JPH04114585A - 動き補償フレーム間符号化装置 - 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、ブレビ会議、ブレビ電話、テレビ監視システ
ム等に使用する動き補償フレーム間符号化装置に関する
。

従来の技術 第２図は、従来の動き補償フレーム間符号化装置の構成
を示している。第２図において、２０１は、ディジタル
化された入力画像を導入する端子、２０２は、この入力
画像とフレームメモリ２１Ｏから出力される次のフレー
ムの予測値との加算を行って予測誤差を出力する加算器
である。

２０３は、上記予測誤差を入力して離散コサイン変換等
の直交変換して変換係数を出力する直交変換回路、２０
４は、この変換係数を入力して回線バッファ２０６の残
留バッファ量によって決まる量子化ステップ幅で量子化
する量子化回路である。

また、２０５は、量子化回路２０４で量子化された変換
係数と、動ベクトル検出回路２１１から出力される動ベ
クトルとを符号化して多重化する符号化回路である。

上記回線バッファ２０６は、この符号化回路２０５で多
重化された変換係数と動ベクトルとを一時保持して、端
子２０７を経て回線に出力するものである。

一方、動ベクトル検出回路２１１は、端子２０１から入
力された入力画像とフレームメモリ２１０か出力された
再生画像とから、上記動ベクトルをフレームメモリ２１
０と符号化回路２０５に出力する回路である。

さらに、上記フレームメモリ２１０は、加算器２０９か
ら出力される再生画素値から再生画像を作り、それを次
のフレームの予測値として出力するものである。

また、上記加算器２０９は、フレームメモリ２１０から
の次のフレームの予測値と、逆直交変換器２０８から出
力される予測誤差とを加算して得られた再生画素値を、
上述のようにフレームメモリ２１０に出力するものであ
る。

２１２は、量子化回路２０４で量子化された変換係数を
逆量子化して変換係数に戻し、逆直交変換回路２０８に
出力する逆量子化回路である。この逆直交変換回路２０
８は、逆量子化回路２１２で変換係数に戻された変換係
数を入力して、逆直交変換して予測誤差を加算器２０９
に出力するものである。

次に、上記従来例の動作について説明する。

ディジタル化された入力画像は端子２０１より入力され
、加算器２０２に入力される。

マタ、加算器２０２は、フレームメモリ２１０より出力
された次のフレームの予測値も入力され、その両者を加
算して予測誤差を出力する。この予測誤差は直交変換回
路２０３に入力され、直交変換されて変換係数を出力す
る。

この変換係数は量子化回路２０４に入力され、回線バッ
ファ２０６の残留バッファ量によって決まる量子化ステ
ップ幅で量子化される。量子化された変換係数は逆量子
化回路２１２及び符号化回路２０５に入力される。

符号化回路２０５は、量子化回路２０４で量子化された
変換係数と動ベクトル検出回路２１１で検出された動ベ
クトルとを符号化し、さらにこれらを多重化して回線バ
ッファ２０６に出力し、端子２０７を通して回線に出力
する。

一方、逆量子化回路２１２は量子化された変換係数を逆
量子化して変換係数に戻し、逆直交変換回路２０８にて
逆直交変換し、予測誤差を出力する。逆直交変換によっ
て得られた予測誤差は加算器２０９に与えられる。

加算器２０９は、フレームメモリ２１０からの次のフレ
ームの予測値と逆直交変換回路２０８からの予測誤差を
加算し、再生画素値をフレームメモリ２１０に出力する
。

フレームメモリ２１０は、加算器２０９からの再生画素
値から再生画像を作り、それを次フレームの予測値とし
て出力する。

また、動ベクトル検出回路２１１は、端子２０１より入
力された入力画像とフレームメモリ２１０からの再生画
像とから動ベクトルを求め、出力する。

このように、上記従来の動き補償フレーム間符号化装置
においても、前回に発生フレームの符号量から現フレー
ムに対する量子化幅を決定することにより、動き補償を
行うことができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の動き補償フレーム間符号化装
置では、回線バッファ２０６に残っている符号量、すな
わち過去に発生した符号量から量子化回路２０４の量子
化幅を決定するため、これから量子化を行う現フレーム
に対する最適な量子化回路２０４の量子化幅を得ること
が困難であるという問題かあった。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
最適な量子化幅を得ることができる優れた動き補償フレ
ーム間符号化装置を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、ディジタル変換さ
れた入力画像とフレームメモリから出力される次のフレ
ームの予測値とによる予測誤差を直交変換して変換係数
を出力する直交変換回路と、 上記直交変換係数を、外部より与えられる量子化ステッ
プ幅に従って量子化する量子化回路と、上記フレームメ
モリから出力される再生画像と上記入力画像とから動ベ
クトルを検出する動ベクトル検出回路と、 上記量子化された変換係数と上記動ベクトルとを符号化
して回線バッファに蓄えさせる符号化回路と、 この符号化回路から出力された発生符号量と上記量子化
ステップ幅とに基づいて、上記符号化回路で符号化を行
うブロックの周辺の量子化ステップ幅と発生符号量との
関係式を導いて、回線レートに合った発生符号量から上
記量子化ステップ幅を決定して上記量子化回路に出力す
る量子化制御回路と、 上記量子化回路で量子化された変換係数を変換係数に戻
す逆量子化回路と、 この逆量子化回路で変換された上記変換係数を予測誤差
に戻す逆直交変換回路と、 この逆直交変換回路から出力される上記予測誤差と上記
フレームメモリから出力される上記予測値とを加算して
再生画素を上記フレームメモリに出力してこのフレーム
メモリに再生画像を作らせる加算器とを備える構成とし
た。

作用 従って本発明によれば、同一フレーム内では、隣接ブロ
ック間の相関が高いという性質を利用して、これから符
号化を行うブロックの発生符号量を、既に符号化を行っ
た周囲のブロック発生符号量とその時の量子化ステップ
幅とから決定し、次に符号化を行うブロックの発生符号
量と量子化ステップ幅との関係を予測することによって
、回線レートにマツチした符号量を発生する量子化幅を
選択することができ、回線レートにマツチした符号量を
発生することができるという効果を有する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の構成を示すものである。

第１図において、１０１は、ディジタル化された入力画
像を導入する端子、１０２は、この入力画像とフレーム
メモリ１１３から出力される次のフレームの予測値との
加算を行って、予測誤差を出力する加算器である。

１０３は、上記予測誤差を入力して離散コサイン変換等
を直交変換して変換係数を出力する直交変換回路、１０
４は、入力された変換係数を、後に説明する量子化制御
回路１１０からの量子化ステップ幅に従って量子化する
量子化回路である。

また、１０５は、量子化回路１０４で量子化された変換
係数と動ベクトル検出回路１１１から出力される動ベク
トルとを符号化して多重化する符号化回路である。

上記回線バッファ１０６は、この符号化回路１０５で多
重化された変換係数と動ベクトルを一時保持して、回線
速度に合わせた速度で端子１０７を経て回線に出力する
。

また符号化回路１０５は、次に量子化を行うブロックに
隣接するブロックの発生符号量と、その時の量子化ステ
ップ幅とを量子化制御回路１１０に出力する回線バッフ
ァである。

上記量子化制御回路１１０は、符号化回路１０５から出
力された発生符号量と量子化ステップ幅とから、符号化
を行うブロックの周辺の量子化ステップ幅と発生符号量
との関係式を導いて、回線レートにあった発生符号量か
ら量子化ステップ幅を決定し、決定した量子化ステップ
幅を量子化回路１０４に出力するものである。

一方、上記動ベクトル検出回路１１１は、端子１０１か
ら入力された入力画像とフレームメモリ１１３から出力
された再生画像とから、上記の動ベクトルを上記フレー
ムメモリ１１３と符号化回路１０５に出力する回路であ
る。

さらに、上記フレームメモリ１１３は、加算器１０９か
ら出力される再生画素値から再生画像を作り、それを次
のフレームの予測値としてａカするものである。

また、上記加算器１０９は、フレームメモリ１１３から
の次のフレームの予測値と、逆直交変換器１０８から出
力される予測誤差とを加算して、再生画素値を上述のよ
うにフレームメモリ１１３に出力するものである。

１１２は、量子化回路１０４で量子化された変換係数を
逆量子化して変換係数に戻し、逆直交変換回路１０８に
出力する逆量子化回路である。この逆直交変換回路１０
８は、逆量子化回路１１２で変換係数に戻された変換係
数を入力して、逆直交変換して予測誤差を加算器１０９
に出力するものである。

次に、上記実施例の動作について説明する。

デインタル変換された入力画像は端子１０１から入力さ
れ、加算器１０２と動ベクトル検出回路１１．１とに入
力される。

加算器１０２は、フレームメモリ１１３かう入力される
予測値を端子１０１から入力される入力画像から引き、
予測誤差を直交変換回路１０３に出力する。

直交変換回路１０３は、加算器１０２から入力された予
測誤差を離散コサイン変換等の直交変換し、変換係数を
量子化回路１０４に出力する。

この量子化回路１０４は、量子化幅制御回路１１０で与
えられる量子化ステップ幅に従って、直交変換回路１０
３からの変換係数を量子化する。

量子化された変換係数は、符号化回路１０５及び逆量子
化回路１１２に出力される。

符号化回路１０５は、量子化回路１０４で量子化された
変換係数と動ベクトル検出回路１１１で検出された動ベ
クトルとを符号化し、回線！＜・ソファ１０６に出力す
る。

回線バッファ１０６は、符号化回路１０５で符号化され
た符号を一時蓄え、回線速度に合わせた速度で端子１０
７を通して回線に出力し、また、次に量子化を行うブロ
ックに隣接するブロックの発生符号量と、その時の量子
化ステップ幅とを量子化制御回路１１０に出力する。

量子化制御回路１１０は、符号化回路１０５から出力さ
れた発生符号量と量子化ステップ幅とから、符号化を行
うブロックの周辺の量子化ステップ幅と発生符号量との
関係式を導き、回線レートにあった発生符号量から量子
化ステップ幅を決定し、量子化回路１０４に出力する。

この発生符号量と量子化ステップ幅の関係式％式％） ＝αｌｏｇ　（量子化ステップ）＋β で表わされる。ただし、α、βは定数である。

この（１）式により、発生符号量から量子化ステップ幅
を与える。量子化回路１０４で量子化された変換係数は
逆量子化回路１１２にも入力され、ここで変換係数に戻
されて逆直交変換回路１０日に入力され、ここで予測誤
差に戻される。

この逆直交変換回路１０８は、−度量子化された変換係
数を逆直交変換するため、逆変換された予測誤差は量子
化誤差を含む。このため、逆直交変換回路１０８から出
力される予測誤差は、加算器１０２の出力の予測誤差と
は異なった値となる。

この逆直交変換回路１０８から出力される予測誤差は、
加算器１０９においてフレームメモリ１１３からの予測
値き加算され、これによって再生画素を得る。この、加
算器１０９から出力される再生画素はフレームメモリ１
１３に入力され、再生画像が作られ、次フレームの予測
値、及び動ベクトルの検出に用いられる。

動ベクトル検出回路１１１は、フレームメモリ１１３か
ら出力される再生画像と端子１０１から入力される入力
画像とによって動ベクトルを検出して出力する。検出さ
れた動ベクトルは、符号化回路１０５とフレームメモリ
１１３に入力され、それぞれ符号化及び予測値の出力に
使われる。

このように上記実施例によれば、隣接するブロックの発
生符号量と量子化ステップ幅とに基づいて、該当ブロッ
クの発生符号量と量子化ステップ幅との関係を予測する
ので、より精度の高い量子化ステップ幅の制御が行える
という効果を有する。

発明の効果 上述の如く本発明は、ディジタル変換された入力画像と
フレームメモリから出力される次のフレームの予測値と
による予測誤差を直交変換して変換係数を出力する直交
変換回路と、 上記直交変換係数を、外部より与えられる量子化ステッ
プ幅に従って量子化する量子化回路と、上記フレームメ
モリから出力される再生画像と上記入力画像とから動ベ
クトルを検出する動ベクトル検出回路と、 上記量子化された変換係数と上記動ベクトルとを符号化
して回線バンファに蓄えさせる符号化回路と、 この符号化回路から出力された発生符号量と上記量子化
ステップ幅とに基づいて、上記符号化回路で符号化を行
うブロックの周辺の量子化ステップ幅と発生符号量との
関係式を導いて、回線レートに合った発生符号量から上
記量子化ステップ幅を決定して上記量子化回路に出力す
る量子化制御回路と、 上記量子化回路で量子化された変換係数を変換係数に戻
す逆量子化回路と、 この逆量子化回路で変換された上記変換係数を予測誤差
に戻す逆直交変換回路と、 この逆直交変換回路から出力される上記予測誤差と上記
フレームメモリから出力される上記予測値とを加算して
再生画素を上記フレームメモリに出力してこのフレーム
メモリに再生画像を作らせる加算器とを備える構成とし
た。

このため、同一フレーム内では、隣接ブロック間の相関
が高いという性質を利用して、これから符号化を行うブ
ロックの発生符号量を、既に符号化を行った周囲のブロ
ック発生符号量とその時の量子化ステップ幅とから決定
し、次に符号化を行うブロックの発生符号量と量子化ス
テップ幅との関係を予測することによって、回線レート
にマツチした符号量を発生する量子化幅を選択すること
ができ、回線レートにマツチした符号量を発生すること
ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における動き補償フレーム
間符号化装置の概略ブロック図、第２図は、従来の動き
補償フレーム間符号装置の概略ブロック図である。 １０２．１０９・・・加算器、１０３・・・直交変換回
路、１０４・・・量子化回路、１０５・・・符号化回路
、１０６・・・回線バッファ、１０８・・・逆直交変換
回路、１１０・・・量子化制御回路、１１１−・・・動
ベクトル検出回路、１１２・・・逆量子化回路、１１３
・・・フレームメモリ。 代理人の氏名　弁理士小鍜治　明はが２名−＼ハ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタル変換された入力画像とフレームメモリから出
   力される次のフレームの予測値とによる予測誤差を直交
   変換して変換係数を出力する直交変換回路と、 上記直交変換係数を、外部より与えられる量子化ステッ
   プ幅に従って量子化する量子化回路と、上記フレームメ
   モリから出力される再生画像と上記入力画像とから動ベ
   クトルを検出する動ベクトル検出回路と、 上記量子化された変換係数と上記動ベクトルとを符号化
   して回線バッファに蓄えさせる符号化回路と、 この符号化回路から出力された発生符号量と上記量子化
   ステップ幅とに基づいて、上記符号化回路で符号化を行
   うブロックの周辺の量子化ステップ幅と発生符号量との
   関係式を導いて、回線レートに合った発生符号量から上
   記量子化ステップ幅を決定して上記量子化回路に出力す
   る量子化制御回路と、 上記量子化回路で量子化された変換係数を変換係数に戻
   す逆量子化回路と、 この逆量子化回路で変換された上記変換係数を予測誤差
   に戻す逆直交変換回路と、 この逆直交変換回路から出力される上記予測誤差と上記
   フレームメモリから出力される上記予測値とを加算して
   再生画素を上記フレームメモリに出力してこのフレーム
   メモリに再生画像を作らせる加算器とを備えた動き補償
   フレーム間符号化装置。