JP3618783B2 - Image encoding method and image encoding apparatus - Google Patents
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- Image Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、画面内符号化と画面間符号化とを併用して一連の画像データを符号化する画像符号化方法及び画像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像情報はデータ量が膨大になるので、種々の圧縮符号化方式が提案及び検討されている。その一つに、フレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式を組み合わせたものが有力視されている。
【0003】
フレーム内符号化方式は、フレーム内で近隣する画素同士が類似する明るさと色を持つという画像の特性を利用して情報圧縮するものである。実際の画像では、空や壁など、多くの部分が同程度の明るさと色を持つので、ほぼ、1/5〜1/10程度に情報圧縮できる。
【0004】
フレーム間符号化は、動画では時間的に隣接するフレームが類似した画像になることを利用するものであり、フレーム間の差異の情報のみを符号化し、伝送する。具体的に説明すると、通常の動画では、近接するフレームの絵柄は、多少の動きや変形はあるにしても、基本的に類似している。この点を利用し、先ず、圧縮符号化しようとするフレームと、これに近接するフレーム(例えば、直前のフレーム)との間の類似性(動き、色及び明るさ等)を計算し、その計算結果に基づいて、近接フレームから符号化しようとするフレームの予測値を算出する。そして、符号化しようとするフレームとこの予測値との差分符号化して伝送する。
【0005】
例えば、人物だけが映っている画像で、人物が右に移動している動画では、移動する人物の、それも差分情報のみを符号化すればよく、高い圧縮率を実現できる。これに動き補償予測方式を加えると、動きの移動情報が増加するものの、移動の前後で人物像がほとんど一致することから人物像の各画素の差分値も非常に小さくなり、全体としてより高い圧縮率を達成できる。
【0006】
なお、フレーム内符号化とフレーム間符号化は、フレーム全体でなく、フレームの一部のブロックで選択されることもある。即ち、フレームの一部がフレーム内符号化され、残りがフレーム間符号化されることもある。
【0007】
フレーム間符号化方式は、伝送エラーが伝搬する性質を有するので、適宜の間隔でフレーム内符号化方式を挿入する必要がある。これは、リフレッシュと呼ばれる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
フレーム内符号化方式は一般に、フレーム間符号化方式よりも発生データ量が多いので、リフレッシュによりデータ量が急激に増大し、伝送レート等との兼ね合いもあって、画質が大幅に劣化することがあった。
【0009】
本発明は、このような不都合を生じない画像符号化方法及び画像符号化装置を提示することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するその一つの発明の画像符号化装置は、符号化対象画像データを入力する入力手段と、符号化された前画面の画像データを復号して得られた画像データと前記符号化対象画像データとから動きベクトルを求め、前記動きベクトルに応じて前記符号化対象画像データに対する予測画像データを発生する発生手段と、前記符号化対象画像データの1画面中の第1エリアに対して強制的に画面内符号化し、前記1画面中の前記第1エリア以外の第2エリアに対して画面内符号化と前記発生手段により発生された予測画像データを用いた画面間符号化とを適応的に用いてブロック符号化する符号化手段と、前記第1エリアをオーバーラップさせながら所定画面毎に移動させる制御手段とを有する画像符号化装置であって、前記制御手段は、更に前記第1エリア内のオーバーラップエリアの符号化対象画像データに対する前記予測画像データが、前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られたものか否かを前記動きベクトルに応じて判断し、前記予測画像データが前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られる場合、その符号化対象画像データに対して前記強制的な画面内符号化を行わず、前記第2エリアと同様な符号化処理を実行するように制御することを特徴とする。
また、上記課題を解決するその一つの発明の画像符号化方法は、符号化対象画像データに入力する入力工程と、符号化された前画面の画像データを復号して得られた画像データと前記符号化対象画像データとから動きベクトルを求め、前記動きベクトルに応じて前記符号化対象画像データに対する予測画像データを発生する発生工程と、前記符号化対象画像データの1画面中の第1エリアに対して強制的に画面内符号化し、前記1画面中の前記第1エリア以外の第2エリアに対して画面内符号化と前記発生工程で発生された予測画像データを用いた画面間符号化とを適応的に用いてブロック符号化する符号化工程と、前記第1エリアをオーバーラップさせながら所定画面毎に所定量移動させる制御工程とを有する画像符号化方法であって、前記制御工程は、更に前記第1エリア内のオーバーラップエリアの符号化対象画像データに対する前記予測画像データが、前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られたものか否かを前記動きベクトルに応じて判断し、前記予測画像データが前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られる場合、その符号化対象画像データに対して前記強制的な画面内符号化を行わず、前記第2エリアと同様な符号化処理を実行するように制御することを特徴とする。
【0012】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。図1において、10は、符号化しようとするアナログ画像信号が入力する入力端子、12は入力端子10からのアナログ画像信号をディジタル化するA/D変換器、14はA/D変換器12の出力画像データをブロックに分割してブロック順に出力するブロック分割回路である。
【0014】
16はブロック分割回路14の出力から、予測差分符号化における予測値を減算する減算器、18はブロック分割回路14の出力(a接点)又は減算器16の出力(b接点)を選択するスイッチ、20は、スイッチ18の出力を、所定大きさのブロック単位で直交変換(例えば、離散コサイン変換)する直交変換回路、22は直交変換回路20から出力される変換係数を量子化する量子化回路である。
【0015】
24は量子化回路22の出力を逆量子化する逆量子化回路、26は逆量子化回路24の出力を逆直交変換する逆直交変換回路、28は、逆直交変換回路26の出力に、フレーム間符号化のときには予測値を、フレーム内符号化のときには’0’を加算する加算器、30は、回路24,26,28により復号された画像データを一時記憶する画像メモリ、32は、ブロック分割回路14からの現フレームの画像データと、画像メモリ30からの前フレームの画像データとから動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路、34は、動きベクトル検出回路32により検出された動きベクトルに従い、画像メモリ30からの前フレームの画像データを動き補償する動き補償回路である。動き補償回路34の出力がフレーム間符号化の予測値になり、減算器16、及びスイッチ36を介して加算器28に印加される。
【0016】
スイッチ36はスイッチ18と連動して切り換えられ、フレーム内符号化のときには、a接点に接続して加算器28に’0’値を印加し、フレーム間符号化のときには、b接点に接続して動き補償回路34の出力を加算器28に印加する。なお、スイッチ36はスイッチ18と連動して切り換えられる。
【0017】
38は、動きベクトル検出回路32の検出出力から、リフレッシュを解除すべき領域を検出し、リフレッシュ解除信号を出力する予測領域検出回路である。この回路38の詳細な動作は後述する。
【0018】
40は、ブロック分割回路14の出力と減算器16の出力とを比較し、フレーム間符号化とフレーム内符号のどちらが符号化効率が高いかを判定する判定回路、42は、設定値W,Sと予測領域検出回路38からのリフレッシュ解除信号に従い、リフレッシュを制御するリフレッシュ制御回路である。判定回路40の出力及びリフレッシュ制御回路42の出力は共にオア回路44に印加され、オア回路44の出力がスイッチ18,36を切り換え制御する。
【0019】
46は、量子化回路22の出力を可変長符号化する可変長符号化回路、48は、可変長符号化回路46の出力を伝送路の伝送レートに合わせてバッファリングするバッファ・メモリ、50はバッファ・メモリ48の出力を所定伝送フォーマットに変換する伝送インターフェース回路、52は伝送インターフェース回路50の出力を伝送路に接続する出力端子である。
【0020】
先ず、画像信号の処理の基本的な流れを説明する。A/D変換器12は入力端子10から入力するアナログ画像信号をディジタル化する。ブロック分割回路14は、A/D変換器12の出力を水平方向にa(例えば、8)画素、垂直方向にb(例えば、8)ラインのブロックに分割する。ブロック分割回路14の出力は、スイッチ18のa接点、減算器16、動きベクトル検出回路32及び判定回路40に印加される。
【0021】
減算器16は、ブロック分割回路14の出力から予測値(動き補償回路34の出力)を減算し、予測誤差データをスイッチ18のb接点に出力する。スイッチ18はオア回路44の出力に従い、ブロック単位でa接点又はb接点に接続する。スイッチ18がa接点に接続するとき、スイッチ36もa接点に接続し、スイッチ18がb接点に接続するとき、スイッチ36もb接点に接続する。スイッチ18,36がa接点に接続するときはフレーム内符号化になり、b接点に接続するときはフレーム間符号化になる。
【0022】
直交変換回路20は、スイッチ18により選択された画像データ(原画像データ又は予測誤差データ)をブロック毎に直交変換(例えば、離散コサイン変換)し、その変換係数データを量子化回路22が量子化する。
【0023】
逆量子化回路24は、量子化回路22の出力を逆量子化し、逆直交変換回路26は、逆量子化回路24の出力を逆直交変換する。スイッチ36は、フレーム内符号化のブロックではa接点に接続し、フレーム間符号化のブロックではb接点に接続する。これにより、加算器28は、フレーム内符号化のブロックでは、逆直交変換回路26の出力をそのまま出力し、フレーム間符号化のブロックでは逆直交変換回路26の出力に予測値を加算して出力する。
【0024】
画像メモリ30は加算器28の出力を1フレーム期間、遅延し、動きベクトル検出回路32と動き補償回路34に出力する。動きベクトル検出回路32には、ブロック分割回路14の出力も供給されており、動きベクトル検出回路32は、両信号から符号化ブロック単位で動きベクトルを検出し、検出結果を動き補償回路34と予測領域検出回路38に出力する。動き補償回路34は、動きベクトル検出回路32からの動きベクトルに従い、画像メモリ30からの前フレームの画像データを画像の動きを相殺するように移動、即ち、動き補償し、現フレームの予測値として減算器16及びスイッチ36のb接点に供給する。
【0025】
可変長符号化回路46は、量子化回路22の出力を可変長符号化し、その出力はバッファ・メモリ48に一時記憶される。伝送インターフェース回路50は、伝送クロックに同期してバッファ・メモリ48からデータを読み出し、所定の伝送フォーマットで出力端子52に出力する。なお、図示を省略してあるが、この伝送フォーマットには、動きベクトル検出回路32で検出される動きベクトル情報、伝送同期信号及び誤り訂正符号などが含まれる。
【0026】
次に、予測領域検出回路38、判定回路40及びリフレッシュ制御回路42の作用を詳細に説明する。
【0027】
リフレッシュ制御回路42は、リフレッシュの幅とシフト量をそれぞれ規定する制御値W,Sと予測領域検出回路38からのリフレッシュ解除信号に応じて、”0”(即ち、L)信号又は”1”(即ち、H)信号を出力する。本実施例では、1フレームでリフレッシュを完了するのではなく、数フレームにわたって部分的にフレーム内符号化を実行することにより、リフレッシュを行なう。制御値W,Sによりリフレッシュすべきブロック又は画素であっても、予測画像である前フレームでフレーム内符号化されている等、特にリフレッシュする必要の無い部分は、フレーム内符号化する必要が無い。予測領域検出回路38は、そのようなリフレッシュする必要の無いブロックを検出し、リフレッシュ解除信号を出力する。リフレッシュ制御回路42は、リフレッシュの幅の制御値Wの範囲内であっても、予測領域検出回路38からのリフレッシュ解除信号に応じてその部分のリフレッシュを中止する。これにより、伝送エラーの伝搬を抑制しつつ、フレーム内符号化による発生データ量の増加を最小限に抑えることができる。
【0028】
予測領域検出回路38がなくても、制御値W,Sが適切に設定されていれば、リフレッシュの際の発生データ量の急激な増加を抑制できるが、予測領域検出回路38を設けることで、リフレッシュのためのフレーム内符号化による発生データ量の増加を最小限に抑えることができる。
【0029】
具体的に説明する。通常の符号化処理の際には、リフレッシュ制御回路42は”0”信号又はL信号を出力する。従って、オア回路44の出力は判定回路40の出力に一致し、スイッチ18,36は判定回路40により切り換え制御される。
【0030】
リレッシュすべきブロックに対して、リフレッシュ制御回路42は、”1”信号又はH信号を出力する。これにより、オア回路44の出力は”1”になり、スイッチ18,36は共にa接点に接続して、フレーム内符号化に強制される。
【0031】
図2を参照して、フレーム間でリフレッシュするエリアの相互関係を説明する。図2では、第1フレームは、設定されたWの幅を持つエリアがリフレッシュされ(即ち、フレーム内符号化され)、次の第2フレームでは、水平方向に制御値Sだけシフトした制御値Wの幅のエリアがリフレッシュされる。第3フレーム以降についても同様のシフト動作が繰り返され、Nフレームで1画面のリフレッシュが終了する。
【0032】
図3を参照して、WとSの関係を説明する。第1フレームで左端の横幅Wの範囲をリフレッシュしたとき、残りのエリアは、フレーム内符号化又はフレーム間符号化で符号化されるので、一般的には次のフレームに伝搬するエラーを含む可能性がある。フレーム間動き補償を使用しなければ、第2フレームでは、Wだけ右にシフトした幅Wの範囲をリフレッシュすればよい。しかし、フレーム間動き補償を用いると、動き補償能力に対応した距離だけエラーが伝搬するので、この、エラーが伝搬する可能性のある範囲を次のフレームで再びリフレッシュする必要がある。具体的には、次式のようにW,Sを設定すればよい。
【0033】
W≧M+1
1≦S≦W−M
ここで、Mはエラーの伝搬可能距離(横幅)である。M,W,Sの各値は、ブロック単位又は画素単位である。
【0034】
図3に示すように、第2フレームでは、リフレッシュ・エリアが第1フレームに対しSだけ右に移動するが、WとSが上記条件式を満足すると、第1フレームと第2フレームでリフレッシュ・エリアがM以上オーバーラップするので、第1フレームでリフレッシュされない部分からエラー伝搬する可能性のある部分が第2フレームで再びリフレッシュされ、第1フレームでリフレッシュされたエリアにエラーが伝搬することがない。
【0035】
しかし、第2フレームのエラー伝搬可能範囲(オーバーラップ・エリア)に注目すると、このエラー伝搬可能範囲での動き補償予測信号が、第1フレームでリフレッシュされた画像(又は、フレーム内符号化された画像)に基づくものであれば、エラー伝搬することはない。
【0036】
説明の都合上、エラー伝搬可能範囲を例えば図3の右側に示すように、水平方向で2ブロック(1ブロックを8画素×8ラインとする)とする。(N)は第2フレームでノーマル・モードで符号化されるブロック、(R)は第2フレームでリフレッシュ・モードで符号化されるブロックであることを示す。(m,n)は動き補償予測の動きベクトルであり、mは水平方向の画素数、nは垂直方向のライン数を示す。符号化するフレームとその予測フレームを同じ位置で重ね合わせたとして、符号化すべきブロックは、mがマイナスのときには、m画素だけ左側の画像を予測値として符号化され、mがプラスの時には、m画素だけ右側の画像信号でブロック化される。また、nについては、符号化すべきブロックは、nがマイナスのときには、nラインだけ上側の画像を予測値として符号化され、nがプラスの時には、nラインだけ下側の画像信号でブロック化される。
【0037】
図3に示す例では、右上のブロック60は、水平に−4画素、垂直に0ラインの動きベクトルで動き補償予測されており、その下のブロック62は、水平方向に21画素、垂直方向に0ラインの動きベクトルで動き補償予測される。従って、第2フレームのブロック60は、第1フレームでブロック60の位置よりも左側にある画像、即ち、第1フレームのリフレッシュ・エリアに含まれる画像から予測されるので、第1フレームからエラー伝搬することが無い。即ち、第2フレームのブロック60は、リフレッシュする必要がない。
【0038】
予測領域検出回路38は、動きベクトル検出回路32の出力から、予測された領域が前フレームでリフレッシュされたものであるかどうかを検出し、リフレッシュされている場合にリフレッシュ解除信号をリフレッシュ制御回路42に印加する。リフレッシュ制御回路42は、このリフレッシュ解除信号が入力すると、制御値W,Sに関わらず、このブロックの処理期間、”0”信号を出力する。この結果、スイッチ18,36は専ら40の出力により切換え制御され、ノーマル・モードでの動作となる。
【0039】
ブロック62では水平動きベクトルが+21であり、第1フレームのリフレッシュされていない画像部分から予測されるので、エラーが伝搬する可能性がある。予測領域検出回路38は、エラーの伝搬可能性を検出し、リフレッシュ解除信号を出力しない。これにより、リフレッシュ制御回路42は、制御値W,S通りに、”1”信号を出力する。この結果、ブロック62は、制御値W,S通りに、リフレッシュされる。
【0040】
予測領域検出回路38は、符号化されるフレームのオーバーラップ・エリアにおいて、動きベクトル検出回路32からの予測動きベクトルを使用し、予測フレームでリフレッシュされたエリアから予測されるブロックに対してリフレッシュ解除信号を出力し、予測フレームでリフレッシュされないエリアから予測されるブロックではリフレッシュ解除信号を出力しないように動作する。オーバーラップ・エリア以外では、予測領域検出回路38は、リフレッシュ解除信号を出力しない。
【0041】
エラー伝搬可能範囲の残りブロックについても、制御値W,S及びリフレッシュ解除信号に従い、リフレッシュ制御回路42は、同様に処理して、最小限に必要なブロックをリフレッシュする。次フレーム以降も同様にリフレッシュする。
【0042】
これらの動作により、本実施例では、必要最低限の範囲をリフレッシュすることになり、リフレッシュによるデータ量の増加を抑えると共に、画質劣化を少なくすることができ、総合的な画質の向上を図れる。
【0043】
以上の説明では、リフレッシュ・エリアを縦に延びるストライプ状にしたものを横に移動させたが、図4に示すように、リフレッシュ・エリアを横に延びるストライプ状にして縦に移動させてもよい。この場合には、予測領域検出回路38は専ら垂直方向の動きベクトルに従いリフレッシュ解除信号を生成する。
【0044】
本実施例では、フレーム間動き補償符号化について説明したがフィールド間動き補償についても同様であることは明らかである。また、フィールド間/フレーム間動き補償についても、それぞれの動き補償範囲について同様である。
【0045】
また、1フレーム前を予測フレームとする予測符号化を例に説明したが、本発明は、予測フレームが2フレーム前又は3フレーム前であってもよいことは明らかである。つまり、予測フレームは1フレーム前に限定されないし、更には、前フレームであることにも限定されない。例えば、後フレーム、又は前及び後フレームを予測フレームとする予測符号化、更には、これらを組み合わせる予測符号化であっても、本発明を適用できる。
【0046】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、リフレッシュによるデータ量の増加を少なくすることができ、更にエラー伝播も防止することができるので、符号化効率及び画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成ブロック図である。
【図2】本実施例のリフレッシュ動作の説明図である。
【図3】リフレッシュ・エリアのシフトと、リフレッシュ解除信号の作用の説明図である。
【図4】リフレッシュ・エリアの別の設定例である。
【符号の説明】
10:入力端子
12:A/D変換器
14:ブロック分割回路
16:減算器
18:スイッチ
20:直交変換回路
22:量子化回路
24:逆量子化回路
26:逆直交変換回路
28:加算器
30:画像メモリ
32:動きベクトル検出回路
34:動き補償回路
36:スイッチ
38:予測領域検出回路
40:判定回路
42:リフレッシュ制御回路
44:オア回路
46:可変長符号化回路
48:バッファ・メモリ
50:伝送インターフェース回路
52:出力端子[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image coding method and an image coding apparatus for coding a sequence of image data in combination with intra-coded and inter-picture encoding.
[0002]
[Prior art]
Since the amount of data of image information becomes enormous, various compression encoding methods have been proposed and studied. For example, a combination of an intra-frame coding scheme and an inter-frame coding scheme is considered promising.
[0003]
The intra-frame coding method compresses information by utilizing the characteristic of an image that neighboring pixels in the frame have similar brightness and color. In an actual image, since many portions such as the sky and the wall have the same brightness and color, information can be compressed to about 1/5 to 1/10.
[0004]
Interframe coding uses the fact that temporally adjacent frames become similar images in moving images, and only encodes information on differences between frames and transmits them. More specifically, in a normal moving image, the patterns of adjacent frames are basically similar, although there are some movements and deformations. Using this point, first, the similarity (movement, color, brightness, etc.) between the frame to be compression-encoded and a frame close to it (for example, the immediately preceding frame) is calculated, and the calculation is performed. Based on the result, a predicted value of a frame to be encoded is calculated from the adjacent frames. Then, the difference between the frame to be encoded and the predicted value is encoded and transmitted.
[0005]
For example, in a moving image in which only a person is shown and the person is moving to the right, only the difference information of the moving person needs to be encoded, and a high compression rate can be realized. If a motion compensation prediction method is added to this, the movement information of the movement will increase, but the person image will almost match before and after the movement, so the difference value of each pixel of the person image will also be very small, and overall higher compression Rate can be achieved.
[0006]
Note that intra-frame coding and inter-frame coding may be selected not for the entire frame but for some blocks of the frame. That is, part of the frame may be intra-coded and the rest may be inter-coded.
[0007]
Since the inter-frame coding system has a property that a transmission error propagates, it is necessary to insert the intra-frame coding system at an appropriate interval. This is called refresh.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The intra-frame coding method generally generates more data than the inter-frame coding method, so the amount of data increases rapidly due to refresh, and the image quality may be greatly degraded due to the balance with the transmission rate and the like. there were.
[0009]
It is an object of the present invention to provide an image encoding method and an image encoding apparatus that do not cause such inconvenience.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An image encoding apparatus according to another aspect of the present invention for solving the above-described problem includes an input means for inputting image data to be encoded, image data obtained by decoding the encoded image data of the previous screen, and the encoding A generation unit that obtains a motion vector from the target image data, generates predicted image data for the encoding target image data according to the motion vector, and a first area in one screen of the encoding target image data Intra-screen coding is forcibly applied, and intra-frame coding and inter-frame coding using predicted image data generated by the generating means are applied to the second area other than the first area in the one screen. encoding means for block coding using a manner, in the image coding apparatus and a control means for moving in a predetermined screen every while overlapping the first area, the control hand Further wherein the predictive picture data for the coding object image data of the overlap area of the first area is, depending whether the previous ones obtained from images included in the first area of the screen to the motion vector When the predicted image data is obtained from an image included in the first area of the previous screen , the second area is not subjected to the forcible intra-frame encoding on the encoding target image data. Control is performed so as to execute the same encoding process.
The image coding method of one invention for solving the above-mentioned problems, an input step of inputting the coded image data, and image data obtained by decoding the image data of the previous screen encoded the A generation step of obtaining a motion vector from the encoding target image data, generating predicted image data for the encoding target image data according to the motion vector, and a first area in one screen of the encoding target image data Forcibly intra-screen encoding, intra-screen encoding for the second area other than the first area in the one screen, and inter-screen encoding using the predicted image data generated in the generation step, the a adaptively a coding step of block coding using the image coding method and a control step of moving a predetermined amount in a predetermined screen every while overlapping the first area, before Control step, further wherein the predictive picture data for the coding object image data of the overlap area in the first area, wherein whether said before those obtained from images included in the first area of the screen motion vector If the predicted image data is obtained from an image included in the first area of the previous screen, the compulsory intra-screen encoding is not performed on the encoding target image data, and the first Control is performed so that encoding processing similar to that in the two areas is executed.
[0012]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 10 is an input terminal for inputting an analog image signal to be encoded, 12 is an A / D converter for digitizing the analog image signal from the
[0014]
16 is a subtracter for subtracting the prediction value in the prediction differential encoding from the output of the
[0015]
[0016]
The
[0017]
[0018]
40 is a determination circuit that compares the output of the
[0019]
46 is a variable length coding circuit that performs variable length coding on the output of the
[0020]
First, the basic flow of image signal processing will be described. The A /
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The variable
[0026]
Next, operations of the prediction
[0027]
The
[0028]
Even if the prediction
[0029]
This will be specifically described. In the normal encoding process, the
[0030]
For the block to be refreshed, the
[0031]
With reference to FIG. 2, the interrelationship between areas to be refreshed between frames will be described. In FIG. 2, in the first frame, an area having a set width of W is refreshed (that is, intra-frame encoded), and in the next second frame, a control value W shifted by the control value S in the horizontal direction. The width area is refreshed. The same shift operation is repeated for the third and subsequent frames, and the refresh of one screen is completed in N frames.
[0032]
The relationship between W and S will be described with reference to FIG. When the range of the width W at the left end is refreshed in the first frame, the remaining area is encoded by intra-frame encoding or inter-frame encoding, and thus generally may include an error propagating to the next frame. There is sex. If inter-frame motion compensation is not used, it is sufficient to refresh the range of width W shifted to the right by W in the second frame. However, when inter-frame motion compensation is used, an error is propagated by a distance corresponding to the motion compensation capability. Therefore, it is necessary to refresh this range in which the error can propagate again in the next frame. Specifically, W and S may be set as in the following equation.
[0033]
W ≧ M + 1
1 ≦ S ≦ W−M
Here, M is an error propagation possible distance (horizontal width). Each value of M, W, and S is a block unit or a pixel unit.
[0034]
As shown in FIG. 3, in the second frame, the refresh area moves to the right by S with respect to the first frame. However, if W and S satisfy the above conditional expression, the refresh frame is refreshed in the first frame and the second frame. Since the areas overlap by M or more, the portion that may propagate the error from the portion that is not refreshed in the first frame is refreshed again in the second frame, and the error does not propagate to the area refreshed in the first frame. .
[0035]
However, when attention is paid to the error propagation possible range (overlap area) of the second frame, the motion compensated prediction signal in this error propagation possible range is refreshed in the first frame (or intra-frame coded). If it is based on (image), there is no error propagation.
[0036]
For convenience of explanation, it is assumed that the error propagation possible range is 2 blocks in the horizontal direction (1 block is 8 pixels × 8 lines) as shown on the right side of FIG. (N) indicates a block encoded in the normal mode in the second frame, and (R) indicates a block encoded in the refresh mode in the second frame. (M, n) is a motion vector for motion compensation prediction, m represents the number of pixels in the horizontal direction, and n represents the number of lines in the vertical direction. Assuming that the frame to be encoded and its prediction frame are overlapped at the same position, the block to be encoded is encoded with the image on the left side by m pixels when m is negative, and m when m is positive. Only the pixels are blocked by the image signal on the right side. As for n, the block to be encoded is encoded with the upper image by n lines as a predicted value when n is negative, and is blocked by the lower image signal by n lines when n is positive. The
[0037]
In the example shown in FIG. 3, the upper
[0038]
The prediction
[0039]
In
[0040]
The prediction
[0041]
For the remaining blocks in the error propagation possible range, the
[0042]
With these operations, in this embodiment, the minimum necessary range is refreshed, and an increase in the amount of data due to the refresh can be suppressed and image quality deterioration can be reduced, so that overall image quality can be improved.
[0043]
In the above description, the refresh area in the form of a stripe extending vertically is moved horizontally. However, as shown in FIG. 4, the refresh area may be moved vertically using a stripe extending horizontally. . In this case, the prediction
[0044]
In the present embodiment, the inter-frame motion compensation coding has been described, but it is obvious that the same applies to the inter-field motion compensation. The same applies to inter-field / inter-frame motion compensation for each motion compensation range.
[0045]
Further, although predictive coding using the previous frame as a predicted frame has been described as an example, the present invention clearly shows that the predicted frame may be two frames before or three frames before. That is, the prediction frame is not limited to one frame before, and is not limited to being the previous frame. For example, the present invention can be applied to predictive coding in which a subsequent frame, or the previous and subsequent frames are predicted frames, and further predictive coding in which these are combined.
[0046]
【The invention's effect】
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, an increase in the amount of data due to refresh can be reduced, and further error propagation can be prevented, so that encoding efficiency and image quality can be improved. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a refresh operation according to the present embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the effect of a refresh area shift and a refresh release signal.
FIG. 4 is another example of setting a refresh area.
[Explanation of symbols]
10: input terminal 12: A / D converter 14: block dividing circuit 16: subtractor 18: switch 20: orthogonal transformation circuit 22: quantization circuit 24: inverse quantization circuit 26: inverse orthogonal transformation circuit 28: adder 30 : Image memory 32: Motion vector detection circuit 34: Motion compensation circuit 36: Switch 38: Predictive region detection circuit 40: Determination circuit 42: Refresh control circuit 44: OR circuit 46: Variable length encoding circuit 48: Buffer memory 50: Transmission interface circuit 52: output terminal
Claims (4)
符号化された前画面の画像データを復号して得られた画像データと前記符号化対象画像データとから動きベクトルを求め、前記動きベクトルに応じて前記符号化対象画像データに対する予測画像データを発生する発生手段と、
前記符号化対象画像データの1画面中の第1エリアに対して強制的に画面内符号化し、前記1画面中の前記第1エリア以外の第2エリアに対して画面内符号化と前記発生手段により発生された予測画像データを用いた画面間符号化とを適応的に用いてブロック符号化する符号化手段と、
前記第1エリアをオーバーラップさせながら所定画面毎に移動させる制御手段
とを有する画像符号化装置であって、
前記制御手段は、更に前記第1エリア内のオーバーラップエリアの符号化対象画像データに対する前記予測画像データが、前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られたものか否かを前記動きベクトルに応じて判断し、前記予測画像データが前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られる場合、その符号化対象画像データに対して前記強制的な画面内符号化を行わず、前記第2エリアと同様な符号化処理を実行するように制御することを特徴とする画像符号化装置。Input means for inputting image data to be encoded;
A motion vector is obtained from the image data obtained by decoding the encoded image data of the previous screen and the encoding target image data, and predicted image data for the encoding target image data is generated according to the motion vector Generating means to
The first area in one screen of the encoding target image data is forcibly encoded in the screen, the second area other than the first area in the one screen is encoded in the screen, and the generating means Encoding means for adaptively using inter-frame encoding using predicted image data generated by
An image encoding device having control means for moving each predetermined screen while overlapping the first area,
The control means further determines whether the predicted image data for the image data to be encoded in the overlap area in the first area is obtained from an image included in the first area of the previous screen. Judging according to the vector, when the predicted image data is obtained from the image included in the first area of the previous screen, without performing the forced intra-screen coding on the encoding target image data, An image encoding apparatus that controls to execute an encoding process similar to that in the second area.
W≧M+1
M:前記移動方向に対する動き補償可能な最大検索範囲量
を満足する値であり、
前記制御手段は、
1≦S≦(W−M)
S:前記所定画面毎に移動させる前記第1エリアの移動量
を満足する値に設定された移動量Sを示すデータが入力され、その入力されたデータに基づいて前記第1エリアを移動させることを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。The width W with respect to the moving direction of the first area is:
W ≧ M + 1
M: a value satisfying a maximum search range amount capable of motion compensation in the moving direction,
The control means includes
1 ≦ S ≦ (WM)
S: Data indicating a movement amount S set to a value satisfying the movement amount of the first area to be moved for each predetermined screen is input, and the first area is moved based on the input data. The image encoding device according to claim 1.
符号化された前画面の画像データを復号して得られた画像データと前記符号化対象画像データとから動きベクトルを求め、前記動きベクトルに応じて前記符号化対象画像データに対する予測画像データを発生する発生工程と、
前記符号化対象画像データの1画面中の第1エリアに対して強制的に画面内符号化し、前記1画面中の前記第1エリア以外の第2エリアに対して画面内符号化と前記発生工程で発生された予測画像データを用いた画面間符号化とを適応的に用いてブロック符号化する符号化工程と、
前記第1エリアをオーバーラップさせながら所定画面毎に所定量移動させる制御工程
とを有する画像符号化方法であって、
前記制御工程は、更に前記第1エリア内のオーバーラップエリアの符号化対象画像データに対する前記予測画像データが、前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られたものか否かを前記動きベクトルに応じて判断し、前記予測画像データが前記前画面の第1エリアに含まれる画像から得られる場合、その符号化対象画像データに対して前記強制的な画面内符号化を行わず、前記第2エリアと同様な符号化処理を実行するように制御することを特徴とする画像符号化方法。An input process for inputting the image data to be encoded;
A motion vector is obtained from the image data obtained by decoding the encoded image data of the previous screen and the encoding target image data, and predicted image data for the encoding target image data is generated according to the motion vector Generating process to
The first area in one screen of the encoding target image data is forcibly encoded in the screen, and the second area other than the first area in the one screen is encoded in the screen and the generation step An encoding step of adaptively using inter-frame encoding using predicted image data generated in step B, and
An image coding method and a control step of moving a predetermined amount the first area for each overlapped allowed while predetermined screen,
The control step further determines whether the predicted image data for the image data to be encoded in the overlap area in the first area is obtained from an image included in the first area of the previous screen. Judging according to the vector, when the predicted image data is obtained from the image included in the first area of the previous screen, without performing the forced intra-screen coding on the encoding target image data, An image encoding method, wherein control is performed so as to execute an encoding process similar to that in the second area.
W≧M+1
M:前記移動方向に対する動き補償可能な最大検索範囲量
を満足する値であり、
前記制御工程では、
1≦S≦(W−M)
S:前記所定画面毎に移動させる前記第1エリアの移動量
を満足する値に設定された移動量Sを示すデータが入力され、その入力されたデータに基づいて前記第1エリアを移動させることを特徴とする請求項3に記載の画像符号化方法。The width W with respect to the moving direction of the first area is W ≧ M + 1.
M: a value satisfying a maximum search range amount capable of motion compensation in the moving direction,
In the control step,
1 ≦ S ≦ (WM)
S: Data indicating a movement amount S set to a value satisfying the movement amount of the first area to be moved for each predetermined screen is input, and the first area is moved based on the input data. The image encoding method according to claim 3.
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