JPH0366278A - Highly efficient coding method for video signal - Google Patents

Highly efficient coding method for video signal

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JPH0366278A
JPH0366278A JP1203368A JP20336889A JPH0366278A JP H0366278 A JPH0366278 A JP H0366278A JP 1203368 A JP1203368 A JP 1203368A JP 20336889 A JP20336889 A JP 20336889A JP H0366278 A JPH0366278 A JP H0366278A
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JP
Japan
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screen
difference signal
signal
difference
decoded
Prior art date
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Pending
Application number
JP1203368A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masazumi Yamada
正純 山田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily apply special reproduction such as search by taking a difference between a picture interpolating a decoded 1/4 picture into twice longitudinally and laterally respectively and an original picture, coding and decoding the interpolation difference signal and sending and recording the result of coding of the interpolation difference signal and the 1/4 picture signal. CONSTITUTION:A decoded 1/4 picture signal stored in a 1/4 frame memory 8 is interpolated to the size by original one frame with an interpolation filter 5. When a subtractor 10 takes a difference from a signal in a frame memory 1, an interpolation difference signal of each block is accumulated by an accumulation adder 23. The result of accumulation is compared with a predetermined threshold level at a discriminator 24 to discriminate whether or not an interpolation difference signal of each block is to be coded. When a stop code is sent to a decoder, a decoded signal is the interpolated decoding 1/4 picture signal only. Thus, a bit number is reduced by generating a block without sending an interpolation difference signal.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号の高能率符号化方法に関する。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a high efficiency encoding method for video signals.

従来の技術 テレビジョン信号のような映像信号で(上 連続する2
フレ一ム間の時間差が小さいた取 これらのフレーム間
の画像の変化は少ないと考えられもフレーム間符号化(
よ このようなフレーム間の相関を利用して高能率化を
図るものであり、通常は連続する2フレ一ム間の差分信
号を量子(1,符号化して伝送し 受信側ではフレーム
間差分値を蓄積することによりテレビジョン信号を再生
する。
With video signals such as conventional technology television signals (above two consecutive
When the time difference between frames is small, the change in the image between these frames is considered to be small, but interframe coding (
The purpose of this is to utilize such inter-frame correlation to improve efficiency, and usually the difference signal between two consecutive frames is encoded and transmitted, and the receiving side uses the inter-frame difference value. It reproduces the television signal by accumulating the .

この方法に加えて、動きによる差分値の急な増大を防ぐ
ために 動き補償やフレーム間・フレーム内適応符号化
などが考案されている。
In addition to this method, motion compensation, interframe/intraframe adaptive coding, etc. have been devised to prevent sudden increases in difference values due to motion.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のフレーム間符号化、あるいはフレ
ーム間・フレーム内適応符号化で(上 時間軸方向の差
分を取っているた吹 一般に特殊再生を容易に行なうこ
とは困難であっ1゜ 例えば任意のフレームまでサーチしたい場合、まずフレ
ーム間差分を取る元となる原信号部分までさかのぼって
復号し そこからサーチのスピードに応じて画面を復元
していく必要がある。ここで原信号部分とG;Lpcm
符号化など比較的劣化や誤り伝搬の影響の少ないフレー
ム内符号化にてリフレッシュを行なっている部分の事を
指す。
Problems to be Solved by the Invention However, it is generally difficult to easily perform special playback using conventional interframe coding, or interframe/intraframe adaptive coding. Ah1゜For example, if you want to search for an arbitrary frame, you must first go back and decode the original signal part from which the inter-frame difference is taken, and then restore the screen from there depending on the search speed. Signal part and G; Lpcm
Refers to the part that is refreshed using intra-frame encoding, which is relatively less affected by deterioration and error propagation.

また 静止画配線 伝送において、階層的な符号化方法
が知られていも −例として第7図に示すラプラシアン
・ピラミッド符号化法と称される方法について述べる。
Furthermore, although hierarchical encoding methods are known for still image wiring transmission, a method called the Laplacian pyramid encoding method shown in FIG. 7 will be described as an example.

まず原画像Qeを柑域制限しサブザンプルして得られた
ものをガウシアンプレーンG1とする。この処理を繰り
返し適用してガウシアンプレーンG1)=G−1を得る
。次に各ガウシアンプレーンG1を補間し これを−階
層下のガウシアンプレーンG l−1から差し引いて得
られたものをラプラシアンプレーンL l−1として、
得られたラプラシアン・ピラミッドLa〜I、 m−+
を上位階層から順次符号化し 伝送する。
First, the original image Qe is subjected to range restriction and sub-sampled, and the resultant image is defined as a Gaussian plane G1. This process is repeatedly applied to obtain a Gaussian plane G1)=G-1. Next, each Gaussian plane G1 is interpolated, and the result obtained by subtracting this from the Gaussian plane G1-1 at the lower level is defined as the Laplacian plane L1-1,
Obtained Laplacian pyramid La~I, m-+
are encoded and transmitted sequentially from the upper layer.

この方法は 種々の画面サイズに応じて段階的に画面表
示が可能であり、動画像に適用しても高速サーチなどに
効果があると考えられる力交 従来の方法をそのまま動
画像に適用すると、データレートが多きくなりすぎる可
能性がある。
This method can be displayed in stages according to various screen sizes, and is considered effective for high-speed searches even when applied to moving images.If the conventional method is applied to moving images as is, The data rate may become too high.

本発明は かかる点に鑑へ サーチなどの特殊再生に適
した高能率符号化方法 動画像への適用に適した階層的
な符号化方法を提供することを目的とする。
In view of these points, it is an object of the present invention to provide a high-efficiency encoding method suitable for special playback such as search, and a hierarchical encoding method suitable for application to moving images.

課題を解決するための手段 本発明(よ 符号化を行なう最初のフレーム あるいは
リフレッシュを行なうフレームについては、縦横にそれ
ぞれ2:lにサブサンプルして得られた1/4画面を符
号化 復号化し この結果を復号化1/4画面と称し 
この復号化1/4画面を縦横にそれぞれ2倍に補間した
画面と、原画面の差分を取り、この差分信号を補間差分
信号と称しこの補間差分信号を符号化 復号化し 前記
補間差分信号の符号化結果と前記1/4画面の符号化結
果を伝送・記録するものとし これ以降のフレームにつ
いては、 縦横にそれぞれ2:1にサブサンプルして得
られた1/4画面と、前フレームの復号化1/4画面と
の差分信号を求め、 これを符号化 復号化し この差
分信号の復号化結果と前フレームの復号化1/4画面を
加えることにより該フレームの復号化174画面を求め
、 この復号化1/4画面を縦横にそれぞれ2倍に補間
した画面と、原画面の差分を取り、この補間差分信号と
、前フレームの復号化された補間差分信号との2次差分
信号を得てこれを符号化 復号化し この2次差分信号
の符号化結果と前述した1/4画面の差分信号の符号化
結果を伝送・記録することを特徴とする映像信号の高能
率符号化方法である。
Means for Solving the Problems According to the present invention, for the first frame to be encoded or the frame to be refreshed, 1/4 screen obtained by subsampling at 2:1 in the vertical and horizontal directions is encoded and decoded. The result is called the decrypted 1/4 screen.
The difference between the screen obtained by interpolating this decoded 1/4 screen twice in the vertical and horizontal directions and the original screen is taken, and this difference signal is called an interpolated difference signal, and this interpolated difference signal is encoded and decoded. For subsequent frames, the 1/4 screen obtained by subsampling 2:1 vertically and horizontally, and the decoding of the previous frame will be transmitted and recorded. Find the difference signal between the converted 1/4 screen, encode and decode it, and add the decoded result of this difference signal and the decoded 1/4 screen of the previous frame to find the decoded 174 screen of the frame. The difference between the screen obtained by interpolating the decoded 1/4 screen twice vertically and horizontally and the original screen is obtained, and the second-order difference signal between this interpolated difference signal and the decoded interpolated difference signal of the previous frame is obtained. This is a highly efficient video signal encoding method characterized by encoding and decoding this, and transmitting and recording the encoding result of this secondary difference signal and the encoding result of the above-mentioned 1/4 screen difference signal.

また さらに縦横に複数回サブサンプルを繰り返して1
/4画眠 l/16画面、l/64画直・両派/4N画
面を求め、 最も小さい画面から順に請求項(1)と同
様の操作、すなわち、1/4N画面と、前フレームの復
号化1/4N画面との差分信号を求め、これを符号化、
復号化し、この差分信号の復号化結果と前フレームの復
号化1/4”画面を加えることにより該フレームの復号
化1/4N画面を求め、この復号化1/4”画面を縦横
にそれぞれ2倍に補間した画面と 1 /4(NN−1
)画面の差分を取り、この補間差分信号と、前フレーム
1 / 4(NN−1)画面の復号化された補間差分信
号との2次差分信号を得てこれを符号(L  復号化す
る操作を繰り返すことを特徴とする映像信号の高能率符
号化方法であり、1/4画面を符号化する際に その画
面を複数ブロックに分割し 各ブロック内の平均値を求
め、各ブロック内の信号から同ブロックの平均値を減じ
た後に フレーム間差分及び符号化を行な(\求めた平
均値を別に伝送・記録することを特徴とする映像信号の
高能率符号化方法である。また174画面のフレーム間
差分を求める際に その画面を複数ブロックに分割し 
各ブロック毎に動きベクトルを求め、 動き補償を行し
\ さら(4)1/4画面のフレーム間差分を求める際
にも、該当する位置の1/4画面のブロックにおける動
きベクトルを用いて動き補償を行なうことを特徴とする
映像信号の高能率符号化方法である。また1/4(N′
画面のフレーム間差分信号や補間差分信号のフレーム間
差分信号や補間差分信号を符号化する際に 画面を複数
のブロックに分割1.、1/4N画直 補間差分信号の
それぞれに対して、各ブロック内のフレーム間差分信号
の合計あるいは平均値に対してある閾値を設け、また各
ブロック内のフレーム内信号の合計あるいは平均値壱求
め、 これらを比較することにより、フレーム間差分信
号の符号化結果とフレーム内信号の符号化結果のいずれ
を伝送するかを判定し切り換えることを特徴とする映像
信号の高能率符号化方法である。また 周萌的す9− 0− フレッシュとして、フレーム間差分信号を送ら1−直接
1/4画面の符号化結果と補間差分信号を伝送するよう
切り替える際に 1/4画面のフレーム内符号化結果を
送るフレームと補間差分信号のフレーム内符号化結果を
送るフレームをある一定のフレーム数だけずらすことを
特徴とする映像信号の高能率符号化方法である。また 
補間差分信号を符号化する際に 画面を複数のブロック
に分割し ブロック内の補間差分信号の合計あるいは平
均値あるいは二乗の累計に対してある閾値を設け、その
閾値以下である場合には 補間差分信号を伝送しないよ
うに切り換えることを特徴とする映像信号の高能率符号
化方法である。また 補間差分信号のフレーム間差分信
号や補間差分信号を符号化する際に 画面を複数のブロ
ックに分割し ブロック内の2次差分信号の合計あるい
は平均値あるいは二乗の累計に対してある閾値を設け、
その閾値以下である場合には、 2次差分信号を伝送し
ないように切り換えることを特徴とする映像信号の高能
率符号化方法である。
In addition, repeat subsamples multiple times vertically and horizontally to
/4-frame sleep 1/16 screen, 1/64-frame direct/both sides/4N screen are obtained, and operations similar to claim (1) are performed in order from the smallest screen, that is, 1/4N screen and decoding of the previous frame. Find the difference signal with the 1/4N screen and encode it,
By adding the decoding result of this difference signal and the decoded 1/4" screen of the previous frame, a decoded 1/4N screen of the frame is obtained, and this decoded 1/4" screen is divided vertically and horizontally into two The interpolated screen and 1/4 (NN-1
) screen difference, obtain a second-order difference signal between this interpolated difference signal and the decoded interpolated difference signal of the previous frame 1/4 (NN-1) screen, and decode it (L). This is a high-efficiency encoding method for video signals that is characterized by repeating the following steps. When encoding a quarter screen, the screen is divided into multiple blocks, the average value within each block is determined, and the signal within each block is This is a highly efficient encoding method for video signals, which is characterized by subtracting the average value of the same block from , then performing inter-frame difference and encoding (\The obtained average value is transmitted and recorded separately. When calculating the difference between frames, the screen is divided into multiple blocks.
Calculate the motion vector for each block and perform motion compensation. (4) When calculating the inter-frame difference of the 1/4 screen, the motion vector of the block of the 1/4 screen at the corresponding position is used to calculate the motion. This is a highly efficient encoding method for video signals characterized by performing compensation. Also 1/4(N'
Divide the screen into multiple blocks when encoding the interframe difference signal or interpolation difference signal of the screen 1. , 1/4N pixels For each of the interpolated difference signals, a certain threshold is set for the sum or average value of the interframe difference signals in each block, and a certain threshold value is set for the sum or average value of the intraframe signals in each block. This is a high-efficiency video signal encoding method characterized by determining and switching between the encoding result of the inter-frame difference signal and the encoding result of the intra-frame signal to be transmitted by determining and comparing these results. . In addition, when switching between transmitting the interframe difference signal as fresh 9- 0- 1- direct 1/4 screen encoding result and interpolated difference signal, 1/4 screen intra-frame encoding result This is a high-efficiency video signal encoding method characterized by shifting a frame for transmitting the intraframe encoding result of the interpolated difference signal and a frame for transmitting the intraframe encoding result of the interpolated difference signal by a certain number of frames. Also
When encoding an interpolated difference signal, the screen is divided into multiple blocks, a certain threshold is set for the sum, average value, or cumulative sum of the squares of the interpolated difference signals within the block, and if it is less than that threshold, the interpolated difference is This is a highly efficient video signal encoding method characterized by switching so that the signal is not transmitted. Also, when encoding interframe difference signals or interpolation difference signals, the screen is divided into multiple blocks and a certain threshold is set for the sum, average value, or cumulative sum of squares of the secondary difference signals within the block. ,
This is a high-efficiency video signal encoding method characterized by switching not to transmit the secondary difference signal when it is less than the threshold value.

作用 本発明は上記の手段により、情報量を抑えつつ階層的な
符号化が可能となり、サーチなどの特殊再生時にも速度
に応じた階層まで復号することにより、従来の方法より
も容易に対応することができる。また 再生する画面の
大きさや必要な画質に応じて階層を切り換えることがで
きる。また各階層ごとにリフレッシュするフレームをず
らすことにより、あるフレームにビット数が集中するこ
とが可能となり、画質のばらつきを抑えることができる
。また 補間差分、2次差分信号を伝送せずに済むブロ
ックが発生することによ・リビット数の低減が図れる。
Effect of the Invention The present invention enables hierarchical encoding while suppressing the amount of information by using the above-mentioned means, and can handle special playback such as searches more easily than conventional methods by decoding up to the hierarchy according to the speed. be able to. You can also switch layers depending on the size of the playback screen and the required image quality. Furthermore, by shifting the frames to be refreshed for each layer, it is possible to concentrate the number of bits in a certain frame, and it is possible to suppress variations in image quality. Furthermore, by generating blocks that do not require transmission of interpolated difference and secondary difference signals, the number of rebits can be reduced.

また それぞれの大きさの画面に対して動きベクトルを
伝送する必要がなく、ビット数を削減することができる
Furthermore, there is no need to transmit motion vectors for each screen size, and the number of bits can be reduced.

実施例 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
EXAMPLES Below, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例における符号化方法を説
明するための図である。図において1、1 12− 13はフレームメモリ、 2は帯域制限フィル久3はサ
ブサンモル歌 4.8は1/4フレームメモリ、5は補
間フィル久 6、1)は符号化器7、12は復号化機 
9、16、17はスイッチ、lOl 14、15は減算
@18、19は加算機20.21はバッファメモリであ
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining the encoding method in the first embodiment of the present invention. In the figure, 1, 1, 12-13 are frame memories, 2 is a band-limiting filter, 3 is a sub-frame memory, 4.8 is a 1/4 frame memory, 5 is an interpolation filter, 6, 1) is an encoder 7, and 12 is a decoder. transformation machine
9, 16, and 17 are switches, lOl 14, 15 are subtractors @18, 19 are adders 20, and 21 is a buffer memory.

フレームメモリ1に蓄えられたlフレーム分の画像信号
は 帯域制限フィルタ2により帯域制限されたのちサブ
サンプル器3により縦横それぞれ1/2にサブサンプル
され 1/4フレームメモリ4に蓄えられる。
The image signal for l frames stored in the frame memory 1 is band-limited by a band-limiting filter 2, and then subsampled to 1/2 vertically and horizontally by a sub-sampler 3, and stored in a 1/4-frame memory 4.

符号化を行なう最初のフレーム あるいはリフレッシュ
を行なうフレームにおいて(よ スイッチ9、16、1
7はそれぞれa側に接続しており、このl/4画面信号
(よ 符号化器6により符号化され 出力されるととも
砿 復号化器7により復号化され 1/4フレームメモ
リ8に蓄えられる。
In the first frame to be encoded or in the frame to be refreshed (switches 9, 16, 1
7 are connected to the a side, and this 1/4 screen signal (1/4 screen signal) is encoded by the encoder 6 and outputted, decoded by the 1/4 frame decoder 7, and stored in the 1/4 frame memory 8. .

次にスイッチ9がb倶IL  スイッチ16がC側に接
続され 1/4フレームメモリ8に蓄えられた復号化1
/4画面信号(よ 補間フィルタ5により元のlフレー
ム分の大きさに補間され 減算器lOによりフレームメ
モリlの信号との差分を取る。
Next, the switch 9 is connected to the b-IL switch 16 is connected to the C side, and the decoding 1 stored in the 1/4 frame memory 8
/4 screen signal (Y) is interpolated to the size of the original l frame by the interpolation filter 5, and the difference with the signal in the frame memory l is taken by the subtracter lO.

この補間差分信号は符号化器1)により符号化され 出
力されるとともに 復号化器12により復号化され フ
レームメモリ13に蓄えられる。
This interpolated difference signal is encoded and output by the encoder 1), decoded by the decoder 12, and stored in the frame memory 13.

符号化を行なう最初のフレーム以へ あるいはリフレッ
シュを行なうフレーム以外のフレームにおいてcヨ  
スイッチ16、17はそれぞれb側に接続しており、フ
レームメモリ1に蓄えられる第nフレームの信号はサブ
サンプルされて1/4フレームメモリ4に蓄えら札 こ
れと1/4フレームメモリ8に蓄えられた第(n−1)
フレームの復号1/4画面信号との差分を減算器14に
より求める。この1/4画面フレーム間差分信号ζよ符
号化器6により符号化され 出力されるととも番う  
復号化器7により復号化され 加算器18により第(n
−1)フレームの復号1/4画面信号と加算され 第n
フレームの復号174画面信号として1/4フレームメ
モリ8に蓄えられる。
From the first frame to be encoded or in a frame other than the frame to be refreshed.
Switches 16 and 17 are each connected to the b side, and the signal of the nth frame stored in frame memory 1 is subsampled and stored in 1/4 frame memory 4. (n-1)
A subtracter 14 calculates the difference between the frame and the decoded 1/4 screen signal. This 1/4 screen inter-frame difference signal ζ is encoded by the encoder 6 and output.
It is decoded by the decoder 7 and added by the adder 18.
−1) Added to the decoded 1/4 screen signal of frame nth
The decoded frame is stored in the 1/4 frame memory 8 as a 174 screen signal.

次にスイッチ9がb侃 スイッチ16がC側に3− 4− 接続さh  1/4フレームメモリ8に蓄えられた復号
化1/4画面信号(よ 補間フィルタ5により元の1フ
レ一ム分の大きさに補間され 減算器10によりフレー
ムメモリ1の信号との差分を取る。
Next, the switch 9 is connected to the B side, and the switch 16 is connected to the C side. The subtracter 10 calculates the difference between the signal and the signal in the frame memory 1.

この補間差分信号とフレームメモリ13に蓄えられた第
(n−1)フレームの復号補間差分信号との2次差分が
減算器15により求められ 符号化器1)により符号化
され 出力されるととも鴫復号化器12により復号化さ
れ 加算器19により第(n−1)フレームの復号補間
差分信号と加算され 第nフレームの復号補間差分信号
としてフレームメモリ13に蓄えられる。
The second-order difference between this interpolated difference signal and the decoded interpolated difference signal of the (n-1)th frame stored in the frame memory 13 is obtained by the subtracter 15, encoded by the encoder 1), and output. It is decoded by the Shizu decoder 12, added to the decoded interpolated difference signal of the (n-1)th frame by the adder 19, and stored in the frame memory 13 as the decoded interpolated difference signal of the n-th frame.

なお本実施例において、 1/4画面と補間差分信号の
符号化器 復号化器を別に設置した力丈 これはその前
後にスイッチ及びバッファメモリを設置し 符号化器 
復号化器への入出力のタイミングを制御する事により1
組の符号化器 復号化器を共有することができる。
Note that in this embodiment, an encoder and decoder for the 1/4 screen and interpolated difference signals are installed separately, and switches and buffer memories are installed before and after the encoder.
1 by controlling the timing of input and output to the decoder.
A pair of encoders and decoders can be shared.

また 同様の構成を組み合わせることにより、1/16
画ffi  1/84画面など、さらに上位の階層を分
離して送ることも可能となる。
Also, by combining similar configurations, 1/16
It is also possible to separate and send higher-level images such as ffi 1/84 screen.

第2図は本発明の第2の実施例における符号化方法を説
明するための図である。図において22はブロック化滑
 23は累積加算器 24は判定法 25は打ち切り符
号発生器である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the encoding method in the second embodiment of the present invention. In the figure, 22 is a blocking slider, 23 is an accumulative adder, 24 is a determination method, and 25 is a truncated code generator.

1/4フレームメモリ4に蓄えられた第nフレームにお
ける1/4画面信号はブロック化器22により小ブロッ
クに分割される。ここでブロックの大きさは8*8とす
る。1/4フレームメモリ8に蓄えられた復号化1/4
画面信号を、補間フィルタ5により元の1フレ一ム分の
大きさに補間し 減算器10によりフレームメモリlの
信号との差分を取る際に それぞれのブロックの補間差
分信号を累積加算器23により累積し 累積結果を判定
器24により予め定めた閾値と比較することにより、そ
れぞれのブロックの補間差分信号を符号化するか否かを
判定し 符号化しない場合には代わりに打ち切り符号発
生器25により打ち切り符号を送る。
The 1/4 screen signal in the n-th frame stored in the 1/4 frame memory 4 is divided into small blocks by the block generator 22. Here, the size of the block is 8*8. Decoded 1/4 stored in 1/4 frame memory 8
When the screen signal is interpolated to the original size of one frame by the interpolation filter 5 and the difference from the signal in the frame memory l is taken by the subtracter 10, the interpolated difference signal of each block is added by the cumulative adder 23. By comparing the cumulative result with a predetermined threshold value by the determiner 24, it is determined whether or not to encode the interpolated difference signal of each block.If not, the truncation code generator 25 Send a truncation code.

復号器側で(よ 打ち切り符号が送られてきた場15− 6− 合には、 そのブロックには補間差分信号を用いず、復
号1/4画面信号を補間したもののみをもって複合信号
とする。これにより補間差分信号を伝送せずに済むブロ
ックが発生することによりビット数の低減が図れる。
On the decoder side (if a truncated code is sent), the interpolated difference signal is not used for that block, and only the interpolated version of the decoded 1/4 screen signal is used as a composite signal. This generates blocks that do not require transmission of interpolated differential signals, thereby reducing the number of bits.

な耘 本実施例においてブロックの大きさを8*8とし
た力t 本発明はブロックの大きさに依存しな鶏 また 累積加算器を用いて、補間差分信号の累積結果に
より判定した力曳 これは平均値や二乗の累積を用いて
もよl、% 第3図は本発明の第3の実施例における符号化方法を説
明するための図である。図において26はブロック化歌
 27は累積加算器 28は判定器である。
In this embodiment, the force t is determined based on the cumulative result of the interpolated difference signal using a cumulative adder that does not depend on the block size. The average value or the accumulation of squares may be used. FIG. 3 is a diagram for explaining the encoding method in the third embodiment of the present invention. In the figure, 26 is a blocked song, 27 is a cumulative adder, and 28 is a judger.

減算器IOにより求められた補間差分信号とフレームメ
モリ13に蓄えられた第(n−1)フレームの復号補間
差分信号との2次差分を減算器15により求める際に 
それぞれのブロックの2次差分信号を累積加算器27に
より累積し 累積結果を判定器28により予め定めた閾
値と比較することにより、それぞれのブロックの補間差
分信号を符号化するか否かを判定し 符号化しない場合
には代わりに打ち切り符号発生器25により打ち切り符
号を送る。
When the subtracter 15 calculates the second-order difference between the interpolated difference signal obtained by the subtracter IO and the decoded interpolated difference signal of the (n-1)th frame stored in the frame memory 13,
A cumulative adder 27 accumulates the secondary difference signals of each block, and a determiner 28 compares the cumulative result with a predetermined threshold to determine whether or not to encode the interpolated difference signal of each block. If not encoded, the truncation code generator 25 sends a truncation code instead.

復号器側で(よ 打ち切り符号が送られてきた場合に1
よ そのブロックには2次差分信号を用いずミ前フレー
ムの補間差分信号をもってそのフレームの補間差分信号
とする。これにより2次差分信号を伝送せずに済むブロ
ックが発生ずることによりビット数の低減が図れる。
On the decoder side (1) if a truncated code is sent.
The second-order difference signal is not used for the other block, and the interpolation difference signal of the previous frame is used as the interpolation difference signal of that frame. This generates blocks that do not require transmitting secondary differential signals, thereby reducing the number of bits.

な抵 累積加算器を用いて、2次差分信号の累積結果に
より判定した力丈 これは平均値や二乗の累積を用いて
もよ0゜ 第4図は本発明の第4の実施例における符号化方法を説
明するための図である。図において29は平均値分離法
 30はバッファメモリである。
The strength is determined from the cumulative result of the secondary difference signal using an accumulator. FIG. In the figure, 29 is an average value separation method, and 30 is a buffer memory.

1/4フレームメモリ4に蓄えられた第nフレームにお
ける1/4画面信号はブロック化器24により小ブロッ
クに分割される。ここでブロック17〜 8− の大きさは8*8とする。次に平均値分離器29により
それぞれのブロック内の平均値を求吹 各ブロック内の
信号からそのブロックの平均値を減じた後に 平均値は
バッファメモリ30に 平均値分離後の信号は符号化器
6にそれぞれ送られる。
The 1/4 screen signal in the n-th frame stored in the 1/4 frame memory 4 is divided into small blocks by the block generator 24. Here, the size of blocks 17 to 8- is 8*8. Next, the average value in each block is calculated by the average value separator 29. After subtracting the average value of that block from the signal in each block, the average value is stored in the buffer memory 30. The signal after the average value separation is sent to the encoder. 6 respectively.

符号化器6に送られた信号(よ 符号化 復号化された
後に それぞれのブロックより分離した平均値を加えて
、復号信号として復元する。これにより各ブロック内を
変換符号化などで符号化した際に ブロック内の値がす
べて平均値に近いような場合など、第2、第3の実施例
と同様に平均値分離後の信号を伝送せずに済むブロック
が発生することによりビット数の低減が図れる。また 
この平均値は1/4画面に対する上位の階層(8*8画
素ブロックなら1/64画面)ととらえることもできも 第5図は本発明の第5の実施例における符号化方法を説
明するための図である。図に示すように周期的リフレッ
シュとして、直接1/4画面の符号化結果と補間差分信
号を伝送するよう切り替え9− る際に 1/4画面のフレーム内符号化結果を送るフレ
ームと補間差分信号のフレーム内符号化結果を送るフレ
ームをある一定のフレーム数だけずらす。これにより、
リフレッシュフレームの部分に必要なビット数を分散さ
せることができ、 リフレッシュフレームとそれ以外の
フレームの画質のばらつきを防ぐことができる。
After the signal sent to the encoder 6 is decoded, the average value separated from each block is added to restore it as a decoded signal.This allows each block to be encoded by transform coding etc. In some cases, such as when all the values in a block are close to the average value, the number of bits is reduced by creating blocks that do not require transmitting the signal after the average value separation, as in the second and third embodiments. can be achieved.Also
This average value can be regarded as an upper layer for 1/4 screen (1/64 screen for 8*8 pixel blocks). This is a diagram. As shown in the figure, when switching to directly transmit the 1/4 screen encoding result and interpolated difference signal as periodic refresh, the frame and interpolated difference signal that transmit the 1/4 screen intraframe encoding result are transmitted. The frame for sending the intraframe encoding result is shifted by a certain number of frames. This results in
It is possible to distribute the necessary number of bits in the refresh frame portion, and it is possible to prevent variations in image quality between the refresh frame and other frames.

第6図は本発明の第6の実施例における符号化方法を説
明するための図である。図において31は動きベクトル
検出法32、33は予測ブロック取り出し沫 34は動
きベクトル拡犬鼎である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the encoding method in the sixth embodiment of the present invention. In the figure, 31 is a motion vector detection method 32, 33 is a prediction block extraction method, and 34 is a motion vector expansion method.

減算器14により、 1/4画面のフレーム間差分を求
める際に 31によって各ブロック毎に動きベクトルを
求め、 これを用いて32により動きベクトル分だけ移
動した位置のブロックの信号を取り出し この信号との
差分を符号化器に送る。
When the subtracter 14 calculates the inter-frame difference of the 1/4 screen, a motion vector is obtained for each block by 31, and using this, the signal of the block at the position moved by the motion vector is extracted by 32, and this signal and Send the difference between the two to the encoder.

さら(4)1/4画面のフレーム間差分を求める際にL
 該当する位置の1/4画面のブロックにおける動きベ
クトルを用いて、 34により動きベクトルを拡大する
ことにより動き補償を行なう。
Furthermore, (4) L when calculating the difference between frames of 1/4 screen.
Motion compensation is performed by enlarging the motion vector by 34 using the motion vector in the 1/4 screen block at the corresponding position.

こ−m− れにより、それぞれの大きさの画面に対して動きベクト
ルを伝送する必要がなく、ビット数を削減することがで
きる。
Thereby, there is no need to transmit motion vectors for each size of screen, and the number of bits can be reduced.

発明の詳細 な説明したように本発明によれば 情報量を抑えつつ階
層的な符号化が可能となり、サーチなどの特殊再生時に
も速度に応じた階層まで復号することにより、従来の方
法よりも容易に対応することができる。また 再生する
画面の大きさや必要な画質に応じて階層を切り換えるこ
とができもまた 各階層ごとにリフレッシュするフレー
ムをずらすことにより、あるフレームにビット数が集中
することが可能となり、画質のばらつきを抑えることが
できも
As described in detail, according to the present invention, hierarchical encoding is possible while suppressing the amount of information, and even during special playback such as searching, by decoding up to the layer according to the speed, it is more efficient than conventional methods. can be easily accommodated. In addition, the layers can be switched depending on the size of the screen to be played and the required image quality. By shifting the refresh frame for each layer, it is possible to concentrate the number of bits in a certain frame, reducing variations in image quality. Even if it can be suppressed

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

第1図は本発明の第1の実施例の符号化の方法を示した
ブロックは 第2図は本発明の第2の実施例を示したブ
ロックは 第3図は本発明の第3の実施例の符号化の方
法を示した阻 第4図は本発明の第4の実施例を示した
ブロック@ 第5図は本発明の第5の実施例を示したブ
ロック@ 第6図は本発明の第6の実施例を示したブロ
ック阻第7図は従来のラプラシアン・ピラミッド符号化
の方法を説明するための図である。 1.13・・・フレームメモリ、 2・・・帯域制限フ
ィル久 3・・・サブサンプル器 4、8・・・1/4
フレーノ\メモリ、 5・・・補曲フィル久 6、1)
・・・符号化器 7、12・・・復号化法 9、16、
17・・・スイッチ、 22、28・・・ブロック化器
 23、27・・・累積加算器 29・・・平均値分離
後31・・・動きベクトル検出縁32、33・・・ブロ
ック取り出し器 34・・・動きベクトル拡大器。
FIG. 1 is a block diagram showing the encoding method of the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of the third embodiment of the present invention. Fig. 4 is a block showing a fourth embodiment of the present invention @ Fig. 5 is a block showing a fifth embodiment of the present invention @ Fig. 6 is a block showing a fifth embodiment of the present invention FIG. 7 is a diagram for explaining the conventional Laplacian pyramid encoding method. 1.13...Frame memory, 2...Band limit filter 3...Sub sampler 4, 8...1/4
Freno\Memory, 5... Complementary Philkyu 6, 1)
... Encoder 7, 12 ... Decoding method 9, 16,
17... Switch, 22, 28... Block generator 23, 27... Accumulator adder 29... After average value separation 31... Motion vector detection edge 32, 33... Block extractor 34 ...Motion vector magnifier.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)符号化を行なう最初のフレーム、あるいはリフレ
ッシュを行なうフレームについては、縦横にそれぞれ2
:1にサブサンプルして得られた1/4画面を符号化、
復号化し、この結果を復号化1/4画面と称し、この復
号化1/4画面を縦横にそれぞれ2倍に補間した画面と
、原画面の差分を取り、この差分信号を補間差分信号と
称し、この補間差分信号を符号化、復号化し、前記補間
差分信号の符号化結果と前記1/4画面の符号化結果を
伝送・記録するものとし、これ以降のフレームについて
は、縦横にそれぞれ2:1にサブサンプルして得られた
1/4画面と、前フレームの復号化1/4画面との差分
信号を求め、これを符号化、復号化し、この差分信号の
復号化結果と前フレームの復号化1/4画面を加えるこ
とにより該フレームの復号化1/4画面を求め、この復
号化1/4画面を縦横にそれぞれ2倍に補間した画面と
、原画面の差分を取り、この補間差分信号と、前フレー
ムの復号化された補間差分信号との2次差分信号を得て
これを符号化、復号化し、この2次差分信号の符号化結
果と前述した1/4画面の差分信号の符号化結果を伝送
・記録することを特徴とする映像信号の高能率符号化方
法。
(1) For the first frame to be encoded or the frame to be refreshed, two
: Encode the 1/4 screen obtained by subsampling to 1,
The result is called a decoded 1/4 screen, and the difference between the screen obtained by interpolating this decoded 1/4 screen twice vertically and horizontally and the original screen is taken, and this difference signal is called an interpolated difference signal. , this interpolation difference signal is encoded and decoded, and the encoding result of the interpolation difference signal and the encoding result of the 1/4 screen are transmitted and recorded.For subsequent frames, 2: Find the difference signal between the 1/4 screen obtained by subsampling to 1 and the decoded 1/4 screen of the previous frame, encode and decode it, and combine the decoding result of this difference signal with the decoded 1/4 screen of the previous frame. The decoded 1/4 screen of the frame is obtained by adding the decoded 1/4 screen, and the difference between the original screen and the screen obtained by interpolating this decoded 1/4 screen twice vertically and horizontally is calculated. A secondary difference signal between the difference signal and the decoded interpolated difference signal of the previous frame is obtained, encoded and decoded, and the encoding result of this secondary difference signal and the above-mentioned 1/4 screen difference signal are obtained. A highly efficient encoding method for video signals, characterized by transmitting and recording encoding results.
(2)更に縦横に複数回サブサンプルを繰り返して1/
4画面、1/16画面、1/64画面、・・1/4^N
画面を求め、最も小さい画面から順に請求項(1)と同
様の操作、すなわち、1/4^N画面と、前フレームの
復号化1/4^N画面との差分信号を求め、これを符号
化、復号化し、この差分信号の復号化結果と前フレーム
の復号化1/4^N画面を加えることにより該フレーム
の復号化1/4^N画面を求め、この復号化1/4^N
画面を縦横にそれぞれ2倍に補間した画面と、1/4^
(^N^−^1^)画面の差分を取り、この補間差分信
号と、前フレーム1/4^(^N^−^1^)画面の復
号化された補間差分信号との2次差分信号を得てこれを
符号化、復号化する操作を繰り返すことを特徴とする請
求項1記載の映像信号の高能率符号化方法。
(2) Repeat the sub-samples multiple times vertically and horizontally to
4 screen, 1/16 screen, 1/64 screen,...1/4^N
Find the screen and perform the same operation as in claim (1) starting from the smallest screen, that is, find the difference signal between the 1/4^N screen and the decoded 1/4^N screen of the previous frame, and encode this. By adding the decoding result of this difference signal and the decoded 1/4^N picture of the previous frame, the decoded 1/4^N picture of the frame is obtained, and this decoded 1/4^N
A screen that interpolates the screen twice vertically and horizontally, and a 1/4
(^N^−^1^) screen difference is taken, and the second-order difference between this interpolation difference signal and the decoded interpolation difference signal of the previous frame 1/4^(^N^−^1^) screen is calculated. 2. The highly efficient encoding method of a video signal according to claim 1, wherein the operation of obtaining a signal, encoding and decoding the same is repeated.
(3)1/4画面を符号化する際に その画面を複数ブ
ロックに分割し、各ブロック内の平均値を求め、各ブロ
ック内の信号から同ブロックの平均値を減じた後に、フ
レーム間差分及び符号化を行ない、求めた平均値を別に
伝送・記録することを特徴とする請求項1記載の映像信
号の高能率符号化方法。
(3) When encoding a 1/4 screen, divide the screen into multiple blocks, find the average value within each block, subtract the average value of the same block from the signal within each block, and then calculate the interframe difference. 2. The high-efficiency encoding method of a video signal according to claim 1, wherein the average value obtained is separately transmitted and recorded.
(4)1/4画面のフレーム間差分を求める際に、その
画面を複数ブロックに分割し、各ブロック毎に動きベク
トルを求め、動き補償を行い、さらに補間差分信号のフ
レーム間差分を求める際にも、該当する位置の1/4画
面のブロックにおける動きベクトルを用いて動き補償を
行なうことを特徴とする映像信号の高能率符号化方法。
(4) When calculating the interframe difference of a 1/4 screen, divide the screen into multiple blocks, calculate the motion vector for each block, perform motion compensation, and then calculate the interframe difference of the interpolated difference signal. A highly efficient encoding method for a video signal, characterized in that motion compensation is performed using a motion vector in a 1/4 screen block at a corresponding position.
(5)1/4^N画面のフレーム間差分信号や補間差分
信号のフレーム間2次差分信号を符号化する際に、画面
を複数のブロックに分割し、1/4^N画面、補間差分
信号のそれぞれに対して、各ブロック内のフレーム間差
分信号の合計あるいは平均値に対してある閾値を設け、
また各ブロック内のフレーム内信号の合計あるいは平均
値を求め、これらを比較することにより、フレーム間差
分信号の符号化結果とフレーム内信号の符号化結果のい
ずれを伝送するかを判定し切り換えることを特徴とする
請求項1または2記載の映像信号の高能率符号化方法。
(5) When encoding the interframe difference signal of the 1/4^N screen or the interframe secondary difference signal of the interpolated difference signal, the screen is divided into multiple blocks, and the 1/4^N screen, the interpolated difference signal For each signal, a certain threshold is set for the sum or average value of the interframe difference signals in each block,
Also, by calculating the sum or average value of the intra-frame signals in each block and comparing them, it is determined and switched which of the inter-frame difference signal encoding result and the intra-frame signal encoding result is to be transmitted. 3. The high-efficiency encoding method of a video signal according to claim 1 or 2, characterized in that:
(6)周期的リフレッシュとして、フレーム間差分信号
を送らず、直接1/4画面の符号化結果と補間差分信号
を伝送するよう切り替える際に、1/4画面のフレーム
内符号化結果を送るフレームと補間差分信号のフレーム
内符号化結果を送るフレームをある一定のフレーム数だ
けずらすことを特徴とする請求項1または2記載の映像
信号の高能率符号化方法。
(6) A frame that sends the intra-frame encoding result of 1/4 screen when switching to directly transmit the 1/4 screen encoding result and interpolated difference signal without sending the interframe difference signal as periodic refresh. 3. The high-efficiency encoding method of a video signal according to claim 1, wherein frames for transmitting intraframe encoding results of the interpolated difference signal and the interpolated difference signal are shifted by a certain number of frames.
(7)補間差分信号を符号化する際に 画面を複数のブ
ロックに分割し、ブロック内の補間差分信号の合計ある
いは平均値あるいは二乗の累計に対してある閾値を設け
、その閾値以下である場合には、補間差分信号を伝送し
ないように切り換えることを特徴とする請求項1または
2記載の映像信号の高能率符号化方法。
(7) When encoding an interpolated difference signal, if the screen is divided into multiple blocks and a certain threshold is set for the sum, average value, or cumulative sum of squares of the interpolated difference signals within the block, and the value is less than or equal to that threshold. 3. The high-efficiency encoding method of a video signal according to claim 1, further comprising switching the interpolation difference signal not to be transmitted.
(8)補間差分信号のフレーム間2次差分信号を符号化
する際に、画面を複数のブロックに分割し、ブロック内
の2次差分信号の合計あるいは平均値あるいは二乗の累
計に対してある閾値を設け、その閾値以下である場合に
は、2次差分信号を伝送しないように切り換えることを
特徴とする請求項1または2記載の映像信号の高能率符
号化方法。
(8) When encoding the interframe secondary difference signal of the interpolated difference signal, the screen is divided into multiple blocks, and a certain threshold is set for the sum, average value, or cumulative sum of the squares of the secondary difference signals within the block. 3. The high-efficiency encoding method of a video signal according to claim 1, further comprising the step of: providing a threshold value, and switching not to transmit the second-order difference signal when the difference is less than the threshold value.
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