JPH02260871A - 静止画像の符号化方法とその装置 - 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、静止画像の符号化装置及び動画像の復号化装
置を互いに接続し、静止画像の符号化復号化を行う方法
及びその方法を実施する装置に関する。

（従来の技術） 従来、テレコンファレンス等における静止画像の通信は
、静止画通信局と静止画通信局との間で、静止画像の符
号化装置と静止画像の復号化装置により通信を行なって
いた。あるいは、動画通信局と動画通信局の間において
は、動画像の符号化装置と動画像の復号化装置との双方
に予め用意されている静止画モードの通信により行なわ
れていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のテレコンファレンス等における静
止画像の通信では、静止画像の符号化装置と動画像の復
号化装置の符号化処理方法が異なるため、静止画通信局
は静止画通信局と、動画通信局は動画通信局と、それぞ
れの閉領域において行なわれ、静止両局と動画局の双方
にまたがる通信は実行不可能であり、非常に不便であっ
た。

そこで、本発明の技術的課題は上記欠点に鑑み、静止画
像の符号器と動画像の復号器との通信を実現する静止画
像の符号化方法とその装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば静止画像に対して、フレーム毎にｎライ
ンづつフレーム内符号化を行い、該ｎライン以外の領域
をフレーム間で無効ラインであることを示す符号に置き
換えて符号化を行うことを特徴とする静止画像の符号化
方法が得られる。

即ち、本願の第一の発明によれば、静止画像の符号化伝
送において、任意の時刻毎に定められた領域に対して画
面内の相関を用いて符号化を行ない、該符号化領域以外
は画面間の相関を利用し場合に変化がない状態として符
号化することを特徴とする静止画像の符号化方法が得ら
れる。

また、本願の第二の発明によれば、静止画像の符号化に
おいて、第一の静止画像を蓄える手段と、該静止画像を
蓄える手段の出力に対し画面内の相関に基づいてフレー
ム毎にｎラインづつ移動して符号化するフレーム内符号
化手段と、該フレーム内符号化信号を冗長度低減するよ
うに変換する第一の符号変換手段と、前記画面内でフレ
ーム内符号化を行なわなかった前記ｎライン以外の領域
について、画面間において変化がないことを表す符号を
発生する第二の符号変換手段と、前記第一の符号変換手
段と前記第二の符号変換手段の出力のいずれかを選択す
る選択手段と、該選択手段および前記静止画像を蓄える
手段の動作を制御する制御手段とを具備することを特徴
とする静止画像の符号化装置が得られる。

（発明の概要） 第１図に示すように、静止画像符号化装置４０と動画復
号化装置４１とが、静止画用の伝送レートの低い伝送路
４２で結ばれている。静止画像の符号化装置４０は、伝
送しようとする静止画像が入力されると、その人力され
た画像を少しづつ符号化し、符号化したデータを伝送路
４２に徐々に流す。これは静止画用の伝送路４２は、伝
送レートが非常に低いので、大量のデータを瞬時に流す
ことができないためである。

一方、動画像の符号化装置（図示せず。）では、符号化
によって生じた雑音や歪み、あるいは伝送路上での符号
誤りの影響を取除くために、周期的な画像の書替（リフ
レッシュ）を行なっている。

リフレッシュは、第２図に示すように、定められた画面
毎（時刻毎）にｎラインづつ移動しながら、画面内の相
関を用いたフレーム内符号化により実行され、フレーム
メモリに新しい画像が書込まれる。リフレッシュ以外の
領域は、画面間の相関を利用したフレーム間符号化が行
なわれる。

そこで本発明の静止画像の符号化では、上記のリフレッ
シュモードを利用して符号化することにより、動画像の
復号器で復号化を可能とするものである。

即ち、静止画の符号化に当っては、第３図に示すように
静止画像を蓄えるフレームメモリ１に、送信しようとす
る静止画を書込む。そして、画面内の相関を用いたフレ
ーム内符号器２で、フレーム毎にｎラインづつ移動しな
がら符号化する。フレーム内符号化された信号すを、第
１符号変換器４により、ハフマン符号などの効率の良い
符号を用いて、さらに冗長性を低減する。その画面内で
フレーム内符号化を行わなかったｎライン以外の領域は
、画面間での変化がないことを表現するために、第２符
号変換器５において、フレーム間で無効ラインであるこ
とを示す符号に置き換えられる。符号化に当っては、制
御回路３がフレームメモリ１、フレーム内符号器２、第
２符号変換器５および選択器６の制御を行ない、以下に
示すような動作となる。

制御回路３は、符号化を行なう画像の読み出し制御を行
なうリードコマンドＣをフレームメモリ１に与える。フ
レームメモリ１は、リードコマンドＣが画像信号ａの読
み出しを指示しているときにのみ画像信号ａを読み出す
。制御回路３は、さらにフレーム内符号化の実行停止を
制御する符号化実行停止信号ｄを、フレーム内符号器２
と第２符号変換器５に与える。フレーム内符号器２は、
制御回路３から与えられた符号化実行停止信号ｄが符号
化の実行を示しているときには、フレーム内符号化を実
行する。符号化実行停止信号が符号化の停止を示してい
るときには、フレーム内符号器２は何も行なわず停止状
態となる。第２符号変換器５は、この符号化実行停止信
号に対応してフレーム間で無効ラインであることを示す
符号ｅを発生し、選択器６に供給する。制御回路３から
与えられる符号化実行停止信号ｄは、フレーム毎にｎラ
インづつ移動する。また、制御回路３はフレーム内符号
化の実行を示す信号をフレーム内符号器２に与えたとき
には、選択器６に第１符号変換器４の出力を選択する切
替信号ｆを与え、フレーム内符号化が実行され符号変換
された信号ｇを選択する。フレーム内符号化を停止させ
ているときには、第２符号変換器５の出力を選択する切
替信号ｆを選択器６に与える。

この様に、フレーム毎にｎラインづつフレーム内符号化
を行ない、ｎライン以外の領域をフレーム間で無効ライ
ンであることを示す符号に置き換えて符号化することに
より、画面間の相関と画面内の相関を用いた動画像の符
号器で符号化を行なった場合と等価にできる。

一方、受信側では、上述の様な符号を受取れば書換えら
れる画像部分については、動画像復号装置のフレーム内
復号化を利用したリフレッシュモードによって復号化す
ることができる。

復号装置は、第４図に示すように、画面間の相関と画面
内の相関を利用した通常の動画像復号装置４１を用いる
ことができる。

送信側から伝送されてきた符号は、逆符号変換器７で逆
符号変換されて、逆量子化器８に送られる。また、逆符
号変換器７は、そのラインがフレーム内符号化が行なわ
れていたか、フレーム間符号化が行なわれていたかを示
す選択信号（フラッグ）を生成し、復号器の選択信号り
として選択器１２に供給する。逆量子化器８で逆量子化
された差分信号１は、加算器９で選択器１２から与えら
れる予測信号ｊと加算され復号信号にとなる。復号信号
には、復号装置の出力として出力されるとともにフレー
ム内復号器１０とフレーム間復号器１１に送られる。フ
レーム内復号器１０は、画面内の前画素あるいは前ライ
ンなどの符号化済みの信号から予測信号ｇ−１を生成し
、選択器１２に与える。フレーム間復号器１１は、加算
器９から送られてきた復号信号ｋを１フレ一ム時間遅延
し、フレーム間予測信号Ｒ−２として選択器１２に与え
る。選択器１２は、逆符号変換器７から供給された選択
信号りに従い、予測信号１−１＋　１−２の選択を行な
う。

このようにすると、例えば第２図の時刻ｔで、リフレッ
シュされた領域は、時刻ｔ＋ｍでフレーム間符号化が実
行され、リフレッシュラインは次の領域に移る。ところ
がフレーム間符号化が実行されたラインは、符号化デー
タが符号化の時に無効データに置き換えられているので
、そのラインはフレーム間予測信号Ｒ−、がそのまま復
号装置の出力信号となる。従って、時刻ｔ＋ｍでは、フ
レーム間符号器に蓄えられている時刻ｔでリフレッシュ
された信号が、そのまま復号装置の出力となる。そして
時刻ｔ＋ｍのリフレッシュ領域が追加される。このよう
にフレーム間の復号を行なうラインは、送信側から送ら
れてきた差分信号ｉが無効データとなっているので、前
フレームまでにリフレッシュされた信号が出力される。

そして、このフレームでリフレッシュされた信号が追加
され、フレーム毎にリフレッシュ領域がｎラインづつ移
動して、リフレッシュされた新しい画像の領域が徐々に
拡大して行き、これを繰返すことにより１枚の画像を形
成する。

フレーム内符号器２として直交変換などの変換符号化を
用いた場合の復号装置４１は、第５図に示すような構成
のものを用いればよい。逆符号変換器７と逆量子化器８
は、前記のものと同様の動作をする。逆量子化器８の出
力は、加算器つとフレーム内復号器１０に与えられる。

加算器９の出力は、選択器１２の一方の入力に与えられ
る。フレーム内復号器１０の出力は、選択器１２のもう
一方の入力に供給される。選択器１２は、逆符号変換器
７から与えられた選択信号りに従い、フレーム内復号器
１０の出力と加算器９の出力のどちらか一方選択を行な
う。選択器１２の出力信号は、複合装置４１の出力とし
て出力されるとともに、フレーム間復号器１１に与えら
れる。フレーム間復号器１１は、選択器１２から与えら
れた信号を１フレ一ム時間遅延し加算器９に送る。この
場合のフレーム内復号器１０は、送信側に用いたフレー
ム内符号器（第３図参照）２の逆変換とする。

以上説明したように、静止画像の符号化装置４０でフレ
ーム毎にｎラインづつ移動しながらフレーム内符号化を
行ない、画面内のｎライン以外の領域は、フレーム間で
無効ラインであることを示す符号に置き換えて符号化を
行なうことにより、受信側では動画像復号装置４１のフ
レーム内復号化を利用したリフレッシュモードで復号を
行なうことができる。

（実施例） 次に本発明の一実施例を詳細に説明する。

第６図は、本実施例の符号器のブロック図である。入力
の画像信号は、線１００を介してフレームメモリ１に供
給される。フレームメモリ１は、制御回路３から線３１
を介して供給される読み出し制御信号Ｃが、画像の読み
出しを指示しているときにのみ画像データを読み出し、
線１２を介してフレーム内符号器２に供給される。

フレーム内符号器２が予測符号化方式を用いる場合には
、第７図に示すような構成になる。画像の読み出し指示
に従ってフレームメモリ１から読み出された画像信号ａ
は、線１２を介して減算器２１に供給される。減算器２
１は、フレームメモリ１から供給された画像信号ａとフ
レーム内予測器２３から供給されるフレーム内予測信号
ｐとの減算を行ない、フレーム内差分信号Ｑを得る。減
算器２１で得られたフレーム内差分信号Ｑは、量子化器
２２に供給される。量子化器２２は、減算器２１から供
給されたフレーム内差分信号Ｑを量子化して、フレーム
内予測器の出力として線２４を介して符号変換器４に供
給するとともに、フレーム内予測器２３に供給する。フ
レーム内予測器２３は、今から符号化しようとする画素
の近傍の画素、例えば前画素または前ラインの画素など
からフレーム内予測信号ｐを生成し、減算器２１に供給
する。量子化器２２およびフレーム内予測器２３は、制
御回路３から線３２を介して供給される符号化実行停止
信号ｄが、符号化の実行を指示しているときには、それ
ぞれの機能を実行する。

符号化実行停止信号が、符号化停止を指示しているとき
には、それぞれの機能を停止する。すなわち、量子化器
２２およびフレーム内予測器２３は出力をゼロとする。

次に第８図を参照しながら制御回路３について説明する
。

クロック発振器３００は、基準クロックを発生し、ライ
ンカウンタ３１０に供給する。ラインカウンタ３１０は
１、クロック発振器３００から供給されたクロを分周し
、ライン番号を数える。例えば、１画面当りの画素数が
２５６サンプル×２４０ラインであるとすると、２５６
クロツク毎にライン番号を１づつ更新して数え、２４０
ラインまで数えると先頭のライン番号に戻る。ラインカ
ウンタ３１０で得られたライン番号は、線３１３３を介
してＲＯＭ　（リードオンリーメモリー）３３０の下位
ビットのアドレスに供給される。また、ラインカウンタ
３１０は２４０ライン毎にキャリーを１回発生し、線３
１３２を介してフレームカウンタ３２０に供給する。

フレームカウンタ３２０は、ラインカウンタ３１０から
線３１３２を介してキャリー信号が供給される毎にフレ
ーム番号を１づつ更新し数え上げる。フレームカウンタ
３２０で得られたフレーム番号は、線３２３３を介して
ＲＯＭ３３０の上位ビットのアドレスに供給される。Ｒ
ＯＭ３３０は、フレーム内符号化を実行するための制御
信号を発生する。フレーム毎にｎラインづつ移動しなが
らフレーム内符号化を行なうには、フレーム毎に符号化
するラインを予め定めて、そのアドレスにフレーム内符
号化を実行する信号、例えば１を書込んでおけばフレー
ム毎に定められたラインにフレーム内符号化実行信号が
移動する。画面内でフレーム内符号化を行なわない領域
は、そのラインのアドレスに０を書込んでおく。この様
にして発生したフレーム内符号化実行信号は、フレーム
メモリの読み出し制御信号Ｃとして線３１を介してフレ
ームメモリ１に供給される。また、ＲＯＭ３３０で発生
したフレーム内符号化実行信号は、遅延３４０に供給さ
れる。遅延３４０は、ＲＯＭ３３０から供給されたフレ
ーム内符号化実行信号に対し、フレームメモリ１に読み
出し制御信号Ｃが与えられてからデータがフレーム内符
号器２に供給されるまでの遅延時間に相当する遅延補償
を行なう。遅延３４０の出力信号ｄは、線３２を介して
符号化実行停止信号としてフレーム内符号器２および符
号変換器５に供給されるとともに、遅延３５０に供給さ
れる。遅延３５０は、符号化実行停止信号に対して、符
号化実行停止信号がフレーム内符号器２に供給されてか
らフレーム内符号化が実行されたデータが出力されるま
での遅延時間と、第１符号変換器４で符号変換に要する
遅延時間に相当する遅延の補償を行なう。遅延３５０の
出力は、第１及び第２符号変換器４，５の選択信号ｆと
して線３６を介して選択器６に供給される。

第６図に戻れば第１符号変換器４は、フレーム内符号器
２から供給された量子化が施されているフレーム内差分
信号すを、ハフマン符号などの効率の良い符号を用いて
符号変換し、線４６を介して選択器６に供給する。第２
符号変換器５は、線３２を介して供給された符号化実行
停止信号ｄが、符号化の停止を示しているときには、ラ
ンレングス符号などの効率の良い符号を用いて、常にフ
レーム間で無効ラインであることを示す符号ｅを発生す
る。符号変換器５の出力は、線５６を介して選択器６に
供給される。選択器６は、制御回路３から供給された選
択信号ｆにより、第１及び第２符号変換器４，５の選択
を行なう。制御回路３から供給された選択信号ｆが、１
でフレーム内符号化が実行され符号変換された信号ｇを
選択するように指示している場合には、第１符号変換器
４の出力信号を選択する。選択信号が０でフレーム間で
無効ラインであることを示す符号ｅの選択を指示してい
る場合には、第２符号変換器５の出力を選択する。選択
器６の出力は、線６０を介して伝送路に供給される。

つぎに、第９図を参照しなから復号装置について説明す
る。

第９図に示す復号装置は、画面内の相関および画面間の
相関を利用した通常の動画像復号装置４１である。

送信側から送られてきた信号は、線７００を介して逆符
号変換器７に供給される。逆符号変換器７は、逆符号変
換を行ない逆変換された信号を逆量子化８に供給する。

また、逆符号変換器７は、符号からフレーム内符号化が
行なわれていた信号か、フレーム間符号化が行なわれて
いた信号かを示す信号りを生成し、復号器１０，１１の
選択信号として線７１２を介して選択器１２に供給する
。

逆量子化器８は、逆符号変換器７から供給された信号を
逆量子化し、得られた差分信号ｉを加算器９に供給する
。加算器９は、逆量子化器８から供給された差分信号ｉ
と、選択器１２から供給される予測信号ｉとを加算し復
号信号ｋを得る。加算器９の出力の復号信号には、フレ
ーム内復号器１０およびフレーム間復号器１１に供給さ
れる。また、加算器９の出力の復号信号に、は、復号装
置の出力として線９００を介して出力される。フレーム
内復号器１０は、加算器９から供給された復号信号ｋを
一時的に蓄え、今から復号化しようとする画素の近傍の
画素、例えば前画素または前ラインの画素などからフレ
ーム内予測信号Ｄ　−＋を生成し、線１０１２を介して
選択器１２に供給する。

フレーム内復号器１０の予測関数は、フレーム内符号器
２のものと同じものを用いる。フレーム間復号器１１は
、加算器９から供給された復号信号ｋを１フレ一ム時間
遅延し、フレーム間予測信号１−２として線１１２を介
して選択器１２に供給する。選択器１２は、逆符号変換
器７から供給された選択信号りに従い予ａノ信号の選択
を行なう。選択器１２の出力の予測信号ｉは、加算器９
に供給される。

なお、以上の説明において、フレーム内符号器２として
予測符号化方式を用いるものとしたが、これは勿論他の
直交変換などの方式も適用可能である。この時には、フ
レーム内符号器２に含まれるフレーム内予測器２３の機
能と減算器２１の機能を削除し、代りに入力信号に対し
変換回路を設け、変換結果を量子化すればよい。また復
号装置としては、第５図に示すような復号装置を用いれ
ばよい。変換方式としては、アダマール変換、ＤＣＴ、
その他特に制限はない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の静止画像の符号化方法又
は符号化装置を用いれば、通常の動画像複合器で復号化
を行なうことができ、静止画像の符号器と動画像の復号
器との通信が可能となる。

よって、静止画局は静止画局と、動画局は動画局と、そ
れぞれの閉領域において行なわれていた通信の枠を拡大
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静止画像符号化装置と動画像復号化装
置との接続関係を表す概念図、第２図は本発明の周期的
な画像のリフレッシュを表す概念図、第３図は本発明の
概念を示すブロック図、第４図は通常の動画像復号装置
のブロック概念図、第５図はフレーム内符号器として変
換符号化を用いた場合に用いる通常の復号装置、第６図
は本発明の実施例に係るブロック概念図、第７図は第６
図における実施例の予測符号化方式を用いた場合のフレ
ーム内符号器のブロック概念図、第８図は第６図の実施
例の制御回路のブロック概念図、第９図は第６図におけ
る実施例に対して用いられる通常の動画像復号装置のブ
ロック概念図である。 １・・・フレームメモリ、２・・・フレーム内符号器、
３・・・制御回路、４・・・第２符号変換器、５・・・
第２符号変換器、６・・・選択器、７・・・逆符号変換
器、８・・・逆量子化器、９・・・加算器、１０・・・
フレーム内復号器、１１・・・フレーム間複合器、１２
・・・選択器、２１・・・減算器、２２・・・量子化器
、２３・・・フレーム内予測器、３００・・・クロック
発振器、３１０・・・ラインカウンタ、３２０・・・フ
レームカウンタ、３３０・・・ＲＯＭ、３４０・・・遅
延、３５０・・・遅延。 時刻を 時刻を十ｍ 粥 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）静止画像に対して、フレーム毎にｎラインづつフレ
   ーム内符号化を行い、一方、該ｎライン以外の領域をフ
   レーム間で無効ラインであることを示す符号に置き換え
   て符号化を行うことを特徴とする静止画像の符号化方法
   。 ２）静止画像の符号化において、第一の静止画像を蓄え
   る手段（１）と、該静止画像を蓄える手段（１）の出力
   に対し画面内の相関に基づいてフレーム毎にｎラインづ
   つ移動して符号化するフレーム内符号化手段（２）と、
   該フレーム内符号化信号を冗長度低減するように変換す
   る第一の符号変換手段（４）と、前記画面内でフレーム
   内符号化を行なわなかった前記ｎライン以外の領域につ
   いて、画面間において変化がないことを表す符号を発生
   する第二の符号変換手段（５）と、前記第一の符号変換
   手段（４）と前記第二の符号変換手段（５）の出力のい
   ずれかを選択する選択手段（６）とを具備することを特
   徴とする静止画像の符号化装置。