JPH07107462A

JPH07107462A - 動画像符号化方法

Info

Publication number: JPH07107462A
Application number: JP24334693A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshida; 哲雄吉田; Takashi Nishi; 敬西
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】画像品質を低下させずに低ビットレートで動
画像の符号化データを伝送する。【構成】動画像の入力画像信号Ｓ０は、プリフィルタ
１００中のフィルタ２００の伝達特性でフィルタ処理さ
れて第１の画像信号Ｓ１１とされる。第１の画像信号Ｓ
１１は、符号化器１０で圧縮されて符号化される。この
符号化により発生した情報量に相関した適応制御信号Ｓ
３０が、プリフィルタ制御部３０で生成される。適応制
御回路３００は、適応制御信号Ｓ３０及び動画像の局所
から求めた対象画素の有意度の評価情報に基づき、フィ
ルタ２００の伝達特性を変更する制御信号αを生成す
る。フィルタ２００の伝達特性は、その制御信号αによ
って変更される。以上の動作を繰り返し実施して動画像
が符号化されて出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ電話等に用いら
れ、低ビットレートでの映像信号の伝送を可能にする動
画像符号化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。文献１；１９９０年画像符号化シンポジウム［PCSJ90］
（1990）、電子情報通信学会画像工学研究専門委員会、
上野秀幸他著“顔領域検出符号化におけるビット配分
方式の比較検討”p.219-220 文献１には、動画像からの入力画像信号に対してローパ
スフィルタ（以下、ＬＰＦという）を用いて動画像の特
定領域を選択的に処理し、顔領域と顔以外の領域のビッ
ト配分を変えて符号化することで顔領域の符号化品質の
向上を図る方法が示されている。

【０００３】図２は、従来の動画像符号化方法を行う動
画像符号化装置の構成例を示すブロック図であり、文献
１に示された符号化方法を実施する装置である。図２の
動画像符号化装置は、入力画像信号Ｓ０が顔領域に対応
する信号か顔以外の領域に対応する信号か否かを検出す
る顔領域検出部（ＦＡＣＥ）１と、その顔領域検出部１
の検出結果でオン、オフし、オン状態のとき入力画像信
号Ｓ０に対して高周波成分を除去して第１の画像信号Ｓ
１を生成するＬＰＦ２と、ＣＣＩＴＴ勧告にＰ×６４ｋ
ｂｐｓ標準符号化方式に準じた符号化器１０とを備え、
入力画像信号Ｓ０に対して符号化ビット列の出力画像信
号を出力する装置である。図２中の符号化器１０は、離
散的コサイン変換による変換符号化技術と動き補償予測
によるフレーム間符号化技術とのハイブリッド符号化技
術により符号化器１０中の情報源入力端子１１からの第
１の画像信号Ｓ１に対して情報量圧縮を実現する不可逆
の符号化器である。符号化器１０は、減算部（ＳＵＢ）
１２と、切替えスイッチ１３と、そのスイッチ１３の切
替えによって減算部１２からの信号または画像信号Ｓ１
に対して離散的コサイン変換を実施して第２の画像信号
Ｓ２を生成する離散的コサイン変換部（ＤＣＴ）１４
と、画像信号Ｓ２に対して量子化すると同時に符号化で
可変長符号の第３の画像信号Ｓ３に変換する量子化部
（Ｑ）１５と、画像信号Ｓ３と他の動きベクトルなどの
サイド情報を多重化する多重化部（ＭＵＸ）１６と、そ
の多重化部１６の出力である第４の画像信号Ｓ４を格納
し、符号化ビット列の出力画像信号を出力端子１８から
外部へ送出する送信メモリバッファ１７と、送信メモリ
バッファ１７に格納された画像信号Ｓ４の情報量から量
子化ステップを制御するコーディングコントローラ１９
とを、有している。

【０００４】符号化器１０は、さらに動き補償予測符号
化処理を組み合わせて行う装置であり、第３の画像信号
Ｓ３に対して逆量子化を実施する逆量子化部（Ｑ^-1）２
０と、その逆量子化の結果を逆離散的コサイン変換する
逆離散的コサイン変換部（ＤＣＴ^-1）２１と、その逆離
散的コサイン変換部２１の出力側に接続された加算部
（ＡＤＤ）２２と、画像信号Ｓ１及び加算部２２の出力
から動き補償を制御する動き予測制御部（ＭＣ）２３
と、動き補償したフレームのデータに対してフィルタ処
理をするループ内フィルタ２４と、切替えスイッチ２５
とを、備えている。ループ内フィルタ２４の出力信号
は、減算部１２へ伝送されると共に切替えスイッチ２５
を介して加算部２２の入力端子に接続されている。減算
部１２は、ループ内フィルタ２４の出力信号と第１の画
像信号Ｓ１の差分信号を生成して離散的コサイン変換部
１４へ伝達する構成である。加算部２２は、ループ内フ
ィルタ２４の出力信号と逆量子化部２１の出力を加算す
る構成である。

【０００５】次に、図２の動画像符号化装置を用いた従
来の動画像符号化方法について説明する。まず、符号化
器１０の動作について説明する。情報源入力端子１１か
らの例えばカラー画像の画像信号Ｓ１は、輝度信号（以
下、Ｙ信号という）及び２つの色差信号（以下、Ｃｂ信
号及びＣｒ信号という）のコンポーネントで構成され、
このＹ信号に対してＣｂ信号及びＣｒ信号の標本化周波
数は、垂直水平とも半分である。これらの各コンポーネ
ントは変換処理により、垂直水平８×８画素のブロック
単位に離散的コサイン変換部１４で周波数変換されて２
次元の係数の第２の画像信号Ｓ２に変換される。その２
次元の係数の画像信号Ｓ２は、量子化部１５で量子化さ
れると同時にジグザグにスキャンされ、０ランとレベル
の組合わせの可変長符号に符号化されて第３の画像信号
Ｓ３が生成される。第３の画像データＳ３は、多重化部
１６で他の動きベクトル等のサイド情報とともに多重化
されて送出される。フレーム内符号化とフレーム間符号
化の符号化モード切替えは、動画像のフレーム内相関と
フレーム間相関の大小判定に基づき、切替えスイッチ１
３及び２５の切替えによって行われる。フレーム間符号
化モードの場合は、動き補償フレーム間予測誤差を同様
に符号化する。動き補償フレーム間予測において、Ｙ信
号の１６×１６画素のブロック単位で動き予測制御部２
３が、動きベクトル検出及び動き補償を行い、動き補償
フレーム間予測は、その動きベクトル分補償した位置の
前フレームデータを予測値として用いることによってな
される。この場合には、動きベクトルの情報も多重化部
１６で多重化されて送出される。動き補償した前のフレ
ームデータは、ループ内フィルタ２４によってフィルタ
処理されて予測値として用いられることがあり、このル
ープ内フィルタ２４のオン、オフ情報も多重化部１６へ
伝えられる。

【０００６】多重化部１６は、入力された第３の画像信
号Ｓ３及びサイド情報を多重化し、画像信号Ｓ４として
バッファメモリ１７へ伝送する。バッファメモリ１７
は、画像信号Ｓ４に基づき、符号化ビット列として出力
端子１８より出力する。この出力の符号化ビット列の情
報は、一定の伝送路等を介して伝送する場合が一般的で
あるので、符号化に伴う情報量の変動を送信バッファメ
モリ１７に吸収する。符号化の情報量を伝送速度に適合
させるために発生符号量制御すなわち情報量の制御を行
う必要があり、その代表的な方法は送信バッファメモリ
１７の占有量を監視し、その占有量に応じて符号化器１
０の量子化ステップを変更するものである。ところが、
伝送速度が十分大きくない場合、特に低ビットレートで
伝送する場合、量子化ステップを粗くして情報量の抑圧
を図るため、符号化画像の品質の劣化が避けられなくな
る。そこで、図２の装置は、符号化器１０の情報源入力
端子１１の前にＬＰＦ２を設けている。顔領域検出部１
は、入力画像信号Ｓ０が対象画素が顔領域であるか否か
を検出し、その検出結果に応じてＬＰＦ２がオン、オフ
制御される。顔領域以外のときＬＰＦ２がオン状態とな
り、入力画像信号Ｓ０の高周波成分が濾波される。即
ち、ＬＰＦ２のオン、オフが、顔領域以外で発生する情
報量を削減し、顔領域のために多くの情報量を割り当て
ることによって画質改善を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
動画像符号化方法においては、次のような課題があっ
た。低ビットレートで出力画像信号を伝送する場合、所
定の情報量に圧縮するため、符号化効率の限界によって
十分な画像品質が得られず、符号化ノイズが目立つ等の
問題があった。また、入力画像信号Ｓ０の顔領域と顔以
外の領域を検出してＬＰＦ２をオン、オフし、情報量を
選択的に削減する従来の符号化方法においては、顔領域
検出の信頼性と確度の実現性が容易でなく、かつ顔領域
以外に応用できない。さらに、顔領域と顔以外の領域と
の解像度が異なり、その画像に対して必ずしも主観的に
良い評価がなされていない。本発明は前記従来技術が持
っていた課題として、低ビットレートで出力画像信号を
伝送する場合、その出力画像信号によって再生される画
像の画像品質が低下する点について解決をした動画像符
号化方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、情報源入力に特性制御の可能なフィ
ルタ有する符号化装置を用い、動画像に対して符号化を
する動画像符号化方法において、前記動画像を構成する
各画像における局所的データより算出した情報と、前記
符号化による情報発生量に相関した値から算出された値
の関数とにより、前記フィルタを適応的に制御する。第
２の発明は、第１の発明における前記局所的データより
算出した情報を、前記画像中のフィルタ対象画素周辺の
分散値としている。第３の発明は、第１の発明における
前記局所的データより算出した情報を、前記画像中のフ
ィルタ対象画素周辺の各画素間の差分値の絶対値として
いる。第４の発明は、第１、２または第３の発明におけ
る前記情報発生量に相関した値から算出された値は、前
記動画像のフレーム単位の発生情報量と該フレーム単位
に与えられた情報量の目標量との大小関係により、前フ
レームの符号化で用いられた該情報発生量に相関した値
から算出された値を増減した値としている。

【０００９】

【作用】第１の発明によれば、以上のように動画像符号
化方法を構成したので、動画像を構成する各画像の局所
的データより算出した値と、過去の符号化により発生し
た情報量に相関した値から算出された値の関数とが求め
られ、それらによってフィルタの特性が制御される。即
ち、画像の局所的情報から各画素の有意度が求められ、
これと過去の符号化結果の発生情報量に応じてフィルタ
の特性が制御される。第２の発明によれば、第１の発明
における局所的データより算出した値は、前記フィルタ
対象画素の周辺の分散値とし、この分散値に基づいてフ
ィルタの伝達特性が変更される。第３の発明によれば、
第１の発明における局所的データより算出した値は、前
記フィルタ対象画素の周辺の各画素間の差分値の絶対値
とし、この値に基づいてフィルタの伝達特性が変更され
る。第４の発明によれば、第１、２または３の発明にお
ける情報発生量に相関した値から算出された値を、動画
像のフレーム単位に与えられた情報量の目標量と、直前
の前フレームにおける情報量の大小比較によって増減
し、この増減された値に基づいてフィルタの伝達特性が
変更される。従って、前記課題を解決できるのである。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の動画像符号化方法を行う動
画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。図１
の符号化装置は、従来の図２の動画像符号化装置と同様
に動画像の入力画像信号を符号化して出力画像信号を生
成する装置であり、図２と共通の要素には同じ記号が付
されている。図１の動画像符号化装置は、図２と同一構
成でＣＣＩＴＴ勧告のＰ×６４ｋｂｐｓ標準符号化方式
に準じた符号化器１０と、その符号化器１０で発生する
符号量すなわち情報量に相関した適応制御信号Ｓ３０を
生成するプリフィルタ制御部３０と、入力画像信号Ｓ０
に対して所定の伝達特性で高周波成分を除去した第１の
画像信号Ｓ１１を符号化器１０に供給するプリフィルタ
部１００とで構成されている。図１中の符号化器１０
は、従来と同様に、離散的コサイン変換による変換符号
化技術と動き補償予測によるフレーム間符号化技術との
ハイブリッド符号化技術により符合化器１０の情報源入
力端子１１からの画像信号Ｓ１１に対して情報量圧縮を
実現する不可逆の符号化器である。符号化器１０は、減
算部（ＳＵＢ）１２と、切替えスイッチ１３と、そのス
イッチ１３切替えによって減算部１２からの信号または
画像信号Ｓ１１に対して第２の画像信号Ｓ１２を生成す
る離散的コサイン変換部（ＤＣＴ）１４と、画像信号Ｓ
１２に対して量子化すると同時に符号化で可変長符号の
第３の画像信号Ｓ１３に変換する量子化部（Ｑ）１５
と、画像信号Ｓ１３と他の動きベクトルなどのサイド情
報を多重化する多重化部（ＭＵＸ）１６と、その多重化
部１６の出力である第４の画像信号Ｓ１４を格納し、外
部へ出力端子１８を介して符号化結果の符号化ビット列
の出力画像信号を送出する送信メモリバッファ１７と、
送信メモリバッファ１７に格納されたその画像信号Ｓ１
４の情報量から量子化ステップを制御するコーディング
コントローラ１９とを、有している。

【００１１】符号化器１０は、図２と同様の構成で、さ
らに第３の画像信号Ｓ１３に対して逆量子化を実施する
逆量子化部（Ｑ^-1）２０と、その逆量子化の結果を逆離
散的コサイン変換する逆離散的コサイン変換部（ＤＣＴ
^-1）２１と、その逆離散的コサイン変換部２１の出力側
に接続された加算部（ＡＤＤ）２２と、画像信号Ｓ１１
及び加算部２２の出力から動き補償を制御する動き予測
制御部（ＭＣ）２３と、動き補償したフレームのデータ
に対してフィルタ処理をするループ内フィルタ２４と、
切替えスイッチ２５とを、備えている。プリフィルタ部
１００は、設定された伝達特性で入力された動画像のビ
デオ信号に対して空間フィルタ処理または時間軸フィル
タ処理をして符号化器１０中の離散コサイン変換部１４
に供給する機能を有し、入力画像信号Ｓ０に対して濾波
をして第１の画像信号Ｓ１１を生成するフィルタ２００
と、符号化器１０から帰還された適応制御信号Ｓ３０と
フィルタ対象画素周辺の情報に基づいてそのフィルタ２
００の伝達特性を変更する適応制御回路（ＡＣＴ）３０
０等を備えている。

【００１２】図３は、図１中のプリフィルタ部１００の
構成例を示す構成ブロック図である。プリフィルタ部１
００は、入力画像信号Ｓ０に対して空間フィルタ処理を
する空間フィルタ処理手段１００ａと、空間フィルタ処
理の後に実施される時間軸方向のフィルタ処理をする時
間軸フィルタ処理手段１００ｂとを備えている。空間フ
ィルタ処理手段１００ａは、水平方向の走査に対応する
フィルタ２００Ｈ及び垂直方向走査に対応するフィルタ
２００Ｖと、各フィルタ２００Ｈ，２００Ｖの伝達特性
を適応制御信号Ｓ３０に応じてそれぞれ制御する適応制
御回路３００Ｈ，３００Ｖと、走査方向を変換する走査
変換回路２５０とを、有している。時間軸フィルタ処理
手段１００ｂは、フィルタ２００Ｔと、適応制御信号Ｓ
３０に応じてフィルタ２００Ｔの伝達特性を制御する適
応制御回路３００Ｔとを有している。なお、本実施例に
おいては、プリフィルタ部１００の出力信号は、垂直方
向の走査であるが符号化器内部のフレームメモリにより
垂直走査−ブロックスキャン変換を行うものとする。

【００１３】図４は、図３中のフィルタの構成例を示す
ブロック図であり、フィルタ２００Ｈの機能ブロック図
が示されている。フィルタ２００Ｈは、入力された画像
信号Ｓ０から画素毎のデータを遅延させる例えば４個の
画素遅延手段２０１，２０２，２０３，２０４と、それ
ら各画素遅延手段の出力を加算する加算器２１０と、加
算器２１０の演算結果を除算する除算回路２１１と、中
央の画素のデータと除算回路２１１の結果の差を求める
減算回路（ＳＵＢ）２１２と、外部からの係数αと減算
回路２１２の演算結果を乗算する乗算器２１３と、中央
の画素のデータｆｃと乗算器２１３の出力を加算して出
力する加算回路（ＡＤＤ）２１４とを、備えている。即
ち、フィルタ２００Ｈは画素毎の画像信号Ｓ０を順次入
力し、各画素遅延手段２０１，２０２，２０３，２０４
を介して各画素の情報が遅延され加算器２１０に入力さ
れる。さらに、連続して入力される５画素分のデータが
加算器２１０で加算され、除算回路２１１は５画素のデ
ータｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄ，ｆｅの平均値Ｆ＝（ｆａ
＋ｆｂ＋ｆｃ＋ｆｄ＋ｆｅ）÷５の演算をする。加算回
路２１４から出力される第１の画像信号Ｓ１のレベルｆ
は、その平均値Ｆから中央画素のｆｃを減算回路２１２
により減じて得られる（Ｆ−ｆｃ）に係数αを乗算回路
２１３により乗じた値を、中央画素ｆｃのレベルに加算
して求めている。即ち、ｆ＝（Ｆ−ｆｃ）×α＋ｆｃ＝
Ｆ×α＋ｆｃ×（１−α）であり、フィルタ２００Ｈ
は、０から１の範囲の任意の制御係数αの値に対して平
均値Ｆと中央画素のレベルｆｃの加重平均を出力する構
成である。なお、図３中の垂直走査に対応するフィルタ
２００Ｖも同一の構成であり、時間軸方向のフィルタ処
理をするフィルタ２００Ｔについては、画素遅延手段が
フレーム遅延手段になるだけで基本的にフィルタ２００
Ｈと同様の構成である。

【００１４】図５は、図４のフィルタと制御係数αの周
波数応答の関係を示す特性図である。図５は、制御係数
αの大きいほど高周波成分が除去されることを示してい
る。なお、このフィルタ２００Ｈで処理された画像デー
タに対して垂直方向の同様のフィルタ処理を施すこと
で、制御係数αにより低域通過特性を制御可能な空間フ
ィルタが実現できる。また、各画素遅延手段をフレーム
遅延手段とすることにより、空間的には同一座標の画素
に対して時間軸方向のフィルタ処理を行うことができ
る。図６は、図３中の適応制御回路の構成例を示すブロ
ック図であり、例えば、フィルタ２００Ｈに対応する適
応制御回路３００Ｈが、示されている。この適応制御回
路３００Ｈは、入力画像信号Ｓ０の連続した５画素分の
データ、即ち局所的データからフィルタ対象画素の有意
度を表す係数Ｓを求める係数算出回路３０１と、適応制
御信号Ｓ３０の値Ｒをその係数算出回路３０１の出力で
ある係数Ｓで割る関数生成回路３０２と、この関数生成
回路３０２の出力を０〜１の値の制御係数αにする制御
係数生成回路３０３とを、備えている。係数算出回路３
０１は、５画素のデータｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄ，ｆｅ
から分散の値すなわち５画素の平均値との差分値の自乗
の値の総和を４で割った係数Ｓを各画素単位に算出する
構成である。

【００１５】次に、図１の動画像符号化装置を用いた動
画像符号化方法を図７を参照しつつ説明する。各画素の
レベルが０から２５５の範囲で８ビットで表現された入
力画像信号Ｓ０が、プリフィルタ部１００に入力され
る。プリフィルタ部１００において、入力画像信号Ｓ０
はフィルタ２００Ｈ，２００Ｖ，２００Ｔを介してそれ
ら各フィルタの設定された伝達特性により３次元のフィ
ルタ処理される。その結果、入力画像信号Ｓ０の高周波
成分が除去された第１の画像信号Ｓ１１が生成され、こ
の画像信号Ｓ１１が符号化部１０の入力端子１１へ伝達
される。符号化部１０では従来と同様に、第１の画像信
号Ｓ１１のＹ信号、Ｃｂ信号またはＣｒ信号が、垂直水
平８×８画素のブロック単位に離散コサイン変換器１４
で変換処理により周波数変換され、２次元の係数の第２
の画像信号Ｓ１２に変換される。その２次元の係数の画
像信号Ｓ１２は、量子化部１５で量子化されると同時に
ジグザグにスキャンされ、０ランとレベルの組合わせの
可変長符号に変換されて第３の画像データＳ１３とな
る。第３の画像信号Ｓ１３は、多重化部１６で他の動き
ベクトル等のサイド情報とともに多重化されて第４の画
像信号Ｓ４として送信メモリバッファ１７へ送出され
る。

【００１６】フレーム内符号化とフレーム間符号化の符
号化モード切替えは、動画像のフレーム内相関とフレー
ム間相関の大小判定に基づき、切替えスイッチ１３，２
５の切替えによって行われる。フレーム間符号化モード
の場合は、動き補償フレーム間予測誤差を同様に符号化
する。動き補償フレーム間予測では、Ｙ信号の１６×１
６画素のブロック単位で、動き予測制御部２３が動きベ
クトル検出及び動き補償を行い、動き補償フレーム間予
測は、その動きベクトル分補償した位置の前フレームデ
ータを予測値として用いることによってなされる。この
場合には、動きベクトルの情報も多重化部１６で多重化
されて送出される。動き補償した前のフレームデータ
は、ループ内フィルタ２４によってフィルタ処理されて
予測値として用いられることがあり、このループ内フィ
ルタ２４のオン、オフ情報も多重化部１６へ伝えられ
る。第３の画像信号Ｓ１３の情報を含んだ第４の画像信
号Ｓ１４は、送信メモリバッファ１７に格納され、送信
メモリバッファ１７から符号化ビット列が出力信号とし
て出力される。また、送信メモリバッファ１７に格納さ
れた第３の画像信号の情報量から、プリフィルタ制御部
３０で適応制御信号Ｓ３０が生成される。

【００１７】図７は、適応制御信号生成方法の例を示す
フローチャートであり、ステップ４１０〜４４２に示さ
れる処理が実行される。例えば、動画像のフレーム単位
の情報量発生量がステップ４１０で計数され、ステップ
４２０で第１フレームか否かを判断し、第１フレームの
ときは初期値の値Ｒをステップ４２１で設定してプリフ
ィルタ部１００に送出する。第１フレームでないとき、
ステップ４３０において、発生情報量がフレーム単位に
与えられた目標値より大きいか否かが判定される。発生
情報量が与えられた目標量より大きければ、ステップ４
３１で適応制御信号Ｓ３０の値ＲがΔＲだけ大きくされ
る。さらに、ステップ４４０で、発生情報量がフレーム
単位に与えられた目標値より小さいか否かを判定する。
発生情報量が目標量より小さければ、ステップ４４１で
適応制御信号Ｓ３０の値ＲがΔＲだけ小さくされる。発
生情報量が与えられた目標量と等しい場合は、適応制御
信号Ｓ３０の値Ｒは変更されずにそのままステップ４４
２でプリフィルタ部１００に送出される。即ち、プリフ
ィルタ部１００でのフィルタ処理対象画素に対し、前の
符号化での情報量発生量に相関して適応制御信号Ｓ３０
が増減され、その増減された適応制御信号Ｓ３０が、プ
リフィルタ部１００中の適応制御回路３００に送出され
る。適応制御回路３００は、動画像の局所的画像データ
と適応制御信号Ｓ３０からフィルタ２００の伝達特性を
変更する特性制御信号αを発生する。適応制御回路３０
０は、動画像の局所的データから有意度を表す係数Ｓを
求め、帰還された適応制御信号Ｓ３０の値と有意度の評
価情報の係数Ｓとの関数である制御係数αを生成する。
即ち、適応制御回路３００中の係数算出回路３０１が、
動画像の局所的データの５画素のデータｆａ，ｆｂ，ｆ
ｃ，ｆｄ，ｆｅから５画素の平均値との差分値の自乗の
値の総和を４で割った分散値である係数Ｓを各画素単位
に算出する。関数生成回路３０２で、適応制御信号Ｓ３
０の値を係数Ｓで割った関数を求めて制御信号αを生成
する。この制御信号αがフィルタ２００に与えられ、フ
ィルタ２００の伝達特性が変更される。

【００１８】以上のように、本実施例では、例えば発生
符号量すなわち情報量が多すぎてバッファ占有量が大き
くなると、情報量削減のためコーディングコントローラ
１９の制御により量子化ステップサイズが大きくなるよ
う制御される。コーディングコントローラ１９の制御に
よっても情報量が目標量より大きい場合、適応制御信号
Ｓ３０の値Ｒを増大させ、プリフィルタ部１００を制御
し情報量を抑制する。量子化特性を粗くする以外に情報
源入力の帯域を制御して空間的および時間軸上での相関
を大きくすることで発生情報量の抑圧をすることが可能
であるが、帯域制限フィルタを画面全体に均等にかける
と解像度が低下する。即ち、帯域制限による解像度の低
下と情報量の抑圧効果の欠点と利点のトレードオフの問
題があり、効果を得るためには最適化を追及する必要が
ある。本実施例においては、フィルタ処理を画面全体に
均一に施すのではなく、視覚的に重要な部分を他の部分
に対して差別的に処理をするために、画像の解像度保存
のための有意度の情報として係数Ｓを検出している。そ
の結果、フレーム単位の情報量を抑圧する方向に適応制
御信号Ｓ３０が与えられても、フィルタ処理が差別的に
実施されて解像度の低下を避ける事ができる。

【００１９】図８は、発生情報量と復号画像のＳＮＲ
（Ｓ／Ｎ比）の関係を示す図である。図８は、量子化ス
テップサイズ固定のときのコンピュータシミュレーショ
ン結果であり、本実施例におけるフレーム間符号化のフ
ィルタ効果の検証結果である。横軸は１フレーム当たり
の発生情報量、縦軸は復号画像のＳＮＲをそれぞれ表
し、ＳＮＲの大きいほど画像劣化の少ないことを意味し
ている。図８中の実線は、有意度の情報として分散値を
用いて適応制御信号Ｓ３０の値Ｒを変えた場合のシミュ
レーション結果であり、破線は有意度の情報を用いない
でフィルタ制御係数αのみの制御の場合のシミュレーシ
ョン結果である。プリフィルタ部２００により同じ量の
情報発生量の圧縮を実現しても、本実施例によれば、画
像の劣化の少ないことが解る。即ち、本発明によれば、
画像劣化の少ない情報発生量の圧縮を可能とし、その結
果符号化器１０の量子化ステップサイズを小さくするこ
とができ、符号化性能の向上を可能する。

【００２０】なお、本発明は、上記実施例に限定されず
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。（１）フィルタ処理において、空間フィルタと時間軸
フィルタの両方を用いた処理を施しているが、用途によ
ってはいずれか一方のみのフィルタ処理を用いる方法で
も同様の効果を奏する。（２）有意度の評価情報として分散値を示したが、フ
ィルタ対象画像周辺の画素間の差分値の絶対値の最大
値、フィルタ対象画素周辺の画素の最大値と最小値の差
分、或いは、フィルタ対象画素周辺の画素のＤＣＴ係数
等を採用することもできる。これにより、例えば、適応
制御回路３００中の二乗回路を省略でき、回路規模を小
さくすることができる。（３）離散コサイン変換に適用されるブロックの構成
は、８×８画素に限定されるものではなく、用途、目
的、伝送速度、またはバッファメモリ容量等によって変
更されてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、フィルタ処理に用いられるフィルタの特性に
対して、発生情報量に相関した値と局所的データより算
出した情報に基づいての特性変更をしている。そのた
め、画像劣化の少ない情報発生量圧縮を可能とし、符号
化性能を向上できる。即ち、画像解像度を保ったまま低
ビットレートで動画像を伝送することができる。第２の
発明によれば、第１の発明の局所的データから算出した
情報をフィルタ対象画素の周辺の分散値としているの
で、対象画素の周辺画素に対する統計的に処理された有
意度でフィルタの伝達特性が変更される。そのため、解
像度の維持を確実にしている。第３の発明によれば、第
１の発明の局所的データから算出した情報をフィルタ対
象画素の周辺の画素間の差分の絶対値としているので、
例えば、フィルタ特性に対して変更処理を実施する回路
において、自乗回路を省略でき、回路規模を小さくする
ことができる。第４の発明によれば、第１、２及び３の
発明における情報発生量に相関した値から算出された値
を、動画像のフレーム単位に与えられた情報量の目標量
と、直前のフレームにおけ情報量の大小比較によって変
更している。そのため、フレーム単位で情報量の抑圧が
なされ、画像品質の主観的の評価を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動画像符号化方法を行う動画像符号化
装置装置の構成例を示す構成ブロック図である。

【図２】従来の動画像符号化方法を行う動画像符号化装
置の構成例を示す構成ブロック図である。

【図３】図１中のプリフィルタ部１００の構成例を示す
構成ブロック図である。

【図４】図３中のフィルタの構成例を示す構成ブロック
図である。

【図５】図４のフィルタと制御係数αの周波数応答の関
係を示す特性図である。

【図６】図３中の適応制御回路の構成例を示す構成ブロ
ック図である。

【図７】適応制御信号生成方法の例を示すフローチャー
トである。

【図８】発生情報量と復号画像のＳＮＲ（Ｓ／Ｎ比）の
関係を示す図である。

【符号の説明】

１顔領域検出部２ＬＰＦ１０符号化器１４離散コサイン変換部１５量子化部１６多重化部１７送信メモリバッファ１９コーディングコントローラ３０プリフィルタ制御回路１００プリフィルタ部２００フィルタ３００適応制御部Ｓ０入力画像信号Ｓ１，Ｓ１１第１の画像信号Ｓ２，Ｓ１２第２の画像信号Ｓ３，Ｓ１３第３の画像信号Ｓ３０適応制御信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報源入力に特性制御の可能なフィルタ
有する符号化装置を用い、動画像に対して符号化をする
動画像符号化方法において、前記動画像を構成する画像
のうちの符号化対象画像の局所的データより算出した情
報と、過去の前記符号化により発生した情報発生量に相
関した値から算出された値の関数とにより、前記フィル
タを適応的に制御したことを特徴とする動画像符号化方
法。
【請求項２】前記局所的データより算出した情報は、
前記画像中のフィルタ対象画素周辺の分散値としたこと
を特徴とする請求項１記載の動画像符号化方法。
【請求項３】前記局所的データより算出した情報は、
前記画像中のフィルタ対象画素周辺の各画素間の差分値
の絶対値としたことを特徴とする請求項１記載の動画像
符号化方法。
【請求項４】前記情報発生量に相関した値から算出さ
れた値は、前記動画像のフレーム単位の発生情報量と該
フレーム単位に与えられた情報量の目標量との大小関係
により、前フレームの符号化で採用した該情報発生量に
相関した値から算出された値を増減した値としたことを
特徴とする請求項１、２または３記載の動画像符号化方
法。