JPH04105487A - Prediction coder and decoder - Google Patents

Prediction coder and decoder

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JPH04105487A
JPH04105487A JP2223982A JP22398290A JPH04105487A JP H04105487 A JPH04105487 A JP H04105487A JP 2223982 A JP2223982 A JP 2223982A JP 22398290 A JP22398290 A JP 22398290A JP H04105487 A JPH04105487 A JP H04105487A
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prediction
field
signal
stage
signals
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Abstract

PURPOSE:To reduce a coding data quantity by providing a means obtaining plural frame and field signals coded precedingly in the prediction coding skipping a frame or a field of a moving picture and a prediction means generating a prediction signal closest to a signal of a frame or a field being a prediction object from the plural signals to the coder and the decoder. CONSTITUTION:Squaring devices 31, 32 and block accumulators 33, 34 are acted similarly and a mean square value of three kinds of prediction residues is fed to a comparator 30. A changeover switch 35 is selected so that a prediction signal whose square error (mean square value) is minimum among the three prediction signals from the result of the comparator 30 and the signal is outputted via a prediction signal output terminal 36. When a picture is not moving based on the adaptive prediction in this way, since a same field as a predicted field is in existence at a preceding (2N) or a succeeding (N) field, the same field is selected in the still state, and complete prediction is implemented. When any movement exists, it is highly possible that an N- preceding field with a close time distance is used at a 1st stage. Proper prediction direction is changed at a preceding and a succeeding field in a 2nd stage.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) ディジタル信号の処理を行なう記録、伝送1表示装置に
おいて、信号をより少ない符号量で効率的に符号化する
高能率符号化に関し、特に動画像信号の符号化装置及び
復号化装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) In recording, transmission, and display devices that process digital signals, this invention relates to high-efficiency encoding that efficiently encodes signals with a smaller amount of code, especially for moving images. The present invention relates to a signal encoding device and decoding device.

(従来の技術) 動画像の高能率符号化において、画像信号のフレーム間
の相関を利用し、予測するフレームを符号化の済んたフ
レームで予測して、予測誤差のみを符号化するフレーム
間予測符号化かある。
(Prior art) In high-efficiency coding of moving images, interframe prediction utilizes the correlation between frames of image signals, predicts the frame to be predicted using already coded frames, and codes only the prediction error. There is encoding.

近年はさらに、画像を動きに合わせて移動させて予測す
る動き補償フレーム間予測符号化か一般的になってきて
いる。
In recent years, motion-compensated interframe predictive coding, which predicts images by moving them according to their movements, has become more common.

IsO(国際標準化機構)とIEC(国際電気標準会議
)のJTC(Joint Technical Com
+n1ffee)Iの5C(S++bCommi Be
e) 2のWG(Working Group)8では
、動画像符号化の標準方式として、数フレーム飛び越し
て第1段の処理として巡回型の予測符号化を行い、その
間のフレームは第2段の処理として、前後の第1段で符
号化されているフレームから予測する符号化方式か検討
されており、1990年9月に標準化案をまとめる予定
で進行している。
JTC (Joint Technical Com) of IsO (International Organization for Standardization) and IEC (International Electrotechnical Commission)
+n1ffee) I's 5C (S++bCommi Be
e) In WG (Working Group) 8 of 2, as a standard method for video encoding, cyclic predictive encoding is performed as the first stage processing by skipping several frames, and the frames in between are used as the second stage processing. , a coding method that predicts from the frames encoded in the first stage before and after the frame is being considered, and progress is underway with plans to compile a standardization proposal in September 1990.

この方式は第2段の予測残差の符号化データ量を少なく
しても画質劣化か少なく、単純な前フレームからの巡回
予測よりも効率が高い。
This method causes less deterioration in image quality even if the amount of coded data of the second-stage prediction residual is reduced, and is more efficient than simple cyclic prediction from the previous frame.

この方式で、第1段の予測動作は基本的に通常のフレー
ム間予測符号化と同じである。フレームの飛び越しを3
フレームにするのは、1秒あたり30フレームの動画像
を1秒あたり10フレームに駒落しして符号化するのに
相当する。
In this method, the first stage prediction operation is basically the same as normal interframe predictive coding. Jump frame 3
Converting into frames corresponds to encoding a moving image of 30 frames per second by dropping the frames into 10 frames per second.

第2段の予測符号化は、第1段で符号化されなかったフ
レームの処理であり、第1段で符号化処理が済んだ前後
のフレームから予測される。
The second-stage predictive encoding is processing of frames that were not encoded in the first stage, and is predicted from the frames before and after the frames that have been encoded in the first stage.

即ち、第1段のフレームは第1段のフレーム間で予測さ
れるが、第2段のフレームは第1段のものから予測され
る。
That is, frames in the first stage are predicted between frames in the first stage, while frames in the second stage are predicted from those in the first stage.

第2段は適応予測となっており、その予測方法は本出願
と同一出願人、同一発明者による特願平1−10841
9号「適応型フレーム間予測方式」で説明したものと同
様であるので、詳細な説明は省略する。
The second stage is adaptive prediction, and the prediction method is based on patent application No. 1-10841 filed by the same applicant and inventor as the present application.
Since it is the same as that explained in No. 9 "Adaptive Interframe Prediction Method", detailed explanation will be omitted.

適応予測は、ブロック単位で次の4種類の予測の中から
最適なものが選ばれる。
In adaptive prediction, the optimal one is selected from among the following four types of prediction on a block-by-block basis.

■前後側フレームからの線形予測 ■前フレームからの予測 ■後フレームからの予測 ■固定値からの予測(予測なし) この様な適応予測により予測効率か改善され、第2段は
非巡回予測なので残差の符号化データ量を減らしても画
質に影響か少ない。
■Linear prediction from the front and rear frames ■Prediction from the previous frame ■Prediction from the next frame ■Prediction from a fixed value (no prediction) This kind of adaptive prediction improves prediction efficiency, and the second stage is acyclic prediction. Even if the amount of residual encoded data is reduced, there is little effect on image quality.

(発明が解決しようとする課題) 従来例の符号化方式をインターレース信号に適用しよう
とすると問題を生じる。
(Problems to be Solved by the Invention) A problem arises when trying to apply a conventional encoding method to an interlaced signal.

インターレース信号は、同じフレーム内でもフィールド
間で画像が動いているので、フィールド単位に符号化す
るのが適当である。その場合、第1段のフィールド間隔
Nが偶数か奇数かにより2種類のタイプに分けられる。
Since images of interlaced signals move between fields even within the same frame, it is appropriate to encode the signals in units of fields. In this case, there are two types depending on whether the field interval N of the first stage is an even number or an odd number.

第6図は従来例のフィールド間予測の動作を説明するた
めの図である。第6図(A)はフィールド間隔Nが偶数
の場合、第6図(B)はフィールド間隔Nが奇数の場合
である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of conventional inter-field prediction. FIG. 6(A) shows the case where the field interval N is an even number, and FIG. 6(B) shows the case where the field interval N is an odd number.

第6図において、方形は各フィールドを示し、矢印は予
測の方向を表わす。数字はフレーム番号で、0とeはそ
れぞれ奇数フィールド(odd)。
In FIG. 6, squares indicate each field and arrows indicate the direction of prediction. The numbers are frame numbers, and 0 and e are odd fields.

偶数フィールド(even)である。This is an even field.

又、図において、ハツチングを施したのが第1段の予測
符号化フィールドで、下の本は静止状態で適切な予測が
できないフィールドを示す。
Further, in the figure, the hatched field is the first-stage predictive coding field, and the lower part shows the field in which proper prediction cannot be made in a stationary state.

第6図(A)に示すNが偶数の場合には、第1段の予測
符号化フィールドは偶数または奇数フィールドのみとな
る(図では0奇数フイールド)。
When N shown in FIG. 6A is an even number, the first-stage predictive coding field is only an even number field or an odd number field (in the figure, 0 odd number field).

この場合、第1段は問題ないが、第2段で第1段と偶奇
が異なったフィールド(図ではe偶数フィールド)はラ
インの位置が合わないので、静止状態での適切な予測が
出来ず、予測効率が悪くなる。
In this case, there is no problem in the first stage, but in the second stage, the lines of the field with a different even-odd field (e-even field in the figure) do not match, so it is not possible to make appropriate predictions in a stationary state. , the prediction efficiency deteriorates.

一方、第6図(B)に示すNが奇数の場合には、第1段
の予測符号化フィールドは交互に偶数、奇数となる。こ
の場合、第2段の予測は前後どちらかのフィールドが適
合し問題ないが、第1段の予測で偶奇が異なったフィー
ルド間の予測となり、適切な予測が出来ず、予測効率が
悪くなる。
On the other hand, when N shown in FIG. 6(B) is an odd number, the first-stage predictive coding field becomes an even number and an odd number alternately. In this case, there is no problem in the second-stage prediction because either the previous or the previous field is compatible, but the first-stage prediction results in prediction between fields with different evenness, making it impossible to perform appropriate prediction and reducing prediction efficiency.

ノンインターレース信号では、上記のような問題はない
が、テレビ会議等で使われるインターレース信号の片フ
ィールドを間引いて作ったフレーム画像等の折返し歪を
含む画像では、符号化効率が低下する。
Non-interlaced signals do not have the above problems, but the encoding efficiency decreases in images containing aliasing distortion, such as frame images created by thinning out one field of an interlaced signal used in video conferences and the like.

これは動き補償予測をしても、動き補償の精度不足や折
返し歪のために、必ずしも適切な予測とならないからで
ある。
This is because even if motion compensated prediction is performed, the prediction will not necessarily be appropriate due to insufficient accuracy of motion compensation or aliasing distortion.

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、フィー
ルド(フレーム)を飛び越して第1段の予測を行ない、
その間のフィールド(フレーム)は第2段の予測として
、第1段のフィールド(フレーム)から予測する符号化
で、過去複数フィールド(フレーム)から適応予測する
ことで、インターレース信号では静止状態で偶数奇数が
適合するフィールドが使われ、ノンインターレース信号
では折返し企の影響を少なくてきる5−とて予測効率か
改善さね、予測効率の改善により予測残λか少なくなる
の−C1より初号化データ量を少なくてきる予測符号化
装置及び復号化装置盲を提供するどさを目的とするもの
である。
The present invention has been made by focusing on the above points, and performs the first stage prediction by skipping fields (frames).
The fields (frames) in between are encoded to predict from the first field (frame) as second-stage prediction, and are adaptively predicted from multiple past fields (frames). is used, and the influence of aliasing is reduced in non-interlaced signals. It is an object of the present invention to provide a predictive encoding device and a decoding device that reduce the amount of data required.

(課題を解決するための手段) 本発明は、前記課題を解決号るために、(1)動画像の
フlノームやフィールドを飛び越I−で予測する符号化
で、過去の符号化済みの複数のフレートやフィールドの
信号を得る手段と、前d11複数の信号から予測の対象
となるフレームやフィールドの信号に最も近い予測信号
を作る予測1段とを自することを特徴とする予測n号化
装置を提供し、 (2)動画像のフレート、やフィールドを飛び越I、。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides (1) encoding that predicts the full norm and field of a moving image using interlaced I-, Prediction n characterized in that it has a means for obtaining signals of a plurality of frames and fields, and a prediction stage that generates a prediction signal closest to the signal of the frame or field to be predicted from the plurality of previous signals. (2) I, which skips frames and fields of moving images.

て予測する復号化で、過去の符号化済みの複数のフレー
ムやフィールドの信号を得る手段と、前記複数の信号か
ら予測の対象となるフレートやフィルドの信号に最も近
い予測(ハリを作る予測1段とを有することを特徴とす
る予測復号化装置を提供するものである6、 (作用) インタ・−L−−−ス仁すては、従来例の1・2段階予
測符号化で、第1段の一ソイー、/lド間隔ぺを奇数5
′:(1、第1段の予測を1つ前の符号化済みフィール
ド(Nフィールド前)と、も・)1つ前の一フィールド
(2Nフイールド1iii )の2−ンのフィーノトト
から適応予測する3、第2段の処理は従来例、】−同り
とIる6、ノンインターレース信号でも、第1段・の予
測を過去2フレームから適応的に行なう1.第2段の処
理は従来例と同し、とする。
A method for obtaining signals of multiple frames and fields encoded in the past by decoding that predicts by The present invention provides a predictive decoding device characterized in that it has two stages. 1 row of 1 soy, /l do interval pe odd number 5
': (1) Adaptively predict the first stage prediction from the previous coded field (previous N fields) and the second field of the previous one field (2N field 1iii). 3. The second stage processing is the same as the conventional one. 6. Even for non-interlaced signals, the first stage prediction is adaptively performed from the past two frames.1. The second stage processing is the same as in the conventional example.

(実施例) 本手法はイ:/・ターレース(’F+ % 、)゛2/
イ:・クー 1.・−ス信号の両方に適用Cきるか、実
施例は船徴的な動作となるイ゛/ターjノ・−ス信号の
場合を中心に説明する。
(Example) This method is i:/・tarase('F+%,)゛2/
Lee: Ku 1.・Is it possible to apply C to both base signals?The embodiment will be mainly explained in the case of the base signal, which behaves like a ship's signal.

第1図は本発明の予測符号化装置の実施例の構成を示す
ブ0ツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a predictive coding apparatus of the present invention.

画像入力端子1より入力さiまた画像信号は、切り換え
スイッチ2〆\供給されている。
An image signal input from an image input terminal 1 is supplied to a changeover switch 2.

この画像信号は、後述するブロック単位の適応処理に合
わせて、8×8画素などのブロック単位のものとする。
This image signal is in units of blocks such as 8×8 pixels in accordance with adaptive processing in units of blocks to be described later.

−・方、同期入力端子3より入力された垂直同期信号は
、フィールドカウンタ4へ供給されている。
- On the other hand, the vertical synchronization signal input from the synchronization input terminal 3 is supplied to the field counter 4.

フィールドカウンタ4は、入力された垂直同期信号をN
進カウントし、第1段と第2段の制御信号、及び第2段
内のフィールド番号信号を発生して、切り換えスイッチ
2,5.6及び適応予測器7へ供給している。
The field counter 4 converts the input vertical synchronization signal into N
It generates control signals for the first and second stages and a field number signal in the second stage, and supplies them to the changeover switches 2, 5.6 and the adaptive predictor 7.

まず第1段の予測符号化動作について説明する。First, the first stage predictive encoding operation will be explained.

切り換えスイッチ2,5.6は、フィールドカウンタ4
より供給される制御信号により、N (Nは3以上の奇
数)フィールドに1−フィールドだけ、第1段の予測符
号化処理のため端子Cが端子a側に接続される。
Changeover switches 2, 5.6 are field counter 4
Terminal C is connected to terminal a for the first-stage predictive encoding process by a control signal supplied from N fields (N is an odd number of 3 or more).

ここでNは奇数なので、第1段のフィールドは交互に偶
数フィールドと奇数フィールドになる。
Here, since N is an odd number, the fields in the first stage are alternately even and odd fields.

よって、第1段のフィールドの信号は、スイッチ2とス
イッチ5を通って適応予測器7及び減算器8−1供給さ
れている。
Therefore, the first stage field signal is supplied to the adaptive predictor 7 and the subtractor 8-1 through the switch 2 and the switch 5.

減算器8は、第1段のフィールドの信号から、適応予測
器7より出力される予測信号を減祷11予測残差を得て
、フィールド内符号化器9へ供給している。
The subtracter 8 obtains a subtracted 11 prediction residual from the prediction signal output from the adaptive predictor 7 from the first-stage field signal, and supplies it to the intrafield encoder 9 .

フィールド内符号化器9は、入勾信号をフィルド内符号
化[7、D CT (Ditc+etp Co51ne
 Than+[o+m)とハフマン符号tηのEJ変長
符号等により空間的な冗長が取り除か才1、ディジタル
データを得て、切り換えスイッチ6へ供給すると共に、
データ出力端子10より出力(5ている3、一方、予測
処理のために必要な祠号化装置下の予測信号は、復号装
置側と同一の信号とするため、符号化された信号より作
られる必要がある1、フィールド内符号化された圧縮デ
ータは、第1段のときだけ端子a側に接続されるスイッ
チ6を介して、フィールド内復号化器]−1へ供給さね
ている。
The intra-field encoder 9 performs intra-field encoding [7, D CT (Ditc+etp Co51ne
Spatial redundancy is removed by EJ variable length code of Than+[o+m) and Huffman code tη, etc. 1, digital data is obtained and supplied to the changeover switch 6,
Output from the data output terminal 10 (3) On the other hand, the prediction signal under the encoder necessary for prediction processing is made from the encoded signal in order to be the same signal as the decoder side. The necessary intra-field encoded compressed data is not supplied to the intra-field decoder]-1 via the switch 6 connected to the terminal a side only in the first stage.

そして、フィールド内復号化器11は、入力信号を復号
化し1、再生残l信号を得て、加算器1−2へ供給して
いる。
The intra-field decoder 11 decodes the input signal 1 to obtain a reproduced residual l signal, which is supplied to the adder 1-2.

加算器12は、適応予測器7から出力される予測信号を
、この再生残差信号と加算して、再生画像信号をえて、
フィールドメモリ13へ供給している。
The adder 12 adds the predicted signal output from the adaptive predictor 7 to the reproduced residual signal to obtain a reproduced image signal.
It is supplied to the field memory 13.

フィールドメモリ13は、入力信号を1フイ一ルド分蓄
積し、新たな第1段のフィールドか入力された時に、フ
ィールドメモリ13の信号はフィールドメモリ14に移
される。
The field memory 13 stores input signals for one field, and when a new first stage field is input, the signal in the field memory 13 is transferred to the field memory 14.

フィールドメモリ13及び14の出力信号は、適応予測
器7へ供給され、予測信号となる。
The output signals of the field memories 13 and 14 are supplied to the adaptive predictor 7 and become predicted signals.

適応予測器7は、切り換えスイッチ5より供給される現
フイールド信号と、フィールドメモリ13より供給され
る前フイールド信号と、フィールドメモリ14より供給
される後フィールド信号とにより適応予測を行ない、予
測信号を得て、減算器8および加算器12へ供給すると
共に、それに対応する予測モードを得て、この情報は復
号側(復号装置側)でも必要なので、予測モード出力端
子16を介して復号側に伝送している。
The adaptive predictor 7 performs adaptive prediction using the current field signal supplied from the changeover switch 5, the previous field signal supplied from the field memory 13, and the subsequent field signal supplied from the field memory 14, and generates a predicted signal. and supplies it to the subtracter 8 and adder 12, and also obtains the corresponding prediction mode. Since this information is also required on the decoding side (decoding device side), it is transmitted to the decoding side via the prediction mode output terminal 16. are doing.

フィールドメモリ13と14の内容は、Nフィールドの
間繰り返し使われ、予測信号は全フィールドで作られる
The contents of field memories 13 and 14 are used repeatedly for N fields, and a predicted signal is generated for all fields.

又、メモリ内容の更新は第1段の時、予測処理か済んだ
部分から順次行なわれる。
Furthermore, in the first stage, the memory contents are updated sequentially starting from the portion for which prediction processing has been completed.

次に、第2段の予測符号化動作について説明する。Next, the second stage predictive encoding operation will be explained.

切り換えスイッチ2,5.6は、フィールドカウンタ4
より供給される制御信号により、第2段の予測符号化処
理のため端子Cが端子す側に接続される。
Changeover switches 2, 5.6 are field counter 4
Terminal C is connected to terminal C for second-stage predictive encoding processing by a control signal supplied from the terminal C.

よって、第2段のフィールドの信号は、切り換えスイッ
チ2を通ってN−1フイールドメモリ15へ供給されて
いる。
Therefore, the second stage field signal is supplied to the N-1 field memory 15 through the changeover switch 2.

N−1フイールドメモリ15は、その予測に必要な第1
段のフィールドを先に符号化するために、第2段のフィ
ールドの信号を、(N−1)フィールド分遅延して、切
り換えスイッチ5を介して適応予測器7及び減算器8へ
供給している。
The N-1 field memory 15 stores the first
In order to encode the field of the second stage first, the signal of the field of the second stage is delayed by (N-1) fields and is supplied to the adaptive predictor 7 and the subtracter 8 via the changeover switch 5. There is.

この後の処理は、第1段のフィールドと同様であるので
省略するが、第2段のフィールドは予測に使われないの
で、復号を行なう必要はなく、切り換えスイッ4−6は
端子す側となり、フィールド内復号化器11へはデータ
信号は供給されない。
The subsequent processing is the same as that for the first field, so it will be omitted, but since the second field is not used for prediction, there is no need to decode it, and the switch 4-6 is on the terminal side. , no data signal is supplied to the intra-field decoder 11.

又、フィールドメモリ13及び14の内容は第2段の予
測処理の間は書き換えられない。
Furthermore, the contents of the field memories 13 and 14 are not rewritten during the second stage prediction process.

適応予測器7は、前記特願平1−108419号「適応
型フレーム間予測方式」で説明したものと類似するが、
第1段と第2段では2つのフィールドを混合して使う予
測信号の部分が異なっている。
The adaptive predictor 7 is similar to the one described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 1-108419 "Adaptive Inter-frame Prediction Method".
The first stage and the second stage differ in the part of the prediction signal that uses a mixture of two fields.

又、先願の様に予測なしの独立モードがあっても良い。Also, there may be an independent mode without prediction as in the previous application.

適応処理は8×8画素程度のブロック単位で、次の3種
類の予測の中から最適なものを選ぶ。括弧内は策1段の
場合である。
The adaptive processing selects the optimal one from the following three types of prediction in units of blocks of approximately 8 x 8 pixels. The numbers in parentheses are for the first step.

0両フィールドからの予測 ■前(2N前)フィールドからの予測 ■後(N前)フィールドからの予測 第2図は第1図における適応予測器の構成例を示すブロ
ック図である。
0 Prediction from both fields ■ Prediction from previous (2N previous) fields ■ Prediction from subsequent (previous N) fields FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the adaptive predictor in FIG. 1.

第2図において、前フイールド入力端子17より第1図
のフィールドメモリ13の出力信号が入来し、乗算器1
8.減算器19及びブロック遅延器20へ供給されてい
る。
In FIG. 2, the output signal of the field memory 13 in FIG. 1 is input from the front field input terminal 17, and the multiplier 1
8. The signal is supplied to a subtracter 19 and a block delay device 20.

同様に、後フィールド入力端子21より第1図のフィー
ルドメモリ14の出力信号が入来し、乗算器22.減算
器23及びブロック遅延器20へ供給されている。
Similarly, the output signal of the field memory 14 shown in FIG. 1 is input from the rear field input terminal 21 to the multiplier 22. The signal is supplied to a subtracter 23 and a block delay device 20.

乗算器18は、入力信号を6倍して、加算器25へ供給
している。
The multiplier 18 multiplies the input signal by six and supplies it to the adder 25.

同様に、乗算器22は、入力信号を(1−α)倍して、
加算器25へ供給している。
Similarly, the multiplier 22 multiplies the input signal by (1-α),
It is supplied to the adder 25.

加算器25は、前フィールドと後フィールドの2信号を
加算し、両フィールドからの予測信号を得て、減算器2
6及びブロック遅延器20へ供給している。
The adder 25 adds the two signals of the front field and the rear field, obtains the prediction signal from both fields, and sends the predicted signal to the subtracter 2.
6 and block delay device 20.

乗算器の係数αは、フィールドNo入力端子24より入
来するフィールドNoによって決められる。
The coefficient α of the multiplier is determined by the field number input from the field number input terminal 24.

その値は第1段では線形予測とすると−1となるが、予
測信号のS/Nなどから現実には両者の均等加算となる
l/2 a、’、する。3第2段は線形予測とl−1予
測されるフィールドの位置で、Nか3では前よりのフィ
ールドで27′3、後よりのフィールドで173となる
ようにする。
In the first stage, the value is -1 if linear prediction is performed, but in reality, it is l/2 a,', which is an equal addition of both, based on the S/N of the predicted signal. 3 The second stage is the position of the field subjected to linear prediction and l-1 prediction, and in case of N or 3, it is set to 27'3 for the earlier field and 173 for the later field.

一方、現フイールド入力端子27より、第1図の切り換
えスイッチ5の出力信号である現フイールド信号が入来
し、減算器19,23.26へ供給されている。
On the other hand, the current field signal, which is the output signal of the changeover switch 5 shown in FIG.

減算器19は、前記現フイールド信号と後フィールド信
号の差をさ一す、予測残差を得て、ニー重器28へ供給
している。
The subtracter 19 calculates the difference between the current field signal and the subsequent field signal, obtains a prediction residual, and supplies the prediction residual to the overlapping unit 28 .

二乗器28は、予測残差の一乗値をとり、ブロック累積
器29へ供給している。
The squarer 28 takes the first power value of the prediction residual and supplies it to the block accumulator 29 .

ブロック累積器29は、予測残差の一乗値を1ブロツク
の間累積加算(5で、予測残差の、″6乗平均値を得て
、比較器30へ供給!7、ている3、二乗器31.32
とブロック累積器33.34も、同様に動作し、3種類
の予測残差の、−4乗平均値が比較器:30へ供給され
るごととなる3、比較器30は、3種類の予測残差の−
゛乗平均値を比較11、最小のものかとれであるか判定
l、(れに対応する予測セードを得て、予測モート出力
端P16を介し、て復号側に伝送すると共に、切1)換
えスイッチ35へも供給lている1、一方、ブロック遅
延器20ば、この判定処理の時間た(j前記3−)の予
測信号を遅延させて、切り換えスイッチ35へ供給[で
いる。
The block accumulator 29 cumulatively adds the first power value of the prediction residuals for one block (5, obtains the 6th power average value of the prediction residuals, and supplies it to the comparator 30! Vessel 31.32
The block accumulators 33 and 34 operate in the same manner, and each time the −4 power mean value of the three types of prediction residuals is supplied to the comparator 30, the comparator 30 receives the three types of predictions. - of the residual
゛Compare the root mean values 11, judge whether it is the minimum value or not (obtain the corresponding prediction shade, transmit it to the decoding side via the prediction mode output terminal P16, and switch 1) On the other hand, the block delay device 20 delays the prediction signal of (j above 3-) during this judgment process and supplies it to the changeover switch 35.

切り換えスイッチ35は、前記3つの予測bj号の・う
ち、比較器30の結果により、−乗誤差(−乗平均値)
が最小となる予測信号か選ばれ、予測信号出力端子36
を介し、て出力される、3この様な適応予測により、画
像か動いていない場合、予測されるフィー・ルドと同l
、ノイールドか、ml(2NM) 又ハ後(N’1ij
) l:=ff在1’−ルノで、静止状態で同じフィー
ルドか選択島イ゛1、完全な予測ができる。
The changeover switch 35 selects the -power error (-power mean value) according to the result of the comparator 30 among the three predicted bj numbers.
The predicted signal with the minimum is selected, and the predicted signal output terminal 36
3 Through such adaptive prediction, if the image is not moving, the predicted field will be the same as the predicted field.
, Noyield, ml (2NM) Mataha (N'1ij
) l:=ff exists 1'-Luno, the same field or selection island 1 in the stationary state, perfect prediction is possible.

動きがある場合は、第1段では時間距離か近いN前のフ
ィー=ルドが使われる回能性か高い1、第2段では動き
の程度により適切な予測方向が前後こ変わる9、 一方、名予測に動き補償を用いることか考えられる3、
この場合、画像が動いていでも、動きか水平方向のみな
ら2N前のフィールドで適切な予測ができ、本手法の有
効性が顕著になる。
If there is movement, the first stage uses the N previous field which is close in time distance, which has high roundness1, and in the second stage, the appropriate prediction direction changes back and forth depending on the degree of movement9.On the other hand, It is possible to use motion compensation for name prediction3.
In this case, even if the image is moving, if the motion is only in the horizontal direction, appropriate prediction can be made using 2N previous fields, making the effectiveness of the present method remarkable.

第3図は本発明の予測復号化装置の実施例の構成を示4
゛ブロック図である。
FIG. 3 shows the configuration of an embodiment of the predictive decoding device of the present invention.
゛It is a block diagram.

第:3図1ζ)」−<される復号化装置の動作は、第1
図に示す符号化装置の局部復号部の動作とほぼ同じであ
る。
The operation of the decoding device that is
The operation is almost the same as that of the local decoding section of the encoding device shown in the figure.

第3図において、夕“−タ入力端子38より、第1図の
データ出力端子10J、り出力されたフィルド内符号化
された圧縮データが入来し、フィールド内復号化器1j
へ供給されている。
In FIG. 3, intra-field encoded compressed data that is output from the data output terminal 10J in FIG.
is being supplied to.

−−13、同期入力端子39より入力された垂直同期信
号は、フィールドカウンタ4へ供給されている。
--13. The vertical synchronization signal input from the synchronization input terminal 39 is supplied to the field counter 4.

フィールドカウンタ4は、入力された垂直同期信号をN
進カウントし、第1段と第2段の制御信号、及び第2段
内のフィールド番号信号を発生し。
The field counter 4 converts the input vertical synchronization signal into N
It counts the digits and generates control signals for the first stage and second stage, and a field number signal in the second stage.

て、切り換えスイッチ40及び適応予測器7へ供給して
いる3゜ フィールド内復号化器11は、入力信号を復V:化し、
再生残差信号を得(IT、加坤器1−:2へ供給;−て
いる。
Then, the 3° intra-field decoder 11, which supplies the changeover switch 40 and the adaptive predictor 7, converts the input signal into V:,
A reproduced residual signal is obtained (IT, supplied to the adder 1-:2).

加算器12は、適応予測器7から出カムれる予測信号を
、この再生残差信号ノー加算I1.τ、再生画像信号を
得て、切り換、えスイ・・!チ40の端子a。
The adder 12 converts the predicted signal output from the adaptive predictor 7 into the reproduced residual signal no-addition I1. τ, get the reproduced image signal, switch, and...! Terminal a of 40.

dを介l。、て、フィールトメ−刊111 +1へ供給
1、ている。
via d. , supply 1 to Field Mail 111 +1.

切り換えスイッチ40は、第1段の予測符V:化では、
図に示″4如<71.すきか(〕状態に、端子、1とd
1端子すとCが接続さオ]ている3、フィールトメLす
[:3は、入力信号を1フイ一ルド分蓄積し、新たな第
1段の一ノイールドが入)7された時に、同時にモ゛れ
まこ゛書かれCいた画像信号は適応量子化器7、フィー
ルドメモリ】−4に入力されると共に、切り換えスイッ
チ−40の端r1)。
In the first stage prediction code V:, the changeover switch 40 is
As shown in the figure, the terminals, 1 and d
1 terminal C is connected. 3. Field meter L [: 3] accumulates the input signal for one field, and when a new first stage one field is input) 7, it simultaneously outputs the input signal. The image signal written in a cursive manner is input to an adaptive quantizer 7, a field memory 4), and a terminal r1 of a changeover switch 40).

Cを介しで、再生画像出力端子41から出力される。The reproduced image is output from the reproduced image output terminal 41 via C.

これは符号化装置C第1段のフィールドが第2段に先行
して符号化されているのを時間的に補正するため、フィ
ールドメモリ13を遅延器として共用するためである。
This is because the field memory 13 is shared as a delay device in order to temporally correct the fact that the field in the first stage of the encoding device C is encoded before the second stage.

フィールドメモリ13及び14の出力信号は、適応予測
器7へ供給され、予測信号となる。
The output signals of the field memories 13 and 14 are supplied to the adaptive predictor 7 and become predicted signals.

適応予測器7は、予測モード入力端子42より入来する
予測モードに応じて、フィールドメモリ13より供給さ
れる前フイールド信号と、フィールドメモリ14より供
給される後フィールド信号とにより適応予測を行ない、
予測信号を得て、加算器12へ供給している。
The adaptive predictor 7 performs adaptive prediction using the front field signal supplied from the field memory 13 and the rear field signal supplied from the field memory 14 according to the prediction mode input from the prediction mode input terminal 42,
A predicted signal is obtained and supplied to the adder 12.

フィールドメモリ13と14の内容は、Nフィールドの
間繰り返し使われ、予測信号は全フィールドで作られる
The contents of field memories 13 and 14 are used repeatedly for N fields, and a predicted signal is generated for all fields.

又、メモリ内容の更新は第1段の時、予測処理が済んだ
部分から順次行なわれる。
Furthermore, in the first stage, the memory contents are updated sequentially starting from the portion for which prediction processing has been completed.

次に、第2段の予測符号化動作について説明する。Next, the second stage predictive encoding operation will be explained.

切り換えスイッチ40は、フィールドカウンタ4より供
給される制御信号により、第2段の予測符号化処理のた
め第3図の状態から変化して、端子aとc1端子すとd
が接続され、加算器12の出力信号は、そのまま再生画
像出力端子41から出力される。
The changeover switch 40 changes from the state shown in FIG. 3 for the second-stage predictive encoding process in response to a control signal supplied from the field counter 4, and switches between terminals a, c1, and d.
is connected, and the output signal of the adder 12 is output as is from the reproduced image output terminal 41.

このような動作でフレームの順番は元に戻る。This operation returns the frames to their original order.

第4図は本実施例のフィールド間予測の動作を説明する
ための図である。インターレース信号でNが3の場合の
予測を示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of inter-field prediction in this embodiment. The prediction is shown when N is 3 in an interlaced signal.

本発明のフィールド間予測方法では、第1段の処理で、
1つ前の符号化済みフィールド(Nフィールド前)は偶
奇が異なったフィールドであるか、もう1つ前のフィー
ルド(2Nフイールド前)は同じになる。
In the inter-field prediction method of the present invention, in the first stage processing,
The previous coded field (N fields before) is a field with different evenness, or the previous coded field (2N fields before) is the same.

両方から適応予測されるので、画像が動いているとすぐ
前の予測フィールド(3フイールド前)の方が距離が近
く、画像の相関性が高いので、それが選ばれる確率が高
いが、画像が静止していると同じフィールド関係である
もう1つ前のフィールド(6フイールド前)が選択され
る。
Adaptive prediction is made from both, so if the image is moving, the previous prediction field (3 fields ago) is closer and the image correlation is higher, so there is a higher probability that it will be selected. If the field is stationary, the next previous field (6 fields before) with the same field relationship is selected.

本手法はインターレース信号で特に効果的だが、ノンイ
ンターレース信号の動き補償フレーム間予測にそのまま
適用することもできる。
Although this method is particularly effective for interlaced signals, it can also be directly applied to motion compensated interframe prediction for non-interlaced signals.

この場合、動き補償がないとあまり意味がない。In this case, it doesn't make much sense without motion compensation.

第5図は本実施例のフレーム間予測の動作を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the interframe prediction operation of this embodiment.

ノンインターレース信号では、第5図に示す様に、第4
図のフィールドがそのままフレームになる。
In non-interlaced signals, as shown in Figure 5, the fourth
The field in the diagram becomes the frame.

この場合、2Nフレーム前の信号も使われるので、Nフ
レーム前の動き補償予測信号が折返し歪の影響でうまく
予測できなくても、2N前でうまく予測できることがあ
り、その分子側効率が改善される。
In this case, the signal 2N frames earlier is also used, so even if the motion compensation prediction signal N frames earlier cannot be predicted successfully due to the influence of aliasing distortion, it may be successfully predicted 2N frames earlier, and the molecular efficiency is improved. Ru.

ノンインターレース信号の実施例は、前記実施例のフィ
ールドを、そのままフレームとしたものとなる。
In the embodiment of the non-interlaced signal, the fields of the embodiment described above are used as frames as they are.

ノンインターレース信号のフレームとインターレース信
号のフィールドは、ラインがオフセットしている以外同
じと見なせるからである。
This is because a frame of a non-interlaced signal and a field of an interlaced signal can be considered to be the same except that the lines are offset.

この場合、ラインの位置はすぐ前のフレームで合うので
静止状態で特に効果はないが、画像が動いた場合は動き
補償の精度や、画像に含まれる折返し歪から必ずしも近
い方が良い予測とならず、遠くてもうまく適合した方が
有効になる。
In this case, the position of the line matches the immediately previous frame, so there is no particular effect in a stationary state, but if the image moves, the closer the line is, the better the prediction may be due to the accuracy of motion compensation and the aliasing distortion included in the image. It will be more effective if it fits well even if it is far away.

これはインターレース信号の片フィールドを間引いて作
ったフレーム画像など、折返し歪を含む画像で顕著にな
る。
This becomes noticeable in images containing aliasing distortion, such as frame images created by thinning out one field of an interlaced signal.

(発明の効果) 本発明の予測符号化装置及び復号化装置は、フィールド
(フレーム)を飛び越して第1段の予測を行ない、その
間のフィールド(フレーム)は第2段の予測として、第
1段のフィールド(フレーム)から予測する符号化で、
過去複数フィールド(フレーム)から適応予測すること
で、インターレース信号では静止状態で偶数奇数が適合
するフィールドが使われ、ノンインターレース信号では
折返し歪の影響を少なくできることで予測効率が改善さ
れ、予測効率の改善により予測残差が少なくなるので、
より符号化データ量を少なくできる等、実用上極めて優
れた効果がある。
(Effects of the Invention) The predictive encoding device and decoding device of the present invention perform first-stage prediction by skipping fields (frames), and the intervening fields (frames) are used as second-stage prediction to perform first-stage prediction. Coding that predicts from the field (frame) of
By adaptively predicting from multiple past fields (frames), for interlaced signals, fields with matching even and odd numbers are used in the stationary state, and for non-interlaced signals, the influence of aliasing distortion can be reduced, improving prediction efficiency. The improvement reduces the prediction residual, so
This has extremely excellent practical effects, such as being able to reduce the amount of encoded data.

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

第1図は本発明の予測符号化装置の実施例の構成を示ず
ブロック図、第2図は第1図における適応予測器の構成
例を示すブロック図、第3図は本発明の予測復号化装置
の実施例の構成、を示ずブロック図、第4図は本実施例
のフィールド間予測の動作を説明するための図、第5図
は本実施例のフレーム間予測の動作を説明するための図
、第6図は従来例のフィールド間予測の動作を説明する
ための図である。 ■・・・画像入力端子、2,5,6,35.40・・・
切り換えスイッチ、3・・・同期入力端子、4・・・フ
ィールドカウンタ、7・・・適応予測器、8,19゜2
3.26・・・減算器、9・・・フィールド内符号化器
、10・・・データ出力端子、1j・・・フィールド内
復号化器、12.25・・・加算器、13.14・・・
フィールドメモリ、15・・・N−1フイールドメモリ
、16・・・予測モード出力端子、1−7・・・前フイ
ールド入力端子、1.8.22・・・乗算器、20・・
・ブロック遅延器、21・・後フィールド入力端子、2
4・・・フィールドNo入力端子、12゛7 現フイー
ルド入力端子、28,31..32・ −1乗器、29
.3こ(。 34・・・ブロック累積器、30 比較器、36・予測
信号出力端子−138データ入力端子、39・・・同期
入力端子、41・・・内生画像出力端子、・1:2・・
予測モード入力端子、。 特許出願人 日本ビクター株式会制
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the predictive coding device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the adaptive predictor in FIG. 1, and FIG. 3 is a predictive decoding device of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of inter-field prediction in this embodiment, and FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of inter-frame prediction in this embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of inter-field prediction in the conventional example. ■...Image input terminal, 2, 5, 6, 35.40...
Changeover switch, 3... Synchronization input terminal, 4... Field counter, 7... Adaptive predictor, 8, 19°2
3.26... Subtractor, 9... Intra-field encoder, 10... Data output terminal, 1j... Intra-field decoder, 12.25... Adder, 13.14...・・・
Field memory, 15...N-1 field memory, 16... Prediction mode output terminal, 1-7... Previous field input terminal, 1.8.22... Multiplier, 20...
・Block delay device, 21... Rear field input terminal, 2
4...Field No. input terminal, 12゛7 Current field input terminal, 28, 31. .. 32. -1 power, 29
.. 3 (. 34... Block accumulator, 30 Comparator, 36. Predicted signal output terminal - 138 Data input terminal, 39... Synchronization input terminal, 41... Endogenous image output terminal, 1:2・・・
Prediction mode input terminal. Patent applicant: Japan Victor Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)動画像のフレームやフィールドを飛び越して予測
する符号化で、 過去の符号化済みの複数のフレームやフィールドの信号
を得る手段と、 前記複数の信号から予測の対象となるフレームやフィー
ルドの信号に最も近い予測信号を作る予測手段とを有す
ることを特徴とする予測符号化装置。
(1) Coding that skips and predicts frames and fields of a moving image, which includes a means for obtaining signals of multiple previously encoded frames and fields, and a method for obtaining signals of frames and fields to be predicted from the multiple signals. 1. A predictive encoding device comprising: a prediction means for creating a prediction signal closest to the signal.
(2)動画像のフレームやフィールドを飛び越して予測
する復号化で、 過去の符号化済みの複数のフレームやフィールドの信号
を得る手段と、 前記複数の信号から予測の対象となるフレームやフィー
ルドの信号に最も近い予測信号を作る予測手段とを有す
ることを特徴とする予測復号化装置。
(2) In decoding that predicts frames or fields of a moving image by skipping over them, there is a method for obtaining signals of multiple previously encoded frames or fields, and a means for obtaining signals of multiple frames or fields that are to be predicted from the multiple signals. 1. A predictive decoding device comprising: prediction means for creating a predicted signal closest to the signal.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04280190A (en) * 1991-02-08 1992-10-06 Mitsubishi Electric Corp Picture decoding device
JPH0583700A (en) * 1991-09-18 1993-04-02 Nec Corp Dpcm forecasting coding circuit
JPH05344493A (en) * 1992-06-10 1993-12-24 Victor Co Of Japan Ltd Dynamic image coder
JPH0678281A (en) * 1992-08-24 1994-03-18 Oki Electric Ind Co Ltd Moving picture coder
JPH0730903A (en) * 1993-07-12 1995-01-31 Victor Co Of Japan Ltd Integrated memory circuit for picture processing
US6141379A (en) * 1996-10-30 2000-10-31 Victor Company Of Japan, Ltd. Apparatus and method of coding/decoding moving picture and storage medium storing moving picture

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4973018A (en) * 1972-11-13 1974-07-15
JPS509250A (en) * 1973-05-30 1975-01-30
JPS56117487A (en) * 1980-02-21 1981-09-14 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Adaptive predicting and coding system of television signal
JPH02192378A (en) * 1989-01-20 1990-07-30 Victor Co Of Japan Ltd Inter-frame predictive coding system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4973018A (en) * 1972-11-13 1974-07-15
JPS509250A (en) * 1973-05-30 1975-01-30
JPS56117487A (en) * 1980-02-21 1981-09-14 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Adaptive predicting and coding system of television signal
JPH02192378A (en) * 1989-01-20 1990-07-30 Victor Co Of Japan Ltd Inter-frame predictive coding system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04280190A (en) * 1991-02-08 1992-10-06 Mitsubishi Electric Corp Picture decoding device
JPH0583700A (en) * 1991-09-18 1993-04-02 Nec Corp Dpcm forecasting coding circuit
JPH05344493A (en) * 1992-06-10 1993-12-24 Victor Co Of Japan Ltd Dynamic image coder
JPH0678281A (en) * 1992-08-24 1994-03-18 Oki Electric Ind Co Ltd Moving picture coder
JPH0730903A (en) * 1993-07-12 1995-01-31 Victor Co Of Japan Ltd Integrated memory circuit for picture processing
US6141379A (en) * 1996-10-30 2000-10-31 Victor Company Of Japan, Ltd. Apparatus and method of coding/decoding moving picture and storage medium storing moving picture

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