JPH0457489A - 動画像符号化器 - 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〕 本発明は動画像符号化器に利用され、特に、人力画像の
特徴に応じて異なる符号化制御を行う動画像符号化器に
関する。

〔ヰ既要〕

本発明は、人力画像信号を符号化パラメータを用いて符
号化を行う動画像符号化器において、シーンタイプに応
じて適合するように異なる符号化パラメータを用いて符
号化を行うようにすることにより、 動画像を最適に符号化できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

動画像情報を低ピントレートに圧縮符号化する高能率符
号化では、空間的には解像度の低下や雑音などによる画
質の低下、時間的には駒落としによる動きの再現性の低
下といったひずみを生じる。

視覚的に良好な再生動画像を得るためには、空間的ひず
みと時間的ひずみの配分を適切に選択して符号化する必
要があり、それは量子化ステップサイズおよびフレーム
レートなどの符号化パラメータを制御する符号化制御に
より行われている。

従来、符号化制御方式として、画像信号の統計量を調べ
、その統計量に応じ符号化パラメータを決定する方式が
考えられているが、このような従来の符号化制御方式は
、画像信号の統計量から、あらかじめ定められた一つの
符号化パラメータ制御規則により、符号化パラメータを
決定するものであった（電子情報通信学会論文誌Ｂυｏ
ｌ、　Ｊ１７−ｂＮｏ、　８　ｐｐ、　９４５−９５４
．１９８８年８月）「動画像符号化方式における時空間
ひずみ最適配分型符号化制御アルコリズム」参照）。

第５図は、従来の符号化制御方式の動画像符号化器を示
すブロンク構成図である。

符号化パラメータ制御テーブル３には、画像信号の統計
量から符号化パラメータを決定するためのデータを格納
している。符号化部１は、先ず入力画像信号１０１の統
計量を算出し、それらの統計量から、符号化パラメータ
制御テーブル３に格納されたデータに基づき符号化パラ
メータを決定する。その後、符号化部１は、人力画像信
号１０１を、先に決定した符号化パラメータを用いて符
号化し符号化信号１０２を出力する。

従来の符号化制御方式を第６図（ａ）および（ｂ）を用
いて単純化して説明する。ここでは符号化パラメータは
量子化ステップサイズとフレームレートの二つであると
する。動画像符号化では、伝送路の伝送速度などの制限
のため、単位時間当りの発生符号情報量が限られており
、それに基づき理想的な情報発生速度が定まる。画像信
号の統計量としては、その値から現画像を特定の量子化
ステップとフレームレートで符号化したときの発生符号
情報量が予測できるようなデータが選ばれている。

画像の統計量を固定したとき、その予測符号情報量が所
望情報発生速度を満たす量子化ステンプサイズとフレー
ムレートの関係をグラフで表すと第６図（ａ）の実線■
のようになる。符号化パラメータは実線上Ｉの１点とし
て決定される。第６図ｂ）の破線は、それぞれ異なる値
に統計量を固定にしたときの量子化ステップサイズとフ
レームレートの関係を示している。統計量の値に対応し
たそれぞれの破線に対し破線上の１点が符号化パラメー
タとして決定される。その決定される点を結ぶと実線Ｃ
のようになる。このように定まる実線Ｃを目標曲線と呼
ぶこととする。

この目標曲線Ｃに対応して一つの符号化パラメータ制御
規則が決まることになる。例えば、第６図Ｑ′））の目
標曲線Ｃのような目標曲線を採用した場合は、画像情報
量が少ない場合（絵柄が簡単で、動きも少ない場合など
）は画像を犠牲にしてもフレームレートは変化しないよ
うに、画像情報量が多い場合（絵柄が複雑で、動きも激
しい場合など）はフレームレートを下げても画質を一定
に保つように制御することになる。

従来の符号化制御方式は、あらかじめ一つの目標曲線を
選び、その目標曲線に対応した一つの符号化制御規則で
符号化パラメータを設定するものであり、従来の動画像
符号化器には、作動前にデイツプスイッチ等により符号
化制御規則を選択できるものはあったが、いずれにせよ
作動中に画像の種類に応じて符号化制御規則を変更する
ものはなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来の動画像符号化器では、画像の種類に関係
なくあらかじめ与えられた一つの符号化パラメータ制御
規則により、符号化パラメータを決定するため、その画
像の種類に適したフレームレートや画質が得られないこ
とがある欠点がある。

例えば、テレビ会議における典型的なシーンタイプとし
て、 （Ａ）　　１人のクローズアップ （Ｂ）　　３人の横並び を考えたとき、それぞれの場合の符号化制御目標を次の
ように設定したとする。

（Ａ）のときは、 顔は大きく目や鼻ははっきり見えるので、解像度は下げ
て、唇の動きが見えるようにフレームレートを上げるよ
うにする。

（Ｂ）のときは、 唇等は小さく、これらの動きはいずれにしても見えない
ので、フレームレートは下げて、その代わり、解像度を
上げるようにする。

つまりこの場合、 （Ａ）のときは、動きの再現性を画質よりも優先するの
に対し、（Ｂ）のときは、画質を動きの再現性よりも優
先することとなる。

符号化制御に使用される画像の統計量は、発生符号情報
量を予測するためのデータであり、シーンタイプ（Ａ）
および（Ｂ）を明確に区別するようには取られていない
ので、シーンタイプが違うのに、符号化制御に使用され
る画像の統計量は同じになるということが頻繁に起こり
得る。そのため、これら二つの要求目標を一つの符号化
パラメク制御規則により、忠実に実現することは不可能
である。

本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、シ
ーンタイプに応じて符号化パラメータ制御規則を変えて
、画像を最適に符号化できる動画像符号化器を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、入力画像信号を別途人力される符号化パラメ
ータを用いて符号化し符号化信号を出力する符号化部を
備えた動画像符号化器において、前記人力画像信号の特
徴量から、当該画像の種類をあらかじめ準備された複数
のシーンタイプのうちのどれに対応するかを判定するシ
ーン解析部と、前記シーンタイプのそれぞれに対し、符
号化パラメータ制御規則を定めるデータが格納された複
数の符号化パラメータ制御テーブルと、前記シーン解析
部の結果に応じて、前記複数の符号化パラメータ制御テ
ーブルのうちの一つを選択し前記符号化部に符号化パラ
メータを人力する選択回路とを備えたことを特徴とする
。

また、本発明は、前記シーン解析部は、当該画像を複数
のブロックに分割する手段と、分割された各ブロックご
とにそれが勧ブロックであるか否かを判定する手段と、
与えられた区域内に存在する動ブロックの数によりシー
ンタイプを判定する手段を含むことができる。

〔作用〕

本発明の動画像符号化器は、その画像の種類に応じて、
異なる符号化パラメータ制御テーブルを用いて符号化パ
ラメータ制御規則を定めることにより、画像の種類に応
じた制御目標を設定し、それに適した符号化パラメータ
の制御を行う。

例えば、先に上げたテレビ会議における典型的なシーン
タイプの例では、 （Ａ）　　１人のクローズアップ （Ｂ）　　３人の横並び の二つのシーンタイプに対し、それぞれの符号化制御目
標に合った符号化パラメータ制御テーブルを用意するこ
とで、それぞれのシーンタイプに適した符号化が実現可
能となる。すなわち、シーンタイプ（Ａ＞のときは、画
質を優先して符号化する目標曲線（第３図のＣ１）に応
じた符号化制御テーブルを使用し、シーンタイプ（Ｂ）
のときは、動きの再現性を優先して符号化する目標曲線
（第３図のＣ２）に応じた符号化制御テーブルを使用す
る。

従って、シーンタイプに合わせて適合した符号化パラメ
ータを用いて動画像信号を符号化することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図はそのシーン解析部の詳細を示すブロック構成図、第
３図はその符号化制御方式の説明図、ならびに第４図は
そのシーン解析部の処理説明図である。

第１図によると、本実施例は、人力画像信号１０１を別
途入力される符号化パラメータを用いて符号化し符号化
信号を出力する符号化部１を備えた動画像符号化器にお
いて、 本発明の特徴とするところの、 入力画像信号１０１の特徴量から、当該画像の種類をあ
らかじめ準備された複数のシーンタイプのうちのどれに
対応するかを判定するシーン解析部２と、前記シーンタ
イプのそれぞれに対し、符号化パラメータ制御規則を定
めるデータが格納された二つの符号化パラメータ制御テ
ーブル３ａおよび３ｂと、シーン解析部２の結果に応じ
て、符号化パラメータ制御テーブル３ａおよび３ｂのう
ちの一つを選択し符号化部１に符号化パラメータを入力
する選択回路４とを備えている。

そして、第２図によると、シーン解析部２は、当該画像
を複数のブロックに分割する手段としてのブロッキング
回路２１と、分割された各ブロックごとにそれが動ブロ
ックであるか否かを判定する手段としての動き検出回路
２２と、与えられた区域内に存在する前記動ブロックの
数によりシーンタイプを判定する手段としてのグループ
判定回路２３、カウンタ２４および２５、ならびに比較
器２６とを含んでいる。

次に、本実施例の動作について説明する。

本実施例では、シーンタイプとして、 シーンタイプ（Ａ）：１人のクローズアップシーンタイ
プ（Ｂ）：３人の横並び の２種類を採用している。

シーン解析部２は、入力画像信号１０１を入力し、画像
がシーンタイプ（Ａ）およびシーンタイプ（Ｂ）のどち
らに該当するかを判定し、その結果を示すシーンタイプ
判定信号１０３を選択回路４に出力する。

シーン解析部２でのシーンタイプの判定は、動ブロック
の画面内での発生場所に注目して実行している。具体的
には、第４図で示すように、画面をブロック（図の中で
の小さな正方形に対応）に分割し、ブロックを中心部グ
ループと周辺部グループの二つのグループに分ける。中
心部グループと周辺部グループのどちらのグループのほ
うに動部が多いかにより、中心部グループに多いときは
シーンタイプ（Ａ）、周辺部グループに多いときはシー
ンタイプ（Ｂ）と判定する。

シーン解析部２において、ブロッキング回路２１は入力
画像信号１０１を人力し、入力画像信号１０１を第４図
で示すようなブロックに分割し、ブロックごとにブロッ
ク画像信号２０１を動き検出回路２２に出力する。動き
検出回路２２は、ブロッキング回路２１から人力された
ブロックごとのブロック画像信号２０１を入力し、現ブ
ロックが動ブロックであるか、否かを判定し、その結果
を示す動ブロツク判定信号２０２をグループ判定回路２
３に出方する。

グループ判定回路２３は、現ブロックが第４図の中心グ
ループおよび周辺部グループのどちらに属しているかを
判定し、動き検出回路２２から入力される動ブロツク判
定信号２０２が、現ブロックが動ブロックであることを
示している場合は、現ブロックが中心部グループなら、
カウンタ２４に計数パルス信号２０３を出力し、現ブロ
ックが周辺部グループなら、カウンタ２５に計数パルス
信号２０４を出力する。

カウンタ２４は、現画像の最初のブロックが動き検出回
路２２で処理される直前にクリアされ、その後、グルー
プ判定回路２３から計数パルス信号２０３が入力される
ごとに１つずつインクリメントされる。その結果、現画
面のすべてのブロックがグループ判定回路２３で処理さ
れた時点で、カウンタ２４は、現画面の中心部グループ
内の動ブロツク数を計数したことになる。カウンタ２４
は、その計数値を中心部動ブロック数データ２０５とし
て比較器２６に出力する。カウンタ２５もカウンタ２４
と同様に現画面の周辺部グループ内の動ブロツク数を計
数し、その計数値を周辺部動ブロック数データ２０６と
して比較器２６に出力する。

比較器２６は、カウンタ２４から入力した中心部動ブロ
ック数データ２０５　と、カウンタ２５から入力した周
辺部動ブロック数データ２０６とを大小比較し、中心部
動ブロック数データ２０５が周辺部動ブロック数データ
２０６より大きいときは、シーンタイプ（Ａ）を、中心
部動ブロック数データ２０５が周辺細動ブロック数デー
タ２０６より小さいか等しいときは、シーンタイプ（Ｂ
）を示すシーンタイプ判定信号１０３を選択回路４に出
力する。

符号化パラメータ制御テーブル３ａおよび３ｂには、そ
れぞれ表１および表２で示すような、動ブロツク数から
量子化ステップサイズを求めるテーブルが格納されてい
る。

表２　符号パラメータ制御テーブル３ｂ符号化パラメー
タ制御テーブル３ａは、シーンタイプ（Ａ）に、符号化
パラメータ制御テーブル３ｂは、シーンタイプ（Ｂ）に
対応しており、シーンタイプ（Ｂ）は画質を優先するた
め、同じ動ブロツク数に対し、符号化パラメータ制御テ
ーブル３ｂの方が符号化パラメータ制御テーブル３ａよ
りも小さい量子化ステップサイズを対応づけている。

符号化パラメータ制御テーブル３ａからは、テーブル続
出制御信号１０４ａを入力すると、格納しているデータ
が制御データ１０５ａとして出力される。符号化パラメ
ータ制御テーブル３ｂも同様の動作する。

選択回路４は、シーン解析部２から人力したシーンタイ
プ判定信号１０３に基づき、符号化部１から人力される
テーブル読出制御信号１０６　と符号化部１に出力され
る制御データ１０７を、それぞれテーブル読出制御信号
１０４ａ、制御データ１０５ａまたはテーブル続出制御
信号１０４ｂ、制御データ１０５ｂのどちらに接続する
かを切換えるスイッチの役割を果たす。

符号化部１は、先ず入力画像信号１０１を入力し、画像
信号の統計量として動ブロツク数を算出する。

次にテーブル読出制御信号１０６を出力し、選択回路４
を介して符号化パラメータ制御テーブル３ａまたは３ｂ
の格納データを制御データ１０７として入力する。最後
に制御データ１０７に基づき決定した量子化ステップサ
イズを用いて入力画像信号１０１を符号化し、符号化信
号１０２として出力する。

本実施例は、以上の動作を動画像の各画面に対し繰返す
ことにより、画像の種類に適した符号化制御を実現して
いる。

なお、前記実施例においては、シーンタイプを二つとし
たが、シーンタイプがそれより多い場合にも、本発明は
同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、画像の種類に応じて、
異なる符号化パラメータ制御テーブルを用いて符号化パ
ラメータ決定を行う、そのため、あらかじめ想定したシ
ーンタイプのそれぞれに対し、フレームレートや画質の
制御目標を設定し、それに応じた符号化パラメータ制御
テーブルを作成することにより、画像の種類に適した制
御目標に適した符号化パラメータの制御ができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。 第２図はそのシーン解析部の詳細を示すブロック構成図
。 第３図はその符号化制御方式の説明図。 第４図はそのシーン解析部の処理説明図。 第５図は従来例を示すブロック構成図。 第６図（ａ）およびら）はその符号化制御方式の説明図
。 １・・・符号化部、２・・・シーン解析部、３．３ａ。 ３ｂ・・・符号化パラメータ制御テーブノベ４・・・選
択回路、２１・・・ブロッキング回路、２２・・・動き
検出回路、２３・・・グループ判定回路、２４．２５・
・・カウンタ、２６・・・比較器、１０１・・・入力画
像信号、１０２・・・符号化信号、１０３　＝−’ｙ　
−：／タイプ判定信号、１０４ａ、１０４ｂ、１０６・
・・テーブル読出制御信号、１０５ａ、１０５ｂ、　１
０７・・・制御データ、２０１・・・ブロック画像信号
、２０２・・・動ブロツク判定信号、２０３．２０４・
・・計数パルス信号、２０５・・・中心細動ブロック数
データ、２０６・・・周辺部動ブロック数データ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力画像信号を別途入力される符号化パラメータを
   用いて符号化し符号化信号を出力する符号化部 を備えた動画像符号化器において、 前記入力画像信号の特徴量から、当該画像の種類をあら
   かじめ準備された複数のシーンタイプのうちのどれに対
   応するかを判定するシーン解析部と、 前記シーンタイプのそれぞれに対し、符号化パラメータ
   制御規則を定めるデータが格納された複数の符号化パラ
   メータ制御テーブルと、 前記シーン解析部の結果に応じて、前記複数の符号化パ
   ラメータ制御テーブルのうちの一つを選択し前記符号化
   部に符号化パラメータを入力する選択回路と を備えたことを特徴とする動画像符号化器。 ２、前記シーン解析部は、当該画像を複数のブロックに
   分割する手段と、分割された各ブロックごとにそれが動
   ブロックであるか否かを判定する手段と、与えられた区
   域内に存在する動ブロックの数によりシーンタイプを判
   定する手段を含む請求項１記載の動画像符号化器。