JPH0646408A - Movement compensated predictive coder/decoder - Google Patents
Movement compensated predictive coder/decoderInfo
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- JPH0646408A JPH0646408A JP19527892A JP19527892A JPH0646408A JP H0646408 A JPH0646408 A JP H0646408A JP 19527892 A JP19527892 A JP 19527892A JP 19527892 A JP19527892 A JP 19527892A JP H0646408 A JPH0646408 A JP H0646408A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は画像信号の動き補償予
測符号化装置及び復号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion compensation predictive coding apparatus and a decoding apparatus for image signals.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は例えばGeneral Instrument Corpo
rationのDIGICIPHERTM HDTV SYSTEM,8June 1990の文献
に記載された従来の動き補償予測と離散コサイン変換
（以下「ＤＣＴ」という）を組み合わせた画像信号の動
き補償予測符号化装置のブロック回路図である。図にお
いて、５０１は色差信号Ｕの入力端子、５０２は色差信
号Ｖの入力端子、５０３は輝度信号Ｙの入力端子であ
る。５０４は入力端子５０１に接続された間引き回路、
５０５は入力端子５０２に接続された間引き回路であ
る。５０６は間引き回路５０４と間引き回路５０５と入
力端子５０３に接続された多重化器で、５０７の減算器
の一方の入力に接続される。５０８は減算器５０７に接
続されたＤＣＴ演算回路、５０９はＤＣＴ演算回路５０
８に接続された量子化器、５１０は量子化器５０９に接
続された逆量子化器、５１１は逆量子化器５１０に接続
された逆ＤＣＴ演算回路であり、加算器５１２の一方の
入力に接続される。５１３は加算器５１２に接続された
フレームメモリ、５１４は多重化器５０６とフレームメ
モリ（ＦＭ）５１３に接続された動きベクトル検出回
路、５１５はフレームメモリ５１３と動きベクトル検出
回路５１４に接続された動き補償回路（ＭＣ）で、減算
器５０７と加算器５１２のそれぞれ他方の入力に接続さ
れる。５１６は量子化器５０９に接続された可変長符号
化回路、５１７は可変長符号化回路５１６に接続された
出力端子である。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows, for example, General Instrument Corpo.
FIG. 3 is a block circuit diagram of a motion compensation predictive coding apparatus for an image signal, which is a combination of the conventional motion compensation prediction and discrete cosine transform (hereinafter referred to as “DCT”) described in the DIGICIPHER ™ HDTV SYSTEM, 8June 1990 document of ration. In the figure, 501 is an input terminal for the color difference signal U, 502 is an input terminal for the color difference signal V, and 503 is an input terminal for the luminance signal Y. 504 is a thinning circuit connected to the input terminal 501,
A thinning circuit 505 is connected to the input terminal 502. A multiplexer 506 is connected to the thinning circuit 504, the thinning circuit 505, and the input terminal 503, and is connected to one input of the subtractor 507. Reference numeral 508 denotes a DCT arithmetic circuit connected to the subtractor 507, and 509 denotes the DCT arithmetic circuit 50.
8 is a quantizer 510, an inverse quantizer 510 is connected to the quantizer 509, and an inverse DCT operation circuit 511 is connected to the inverse quantizer 510. Connected. 513 is a frame memory connected to the adder 512, 514 is a motion vector detection circuit connected to the multiplexer 506 and the frame memory (FM) 513, and 515 is motion connected to the frame memory 513 and the motion vector detection circuit 514. A compensating circuit (MC) is connected to the other inputs of the subtractor 507 and the adder 512, respectively. Reference numeral 516 is a variable length coding circuit connected to the quantizer 509, and 517 is an output terminal connected to the variable length coding circuit 516.
【０００３】次に動作について説明する。符号化する画
像信号は図６（ａ）のように１フレーム単位でブロック
に分割される。図６（ｂ）はそのようなブロックを表わ
し、ｘ11，ｘ12，．．．，ｘABはブロック内の各画素を
表わす。このようなブロック単位で、輝度信号Ｙは入力
端子５０３に、色差信号Ｕ，Ｖは入力端子５０１，入力
端子５０２に入力される。図６（ｃ）は動き補償予測の
ための参照画像となる前フレームを表わし、図６（ｃ）
のブロックは同図（ｂ）のブロックとの差分を求めるた
めのものであり、ｙ11，ｙ12，．．．，ｙABは各画素を
表わす。Next, the operation will be described. The image signal to be encoded is divided into blocks on a frame-by-frame basis as shown in FIG. FIG. 6 (b) represents such a block and is represented by x 11 , x 12 ,. ． ． , X AB represent each pixel in the block. In such a block unit, the luminance signal Y is input to the input terminal 503, and the color difference signals U and V are input to the input terminal 501 and the input terminal 502. FIG. 6C shows a previous frame which is a reference image for motion compensation prediction, and FIG.
Block is for obtaining the difference from the block in FIG. 9B, and y 11 , y 12 ,. ． ． , Y AB represents each pixel.
【０００４】参照画像信号はフレームメモリ５１３に蓄
えられている。図６（ｃ）のブロックを動かし、同図
（ｂ）のブロックと最も信号が似ていると判断されたブ
ロックの位置を動きベクトルで表わす。この動きベクト
ルを求めているのが動きベクトル検出回路５１４であ
る。動き補償回路５１５は、動きベクトル検出回路５１
４で得られた動きベクトルから、最小予測誤差信号が得
られるブロックを求め、参照ブロックとして出力され
る。減算器５０７では、以上のように得られた参照ブロ
ックと符号化しようとしているブロックとの差分が得ら
れ、ＤＣＴ演算回路５０８、量子化器５０９、可変長符
号化回路５１６を経て、動き補償予測誤差信号として出
力端子５１７から出力される。このとき、減算器５０７
の出力から得られる予測誤差信号Ｚab（１≦ａ≦Ａ，１
≦ｂ≦Ｂ）は ｚab＝ｘab−ｙab と表わすことができる。The reference image signal is stored in the frame memory 513. The block of FIG. 6C is moved, and the position of the block determined to have the most similar signal to the block of FIG. 6B is represented by a motion vector. It is the motion vector detection circuit 514 that obtains this motion vector. The motion compensation circuit 515 uses the motion vector detection circuit 51.
A block from which the minimum prediction error signal is obtained is obtained from the motion vector obtained in 4 and is output as a reference block. The subtracter 507 obtains the difference between the reference block obtained as described above and the block to be encoded, and passes through the DCT arithmetic circuit 508, the quantizer 509, and the variable length encoding circuit 516, and the motion compensation prediction is performed. It is output from the output terminal 517 as an error signal. At this time, the subtractor 507
Error signal Z ab (1 ≦ a ≦ A, 1
≦ b ≦ B) can be expressed as z ab = x ab −y ab .
【０００５】復号側では、可変長符号語を復号し、逆量
子化、逆ＤＣＴを行って動き補償予測誤差信号を求
め、、動きベクトルをもとに参照ブロックを過去のフレ
ームの画像信号から捜し、動き補償予測誤差信号と参照
ブロックとを足し合わせてもとの画像信号を復元する。On the decoding side, a variable length code word is decoded, inverse quantization and inverse DCT are performed to obtain a motion compensation prediction error signal, and a reference block is searched from the image signal of the past frame based on the motion vector. , The original image signal is restored by adding the motion compensation prediction error signal and the reference block.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の動き補償予測符
号化／復号化装置では以上のようにブロック単位で動き
補償予測を行うため、ブロック歪みと呼ばれる、隣接す
るブロックの境界部分に大きな信号レベルの段差が発生
する場合があった。従来では動き補償予測符号化方式に
ＤＣＴ等ブロック単位で処理を行う符号化方式がよく組
み合わされていたために、動き補償予測により発生する
ブロック歪みが特に問題になるようなことはなかった。In the conventional motion compensation predictive coding / decoding apparatus, since motion compensation prediction is performed in block units as described above, a large signal level called a block distortion is generated at the boundary between adjacent blocks. There was a case where a step difference occurred. In the past, since the motion compensation prediction coding system was often combined with a coding system such as DCT that performs processing in block units, the block distortion generated by the motion compensation prediction did not pose a particular problem.
【０００７】しかし最近、動き補償予測符号化方式と組
み合わせる方式として、ＤＣＴではなく、ウェーブレッ
ト変換、サブバンド符号化、ラップドオーソゴナル変換
（Lapped Orthogonal Transform）等のブロックで処理
が完結しない符号化方式が提案されてきている。このよ
うな場合に動き補償予測によりブロック歪みが発生する
と、ブロックの境界部分で信号レベルの段差が存在する
ため、ブロックの境界が観察できるために主観的な画像
品質が劣化し、ブロックの境界部分において高周波成分
が増大するために符号量が増える。However, recently, as a method to be combined with the motion compensation predictive coding method, not the DCT but a coding such as wavelet transform, sub-band coding, or wrapped orthogonal transform (Lapped Orthogonal Transform) whose processing is not completed. Schemes have been proposed. In such a case, if block distortion occurs due to motion compensation prediction, there is a signal level difference at the block boundary portion, so that the block boundary can be observed, and subjective image quality deteriorates. Since the high frequency component increases in, the code amount increases.
【０００８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、ブロック歪みが発生しない動き補
償予測符号化装置／復号化装置を得ることを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a motion compensation predictive coding / decoding device in which block distortion does not occur.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る動
き補償予測符号化装置は、画像信号を補間し、この補間
画像信号に対し動き補償予測を行なうものである。A motion-compensated predictive coding apparatus according to the invention of claim 1 interpolates an image signal and performs motion-compensated prediction on the interpolated image signal.
【００１０】請求項２の発明に係る動き補償予測復号化
装置は、補間画像信号を動き補償予測復号化し、その後
にこの復号化された補間画像信号を間引くものである。A motion-compensated predictive decoding apparatus according to a second aspect of the present invention is for performing motion-compensated predictive decoding on an interpolated image signal, and then thinning out the decoded interpolated image signal.
【００１１】請求項３の発明に係る動き補償予測符号化
装置は、画像信号を補間し、この補間画像信号に対し動
き補償予測を行ない、この符号化から出力される動き補
償予測誤差信号を間引くものである。A motion compensation predictive coding apparatus according to a third aspect of the present invention interpolates an image signal, performs motion compensated prediction on the interpolated image signal, and thins out a motion compensated prediction error signal output from this encoding. It is a thing.
【００１２】請求項４の発明に係る動き補償予測復号化
装置は、参照画像を補間し、この補間参照画像を動き補
償し、この動き補償された参照画像を間引き、動き補償
予測誤差信号とこの間引かれた参照画像との和を出力す
るものである。A motion-compensated predictive decoding apparatus according to a fourth aspect of the present invention interpolates a reference image, performs motion compensation on the interpolated reference image, thins out the motion-compensated reference image, and a motion-compensated prediction error signal and It outputs the sum with the subtracted reference image.
【００１３】[0013]
【作用】請求項１の発明における補間手段は、画像信号
を補間することにより、補間画像信号がブロック単位で
動き補償予測符号化され、補間前のもとの画像信号では
ブロック単位の処理を行わなくする。In the interpolating means according to the first aspect of the invention, the interpolated image signal is motion-compensated and predictively coded in block units by interpolating the image signal, and the original image signal before interpolation is processed in block units. To lose.
【００１４】請求項２の発明における間引き手段は、動
き補償予測復号化された補間画像信号を間引くことによ
り、復号後の画像信号をもとの画像信号と同じ標本点数
にする。The thinning means in the second aspect of the invention thins out the motion compensated predictive-decoded interpolated image signal to make the decoded image signal the same number of sample points as the original image signal.
【００１５】請求項３の発明における間引き手段は、動
き補償予測誤差信号を間引くことにより、送信する標本
点数をもとの画像信号と同じ標本点数にする。The thinning means in the third aspect of the invention thins out the motion-compensated prediction error signal to make the number of sample points to be transmitted the same as that of the original image signal.
【００１６】請求項４の発明における参照画像動き補償
手段は、補間された参照画像信号を動き補償し、この動
き補償された参照画像を間引くことにより、動き補償さ
れた参照画像信号が動き補償予測誤差信号と同じ標本点
数にされ、参照画像信号と予測誤差信号との和が出力で
きるようにする。The reference image motion compensating means according to the invention of claim 4 motion-compensates the interpolated reference image signal, and thins out the motion-compensated reference image to predict the motion-compensated reference image signal. The number of sampling points is the same as that of the error signal, and the sum of the reference image signal and the prediction error signal can be output.
【００１７】[0017]
【実施例】実施例１．以下、本発明の一実施例を図につ
いて説明する。図１は実施例１の動き補償予測符号化装
置のブロック回路図である。同図において、１は画像信
号の入力端子、２は入力端子１に接続されたインターポ
レータ、３はインターポレータ２に接続された低域通過
フィルタＧ1（ｚ）で、減算器４の一方の入力に接続さ
れる。５は減算器４の一方の入力に接続された加算器、
６は加算器５に接続された補間画像メモリ、７は低域通
過フィルタＧ1（ｚ）３と補間画像メモリ６に接続され
た動きベクトル検出回路、８は補間画像メモリ６と動き
ベクトル検出回路７に接続された動き補償回路で、減算
器４と加算器５のそれぞれ他方の入力に接続される。９
は減算器４に接続された出力端子、１０は動きベクトル
検出回路７に接続された出力端子である。EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram of the motion compensation predictive coding apparatus according to the first embodiment. In the figure, 1 is an image signal input terminal, 2 is an interpolator connected to the input terminal 1, 3 is a low-pass filter G 1 (z) connected to the interpolator 2, and Connected to one input. 5 is an adder connected to one input of the subtractor 4,
6 is an interpolation image memory connected to the adder 5, 7 is a motion vector detection circuit connected to the low-pass filter G 1 (z) 3 and the interpolation image memory 6, and 8 is an interpolation image memory 6 and a motion vector detection circuit. In the motion compensation circuit connected to 7, the subtractor 4 and the adder 5 are respectively connected to the other inputs. 9
Is an output terminal connected to the subtractor 4, and 10 is an output terminal connected to the motion vector detection circuit 7.
【００１８】次に動作について説明する。この実施例は
画像信号をそのままブロックに分割して動き補償予測を
行なうのではなく、動き補償予測を行なう前に、まず画
像信号を補間する。画像信号の補間を行なう回路がイン
ターポレータ２と低域通過フィルタＧ1（ｚ）３であ
る。画像信号はインターポレータ２により各標本点の間
に１個ずつ０が挿入され、低域通過フィルタＧ1（ｚ）
３に通されて帯域制限されることにより標本点数が２倍
になるように補間され、補間画像信号として出力され
る。この補間画像信号はブロックに分割され、補間画像
メモリ６に蓄えられている補間された過去の画像信号を
参照画像として動き補償予測を行ない、出力端子９から
動き補償予測誤差信号を出力し、出力端子１０から動き
ベクトルを出力する。Next, the operation will be described. In this embodiment, the image signal is not directly divided into blocks and the motion compensation prediction is performed, but the image signal is first interpolated before the motion compensation prediction is performed. The circuit that interpolates the image signal is the interpolator 2 and the low-pass filter G 1 (z) 3. The image signal has a low-pass filter G 1 (z) in which 0 is inserted between sample points by the interpolator 2.
The signal is passed through 3 to be band-limited and interpolated so that the number of sample points is doubled and output as an interpolated image signal. This interpolated image signal is divided into blocks, motion compensated prediction is performed using the interpolated past image signal stored in the interpolated image memory 6 as a reference image, and a motion compensated prediction error signal is output from the output terminal 9 and output. The motion vector is output from the terminal 10.
【００１９】このように、本実施例１では、画像信号を
まず補間し、この補間画像信号で動き補償予測符号化を
行なう。As described above, in the first embodiment, the image signal is first interpolated, and the motion compensated predictive coding is performed with this interpolated image signal.
【００２０】図２は実施例１の動き補償予測復号化装置
のブロック回路図である。同図において、１１は受信し
た補間画像の動き補償予測誤差信号の入力端子で、加算
器１３の一方の入力に接続される。１２は受信した動き
ベクトルの入力端子、１４は加算器１３に接続された補
間画像メモリ、１５は入力端子１２と補間画像メモリ１
４に接続された動き補償回路で、加算器１３の他方の入
力に接続される。１６は加算器１３に接続された低域通
過フィルタＨ1（ｚ）、１７は低域通過フィルタＨ
1（ｚ）１６に接続されたデシメータ、１８はデシメー
タ１７に接続された出力端子である。FIG. 2 is a block circuit diagram of the motion compensation predictive decoding apparatus according to the first embodiment. In the figure, reference numeral 11 denotes an input terminal of the motion compensation prediction error signal of the received interpolation image, which is connected to one input of the adder 13. 12 is an input terminal of the received motion vector, 14 is an interpolation image memory connected to the adder 13, 15 is an input terminal 12 and the interpolation image memory 1
4 is a motion compensation circuit connected to 4 and is connected to the other input of the adder 13. 16 is a low-pass filter H 1 (z) connected to the adder 13, and 17 is a low-pass filter H 1.
1 (z) is a decimator connected to 16 and 18 is an output terminal connected to the decimator 17.
【００２１】次に動作について説明する。実施例１の符
号化装置から端子１１に入力された動き補償予測誤差信
号は、補間画像メモリ１４に蓄えられている補間された
過去の画像信号を参照画像として動き補償予測復号化が
行なわれる。動き補償予測復号化された信号は補間画像
のままなので、信号を間引いてもとの画像信号と同じ標
本点数に戻す。この間引きは、補間画像信号が低域通過
フィルタＨ1（ｚ）１６により帯域制限され、デシメー
タ１７により標本点数を半分にされることにより行われ
る。このように間引かれた信号は符号化前の画像信号と
同じ標本点数であり、この信号を復元された画像信号と
して端子１８から出力する。Next, the operation will be described. The motion compensation prediction error signal input to the terminal 11 from the encoding device of the first embodiment is subjected to motion compensation prediction decoding using the interpolated past image signal stored in the interpolation image memory 14 as a reference image. Since the motion-compensated predictive-decoded signal remains the interpolated image, the number of sample points is returned to the same as the original image signal by thinning out the signal. This thinning is performed by band-limiting the interpolated image signal by the low-pass filter H 1 (z) 16 and halving the number of sample points by the decimator 17. The signal thinned out in this way has the same number of sampling points as the image signal before encoding, and this signal is output from the terminal 18 as a restored image signal.
【００２２】低域通過フィルタＧ1（ｚ）３と低域通過
フィルタＨ1（ｚ）が完全再構成型のサブバンドフィル
タもしくはそれに準ずるものであれば、例えば、低域通
過フィルタＧ1（ｚ）３がサブバンド符号化もしくはウ
ェーブレット変換等の復号化側の低域（あるいは高域）
通過フィルタに、低域通過フィルタＨ1（ｚ）１６がサ
ブバンド符号化もしくはウェーブレット変換等の符号化
側の低域（あるいは高域）通過フィルタになっていると
き、すなわち Ｈ1（ｚ-1）Ｈ1（ｚ）＋Ｈ1（−ｚ-1）Ｈ1（−ｚ）＝ｄ
（ｄはある定数） Ｇ1（ｚ）＝ｚ-2NＨ1（ｚ-1） （Ｎはある自然数） の関係が満たされている場合、予測誤差信号の量子化誤
差等が０であれば、復号画像は完全に符号化前の画像信
号と等しくなる。あるいは、低域通過フィルタＧ
1（ｚ）３と低域通過フィルタＨ1（ｚ）１６が Ｇ1（ｚ）＝Ｈ-1（ｚ） の関係を満たす場合等も、復号画像は完全に符号化前の
画像信号と等しくなる。If the low-pass filter G 1 (z) 3 and the low-pass filter H 1 (z) are perfect reconstruction type sub-band filters or similar ones, for example, the low-pass filter G 1 (z) ) 3 is the low band (or high band) on the decoding side such as subband coding or wavelet transform
When the low-pass filter H 1 (z) 16 is a low-pass (or high-pass) filter on the coding side such as subband coding or wavelet transform, that is, H 1 (z −1) ) H 1 (z) + H 1 (−z −1 ) H 1 (−z) = d
(D is a constant) If the relationship of G 1 (z) = z −2N H 1 (z −1 ) (N is a natural number) is satisfied, and the quantization error of the prediction error signal is 0, , The decoded image is completely equal to the image signal before encoding. Alternatively, the low pass filter G
Even when 1 (z) 3 and the low-pass filter H 1 (z) 16 satisfy the relationship of G 1 (z) = H −1 (z), the decoded image is completely equal to the image signal before encoding. Become.
【００２３】実施例２．以下、本発明の他の実施例を図
について説明する。図３は実施例２の動き補償予測符号
化装置のブロック回路図である。同図において、入力端
子１、インターポレータ２、低域通過フィルタＧ
1（ｚ）３、減算器４、加算器５、補間画像メモリ６、
動きベクトル検出回路７、動き補償回路８、出力端子
９，１０は図１に示した実施例１と同じものである。１
９は減算器４に接続された低域通過フィルタＨ
2（ｚ）、２０は低域通過フィルタＨ2（ｚ）に接続され
たデシメータで出力端子９に接続されている。Example 2. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block circuit diagram of the motion compensation predictive coding apparatus according to the second embodiment. In the figure, an input terminal 1, an interpolator 2, a low-pass filter G
1 (z) 3, subtractor 4, adder 5, interpolation image memory 6,
The motion vector detection circuit 7, the motion compensation circuit 8, and the output terminals 9 and 10 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 1
9 is a low-pass filter H connected to the subtractor 4.
2 (z) and 20 are decimators connected to the low pass filter H 2 (z) and are connected to the output terminal 9.
【００２４】次に動作について説明する。実施例２の符
号化装置は、動き補償予測の方法までは実施例１の符号
化装置と同じで、画像信号をまず補間してからこの補間
信号に対して動き補償予測を行うものである。しかし、
実施例１の符号化装置では動き補償予測を行った後、予
測誤差信号を送信するが、送信する予測誤差信号の標本
点数はもとの画像信号に比べて、２倍になる。これに対
し、実施例２の符号化装置では、予測誤差信号を間引い
てもとの画像信号と同じ標本点数にしたものを送信す
る。この間引きは、補間信号の動き補償予測誤差信号を
低域通過フィルタＨ2（ｚ）１９により帯域制限し、デ
シメータ２０により標本点数を半分にすることにより行
う。Next, the operation will be described. The coding apparatus according to the second embodiment is the same as the coding apparatus according to the first embodiment up to the method of motion compensation prediction, and first interpolates an image signal and then performs motion compensation prediction on the interpolation signal. But,
The coding apparatus of the first embodiment transmits the prediction error signal after performing the motion compensation prediction, but the number of sampling points of the prediction error signal to be transmitted is twice that of the original image signal. On the other hand, in the coding apparatus according to the second embodiment, the prediction error signal is thinned out and transmitted with the same number of sample points as the original image signal. This thinning is performed by band-limiting the motion-compensated prediction error signal of the interpolation signal by the low pass filter H 2 (z) 19 and halving the number of sample points by the decimator 20.
【００２５】図４は実施例２の動き補償予測復号化装置
のブロック回路図である。同図において、入力端子１
１，１２、加算器１３、動き補償回路１５、出力端子１
８は図２に示した実施例１と同一のものである。２１は
加算器１３に接続された画像メモリ、２２は画像メモリ
２１に接続されたインターポレータ、２３はインターポ
レータ２２に接続された低域通過フィルタＧ2（ｚ）で
動き補償回路１５に接続される。２４は動き補償回路１
５に接続された低域通過フィルタＨ3（ｚ）、２５は低
域通過フィルタＨ3（ｚ）２４に接続されたデシメータ
で加算器１３の他方の入力に接続されている。FIG. 4 is a block circuit diagram of the motion compensation predictive decoding apparatus according to the second embodiment. In the figure, input terminal 1
1, 12, adder 13, motion compensation circuit 15, output terminal 1
8 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. Reference numeral 21 is an image memory connected to the adder 13, 22 is an interpolator connected to the image memory 21, 23 is a low-pass filter G 2 (z) connected to the interpolator 22, and is provided to the motion compensation circuit 15. Connected. 24 is a motion compensation circuit 1
The low-pass filters H 3 (z) and 25 connected to 5 are decimators connected to the low-pass filter H 3 (z) 24, and are connected to the other input of the adder 13.
【００２６】次に動作について説明する。符号化装置で
は補間画像信号に対して動き補償予測を行っているの
で、元来、復号化装置でも予測誤差信号も参照画像信号
も補間してから動き補償予測復号化を行えばよい。しか
し図３に示した実施例２の符号化装置では予測誤差信号
を間引いているので、これを復号化する際にもう一度補
間し直さないで済むほうがよい。そこで、この実施例２
の復号化装置では、参照画像だけを補間して動き補償を
行うこととしている。この補間は、インターポレータ２
２により信号の各標本点の間に０が１個ずつ挿入され、
低域通過フィルタＧ2（ｚ）２３によって帯域制限され
ることにより標本点数が２倍になるように行われる。こ
のように補間された参照画像信号は動き補償回路１５に
入力され、そこで入力端子１２から入力される動きベク
トルをもとに参照ブロックが出力される。Next, the operation will be described. Since the encoding device performs motion compensation prediction on the interpolated image signal, the decoding device may originally interpolate the prediction error signal and the reference image signal before performing the motion compensation prediction decoding. However, since the prediction error signal is thinned out in the coding apparatus of the second embodiment shown in FIG. 3, it is better not to re-interpolate this when decoding it. Therefore, the second embodiment
In the decoding device described in (1), motion compensation is performed by interpolating only the reference image. This interpolation is performed by the interpolator 2
2 inserts one 0 between each sampling point of the signal,
The number of sample points is doubled by band limiting by the low pass filter G 2 (z) 23. The reference image signal interpolated in this way is input to the motion compensation circuit 15, and the reference block is output based on the motion vector input from the input terminal 12 there.
【００２７】従来ではこの参照ブロックと予測誤差信号
との和が求められていたが、この実施例２の符号化装置
では、動き補償された参照画像のみが補間されていて、
参照画像信号と予測誤差信号の標本点数が異なり、和を
求めることができない。そこで、動き補償された参照画
像の間引きを行う。この間引きは、低域通過フィルタＨ
3（ｚ）２４により帯域制限を行い、インターポレータ
２５により標本点数を半分にすることにより行う。この
ように動き補償された補間参照画像を間引くことにより
予測誤差信号と同じ標本点数にし、和を求めることがで
きる。Conventionally, the sum of the reference block and the prediction error signal has been obtained, but in the encoding apparatus of the second embodiment, only the motion-compensated reference image is interpolated,
Since the number of sample points of the reference image signal and the prediction error signal are different, the sum cannot be obtained. Therefore, motion-compensated reference images are thinned out. This thinning is performed by the low pass filter H
3 (z) 24 limits the band, and the interpolator 25 halves the number of sample points. By thinning out the motion-compensated interpolated reference image in this way, the same number of sampling points as the prediction error signal can be obtained, and the sum can be obtained.
【００２８】実施例２の場合、低域通過フィルタ３，１
９，２３，２４が完全再構成型のサブバンドフィルタも
しくはそれに準ずるものであれば、例えば Ｇ1（ｚ）＝Ｇ2（ｚ）＝Ｇ（ｚ） Ｈ2（ｚ）＝Ｈ3（ｚ）＝Ｈ（ｚ） の関係を満たし、Ｇ（ｚ）がサブバンド符号化もしくは
ウェーブレット変換等の復号化側の低域（あるいは高
域）通過フィルタ、Ｈ（ｚ）がサブバンド符号化もしく
はウェーブレット変換等の符号化側の低域（あるいは高
域）通過フィルタであるときに、すなわち Ｈ1（ｚ-1）Ｈ1（ｚ）＋Ｈ1（−ｚ-1）Ｈ1（−ｚ）＝ｄ
（ｄはある定数） Ｇ1（ｚ）＝ｚ-2NＨ1（ｚ-1） （Ｎはある自然数） の関係を満たすときに、予測誤差信号の量子化誤差など
が０であれば、復号画像は完全に符号化前の画像信号と
等しくなる。In the case of the second embodiment, the low pass filters 3 and 1
If 9, 23, and 24 are perfect reconstruction type sub-band filters or similar ones, for example, G 1 (z) = G 2 (z) = G (z) H 2 (z) = H 3 (z) = H (z), G (z) is a low-pass (or high-pass) filter on the decoding side such as subband coding or wavelet transform, and H (z) is subband coding or wavelet transform. When a low-pass (or high-pass) filter on the encoding side such as H 1 (z −1 ) H 1 (z) + H 1 (−z −1 ) H 1 (−z) = d
(D is a constant) G 1 (z) = z −2N H 1 (z −1 ) (N is a natural number) When the quantization error of the prediction error signal is 0, the decoding is performed. The image is completely equal to the image signal before encoding.
【００２９】あるいは Ｇ（ｚ）＝Ｈ-1（ｚ） の関係を満たす場合等も、復号画像は完全に符号化前の
画像信号と等しくなる。Even when the relationship of G (z) = H -1 (z) is satisfied, the decoded image is completely equal to the image signal before encoding.
【００３０】なお、上記実施例では、画像信号の補間お
よび間引きは水平方向に行ったが、垂直方向に行っても
よい。更に、水平，垂直の２方向に行い２次元的な補
間，間引きを行っても、もちろんよい。In the above embodiment, the interpolation and thinning of the image signal are performed in the horizontal direction, but they may be performed in the vertical direction. Furthermore, two-dimensional interpolation and thinning may be performed in two directions, horizontal and vertical, as a matter of course.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ブロ
ック単位の動き補償予測符号化／復号化を補間画像信号
について行うようにしたので、もとの画像および復号画
像においてはブロック歪みのない動き補償予測符号化／
復号化装置が得られる効果がある。As described above, according to the present invention, since the motion compensation predictive coding / decoding in block units is performed on the interpolated image signal, block distortion is not generated in the original image and the decoded image. No motion compensation predictive coding /
There is an effect that the decoding device can be obtained.
【図１】本発明の実施例１の動き補償予測符号化装置の
ブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram of a motion compensation predictive coding device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例１の動き補償予測復号化装置の
ブロック回路図である。FIG. 2 is a block circuit diagram of a motion compensation predictive decoding device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例２の動き補償予測符号化装置の
ブロック回路図である。FIG. 3 is a block circuit diagram of a motion compensation predictive coding device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例２の動き補償予測復号化装置の
ブロック回路図である。FIG. 4 is a block circuit diagram of a motion compensation predictive decoding device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】従来の動き補償予測符号化装置のブロック回路
図である。FIG. 5 is a block circuit diagram of a conventional motion compensation predictive coding device.
【図６】従来例の信号処理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining signal processing of a conventional example.
２ インターポレータ ３ 低域通過フィルタ ４ 減算器 ５ 加算器 ６ 補間画像メモリ ７ 動きベクトル検出回路 ８ 動き補償回路 １３ 加算器 １４ 補間画像メモリ １５ 動き補償回路 １６ 低域通過フィルタ １７ デシメータ １８ 出力端子 １９ 低域通過フィルタ ２０ デシメータ ２１ 画像メモリ ２２ インターポレータ ２３ 低域通過フィルタ ２４ 低域通過フィルタ ２５ デシメータ 2 Interpolator 3 Low-pass filter 4 Subtractor 5 Adder 6 Interpolation image memory 7 Motion vector detection circuit 8 Motion compensation circuit 13 Adder 14 Interpolation image memory 15 Motion compensation circuit 16 Low-pass filter 17 Decimator 18 Output terminal 19 Low-pass filter 20 Decimator 21 Image memory 22 Interpolator 23 Low-pass filter 24 Low-pass filter 25 Decimator
Claims (4)
もしくはフィールド間予測誤差を符号化する動き補償予
測符号化装置であって、水平Ｘ画素および／または垂直
Ｙラインの画像信号を補間して水平Ｍ画素および／また
は垂直Ｎラインの画像信号を出力する補間手段と、この
補間手段から出力された過去の画像信号を参照画像とし
て記憶する補間画像メモリと、前記補間手段から出力さ
れる画像信号と最もよく一致するブロックを前記参照画
像の中から捜し、その動きベクトルと予測誤差を出力す
る動き補償予測手段とを備えたことを特徴とする動き補
償予測符号化装置。1. A motion-compensated predictive coding apparatus for coding an inter-frame or inter-field prediction error of an image signal by using motion compensation, which interpolates an image signal of horizontal X pixels and / or vertical Y lines. Interpolation means for outputting an image signal of horizontal M pixels and / or vertical N lines, an interpolation image memory for storing a past image signal output from the interpolation means as a reference image, and an image signal output from the interpolation means. A motion-compensated predictive coding apparatus comprising: a motion-compensated prediction unit that searches the reference image for a block that best matches with the motion vector and outputs a motion vector and a prediction error.
置により符号化された予測誤差信号と動きベクトルか
ら、もとの画像信号を復元する動き補償予測復号化装置
であって、過去の補間された画像信号を参照画像として
記憶する補間画像メモリと、受信した動きベクトルをも
とに前記補間画像メモリからブロックを出力し、このブ
ロックと受信した予測誤差信号との和を出力する動き補
償予測復号化手段と、この動き補償予測復号化手段から
出力される水平Ｍ画素および／または垂直Ｎラインの補
間画像信号を間引いて水平Ｘ画素および／または垂直Ｙ
ラインの画像信号を出力する間引き回路とを備えたこと
を特徴とする動き補償予測復号化装置。2. A motion compensation predictive decoding apparatus for restoring an original image signal from a prediction error signal and a motion vector coded by the motion compensation predictive coding apparatus according to claim 1. An interpolation image memory that stores the interpolated image signal as a reference image, and a motion compensation that outputs a block from the interpolation image memory based on the received motion vector and outputs the sum of this block and the received prediction error signal The predictive decoding means and the horizontal M pixels and / or the vertical Y pixels by thinning out the interpolated image signals of horizontal M pixels and / or vertical N lines output from the motion compensation predictive decoding means.
A motion compensation predictive decoding device, comprising: a thinning circuit for outputting a line image signal.
出力される水平Ｍ画素および／または垂直Ｎラインの補
間画像の動き補償予測誤差信号を間引いて、水平Ｘ画素
および／または垂直Ｙラインの予測誤差信号を出力する
補間動き補償予測誤差信号間引き手段を備えたことを特
徴とする動き補償予測符号化装置。3. A horizontal X pixel and / or vertical Y line by thinning out a motion-compensated prediction error signal of an interpolated image of horizontal M pixels and / or vertical N lines output from the motion compensation prediction means according to claim 1. Motion compensation predictive coding apparatus, which comprises interpolation motion compensation predictive error signal thinning-out means for outputting the prediction error signal.
置により符号化された予測誤差信号から、もとの画像信
号を復元する動き補償予測復号化装置であって、過去の
画像信号を参照画像として記憶する画像メモリと、この
画像メモリから出力される水平Ｘ画素，垂直Ｙラインの
参照画像を補間して水平Ｍ画素および／または垂直Ｎラ
インの画像信号を出力する補間手段と、この補間手段か
ら出力される画像信号から受信した動きベクトルをもと
に動き補償された参照画像を出力する動き補償手段と、
この動き補償手段から出力される画像信号を間引いて水
平Ｘ画素，垂直Ｙラインの画像信号を出力する参照画像
間引き手段と、受信した動き補償予測誤差信号とこの参
照画像間引き手段から出力される画像信号との和を出力
する加算手段とを備えたことを特徴とする動き補償予測
復号化装置。4. A motion-compensated predictive decoding apparatus that restores an original image signal from a prediction error signal encoded by the motion-compensated predictive encoding apparatus according to claim 3. An image memory for storing as a reference image, an interpolation means for interpolating a reference image of horizontal X pixels and vertical Y lines output from the image memory, and outputting an image signal of horizontal M pixels and / or vertical N lines, and Motion compensation means for outputting a motion-compensated reference image based on the motion vector received from the image signal output from the interpolation means,
Reference image decimating means for decimating the image signal output from the motion compensating means to output an image signal of horizontal X pixels and vertical Y lines, a received motion compensation prediction error signal and an image output from the reference image decimating means. A motion compensation predictive decoding apparatus, comprising: an addition unit that outputs a sum of the signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP19527892A JP3034696B2 (en) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Motion compensation predictive encoding / decoding device |
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