JPH0366281A

JPH0366281A - 画像符号化方法

Info

Publication number: JPH0366281A
Application number: JP1203284A
Authority: JP
Inventors: Yoriyasu Takeguchi; 竹口　順康
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-03-20

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画像信号の蓄積、伝送に鑑み、画像信号を高能
率に符号化する画像符号化方法に関するものである。

従来の技術画像データは情報量が多いため、画像伝送蓄積において
コストアップ要因になるため、画像信号を高能率に符号
化し、低速で伝送蓄積するための画像符号化復号化装置
の開発が進められている。

画像を高能率に符号化する手段として動き補償フレーム
間予測と直交変換を組み合わせた方法がある。例えば、
第３図は従来の画像符号装置のブロック図を示している
。第３図において４１は入力端子、４２は差分回路、４
３は切換え制御、４４はスイッチ、４５は直交変換回路
、４６は量子化回路、４７は逆量子化回路、４８は逆直
交変換回路、４９は加算回路、５０はフレームメモリ、
５１は動き検出回路、５２は可変長符号化回路、５３は
バッファメモリ、５４は出力端子である。以上の様に構
成された従来例の画像符号化装置でその動作を説明する
。

入力端子４１から入力された画像信号は差分回路４２で
動き補償された前フレームとの差分がとられる。スイッ
チ４４では切換制４１１４３の信号により人力画像信号
を通すか、差分回路４２の出力を通すかを切り換える。

この切換は例えば人力画像の原信号の分散とフレーム間
差分信号の分散を計算して値の小さい方の信号が通る様
に制御する。直交変換回路４５では例えばディスクリー
トコサイン変換等により入力信号をブロック単位で係数
に変換する。

量子化回路４６ではバッファメモリ５３からの信号によ
り量子化時の下限のしきい値及びステップサイズを決め
て係数を量子化する。量子化されたデータは逆量子化回
路４７で係数に逆変換し、さらに逆直交変換回路４８で
人力信号に戻される。さらに加算器４９では動き補償さ
れた前フレームの値と加算されてフレームメモリ５０に
人力される。動き検出回路５１は前フレームと現フレー
ムの間のベクトルをブロック単位で検出し、フレームメ
モリ５０の読み出しアドレスを制御して動き補償する。

動き補償された前フレームは差分回路４２にも送られる
。

一方、量子化されたデータは可変長符号化回路５２に送
られ、量子化データに残っている冗長性をハフマン符号
等により取り除かれる。次にバッファメモリ５３に書き
込まれ、伝送路の仕様に従った一定速度で読み出されて
出力端子５４から出力される。

バッファメモリ５３はその蓄積量を量子回路４６に送り
、量子化ステップ等の制御信号とする。（例えば特開昭
６３−２８７１８６号公報）発明が解決しようとする課題しかしながら上記の様な構成では、フレーム間予測を主
とした方法であるため、蓄積媒体におけるランダムアク
セスや高速サーチ等の特殊再生に対応できないという問
題点があった。

さらにフレーム内符号化を周期的に挿入しても、フレー
ム内符号化とフレーム間符号化のデータ発生量を適応的
に制御できないため画質が周期的に変動するという問題
点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、蓄積媒体の記録に適し、し
かも画質の変動のない画像符号化方法を提供しようとす
るものである。

課題を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明は、画像信号をブロ
ック化し、フレーム内債骨と動き補償フレーム間予測誤
差信号を切り換えてブロック単位で符号化する方法であ
って、画像信号の連続するフレームに対して所定の゛フ
レーム周期でフレーム内信号をブロック単位で符号化し
、他のフレームは動き補償フレーム間予測をして前フレ
ームとの誤差信号を符号化し、符号化されたデータを第
１の制御信号により量子化ステップを制御して量子化し
、量子化されたデータを所定の方法で可変長符号化し、
可変長符号化されたデータをバッファメモリに蓄えた後
、一定レートで読みだして伝送し、バッファメモリの蓄
積量を量子化して第２の制御信号とし、一方動き補償フ
レーム間予測のための動き検出により得られる動きベク
トルの大きさを複数ブロック単□位で累積してその値を
量子化して第３の制御信号とし、フレーム内符号化とフ
レーム間予測符号化の切り換え信号を第４の制御信号と
し、第２、第３、第４の制御信号から第１の制御信号を
生成するものである。

作用本発明は上記した構成により、バッファメモリの蓄積量
により量子化のステップサイズを制御するのはもちろん
のこと、動きが少ないときはフレーム内符号化の量子化
ステップを小さくし、逆にフレーム間符号化の量子化ス
テップを大きくするように制御するため、フレーム内符
号化での画質の落込みを押さえ゛ることかできる。逆に
動き量が大きいときはフレーム内符号化での画質の落込
みが目立たないため、フレーム内符号化とフレーム間符
号化のそれぞれのステップサイズを同じにすることによ
り、相対的にフレーム間符号化に符号量を多く割り当て
ることができる。

実施例以下本発明の一実施例の画像符号化方法について図面を
参照しながら説明する。

本発明の目的は蓄積媒体に記録するのに適した動画像の
符号化方法を提供することである。

第１図は本発明の画像符号化方法を具体化した画像符号
化装置の一実施例を示すブロック図である。第１図にお
いて１１は入力端子、１２は差分回路、１３は切換制御
、１４はスイッチ、１５は直交変換回路、１６は量子化
回路、１７は逆量子化回路、１８は逆直交変換回路、１
８は逆直交換回路、１９は加算回路、２０はフレームメ
モリ、２１は動き検出回路、２２は可変長符号可回路、
２３はバッツァメモリ、２４は出力端子、２５は量子化
制御回路である。

以上の様に構成された画像符号化装置についてその動作
を説明する。入力端子１１から入力された画像信号は差
分回路１２で人力画像フレームと動き補償された前フレ
ームの差分がとられ、スイッチ１４に・導かれ、さらに
入力画像信号もスイッチ１４の別の入力に導かれる。切
換制ｉＨ１３はフレーム内符号化を行なうか、フレーム
間予測符号化（以下フレーム間符号化と略す）を行なう
かを切り換えるための制御信号を出力する。第２図は動
画像信号のフレームを示す図で横軸ｔは時間軸を表わす
。

第２図においてＡはフレーム内符号化を行なうフレーム
を示し、Ｂはフレーム間符号化を行なうフレームを示す
。すなわち、この例では４フレーム毎にリフレッシュフ
レームが挿入される。切換制御工３はフレームＡではス
イッチ１４を上側に倒し、フレームＢではスイッチ１４
を下側に倒す。次に、スイッチ１４の信号は直交変換回
路１５に送られ、例えば、ディスクリートコサイン変換
等の直交変換によりブロック単位で係数に変換されて量
子化回路１６に導かれる。量子化回路１６は量子化制御
回路２５の制御信号にしたがって量子化時のステップサ
イズを決めて量子化する。量子化されたデータは逆量子
化、回路１７で係数に逆変換し、さらに逆直交変換回路
１８で復号化される。復号化された信号は加算器１９で
は動き補償された前フレームの値と加算されてフレーム
メモリ２０に書き込まれる。動き検出回路２１は前フレ
ームと現フレームの動きベクトルを検出し、動きベクト
ルの値によりフレームメモリ２０の読み出しアドレスを
制御して動き補償する。動き補償された前フレームのプ
ロ・ンクは差分回路１２にも送られる。一方量子化され
たデータは可変長符号化回路２２に送られ、量子化デー
タに残っている冗長性を削減するため、例えば、ノ１フ
マン符号等により符号化される。次にバッファメモリ２
３に書き込まれ、伝送路の仕様に従った一定速度で読み
出されて出力端子２４から出力される。

バッファメモリ２３はその蓄積量の量子化値を量子化制
御回路２５に送る。切換制御１３のフレーム内とフレー
ム間の切り換え信号及び動き検出回路２１の動きベクト
ルも量子化制御回路２５に送られる。量子化制御回路２
５はこれら３種類の値から量子化回路２５の制御信号を
生成する。

第１表は量子化制御回路２５の動作を示すものである。

第１表においてＢはバッファメモリ２３の蓄積量を示し
、最大１００であるとする。例えば、Ｂ＝５０の場合は
蓄積量がちょうど半分であることを意味する。動きは動
き検出回路２１から送られる動きベクトルの絶対値のフ
レーム内での総和に対して２つのしきい値を定め、その
しきい値との大小関係により大、中、小のインデックス
を与えられるものとする。これらの組合せにより、量子
化制御回路２５はフレーム内符号化の場合とフレーム間
符号化の場合にそれぞれ量子化回路１６に対して量子化
のステップサイズを制御信号として出力する。

第１表０第１表において、Ｉｎｔｒａはフレーム内符号化を、Ｉ
　ｎ　ｔｅｒはフレーム間符号を意味する。これより動
きが大きい時は、フレーム内符号化とフレーム間符号化
の量子化のステップサイズの比は１：１となり同様に動
きが中、小の時はそれぞれ１：２．１：３の比になる。

さらに、バッファメモリの蓄積量により蓄積量が少ない
ときはステップサイズが小さくなり、蓄積量が多いとき
はステップサイズが大きくなるように制御される。

なお、第１表は量子化制御回路２５の動作の一例であっ
て、これのみに限定されるものではない。

以上のように本実施例によれば量子化ステップがフレー
ム内符号化の場合とフレーム間符号化の場合で適応的に
制御されるため、画質の周期的な変動を押さえることが
できる。

発明の効果以上の様に本発明は、周期的にリフレッシュフレームを
挿入した符号化方法で、フレームの動き量によりフレー
ム内符号化とフレーム間符号化で量子化ステップを変え
ることにより、視覚の追従性が良い動きの少ない状態で
はフレーム内符号化の符号化量を増やして画質の落込み
を少なくして周期的な画質の変動を改善できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像符号化方法を具現化し
た装置のブロック図、第２図は符号化モードの説明のた
めの模式図、第３図は従来の画像符号装置のブロック図
である。１２・・・・・・差分回路、１３・・・・・・切換制御
、１４・・・・・・スイッチ、１５・・・・・・直交変
換回路、１６・・・・・・量子化回路、１７・・・・・
・逆量子化回路、１８・・・・・・逆直交変換回路、１
９・・・・・・加算器、２０・・・・・・フレームメモ
リ、２１・・・・・・動き検出回路、２２・・・・・・
可変長符号化回路、２３・・・・・・バッファメモリ、
２５・・・・・・量子化制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】（１）画像信号をブロック化し、フレーム内信号と動き
補償フレーム間予測誤差信号を切り換えてブロック単位
で符号化する方法であって、画像信号の連続するフレー
ムに対して所定のフレーム周期でフレーム内信号をブロ
ック単位で符号化し、他のフレームは動き補償フレーム
間予測をして前フレームとの誤差信号を符号化し、前記
符号化されたデータを第１の制御信号により量子化ステ
ップを制御して量子化し、量子化されたデータを所定の
方法で可変長符号化し、可変長符号化されたデータをバ
ッファメモリに蓄えたあと一定レートで読みだして伝送
し、前記バッファメモリの蓄積量を量子化して第２の制
御信号とし、一方動き補償フレーム間予測のための動き
検出により得られる動きベクトルの大きさを複数ブロッ
ク単位で累積してその値を量子化して第３の制御信号と
し、フレーム内符号化とフレーム間予測符号化の切り換
え信号を第４の制御信号とし、前記第２、前記第３、前
記第４の制御信号から前記第１の制御信号を生成するこ
とを特徴とする画像符号化方法。（２）動きベクトルの
大きさは、各ブロックの動きベクトルの絶対値とするこ
とを特徴とする請求項（１）記載の画像符号化方法。（３）動きベクトルの大きさは、各ブロックの動きベク
トルの２つの要素の和とすることを特徴とする請求項（
１）記載の画像符号化方法。