JPH0115231B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は動画像信号の時間軸方向の相関を利用
した予測符号化装置に関する。

（従来技術とその問題点） 動画像信号の符号化においては、時間的にみる
と静止画あるいは動画の場合については静止部分
が比較的多いため、画面間における変化情報を符
号化するいわゆるフレーム間予測符号化が最適で
あると考えられてきた。ただし、このフレーム間
予測符号化も動きの大きさすなわち動き部分の面
積が大きくなると画面間での変化部分が多量とな
り、符号化すべき情報が過大となるので能率が低
下する。この欠点を克服するために画面内の動き
ベクトル（動きの速さと方向）を予め検出し、こ
れを用いて予測符号化を行なう、いわゆる「動き
補償」がフレーム間予測符号化に導入された。
（たとえば二宮他「フレーム間符号化における動
き補正」電子通信学会技術研究報告Vol.78、No.
39、IE78−６、1978年） この「動き補償」においては第３図に示すよう
に従来は入力信号と予測符号化ループ内において
およそ１画面だけ時間遅延した局部復号信号（す
なわちフレームメモリ出力）を用いて動きベクト
ルを検出するのが一般的であつた。

しかしながらこの従来の動きベクトル検出方法
は検出精度に問題があつた。すなわち、予測符号
化部分において予測誤差は通常量子化と呼ばれる
差信号レベル数を制限する処理を受ける。この結
果、等価的には量子化誤差と呼ばれる符号化歪が
入力信号に加えられ、これが局部復号信号とな
る。したがつて符号化歪が加わつた信号を用いて
動きベクトルを検出することになるので、当然の
ことながら検出精度が低下する。とくに、符号化
すべき情報が過多の場合には量子化に用いる変換
特性を粗くすることが通常行なわれる。そしてこ
の時には符号化歪もまた多量となる。この変換特
性を複数種用いる場合には、動ベクトルの検出精
度が用いられる量子化特性とともに変動し、しか
も常に検出精度の低下が不可避的である。

（発明の目的） 本発明は常に精度の高い動ベクトル検出が可能
な動き補償つきの予測符号化装置を実現すること
を目的とする。

（発明の構成） 本発明は、少なくとも動画像信号の１画面を記
憶し、画面間での微小変化を雑音として除去する
雑音除去手段、この雑音除去手段より遅延のない
ものとおよそ１画面分の時間遅延を有するものの
２種の動画像信号の供給を受けこれより画面間に
おける動きを検出する手段、この検出された動き
に応動して遅延時間を変化させることによりこの
動きに適した予測信号を発生し、前記雑音除去手
段出力に対して予測符号化する手段を少なくとも
含む動画像の符号化装置である。

（発明の原理） 従来は第３図に示したように符号化歪を含んだ
動画像信号を用いて動きベクトルの検出を行なつ
た。しかし、動画像の画面間の相関を用いる符号
化を適用する場合には、予測符号化に先行して画
面間の雑音を予め除去しておいて、これに対して
予測符号化を実行した方が能率が良い。また、動
きベクトルの検出には少なくとも過去の画面が必
要であるが、必ずしも局部復号信号でなければな
らない理由は何もない。むしろ逆に、符号化歪を
必然的に含んでいる分だけ不利である。そこで、
本発明では雑音除去に用いる過去の画面と雑音除
去が済んだばかりの画像信号から動ベクトル検出
を行なうので、符号化歪の影響がなく検出精度が
高い。

（実施例） 第１図及び第２図を参照しつつ実施例について
説明する。線1000を介して入力される動画像信号
は雑音除去回路１０へ供給される。雑音除去回路
１０では１画面分のメモリをもつており、これを
用いて画面間に存在する雑音の除去を行ない、そ
の結果を遅延回路１７とベクトル検出器１７に線
1100を介して供給すると同時に、およそ１画面前
の雑音が除去された信号を線1017を介してベクト
ル検出器１７に供給する。この雑音除去回路１０
については後に詳述する。ベクトル検出器１７で
は、線1017と1100により各々供給される互いにお
よそ１画面分の時間だけ時間差がある信号を用い
て動ベクトルを検出する。動ベクトルの検出方法
としては前述の二宮による論文に記載された複数
画素からなるブロツク毎に動ベクトルを１個検出
する手法が使用できる。ベクトル検出器１７にお
いて検出されたベクトルはたとえば入力画像信号
と同じ時系列に従つて線1700を介して可変遅延回
路３６と不等長符号器１８へ供給される。可変遅
延回路１６においては供給された動ベクトルに従
つて遅延時間を変更し、線1600を介して予測信号
を出力する。遅延の例を挙げる。動ベクトルがゼ
ロすなわち静止を示す時にはこの可変遅延回路１
６とフレームメモリ１５との遅延時間の和Ｓは丁
度１画面分の時間Ｆに等しい。

また、前画面から現画面にかけて水平走査線に
してＮ本分だけ上から下への動きがあつたとする
と、動ベクトルはたとえば垂直方向下方にＮライ
ン／画面なる動きを表現しており、この時の可変
遅延回路１６の遅延時間はＳ＝｛Ｆ＋（Ｎ走査線に
相当する時間）｝となるように変化する。ただし
垂直方向の走査は上から下へと進行するものとす
る。

可変遅延回路１６の出力である予測信号は減算
器１２において遅延回路１１において動ベクトル
検出および動ベクトルを入力信号と同じ時系列に
従つて出力するのに必要な時間だけ遅延された信
号を予測し予測誤差を発生するために使用され
る。減算器１２の出力すなわち予測誤差は量子化
器１３において量子化され、線1300を介して不等
長符号器１４と加算器１４においては線1600を介
して供給される予測信号とこの量子化された予測
誤差より局部復号信号を発生し、フレームメモリ
１５に供給する。フレームメモリ１５はこの局部
復号信号をおよそ１画面分の時間だけ遅延して可
変遅延回路１６へ供給するが、各々の遅延時間の
合計は前述のとうりである。

不等長符号器１８においては量子化された予測
誤差と動ベクトルは各々に適した不等長符号を用
いて圧縮符号化される。一例としては各々分布に
適した、統計的に求められたハフマン符号などが
使用できる。不等長符号器１８の出力はバツフア
メモリ１９において符号の入力速度と伝送路2000
への出力速度との間で速度整合がなされた後に伝
送路2000へ出力される。

ここで雑音除去回路１０の動作について第２図
を用いて詳しく説明する。

線1000を介して入力される画像信号は減算器１
０１において線1050を介して供給される１０５の
メモリＢ出力と差をとられ、差出力は変換回路１
０２に供給される。この変換回路１０２における
変換特性としては微少振巾入力に対して切捨てる
（出力をゼロにする）機能を保持するものであれ
ばとくに制限はない。変換回路１０２の出力はメ
モリＢ１０５の出力と加算器１０３において加算
され、加算結果はメモリＡ１０４へ供給されると
同時に雑音除去回路１０の外へも出力される。メ
モリＡ１０４とメモリＢ１０５との遅延時間の和
は丁度１画面時間に設定される。メモリＡ１０４
において１画面時間弱遅延された信号は線1017に
より出力される。

（発明の効果） 動画像信号内の動きを正しく検出するために
は、歪が含まれない信号を用いるのが最も良い
が、検出にはおよそ１画面時間だけ遅延した信号
が必要である。したがつて、雑音除去のために１
画面記憶することを利用する本発明によれば新た
に１画面を記憶するメモリを追加する必要がない
こと、さらには画面間での雑音が除去された信号
が利用できるので動きベクトルの検出精度が最も
高くなり、結果として本発明に関する符号化装置
の符号化能率が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を説明する
図、第３図は従来例を説明する図である。 図中、１０は雑音除去回路、１１は遅延回路、
１２は減算器、１３は量子化器、１４は加算器、
１５はフレームメモリ、１６は可変遅延回路、１
７はベクトル検出器、１８は不等長符号器、１９
はバツフアメモリである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも動画像信号の１画面を記憶し、画
   面間での微小変化を雑音として除去する雑音除去
   手段と、該雑音除去手段より雑音を除去された信
   号と、１画面分の時間遅延を受けた前記雑音を除
   去された２種の動画像信号が供給されこれより画
   面間における動きを検出する手段と、該検出され
   た動きに応動して遅延時間を変化させることによ
   り該動きに適した予測信号を発生し、前記雑音除
   去手段の出力に対して予測符号化する手段とを具
   備することを特徴とする動画像の符号化装置。