JPH06217291A - System for sub-band encoding between motion compensation frames - Google Patents

System for sub-band encoding between motion compensation frames

Info

Publication number
JPH06217291A
JPH06217291A JP4001451A JP145192A JPH06217291A JP H06217291 A JPH06217291 A JP H06217291A JP 4001451 A JP4001451 A JP 4001451A JP 145192 A JP145192 A JP 145192A JP H06217291 A JPH06217291 A JP H06217291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motion
filter
frame
stage
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4001451A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2901105B2 (en
Inventor
Hirotaka Jiyosawa
裕尚 如澤
Yutaka Watanabe
裕 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP4001451A priority Critical patent/JP2901105B2/en
Publication of JPH06217291A publication Critical patent/JPH06217291A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2901105B2 publication Critical patent/JP2901105B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To enable the sub-band encoding between motion compensation frames with high pixel precision by performing inter-frame prediction and in-frame encoding for data in a frequency domain. CONSTITUTION:An input image 1 is compared with the image of a preceding frame stored in a frame memory 9 and a 1st-stage sub-band division filter processing part 10 filters the image of the preceding frame stored in the frame memory 9 in the unit of macroblock corresponding to a shift quantity by using a motion vector obtained by calculation. Then a 2nd-(N)th-stage sub-band division filter processing part 11 performs normal sub-band division. The filter output of a final stage, i.e., a prediction filter output coefficient 3 is compared with the filter output coefficient obtained as a result of dividing in sub bands from the input image 1 by the sub-band division of a 1st-(N)th-stage sub-band division filter processing part 2 and when the power of a difference filter coefficient 4 between motion compensation frames is smaller than the power of input data, the coefficient 3 is handled as an object of encoding in inter-frame difference mode.

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、動き補償フレーム間予
測とサブバンド分割を用いた動画像の高能率符号化方式
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-efficiency coding system for moving pictures using motion-compensated interframe prediction and subband division.

【0002】[0002]

【従来の技術】動き補償フレーム間予測は、動画像符号
化において、高い符号化効率を保証することが知られて
いる。離散コサイン変換(Discrete Cosine Transfor
m,以下DCTという)などの直交変換と組み合わせた
ハイブリッド符号化は、代表的な例であり、CCITT
H.261、CCIR Rec.723などの国際標準符
号化方式として採用されている。DCTは空間冗長度の
圧縮に優れた特性を示すが、低ビットレート時にブロッ
ク歪みを与えるという問題点がある。
2. Description of the Related Art Motion-compensated interframe prediction is known to ensure high coding efficiency in moving picture coding. Discrete Cosine Transfor
m, hereinafter referred to as DCT) hybrid coding combined with an orthogonal transform such as CCITT is a typical example.
It has been adopted as an international standard encoding method such as H.261 and CCIR Rec.723. The DCT has excellent characteristics for compressing the spatial redundancy, but has a problem of giving block distortion at a low bit rate.

【0003】近年、ブロック歪みを与えない空間冗長度
除去方式として、ウェーブレットやQMF(Quadratur
e Mirror Filter)に代表されるような多段フイルタ
バンクによるサブバンド符号化が検討されている。
In recent years, wavelet and QMF (Quadatur
Sub-band coding by a multi-stage filter bank as represented by the e mirr filter) has been studied.

【0004】動き補償フレーム間予測と多段フィルタバ
ンクを組み合わせたハイブリッド符号化の構成方法に
は、「差分後帯域分割を行うタイプ」と「帯域分割後差
分を求めるタイプ」の2つの形式が考えられる。
As a method of constructing hybrid coding in which motion-compensated inter-frame prediction and a multi-stage filter bank are combined, two types are conceivable: a "type after performing band division after difference" and a "type for obtaining difference after band division". .

【0005】前者は従来の動き補償を用いたハイブリッ
ド符号化方式において、DCTを多段フィルタバンクに
置き換えた構成である。動きベクトルの検出は、入力画
像と既に符号化された前フレーム画像を用いて実行され
る。入力画像に対して動き補償フレーム間予測が行わ
れ、差分画像がサブバンド分割される。このタイプでは
通常、ブロックマッチング法を用いてブロック単位で動
きベクトル検出・予測が行われる。そのため、隣接した
ブロック間で動ベクトルが変化する場合、その予測信号
及び予測誤差信号には、ブロック境界部においてレベル
の急峻な変換が見られることが多い。この変化はDCT
などのブロック内で閉じた変換では問題とはならない
が、ブロックに閉じないフィルタを用いるサブバンド符
号化では、符号化効率の低下につながっていた。
The former is a conventional hybrid coding system using motion compensation, in which the DCT is replaced with a multi-stage filter bank. Motion vector detection is performed using the input image and the previously encoded previous frame image. Motion-compensated interframe prediction is performed on the input image, and the difference image is divided into subbands. In this type, motion vector detection / prediction is usually performed in block units using the block matching method. Therefore, when the motion vector changes between adjacent blocks, the prediction signal and the prediction error signal often have a sharp level conversion at the block boundary. This change is DCT
Although it is not a problem for transforms that are closed within blocks, such as sub-band coding that uses a filter that does not close blocks leads to a reduction in coding efficiency.

【0006】この点を考慮して従来から、後者のタイプ
が用いられている(H.Gharavi: “Subband Coding Algo
rithm for Video Applications: Videophone to HDTV C
onferencing", IEEE Trans., CAS for Video Technolog
y, Vol.1, No.2, pp.174-182, June 1991)。
In consideration of this point, the latter type has been conventionally used (H. Gharavi: “Subband Coding Algo
rithm for Video Applications: Videophone to HDTV C
onferencing ", IEEE Trans., CAS for Video Technolog
y, Vol.1, No.2, pp.174-182, June 1991).

【0007】この後者のタイプは、入力信号を帯域分割
し、各サブバンド毎に動き補償フレーム間予測を行うハ
イブリッド構成をとっている。入力画像は、直接サブバ
ンド分割され、周波数領域データに変換される。動きベ
クトル検出は、既に符号化された周波数領域データと入
力画像のサブバンド出力とを比較することにより実行さ
れる。動きベクトル検出は、各サブバンド毎に独立に処
理されるか、あるいは最も低域の画像に対してのみ動き
検出を行い、ここで得られた動きベクトルを他の帯域に
も適用する手法がとられる。この処理では、動きベクト
ル検出及び動き補償は、フィルタ出力後にサブサンプル
されたデータに対して実行される。従って、動きベクト
ル検出精度及びフレーム間予測精度は、原画像領域での
処理に比べて低下する。例えば、3ステージの2次元フ
ル分割フィルタバンクを用いる場合、分割後の画像での
1画素精度の動き検出は、元の画像領域では8画素精度
に相当する。従って、等価的に粗い動き補償精度しか得
られず、フレーム間予測効率の低下を招いていた。
The latter type has a hybrid structure in which an input signal is band-divided and motion-compensated interframe prediction is performed for each subband. The input image is directly subband-divided and converted into frequency domain data. Motion vector detection is performed by comparing the previously encoded frequency domain data with the subband output of the input image. Motion vector detection is performed independently for each sub-band, or motion detection is performed only on the lowest band image, and the motion vector obtained here is also applied to other bands. To be In this process, motion vector detection and motion compensation are performed on the subsampled data after filter output. Therefore, the motion vector detection accuracy and the inter-frame prediction accuracy are lower than the processing in the original image area. For example, when using a three-stage two-dimensional full-division filter bank, motion detection with 1-pixel precision in the divided image corresponds to 8-pixel precision in the original image area. Therefore, only coarse motion compensation accuracy is equivalently obtained, which causes a decrease in inter-frame prediction efficiency.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の動き補償フ
レーム間予測サブバンド符号化では、以下の問題点があ
った。
The conventional motion-compensated interframe prediction subband coding has the following problems.

【0009】1.動き補償フレーム間差分後にサブバン
ド分割を行うハイブリッド構成の場合、従来型の動き補
償はブロック毎に処理される。そのため、隣接したブロ
ック間で動きベクトルが変化するとき、その予測信号及
び予測誤差信号には、ブロック境界部においてレベルの
急峻な変化が見られることが多い。通常、サブバンドフ
ィルタの次数とサブサンプリング比は、動き補償ブロッ
クサイズに一致しない。従って、サブバンドフィルタリ
ングは、動き補償で生じた不連続信号を周波数領域デー
タに変換することになり、高周波成分の増加を招き、結
果的に符号化効率を低下させる。
1. In the case of a hybrid configuration in which sub-band division is performed after motion compensation frame difference, conventional motion compensation is processed block by block. Therefore, when the motion vector changes between adjacent blocks, the prediction signal and the prediction error signal often have a sharp level change at the block boundary. Normally, the subband filter order and subsampling ratio do not match the motion compensation block size. Therefore, the subband filtering converts a discontinuous signal generated by motion compensation into frequency domain data, which causes an increase in high frequency components and consequently reduces coding efficiency.

【0010】2.サブバンド分割後に動き補償フレーム
間差分をとるハイブリッド構成の場合、入力信号を帯域
分割し、各サブバンド毎に動き補償フレーム間予測を行
うハイブリッド構成をとっている。周波数領域データに
関して予測ループが形成されるから動き補償の不連続を
変換するという問題はない。しかし、動きベクトル検出
及び動き補償は、フィルタ出力後にサブサンプルされた
データに対して処理されるから、動きベクトル検出精度
及びフレーム間予測精度は、原画像領域での処理に比べ
て低下する。n多段構成の2分割サブバンドフィルタリ
ングの場合、最終段では動き補償精度が1/2nに劣化
する。
2. In the case of the hybrid configuration in which the difference between motion-compensated frames is obtained after sub-band division, the input signal is band-divided and the motion-compensated inter-frame prediction is performed for each sub-band. Since a prediction loop is formed for frequency domain data, there is no problem of converting motion compensation discontinuities. However, since the motion vector detection and the motion compensation are processed on the data subsampled after the filter output, the motion vector detection accuracy and the inter-frame prediction accuracy are lower than the processing in the original image area. In the case of 2-division subband filtering with n multi-stage configuration, the motion compensation accuracy deteriorates to 1/2 n at the final stage.

【0011】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、動き補償フレーム
間予測と多段サブバンド分割フィルタが組み合わされた
ハイブリッド符号化方式において、動き補償ブロック境
界での不連続によるサブバンド符号化効率の劣化を除去
し、かつ、サブサンプルを行わない画像サイズに対して
検出される動きベクトルの精度を維持する動き補償サブ
バンドフィルタ出力を得ることが可能な技術を提供する
ことにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide motion compensation in a hybrid coding system in which motion-compensated interframe prediction and a multistage subband division filter are combined. It is possible to obtain a motion-compensated sub-band filter output that removes the deterioration of sub-band coding efficiency due to discontinuity at a block boundary and maintains the accuracy of a motion vector detected for an image size without sub-sampling. To provide possible technology.

【0012】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面よって明らか
にする。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、入力されたディジタル画像信号系列の時
間的冗長度を動き補償フレーム間予測を用いて抑圧し、
空間的冗長度をウェーブレット変換などの多段フィルタ
バンクにより抑圧する動画像の高能率符号化方式におい
て、入力画像をK×K画素のブロックに分割し、フレー
ムメモリに蓄えられた当該符号化画像と入力画像間で、
フレーム間予測の対象である2画面間の動き量をブロッ
ク毎に検出し、あるいは予め原画像間でブロック毎の動
き量を検出しておき、フレームメモリ中の当該符号化画
像に対してブロック毎に動き量に相当する位置だけずら
せた位置を開始点として第1段目の帯域分割フィルタリ
ングを行うことにより動き補償された位置を基にしたフ
ィルタ出力係数を求め、第2段目以降の帯域分割は、前
記得られた第1段目のフィルタ出力に対して動き量やブ
ロックに関係なく帯域分割を行い、最終的に得られたフ
ィルタ出力係数を周波数領域でのフレーム間予測フィル
タ係数とし、一方、入力画像はブロックや動き量に関係
なく通常の多段の帯域分割を行いフィルタ出力係数を得
て、この係数からフレーム間予測フィルタ係数を減算す
ることによりフレーム間差分係数を求め、得られたフレ
ーム間差分係数を量子化、符号化伝送することを最も主
要な特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention suppresses temporal redundancy of an input digital image signal sequence using motion-compensated interframe prediction,
In a high-efficiency coding method for a moving image in which spatial redundancy is suppressed by a multistage filter bank such as a wavelet transform, an input image is divided into K × K pixel blocks, and the coded image stored in a frame memory is input. Between images,
The amount of motion between two screens, which is the target of inter-frame prediction, is detected for each block, or the amount of motion for each block is detected in advance between original images, and each block is detected for the corresponding encoded image in the frame memory. The filter output coefficient based on the motion-compensated position is obtained by performing the band division filtering of the first stage with the position shifted by the position corresponding to the motion amount as the starting point, and the band division of the second and subsequent stages is performed. Performs band division on the obtained first-stage filter output regardless of the amount of motion or block, and finally obtains the filter output coefficient as an inter-frame prediction filter coefficient in the frequency domain. , The input image is subjected to normal multi-stage band division regardless of the block or motion amount to obtain the filter output coefficient, and the inter-frame prediction filter coefficient is subtracted from this coefficient to reduce the frame rate. Seeking beam interframe difference coefficients, we quantize the difference coefficient between the obtained frames to the most important feature to transmit coded.

【0014】[0014]

【作用】前述の手段によれば、多段サブバンド分割のう
ち、第1段の帯域分割時に動き補償予測を行いながらサ
ブバンド分割に必要なフィルタ処理を実行し、第2段目
以降では通常のフィルタリングによる分割を繰り返すこ
とにより、周波数領域のデータにおいてフレーム間予測
あるいはフレーム内符号化を行うので、画素精度の高い
動き補償フレーム間サブバンド符号化方式が実現でき
る。また、局所的なフレーム内符号化が可能となり、動
き補償におけるブロック化に伴う予測画像のブロック段
差が解消される。そのため符号化効率が改善されるとと
もに、視覚的に障害の大きいブロック上の符号化雑音が
解消される。
According to the above-mentioned means, of the multi-stage sub-band division, the filter processing required for the sub-band division is executed while performing the motion compensation prediction during the band division of the first stage, and the normal processing is performed after the second stage. By repeating the division by filtering, inter-frame prediction or intra-frame encoding is performed on the data in the frequency domain, so that a motion-compensated inter-frame sub-band encoding method with high pixel accuracy can be realized. In addition, local intra-frame coding becomes possible, and block steps in the predicted image due to blocking in motion compensation are eliminated. As a result, the coding efficiency is improved and the coding noise on the visually impaired block is eliminated.

【0015】すなわち、ウェーブレットや多段構成のQ
MFフィルタの場合、マクロブロック単位に動き補償と
フィルタリングを行うためには、マクロブロック毎に動
きベクトル量だけシフトした位置をフィルタ操作開始点
の基準にすれば良い。つまり、通常の場合に比べてさら
に動きベクトル分だけオフセットが加わることになる。
That is, Q of wavelet or multistage structure
In the case of the MF filter, in order to perform motion compensation and filtering in units of macroblocks, the position shifted by the amount of motion vector for each macroblock may be used as the reference of the filter operation start point. That is, an offset is added by the amount corresponding to the motion vector as compared with the normal case.

【0016】この手法により得られる動き補償出力は、
周波数領域のデータであり、時間領域に戻すとあるマク
ロブロックのフィルタ出力から生成される画像は隣接す
るマクロブロックデータから生成される画像と重畳され
る。
The motion compensation output obtained by this method is
This is data in the frequency domain, and when it is returned to the time domain, the image generated from the filter output of a certain macroblock is superimposed on the image generated from the adjacent macroblock data.

【0017】例えば、低域周波数成分に関して2分割を
繰り返すウェーブレットではフィルタ次数と動きベクト
ル分のシフトをフィルタ操作開始点に施し、2画素毎に
出力データを集積すればよい。ここで、従来のサブバン
ド分割後の動き補償と大きく異なる点は、原画像から見
て定義されるマクロブロックサイズ毎に動きベクトルが
用いられることにある。従って、従来法と異なり、原画
像の動き検出精度の反映された動き補償フィルタリング
出力が得られる。また、第1段目の出力データは既に動
き補償されているため第2段目以後の分割には動きベク
トルを考慮する必要はなく、単純に再分割を繰り返せば
よい。
For example, in a wavelet in which the low frequency component is repeatedly divided into two, the filter order and the motion vector may be shifted at the filter operation start point, and the output data may be accumulated every two pixels. Here, a big difference from the conventional motion compensation after subband division is that a motion vector is used for each macroblock size defined from the viewpoint of the original image. Therefore, unlike the conventional method, the motion compensation filtering output in which the motion detection accuracy of the original image is reflected can be obtained. Further, since the output data of the first stage has already been motion-compensated, it is not necessary to consider the motion vector in the division of the second and subsequent stages, and the redivision may simply be repeated.

【0018】[0018]

【実施例】まず、本発明の原理を説明する。帯域分割処
理を繰り返す木構造に基づくフィルタバンクの代表的な
例は、図1に示す2分割を低域周波数側で繰り返す構造
を持つオクターブ分割フィルタである。図1において、
1,H2,H3はローパスフィルタ、G1,G2,G3はハ
イパスフィルタ、↓2 は2:1でまびくことを示す。
First, the principle of the present invention will be described. A typical example of a filter bank based on a tree structure in which band division processing is repeated is an octave division filter having a structure in which two divisions shown in FIG. 1 are repeated on the low frequency side. In FIG.
H 1 , H 2 , and H 3 are low-pass filters, G 1 , G 2 , and G 3 are high-pass filters, and ↓ 2 is 2: 1.

【0019】帯域分割フィルタとしてQMFが代表的で
あるが、分析合成フィルタの直交性、再構成の完全性、
有限次数での実現性の点でCQF(Conjugate Quadrat
ureFilter),SSKF(Symmetric Short Kernel
Filter)などいくつかのバリエーションがある。ま
た、ウェーブレットフィルタもこのクラスに含まれる。
多段のデシメーション(decimation)とインターポーレ
イション(interpolation)による木構造のフィルタバ
ンクを用いれば、一様な帯域分割だけでなく非一様な分
割も可能である。演算量の点からも一様フィルタバンク
の高速変換処理と同等のレベルのフィルタバンクを構成
し得る。
QMF is a typical band division filter, but the orthogonality of the analysis and synthesis filter, the perfection of reconstruction,
In terms of feasibility with a finite order, CQF (Conjugate Quadrat)
ureFilter), SSKF (Symmetric Short Kernel)
There are some variations such as Filter). Wavelet filters are also included in this class.
Not only uniform band division but also non-uniform division is possible by using a tree-structured filter bank with multi-stage decimation and interpolation. A filter bank having a level equivalent to the high-speed conversion processing of the uniform filter bank can be configured in terms of the amount of calculation.

【0020】従来の動き補償は、原画像上でK×K画素
のマクロブロック単位に処理される。これと同等の処理
精度を多段フィルタで構成される多段サブバンド符号化
の第1段に取り入れた結果得られる作用について説明す
る。
The conventional motion compensation is processed in units of K × K pixel macroblocks on the original image. An operation obtained as a result of introducing processing accuracy equivalent to this to the first stage of multistage subband coding configured by a multistage filter will be described.

【0021】入力信号をx(i)(i=0,1,…,
T),N次サブバンドフィルタの係数をh(i)(i=
0,1,…,N−1)とする。j番目のマクロブロック
に属する動きベクトルをv(j),入出力信号の時刻をn
(n∈M(j))とする。ただし、M(j)はマクロブロ
ックjに属する時刻インデクス群を表す。
The input signal is x (i) (i = 0, 1, ...,
T), the coefficient of the Nth-order subband filter is h (i) (i =
0, 1, ..., N-1). The motion vector belonging to the j-th macroblock is v (j), and the time of the input / output signal is n.
(NεM (j)). However, M (j) represents a time index group belonging to macroblock j.

【0022】入力信号x(n)を動きベクトルに相当する
サンプル数v(j)だけシフトし、フィルタh(n)と畳み
込むことにより、動き補償された出力信号y(n)が得ら
れる。これは次式(1)で表される。
A motion-compensated output signal y (n) is obtained by shifting the input signal x (n) by the number of samples v (j) corresponding to the motion vector and convolving it with the filter h (n). This is expressed by the following equation (1).

【0023】[0023]

【数1】 [Equation 1]

【0024】式(1)をZ変換すれば、By Z-transforming equation (1),

【0025】[0025]

【数2】 [Equation 2]

【0026】が得られる。H(z)がハーフバンドフィル
タのとき2:1にデシメーション(decimation)された
信号D(z2)は、
Is obtained. When H (z) is a half band filter, the signal D (z 2 ) decimated to 2: 1 is

【0027】[0027]

【数3】 [Equation 3]

【0028】となる。[0028]

【0029】一方、従来の手法では、デシメーション
(decimation)が先に行われ、周波数領域で動き補償が
行われる。デシメーション(decimation)後に動き補償
されたデータF(z2)は、動きベクトルをw(j)とすれ
ば、
On the other hand, in the conventional method, decimation is performed first, and motion compensation is performed in the frequency domain. Data F (z 2 ) that has been motion-compensated after decimation, if the motion vector is w (j),

【0030】[0030]

【数4】 [Equation 4]

【0031】となる。式(3)と(4)が一致する条件
は、
It becomes The condition that equations (3) and (4) match is

【0032】[0032]

【数5】v(j)=2w(j) ……(5) である。w(j)が1画素精度の動きベクトルであると
き、v(j)は2画素精度となる。従って、従来手法で
は、第1段のデシメーション(decimation)後の動き補
償精度は元の信号領域の1/2しかなく効率が低いこと
がわかる。逆に、本発明の方式(式(1))を用いれ
ば、従来法より精度の高い動き補償を実現できることが
わかる。
## EQU5 ## v (j) = 2w (j) (5). When w (j) is a 1-pixel precision motion vector, v (j) is 2-pixel precision. Therefore, in the conventional method, it is understood that the motion compensation accuracy after the first-stage decimation is only half that of the original signal area and the efficiency is low. On the contrary, by using the method of the present invention (Equation (1)), it can be seen that motion compensation with higher accuracy than the conventional method can be realized.

【0033】帯域分割フィルタの初段フィルタ出力は、
動き補償されたデータであるから、第2段目以降では通
常の2分割フィルタリングを低域周波数成分に対して繰
り返せば良い。動き補償フィルタバンクの構成を図2に
示す。図2において、H1,H2,H3はローパスフィル
タ、G1,G2,G3はハイパスフィルタ、↓2 は2:1
でまびくことを示す。
The output of the first stage filter of the band division filter is
Since the data is motion-compensated, normal two-division filtering may be repeated for the low frequency components after the second stage. The structure of the motion compensation filter bank is shown in FIG. In FIG. 2, H 1 , H 2 and H 3 are low pass filters, G 1 , G 2 and G 3 are high pass filters, and ↓ 2 is 2: 1.
It shows that it is scattered.

【0034】ここでは、簡単のために1次元信号の場合
について述べた。実際の画像信号は2次元信号であり、
可分型フィルタを用いて帯域分割を行う場合、水平分離
と垂直分離の両フィルタの初段において動き補償を行う
必要がある。通常、動き(シフト量)は水平、垂直成分
からなるベクトルv(j)=(vh(j),vv(j))で表さ
れる。しかし、それぞれの初段フィルタでは、シフト量
はvh(j)及びvv(j)ではなく、共にvh(j)+Lvv
(j)(L:水平画素数)である点に注意を要する。
Here, the case of a one-dimensional signal has been described for simplicity. The actual image signal is a two-dimensional signal,
When band division is performed using a divisible filter, it is necessary to perform motion compensation in the first stage of both the horizontal separation filter and the vertical separation filter. Usually, the movement (shift amount) is represented by a vector v (j) = (v h (j), v v (j)) including horizontal and vertical components. However, in each of the first-stage filters, the shift amount is not v h (j) and v v (j), but both v h (j) + Lv v
(j) (L: number of horizontal pixels).

【0035】以下、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明する。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0036】図3は、本発明の動き補償フレーム間サブ
バンド符号化方式の一実施例における動き補償フレーム
間サブバンド符号化器の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the structure of a motion compensation interframe subband encoder in one embodiment of the motion compensation interframe subband encoding system of the present invention.

【0037】図3において、1は入力画像、2は1〜N
段サブバンド分割フィルタ処理部、3は予測フィルタ出
力係数、4は動き補償フレーム間差分フィルタ係数、5
は量子化器、6は可変長符号化器、7は逆量子化器、8
は1〜N段サブバンド合成フィルタ処理部、9はフレー
ムメモリ、10は第1段目動き補償サブバンド分割フィ
ルタ処理部、11は2〜N段サブバンド分割フィルタ処
理部、12は動きベクトル検出部である。
In FIG. 3, 1 is an input image and 2 is 1 to N.
Stage sub-band division filter processing unit, 3 is a prediction filter output coefficient, 4 is a motion compensation inter-frame difference filter coefficient, 5
Is a quantizer, 6 is a variable length encoder, 7 is an inverse quantizer, 8
Is a 1 to N-stage subband synthesis filter processing unit, 9 is a frame memory, 10 is a first stage motion compensation subband division filter processing unit, 11 is a 2-N stage subband division filter processing unit, and 12 is a motion vector detection It is a department.

【0038】次に、本実施例の動き補償フレーム間サブ
バンド符号化器の動作を図3を用いて説明する。入力画
像1は、フレームメモリ9に蓄えられた前フレームの画
像と比較され、動きベクトル検出部12において動きベ
クトルが計算される。この動きベクトルを用いて、第1
段目サブバンド分割フィルタ処理部10では、フレーム
メモリ9に蓄えられた前フレームの画像がシフト量に応
じてマクロブロック単位にフィルタリングされる。引き
続き、2〜N段目サブバンド分割フィルタ処理部11で
は通常のサブバンド分割が実行される。最終段のフィル
タ出力、すなわち予測フィルタ出力係数3は、入力画像
1を1〜N段サブバンド分割フィルタ処理部2におい
て、サブバンド分割した結果得られるフイルタ出力係数
と比較され、動き補償フレーム間差分フィルタ係数4の
パワーが入力データ(フィルタ出力)のパワーより小さ
い時、フレーム間差分モードの符号化対象として扱われ
る。
Next, the operation of the motion-compensated interframe subband encoder of this embodiment will be described with reference to FIG. The input image 1 is compared with the image of the previous frame stored in the frame memory 9, and the motion vector is calculated in the motion vector detection unit 12. By using this motion vector,
In the stage sub-band division filter processing unit 10, the image of the previous frame stored in the frame memory 9 is filtered in macro block units according to the shift amount. Subsequently, normal subband division is executed in the second to Nth subband division filter processing units 11. The filter output of the final stage, that is, the prediction filter output coefficient 3 is compared with the filter output coefficient obtained as a result of subband division of the input image 1 in the 1 to N-stage subband division filter processing unit 2, and the difference between motion compensation frames is calculated. When the power of the filter coefficient 4 is smaller than the power of the input data (filter output), it is treated as an encoding target in the interframe difference mode.

【0039】逆であれば入力データが符号化対象として
次の処理に引き継がれる。この切り替えは、マクロブロ
ック単位に行うことができる。フレーム間差分あるいは
フレーム内のフィルタ出力は、量子化器5において量子
化される。量子化番号は可変長符号化器6において、エ
ントロピー符号化され受信側へ伝送される。また、通常
のフレーム間符号化と同様に、次のフレームのフィルタ
出力と比較するため、符号化ループ内には、データを蓄
積しておく必要がある。そのため、量子化されたデータ
は、逆量子化器7において量子化値に戻される。この量
子化値は、フレームメモリ9に蓄えられている前フレー
ムの画像を、第1段目動き補償サブバンド分割フィルタ
処理(10)し、さらに2〜N段サブバンド分割フィル
タ処理(11)して得られた予測フィルタ出力係数3に
加算される。加算された係数は、1〜N段サブバンド合
成フィルタ処理部8において、符号化画像に変換されフ
レームメモリ9に蓄えられる。
If the opposite is true, the input data is taken over as the object of encoding and is passed on to the next processing. This switching can be performed in macroblock units. The interframe difference or the filter output within the frame is quantized in the quantizer 5. The quantization number is entropy coded by the variable length encoder 6 and transmitted to the receiving side. Further, like the normal interframe coding, it is necessary to store data in the coding loop for comparison with the filter output of the next frame. Therefore, the quantized data is returned to the quantized value in the inverse quantizer 7. The quantized value is subjected to the first stage motion compensation sub-band division filter processing (10) and further the 2 to N-stage sub-band division filter processing (11) on the image of the previous frame stored in the frame memory 9. It is added to the prediction filter output coefficient 3 thus obtained. The added coefficient is converted into an encoded image in the 1 to N-stage subband synthesis filter processing unit 8 and stored in the frame memory 9.

【0040】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Absent.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、動き補償フレーム間予測とウェーブレット変換など
の多段サブバンド符号化において、画素精度の高い動き
補償フレーム間サブバンド符号化方式が実現でき、局所
的なフレーム内符号化が可能となり、動き補償における
ブロック化に伴う予測画像のブロック段差が解消され
る。そのため符号化効率が改善されるとともに、視覚的
に障害の大きいブロック上の符号化雑音が解消される。
As described above, according to the present invention, a motion-compensated interframe subband coding system with high pixel accuracy is realized in multistage subband coding such as motion-compensated interframe prediction and wavelet transform. As a result, local intra-frame coding is possible, and the block difference in the predicted image due to blocking in motion compensation is eliminated. As a result, the coding efficiency is improved and the coding noise on the visually impaired block is eliminated.

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

【図1】 本発明の原理を説明するための3段オクター
ブバンクの構成を示すブロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a three-stage octave bank for explaining the principle of the present invention,

【図2】 本発明の原理を説明するための動き補償フイ
ルタバンクの構成を示すブロック図、
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a motion compensation filter bank for explaining the principle of the present invention;

【図3】 本発明の動き補償フレーム間サブバンド符号
化方式の一実施例における動き補償フレーム間サブバン
ド符号化器の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a motion compensation interframe subband encoder in an embodiment of the motion compensation interframe subband encoding system of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力画像、2…1〜N段サブバンド分割フィルタ処
理部、3…予測フィルタ出力係数、4…動き補償フレー
ム間差分フィルタ係数、5…量子化器、6…可変長符号
化器、7…逆量子化器、8…1〜N段サブバンド合成フ
ィルタ処理部、9…フレームメモリ、10…第1段目動
き補償サブバンド分割フィルタ処理部、11…2〜N段
サブバンド分割フィルタ処理部、12…動きベクトル検
出部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input image, 2 ... 1-N stage sub-band division filter processing part, 3 ... Prediction filter output coefficient, 4 ... Motion compensation inter-frame difference filter coefficient, 5 ... Quantizer, 6 ... Variable length coder, 7 Inverse quantizer, 8 ... 1 to N-stage subband synthesis filter processing unit, 9 ... Frame memory, 10 ... First stage motion compensation subband division filter processing unit, 11 ... 2 to N stage subband division filter processing Part, 12 ... Motion vector detecting part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力されたディジタル画像信号系列の時
間的冗長度を動き補償フレーム間予測を用いて抑圧し、
空間的冗長度をウェーブレット変換などの多段フィルタ
バンクにより抑圧する動画像の高能率符号化方式におい
て、入力画像をK×K画素のブロックに分割し、フレー
ムメモリに蓄えられた当該符号化画像と入力画像間で、
フレーム間予測の対象である2画面間の動き量をブロッ
ク毎に検出し、あるいは予め原画像間でブロック毎の動
き量を検出しておき、フレームメモリ中の当該符号化画
像に対してブロック毎に動き量に相当する位置だけずら
せた位置を開始点として第1段目の帯域分割フィルタリ
ングを行うことにより動き補償された位置を基にしたフ
ィルタ出力係数を求め、第2段目以降の帯域分割は前記
得られた第1段目のフィルタ出力に対して動き量やブロ
ックに関係なく帯域分割を行い、最終的に得られたフィ
ルタ出力係数を周波数領域でのフレーム間予測フィルタ
係数とし、一方、入力画像はブロックや動き量に関係な
く通常の多段の帯域分割を行いフィルタ出力係数を得
て、この係数からフレーム間予測フィルタ係数を減算す
ることによりフレーム間差分係数を求め、得られたフレ
ーム間差分係数を量子化、符号化伝送することを特徴と
する動き補償フレーム間サブバンド符号化方式。
1. A method for suppressing temporal redundancy of an input digital image signal sequence using motion compensation interframe prediction,
In a high-efficiency coding method for a moving image in which spatial redundancy is suppressed by a multistage filter bank such as a wavelet transform, an input image is divided into K × K pixel blocks, and the coded image stored in a frame memory is input. Between images,
The amount of motion between two screens, which is the target of inter-frame prediction, is detected for each block, or the amount of motion for each block is detected in advance between original images, and each block is detected for the corresponding encoded image in the frame memory. The filter output coefficient based on the motion-compensated position is obtained by performing the band division filtering of the first stage with the position shifted by the position corresponding to the motion amount as the starting point, and the band division of the second and subsequent stages is performed. Performs band division on the obtained first stage filter output regardless of the amount of motion or block, and finally obtains the filter output coefficient as an inter-frame prediction filter coefficient in the frequency domain. The input image is subjected to normal multi-stage band division irrespective of the block and motion amount to obtain the filter output coefficient, and the inter-frame prediction filter coefficient is subtracted from this coefficient to obtain the frame. Calculated between the difference coefficients, the quantized difference coefficients between the obtained frame motion compensation interframe subband coding scheme, wherein the transmission coding.
JP4001451A 1992-01-08 1992-01-08 Motion compensated inter-frame subband coding Expired - Fee Related JP2901105B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4001451A JP2901105B2 (en) 1992-01-08 1992-01-08 Motion compensated inter-frame subband coding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4001451A JP2901105B2 (en) 1992-01-08 1992-01-08 Motion compensated inter-frame subband coding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06217291A true JPH06217291A (en) 1994-08-05
JP2901105B2 JP2901105B2 (en) 1999-06-07

Family

ID=11501810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4001451A Expired - Fee Related JP2901105B2 (en) 1992-01-08 1992-01-08 Motion compensated inter-frame subband coding

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2901105B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6356592B1 (en) 1997-12-12 2002-03-12 Nec Corporation Moving image coding apparatus
US8199815B2 (en) 2005-08-27 2012-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for video encoding/decoding and recording medium having recorded thereon program for executing the method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6356592B1 (en) 1997-12-12 2002-03-12 Nec Corporation Moving image coding apparatus
US8199815B2 (en) 2005-08-27 2012-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for video encoding/decoding and recording medium having recorded thereon program for executing the method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2901105B2 (en) 1999-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5767909A (en) Apparatus for encoding a digital video signal using an adaptive scanning technique
US7336720B2 (en) Real-time video coding/decoding
EP0542261B1 (en) Method of performing high efficiency coding of image signal and system therefor
US5434622A (en) Image signal encoding apparatus using adaptive frame/field format compression
US6954500B2 (en) Video coding method using a block matching process
KR19990006744A (en) Video coding method and decoding method
JPH11262018A (en) Motion compensation coder, motion compensation coding method and motion compensation recording medium therefor
JPH09130801A (en) Image encoding device, image encoding method, image decoding device and image decoding device
Guillotel et al. Comparison of motion vector coding techniques
US5351086A (en) Low-bit rate interframe video encoder with adaptive transformation block selection
JP3417443B2 (en) Apparatus and method for motion estimation for B picture
KR20000059799A (en) Device and method for motion compensation coding using wavelet coding
US5432555A (en) Image signal encoding apparatus using adaptive 1D/2D DCT compression technique
JPH09182085A (en) Image encoding device, image decoding device, image encoding method, image decoding method, image transmitting method and recording medium
Cui et al. Multihypothesis motion compensation in the redundant wavelet domain
JP2901105B2 (en) Motion compensated inter-frame subband coding
JPH04322593A (en) Picture coder and its decoder
JP2004521547A (en) Video encoder and recording device
Panchanathan et al. Fast multiresolution motion estimation scheme for a wavelet transform video coder
JP3178140B2 (en) Image data compression device
KR100240620B1 (en) Method and apparatus to form symmetric search windows for bidirectional half pel motion estimation
Li et al. High-performance resolution-scalable video coding via all-phase motion-compensated prediction of wavelet coefficients
JP2001128183A (en) Method and device for encoding moving picture, method and device for decoding moving picture, and recording medium storing moving picture encoding and encoding program
Ibaba et al. A review of video compression optimization techniques
KR0178197B1 (en) Apparatus for encoding an image signal using region segmentation

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090319

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090319

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100319

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110319

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees