JPH03214988A - Moving compensation inter-frame coder - Google Patents

Moving compensation inter-frame coder

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JPH03214988A
JPH03214988A JP2011283A JP1128390A JPH03214988A JP H03214988 A JPH03214988 A JP H03214988A JP 2011283 A JP2011283 A JP 2011283A JP 1128390 A JP1128390 A JP 1128390A JP H03214988 A JPH03214988 A JP H03214988A
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motion compensation
motion
signal
block
orthogonal transform
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Hiroyuki Ueyasu
博之 上保
Tetsuyuki Matsuka
松家 哲之
Akiyoshi Tanaka
章喜 田中
Ikuo Inoue
郁夫 井上
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve picture quality by checking whether or not a moving vector is identical to surrounding adjacent blocks whose movement is compensated and applying movement compensation even to a block decided for non movement compensation when a coded block is a block in the center in the occurrence of panning. CONSTITUTION:A 2nd movement compensation decision section 8 stores a moving vector 6 of a coded block and a 1st movement compensation control signal 7 to judge whether or not the movement compensation is valid as to the coding block finally and the result is outputted as a 2nd movement compensation control signal 12. In this case, the 2nd movement compensation decision section 8 compares a moving vector of the coded block 6 with movement vectors of its adjacent surrounding blocks. When both the vectors are identical, even a block decided for non movement compensation is subjected to movement compensation. Thus, the deterioration in the picture quality caused due to mixture of blocks subject to movement compensation and blocks subject to no movement compensation at a flat part of the screen at the parallel movement of the entire pattern is prevented and the picture quality is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン信号の動き補償フレーム間符号化
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a motion compensated interframe coding device for television signals.

従来の技術 近年、動画像符号化技術の発達にともない、テレビ電話
、テレビ会議システム、C[)−4tOM,ティジタル
VTR等で用いられるカラー動画像の高能率符号化装置
として動き補償予測フレーム間符号化装置が開発されて
いる。例えば、吹抜敬彦著rI′V画像の多次元信号処
理J(1988年11月15日発行、日刊工業新聞社刊
、第7章 高能率符号化、pp213 − pp291
 )に記載された動き補償予測フレーム間符号化装置が
知られている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, with the development of video encoding technology, motion compensated predictive interframe coding has been developed as a high-efficiency encoding device for color video images used in video telephones, video conference systems, C[)-4tOM, digital VTRs, etc. equipment has been developed. For example, Multidimensional Signal Processing of rI'V Images J by Takahiko Fukinuki (November 15, 1988, Nikkan Kogyo Shimbunsha, Chapter 7 High Efficiency Coding, pp213-pp291)
) is known as a motion compensated predictive interframe coding device.

動き補償予測フレーム間符号化方式は、高い符号化効率
を実現できる反面、以下に述べる問題点を有している。
Although the motion compensated predictive interframe coding method can achieve high coding efficiency, it has the following problems.

動き補償するか否かは、 1 符号化ブロックの画素値と動き補償にもとすく符号
化ブロックの予測画素値との差分2 符号化ブロックの
画素値と前フレームの画素値との差分 を用いて判定している。
Whether or not to perform motion compensation is determined by the following: 1. The difference between the pixel value of the encoded block and the predicted pixel value of the encoded block is used for motion compensation. 2. The difference between the pixel value of the encoded block and the pixel value of the previous frame is used for motion compensation. It is determined that

そのため、■、2よって、動き補償を行なうのか否かの
境界近くで判定が行なわれるブロックが数多く存在する
部分では、動き補償されるプロ,クと動き補償されない
ブロックが混在することに,なる。特に一定値以上の大
きさを持つ画面全体の平行移動(パニング; Pann
ing )時に、画面上の平坦な部分で、動き補償され
るブロックに囲まれて動き補償されないブロックが存在
すると画質劣化の原因となる。
Therefore, according to (1) and (2), in a part where there are many blocks where a determination is made near the boundary whether or not to perform motion compensation, blocks that are motion compensated and blocks that are not motion compensated coexist. In particular, parallel movement (panning) of the entire screen whose size exceeds a certain value
ing ), if there is a block that is not motion compensated and is surrounded by blocks that are motion compensated in a flat area on the screen, this will cause deterioration in image quality.

以下、第3図を参照にして従来の動き補償フレーム間符
号化装置について説明する。第3図に於て、41は入力
テレビジョン信号が入力する入力端子、43は現フレー
ムの符号化ブロックの画信号と前フレームの再生画信号
を比較して符号化ブロックの動ベクトルを算出する動ベ
クトル算出部、44は現フレームと前フレームの再生画
信号を蓄積する画像メモリ部、48は前フレームの再生
画信号に対して動き補償する動き補償部、50は動き補
償信号に対して2次元ローバスフィルタ処理を行なうル
ープ内フィルタ部、52は符号化ブロックの原画信号と
予測信号の差分演算を行ない予測誤差を算出する予測誤
差算出部、54は予測誤差信号を直交変換する直交変換
部、56は直交変換係数を量子化する量子化部、59は
量子化した直交変換係数を逆直交変換する逆直交変換部
、6lは現フレームの再生画像を算出する再生画像算出
部、63は予測誤差を通信路符号化する予測誤差符号化
部、65は動ベクトルを通信路符号化する動ベクトル符
号化部、67は予測符号と動ベクトル符号より伝送フレ
ームを構成するマルチプレクサ部、69は伝送フレーム
を一時蓄積する符号メモリ部、71は伝送信号を出力す
る出力端子であるO 以上のような構成に於て、以下その動作について説明す
る。図示されていないアナログディジタル変換回路でデ
ィジタル信号に変換され、水平方向N画素、垂直方向N
ラインのブロックに分割されたテレビジョン信号は、入
力端子41 よシ入力テレビジョン信号42として入力
する。動ベクトル算出部43は、入力テレビジョン信号
42と画障メモリ部44に蓄積されている前フレームの
再生テレビジョン信号45を比較し、符号化ブロックの
動きを動ベクトルとして算出し、動ベクトル信号46 
に出力する。同時に動ベクトル算出部43は、動ベクト
ル算出時の評価値を用いて、符号化ブロックについて動
き補償の有効・無効を判定し、その結果を動き補償制御
信号として動ベクトル信号46に出力する。従って、動
ベクトル信号46には、動ベクトルと動き補償信号が重
畳されている。動き補償部48は、Q)動き補償制御信
号が動き補償の有効を指示している場合には前フレーム
の再生テレビジョン信号45を動ベクトルで動き補償し
、(2)動き補償制御信号が動き補償の無効を指示して
いる場合には前フレームの再生テレビジョン信号45を
そのままで、動き補償信号49として出力する。
Hereinafter, a conventional motion compensated interframe coding device will be explained with reference to FIG. In FIG. 3, 41 is an input terminal into which an input television signal is input, and 43 is a unit that compares the picture signal of the coded block of the current frame with the reproduced picture signal of the previous frame to calculate the motion vector of the coded block. 44 is an image memory unit that stores the reproduced image signals of the current frame and the previous frame; 48 is a motion compensation unit that performs motion compensation for the reproduced image signal of the previous frame; An in-loop filter section performs dimensional low-pass filter processing; 52 is a prediction error calculation section that calculates a prediction error by calculating the difference between the original image signal and the prediction signal of the encoded block; and 54 is an orthogonal transformation section that orthogonally transforms the prediction error signal. , 56 is a quantization unit that quantizes orthogonal transform coefficients, 59 is an inverse orthogonal transform unit that performs inverse orthogonal transform on the quantized orthogonal transform coefficients, 6l is a reproduced image calculation unit that calculates a reproduced image of the current frame, and 63 is a prediction unit. 65 is a motion vector encoding unit that encodes a motion vector through a channel, 67 is a multiplexer unit that configures a transmission frame from a prediction code and a motion vector code, and 69 is a transmission frame. The code memory section 71 is an output terminal for outputting a transmission signal.The operation of the above-described configuration will be explained below. It is converted into a digital signal by an analog-to-digital conversion circuit (not shown), and is divided into N pixels in the horizontal direction and N pixels in the vertical direction.
The television signal divided into blocks of lines is input as an input television signal 42 through an input terminal 41 . The motion vector calculation section 43 compares the input television signal 42 with the reproduced television signal 45 of the previous frame stored in the image failure memory section 44, calculates the motion of the encoded block as a motion vector, and generates a motion vector signal. 46
Output to. At the same time, the motion vector calculation unit 43 uses the evaluation value at the time of motion vector calculation to determine whether motion compensation is valid or invalid for the encoded block, and outputs the result as a motion compensation control signal to the motion vector signal 46. Therefore, the motion vector signal 46 has a motion vector and a motion compensation signal superimposed thereon. The motion compensation unit 48 Q) motion-compensates the reproduced television signal 45 of the previous frame using a motion vector when the motion compensation control signal indicates that motion compensation is valid; If invalidation of compensation is instructed, the reproduced television signal 45 of the previous frame is output as is as a motion compensation signal 49.

ループ内フィルタ部50は動ベクトルを用いて動き補償
した符号化ブロックに対して、2次元ローバスフィルタ
処理を行ない、予測信号51として出力する。
The in-loop filter section 50 performs two-dimensional low-pass filter processing on the encoded block motion-compensated using the motion vector, and outputs it as a prediction signal 51.

予測誤差算出部52は、符号化ブロックの入力テレビジ
ョン信号42と予測信号51の差分演算を行ない、その
結果を予測誤差信号53として出力する。直交変換部5
4は、予測誤差信号53に対して直交変換を行ない、予
測誤差信号53の近傍画素間が持つ高い相関性を除去し
て、予測誤差直交変換係数55を算出する。直交変換方
式としては、多くの場合、高い変換効率を持ち、ハード
ウェア化について実現性のある離散コサイン変換が用い
られる。量子化部56は発生符号量57により量子化特
性が変化する量子化器であり、予測誤差直交変換係数5
5を量子化し、予測誤差直交変換量子化係数58を算出
する。逆直交変換部59?″i、予測誤差直交変換量子
化係数58を逆直交変換し、量子化誤差を含んだ予測誤
差信号60を算出する。再生画像算出部6lは量子化誤
差を含んだ予測誤差信号60と予測信号51を加算し、
符号化ブロックの再生画像62を算出する。画像メモリ
44は現フレームの再生画像信号62を蓄積し、前フレ
ームの再生画像信号45を出力する。
The prediction error calculation unit 52 performs a difference calculation between the input television signal 42 of the encoded block and the prediction signal 51, and outputs the result as a prediction error signal 53. Orthogonal transformation unit 5
4 performs orthogonal transformation on the prediction error signal 53, removes high correlation between neighboring pixels of the prediction error signal 53, and calculates the prediction error orthogonal transformation coefficient 55. As the orthogonal transform method, in many cases, discrete cosine transform is used, which has high transform efficiency and can be implemented in hardware. The quantizer 56 is a quantizer whose quantization characteristics change depending on the generated code amount 57, and the prediction error orthogonal transform coefficient 5
5 is quantized, and a prediction error orthogonal transform quantization coefficient 58 is calculated. Inverse orthogonal transform unit 59? "i, Prediction Error Orthogonal Transformation The quantization coefficient 58 is inverse orthogonal transformed to calculate a prediction error signal 60 including a quantization error. The reproduced image calculation unit 6l converts the prediction error signal 60 including a quantization error and the prediction signal Add 51,
A reproduced image 62 of the encoded block is calculated. The image memory 44 stores the reproduced image signal 62 of the current frame and outputs the reproduced image signal 45 of the previous frame.

予測誤差符号化部63は予測誤差直交変換量子化係数5
8を符号化し、予測誤差符号64を算出する。動ベクト
ル符号化部65は動ベクトル46 を符号化し、動ベク
トル符号66 を算出する。マルチプレクサ部67は予
測誤差符号64と動ベクトル符号66 より、所定の形
式の伝送フレーム68を算出する。符号メモリ部69は
伝送フレーム68を、一旦蓄積し、図示していない外部
よシ入力するクロック信号に同期して、伝送符号7oと
して出力端子7l  よシ、出力する。
The prediction error encoding unit 63 generates the prediction error orthogonal transform quantization coefficient 5.
8 is encoded, and a prediction error code 64 is calculated. The motion vector encoding unit 65 encodes the motion vector 46 and calculates a motion vector code 66. The multiplexer unit 67 calculates a transmission frame 68 in a predetermined format from the prediction error code 64 and the motion vector code 66. The code memory unit 69 temporarily stores the transmission frame 68 and outputs it as a transmission code 7o through the output terminal 7l in synchronization with a clock signal inputted from an external device (not shown).

発明が解決しようとする課題 しかし、以上のような構成では、動き補償するか否かは
符号化ブロックの動き補償にもとすく予測誤差値と、符
号化ブロックと前フレームとの差分値によシ判定される
ため、この2つの値によって、動き補償を行なうか否か
の境界の近くで判定が行なわれるブロックが数多く存在
する部分では、動き補償されるブロックと動き補償され
ないブロックが混在することになる。一定値以上の大き
さを持つ画面全体の平行移動(パニング; Panni
ng)等が発生した場合などにおいて、画面上の平坦部
分で動き補償されるブロックに囲まれて動き補償されな
いブロックが存在すると画質劣化の原因となる。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, whether or not to perform motion compensation depends on the prediction error value and the difference value between the encoded block and the previous frame. Therefore, in areas where there are many blocks where a determination is made near the boundary of whether or not to perform motion compensation based on these two values, there may be a mixture of blocks that are motion compensated and blocks that are not motion compensated. become. Parallel movement (panning) of the entire screen with a size greater than a certain value
ng), etc., if there is a block that is not motion compensated and is surrounded by blocks that are motion compensated in a flat area on the screen, this will cause image quality deterioration.

本発明は、以上のような課題に鑑み、従来の方式では動
き補償されないブロックについても、動ベクトルが周辺
の隣接した動き補償したブロックの動ベクトルと同一か
検査し、符号化ブロックがパニング発生時の中心部のブ
ロックである場合には、動き補償しないという判定を補
正し、動き補償を行い、画質の向上を図ることを目的と
したものである。
In view of the above-mentioned problems, the present invention examines whether the motion vector of a block that is not motion-compensated using the conventional method is the same as the motion vector of neighboring adjacent motion-compensated blocks. If the block is in the center of the block, the purpose is to correct the determination that motion compensation is not to be performed, perform motion compensation, and improve image quality.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段はテ
レビジョン信号をアナログディジタル変換する手段と、
ディジタル化した入力テレビジョン信号の1フレームま
たは1フィールドを定められた大きさのブロソクに分割
する手段と、個々のブロックについてテレビジョン画像
の動きである動ベクトルを算出する手段と、フレーム間
差分値にもとずいて符号化ブロックに対する動き補償を
行なうか否かを判定し、その結果を動き補償制御信号と
して算出する第1の動き補償判定手段と、符号化ブロッ
ク、及び符号化ブロックに隣接した周辺のブロックの動
ベクトル及び、動き補償制御信号を蓄積する手段と、前
記第1の動き補償判定手段で動き補償を行なわないと判
定された符号化ブロックの動ベクトルと符号化ブロック
に隣接した周辺のブロックの動ベクトルをル較し、動ベ
クトルが一致したとみなせるブロック数がK個以上ある
場合に前記動き補償制御信号を動き補償を行なうように
変更する動き補償制御信号補正手段と、符号化ブロック
の画素値と前記補正された動き補償制御信号にもとずく
予測画素値との差分を予測誤差値として算出する手段と
、予測誤差値を直交変換し、直交変換係数を算出する手
段と、直交変換係数を量子化し、量子化した直交変換係
数を算出する手段と、量子化した直交変換係数を符号化
する手段と、量子化した直交変換係数を逆直交変換し、
量子化した予測誤差を算出する手段と、量子化した予測
誤差と予測信号よシ再生画像を算出する手段と、再生画
像を蓄積する手段と、動ベクトルを符号化する手段を具
備した動き補償フレーム間符号化装置により、上記目的
を達成するものである。
Means for Solving the Problems The technical solution of the present invention to achieve the above object is a means for converting a television signal from analog to digital;
means for dividing one frame or one field of a digitized input television signal into blocks of a predetermined size; means for calculating a motion vector representing the movement of a television image for each block; and an inter-frame difference value. a first motion compensation determination means that determines whether or not motion compensation is to be performed on the encoded block based on the motion compensation and calculates the result as a motion compensation control signal; A means for accumulating motion vectors of surrounding blocks and motion compensation control signals, and a motion vector of an encoded block determined not to undergo motion compensation by the first motion compensation determination means and surroundings adjacent to the encoded block. a motion compensation control signal correction means for comparing the motion vectors of the blocks, and changing the motion compensation control signal to perform motion compensation when the number of blocks whose motion vectors can be considered to match is K or more; means for calculating a difference between a pixel value of a block and a predicted pixel value based on the corrected motion compensation control signal as a prediction error value; and means for orthogonally transforming the prediction error value and calculating an orthogonal transform coefficient; means for quantizing the orthogonal transform coefficients and calculating the quantized orthogonal transform coefficients; means for encoding the quantized orthogonal transform coefficients; performing inverse orthogonal transform on the quantized orthogonal transform coefficients;
A motion compensation frame comprising means for calculating a quantized prediction error, means for calculating a reproduced image based on the quantized prediction error and the prediction signal, means for accumulating the reproduced image, and means for encoding a motion vector. The above object is achieved by an intercoding device.

作    用 従来の動き補償フレーム間符号化装置では、入力テレビ
ジョン信号と画像メモリに蓄積されている前フレームの
再生テレビジョン信号を比較し、符号化ブロックの動き
補償ベクトルを算出し、符号化ブロックの前フレームと
現フレームどの差分と、動き補償を用いた予測画素値と
現フレームの画素値との差分とを用いて、動き補償の有
効性を判定している。
Function: A conventional motion compensated interframe coding device compares the input television signal with the reproduced television signal of the previous frame stored in the image memory, calculates the motion compensation vector of the encoded block, and calculates the motion compensation vector of the encoded block. The effectiveness of motion compensation is determined using the difference between the previous frame and the current frame, and the difference between the predicted pixel value using motion compensation and the pixel value of the current frame.

しかし、これらの値によって、動き補償を行なうか否か
の境界の近くで判定が行なわれるブロックが数多く存在
する部分ては、動き補償されるブロソクと動き補償され
ないブロックが混在することになる。特に画面全体の平
行移動が行なわれたときなどに、画面の平坦部において
、動き補償されるブロックに囲まれて動き補償されない
ブロックが存在すると、画質劣化の原因となる。
However, depending on these values, in areas where there are many blocks for which determination is made near the boundary of whether or not to perform motion compensation, there will be a mixture of blocks that will be motion compensated and blocks that will not be motion compensated. Particularly when the entire screen is translated in parallel, if there is a block that is not motion compensated and is surrounded by motion-compensated blocks in a flat part of the screen, this will cause deterioration in image quality.

そこで本発明は、上記構成により符号化プロソクの動ベ
クトルが隣接した周辺のブロックの動ベクトルと同一の
場合は、動き補償しないと判定されたブロックにおいて
も、その判定を補正して動き補償することにより、画質
を向上させたものである。
Therefore, according to the present invention, when the motion vector of the encoded pro-sequence is the same as the motion vector of an adjacent neighboring block, the present invention corrects the determination and performs motion compensation even for a block that is determined not to be motion compensated. This improves image quality.

実施例 以下、第1図を参照しながら本発明の第1の実施例につ
いて説明する。第1図は本発明の第1の実施例に於ける
動き補償フレーム間符号化装置のブロック図である。第
1図において、1は入力テレビジョン信号が入力する入
力端子、3は現フレームの符号化ブロックの画信号と前
フレームの再生画信号を比較して、符号化ブロックの動
ベクトルと第1動き補償制御信号を算出する第1動き補
償判定部、4は現フレームと前フレームの再生画信号を
蓄積する画像メモリ部、8は第1動き補償制御信号と動
ベクトルを蓄積し、最終的に符号化ブロックを動き補償
するか否かを判定し、結果を第2動き補償制御信号l2
に出力する第2動き補償判定部、14は前フレームの再
生画信号に対して動き補償する動き補償部、15は第2
動き補償制御信号に対して2内元ローバスフィルタ処理
するループ内フィルタ部、l8は符号化ブロックの原画
信号と予測信号゜の差分演算を行ない予測誤差を算出す
る予測誤差算出部、20は予測誤差信号を直交変換する
直交変換部、22は直交変換係数を量子化する量子化部
、25は量子化した直交変換係数を逆直交変換する逆直
交変換部、27は現フレームの再生画像を算出する再生
画像算出部、29は予測誤差を通信路符号化する予測誤
差符号化部、3lは動ベクトルを通信路符号化する動ベ
クトル符号化部、33は予測符号と動ベクトル符号より
伝送フレームを構成するマルテプレクサ部、35は伝送
フレームを一時蓄積する符号メモリ部、37は伝送信号
を出力する出力端子である。
EXAMPLE A first example of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a motion compensated interframe coding apparatus in a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an input terminal into which an input television signal is input, and 3 is an input terminal that compares the image signal of the encoded block of the current frame with the reproduced image signal of the previous frame, and calculates the motion vector of the encoded block and the first motion. A first motion compensation determination unit calculates a compensation control signal; 4 is an image memory unit that stores reproduced image signals of the current frame and the previous frame; 8 stores the first motion compensation control signal and motion vectors; It is determined whether or not to motion compensate the encoded block, and the result is sent to the second motion compensation control signal l2.
14 is a motion compensation unit that performs motion compensation for the reproduced image signal of the previous frame; 15 is a second motion compensation determination unit that outputs the output to
An in-loop filter section performs two-internal low-pass filter processing on the motion compensation control signal; l8 is a prediction error calculation section that calculates a prediction error by calculating the difference between the original signal and the predicted signal of the encoded block; and 20 is a prediction section. 22 is an orthogonal transform unit that orthogonally transforms the error signal; 22 is a quantizer that quantizes orthogonal transform coefficients; 25 is an inverse orthogonal transform unit that performs inverse orthogonal transform on the quantized orthogonal transform coefficients; and 27 calculates a reproduced image of the current frame. 29 is a prediction error encoding unit that encodes a prediction error through a channel, 3l is a motion vector encoder that encodes a motion vector through a channel, and 33 calculates a transmission frame from a prediction code and a motion vector code. The constituent multiplexer section 35 is a code memory section that temporarily stores transmission frames, and 37 is an output terminal that outputs a transmission signal.

以上のような構成において、以下その動作を説明する。The operation of the above configuration will be explained below.

テレビジョン信号は第1図に図示されていない信号処理
部でアナログ●ディジタル変換され、水平方向M画素、
垂直方向Nラインのブロックに分割され、入力端子lよ
り入力テレビジョン信号2として入力する。次に、第1
動き補償判定部3は入力テレビジョン信号2と、画像メ
モリ部4より読みだした前フレームの再生画像5を比較
し、動ベクトル6を算出する。同時に、第1動き補償判
定部3は動ベクトル算出時の評価値を用いて、処理ブロ
ックに対する動き補償が有効か無効かを判定し、その結
果を第1動き補償制御信号7として出力する。第2動き
補償判定部8は、符号化ブロックの動ベクトル6と第1
動き補償制御信号7を蓄積し、符号化ブロックについて
動き補償が有効なのか否かを最終的に判断し、第2動き
補償制御信号12に出力する。さらに第2動き補償判定
部8は符号化ブロックに対する動き補償が最終的に有効
と判断されたときは、蓄積された符号化ブロックについ
て動ベクトルを第2動き補償制御信号12に出力する。
The television signal is converted from analog to digital by a signal processing unit not shown in Fig. 1, and is converted into M pixels in the horizontal direction.
It is divided into blocks of N lines in the vertical direction, and is input as an input television signal 2 from an input terminal l. Next, the first
The motion compensation determination section 3 compares the input television signal 2 with the reproduced image 5 of the previous frame read out from the image memory section 4, and calculates a motion vector 6. At the same time, the first motion compensation determining unit 3 determines whether motion compensation for the processing block is valid or invalid using the evaluation value at the time of calculating the motion vector, and outputs the result as the first motion compensation control signal 7. The second motion compensation determining unit 8 determines the motion vector 6 of the encoded block and the first motion vector 6 of the encoded block.
The motion compensation control signal 7 is accumulated, a final judgment is made as to whether motion compensation is effective for the encoded block, and the result is output as a second motion compensation control signal 12. Furthermore, when the motion compensation for the encoded block is finally determined to be effective, the second motion compensation determination unit 8 outputs the motion vector for the accumulated encoded block as the second motion compensation control signal 12.

従って、第2動き補償制御信号12には、動ベクトルと
動き補償信号が重畳されている。
Therefore, the second motion compensation control signal 12 has a motion vector and a motion compensation signal superimposed thereon.

以下に、動き補償が有効か無効かの最終的な判定の方法
を記述する。
Below, a method for ultimately determining whether motion compensation is valid or invalid will be described.

(1)符号化ブロソクに対する第1動き補償制御信号7
がONであれば、第2動き補償制御信号12をONオし
て判定を終了する。
(1) First motion compensation control signal 7 for encoded block
If it is ON, the second motion compensation control signal 12 is turned ON and the determination is completed.

(2)符号化ブロックの動ベクトル(VX(i). V
Y(j))と、符号化ブロックに隣接した8個の参照ブ
ロックの動ベクトル(Vx(I−t). VY(j−1
)) . (Vx(;). Vy(j−1)) . (
Vx(t+1).Vy(;−t)) . (Vx(I−
t), Vy(』)) , (Vx(t+t),vY(
j)) . (VX(i−1).Vy(++1))  
.  (Vx(  + ).VY(j+1))  . 
 (VX(i+1).VY(J+1))で、動き補償す
る参照ブロックの動ベクトルを比較し、動ベクトルが一
致したブロック数を計数し、前記一致数が予め定めた値
Kよりも大きいか等しい場合には、第1動き補償制御信
号7を補正し、第2動き補償制御信号12をon l,
、その他の場合は第2動き補償制御信号をoffする。
(2) Motion vector (VX(i).V
Y(j)) and the motion vectors (Vx(I-t).VY(j-1
)). (Vx(;).Vy(j-1)). (
Vx(t+1). Vy(;-t)). (Vx(I-
t), Vy('')), (Vx(t+t), vY(
j)) . (VX(i-1).Vy(++1))
.. (Vx(+).VY(j+1)).
(VX(i+1).VY(J+1)), the motion vectors of the reference blocks to be motion compensated are compared, the number of blocks whose motion vectors match is counted, and the number of matches is greater than or equal to a predetermined value K. In this case, the first motion compensation control signal 7 is corrected and the second motion compensation control signal 12 is on l,
, otherwise the second motion compensation control signal is turned off.

実験によればK=4とすると画質の向上が確認された。According to experiments, it has been confirmed that when K=4, the image quality is improved.

動き補償部l4は、符号化ブロックの再生画像15に対
し動ベクトル情報12により動き補償する場合は動ベク
トルで動き補償し、動き補償しない場合は伺もせずに、
動き補償信号16として出力する。ループ内フィルタ部
15 tfi、動き補償信号16に対しループ内フィル
タ処理を行い予測信号l7 として出力する。
The motion compensation unit l4 performs motion compensation using the motion vector when motion vector information 12 is used to compensate for the reproduced image 15 of the encoded block, and when motion compensation is not performed, the motion compensation unit 14 performs motion compensation without asking.
It is output as a motion compensation signal 16. The in-loop filter unit 15 tfi performs in-loop filter processing on the motion compensation signal 16 and outputs it as a prediction signal l7.

本処理方式は、符号化ブロックのループ内フィルタ処理
に隣接した周辺8ブロックの動ベクトルを必要とするた
め、符号化ブロックの処理開始が従来例に比べNライツ
分遅延するが、その遅延時間は処理フレーム速度; 1
0 FRAME/8EC, lフレーム総ライン数;2
88ライン、N=8とした場合に、約3mSECであり
、その影響はほとんど無視できる。
This processing method requires the motion vectors of eight neighboring blocks for in-loop filter processing of the encoded block, so the start of processing of the encoded block is delayed by N lights compared to the conventional example, but the delay time is Processing frame rate; 1
0 FRAME/8EC, l frame total number of lines; 2
In the case of 88 lines and N=8, it is about 3 mSEC, and its influence can be almost ignored.

予測誤差算出部l8は、符号化ブロックの入力テレビジ
ョン信号2と予測信号17の差分演算を行ない、その結
果を予測誤差信号l9として出力する。直交変換部20
は、予測誤差信号19に対して直交変換を行ない、予測
誤差信号l9の近傍画素間が持つ高い相関性を除去して
、予測誤差直交変換係数21を算出する。直交変換方式
とじては、多くの場合、高い変換効率を持ち、ハードウ
ェア化について実現性のある離散コサイン変換が用いら
れる。量子化部22は発生符号量23 により量子化特
性が変化する量子化器であり、予測誤差直交変換係数2
1を量子化し、予測誤差直交変換量子化係数24を算出
する。逆直交変換部25は、予測誤差直交変換量子化係
数24を逆直交変換し、量子化誤差を含んだ予測誤差信
号26を算出する。再生画像算出部27は量子化誤差を
含んだ予測誤差信号26と予測信号l7を加算し、符号
化ブロックの再生画像28を算出する。画像メモリ4は
現フレームの再生画像信号28を蓄積し、前フレームの
再生画像信号5、および15を出力する。予測誤差符号
化部29は予測誤差直交変換量子化係数24を符号化し
、予測誤差符号30を算出する。動ベクトル符号化部3
lは動き補償したブロックの動ベクトルl2を符号化し
、動ベクトル符号32を算出する。マルチプレクサ部3
3は予測誤差符号30と動ベクトル符号32より、所定
の形式の伝送フレーム34を算出する。符号メモリ部3
5は伝送フレーム34を、一旦蓄積し、図示していない
外部より入力するクロック信号に同期して、伝送符号3
6として出力端子37 より、出力する。
The prediction error calculation unit l8 performs a difference calculation between the input television signal 2 and the prediction signal 17 of the encoded block, and outputs the result as a prediction error signal l9. Orthogonal transformation unit 20
performs orthogonal transformation on the prediction error signal 19, removes the high correlation between neighboring pixels of the prediction error signal l9, and calculates the prediction error orthogonal transformation coefficient 21. As the orthogonal transform method, in many cases, discrete cosine transform is used, which has high transform efficiency and can be implemented in hardware. The quantizer 22 is a quantizer whose quantization characteristics change depending on the generated code amount 23, and the prediction error orthogonal transform coefficient 2
1 is quantized, and a prediction error orthogonal transform quantization coefficient 24 is calculated. The inverse orthogonal transform unit 25 performs inverse orthogonal transform on the prediction error orthogonal transform quantization coefficient 24 to calculate a prediction error signal 26 including the quantization error. The reproduced image calculation unit 27 adds the prediction error signal 26 including the quantization error and the prediction signal l7, and calculates the reproduced image 28 of the encoded block. The image memory 4 stores the reproduced image signal 28 of the current frame and outputs the reproduced image signals 5 and 15 of the previous frame. The prediction error encoding unit 29 encodes the prediction error orthogonal transform quantization coefficient 24 and calculates a prediction error code 30. Motion vector encoding unit 3
l encodes the motion vector l2 of the motion-compensated block, and calculates the motion vector code 32. Multiplexer section 3
3 calculates a transmission frame 34 in a predetermined format from the prediction error code 30 and the motion vector code 32. Code memory section 3
5 stores the transmission frame 34 once, and then converts it to the transmission code 3 in synchronization with a clock signal input from an external device (not shown).
6 from the output terminal 37.

以上の説明から明らかなように本実施例によれば、第2
動き補償判定部8で、符号化ブロックの動ベクトルと隣
接した周辺ブロックの動ベクトルを比較し、符号化ブロ
ックの動ベクトルが隣接した周辺のブロックの動ベクト
ルと同一の場合は、動き補償しないと判定されたブロッ
クに対しても動き補償を行なうことにより、画面全体の
平行移動時に、画面の平坦部で動き補償されるブロック
と動き補償されないブロyクが混在することによって起
こる画質の劣化を防ぎ、画質を向上させたものである。
As is clear from the above description, according to this embodiment, the second
The motion compensation determination unit 8 compares the motion vector of the encoded block with the motion vector of the adjacent peripheral block, and if the motion vector of the encoded block is the same as the motion vector of the adjacent peripheral block, it determines that no motion compensation is required. By performing motion compensation on the determined blocks, it prevents deterioration in image quality caused by a mixture of motion-compensated blocks and non-motion-compensated blocks in flat areas of the screen when the entire screen is translated. , with improved image quality.

なお、以上の説明に於で、動き補償しないと判定された
ブロックについて、判定を補正し動き補償するか否かを
「符号化ブロックの動ベクトルと符号化ブロックに隣接
した周辺の動き補償するブロックの動ベクトルの一致数
」で判定する例を示したが、[一致したと見なせる数」
で判定してもよい。
In addition, in the above explanation, for a block that is determined not to be motion compensated, the determination is corrected and whether or not motion compensation is to be performed is determined based on the motion vector of the encoded block and the surrounding blocks to be motion compensated adjacent to the encoded block. We have shown an example where the judgment is made based on the number of matching motion vectors, but the number that can be considered a match is
It may be determined by

また、以上の説明に於で、前フレームの再生画と現フレ
ームの現画とを用いて、動ベクトルの検出を行なう例を
示したが、前フレームの原画と現フレームの原画とを用
いて、動ベクトルを検出してもよい。
In addition, in the above explanation, an example was shown in which a motion vector is detected using the reproduced image of the previous frame and the current image of the current frame, but it is also possible to detect a motion vector using the original image of the previous frame and the original image of the current frame , a motion vector may be detected.

発明の効果 以上のように、本発明の効果としては、動き補償の有効
性の判定に関し、動き補償しないと判定した符号化ブロ
ックについて、符号化ブロックの動ベクトルと隣接した
周辺ブロソクの動ベクトルを一時記憶する手段と、符号
化ブロックの動ベクトルと隣接した周辺ブロソクの動ベ
クトルを比較し、符号化ブロックの動ベクトルが隣接し
た周辺のブロックの動ベクトルと同一の場合は、動き補
償しないという判定を補正し、動き補償する手段を具備
することによシ、画面全体の平行移動時などに、画面上
の平坦部で動き補償するブロックと動き補償しないブロ
ックが混在することによっておこる画質の劣化を防ぐこ
とにより、画質を向上させることができ、その効果は大
きい。
Effects of the Invention As described above, the effects of the present invention include, regarding the determination of the effectiveness of motion compensation, for an encoded block determined not to be motion compensated, the motion vector of the encoded block and the motion vector of the adjacent peripheral block are means for temporarily storing the coded block, and a motion vector of the coded block is compared with the motion vector of an adjacent peripheral block, and if the motion vector of the coded block is the same as the motion vector of the adjacent peripheral block, it is determined that motion compensation is not performed. By providing a means for motion compensation, it is possible to prevent deterioration in image quality caused by a mixture of motion compensated blocks and non-motion compensated blocks in flat areas on the screen, such as when the entire screen is translated in parallel. By preventing this, image quality can be improved, and the effect is significant.

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

第1図は本発明の一実施例における動き補償フレーム間
符号化装置のブロック結線図、第2図は符号化ブロック
と隣接した周辺ブロックの位置関係を示した図、第3図
は従来の動き補償フレーム間符号化装置のブロック結線
図である。 1、4l・・・入力端子、3・・・第1動き補償判定部
、43・・・動ベクトル算出部、8・・・第2動き補償
判定部、4、44・・・画像メモリ部、14、48・・
・動き補償部、15、50・・・ループ内フィルタ部、
18、52・・・予測誤差算出部、20, 54・・・
直交変換部、22、56・・量子化部、25、59・・
・逆直交変換部、27、6l・・ 再生画像算出部、2
9、63・・・予測誤差符号化部、31、65・・・動
ベクトル符号化部、33、67・・マルチプレクサ部、
35、69・・・符号メモリ部、37、7l・・・出力
端子。
FIG. 1 is a block diagram of a motion-compensated interframe coding device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between a coding block and adjacent peripheral blocks, and FIG. 3 is a diagram showing a conventional motion compensation interframe coding device. FIG. 2 is a block diagram of a compensated interframe coding device. 1, 4l... Input terminal, 3... First motion compensation determining unit, 43... Motion vector calculating unit, 8... Second motion compensation determining unit, 4, 44... Image memory unit, 14, 48...
- Motion compensation section, 15, 50... Loop filter section,
18, 52... Prediction error calculation unit, 20, 54...
Orthogonal transformation unit, 22, 56...Quantization unit, 25, 59...
- Inverse orthogonal transformation section, 27, 6l... Reproduction image calculation section, 2
9, 63... Prediction error encoding unit, 31, 65... Motion vector encoding unit, 33, 67... Multiplexer unit,
35, 69... code memory section, 37, 7l... output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] テレビジョン信号をアナログディジタル変換する手段と
、ディジタル化した入力テレビジョン信号の1フレーム
または1フィールドを定められた大きさのブロックに分
割する手段と、個々のブロックについてテレビジョン画
像の動きである動ベクトルを算出する手段と、フレーム
間差分値にもとずいて符号化ブロックに対する動き補償
を行なうか否かを判定し、その結果を動き補償制御信号
として算出する第1の動き補償判定手段と、符号化ブロ
ック、及び符号化ブロックに隣接した周辺のブロックの
動ベクトル及び、動き補償制御信号を蓄積する手段と、
前記第1の動き補償判定手段で動き補償を行なわないと
判定された符号化ブロックの動ベクトルと符号化ブロッ
クに隣接した周辺のブロックの動ベクトルを比較し、動
ベクトルが一致したとみなせるブロック数がK(但し、
Kは8以下の正整数)個以上ある場合に、前記動き補償
制御信号を動き補償を行なうように変更する動き補償制
御信号補正手段と、符号化ブロックの画素値と前記補正
された動き補償制御信号にもとずく予測画素値との差分
を予測誤差値として算出する手段と、予測誤差値を直交
変換し、直交変換係数を算出する手段と、直交変換係数
を量子化し、量子化した直交変換係数を算出する手段と
、量子化した直交変換係数を符号化する手段と、量子化
した直交変換係数を逆直交変換し、量子化した予測誤差
を算出する手段と、量子化した予測誤差と予測信号より
再生画像を算出する手段と、再生画像を蓄積する手段と
、動ベクトルを符号化する手段を具備した動き補償フレ
ーム間符号化装置。
means for converting a television signal from analog to digital; means for dividing a frame or field of a digitized input television signal into blocks of a defined size; means for calculating a vector; and first motion compensation determining means for determining whether or not to perform motion compensation for a coded block based on the interframe difference value, and calculating the result as a motion compensation control signal; means for accumulating motion vectors and motion compensation control signals of the encoded block and surrounding blocks adjacent to the encoded block;
The number of blocks whose motion vectors can be considered to match by comparing the motion vector of the encoded block determined not to undergo motion compensation by the first motion compensation determination means and the motion vector of surrounding blocks adjacent to the encoded block. is K (however,
(K is a positive integer of 8 or less) or more, a motion compensation control signal correction means for changing the motion compensation control signal to perform motion compensation; and a pixel value of the encoded block and the corrected motion compensation control signal. A means for calculating a difference from a predicted pixel value based on a signal as a prediction error value, a means for orthogonally transforming the predicted error value and calculating an orthogonal transform coefficient, and a means for quantizing the orthogonal transform coefficient and orthogonal transform that is quantized. means for calculating coefficients, means for encoding quantized orthogonal transform coefficients, means for performing inverse orthogonal transform on quantized orthogonal transform coefficients and calculating quantized prediction errors, and quantized prediction errors and predictions. A motion compensated interframe encoding device comprising means for calculating a reproduced image from a signal, means for accumulating the reproduced image, and means for encoding a motion vector.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20190261715A1 (en) * 2018-02-28 2019-08-29 Laura A. Hunter Magnetically attachable eyelash prosthetic system and related methods

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