JPH01228384A - 領域分割を用いた動画像符号化方式 - Google Patents

領域分割を用いた動画像符号化方式

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JPH01228384A
JPH01228384A JP63053695A JP5369588A JPH01228384A JP H01228384 A JPH01228384 A JP H01228384A JP 63053695 A JP63053695 A JP 63053695A JP 5369588 A JP5369588 A JP 5369588A JP H01228384 A JPH01228384 A JP H01228384A
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金子 正秀
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、テレビ会議/テレビ電話などにおけるフレー
ム間または動き補償予測フレーム間符号を用いた動画像
符号化に係わり、特に画面を性質の異なる複数の領域に
分割して、領域毎に符号化パラメータを制御する領域分
割を用いた動画像符号化方式に関するものである。
(従来技術とその問題点) 動画像の高能率符号化方式の一つに動き補償フレーム間
符号化方式が知られているが、低ビツトレート伝送を行
う場合、復号画面(受信画面)に符号化雑音が生じ、画
質向上のためにこれを低減することが望まれている。
画質向上のための方法の一つとして、画面を性質の異な
る複数の領域に分割して、領域ごとに符号化パラメータ
を制御する方式が有効である。
従来の領域分割情報を用いた符号化方式としては、動き
補償予測誤差に基づき領域分割する方式や入力信号に基
づき領域分割をする方式等がある。
第一図は、従来の動き補償予測誤差に基づき領域分割を
するハイブリッド符号化方式のブロック図である。図に
おいて、1は信号の入力端子、2は減算器、3は直交変
換器、4は量子化器、5は逆量子化器、6は逆直交変換
器、7は加算器、8はフレームメモリ、9は動き補償予
測器、10は動き検出器、11は出力端子、12は領域
分割器、13は領域分割情報メモリ、14は量子化制御
器、17は符号化器を示している。
減算器2では入力信号と動き補償予測値との差分、すな
わち予測誤差がブロック単位で計算され、直交変換器3
に送られる。直交変換器3では予測誤差信号の2次元直
交変換が行われる。量子化制御器14では領域分割情報
メモリ13より読み出された領域分割情報に基づき、量
子化パラメータが決定される。量子化器4ではこの量子
化パラメータに基づいて、予測誤差の量子化が行われる
例えば、人物領域に対しては細かな量子化が、人物以外
の領域(以下、「背景領域」と称す)に対してはより粗
い量子化が選択される。量子化器4からの出力は符号化
器17により符号化されて伝送されるとともに逆量子化
器5により逆量子化され、逆直交変換器6にて逆2次元
逆直交変換が行われ、加算器7に送られる。加算器7に
て動き補償予測値と加算されフレームメモリ8に保存さ
れる。フレームメモリ8から読み出された信号は動き検
出器10に入力信号とともに加えられ、動きベクトルが
求められる。動き補償予測器9では、求められた動きベ
クトルとフレームメモリ8より読み出された信号から動
き補償予測値が計算される。
一方、領域分割器12で用いられる領域分割方法として
は、画素単位あるいはブロック単位によりテンプレート
マツチングを行う方法がある。
第2図(a)〜(C)は、従来のテンプレートマツチン
グによる領域分割を行う場合に用いる人物配置のモデル
図である。同図はテレビ会議等を前提にした場合の人物
配置のモデル図であり、特に同図(a)は人物が一人の
場合、同図(b)は人物が2人の場合、同図(c)は人
物が3人の場合のモデル図である。領域分割は領域分割
器12に入力される信号とこのモデル図との間でテンプ
レートマツチングを行い、領域分割器12に入力する信
号を人物領域(領域A1〜A3)と背景領域゛(領域B
)とに分割するものである。
第3図は従来のブロック単位によるテンプレートマツチ
ングで領域分割するための1画面図であり、1ブロツク
を例えばm画素×m画素(mは正の整数)として、各ブ
ロック単位に人物領域Aであるか、背景領域であるかを
テンプレートマツチングにより判定して領域分割するも
のである。同図は、ブロック単位のテンプレートマツチ
ングにより領域分割を行った画面を示している。この例
では、人物が1人の場合のモデルにマツチングしており
、領域Aが人物、領域Bが背景として領域分割されてい
ることを示している。なお、ブロック単位の場合には、
動きによる誤差を少なくするために人物領域Aを実際の
人物よりも若干大きめにとることも可能である。
しかし、従来の領域分割では、領域分割を動き補償予測
誤差あるいは入力画像にづいて行っているため、受信側
において復号画像を得るためには、領域分割情報も合わ
せて伝送する必要がある。そのため符号化効率が低下す
るという問題点があった。また、背景領域Bに対して人
物に比較して粗い量子化を割り当てているため背景領域
Bにおける符号化雑音が相対的に増大し画品質を劣化さ
せるという問題点があった。
(本発明の目的) 本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、領域分割情報に関する情報を伝送する
必要がなく、符号化効率の低下を防止する領域分割を用
いた動画像符号方式を提供することを第1の目的とする
本発明の第2の目的は、フィルタを適応的に制御するこ
とにより、背景領域に生じる符号化雑音を低減させるこ
とが可能な領域分割を用いた動画像符号化方式を提供す
ることにある。
本発明の第3の目的は、激しい動きに対しても忠実に領
域分割でき、かつ領域分割情報に関する情報を伝送する
必要がない領域分割を用いた動画像符号化方式を提供す
ることにある。
(発明の構成) 本発明の構成上の第1の特徴は、局部復号化信号すなわ
ちフレームメモリより読み出された信号を用いて領域分
割をすることにある。
本発明の構成上の第2の特徴は、第1の特徴に加え領域
分割情報によって低域通過型フィルタの挿入を適応的に
制御を行うように構成した点にある。
本発明の構成上の第3の特徴は、フレームメモリの後に
挿入されている動き補償予測器により求められた動き情
報の信号を用いて領域分割し、該領域分割された情報に
基づき量子化パラメータを制御すると共に、前記領域分
割情報に基づき適応的に低域通過型フィルタを挿入する
ように構成したことにある。
(作用) 本発明では、局部復号化信号より領域分割を行っている
ため、そのための領域情報を受信側に伝送する必要がな
いので符号化効率が改善される。
また、フィルタの特性の制御に分割領域情報を考慮して
いるので、人物領域をぼかすことなく背景等における符
号化雑音が低減される。
(実施例1) 第4図は本発明による第1の実施例であり、領域分割を
用いた動画像符号化方式のブロック図である。従来構成
と同一部分には同一番号を付して説明の重複を省く。
入力画像信号を4×4.8×8または16X16等にブ
ロック化した信号が動き検出器10と減算器2に加えら
れる。減算器2では動き補償予測器9から送られてきた
予測値と入力信号の差が求められ、直交変換器3に加え
られる。直交変換器3′では、2次元直交変換が行われ
、量子化器4に送られる。量子化制御器14では領域分
割情報メモリ13より読み出された領域分割情報に基づ
き、量子化パラメータが選択される。この量子化パラメ
ータに基づいて、予測誤差の量子化が行われる。
例えば、人物領域に対しては細かな量子化が、背景領域
に対してはより粗い量子化が選択される。
量子化器4からの出力は符号化器17により符号化され
て伝送されるとともに逆量子化器5に加えられる。逆量
子化器5では逆量子化され、逆直交変換器6に加えられ
て2次元逆直交変換が行われる。加算器7では逆直交変
換器6からの信号と動き補償予測器9の動き補償予測値
との間で加算が行われ、その加算結果がフィルタ15に
加えられ、フレームメモリ8に保存される。領域分割情
報メモリ13より読み出された領域分割情報に基づきフ
ィルタ制御器16でフィルタの特性が制御される。例え
ば、人物領域に比較して粗い量子化が適用される背景領
域に対しては、低域通過型フィルタが用いられブロック
歪が低減される。一方、人物領域では画像のぼけを防ぐ
特性を持つエツジ保存型の平滑化フィルタか、もしくは
フィルタを非通過にする。
フレームメモリ8から読み出される局部復号信号は領域
分割器12及び動き検出器10に加えられる。動き検出
器10では、入力信号との間で動きベクトルが求められ
、動き補償予測器9に局部復号信号と共に加えられる。
領域分割器12では、ブロック単位で領域分割が行われ
、分割情報が領域分割情報メモIJ 13に蓄積される
。量子化制御器14及びフィルタ制御器16は、領域分
割情報に基づいて選択及び制御が行われる。
フレーム間符号化(動き補償予測付きの場合を含む)で
は、符号化された信号が、受信側に伝送され復号化され
ると共に、送信側(符号化ループ)においては、次の画
面の符号化のための予測値をつくるために用いるため、
復号化されてフレームメモリ(局部復号化信号)に蓄積
される。従って、本発明では、送信側において、局部復
号化信号を用いて領域分割を行うため、受信側に領域分
割情報を伝送する必要が無い。すなわち、受信側におい
ても、送信側における局部復号化信号と等しい信号が蓄
積されているため、送信側において用いられる同様なア
ルゴリズムを用いることにより、送信側からの情報無し
で送信側においてなされた領域分割を受信側において行
うことができる。さらに、本発明は、背景領域に少なく
とも低域通過型フィルタを挿入することにより、画像品
質の劣化を防止することができる。
第5図は、本発明に用いるフィルタ15の構成側図であ
り、スイッチ151及び152は、フィルタ制御器16
からの制御情報に基づいて人物領域の場合はエツジ保存
型フィルタ154へ、背景領域の場合は低域通過型フィ
ルタ153へ切り替えるためのスイッチである。
(実施例2) 第6図は、本発明による第2の実施例であり、領域分割
を用いた動画像符号化方式のブロック図である。
実施例1と異なる点は、領域分割器12への入力情報を
フレームメモリ8のがわりに動き補償予測器9から取っ
ている点にある。これは画面中で人物が大きく動いた場
合でも、動き補償予測器9の動き情報を用いて領域分割
ができるようにしたものであり、動きが激しくても忠実
に領域分割が可能となる。
なお、以上は、量子化器4と量子化制御器14とを用い
て説明したが、本発明はベクトル量子化器を用いたベク
トル量子化を採用する場合にも適用できる。
(発明の効果) 以上のように、本発明では、局部復号信号を用いて領域
分割を行うため、オーバヘッド情報を伝送する必要がな
く、オーバヘッド情報による符号化効率の低下を防ぐこ
とができる。また、領域情報に基づいてフィルタの挿入
を適応的に制御することにより、人物領域をぼかすこと
なく背景領域部のブロック歪を低減して画品質を改善す
ることができる。
さらに、動き情報を用いて領域分割をすることにより、
動きの激しい画面に対しても忠実に領域分割することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の領域分割を動き補償予測誤差より求めた
ハイブリッド符号化方式のブロック図、第2図は従来の
テンプレートマツチングに用いる人物配置モデル図、第
3図は従来のブロック単位によりテンプレートマツチン
グで領域分割する場合の画面の1例を示す略図、第4図
は本発明の第1の実施例として領域分割を用いた動画像
符号化方式のブロック図、第5図は本発明に用いるフィ
ルタの詳細例を示すブロック図、第6図は本発明の第2
の実施例として領域分割を用いた動画像符号化方式のブ
ロック図である。 l・・・入力端子、2・・・減算器、3・・・直交変換
器、4・・・量子化器、5・・・逆量子化器、6・・・
逆直交変換器、7・・・加算器、箸・・・フレームメモ
リ、9・・・動き補償予測器、10・・・動き検出器、
11・・・出力端子、12・・・量子分割器、13・・
・領域分割情報メモリ、14・・・量子化制御器、15
・・・フィルタ、16・・・フィルタ制御器、17・・
・符号化器、151,152・・・スイッチ、153・
・・低域通過型フィルタ、154・・・エツジ保存型平
滑化フィルタ。 特許出願人  国際電信電話株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)伝送すべき動画像を量子化して得られた動画像信
    号を局部復号化してフレーム間または動き補償予測フレ
    ーム間符号化を行う動画像符号化方式において、 該局部復号化された信号を領域分割し、該領域分割され
    た情報に基づき量子化パラメータを制御するように構成
    されたことを特徴とする領域分割を用いた動画像符号化
    方式。
  2. (2)伝送すべき動画像を量子化して得られた動画像信
    号を局部復号化してフレーム間または動き補償予測フレ
    ーム間符号化を行う動画像符号化方式において、 該局部復号化された信号を領域分割し、該領域分割され
    た情報に基づき量子化パラメータを制御すると共に、前
    記領域分割情報に基づき適応的に低域通過型フィルタを
    挿入するように構成されたことを特徴とする領域分割を
    用いた動画像符号化方式。
  3. (3)伝送すべき動画像を量子化して得られた動画像信
    号を動き補償予測器により動き補償予測フレーム間符号
    化を行う動画像符号化方式において、 該局部復号化のあとに挿入されている前記動き補償予測
    器により求められた動き情報の信号を用いて領域分割し
    、該領域分割された情報に基づき量子化パラメータを制
    御すると共に、前記領域分割情報に基づき適応的に低域
    通過型フィルタを挿入するように構成されたことを特徴
    とする領域分割を用いた動画像符号化方式。
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