JPH02241285A - 動画像信号の高能率符号化装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、テレビ電話やテレビ会議などに利用する動画
像信号の高能率符号化装置に関する。

従来の技術 従来、この種の動画像信号の高能率符号化装置としては
、動き補償フレーム間予測とフレーム内２ページ 予測が混在した予測を行ったり、上記の動き補償フレー
ム間予測とフレーム内予測の両方又はどちらか一方を行
ったり、又は上記予測を選択的に切り換える予測を行う
ことにより、予測誤差値を算出し、複数の画素の集合で
あるブロック（例えば８ライン×８画素）毎に上記予測
誤差値を直交変換し、その係数を符号化する装置が知ら
れている。

第２図は、従来の動画像信号の高能率符号化装置を示す
。

第２図において、アナログ動画像信号が入力すると、Ａ
／Ｄ変換器１によりディジタル動画像信号に変換され、
このディジタル動画像信号は、減算器５と動きベクトル
検出回路２に入力する。動きベクトル検出回路２は、こ
のディジタル動画像信号と、フレームメモリ３から読み
出される前フレームの再生画素値により、複数の画素の
集合であるブロック単位に動きベクトルを検出し、この
動きベクトルは、予測回路４と回線符号化回路１３に入
力する。

予測回路４は、この動きベクトルと、フレーム３ベーン メモリ３から読み出される現フレームと前フレームの両
方又はいずれか一方の再生画素値により、動き補償フレ
ーム間予測とフレーム内予測が混在した予測を行った９
、上記の動き補償フレーム間予測とフレーム内予測の両
方又はどちらか一方を行ったシ、又は上記予測を選択的
に切り換える予測を行い、予測値を減算器５と加算器１
２に出力する。

減算器５においては、Ａ／Ｄ変換器１からのディジタル
動画像信号と予測回路４からの予測値の差である予測誤
差値が算出され、この予測誤差値は、直交変換回路６に
より、複数の画素の集合であるブロック毎に直交変換係
数に変換され、この直交変換係数は係数量子化回路７に
より量子化される、 尚、この際の量子化ステップ幅は、量子化ステップ幅制
御回路１５により決定されるが、量子化ステップ幅制御
回路１５は、送信バッファ１４の残留情報量が多い場合
には、発生情報量を抑えるために量子化ステップ幅が大
きくなるように制御し、残留情報量が少ない場合には、
画像をより細かく伝送するために量子化ステップ幅が小
さくなるように制御する。てして、この量子化ステップ
幅は、係数量子化回路７に出力ちれるとともに、係数逆
量子化回路１０と回線符号化回路１３に出力される。

係数量子化回路７により量子化された係数は、量子化係
数符号化回路８により符号化され、符号化された係数は
、量子化係数復号化回路９と回線符号化回路１３に出力
されて量子化係数復号化回路９により局所復号化され、
次いで、係数逆量子化回路１０により逆量子化される。

更に、この逆量子化された係数は、直交逆変換回路１１
により逆変換されて予測誤差値に再生され、加算器１２
によりこの予測誤差値と、予測回路４からの予測値が加
算されて画素値に再生され、この画素値がフレームメモ
リ３に書き適寸れる。

回線符号化回路１３に入力した動きベクトルと、直交変
換係数の量子化符号と量子化ステップ幅が回線符号化さ
れ、送信バッファ１４において速度５・＼−７ 平滑化され、回線に出力される。

しだがって、上記従来例によれば、送信バッファ１４の
残留情報量に応じて量子化ステップ幅を適応的に制御す
るので、例えば６４　Ｋ　ｂ／ｓ、３８４　Ｋ　ｂ／ｓ
等の一定の伝送レートで、画質劣化の少ない動画像を伝
送することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の動画像信号の高能率符号化装
置では、入力したアナログ動画像信号の全てをディジタ
ル化し、符号化して伝送するので、入力信号にノイズが
重畳している場合には、ノイズも同様に符号化されて伝
送され、受信側の再生画質が劣化するという問題点があ
る。

この影響は、人物等の被写体の背景である静止画像領域
において顕著に観測され、静止丁べき画像がノイズによ
りちらついて表示されるという問題がある。また、不要
なノイズを符号化するので、動画像に割り当てられる情
報量が少なくなり、動画像の再生画質が劣化するという
問題点がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、被写体の背６ヘーノ 景である静止画像領域の画像のちらつきを防止すること
ができるとともに、動画像の再生画質を向上することが
できる動画像信号の高能率符号化装置を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、背景画像を予め記
憶し、動画像信号から背景画像の部分を検出してその部
分に前記フレームメモリに予め記憶された背景画像を置
換し、背景画像以外の部分に動画像信号を充当すること
により画面を合成し。

この合成された画像信号を符号化するようにしたもので
ある。

作　　　　用 本発明は上記構成により、被写体の背景である静止画像
領域の入力画像信号にノイズが重畳している場合にもノ
イズが符号化されないので、再生画像のちらつきを防止
することができ、また、動画像の再生画質を向上するこ
とができる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明す７・・−／ る。第１図は、本発明に係る動画像信号の高能率符号化
装置の一実施例を示すブロック図である。

第１図において、１は、入力信号であるアナログ動画像
信号をディジタル動画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器、
２１は、Ａ／Ｄ変換器１からのディジタル動画像信号に
より、静止画像領域である背景画像を符号化前に予め記
憶するための背景フレームメモリ、２２は、例えば前フ
レームの画像との差信号等により、Ａ／Ｄ変換器１から
のディジタル動画像信号から背景画像の部分を検出する
背景部分検出回路である。

２３は、背景部分検出回路２２により検出された背景画
像の部分に、背景フレームメモリ２１に予め記憶された
背景画像を置換し、背景部分検出回路２Ｚにより検出さ
れた背景画像以外の部分に、Ａ／Ｄ変換器１からのディ
ジタル動画像信号を充当することにより、１フレームの
画面を合成する背景合成回路である。

２は、背景合成回路２３からの画像信号と、フレームメ
モリ３から読み出される前フレームの再生画素値により
、複数の画素の集合であるブロック単位に動きベクトル
を検出する動きベクトル検出回路、４は、この動きベク
トルと、フレームメモリ３から読み出される現フレーム
と前フレームの両方又はいずれか一方の再生画素値によ
り、動き補償フレーム間予測とフレームｈ予測が混在し
た予測を行ったり、上記の動き補償フレーム間予測とフ
レーム内予測の両方又はどちらか一方を行ったり、又は
上記予測を選択的に切り換える予測を行う予測回路であ
る。

５は、背景合成回路２３からの画像信号と予測回路４か
らの予測値の差である予測誤差値を算出する減算器、６
は、この予測誤差値を複数の画素の集合であるブロック
毎に直交変換係数に変換する直交変換回路、７は、量子
化ステップ幅制御回路１５により決定された量子化ステ
ップ幅により、この直交変換係数を量子化する係数量子
化回路である。

８は、係数量子化回路７により量子化された係数を符号
化する量子化係数符号化回路、９は、こ９・・−７ の符号化された係数を局所復号化する量子化係数復号化
回路、１０は、量子化ステップ幅制御回路１５により決
定される量子化ステップ幅により、この局所復号化され
た係数を逆量子化する逆量子化回路、１１は、この逆量
子化された係数を直交逆変換して予測誤差値に再生する
直交逆変換回路、１２は、この予測誤差値と、予測回路
４からの予測値を加算して画素値を再生し、この画素値
をフレームメモリ３に書き込む加算器、１３は、動きベ
クトル検出回路２からの動きベクトルと、量子化係数符
号化回路８からの直交変換係数の量子化符号と、量子化
ステップ幅制御回路１５により決定された量子化ステッ
プ幅を回線符号化する回線符号化回路、１４は、回線符
号化回路１３からの回線符号を速度平滑化するための送
信バッファである。

尚、量子化ステ・リプ幅制御回路１５は、送信バッファ
１４の残留情報量が多い場合には、発生情報量を抑りる
ために量子化ステリプ幅が大きくなるように缶制御し、
残留情報量が少ない場合には、１０・、−７ 画像をより細かく伝送するために量子化ステップ幅が小
さくなるように制御する。

次に、上記実施例の動作を説明する。

先ず、符号化前に予め、人物等の動く被写体がない背景
の画像が入力するように設定すると、この背景画像は、
Ａ／Ｄ変換器１によりディジタル信号に変換され、背景
フレームメモリ２１に記憶される。

この状態において、テレビ電話やテレビ会議等がスター
トしてアナログ動画像信号が入力すると、Ａ／Ｄ変換器
１によりディジタル動画像信号に変換され、背景部分検
出回路２２は、このディジタル動画像信号により背景部
分を検出し、背景合成回路２３は、背景部分検出回路２
２により検出された背景部分の画素を、背景フレーム２
１に記憶された画素に置換して画面を合成する。

背景合成回路２３により合成された画像は、従来例と同
様に、動き補償フレーム間予測とフレム内予測が混在し
た予測を行ったり、上記の動き補償フレーム間予測とフ
レーム内予測の両方又は１１・・−・ どちらか一方を行ったり、又は上記予湖を選択的に切り
換える予測を行うことにより、予測誤差値が算出され、
複数の画素の集合であるブロック（例えば８ライン×８
画素）毎に上記予測誤差値が直交変換され、その係数が
符号化等されて伝送される。

したがって、上記実施例によれば、ディジタル動画像信
号の背景部分の画素値は、背景フレーム２１に記憶され
た画素に置換されて符号化されるので、入力信号にノイ
ズが重畳している場合にも。

背景部分の画素値は時間的に一定の値と々す、したがっ
て、被写体の背景である静止画像領域の画像のちらつき
を防止することができる。この場合、静止画像領域の不
要なノイズを符号化しないので、動画像に割り当てられ
る情報量が多くなり、動画像の再生画質を向上すること
ができる。

また、上記実施例においても従来例と同様に、送信バッ
ファ１４の残留情報旬に応じて量子化ステップ幅を適応
的に制御するので、例えば６４Ｋｂ／ｓ、３８４　ｂ／
ｓ等の一定の伝送レートで、画質劣化の少ない動画像を
伝送することができる。

尚、上記実施例では、Ａ／Ｄ変換器１により変換された
背景画像のディジタル信号を予め背景フレームメモリ２
１に記憶するように構成したが、外部から直接背景画像
のディジタル信号を予め背景フレームメモリ２１に記憶
するように構成してもよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、背景画像を予め記憶し、
動画像信号から背景画像の部分を検出してその部分に前
記フレームメモリに予め記憶された背景画像を置換し、
背景画像以外の部分に動画像信号を充当することにより
画面を合成し、この合成された画像信号を符号化するよ
うにしたので、被写体の背景である静止画像領域の入力
画像信号にノイズが重畳している場合にもノイズが符号
化されないので、再生画像のちらつきを防止することが
でき、寸だ、動画像の再生画質を向」ニすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

１３・・−７ 第１図は、本発明に係る動画像信号の高能率符号化装置
の一実施例を示すブロック図、第２図は、従来の動画像
信号の高能率符号化装置を示すブロック図である。 １・・・Ａ／Ｄ変換器、２・・・動きベクトル検出回路
、３・・・フレームメモリ、４・・・予測回路、５・・
・減算器、６・・・直交変換回路、７・・・係数母子化
回路、８・母子化係数符号化回路、１３・・回線符号化
回路、１４・・・送信バッファ、１５・量子化ステップ
幅制御回路、２１・・背景フレームメモリ、２２・背景
部分検出回路、２３・・背景合成回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 背景画像を予め記憶するためのフレームメモリと、動画
   像信号から背景画像の部分を検出する検出回路と、前記
   検出回路により検出された背景画像の部分に前記フレー
   ムメモリに予め記憶された背景画像を置換し、前記背景
   部分検出回路により検出された背景画像以外の部分に動
   画像信号を充当することにより画面を合成する合成回路
   と、前記合成回路により合成された画像信号を符号化す
   る回路とを有する動画像信号の高能率符号化装置。