JPH0690440A - ブロック符号化方式 - Google Patents

ブロック符号化方式

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JPH0690440A
JPH0690440A JP24081092A JP24081092A JPH0690440A JP H0690440 A JPH0690440 A JP H0690440A JP 24081092 A JP24081092 A JP 24081092A JP 24081092 A JP24081092 A JP 24081092A JP H0690440 A JPH0690440 A JP H0690440A
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Atsumichi Murakami
篤道 村上
Yuri Hasegawa
由里 長谷川
Masahiro Kazeyama
雅裕 風山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のブロックから構成されるマクロブロッ
クについて、マクロブロックの構成に対する条件を緩和
する。 【構成】 従来のブロック(m×2n)そのものを直交
変換符号化するモードと、一つのブロック(m×2n)
を複数のサブブロックA,B(m×n)に分割し、各々
のサブブロックA,Bについて直交変換符号化するモー
ドを備えている。一つのブロックをサブブロックに分割
し、それぞれのサブブロックにインターレース構造を構
成する第1フィールドのデータと第2フィールドのデー
タを分けて使用する。 【効果】 一つのブロックのなかにサブブロックを設
け、第1フィールドと第2フィールドで使用することに
より、従来のように偶数のブロックを用意し、第1フィ
ールドのブロックと第2フィールドのブロックを構成す
る必要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像の直交変換符号
化方式、特にマクロブロックを直交変換符号化すること
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図12は、従来のマクロブロックを説明
するためのインターレース構造を成す画像を1画面分示
す図である。図において、50はインターレース構造を
成す画面である。51はインターレース構造を構成する
第1フィールド、52は同様にインターレース構造を構
成する第2フィールドである。53は水平方向m画素、
垂直方向2n画素(m,nは自然数)から構成されるブ
ロックである。このようにインターレース構造を成す画
像は、まず第1フィールドの情報を画面に表示した後、
第1フィールドの間に第2フィールドの情報を表示する
ことにより1画面分の画像を表示する。
【0003】次に図13は水平方向、垂直方向共に2つ
のブロックからなる従来のマクロブロックの構成例であ
り、同図中(a)は4:4:4フォーマットを、(b)
は4:2:2フォーマットを、(c)は4:2:0フォ
ーマットを示したものである。
【0004】画像信号はいくつかの信号成分によって構
成されている。たとえば、3チャネルの信号成分がある
ものとし、ここでは各チャネルが赤、緑、青の信号成分
によって構成される場合を図13(a)に示している。
また、3チャネルの信号成分として、輝度及び2チャネ
ルの色差信号によって構成される場合を図13(b)と
図13(c)に示している。また各信号成分の画素数の
比が1:1:1で構成されるような場合を4:4:4フ
ォーマットという。また各信号成分の画素数の比が2:
1:1で構成されるような場合を4:2:2フォーマッ
トと呼んでいる。さらに各信号成分の画素数の比が4:
1:1で構成されるような場合を4:2:0フォーマッ
トと呼んでいる。
【0005】ここで示したマイクロブロックは、例え
ば、現フレームの画素値、あるいは現フレームと前フレ
ームの差分値によって構成される場合がある。この現フ
レームの画素値を送るかあるいは現フレームと前フレー
ムの差分値を送るかはシステムによって適宜決定される
ものであるが、代表的な例としては、まず最初の画像を
送る場合には、その画像全体を示す原フレームの画素値
を送り、その後は現フレームと前フレームの差分値を送
ることにより符号化し、伝送する情報の量の削減を図っ
ていることが多い。
【0006】図13(a),(b),(c)いずれの場
合においても、水平方向m画素、垂直方向2n画素
(m,nは自然数)のブロック単位で直交変換を行う
が、ここで図12に示すようなインターレース構造を成
す画像のようにフィールドの概念のある信号について
は、符号化効率を上げるため、動きの大小に応じて、上
下2つのブロックを対にしてブロックの再構成を行って
いる。
【0007】図14は、図13においてフィールドの概
念のある信号、すなわち図13(c)のCb,Crを除
く信号について、上下2ブロックの構成例を示したもの
である。同図(a)はフレームブロックを、同図(b)
はフィールドブロックを示したものである。なお、図中
実線の矢印は弟1フィールド、破線は第2フィールドを
示している。従来のマクロブロック直交変換符号化方式
は、図14(a)に示すようなフィールドの混ざったフ
レームブロック、あるいは、図14(b)に示すような
フィールドを別々にしたフィールドブロック(第1フィ
ールドブロック61、第2フィールドブロック62)に
ブロッキングを行い、再構成されたブロックに対して直
交変換を行っているため、いずれのブロックに対しても
水平方向m画素、垂直方向2n画素の同じ大きさで処理
を行っている。その後、直交変換係数について量子化を
行い、図13中に示した番号の順番(#1,#2,#3
・・・・・・・・ )に従って符号化を行っていく。
ここでm=8,n=4とすると、例えばMPEG2にお
けるマクロブロックの構成となり、すべて同じサイズの
ブロック単位で直交変換符号化を行っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のマクロブロック
直交変換符号化方式は、以上のように同じ大きさのブロ
ックを単位として直交変換符号化を行っており、フレー
ムブロックとフィールドブロックを適応的に切り替える
ため、マクロブロックは垂直方向に偶数個のブロックか
らなる構成にしなければならないという問題点があっ
た。
【0009】また、従来のマクロブロック直交変換符号
化方式は、図13(a)に示したような、4:4:4フ
ォーマットで符号化したものは4:4:4フォーマット
で復号化するというような1対1の関係でフォーマット
の符号化、復号化を行っており、符号化、復号化の際に
フォーマットを変更できないという問題点があった。
【0010】また、従来の符号化方式においては、現フ
レームの画素値を符号化して、送った後に次の現フレー
ムと前フレームの差分値を連続して伝送するように構成
されているため、最初に送った現フレームの画素値の復
号に失敗した場合には、後に連続して送られる現フレー
ムと前フレームの差分値の信号がすべて無駄になるとい
う問題点があった。
【0011】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、ブロックの構成に対する条件を緩和し
たブロック符号化方式を得ることを目的とする。
【0012】また、符号化装置と復号化装置において、
フォーマットが異なるマクロブロックを扱えるようにし
たブロック符号化方式を得ることを目的とする。
【0013】また、現画素値と差分値を符号化して伝送
する場合に、符号化して伝送することが無駄にならず効
率のよい符号化伝送が行えるブロック符号化方式を得る
ことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係わるブロ
ック符号化方式は、たとえば水平方向m画素、垂直方向
2n画素(m,nは自然数)からなるブロックにおい
て、各ブロック毎に符号化を行うモードと、ブロックの
垂直方向の大きさを半分にした水平方向m画素、垂直方
向n画素のサブブロック毎にそれぞれ直交変換符号化を
行うモードも備えるようにしたものであり、以下の要素
を有するものである。 (a)第1フィールド及び第2フィールドを有したイン
ターレース構造をもつ画像情報を記憶する記憶手段、
(b)上記記憶手段に記憶された画像情報の水平方向m
画素、垂直方向2n画素(m,nは自然数)から構成さ
れる領域をブロックとし、各ブロック毎に符号化を行う
ブロック符号化手段、(c)各ブロックを水平方向m画
素、垂直方向n画素からなる第1フィールドより構成さ
れるサブブロックと、水平方向m画素、垂直方向n画素
からなる第2フィールドより構成されるサブブロックの
2つのサブブロックに分け、各サブブロック毎に符号化
を行うサブブロック符号化手段、(d)上記ブロック符
号化手段とサブブロック符号化手段を切り換えて動作さ
せる切り換え手段。
【0015】第2の発明に係わるブロック符号化方式
は、たとえば4:2:0フォーマットに対して新たなブ
ロックを追加して4:2:2フォーマットに変更する追
加手段を備えたものであり、以下の要素を有するもので
ある。 (a)複数種類の信号成分によって構成される画像情報
を所定のサイズのブロックに区切り、各信号成分毎に所
定個数集めた複数のブロックをマクロブロックとし、こ
のマクロブロックを符号化する符号化手段、(b)上記
符号化手段より符号化されたマクロブロックに対して、
さらに、異なるブロックを追加する追加手段。
【0016】また、第3の発明に係わるブロック符号化
方式は、たとえば、4:2:2フォーマットから4:
2:0フォーマットに変更するためのブロックを間引く
間引き手段を備えたものであり、以下の要素を有するも
のである。 (a)複数種類の信号成分によって構成される画像情報
を所定のサイズのブロックに区切り、各信号成分毎に所
定個数集めた複数のブロックをマクロブロックとし、こ
のマクロブロックを符号化する符号化手段、(b)上記
符号化手段より符号化されたマクロブロックから、ひと
つ以上のブロックを間引く間引き手段。
【0017】第4の発明に係わるブロック符号化方式
は、たとえば、第1のブロックに第1フィールドの画像
を現フレームの画素値として符号化し、第2ブロックに
第1フィールドと第2フィールドの画素値の差分値を符
号化するようにしたものであり、以下の要素を有するも
のである。 (a)第1フィールド及び第2フィールドを有したイン
ターレース構造をもつ画像情報を記憶する記憶手段、
(b)上記記憶手段に記憶された画像情報を第1のブロ
ックと、第2のブロックの2つのブロックに分け、各ブ
ロック毎に符号化を行う場合、第1のブロックについて
は、第1フィールドの画素信号の符号化を行い、第2の
ブロックについては、第1フィールドの画素信号と第2
フィールドの画素信号との差分信号の符号化を行う符号
化手段。
【0018】
【作用】第1の発明におけるブロック符号化方式は、ブ
ロックをサブブロックに分割し、そのサブブロックを用
いて第1フィールドと第2フィールドを符号化するよう
にしたので垂直方向のブロック数を偶数にするという制
限がなくなり、ブロック構成が柔軟に行なえる。
【0019】第2の発明におけるブロック符号化方式
は、符号化装置あるいは復号化装置の何れかに符号化装
置によって符号化されたマクロブロックに対して新たな
ブロックを追加する追加手段を設けたので、復号化装置
がマクロブロックを復号する場合には、符号化装置が符
号化したフォーマットとは異なるフォーマットのマクロ
ブロックを復号することが可能になる。
【0020】第3の発明におけるブロック符号化方式
は、符号化装置あるいは復号化装置の何れかに符号化装
置により符号化されたマクロブロックからブロックを間
引く間引き手段を設けたので、復号化装置が復号するマ
クロブロックのフォーマットは符号化装置が符号化した
マクロブロックと異なるフォーマットで行うことが可能
になる。
【0021】第4の発明におけるブロック復号化方式
は、二つのブロックを符号化する場合に第1のブロック
に第1フィールドの画素の符号化を行い、第2のブロッ
クに第1のフィールドと第2のフィールドとの差分信号
の符号化を行うようにしたので、常に第1フィールドの
画素信号が送れるとともに、第2フィールドと第1フィ
ールドの差分信号を送ることにより伝送量の削減を同時
に図ることが可能になる。
【0022】
【実施例】実施例1.図1は、本発明の一実施例におけ
るマクロブロック直交変換符号化方式の一構成例を示す
図である。図において、1はマクロブロック直交変換符
号化回路である。2はフレーム記憶回路である。3は水
平方向m画素、垂直方向2n画素(m,nは自然数)か
ら構成されるブロックを直交変換符号化するブロック直
交変換符号化回路である。4は各ブロックを水平方向m
画素、垂直方向n画素からなる第1フィールドのみより
構成されるサブブロックと水平方向m画素、垂直方向n
画素からなる第2フィールドのみより構成されるサブブ
ロックの二つのサブブロックに対して直交変換符号化を
行うサブブロック直交変換符号化回路である。5はブロ
ック直交変換符号化回路3とサブブロック直交変換符号
化回路4を切り換えて動作させる切り換え回路である。
6は画像情報を入力してフレーム記憶回路2に記憶する
ための入力線である。7はブロック直交変換符号化回路
3あるいはサブブロック直交変換符号化回路4により符
号化された符号化データを出力する出力線である。
【0023】次に、図1に示したマクロブロック直交変
換符号化回路1の動作についてフレームブロックを伝送
する場合とフィールドブロックを伝送する場合に分けて
説明する。図2及び図3はフレームブロックを伝送する
場合の一例を示す図であり、図4と図5はフィールドブ
ロックを伝送する場合の一例を示したものである。
【0024】図2は、特にブロック直交変換符号化回路
3の動作を説明するものであり、本発明におけるフレー
ムブロックを符号化する場合のマクロブロックの一構成
例を示したもので、各ブロック毎に直交変換符号化を行
うモードについて、水平方向2ブロック、垂直方向2ブ
ロックより構成された場合の図である。ここで示したマ
クロブロックは、たとえば現フレームの画素値、あるい
は現フレームと前フレームの差分値によって構成されて
いる。同図(a)は4:4:4フォーマットの時のマク
ロブロック構成を、同図(b)は4:2:2フォーマッ
トの時のマクロブロック構成を、同図(c)は4:2:
0フォーマットの時のマクロブロック構成を示したもの
で、同図中枠で囲まれた部分がブロックに相当する。
【0025】図3は、図2におけるブロックの構成を示
したもので、図中実線の矢印は第1フィールド、破線の
矢印は第2フィールドを示したものである。このように
構成されたブロックに対して、図2に示した番号の順番
(#1,#2,#3 ・・・・・ )にしたがって
直交変換符号化を行う。
【0026】図4は、特にサブブロック直交変換符号化
回路4の動作を説明するための図であり、本発明におけ
るフィールドブロックを符号化する場合のマクロブロッ
クの一構成例を示したもので、各ブロックを2つのサブ
ブロック毎に直交変換符号化を行うモードにおいて、水
平方向2ブロック、垂直方向2ブロックより構成された
場合の図である。ここで示したマクロブロックは、例え
ば現フレームの画素値、あるいは現フレームと前フレー
ムの差分値によって構成されており、同図(a)は4:
4:4フォーマットの時のマクロブロック構成を、同図
(b)は4:2:2フォーマットの時のマクロブロック
構成を、同図(c)は4:2:0フォーマットの時のマ
クロブロック構成を示したものである。同図中枠で囲ま
れた部分がサブブロックに相当する。
【0027】図5は、図4におけるブロックの構成例を
示したもので、図中実線の矢印は第1フィールド、破線
の矢印は第2フィールドを示したものである。例えば図
4において“A“となっている部分には、第1フィール
ドのデータ、“B“となっている部分には、第2フィー
ルドのデータが対応している。このように構成されたサ
ブブロックに対して、例えば図4に示した番号の順番
(#1A,#1B,#2A,#2B,#3A,#3B
・・・・・ )にて直交変換符号化を行う。
【0028】フレーム記憶回路2は入力線6から入力さ
れる画像情報をフレーム単位に記憶するものであり、こ
のフレーム記憶回路2に記憶される画像情報は現フレー
ムの画素値である場合あるいは現フレームと前フレーム
の差分値である場合とがある。現フレームの画素値ある
いは現フレームと前フレームの差分値の何れが記憶され
るかは入力線6以前にある他のシステムによって決定さ
れるものであり、フレーム記憶回路2はいずれであるか
を意識することなく画像情報を記憶する。同様にブロッ
ク直交変換符号化回路3及びサブブロック直交変換符号
化回路4はフレーム記憶回路2に記憶された値が現フレ
ームの画素値あるいは現フレームと前フレームの差分値
の何れであるかを意識せずに符号化する。
【0029】切り換え回路5はフレームブロックを符号
化する場合にはブロック直交変換符号化回路3を動作さ
せ、フィールドブロックを符号化する場合にはサブブロ
ック直交変換符号化回路4を動作させるように切り換え
る。フレームブロックかフィールドブロックの何れかを
符号化するのを識別するのは外部から与えられた要求に
よるものであり、切り換え回路5はこの外部からの要求
あるいは外部からの識別信号に基づいて切り換え動作を
行う。
【0030】以上のように、この実施例は、いくつかの
信号成分によって構成されるインターレース構造をなす
画像において、第1及び第2フィールドを合成した1フ
レームの画面上で、水平方向m画素、垂直方向2n画素
(m,nは自然数)から構成されるものをブロックと
し、各ブロック毎に直交変換符号化を行うモードと、各
ブロックを水平方向m画素、垂直方向n画素からなる第
1フィールドのみより構成されるサブブロックと、水平
方向m画素、垂直方向n画素からなる第2フィールドの
みより構成されるサブブロックの2つのサブブロックに
分け、各サブブロック毎に直交変換符号化を行うモード
をもち、各信号成分よりブロックを複数個集めたマクロ
ブロックに対し、信号の重要度の高い順に符号化を行う
ことを特徴とする。
【0031】実施例2.上記実施例1においては、切り
換え回路5がブロック直交変換符号化回路3とサブブロ
ック直交変換符号化回路4を適応的に切り換えることに
より直交変換符号化を行う場合を示したが、フレームブ
ロックのみを符号化するようなシステムにおいては、ブ
ロック直交変換符号化回路3のみを有している場合でも
かまわない。反対にフィールドブロックのみを符号化す
るようなシステムにおいてはサブブロック直交変換符号
化回路4のみを有しているような場合であればかまわな
い。
【0032】実施例3.図6、図7、図8は第2及び第
3の発明に係るブロック符号化方式を説明するための図
である。図6において、11は実施例1で説明したよう
なブロック符号化方式を備えた符号化装置、12は復号
化装置、13は符号化装置11により符号化されたマク
ロブロックに対して、さらに追加のブロックを生成する
追加手段である。14は符号化装置11により符号化さ
れたマクロブロックからひとつ以上のブロックを削除す
る間引き手段である。図6(a)においては、追加手段
13が符号化装置11に存在し、図6(b)においては
追加手段が復号化装置に存在している。また図6(c)
においては間引き手段が符号化装置に存在し、図6
(d)においては間引き手段14が復号化装置に存在し
ている。
【0033】次に、図7は、画像情報が3チャネルの信
号成分、例えば、赤、緑、青によって構成される場合を
示した図であり、図7(a)のフォーマットから間引き
手段が#9と#10と#11と#12のブロックを間引
くことにより図7(b)のフォーマットに変換すること
を示している。さらに図7(b)のフォーマットから#
7と#8のブロックを間引くことにより図7(c)のフ
ォーマットに変換できることを示している。このように
図7(b)のような4:2:2フォーマットの画像にお
いて、#1から#8まで符号化を行った場合は従来どお
り4:2:2の画像を得ることができ、間引き手段によ
り#7と#8を間引いて#1から#6まで符号化を行っ
た場合、図2(c)のような4:2:0の画像を得るこ
とができる。反対に図7(c)に対して、補間処理ある
いはフィルタリング処理等を行うことによって#7と#
8のブロックを生成することにより、図7(b)のフォ
ーマットを生成することが可能である。また、図7
(b)のフォーマットに対して同様に追加手段が補間処
理あるいはフィルタリング処理を行うことによって、ブ
ロックを追加することにより、図7(a)のフォーマッ
トに変換することが可能である。次に、図8は、信号成
分が3チャネルの信号成分であって、輝度及び2チャネ
ルの色差信号によって構成される場合を示したものであ
り、図8(a)から(c)に向かって間引き手段がブロ
ックを間引くことによりフォーマットの変換ができるこ
とを示した図である。例えば、図8(b)のような4:
2:2フォーマットの画像において、#1Aから#8B
まで符号化を行った場合従来どおり4:2:2の画像を
得ることができるが、間引き手段により#7A〜#8B
を間引いて、#1Aから#6Bまで符号化を行った場
合、図8(c)のような4:2:0の画像を得ることが
できる。同様に図8(c)から(a)に向かって追加手
段によりブロックを追加することによりフォーマットの
変換が可能である。
【0034】以上のように、この実施例は、3チャネル
の成分、例えば赤緑青によって構成される信号系列で、
各成分の画素数の比が1:1:1で構成されるような
4:4:4フォーマットの画像において上記実施例1に
述べた符号化モードをもち、各信号成分よりブロックを
1:1:1の割合で複数個集めたマクロブロックに対
し、あらかじめ定めたブロック順で、1または複数個の
ブロックを間引いてスケーラブルに符号化することを特
徴とする。
【0035】また、3チャネルの成分、例えば輝度及び
2チャネルの色差信号によって構成される信号系列で、
輝度信号に比べて色差信号の水平方向の画素数を半分に
間引き、各成分の画素数の比が2:1:1で構成される
ような4:2:2フォーマットの画像において上記実施
例1に述べた符号化モードをもち、各信号成分よりブロ
ックを2:1:1の割合で複数個集めたマクロブロック
に対し、あらかじめ定めたブロック順で、1または複数
個のブロックを間引いたり追加してスケーラブルに符号
化することを特徴とする。
【0036】また、3チャネルの成分、例えば輝度及び
2チャネルの色差信号によって構成される信号系列で、
輝度信号に比べて色差信号の水平方向及び垂直方向の画
素数を半分に間引き、各成分の画素数の比が4:1:1
で構成されるような4:2:0フォーマットの画像にお
いて、上記実施例1に述べた符号化モードをもち、各信
号成分よりブロックを4:1:1の割合で複数個集めた
マクロブロックに対し、あらかじめ定めたブロック順
で、1または複数個のブロックを追加してスケーラブル
に符号化することを特徴とする。
【0037】実施例4.上記実施例3においては、4:
4:4フォーマットと4:2:2フォーマットと4:
2:0フォーマットの3つのフォーマットの間で、ブロ
ックを追加する場合、あるいはブロックを間引く場合に
ついて説明したが、その他のフォーマットに変換するた
めのブロックの追加、あるいは、間引きであってもかま
わない。
【0038】実施例5.上記実施例3において、間引き
手段がブロックを間引く場合には、単にそのブロックを
削除する場合に係わらず、複数のブロックからの情報を
それぞれ抽出してひとつのブロックとするような方法で
あってもかまわない。たとえば、#5と#7のブロック
から#5のブロックにする場合には単に#7を削除する
場合に限らず、#5と#7のブロック内にある情報から
必要な情報を抽出して新たな#5のブロックを作成する
ような場合でもかまわない。
【0039】実施例6.図9は、第4の発明に係わるブ
ロック符号化方式の一実施例を示す図である。図におい
て、21はブロック符号化回路である。22は第1フィ
ールドを直交変換符号化する第1フィールド直交変換符
号化回路である。30は第1フィールド直交変換符号化
回路22にある画素符号化回路である。23は第2フィ
ールドを直交変換符号化する第2フィールド直交変換符
号化回路である。31は第1フィールドと第2フィール
ドの差分信号を生成する差分信号生成回路である。32
は生成された差分信号を符号化する差分信号符号化回路
である。
【0040】図10、図11は、図9に示したブロック
符号化回路の動作を説明するためのブロックの構成例を
示したもので、図中実線の矢印は第1フィールド、破線
の矢印は第2フィールドを示したものである。図10に
示した図は、従来例で説明した図14(b)のフィール
ドブロックと同様の構成を取っているものであるが、図
10において、実線の矢印を有しているブロックは第1
フィールドの画素値そのままをデータとし、破線の矢印
を有しているブロックには実線で示した第1フィールド
の画素値と第2フィールドの画素値の差分値をデータと
して有している。また、図11は実施例1で説明した図
5と同様のブロック構成を示しており、図11において
実線の矢印を有しているブロックは第1フィールドの画
素値そのままをデータとし、破線の矢印を有しているブ
ロックには実線で示した第1フィールドの画素値と第2
フィールドの画素値の差分値をデータとして有してい
る。このように構成されたブロックに対して、例えば、
図4に示したAの部分においては画素値そのままをデー
タとし、Bの部分に関してはAの部分との差分値をデー
タとして、図4に示した番号の順番(例えば#1A,#
1B,#2A,#2B,#3A,#3B ・・・・・
)にて直交変換符号化を行う。
【0041】以上のように、図10においては、水平方
向m画素、垂直方向2n画素(m,nは自然数)からな
るブロックにおいて、水平方向m画素、垂直方向2n画
素からなる第1フィールドのみより構成される第1のブ
ロックと、水平方向m画素、垂直方向2n画素からなる
第2のブロックの2つのブロックを用い、各ブロック毎
に直交変換符号化を行う場合、第1のブロックについて
は、画素そのものを直交変換符号化を行い、第2のブロ
ックについては、第1のブロックとの差分信号の直交変
換符号化を行うことを特徴とする。
【0042】また、図11においては、水平方向m画
素、垂直方向2n画素(m,nは自然数)からなるブロ
ックにおいて、各ブロックを水平方向m画素、垂直方向
n画素からなる第1フィールドのみより構成される第1
のサブブロックと、水平方向m画素、垂直方向n画素か
らなる第2のサブブロックの2つのサブブロックに分
け、各サブブロック毎に直交変換符号化を行う場合、第
1のサブブロックについては、画素そのものの直交変換
符号化を行い、第2のサブブロックについては、第1の
サブブロックとの差分信号の直交変換符号化を行うこと
を特徴とする。
【0043】
【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、ブ
ロックを複数のサブブロックに分割し、各々のサブブロ
ックに対して直交変換符号化を行うことにより、マクロ
ブロックを構成するときの制限を緩和する効果がある。
【0044】また、第2、第3の発明によれば、実際に
符号化手段がマクロブロック単位で符号化制御を行って
いる場合に、マクロブロックを構成するブロックを追加
削除することによって、符号化制御の単位も変化させる
ことができ、より効果的な符号化制御を行うことを可能
とする効果がある。
【0045】また、第4の発明によれば符号化を行った
場合、符号化データの一部分を画素値と差分値でそれぞ
れ使用することにより、画素値から片フィールドを常に
復号化できるとともに、差分値によりデータの圧縮が図
れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例におけるマクロブロック直
交変換符号化方式を示す図である。
【図2】この発明の一実施例におけるマクロブロック構
成例を示す図である。
【図3】この発明の一実施例におけるマクロブロック構
成例のブロック構成を示す図である。
【図4】この発明の一実施例におけるマクロブロック構
成例を示す図である。
【図5】この発明の一実施例におけるマクロブロック構
成例のブロック構成を示す図である。
【図6】この発明の一実施例における追加手段及び間引
き手段の構成例を示す図である。
【図7】この発明の一実施例におけるフォーマット変換
を説明するため図である。
【図8】この発明の一実施例におけるフォーマット変換
を説明するため図である。
【図9】この発明の一実施例におけるブロック符号化回
路の構成例を示す図である。
【図10】この発明の一実施例におけるマクロブロック
構成例のブロック構成を示す図である。
【図11】この発明の一実施例におけるマクロブロック
構成例のブロック構成を示す図である。
【図12】従来のマクロブロックを説明するためのイン
ターレース構造をなす画像を示す図である。
【図13】従来のマクロブロック構成例を示す図であ
る。
【図14】従来のブロック構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 マクロブロック直交変換符号化回路 2 フレーム記憶回路 3 ブロック直交変換符号化回路 4 サブブロック直交変換符号化回路 5 切り換え回路 21 ブロック符号化回路 22 第1フィールド直交変換符号化回路 23 第2フィールド直交変換符号化回路 30 画素符号化回路 31 差分信号生成回路 32 差分信号符号化回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】ここで示したマクロブロックは、例えば、
現フレームの画素値、あるいは現フレームと前フレーム
の差分値によって構成される場合がある。この現フレー
ムの画素値を送るかあるいは現フレームと前フレームの
差分値を送るかはシステムによって適宜決定されるもの
であるが、代表的な例としては、まず最初の画像を送る
場合には、その画像全体を示すフレームの画素値を
号化し、その後は現フレームと前フレームの差分値を符
号化し、伝送する情報の量の削減を図っていることが多
い。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】図14は、図13においてフィールドの概
念のある信号、すなわち図13(c)のCb,Crを除
く信号について、上下2ブロックの構成例を示したもの
である。同図(a)はフレームブロックを、同図(b)
はフィールドブロックを示したものである。なお、図中
実線の矢印は1フィールド、破線は第2フィールドを
示している。従来のマクロブロック直交変換符号化方式
は、図14(a)に示すようなフィールドの混ざったフ
レームブロック、あるいは、図14(b)に示すような
フィールドを別々にしたフィールドブロック(第1フィ
ールドブロック61、第2フィールドブロック62)に
ブロッキングを行い、再構成されたブロックに対して直
交変換を行っているため、いずれのブロックに対しても
水平方向m画素、垂直方向2n画素の同じ大きさで処理
を行っている。その後、直交変換係数について量子化を
行い、図13中に示した番号の順番(#1,#2,#3
・・・・・・・・ )に従って符号化を行っていく。
ここでm=8,n=4とすると、例えばMPEG2にお
けるマクロブロックの構成となり、すべて同じサイズの
ブロック単位で直交変換符号化を行っている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】第2の発明に係わるブロック符号化方式
は、たとえば4:2:0フォーマットに対して新たなブ
ロックを追加して4:2:2フォーマットに変更する追
加手段を備えたものであり、以下の要素を有するもので
ある。 (a)複数種類の信号成分によって構成される画像情報
を所定のサイズのブロックに区切り、各信号成分毎に所
定個数集めた複数のブロックをマクロブロックとし、こ
のマクロブロックを符号化する符号化手段、(b)上記
符号化手段より符号化されたマクロブロックに対して、
さらに、異なるブロックの符号化データを追加する追加
手段。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】また、第3の発明に係わるブロック符号化
方式は、たとえば、4:2:2フォーマットから4:
2:0フォーマットに変更するためのブロックを間引く
間引き手段を備えたものであり、以下の要素を有するも
のである。 (a)複数種類の信号成分によって構成される画像情報
を所定のサイズのブロックに区切り、各信号成分毎に所
定個数集めた複数のブロックをマクロブロックとし、こ
のマクロブロックを符号化する符号化手段、(b)上記
符号化手段より符号化されたマクロブロックから、ひと
つ以上のブロックの符号化データを間引く間引き手段。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】第2の発明におけるブロック符号化方式
は、符号化装置あるいは復号化装置の何れかに符号化装
置によって符号化されたマクロブロックに対して新たな
ブロックの符号化データを追加する追加手段を設けたの
で、復号化装置がマクロブロックを復号する場合には、
符号化装置が符号化したフォーマットとは異なるフォー
マットのマクロブロックを復号することが可能になる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】第3の発明におけるブロック符号化方式
は、符号化装置あるいは復号化装置の何れかに符号化装
置により符号化されたマクロブロックからブロックの符
号化データを間引く間引き手段を設けたので、復号化装
置が復号するマクロブロックのフォーマットは符号化装
置が符号化したマクロブロックと異なるフォーマットで
行うことが可能になる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】次に、図7は、画像情報が3チャネルの信
号成分、例えば、赤、緑、青によって構成される場合を
示した図であり、図7(a)のフォーマットから間引き
手段が#9と#10と#11と#12のブロックの符号
化データを間引くことにより図7(b)のフォーマット
に変換することを示している。さらに図7(b)のフォ
ーマットから#7と#8のブロックの符号化データを間
引くことにより図7(c)のフォーマットに変換できる
ことを示している。このように図7(b)のような4:
2:2フォーマットの画像において、#1から#8まで
符号化を行った場合は従来どおり4:2:2の画像を得
ることができ、間引き手段により#7と#8を間引いて
#1から#6まで符号化を行った場合、図2(c)のよ
うな4:2:0の画像を得ることができる。反対に図7
(c)に対して、補間処理あるいはフィルタリング処理
等を行うことによって#7と#8の新たなブロックの符
号化データを生成することにより、図7(b)のフォー
マットを生成することが可能である。また、図7(b)
のフォーマットに対して同様に追加手段が補間処理ある
いはフィルタリング処理を行うことによって、新たな
ロックの符号化データを追加することにより、図7
(a)のフォーマットに変換することが可能である。次
に、図8は、信号成分が3チャネルの信号成分であっ
て、輝度及び2チャネルの色差信号によって構成される
場合を示したものであり、図8(a)から(c)に向か
って間引き手段がブロックの符号化データを間引くこと
によりフォーマットの変換ができることを示した図であ
る。例えば、図8(b)のような4:2:2フォーマッ
トの画像において、#1Aから#8Bまで符号化を行っ
た場合従来どおり4:2:2の画像を得ることができる
が、間引き手段により#7A〜#8Bを間引いて、#1
Aから#6Bまで符号化を行った場合、図8(c)のよ
うな4:2:0の画像を得ることができる。同様に図8
(c)から(a)に向かって追加手段により新たなブロ
ックの符号化データを追加することによりフォーマット
の変換が可能である。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】以上のように、この実施例は、3チャネル
の成分、例えば赤緑青によって構成される信号系列で、
各成分の画素数の比が1:1:1で構成されるような
4:4:4フォーマットの画像において上記実施例1に
述べた符号化モードをもち、各信号成分よりブロックを
1:1:1の割合で複数個集めたマクロブロックに対
し、あらかじめ定めたブロック順で、1または複数個の
ブロックの符号化データを間引いてスケーラブルに符号
化することを特徴とする。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0035
【補正方法】変更
【補正内容】
【0035】また、3チャネルの成分、例えば輝度及び
2チャネルの色差信号によって構成される信号系列で、
輝度信号に比べて色差信号の水平方向の画素数を半分に
間引き、各成分の画素数の比が2:1:1で構成される
ような4:2:2フォーマットの画像において上記実施
例1に述べた符号化モードをもち、各信号成分よりブロ
ックを2:1:1の割合で複数個集めたマクロブロック
に対し、あらかじめ定めたブロック順で、1または複数
個のブロックの符号化データを間引いたり追加してスケ
ーラブルに符号化することを特徴とする。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】また、3チャネルの成分、例えば輝度及び
2チャネルの色差信号によって構成される信号系列で、
輝度信号に比べて色差信号の水平方向及び垂直方向の画
素数を半分に間引き、各成分の画素数の比が4:1:1
で構成されるような4:2:0フォーマットの画像にお
いて、上記実施例1に述べた符号化モードをもち、各信
号成分よりブロックを4:1:1の割合で複数個集めた
マクロブロックに対し、あらかじめ定めたブロック順
で、1または複数個のブロックの符号化データを追加し
てスケーラブルに符号化することを特徴とする。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】実施例4.上記実施例3においては、4:
4:4フォーマットと4:2:2フォーマットと4:
2:0フォーマットの3つのフォーマットの間で、ブロ
ックの符号化データを追加する場合、あるいはブロック
の符号化データを間引く場合について説明したが、その
他のフォーマットに変換するためのブロックの符号化デ
ータの追加、あるいは、間引きであってもかまわない。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】実施例5.上記実施例3において、間引き
手段がブロックの符号化データを間引く場合には、単に
そのブロックを削除する場合に係わらず、複数のブロッ
クからの情報をそれぞれ抽出してひとつのブロックとす
るような方法であってもかまわない。たとえば、#5と
#7のブロックから#5のブロックにする場合には単に
#7を削除する場合に限らず、#5と#7のブロック内
にある情報から必要な情報を抽出して新たな#5のブロ
ックを作成するような場合でもかまわない。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】以上のように、図10においては、水平方
向m画素、垂直方向2n画素(m,nは自然数)からな
るブロックにおいて、水平方向m画素、垂直方向2n画
素からなる第1フィールドのみより構成される第1のブ
ロックと、水平方向m画素、垂直方向2n画素からなる
第2フィールドのみより構成される第2のブロックの2
つのブロックを用い、各ブロック毎に直交変換符号化を
行う場合、第1のブロックについては、画素そのものを
直交変換符号化を行い、第2のブロックについては、第
1のブロックとの差分信号の直交変換符号化を行うこと
を特徴とする。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】また、図11においては、水平方向m画
素、垂直方向2n画素(m,nは自然数)からなるブロ
ックにおいて、各ブロックを水平方向m画素、垂直方向
n画素からなる第1フィールドのみより構成される第1
のサブブロックと、水平方向m画素、垂直方向n画素か
らなる第2フィールドのみより構成される第2のサブブ
ロックの2つのサブブロックに分け、各サブブロック毎
に直交変換符号化を行う場合、第1のサブブロックにつ
いては、画素そのものの直交変換符号化を行い、第2の
サブブロックについては、第1のサブブロックとの差分
信号の直交変換符号化を行うことを特徴とする。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1 マクロブロック直交変換符号化回路 2 フレーム記憶回路 3 ブロック直交変換符号化回路 4 サブブロック直交変換符号化回路 5 切り換え回路6 入力線 7 出力線 11 符号化装置 12 復号化装置 13 追加手段 14 間引き手段 21 ブロック符号化回路 22 第1フィールド直交変換符号化回路 23 第2フィールド直交変換符号化回路 30 画素符号化回路 31 差分信号生成回路 32 差分信号符号化回路50 インタレース構造を成す画像 51 第1フィールド 52 第2フィールド
【手続補正18】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正19】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正20】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の要素を有するブロック符号化方式 (a)第1フィールド及び第2フィールドを有したイン
    ターレース構造をもつ画像情報を記憶する記憶手段、 (b)上記記憶手段に記憶された画像情報の水平方向m
    画素、垂直方向2n画素(m,nは自然数)から構成さ
    れる領域をブロックとし、各ブロック毎に符号化を行う
    ブロック符号化手段、 (c)各ブロックを水平方向m画素、垂直方向n画素か
    らなる第1フィールドより構成されるサブブロックと、
    水平方向m画素、垂直方向n画素からなる第2フィール
    ドより構成されるサブブロックの2つのサブブロックに
    分け、各サブブロック毎に符号化を行うサブブロック符
    号化手段、 (d)上記ブロック符号化手段とサブブロック符号化手
    段を切り換えて動作させる切り換え手段。
  2. 【請求項2】 以下の要素を有するブロック符号化方式 (a)複数種類の信号成分によって構成される画像情報
    を所定のサイズのブロックに区切り、各信号成分毎に所
    定個数集めた複数のブロックをマクロブロックとし、こ
    のマクロブロックを符号化する符号化手段、 (b)上記符号化手段より符号化されたマクロブロック
    に対して、さらに、異なるブロックを追加する追加手
    段。
  3. 【請求項3】 以下の要素を有するブロック符号化方式 (a)複数種類の信号成分によって構成される画像情報
    を所定のサイズのブロックに区切り、各信号成分毎に所
    定個数集めた複数のブロックをマクロブロックとし、こ
    のマクロブロックを符号化する符号化手段、 (b)上記符号化手段より符号化されたマクロブロック
    から、ひとつ以上のブロックを間引く間引き手段。
  4. 【請求項4】 以下の要素を有するブロック符号化方式 (a)第1フィールド及び第2フィールドを有したイン
    ターレース構造をもつ画像情報を記憶する記憶手段、 (b)上記記憶手段に記憶された画像情報を第1のブロ
    ックと、第2のブロックの2つのブロックに分け、各ブ
    ロック毎に符号化を行う場合、第1のブロックについて
    は、第1フィールドの画素信号の符号化を行い、第2の
    ブロックについては、第1フィールドの画素信号と第2
    フィールドの画素信号との差分信号の符号化を行う符号
    化手段。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH031688A (ja) * 1989-05-29 1991-01-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高能率画像符号化装置およびその復号化装置
JPH03276987A (ja) * 1990-03-27 1991-12-09 Toshiba Corp 動き適応型画像圧縮及び伸長方式

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH031688A (ja) * 1989-05-29 1991-01-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高能率画像符号化装置およびその復号化装置
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