JPH0546156B2

JPH0546156B2 -

Info

Publication number: JPH0546156B2
Application number: JP24955683A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Matsuda; Takashi Ito; Toshitaka Tsuda
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1993-07-13
Also published as: JPS60143088A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は画像信号の帯域圧縮処理装置に係り、
特に動き補償予測符号化を行なう場合に、符号化
のモードを切り替えることるにつて、より効率的
な符号化を行なうことができる自動モード切替形
動き補償予測符号化方式に関するものである。

従来技術と問題点画像情報の伝送に際し、１枚の画面と次の画面
とを対応する画素ごとに比較して、差分のみを抽
出して伝送することによつて情報圧縮を行なうフ
レーム間差分符号化方式は既に知られている。ま
た、これをさらに高級化した方式として、動き補
償フレーム間予測符号化方式が提案されている。
この方式は１フレームを任意数のブロツクに細分
し、入力したブロツク単位の画像情報に対し、１
フレーム前の画像情報の内最も差分が小さいブロ
ツク間との動きの量と方向とを示す動きベクトル
と、前フレームにおける対応する前記ブロツクと
現フレームのブロツクとの誤差（予測誤差）とに
よつて画像信号を伝送するものである。

この動き補償フレーム間予測符号化方式は入力
信号の動きを検出し、フレーム間予測符号化を行
なおうとするものであつて、動きの多い画面に対
しては有効に信号の帯域圧縮を行なうことができ
るが、静止に近いような画面に対する場合も、動
きの情報（動きベクトル）を受信側に伝送しよう
とするため、伝送される情報に無駄があり、符号
化の効率向上が妨げられていた。

また１フレーム内において隣接する画素間の差
分を累積して予測値を求め、この予測値と現在符
号化しようとする同一フレーム内の画素との差分
によつて誤差情報を求めるフレーム内予測符号化
方式がある。しかしこの符号化方式もまた画面の
状態によつては、これを行なわないようにした方
が、より効率的である場合もあつた。

第４図は、フレーム内符号化方式を説明するた
めの図である。

第４図ａは、１画面（１フレーム）を示し、第
４図ｂは、１画面内の１つのブロツクを示す。入
力画像の１ブロツクについて見ると各画素は、第
４図ｂに示すような順に入力され、さらに１フレ
ーム内の各ブロツクについて見ると第４図ａに示
すような順に入力される。

フレーム内符号化方式では、隣接する画素Ａ，
Ｂ間の差分を取りこれを量子化するものである。
例えば画素Ａを画素Ｂの予測値としてフレーム内
符号化する場合、第４図ｃに示すように、ｍ画素
分の遅延回路mDを予測器として用いることによ
り、フレーム内符号化が行なわれる。

なお、画面の飛び越し走査（例えばテレビ情報
のように、１ラインおきに走査し、１画面を２フ
イールドに分割して伝送する場合）を行なつた場
合は、複数フイールドで１フレームが構成される
が、以下の説明では１フレームと１フイールドと
を同じ意味で用いる。

第１図は情報量に対する、各符号化方式による
発生データ量の一例を示したものである。同図に
おいてａはフレーム間における入力画像の変化を
示す情報量と発生データとの関係を示し、１はフ
レーム間符号化のみを行なつた場合を示し、２は
動き補償フレーム間符号化のみを行なつた場合を
示している。また３は動き補償フレーム間符号化
とフレーム内符号化とを併用した場合を示してい
る。第１図から知られるごとく情報量が小さいＡ
の範囲では、フレーム間符号化のみを行なうこと
が最も有効である。即ち、フレーム間の入力画像
に変化が少ない場合には、周知の如くフレーム間
符号化が有効であり、動き補償のための動ベクト
ル情報は、かえつて無駄になる。逆に情報量が大
きいＣの範囲では、動き補償符号化とフレーム内
符号化とを併用することが最も有効であるが、中
間のＢの範囲では、動き補償符号化のみを行なう
ことが最も有効であることがわかる。このように
データの発生量が最小になる符号化方式は、入力
画像の変化を示す情報量によつて異なるものであ
ることが見出された。

従つてより効率的な符号化を行なうためには、
情報量に応じて符号化方式を切り替えることが有
効であるが、従来このような符号化方式は知られ
ていなかつた。

発明の目的本発明はこのような従来技術の問題点を解決し
ようとするものであつて、その目的は、フレーム
内符号化モードと動き補償符号化モードとをそれ
ぞれ単独に行なう場合に比べてより効率的な符号
化を行なうことができる方式を提供することにあ
る。

発明の構成本発明の符号化方式は、入力信号のフレーム間
の変化を示す情報量を検出し、この情報量に応じ
てフレーム間符号化モードを単独に行なう場合
と、動き補償符号化モードを単独に行なう場合
と、フレーム内符号化モードと動き補償符号化モ
ードとを併用する場合との切り替えを行なうこと
によつて、より効率的な符号化を行なうことがで
きるようにしたものである。

発明の実施例第２図は本発明の符号化方式の一実施例の構成
を示したものであつて、同図において、１は情報
量検出回路、２は動きベクトル検出部、３はゲー
ト、４，５は減算器、６は量子化器（Ｑ）、７は
加算器、８は遅延回路（Ｄ）、９はフレームメモ
リ（FM）、１０は可変遅延部、１１は加算器で
ある。

第２図において、入力画像信号は情報量検出回
路１に加えられ、後述するようにして１フレーム
遅延した信号と情報量を示す信号とを発生する。
情報量を示す信号は、第１図においてｂで示され
るように、前述のＡの範囲で“０”となりＢ，Ｃ
の範囲で“１”となる信号と、Ａ，Ｃの範囲で
“１”となりＢの範囲で“０”となる信号とか
らなつている。

情報量検出回路１からの情報量を示す信号がＡ
の範囲にあるときは第１図ａに示すように、フレ
ーム間符号化のみを行なうのがよい。従つて、情
報量検出回路１からの信号が“０”となり動き
ベクトル検出回路２は動作しない。一方、信号
は“１”であつてゲート３が開きとなり、フレー
ム間符号化回路を動作させる。この状態では、情
報量検出回路１の１フレーム遅延した信号は、ブ
ロツクごとに減算器４をそのまま通過して減算器
５に加えられる。即ち、動きベクトル検出回路２
が動作せず、V_pptは出力されず、かつ、動きベク
トル検出回路１０からも何も出力されないため情
報量検出回路１から出力される信号はそのまま減
算器５に加えられる。減算器５では、ゲート３を
介して遅延回路８から入力されるフレーム内にお
けるそのブロツクに対する予測値の信号を減算さ
れて、差分値の信号を発生する。この差分値の信
号は量子化器６において量子化されて、量子化さ
れた誤差情報を発生すると同時に、量子化された
誤差情報は加算器７においてフレーム間の予測値
の信号を加算されて、復合信号を発生する。この
復合信号は、遅延回路８において１フレームの時
間遅延されて、フレーム間の予測値の信号を発生
し、この信号はゲート３を経て減算器５に加えら
れて前述のように差分値の信号を発生するために
用いられる。即ち、フレーム間符号化が行なわれ
る。

次に情報量検出回路１からの情報量を示す信号
がＢの範囲にあるときは、信号が“１”であつ
て動きベクトル検出回路２は動作状態になる。こ
の場合は、動きベクトル検出部２は情報量検出回
路１からの１フレーム遅延した信号とフレームメ
モリ９に蓄積されたさらに１フレーム前の信号と
を比較して動きの量と方向とを示す動きベクトル
V_pptを発生する。可変遅延部１０は動きベクトル
V_pptに応じて遅延量を変化し、これによつて予測
値の信号を発生する。予測値の信号は減算器４に
加えられ、情報量検出回路１からの情報量を示す
信号と減算されて差分値の信号を発生する。

一方、この場合信号は“０”であつてゲート
３が閉じており、従つて減算器５において減算さ
れるべく予測値の信号は発生せず、減算器４の差
分値の信号はそのまま減算器５を通過して量子化
器６において量子化されて、量子化された誤差信
号を発生する。量子化された誤差信号は加算器７
をそのまま通過し、加算器１１において可変遅延
回路９の予測値の信号を加算されて復合信号を発
生し、この復合信号はフレームメモリ９において
１フレームの時間遅延されて前述のように１フレ
ーム前の信号発生のために用いられる。

情報量検出回路１からの情報量を示す信号がＣ
の範囲にあるときは、信号とはともに“１”
であつて、動きベクトル検出部２が動作するとと
もに、ゲート３が開き、この場合はフレーム内符
号化回路が動作する。即ち、遅延回路８を第４図
ｃのように切り替えることにより、フレーム間符
号化回路がフレーム内符号化回路として動作する
のである。従つてこの状態では、減算器４におい
て、情報量検出回路１からの１フレーム遅延した
信号と可変遅延部１０からの予測値との減算を行
なつて差分値を求める演算と、減算器５におい
て、減算器４からの差分値とゲート３からの出力
される予測値の信号との減算を行なつて差分値を
求める演算とが順次に行われる。つまり、動き補
償フレーム間符号化とフレーム内符号化とが同時
に行なわれる。

第３図は、第２図の回路における情報量検出回
路１の構成例を示している。同図において、２１
は減算器、２２はフレームメモリ（FM）、２３，
２４は加算器、２５は１画素の遅延回路（Ｄ）、
２６はフリツプフロツプ（FF）、２７は判別回路
である。

入力信号は減算器２１に加えられ、フレムメモ
リ２２からの１フレーム前の情報を減算されてフ
レームごとの差分値の信号を発生する。この信号
は加算器２４に加えられて遅延回路２５からの１
画素前の信号を加算されることによつて、１画面
分の情報を画素ごとに累積される。この信号はフ
リツプフロツプ２６においてフレームパルスごと
に書き替えられて、１フレームの期間保持され
る。判別回路２７は第１図における情報量の範囲
Ａ，Ｂ，Ｃの境界値ａ，ｂに相当する２種類の閾
値を有し、フリツプフロツプ２６の出力値を判別
して、その大きさがＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれの範囲
であるのに応じて、第１図ｂに示された信号、
を前述のごとき関係において発生する。

発明の効果以上説明したように本発明の符号化方式によれ
ば、フレーム間符号化モードと動き補償符号化モ
ードの符号化をそれぞれ単独に行なう場合に比べ
てより効率的に符号化を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は情報量に対する、各符号化方式による
発生データ量の一例を示す図、第２図は本発明の
符号化方式の一実施例の構成を示す図、第３図は
情報量検出回路の構成例を示す図、第４図はフレ
ーム内符号化を説明するための図である。１……情報量検出回路、２……動きベクトル検
出部、３……ゲート、４，５……減算器、６……
量子化器（Ｑ）、７……加算器、８……遅延回路
（Ｄ）、９……フレームメモリ（FM）、１０……
可変遅延部、１１……加算器、２１……減算器、
２２……フレームメモリ（FM）、２３，２４…
…加算器、２５……１画素の遅延回路（Ｄ）、２
６……フリツプフロツプ（FM）、２７……判別
回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１１フレームの画像情報を任意数のブロツクに
分割し、フレームごとの対応するブロツク間の画
像情報の動きを示す動きベクトルと、入力画像情
報と１フレーム前の画像情報から予測された予測
値との誤差情報とによつて画像信号を符号化して
伝送する符号化方式において、フレーム間におけ
る入力画像の変化を示す情報量を検出する情報量
検出手段と、前記動きベクトルに応じて１フレー
ム前の画像情報を動き補償した予測値の信号を発
生する第１の予測値発生手段と、同一フレーム内
の処理済の画素から予測値を求める第２の予測値
発生手段と動き補償を行なわないで１フレーム前
の画像情報から予測値の信号を発生する第３の予
測値発生手段とを具え、前記情報量検出手段の検
出情報量が少ないときは入力画像と前記第３の予
測値との差分値を求め、検出情報量が中間の値で
あるときは入力信号と前記第１の予測値との差分
値を求め、検出情報量が多いときは入力画像と前
記第１の予測値との差分値と前記第２の予測値と
の差分値を求めて前記誤差情報を得ることを特徴
とする自動モード切替形動き補償予測符号化方
式。