖ色成分に対する予測エラーＤＹ，Ｄ
Ｕ，ＤＶをそれぞれ前記視感色差ルックアップテーブル
により定義された現在の元映像に対する視感色差の範囲
（ｍＹ，ｐＹ），（ｍＵ，ｐＵ），（ｍＶ，ｐＶ）と比
べるので、各々の色成分の視感色差範囲の定義にかかる
演算時間を減らして実時間処理を可能にできる。
【００３８】第７の発明は、前記視感予測エラー発生部
では前記視感予測エラー比較部における比較結果、前記
視感色差の範囲内に存する予測エラーを零に置き換えて
前記視感予測エラーを再構成するので、色差が感知でき
ない予測エラーとして判別された予測エラー値を零とし
て定義して新たな視感予測エラーを発生できる。
では前記視感予測エラー比較部における比較結果、前記
視感色差の範囲内に存する予測エラーを零に置き換えて
前記視感予測エラーを再構成するので、色差が感知でき
ない予測エラーとして判別された予測エラー値を零とし
て定義して新たな視感予測エラーを発生できる。
【００３９】第８の発明は、前記復号化部は、前記視感
予測エラー発生部から出力される視感予測エラーを量子
化する量子化部と、前記量子化された視感予測エラーを
逆量子化して復元された視感予測エラーを出力する逆量
子化部と、前記復元された視感予測エラーを予測映像と
加算して復元映像を生成する加算器とにより構成される
ので、実際の映像媒体を通して使用者に復元映像を提供
できる。
予測エラー発生部から出力される視感予測エラーを量子
化する量子化部と、前記量子化された視感予測エラーを
逆量子化して復元された視感予測エラーを出力する逆量
子化部と、前記復元された視感予測エラーを予測映像と
加算して復元映像を生成する加算器とにより構成される
ので、実際の映像媒体を通して使用者に復元映像を提供
できる。
【図１】本発明による映像符号化装置を示すブロック図
である。
である。
【図２】図１に示された映像入力部の細部ブロック図で
ある。
ある。
【図３】図１において、映像間の動きベクトル及び予測
エラーを構成する方法を説明する図面である。
エラーを構成する方法を説明する図面である。
【図４】図１において、動き推定及び補償を説明するた
めの図面である。
めの図面である。
【図５】図１に示された予測エラー発生部の細部ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】図１に示された視感色差範囲決め部の細部ブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】図６に示された視感色差ＬＵＴの構成を示す図
面である。
面である。
【図８】図１に示された視感予測エラー比較部の動作を
説明するための図面である。
説明するための図面である。
【図９】図１に示された復号化部の細部ブロック図であ
る。
る。
１１ 映像入力部映像入力部
１２ 視感色差範囲決め部
１３ 予測エラー発生部
１４ 視感予測エラー比較部
１５ 視感予測エラー発生部
１６ 復号化部
２１ 動きベクトル推定部
２２ 動きベクトル補償部
６１ 第１変換部
６２ 第２変換部
９１ 量子化部
９２ 逆量子化部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−178323（ＪＰ，Ａ)
64ｋｂ／ｓビデオ通信のためのカラー
画像符号化方式，テレビジョン学会誌,
1985年10月20日，ＶＯＬ39、ＮＯ10,
ｐ．912−919
宮原誠，系統的画像符号化，（株）ア
イピーシー，1991年 ７月31日，ｐ.
128−163
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 11/00 - 11/22
H04N 7/00 - 7/68
Claims (3)
- 【請求項１】 現在の元映像、以前の元映像及び以前の
復元映像を入力して、前記現在の元映像と以前の元映像
から生成される動きベクトルを用いる差分パルスコード
変調により前記現在の元映像と以前の復元映像から予測
映像を生成する映像入力部と、 映像を構成するＹ、Ｕ、Ｖ色成分に対するＹＵＶ不均等
視感色空間をＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊均等視感色空間に変換
して前記ＹＵＶ不均等視感色空間を５１２個の代表色に
分割し、Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感色差の範囲を決
め、前記Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感色差の範囲を前
記代表色に対する前記Ｙ，Ｕ，Ｖ色成分の視感色差の範
囲に変換することにより、前記映像入力部から出力され
る現在の元映像の各画素の色成分に対する視感色差の範
囲を決める視感色差範囲決め部と、 前記映像入力部から出力される予測映像と現在の元映像
との各Ｙ、Ｕ、Ｖ色成分に対する予測エラーを発生させ
る予測エラー発生部と、 前記予測エラー発生部から出力される各Ｙ、Ｕ、Ｖ色成
分に対する予測エラーと前記視感色差範囲決め部から出
力される現在の元映像の各Ｙ、Ｕ、Ｖ色成分に対する視
感色差の範囲とを比べる視感予測エラー比較部と、 前記視感予測エラー比較部における比較結果により、前
記視感色差範囲内に在する予測エラーを零に置き換えて
前記視感予測エラーを再構成して視感予測エラーを発生
させる視感予測エラー発生部と、 前記視感予測エラー発生部から出力される視感予測エラ
ーについて量子化及び逆量子化を順次に行って復元され
た視感予測エラーを生成し、前記復元された視感予測エ
ラーを予測映像と加算して復元映像を生成する復号化部
とを含むことを特徴とする映像符号化装置。 - 【請求項２】 前記映像入力部は、 前記以前の元映像と現在の元映像から動きを推定して動
きベクトルを生成する動きベクトル推定部と、 前記動きベクトルを用いる差分パルスコード変調により
現在の元映像と以前の復元映像に適用されて予測映像を
生成する動きベクトル補償部とを備えることを特徴とす
る請求項１に記載の映像符号化装置。 - 【請求項３】 （ａ）現在の元映像、以前の元映像及び
以前の復元映像を入力して、前記現在の元映像と以前の
元映像から生成される動きベクトルを用いる差分パルス
コード変調により前記現在の元映像と以前の復元映像か
ら予測映像を生成する段階と、 （ｂ）映像を構成するＹ、Ｕ、Ｖ色成分に対するＹＵＶ
不均等視感色空間をＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊均等視感色空
間に変換して前記ＹＵＶ不均等視感色空間を５１２個の
代表色に分割し、Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感色差の
範囲を決め、前記Ｌ，ａ，ｂ色成分に対する視感色差の
範囲を前記代表色に対する前記Ｙ，Ｕ，Ｖ色成分の視感
色差の範囲に変換することにより、前記映像入力部から
出力される現在の元映像の各画素に対する視感色差の範
囲を決める段階と、 （ｃ）前記（ａ）段階から出力される予測映像と現在の
元映像とのＹ、Ｕ、Ｖ色成分に対する予測エラーを発生
させる段階と、 （ｄ）前記（ｃ）段階から出力されるＹ、Ｕ、Ｖ各色成
分に対する予測エラーと前記（ｂ）段階から出力される
現在の元映像のＹ、Ｕ、Ｖ各色成分に対する視感色差の
範囲とを比べる段階と、 （ｅ）前記（ｄ）段階における比較結果により、前記視
感色差範囲内に在する予測エラーを零に置き換えて前記
視感予測エラーを再構成して前記視感予測エラーを発生
させる段階と、 （ｆ）前記（ｅ）段階から出力される視感予測エラーに
ついて量子化及び逆量子化を順次に行って復元された視
感予測エラーを生成し、前記復元された視感予測エラー
を予測映像と加算して復元映像を生成する段階とを含む
ことを特徴とする映像符号化方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1995-39223 | 1995-11-01 | ||
| KR1019950039223A KR100387229B1 (ko) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 영상부호화장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09224262A JPH09224262A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3437901B2 true JP3437901B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=19432647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| KR (1) | KR100387229B1 (ja) |
| DE (1) | DE19643907B4 (ja) |
| FR (1) | FR2740642B1 (ja) |
| GB (1) | GB2306845B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE60124287T3 (de) * | 2000-09-01 | 2015-03-19 | Digiglass Pty. Ltd. | Laminiertes Bildträgermaterial |
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| KR101270167B1 (ko) | 2006-08-17 | 2013-05-31 | 삼성전자주식회사 | 저복잡도의 이미지 압축 방법 및 장치, 저복잡도의 이미지복원 방법 및 장치 |
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- 1995-11-01 KR KR1019950039223A patent/KR100387229B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-10-30 DE DE1996143907 patent/DE19643907B4/de not_active Expired - Fee Related
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- 1996-10-31 FR FR9613323A patent/FR2740642B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-01 US US08/741,790 patent/US5838375A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|
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| KR970032155A (ko) | 1997-06-26 |
| GB9622616D0 (en) | 1997-01-08 |
| FR2740642A1 (fr) | 1997-04-30 |
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