JPH05122686A - 動画像予測符号化装置及びその復号化装置 - Google Patents
動画像予測符号化装置及びその復号化装置Info
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- JPH05122686A JPH05122686A JP30988891A JP30988891A JPH05122686A JP H05122686 A JPH05122686 A JP H05122686A JP 30988891 A JP30988891 A JP 30988891A JP 30988891 A JP30988891 A JP 30988891A JP H05122686 A JPH05122686 A JP H05122686A
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランダムアクセスやサーチが可能で、符号化
データ量を少なくした動画像予測符号・復号化装置を提
供する。 【構成】 フレーム間の予測信号に対して低い周波数成
分を抑圧した予測信号を生成する予測信号生成手段（減
算器１２、ＬＰＦ１３）と、前記予測信号で被予測信号
を予測して残差信号を出力する予測手段（予測減算器
２）と、フレーム内符号化する手段（フレーム内符号化
器６）とから符号化装置を構成して、フレーム内で独立
に符号化するのを低い周波数成分のみとし、高い周波数
成分に対しては常にフレーム間予測を行うようにする。
データ量を少なくした動画像予測符号・復号化装置を提
供する。 【構成】 フレーム間の予測信号に対して低い周波数成
分を抑圧した予測信号を生成する予測信号生成手段（減
算器１２、ＬＰＦ１３）と、前記予測信号で被予測信号
を予測して残差信号を出力する予測手段（予測減算器
２）と、フレーム内符号化する手段（フレーム内符号化
器６）とから符号化装置を構成して、フレーム内で独立
に符号化するのを低い周波数成分のみとし、高い周波数
成分に対しては常にフレーム間予測を行うようにする。
Description
【０００１】
【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，表示装置に使用され、信号をより少ない符号
量で効率的に符号化し、特にランダムアクセスやサーチ
が可能な動画像信号の符号化装置及び復号化装置に関す
る。
録，伝送，表示装置に使用され、信号をより少ない符号
量で効率的に符号化し、特にランダムアクセスやサーチ
が可能な動画像信号の符号化装置及び復号化装置に関す
る。
【０００２】
【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、符号化されるフレーム
を符号化の済んだ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がある。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
フレーム間予測が一般的になってきている。
号のフレーム間の相関を利用し、符号化されるフレーム
を符号化の済んだ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がある。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
フレーム間予測が一般的になってきている。
【０００３】一方、蓄積メディアを対象とした符号化で
は、数フレーム毎にフレーム間予測をしないでフレーム
内独立符号化を行い、ランダムアクセスや高速サーチに
対応させている（例えば、図１１の（Ａ）に示すよう
に、フレーム内独立符号化画像Ｉとフレーム間予測符号
化画像Ｐからフレーム構成する）。その符号化装置の構
成例を図７に示す。
は、数フレーム毎にフレーム間予測をしないでフレーム
内独立符号化を行い、ランダムアクセスや高速サーチに
対応させている（例えば、図１１の（Ａ）に示すよう
に、フレーム内独立符号化画像Ｉとフレーム間予測符号
化画像Ｐからフレーム構成する）。その符号化装置の構
成例を図７に示す。
【０００４】画像信号入力端子１より入力された画像信
号は予測減算器２に導かれ予測信号が減算される。予測
残差である予測器２の出力は、フレーム内符号化器６で
符号化され圧縮されたデータとなる。そのデータはデー
タ出力９から出力されると共にフレーム内復号器18で再
生された予測残差となり、逆予測加算器16で予測信号が
加算され再生された画像信号となる。再生された画像信
号はフレームメモリー15に蓄えられ、１フレーム遅延さ
せられた後、切り替えスイッチ35のＰ端子に導かれる。
号は予測減算器２に導かれ予測信号が減算される。予測
残差である予測器２の出力は、フレーム内符号化器６で
符号化され圧縮されたデータとなる。そのデータはデー
タ出力９から出力されると共にフレーム内復号器18で再
生された予測残差となり、逆予測加算器16で予測信号が
加算され再生された画像信号となる。再生された画像信
号はフレームメモリー15に蓄えられ、１フレーム遅延さ
せられた後、切り替えスイッチ35のＰ端子に導かれる。
【０００５】切り替えスイッチ35は入力より分離された
同期信号によって制御され、Ｎフレームに一度の独立フ
レームでは可動端子Ｓは固定端子Ｉ側に接続され、他の
予測フレームではＰ側に接続される。ここでＰには１フ
レーム前の再生画像信号が入力されているので、Ｐが選
択されるとフレーム間予測となる。Ｉには固定値（０）
が接続されているので、予測減算器２の出力は入力信号
と同じになり、フレーム内独立符号化となる。
同期信号によって制御され、Ｎフレームに一度の独立フ
レームでは可動端子Ｓは固定端子Ｉ側に接続され、他の
予測フレームではＰ側に接続される。ここでＰには１フ
レーム前の再生画像信号が入力されているので、Ｐが選
択されるとフレーム間予測となる。Ｉには固定値（０）
が接続されているので、予測減算器２の出力は入力信号
と同じになり、フレーム内独立符号化となる。
【０００６】復号装置の構成を図８に示す。データ入力
端子30より入力されたデータは、フレーム内復号器18で
復号され、逆予測加算器16で予測信号が加算され、再生
画像信号となる。その信号は再生画像信号出力端子34よ
り出力されると共にフレームメモリー15に蓄えられ、１
フレーム遅延させられた後スイッチ35を通って逆予測加
算器16に入力される。スイッチ35は入力データより分離
されたフレーム同期信号で符号化装置と同様に制御され
る。
端子30より入力されたデータは、フレーム内復号器18で
復号され、逆予測加算器16で予測信号が加算され、再生
画像信号となる。その信号は再生画像信号出力端子34よ
り出力されると共にフレームメモリー15に蓄えられ、１
フレーム遅延させられた後スイッチ35を通って逆予測加
算器16に入力される。スイッチ35は入力データより分離
されたフレーム同期信号で符号化装置と同様に制御され
る。
【０００７】なお、前記符号化装置のフレーム内符号化
器６では、まずＤＣＴ（離散的コセイン変換）が行わ
れ、その変換出力を量子化し、ハフマン符号などで可変
長符号化されている。前記復号化装置のフレーム内復号
化器18では、まず可変長符号を復号し、固定長符号を量
子化代表値に置き換え、さらに逆ＤＣＴして再生信号を
得ている。
器６では、まずＤＣＴ（離散的コセイン変換）が行わ
れ、その変換出力を量子化し、ハフマン符号などで可変
長符号化されている。前記復号化装置のフレーム内復号
化器18では、まず可変長符号を復号し、固定長符号を量
子化代表値に置き換え、さらに逆ＤＣＴして再生信号を
得ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の符号
復号化装置では、定期的に独立フレームがあり、独立フ
レームは予測フレームより発生するデータ量が多くなる
ので、その分符号化効率が悪くなる。
復号化装置では、定期的に独立フレームがあり、独立フ
レームは予測フレームより発生するデータ量が多くなる
ので、その分符号化効率が悪くなる。
【０００９】高速サーチでは、独立フレームのみが再生
されるが、独立フレームはデータ量が多いので、高速サ
ーチで復号できるデータ量を通常再生時と同一とする
と、サーチスピードに対応したすべてのフレームを復号
することができず、同一フレームを繰り返し出力するこ
とになる。そこで周波数成分をバンド分割しておき、低
い周波数のもののみを復号すると、各フレームの復号し
なければならないデータ量は少くなるので、解像度は低
くてもスムーズなサーチ画像が得られる。しかし、この
場合、高い周波数成分は無駄になる。
されるが、独立フレームはデータ量が多いので、高速サ
ーチで復号できるデータ量を通常再生時と同一とする
と、サーチスピードに対応したすべてのフレームを復号
することができず、同一フレームを繰り返し出力するこ
とになる。そこで周波数成分をバンド分割しておき、低
い周波数のもののみを復号すると、各フレームの復号し
なければならないデータ量は少くなるので、解像度は低
くてもスムーズなサーチ画像が得られる。しかし、この
場合、高い周波数成分は無駄になる。
【００１０】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、独立とするのは低い周波数成分のみとし、高い周波
数成分に対しては常にフレーム間予測を行うことで、蓄
積系メディアで必要とされる機能に対応しながら符号化
効率を改善し、データ量をより少なくすることができる
動画像予測符号化装置及びその復号化装置を提供するこ
とを目的とするものである。
で、独立とするのは低い周波数成分のみとし、高い周波
数成分に対しては常にフレーム間予測を行うことで、蓄
積系メディアで必要とされる機能に対応しながら符号化
効率を改善し、データ量をより少なくすることができる
動画像予測符号化装置及びその復号化装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は、例えば図１に示すように、動画像信号
の予測符号化装置であって、フレーム間またはフィール
ド間の予測信号に対し、低い周波数成分を抑圧して予測
信号を生成する予測信号生成手段（減算器１２、ＬＰＦ
１３）と、前記予測信号生成手段からの予測信号で、被
予測信号を予測して残差信号を出力する予測手段（予測
減算器２）と、前記予測手段から出力される信号をフレ
ーム内またはフィールド内符号化する手段（フレーム内
符号化器６）とからなることを特徴とする動画像予測符
号化装置を提供する。
めに、本発明は、例えば図１に示すように、動画像信号
の予測符号化装置であって、フレーム間またはフィール
ド間の予測信号に対し、低い周波数成分を抑圧して予測
信号を生成する予測信号生成手段（減算器１２、ＬＰＦ
１３）と、前記予測信号生成手段からの予測信号で、被
予測信号を予測して残差信号を出力する予測手段（予測
減算器２）と、前記予測手段から出力される信号をフレ
ーム内またはフィールド内符号化する手段（フレーム内
符号化器６）とからなることを特徴とする動画像予測符
号化装置を提供する。
【００１２】さらに、例えば図３に示すように、動画像
信号の予測符号化装置であって、被符号化信号の高い周
波数成分と低い周波数成分を分離する信号分離手段（バ
ンド分割減算器３、サブサンプル器４、オーバーサンプ
ル器５）と、前記信号分離手段から出力される高い周波
数成分の信号はフレーム間またはフィールド間予測をし
て残差信号を出力し、低い周波数成分の信号はそのまま
の信号を出力する予測手段（予測減算器２）と、前記予
測手段から出力される信号をフレーム内またはフィール
ド内符号化する手段（フレーム内符号化器７、８）とか
らなることを特徴とする動画像予測符号化装置を提供す
る。
信号の予測符号化装置であって、被符号化信号の高い周
波数成分と低い周波数成分を分離する信号分離手段（バ
ンド分割減算器３、サブサンプル器４、オーバーサンプ
ル器５）と、前記信号分離手段から出力される高い周波
数成分の信号はフレーム間またはフィールド間予測をし
て残差信号を出力し、低い周波数成分の信号はそのまま
の信号を出力する予測手段（予測減算器２）と、前記予
測手段から出力される信号をフレーム内またはフィール
ド内符号化する手段（フレーム内符号化器７、８）とか
らなることを特徴とする動画像予測符号化装置を提供す
る。
【００１３】また、例えば図２に示すように、動画像信
号の予測復号化装置であって、符号化装置から伝送され
てくる符号をフレーム内またはフィールド内復号を行い
復号信号を得る復号手段（フレーム内復号化器１８）
と、フレーム間またはフィールド間の予測信号に対し、
低い周波数成分を抑圧して予測信号を生成する予測信号
生成手段（減算器１２、ＬＰＦ１３）と、前記予測信号
生成手段からの予測信号と復号信号を加算して再生画像
信号を得る逆予測手段（逆予測加算器１６）とからなる
ことを特徴とする動画像予測復号化装置を提供する。
号の予測復号化装置であって、符号化装置から伝送され
てくる符号をフレーム内またはフィールド内復号を行い
復号信号を得る復号手段（フレーム内復号化器１８）
と、フレーム間またはフィールド間の予測信号に対し、
低い周波数成分を抑圧して予測信号を生成する予測信号
生成手段（減算器１２、ＬＰＦ１３）と、前記予測信号
生成手段からの予測信号と復号信号を加算して再生画像
信号を得る逆予測手段（逆予測加算器１６）とからなる
ことを特徴とする動画像予測復号化装置を提供する。
【００１４】さらに、例えば図４に示すように、動画像
信号の予測復号化装置であって、符号化装置から伝送さ
れてくる高い周波数成分の信号の符号と、低い周波数成
分の信号の符号をそれぞれフレーム内またはフィールド
内復号して、復号信号を得る復号手段（フレーム内復号
化器１９、２０）と、前記復号手段より得られる高い周
波数成分の信号にフレーム間またはフィールド間の予測
信号を加算して、低い周波数成分の信号はそのままの信
号を出力する逆予測手段（逆予測加算器１６）と、前記
逆予測手段から出力される高い周波数成分の信号と、低
い周波数成分の信号を加算して再生画像信号を得る手段
（加算器１７）とからなることを特徴とする動画像予測
復号化装置を提供する。
信号の予測復号化装置であって、符号化装置から伝送さ
れてくる高い周波数成分の信号の符号と、低い周波数成
分の信号の符号をそれぞれフレーム内またはフィールド
内復号して、復号信号を得る復号手段（フレーム内復号
化器１９、２０）と、前記復号手段より得られる高い周
波数成分の信号にフレーム間またはフィールド間の予測
信号を加算して、低い周波数成分の信号はそのままの信
号を出力する逆予測手段（逆予測加算器１６）と、前記
逆予測手段から出力される高い周波数成分の信号と、低
い周波数成分の信号を加算して再生画像信号を得る手段
（加算器１７）とからなることを特徴とする動画像予測
復号化装置を提供する。
【００１５】
【作用】上記のように構成した符号化復号化装置によれ
ば、独立とするのは低い周波数成分のみとし、高い周波
数成分に対しては常にフレーム間予測を行うことで、低
い周波数成分については従来と同様に扱え、高い周波数
成分は予測処理により符号化効率が改善され、全体とし
て符号化出力データ量が少なくなる。ランダムアクセス
などでは、アクセスポイントの再生画像は低い周波数成
分だけであり、高い周波数成分はフレームが進むにつれ
て予測残差成分により徐々に再生される。高速サーチで
は低い周波数成分により、スムーズなサーチ画像が得ら
れる。
ば、独立とするのは低い周波数成分のみとし、高い周波
数成分に対しては常にフレーム間予測を行うことで、低
い周波数成分については従来と同様に扱え、高い周波数
成分は予測処理により符号化効率が改善され、全体とし
て符号化出力データ量が少なくなる。ランダムアクセス
などでは、アクセスポイントの再生画像は低い周波数成
分だけであり、高い周波数成分はフレームが進むにつれ
て予測残差成分により徐々に再生される。高速サーチで
は低い周波数成分により、スムーズなサーチ画像が得ら
れる。
【００１６】
【実施例】本発明になる動画像予測符号化装置及びその
復号化装置の一実施例を以下図面と共に詳細に説明す
る。 ＜第１の実施例＞図１は本発明の予測符号化装置の第１
の実施例を示すブロック図である。前述した図７の従来
例と同一部分には同一符号を付して示す。図７の符号化
装置に対して、本符号化装置は、予測信号に対する空間
ＬＰＦ13や減算器12がある点に特徴がある。
復号化装置の一実施例を以下図面と共に詳細に説明す
る。 ＜第１の実施例＞図１は本発明の予測符号化装置の第１
の実施例を示すブロック図である。前述した図７の従来
例と同一部分には同一符号を付して示す。図７の符号化
装置に対して、本符号化装置は、予測信号に対する空間
ＬＰＦ13や減算器12がある点に特徴がある。
【００１７】図１において、画像信号入力端子１より入
力された画像信号は、予測減算器２に供給される。予測
減算器２は、画像入力信号から減算器12より出力される
予測信号を減算し、予測残差を得て、フレーム内符号化
器６へ供給している。フレーム内符号化器６は、入力信
号をフレーム内符号化し、冗長が取り除かれた符号化デ
ータをデータ出力端子９より出力すると共に、フレーム
内復号化器18へも出力している。フレーム内符号化器６
の内部処理は、従来例と同じである。
力された画像信号は、予測減算器２に供給される。予測
減算器２は、画像入力信号から減算器12より出力される
予測信号を減算し、予測残差を得て、フレーム内符号化
器６へ供給している。フレーム内符号化器６は、入力信
号をフレーム内符号化し、冗長が取り除かれた符号化デ
ータをデータ出力端子９より出力すると共に、フレーム
内復号化器18へも出力している。フレーム内符号化器６
の内部処理は、従来例と同じである。
【００１８】一方、符号化装置での予測信号は、復号化
装置と同一の信号とするため、フィールド内符号化され
た信号より作られる必要がある。従って、フレーム内復
号化器18は、フレーム内符号化された信号を復号し、再
生予測残差を得て、逆予測加算器16へ供給している。逆
予測加算器16は、前記再生予測残差とそれに対応する予
測信号を加算し、再生画像信号を得て、フレームメモリ
ー15へ供給している。フレームメモリー15は、入力信号
を１フレームだけ遅延した出力信号を得て、ＬＰＦ（ロ
ーパスフィルタ）13及び、減算器12へ供給している。Ｌ
ＰＦ12の出力はスイッチの固定端子Ｉに接続されてい
る。
装置と同一の信号とするため、フィールド内符号化され
た信号より作られる必要がある。従って、フレーム内復
号化器18は、フレーム内符号化された信号を復号し、再
生予測残差を得て、逆予測加算器16へ供給している。逆
予測加算器16は、前記再生予測残差とそれに対応する予
測信号を加算し、再生画像信号を得て、フレームメモリ
ー15へ供給している。フレームメモリー15は、入力信号
を１フレームだけ遅延した出力信号を得て、ＬＰＦ（ロ
ーパスフィルタ）13及び、減算器12へ供給している。Ｌ
ＰＦ12の出力はスイッチの固定端子Ｉに接続されてい
る。
【００１９】切り替えスイッチ36は入力より分離された
同期信号によって制御され、Ｎフレームに一度の独立フ
レームでは可動端子Ｓは固定端子Ｉ側に接続され、他の
予測フレームではＰ側に接続される。ここでＩ側にはＬ
ＰＦ１３の出力である１フレーム前の再生画像信号の低
い周波数成分が入力されており、Ｐには固定値（０）が
接続されている。減算器12の出力は、切り替えスイッチ
36がＰ側の時、フレームメモリー15の出力そのままとな
るので予測減算器２では従来例の予測と同じ処理が行わ
れ、切り替えスイッチ36がＩ側の時、ＬＰＦ１３からの
低い周波数成分が減算された予測信号となるので、予測
減算器２で入力信号からその予測信号を減算しても、低
い周波数成分はそのまま残り、フレーム内符号化器６で
フレーム内独立処理される。
同期信号によって制御され、Ｎフレームに一度の独立フ
レームでは可動端子Ｓは固定端子Ｉ側に接続され、他の
予測フレームではＰ側に接続される。ここでＩ側にはＬ
ＰＦ１３の出力である１フレーム前の再生画像信号の低
い周波数成分が入力されており、Ｐには固定値（０）が
接続されている。減算器12の出力は、切り替えスイッチ
36がＰ側の時、フレームメモリー15の出力そのままとな
るので予測減算器２では従来例の予測と同じ処理が行わ
れ、切り替えスイッチ36がＩ側の時、ＬＰＦ１３からの
低い周波数成分が減算された予測信号となるので、予測
減算器２で入力信号からその予測信号を減算しても、低
い周波数成分はそのまま残り、フレーム内符号化器６で
フレーム内独立処理される。
【００２０】ＬＰＦ13は２次元フィルタであるが、垂直
方向フィルタと水平方向フィルタの従属接続型でよく、
その場合の構成は図９の様になる。同図中の数字はタッ
プ係数の例である。
方向フィルタと水平方向フィルタの従属接続型でよく、
その場合の構成は図９の様になる。同図中の数字はタッ
プ係数の例である。
【００２１】また、図１０は各信号の周波数特性を示す
ものである。（Ａ）に示す入力信号はすべての周波数成
分を持っているが、（Ｂ）に示す予測信号は低い周波数
が抑圧されたものになっている。このような予測信号が
減算された予測残差は（Ｃ）に示すように低い周波数は
入力信号がそのまま残り、高い周波数成分は予測残差の
みとなる。（Ｄ）に示す再生信号は予測信号（Ｂ）と予
測残差（Ｃ）の加算となるのですべての周波数成分が得
られる。
ものである。（Ａ）に示す入力信号はすべての周波数成
分を持っているが、（Ｂ）に示す予測信号は低い周波数
が抑圧されたものになっている。このような予測信号が
減算された予測残差は（Ｃ）に示すように低い周波数は
入力信号がそのまま残り、高い周波数成分は予測残差の
みとなる。（Ｄ）に示す再生信号は予測信号（Ｂ）と予
測残差（Ｃ）の加算となるのですべての周波数成分が得
られる。
【００２２】ここで、高い周波数成分の予測を完全なも
の（予測係数１）とすると、ランダムアクセス後高い周
波数成分の再生が通常の状態に戻るまでに、長い時間が
必要とされる。それが問題となる場合には予測係数を１
より下げ例えば０．８などのすれば、符号化効率は若干
落ちるが、比較的早く通常の画像が得られる。この処理
の実現はＬＰＦ13の高い周波数の特性を完全抑圧にせ
ず、０．２程度残すことで実現できる。
の（予測係数１）とすると、ランダムアクセス後高い周
波数成分の再生が通常の状態に戻るまでに、長い時間が
必要とされる。それが問題となる場合には予測係数を１
より下げ例えば０．８などのすれば、符号化効率は若干
落ちるが、比較的早く通常の画像が得られる。この処理
の実現はＬＰＦ13の高い周波数の特性を完全抑圧にせ
ず、０．２程度残すことで実現できる。
【００２３】フレーム間予測で画素精度以下の動き補償
を用いる場合は、動き補償でリサンプル処理が行われる
ことになり、そのフィルタの特性で高い周波数は若干抑
圧されるので、あえて予測係数を１より下げなくても良
い。この場合、例えば1/2 画素精度で1/2 画素をずらす
場合は４タップフィルタで-1/16,9/16,9/16,-1/16 など
の係数となり、高い周波数は抑圧される。しかし、画素
をずらさない場合は0,1,0,0 となり、予測係数は１とな
ってしまうので、高い周波数が抑圧されるように1/16,1
4/16,1/16,0 などの係数とする。
を用いる場合は、動き補償でリサンプル処理が行われる
ことになり、そのフィルタの特性で高い周波数は若干抑
圧されるので、あえて予測係数を１より下げなくても良
い。この場合、例えば1/2 画素精度で1/2 画素をずらす
場合は４タップフィルタで-1/16,9/16,9/16,-1/16 など
の係数となり、高い周波数は抑圧される。しかし、画素
をずらさない場合は0,1,0,0 となり、予測係数は１とな
ってしまうので、高い周波数が抑圧されるように1/16,1
4/16,1/16,0 などの係数とする。
【００２４】図２は本発明の図１の符号化装置に対応す
る復号化装置の実施例を示すブロック図である。前述し
た図１、図８と同一部分には同一符号を付して示す。図
２において、データ入力端子30を介して符号化装置より
伝送された符号化データ信号が入来し、フレーム内復号
化器18へ供給されている。フレーム内復号化器18は、フ
レーム内符号化された信号を復号し、再生予測残差を得
て、逆予測加算器16へ供給している。逆予測加算器16
は、前記再生予測残差と減算器12より供給される予測信
号を加算し、再生画像信号を得て、再生画像信号出力端
子34を介して出力すると共に、フレームメモリー15へ供
給している。フレームメモリー15は、入力信号を１フレ
ームだけ遅延した出力信号を得て、ＬＰＦ13及び、減算
器12へ供給している。ＬＰＦ13の出力はスイッチ36の固
定端子Ｉに接続される。スイッチの構成及び動作は符号
化装置と同じであり、減算器12の出力は符号化装置と同
じ予測信号として加算器16に入力される。
る復号化装置の実施例を示すブロック図である。前述し
た図１、図８と同一部分には同一符号を付して示す。図
２において、データ入力端子30を介して符号化装置より
伝送された符号化データ信号が入来し、フレーム内復号
化器18へ供給されている。フレーム内復号化器18は、フ
レーム内符号化された信号を復号し、再生予測残差を得
て、逆予測加算器16へ供給している。逆予測加算器16
は、前記再生予測残差と減算器12より供給される予測信
号を加算し、再生画像信号を得て、再生画像信号出力端
子34を介して出力すると共に、フレームメモリー15へ供
給している。フレームメモリー15は、入力信号を１フレ
ームだけ遅延した出力信号を得て、ＬＰＦ13及び、減算
器12へ供給している。ＬＰＦ13の出力はスイッチ36の固
定端子Ｉに接続される。スイッチの構成及び動作は符号
化装置と同じであり、減算器12の出力は符号化装置と同
じ予測信号として加算器16に入力される。
【００２５】＜第２の実施例＞図３は本発明の予測符号
化装置の第２の実施例を示すブロック図である。図１と
同一部分には同一符号を付して示す。図１に示す第１の
実施例との相違は、低い周波数成分が別に符号化され、
フレームごとに処理を変えず、すべてのフレームで低い
周波数成分は独立とする点である。入力信号はまずバン
ド分割減算器３とサブサンプル器４に入力される。サブ
サンプル器４ではＬＰＦ13と同様なフィルタリング行わ
れた後、その周波数帯域に相当するサブサンプルが行わ
れる。前述した図９の例では垂直水平とも１／２とす
る。
化装置の第２の実施例を示すブロック図である。図１と
同一部分には同一符号を付して示す。図１に示す第１の
実施例との相違は、低い周波数成分が別に符号化され、
フレームごとに処理を変えず、すべてのフレームで低い
周波数成分は独立とする点である。入力信号はまずバン
ド分割減算器３とサブサンプル器４に入力される。サブ
サンプル器４ではＬＰＦ13と同様なフィルタリング行わ
れた後、その周波数帯域に相当するサブサンプルが行わ
れる。前述した図９の例では垂直水平とも１／２とす
る。
【００２６】サブサンプル器４の出力はフレーム内符号
化器７とオーバーサンプル器５に入力される。フレーム
内符号化の出力である低い周波数成分の符号化データは
データ出力端子10を介して復号器側に伝送される。フレ
ーム内符号化器７はサブサンプルされた画像に対するも
ので、処理する画素数は入力信号の１／４になってい
る。
化器７とオーバーサンプル器５に入力される。フレーム
内符号化の出力である低い周波数成分の符号化データは
データ出力端子10を介して復号器側に伝送される。フレ
ーム内符号化器７はサブサンプルされた画像に対するも
ので、処理する画素数は入力信号の１／４になってい
る。
【００２７】一方、オーバーサンプル器５はサブサンプ
ル器４でなくなった画素を補間して作り、元の画像と同
じ画素数にする。オーバーサンプル器５の出力はバンド
分割減算器３の減算入力に入力され、バンド分割減算器
３ではそれを入力信号から減算し、高い周波数成分の信
号を得る。バンド分割減算器３の出力は予測減算器２に
導かれ、フレームメモリー15から出力される予測信号が
減算される。予測残差となる予測減算器２の出力はフレ
ーム内符号化器８でフレーム内符号化され、その出力は
データ出力端子11を介して復号装置側に伝送されると共
にフレーム内復号器20に入力される。フレーム内符号化
器８は高い周波数成分の予測残差に対するもので、処理
する画素数は入力信号と同じである。
ル器４でなくなった画素を補間して作り、元の画像と同
じ画素数にする。オーバーサンプル器５の出力はバンド
分割減算器３の減算入力に入力され、バンド分割減算器
３ではそれを入力信号から減算し、高い周波数成分の信
号を得る。バンド分割減算器３の出力は予測減算器２に
導かれ、フレームメモリー15から出力される予測信号が
減算される。予測残差となる予測減算器２の出力はフレ
ーム内符号化器８でフレーム内符号化され、その出力は
データ出力端子11を介して復号装置側に伝送されると共
にフレーム内復号器20に入力される。フレーム内符号化
器８は高い周波数成分の予測残差に対するもので、処理
する画素数は入力信号と同じである。
【００２８】フレーム内復号器20で再生された残差はそ
れに対応する予測信号と逆予測加算器16で加算され、フ
レームメモリー15で１フレーム遅延させられ、予測信号
として予測減算器２に与えられる。
れに対応する予測信号と逆予測加算器16で加算され、フ
レームメモリー15で１フレーム遅延させられ、予測信号
として予測減算器２に与えられる。
【００２９】図４は本発明の図３の符号化装置に対応す
る復号化装置の実施例を示すブロック図である。図２の
復号装置と比較して、フレーム内復号器が２つあり、オ
ーバーサンプル器５、２つのフレーム内復号器出力を加
算する加算器17が加わっている点が異なる。一方、フレ
ーム内復号器20の出力は高い周波数成分のみになってい
るので、予測信号の形成のためのＬＰＦ13や、減算器12
は必要ない。データ入力端子31より来る低い周波数成分
のデータ入力信号は、フレーム内復号化器19でフレーム
内復号化され、オーバーサンプル器５に入力される。オ
ーバーサンプル器５では元の画像と同じ画素数の信号を
作り、その信号を加算器17に与える。
る復号化装置の実施例を示すブロック図である。図２の
復号装置と比較して、フレーム内復号器が２つあり、オ
ーバーサンプル器５、２つのフレーム内復号器出力を加
算する加算器17が加わっている点が異なる。一方、フレ
ーム内復号器20の出力は高い周波数成分のみになってい
るので、予測信号の形成のためのＬＰＦ13や、減算器12
は必要ない。データ入力端子31より来る低い周波数成分
のデータ入力信号は、フレーム内復号化器19でフレーム
内復号化され、オーバーサンプル器５に入力される。オ
ーバーサンプル器５では元の画像と同じ画素数の信号を
作り、その信号を加算器17に与える。
【００３０】一方、データ入力端子32より来る高い周波
数成分のデータ入力信号は、フレーム内復号化器20で再
生予測残差を得て、逆予測加算器16に入力される。逆予
測加算器16は、再生予測残差とフレームメモリー15より
供給される予測信号を加算し、高い周波数成分の再生画
像信号を得て、加算器17に入力すると共に、フレームメ
モリー15へ供給している。フレームメモリー15は、入力
信号を１フレームだけ遅延させ予測信号として逆予測加
算器16に入力する。加算器17はオーバーサンプル器５か
ら与えられる低い周波数成分の信号と、加算器16から与
えられる高い周波数成分の信号を加算して再生画像信号
を得、再生画像信号出力端子34を介して出力する。
数成分のデータ入力信号は、フレーム内復号化器20で再
生予測残差を得て、逆予測加算器16に入力される。逆予
測加算器16は、再生予測残差とフレームメモリー15より
供給される予測信号を加算し、高い周波数成分の再生画
像信号を得て、加算器17に入力すると共に、フレームメ
モリー15へ供給している。フレームメモリー15は、入力
信号を１フレームだけ遅延させ予測信号として逆予測加
算器16に入力する。加算器17はオーバーサンプル器５か
ら与えられる低い周波数成分の信号と、加算器16から与
えられる高い周波数成分の信号を加算して再生画像信号
を得、再生画像信号出力端子34を介して出力する。
【００３１】＜第３の実施例＞図５は本発明の動き補償
予測符号化装置の第３の実施例を示すブロック図であ
る。図３と同一部分には同一符号を付して示す。図３に
示す第２の実施例との相違点は、図３の実施例は符号化
処理前に高い周波数成分と低い周波数成分の分割を行っ
ているのに対し、図５の実施例はフレーム間予測残差に
対し周波数分割を行う。従って、両方の周波数成分のフ
レーム内復号を行い、予測信号はその結果を加算して作
られる。また、予測では動き補償を行う。
予測符号化装置の第３の実施例を示すブロック図であ
る。図３と同一部分には同一符号を付して示す。図３に
示す第２の実施例との相違点は、図３の実施例は符号化
処理前に高い周波数成分と低い周波数成分の分割を行っ
ているのに対し、図５の実施例はフレーム間予測残差に
対し周波数分割を行う。従って、両方の周波数成分のフ
レーム内復号を行い、予測信号はその結果を加算して作
られる。また、予測では動き補償を行う。
【００３２】入力信号は予測減算器２で予測信号を減算
された後、バンド分割減算器３とサブサンプル器４に入
力される。サブサンプル器４は図３と同様な処理が行わ
れ、その出力はフレーム内符号化器７に供給される。ま
た、高い周波数成分であるバンド分割減算器３の出力
は、フレーム内符号化器８に供給される。フレーム内符
号化器７はサブサンプルされた低い周波数成分に対する
ものであり、フレーム内符号化器８は高い周波数成分に
対するものである。それぞれのフレーム内符号化器の出
力はデータ出力端子10および11を介して復号装置側に伝
送されると共にフレーム内復号器19および20に入力され
る。
された後、バンド分割減算器３とサブサンプル器４に入
力される。サブサンプル器４は図３と同様な処理が行わ
れ、その出力はフレーム内符号化器７に供給される。ま
た、高い周波数成分であるバンド分割減算器３の出力
は、フレーム内符号化器８に供給される。フレーム内符
号化器７はサブサンプルされた低い周波数成分に対する
ものであり、フレーム内符号化器８は高い周波数成分に
対するものである。それぞれのフレーム内符号化器の出
力はデータ出力端子10および11を介して復号装置側に伝
送されると共にフレーム内復号器19および20に入力され
る。
【００３３】フレーム内復号器19の出力はオーバーサン
プル器５に、フレーム内復号器20の出力は加算器17に入
力される。オーバーサンプル器５の出力は加算器17とバ
ンド分割減算器３の減算入力に入力される。加算器17は
両方の成分を加算して再生予測残差を得て逆予測加算器
16に供給する。逆予測加算器16、フレームメモリー15、
ＬＰＦ13、スイッチ36、減算器12の動作は第１図と同じ
である。
プル器５に、フレーム内復号器20の出力は加算器17に入
力される。オーバーサンプル器５の出力は加算器17とバ
ンド分割減算器３の減算入力に入力される。加算器17は
両方の成分を加算して再生予測残差を得て逆予測加算器
16に供給する。逆予測加算器16、フレームメモリー15、
ＬＰＦ13、スイッチ36、減算器12の動作は第１図と同じ
である。
【００３４】一方、動き補償器14は、フレームメモリー
15の出力である１フレームだけ遅延した再生画像信号と
入力画像信号を用いて、ブロックごとに動きベクトルを
検出し、そのベクトルにより動き補償された１フレーム
遅延信号（動き補償により、正確な１フレームではなく
なっている）を得て、ＬＰＦ13および減算器12へ供給し
ている。さらに、動きベクトルの情報は復号側でも必要
なので、動きベクトル出力端子21より出力し、復号側に
伝送している。
15の出力である１フレームだけ遅延した再生画像信号と
入力画像信号を用いて、ブロックごとに動きベクトルを
検出し、そのベクトルにより動き補償された１フレーム
遅延信号（動き補償により、正確な１フレームではなく
なっている）を得て、ＬＰＦ13および減算器12へ供給し
ている。さらに、動きベクトルの情報は復号側でも必要
なので、動きベクトル出力端子21より出力し、復号側に
伝送している。
【００３５】図６は本発明の図３の符号化装置に対応す
る復号化装置の実施例を示すブロック図である。これは
図２の復号装置と図４の復号装置が組み合わされた形に
なっている。データ入力端子31、32より入来したデータ
入力信号は、それぞれフレーム内復号化器19、20で、フ
レーム内符号化される。低い周波数成分はオーバーサン
プル器５に入力され、元の画像と同じ画素数にし、加算
器で両方の成分が加算され再生予測残差が作られる。逆
予測加算器16、フレームメモリー15、ＬＰＦ13、スイッ
チ36、減算器12の動作は第１図と同じである。逆予測加
算器16の出力は再生画像として、再生画像信号出力端子
34を介して出力する。一方、動き補償器37は、動きベク
トル情報入力35より来る動きベクトル値によってフレー
ムメモリー15の出力に対して動き補償を行い、その結果
をＬＰＦ13および減算器12へ供給している。
る復号化装置の実施例を示すブロック図である。これは
図２の復号装置と図４の復号装置が組み合わされた形に
なっている。データ入力端子31、32より入来したデータ
入力信号は、それぞれフレーム内復号化器19、20で、フ
レーム内符号化される。低い周波数成分はオーバーサン
プル器５に入力され、元の画像と同じ画素数にし、加算
器で両方の成分が加算され再生予測残差が作られる。逆
予測加算器16、フレームメモリー15、ＬＰＦ13、スイッ
チ36、減算器12の動作は第１図と同じである。逆予測加
算器16の出力は再生画像として、再生画像信号出力端子
34を介して出力する。一方、動き補償器37は、動きベク
トル情報入力35より来る動きベクトル値によってフレー
ムメモリー15の出力に対して動き補償を行い、その結果
をＬＰＦ13および減算器12へ供給している。
【００３６】＜フレーム構造の変形例＞図１１の（Ｂ）
〜（Ｅ）に各実施例のフレーム構造を示す。四角はフレ
ームであり破線で区切られたものは上が高い周波数成分
下が低い周波数成分である。Ｉはフレーム内で独立に符
号化されるもの、Ｐはフレーム間の予測で符号化される
ものであり、Ｂは予測でも前後両方から予測されるもの
である。そこで、同図の（Ｅ）に示すように（第４の実
施例）、第１の実施例のＰのみのフレームをＢに変え
て、ＰフレームはＰフレーム間で予測され、Ｂフレーム
はＰフレームから予測されるようにしても良い。
〜（Ｅ）に各実施例のフレーム構造を示す。四角はフレ
ームであり破線で区切られたものは上が高い周波数成分
下が低い周波数成分である。Ｉはフレーム内で独立に符
号化されるもの、Ｐはフレーム間の予測で符号化される
ものであり、Ｂは予測でも前後両方から予測されるもの
である。そこで、同図の（Ｅ）に示すように（第４の実
施例）、第１の実施例のＰのみのフレームをＢに変え
て、ＰフレームはＰフレーム間で予測され、Ｂフレーム
はＰフレームから予測されるようにしても良い。
【００３７】以上のように詳述した予測符号化装置及び
復号化装置によれば、フレーム内で独立に符号化するの
を低い周波数成分のみとし、高い周波数成分に対しては
常にフレーム間予測を行うことで、低い周波数成分によ
り従来と同様にランダムアクセスやサーチが可能であり
ながら、高い周波数成分は予測処理により符号化効率が
改善されるので、全体として符号化出力データ量を少な
くできることとなる。
復号化装置によれば、フレーム内で独立に符号化するの
を低い周波数成分のみとし、高い周波数成分に対しては
常にフレーム間予測を行うことで、低い周波数成分によ
り従来と同様にランダムアクセスやサーチが可能であり
ながら、高い周波数成分は予測処理により符号化効率が
改善されるので、全体として符号化出力データ量を少な
くできることとなる。
【００３８】また、ランダムアクセスなどでは、アクセ
スポイントの再生画像は低い周波数成分だけであるが、
高い周波数成分もフレームが進むにつれて予測残差成分
により徐々に再生されるので視覚特性に対して無駄がな
い。すなわち、人間の視覚特性は画像が急激に変化した
直後は視覚能力が通常よりかなり落ちるので、このよう
に高い周波数成分の再生が遅れてもあまり問題とならな
い。さらに、高速サーチでは低い周波数成分のみとなる
が、スムーズなサーチ画像が得られる。
スポイントの再生画像は低い周波数成分だけであるが、
高い周波数成分もフレームが進むにつれて予測残差成分
により徐々に再生されるので視覚特性に対して無駄がな
い。すなわち、人間の視覚特性は画像が急激に変化した
直後は視覚能力が通常よりかなり落ちるので、このよう
に高い周波数成分の再生が遅れてもあまり問題とならな
い。さらに、高速サーチでは低い周波数成分のみとなる
が、スムーズなサーチ画像が得られる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の予測符号化装置及び復号化装置
によれば、フレーム内で独立に符号化するのを低い周波
数成分のみとし、高い周波数成分に対しては常にフレー
ム間予測を行うことで、低い周波数成分については従来
と同様にランダムアクセスやサーチが可能でありなが
ら、高い周波数成分は予測処理により符号化効率が改善
されるので、全体として符号化出力データ量を少なくで
きるなど、実用上極めて優れた効果を有する。
によれば、フレーム内で独立に符号化するのを低い周波
数成分のみとし、高い周波数成分に対しては常にフレー
ム間予測を行うことで、低い周波数成分については従来
と同様にランダムアクセスやサーチが可能でありなが
ら、高い周波数成分は予測処理により符号化効率が改善
されるので、全体として符号化出力データ量を少なくで
きるなど、実用上極めて優れた効果を有する。
【図１】本発明の動画像予測符号化装置の第１の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明の動画像予測復号化装置の第１の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】本発明の動画像予測符号化装置の第２の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】本発明の動画像予測復号化装置の第２の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図５】本発明の動画像予測符号化装置の第３の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図６】本発明の動画像予測復号化装置の第３の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図７】動画像予測符号化装置の従来例を示すブロック
図である。
図である。
【図８】動画像予測復号化装置の従来例を示すブロック
図である。
図である。
【図９】実施例のＬＰＦの構成および係数を示す図であ
る。
る。
【図１０】実施例の信号の周波数特性の様子を示す図で
ある。
ある。
【図１１】フレーム間の予測構造の様子を示す図であ
る。
る。
１…画像信号入力端子、２…予測減算器、３…バンド分
割減算器、４…サブサンプル器（ＳＳ）、５…オーバー
サンプル器（ＯＳ）、６、７、８…フレーム内符号化器
（ＥＮＣ）、９、１０、１１…データ出力端子、１２…
減算器、１３…ＬＰＦ、１４、３７…動き補償器（Ｍ
Ｃ）、１５…フレームメモリー（ＦＭ）、１６…逆予測
加算器、１７…加算器、１８、１９、２０…フレーム内
復号化器（ＤＥＣ）、２１…動きベクトル出力端子、３
０、３１、３２…データ入力端子、３４…再生画像信号
出力端子、３５、３６…切り換えスイッチ、４０…入力
端子、４１…垂直方向ＬＰＦ、４２…水平方向ＬＰＦ、
４３…出力端子。
割減算器、４…サブサンプル器（ＳＳ）、５…オーバー
サンプル器（ＯＳ）、６、７、８…フレーム内符号化器
（ＥＮＣ）、９、１０、１１…データ出力端子、１２…
減算器、１３…ＬＰＦ、１４、３７…動き補償器（Ｍ
Ｃ）、１５…フレームメモリー（ＦＭ）、１６…逆予測
加算器、１７…加算器、１８、１９、２０…フレーム内
復号化器（ＤＥＣ）、２１…動きベクトル出力端子、３
０、３１、３２…データ入力端子、３４…再生画像信号
出力端子、３５、３６…切り換えスイッチ、４０…入力
端子、４１…垂直方向ＬＰＦ、４２…水平方向ＬＰＦ、
４３…出力端子。
Claims (4)
- 【請求項１】動画像信号の予測符号化装置であって、 フレーム間またはフィールド間の予測信号に対し、低い
周波数成分を抑圧して予測信号を生成する予測信号生成
手段と、 前記予測信号生成手段からの予測信号で、被予測信号を
予測して残差信号を出力する予測手段と、 前記予測手段から出力される信号をフレーム内またはフ
ィールド内符号化する手段とからなることを特徴とする
動画像予測符号化装置。 - 【請求項２】動画像信号の予測符号化装置であって、 被符号化信号の高い周波数成分と低い周波数成分を分離
する信号分離手段と、 前記信号分離手段から出力される高い周波数成分の信号
はフレーム間またはフィールド間予測をして残差信号を
出力し、低い周波数成分の信号はそのままの信号を出力
する予測手段と、 前記予測手段から出力される信号をフレーム内またはフ
ィールド内符号化する手段とからなることを特徴とする
動画像予測符号化装置。 - 【請求項３】動画像信号の予測復号化装置であって、 符号化装置から伝送されてくる符号をフレーム内または
フィールド内復号を行い復号信号を得る復号手段と、 フレーム間またはフィールド間の予測信号に対し、低い
周波数成分を抑圧して予測信号を生成する予測信号生成
手段と、 前記予測信号生成手段からの予測信号と復号信号を加算
して再生画像信号を得る逆予測手段とからなることを特
徴とする動画像予測復号化装置。 - 【請求項４】動画像信号の予測復号化装置であって、 符号化装置から伝送されてくる高い周波数成分の信号の
符号と、低い周波数成分の信号の符号をそれぞれフレー
ム内またはフィールド内復号して、復号信号を得る復号
手段と、 前記復号手段より得られる高い周波数成分の信号にフレ
ーム間またはフィールド間の予測信号を加算して、低い
周波数成分の信号はそのままの信号を出力する逆予測手
段と、 前記逆予測手段から出力される高い周波数成分の信号
と、低い周波数成分の信号を加算して再生画像信号を得
る手段とからなることを特徴とする動画像予測復号化装
置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30988891A JP2606508B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 動画像予測符号化装置及びその復号化装置 |
| EP19920309863 EP0541287B1 (en) | 1991-10-29 | 1992-10-28 | Video signal coding apparatus and decoding apparatus |
| DE69228914T DE69228914T2 (de) | 1991-10-29 | 1992-10-28 | Einrichtung zur Kodierung und Dedokierung von Videosignalen |
| US08/731,124 US5838376A (en) | 1991-10-29 | 1996-10-09 | Video coder/decoder which separately processes high and low frequencies |
| US08/890,216 US5870147A (en) | 1991-10-29 | 1997-07-09 | Predictive video signal coding and decoding with suppression of low frequencies |
| HK97102327A HK1000792A1 (en) | 1991-10-29 | 1997-12-03 | Video signal coding apparatus and decoding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30988891A JP2606508B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 動画像予測符号化装置及びその復号化装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26546496A Division JP2870588B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 動画像予測符号化装置および動画像予測符号化方法並びに動画像予測復号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05122686A true JPH05122686A (ja) | 1993-05-18 |
| JP2606508B2 JP2606508B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=17998528
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30988891A Expired - Lifetime JP2606508B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 動画像予測符号化装置及びその復号化装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5838376A (ja) |
| EP (1) | EP0541287B1 (ja) |
| JP (1) | JP2606508B2 (ja) |
| DE (1) | DE69228914T2 (ja) |
| HK (1) | HK1000792A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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