JPH05111016A

JPH05111016A - 画像符号化装置

Info

Publication number: JPH05111016A
Application number: JP29653091A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sakamoto; 隆之坂本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1993-04-30
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP3104334B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＭＣハイブリッドＤＣＴ方式の画像符号化装
置における符号化効率を向上させる。【構成】入力画像データの高周波成分を第１のフィル
タリングブロック３６により除去するとともに、フレー
ムメモリ３８から読み出される１フレーム前の入力画像
データの高周波成分を第２のフィルタリングブロック３
９により除去し、上記高周波成分が除去された各入力画
像データからモーション・エスティメーションブロック
３７によりブロック毎に動き検出を行い、その動き検出
出力に基づいてプレディクションブロック４０により動
き補償処理を上記１フレーム前の入力画像データに施
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力画像データを空間
配置におけるｎ×ｎ個を１ブロックとするブロックに分
割し、上記入力画像データを各ブロック毎に直交変換
し、その直交変換係数を量子化して、その量子化データ
を符号化する画像符号化装置に関し、特に、動き補償フ
レーム間・フィールド内適応予測符号化方式を採用した
所謂ＭＣハイブリッドＤＣＴ方式の画像符号化装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】画像データを伝送したり、例えば磁気テ
ープ等の記録媒体に記録するとき、画像情報圧縮のため
に、画像信号の有する相関性を利用した冗長度抑圧符号
化の手法である予測符号化、変換符号化、上記予測符号
化と変換符号化とを組み合わせたハイブリッド符号化等
の種々の符号化方式が採用されている。

【０００３】上記予測符号化としては、隣接画素間の相
関を利用した前置予測や１ライン予測によりフィールド
内予測や、フレーム間の相関を利用したフレーム前置予
測や動き補償（ＭＣ：Ｍotion Ｃompensation ）予測に
よるフレーム間予測などが知られている。

【０００４】また、上記変換符号化は、画像信号の有す
る相関性を利用し、標本値（以下画像データという）を
相互に直交する軸に変換して画像データ間の相関を無相
関化してデータ量の削減を行うものであり、所謂基底ベ
クトルが互いに直交し、変換前の平均信号電力の総和と
直交変換により得られる所謂変換係数の平均電力の総和
が等しく、低周波成分への電力集中度に優れた直交変換
が採用されており、例えば所謂アダマール変換、ハール
変換、カールネン・ルーベ（Ｋ−Ｌ）変換、離散余弦変
換（ＤＣＴ：Ｄiscrete Ｃosine Ｔransform）、離散正
弦変換（ＤＳＴ：Ｄiscrete Ｓine Ｔransform）、傾斜
（スラント）変換等が知られている。

【０００５】上記ＤＣＴは、画像を空間配置における水
平・垂直方向ともにｎ個（ｎ×ｎ）の画素からなる画像
ブロックに分割し、画像ブロック内の画像データを余弦
関数を用いて直交変換するものである。このＤＣＴは、
高速演算アルゴリズムが存在し、画像データの実時間変
換を可能にする１チップのＬＳＩが実現したことにより
画像データの伝送や記録に広く用いられるようになって
いる。また、ＤＣＴは、符号化効率として、効率に直接
影響する低周波成分への電力集中度の点で最適変換であ
る上記Ｋ−Ｌ変換と殆ど同等の特性を有するものであ
る。したがって、ＤＣＴにより得られる変換係数を、電
力が集中する成分のみを符号化することにより、全体と
して情報量の大幅な削減が可能となる。

【０００６】また、予測符号化と変換符号化とを組み合
わせた所謂ＭＣハイブリッドＤＣＴ方式では、例えば、
入力画像データについて符号化を行おうとするブロック
Ａの画像データとフレームメモリに記憶されている１フ
レーム前の画像データとの所謂ブロックマッチングなど
により動きベクトルＶを求め、この動きベクトルＶによ
って指定される上記フレームメモリ内のブロックＣの画
像データを読み出し、上記ブロックＡの画像データと上
記ブロックＣの画像データとの差分データをＤＣＴして
得られる変換係数の交流成分の絶対値和と、上記ブロッ
クＡの画像データをＤＣＴして得られる変換係数の交流
成分の絶対値和とを大小比較して、フィールド内／フレ
ーム間の判定を行い、フィールド内と判定された場合
は、上記ブロックＡの画像データをＤＣＴしたものを伝
送データとし、また、フレーム間と判定された場合は上
記ブロックＡの画像データと上記ブロックＣの画像デー
タとの差分データをＤＣＴしたものを伝送データとする
ようにしている。このＭＣハイブリッドＤＣＴ方式は、
画像の高能率符号化において最も一般的な方式として知
られている。

【０００７】そして、画像データの伝送や記録では、画
像データをＤＣＴして得られる変換係数を上述のように
量子化した後、さらに圧縮を行うために所謂ハフマン符
号化（Huffman coding）やランレングス符号化（Run Le
ngth coding ）等の可変長符号化を施し、得られる符号
化データに同期信号やパリティ等を付加して伝送や記録
を行うようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】画像の高能率符号化に
おいて最も一般的な方式として知られているＭＣハイブ
リッドＤＣＴ方式の画像符号化装置における符号化効率
をさらに向上させることを目的とし、現ブロック、フレ
ームメモリ内の領域ともにローパスフィルタをかけた状
態で、動きベクトルを求め、そのベクトルを使って得ら
れたブロックと、現ブロックを周波数領域に持ち込み、
各々のブロックの高域／低域で、各々独立にフィールド
内／フレーム間を判定し、フレーム間の場合、フィルタ
処理されたブロックと、現ブロックの差分をとること
で、現行の動き補償方式に比べ、残差の量を減少させ、
高能率画像符号化を行なうようにした画像符号化装置を
提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像符号化
装置では、上記課題を解決するために、空間配置におけ
るｎ×ｎ個のデータを１ブロックとするブロック毎に入
力画像データを直交変換する第１の直交変換手段と、こ
の第１の直交変換手段により得られる上記入力画像デー
タの直交変換係数データをブロック毎に低周波領域の直
交変換係数データと高周波領域の直交変換係数データと
に分割する第１の係数分割手段と、１フレーム分の画像
データを記憶する記憶手段と、上記入力画像データと上
記記憶手段から読み出される１フレーム前の入力画像デ
ータとから、入力画像データの動き検出をブロック毎に
行う動き検出手段と、この動き検出手段による動き検出
出力に基づいて、上記１フレーム前の入力画像データに
ブロック毎に動き補償処理を施す動き補償処理手段と、
この動き補償処理手段により動き補償処理が施された入
力画像データを上記ブロック毎に直交変換する第２の直
交変換手段と、この第２の直交変換手段により得られる
上記入力画像データの直交変換係数データをブロック毎
に低周波領域の直交変換係数データと高周波領域の直交
変換係数データとに分割する第２の係数分割手段と、上
記第１の係数分割手段により分割された低周波領域の直
交変換係数データと上記第２の係数分割手段により分割
された低周波領域の直交変換係数データとの差分を検出
する第１の差分検出手段と、上記第１の係数分割手段に
より分割された高周波領域の直交変換係数データと上記
第２の係数分割手段により分割された高周波領域の直交
変換係数データとの差分を検出する第２の差分検出手段
と、上記第１の係数分割手段により分割された低周波領
域の直交変換係数データ及び上記第１の差分検出手段に
より検出された差分データの各絶対値和を算出し、その
各絶対値和の小さい方のデータを選択的に出力する第１
のデータ選択手段と、上記第２の係数分割手段により分
割された高周波領域の直交変換係数データ及び上記第２
の差分検出手段により検出された差分データの各絶対値
和を算出し、その各絶対値和の小さい方のデータを選択
的に出力する第２のデータ選択手段と、上記第１のデー
タ選択手段により選択された低周波領域の直交変換係数
データ又はその差分データ及び上記第２のデータ選択手
段により選択された高周波領域の直交変換係数データ又
はその差分データを量子化する量子化手段と、この量子
化手段により得られる量子化データを符号化して出力す
る符号化手段と、上記量子化手段により得られる量子化
データを逆量子化する逆量子化手段と、この逆量子化手
段により逆量子化されたデータから低周波領域の直交変
換係数と高周波領域の直交変換係数データを復号する直
交変換係数復号手段と、この直交変換係数復号手段によ
り得られる直交変換係数データを逆直交変換し、得られ
る画像データを上記記憶手段に供給する逆直交変換手段
とを備えることとを特徴とするものである。

【００１０】さらに、本発明に係る画像符号化装置は、
入力画像データの高周波成分を除去する第１のフィルタ
リング手段と、上記記憶手段から読み出される１フレー
ム前の画像データの高周波成分を除去する第２のフィル
タリング手段とを設け、上記第１のフィルタリング手段
により高周波成分が除去された入力画像データと上記第
２のフィルタリング手段により高周波成分が除去された
１フレーム前の入力画像データとから、上記動き検出手
段によりブロック毎に入力画像データの動き検出を行
い、上記第２のフィルタリング手段により高周波成分が
除去された１フレーム前の入力画像データに対して、上
記動き検出手段による動き検出出力に基づいて、動き補
償処理手段によりブロック毎に動き補償処理を施すこと
を特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明に係る画像符号化装置では、空間配置に
おけるｎ×ｎ個のデータを１ブロックとするブロック毎
に入力画像データを第１の直交変換手段により直交変換
するとともに、第１のフィルタリング手段により高周波
成分が除去された入力画像データと第２のフィルタリン
グ手段により高周波成分が除去された１フレーム前の入
力画像データとから、動き検出手段により上記ブロック
毎に入力画像データの動き検出を行い、その動き検出出
力に基づいて動き補償処理手段により動き補償処理が施
された入力画像データを第２の直交変換手段により上記
ブロック毎に直交変換し、上記第１及び第２の直交変換
手段により得られる入力画像データの各直交変換係数デ
ータと第１及び第２の係数分割手段によりそれぞれブロ
ック毎に低周波領域の直交変換係数データと高周波領域
の直交変換係数データとに分割する。また、上記第１及
び第２の係数分割手段により分割された各低周波領域の
直交変換係数データの差分を第１の差分検出手段により
検出するとともに、各高周波領域の直交変換係数データ
の差分を第２の差分検出手段により検出し、上記第１の
係数分割手段により分割された低周波領域の直交変換係
数データ及び上記第１の差分検出手段により検出された
差分データの各絶対値和を算出し、その各絶対値和の小
さい方のデータを第１のデータ選択手段により選択する
とともに、上記第２の係数分割手段により分割された高
周波領域の直交変換係数データ及び上記第２の差分検出
手段により検出された差分データの各絶対値和を算出
し、その各絶対値和の小さい方のデータを第２のデータ
選択手段により選択する。そし、上記第１のデータ選択
手段により選択された低周波領域の直交変換係数データ
又はその差分データ及び上記第２のデータ選択手段によ
り選択された高周波領域の直交変換係数データ又はその
差分データを量子化手段により量子化し、その量子化デ
ータを符号化手段により符号化して出力する。さらに、
上記量子化手段により得られる量子化データを逆量子化
手段により逆量子化し、その逆量子化データから直交変
換係数復号手段により低周波領域の直交変換係数と高周
波領域の直交変換係数データを復号し、この直交変換係
数データを逆直交変換手段により逆直交変換して得られ
る画像データを１フレーム前の入力画像データとして上
記記憶手段に記憶する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る動き画像符号化装置の一
実施例について、図面に従い詳細に説明する。以下に説
明する実施例は、フィールド内予測と動き補償フレーム
間予測とを切り換えながらＤＣＴによる高能率符号化を
行うＭＣハイブリッドＤＣＴ方式の画像伝送システム
に、本発明に係る画像符号化装置を適用したものであ
る。

【００１３】この画像伝送システムにおける画像データ
送信側の符号化装置は、機能別ブロック構成を図２に示
してあるように、入力アナログビデオ信号をディジタル
化するアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換ブロック１
と、このＡ／Ｄ変換ブロック１によりディジタル化され
た入力画像データを時分割多重（ＴＤＭ：Ｔime Ｄivis
ion Ｍultiplexing ）化するＴＤＭ処理ブロック２と、
このＴＤＭ処理ブロック２によりＴＤＭ化された入力画
像データが供給される動き補償ＤＣＴ処理ブロック３
と、この動き補償ＤＣＴ処理ブロック３により得られる
ＤＣＴ係数データを量子化する量子化ブロック４と、こ
の量子化ブロック４により得られる上記ＤＣＴ係数デー
タの量子化データを逆量子化して上記動き補償ＤＣＴ処
理ブロック３に供給する逆量子化ブロック５と、上記量
子化ブロック４により得られる上記ＤＣＴ係数データの
量子化データを量子化データを可変長符号化する符号化
ブロック６と、この符号化ブロック６により得られる上
記量子化データを可変長符号化データを動きベクトルや
コントロール信号とともに送出するマルチプレクスブロ
ック７などから構成される。

【００１４】この画像データ送信側の符号化装置におい
て、入力アナログビデオ信号は、まずＡ／Ｄ変換器１に
よりディジタル化され、次いでＴＤＭ処理部２によりＴ
ＤＭフォーマット化されて、輝度信号は３並列化され、
また、色差信号は線順次化され、輝度信号と会わせて４
並列の入力画像データに変換される。さらに、上記動き
補償ＤＣＴ処理ブロック３は、上記ＴＤＭ処理部２によ
りＴＤＭ化された入力画像データに対して、上記ＴＤＭ
処理部２によりＴＤＭ化された入力画像データに対し
て、前フレームのデータとの間で動き補償を行ない、そ
の結果によって、残差データをＤＣＴしたり、現フィー
ルドのデータをＤＣＴしたりし、そのＤＣＴ係数データ
を上記量子化ブロック４に供給する。そして、この動き
量子化ブロック４により量子化されたＤＣＴ係数データ
の量子化データは、上記符号化ブロック５により可変長
符号化データに変換されて、上記マルチプレクスブロッ
ク７を介して動きベクトルやコントロール信号とともに
送出される。

【００１５】また、この画像伝送システムにおける画像
データ受信側の復号化装置は、機能別ブロック構成を図
３に示してあるように、上述の如き画像データ送信側の
符号化装置のマルチプレクスブロック７から送出された
伝送データを受信して画像データすなわち可変長符号化
データと動きベクトルやコントロール信号とを分離する
デマルチプレクスブロック１１と、このデマルチプレク
スブロック１１により得られる可変長符号化データをＤ
ＣＴ係数データの量子化データに復号する逆符号化ブロ
ック１２と、この逆符号化ブロック１２により復号され
たＤＣＴ係数の量子化データを逆量子化する逆量子化ブ
ロック１３と、この逆量子化ブロック１３により逆量子
化されたＤＣＴ係数データを逆ＤＣＴする逆動き補償Ｄ
ＣＴ処理ブロック１４と、この逆動き補償ＤＣＴ処理ブ
ロック１４により得られる画像データについて、時分割
多重を解いて元の信号系列に戻す処理（ＴＤＤＭ：Ｔim
eＤivision Ｄe-Ｍultiplexing ）を行うＴＤＤＭ処理
ブロック１５と、このＴＤＤＭ処理ブロック１５により
元の信号系列に戻された画像データをアナログ化するデ
ィジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換ブロック１６とからな
る。この画像データ受信側の復号化装置では、上記画像
データ送信側の符号化装置と逆の処理を行い、受信した
ＤＣＴ係数の量子化データからアナログビデオ信号を再
生して出力する。

【００１６】そして、この画像伝送システムにおける画
像データ送信側の符号化装置における上記動き補償ＤＣ
Ｔ処理ブロック３は、その具体的な構成を図１に示して
ある。

【００１７】この動き補償ＤＣＴ処理ブロック３は、上
記ＴＤＭ処理ブロック２からＴＤＭ化されたラスター走
査順の入力画像データが供給されるブロック化処理ブロ
ック３１を備える。このブロック化処理ブロック３１
は、上記ラスター走査順の入力画像データを空間配置に
おけるｎ×ｎ（例えばｎ＝８）個を１ブロックとするブ
ロックに分割し、ブロック順に時系列変換する。このブ
ロック化処理ブロック３１によりブロック化された入力
画像データは、第１のＤＣＴ処理ブロック３２に供給さ
れる。

【００１８】上記第１のＤＣＴ処理ブロック３２は、上
記ブロック化処理ブロック３１から供給される入力画像
データに対して上記ブロック毎に２次元ＤＣＴ処理を行
い、上記入力画像データをブロックＢ１毎にＤＣＴ係数
データＤ１に変換する。この第１のＤＣＴ処理ブロック
３２により得られるブロックＢ１毎のＤＣＴ係数データ
Ｄ１は、第１の係数分割ブロック３３に供給される。

【００１９】上記第１の係数分割ブロック３３は、上記
第１のＤＣＴ処理ブロック３２から供給される上記入力
画像データのＤＣＴ係数データＤ１をブロックＢ１毎に
所定の低周波領域のＤＣＴ係数データＬ１と高周波領域
のＤＣＴ係数データＨ１に分割する。この第１の係数分
割ブロック３３により得られる低周波領域のＤＣＴ係数
データＬ１は、第１の差分検出ブロック３４と低域判定
ブロック３５に供給される。また、この第１の係数分割
ブロック３３により得られる高周波領域のＤＣＴ係数デ
ータＨ１は、第２の差分検出ブロック４３と高域判定ブ
ロック４４に供給される。

【００２０】また、上記ブロック化処理ブロック３１に
よりブロック化された入力画像データは、上記第１のＤ
ＣＴ処理ブロック３２に供給されるとともに、第１のフ
ィルタブロック３６を介しモーション・エスティメーシ
ョンブロック３７に供給される。

【００２１】上記モーション・エスティメーションブロ
ック３７には、上記入力データが上記第１のフィルタブ
ロック３６を介して供給されるとともに、現ブロックＢ
１に対応するフレームメモリ３８内の領域から１フレー
ム前の画像データが第２のフィルタブロック３９を介し
て供給される。上記第１及び第２のフィルタブロック３
６，３９には、ローパスフィルタ、例えば、２次元のガ
ウシアンフィルタなどが使用される。すなわち、上記モ
ーション・エスティメーションブロック３７には、上記
第１のフィルタブロック３６により高周波成分を除去す
るように上記入力画像データがフィルタリングされて供
給されるとともに、上記フレームメモリ３８から１フレ
ーム前の画像データが上記第２のフィルタブロック３９
により高周波成分を除去するようにフィルタリングされ
て供給される。そして、このモーション・エスティメー
ションブロック３７では、平面内の座標（Ｘ，Ｙ）で示
される現フィールドのブロックＢ１に対して、Ｗ（ＸＸ，ＹＹ）＝｛（ＸＸ，ＹＹ）｜Ｘ−α＜ＸＸ≦Ｘ＋α，Ｙ−β＜ＹＹ≦Ｙ＋β｝で示される上記フレームメモリ３８内からとられフィル
タ処理された領域Ｗ（ＸＸ，ＹＹ）内で、フルサーチの
方式などで、動きベクトルＶを検出する。

【００２２】このモーション・エスティメーションブロ
ック３７により検出された動きベクトルＶは、プレディ
クションブロック４０に供給される。

【００２３】上記プレディクションブロック４０には、
上記モーション・エスティメーションブロック３７によ
り検出された動きベクトルＶが供給されるとともに、上
記フレームメモリ３８から１フレーム前の画像データが
上記第２のフィルタブロック３６により高周波成分を除
去するようにフィルタリングされて供給される。そし
て、このプレディクションブロック４０は、上記動きベ
クトルＶで示される領域Ｗ（ＸＸ，ＹＹ）内のブロック
Ｂ２の画像データを第２のＤＣＴ処理ブロック３８に供
給する。

【００２４】上記第２のＤＣＴ処理ブロック３８は、上
記プレディクションブロック４０から供給される動き補
償されたブロックＢ２の画像データに対して、上記ブロ
ックＢ２毎に２次元ＤＣＴ処理を行い、上記画像データ
をブロックＢ２毎にＤＣＴ係数データＤ２に変換する。
この第２のＤＣＴ処理ブロック３８により得られるブロ
ックＢ２毎のＤＣＴ係数データＤ２は、第２の係数分割
ブロック４２に供給される。

【００２５】上記第２の係数分割ブロック４２は、上記
第２のＤＣＴ処理ブロック２１から供給される上記画像
データのＤＣＴ係数データＤ２をブロックＢ２毎に所定
の低周波領域のＤＣＴ係数データＬ２と高周波領域のＤ
ＣＴ係数データＨ２に分割し上記低周波領域のＤＣＴ係
数データＬ２を上記第１の差分検出ブロック３４に供給
し、また、上記高周波領域のＤＣＴ係数データＨ２を上
記第２の差分検出ブロック４３に供給する。

【００２６】上記第１の差分検出ブロック３４は、上記
第１及び第２の係数分割ブロック３３，４２から供給さ
れる低周波領域の各ＤＣＴ係数データＬ１，Ｌ２の差分
（Ｌ２−Ｌ１）を検出し、その差分データＳＬ（＝Ｌ２
−Ｌ１）を上記低域判定ブロック３５に供給する。ま
た、上記第２の差分検出ブロック４３は、上記第１及び
第２の係数分割ブロック３３，４２から供給される高周
波領域の各ＤＣＴ係数データＨ１，Ｈ２の差分（Ｈ２−
Ｈ１）を検出し、その差分データＳＨ（＝Ｈ２−Ｈ１）
を上記高域判定ブロック４４に供給する。

【００２７】上記低域判定ブロック３５では、上記第１
の係数分割ブロック３３から供給される低周波領域のＤ
ＣＴ係数データＬ１のうち直流係数データを除いたもの
の絶対値和ＲＬ１を算出するとともに、上記第１の差分
検出ブロック３４から供給される差分データＳＬ（＝Ｌ
２−Ｌ１）のうち直流係数データを除いたものの絶対値
和ＲＬ２を算出し、これら絶対値和ＲＬ１，ＲＬ２の大
小比較により、上記低周波領域のＤＣＴ係数データＬ１
又は差分データＳＬの一方を選択的に出力する。この低
域判定ブロック３５では、ＲＬ１≦ＲＬ２であればフィ
ールド内処理と判定して、上記ＤＣＴ係数データＬ１を
低周波領域の残差データＲＬとして低域／高域判定ブロ
ック４５を介して上述の量子化ブロック４に供給し、ま
た、ＲＬ１＞ＲＬ２であればフレーム間処理と判定し
て、上記差分データＳＬを上記低周波領域の残差データ
ＲＬとして低域／高域判定ブロック４５を介して上記量
子化ブロック４に供給する。

【００２８】また、上記高域判定ブロック４４では、上
記第１の係数分割ブロック３３から供給される高周波領
域のＤＣＴ係数データＨ１の絶対値和ＲＨ１を算出する
とともに、上記第１の差分検出ブロック３４から供給さ
れる差分データＳＨ（＝Ｈ２−Ｈ１）の絶対値和ＲＨ２
を算出し、これら絶対値和ＲＨ１，ＲＨ２の大小比較に
より、上記高周波領域のＤＣＴ係数データＨ１又は差分
データＳＨの一方を選択的に出力する。この高域判定ブ
ロック３５では、ＲＨ１≦ＲＨ２であればフィールド内
処理と判定して、上記ＤＣＴ係数データＨ１を高周波領
域の残差データＲＬとして低域／高域判定ブロック４５
を介して上記量子化ブロック４に供給し、また、ＲＨ１
＞ＲＨ２であればフレーム間処理と判定して、上記差分
データＨＬを上記高周波領域の残差データＲＬとして低
域／高域判定ブロック４５を介して上記量子化ブロック
４に供給する。

【００２９】また、この動き補償ＤＣＴ処理ブロック３
は、量子化された残差データＲを使いローカルデコード
も行う。

【００３０】すなわち、この動き補償ＤＣＴ処理ブロッ
ク３は、上記量子化ブロック２により得られる上記残差
データＲの量子化データが上述の逆量子化ブロック５に
より逆量子化されて供給されるブロック内低域／高域分
割ブロック４６を備える。

【００３１】上記ブロック内低域／高域分割ブロック４
６は、上記逆量子化ブロック５により逆量子化された残
差データＲをブロック毎に高周波領域の残差データＲＨ
と低周波領域の残差データＲＬに分割する。このブロッ
ク内低域／高域分割ブロック４６により得られる低周波
領域の残差データＲＬは、低域復号ブロック４７に供給
される。また、このブロック内低域／高域分割ブロック
４６により得られる高周波領域の残差データＲＨは、高
域復号ブロック４８に供給される。

【００３２】上記低域復号ブロック４７では、高域／低
域のフィールド内処理／フレーム間処理の判定信号に基
づいて、フィールド内処理の場合には、上記残差データ
ＲＬを低域データＩＤＬとし、また、フレーム間処理の
場合には、上記フレームメモリ３８内のデータから作ら
れる上記のデータＬ２を使って作られるデータＬ２−Ｒ
Ｌを低域データＩＤＬとしてセットする。

【００３３】また、上記高域復号ブロック４８では、高
域／低域のフィールド内処理／フレーム間処理の判定信
号に基づいて、フィールド内処理の場合には、上記残差
データＲＨを高域データＩＤＨとし、また、フレーム間
処理の場合には、上記フレームメモリ３８内のデータか
ら作られる上記のデータＨ２を使って作られるデータＨ
２−ＲＨを高域データＩＤＨとしてセットする。

【００３４】上記低域復号ブロック４７により得られる
低域データＩＤＬ及び上記高域復号ブロック４８により
得られる高域データＩＤＨは、高域／低域判定ブロック
４９を介して、逆ＤＣＴ処理ブロック５０に供給され
る。上記逆ＤＣＴ処理ブロック５０は、上記高域／低域
判定ブロック４９から供給される低域データＩＤＬ及び
高域データＩＤＨで構成される各ブロックのＤＣＴ係数
データＩＤについて、ブロック毎に逆ＤＣＴ処理を行
い、画像データを復元し、上記フレームメモリ３８に供
給する。このようにして、復号装置側のフレームメモリ
と同様の画像データを、上記フレームメモリ３８に貯め
ることで、整合性を保つようにする。

【００３５】復号装置側では、符号装置側から送られて
きた、残差信号、判定信号、その他のコントロール信号
に基づき、符号装置側のローカルデコーダと同様の操作
で画像データを復元し、フレームメモリに蓄えるととも
に表示を行うことができる。

【００３６】上述の如き構成の画像符号化装置におい
て、３種類の絵柄の入力画像信号について、画像符号化
の実験を行ったところ、次のような実験結果が得られ
た。先ず、差分信号のＤＣＴ変換係数の絶対値和の平均
値が表１に示すような第１の絵柄の画像信号について、
上記各フィルタリングブロック３６，３９におけるフィ
ルタリング処理を停止して、低周波領域と高周波領域と
の切り換えのみを行った場合のＤＣＴ変換係数の差分デ
ータの絶対値和の平均値は、表２に示すような結果とな
り、また、上記各フィルタリングブロック３６，３９に
おけるフィルタリング処理を行い、さらに、低周波領域
と高周波領域との切り換えのみを行った場合のＤＣＴ変
換係数の差分データの絶対値和の平均値は、表３に示す
ような結果となった。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】また、差分信号のＤＣＴ変換係数の絶対値
和の平均値が表４に示すような第２の絵柄の画像信号に
ついて、上記各フィルタリングブロック３６，３９にお
けるフィルタリング処理を停止して、低周波領域と高周
波領域との切り換えのみを行った場合のＤＣＴ変換係数
の差分データの絶対値和の平均値は、表５に示すような
結果となり、また、上記各フィルタリングブロック３
６，３９におけるフィルタリング処理を行い、さらに、
低周波領域と高周波領域との切り換えのみを行った場合
のＤＣＴ変換係数の差分データの絶対値和の平均値は、
表６に示すような結果となった。

【００４１】

【表４】

【００４２】

【表５】

【００４３】

【表６】

【００４４】さらに、差分信号のＤＣＴ変換係数の絶対
値和の平均値が表７に示すような第２の絵柄の画像信号
について、上記各フィルタリングブロック３６，３９に
おけるフィルタリング処理を停止して、低周波領域と高
周波領域との切り換えのみを行った場合のＤＣＴ変換係
数の差分データの絶対値和の平均値は、表８に示すよう
な結果となり、また、上記各フィルタリングブロック３
６，３９におけるフィルタリング処理を行い、さらに、
低周波領域と高周波領域との切り換えを行った場合のＤ
ＣＴ変換係数の差分データの絶対値和の平均値は、表９
に示すような結果となった。

【００４５】

【表７】

【００４６】

【表８】

【００４７】

【表９】

【００４８】このように、低周波領域と高周波領域との
切り換えを行うことにより、高周波領域の差分データの
データ量を減少させることができた。また、フィルタリ
ング処理を行い、さらに、低周波領域と高周波領域との
切り換えを行うことにより、高周波領域の差分データの
データ量を減少させることができ、高周波領域の差分デ
ータのデータ量をさらに減少させることができた。ま
た、図４は、上記実験結果について、Ｓ／Ｎと発生情報
量（ｂ．ｐ．ｐ）の関係を示したものであり、同じＳ／
Ｎであれば、発生情報量が減少するので、符号化効率を
高めることができ、同じ発生情報量であればＳ／Ｎを向
上させることが判明した。

【００４９】なお、図４において、Ｆ₁₀，Ｆ₁₁，Ｆ₁₂
は、第１の絵柄の画像信号についてのＳ／Ｎと発生情報
量の関係を示しており、Ｆ₁₀はオリジナルの場合、Ｆ₁₁
は切り換え処理のみを行った場合、Ｆ₁₂はフィルタリン
グ処理と切り換え処理を行った場合である。また、
Ｆ₂₀，Ｆ₂₁，Ｆ₂₂ は、第１の絵柄の画像信号について
のＳ／Ｎと発生情報量の関係を示しており、Ｆ₂₀はオリ
ジナルの場合、Ｆ₂₁は切り換え処理のみを行った場合、
Ｆ₂₂はフィルタリング処理と切り換え処理を行った場合
である。さらに、Ｆ₃₀，Ｆ₃₁，Ｆ₃₂ は、第１の絵柄の
画像信号についてのＳ／Ｎと発生情報量の関係を示して
おり、Ｆ₃₀はオリジナルの場合、Ｆ₃₁は切り換え処理の
みを行った場合、Ｆ₃₂はフィルタリング処理と切り換え
処理を行った場合である。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係る画像符号化装置では、ブロ
ック内を低域／高域に分割して、各々の領域でフィール
ド内／フレーム間を判定しているので、特に高域部分で
の、残差のデータ量を減少させることができる。また、
フィルタリング手段により高周波成分を除去した入力画
像データ及び１フレーム前の画像データから動き検出を
行うので、低域成分でのマッチングが良くとれて、低域
部分の残差のデータ量を減少させることができる。さら
に、フィルタリング手段により高周波成分を除去したブ
ロックの画像データの差分をとるので高域部分での残差
のデータ量を減少させることができる。従って、全体で
残差のデータ量を減少させることで、同じビットレート
でも、画像のＳ／Ｎを上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像符号化装置の要部の構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明に係る画像符号化装置を適用した画像デ
ータ伝送システムの送信側の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】同じく画像データ伝送システムの受信側の構成
を示すブロック図である。

【図４】上記画像符号化装置により３種類の絵柄の画像
信号を実際に符号化した場合のＳ／Ｎと発生情報量
（ｂ．ｐ．ｐ．）の関係を示した特性線図である。

【符号の説明】

３・・・・・・・動き補償ＤＣＴブロック４・・・・・・・量子化ブロック５・・・・・・・逆量子化ブロック５・・・・・・・符号化ブロック３２，４１・・・・ＤＣＴ処理ブロック３３，４２・・・・係数分割ブロック３４，４３・・・・差分検出ブロック３５・・・・・・・低域判定ブロック３６，３９・・・・フィルタリングブロック３７・・・・・・・モーション・エスティメーションブ
ロック３８・・・・・・・フレームメモリ４０・・・・・・・プレディクションブロック４４・・・・・・・高域判定ブロック５０・・・・・・・逆ＤＣＴ処理ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空間配置におけるｎ×ｎ個のデータを１
ブロックとするブロック毎に入力画像データを直交変換
する第１の直交変換手段と、この第１の直交変換手段により得られる上記入力画像デ
ータの直交変換係数データをブロック毎に低周波領域の
直交変換係数データと高周波領域の直交変換係数データ
とに分割する第１の係数分割手段と、１フレーム分の画像データを記憶する記憶手段と、上記入力画像データと上記記憶手段から読み出される１
フレーム前の入力画像データとから、入力画像データの
動き検出をブロック毎に行う動き検出手段と、この動き検出手段による動き検出出力に基づいて、上記
１フレーム前の入力画像データにブロック毎に動き補償
処理を施す動き補償処理手段と、この動き補償処理手段により動き補償処理が施された入
力画像データを上記ブロック毎に直交変換する第２の直
交変換手段と、この第２の直交変換手段により得られる上記入力画像デ
ータの直交変換係数データをブロック毎に低周波領域の
直交変換係数データと高周波領域の直交変換係数データ
とに分割する第２の係数分割手段と、上記第１の係数分割手段により分割された低周波領域の
直交変換係数データと上記第２の係数分割手段により分
割された低周波領域の直交変換係数データとの差分を検
出する第１の差分検出手段と、上記第１の係数分割手段により分割された高周波領域の
直交変換係数データと上記第２の係数分割手段により分
割された高周波領域の直交変換係数データとの差分を検
出する第２の差分検出手段と、上記第１の係数分割手段により分割された低周波領域の
直交変換係数データ及び上記第１の差分検出手段により
検出された差分データの各絶対値和を算出し、その各絶
対値和の小さい方のデータを選択的に出力する第１のデ
ータ選択手段と、上記第２の係数分割手段により分割された高周波領域の
直交変換係数データ及び上記第２の差分検出手段により
検出された差分データの各絶対値和を算出し、その各絶
対値和の小さい方のデータを選択的に出力する第２のデ
ータ選択手段と、上記第１のデータ選択手段により選択された低周波領域
の直交変換係数データ又はその差分データ及び上記第２
のデータ選択手段により選択された高周波領域の直交変
換係数データ又はその差分データを量子化する量子化手
段と、この量子化手段により得られる量子化データを符号化し
て出力する符号化手段と、上記量子化手段により得られる量子化データを逆量子化
する逆量子化手段と、この逆量子化手段により逆量子化されたデータから低周
波領域の直交変換係数と高周波領域の直交変換係数デー
タを復号する直交変換係数復号手段と、この直交変換係数復号手段により得られる直交変換係数
データを逆直交変換し、得られる画像データを上記記憶
手段に供給する逆直交変換手段とを備えることとを特徴
とする画像符号化装置。
【請求項２】入力画像データの高周波成分を除去する
第１のフィルタリング手段と、上記記憶手段から読み出される１フレーム前の画像デー
タの高周波成分を除去する第２のフィルタリング手段と
を設け、上記第１のフィルタリング手段により高周波成分が除去
された入力画像データと上記第２のフィルタリング手段
により高周波成分が除去された１フレーム前の入力画像
データとから、上記動き検出手段によりブロック毎に入
力画像データの動き検出を行い、上記第２のフィルタリ
ング手段により高周波成分が除去された１フレーム前の
入力画像データに対して、上記動き検出手段による動き
検出出力に基づいて、動き補償処理手段によりブロック
毎に動き補償処理を施すことを特徴とする請求項１記載
の画像符号化装置。