JP3883618B2

JP3883618B2 - Data compression method

Info

Publication number: JP3883618B2
Application number: JP28437896A
Authority: JP
Inventors: 震鶴李; 光勳朴; 柱橲文; 在均金; 勝文千
Original assignee: Hynix Semiconductor Inc
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2016-10-25
Also published as: JPH09186995A; JP4405794B2; JP2007202183A; JP4572209B2; JP4572210B2; CN1102824C; JP2007202184A; CN1159714A; JP2004112842A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレーム内の映像データを可変長コード化データに変換して伝送するデータ圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオフォンや映像会議などをＩＳＤＮ網（Integrated Service Digital Network：統合サービスディジタル網）を用いて提供するＨ．２６１や公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）を用いたビデオフォンサービスのためのＨ．２６３などが画像圧縮技術の世界標準化のための技術標準として提案されている。
【０００３】
ビデオフォンのように超低速動映像の圧縮技術を提供するＨ．２６１及びＨ．２６３では画像の品質が低下することが知られており、画像品質の高級化のための改良が要求されている。一方、動画像関連圧縮技術はＤＳＭ（Digital Storage Media:ディジタル蓄積媒体）のためのＭＰＥＧ１（Motion Picture Expert Group:動画像エクスパートグループ）と、ＤＳＭ，ＨＤＴＶ（High Density Television:高品位テレビジョン），ＡＴＶ（Advanced Television:次世代テレビジョン）などのためのＭＰＥＧ２とが標準化されている。
【０００４】
これらのＨ．２６１，Ｈ．２６３，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２の圧縮技術にはブロックを基盤とした符号化方法が採用されているが、これらの符号化方法を超低速伝送に応用した場合には画質の低下が目立つ。このため、ＭＰＥＧ４として既存の方式とは差別化された全く新たな方式が提案されており、物体概念の導入されたブロック基盤符号化へ標準化が進んでいる。
【０００５】
このうち、物体中心符号化方式（Object Oriented Coding）はブロックを基盤とせずに２つの映像間を動く領域内の物体（Object）を基盤とすることにより、全体映像を、背景（Background）、非被覆領域（Uncovered Region）、動き補償の可能な領域（ＭＣ−Region）、動き補償の不可能な領域（ＭＦ−Region）に区分して符号化する方式である。
ここで、動き補償可能物体（ＭＣ−object）とは３次元空間上の物体を２次元的な物体に変換して水平移動、回転移動、線形変形など一定の法則をもって動く物体を言い、動き補償不可能物体（ＭＦ−object）とはこの一定の法則が適用されない物体をいう。
【０００６】
図７は１つのフレームグリッド３１において１つの単位マクロブロック３３との関係を示す図面である。１つのフレームグリッド３１はＸ軸及びＹ軸方向にアレイ状に分割されてあり、分割された各々が単位マクロブロック３３となる。図７（Ａ）はグリッド開始位置点がＸ−０，Ｙ−０であるフレームグリッドを示し、図７（Ｂ）は１つの単位マクロブロックを拡大して示すもので、１つの単位マクロブロックがＸ軸に８、Ｙ軸に８分割された状態を示す。ここで、分割された素子を画素（ピクセル）３４という。単位マクロブロック３３は画素数に応じてＮ×Ｍマクロブロックと呼ばれる。従って、図７（Ｂ）の単位マクロブロックは８×８マクロブロックになる。
【０００７】
このように分割した物体を符号化するための技法として用いられる従来の模様適応形技法を図８を参照して考察してみる。
ここで、フレームグリッドは８×８のマクロブロックを有し、このマクロブロック内に移動補償不可能物体が全て満たされた場合には、２次元ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform:離散コサイン変換）と同一の効率となる。ブロック内に移動補償不可能物体が全ては満たされない場合には該当する移動補償不可能物体の模様部分だけＸ軸で１次元ＤＣＴをし、さらにＹ軸で１次元ＤＣＴをする。
【０００８】
以下、このような従来の模様適応形技法をより詳しく説明する。
図８（Ａ）は、８×８のマクロブロック内に移動補償不可能物体（斜線の引かれた部分）が存在する様子を示している。
この移動補償不可能物体を模様適応形ＤＣＴにより符号化するために、まず図８（Ｂ）に示すようにブロックの上方境界に移動補償不可能物体を満たしておいて垂直方向に、即ちＹ方向に１次元ＤＣＴにより符号化を行う。
【０００９】
図８（Ｃ）の黒い円印は垂直方向１次元ＤＣＴの離散コサイン変換（ＤＣ）値を表すものである。この状態でＹ方向１次元ＤＣＴを行う。このようにＹ方向１次元ＤＣＴが行われ図８（Ｄ）の状態が得られると、図８（Ｅ）のように再びブロックの左側境界に満たしておいて水平方向（Ｘ方向）に１次元ＤＣＴ符号化を行う。Ｘ方向１次元ＤＣＴを完了させると、結局Ｘ方向及びＹ方向１次元模様適応形ＤＣＴが図８（Ｆ）に示すように完了する。
【００１０】
最終形態の図８（Ｆ）をもってジグザグスキャン（ZIGZAG SCAN)を行い、一番左側の最上のブロックから対角線方向に移動物体をスキャンする。
前述したブロック中心符号化を用いるＭＰＥＧ−１，ＭＰＥＧ−２，ＪＰＥＧ，Ｈ．２６１，Ｈ．２６３など既存の標準では、図３に示すような形態のマクロブロックＭＢを使用する。この場合、１つのマクロブロック内には図３に示すように４つのブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４が存在する。マクロブロックＭＢ内に存在する４つのブロック（block)を符号化する際に、各ブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４内にデータが存在する場合と存在しない場合とが発生する。既存の標準ではこのようにブロック内にデータが存在するか否かを表示するためにコードブロックパターン（Coded Block Pattern)を使用する。
【００１１】
図４はＨ．２６３標準で使用するコードブロックパターンに対する可変長符号表（variable length code table）を示したものである。この可変長符号表は、１６の状態をそれぞれ示すインデックス欄、イントラ（ＩＮＴＲＡ）モード時におけるコードブロックパターン（ＣＢＰＹ）を示すＣＢＰＹ（イントラモード）欄、インター（ＩＮＴＥＲ）モード時におけるコードブロックパターン（ＣＢＰＹ）を示すＣＢＰＹ（インターモード）欄、可変長コード化データのビット長を示すビット数欄及び可変長コード化データを示す可変長コード化データ欄から構成されている。
【００１２】
またＣＢＰＹ欄の（１，２，３，４）はデータの存在する４つの単位ブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４に対応しており、１がＹ１に、２がＹ２に、３がＹ３に、４がＹ４に対応する。従って、例えばインデックス１においてＣＢＰＹ（イントラモード）の値が（０，０，０，１）で表わされているのは、ブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３にはデータが存在せず、ブロックＹ４にはデータが存在することを示す。なおこの場合には可変長コード化データは５ビットで、００１０１と表わされる。このように可変長符号表を使用することにより、各マクロブロックにデータが存在するか否かを効果的に表示することが出来、しかも変換により得られた可変長コード化データを用いて伝送するデータの量を減少させる、即ち、データ圧縮を実現することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のブロック中心映像信号符号化によるデータ圧縮方法では、マクロブロックにデータが存在するか否かを表示するためにコードブロックパターンを使用するが、この際、コードブロックパターンに対する可変長符号表が１つに固定されているので伝送されるデータ減縮効率が低下するという問題点があった。
【００１４】
つまり、１つのマクロブロック内には物体の個数が互いに異なって分布（例えば、マクロブロックの一部分にのみ小さい物体が存在するか、或いはマクロブロック全体に物体が存在する場合）するにも拘わらず同一の可変長符号表を適用するため、データ減縮効率が低下する。
本発明はかかる従来の物体中心符号化時に発生する符号化効率の低下問題を解決するためのもので、伝送されるデータの減縮効率を高くするデータ圧縮方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータ圧縮方法は、１つのフレームの映像情報を物体別に複数の単位ブロックを有するマクロブロックに分割し、各マクロブロック内の前記単位ブロックに符号化するデータが存在するか否かを表わすコードブロックパターン（ＣＢＰＹ）を作成し、このコードブロックパターン（ＣＢＰＹ）に可変長符号表を適用して前記コードブロックパターンに対応する可変長コード化データを得る物体中心符号化方式によるデータ圧縮方法において、前記映像情報の模様情報を符号化情報として伝送すると共に、前記各マクロブロック内に映像データが存在する単位ブロックの個数に応じて異なる可変長符号表を前記コードブロックパターン（ＣＢＰＹ）に適用するように構成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本発明が適用されるシステムは図５に示されている一般的な映像符号化システムであり、映像信号が入力され、１つのフレームの映像を物体別に映像分割するＶＯＰ（Video Object Plane：映像物体面）形成部１０と、そのＶＯＰ形成部１０から得られる各物体の模様情報を符号化する符号化部２０と、前記符号化部２０内のそれぞれの符号化器２１，２２，２３，…からそれぞれ得られる符号化された映像信号を多重化する多重化部３０とから構成される。ＶＯＰ形成部１０で映像信号入力手段から入力される１つのフレームの映像情報を物体別に分割し、符号化部２０内のそれぞれの符号化器２１，２２，２３，…でそれぞれ物体別に模様情報を符号化する。
【００１７】
ここで、符号化部２０内の１つの符号化器２１は図６に示すように構成される。物体模様情報を選択するためのスイッチ２１ａと、スイッチ２１ａによって選択された模様情報を符号化する模様情報符号化部２１ｃと、模様情報符号化部２１ｃで符号化された模様情報と任意の模様情報とを選択するための選択スイッチ２１ｄと、スイッチ２１ａによって選択された模様情報の動きを、再現された以前の模様情報または任意模様の情報によって推定する動き推定部２１ｅと、動き推定部２１ｅで推定される動き量に応じて模様情報の動きを補償する動き補償部２１ｆと、ＶＯＰ形成部１０で得られる映像から動き補償部２１ｆで補償された映像を減算する減算器２１ｇと、減算器２１ｇから得られる映像信号を符号化する映像信号符号化部２１ｈと、映像信号符号化部２１ｈから得られる映像情報と動き補償部２１ｆで動き補償された映像信号とを加算する加算器２１ｉと、加算器２１ｉから得られる映像信号でＶＯＰを再現するＶＯＰ再現部２１ｊと、マクロブロック内の物体の存在するブロックの個数に応じた互いに異なるブロックパターンのための可変長符号表が貯蔵されたメモリ２１ｂとから構成される。
【００１８】
このように構成された符号化器２１は、スイッチ２１ａによってＶＯＰ形成部１０から得られる物体模様情報を選択し、その選択された模様情報は模様情報符号化部２１ｃで該当物体の模様情報として符号化される。そして、選択スイッチ２１ｄで前記符号化された模様情報と任意の模様情報のＶＯＰとを選択的に多重化部２１ｋへ伝達し、動き推定部２１ｅはＶＯＰ形成部１０で得られる模様情報から動きを推定し、動き補償部２１ｆはその推定された物体の動き量に応じて動きを補償する。
【００１９】
そして、動きの補償された映像はＶＯＰ形成部１０から得られる物体模様情報と減算器２１ｇで減算された後、映像信号符号化２１ｈで映像信号が符号化された信号情報として多重化部２１ｋに伝達される。
この際、映像信号符号化部２１ｈは、マクロブロック内の物体の存在するブロック個数に応じてメモリ２１ｂに貯蔵された互いに異なるブロックパターンのための可変長符号表を選択的に適用してコードブロックパターンを生成する。
【００２０】
尚、映像信号符号化部２１ｈで符号化された映像信号は、加算器２１ｉで動き補償された映像信号と加算された後、ＶＯＰ再現部２１ｊで以前ＶＯＰとして再現され、その再現されたＶＯＰによって動き推定部２１ｅはＶＯＰ形成部１０から得られる物体模様情報の動きを推定し、その結果によって推定された動き情報を多重化部２１ｋに伝達する。
【００２１】
その後、多重化部２１ｋはそれぞれ入力される符号化された模様情報，動き情報及び信号情報を多重化して出力させ、その多重化された信号はバッファ部２１ｍを介して図示しないデコーダへビットストリームとして伝送される。
ここで、本発明の核心は、マクロブロック内の各単位ブロックの物体存在個数に応じてメモリ２１ｂに貯蔵された多数の可変長符号表を選択的に適用することにある。
【００２２】
次に、このための本発明の実施の形態を説明する。
即ち、図１に示すように、物体Ｐは必ずしも正方形を成していないため、マクロブロックＭＢ単位で分割すると、その分割されたマクロブロックＭＢ内に物体Ｐが含まれるブロックと含まれていないブロックとが出来る。
【００２３】
図１（Ａ）に示すように、多数のマクロブロックＭＢに分割された１つのフレーム内の映像情報データとして表わされる物体Ｐは分割された各マクロブロックにデータとして存在する部分と、存在しない部分とがある。
図１（Ｂ）は図１（Ａ）中で点線で囲まれた領域Ｑの部分を拡大して示した図である。図中に斜線で示した部分が物体Ｐを示している。図１（Ｂ）では４つのマクロブロックＭＢ１，ＭＢ２，ＭＢ３，ＭＢ４が示されており、各マクロブロックは４つの単位ブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４から構成される。
従ってマクロブロックＭＢ内に物体Ｐが含まれる単位ブロックと、物体Ｐが含まれていない単位ブロックとがあることがわかる。これを区別して図２に示した。
【００２４】
つまり、図２の（Ａ）に示したマクロブロック１（ＭＢ１）は１番目の単位ブロックＹ１を除いたその他の単位ブロックＹ２，Ｙ３，Ｙ４内には物体が全て存在し、（Ｂ）のマクロブロック２（ＭＢ２）は全ての単位ブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４内に物体が全て存在し、（Ｃ）のマクロブロック３（ＭＢ３）は２番目の単位ブロックＹ２内にのみ物体が存在し、（Ｄ）のマクロブロック４（ＭＢ４）は１番目の単位ブロックＹ１と２番目の単位ブロックＹ２にのみ物体が存在する。
【００２５】
このようにマクロブロック内の各単位ブロックには物体が選択的に存在するので、それぞれの場合に対して互いに異なる可変長符号表を適用して符号化利得を高め、且つデータ減縮効率を高める。
【００２６】
即ち、マクロブロック１（ＭＢ１）内には３つの単位ブロックＹ２，Ｙ３，Ｙ４にのみ物体が存在するので、表１のような可変長符号表を適用すると、データ減縮が可能になって符号化利得を高めることができる。
【表４】

【００２７】
マクロブロック２（ＭＢ２）には４つの単位ブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４に全て物体が存在するので、この場合には図４に示す既存の可変長符号表をそのまま適用し、マクロブロック３（ＭＢ３）には１つの単位ブロックＹ２にのみ物体が存在するので、表３のような可変長符号表を適用し、マクロブロック４（ＭＢ４）には２つの単位ブロックＹ１，Ｙ２にのみ物体が存在するので、表２のような可変長符号表を適用する。
【表５】

【表６】

【００２８】
なお上述した実施の形態では、各マクロブロックを４つの正方形単位ブロックに分割した場合について互いに異なる可変長符号表を適用する場合について説明したが、分割数はこれに限定されるものではなく、他の分割数を採用した場合には、それぞれの単位ブロック内の物体存在可否に応じて符号化利得の一番高い互いに異なる可変長符号表を実験により同様に求めることが出来る。
このようにマクロブロック内の各単位ブロックの物体存在有無に応じて互いに異なる可変長符号表（符号化利得の一番良い可変長符号表）を適用することにより、データ減縮率と符号化利得を高めることができる。
【００２９】
ここで、表１，２，３に示される互いに異なる可変長符号表は実験によって求められた新しい可変長符号表であり、ここで、イントラ（ＩＮＴＲＡ）とインター（ＩＮＴＥＲ）の用語は次のように定義される。
時間軸上における物体の特性は、以前のフレームには無かったが現在のフレームには現れた物体の場合（物体タイプＩ）と、極めて小さい物体の場合（１０画素以内の物体；物体タイプII）と、相対的に極めて大きい物体の場合（１０画素以上の物体；物体タイプIII)とに大別されるが、ここで、以前のフレームには無かったが現在のフレームに現れた物体の場合と、大きさが１０画素未満の極めて小さい物体の場合には符号化タイプをＩＮＴＲＡモード（非予測モード）に決定し、前記特性を持っていない物体の場合にはＩＮＴＥＲモード（予測モード）に決定する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は各マクロブロック内を分割した単位ブロック内の物体存在可否に応じて符号化利得の一番高い互いに異なる可変長符号表を適用するようにしたので、伝送されるデータの減縮率を高めることができ、且つ符号化利得も高めることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】任意の物体をマクロブロック単位で分割した例示図。
【図２】マクロブロック内に物体が存在する単位ブロックを表示した図。
【図３】ＭＰＥＧ−１，ＭＰＥＧ−２，Ｈ．２６１，Ｈ．２６３などの既存の標準で使用する４つの単位ブロックＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を含むマクロブロックＭＢを示す図。
【図４】Ｈ．２６３標準で使用するコートブロックパターンに対する可変長符号化表。
【図５】本発明が適用される物体映像符号化システムのブロック構成図。
【図６】図５中の１つの符号化器２１の詳細構成図。
【図７】一般的なフレームグリッドとマクロブロックとの説明図。
【図８】一般的な模様適応形ＤＣＴ変換の説明図。
【符号の説明】
１０ＶＯＰ形成部
２０符号化部
３０多重化部
ＭＢ１〜ＭＢ４マクロブロック
Ｙ１〜Ｙ４単位ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data compression method for converting video data in a frame into variable length coded data and transmitting it.
[0002]
[Prior art]
In recent years, H.264 has provided videophones and video conferencing using an ISDN network (Integrated Service Digital Network). H.261 and H.264 for videophone services using the public switched telephone network (PSTN). H.263 has been proposed as a technical standard for global standardization of image compression technology.
[0003]
H. provides an ultra-low speed video compression technology like a videophone. 261 and H.H. In H.263, it is known that the quality of an image is lowered, and an improvement for upgrading the image quality is required. On the other hand, motion picture-related compression technologies are MPEG1 (Motion Picture Expert Group) for DSM (Digital Storage Media), DSM, HDTV (High Density Television), MPEG2 for ATV (Advanced Television) is standardized.
[0004]
These H.C. 261, H.M. The compression techniques of H.263, MPEG1, and MPEG2 employ block-based encoding methods. However, when these encoding methods are applied to ultra-low speed transmission, the image quality is noticeably degraded. For this reason, a completely new system that is differentiated from the existing system is proposed as MPEG4, and standardization is proceeding to block-based coding in which the object concept is introduced.
[0005]
Among these, the object-oriented coding method (Object Oriented Coding) is based on an object (Object) in a region that moves between two images without using a block as a basis. In this method, coding is performed by dividing into a covered region (Uncovered Region), a region where motion compensation is possible (MC-Region), and a region where motion compensation is impossible (MF-Region).
Here, a motion-compensable object (MC-object) refers to an object that moves with a certain rule such as horizontal movement, rotational movement, linear deformation, etc. by converting an object in a three-dimensional space into a two-dimensional object. An impossible object (MF-object) refers to an object to which this certain rule is not applied.
[0006]
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between one unit macroblock 33 in one frame grid 31. One frame grid 31 is divided into an array in the X-axis and Y-axis directions, and each divided frame becomes a unit macroblock 33. FIG. 7A shows a frame grid whose grid start position points are X-0 and Y-0, and FIG. 7B shows an enlarged view of one unit macroblock. A state where the X-axis is divided into 8 and the Y-axis is divided into 8 is shown. Here, the divided elements are referred to as pixels (pixels) 34. The unit macroblock 33 is called an N × M macroblock depending on the number of pixels. Accordingly, the unit macroblock in FIG. 7B is an 8 × 8 macroblock.
[0007]
A conventional pattern adaptive technique used as a technique for encoding an object divided in this way will be considered with reference to FIG.
Here, the frame grid has an 8 × 8 macroblock, and when all the objects that cannot be compensated for movement are filled in this macroblock, the same as two-dimensional DCT (Discrete Cosine Transform) It becomes efficiency. If not all of the objects that cannot be compensated for movement within the block, only the pattern portion of the object that cannot be compensated for movement is subjected to one-dimensional DCT on the X axis and further one-dimensional DCT on the Y axis.
[0008]
Hereinafter, the conventional pattern adaptive technique will be described in more detail.
FIG. 8A shows a state in which an object that cannot be compensated for movement (the hatched portion) exists in an 8 × 8 macroblock.
In order to encode this motion uncompensated object by the pattern adaptive DCT, first, as shown in FIG. 8B, the upper boundary of the block is filled with the motion uncompensated object in the vertical direction, that is, in the Y direction. In addition, encoding is performed by one-dimensional DCT.
[0009]
The black circles in FIG. 8C represent discrete cosine transform (DC) values in the vertical one-dimensional DCT. In this state, Y direction one-dimensional DCT is performed. When the one-dimensional DCT in the Y direction is performed in this way and the state of FIG. 8D is obtained, the one-dimensional in the horizontal direction (X direction) is filled again with the left boundary of the block as shown in FIG. 8E. DCT encoding is performed. When the one-dimensional DCT in the X direction is completed, the one-dimensional pattern adaptive DCT in the X direction and the Y direction is eventually completed as shown in FIG.
[0010]
A zigzag scan (ZIGZAG SCAN) is performed with the final configuration shown in FIG. 8F, and a moving object is scanned diagonally from the uppermost block on the left side.
MPEG-1, MPEG-2, JPEG, H.264 using the block center coding described above. 261, H.M. In an existing standard such as H.263, a macro block MB having a form as shown in FIG. 3 is used. In this case, there are four blocks Y1, Y2, Y3, Y4 in one macroblock as shown in FIG. When four blocks existing in the macroblock MB are encoded, there are cases where data exists in each block Y1, Y2, Y3, Y4 and cases where data does not exist. In the existing standard, a coded block pattern is used to display whether or not data exists in the block.
[0011]
FIG. 2 shows a variable length code table for a code block pattern used in the H.263 standard. The variable-length code table includes an index field indicating 16 states, a CBPY (intra mode) field indicating a code block pattern (CBPY) in the intra (INTRA) mode, and a code block pattern (CBPY) in the inter (INTER) mode. ) CBPY (inter mode) column, a bit number column indicating the bit length of the variable length encoded data, and a variable length encoded data column indicating the variable length encoded data.
[0012]
Also the CBPY column (1, 2, 3, 4) corresponds to the four unit blocks Y1, Y2, Y3, Y4 that exist in the data, to 1 Y1, the 2 Y2, the 3 Y3 4 corresponds to Y4. Therefore, for example, in the index 1, the value of CBPY (intra mode) is represented by (0, 0, 0, 1). There is no data in the blocks Y1, Y2, and Y3, and the block Y4 has no data. Indicates that data exists. In this case, the variable length coded data is 5 bits and is represented as 00101. By using the variable length code table in this way, it is possible to effectively display whether or not data exists in each macro block, and to transmit using the variable length coded data obtained by the conversion. The amount of data can be reduced, i.e. data compression can be realized.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional data compression method using block-centered video signal encoding, a code block pattern is used to indicate whether or not data exists in a macroblock. At this time, a variable for the code block pattern is used. Since the long code table is fixed to one, there is a problem that the data reduction efficiency of transmitted data is lowered.
[0014]
In other words, the number of objects in one macroblock is different from each other and distributed (for example, a small object exists only in a part of the macroblock or an object exists in the entire macroblock). Therefore, the data reduction efficiency is reduced.
An object of the present invention is to provide a data compression method for increasing the reduction efficiency of transmitted data, in order to solve the problem of lowering the coding efficiency that occurs during the conventional object-center coding.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The data compression method of the present invention divides video information of one frame into macroblocks having a plurality of unit blocks for each object, and indicates whether or not there is data to be encoded in the unit blocks in each macroblock. In a data compression method based on an object-centered coding method that creates a code block pattern (CBPY) and applies a variable length code table to the code block pattern (CBPY) to obtain variable length coded data corresponding to the code block pattern The pattern information of the video information is transmitted as encoded information, and a variable-length code table that varies depending on the number of unit blocks in which video data exists in each macroblock is applied to the code block pattern (CBPY) . Configure as follows.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The system to which the present invention is applied is a general video encoding system shown in FIG. 5, and receives a video signal and divides the video of one frame into video according to objects. Surface) forming unit 10, an encoding unit 20 that encodes pattern information of each object obtained from the VOP forming unit 10, and

respective encoders

21, 22, 23,... In the encoding unit 20. It comprises a multiplexing unit 30 that multiplexes the obtained encoded video signals. The video information of one frame input from the video signal input means is divided by object in the VOP forming unit 10, and the pattern information for each object is obtained by the

respective encoders

21, 22, 23,. Encode.
[0017]
Here, one encoder 21 in the encoder 20 is configured as shown in FIG. A switch 21a for selecting object pattern information, a pattern information encoding unit 21c for encoding the pattern information selected by the switch 21a, pattern information encoded by the pattern information encoding unit 21c, and arbitrary pattern information The motion estimation unit 21e for estimating the motion of the pattern information selected by the switch 21a based on the reproduced previous pattern information or information on the arbitrary pattern, and the motion estimation unit 21e. A motion compensation unit 21f that compensates the motion of the pattern information according to the amount of motion performed, a subtractor 21g that subtracts the video compensated by the motion compensation unit 21f from the video obtained by the VOP forming unit 10, and a subtractor 21g The video signal encoding unit 21h that encodes the obtained video signal and the video information obtained from the video signal encoding unit 21h and the motion compensation unit 21f An adder 21i that adds the compensated video signal, a VOP reproduction unit 21j that reproduces a VOP using the video signal obtained from the adder 21i, and different blocks according to the number of blocks in which an object exists in the macroblock And a memory 21b in which a variable length code table for the pattern is stored.
[0018]
The encoder 21 configured as described above selects object pattern information obtained from the VOP forming unit 10 by the switch 21a, and the selected pattern information is encoded as pattern information of the object by the pattern information encoding unit 21c. It becomes. The selection switch 21d selectively transmits the encoded pattern information and the VOP of arbitrary pattern information to the multiplexing unit 21k, and the motion estimation unit 21e performs motion from the pattern information obtained by the VOP formation unit 10. Then, the motion compensation unit 21f compensates the motion according to the estimated amount of motion of the object.
[0019]
Then, the motion compensated video is subtracted by the object pattern information obtained from the VOP forming unit 10 by the subtractor 21g, and then the signal information obtained by encoding the video signal by the video signal encoding 21h is sent to the multiplexing unit 21k. Communicated.
At this time, the video signal encoding unit 21h selectively applies the variable length code table for different block patterns stored in the memory 21b according to the number of blocks in which the object in the macroblock exists, Generate a pattern.
[0020]
The video signal encoded by the video signal encoding unit 21h is added to the video signal compensated for motion by the adder 21i, and then reproduced as a previous VOP by the VOP reproduction unit 21j. The motion estimation unit 21e estimates the motion of the object pattern information obtained from the VOP formation unit 10, and transmits the motion information estimated based on the result to the multiplexing unit 21k.
[0021]
Thereafter, the multiplexing unit 21k multiplexes and outputs the encoded pattern information, motion information, and signal information that are respectively input, and the multiplexed signal is sent as a bit stream to a decoder (not shown) via the buffer unit 21m. Is transmitted.
Here, the core of the present invention is to selectively apply a large number of variable length code tables stored in the memory 21b in accordance with the number of objects present in each unit block in the macroblock.
[0022]
Next, an embodiment of the present invention for this purpose will be described.
That is, as shown in FIG. 1, since the object P does not necessarily form a square, when divided in units of macroblocks MB, blocks in which the object P is included and blocks that are not included in the divided macroblock MB You can.
[0023]
As shown in FIG. 1A, an object P represented as video information data in one frame divided into a large number of macroblocks MB is a portion that exists as data in each divided macroblock and a portion that does not exist There is.
FIG. 1B is an enlarged view of a region Q surrounded by a dotted line in FIG. The hatched portion in the figure indicates the object P. In FIG. 1B, four macroblocks MB1, MB2, MB3, and MB4 are shown, and each macroblock is composed of four unit blocks Y1, Y2, Y3, and Y4.
Therefore, it can be seen that there are unit blocks in which the object P is included in the macroblock MB and unit blocks in which the object P is not included. This is shown in FIG.
[0024]
That is, the macroblock 1 (MB1) shown in FIG. 2A has all the objects in the other unit blocks Y2, Y3, Y4 except the first unit block Y1, and the macro of (B). Block 2 (MB2) has all objects in all unit blocks Y1, Y2, Y3, Y4, and macroblock 3 (MB3) in (C) has objects only in the second unit block Y2. Macroblock 4 (MB4) in (D) has an object only in the first unit block Y1 and the second unit block Y2.
[0025]
As described above, since an object is selectively present in each unit block in the macroblock, a different variable length code table is applied to each case to increase the coding gain and increase the data reduction efficiency.
[0026]
That is, since an object exists only in the three unit blocks Y2, Y3, and Y4 in the macroblock 1 (MB1), applying a variable length code table as shown in Table 1 enables data reduction and encoding. Gain can be increased.
[Table 4]

[0027]
Since all objects exist in the four unit blocks Y1, Y2, Y3, and Y4 in the macroblock 2 (MB2), in this case, the existing variable length code table shown in FIG. Since an object exists only in one unit block Y2 in MB3), a variable length code table as shown in Table 3 is applied, and an object exists only in two unit blocks Y1 and Y2 in macroblock 4 (MB4). Therefore, the variable length code table as shown in Table 2 is applied.
[Table 5]

[Table 6]

[0028]
In the above-described embodiment, a case has been described in which different variable-length code tables are applied when each macroblock is divided into four square unit blocks. However, the number of divisions is not limited to this, When the number of divisions is adopted, different variable length code tables having the highest coding gain can be obtained in the same manner by experiments in accordance with the presence / absence of an object in each unit block.
In this way, by applying different variable length code tables (variable length code tables having the best coding gain) according to the presence / absence of an object in each unit block in the macroblock, the data reduction rate and coding gain can be reduced. Can be increased.
[0029]
Here, the different variable-length code tables shown in Tables 1, 2, and 3 are new variable-length code tables obtained by experiments. Here, the terms “INTRA” and “INTER” are as follows. Defined in
The characteristics of the object on the time axis are the object that did not appear in the previous frame but appeared in the current frame (object type I), and the case of an extremely small object (object within 10 pixels; object type II). In the case of relatively large objects (objects of 10 pixels or more; object type III), there are cases where objects that were not in the previous frame but appeared in the current frame are The encoding type is determined to be the INTRA mode (non-prediction mode) in the case of an extremely small object having a size of less than 10 pixels, and the INTER mode (prediction mode) is determined in the case of an object not having the above characteristics. .
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, different variable length code tables having the highest coding gain are applied in accordance with the presence / absence of an object in a unit block obtained by dividing each macroblock, so that transmission is performed. There is an advantage that the data reduction rate can be increased and the coding gain can also be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exemplary diagram in which an arbitrary object is divided in units of macroblocks.
FIG. 2 is a diagram showing a unit block in which an object is present in a macro block.
FIG. 3 shows MPEG-1, MPEG-2, H.264. 261, H.M. The figure which shows macroblock MB containing four unit blocks Y1, Y2, Y3, Y4 used by the existing standards, such as H.263.
FIG. A variable length coding table for a coat block pattern used in the H.263 standard.
FIG. 5 is a block diagram of an object video encoding system to which the present invention is applied.
6 is a detailed configuration diagram of one encoder 21 in FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram of a general frame grid and a macro block.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a general pattern adaptive DCT transform.
[Explanation of symbols]
10 VOP formation unit 20 Encoding unit 30 Multiplexing unit MB1 to MB4 Macroblock Y1 to Y4 Unit block

Claims

Divide video information of one frame into macro blocks having a plurality of unit blocks for each object, and create a code block pattern (CBPY) indicating whether or not data to be encoded exists in the unit block in each macro block In the data compression method using the object-centered coding method , the variable length code table is applied to the code block pattern (CBPY) to obtain variable length coded data corresponding to the code block pattern.
While transmitting the pattern information of the video information as encoded information,
A data compression method characterized by applying a variable length code table that differs according to the number of unit blocks in which video data exists in each macroblock to the code block pattern (CBPY) .

2. The data compression method according to claim 1, wherein the macroblock is divided into four square unit blocks.

3. The data compression method according to claim 1, wherein when the video data exists only in three unit blocks in one macro block, the variable length code table defined in Table 1 is applied.

3. The data compression method according to claim 1, wherein when the video data exists only in two unit blocks in one macroblock, the variable length code table defined in Table 2 is applied. .

3. The data compression method according to claim 1, wherein the variable length code table defined in Table 3 is applied when the video data exists only in one unit block within one macroblock.