JPH06169452A - Picture compression system having weighting on screen - Google Patents
Picture compression system having weighting on screenInfo
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- JPH06169452A JPH06169452A JP34135892A JP34135892A JPH06169452A JP H06169452 A JPH06169452 A JP H06169452A JP 34135892 A JP34135892 A JP 34135892A JP 34135892 A JP34135892 A JP 34135892A JP H06169452 A JPH06169452 A JP H06169452A
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- Japan
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- block
- blocks
- quantization step
- circuit
- step width
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- Pending
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は一画面を複数個に分割
し、フレーム間の各分割部分を比較することによって動
きを予測し、その差分データを量子化したうえで符号化
する画像圧縮方式、さらに詳しくいえば、ＴＶ会議シス
テムやＴＶ電話の画像伝送に適した画像圧縮方式に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image compression method in which one screen is divided into a plurality of parts, motions are predicted by comparing respective divided parts between frames, and the difference data is quantized and then encoded. More specifically, it relates to an image compression method suitable for image transmission of a TV conference system or a TV phone.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＴＶ会議システムやＴＶ電話における画
像品質は、周辺部より人物をいかに忠実に再現するかが
重要となってくる。従来のＴＶシステムにおける画像圧
縮の一つの手法として、画面をｎ×ｎに分割したブロッ
クのデータと前フレームの各ブロックの差分を比較する
ことによりブロック毎の動きベクトルを算出し、これを
元に動きを補償するというフレーム間動き予測方式が良
く知られている。このフレーム動き予測方式を用いた画
像圧縮方式としては、回線伝送ルート，送信フレーム数
を比較することにより１フレームを送信するのに最適な
データ量を想定し、これをもとにして量子化ステップサ
イズを算出し、量子化・符号化をして伝送するものがあ
る。2. Description of the Related Art Image quality in a TV conference system or a TV phone depends on how faithfully a person is reproduced than in the peripheral area. As one method of image compression in the conventional TV system, a motion vector for each block is calculated by comparing the difference between the data of a block obtained by dividing the screen into n × n and each block of the previous frame, and based on this, a motion vector is calculated. An inter-frame motion prediction method of compensating for motion is well known. As an image compression method using this frame motion prediction method, the optimum amount of data for transmitting one frame is assumed by comparing the line transmission route and the number of transmission frames, and the quantization step based on this is assumed. There is one that calculates the size, quantizes and encodes and transmits.
【０００３】図４は上記従来の画像圧縮方式の一例を示
す回路ブロック図である。撮像系を介して取り入れた画
像は画面分割回路１によってｎ×ｎに分割され、フレー
ムメモリ２に記憶されるとともに動き予測回路３に送出
される。フレームメモリ２では１フレーム遅延された
後、動き予測回路３に入力される。動き予測回路３は、
画面分割回路１から入力したフレームの各ブロックにつ
いて、フレームメモリ２からの前フレームにおける同じ
位置のブロックおよびその回りのブロックと比較するこ
とで、フレーム間の位置の変化を検出し、動きベクトル
とする。フレーム間予測回路４は、動き予測回路３から
得られた動きベクトルの値から、前フレームにおける動
く前のブロック位置を検出してその値との差分データを
検出し、動きベクトルの値と合わせて画像データを作
る。FIG. 4 is a circuit block diagram showing an example of the conventional image compression method. An image taken in via the image pickup system is divided into n × n by the screen division circuit 1, stored in the frame memory 2 and sent to the motion prediction circuit 3. The frame memory 2 is delayed by one frame and then input to the motion prediction circuit 3. The motion prediction circuit 3
By comparing each block of the frame input from the screen division circuit 1 with the block at the same position in the previous frame from the frame memory 2 and the blocks around the same, the change in the position between the frames is detected and set as a motion vector. . The inter-frame prediction circuit 4 detects the position of the block before the movement in the previous frame from the value of the motion vector obtained from the motion prediction circuit 3 and detects the difference data with that value, and combines it with the value of the motion vector. Create image data.
【０００４】直交変換回路５は、各ブロック毎に差分デ
ータを離散コサイン（ＤＣＴ）変換する。量子化回路６
は、量子化ステップ幅算出回路１０から示されるステッ
プ幅で直交変換回路５からのデータを量子化する。符号
化回路７では、量子化された値および動きベクトルの値
が可変長符号化され送信バッファ回路８に蓄積される。
この後、蓄積されたデータは伝送レートに合わせて一定
の速度で回線に送出される。ここで、送信バッファ回路
８に蓄積されたデータ量はバッファ蓄積量検出回路９で
検出され、量子化ステップ幅算出回路１０に送出され
る。量子化ステップ幅算出回路１０は、図５に示す量子
化ステップ算出関数に従い、検出された蓄積量に対応し
て量子化ステップ幅を算出し、量子化回路６に送出して
いる。The orthogonal transform circuit 5 performs a discrete cosine (DCT) transform on the difference data for each block. Quantization circuit 6
Quantizes the data from the orthogonal transformation circuit 5 with the step width indicated by the quantization step width calculation circuit 10. In the coding circuit 7, the quantized value and the motion vector value are variable-length coded and stored in the transmission buffer circuit 8.
After that, the accumulated data is sent to the line at a constant speed according to the transmission rate. Here, the amount of data accumulated in the transmission buffer circuit 8 is detected by the buffer accumulation amount detection circuit 9 and sent to the quantization step width calculation circuit 10. The quantization step width calculation circuit 10 calculates the quantization step width corresponding to the detected accumulated amount according to the quantization step calculation function shown in FIG. 5, and sends it to the quantization circuit 6.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この画像圧縮方式は、
画面内の各ブロックに対し、すべて同一の関数を用いて
ステップサイズを算出しており、画面中の特に重要でな
い部分の画像データにも相当のデータ量を要し、結果的
に画像として重要な人物を表現するデータ量が不足して
しまうという欠点があった。一般にＴＶ会議システムで
は、相手の目や口の動き、それに表情の再現性に特に注
目される場合が多く、この部分を如何に忠実に再現する
かが、画質評価結果に大きく影響を与えることになる。
一方では伝送系ビットレートによって１フレーム画面と
して送信できるデータ量は上限がある。This image compression method is
For each block in the screen, the step size is calculated using the same function, and a considerable amount of data is required for the image data of the non-important part of the screen, resulting in an important image. There was a drawback that the amount of data representing a person was insufficient. Generally, in a video conference system, attention is often paid to the movements of the other party's eyes and mouth, and the reproducibility of facial expressions. How faithfully this part is reproduced has a great influence on the image quality evaluation result. Become.
On the other hand, there is an upper limit to the amount of data that can be transmitted as one frame screen depending on the transmission system bit rate.
【０００６】そこで、本件発明者は、制限のある送信デ
ータ量を変えることなく一画像中の中心となる人物部分
のみを高精細に画像圧縮して伝送できないかを考えた。
かかる場合、高精細に画像圧縮しなければならない部分
を選別することが必要となる。従来技術では、人物部分
の画像データをパターンとして認識し、入力された画像
情報の中から人物の部分のみを抽出して様々な処理を施
す方式がある。しかしながら、これはパターン認識が複
雑で、その処理回路も大規模になり、膨大な開発費用と
時間がかかるという欠点があった。本発明の目的は、上
記各欠点を解決するもので、フレーム動き予測方式を適
用した画像圧縮方式において比較的簡易な処理回路を追
加するだけで人物範囲のみを高精細に伝送可能にした、
ＴＶ会議システムやＴＶ電話システムに適した画像圧縮
方式を提供することにある。Therefore, the inventor of the present invention wondered whether it would be possible to compress and transmit only the central human portion in one image with high definition without changing the limited amount of transmission data.
In such a case, it is necessary to select a portion that requires high-definition image compression. In the related art, there is a method of recognizing image data of a human part as a pattern, extracting only the human part from the input image information, and performing various processes. However, this has a drawback that the pattern recognition is complicated, the processing circuit is large-scaled, and enormous development cost and time are required. An object of the present invention is to solve each of the above-mentioned drawbacks, and it is possible to transmit only a person range in high definition by adding a relatively simple processing circuit in an image compression method to which a frame motion prediction method is applied.
An object is to provide an image compression method suitable for a TV conference system and a TV telephone system.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による画像圧縮方式は、一画面を複数個のブロ
ックに分割し、ブロック毎に１フレーム前の各ブロック
と比較することにより動きベクトルを検出し、前フレー
ムで対応するブロックとの差分データを、送信バッファ
蓄積量対量子化ステップ幅特性にしたがって算出した量
子化ステップ幅をもとに量子化し、前記動きベクトルの
値とともに符号化して送信バッファに蓄積する画像圧縮
方式において、前記各ブロック毎の動きベクトル値を記
憶するメモリと、前記ベクトル値の方向が互いに共通な
方向を持つブロックでグループ化するグループ化手段
と、前記送信バッファ蓄積量対量子化ステップ幅特性を
複数個設定し、前記グループ化されたブロック群を構成
するブロックの数を判定することにより、ブロック数が
多いグループ化されたブロック群に対しては小さい量子
化ステップ幅に、ブロック数が少ないグループ化された
ブロック群に対しては大きい量子化ステップ幅になるよ
うな送信バッファ蓄積量対量子化ステップ幅特性を選択
する選択手段を設けて構成されている。In order to achieve the above object, the image compression method according to the present invention divides one screen into a plurality of blocks, and moves each block by comparing each block with one block before one frame. The vector is detected, the difference data with the corresponding block in the previous frame is quantized based on the quantization step width calculated according to the transmission buffer storage amount-quantization step width characteristic, and is encoded together with the value of the motion vector. In the image compression method of storing in a transmission buffer by means of a memory, a memory for storing a motion vector value for each block, a grouping unit for grouping blocks having directions in which the vector values have a common direction, and the transmission buffer. By setting a plurality of storage amount vs. quantization step width characteristics, the number of blocks constituting the grouped block group is set. By setting it, a small quantization step width is set for a group of blocks having a large number of blocks, and a large quantization step width is set for a group of blocks having a small number of blocks. It is configured by providing selection means for selecting the buffer storage amount vs. quantization step width characteristic.
【０００８】[0008]
【作用】前記構成によれば、一画面中の人物範囲を抽出
でき、周囲より高精細になるように量子化・符号化して
伝送できる。According to the above construction, the range of a person in one screen can be extracted, and can be transmitted after being quantized / encoded so as to have higher definition than the surroundings.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図１は本発明による画像圧縮方式を適用した
回路の実施例を示すブロック図である。図中、図４で用
いた符号と同じ符号を付した回路部分は同様な機能を果
たす。動き予測回路３で検出された各ブロックの動きベ
クトル値がメモリ１１に記憶される。ブロックグループ
化部１２は各ブロックのベクトル値に基づきグループ化
する。グループ化は、互いに共通な方向のベクトル値を
持つブロックと、それに囲まれた位置のブロックとを１
つのグループとする。関数選択部１３は送信バッファ蓄
積量対量子化ステップ幅関数が複数個設定されており、
例えば図２に示すようにｇ１（ｘ），ｇ２（ｘ），ｇ３
（ｘ）の関数を有している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a circuit to which an image compression method according to the present invention is applied. In the figure, circuit parts given the same reference numerals as those used in FIG. 4 perform the same function. The motion vector value of each block detected by the motion prediction circuit 3 is stored in the memory 11. The block grouping unit 12 performs grouping based on the vector value of each block. In grouping, a block having a vector value in a common direction and a block in a position surrounded by the block are set to 1
Two groups. In the function selection unit 13, a plurality of transmission buffer storage amount-quantization step width functions are set,
For example, as shown in FIG. 2, g1 (x), g2 (x), g3
It has a function of (x).
【００１０】関数ｇ１（ｘ）は送信バッファ蓄積量に対
し量子化ステップ幅は小さく対応付けられており、高精
細に量子化する場合である。関数ｇ２（ｘ）は送信バッ
ファ蓄積量に対し量子化ステップ幅は中程度幅に対応付
けられており、比較的低い精細度で量子化する場合であ
る。関数ｇ３（ｘ）は送信バッファ蓄積量に対し量子化
ステップ幅は大きく対応付けられており、粗い精細度で
量子化する場合である。ここで、人物の顔部分は共通の
方向の動きを持っており、これは画面内で比較的大きな
面積を占めることから、グループ化されるブロック群は
多くのブロックから構成される。また、人物の手の部分
や背景の人物も共通の方向の動きを持っているが、画面
に占める面積は小さいことから、グループ化されるブロ
ック群は少ないブロックから構成される。さらに動いて
いる部分のうち細かな物体によってグループ化されるブ
ロック群は極めて少ないブロックから構成される。そし
て静止物は動いていないグループに分けられる。The function g1 (x) is associated with a small quantization step width with respect to the transmission buffer storage amount, and is a case of high-definition quantization. In the function g2 (x), the quantization step width is associated with the medium width with respect to the transmission buffer storage amount, and the quantization is performed with a relatively low definition. The function g3 (x) is associated with a large quantization step width with respect to the transmission buffer storage amount, and is a case where quantization is performed with coarse definition. Here, since the face part of a person has a movement in a common direction, which occupies a relatively large area in the screen, the block group to be grouped is composed of many blocks. Further, although the hand part of the person and the person in the background also move in the same direction, since the area occupied on the screen is small, the group of blocks to be grouped is composed of a small number of blocks. Further, the blocks that are grouped by small objects in the moving part are composed of extremely few blocks. The stationary objects are then divided into non-moving groups.
【００１１】今、一画面のブロック分割数をｎ×ｎ’＝
Ｎ個とし、ブロック数設定値をＮ1，Ｎ2 （Ｎ1 ＞
Ｎ2 ）とする。関数選択部１３は、一つのグループ化さ
れたブロック群を構成するブロック数を上記Ｎ1 ，Ｎ2
と比較し、Ｎ1 より大きい場合にはｇ１（ｘ）を、Ｎ2
からＮ1までの間の数の場合にはｇ２（ｘ）を、Ｎ2 よ
り小さい場合にはｇ３（ｘ）をそれぞれ選択する。Now, the number of block divisions of one screen is n × n ′ =
And N number, the block number set value N 1, N 2 (N 1>
N 2 ). The function selection unit 13 determines the number of blocks constituting one grouped block group as N 1 , N 2
If it is larger than N 1 , g1 (x) is changed to N 2
If the number of until N 1 is g2 (x) is, if N 2 is smaller than selecting g3 (x) is, respectively.
【００１２】図３は、実際に人物が映し出された画像例
で、一画面を１４×２０（ｎ×ｎ’）＝２８０ブロック
に分割したものである。例えばＮ1 を５０，Ｎ2 を１０
とする。この例によって上記条件を当てはめるとつぎの
ように選択されることになる。共通の方向に動いている
人物の顔部分であるグループＡは、ブロック数は６０個
であり、５０個より大きいので、量子化ステップ幅の小
さいｇ１（ｘ）が選択される。共通の方向に動いている
がそのブロック数が少ない手の部分のグループＢは、１
７個（左手部分および右手部分それぞれ）であり、５０
個より少なく１０個より多いので、量子化ステップ幅が
中間のｇ２（ｘ）が選択される。後方の細かな物体（人
物）であるグループＣは、６個であり、１０個より少な
いので、最も量子化ステップ幅の大きいｇ３（ｘ）が選
択される。動いていないブロック部分Ｄは、当然１０個
以下ということになるので、グループＣと同様にｇ３
（ｘ）が選択されるか、または前フレームの画像データ
が使用されることになる。FIG. 3 shows an example of an image in which a person is actually projected, and one screen is divided into 14 × 20 (n × n ′) = 280 blocks. For example, N 1 is 50 and N 2 is 10
And According to this example, if the above conditions are applied, the following selection is made. Group A, which is the face portion of a person moving in the common direction, has 60 blocks, which is larger than 50. Therefore, g1 (x) having a small quantization step width is selected. Group B of the hand part that moves in the common direction but has a small number of blocks is 1
7 (each left and right hand), 50
Since there are less than 10 and more than 10, g2 (x) with an intermediate quantization step width is selected. Group C, which is a fine object (person) in the rear, is 6 and less than 10, so g3 (x) having the largest quantization step width is selected. Of course, the number of blocks D that are not moving is 10 or less, so g3 is the same as in group C.
(X) will be selected or the image data of the previous frame will be used.
【００１３】量子化ステップ幅算出回路１４は、各ブロ
ック部分を選択された関数ｇ１（ｘ），ｇ２（ｘ），ｇ
３（ｘ）のいずれかに基づいて量子化ステップ幅を算出
し、そのステップ幅データを量子化回路６に送出する。
送信バッファ回路８から回線へは、一画面中の人物の顔
の部分は高精細度に、手の部分等は低い精細度で、非常
に動きの少ない部分および静止部分は粗い精細度でデー
タが送られることになる。以上のことから本発明では、
画面を分割して人物部分のみ比較的高画質で量子化符号
化して伝送することができ、ＴＶ会議システムやＴＶ電
話における画質向上に寄与できる。The quantization step size calculation circuit 14 selects the functions g1 (x), g2 (x), g for each block part.
3 (x), the quantization step width is calculated, and the step width data is sent to the quantization circuit 6.
From the transmission buffer circuit 8 to the line, data of a person's face in one screen has a high definition, a hand has a low definition, and a very small movement part and a still part have a coarse definition. Will be sent. From the above, in the present invention,
The screen can be divided and only the human part can be quantized and encoded with a relatively high image quality and transmitted, which can contribute to the improvement of the image quality in the TV conference system or the TV phone.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
フレーム動き予測方式を適用した画像圧縮方式におい
て、画像評価に重要な人物部分のみ量子化ステップサイ
ズを小さく、それ程重要でない背景部分を大きくなるよ
うに選択することにより、ＴＶ会議システムやＴＶ電話
に適した高画質の伝送を行うことができ、しかも比較的
簡易な処理回路を追加するだけで、それを実現できると
いう効果がある。As described above, according to the present invention,
Suitable for video conferencing systems and video phones by selecting a small quantization step size only for the human part that is important for image evaluation and a large background part that is not so important in the image compression method to which the frame motion prediction method is applied. It is possible to perform high-quality transmission, and it is possible to realize it by simply adding a relatively simple processing circuit.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明による画像圧縮方式の実施例を示す回路
ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing an embodiment of an image compression system according to the present invention.
【図２】本発明による画像圧縮方式で選択される量子化
ステップ算出関数の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a quantization step calculation function selected by an image compression method according to the present invention.
【図３】人物を中心とした画像例を示す図で、人物部分
と背景部分の量子化ステップ幅を説明するための図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing an example of an image centering on a person, and is a diagram for explaining a quantization step width of a person portion and a background portion.
【図４】従来の画像圧縮方式の一例を示す回路ブロック
図である。FIG. 4 is a circuit block diagram showing an example of a conventional image compression method.
【図５】従来の量子化ステップ関数の一例を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional quantization step function.
１ 画面分割回路 ２ フレームメモリ ３ 動き予測回路 ４ フレーム間予測回路 ５ 直交変換回路 ６ 量子化回路 ７ 符号化回路 ８ 送信バッファ回路 ９ バッファ蓄積量検出回路 １０，１４ 量子化ステップ幅算出回路 １１ 動きベクトル値メモリ １２ ブロックグループ化部 １３ 関数選択部 1 screen division circuit 2 frame memory 3 motion prediction circuit 4 interframe prediction circuit 5 orthogonal transformation circuit 6 quantization circuit 7 encoding circuit 8 transmission buffer circuit 9 buffer accumulation amount detection circuit 10, 14 quantization step width calculation circuit 11 motion vector Value memory 12 Block grouping unit 13 Function selection unit
Claims (1)
ロック毎に１フレーム前の各ブロックと比較することに
より動きベクトルを検出し、前フレームで対応するブロ
ックとの差分データを、送信バッファ蓄積量対量子化ス
テップ幅特性にしたがって算出した量子化ステップ幅を
もとに量子化し、前記動きベクトルの値とともに符号化
して送信バッファに蓄積する画像圧縮方式において、 前記各ブロック毎の動きベクトル値を記憶するメモリ
と、 前記ベクトル値の方向が互いに共通な方向を持つブロッ
クでグループ化するグループ化手段と、 前記送信バッファ蓄積量対量子化ステップ幅特性を複数
個設定し、前記グループ化されたブロック群を構成する
ブロックの数を判定することにより、ブロック数が多い
グループ化されたブロック群に対しては小さい量子化ス
テップ幅に、ブロック数が少ないグループ化されたブロ
ック群に対しては大きい量子化ステップ幅になるような
送信バッファ蓄積量対量子化ステップ幅特性を選択する
選択手段を設けたことを特徴とする画面に重み付けを持
たせた画像圧縮方式。1. A screen is divided into a plurality of blocks, and a motion vector is detected by comparing each block with each block one frame before, and the difference data from the corresponding block in the previous frame is transmitted to a transmission buffer. In the image compression method of quantizing based on the quantization step width calculated according to the accumulation amount-quantization step width characteristic, encoding with the value of the motion vector and accumulating in the transmission buffer, the motion vector value for each block And a grouping means for grouping the blocks in which the directions of the vector values have a common direction, and a plurality of the transmission buffer storage amount vs. quantization step width characteristics are set, and the grouping is performed. By determining the number of blocks that make up a block group, the group of blocks with a large number of blocks is paired. In addition, a selection means is provided for selecting a transmission buffer accumulated amount vs. quantization step width characteristic such that a small quantization step width has a large quantization step width for a group of blocks having a small number of blocks. An image compression method that gives weight to the screen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34135892A JPH06169452A (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Picture compression system having weighting on screen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34135892A JPH06169452A (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Picture compression system having weighting on screen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169452A true JPH06169452A (en) | 1994-06-14 |
Family
ID=18345450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34135892A Pending JPH06169452A (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Picture compression system having weighting on screen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06169452A (en) |
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-
1992
- 1992-11-27 JP JP34135892A patent/JPH06169452A/en active Pending
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