JPH02119487A - Predictive coding method - Google Patents

Predictive coding method

Info

Publication number
JPH02119487A
JPH02119487A JP63273562A JP27356288A JPH02119487A JP H02119487 A JPH02119487 A JP H02119487A JP 63273562 A JP63273562 A JP 63273562A JP 27356288 A JP27356288 A JP 27356288A JP H02119487 A JPH02119487 A JP H02119487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
prediction
pixel
extracted
video signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63273562A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Nishino
正一 西野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63273562A priority Critical patent/JPH02119487A/en
Publication of JPH02119487A publication Critical patent/JPH02119487A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To reduce prediction error by making the amplitude information of a frequency component in a block extracted for prediction constant and shifting the phase information by a change of position between the extracted block and the unextracted block. CONSTITUTION:The amplitude information of the frequency component in the extracted block for prediction is constant and the phase information is shifted by a change of position between the extracted block and the unextracted block. That is the correlation between picture elements utilizes the correlation between amplitude information and phase information while taking notice of a frequency component of a video signal. Since the predictive sensitivity in the prediction coding is improved, that is, the prediction error is decreased, then quantized noise is reduced, and the compression of a video signal is attained without causing production of gradient overload or edge business and picture quality deterioration such as deteriorated resolution.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号の画素情報の予測符号化に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to predictive coding of pixel information of a video signal.

従来の技術 映像信号の圧縮方法のひとつとして予測符号化方法があ
る。
2. Description of the Related Art There is a predictive coding method as one of conventional video signal compression methods.

これは過去の画素の値より現在の画素の値を予測し、そ
の予測値と実際値との誤差を求め、この予測誤差を符号
とする方法である。この時、隣接する画素間の相関が高
く、その差が小さいという映像信号の統計的性質を利用
して、対数圧縮などの非線形量子化を行なうことにより
、映像信号の冗長性を利用して伝送または記録する情報
量を抑えることができる。予測値の求め方には、直前の
画素を用いる前値予測や、直前の画素に加えて前走査線
上の画素を用いる2次元予測などがある。
This is a method in which the current pixel value is predicted from the past pixel value, the error between the predicted value and the actual value is determined, and this prediction error is used as a sign. At this time, by taking advantage of the statistical properties of the video signal that the correlation between adjacent pixels is high and the difference between them is small, nonlinear quantization such as logarithmic compression is performed, and the redundancy of the video signal is used for transmission. Alternatively, the amount of information to be recorded can be reduced. Methods for obtaining predicted values include previous value prediction using the immediately preceding pixel and two-dimensional prediction using pixels on the previous scanning line in addition to the immediately preceding pixel.

第2図は、従来の予測符号化方法である2次元予測符号
化方法を説明するためのサンプリングパターン図である
。同図において、O印は画素を表し、Aを予測符号化し
ようとする画素及び画素値、B、  C,Dを画業Aに
隣接する画素およびその画素値とする。ここで画素Aに
対する予測値A′を画業値B、  C,Dの演算(予測
演算または予測開数)で求め、その予測誤差 A−A’
  を符号とする。
FIG. 2 is a sampling pattern diagram for explaining a two-dimensional predictive encoding method, which is a conventional predictive encoding method. In the figure, the O mark represents a pixel, A is the pixel and pixel value to be predictively encoded, and B, C, and D are pixels adjacent to the drawing A and their pixel values. Here, the predicted value A' for pixel A is calculated by calculation of the drawing values B, C, and D (predicted calculation or predicted numerical arithmetic), and the prediction error is A-A'.
Let be the sign.

予測演算には、例えば画素B、  C,Dの平均値をと
る方法があり、 A’: (B+C+D)/3     (1’)の演算
で表すことができる。また、画素Aと画素B、  C,
Dとの画素間の距離を考慮して重み付けした、 A’=  (3B+2C+3D)/8   (2’)に
よる予測演算もある。
Prediction calculations include, for example, a method of taking the average value of pixels B, C, and D, and can be expressed by the calculation A': (B+C+D)/3 (1'). Also, pixel A, pixel B, C,
There is also a prediction calculation based on A'=(3B+2C+3D)/8 (2'), which is weighted in consideration of the distance between pixels from D.

このようにして求められた予測誤差を前記した非線形量
子化によって符号化することにより、総合的な圧縮処理
を行なうものである。
Comprehensive compression processing is performed by encoding the prediction error obtained in this way using the nonlinear quantization described above.

以上説明した従来の予測符号化方法は映像信号の画素配
置がマトリクス状であったが、第3図に示す非マトリク
ス状画素配置の映像信号でも同等の処理で行える。
In the conventional predictive encoding method described above, the pixel arrangement of the video signal is in a matrix, but the same processing can be performed on a video signal with a non-matrix pixel arrangement as shown in FIG.

この非マトリクス状画素配置の映像信号としては、例え
ば、衛生放送を通じて一般家庭に送信される高品位テレ
ビジョン信号として使用予定のMUSE信号にみられ、
そのMUSE信号の一画面の画素配列はライン間にオフ
セットを持ったクインカンクス状になっている。また、
前記MUSE信号にも使用されているサブサンプル処理
は、高データレートの映像信号を圧縮する際の前処理と
しても使用されている手法でもある。この点においても
予測符号化方法が非マトリクス状画素配列の映像信号を
圧縮できることは効果的である。
An example of a video signal with this non-matrix pixel arrangement is seen in the MUSE signal, which is scheduled to be used as a high-definition television signal transmitted to general households through satellite broadcasting.
The pixel array of one screen of the MUSE signal is in the form of a quincunx with an offset between lines. Also,
The subsample processing, which is also used for the MUSE signal, is also a method used as preprocessing when compressing high data rate video signals. In this respect as well, it is effective that the predictive encoding method can compress a video signal having a non-matrix pixel arrangement.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記した方法では、隣接した画素間の相
関性が高い場合には効果的であるが、相関性が低い場合
、つまり予測誤差が大きい時には大きな予測誤差が非線
形量子化されるので、量子化雑音も大きくなり、復号時
に勾配過負荷やエツジビジネスなどの発生や解像度の低
下などの画質劣化の要因となるという課題があった。
Problems to be Solved by the Invention However, the above method is effective when the correlation between adjacent pixels is high, but when the correlation is low, that is, when the prediction error is large, a large prediction error occurs due to nonlinear quantum As a result, quantization noise also increases, which causes problems such as gradient overload and edge business during decoding, and deterioration of image quality such as a decrease in resolution.

さらに、前述したサブサンプルされた映像信号では、サ
ブサンプルによる折返しなどにより画素間の相関性はよ
り低いものとなるので、上記課題が非常に問題となって
いる。
Furthermore, in the above-mentioned subsampled video signal, the correlation between pixels becomes lower due to aliasing due to the subsamples, so the above problem becomes a serious problem.

本発明は、かかる従来の技術の課題に鑑み、画素間の相
間性を単なる値ではなく、映像信号の周波数成分に着目
し、その振幅情報の相関性を利用して、予測符号化にお
ける予測感度のよい、つまり予測誤差が小さくなるよう
な予測符号化方法を提供することを目的とする。
In view of the problems of the conventional technology, the present invention focuses on the frequency component of a video signal to determine the correlation between pixels, not just the value, and uses the correlation of the amplitude information to improve the prediction sensitivity in predictive coding. The object of the present invention is to provide a predictive coding method that has a good prediction error, that is, a prediction error that is small.

課題を解決するための手段 本発明は、一画面の画素情報を各々マトリクス状となる
複数のブロックに分割し、前記複数のブロックから任意
のブロックを抽出し、前記抽出したブロック内の周波数
成分に基づき前記抽出されなかったブロックの画素情報
を予測するものであって、前記予測するのに前記抽出し
たブロック内の周波数成分の振幅情報は一定で位相情報
は前記抽出したブロックと前記抽出されなかったブロッ
クとの位置の変化分だけシフトすることを特徴とする予
測符号化方法である。
Means for Solving the Problems The present invention divides pixel information of one screen into a plurality of blocks each in a matrix shape, extracts an arbitrary block from the plurality of blocks, and calculates the frequency components in the extracted blocks. The pixel information of the unextracted block is predicted based on the pixel information of the unextracted block, and when making the prediction, the amplitude information of the frequency component in the extracted block is constant and the phase information is the same as that of the extracted block and the unextracted block. This predictive encoding method is characterized by shifting by the amount of change in position with respect to the block.

作用 本発明は、上記した方法により、画素間の相関性を単な
る値ではなく、映像信号の周波数成分に着目し、その振
幅情報と位相情報の相間性を利用しているために、予測
符号化における予測感度のよい、つまり予測誤差が小さ
くなるので、量子化雑音も小さくなり、復号時に勾配過
負荷やエツジビジネスなどの発生や解像度の低下などの
画質劣化を起こさない映像信号の圧縮ができる。
Effect: The present invention uses the above-described method to focus on the frequency component of the video signal, rather than just the value, of the correlation between pixels, and utilizes the correlation between the amplitude information and phase information. Since the prediction sensitivity is good, that is, the prediction error is small, the quantization noise is also small, and it is possible to compress the video signal without causing gradient overload, edge business, etc., or image quality deterioration such as a decrease in resolution during decoding.

実施例 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を説明するためのサンプリ
ングパターン図である。第1図において、○印および・
印は映像信号の一画面内に配置される画素を表わしてお
り、画面全体の画素配置は非マトリクス状になっている
。そこでまず、画面内画素を前記O印画素群と・印画素
群との各々がマトリクス状画素配置となる画素群とに分
割し、さらに各々の画素群に対して各々がn*nマトリ
クス状(nは正整数)となるブロックに分割する。第1
図において、1は○印画素群におけるーブロックであっ
て実線はそのブロック範囲を表わし、2は・印画素群に
おけるーブロックであって破線はそのブロック範囲を表
わす。またこの時ブロックにおけるマトリクスの次数n
は4であってブロック内画素数は16画素である。
FIG. 1 is a sampling pattern diagram for explaining one embodiment of the present invention. In Figure 1, mark ○ and
The marks represent pixels arranged within one screen of the video signal, and the pixel arrangement across the screen is non-matrix. Therefore, first, the pixels on the screen are divided into the O-print pixel group and the pixel group, each of which has a matrix-like pixel arrangement, and then each pixel group is divided into an n*n matrix-like pixel arrangement ( (n is a positive integer). 1st
In the figure, 1 is a -block in the circle-print pixel group, and the solid line represents the block range, and 2 is a -block in the -print pixel group, and the broken line represents the block range. Also, at this time, the order of the matrix in the block is n
is 4, and the number of pixels in the block is 16.

以上のようにして非マトリクス状画素配列の映像信号を
マトリクス状ブロックに分割した後、ブロック間の予測
を行う。ここではブロック1を用いてブロック2の予測
を行うものとする。予測方法としては、ブロック1に含
まれる周波数成分に対してその振幅情報は一定で、位相
情報はブロック1からブロック2までの位置の変化分だ
け各周波数成分の位相を変化させたものとする。
After dividing the video signal of the non-matrix pixel array into matrix blocks as described above, prediction between the blocks is performed. Here, it is assumed that block 2 is predicted using block 1. As a prediction method, it is assumed that the amplitude information of the frequency components included in block 1 is constant, and the phase information is that the phase of each frequency component is changed by the change in position from block 1 to block 2.

次に、前記予測方法を実現すための予測関数について説
明する。
Next, a prediction function for realizing the above prediction method will be explained.

ブロック化された信号を周波数分解する手法として離散
コサイン変換がある。Cをn零〇離散コサイン変換マト
リクスとし、Cの(’yj)要素c++、4+(ただし
、 I、J”0.I+・・・、n−1)  は、C(:
 、 r + =dtcO5(J(i+1/2) n 
/n)     (1)である。ここでd、は、 て、入力画素ブロックXに対する2次元離散コサイン変
換した出力マトリクスYは次式でもとまる。
Discrete cosine transform is a method for frequency decomposing a blocked signal. Let C be an n zero 〇 discrete cosine transformation matrix, and the ('yj) elements c++, 4+ (where I, J"0.I+..., n-1) of C are C(:
, r + =dtcO5(J(i+1/2) n
/n) (1). Here, d is: The output matrix Y obtained by performing the two-dimensional discrete cosine transform on the input pixel block X is determined by the following equation.

Y  =  CTXC(3) (3)式Yの各要素cj i + 41 は、水平、垂
直の2次元周波数成分の振幅情報を示している。しかし
位相情報は(3)式変換においては同定であるので、各
周波数成分に対して位相をシフトする変換を行う。
Y = CTXC (3) (3) Each element cj i + 41 of equation Y indicates amplitude information of horizontal and vertical two-dimensional frequency components. However, since the phase information is identified in the equation (3) transformation, a transformation is performed to shift the phase for each frequency component.

離散コサイン変換マトリクスは、 CCT=CTC=E (単位マトリクス)(4)である
ので、(3)式の逆離散コサイン変換は、  X=  
CYC■             (5)で表わされ
る。(5)式はまた、 ”    ”  7X  :l”−aV+:、4iCE
 14c”= 7Xχ、’y、1.3+F +4   
   (6)ただし、E i、の要素は、 である。このCとCの転置マトリクスc1を用い(k、
1=0,1.・・・、ロー1) と表わすことができ、F、の要素は、 れ固定で、垂直方向に位相が画素あたりiπ/n進む単
一周波数成分を示す列ベクトルと、水平方向に位相が画
素あたりjπ/n進む単一周波数成分を示す行ベクトル
との積である。よって、これら列ベクトルおよび行ベク
トルの各周波数成分の位相にオフセットを与えることに
より、周波数、S幅は等しくて位相のみがシフトされた
2次元周波数成分を表すことができる。
The discrete cosine transform matrix is: CCT=CTC=E (unit matrix) (4), so the inverse discrete cosine transform of equation (3) is:
It is expressed as CYC■ (5). Equation (5) can also be expressed as “ ” 7X :l”−aV+:, 4iCE
14c"=7Xχ,'y,1.3+F+4
(6) However, the elements of E i are as follows. Using the transposed matrix c1 of C and C (k,
1=0,1. ..., row 1), and the elements of F are a column vector indicating a single frequency component whose phase advances by iπ/n per pixel in the vertical direction, and a column vector whose phase advances by iπ/n per pixel in the horizontal direction. is the product of a row vector representing a single frequency component that advances by jπ/n. Therefore, by giving an offset to the phase of each frequency component of these column vectors and row vectors, it is possible to represent a two-dimensional frequency component in which the frequency and S width are the same and only the phase is shifted.

今、実数Sを変数としてnunマトリクスP5の(1゜
J)要素を、 ps++、4+ = dtcO5(!(j+1/2+S
)7[/n)    (9)とする時、前記入力画素ブ
ロックXに対して垂直方向にa画素、水平方向にb画素
(a、bは任意の実数)移動した位置における予測画素
ブロックXab  は、 (6) 、  (7) 、 
 (s) 式より、X ab   =:  ’、:≦:
] γ二、’ y(+ 、 、IP a丁E+4Pb=
  P−”YPb          (10)で表す
ことができる。また(3)式より(10)式はいX −
b  ”  P −’ C’ X CP b=  (C
P−)”X(CPb) =  R,”XRb          (11)とで
きる。ここで、(11)式の実数Sを変数とするnun
マトリクスR,sは、振幅情報は一定で位相情報はS画
素相当シフトする変換マトリクスとなる。
Now, using the real number S as a variable, the (1°J) element of the nun matrix P5 is expressed as ps++, 4+ = dtcO5(!(j+1/2+S
)7[/n) (9) When the predicted pixel block Xab is moved from the input pixel block X by a pixel in the vertical direction and b pixels in the horizontal direction (a and b are arbitrary real numbers), the predicted pixel block Xab is , (6) , (7) ,
(s) From the formula, X ab =: ',:≦:
] γ2,' y(+ , , IP a d E+4Pb=
P-"YPb (10) Also, from equation (3), equation (10) YesX -
b ” P −'C' X CP b= (C
P−)”X(CPb) = R,”XRb (11). Here, nun with the real number S in equation (11) as a variable
The matrix R,s is a conversion matrix in which the amplitude information is constant and the phase information is shifted by S pixels.

以上より、前記第1図のブロック1からブロック2に対
する予測ブロックを得る予測関数は、a  =  b 
 =  1/2          (12)としたと
きの前記(11)式である。
From the above, the prediction function for obtaining the prediction block from block 1 to block 2 in FIG. 1 is a = b
= 1/2 (12) This is the above formula (11).

以上説明したように、本実施例では、その予測方法が、
従来の画素値の相関性でなく、映像信号に含まれる周波
数成分の振幅情報に対する相関性を用いるものである。
As explained above, in this example, the prediction method is
Instead of the conventional correlation between pixel values, the correlation between amplitude information of frequency components included in a video signal is used.

よって画素値の相関性のみでは予測し得なかった高周波
数成分に対しても十分に予測し得るものとなって、予測
符号化における予測感度が上がり、後段の非線形量子化
における量子化雑音を小さくできる。っまり復号時に勾
配過負荷やエツジビジネスなどの発生や解像度の低下な
どの画質劣化を起こさない映像信号の圧縮ができる。
Therefore, it is possible to sufficiently predict high frequency components that could not be predicted based on pixel value correlation alone, increasing prediction sensitivity in predictive coding and reducing quantization noise in nonlinear quantization in the subsequent stage. can. It is possible to compress video signals without causing image quality deterioration such as gradient overload, edge business, or a drop in resolution during decoding.

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、画素間の相関性を
単なる値ではなく、映像信号の周波数成分に着目し、そ
の振幅情報と位相情報の相関性を利用しているために、
予測符号化における予測感度がよい、つまり予測誤差が
小さくなるので、量子化雑音も小さくなり、復号時に勾
配過負荷やエツジビジネスなどの発生や解像度の低下な
どの画質劣化を起こさない映像信号の圧縮ができるので
、その実用的効果は大きい。
As described in detail, according to the present invention, the correlation between pixels is focused not on mere values, but on the frequency components of video signals, and the correlation between amplitude information and phase information is utilized. To,
The prediction sensitivity in predictive coding is good, that is, the prediction error is small, so the quantization noise is also small, and video signal compression that does not cause image quality deterioration such as gradient overload, edge business, or resolution drop during decoding. This has great practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明における一実施例の予測符号化方法を説
明するためのサンプリングパターン図、第2図および第
3図は従来の予測符号化方法を説明するためのサンプリ
ングパターン図である。 l・・・O印画素群におけるーブロック2・・・・印画
素群におけるーブロック第 ○ ○ ○ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ○ ○ ○ 第 ○ ○ ○ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ○ ○
FIG. 1 is a sampling pattern diagram for explaining a predictive encoding method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are sampling pattern diagrams for explaining a conventional predictive encoding method. l... Block 2 in the O print pixel group... Block No. 2 in the print pixel group ○ ○ ○ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ■ ■ ○ ○ ○ ○

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 一画面の画素情報を各々マトリクス状となる複数のブロ
ックに分割し、前記複数のブロックから任意のブロック
を抽出し、前記抽出したブロック内の周波数成分に基づ
き前記抽出されなかったブロックの画素情報を予測する
予測符号化方法であつて、前記予測するのに前記抽出し
たブロック内の周波数成分の振幅情報は一定で位相情報
は前記抽出したブロックと前記抽出されなかったブロッ
クとの位置の変化分だけシフトすることを特徴とする予
測符号化方法。
Divide the pixel information of one screen into a plurality of blocks each in a matrix shape, extract any block from the plurality of blocks, and extract the pixel information of the blocks that were not extracted based on the frequency components in the extracted blocks. A predictive coding method for predicting, wherein amplitude information of frequency components in the extracted block is constant and phase information is only a change in position between the extracted block and the unextracted block. A predictive encoding method characterized by shifting.
JP63273562A 1988-10-28 1988-10-28 Predictive coding method Pending JPH02119487A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63273562A JPH02119487A (en) 1988-10-28 1988-10-28 Predictive coding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63273562A JPH02119487A (en) 1988-10-28 1988-10-28 Predictive coding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02119487A true JPH02119487A (en) 1990-05-07

Family

ID=17529535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63273562A Pending JPH02119487A (en) 1988-10-28 1988-10-28 Predictive coding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02119487A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6289132B1 (en) Apparatus and method for optimized compression of interlaced motion images
US5940132A (en) Image signal converting apparatus
US6487249B2 (en) Efficient down conversion system for 2:1 decimation
US6584154B1 (en) Moving-picture coding and decoding method and apparatus with reduced computational cost
EP1335598B1 (en) Digital data conversion equipment
DE60310800T2 (en) Approximated cubic filter
DE60308255T2 (en) 2D transformations for image and video coding
JP4739651B2 (en) Apparatus and method for realizing high-precision intermediate pixel high-speed search in video encoding
US20060002480A1 (en) Apparatus and method for improved interlace processing
US6650708B1 (en) Video signal encoding apparatus
US20060062310A1 (en) Video coder employing pixel transposition
CN104272739A (en) Mode-dependent coefficient scanning and directional transforms for different colour sampling formats
JPH06205388A (en) Picture coder
US6628714B1 (en) Down converting MPEG encoded high definition sequences to lower resolution with reduced memory in decoder loop
JPH07507428A (en) digital video signal processor equipment
KR20000068192A (en) Image processing device and method, and transmission medium, transmission method and image format
CN101443810A (en) Up-scaling
EP0809404B1 (en) Apparatus for coding an object region of a video signal by using a rearranged block-based technique
US8090031B2 (en) Method for motion compensation
US5010402A (en) Video signal compression apparatus
KR100255528B1 (en) Television system for transmitting digitized television pictures from a transmitter to a receiver
KR20010007273A (en) Video signal shuffling, encoding, decoding apparatus and program recording medium
JP4580880B2 (en) Image encoding apparatus, image decoding apparatus, and image processing system
JPH02119487A (en) Predictive coding method
JP2522357B2 (en) Image enlargement method