JPH0335676A - 動画像符号化方式とそれを用いた動画像符号化装置 - 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、動画像信号の符号化方式とそれを用いた動画
像符号化装置に関するものであり、特に光ディスク等の
データ記録媒体を対象とした動画像符号化記録再生シス
テムに好適な動画像符号化方式、およびその符号化方式
を適用した動画像符号化装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は光ディスクを対象とした従来の動画像符号化記
録再生システムのブロック図である。

第７図において、１は入力映像信号、２は動画像圧縮記
録システム、３は光ディスク、４は動画像伸長再生シス
テム、５は出力映像信号である。

上記動画像圧縮記録システム２は、動画像符号化装置６
と光デイスク記録装置８とから成り、また、上記動画像
伸長再生システム４は光デイスク再生装置９と動画像復
号化装置１１とから成る。

そして、上記動画像圧縮記録システム２と上記動画像伸
長再生システム４とで動画像符号化記録再生システムを
構成している。

次に、第８図は上記動画像符号化装置６の構成を示すブ
ロック図であり、この動画像符号化装置６はＡ／Ｄ変換
（アナログ／ディジタル変換）回ｗ！ｔ１２．入力画像
データ１３を入力するフレームメモリ１４．動画像符号
化回路１５．バッファメモリ１６とで構成されている。

また、第９図は上記動画像復号化装置１１の構成を示す
ブロック図であり、この動画像復号化装置１ｉ１１はバ
ッファメモリ１７．動画像復号化回路１８、フレームメ
モリ１９．出力画像データ２０を入力するＤ／Ａ変換（
ディジタル／アナログ変換）回路２工とで構成されてい
る。

まず、動画像圧縮記録システム２の動作を説明する。

入力映像信号１は動画像符号化装置６に入力され、Ａ／
Ｄ変換回路１２によりアナログ信号からディジタルデー
タに変換されて入力画像データ１３となる。

この入力画像データ１３はフレームメモリ１４に一旦記
憶保持された後に、動画像符３・化回路１５により符号
化されてデータ圧縮される。データ圧縮された出力符号
化データ７は、バッファメモリ１６に一旦蓄えられた後
に動画像符号化装置６から出力される。

そして、出力符号化データ７は光デイスク記録装置８に
供給され、所定のデータ記録方式およびデータ記録フォ
ーマットに従って光デイスク３に記録される。

フレームメモリ１４は、Ａ／Ｄ変換回路１２で生成され
る入力画像データ１３の生成速度と、動画像符号化回路
１５で符号化処理される入力画像データ量３の処理速度
との整合を行う。同様に、バッファメモリ１６は、動画
像符号化回路１５で生成される出力符号化データ７の生
成速度と、光デイスク記録装置８への出力符号化データ
フの転送速度との整合を行う。

次に、動画像伸長再生システム４の動作を説明する。

光デイスク３から入力符号化データ１０が読み出され、
光ディスク再生装誼９から動画像復号化装置は１１に供
給される。動画像復号化装置１１に入力された入力符号
化データ１０は、バッファメモリエフに一旦蓄えられた
後に動画像復号化回路１８に与えられる。

符号化によりデータ圧縮されていた入力符号化データ１
０は、動画像復号化回路１８で復号化によりデータ伸長
されて出力画像データ２０になる。

出力画像データ２０は、−旦フレームメモリ１９ｑμ憶
保持された後に、Ｄ／Ａ変換回路２１でディジタルデー
タからアナログ信号に変換されて出力映像信号５となる
。

上記の動画像符号化回路１５および動画像復号化回路１
８では、フレーム間の相関が大きいことを利用してデー
タ圧縮を行う。このような動画像７３　珍化方式として
は、時間軸に関する予測符号化方式と変換符号化方式と
がある。

時間軸に関する予測符号化方式とは、現在のフレームの
画像データから予測画像データを引き算した後に、生成
された予測誤差データに対して所定の符号化を行う方式
である。予測画像データは、過去のフレームの画像デー
タから生成される。

また、時間軸に関する変換符号化方式とは、複数フレー
ムから成るフレームグループの画像データをブロック化
して所定の線形変換を行った後に、生成された複数の変
換係数データに対して所定の符号化を行う方式である。

線形変換としては、アダマール変換、ディスクリートコ
サイン変換等がある。

そのため、ある時点で画像内容が大きく変化する場合に
は、その時点（以下、シーンチェンジと呼ぶ）ではフレ
ーム間の相関がほとんど無くなるので、通常の画像の場
合に比べてかなり大きな打診化データ量が発生する。そ
こで、従来は転送可能なデータ量の制限から、発生する
符号化データ量を強制的に削減していた。例えば、粗い
量子化を行う方法、画素数を間引く方法、フレームを抜
く方法、符号化を一時停止する方法等がある。

なお、この種の動画像符号化方式、およびその符号化方
式を適用した動画像符号化装置に関連するものとしては
、特開昭６２−８５５８８号公報や特開昭６２−２０９
９８４号公報に開示されるものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕 従来は、シーンチェンジが起こった時には、符号化を行
うことにより発生する符号化データ量を強制的に削減し
ていた。そのため、ざらついた感じの画像になったり、
解像度が低下したり、動きが不自然になったり、画像の
一部が欠けたりと、採入な画質の劣化が生じていた。

本発明の目的は、全体の転送データ量を増やすことなく
シーンチェンジの場面で生じる画質劣化を減らす、ある
いは、その場面での画質を損なうことなく全体の転送デ
ータ量を削減する動画像符号化方式とそれを用いた動画
像符号化装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、請求項第１項記載の動画像
符号化方式では、複数フレームごとに動画像を分割して
フレームグループを生成した後に時間軸に関する変換符
号化を行う場合、フレーム間の画像内容の変化を常にチ
エツクすることでシーンチェンジの発生を検出し、その
シーンチェンジフレームが複数フレームから成るフレー
ムグループの先頭フレームとなるように、適当な回数だ
けシーンチェンジフレームの直前のフレームを繰り返し
た後に、各フレームグループに対して時間軸に関する変
換符号化を行う。

また、請求項第２項記載の動画像符号化方式では、デー
タ転送時のエラー等による歪みの蓄積を避けるために、
複数フレームごとに周期的にリフレッシュする（すなわ
ちそのフレームについてはフレーム内符号化を用いる）
時間軸に関する予測符号化を行う場合、フレーム間の画
像内容の変化を常にチエツクすることでシーンチェンジ
の発生ヲ検出し、そのシーンチェンジフレームについて
はフレーム内符号化を用いるように１強制的にリフレッ
シュ周期の変更を行った後に、時間軸に関する予測符号
化を行う。

請求項第３項記載の動画像符号化装置では、入力の映像
信号に対して時間軸に関する変換符号化を行う動画像符
号化装置において、フレーム間の画像内容が大幅に変化
するシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出手段
と、動画像符号化手段を備え、この動画像符号手段には
複数フレームから成るフレームグループの入力画像デー
タを記憶保持する複数フレーム記憶手段と、フレームグ
ループの入力画像データに対して時間軸に関する変換符
号化を行う変換符号化手段と、シーンチエ前のフレーム
をフレームグループの最終フレームまで適当な回数だけ
繰り返すフレーム反復制御手段とを設ける。

また、請求項第４項記載の動画像打診化装置では、入力
の映像信号に対して時間軸に関する予測符号化を行う動
画像符号化装置において、フレーム間の画像内容が大幅
に変化するシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検
出手段と、動画像符号化手段を備え、この動画像符号手
段には過去のフレームの符号化結果から求めた予測画像
データを、符号化すべき現在のフレームの人力画像デー
タから差し引く予？ｒｌＩＩ誤差データ生成手段と、そ
の生成された予１ｌｌＩ！ｌ誤差データを符号化してデ
ータ圧縮する予測誤差データ符号化手段と、符号化結果
の符号化データを復号化した後に、さらに上記予測画像
データを加算して局部復号化画像データを生成する局部
復号化手段と、過去のフレームの局部復号化画像データ
から現在のフレームの予測画像データを求める予測画像
データ生成手段と、周エンジの検出時には強制的にその
リフレッシュ周期を変更し、予測画像データをＯに固定
してフレーム内符号化を行うリフレッシュ制御手段を設
ける。

〔作用〕

ｇｊｆｆ求項第１項記載の動画像符号化方式を採用する
請求項第３項記載の動画像符号化装置においては、まず
シーンチェンジ検出手段でフレーム間の画像内容の変化
を調べてシーンチェンジを検出する。シーンチェンジ検
出方法としては、例えば。

連続する２フレームの画像データのフレーム差分を求め
た後に、そのフレーム差分の値を適当な閾値（スレショ
ルド値）と比較し、そのスレショルド値以上の値を持つ
有意な画素の数を算出して、その有意画素数のフレーム
ごとの変動を調べる方法がある。あるフレームにおいて
有意画素数が非常に多くなった場合には、そのフレーム
で大幅に画像内容に変化があったものと、すなわちその
フレームでシーンチェンジが起こったものとみなす。

通常は、連続する複数フレームの画像データが複数フレ
ーム記憶手段に取り込まれ、変換符号化手段によって、
その複数フレームから成るフレームグループに対して時
１？、’］軸に関する変換符号化が行われる。

しかし、シーンチェンジ検出手段でシーンチェンジが検
出されたときには、フレーム反復制御手段によって、シ
ーンチェンジフレームの直前のフレームが、フレームグ
ループの最終フレームまで適当な回数だけ繰り返され、
複数フルーｌ、記憶手段に記憶保持される。

その結果、シーンチェンジフレームは必ずフレームグル
ープの先頭フレームとなり、フレームグループ内での画
像内容の不連続がなくなるので、発生する符号化データ
量が削減される。フレームグループ内で画像内容の不連
続があると、変換係数の高周波成分に多くの情報が発生
するからである。当然、符号化データ量を同レベルに保
つならば、シーンチェンジの際の画質劣化を減らすこと
ができる。

を採用する請求項第４項記載の動画像符号化装置におい
ては、上記の場合と同様にシーンチェンジ検出手段で、
フレーム間の画像内容に大きな変化が生じるシーンチェ
ンジを検出する。通常は、入力画像データに対して時間
軸に関する予測符号化が行われる。すなわち、予測誤差
データ生成手段において入力画像データとその予測値で
ある予測画像データの差分がとられ、予測誤差データ符
号化手段によってその子１’ｌ誤差データが符号化され
る。そして、局部復号化手段では、符号化データが復号
化された後に予測画像データと加算され、局部復号化画
像データが生成される。また、予測画像データ生成手段
では、過去のフレームの局部復号化画像データから、現
在のフレームに対する予測画像データが生成される。例
えば、直前のフレームの局部復号化画像データをそのま
ま予測画像データとして使用する方法がある。

ただし、時間軸に関する予測符号化を行う場合には、デ
ータ転送時のエラー等による歪みが少しずつ蓄積されて
いくことを避けるために、必ず複数フレームごとに周期
的なリフレッシュ、すなわち過去のフレームとは独立に
そのリフレッシュフレームをフレーム内符号化する。そ
のために、リフレッシュ制御手段においては、周期的に
生じるリフレッシュの際に予測画像データが強制的にＯ
に固定され、結果としてリフレッシュすべきフレームは
フレーム内符号化される。

さらに、シーンチェンジ検出手段でシーンチェンジが検
出されたときには、そのシーンチェンジフレームがリフ
レッシュフレームとなるように、リフレッシュ制御手段
において、そのときだけ強制的にリフレッシュ周期が短
く変更される。これは、前フレームとの相関がほとんど
無くなるシーンチェンジの場合には、通常の時間軸に関
する予測符号化を行っても、フレーム内符号化の場合と
同程度の大きな符号化データ量となってしまうので、そ
のシーンチェンジフレームをリフレッシュフレームとし
て利用することにより、通常のフレームがリフレッシュ
フレームとして符号化される機会を減らすためである。

その結果、全体とじて発生する符号化データ量が削減さ
れる。また、符号化データ量を同レベルに保つならば、
全体として画質劣化を減らすことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である動画像符号化装置の
ブロック図である。また、第２図は、その動画像符号化
装置と対になる動画像復号化装置のブロック図である。

まず、前記第８図と同一部分に同一符号を付して重複説
明を省略した第１図において、２２はフレーム変化検出
手段としてのシーンチェンジ検出回路、２４は動画像符
号化手段としての動画像符号化回路、２５はデータ多重
回路である。

上記動画像符号化回路２４はデータ選択回路２６．２９
．データ分配切換回路２７．フレームグループ記憶手段
としてのＮ個（Ｎは２以上の自然数）のフレームメモリ
２８ａ〜２８　ｚ　、　変’ｌＡ符号化手段としての変
換符号化回路３０．フレームメモリ切換カウンタ３２．
フレーム反復制御手段としてのフレーム反復制御回路３
５により構成されている。

また、２３はシーンチェンジ検出信号、３３はフレーム
メモリ切換信号、３４はフレームグループ完結信号、３
６はフレーム反復指示信号、３７は画像符号化データ、
３８は反復フレーム選択信号、３９は映像ポーズ信号で
ある。

入力映像信号１はＡ／Ｄ変換回路１２でディジタルの入
力画像データ１３に変換され、フレームメモリ１４に記
憶保持される。また、入力画像データ１３はシーンチェ
ンジ検出回路２２に与えられ、前フレームとの画像内容
の変化の程度が調べられる。画像内容が大幅に変化した
場合には、シーンチェンジ検出信号２３が出力される。

そして。

フレームメモリ１４から出力される入力画像データ１３
と、シーンチェンジ検出回路２２から出力されるシーン
チェンジ検出信号２３は、動画像符号化回路２４に与え
られる。

まず、データ選択回路２９の出力である反復画像データ
と、符号化すべき入力画像データ１３のどちらかが、デ
ータ選択回路２６で選択されてデータ分配切換回路２７
に与えられる。通常の場合には画像データ１３が選択さ
れるが、フレーム反復制御回路３５で生成されるフレー
ム反復指示信号３６が有効となった場合には、反復画像
データが選択される。

データ選択回路２６で選択された画像データは、データ
分配切換回路２７の働きによって、Ｎ個のフレームメモ
リ２８ａ〜２８ｚのいずれかに書き込まれる。そのデー
タ分配切換回路２７におけるフレームメモリの切り換え
は、フレームメモリ切換カウンタ３２から出力されるフ
レームメモリ切換信号３３に応じて行われる。そして、
Ｎ番めのフレームメモリ２８ｚに画像データが書き込ま
れてＮフレーム分の画像データがフレームメモリ２８ａ
〜２８ｚに揃った後に、変換符号化回路３０でそのＮフ
レーム分の画像データに対して時間軸に関する変換符号
化の処理が開始される。そ３２からフレームグループ完
結信号３４が入力されたときに開始され、処理後の画像
符号化データ３７は動画像符号化回路２４から出力され
る。

また、フレーム反復制御口ｗ！ｒ３５で生成される反復
フレーム選択信号３８が有効となった場合には、Ｎ個の
フレームメモリ２８ａ〜２８ｚのいずれかに記憶保持さ
れている画像データが、データ選択回路２９で反復画像
データとして選択され、データ選択回路２６に出力され
る。そのデータ選択回路２９におけるフレームメモリの
選択は、反復フレーム選択信号３８に応じて行われる。

なお、フレームメモリ切換カウンタ３２はＮを周期とす
る同期的なカウンタであり、フレームメモリ切換信号３
３とフレームグループ完結信凌３４を出力する。フレー
ムメモリ切換Ｑ　′；＋３３はカウンタデータ出力信号
、フレームグループ完結信号３４はカウンタキャリー出
力信号である。

また、フレーム反復制御回路３５は、シーンチェンジ検
出信号２２が入力されたときのフレームメモリ切り換え
信号３３が１番めのフレームメモリ２８ａを指すように
なるまで、それを反復フレーム選択信号３８として出力
する。

符ｙ化すべき入力画像データ１３はフレームメモリ１４
により１フレームだけ遅延されて動画像符号化回路２４
に入力されるので、反復フレーム選択信号３８の指すフ
レームメモリに格納されている画像データは、シーンチ
ェンジフレームの直前のフレームの画像データとなる。

なお１反復フレーム選択信号３８が出力されている間は
、フレーム反復指示信号３６が有効となる。

次に、前記第９図と同一部分に同一符号を付して重複説
明を省略した第２図において、４０はデータ分離回路、
４３は動画像復号化回路である。

上記動画像復号化回路４３は、変換復号化回路４５、Ｎ
１１ｉＩあるフレームメモリ４６ａ〜４６ｚ。

データ選択回路４７、フレームメモリ切換カウンタ４８
、フレーム除去制御回路５１により構成されている。

また、４１は画像符号化データ、４２は反復フレーム選
択信号、４９はフレームグループ完結信号、５０はフレ
ームメモリ切換信号、５２はフレーム除去指示信号であ
る。

入力符号化データ１０は、バッファメモリ１７に一旦蓄
えられた後に、データ分離回路４０によって画像符号化
データ４１と反復フレーム選択信号４２とに分離される
。画像符号化データ４１は変換復号化回路４５で復号化
され、再生画像データが生成される。そして、フレーム
メモリ切換カウンタ４８から出力されるフレームグルー
プ完結信号４９が有効となったときに、Ｎフレーム分の
再生画像データがＮ個あるフレームメモリ４６ａ〜４６
ｚに書き込まれる。

データ選択回路４７では、フレームメモリ切換カウンタ
４８から出力されるレフー熊メモリ切換信号５０に応じ
て、Ｎ個のフレームメモリ４６ａ〜４６ｚのいずれかの
フレームメモリが選択されて、そのフレームメモリに記
憶保持されている画像データが動画像復号化回路４３か
ら出力画像データ２０として出力される。通常の場合に
は、フレームメモリ切換信号５０はＮを周期として周期
的に繰り返されるが、シーンチェンジの場合には、符号
化の際に挿入されたフレームを除去するため、そのフレ
ームメモリ切換信号５０が第１のフレームメモリ４６　
ａを指すように、強制的にその周期の変更が行われる。

フレーム除去制御回路５１は、入力された反復フレーム
選択信号４２とフレームメモリ切換信号５０とから、シ
ーンチェンジの際に挿入されてフレームグループの最後
のフレームまで繰り返されたフレームを検出し、その挿
入されたフレームを除去するためにフレーム除去指示信
号５２を生成する。すなわち、反復フレーム選択信号４
２が入力された場合には、その反復フレーム選択信号４
２とフレームメモリ切換信号５０とを常に比較し、フレ
ームメモリ切換信号５０が反復フレーム選択信号４２で
指定されるフレームの次のフレームを指すようになった
時点で、フレーム除去信号５２を出力する。

フレームメモリ切換カウンタ４８は、Ｎを周期とする周
期的なカウンタであり、フレームグループ完結信号４９
とフレームメモリ切換信号５０を出力する。フレームグ
ループ完結信号４９はカウンタキャリー出力信号、フレ
ームメモリ切換信号５０はカウンタデータ出力信号であ
る。

そして、フレーム除去指示信号５２がフレームメモリ切
換カウンタ４８に入力されると、フレームメモリ切換カ
ウンタ４８が強制的にクリアされ、通常はＮを周期とし
て周期的に繰り返されるフレームメモリ切換信号５０は
、第１のフレームメモリ４６ａを指すように変更される
。その結果、シーンチェンジの際に挿入された複数のフ
レームが除去される。

第３図は、第１図の動画像符号化装置と第２図の動画像
復号化装置における、画像データと符号化データの流れ
を説明する概念図である。

第３図において、（ａ）は入力画像データ量３、（ｂ）
はフレームが挿入された符号化すべき画像データ、（Ｑ
）は動画像符号化回路２４から出力される画像符号化デ
ータ３７である。（ｃ）は動画像復号化回路４３に入力
される画像符号化データ４１でもある。また、（ｄ）は
複合化された再生画像データ、（ｅ）は挿入されたフレ
ームを除去した出力画像データ２０である。ただし、フ
レームグループは４フレームからなるものである。

なお、図中の本印は挿入されたフレームを示すものであ
る。

第３図（、）にハツチングで示した第７フレームでシー
ンチェンジが起こったとする。このとき、第６フレーム
以前と第７フレーム以降では、その画像内容が大幅に変
わっていることになる。そこで、（ｂ）に示すように、
第６フレームが適当な回数だけ繰り返されることで、第
７フレームがフレームグループの先頭フレームとなる。

すなわち、第６フレームと同じフレームが２回挿入され
、第６フレームが３回繰り返されることになる。こうす
ると、各フレームグループの中で画像内容の不連続がな
くなるので、動画像符号化回路２４から出力される画像
符号化データ３７のデータ量が減る。

また、動画像復号化回路４３に入力された画像符号化デ
ータ４１から、復号化された結果の再生画像データが生
成される。（ｄ）に示すように、この再生画像データに
おいては、シーンチェンジの際に２回挿入された第６フ
レームと同じフレームが存在する。そこで（８）に示す
ように、余分なフレームを除去して正常な出力画像デー
タ２０を得る。

以上説明したように、第１の実施例である動画像符号化
装置に用いられる動画像符号化方式は、複数フレームか
ら成るフレームグループを単位として時間軸に関する変
換符号化を行う場合に、フレームグループ内での画像内
容の不連続をなくすため、シーンチェンジの際にはその
シーンチェンジフレームがフレームグループの先頭フレ
ームとなるように、シーンチェンジフレームの直前のフ
レームを適当な回数だけ繰り返すものである。

なお、この例では、シーンチェンジ検出信号２３が映像
ポーズ信号３９として映像ソースに渡レームが複数回繰
り返して使用されているときには、入力映像信号１は一
時ポーズされる。その結果、フレーム抜けは生じない。

しかし、もし映像ポーズ信号３９を受は付けない映像ソ
ースの場合には、シーンチェンジフレーム以降の複数フ
レームが抜は落ちてしまうことになる。ただし、これが
設計上あまり問題にならないのであれば、その場合にも
同様に使用可能である。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。

第４図は、本発明の一実施例である動画像符号化装置の
ブロック図である。また、第５図は、その動画像符号化
装置と対になる動画像復号化装置のブロック図である。

まず、前記第８図と同一部分に同一符号を付して重複説
明を省略した第４図において、５３は動画像符号化回路
、５４はデータ多重回路である。

上記動画像符号化回路５３は、予測誤差データ生成手段
としてのデータ減算回路５５、データ選択回路５７，６
１、フレーム差分画像符号化回路５８、フレーム差分画
像復号化回路５９、データ加算回路６０、フレームメモ
リ６３、リフレッシュ制御手段としてのリフレッシュカ
ウンタ６４により構成されている。

そして、フレーム差分画像復号化回路５９とデータ加算
回路６０とで局部復号化手段を、データ選択回路６１と
フレームメモリ６３とで予測画像データ生成手段を構成
している。また、２３はシーンチェンジ検出信号、５６
はフレーム差分画像データ、６２は局部復号化画像デー
タ、６５は画像符号化データ、６６はリフレッシュ指示
信号である。

入力映像信号１はＡ／Ｄ変換回路１２でディジタルの入
力画像データ１３に変換され、フレームメモリ１４に記
憶保持される。また、入力画像データ１３はシーンチェ
ンジ検出回路２２に与えられ、前フレームとの画像内容
の変化の程度が調べられる。画像内容が大幅に変化した
場合には、シーンチェンジ検出信号２３が出力される。

そして、フレームメモリ１４から出力される入力画像デ
ータ上３と、シーンチェンジ検出回路２２から出力され
るシーンチェンジ検出信号２３は、動画像符号化回路２
４に与えられる。

まず、データ減算回路５５で、入力画像データ１３から
フレームメモリ６３に記憶保持された前フレームの局部
復号化画像データが引き算されて時間軸に関する予測誤
差データであるフレーム差分画像データが生成される。

そして、データ選択回路５７で、データ差分回路５６の
出力であるフレーム差分画像データ５６と、入力画像デ
ータエ３とのどちらかが選択され、フレーム差分画像符
号化回路５８に与えられ。

通常の場合には、フレーム差分画像データ５６が選択さ
れてフレーム間の画像符号化が行われるが、特定のリフ
レッシュフレームでリフレッシュ指示（１号６６が入力
された場合には、入力画像データ１３が選択されてフレ
ーム内画像符号化が行われる。

データ選択回路５７の出力である画像データはフレーム
差分画像符号化回路５８で所定の符号化画像符号化回路
５３から出力される。また、その画像符号化データ６５
は、フレーム差分画像復号化回路５９で局部複合化され
た後に、データ加算回ｌｌ！１６０の出力信号とデータ
選択回路６１によって選択され、局部復号化画像データ
６２が生成される。

すなわち、通常の場合には、フレームメモリ６３に記憶
保持された前フレームの局部画像復号化データと足し算
されて、新しい局部復号化画像データ６２が生成される
が、特定のリフレッシュフレームでリフレッシュ指示信
号６６が入力された場合には、そのまま局部復号化画像
データ６２として用いられる。局部復号化画像データ６
２は、次のフレームのためにフレームメモリ６３に記憶
保持される。

時間軸に関する予測符号化であるフレーム間の画像符号
化を行う場合には、データ転送時のエラー等による歪み
が蓄積されないように、定期的にフレーム内の符号化を
用いることでリフレッシュを米う必要がある。

リフレッシュカウンタ６４は、そのために所定の周期で
リフレッシュ指示信号６６を出力する周期的なカウンタ
である。ただし、シーンチェンジ検出回路２２でシーン
チェンジが検出されたときには、その出力であるシーン
チェンジ検出信号２３によってリフレッシュカウンタ６
４がクリアされ、そのシーンチェンジフレームが強制的
にリフレッシュフレームとなるように、リフレッシュ指
示信号６６が出力される。そのリフレッシュ指示信号６
６は、データ選択回路５７と６１に与えられると同時に
、動画像符号化回路５３から出力されて、データ多重回
路５４で画像符号化データ６５と多重されて出力符号化
データ７となる。

次に、前記第９図と同一部分に同一符号を付して重複説
明を省略した第５図において、６７はデータ分離回路、
７０は動画像復号化回路である。

上記動画像復号化回路７０は、フレーム差分画像復号化
回路７１、データ加算回路７２、データ選択回路７３、
フレームメモリ７４により構成さはリフレッシュ指示信
号である。

入力画像データ１３は、バッファメモリ１７に一旦蓄え
られた後に、データ分離回路６７によって画像符号化デ
ータ６８とリフレッシュ指示信号６９とに分離される。

画像符号化データ６８は、フレーム差分画像復号化回路
７１で複合化された後に、データ加算回路７２の出力信
号とデータ選択回路７３によって選択され、出力画像デ
ータ７５となって動画像復号化回路７０から出力される
。すなわち、通常の場合には、フレームメモリ７４に記
憶された前フレームの出力画像データ７５と足し算され
るが、特定のリフレッシュフレームでリフレッシュ指示
信号６９が入力された場合には、そのまま出力画像デー
タ７５となる。出力画像データ７５は次のフレームのた
めにフレームメモリ７４に記憶保持される。

第６図は、第４図の動画像符号化回路と第５図の動画像
復号化装置における、画像データと符号化データの流れ
を説明する概念図である。

第６図において、（ａ）は入力画像データ１３（ｂ）は
動画像符号化回路５３から出力される画像符号化データ
６５である。（ｂ）は動画像復号化回路７０に入力され
る画像符号化データ６８でもある。また、（Ｃ）は復号
化された出力画像データ７５である。なお、図中の木部
はリフレッシュフレームを示すものである。第６図（ａ
）にハンチングで示した第７フレームでシーンチェンジ
が起こったとする。このとき、第６フレーム以前と第７
フレーム以降では、その画像内容が大幅に変わっている
ことになる。前フレームとの相関がほとんど焦いそのシ
ーンチェンジフレームでは。

フレーム間の符号化を行ってもフレーム内の符号化と同
様に大きな符号化データ量が発生する。そこで、（ｂ）
に示すように、そのシーンチェンジフレームは、フレー
ム内符号化を行ってリフレッシュフレームとして利用し
、その後の通常のフレームがリフレッシュフレームとし
て使用される機会を減らす。全体として動画像符号化回
路５３から出力される画像符号化データ６５のデータ量
が減ることになる。なお、（ｂ）の画像符号化データか
ら（ｃ）の出力画像データを得る際には、通常の復号化
処理を行うだけで良い。

以上説明したように、第２の実施例である動画像符号化
回路に用いられる動画像符号化方式は、複数フレームご
とにフレーム内符創化を利用してリフレッシュする時間
軸に関する予ａｌｌ符号化を行う場合に、シーンチェン
ジの際には、そのシーンチェンジフレームをリフレッシ
ュフレームとして利用するように、強制的にり・フレッ
シュ周期の変更を行うものである。

なお、この例では、動画像符号化回！８５３の中のリフ
レッシュカウンタ６４の働きにより、通常の場合には予
め決められた周期でリフレッシュが行われる。しかし、
もちろんこの周期は、データ転送時に発生するエラーの
確率等によって可変されてもよい。また、動画像復号化
装置からのリフレッシュ要求を受けることで、リフレッ
シュが実行されてもよい。

以上説明した二つの実施例は、光ディスクに動為像をデ
ータ圧縮して符号化データを記録し、またその光ディス
クから読み出した符号化データをデータ伸長して動画像
を再生するシステムについてであったが、もちろんこれ
に限らず他のデータ記録メディアであってもよい。例え
ば、ハードディスクやフロノビ−ディスク等が挙げられ
る。また、数フレームに及ぶデータ転送の遅延時間が問
題にならなければ、もちろん通信路を対象とする動画像
符号化伝送システムに本発明を適用してもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、次に示
す効果が達成される。すなわち、前フレームと画像内容
が大幅に変わったシーンチェンジフレームでは、まとめ
て画像符号化されるフレームグループの先頭フレームに
そのシーンチェンジフレームが位置するように、直前の
フレームを適当な回数だけ繰り返すことで、フレームグ
ループ内での画像内容の不連続が無くなるので、画質を
損なうことなく符号化データ量を削減できる。

あるいは、前フレームと画像内容が大幅に変わったシー
ンチェンジフレームでは、伝送エラー等の歪みをクリア
するためにフレーム内符号化を行うリフレッシュフレー
ムとして、そのシーンチェンジフレームを利用すること
で、フレーム間符号化を行う通常のフレームをリフレッ
シュフレームとして利用する機会を減らせるので、画質
を損なうことなく符号化データ量を削減できる。

また、上記のいずれの場合でも、全体の符号化データ量
を従来と同レベルに保つならば、全体として画質劣化を
減らせる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である動画像符号化装置
の構成を示すブロック図、第２図は第１図に対応した動
画像復号化装置の構成を示すブロック図、第３図は第１
図と第２図における画像データと符号化データの流れを
説明するための概念図、第４図は本発明の第２の実施例
である動画像符号化装置の構成を示すブロック図、第５
図は第４図に対応した動画像復号化装置の構成を示すブ
ロック図、第６図は第４図と第５図における画像データ
と竹号化データの流れを説明するための概念図、第７図
は従来の動画像符号化記録再生システムの構成を示すブ
ロック図、第８図は従来の動画像符号化装置の構成を示
すブロック図、第９図は第８図に対応した動画像復号化
装置の構成を示すブロック図である。 ２２・・・シーンチェンジ検出回路、２４．５３・・・
動画像符号化回路、２８ａ〜２８ｚ・・・フレームメモ
リ、３０・・・変換符号化回路、３５・・・フレーム反
復制御回路、５５・・・減算回路、５８・・・フレーム
差分画像符号化回路、５９・・・フレーム差分画像符号
化回路、６０・・・加算回路、６３・・・フレームメモ
リ、６４・・・リフレッシュカウンタ。 萬 図 蔦 ２ 図 勇 閏 第 図 莫＋　図 萬３ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数フレームごとに動画像を分割してフレームグル
   ープを生成し、該フレームグループをそれぞれ時間軸に
   関する変換符号化方式により符号化する動画像符号化方
   式において、フレーム間の画像内容の変化を調べて評価
   し、画像内容が大幅に変化しているフレームを検出した
   際には、該フレームが複数フレームから成る上記フレー
   ムグループの先頭に位置するように、上記フレームの直
   前のフレームを複数回繰り返した後に、各フレームグル
   ープの符号化を行うことを特徴とする動画像符号化方式
   。 ２、通常のフレームに対しては過去のフレームの符号化
   結果を利用してフレーム間符号化を行うが、所定のフレ
   ーム間隔で現れる特定のフレームに対してはフレーム内
   符号化を行うリフレッシュ制御付きの時間軸に関する予
   測符号化方式により符号化する動画像符号化方式におい
   て、フレーム間の画像内容の変化を調べて評価し、画像
   内容が大幅に変化しているフレームを検出した際には、
   その時点だけ上記所定のフレーム間隔を変更し、上記フ
   レームをフレーム内符号化することを特徴とする動画像
   符号化方式。 ３、入力される動画像に対して、時間軸に関する所定の
   変換符号化を行う動画像符号化装置において、フレーム
   間の画像内容が大幅に変化しているか否かを検出するフ
   レーム変化検出手段と、動画像符号化手段を備え、この
   動画像符号化手段には、入力の動画像から切り出された
   複数フレームから成る、フレームグループの画像データ
   を記憶保持するフレームグループ記憶手段と、該フレー
   ムグループ記憶手段に記憶保持された画像データに対し
   て、時間軸に関する変換符号化の処理を行う変換符号化
   手段と、上記フレーム変化検出手段が特定のフレームで
   画像内容に大幅な変化が生じたと検出した際に、該特定
   のフレームの直前のフレームをフレームグループの最終
   フレームまで複数回繰り返すように制御するフレーム反
   復制御手段とを備えることを特徴とする動画像符号化装
   置。 ４、入力される動画像に対して、時間軸に関する所定の
   予測符号化を行う動画像符号化装置において、フレーム
   間の画像内容が大幅に変化しているか否かを検出するフ
   レーム変化検出手段と、動画像符号化手段を備え、この
   動画像符号化手段には、符号化すべき現フレームの画像
   データから該画像データに対する予測画像データの値を
   減算して、予測誤差データを生成する予測誤差データ生
   成手段と、該予測誤差データを所定の符号化方式で符号
   化し、符号化データを出力する予測誤差データ符号化手
   段と、該符号化データを復号化した後に、上記予測画像
   データの値を加算して局部復号化画像データを生成する
   局部復号化手段と、過去のフレームの局部復号化画像デ
   ータを記憶保持し、現フレームの画像データに対する上
   記予測画像データを生成する予測画像データ生成手段と
   、所定のフレーム間隔で現れる特定のフレームに対して
   は、該特定のフレームの画像データに対する上記予測画
   像データの値を０に固定するように、また上記フレーム
   変化検出手段が特定のフレームで画像内容に大幅な変化
   が生じたと検出した際には、該特定のフレームに対して
   上記予測画像データの値を０に固定するように、上記予
   測画像データ生成手段を制御するリフレッシュ制御手段
   とを備えることを特徴とする動画像符号化装置。