JPH02200084A - High-efficiency encoding system - Google Patents

High-efficiency encoding system

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JPH02200084A
JPH02200084A JP1020166A JP2016689A JPH02200084A JP H02200084 A JPH02200084 A JP H02200084A JP 1020166 A JP1020166 A JP 1020166A JP 2016689 A JP2016689 A JP 2016689A JP H02200084 A JPH02200084 A JP H02200084A
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JP
Japan
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frame
frames
encoding
encoded
inter
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Application number
JP1020166A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Yamada
恭裕 山田
Hiroyuki Saito
博之 斎藤
Chieko Otsuka
大塚 千恵子
Ichiro Ando
一郎 安藤
Takamizu Niihara
新原 高水
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce a prediction error by performing in-frame encoding at every (2n+1) frames. CONSTITUTION:A (2n+1) frame memory 21 is provided to store (2n+1) frames which become objects to be encoded to perform the encoding of the continuous frame of a moving image signal at every (2n+1) frames comprehensively (n is >=1 integer). Also, two one-frame memories 22 and 23 and a change-over switch 24 to supply data read out from those memories by switching to a motion compensation circuit 6 are provided to form a prediction signal (predicted value) based on preceding and succeeding frames. And the entire picture of one frame can be refreshed in a single action by performing the in-frame encoding at every (2n+1) frames, and also, inter-frame prediction in two way, forward and backward, directions can be performed by performing the inter-frame prediction encoding of the preceding and succeeding frames setting encoded and decoded data on which the in-frame encoding are applied as reference. In such a way, it is possible to reduce distance between frames to the half, and to reduce the prediction error by that share.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はディジタル信号の信号処理を行なう記録、伝送
機器、その他の表示装置などの各種機器において、動画
像信号をより少ない符@昂で効率的に圧縮符号化して伝
送又は記録するための高能率符号化方式のうちのフレー
ム間予測符号化方式に関するもので、特にテレビ会議な
どの特定の動画像信号でなく一般の動画像信号を情報記
録ディスクや情報記録テープなどの蓄積系メディアに記
録するために有用なものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is useful for processing moving image signals in various devices such as recording, transmission equipment, and other display devices that perform signal processing of digital signals. This relates to interframe predictive coding, which is a high-efficiency coding method for compressing and encoding and transmitting or recording information, and is particularly useful for information recording of general moving image signals rather than specific moving image signals such as video conferences. It is useful for recording on storage media such as disks and information recording tapes.

(従来の技術) 動画像信号の高圧縮技術としては、テレビ会議。(Conventional technology) Video conferencing is an example of high compression technology for moving image signals.

テレビ電話用に、より少ない符号量で符号化する符号化
技術(高能率符号化技術)が知られているが、この場合
、同一背景画像中に人物の動きがあるという特殊な動画
像信号の符号化となる。
There is a known encoding technology (high-efficiency encoding technology) that uses a smaller amount of code for videophone calls, but in this case, it is difficult to encode a special video signal in which there is movement of a person in the same background image. It becomes encoding.

ここで、符号化の機略を述べると、初期画面又はシーン
・チェンジ(画面転換)のときは、フレームをフリーズ
(例えば、5フレ一ム間位静止画とする)し、その間に
1ル−ムの画像信号をフレーム内符号化し、その後、各
フレームを前フレームの符号化・復号データを基準とし
てフレーム間予測符号化〈例えば、動き補償フレーム間
予測符号化)をする。
Here, to explain the encoding technique, at the time of the initial screen or scene change (screen change), the frame is frozen (for example, a still image between 5 frames), and one rule is inserted in between. The image signal of the frame is intra-frame encoded, and then each frame is subjected to inter-frame predictive encoding (eg, motion compensated inter-frame predictive encoding) using the encoded/decoded data of the previous frame as a reference.

フレーム間予測符号化は、通常の動画像が各フレーム間
でかなり似ているので、符号化の汎んだ前のフレームの
信号から符号化しようとするフレームの信号を予測して
、予8I基準誤差(残差)のみを符号化するものである
In interframe predictive coding, since each frame of a normal moving image is quite similar, the signal of the frame to be encoded is predicted from the signal of the previous frame, which has been widely encoded, and is based on the 8I standard. Only the error (residual) is encoded.

このとき、1フレームを8×8画素程度の大きさずつの
ブロックに分割して(1フレームが360×240画素
とすると45X30ブロツクとなる)、各ブロックごと
に前フレーム(実際には、前フレームの符号化復号画像
データ)との動き補償されたフレーム間予i1!!lf
J差信号を符号化し、伝送する。
At this time, one frame is divided into blocks each having a size of about 8 x 8 pixels (if one frame is 360 x 240 pixels, it becomes 45 x 30 blocks), and each block is divided into blocks each having a size of about 8 x 8 pixels. (coded decoded image data) and motion compensated interframe prediction i1! ! lf
J difference signal is encoded and transmitted.

更に、その際、データ圧縮のため前フレームとの相関の
強いブロックのデータは符号化伝送しないなども行なわ
れる。
Further, at this time, data of blocks having a strong correlation with the previous frame is not coded and transmitted in order to compress the data.

また、伝送中のエラーによりいったん復号できなくなっ
たブロックは、それ以降は復号再生できなくなるのを防
止するために、少しずつ各ブロックの符号化をフレーム
内符号化をして伝送し、例えば、1秒問に1回位全ブロ
ックがリフレッシュされるような方法がとられる。
In addition, in order to prevent a block that cannot be decoded due to an error during transmission from being decoded and reproduced thereafter, each block is encoded little by little by intra-frame encoding and transmitted. A method is used in which all blocks are refreshed about once every second.

第4図は動き補償フレーム間予測符号化の代表的な従来
構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a typical conventional configuration of motion compensated interframe predictive coding.

同図において、画像信号入力端子1より連続して入力さ
れた動画像信号は、予測信号減算器2において予測信号
(予測値)が減算され、その差分である予3基準+誤差
(残差)について符号化器3で符号化される。この時、
切換えスイッチ7はb側に接続される。
In the same figure, the moving image signal that is continuously input from the image signal input terminal 1 has a predicted signal (predicted value) subtracted by the predicted signal subtracter 2, and the difference is the pre-3 standard + error (residual). is encoded by the encoder 3. At this time,
The changeover switch 7 is connected to the b side.

予測信号(予測値)は、局部復@器4で局部復号され、
1フレームメモリ5にス1−アされた前フレームの信号
(符号化・復号データ)から動き補償回路6で動き補償
されることにより得られる。
The predicted signal (predicted value) is locally decoded by the local decoder 4,
It is obtained by motion compensation in the motion compensation circuit 6 from the previous frame signal (encoded/decoded data) stored in the one frame memory 5.

初期画面(初期状態)やシーン・チェンジ(画面転換)
のときには、切換えスイッチ7がa側に接続され(この
とき、予測信号減算器2においてO(ゼロ)が減算され
、すなわち減算が無いことになり)、1フレ一ム分すべ
てフレーム内符号化される。その様子を第5図に示すが
、本来フレームF1〜F4の符号化をすべきところを、
その時間をフレームFoの符号化に割当てている。これ
は符号化に要する時間と伝送データ吊の問題からそうな
っている。従って、フレームFoが5フレ。
Initial screen (initial state) and scene change (screen change)
At this time, the changeover switch 7 is connected to the a side (at this time, O (zero) is subtracted in the predicted signal subtracter 2, that is, there is no subtraction), and the entire frame is intra-frame encoded. Ru. The situation is shown in Figure 5, where frames F1 to F4 should originally be encoded.
That time is allocated to encoding frame Fo. This is because of the time required for encoding and the problem of data transmission. Therefore, frame Fo is 5 frames.

−ム間継続(フリーズ)し、5フレ一ム間静止画となり
、その後フレームF5.FB、・・・と続いて符号化さ
れる。
- continues (freezes) for 5 frames, becomes a still image for 5 frames, and then frames F5. FB, . . . are then encoded.

なお、第5図において、101部分はフレーム間予測符
号化を示し、rハツチングJ部分はフレーム内符号化(
部分リフレッシュ)を示す。
In FIG. 5, the 101 part indicates interframe predictive coding, and the r-hatched J part indicates intraframe coding (
partial refresh).

また、初期画面やシーン・チェンジ以外の通常状態では
、第6図に示すように、部分リフレッシュが行なわれ、
その時だけ切換えスイッチ7がa側に接続され、この図
では6つのフレーム期間LフレームF n 、 Fnn
+ Fn+2 、 Fn+3 、 Fn+4 。
In addition, in the normal state other than the initial screen or scene change, partial refresh is performed as shown in Figure 6.
Only then, the changeover switch 7 is connected to the a side, and in this figure, six frame periods L frames F n , Fnn
+Fn+2, Fn+3, Fn+4.

F口+5]で全リフレッシュが行なわれるが、実際には
30フレ一ム/秒のフレーム・レートとして1秒間(3
0フレーム)位かけて全リフレッシュされる場合が多い
Full refresh is performed at F + 5], but in reality it is refreshed at a frame rate of 30 frames/second for 1 second (3
In many cases, the entire image is refreshed over a period of about 0 frames).

また、第4図の符号化器3における符号化は、第7図に
示すように、まず、8x8DCT回路13において8×
8画素のブロックがそれぞれ2次元!1tr1.Dサイ
ン変換[D CT ; Discrete CCo51
neTransfor ]され、得られた8×8の各係
数は、次に、係数別量子化器14で係数別に吊子化され
る。
Further, the encoding in the encoder 3 of FIG. 4 is performed first in the 8×8 DCT circuit 13 as shown in FIG.
Each 8-pixel block is two-dimensional! 1tr1. D sine transformation [D CT; Discrete CCo51
neTransform], and each of the obtained 8×8 coefficients is then multiplied by coefficient by the coefficient-by-coefficient quantizer 14.

更に、伝送符号化器8では0(ゼロ)係数値から非O(
ゼロ)係数値までが、第8図に示すような吊子化OCT
係数のスキャンニングによりランレングス符号化され、
それらランレングス符号がエントロピー符号化(ハフマ
ン符号などの可変長符号化)により伝送符号化され、バ
ッフ7メモリ9を介して可変長ディジタルデータとして
データ出力端子基準より出力され、伝送あるいは記録さ
れる。
Furthermore, the transmission encoder 8 converts the coefficient value from 0 (zero) to non-O (
(zero) coefficient value is obtained by hanging OCT as shown in Figure 8.
run-length encoded by scanning the coefficients,
These run-length codes are transmission-encoded by entropy coding (variable-length coding such as Huffman coding), and are output as variable-length digital data via a buffer 7 and memory 9 from a data output terminal reference, and are transmitted or recorded.

ここで、吊子化後のOCT係数は、0(ゼロ)となるこ
とが多いため前述したランレングス符号化が有効であり
、更に、第9図に示すように確率分布を予め設定し、ハ
フマン符号化し、伝送することによってデータ圧縮が効
果的に行なえる。
Here, the OCT coefficients after hanging are often 0 (zero), so the run-length encoding described above is effective.Furthermore, the probability distribution is set in advance as shown in Figure 9, and Huffman Data can be effectively compressed by encoding and transmitting it.

なお、フレーム内/間符号化切換制御回路10は、動き
補償回路6の出力によりシーン・チェンジを検出し、そ
の際や前記した部分リフレッシュの際に切換えスイッチ
7の接続の切換えを制御すると共に、伝送符号化器8に
フレーム内/間符号化の識別情報を供給し、フレーム内
/間の符号化の切換えを行なう。
Note that the intra-frame/inter-frame coding switching control circuit 10 detects a scene change based on the output of the motion compensation circuit 6, and controls the switching of the connection of the changeover switch 7 at that time and at the time of the above-mentioned partial refresh. Intra/inter frame coding identification information is supplied to the transmission encoder 8, and intra/inter frame coding is switched.

伝送符号化器8には動き補償回路6から動きベクi〜ル
情報が供給される一方、フレーム内/間符号化切換制御
回路10からフレーム内/間符号化識別情報が供給され
、それらも−緒に伝送符号化される。
The transmission encoder 8 is supplied with motion vector i~ information from the motion compensation circuit 6, and is also supplied with intra-frame/inter-coding identification information from the intra-frame/inter-coding switching control circuit 10. It is also transmission encoded.

ここで、可変長符号化する場合、バッファメモリが不可
避であるが、各フレームとも同じ符号化を行なっていた
のでは符号発生量が画像の種類(例えば、テレビ会議で
人の動きが大きくなったりしたとき)によって変動する
ため、一定の伝送容量の伝送路ではデータが送れなくな
る。
When performing variable-length encoding, buffer memory is unavoidable, but if the same encoding was performed for each frame, the amount of code generated would depend on the type of image (for example, when there are large movements of people during a video conference). data cannot be sent on a transmission line with a certain transmission capacity.

そのため、画像が少量変動の場合はバッフ7メモリで平
滑化し、大量変動が起こりかけたときはバッファメモリ
の占有最を監視し、それによって符号化制御回路12を
介して符号化器3における符号化を制御する。
Therefore, when the image has a small amount of fluctuation, it is smoothed in the buffer 7 memory, and when a large amount of fluctuation is about to occur, the buffer memory is monitored for maximum occupancy, and then the encoder 3 encodes the image via the encoding control circuit 12. control.

なお、符号化の制御は、具体的には前述した符号化器3
の8X8DCT係数のけ子化ステップを粗くしたり、全
係数を送らず低次側の係数のみにしたりする。
Note that the encoding control is specifically performed by the encoder 3 described above.
The filtering step of the 8×8 DCT coefficients is made rougher, or only the low-order coefficients are sent without sending all the coefficients.

〈発明が解決しようとする課題) ところが、上記した従来の高能率符号化方式、すなわち
前フレームによる巡回型のフレーム間予測符号化方式で
は、一般の動画像のうちテレビ会議などのように連続し
て画像を送る場合には大きな不都合はないが、特に情報
記録ディスクや情報記録テープなどの蓄積系メディアへ
の記録に適用した場合に次の様な問題点がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the conventional high-efficiency encoding method described above, that is, in the cyclic interframe predictive encoding method using the previous frame, it is difficult to use continuous Although there are no major disadvantages when transmitting images, there are the following problems, especially when applied to recording on storage media such as information recording disks and information recording tapes.

■ 一般の動画像ではシーンチェンジがよくあるが、そ
のたびごとにフリーズが起こるのは不自然である。
■ Scene changes are common in general moving images, but it is unnatural for the image to freeze every time.

■ 蓄積系メディアへの記録再生では特にエラーへの対
策が必要となるが、エラーが起こったブロック領域の回
復に1秒もかかってしまう。
■ When recording and reproducing data on storage media, special measures against errors are required, but it takes up to one second to recover the block area where the error occurred.

■ メディアの途中からの再生が頻繁に行なわれる(ラ
ンダムアクセス)が、そのたびに全画面リフレッシュす
るまでの1秒間は再生画像が得られない。
■ Playback from the middle of the media is frequently performed (random access), but each time a playback image cannot be obtained for one second until the entire screen is refreshed.

■ 蓄積系メディアに記録された場合には、ビジュアル
・サーチ(粗画面を再生モニタしながら早送りや巻戻し
を行なうこと)が必要となるが、それが不可能である。
■ When recorded on storage media, visual search (fast forwarding or rewinding while monitoring the rough screen) is required, but this is not possible.

■ リフレッシュから時間的に離れたブロックのフレー
ム間予測符号化は予測誤差が大きくなり、フレーム間予
測符号化による圧縮効果が少し低下する。
■ Interframe predictive coding of blocks that are temporally distant from refresh will result in a large prediction error, and the compression effect of interframe predictive coding will decrease slightly.

そこで、本発明は上記した従来の技術の課題を解決した
高能率符号化方式を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly efficient encoding method that solves the problems of the conventional techniques described above.

〈課題を解決するための手段) 本発明は上記の目的を達成するために、連続して入力さ
れる画像信号の連続フレームを2n+1フレーム[nは
1以上の整数]ごとにまとめて符号化する高能率符号化
方式であって、符号化対象となる2n+1のフレームを
順にF−n、 F−n+1゜−、F−2,F−1,Fo
、F +、F2.−、Fn−+。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention collectively encodes consecutive frames of continuously input image signals into 2n+1 frames [n is an integer of 1 or more]. This is a high-efficiency encoding method, in which 2n+1 frames to be encoded are sequentially encoded by F-n, F-n+1°-, F-2, F-1, Fo.
, F +, F2. -, Fn-+.

Fnとして、その中のフレームFoをフレーム内符号化
する手段と、このフレームFoの符号化・復号データを
基準として、その前後のフレームF−1,F+をフレー
ム間符号化する手段と、このフレームFo、F−1,F
 +の符号化・復号データを基準として、その前後のフ
レームF−2,F2をフレーム間符号化する手段と、以
下順に、フレームF o 、 Fl、 F + 、 ・
”、 F−n+1. Fn−+の符号化・復号データを
基準として、その前後のフレームF−n、Fnをフレー
ム間符号化する手段とよりなることを特徴とする高能率
符号化方式を提供するものである。
As Fn, a means for intra-frame encoding the frame Fo therein, a means for inter-frame encoding the frames F-1 and F+ before and after this frame Fo, based on the encoded/decoded data of this frame Fo, and this frame. Fo, F-1, F
means for interframe encoding frames F-2 and F2 before and after the encoded/decoded data of + as a reference; and frames F o , Fl, F + , .
”, F-n+1. Provides a high-efficiency encoding method characterized by comprising means for inter-frame encoding the frames F-n and Fn before and after the encoded/decoded data of Fn-+ as a reference. It is something to do.

(作 用) 上記した構成の高能率符号化方式においては、(イ)2
n+1フレームごとにフレーム内符号化することにより
、1フレ一ム全画面を一度にリフレッシュする。そして
、(ハ)フレーム内符号化したフレームの符号化・復号
データを基準として、その前後のフレームをフレーム間
符号化することにより、フレーム間予測を前向きと後向
きの双方向で行ない、よって、従来の技術では最大2n
フレーム離れたフレームのフレーム間符号化をしていた
ものが、最大nフレーム離れたフレームのフレーム間符
号化となり、フレーム間距離を半減させられ、その分子
側誤差を少なくできる。
(Function) In the high-efficiency encoding system with the above configuration, (a) 2
By performing intra-frame encoding every n+1 frames, the entire screen of one frame is refreshed at once. (c) Using the encoded/decoded data of the intra-frame encoded frame as a reference, the frames before and after it are inter-frame encoded to perform inter-frame prediction in both forward and backward directions. With this technology, up to 2n
What used to be inter-frame encoding of frames separated by frames becomes inter-frame encoding of frames separated by a maximum of n frames, which reduces the inter-frame distance by half and reduces the error on the numerator side.

史に、上記(イ)では、例えば1秒間に数回程度のリフ
レッシュをすることになるから、(実用上)フレーム内
符号化が増加し、従って、符号量が増加することになる
が、上記に)によってフレーム間符号化の圧縮率が向上
し、全体として符号量をあまり増加させないで前述した
従来の技術の同題点■〜■を解決することができる。
Historically, in (a) above, refresh is performed several times per second, so (in practical terms) the amount of intra-frame encoding increases, and therefore the amount of code increases. (2) improves the compression rate of interframe coding, and solves problems (1) to (4) of the prior art without significantly increasing the amount of code as a whole.

(実 施 例) 第1図は本発明になる高能率符号化方式の一実施例の構
成を示すブロック図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the high-efficiency encoding system according to the present invention.

同図における基本的な構成は従来例に準じたものとなっ
ており、前出の第4図中の同一構成部分には同一番号を
付す。
The basic configuration in this figure is similar to the conventional example, and the same components in FIG. 4 mentioned above are given the same numbers.

第1図においては、連続して入力される動画像信号の連
続フレームを2n+1フレーム[nは1以上の整数]ご
とにまとめてr:f0化するために符号化対象となる2
n+1のフレームをス1−アする(2n+1)フレーム
メモリ21を持つ。
In FIG. 1, consecutive frames of a continuously input moving image signal are collectively converted into r:f0 every 2n+1 frames [n is an integer of 1 or more], so 2 is the encoding target.
It has (2n+1) frame memories 21 that store n+1 frames.

また、予測信号(予測値)を前後のフレームをもとに形
成するために、二つの1フレームメモリ22、23と、
これらのメモリから読み出したデータを切換えて動き補
償回路6に供給するための切換えスイッチ24とがある
In addition, in order to form a predicted signal (predicted value) based on the previous and subsequent frames, two 1-frame memories 22 and 23,
There is a changeover switch 24 for switching the data read from these memories and supplying the data to the motion compensation circuit 6.

上記した構成で、連続して入力される動画像信号の連続
フレームを5フレームごとにまとめて符号化する場合に
ついて説明する。
A case will be described in which consecutive frames of a continuously input moving image signal are collectively encoded every five frames using the above configuration.

[1第2図に示すように、連続して入力される動画像信
号の連続フレームのうち符号化対象となる最初の5フレ
ームをF−2,F−1,Fo、F +。
[1 As shown in FIG. 2, the first five frames to be encoded among the consecutive frames of the moving image signal that are continuously input are F-2, F-1, Fo, F+.

F2として、まず、この5フレームを(2n+1)フレ
ームメモリ21にストアする。
As F2, first, these five frames are stored in the (2n+1) frame memory 21.

[215フレームのうちの真中の順番にあるフレームF
oを(2n+1)フレームメモリ21から読み出し、こ
のフレームFoをフレーム内符号化する。この時、切換
えスイッチ7はa側に接続される。そして、符号化器3
から得られるフレームFOの符号化データを局部復号器
4で局部復号して、それを二つの1フレームメモリ22
.23にそれぞれストアする。
[Frame F in the middle order of the 215 frames
o is read from the (2n+1) frame memory 21, and this frame Fo is intraframe encoded. At this time, the changeover switch 7 is connected to the a side. And encoder 3
The local decoder 4 locally decodes the encoded data of the frame FO obtained from the
.. 23 respectively.

[3]フレームFoの後のフレームであるフレームF1
を(2n+1)フレームメモリ21から読み出し、この
フレームF1について1フレームメモリ22にストアさ
れているデータ(すなわち、フレームFoの符号化・復
号データ)を基準に動き補償予測値との差分を算出し、
フレーム間予測符号化する。この時、切換えスイッチ7
はb側に接続され、切換えスイッチ24はa側に接続さ
れる。そして、符号化器3から得られるフレームF1の
符号化データを局部復号B4で局部復号して、それを1
フレームメモリ22に書換えス1−アする。
[3] Frame F1, which is the frame after frame Fo
(2n+1) is read from the frame memory 21, and the difference between this frame F1 and the motion compensated predicted value is calculated based on the data stored in the one frame memory 22 (that is, the encoded/decoded data of frame Fo),
Perform interframe predictive coding. At this time, selector switch 7
is connected to the b side, and the changeover switch 24 is connected to the a side. Then, the encoded data of frame F1 obtained from encoder 3 is locally decoded by local decoder B4, and it is
The frame memory 22 is rewritten and stored.

[4]フレームFoの前のフレームであるフレームF−
1を(2n+1>フレームメモリ21から読み出し、こ
のフレームF−1について1フレームメモリ23にスト
アされているデータ(すなわち、フレームFoの符号化
・復号データ)を基準に動き補償予測値との差分を算出
し、フレーム間予測符号化する。この時、切換えスイッ
チ7はb側に接続され、切換えスイッチ24はb側に接
続される。そして、符号化器3から得られるフレームF
−1の符号化データを局部復号器4で局部復号して、そ
れを1フレームメモリ23に書換えストアする。
[4] Frame F-, which is the frame before frame Fo
1 (2n+1>) is read from the frame memory 21, and the difference between this frame F−1 and the motion compensated predicted value is calculated based on the data stored in the 1 frame memory 23 (i.e., the encoded/decoded data of frame Fo). Then, the frame F obtained from the encoder 3 is
-1 encoded data is locally decoded by the local decoder 4, and is rewritten and stored in the 1-frame memory 23.

[5]フレームF1の後のフレームであるフレームF2
を(2n+1)フレームメモリ21から読み出し、この
フレームF2について1フレームメモリ22にストアさ
れているデータ(すなわち、フレームF+の符号化・復
号データ)を基準に動き補償予測値との差分を暮出し、
フレーム間予測符号化する。この時、切換えスイッチ7
はb(l!基準に接続され、切換えスイッチ24はa側
に接続される。
[5] Frame F2, which is the frame after frame F1
(2n+1) is read from the frame memory 21, and the difference between this frame F2 and the motion compensation predicted value is calculated based on the data stored in the one frame memory 22 (that is, the encoded/decoded data of frame F+),
Perform interframe predictive coding. At this time, selector switch 7
is connected to the b(l! reference), and the changeover switch 24 is connected to the a side.

[6]フレームF−1の前のフレームであるフレームF
−2を(2n+1)フレームメモリ21から読み出し、
このフレームF−2について1フレームメモリ23にス
1へアされているデータ(すなわち、フレームF−1の
符号化・復号データ・)を基準に動き補償予測値との差
分を算出し、フレーム間予測符号化する。この時、切換
えスイッチ7はb側に接続され、切換えスイッチ24は
b側に接続される。
[6] Frame F, which is the frame before frame F-1
-2 is read from (2n+1) frame memory 21,
For this frame F-2, the difference between the motion compensation predicted value is calculated based on the data stored in the frame memory 23 in the space 1 (that is, the encoded/decoded data of frame F-1), and the difference between the frames is calculated. Predictive encoding. At this time, the changeover switch 7 is connected to the b side, and the changeover switch 24 is connected to the b side.

以上のように、連続フレームのうら符号化対象となる5
フレームF−2,、F−1,Fo、Fl、F2のうち、
第3図に示すように、まず、5フレームの真中の順番に
あるフレームFoをフレーム内符号化し、次に、このフ
レームFoの符号化・復号データを基準として、その前
後のフレームF−1゜Flをフレーム間予測符号化し、
更に、このフレームF−1,Fo、F +の符号化・復
号データを基準として、その前後のフレームF−2,F
2をフレーム間予測符号化する。
As mentioned above, the 5
Among frames F-2, F-1, Fo, Fl, F2,
As shown in FIG. 3, first, the frame Fo in the middle of the five frames is intra-frame encoded, and then, using the encoded/decoded data of this frame Fo as a reference, the frames F-1° before and after it are encoded. Interframe predictive coding of Fl,
Furthermore, based on the encoded/decoded data of frames F-1, Fo, F+, frames F-2, F
2 is subjected to interframe predictive coding.

また、連続フレームのうち符号化対象となる次の5フレ
ームF3.F4.F5.FB、F7についても上記と同
様に、まず、5フレームの真中の順番にあるフレームF
5をフレーム内符号化し、次に、その前後のフレームに
ついてフレーム間予測符号化する。
In addition, the next five frames F3 to be encoded among the continuous frames. F4. F5. As for FB and F7, in the same way as above, first, frame F in the middle order of the 5 frames is
5 is intra-frame encoded, and then the frames before and after it are subjected to inter-frame predictive encoding.

以下同様に、順次5フレームごとに上記と同様の符号化
を行なう。
Thereafter, the same encoding as above is performed sequentially for every five frames.

なお、上記したように5フレームごとの符号化に限らず
、7フレームあるいは9フレームごとのように2n+1
フレームごとにまとめて符号化する場合も、上記と同様
の符号化手順によるものである。
Note that the encoding is not limited to every 5 frames as described above, but also 2n+1 such as every 7 frames or 9 frames.
When encoding each frame at once, the same encoding procedure as above is used.

以上のように、本発明では、2n+1フレームごとにフ
レーム内符号化することにより、1フレ一ム全画面を一
度にリフレッシュすると共に、フレーム内符号化したフ
レームの符号化・復号データを基準として、その前後の
フレームをフレーム間予測符号化することにより、フレ
ーム間予測を前向きと後向きの双方向で行ない、よって
、従来の技術では最大2nフレーム離れたフレームのフ
レーム間予測符号化をしていたものが、最大ロフレーム
離れたフレームのフレーム間予測符号化となり、フレー
ム間距離を半減させられ、その分子側誤差を少なくでき
る。
As described above, in the present invention, by performing intra-frame encoding every 2n+1 frames, the entire screen of one frame is refreshed at once, and based on the encoded/decoded data of the intra-frame encoded frame, By performing interframe predictive coding on the previous and subsequent frames, interframe prediction is performed in both forward and backward directions. Therefore, in conventional technology, interframe predictive coding was performed on frames that are up to 2n frames apart. However, interframe predictive coding is performed for frames that are separated by a maximum of 9 frames, and the interframe distance can be halved and the numerator error can be reduced.

(発明の効果) 以上の如く、本発明方式では、フレーム間符号化のため
のフレーム間距離を従来の技術に比べ半減させられ、そ
の分子i!1!誤差を少なくでき、符号量をあまり増加
させないで、従来の技術の問題点を解決でき、特に蓄積
系メディアへの記録に適用して有用となり、ランダムア
クセスやビジュアルサーチなどが可能となり、シーンチ
ェンジや動きを伴う一般の動画像に対しても高効率で符
号化が可能となる。
(Effects of the Invention) As described above, in the method of the present invention, the interframe distance for interframe encoding can be halved compared to the conventional technique, and the numerator i! 1! It can reduce errors and solve the problems of conventional technology without significantly increasing the amount of code. It is especially useful when applied to recording on storage media, enables random access and visual search, and allows scene changes and It is also possible to encode general moving images that involve movement with high efficiency.

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

第1図は本発明になる高能率符号化方式の一実施例の構
成を示すブロック図、第2図及び第3図は本発明方式の
符号化について説明するための図、第4図は従来の高能
率符号化方式の一例の構成を示すブロック図・、第5図
及び第6図は従来方式の符号化について説明するための
図、第7図は第4図の符号化器の構成を詳しく示す図、
第8図及び第9図は符号化について説明するための図で
ある。 1・・・画像信号入力端子、2・・・予測信号減算器、
3・・・符号化器、4・・・局部復号器、6・・・動き
補償回路、7.24・・・切換えスイッチ、8−・・伝
送符号化器、9・・・バッファメモリ、10・・・フレ
ーム内/間符号化切換υIt基準回路、基準・・・デー
タ出力端子、12・・・符号化制御回路、13・・・8
X8DCT回路、14・・・係数別量子化器、21・・
・(2n+1)フレームメモリ、22、23・・・1フ
レームメモリ。 特 許 出願人 日本ビクター株式会社代表者 垣木 
邦夫
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the high-efficiency encoding method according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the encoding of the present invention, and FIG. 4 is a conventional A block diagram showing the configuration of an example of a high-efficiency encoding method, Figures 5 and 6 are diagrams for explaining the conventional encoding method, and Figure 7 shows the configuration of the encoder shown in Figure 4. A detailed diagram,
FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams for explaining encoding. 1... Image signal input terminal, 2... Prediction signal subtractor,
3... Encoder, 4... Local decoder, 6... Motion compensation circuit, 7.24... Changeover switch, 8-... Transmission encoder, 9... Buffer memory, 10 ...Intra-frame/inter-frame coding switching υIt reference circuit, reference...data output terminal, 12...encoding control circuit, 13...8
X8DCT circuit, 14... quantizer for each coefficient, 21...
- (2n+1) frame memory, 22, 23...1 frame memory. Patent Applicant: Japan Victor Co., Ltd. Representative Kakiki
Kunio

Claims (1)

【特許請求の範囲】 連続して入力される画像信号の連続フレームを2n+1
フレーム[nは1以上の整数]ごとにまとめて符号化す
る高能率符号化方式であって、符号化対象となる2n+
1のフレームを順にF−n,F−n+1,…,F−2,
F−1,F_0,F_1,F_2,…,F_n_−_1
,F_nとして、その中のフレームF_0をフレーム内
符号化する手段と、 このフレームF_0の符号化・復号データを基準として
、その前後のフレームF−1,F_1をフレーム間符号
化する手段と、 このフレームF_0,F−1,F_1の符号化・復号デ
ータを基準として、その前後のフレームF−2,F_2
をフレーム間符号化する手段と、 以下順に、フレームF_0,F−1,F_1,…,F−
n+1,F_n_−_1の符号化・復号データを基準と
して、その前後のフレームF−n,F_nをフレーム間
符号化する手段とよりなることを特徴とする高能率符号
化方式。
[Claims] Continuous frames of image signals that are continuously input are 2n+1.
This is a high-efficiency encoding method that collectively encodes each frame [n is an integer of 1 or more], and the 2n+ to be encoded
1 frame in order F-n, F-n+1,..., F-2,
F-1, F_0, F_1, F_2,..., F_n_-_1
. Based on the encoded/decoded data of frames F_0, F-1, F_1, frames F-2, F_2 before and after that
means for interframe encoding the frames F_0, F-1, F_1, ..., F- in the following order:
A high-efficiency encoding method comprising means for interframe encoding frames F-n and F_n before and after the encoded/decoded data of n+1 and F_n_-_1 as a reference.
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