JPH04326690A - 動画像符号化復号化装置 - Google Patents

動画像符号化復号化装置

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JPH04326690A
JPH04326690A JP3096800A JP9680091A JPH04326690A JP H04326690 A JPH04326690 A JP H04326690A JP 3096800 A JP3096800 A JP 3096800A JP 9680091 A JP9680091 A JP 9680091A JP H04326690 A JPH04326690 A JP H04326690A
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JP
Japan
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encoding
decoding
dct
inverse
calculation means
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JP3096800A
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English (en)
Inventor
Koichi Shibata
巧一 柴田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は動画像を効率よく符号化
復号化する装置の、装置規模の削減に関するものである
【0002】
【従来の技術】CCITT勧告H.261等にも採用さ
れている、動き補償フレーム間予測+離散コサイン変換
符号化方式(DCT)に基づく画像符号化復号化装置の
、従来の構成例を図1に示す。
【0003】図1の例の装置の動作を以下に示す。
【0004】従来の画像符号化復号化装置の構成では、
符号化を担当する符号器101と、復号化を担当する復
号器102をそれぞれ独立に有していた。
【0005】符号器側101では、先ず符号化モード動
きベクトル検出部103において、縦横16画素のブロ
ック毎に、(1)フレーム内予測符号化とフレーム間予
測符号化のいずれを採用するかを判定し、(2)フレー
ム間符号化の場合には、前のフレームからの被写体の動
き量を検出する。
【0006】上記(1)(2)の決定は、画像入力11
と、フレームメモリ112に蓄えられた1フレーム前の
符号化画像情報を参照して行われる。そしてフレーム内
符号化とフレーム間符号化のいずれかを示す符号化モー
ド13と、被写体の動き量を示す動きベクトル14を出
力する。
【0007】次に選択器105において、符号化モード
13に従い、フレーム内符号化と決定されたブロックに
は画像入力11を、フレーム間符号化と決定されたブロ
ックについては画像入力11と、動きベクトル14によ
り変位されたフレームメモリ112から取り出した信号
にループ内フィルタ113を作用させて生成した予測信
号20との差分(フレーム間予測誤差信号)を選択し、
次のDCT106に送る。
【0008】DCT106では、(数1)で定義された
演算でDCT係数19に変換する。
【0009】
【数1】
【0010】量子化107ではDCT変換された信号を
量子化する。
【0011】エントロピ符号化部115では、量子化1
07から発生した情報に、符号を割当て、符号出力12
として出力する。
【0012】同時に量子化された信号を逆量子化108
し、逆DCT109に送る。このとき、これを量子化前
のDCT係数19と比べると、量子化による誤差が発生
している。
【0013】逆DCT109ではDCT106の逆変換
を行い、画像入力信号やフレーム間予測誤差信号に復元
する。
【0014】符号化モード13がフレーム内符号化を示
すブロックでは、選択器111は、逆DCT109の出
力を選択し、フレームメモリ112に書き込む。
【0015】符号化モード13がフレーム間符号化を示
すブロックでは、予測信号20をDCT106等で発生
した遅延を補償するために遅延114で遅延させた信号
と、逆DCT109で生成したフレーム間予測誤差信号
を加算した信号を選択し、フレームメモリ112に書き
込む。
【0016】フレームメモリ112に書き込まれた画像
信号は、量子化107,逆量子化108の作用により元
の画像入力信号と比較すると誤差を含むが、復号器側で
復元される画像と同じものである。そして次のフレーム
の符号化を行う時に予測信号20を生成するために利用
される。
【0017】復号器側102では符号器側101のほぼ
逆の手順で画像を復元する。
【0018】通信相手の符号化側から伝送路を通じて送
られてきた符号を符号入力17として受信する。
【0019】次にエントロピ復号化部116で符号入力
17を解読しDCT係数10を取り出す。これに逆DC
T118でDCT109の逆変換を施す。
【0020】通信相手から送られてきた符号化モード1
6が、フレーム内符号化を示すブロックでは、選択器1
22は、逆DCT118の出力を選択し、フレームメモ
リ121に書き込む。
【0021】符号化モード16がフレーム間符号化を示
すブロックでは、フレームメモリ121から得た1フレ
ーム前の画像に、LPF120を作用させて生成した予
測信号と、逆DCT118の出力を加算した信号を選択
し、フレームメモリ121に書き込む。
【0022】フレームメモリ121に書き込まれた信号
を、画像出力18として画面等に出力する。
【0023】このとき符号化側の逆量子化108と復号
器側の逆量子化117、符号化側の逆DCT108と復
号器側の逆DCT118、符号化側のLPF113と復
号器側のLPF120は、各々同じ特性を持っている。 従って符号器側のフレームメモリ112に生成される画
像と、復号器側のフレームメモリ121に作られる画像
は同じものとなる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、DC
T、逆DCT、量子化、逆量子化やLPFの演算処理装
置の規模が大きく、装置の小型化の障害になっていた。
【0025】
【課題を解決するための手段】符号器側の逆DCTと復
号器側の逆DCT、符号器側の逆量子化と復号器側の逆
量子化、符号器側のLPFと復号器側のLPFがそれぞ
れ同じ特性であることを利用し、それぞれの装置のうち
いくつかを符号化側と復号器側で時分割で共用する。
【0026】またDCTと逆DCTの処理方法が類似で
あることを利用して、DCTと逆DCTも、一つの装置
を時分割で切り替えて利用する。
【0027】
【作用】本発明の実施により、符号化器と復号器の演算
処理装置の大部分が共用出来、装置の規模を削減できる
【0028】
【実施例】図2に本発明を実施した動画像符号化復号化
装置の例を示す。
【0029】この例では符号器側の逆DCTと復号器側
の逆DCT、符号器側の逆量子化と復号器側の逆量子化
、符号器側のLPFと復号器側のLPFをそれぞれ共用
し、時分割で利用する。
【0030】この例の動作原理を以下に示す。
【0031】図2の中で一点鎖線に囲まれた部分が本発
明により共用化された部分である。他の部分は従来と同
様に符号化側専用部分と復号側専用部分を持つ。
【0032】まず符号化側専用部分について簡単に説明
する。
【0033】先ず符号化モード動きベクトル検出部10
3において、縦横16画素のブロック毎に、フレーム内
予測符号化とフレーム間予測符号化の選択と、前のフレ
ームからの被写体の動き量を検出を行う。この選択,検
出は、画像入力11と、フレームメモリ112に蓄えら
れた1フレーム前の符号化画像情報を参照して行われる
。そしてフレーム内符号化とフレーム間符号化のいずれ
かを示す符号化モード13と、被写体の動き量を示す動
きベクトル14を出力する。
【0034】次に選択器105において、符号化モード
13に従い、フレーム内符号化と決定されたブロックに
は画像入力11を、フレーム間符号化と決定されたブロ
ックについては画像入力11と、動きベクトル14によ
り変位されたフレームメモリ112からとりだした信号
にループ内フィルタ113を作用させた予測信号20と
の差分である予測誤差信号を選択し、DCT106に送
る。
【0035】DCT106では、数1で定義された演算
でDCT係数19に変換する。
【0036】量子化107ではDCT変換された信号を
量子化する。
【0037】エントロピ符号化部115では、量子化1
07から発生した情報に、符号を割当て、符号出力12
として出力する。
【0038】従来と同様の処理を行う復号器側専用の部
分は、エントロピ復号化部116である。これは相手側
の符号器側から送られた符号入力17を復号する。
【0039】次に本発明の特徴である共用化部分を詳し
く説明する。
【0040】送受信切り替え215では、図3で例示さ
れるタイミングに従い、各部分の動作を符号器用と復号
器用に切り替える信号を発生する。
【0041】送受信の切り替えは、DCTの演算に必要
な時間の整数倍を単位として行う。選択器216は、送
受信切り替え215からの信号に従い、符号器としての
動作の時は量子化107の出力を選択入力し、復号器と
しての動作の時は、エントロピ復号化部116の出力を
選択入力する。
【0042】逆量子化208は選択器216の出力を逆
量子化しDCT係数を復元する。
【0043】逆DCT209はDCT106の逆変換を
行う。
【0044】選択器217は、送受信切り替え215か
らの信号が符号器側を示すときには、符号化モード動き
ベクトル検出103からの符号化モード13を選択し、
復号器側を示すときには、通信相手から送られてきた符
号化モード16を選択し選択器211に出力する。
【0045】フレーム内符号化のブロックでは、選択器
211は、逆DCT209の出力を選択する。
【0046】フレーム間符号化のブロックでは、選択器
211は、フレームメモリ112あるいはフレームメモ
リ121から得た1フレーム前の画像に、LPF213
を作用させた予測信号20を、DCT106等で発生し
た遅延を補償するための遅延214で遅延させた信号と
、逆DCT209の出力を加算した信号を選択する。 このとき動き補償のため、符号化側フレームメモリ11
2からは符号化モード動きベクトル検出部103で決定
された動きベクトル14で変位された場所から読み出す
。復号器側フレームメモリ121からは通信相手から送
られた動きベクトル15で変位された場所から読み出す
【0047】選択された画像信号は、符号器側として動
作中は符号器側フレームメモリ112へ、復号器側とし
て動作中は復号器側フレームメモリ121へ書き込まれ
る。また復号器側として動作中は画像出力18として出
力される。
【0048】各部分の動作のタイミングの例を図3に示
す。この例では予め決められたタイミングに従って、符
号器側としての動作と、復号器側としての動作を交互に
繰り返している。この例の他にエントロピ符号化とエン
トロピ復号化の状況により、処理を急がれる方に、優先
的に処理を行わせる様に切り替える例も考えられる。本
発明の、第2の実施例である符号器側のDCTも逆DC
Tと共用し時分割して利用した、動画像符号化復号化装
置の例を図4に示す。
【0049】これは図2におけるDCT106を逆DC
T209と共用したものである。これに伴いDCT10
6,量子化107,選択器216,逆量子化208,逆
DCT209が変更される。DCT、量子化307の出
力を一旦蓄えるバッファ331を新設する。DCTと逆
DCTとで入力を切り替える選択器332も新設される
。その他は図2と同じ動作である。以下に変更部分の動
作を示す。
【0050】動作を符号器と復号器で切り替える信号は
送受信切り替え333で発生する。DCT/逆DCT3
06の動作をDCTと逆DCTとで切り替える信号はD
CT切り替え334で発生する。この二つの切り替え信
号により、これらの部分は符号器側のDCT,符号器側
の逆DCTと復号器側の逆DCTの3通りの動作をする
【0051】このときの各部の動作タイミングの例を図
5に示す。この例では3通りの動作を予め決められた順
序に従って、順に切り替えて行く。切り替えのタイミン
グはDCTの処理に必要な時間の整数倍を単位とする。
【0052】符号器側のDCTの処理は以下の様に行わ
れる。
【0053】選択器332はDCT切り替え334から
の信号に従い、選択器105の出力を選択する。
【0054】DCT/逆DCT306は、DCTとして
動作し、選択器332からの画像信号を変換し量子化3
07に送る。
【0055】量子化307はDCT係数を量子化する。
【0056】量子化されたDCT係数は、エントロピ符
号化部115で効率よく符号化され符号出力12として
出力される。
【0057】同時に量子化されたDCT係数は、逆DC
Tの処理が可能となるまで一旦バッファ331に蓄えら
れる。
【0058】符号器側の逆DCTの処理は以下の様に行
われる。
【0059】選択器330はバッファ331に蓄えられ
た量子化済みのDCT係数を読み出し、逆量子化308
に送る。
【0060】選択器332は、逆量子化308で処理さ
れた信号を選択する。
【0061】DCT/逆DCT306は、逆DCTとし
て動作し、選択器332からの逆量子化されたDCT係
数を変換し、加算器210あるいは選択器211に送る
【0062】復号器側の逆DCTの処理は以下の様に行
われる。
【0063】通信相手から送られてきた符号入力17を
、エントロピ復号化部116で復号化する。
【0064】選択器330は送受信切り替え333から
の信号に従って、エントロピ復号化部116の出力を選
択し逆量子化308に送る。
【0065】選択器332は、逆量子化308で処理さ
れた信号を選択する。
【0066】DCT/逆DCT306は、逆DCTとし
て動作し、選択器332からの逆量子化されたDCT係
数を変換し、加算器210あるいは選択器211に送る
【0067】なお上記の例では、符号器側フレームメモ
リ112と復号器側フレームメモリ121を独立に設け
ているが、これらも共用し単一メモリ内の別の領域を利
用してもよい。
【0068】
【発明の効果】上記に示す通り、動画像符号化復号化装
置において本発明を実施することにより、DCT/逆D
CT演算部分、逆量子化演算部分、LPF演算部分の装
置規模を大幅に削減可能となり、効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の画像符号化復号化装置の構成例。
【図2】本発明により逆DCT、逆量子化、LPFを符
号器側と復号器側で共用し、時分割で利用することによ
り、装置規模の削減を図った構成例。
【図3】図2の構成例における各構成要素の動作タイミ
ングの例を表す図。
【図4】図2の例に、さらに符号器側のDCTを逆DC
Tと共用し、時分割で利用することにより、装置規模の
削減を図った構成例。
【図5】図4の構成例における各構成要素の動作タイミ
ングの例を表す図。
【符号の説明】
図1,図2と図4において、11は画像入力,12は符
号化した結果を出力する符号出力,13は符号化モード
信号,14は動きベクトル,15は通信相手から送られ
てくる動きベクトル,16は通信相手から送られてくる
符号化モード,17は通信相手から送られてくる符号化
された画像信号,18は復号器が復元した画像の出力,
19はDCT係数信号,10は送られてきた符号を復号
し、逆量子化処理によって得られたDCT係数信号,2
0はフレーム間符号化に使用する予測信号。101は従
来の画像符号化復号化装置の符号器側,102は従来の
画像符号化復号化装置の復号器側,103は符号化モー
ドと、動きベクトルを決定する部分,104は差分演算
回路,105はDCTの入力を選択する選択器,106
はDCT変換器,107はDCT係数を量子化する量子
化器,108は量子化済みDCT係数を復元する逆量子
化器,109はDCTの逆変換を行う逆DCT器,11
0は加算器,111はフレームメモリに書き込む画像信
号を切り替える選択器,112は符号器側で符号化復号
化画像を蓄えるフレームメモリ,113は低域通過フィ
ルタ,114は遅延回路,115はエントロピ符号化部
,116はエントロピ復号部,117は送られてきた量
子化済みDCT係数を復元する逆量子化器,118はD
CTの逆変換を行う逆DCT器,119は加算器,12
0は低域通過フィルタ,121は復号器側で復号化画像
を蓄えるフレームメモリ,122はフレームメモリに書
き込む画像信号を切り替える選択器。 図2と図4において、208は符号器と復号器で共用化
した逆量子化器,209は符号器と復号器で共用化した
逆DCT器,210は加算器,211はフレームメモリ
に書き込む画像信号を切り替える選択器,213は共用
化した低域通過フィルタ,214は遅延回路,215は
共用部分の動作を符号化器と復号化器とに切り替える制
御部分,216は逆量子化器の入力を選択する選択器,
217は符号化モードを符号化器と復号化器とで切り替
える選択器,218はフレームメモリからの画像を切り
替える選択器。 図4において、306はDCTと逆DCTを共用化した
演算器,307は量子化器,308は逆量子化器,33
0は逆量子化器への入力を選択する選択器,331は量
子化されたDCT係数を蓄えるバッファ,332は演算
器306の入力を選択する選択器,333は共有部分の
動作を符号器と復号器とで切り替える制御部,334は
演算器の動作をDCTと逆DCTとで切り替える制御部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】動画像信号を、フレーム内または動き補償
    フレーム間符号化とDCT演算と量子化演算とエントロ
    ピ符号化を行うことにより動画像の情報量を圧縮して伝
    送する符号化部分と、上記方法で圧縮符号化された信号
    を復号し画像出力する復号部分を持つ動画像符号化復号
    化装置において、符号化部分の逆DCT演算手段と復号
    部分の逆DCT演算手段、符号化部分の逆量子化演算手
    段と復号部分の逆量子化演算手段、符号化部分のフレー
    ム間予測ループ内低域通過フィルタ演算手段と復号部分
    のフレーム間予測ループ内低域通過フィルタ演算演算手
    段の少なくとも1組以上を共有化し、時分割で利用する
    手段を有する動画像符号化復号化装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の動画像符号化復号化装置に
    おいて、符号化部分の逆DCT演算手段と復号部分の逆
    DCT演算手段と符号化部分のDCT演算手段を共有化
    し、時分割で利用する手段を有する動画像符号化復号化
    装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2記載の動画像符号化
    復号化装置において、1フレーム前の復号画像を蓄える
    フレームメモリを、符号化側と復号側で共用し、メモリ
    内部の記憶領域で分割して利用する手段を有する動画像
    符号化復号化装置。
  4. 【請求項4】請求項1,請求項2又は請求項3記載の動
    画像符号化復号化装置において、共有部分に符号器側と
    復号側とでどちらの処理を行わせるべきかを、エントロ
    ピ符号化手段とエントロピ復号化手段の繁忙さの度合い
    を検出して選択し、能率の良い側に切り替える手段を有
    する動画像符号化復号化装置。
JP3096800A 1991-04-26 1991-04-26 動画像符号化復号化装置 Pending JPH04326690A (ja)

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