JPH0654315A - Method and device for encoding animation picture - Google Patents

Method and device for encoding animation picture

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JPH0654315A
JPH0654315A JP20553392A JP20553392A JPH0654315A JP H0654315 A JPH0654315 A JP H0654315A JP 20553392 A JP20553392 A JP 20553392A JP 20553392 A JP20553392 A JP 20553392A JP H0654315 A JPH0654315 A JP H0654315A
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JP
Japan
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frame
block
coding
encoding
motion vector
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Application number
JP20553392A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Maeda
充 前田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0654315A publication Critical patent/JPH0654315A/en
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/85Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression
    • H04N19/87Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression involving scene cut or scene change detection in combination with video compression
    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
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    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
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    • H04N19/179Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a scene or a shot

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Abstract

PURPOSE:To enable high efficient encoding in accordance with scene change by counting to which frame in front and rear respective blocks much refer so as to compensate movement while encoding. CONSTITUTION:A controller reads the frame to be encoded one by one and indicates whether an inter-frame encoding mode or a movement compensating mode. Then, initialization is executed and 600 blocks being the half of a block number in one frame are inputted from a terminal 17. After an encoding processing of all the blocks, the counter 11 of a scene change detecting part 21 inputs the counted value of an inter-block encoding mode to an comparator 12 and compares it with 600 being a threshold value. When the block number of the encoding mode is more than the threshold value, scene change detection is announced from a terminal 18 to the controller, a whole operation is stopped, the frame mode to be encoded is changed from the compensating mode to the inter-frame encoding mode and encoding is re-executed. When the block number is equal to or below the threshold value, the frame contents of a buffer 20 is outputted from the terminal 19.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は動画像を符号化するフレ
ームの前後のフレームを参照して動きベクトルを求め、
動き補償を行う動画像符号化においてシーンチェンジを
検出する動画像符号化方法に及び装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention finds a motion vector by referring to frames before and after a frame for coding a moving image,
The present invention relates to a moving picture coding method and apparatus for detecting a scene change in moving picture coding for motion compensation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から動画像の符号化方式として、フ
レーム間相関を利用した符号化が知られている。近年で
はフレームを複数のブロックに分割して符号化済みのフ
レームの中から符号化するブロックに類似したブロック
を探索し、その位置のずれを動きベクトルとし、類似ブ
ロックを予測ブロックとして符号化するブロックとの差
分を求め、これを予測誤差として動きベクトルとともに
符号化する、動き補償符号化方式が中心である。特に符
号化特性が良好なことから、予測誤差に離散コサイン変
換を施し、得られた係数を量子化してから符号化される
方式が考えられている。さらに類似ブロックが探索でき
なかったり、予測誤差が非常に大きかったりした場合、
符号化ブロックを動き補償をせずにブロック内の符号化
を施すことによって画質の改善をはかっている。動き補
償をせずに、他の動き補償を行うフレームより多い情報
量でフレーム内符号化を実施するリフレッシュフレーム
を定期的に挿入することによって、符号化による劣化を
低減する方式が知られている。また、動き補償の手段と
して、1枚またはそれ以上のフレームを飛ばしたフレー
ムをまず符号化し、その次に飛ばされたフレームを符号
化するときにすでに符号化されたフレームが前後にある
のでこれらのフレームの両方に対して動きベクトルを求
めて動き補償を実施する符号化方式がある。これらの符
号化手法は通信のみならずメディアへの蓄積に最適な手
法であり、逆転再生等の機能を実現するのに好適な手法
である。(参考文献:「技術解説:動画像・音声の符号
化及びマルチメディア同期の国際標準化」−山田、尾上
(JVC)画像電子学会誌 第19巻第4号(199
0)pp.236〜242)図5にハードウェア化実現
の一例のブロック図を示す。同図において、501、5
02、513は動画像の1フレームを格納しておくフレ
ームメモリである。503はフレームメモリ1から順に
切り出した原ブロックについて、フレームメモリ502
を探索して動きベクトルを求める動きベクトル検出器で
ある。504は動きベクトル検出器503によって求め
られた動きベクトルによってフレームメモリ502から
予測ブロックを生成し、原ブロックとの予測誤差ブロッ
クを求める動き補償器である。505は原ブロック内部
の分散値を演算するブロック評価器である。506は予
測誤差ブロック内部の分散値を演算するブロック評価器
である。507はブロック評価器505、506からの
出力から原ブロックの符号化モードを決定する、符号化
モード決定器である。508、509はブロックを一時
格納して同期を確保するための遅延器である。510は
符号化モード決定器507からの出力に従って遅延器5
08、509からの出力を選択するセレクタである。5
11はブロック単位で符号化モード決定器507の出力
である符号化モードと、セレクタ510の出力であるブ
ロック情報、と動きベクトル検出器503の出力である
動きベクトルを入力して符号化する符号化器である。5
14は符号化された符号をいったん復号する複号器であ
る。上記のような動き補償を行い予測誤差を符号化する
動画像符号化において、画像の内容が大きく異なるシー
ンチェンジの付近では符号化効率が極端に低下したり、
画質の劣化が目だつという欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a moving image encoding method, encoding using inter-frame correlation has been known. In recent years, a frame is divided into a plurality of blocks and a block similar to the block to be encoded is searched for in the encoded frame, and the displacement of the position is used as a motion vector, and the similar block is encoded as a prediction block. The main method is a motion compensation coding method, in which a difference between and is obtained and is coded together with a motion vector as a prediction error. In particular, since the coding characteristic is good, a method has been considered in which the prediction error is subjected to discrete cosine transform, the obtained coefficient is quantized, and then coded. If a similar block cannot be found or the prediction error is too large,
The image quality is improved by performing coding in the coded block without motion compensation. There is known a method of reducing deterioration due to coding by periodically inserting a refresh frame for performing intra-frame coding with a larger amount of information than that for other motion-compensated frames without motion compensation. . Also, as a means of motion compensation, a frame in which one or more frames are skipped is first encoded, and when the next skipped frame is encoded, already encoded frames are before and after these frames. There is an encoding method in which a motion vector is obtained for both frames to perform motion compensation. These encoding methods are suitable not only for communication but also for storage on media, and are suitable methods for realizing functions such as reverse playback. (Reference: "Technical Description: International Standardization of Video / Audio Coding and Multimedia Synchronization" -Yamada, Onoue (JVC) Vol. 19, No. 4 (199)
0) pp. 236 to 242) FIG. 5 shows a block diagram of an example of hardware implementation. In the figure, 501 and 5
Reference numerals 02 and 513 are frame memories for storing one frame of a moving image. Reference numeral 503 denotes the frame memory 502 for the original blocks sequentially cut out from the frame memory 1.
Is a motion vector detector for searching for a motion vector. A motion compensator 504 generates a prediction block from the frame memory 502 based on the motion vector obtained by the motion vector detector 503 and obtains a prediction error block from the original block. A block evaluator 505 calculates a variance value inside the original block. A block evaluator 506 calculates a variance value inside the prediction error block. Reference numeral 507 is a coding mode determiner that determines the coding mode of the original block from the outputs from the block evaluators 505 and 506. Reference numerals 508 and 509 denote delay devices for temporarily storing blocks and ensuring synchronization. Reference numeral 510 is a delay unit 5 according to the output from the coding mode determiner 507.
This is a selector for selecting the output from 08 and 509. 5
Reference numeral 11 is a coding for inputting and coding in block units the coding mode which is the output of the coding mode determiner 507, the block information which is the output of the selector 510, and the motion vector which is the output of the motion vector detector 503. It is a vessel. 5
Reference numeral 14 is a decoder for once decoding the encoded code. In the moving picture coding for coding the prediction error by performing the motion compensation as described above, the coding efficiency is extremely lowered in the vicinity of a scene change in which the contents of the image are greatly different,
There is a drawback that the deterioration of image quality is noticeable.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、全
ての画素について差分の演算を行うためには大規模のハ
ードウェアが必要であり、演算時間も長くかかった。ま
た、符号化を実行する場合でも全フレームに対して全画
素の差分値を演算するので、シーンチェンジの無いフレ
ームでも演算するという無駄があった。
However, a large-scale hardware is required to calculate the difference for all pixels, and the calculation time is long. Further, even when encoding is performed, since the difference value of all pixels is calculated for all frames, there is a waste of calculation even for frames with no scene change.

【0004】そこで、本発明は、検出されたシーンチェ
ンジに応じて効率の良い符号化を行うことができる動画
像符号化方法及び装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a moving picture coding method and apparatus capable of performing efficient coding in accordance with a detected scene change.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明の動画像符号化方法及び装置は、符号
化を行いながら、各ブロックが前後のどのフレームを多
く参照して動き補償を行ったかを計数する手段、または
他のフレームの参照の有無を計数する手段を設け、その
結果からシーンチェンジを検出する手段を設けることを
特徴とする。ここでシーンチェンジの判断は計数値と閾
値の比較によって行い、閾値は予め決定しておいたり、
符号化を進めながら更新する。
In order to solve the above problems, the moving picture coding method and apparatus of the present invention is such that, while performing coding, each block refers to many frames before and after which motion compensation is performed. Is provided, or means for counting the presence or absence of reference to another frame is provided, and means for detecting a scene change from the result is provided. Here, the scene change is determined by comparing the count value with the threshold value, and the threshold value is determined in advance,
Update as encoding proceeds.

【0006】[0006]

【実施例】(第1実施例)図1は本発明を施した動画像
符号化器のブロック図である。同図おいて、1、2は動
画像の1フレームを格納しておくフレームメモリであ
る。3はフレームメモリ1から順に切り出した符号化す
るブロック(以下、原ブロックと呼称する)について、
フレームメモリ2を探索して動きベクトルを求める動き
ベクトル検出器である。4は動きベクトル検出器3によ
って求められた動きベクトルによってフレームメモリ2
から予測ブロックを生成し、原ブロックとの予測誤差ブ
ロックを求める動き補償器である。5は原ブロック内部
の分散値を演算するブロック評価器である。6は予測誤
差ブロック内部の分散値を演算するブロック評価器であ
る。7はブロック評価器5、6からの出力から原ブロッ
クの符号化モードを決定する、符号化モード決定器であ
る。8、9はブロックを一時格納して同期を確保するた
めの遅延器である。10は符号化モード決定器7からの
出力に従って遅延器8、9からの出力を選択するセレク
タである。11は符号化モード決定器7の出力の符号化
モードの数を計数する計数器である。12はフレームの
符号化が終了した時点で計数器11から出力された計数
値を端子17から入力された閾値と比較する比較器であ
る。13はブロック単位で符号化モード決定器7の出力
である符号化モードと、セレクタ10の出力であるブロ
ック情報、と動きベクトル検出器3の出力である動きベ
クトルを入力して符号化する符号化器である。14は符
号化された符号を復号する復号器である。15はフレー
ムメモリであり、復号化された画像を格納しておく。2
0は符号化データをフレーム毎に出力するバッファであ
る。21はシーンチェンジ検出部を表す。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of a moving picture encoder to which the present invention is applied. In the figure, 1 and 2 are frame memories for storing one frame of a moving image. 3 is a block to be encoded (hereinafter referred to as an original block), which is sequentially cut out from the frame memory 1,
This is a motion vector detector that searches the frame memory 2 to obtain a motion vector. 4 is a frame memory 2 according to the motion vector obtained by the motion vector detector 3.
It is a motion compensator that generates a prediction block from the prediction block and obtains a prediction error block from the original block. Reference numeral 5 is a block evaluator that calculates a variance value inside the original block. A block evaluator 6 calculates a variance value inside the prediction error block. Reference numeral 7 is a coding mode determiner that determines the coding mode of the original block from the outputs from the block evaluators 5 and 6. Reference numerals 8 and 9 are delay devices for temporarily storing blocks to ensure synchronization. Reference numeral 10 is a selector for selecting the outputs from the delay units 8 and 9 according to the output from the coding mode determiner 7. A counter 11 counts the number of coding modes output from the coding mode determiner 7. Reference numeral 12 is a comparator for comparing the count value output from the counter 11 with the threshold value input from the terminal 17 at the time when the encoding of the frame is completed. Reference numeral 13 is an encoding for inputting and encoding, in block units, an encoding mode output from the encoding mode determiner 7, block information output from the selector 10, and a motion vector output from the motion vector detector 3. It is a vessel. Reference numeral 14 is a decoder for decoding the encoded code. A frame memory 15 stores a decoded image. Two
Reference numeral 0 is a buffer that outputs encoded data for each frame. Reference numeral 21 represents a scene change detection unit.

【0007】実施例説明を簡単にするために図3に示す
とおり、6フレームごとにフレーム内符号化を行うリフ
レッシュフレームを挿入し、他のフレームは時間的に前
の符号化済みのフレームから動き補償を行うことにす
る。ここで、フレーム内符号にブロック単位で離散コサ
イン変換を施し、得られた変換係数に量子化を施して符
号化を行うことにする。ブロックサイズは説明のために
8×8とし画像のサイズを320×240とする。入力
する画像は輝度・色度に分離したものを例として説明す
る。
To simplify the explanation of the embodiment, as shown in FIG. 3, a refresh frame for intra-frame coding is inserted every 6 frames, and the other frames move from the previously coded frame in time. I will make compensation. Here, the intra-frame code is subjected to discrete cosine transform in block units, and the obtained transform coefficient is quantized to be encoded. For the sake of explanation, the block size is 8 × 8 and the image size is 320 × 240. An image to be input will be described by taking an example in which luminance and chromaticity are separated.

【0008】制御装置(図示せず)は符号化するフレー
ムを1枚ずつ順に読み込み、フレームのモードがフレー
ム内符号化モードか、動き補償モードかを指示し、符号
化器の動作を統制している。
A control device (not shown) sequentially reads the frames to be encoded one by one, instructs whether the frame mode is the intra-frame encoding mode or the motion compensation mode, and controls the operation of the encoder. There is.

【0009】制御装置は符号化に先立ち、また、各装置
の初期化を実施する。端子17から1フレーム内のブロ
ック数の半分である600を入力しておく。
Prior to encoding, the control device also initializes each device. 600, which is half the number of blocks in one frame, is input from the terminal 17.

【0010】符号化するフレームがフレーム内符号化モ
ードである場合は以下のように符号化を行う。端子16
から原画像の輝度・色度情報を入力し、フレームメモリ
1に格納する。符号化モード器決定器7は第1フレーム
の符号化が終わるまで、ブロック内符号化を実施するブ
ロック内符号モードに固定する。計数器は動作させな
い。バッファ20は空にしておく。制御装置からの指示
に従って、フレームメモリ1から主走査方向に、原ブロ
ックを切り出し、遅延器8を経て、セレクタ10に入力
する。符号化モード決定器7がブロック内符号化モード
を出力し続けているので、本フレームでは常に遅延器8
の出力が選択される。符号化器13は、フレームの最初
に本フレームのモードがフレーム内符号化モードである
ことと、画像サイズを符号化してバッファ20に出力す
る。これに続いて、各原ブロック毎に離散コサイン変換
を施し、得られた変換係数を量子化して符号を割り当
て、バッファ20に蓄積すると同時に復号器14に出力
する。バッファ20はフレームの全てのブロックについ
て符号化を終了した後、制御装置からの指示を待って端
子19から外部に出力する。復号側では、まず、フレー
ムモードと画像サイズを受信し、復号する。さらに復号
を続け、離散コサイン変換の量子化結果の8×8の全係
数がたまり次第、逆量子化、逆離散コサイン変換を施し
て復号画素値を得る。画像サイズからブロックの再生位
置は自然に決定され、最後のブロックが復号された後は
次のフレームモードがくるまで待機している。同様のこ
とを復号器14で実施し、フレームメモリ15に復号画
像を格納しておく。その後に制御装置はバッファ20に
対して端子19からの送信を開始させ、送信が終了した
場合にバッファ20は送信の終了を制御装置に伝える。
制御装置の送信の終了を検知した後に次のフレームの符
号化を開始する。
When the frame to be encoded is in the intra-frame encoding mode, the encoding is performed as follows. Terminal 16
The luminance / chromaticity information of the original image is input from and is stored in the frame memory 1. The coding mode determiner 7 fixes the intra-block coding mode for performing intra-block coding until the coding of the first frame is completed. The counter is not activated. The buffer 20 is left empty. According to an instruction from the control device, an original block is cut out from the frame memory 1 in the main scanning direction, inputted to the selector 10 via the delay device 8. Since the coding mode determiner 7 continues to output the intra-block coding mode, the delay unit 8 is always used in this frame.
Output is selected. The encoder 13 encodes the fact that the mode of this frame is the intra-frame encoding mode at the beginning of the frame and the image size, and outputs the encoded image size to the buffer 20. Following this, a discrete cosine transform is applied to each original block, the obtained transform coefficient is quantized and a code is assigned, accumulated in the buffer 20, and simultaneously output to the decoder 14. The buffer 20 waits for an instruction from the control device and outputs the signal from the terminal 19 to the outside after finishing the coding for all the blocks of the frame. On the decoding side, first, the frame mode and the image size are received and decoded. Decoding is further continued, and as soon as all 8 × 8 coefficients of the quantization result of the discrete cosine transform are accumulated, inverse quantization and inverse discrete cosine transform are performed to obtain a decoded pixel value. The playback position of the block is naturally determined from the image size, and after the last block is decoded, it waits until the next frame mode comes. The same thing is performed by the decoder 14, and the decoded image is stored in the frame memory 15. After that, the control device causes the buffer 20 to start the transmission from the terminal 19, and when the transmission is completed, the buffer 20 informs the control device of the completion of the transmission.
After detecting the end of transmission of the control device, the encoding of the next frame is started.

【0011】符号化するフレームが動き補償モードであ
る場合は以下のように符号化を行う。フレームの処理を
開始する前に、制御装置はフレームメモリ15の内容を
フレームメモリ2に移しておきフレームメモリ15をク
リアしておく。もし、直前のフレームがフレーム内符号
化モードであれば、符号化モード決定器7のフレーム内
符号化モードの固定を解除しておく。さらに、バッファ
20の内容をクリアし、計数器は計数値を0にリセット
しておく。その後、次のフレームのデータを端子16か
ら原画像の輝度・色度情報を入力し、フレームメモリ1
に格納する。
When the frame to be encoded is in the motion compensation mode, the encoding is performed as follows. Before starting the processing of the frame, the control device moves the contents of the frame memory 15 to the frame memory 2 and clears the frame memory 15. If the immediately preceding frame is in the intraframe coding mode, the fixing of the intraframe coding mode of the coding mode determiner 7 is released. Further, the contents of the buffer 20 are cleared and the counter resets the count value to 0. After that, the luminance / chromaticity information of the original image is input from the terminal 16 to the data of the next frame, and the frame memory 1
To store.

【0012】制御装置からの指示に従って、フレームメ
モリ1から主走査方法に順に原ブロックを切り出す。以
下に各ブロックの処理について記述する。切出された原
ブロックは動きベクトル検出器3に入力される。動きベ
クトル検出器3は、フレームメモリ2の画像(直前の符
号化済みのフレーム)内の原ブロック位置(これはブロ
ック数をカウントすることにより一意に決まる)を中心
として主走査、副走査方向に対して±15画素の領域に
対して類似度の高いブロックを全探索によって検出し、
動きベクトルを求める。求められた動きベクトルは動き
補償器4に入力される。動き補償器4はこの動きベクト
ルに従ってフレームメモリ2から予測ブロックを切り出
してくる。同時にフレームメモリ1から原ブロックを入
力し、予測ブロックと画素毎に差分をとり、この差分値
からなる予測誤差ブロックを求め、出力する。その後、
原ブロックと予測誤差ブロックはそれぞれ遅延器8、9
に格納される。原ブロックのデータはブロック評価器5
に入力され、まず、ブロック内平均M0 を求め、次にブ
ロック内の標準偏差値σ0 を演算する。同様に予測誤差
ブロックのデータはブロック評価器6に入力され、ブロ
ック内平均ME とブロック内標準偏差値σE を演算す
る。これらの標準偏差値σ0 ,σE は符号化モード決定
器7に入力される。符号化モード決定器7はこれらの標
準偏差の次式の大小関係からこのブロックの符号化モー
ドを決定する。
According to an instruction from the control device, original blocks are sequentially cut out from the frame memory 1 in the main scanning method. The processing of each block is described below. The cut out original block is input to the motion vector detector 3. The motion vector detector 3 centers in the original block position (this is uniquely determined by counting the number of blocks) in the image (immediately encoded frame) of the frame memory 2 in the main scanning direction and the sub scanning direction. On the other hand, a block with a high degree of similarity to the region of ± 15 pixels is detected by full search,
Find the motion vector. The obtained motion vector is input to the motion compensator 4. The motion compensator 4 cuts out a prediction block from the frame memory 2 according to this motion vector. At the same time, the original block is input from the frame memory 1, a difference is calculated for each pixel from the prediction block, and a prediction error block composed of this difference value is obtained and output. afterwards,
The original block and the prediction error block are delayed by the delay units 8 and 9, respectively.
Stored in. The data of the original block is the block evaluator 5
First, the average M 0 within the block is obtained, and then the standard deviation value σ 0 within the block is calculated. Similarly, the data of the prediction error block is input to the block evaluator 6 and the in-block average M E and the in-block standard deviation value σ E are calculated. These standard deviation values σ 0 and σ E are input to the coding mode determiner 7. The coding mode determiner 7 determines the coding mode of this block from the magnitude relation of the following equations of these standard deviations.

【0013】 ifσE >σ0 :符号化モードはブロック内符号化モー
ド ifσE ≦σ0 :符号化モードは動き補償モード
If σ E > σ 0 : coding mode is an intra-block coding mode if σ E ≦ σ 0 : coding mode is a motion compensation mode

【0014】この符号化モードはシーンチェンジ検出部
21の計数器11に入力され、ブロック内符号化モード
であったブロックの数を計数する。同時に符号化モード
はセレクタ10にも供給され、符号化モードがブロック
内符号化である場合は遅延器8の出力である原ブロック
データを、動き補償モードであれば遅延器9の出力であ
る予測誤差ブロックをそれぞれ選択して出力する。符号
化器13は最初に本フレームのモードが動き補償フレー
ムであることと、は画像サイズを符号化してバッファ2
0に出力する。以降、ブロック毎に符号化するブロック
の符号化モードを符号化する。符号化モードがブロック
内符号化モードであれば、ブロックの符号化モードを符
号化し、原ブロックに離散コサイン変換を施して得られ
た変換係数を量子化して符号を割り当てる。符号化モー
ドが動き補償モードであれば、まず、ブロックの符号化
モード、動きベクトルの符号化を行い、続いて求められ
た予測誤差ブロックに離散コサイン変換を施し、得られ
た変換係数を量子化して符号を割り当てる。これらの符
号はバッファ20に蓄積すると同時に復号器14に出力
される。復号器14では、リフレッシュフレームと同様
にまず、フレームモードと画像サイズを受信し、復号す
る。さらに各ブロック毎に、符号化モードを復号し、符
号化モードがフレーム内符号化モードであれば離散コサ
イン変換の量子化結果の8×8の全係数がたまり次第、
逆量子化、逆離散コサイン変換を施し、復号結果の8×
8の全係数がたまり次第、逆量子化、逆離散コサイン変
換を施し、復号誤差ブロックを得る。この誤差ブロック
と前出の復号済の画素ブロックとを加算して復号画素値
を得る。画像サイズからブロックの再生位置は自然に決
定され、最後のブロックが復号された後は次のフレーム
の符号化データがくるまで待機している。同様のことを
復号器14で実施し、フレームメモリ15に復号画像を
格納しておく。
This coding mode is input to the counter 11 of the scene change detection section 21 and counts the number of blocks which were in the intra-block coding mode. At the same time, the coding mode is also supplied to the selector 10, and when the coding mode is intra-block coding, the original block data which is the output of the delay device 8 is predicted, and when it is the motion compensation mode, the prediction is the output of the delay device 9. Each error block is selected and output. The encoder 13 first encodes the image size as to whether the mode of this frame is the motion compensation frame,
Output to 0. After that, the coding mode of the block to be coded is coded for each block. If the coding mode is the intra-block coding mode, the coding mode of the block is coded, the transform coefficient obtained by performing the discrete cosine transform on the original block is quantized, and the code is assigned. If the coding mode is the motion compensation mode, first, the coding mode of the block and the coding of the motion vector are performed, then the obtained prediction error block is subjected to the discrete cosine transform, and the obtained transform coefficient is quantized. To assign a code. These codes are stored in the buffer 20 and, at the same time, output to the decoder 14. The decoder 14 first receives and decodes the frame mode and the image size as in the refresh frame. Furthermore, the coding mode is decoded for each block, and if the coding mode is the intraframe coding mode, as soon as all 8 × 8 coefficients of the quantization result of the discrete cosine transform are accumulated,
Inverse quantization and inverse discrete cosine transform are applied, and the decoding result 8 ×
As soon as all the coefficients of 8 are accumulated, inverse quantization and inverse discrete cosine transform are performed to obtain a decoding error block. This error block is added to the previously decoded pixel block to obtain a decoded pixel value. The reproduction position of the block is naturally determined from the image size, and after the last block is decoded, it waits until the encoded data of the next frame comes. The same thing is performed by the decoder 14, and the decoded image is stored in the frame memory 15.

【0015】全てのブロックについて符号化処理を実施
した後に、シーンチェンジ検出部21の計数器11はブ
ロック内符号化モードの計数値を比較器12に入力し、
あらかじめ設定された閾値600と比較する。もし、ブ
ロック内符号化モードであったブロックの数が600よ
りも大きければ、端子18からシーンチェンジの検出を
制御装置に知らせる。制御装置はシーンチェンジの検出
を受けて、全体の動作をいったん停止し、符号化するフ
レームのモードを動き補償モードからフレーム内符号化
モードに変更し、再度、そのフレームの符号化をやし直
す。閾値よりも計数値が低いかまたは等しければ、制御
装置はバッファ20内のフレームの内容を端子19から
外部に出力する。
After performing the coding process on all the blocks, the counter 11 of the scene change detector 21 inputs the count value of the intra-block coding mode to the comparator 12,
The threshold value 600 set in advance is compared. If the number of blocks in the intra-block coding mode is larger than 600, the control device is notified of the detection of the scene change from the terminal 18. Upon detection of a scene change, the control device temporarily stops the entire operation, changes the mode of the frame to be encoded from the motion compensation mode to the intraframe encoding mode, and then re-encodes the frame. . If the count value is less than or equal to the threshold value, the controller outputs the contents of the frame in the buffer 20 to the outside from the terminal 19.

【0016】(第2実施例)図2は本発明を施した動画
像符号化器のブロック図である。同図において、10
0、101、102、103は動画像の1フレームを格
納しておくフレームメモリである。104はフレームメ
モリ100、101からの出力を選択するセレクタであ
る。105はフレームメモリ100または101から順
に切り出した原ブロックについて、フレームメモリ10
2を探索して動きベクトルを求める動きベクトル検出器
である。106はフレームメモリ100または101か
ら順に切り出した原ブロックについて、フレームメモリ
103を探索して動きベクトルを求める動きベクトル検
出器である。107は動きベクトル検出器105によっ
て求められた動きベクトルによってフレームメモリ10
2から予測ブロックを生成し、原ブロックとの予測誤差
ブロックを求める動き補償器である。108は動きベク
トル検出器106によって求められた動きベクトルによ
ってフレームメモリ103から予測ブロックを生成し、
原ブロックとの予測誤差ブロックを求める動き補償器で
ある。109は原ブロック内部の2乗和を演算するブロ
ック評価器である。110、111は予測誤差ブロック
内部の2乗和を演算するブロック評価器である。112
はブロック評価器109、110、111からの出力か
ら原ブロックの符号化モードを決定する、符号化モード
決定器である。113、114、115はブロックを一
時格納して同期を確保するための遅延器である。116
は符号化モード決定器112からの出力に従って遅延器
113、114、115からの出力を選択するセレクタ
である。117は符号化モード決定器112からの出力
に従って動きベクトル検出器106、107からの出力
を選択するセレクタである。120は符号化モード決定
器112の出力の符号化モードの数をモード毎に計数す
る計数器である。121はフレームの符号化が終了した
時点で計数器120から出力された計数値を閾値と比較
する比較器である。122は計数器120の計数値から
閾値を決定する閾値決定器である。119はブロック単
位で符号化モード決定器112の出力である符号化モー
ドと、セレクタ116、117の出力であるブロック情
報と動きベクトル情報を入力して符号化する符号化器で
ある。118は符号化された符号を復号する復号器であ
る。127はシーンチェンジ検出部を表す。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a block diagram of a moving picture encoder to which the present invention is applied. In the figure, 10
Reference numerals 0, 101, 102, and 103 are frame memories for storing one frame of a moving image. A selector 104 selects an output from the frame memories 100 and 101. Reference numeral 105 denotes the frame memory 10 for the original blocks sequentially cut out from the frame memory 100 or 101.
2 is a motion vector detector that searches for 2 to obtain a motion vector. Reference numeral 106 denotes a motion vector detector that searches the frame memory 103 for an original block sequentially cut out from the frame memory 100 or 101 to obtain a motion vector. 107 is the frame memory 10 according to the motion vector obtained by the motion vector detector 105.
This is a motion compensator that generates a prediction block from 2 and obtains a prediction error block from the original block. 108 generates a prediction block from the frame memory 103 according to the motion vector obtained by the motion vector detector 106,
It is a motion compensator that obtains a prediction error block from the original block. Reference numeral 109 is a block evaluator that calculates the sum of squares inside the original block. Reference numerals 110 and 111 denote block evaluators that calculate the sum of squares inside the prediction error block. 112
Is a coding mode determiner that determines the coding mode of the original block from the outputs from the block evaluators 109, 110, and 111. Reference numerals 113, 114, and 115 are delay devices for temporarily storing blocks to ensure synchronization. 116
Is a selector that selects the output from the delay devices 113, 114, and 115 according to the output from the coding mode determiner 112. A selector 117 selects the output from the motion vector detectors 106 and 107 according to the output from the coding mode determiner 112. A counter 120 counts the number of coding modes output from the coding mode determiner 112 for each mode. Reference numeral 121 is a comparator that compares the count value output from the counter 120 with a threshold value at the time when the coding of the frame is completed. Reference numeral 122 is a threshold value determiner that determines a threshold value from the count value of the counter 120. Reference numeral 119 denotes an encoder for inputting and encoding, in block units, the encoding mode output from the encoding mode determiner 112 and the block information and motion vector information output from the selectors 116 and 117. Reference numeral 118 is a decoder for decoding the encoded code. Reference numeral 127 represents a scene change detection unit.

【0017】実施例説明を簡単にするために図4に示す
とおり、30フレーム毎にフレーム内符号化を行うリフ
レッシュフレームを挿入する。残りのフレームは奇数番
目のフレームは直前の奇数番目のフレームからのみの動
き補償を行う。そこで奇数番目のフレームを飛び越し符
号化フレームと呼ぶ。この飛び越し符号化フレームは直
前の偶数番目のフレームより先に符号化を実行する。偶
数番目のフレームは前後のフレームがすでに符号化され
ているので両方のフレームを参照することが可能であ
る。そこで偶数番目のフレームを両方向予測フレームと
呼ぶ。時間的に前後の符号化済みのフレームから動き補
償を行う。さらに、ここでは、フレーム内符号にブロッ
ク単位で離散コサイン変換を施し、得られた変換係数に
量子化を施して符号化を行うことにする。ブロックサイ
ズは説明のために8×8とし、画像のサイズを320×
240とする。入力する画像は輝度・色度に分離したも
のを例として説明する。
To simplify the description of the embodiment, as shown in FIG. 4, a refresh frame for intra-frame coding is inserted every 30 frames. For the remaining frames, motion compensation is performed only from the odd-numbered frame immediately before the odd-numbered frame. Therefore, odd-numbered frames are called interlaced coded frames. This interlaced encoded frame is encoded before the immediately preceding even-numbered frame. It is possible to refer to both the even-numbered frames because the preceding and following frames have already been encoded. Therefore, even-numbered frames are called bidirectionally predicted frames. Motion compensation is performed from encoded frames that are temporally before and after. Further, here, the intra-frame code is subjected to discrete cosine transform in block units, and the obtained transform coefficient is quantized to be encoded. The block size is 8 × 8 for the sake of explanation, and the image size is 320 ×.
240. An image to be input will be described by taking an example in which luminance and chromaticity are separated.

【0018】制御装置(図示せず)は符号化するフレー
ムを1枚ずつ順に読み込み、フレームのモードがフレー
ム内符号化モードか、飛び越しモードか、両方向動き補
償モードを指示し、符号化器の動作を統制している。
A control device (not shown) sequentially reads the frames to be coded one by one, instructs the mode of the frame to be the intra-frame coding mode, the interlaced mode, or the bidirectional motion compensation mode, and operates the encoder. Is controlled.

【0019】制御装置は符号化に先立ち、また、各装置
の初期化を実施する。比較器の閾値を600にセットし
ておく。
Prior to encoding, the control device also initializes each device. The threshold value of the comparator is set to 600.

【0020】符号化するフレームがフレーム内符号化モ
ードである場合は以下のように符号化を行う。端子12
3から原画像を入力し、フレームメモリ100に格納す
る。符号化モード器決定器112は本フレームの符号化
が終わるまで、ブロック内符号化を実施するブロック内
符号化モードに固定し、計数器120は本フレームでは
作動させない。また、セレクタ104はバッファ126
は空にしておく。制御装置からの指示に従って、フレー
ムメモリ100から主走査方向の順に、原ブロックを切
り出し、セレクタ104に入力する。セレクタ104は
本フレームモードでは常にフレームメモリ100の出力
を選択するので、切出された原ブロックは遅延器113
を経てセレクタ116に入力される。符号化モード決定
器112がブロック内符号化モードを出力し続けている
ので、本フレームでは常に遅延器113の出力が選択さ
れる。符号化器119は、フレームの最初に本フレーム
のモードがフレーム内符号化モードであることと、画像
サイズを符号化してバッファ126に出力する。これに
続いて、符号化器119は原ブロック毎に離散コサイン
変換を施し、得られた変換係数を量子化して符号を割り
当て、バッファ126に蓄積すると同時に復号器118
に出力する。バッファ126はフレームの全てのブロッ
クについて符号化を終了した後、制御装置からの指示を
待って端子125から外部に出力する。復号側では、ま
ず、フレームモードと画像サイズを受信し、復号する。
さらに復号を続け、離散コサイン変換の量子化結果の8
×8の全係数がたまり次第、逆量子化、逆離散コサイン
変換を施して復号画素値を得る。画像サイズからブロッ
クの再生位置は自然に決定され、最後のブロックが復号
された後は次のフレームモードがくるまで待機してい
る。同様のことを復号器118で実施し、フレームメモ
リ102に復号画像を格納しておく。その後に制御装置
はバッファ126に対して端子125からの送信を開始
させる。送信が終了した場合、バッファ126は送信の
終了を制御装置に伝える。制御装置の送信の終了を検知
した後に次のフレームの符号化を開始する。
When the frame to be encoded is in the intra-frame encoding mode, the encoding is performed as follows. Terminal 12
The original image is input from 3 and stored in the frame memory 100. The coding mode device determiner 112 fixes the intra-block coding mode in which the intra-block coding is performed until the coding of this frame is finished, and the counter 120 does not operate in this frame. Further, the selector 104 has a buffer 126.
Leave empty. According to an instruction from the control device, original blocks are cut out from the frame memory 100 in the main scanning direction and input to the selector 104. Since the selector 104 always selects the output of the frame memory 100 in this frame mode, the extracted original block is delayed by the delay device 113.
It is input to the selector 116 via. Since the coding mode determiner 112 continues to output the intra-block coding mode, the output of the delay device 113 is always selected in this frame. The encoder 119 encodes the image size and that the mode of the present frame is the intra-frame encoding mode at the beginning of the frame and outputs the encoded image size to the buffer 126. Following this, the encoder 119 performs a discrete cosine transform for each original block, quantizes the obtained transform coefficient and assigns a code, stores the code in the buffer 126, and at the same time decodes the decoder 118.
Output to. The buffer 126 waits for an instruction from the control device and outputs the signal from the terminal 125 to the outside after finishing the coding for all the blocks of the frame. On the decoding side, first, the frame mode and the image size are received and decoded.
Decoding is continued and the quantization result of the discrete cosine transform is set to 8
As soon as all the × 8 coefficients are accumulated, inverse quantization and inverse discrete cosine transform are performed to obtain decoded pixel values. The playback position of the block is naturally determined from the image size, and after the last block is decoded, it waits until the next frame mode comes. The same thing is performed by the decoder 118, and the decoded image is stored in the frame memory 102. After that, the control device causes the buffer 126 to start transmission from the terminal 125. When the transmission is completed, the buffer 126 informs the control device of the completion of the transmission. After detecting the end of transmission of the control device, the encoding of the next frame is started.

【0021】入力されるフレームが両方向動き補償モー
ドである場合には、端子123から入力されたフレーム
をフレームメモリ101に格納し、次のフレーム(飛び
越しフレームかフレーム内符号化フレーム)を入力しフ
レームメモリ101に格納し、先に飛び越しフレームま
たはフレーム内符号化フレームを符号化し、その後に両
方向動き補償フレームを処理する。
When the input frame is in the bidirectional motion compensation mode, the frame input from the terminal 123 is stored in the frame memory 101, and the next frame (interlaced frame or intra-frame coded frame) is input. The data is stored in the memory 101, the interlaced frame or the intra-frame encoded frame is encoded first, and then the bidirectional motion compensation frame is processed.

【0022】符号化するフレームが飛び越しモードであ
る場合は以下のように符号化を行う。フレームの処理を
開始する前に、もし、直前のフレームがフレーム内符号
化モードであれば、符号化モード決定器112のフレー
ム内符号化モードの固定を解除しておく。さらに、バッ
ファ126の内容をクリアし、計数器120は計数値を
0にリセットしておく。また、セレクタ104がフレー
ムメモリ101からの出力を選択するようにし、バッフ
ァ126は空にしておく。その後、次のフレームのデー
タを端子123から原画像を入力し、フレームメモリ1
00に格納する。
When the frame to be encoded is in the interlace mode, the encoding is performed as follows. Before the processing of a frame is started, if the immediately previous frame is the intraframe coding mode, the intraframe coding mode of the coding mode determiner 112 is released. Further, the contents of the buffer 126 are cleared, and the counter 120 resets the count value to 0. Further, the selector 104 is made to select the output from the frame memory 101, and the buffer 126 is emptied. After that, the original image is input from the terminal 123 to the data of the next frame, and the frame memory 1
Stored in 00.

【0023】制御装置からの指示に従って、フレームメ
モリ100から主走査方向の順に、原ブロックを切り出
し、セレクタ104を経て、動きベクトル検出器105
に入力する。動きベクトル検出器105は入力された原
ブロックデータとフレームメモリ102の画像(直前の
符号化済みのフレーム内符号化フレーム、または符号化
済みの飛び越しフレーム)内の原ブロック位置(これは
ブロック数をカウントすることにより一意に決まる)か
ら、原ブロックの位置を中心として主走査、副走査方向
に対して±31画素の領域に対して全探索によって動き
ベクトルを検出する。検出された動きベクトルは動き補
償器107に入力される。動き補償器107はこの動き
ベクトルに従ってフレームメモリ102から予測ブロッ
クデータを切り出してくる。同時にフレームメモリ10
0からセレクタ104を経て、原ブロックを入力し、予
測ブロックと画素毎に差分をとり、この差分値からなる
予測誤差ブロックを求め、出力する。その後、原ブロッ
クと予測誤差ブロックはそれぞれ遅延器113、114
に格納される。原ブロックのデータはブロック評価器1
09に入力され、まず、ブロック内画素値の2乗和S0
を演算する。同様に予測誤差ブロックのデータはブロッ
ク評価器110に入力され、ブロック内誤差値の2乗和
E を演算する。これらの2乗和S0 ,SE は符号化モ
ード決定器112に入力される。符号化モード決定器1
12はこれらの2乗和の次式の大小関係からこのブロッ
クの符号化モードを決定する。
According to an instruction from the control device, original blocks are cut out from the frame memory 100 in the order of the main scanning direction, passed through the selector 104, and then the motion vector detector 105.
To enter. The motion vector detector 105 inputs the original block data and the original block position in the image of the frame memory 102 (the immediately preceding coded intra-frame coded frame or the coded interlaced frame) (this is the number of blocks). Uniquely determined by counting), the motion vector is detected by full search for the area of ± 31 pixels in the main scanning and sub-scanning directions with the position of the original block as the center. The detected motion vector is input to the motion compensator 107. The motion compensator 107 cuts out the prediction block data from the frame memory 102 according to this motion vector. Frame memory 10 at the same time
The original block is input from 0 through the selector 104, a difference is calculated for each pixel from the prediction block, and a prediction error block composed of this difference value is obtained and output. After that, the original block and the prediction error block are delayed by the delay units 113 and 114, respectively.
Stored in. The data of the original block is the block evaluator 1
09, and first, the sum of squares of pixel values in the block S 0
Is calculated. Similarly, the data of the prediction error block is input to the block evaluator 110, and the square sum S E of the intra-block error value is calculated. These sums of squares S 0 and S E are input to the coding mode determiner 112. Coding mode determiner 1
12 determines the coding mode of this block from the magnitude relation of the following equation of the sum of squares.

【0024】 ifSE >S0 :符号化モードはブロック内符号化モー
ド ifSE ≦S0 :符号化モードは動き保証モード
IfS E > S 0 : The intra-block coding mode is the coding mode ifS E ≦ S 0 : The coding mode is the motion guarantee mode

【0025】この符号化モードは計数器シーンチェンジ
検出器127内の120に入力され、ブロック内符号化
モードであったブロックの数符号化を計数する。同時に
符号化モードはセレクタ116、117にも供給され、
符号化モードがブロック内符号化である場合は遅延器1
13の出力である原ブロックデータを、動き補償モード
であれば遅延器114の出力である予測誤差ブロックを
それぞれ選択して出力する。符号化器119は最初に本
フレームのモードが飛び越しフレームであることと、画
像サイズを符号化してバッファ126に出力する。続い
て各ブロック毎に符号化する。まず、ブロックの符号化
モードを符号化し、これに続き、符号化モードがブロッ
ク内符号化モードであれば、原ブロックに離散コサイン
変換を施し、得られた変換係数を量子化して符号を割り
当てる。符号化モードが動き補償モードあれば、まず、
動きベクトルを符号化を行い、続いて求められた予測誤
差ブロックに離散コサイン変換を施し、得られた変換係
数を量子化して符号を割り当てる。これらの符号はバッ
ファ126に蓄積し、同時に復号器118に出力する。
復号器118では、フレーム内符号化モードと同様にま
ず、フレームモードと画像サイズを受信し、復号する。
さらに各ブロック毎に符号化モードを復号し、符号化モ
ードがフレーム内符号化モードであれば、離散コサイン
変換の量子化結果の8×8の全係数がたまり次第、逆量
子化、逆離散コサイン変換を施して復号画素値を得る。
符号化モードが動き補償モードであれば、続く動きベク
トルの値を復号する。すでに復号された前の画像から動
きベクトル分だけ移動した位置の画素ブロックを読みだ
しておく。動きベクトルに続いている離散コサイン変換
係数の量子化結果を復号し、復号結果の8×8の全係数
がたまり次第、逆量子化、逆離散コサイン変換を施し、
復号誤差ブロックえ得る。この誤差ブロックと前出の復
号済の画素ブロックとを加算して復号画素値を得る。画
像サイズからブロックの再生位置は自然に決定され、最
後のブロックが復号された後は次のフレームの符号化デ
ータがくるまで待機している。同様のことを復号器11
8で実施し、フレームメモリ103に復号画像を格納し
ておく。
This coding mode is input to 120 in the counter scene change detector 127 and counts the number of coding blocks that were in the intra-block coding mode. At the same time, the coding mode is also supplied to the selectors 116 and 117,
Delay device 1 if the coding mode is intra-block coding
In the motion compensation mode, the original block data which is the output of 13 is selected and the prediction error block which is the output of the delay device 114 is selected and output. The encoder 119 first encodes that the mode of this frame is the interlaced frame and the image size, and outputs the encoded image size to the buffer 126. Then, each block is encoded. First, the coding mode of a block is coded, and subsequently, when the coding mode is the intra-block coding mode, the original block is subjected to discrete cosine transform, the obtained transform coefficient is quantized, and the code is assigned. If the encoding mode is motion compensation mode, first,
The motion vector is encoded, the obtained prediction error block is then subjected to discrete cosine transform, and the obtained transform coefficient is quantized to assign a code. These codes are stored in the buffer 126 and simultaneously output to the decoder 118.
The decoder 118 first receives and decodes the frame mode and the image size as in the intraframe coding mode.
Further, the coding mode is decoded for each block, and if the coding mode is the intraframe coding mode, the inverse quantization and the inverse discrete cosine will be applied as soon as all 8 × 8 coefficients of the quantization result of the discrete cosine transform are accumulated. Transformation is performed to obtain a decoded pixel value.
If the encoding mode is the motion compensation mode, the subsequent motion vector value is decoded. The pixel block at the position moved by the motion vector from the previously decoded image is read out. The quantization result of the discrete cosine transform coefficient following the motion vector is decoded, and as soon as all 8 × 8 coefficients of the decoded result are accumulated, inverse quantization and inverse discrete cosine transform are applied,
A decoding error block can be obtained. This error block is added to the previously decoded pixel block to obtain a decoded pixel value. The reproduction position of the block is naturally determined from the image size, and after the last block is decoded, it waits until the encoded data of the next frame comes. The same applies to the decoder 11
8 and stores the decoded image in the frame memory 103.

【0026】全てのブロックについて符号化処理を実施
した後に、シーンチェンジ検出器127内の計数器12
0はブロック内符号化モードの計数値を比較器121に
入力し、閾値決定器122で設定された閾値と比較す
る。もし、ブロック内符号化モードであったブロックの
数が閾値よりも大きいかまたは等しければ、端子124
からのシーンチェンジの検出を制御装置に知らせる。制
御装置はシーンチェンジの検出を受けて、全体の動作を
停止し、符号化するフレームのモードを飛び越しモード
からフレーム内符号化モードに変更し、再度、フレーム
の符号化をやり直す。閾値よりも計数値が低ければ、制
御装置はバッファ126はフレームの内容を次に実行す
る両方向動き補償フレームの符号化終了まで保持する。
これに並行して計数器120から出力された計数値を閾
値決定器に入力し、計数値の2倍を飛び越しモードの新
しい閾値として更新する。
After performing the encoding process on all the blocks, the counter 12 in the scene change detector 127
For 0, the count value of the intra-block coding mode is input to the comparator 121 and compared with the threshold value set by the threshold value determiner 122. If the number of blocks that were in intra-block coding mode is greater than or equal to the threshold, then terminal 124
Informs the control unit of the detection of a scene change from. Upon detection of the scene change, the control device stops the entire operation, changes the mode of the frame to be encoded from the interlace mode to the intraframe encoding mode, and re-encodes the frame. If the count value is lower than the threshold value, the controller 126 holds the contents of the frame until the coding of the next bidirectional motion compensation frame is completed.
In parallel with this, the count value output from the counter 120 is input to the threshold value determiner, and twice the count value is updated as a new threshold value for the interlaced mode.

【0027】符号化するフレームが両方向動き補償モー
ドである場合は以下のように符号化を行う。フレームの
処理を開始する前に、もし、直後のフレームがフレーム
内符号化モードであれば、符号化モード決定器112の
フレーム内符号化モードの固定を解除しておく。さら
に、計数器120は計数値を0にリセットしておく。ま
た、セレクタ104がフレームメモリ101からの出力
を選択するようにし、バッファ126は空にしておく。
When the frame to be encoded is in the bidirectional motion compensation mode, the encoding is performed as follows. Before the frame processing is started, if the immediately following frame is in the intraframe coding mode, the intraframe coding mode of the coding mode determiner 112 is released. Further, the counter 120 resets the count value to 0. Further, the selector 104 is made to select the output from the frame memory 101, and the buffer 126 is emptied.

【0028】制御装置からの指示に従って、両方向動き
補償モードのフレームメモリ101に格納されている。
フレームメモリ101から主走査方向の順に、原ブロッ
クを切り出し、セレクタ104を経て、動きベクトル検
出器105、106に入力する。動きベクトル検出器1
05は入力された原ブロックデータとフレームメモリ1
02の画像(直前の符号化済みの飛び越しフレームまた
は符号化済みのフレーム内符号化フレーム)内の原ブロ
ック位置(これはブロック数をカウントすることにより
一意に決まる)から、原ブロックの位置を中心として主
走査、副走査方向に対して±31画素の領域に対して全
探索によって動きベクトルを検出する。同様に動きベク
トル検出器106は入力された原ブロックデータとフレ
ームメモリ103の画像(直後の符号化済みの飛び越し
フレームまたは符号化済みのフレーム内符号化フレー
ム)内の原ブロック位置から、原ブロックの位置を中心
として主走査、副走査方向に対して±31画素の領域に
対して全探索によって動きベクトルを検出する。検出さ
れた動きベクトルは動き補償器107、108にそれぞ
れ入力される。ここで、直前のフレームを参照すること
を前向きと呼び、直後のフレームを参照することを後向
きと呼ぶ。動き補償器107はこの前向き動きベクトル
に従ってフレームメモリ102から前向き予測ブロック
データを切り出してくる。同時にフレームメモリ101
からセレクタ104を経て、原ブロックを入力し、前向
き予測ブロックと画素毎に差分をとり、この差分値から
なる前向き予測誤差ブロックを求め、出力する。動き補
償器108も同様には後向き動きベクトルに従ってフレ
ームメモリ103から後向き予測ブロックデータを切り
出してくる。同時にフレームメモリ101からセレクタ
104を経て、原ブロックを入力し、後向き予測ブロッ
クと画素毎に差分をとり、この差分値からなる後向き予
測誤差ブロックを求め、出力する。その後、原ブロック
と前向き予測誤差ブロックと後向き予測誤差ブロックは
それぞれ遅延器113、114、115に格納される。
原ブロックのデータはブロック評価器109に入力さ
れ、まず、ブロック内画素値の2乗和S0 を演算する。
同様に前向き予測誤差ブロックのデータはブロック評価
器110に入力され、ブロック内誤差値の2乗和SF
演算し、後向き予測誤差ブロックのデータはブロック評
価器111に入力され、ブロック内誤差値の2乗和SB
を演算する。これらの2乗和S0 ,SF ,SB は符号化
モード決定器112に入力される。符号化モード決定器
112はこれらの2乗和の次式の大小関係からこのブロ
ックの符号化モードを決定する。
It is stored in the frame memory 101 in the bidirectional motion compensation mode according to an instruction from the control device.
The original block is cut out from the frame memory 101 in the order of the main scanning direction, and is input to the motion vector detectors 105 and 106 via the selector 104. Motion vector detector 1
05 is the input original block data and the frame memory 1
Center the original block position from the original block position (this is uniquely determined by counting the number of blocks) in the 02 image (previously encoded interlaced frame or encoded intra-frame encoded frame) As a result, a motion vector is detected by full search for an area of ± 31 pixels in the main scanning and sub scanning directions. Similarly, the motion vector detector 106 detects the original block position from the input original block data and the original block position in the image of the frame memory 103 (immediately after the encoded interlaced frame or the encoded intra-frame encoded frame). A motion vector is detected by full search with respect to a region of ± 31 pixels in the main scanning direction and the sub scanning direction centering on the position. The detected motion vector is input to the motion compensators 107 and 108, respectively. Here, referring to the immediately preceding frame is called forward, and referring to the immediately following frame is called backward. The motion compensator 107 cuts out the forward prediction block data from the frame memory 102 according to the forward motion vector. At the same time the frame memory 101
Then, the original block is input via the selector 104, the difference is calculated for each pixel from the forward prediction block, and the forward prediction error block composed of this difference value is obtained and output. Similarly, the motion compensator 108 also cuts out the backward prediction block data from the frame memory 103 according to the backward motion vector. At the same time, the original block is input from the frame memory 101 via the selector 104, the difference between the backward prediction block and each pixel is calculated, and the backward prediction error block consisting of this difference value is obtained and output. After that, the original block, the forward prediction error block, and the backward prediction error block are stored in the delay units 113, 114, and 115, respectively.
The data of the original block is input to the block evaluator 109, and first, the sum of squares S 0 of the pixel values in the block is calculated.
Similarly, the data of the forward prediction error block is input to the block evaluator 110, the sum of squares S F of the intra-block error values is calculated, and the data of the backward prediction error block is input to the block evaluator 111 to calculate the intra-block error value. Sum of squares S B
Is calculated. These sums of squares S 0 , S F and S B are input to the coding mode determiner 112. The coding mode determiner 112 determines the coding mode of this block from the magnitude relationship of the following sum of square sums.

【0029】 ifmax(SF ,SB )>S0 :符号化モードはブロ
ック内符号化モード ifmax(SF ,SB )≦S ifSF >SB :符号化モードは後向き動き補償モード ifSF ≦SB :符号化モードは前向き動き補償モード
Ifmax (S F , S B )> S 0 : The coding mode is an intra-block coding mode ifmax (S F , S B ) ≦ S 0 ifS F > S B : The coding mode is a backward motion compensation mode ifS F ≤ S B : Encoding mode is forward motion compensation mode

【0030】この符号化モードはシーンチェンジ検出器
127内の計数器120に入力され、各符号化モード毎
の計数を行う。同時に符号化モードはセレクタ116、
117にも供給され、符号化モードがブロック内符号化
である場合、遅延器113の出力である原ブロックデー
タを、前向き動き補償モードであれば遅延器114の出
力である予測誤差ブロックを、後向き動き補償モードで
あれば遅延器115の予測誤差ブロックをセレクタ11
6はそれぞれ選択して出力する。符号化器119は最初
に本フレームのモードが両方向動き補償フレームである
ことと、画像サイズを符号化してバッファ126に出力
する。以下はブロック毎に符号化するブロックの符号化
モードを符号化し、これに続いて、このブロックの符号
化モードがブロック内符号化モードであれば、原ブロッ
クに離散コサイン変化を施し、得られた変換係数を量子
化して符号を割り当てる。符号化モードが前向き・後向
き動き補償モードあれば、まず、動きベクトルを符号化
を行い、続いて求められた予測誤差ブロックに離散コサ
イン変換を施し、得られた変換係数を量子化して符号化
を割り当てる。これらの符号はバッファ126に蓄積す
ると同時に復号器118に出力する。復号器118で
は、飛び越しフレームと同様にまず、フレームモードと
画像サイズを受信し、復号する。さらにブロック毎に符
号化モードを復号し、符号化モードがフレーム内符号化
モードであれば、離散コサイン変換の量子化結果の8×
8の全係数がたまり次第、逆量子化、逆離散コサイン変
換を施して復号画素値を得る。符号化モードが動き補償
モードであれば、続く動きベクトルの値を復号する。す
でに復号された前または後の画像から動きベクトル分だ
け移動した位置の画素ブロックを読みだしておく。動き
ベクトルに続いている離散コサイン変換係数の量子化結
果を復号し、復号結果の8×8の全係数がたまり次第、
逆量子化、逆離散コサイン変換を施し、復号誤差ブロッ
クを得る。この誤差ブロックと前出の復号済の画素ブロ
ックとを加算して復号画素値を得る。画像サイズからブ
ロックの再生位置は自然に決定され、最後のブロックが
復号された後は次のフレームがくるまで待機している。
同様のことを復号器118で実施し、フレームメモリ1
03に復号画像を格納しておく。
This coding mode is input to the counter 120 in the scene change detector 127 and counts for each coding mode. At the same time, the encoding mode is selector 116,
When the coding mode is intra-block coding, the original block data which is the output of the delay device 113 is output to the output block 117, and the prediction error block which is the output of the delay device 114 is output in the backward motion compensation mode. In the motion compensation mode, the prediction error block of the delay device 115 is set to the selector 11
6 are selected and output. The encoder 119 first encodes that the mode of this frame is the bidirectional motion compensation frame and the image size, and outputs the encoded image size to the buffer 126. The following code the coding mode of the block to be coded for each block, and subsequently, if the coding mode of this block is the intra-block coding mode, the original block is subjected to the discrete cosine change to obtain Quantize the transform coefficients and assign codes. If the coding mode is the forward / backward motion compensation mode, first, the motion vector is coded, then the obtained prediction error block is subjected to discrete cosine transform, and the obtained transform coefficient is quantized and coded. assign. These codes are output to the decoder 118 at the same time as being stored in the buffer 126. The decoder 118 first receives and decodes the frame mode and the image size, as in the interlaced frame. Further, the coding mode is decoded for each block, and if the coding mode is the intra-frame coding mode, 8 × of the quantization result of the discrete cosine transform is obtained.
As soon as all the coefficients of 8 are accumulated, inverse quantization and inverse discrete cosine transform are performed to obtain a decoded pixel value. If the encoding mode is the motion compensation mode, the subsequent motion vector value is decoded. The pixel block at the position moved by the motion vector from the already decoded previous or subsequent image is read out. Decoding the quantization result of the discrete cosine transform coefficient following the motion vector, and as soon as all 8 × 8 coefficients of the decoding result are accumulated,
Inverse quantization and inverse discrete cosine transform are applied to obtain a decoding error block. This error block is added to the previously decoded pixel block to obtain a decoded pixel value. The playback position of a block is naturally determined from the image size, and after the last block is decoded, it waits for the next frame.
A similar operation is performed by the decoder 118, and the frame memory 1
The decoded image is stored in 03.

【0031】全てのブロックについて符号化処理を実施
した後に、シーンチェンジ検出器127内の計数器12
0はそれぞれ符号化モードの計数値を比較器121に入
力し、閾値決定器122で設定されたそれぞれの閾値と
比較する。各符号化モードの計数値を次のようにする。
After performing the encoding process for all blocks, the counter 12 in the scene change detector 127
For 0, the count value of each coding mode is input to the comparator 121 and compared with each threshold set by the threshold determiner 122. The count value of each coding mode is as follows.

【0032】ブロック内符号化モードの計数値をBI 前向き動き補償モードの計数値をBT 後向き動き補償モードの計数値をBB The count value of the intra-block coding mode is B I The count value of the forward motion compensation mode is B T The count value of the backward motion compensation mode is B B

【0033】また、ブロック内符号化モードの閾値をT
1 とする。もし、ブロック内符号化モードであったブ
ロックの数B1 が閾値Th1 よりも大きいかまたは等し
ければ、端子124から前のフレームとの間のシーンチ
ェンジの検出を制御装置に知らせる。これと並行して、
前向き動き補償モードの計数値BT と後向き動き補償モ
ードの計数値BB の差分値B を次式にしたがって求
める。
Further, the threshold of the intra-block coding mode is T
Let h 1 . If the number of blocks B 1 that were in intra-block coding mode is greater than or equal to the threshold Th 1, it informs the controller of the detection of a scene change from terminal 124 to the previous frame. In parallel with this,
A difference value B S between the count value B T in the forward motion compensation mode and the count value B B in the backward motion compensation mode is calculated according to the following equation.

【0034】BS =BF −BB B S = B F −B B

【0035】この差分値BS と閾値ThS とを比較して
S >ThS であれば、端子124から次のフレームと
の間のシーンチェンジの検出を制御装置に知らせる。制
御装置が前のフレームとの間のシーンチェンジの検出を
受けた場合、全体の動作を停止し、符号化するフレーム
のモードを両方向動き補償モードからフレーム内符号化
モードに変更し、バッファ126を空にして、再度フレ
ームの符号化をやり直す。制御装置が前のフレームとの
間のシーンチェンジの検出を受け、次のフレームの符号
化の際にシーンチェンジが検出されていない場合、全体
の動作を停止し、符号化するフレームのモードを両方向
動き補償モードからフレーム内符号化モードに変更し、
バッファ126を空にして、再度次の飛び越しフレーム
をフレーム内符号化モードでフレームの符号化をやり直
したのち、その直前の(シーンチェンジを検出した)フ
レームを両方向動き補償モードで符号化する。
The difference value B S is compared with the threshold value Th S, and if B S > Th S , the control device is notified of the detection of the scene change between the terminal 124 and the next frame. When the controller receives a scene change from the previous frame, the whole operation is stopped, the mode of the frame to be encoded is changed from the bidirectional motion compensation mode to the intra-frame encoding mode, and the buffer 126 is set. Empty it and re-encode the frame. If the control unit detects a scene change between the previous frame and the scene change is not detected during the encoding of the next frame, the whole operation is stopped and the mode of the frame to be encoded is changed to both directions. Change from motion compensation mode to intraframe coding mode,
After the buffer 126 is emptied and the next interlaced frame is re-encoded in the intra-frame encoding mode, the frame immediately before (the scene change is detected) is encoded in the bidirectional motion compensation mode.

【0036】それ以外の場合、制御装置はバッファ12
6はフレームの内容を端子125から外部に出力する。
これに並行して計数器120から出力された計数値を閾
値決定器に入力し、各計数値の2倍を両方向動き補償モ
ードの新しい閾値として更新する。
Otherwise, the controller will use the buffer 12
6 outputs the contents of the frame from the terminal 125 to the outside.
In parallel with this, the count value output from the counter 120 is input to the threshold value determiner, and twice the count value is updated as a new threshold value for the bidirectional motion compensation mode.

【0037】(その他の実施例)ブロックのサイズ、符
号化器の符号化方式、動き補償、動きベクトル探索、ブ
ロック内の評価方式、フレームメモリの構成等はこれに
限定されない。例えば、両方向動き補償フレームが複数
枚続いている構成では、フレームの位置によって差分値
S と閾値ThS との比較のほかに−BS >ThS によ
って前のフレームとの間のシーンチェンジを検出するこ
とも実現できる。
(Other Embodiments) The block size, encoder coding system, motion compensation, motion vector search, intra-block evaluation system, frame memory configuration, etc. are not limited to these. For example, in a configuration in which a plurality of bidirectional motion compensation frames continue, in addition to comparing the difference value B S with the threshold Th S depending on the position of the frame, a scene change from the previous frame is performed by −B S > Th S. It can also be detected.

【0038】[0038]

【発明の効果】符号化以外にシーンチェンジの検出手段
を設けることなく、簡単な構成でシーンチェンジを検出
することができ、シーンチェンジを検出したフレームを
ブロック内符号化することによって復号画像の劣化を抑
えることが可能になる。また、シーンチェンジの検出の
閾値を符号化をしながら動的に変化させることにより、
動きの激しい動画像でも適切に検出できる。
EFFECTS OF THE INVENTION A scene change can be detected with a simple structure without providing a means for detecting a scene change other than encoding, and a frame in which a scene change is detected is intra-block encoded to deteriorate a decoded image. Can be suppressed. Also, by dynamically changing the threshold of scene change detection while encoding,
It can detect even moving images that move rapidly.

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

【図1】本発明を実施した動画像符号化装置のブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram of a moving picture coding apparatus embodying the present invention.

【図2】本発明を実施した動画像符号化装置のブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram of a moving picture coding apparatus embodying the present invention.

【図3】第1の実施例で符号化フレームの並びを示した
図である。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of encoded frames in the first embodiment.

【図4】第2の実施例で符号化フレームの並びを示した
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of encoded frames in the second embodiment.

【図5】動画像符号化装置の従来例を示したブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example of a moving image encoding device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,15,100,101,102,103,50
1,502 フレームメモリ 3,105,106,503 動きベクトル検出器 4,107,108,504 動き補償器 5,6,109,110,111,505,506 ブ
ロック評価器 7,112,507 符号化モード決定器 8,9,113,114,115,508,509 遅
延器 10,104,116,117,510 セレクタ 11,120 計数器 12,121 比較器 13,119,511 符号化器 14,118,512 復号器 16,17,18,19,123,124,125,5
14,515 端子 20,126 バッファ 21,127 シーンチェンジ検出器 122 閾値決定器
1, 2, 15, 100, 101, 102, 103, 50
1,502 Frame memory 3,105,106,503 Motion vector detector 4,107,108,504 Motion compensator 5,6,109,110,111,505,506 Block evaluator 7,112,507 Coding mode Determinator 8, 9, 113, 114, 115, 508, 509 Delay device 10, 104, 116, 117, 510 Selector 11, 120 Counter 12,121 Comparator 13, 119, 511 Encoder 14, 118, 512 Decoder 16, 17, 18, 19, 123, 124, 125, 5
14,515 Terminal 20,126 Buffer 21,127 Scene change detector 122 Threshold value determiner

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数枚のフレームで構成されている動画
像をフレーム内符号化を行うフレームと動き補償を行っ
て符号化するフレームとに分類して符号化する方法にお
いて、シーンチェンジを検出し、シーンチェンジのフレ
ーム対してフレーム内符号化を再度行うことを特徴とす
る動画像符号化方法。
1. A method for classifying and coding a moving image composed of a plurality of frames into a frame for intra-frame coding and a frame for motion-compensating and coding, and detecting a scene change. , A moving picture coding method characterized in that intra-frame coding is performed again for a scene change frame.
【請求項2】 符号化するフレームを複数のブロックに
分割し、各ブロックに対応する既に符号化されたフレー
ムを参照して動きベクトルを算出し、予測ブロックを求
め予測誤差を符号化する動画像符号化装置において、符
号化の際に利用される動きベクトルを参照するフレーム
毎に計数し、該計数値によってシーンチェンジを検出す
ることを特徴とする動画像符号化装置。
2. A moving image in which a frame to be encoded is divided into a plurality of blocks, a motion vector is calculated with reference to an already encoded frame corresponding to each block, a prediction block is obtained, and a prediction error is encoded. A moving picture coding apparatus characterized in that, in the coding apparatus, a motion vector used at the time of coding is counted for each reference frame and a scene change is detected by the counted value.
【請求項3】 符号化するフレームを複数のブロックに
分割し、各ブロックに対応する既に符号化されたフレー
ムを参照して動きベクトルを算出し予測ブロックを求め
予測誤差を符号化する動画像符号化装置において、符号
化の際にブロック内で符号化を完結するブロック内符号
化されるブロックをフレーム毎に計数し、該計数値によ
ってシーンチェンジを検出することを特徴とする動画像
符号化装置。
3. A moving image code for dividing a frame to be encoded into a plurality of blocks, calculating a motion vector by referring to an already encoded frame corresponding to each block, obtaining a prediction block and encoding a prediction error. In the encoding device, a moving image encoding device is characterized in that a block to be encoded in the block which completes the encoding in the encoding is counted for each frame, and a scene change is detected by the counted value. .
【請求項4】 符号化の際に利用する動きベクトルの各
参照フレーム毎の計数値と予め決められた閾値と比較し
てシーンチェンジを検出することを特徴とする請求項2
記載の動画像符号化装置。
4. A scene change is detected by comparing a count value of each motion vector used for encoding for each reference frame with a predetermined threshold value.
The moving picture encoding device described.
【請求項5】 符号化の際に利用する動きベクトルの各
参照フレーム毎の計数値と動的に決められた閾値と比較
してシーンチェンジを検出することを特徴とする請求項
2記載の動画像符号化装置。
5. The moving image according to claim 2, wherein a scene change is detected by comparing a count value of each motion vector used for encoding for each reference frame with a dynamically determined threshold value. Image coding device.
【請求項6】 符号化の際に利用する動きベクトルの各
参照フレーム毎の計数値と予め決められた閾値と比較し
てシーンチェンジを検出することを特徴とする請求項3
記載の動画像符号化装置。
6. A scene change is detected by comparing a count value of each motion vector used for encoding for each reference frame with a predetermined threshold value.
The moving picture encoding device described.
【請求項7】 符号化の際に利用する動きベクトルの各
参照フレーム毎の計数値と動的に決められた閾値と比較
してシーンチェンジを検出することを特徴とする請求項
3記載の動画像符号化装置。
7. The moving image according to claim 3, wherein a scene change is detected by comparing a count value of each motion vector used in encoding for each reference frame with a dynamically determined threshold value. Image coding device.
【請求項8】 符号化するフレームを複数のブロックに
分割し、各ブロックに対応する既に符号化されたフレー
ムを参照して動きベクトルを算出し、予測ブロックを求
め、予測誤差を符号化するか、予測誤差が大きい場合に
該ブロックをブロック内符号化する動画像符号化装置に
おいて、 符号化の際に利用される動きベクトルを参照するフレー
ム毎に計数する手段と、 該計数値と閾値と比較する手段と、 比較した結果からシーンチェンジの有無を判断する手段
を有することを特徴とする動画像符号化装置。
8. A method of dividing a frame to be encoded into a plurality of blocks, calculating a motion vector with reference to an already encoded frame corresponding to each block, obtaining a prediction block, and encoding a prediction error. In a moving picture coding apparatus for intra-block coding the block when the prediction error is large, a means for counting a motion vector used at the time of coding for each frame to be referenced, and comparing the count value with a threshold value. And a means for judging the presence or absence of a scene change from the result of the comparison.
【請求項9】 閾値を既に符号化したフレームのブロッ
ク内符号化を行うブロック数の計数値からフレーム毎に
更新する手段を有することを特徴とする請求項8記載の
動画像符号化装置。
9. The moving picture coding apparatus according to claim 8, further comprising means for updating, for each frame, a threshold value from a count value of the number of blocks for which intra-block coding of a frame has already been coded.
【請求項10】 符号化するフレームを複数のブロック
に分割し、各ブロックに対応する既に符号化されたフレ
ームを参照して動きベクトルを算出し、予測ブロックを
求め、予測誤差を符号化する動画像符号化において、 符号化の際に利用される動きベクトルを参照するフレー
ム毎に計数する手段と、 該計数値と閾値と比較する手段と、 比較した結果からシーンチェンジの有無を判断する手段
を有することを特徴とする動画像符号化装置。
10. A moving image in which a frame to be encoded is divided into a plurality of blocks, a motion vector is calculated with reference to an already encoded frame corresponding to each block, a prediction block is obtained, and a prediction error is encoded. In image coding, means for counting the motion vector used at the time of coding for each frame to be referred to, means for comparing the count value with a threshold value, and means for determining the presence or absence of a scene change from the result of the comparison are provided. A moving picture coding apparatus having.
【請求項11】 閾値を既に符号化したフレームの動き
ベクトルの計数値からフレーム毎に更新する手段を有す
ることを特徴とする請求項10記載の動画像符号化装
置。
11. The moving picture coding apparatus according to claim 10, further comprising means for updating the threshold value for each frame from the count value of the motion vector of the already coded frame.
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