JPH07147679A - 動画像圧縮符号化方法 - Google Patents

動画像圧縮符号化方法

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JPH07147679A JP29499093A JP29499093A JPH07147679A JP H07147679 A JPH07147679 A JP H07147679A JP 29499093 A JP29499093 A JP 29499093A JP 29499093 A JP29499093 A JP 29499093A JP H07147679 A JPH07147679 A JP H07147679A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】動画像の圧縮符号化において、画像内容の変化
以外の要因による画質の変化を防止する。 【構成】入力動画像データをＤＣＴ変換部１００で変換
しフレームメモリ１４に書き込むと同時に、高周波成分
を計算する交流成分加算器１６にも入力する。目標符号
量と交流成分の和から量子化制御部５０にてほぼ最適な
量子化特性を選択しＤＣＴ係数を量子化器２００で量子
化したのち可変長符号化器３００で符号化する。符号化
データはバッファメモリ（ＢＭ）４０に書き込まれる。
また、この符号化データの符号量と目標符号量との大小
により定められた第２の量子化特性を選択して、ＤＣＴ
係数を再度量子化・可変長符号化し、ＢＭ４２に格納す
る。当該フレームの画像につき、ＢＭ４０の符号化デー
タとＢＭ４２の符号化データの中で、より目標符号量に
近い方を圧縮データとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号の圧縮符号
化方法，特にフレーム間引きを施こされた動画像信号の
圧縮符号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、図３を参照し、従来の動画像圧縮
符号化技術を説明する。
【０００３】従来、動画像データは離散コサイン変換部
（以後ＤＣＴ変換部と記すことにする）１００の出力を
量子化器２００で量子化し、量子化された画像データは
可変長符号化器３００で可変長符号化され、伝送路との
速度整合用のバッファメモリ４００に蓄積される。この
時、量子化制御部５００は１フレームの符号化データ量
として予め規定されている目標符号量及び当該フレーム
の１フレーム前のフレームの符号量に基づき計算によっ
て最適な量子化制御が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来技術では、画
像の内容が変化すると発生する情報も変化する。特に画
像の内容が大きく変化するとその結果画像の内容が大き
く変化した画面の前後で画質が大きく変化する。
【０００５】たとえば、フレーム番号ｎとフレーム番号
（ｎ＋１）の間で画像内容が大幅に変化、特に高空間周
波数成分の多い画像に変化するとフレーム番号（ｎ＋
１）で目標符号量を上回る多くの符号量を発生すると、
次のフレーム（ｎ＋２）では粗い量子化特性が適用され
ることとなり、フレーム番号（ｎ＋２）での符号量が大
幅に減少するためフレーム番号（ｎ＋２）では細かい特
性の量子化特性が適用されることとなり画質が急に向上
する。この現象は、フレーム番号（ｎ＋１）とフレーム
番号（ｎ＋２）との間で画像内容に変化がなかったとし
ても同様に現われるが、画像内容が変化していないにも
かかわらず、画質が変化するという現象は、低画質の画
像を継続して観察する場合よりも、観察者に不自然な因
象を与える。
【０００６】特開昭６２−８５５８８号公報は、フレー
ム間符号化方式で同様に生じる問題と緩和するため画面
間で画像内容が急変したことを検出すると、量子化器の
ダイナミックレンジを制限し、その後徐々にダイナミッ
クレンジをもとにもどしている。この技術では、画質の
急激な変化を防止できるが、画質が画像内容・目標符号
量に相当するレベルに回復するまてに時間がかかるとい
う問題を残している。
【０００７】一方、動画像符号化技術の中には、動画像
信号の符号化と１フレームおきに行ない受信側で間引か
れなかったフレームを２回再生することにより、伝送す
べき情報量を低減する、いわゆるフレーム間引きがよく
行なわれるが、フレーム間引きされた動画像信号に上述
した量子化制御を適用しようとすると、量子化制御は、
フレーム間引き前の前々フレームでの発生符号量を基
に、行なわれることとなり、以上述べた問題点はさらに
大きくなる。
【０００８】本発明は、フレーム間引きを施こされた動
画像信号に対しても、画像内容が変化しないにもかかわ
らず画質が変動するという問題点を緩和できる動画像信
号の圧縮符号化方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、動画像信号に
フレーム間引きを施こして圧縮符号化する動画像圧縮符
号化方法であり、前記画像信号に１フレーム毎に直交変
換を施こして直交変換係数列を生成し、この直交変換係
数列の交流成分の１フレーム期間の電力和に対応する交
流成分データを生成し、この交流成分データにもとづい
て直交変換係数に施こす量子化特性の粗さを示す第１の
制御パラメータ，第２の制御パラメータを生成し、前記
直交変換係数を第１の制御パラメータに応じて量子化し
て第１の量子化直交変換係数を生成するとともに、この
第１の量子化直交変換係数を可変長符号化して第１の符
号系列を生成し、前記直交変換係数を第２の制御パラメ
ータに応じて量子化して第２の量子化直交変換符号化係
数を可変長符号化して第２の符号系列を生成し、前記第
１の符号系列の符号量と、前記第２の符号系列の符号量
と所定値とを比較し、符号量が所定値に近い方の符号系
列と圧縮データとして出力することを特徴とする。
【００１０】
【実施例】図１、図２を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実例を示すブロック図で
ある。入力の動画像データはディスクリートコサイン
（ＤＣＴ）変換部１００に入力され、ＤＣＴ係数に変換
され出力される。符号化する画面の内容がきめ細かいも
のであれば交流成分を多くなり、逆に粗いものであれば
交流成分は少なくなる。ＤＣＴ変換部１００から出力さ
れたＤＣＴ係数はフレームメモリ１４に書き込まれる。
このフレームメモリにはフレーム間引信号にもとづいて
１フレームおきに、たとえば奇数フレームのＤＣＴ係数
のみが書き込まれ、書き込まれたＤＣＴ係数は２フレー
ム時刻続けて、くり返し読み出される。また、ＤＣＴ係
数は交流成分加算器１６にも供給される。
【００１１】交流成分加算器１６０はたとえば、奇数フ
レームについてＤＣＴ係数の交流成分の絶対値の累積を
そのフレーム全体について計算する。１フレーム分の交
流成分の絶対値の累積を計算した後、その結果は量子化
制御部５０に送られる。
【００１２】量子化制御部５０は、後述するとおり交流
成分加算器１６０から送られてきた計算結果と予め規定
されている目標符号量及び１フレーム前に符号化された
フレームの符号量から最も適した量子化が行えるように
量子化器２００を制御する。ここで量子化器２００で
は、複数の量子化特性がその粗さに応じて順位づけされ
ており、順位が上となるほど、その量子化特性はより粗
くなるものとする。量子化制御部は、この順位を量子化
器２００に指定し、量子化器２００は、この順位に対応
する量子化特性を入力ＤＣＴ係数に施こす。量子化器２
００はフレームメモリ１４から入力されたＤＣＴ係数を
量子化制御部５００からの第１の量子化制御信号に基づ
いて量子化する。
【００１３】量子化されたＤＣＴ係数は、可変長符号化
器３００で可変長符号に符号化され、バッファメモリコ
ントローラ４４の制御に基づいてバッファメモリ４０に
一旦蓄積される。
【００１４】図２は、本発明の実施例の動作を説明する
ためのタイミングチャートであり、（ａ）は入力動画像
のフレーム時刻を示し、（ｂ）はフレーム間引信号を示
しており、このフレーム間引信号がハイレベルとなる区
間の動画像が間引かれることを示している。（ｃ）は交
流信号加算器での交流成分の累積値を示しており、各フ
レームの最終時刻で当該フレームの累積結果が量子化制
御部５０で得られることになる。
【００１５】図２（ｄ）は、フレームメモリ１４からの
ＤＣＴ係数出力のタイミングを示しており、図中（ｎ）
1 ，（ｎ）2 は、各々ＤＣＴ変換部１００が計算し、フ
レームメモリ１４に格納されたｎ番目のフレームのＤＣ
Ｔ係数の１回目，２回目の読み出しタイミングを示して
いる。
【００１６】量子化制御部５０は、交流成分加算器１６
からフレーム番号ｎについての累積値を受けとると、こ
の累積値と、内部記憶している前フレームの（入力動画
像信号のタイミングでいえば（ｎ−２）フレームにおけ
る最終的な出力符号量と、外部から供給される目標符号
量とから、目標符号量に見合った量子化特性を選択し、
この選択された量子化特性で量子化器２００に図２
（ｄ）で示すタイミングで入力されるＤＣＴ係数（図２
（Ｂ）の（ｎ）1 を量子化させる（以下、「第１回目の
量子化」）。この量子化されたＤＣＴ係数は、可変長符
号器３００で可変長符号化されて第１の可変長符号系列
に（図２（ｅ）の〔ｎ〕1 ）に変換される。また、この
第１の可変長符号系列の符号量は、可変長符号器から量
子化制御部に転送される。この第１の可変長符号系列
は、図２（ｆ）に示すように、バッファメモリコントロ
ーラ（４４）の制御の下に第１のバッファメモリ４０に
書き込まれる。以上がフレーム時刻（ｎ＋１）における
量子化制御部５０，量子化器２００，可変長符号器３０
０及びバッファメモリ４０の動作である。
【００１７】次に、フレーム時刻（ｎ＋２）における量
子化制御部５０，量子化器２００，可変長符号器３００
及びバッファメモリ４２の動作を説明する。まず、量子
化制御部５０は、すでに可変長符号器３００から転送さ
れている第１の可変長符号系列の符号量（以下、「第１
回目の符号量」）と、目標符号量とを比較し、第１回目
の符号量の方が目標符号量よりも大である場合には、第
１回目の量子化の際に量子化器２００に指定した量子化
特性よりも粗い量子化特性、すなわち１つ上の順位の量
子化特性を、量子化器２００に指定する。そうでない場
合には、より細かい量子化特性、すなわち１つ下の順位
の量子化特性を指定する。この指定に応じて、量子化器
２００は、フレームメモリ２００から第２回目に読み出
されたフレーム番号ｎのＤＣＴ係数（図２（ｄ）の
（ｎ）2 ）を量子化する。この量子化されたＤＣＴ係数
は、可変長符号器３００で第２の符号系列（図２（ｅ）
の〔ｎ〕2 ）に変換され、バッファコントローラ４４の
制御の下にバッファメモリ４２に書き込まれる（図２
（ｇ）の〔ｎ〕2 ）。また、第２の符号系列の符号量
（以下、「第２回目の符号量」）は、可変長富豪器３０
０が量子化制御部５０に転送される。
【００１８】以上の処理が終了後、量子化制御部５０
は、第１の符号量と第２の符号量とのいずれが目標符号
量に近いかを判定する。第１の符号量の方が目標符号量
に近い場合には、量子化制御部５０はバッファメモリコ
ントローラ４４にバッファメモリ４０に書き込まれてい
る第１の符号系列を、伝送路との速度整合用のバッファ
メモリ４００に書き込ませるための制御信号を出力す
る。また、第２の符号量の方が目標符号量に近い場合に
は、バッファメモリ４１に書き込まれている第２の符号
系列を、伝送路との速度整合用バッファメモリ４００に
書き込ませるための制御信号を発生する。
【００１９】図２（ｈ）は、フレーム番号ｎの画像につ
いては第１の符号量の方が目標符号量に近く、フレーム
番号（ｎ＋２）の画像については、第２の符号量の方が
目標符号量に近かったためフレーム番号ｎの画像につい
ては、第１の符号系列〔ｎ〕1 が、ヘレーム番号（ｎ＋
２）の画像については、第２の符号系列〔ｎ＋２〕
2が、速度整合用バッファメモリ４００に書き込まれる
ことを示している。
【００２０】速度整合用バッファメモリに書き込まれた
内容は、一定の速度で読み出され、伝送路、あるいは記
録媒体等へ転送される。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、フレー
ム間引きにより生じた空き時間を利用し、符号化対象と
なるフレームの画像の符号化に要する符号量がより目標
符号量に近い値となるような量子化特性をＤＣＴ係数に
作用させることができるので、前述した画像内容が変化
しないにもかかわらず、画質が変動するという視覚妨害
を緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例の動作を説明するためのブロ
ック図である。
【図３】従来の動画像圧縮符号化技術を説明するための
図である。
【符号の説明】
１６ 交流成分加算器 ４０，４２，４００ バッファメモリ ４４ バッファメモリコントローラ ５０，５００ 量子化制御部 １００ ディスクリートコサイン（ＤＣＴ）変換部 ２００ 量子化器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 動画像信号にフレーム間引きを施こして
    圧縮符号化する動画像圧縮符号化方法であり、 前記画像信号に１フレーム毎に直交変換を施こして直交
    変換係数列を生成し、 この直交変換係数列の交流成分の１フレーム期間の電力
    和に対応する交流成分データを生成し、 この交流成分データにもとづいて直交変換係数に施こす
    量子化特性の粗さを示す第１の制御パラメータ，第２の
    制御パラメータを生成し、 前記直交変換係数を第１の制御パラメータに応じて量子
    化して第１の量子化直交変換係数を生成するとともに、
    この第１の量子化直交変換係数を可変長符号化して第１
    の符号系列を生成し、 前記直交変換係数を第２の制御パラメータに応じて量子
    化して第２の量子化直交変換符号化係数を可変長符号化
    して第２の符号系列を生成し、 前記第１の符号系列の符号量と、前記第２の符号系列の
    符号量と所定値とを比較し、符号量が所定値に近い方の
    符号系列と圧縮データとして出力することを特徴とする
    動画像圧縮符号化方法。
JP29499093A 1993-11-25 1993-11-25 動画像圧縮符号化方法 Expired - Fee Related JP2581421B2 (ja)

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