JPH06133301A - Moving picture compression coding method - Google Patents

Moving picture compression coding method

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JPH06133301A
JPH06133301A JP28003092A JP28003092A JPH06133301A JP H06133301 A JPH06133301 A JP H06133301A JP 28003092 A JP28003092 A JP 28003092A JP 28003092 A JP28003092 A JP 28003092A JP H06133301 A JPH06133301 A JP H06133301A
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coding
intra
prediction
picture
var
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Shigenori Matsubara
重徳 松原
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding

Abstract

PURPOSE:To improve picture quality of a decoded picture by implementing intra-coding when a macro block is coded and a variance in a predicted error of the macro block is larger than a threshold level so as to avoid the macro block not predicted excellently. CONSTITUTION:Figure shows a criterion of deciding intra-coding/prediction coding, the X axis indicates a variance (VAR) of a prediction error and the Y axis indicates a variance (VAROR) of an original signal. When the VAR is larger than a threshold level by using the criterion as above, intra-coding is implemented to implement coding without use of prediction not successful. The distribution of the VAR and VAROR is calculated in the frame coding in the setting of an optimum threshold level and the threshold level is decided so that number of macro blocks subject to intra-coding based on the distribution and the threshold level is used for the coding of a succeeding frame.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、復号画像の画質を向上
させた動画像圧縮符号化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture compression encoding method for improving the quality of a decoded image.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、蓄積型動画像圧縮方式としてMP
EG方式が提案されている。動画像の符号化、復号化は
以下のようにして行われる。図5は、動画像の符号化、
復号化を行うシステムのブロック構成図である。入力装
置1によって、Y,Cb,Crなど、種々のフォーマッ
トの動画像信号が入力される。前処理器2は、符号化器
で必要となるフォーマットに変換する。符号化器3は、
入力された動画像を出来るだけ劣化させることなく、デ
ータ量を削減してビットストリームを生成する。
2. Description of the Related Art In recent years, MP has been used as a storage type moving image compression method.
The EG method has been proposed. Encoding and decoding of moving images are performed as follows. FIG. 5 shows the encoding of a moving image,
It is a block block diagram of the system which performs a decoding. The input device 1 inputs video signals of various formats such as Y, Cb, and Cr. The preprocessor 2 converts into a format required by the encoder. The encoder 3 is
A bit stream is generated by reducing the data amount without degrading the input moving image as much as possible.

【0003】蓄積装置4は、CD、DAT、ハードディ
スクなどで構成され、生成されたビットストリームを格
納する。復号器5は、ビットストリームを受けて再生画
像を作成する。後処理器6は、出力ディスプレイの仕様
に合わせて、ライン補間、画素補間、レート変換、フレ
ームフィールド変換、画素の縦横比の変換などの処理を
行う。出力装置7は、再生された動画像を表示出力す
る。
The storage device 4 is composed of a CD, a DAT, a hard disk, etc., and stores the generated bit stream. The decoder 5 receives the bitstream and creates a reproduced image. The post-processor 6 performs processing such as line interpolation, pixel interpolation, rate conversion, frame field conversion, and pixel aspect ratio conversion according to the specifications of the output display. The output device 7 displays and outputs the reproduced moving image.

【0004】図6は、符号化器3のブロック構成図を示
す。符号化器3を説明する前に、符号化モードについて
簡単に説明する。符号化モードには、大きく分けて、 (1)イントラ符号化モード (2)非イントラ符号化モード(予測符号化モード) の2つのモードがある。
FIG. 6 shows a block diagram of the encoder 3. Before describing the encoder 3, the encoding mode will be briefly described. The coding modes are roughly classified into two modes: (1) intra coding mode and (2) non-intra coding mode (predictive coding mode).

【0005】イントラ符号化モードにおいては、入力画
像はそのまま符号化される。これに対して、非イントラ
符号化モードすなわち予測符号化モードでは、前方、後
方、あるいはこれらの補間という、3つの予測モードの
何れかで、既に符号化済みの画像を参照して、予測画像
を生成し、この予測画像との差分画像が符号化される。
この際、予測モードおよび動き補償予測の場合は、動き
ベクトルも同時に符号化される。
In the intra coding mode, the input image is coded as it is. On the other hand, in the non-intra coding mode, that is, the prediction coding mode, the prediction image is referred to by referring to the image already coded in any of the three prediction modes of forward, backward, or their interpolation. Generated, and the difference image from this predicted image is encoded.
At this time, in the case of the prediction mode and the motion compensation prediction, the motion vector is also coded at the same time.

【0006】符号化器3について説明すると、入力画像
データ(ID)は、符号化モードに従って、イントラ符
号化モードならば、差分器301を通ることなくDCT
器302に入力され、非イントラ符号化モードすなわち
何らかの予測を行って符号化するモードの場合は、その
予測モード、動きベクトルに従った予測画像(PID)
との差分が、差分器301でとられ、この差分画像(S
ID)がDCT器302に入力される。DCT器302
において離散コサイン変換された結果の変換係数(C)
は、量子化器303で量子化され、VLC器304によ
って可変長符号化され、バッファ305にストアされ
る。バッファ305にストアされた符号化データは、一
定レートで読み出され、DSM(ディジタル蓄積メディ
ア)などへ送出される。
Explaining the encoder 3, the input image data (ID) is subjected to DCT without passing through the difference unit 301 according to the encoding mode and in the intra encoding mode.
In the case of a non-intra coding mode, that is, a mode of performing coding by performing some prediction, the prediction image (PID) according to the prediction mode and motion vector
And the difference image (S
ID) is input to the DCT unit 302. DCT device 302
Transformation coefficient (C) of the result of discrete cosine transformation in
Is quantized by the quantizer 303, variable-length coded by the VLC unit 304, and stored in the buffer 305. The encoded data stored in the buffer 305 is read at a constant rate and sent to DSM (digital storage medium) or the like.

【0007】また、非イントラ符号化モードにおける予
測画像は、フレームメモリ&予測器309のフレームメ
モリに蓄積された局部復号画像から予測器によって生成
される。局部復号画像は、符号化器で符号化と同時に、
逆の復号処理を行って局部的に復号した画像である。こ
れは符号化時に、量子化器303で量子化されたデータ
(QC)が、逆量子化器306で逆量子化、逆DCT部
307で逆DCTされ、これがフレームメモリ309に
蓄積されている既に作られている別の局部復号画像から
予測器309で生成された予測画像に加算器308で加
算されて作られ、フレームメモリ309にストアされ
る。
The predicted image in the non-intra coding mode is generated by the predictor from the locally decoded image stored in the frame memory of the frame memory & predictor 309. The locally decoded image is encoded by the encoder at the same time as
It is an image locally decoded by performing reverse decoding processing. This is because at the time of encoding, the data (QC) quantized by the quantizer 303 is inversely quantized by the inverse quantizer 306 and inversely DCT by the inverse DCT unit 307, which is already stored in the frame memory 309. The prediction image generated by the predictor 309 is added to the prediction image generated by the predictor 309 from another locally decoded image that has been generated, is generated, and is stored in the frame memory 309.

【0008】なお、図6中の2つのスイッチ、すなわち
差分器301とDCT器302の間のスイッチ311
と、フレームメモリ&予測器309の出力と加算器30
8への入力の間のスイッチ312は、次のように接続動
作する。
The two switches in FIG. 6, that is, the switch 311 between the difference unit 301 and the DCT unit 302.
And the output of the frame memory & predictor 309 and the adder 30
The switch 312 during the input to 8 operates as follows.

【0009】イントラ符号化モード時には、スイッチ3
11は下側つまりID側に接続され、スイッチ312は
上側つまり“0”に接続される。また、非イントラ符号
化モード時には、スイッチ311は上側つまりSID側
に接続され、スイッチ312は下側つまりPIDに接続
される。
In the intra coding mode, the switch 3
11 is connected to the lower side, that is, the ID side, and the switch 312 is connected to the upper side, that is, "0". In the non-intra coding mode, the switch 311 is connected to the upper side, that is, the SID side, and the switch 312 is connected to the lower side, that is, the PID.

【0010】図7は、復号器5の構成を示す図である。
復号器の処理は、前述した符号化器における局部復号器
(図6の310)と基本的に同じである。符号化データ
は、一定レートでバッファ501に入力される。該バッ
ファ501から読み出されたデータは、逆VLC器50
2で復号され、逆量子化器503で逆量子化され、逆D
CT器504で逆DCTされる。その後、イントラ符号
化モード時には、そのまま(“0”が加算される)加算
器505を通って出力され、非イントラ符号化モード時
には、フレームメモリ&予測器506において、同時に
復号した符号化モード、動きベクトルに従って、フレー
ムメモリ上にある既に復号済みの画像から生成される予
測画像に、加算器505で加算されて出力される。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the decoder 5.
The processing of the decoder is basically the same as the local decoder (310 in FIG. 6) in the encoder described above. The encoded data is input to the buffer 501 at a constant rate. The data read from the buffer 501 is the inverse VLC unit 50.
2 and is inversely quantized by the inverse quantizer 503 and inverse D
Inverse DCT is performed by the CT device 504. After that, in the intra coding mode, it is output as it is (“0” is added) through the adder 505, and in the non-intra coding mode, the coding mode and motion that are simultaneously decoded in the frame memory & predictor 506. According to the vector, the predicted image generated from the already decoded image on the frame memory is added by the adder 505 and output.

【0011】なお、フレームメモリ&予測器506の出
力と加算器505への入力の間に設けられているスイッ
チ507は、次のように接続動作する。
The switch 507 provided between the output of the frame memory & predictor 506 and the input to the adder 505 is connected and operated as follows.

【0012】イントラ符号化モード時には、スイッチ5
07は左側つまり“0”に接続され、また、非イントラ
符号化モード時には、スイッチ507は右側つまりPI
Dに接続される。
In the intra coding mode, the switch 5
07 is connected to the left side or "0", and in the non-intra coding mode, the switch 507 is connected to the right side or PI.
Connected to D.

【0013】I/P/Bピクチャの構造について説明す
る。図8(a)は、いくつかのピクチャを表示順に示し
た図で、矢印はPピクチャとBピクチャの依存関係を示
している。
The structure of the I / P / B picture will be described. FIG. 8A is a diagram showing some pictures in display order, and the arrows indicate the dependency relationship between P pictures and B pictures.

【0014】ピクチャには4つのタイプがある。すなわ
ち、I(intra)ピクチャは、他のピクチャを参照
することなく符号化される。P(predicted)
ピクチャは、以前のIまたはPピクチャからの動き補償
を用いて符号化される。B(bidirectiona
lly predicted)ピクチャは、以前または
以後のIまたはPピクチャからの動き補償を用いて符号
化される。そして、D(DC)ピクチャは、高速順再生
モードのときに使用される(図8(a)には図示されて
いない)。代表的な符号化の機構には、IとPとBピク
チャが混在している。
There are four types of pictures. That is, the I (intra) picture is encoded without referring to other pictures. P (predicted)
Pictures are coded with motion compensation from previous I or P pictures. B (bidiritiona
Lly predicted) pictures are encoded using motion compensation from previous or subsequent I or P pictures. Then, the D (DC) picture is used in the fast forward reproduction mode (not shown in FIG. 8A). In a typical encoding mechanism, I, P and B pictures are mixed.

【0015】また、ピクチャの依存性のため、ビットス
トリームの順番すなわちピクチャが送信され、蓄積さ
れ、受信される順番は、表示の順番ではなく、復号器が
ビットストリームを復号するに必要な順番となる。
Also, because of the picture dependencies, the order of the bitstreams, that is, the order in which the pictures are transmitted, stored and received, is not the order in which they are displayed, but the order required by the decoder to decode the bitstream. Become.

【0016】図8(b)は、代表的な表示順のピクチャ
列を示し、図8(c)は、それに対するビットストリー
ム列を示す。Bピクチャは、表示順で後続のPピクチャ
に依存するので、Pピクチャは図8(c)に示すように
従属するBピクチャより先に送出、復号される。
FIG. 8B shows a picture sequence in a typical display order, and FIG. 8C shows a bitstream sequence for the picture sequence. Since the B picture depends on the subsequent P picture in the display order, the P picture is transmitted and decoded before the dependent B picture as shown in FIG. 8C.

【0017】MPEGの符号化技術は、階層構造に対応
するレイヤ構造をなしている。図9は、符号化データの
データ構造を示す。ビデオシーケンス層11は、符号化
構造の一番上のレイヤであり、ヘッダと幾つかのgro
ups of pictures(GOPs)層12か
らなる。sequence headerは、復号器の
状態を初期化し、これによって復号器は過去の復号履歴
に係らずどのようなシーケンスも復号することができ
る。
The MPEG coding technique has a layer structure corresponding to a hierarchical structure. FIG. 9 shows the data structure of encoded data. The video sequence layer 11 is the top layer of the coding structure and contains the header and some gros.
It comprises a layer of ups of pictures (GOPs) 12. The sequence header initializes the state of the decoder, which allows the decoder to decode any sequence regardless of past decoding history.

【0018】GOP層12は、シーケンス内で個々に復
号できる最小の符号化ユニットであり、ヘッダと幾つか
のピクチャ層13からなり、少なくとも一つ以上のIピ
クチャを含んでいる。GOPヘッダは、時間と編集の情
報を含んでいる。
The GOP layer 12 is the smallest coding unit that can be individually decoded in the sequence, and is composed of a header and several picture layers 13, and contains at least one I picture. The GOP header contains time and edit information.

【0019】ピクチャ層13は、ヘッダと一つまたはそ
れ以上のスライス層14からなる。もし、ビットストリ
ームがピクチャの途中で読めなくなったとしても復号器
は次のスライス層14を待って回復することができ、全
部の画像を失うことはない。
The picture layer 13 comprises a header and one or more slice layers 14. If the bitstream becomes unreadable in the middle of a picture, the decoder can wait for the next slice layer 14 to recover and not lose the entire picture.

【0020】スライス層14は、ヘッダと一つまたはそ
れ以上のマクロブロック層15からなる。スライスヘッ
ダは、位置と量子化スケールの情報を含んでいる。これ
によって、局地的なエラーからの回復が行われるに充分
なものとなる。
The slice layer 14 comprises a header and one or more macroblock layers 15. The slice header includes information on position and quantization scale. This is sufficient for recovery from local errors.

【0021】マクロブロック層15は、動き補償と量子
化スケールの変更の基本単位である。個々のマクロブロ
ック層15は、ヘッダと6成分のブロック層16からな
る。すなわち、4ブロックの輝度と、1ブロックのCb
色差、1ブロックのCr色差である。マクロブロックヘ
ッダは量子化スケールと動き補償の情報を含んでいる。
The macroblock layer 15 is a basic unit for motion compensation and quantization scale change. Each macroblock layer 15 includes a header and a 6-component block layer 16. That is, 4 blocks of brightness and 1 block of Cb
Color difference is one block of Cr color difference. The macroblock header contains quantization scale and motion compensation information.

【0022】ブロック層16は、基本符号化単位であ
り、DCTはこのブロックレベルに適用される。個々の
ブロックは、8×8行列の64画素からなる。画素の値
は、個々に符号化されるのではなく、符号化ブロックの
要素となる。個々の輝度画素は1つのピクチャ画素に対
応するが、色差情報は水平/垂直双方に2:1にサブサ
ンプルされているので、個々の色差画素は4つのピクチ
ャ画素に対応することになる。
The block layer 16 is a basic coding unit, and DCT is applied to this block level. Each block consists of 64 pixels in an 8 × 8 matrix. Pixel values are not individually coded, but are elements of a coded block. Each luminance pixel corresponds to one picture pixel, but since the chrominance information is subsampled 2: 1 both horizontally and vertically, each chrominance pixel corresponds to four picture pixels.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上記したMPEG方式
の符号化におけるイントラ符号化と予測符号化とを決定
する基準としては、CCITTによって勧告されている
ものがあるが、これを用いると、動きの激しい画像では
画質劣化が大きくなる場合がある。
As a standard for determining the intra coding and the predictive coding in the above-mentioned MPEG coding, there is one recommended by CCITT. In a severe image, the image quality may be greatly deteriorated.

【0024】すなわち、現在用いられているマクロブロ
ックを符号化するときの「イントラ符号化/予測符号化
の決定基準」は、図2に示す通りである。ここで、横軸
は予測誤差の分散(VAR)を表し、縦軸は原信号の分
散(VAROR)を表す。この基準によると、VAR>
64の範囲では単にVARとVARORの大小関係しか
考慮しておらず、予測がうまく行われずにVARが極端
に大きな値をとった場合でも、VAR<VARORの条
件(図の斜線部)を満たせば、予測符号化を行ってい
る。
That is, the "intra-coding / prediction-coding decision criteria" for coding currently used macroblocks are as shown in FIG. Here, the horizontal axis represents the variance of the prediction error (VAR), and the vertical axis represents the variance of the original signal (VAROR). According to this standard, VAR>
In the range of 64, only the magnitude relation between VAR and VAROR is taken into consideration, and even if the prediction is not successful and VAR takes an extremely large value, if the condition of VAR <VAROR (shaded area in the figure) is satisfied. , Predictive coding is performed.

【0025】このように、MPEG方式の動画像圧縮技
術において、非独立フレームであるPピクチャ、Bピク
チャは、時間的に前あるいは後のピクチャから予測を行
ってその予測誤差を符号化しているが、予測そのものが
うまく行われなかったマクロブロックでは、復号画像の
歪も大きくなるという問題がある。
As described above, in the moving picture compression technique of the MPEG system, the P picture and the B picture, which are non-independent frames, are predicted from the pictures preceding or succeeding in time and the prediction error is encoded. However, there is a problem that the distortion of the decoded image becomes large in the macroblock in which the prediction itself is not performed well.

【0026】本発明の目的は、予測がうまく行われなか
った場合には、予測符号化を行わずにイントラ符号化を
行い、復号画像の画質を向上させた動画像圧縮符号化方
法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a moving picture compression coding method in which, when prediction is not successful, intra coding is carried out without predictive coding and the quality of a decoded picture is improved. Especially.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明では、イントラ符号化あるいは
予測符号化の何れかを用いてマクロブロックを符号化す
る動画像の圧縮符号化方法において、該マクロブロック
の予測誤差の分散が所定の閾値より大きいとき、イント
ラ符号化を行うことを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, a compression coding of a moving picture for coding a macro block by using either intra coding or predictive coding. The method is characterized in that intra coding is performed when the variance of the prediction error of the macroblock is larger than a predetermined threshold.

【0028】請求項2記載の発明では、符号化処理中の
画像の特徴に応じて、前記閾値の値を適応的に変化させ
ることを特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that the value of the threshold value is adaptively changed according to the characteristics of the image being encoded.

【0029】請求項3記載の発明では、符号化処理中に
フレーム単位で予測誤差の分散の分布を算出し、イント
ラ符号化するマクロブロックの個数が一定になるように
前記閾値を適応的に設定し、該設定された閾値を次に符
号化するフレームに適用することを特徴としている。
According to the third aspect of the present invention, the distribution of the prediction error variance is calculated for each frame during the encoding process, and the threshold is adaptively set so that the number of macroblocks to be intra-encoded becomes constant. However, the set threshold value is applied to the frame to be encoded next.

【0030】請求項4記載の発明では、PピクチャとB
ピクチャに対して異なる閾値を設定することを特徴とし
ている。
According to the fourth aspect of the invention, P picture and B picture
The feature is that different thresholds are set for the pictures.

【0031】[0031]

【作用】マクロブロックを符号化するときに、マクロブ
ロックの予測誤差の分散(VAR)がある閾値よりも大
きい場合、イントラ符号化を行う。これにより、うまく
予測ができなかったマクロブロックに対して予測符号化
を行うことを回避しているので、復号画像の画質を向上
させることができる。
When a macroblock is encoded, if the prediction error variance (VAR) of the macroblock is larger than a certain threshold, intra-encoding is performed. By this means, it is possible to avoid performing predictive coding on a macroblock that could not be predicted well, so that it is possible to improve the image quality of the decoded image.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。前述したように、復号画像の画質劣化が
大きいところは予測画像の歪も大きい場合が多いことか
ら、本実施例では予測がうまく行われなかったマクロブ
ロックに対してはイントラ符号化している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. As described above, since the distortion of the predicted image is often large where the quality deterioration of the decoded image is large, intra coding is performed on the macro block for which the prediction is not successful in this embodiment.

【0033】図1は、本発明の「イントラ符号化/予測
符号化の決定基準」を示す図である。このような基準を
用いると、予測誤差の分散(VAR)がある閾値よりも
大きいときにはイントラ符号化するので、うまく行われ
なかった予測を使わずに符号化を行うことができる。
FIG. 1 is a diagram showing the "intra-coding / prediction-coding decision criterion" of the present invention. When such a criterion is used, intra coding is performed when the variance (VAR) of prediction errors is larger than a certain threshold, and thus coding can be performed without using the prediction that was not performed well.

【0034】復号画像の画質劣化に大きく影響を与える
のは予測誤差の分散(VAR)の値が大きなマクロブロ
ックであるので、このようなマクロブロックをイントラ
符号化すれば、SN比の向上が期待できる。しかし、あ
まり多くのマクロブロックをイントラ符号化すると、符
号量が増加し、バッファにたまるデータ量が増加するの
で、符号量制御の効果によって量子化幅が大きくなり、
逆にSN比の低下をもたらす。そこで、最適な閾値の決
定方法が問題となる。
Since macroblocks having a large value of variance (VAR) of prediction errors have a great influence on the deterioration of image quality of a decoded image, intra-coding of such macroblocks is expected to improve the SN ratio. it can. However, if too many macroblocks are intra-coded, the code amount increases and the amount of data accumulated in the buffer increases, so the quantization width increases due to the effect of the code amount control,
On the contrary, it causes a decrease in the SN ratio. Therefore, how to determine the optimum threshold value becomes a problem.

【0035】画像シーケンスにおける予測誤差の分散
(VAR)の分布は通常、図3に示すものとなる。一般
的に、予測誤差の分散(VAR)に対して頻度は指数関
数的に減少するが、その減少の度合いは各画像シーケン
スによっても、時間的にも異なる。そこで、閾値の値を
適応的に変化させる必要がある。
The distribution of the prediction error variance (VAR) in an image sequence is typically that shown in FIG. In general, the frequency decreases exponentially with respect to the prediction error variance (VAR), but the degree of the decrease varies depending on each image sequence and time. Therefore, it is necessary to adaptively change the threshold value.

【0036】図3における斜線部分は、イントラ符号化
するマクロブロックの個数を表す。この面積が一定にな
るように閾値を決定すれば、符号量の異常な増加による
SN比の低下を防止することができる。
The shaded area in FIG. 3 represents the number of macroblocks to be intra-coded. If the threshold value is determined so that this area becomes constant, it is possible to prevent the SN ratio from decreasing due to an abnormal increase in the code amount.

【0037】図4は、本発明の閾値決定の処理フローチ
ャートである。すなわち、0番から最後のフレームにつ
いて(ステップ101)、各フレーム中の0番目のマク
ロブロックから1320番目のマクロブロックについて
(ステップ102)、マクロブロックの符号化中に予測
誤差の分散(VAR)、VARORの算出を行い、前フ
レームの符号化時に設定された閾値を用いて、イントラ
符号化/予測符号化の決定を行い(ステップ103)、
算出された予測誤差の分散(VAR)の分布から閾値を
設定する(ステップ104)。
FIG. 4 is a flow chart of the threshold value determination process of the present invention. That is, from the 0th to the last frame (step 101), from the 0th macroblock to the 1320th macroblock in each frame (step 102), the variance of prediction error (VAR) during macroblock coding, VAROR is calculated, and intra coding / prediction coding is determined using the threshold value set at the time of coding the previous frame (step 103),
A threshold value is set from the distribution of the calculated prediction error variance (VAR) (step 104).

【0038】つまり、ステップ103において、フレー
ムの符号化中にVAR、VARORの分布を算出し、ス
テップ104では、その分布からイントラ符号化するマ
クロブロックの個数が一定になるように閾値を決定し、
その閾値を次のフレームの符号化に用いる。
That is, in step 103, the distribution of VAR and VAROR is calculated during the coding of the frame, and in step 104, the threshold is determined so that the number of macroblocks to be intra-coded becomes constant from the distribution.
The threshold is used for coding the next frame.

【0039】この処理中で計算量が多い処理は「VAR
の算出」であるが、これは本発明の「イントラ符号化/
予測符号化の決定基準」でなくとも従来から行われてい
る処理である。新たに付加される処理としては、「閾値
でイントラ符号化/予測符号化を決定」する処理と「V
ARの分布から閾値を設定」する処理であるが、前者は
マクロブロック層でif文が一行追加されるだけで、後
者はピクチャ層での処理であるので、処理時間としてあ
まり変わらない。
Among these processes, the process that requires a large amount of calculation is "VAR
Calculation of “intra coding /
This is a process that has been conventionally performed even if it is not the “determination criterion for predictive coding”. The newly added processes include a process of “determining intra coding / prediction coding with a threshold” and a process of “V
This is a process of setting a threshold value from the distribution of AR '. In the former, one line of an if sentence is added in the macroblock layer, and in the latter, the process is performed in the picture layer, so the processing time does not change much.

【0040】予測誤差の分散(VAR)の分布は、Bピ
クチャに比べてPピクチャの方が散らばりが大きい。こ
れは従来技術で述べたように、Bピクチャでは前方予測
/後方予測/両方向予測のうち最良のモードを選択でき
るのに対し、Pピクチャでは前方予測しか予測モードが
ないからである。従って、Bピクチャで求めた閾値をP
ピクチャの符号化で用いると、多くのマクロブロックが
イントラ符号化されるので、符号量が増加してしまう。
また、Pピクチャで求めた閾値をBピクチャの符号化で
用いると、イントラ符号化されるマクロブロックが少な
くなり過ぎるので、本発明のイントラ符号化/予測符号
化の決定基準の効果、つまり、うまく予測ができなかっ
たマクロブロックをイントラ符号化するという効果が期
待できなくなる。
The distribution of the prediction error variance (VAR) is larger in the P picture than in the B picture. This is because, as described in the related art, the best mode among forward prediction / backward prediction / bidirectional prediction can be selected for B pictures, whereas only forward prediction is available for P pictures. Therefore, the threshold value obtained for the B picture is P
When used in picture coding, many macroblocks are intra-coded, resulting in an increase in code amount.
Further, when the threshold value obtained for the P picture is used for encoding the B picture, the number of macroblocks that are intra-coded becomes too small. Therefore, the effect of the decision criterion of the intra-coding / prediction coding of the present invention, that is, the The effect of intra-coding a macroblock that could not be predicted cannot be expected.

【0041】そこで、本発明の他の実施例では、Pピク
チャとBピクチャで、閾値を別々に設定する。これによ
り、PピクチャでもBピクチャでも極端な符号量の増加
を避けつつ、本発明のイントラ符号化/予測符号化の決
定基準の効果が得られる。
Therefore, in another embodiment of the present invention, threshold values are set separately for P pictures and B pictures. This makes it possible to obtain the effect of the intra-prediction / prediction-coding decision criterion of the present invention while avoiding an extreme increase in the code amount for both P-pictures and B-pictures.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1記載の
発明によれば、うまく予測ができなかったマクロブロッ
クをイントラ符号化してるので、復号画像の画質を向上
させることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the macroblock which cannot be predicted well is intra-coded, the image quality of the decoded image can be improved.

【0043】請求項2記載の発明によれば、閾値を適応
的に変化させることによって、あらゆる画像について安
定して画質を向上させることができる。
According to the second aspect of the invention, by adaptively changing the threshold value, it is possible to stably improve the image quality of all images.

【0044】請求項3記載の発明によれば、イントラ符
号化されるマクロブロックの数をある程度一定にするこ
とによって、極端な符号量の増加を防ぎ、しかも画質を
向上させることができる。
According to the third aspect of the present invention, by making the number of intra-coded macroblocks constant to some extent, it is possible to prevent an extreme increase in the code amount and improve the image quality.

【0045】請求項4記載の発明によれば、Pピクチャ
とBピクチャで異なる閾値を設定しているので、極端な
符号量の増加を避けつつ、うまく予測ができなかったマ
クロブロックをイントラ符号化することができる。
According to the invention as set forth in claim 4, since different thresholds are set for the P picture and the B picture, macroblocks that could not be predicted well are intra-coded while avoiding an extreme increase in the code amount. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の「イントラ符号化/予測符号化の決定
基準」を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing “a decision criterion for intra coding / prediction coding” of the present invention.

【図2】現在用いられている「イントラ符号化/予測符
号化の決定基準」を示す図である。
[Fig. 2] Fig. 2 is a diagram illustrating "intra-coding / prediction-coding determination criteria" currently used.

【図3】画像シーケンスにおける予測誤差の分散の分布
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a distribution of prediction error variances in an image sequence.

【図4】本発明の閾値決定の処理フローチャートであ
る。
FIG. 4 is a processing flowchart of threshold value determination according to the present invention.

【図5】動画像の符号化、復号化を行うシステムのブロ
ック構成図である。
FIG. 5 is a block configuration diagram of a system for encoding and decoding a moving image.

【図6】符号化器のブロック構成図である。FIG. 6 is a block configuration diagram of an encoder.

【図7】復号器の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a decoder.

【図8】(a)は、いくつかのピクチャを表示順に示す
図、(b)は、代表的な表示順のピクチャ列を示し、
(c)は、それに対するビットストリーム列を示す。
FIG. 8A is a diagram showing some pictures in display order, and FIG. 8B shows a picture sequence in a typical display order.
(C) shows a bitstream sequence for it.

【図9】符号化データのデータ構造を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a data structure of encoded data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力装置 2 前処理器 3 符号化器 4 蓄積装置 5 復号化器 6 後処理器 7 出力装置 1 Input Device 2 Preprocessor 3 Encoder 4 Storage Device 5 Decoder 6 Postprocessor 7 Output Device

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年10月28日[Submission date] October 28, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Name of item to be corrected] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0024】 すなわち、現在用いられているマクロブ
ロックを符号化するときの「イントラ符号化/予測符号
化の決定基準」は、図2に示す通りである。ここで、横
軸は予測誤差の分散(VAR)を表し、縦軸は原信号の
分散(VAROR)を表す。この基準によると、VAR
>64の範囲では単にVARとVARORの大小関係し
か考慮しておらず、予測がうまく行われずにVARが極
端に大きな値をとった場合でも、VAR<VARORの
条件(図の白地部)を満たせば、予測符号化を行ってい
る。
That is, “intra-coding / prediction-coding determination criteria” when coding a currently used macroblock are as shown in FIG. Here, the horizontal axis represents the variance of the prediction error (VAR), and the vertical axis represents the variance of the original signal (VAROR). According to this standard, VAR
In the range of> 64, only the magnitude relation between VAR and VAROR is taken into consideration, and even if the prediction is not successful and VAR takes an extremely large value, the condition of VAR <VAROR (white area in the figure) can be satisfied. For example, predictive coding is performed.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イントラ符号化あるいは予測符号化の何
れかを用いてマクロブロックを符号化する動画像の圧縮
符号化方法において、該マクロブロックの予測誤差の分
散が所定の閾値より大きいとき、イントラ符号化を行う
ことを特徴とする動画像圧縮符号化方法。
1. A moving picture compression coding method for coding a macroblock using either intra coding or predictive coding, when the variance of the prediction error of the macroblock is larger than a predetermined threshold value. A moving image compression encoding method characterized by performing encoding.
【請求項2】 符号化処理中の画像の特徴に応じて、前
記閾値の値を適応的に変化させることを特徴とする請求
項1記載の動画像圧縮符号化方法。
2. The moving picture compression encoding method according to claim 1, wherein the threshold value is adaptively changed according to the characteristics of the image being encoded.
【請求項3】 符号化処理中にフレーム単位で予測誤差
の分散の分布を算出し、イントラ符号化するマクロブロ
ックの個数が一定になるように前記閾値を適応的に設定
し、該設定された閾値を次に符号化するフレームに適用
することを特徴とする請求項2記載の動画像圧縮符号化
方法。
3. A distribution of prediction error variances is calculated for each frame during the encoding process, and the threshold value is adaptively set so that the number of macroblocks to be intra-encoded is constant, and the set value is set. The moving picture compression coding method according to claim 2, wherein the threshold value is applied to a frame to be coded next.
【請求項4】 PピクチャとBピクチャに対して異なる
閾値を設定することを特徴とする請求項2記載の動画像
圧縮符号化方法。
4. The moving picture compression coding method according to claim 2, wherein different thresholds are set for the P picture and the B picture.
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