JPH07154802A - Image encoding method and image encoder - Google Patents
Image encoding method and image encoderInfo
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- JPH07154802A JPH07154802A JP30178293A JP30178293A JPH07154802A JP H07154802 A JPH07154802 A JP H07154802A JP 30178293 A JP30178293 A JP 30178293A JP 30178293 A JP30178293 A JP 30178293A JP H07154802 A JPH07154802 A JP H07154802A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮した画像データを
編集する際に用いる画像符号化方法および画像符号化装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image coding method and an image coding apparatus used when editing compressed image data.
【０００２】[0002]
【従来の技術】デジタル画像信号は膨大な情報量を有
し、伝送，記録のためには高能率符号化が不可欠であ
る。近年、様々な画像圧縮符号化技術が開発され、一部
は画像符号化，復号化装置として製品化されている。2. Description of the Related Art A digital image signal has an enormous amount of information, and high efficiency coding is indispensable for transmission and recording. In recent years, various image compression coding techniques have been developed, and some of them have been commercialized as image coding and decoding devices.
【０００３】以下、図面を参照しながら、上述した従来
の画像符号化装置の一例であるＭＰＥＧ方式について説
明する。An MPEG system, which is an example of the above-mentioned conventional image coding apparatus, will be described below with reference to the drawings.
【０００４】図８は従来の画像符号化装置の構成を示す
ブロック図である。図８において、80は伝送路、81は動
き検出回路、82はＤＣＴモード判定回路、83はＤＣＴ変
換回路、84は量子化回路、85は可変長符号化回路、86は
逆量子化回路、87は逆ＤＣＴ変換回路、88はフレームバ
ッファ、89は動き補償回路であり、図中、実線は信号ラ
イン、破線は制御ラインを示す。また、図９は動き補償
予測方法の説明図、図10は図８におけるフレームバッフ
ァ88および動き補償回路89の構成例のブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing the structure of a conventional image coding apparatus. In FIG. 8, 80 is a transmission path, 81 is a motion detection circuit, 82 is a DCT mode determination circuit, 83 is a DCT conversion circuit, 84 is a quantization circuit, 85 is a variable length coding circuit, 86 is an inverse quantization circuit, and 87. Is an inverse DCT conversion circuit, 88 is a frame buffer, and 89 is a motion compensation circuit. In the figure, a solid line indicates a signal line and a broken line indicates a control line. 9 is an explanatory diagram of the motion compensation prediction method, and FIG. 10 is a block diagram of a configuration example of the frame buffer 88 and the motion compensation circuit 89 in FIG.
【０００５】以上のように構成された従来の画像符号化
装置について、以下その動作を説明する。映像信号はイ
ンターレース走査されており、フレーム単位に区切って
入力するものとする。符号化の最初のフレーム、すなわ
ち図９におけるフレームｔの画像は、差分をとることな
く、フレーム内符号化する。まず、入力画像データは、
２次元ブロック単位でライン間の差分をとるなどして動
きの大小をＤＣＴモード判定回路82で検出し、フレーム
単位あるいはフィールド単位でＤＣＴを行うかの判定を
行い、その結果をＤＣＴモード情報として出力する。Ｄ
ＣＴ変換回路83は前記ＤＣＴモード情報を入力し、フレ
ーム単位あるいはフィールド単位でＤＣＴを行い、画像
データを変換係数に変換する。変換係数は量子化回路84
で量子化した後、可変長符号化回路85で可変長符号化し
伝送路80に送出する。量子化後の変換係数は、同時に逆
量子化回路86，逆ＤＣＴ変換回路87を経て実時間データ
に戻し、フレームバッファ88に蓄える。The operation of the conventional image coding apparatus configured as described above will be described below. The video signal is interlaced, and is divided into frame units and input. The first frame of encoding, that is, the image of frame t in FIG. 9, is intra-frame encoded without taking the difference. First, the input image data is
The DCT mode determination circuit 82 detects the magnitude of motion by taking the difference between lines in units of two-dimensional blocks, determines whether to perform DCT in frame units or field units, and outputs the result as DCT mode information. To do. D
The CT conversion circuit 83 inputs the DCT mode information, performs DCT in frame units or field units, and converts image data into conversion coefficients. The transform coefficient is the quantization circuit 84
After being quantized by, the variable length coding circuit 85 performs variable length coding and sends it to the transmission line 80. The quantized transform coefficient is simultaneously returned to the real-time data through the inverse quantizer circuit 86 and the inverse DCT transform circuit 87 and stored in the frame buffer 88.
【０００６】一般的に画像は相関が高いため、ＤＣＴを
行うと、低い周波数成分に対応する変換係数にエネルギ
ーが集中する。したがって、視覚的に目立たない高い周
波数成分を粗く、重要な成分である低い周波数成分を細
かく量子化を行うことで、画質劣化を最小限に留め、か
つデータ量を減らすことが可能となる。また、インター
レース走査した画像は、動きが小さいときはフレーム内
の相関が大きく、動きが大きいときは、フレーム間の相
関は小さく、逆にフィールド内の相関が大きい。前記し
たインターレース走査の特性を利用し、フレーム単位あ
るいはフィールド単位でＤＣＴを切り換えることによ
り、インターレース画像も効率良く符号化することが可
能となる。Generally, images have a high correlation, so that when DCT is performed, energy is concentrated on the transform coefficient corresponding to a low frequency component. Therefore, it is possible to minimize deterioration of image quality and reduce the amount of data by coarsely quantizing high frequency components that are visually inconspicuous and finely quantizing low frequency components that are important components. In the interlaced-scanned image, the intra-frame correlation is large when the motion is small, the inter-frame correlation is small when the motion is large, and the intra-field correlation is large on the contrary. By using the characteristics of the interlaced scanning described above and switching the DCT in frame units or field units, it is possible to efficiently encode an interlaced image.
【０００７】一方、図９におけるｔ＋１フレーム以降の
画像は、フレームごとに予測値を計算し、前記予測値と
の差分、すなわち予測誤差を符号化する。On the other hand, for the image after t + 1 frame in FIG. 9, the prediction value is calculated for each frame, and the difference from the prediction value, that is, the prediction error is encoded.
【０００８】ここで、フレーム単位に構成した映像信号
を時間的に前のフレームから予測する予測値の計算方法
に前方予測，後方予測および双方向予測がある。図９が
予測方法の説明図である。時刻ｔのフレームはフレーム
内符号化(以下、フレーム内符号化したフレームをＩフ
レームという)し、次に符号化，復号化済みのＩフレー
ムを用いて、時刻ｔ＋３のフレームをＩフレームと動き
補償した後の差分をとり、その差分を符号化する。この
ように時間的に前のフレームを予測に用いることを前方
予測という(以下、前方予測を用いて符号化したフレー
ムをＰフレームという)。また、時刻ｔ＋１，ｔ＋２の
フレームは、符号化，復号化済みのＩ，Ｐフレームを用
いて同様に動き補償した後、差分符号化する。この際、
予測画像は、Ｉフレーム(前方予測)，Ｐフレーム(後方
予測)，ＩフレームとＰフレームの平均値(双方向予測)
のうちから誤差最小のものをブロック単位に選択して構
成する(以下、双方向予測をフレーム内の一部もしくは
全部に用いて符号化したフレームをＢフレームとい
う)。Ｂフレームは、時間的に前後のフレームから予測
するため、新たに現われた物体なども正確に予測するこ
とが可能となり、符号化効率が向上する。Here, there are a forward prediction method, a backward prediction method, and a bidirectional prediction method as a method of calculating a predicted value for predicting a video signal formed in frame units from a frame preceding in time. FIG. 9 is an explanatory diagram of the prediction method. The frame at time t is intra-frame coded (hereinafter, the intra-frame coded frame is referred to as an I frame), and then the coded and decoded I frame is used, and the frame at time t + 3 is motion-compensated with the I frame. After taking the difference, the difference is coded. The use of a temporally previous frame for prediction is referred to as forward prediction (hereinafter, a frame encoded using forward prediction is referred to as a P frame). Further, the frames at the times t + 1 and t + 2 are similarly motion-compensated using the I and P frames that have been encoded and decoded, and then differentially encoded. On this occasion,
Predicted image is I frame (forward prediction), P frame (backward prediction), average value of I frame and P frame (bidirectional prediction)
Among them, the one having the smallest error is selected in a block unit and configured (hereinafter, a frame encoded by using bidirectional prediction for a part or all of the frame is referred to as a B frame). Since the B frame is predicted from temporally previous and subsequent frames, it is possible to accurately predict a newly appearing object, and the coding efficiency is improved.
【０００９】符号化装置としては、まず予測に用いる動
きベクトルを動き検出回路81において、例えば、よく知
られた全探索方法を用いて前記２次元ブロック単位に求
める。次に、フレームバッファ88および動き補償回路89
は前記検出した動きベクトルを用いて、次のフレームの
動き補償した予測値を前記２次元ブロック単位で生成す
る。In the encoding device, first, the motion vector used for prediction is obtained in the two-dimensional block unit in the motion detection circuit 81 using, for example, a well-known full search method. Next, the frame buffer 88 and the motion compensation circuit 89
Uses the detected motion vector to generate a motion-compensated prediction value for the next frame in units of the two-dimensional block.
【００１０】図10の動き補償回路89では双方向予測の予
測値生成について説明する。動き検出回路81で計算され
た動きベクトルは、フレームバッファ88中のアドレス発
生回路882に入力し、フレームメモリ881に記憶した図９
におけるＩおよびＰフレームの画像を読み出す。この
際、ＤＣＴと同様にインターレース画像に対応するた
め、２次元ブロックをフレーム単位、あるいはフィール
ド単位に構成し、それぞれについてベクトルおよび予測
画像を生成する。各２次元ブロックでは、予測誤差とし
て、フレームベクトルを用いた前方予測，双方向予測，
後方予測と、フィールドベクトルを用いた前方予測，双
方向予測，後方予測との計６種類をフレーム間差分２乗
誤差計算回路893〜898で計算し、誤差が最も少ないもの
を誤差比較回路899で選択して、予測値および予測モー
ド情報900を出力する。前記した予測モード情報，動き
ベクトル，ＤＣＴモード情報は、図８における可変長符
号化回路85で可変長符号化し、ＤＣＴ変換係数とともに
伝送路80に送出する。ここで、前記フレーム間差分２乗
誤差計算回路894および897は、フレームメモリ881から
の出力を入力とする平均値計算回路891，892の出力を入
力として処理される。The motion compensation circuit 89 of FIG. 10 will be described for predictive value generation for bidirectional prediction. The motion vector calculated by the motion detection circuit 81 is input to the address generation circuit 882 in the frame buffer 88 and stored in the frame memory 881.
Read out the images of the I and P frames. At this time, since it corresponds to an interlaced image like DCT, a two-dimensional block is configured in a frame unit or a field unit, and a vector and a predicted image are generated for each. In each 2D block, as prediction error, forward prediction using frame vector, bidirectional prediction,
A total of six types of backward prediction, forward prediction using field vectors, bidirectional prediction, and backward prediction are calculated by the inter-frame difference square error calculation circuits 893 to 898, and the error comparison circuit 899 determines the one with the smallest error. The prediction value and prediction mode information 900 are selected and output. The above-described prediction mode information, motion vector, and DCT mode information are variable-length coded by the variable-length coding circuit 85 in FIG. 8 and sent to the transmission line 80 together with the DCT transform coefficient. Here, the inter-frame difference square error calculation circuits 894 and 897 are processed with the outputs of the average value calculation circuits 891 and 892 which receive the output from the frame memory 881 as input.
【００１１】以上の符号化装置によれば、予測誤差を最
適に符号化することになるので、フレーム内符号化のよ
うに画像データを直接符号化する場合に比べ、エネルギ
ーが減少し、さらに高効率な符号化が可能となる(例え
ば、ISO/IEC JTC1/SC29/WG11N0502，“Ｇeneric Ｃodin
g of Ｍoving Ｐictures and Ａssociated Ａudio”，1
993.7)。According to the above coding apparatus, since the prediction error is coded optimally, the energy is reduced and the coding error is further increased as compared with the case of directly coding the image data as in the intraframe coding. Enables efficient encoding (eg ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11N0502, “Generic Codin”
g of Moving Pictures and Associated Audito ”, 1
993.7).
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
画像符号化方法で符号化された圧縮画像データを編集す
る場合、差分を符号化しているため種々の問題が生ず
る。図11は従来の圧縮画像データの編集方法を示す説明
図である。以下、図11を用いて上記問題点を説明する。
今、図11(a)と(b)の圧縮画像データを破線部分(ア)でつ
なぐことを説明する。図11に数字で示したのはフレーム
番号である。Ｂフレームは、ＩおよびＰフレームを符号
化した後、符号化するので、圧縮画像データ中では表示
するフレーム順序と番号が入れ替わっている。図11(a)
と(b)の圧縮画像データをつないだ図11(c)の場合、編集
点直後のＰおよびＢフレーム、すなわち圧縮画像データ
(b)におけるフレーム番号８のＰフレームおよびフレー
ム番号６，７のＢフレームは、予測に用いたフレーム番
号５のＩフレームが失われるため復号不能となる。それ
に伴いフレーム番号11のＰフレームを予測に用いるフレ
ーム９以降の画像も復号できないという問題点を有して
いた。However, when the compressed image data coded by the above-mentioned image coding method is edited, various problems occur because the differences are coded. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional method for editing compressed image data. The above problems will be described below with reference to FIG.
Now, connecting the compressed image data of FIGS. 11 (a) and 11 (b) by a broken line portion (a) will be described. Frame numbers are shown by numbers in FIG. Since the B frame is encoded after the I and P frames are encoded, the frame order and the number to be displayed are switched in the compressed image data. Figure 11 (a)
In the case of FIG. 11 (c) in which the compressed image data of (b) and (b) are connected, P and B frames immediately after the editing point, that is, compressed image data
The P frame of frame number 8 and the B frames of frame numbers 6 and 7 in (b) cannot be decoded because the I frame of frame number 5 used for prediction is lost. Along with this, there is a problem in that it is not possible to decode the images after frame 9 which uses the P frame of frame number 11 for prediction.
【００１３】本発明は上記問題点に鑑み、簡易な構成
で、フレーム間差分符号化を用いた圧縮画像でも編集を
可能とする画像符号化方法および画像符号化装置を提供
するものである。In view of the above problems, the present invention provides an image coding method and an image coding apparatus which have a simple structure and can edit even a compressed image using interframe differential coding.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決し、目的をするために、フレーム単位に構成した映像
信号を時間的に前のフレームから予測する前方予測、お
よび時間的に後ろのフレームから予測する後方予測、並
びに前方予測および後方予測の両方を同時に用いた双方
向予測の少なくとも１種類の予測を用いて予測符号化し
て得た圧縮画像データＡと、前記と同様に予測符号化し
て得た圧縮画像データＢを入力し、前記圧縮画像データ
Ｂを復号部で復号し、前記復号して得た復号画像のうち
編集点に該当するフレームを符号化部でフレーム内符号
化し、その他のフレームの一部あるいは全部を、圧縮画
像データＢを復号して得た動き補償，動きベクトル，直
交変換モード情報を利用して再予測符号化し、編集圧縮
画像データを作成し、前記圧縮画像データＡと前記編集
圧縮画像データをつなぐことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and to achieve the object, the present invention has a forward prediction for predicting a frame-based video signal from a frame preceding in time and a backward prediction in time. Compressed image data A obtained by predictive coding using at least one type of backward prediction that is predicted from the frame and bidirectional prediction that uses both forward prediction and backward prediction at the same time, and a prediction code similar to the above. The compressed image data B obtained by the conversion is input, the compressed image data B is decoded by the decoding unit, and the frame corresponding to the edit point in the decoded image obtained by the decoding is intra-frame encoded by the encoding unit, A part or all of the other frames are re-predictively coded by using the motion compensation, the motion vector, and the orthogonal transform mode information obtained by decoding the compressed image data B to create the edited compressed image data. Characterized by connecting the edited compressed image data and said compressed image data A.
【００１５】[0015]
【作用】本発明によれば、圧縮画像データを一旦復号
し、編集点直後のフレームをＩフレームに再符号化する
ので、編集によって予測画像が失われることがない。ま
た、Ｐ，Ｂフレームの再符号化には、復号して得た動き
補償，動きベクトル，ＤＣＴモード情報を用いるため、
従来の画像符号化装置で大量の計算が必要であった動き
検出回路，ＤＣＴモード判定回路が不要になり、動き補
償回路も簡易化でき、簡単な構成で圧縮画像データの編
集が可能となる。According to the present invention, since the compressed image data is once decoded and the frame immediately after the editing point is re-encoded into the I frame, the predicted image is not lost by the editing. Also, since motion compensation, motion vector, and DCT mode information obtained by decoding are used for re-encoding P and B frames,
The motion detection circuit and the DCT mode determination circuit, which have required a large amount of calculation in the conventional image encoding device, are not required, the motion compensation circuit can be simplified, and the compressed image data can be edited with a simple configuration.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の各実施例における画像符号化
方法とその装置について図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Image coding methods and apparatuses in respective embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１は本発明の第１の実施例における画像
符号化方法を実施する画像符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。図１において、１は画像復号化部で、可
変長復号化回路11，逆量子化回路12，逆ＤＣＴ変換回路
13，フレームバッファ14，簡易動き補償回路15から構成
される。また、２は画像符号化部で、21はＤＣＴ変換回
路、22は量子化回路、23は可変長符号化回路、24は逆量
子化回路、25は逆ＤＣＴ変換回路、26はフレームバッフ
ァ、27は簡易動き補償回路である。３は制御部で、ＣＰ
Ｕを用いている。図中、実線は信号ライン、破線は制御
ラインを示す。FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of an image coding apparatus for carrying out the image coding method according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an image decoding unit 1 includes a variable length decoding circuit 11, an inverse quantization circuit 12, and an inverse DCT conversion circuit.
13, a frame buffer 14, and a simple motion compensation circuit 15. Further, 2 is an image coding unit, 21 is a DCT conversion circuit, 22 is a quantization circuit, 23 is a variable length coding circuit, 24 is an inverse quantization circuit, 25 is an inverse DCT conversion circuit, 26 is a frame buffer, 27 Is a simple motion compensation circuit. 3 is a control unit, CP
U is used. In the figure, solid lines indicate signal lines and broken lines indicate control lines.
【００１８】図２は図１のフレームバッファ14および簡
易動き補償回路15の構成例図、図３はＣＰＵ３の動作の
一例を示すアルゴリズムの説明図、図４は圧縮画像デー
タの編集方法を示す説明図である。図４において添字′
をつけたフレームは、再符号化することを表している
(以下、図５，図６，図７も同様である)。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the frame buffer 14 and the simple motion compensation circuit 15 of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram of an algorithm showing an example of the operation of the CPU 3, and FIG. 4 is a diagram showing a method of editing compressed image data. It is a figure. Subscript 'in FIG.
Frames marked with indicate re-encoding
(Hereinafter, the same applies to FIGS. 5, 6, and 7).
【００１９】以上のように構成された画像符号化装置に
ついて、以下図１，図２，図３，図４を用いて説明す
る。The image coding apparatus configured as described above will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4.
【００２０】今、図４(a)，(b)の圧縮画像データを(c)
のようにつなぐことを説明する。なお、簡単のため編集
点はＰフレームとする。図４(a)の圧縮画像データは、
図１の画像符号化部２に入力すると、図４の破線(ア)で
示す編集点にくるまでは、そのままの状態で出力する。
一方、図４(b)の圧縮画像データは、画像復号化部１お
よび画像符号化部２に入力しているが、画像符号化部２
の出力は、編集点まではスイッチ４の切り換えによって
外部に出力しない。図４(b)の圧縮画像データは、画像
復号化部１で復号する。すなわち、可変長復号化回路11
で可変長逆復号し、逆量子化回路12で逆量子化し、逆Ｄ
ＣＴ変換回路13で復号したＤＣＴモード情報に応じて、
フレームあるいはフィールド単位に逆ＤＣＴして実時間
画像データに戻し、復号する。また、差分符号化してい
るため、復号した動きベクトルおよび動き補償モード情
報を用いて、フレームバッファ14，簡易動き補償回路15
で予測画像を生成し、逆ＤＣＴ変換回路13の出力データ
と加算回路16で加算して復号画像データを作成する。従
来例の画像符号化装置と比較し、図２におけるフレーム
バッファ14の構成は同様であるが、簡易動き補償回路15
が大きく異なる。すなわち、画像符号化部２で動き補償
モードが既に決定しているため、画像復号化部１では、
前記図10で説明したフレーム間差分２乗誤差計算回路89
3〜898を持つ必要がなく、図２のように双方向予測が選
択された場合に必要な平均値計算回路151と、動き補償
モード情報に応じて予測画像を出力するセレクタ152の
みでよい。Now, the compressed image data of FIGS. 4 (a) and 4 (b) is converted into (c)
I will explain how to connect like. For simplicity, the edit point is the P frame. The compressed image data in Fig. 4 (a) is
When input to the image encoding unit 2 in FIG. 1, the image is output as it is until the edit point shown by the broken line (A) in FIG.
On the other hand, the compressed image data of FIG. 4B is input to the image decoding unit 1 and the image encoding unit 2, but the image encoding unit 2
Is not output to the outside by the switching of the switch 4 until the edit point. The image decoding unit 1 decodes the compressed image data of FIG. That is, the variable length decoding circuit 11
Variable-length inverse decoding with, inverse quantization with the inverse quantization circuit 12, and inverse D
According to the DCT mode information decoded by the CT conversion circuit 13,
Inverse DCT is performed for each frame or field to restore real-time image data, and the image data is decoded. Further, since the differential encoding is performed, the frame buffer 14 and the simple motion compensation circuit 15 are used by using the decoded motion vector and motion compensation mode information.
A predicted image is generated by the above, and the output data of the inverse DCT conversion circuit 13 is added by the addition circuit 16 to create decoded image data. Compared with the image coding apparatus of the conventional example, the configuration of the frame buffer 14 in FIG. 2 is the same, but a simple motion compensation circuit 15
Is very different. That is, since the motion compensation mode has already been determined by the image encoding unit 2, the image decoding unit 1
Inter-frame difference square error calculation circuit 89 described in FIG.
It is not necessary to have 3 to 898, and only the average value calculation circuit 151 required when bidirectional prediction is selected as shown in FIG. 2 and the selector 152 that outputs a prediction image according to the motion compensation mode information are sufficient.
【００２１】まず、編集点であることを示す信号が入力
すると、図４(c)に示すように図４(b)の圧縮画像データ
のうち、編集点直後のＰフレームはＩフレームに符号化
し、図４(a)の圧縮画像データに変えて出力する。図４
(b)の圧縮画像データにおけるフレーム番号６，７のＢ
フレームは、前方予測に必要なフレーム番号５のＩフレ
ームが編集によって失われたため、後方予測を用いて符
号化し直す。図４(b)の圧縮画像データのフレーム番号
８以降のＰフレームは、予測に用いた画像が再符号化さ
れたため、予測画像を正しいものに設定し直して、Ｐフ
レームはＰフレームに、ＢフレームはＢフレームに再符
号化(添字′)する。再符号化方法は、従来例とほぼ同様
であるが、動き補償モード情報や動きベクトル，ＤＣＴ
切り換え情報は、図４(b)の圧縮画像データを復号して
得た情報を用いる。したがって、画像符号化部２は、前
記図８に示す従来例の画像符号化装置から多大な計算を
必要とする動き検出回路81，ＤＣＴモード判定回路82を
削除し、簡易動き補償回路27を画像復号化部１と同じ簡
易動き補償回路15に置き換えることが可能になる。以上
の制御を行うのがＣＰＵ３で、そのアルゴリズムを示し
たのが図３である。First, when a signal indicating an edit point is input, as shown in FIG. 4 (c), the P frame immediately after the edit point in the compressed image data of FIG. 4 (b) is encoded into an I frame. , The compressed image data of FIG. Figure 4
B of frame numbers 6 and 7 in the compressed image data of (b)
The frame is re-encoded using backward prediction because the I frame with frame number 5 required for forward prediction has been lost by editing. Since the images used for prediction have been re-encoded in P frames after frame number 8 of the compressed image data in FIG. 4B, the predicted image is set to the correct one, and the P frame becomes the P frame and the B frame becomes The frame is re-encoded (subscript ') into the B frame. The re-encoding method is almost the same as the conventional example, but the motion compensation mode information, the motion vector, and the DCT are used.
As the switching information, the information obtained by decoding the compressed image data of FIG. 4B is used. Therefore, the image coding unit 2 deletes the motion detection circuit 81 and the DCT mode determination circuit 82, which require a great deal of calculation, from the conventional image coding apparatus shown in FIG. It is possible to replace it with the same simple motion compensation circuit 15 as the decoding unit 1. The CPU 3 performs the above control, and the algorithm thereof is shown in FIG.
【００２２】図３において、(1)は図１の画像符号化装
置の全体を動作を示すメインルーチン、(2)は(1)のＰフ
レームをＩフレームに符号化する部分Ｓ3のルーチン、
(3)は(1)のＢフレームをＰフレームに符号化する部分Ｓ
5，Ｓ7のルーチン、(4)は(1)のＰフレームをＰフレーム
に符号化する部分Ｓ12のルーチン、(5)は(1)のＢフレー
ムをＢフレームに符号化する部分Ｓ13のルーチン、(6)
は(3)のフレーム内符号化ブロック符号化する部分Ｓ35
のルーチン、(7)は(3)の後方予測ブロック符号化する部
分Ｓ36，Ｓ37のルーチンである。In FIG. 3, (1) is a main routine showing the overall operation of the image coding apparatus of FIG. 1, (2) is a routine of a part S 3 for coding the P frame of (1) into an I frame,
(3) is a part S that encodes the B frame of (1) into a P frame
5, the routine of S 7, (4) the routine P frame portion S 12 for coding the P frame (1), (5) the portion S 13 for encoding B frame to a B frame (1) Routine, (6)
Is the part S 35 for intra-frame coding block coding of (3)
The routine (7) is a routine of the portions S 36 and S 37 for performing the backward prediction block coding of (3).
【００２３】本実施例によれば、編集する圧縮画像デー
タを簡単な構成の画像符号化装置で再符号化するため、
フレーム間差分符号化を用いた圧縮画像データであって
も、つないだ後の圧縮画像データが失われることなく編
集が可能となる。According to this embodiment, since the compressed image data to be edited is re-encoded by the image encoding device having a simple structure,
Even compressed image data using inter-frame differential encoding can be edited without losing the compressed image data after connection.
【００２４】図５は本発明の第２の実施例における圧縮
画像データの編集方法の説明図である。図５(b)の圧縮
画像データは編集点(ア)以降にＩフレームを含んでい
る。編集点からフレーム番号11の前までは第１の実施例
と同様の方法で再符号化する。フレーム番号11のＩフレ
ームはフレーム内で符号化しているので、編集しても影
響を受けることはない。したがって、Ｉフレームは再符
号化しない。フレーム番号９，10のＢフレームは編集に
よって、フレーム番号８のＰフレームがＩフレームに再
符号化したため、再符号化(添字′)する。フレーム番号
14以降のフレームは、フレーム番号11のＩフレームを再
符号化していないため、影響はないので再符号化する必
要がなく、図５(b)の圧縮画像データのまま出力する。
以上の動作は、第１の実施例におけるＣＰＵ３のプログ
ラム変更により実現可能である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of editing compressed image data according to the second embodiment of the present invention. The compressed image data in FIG. 5B includes an I frame after the edit point (A). Recoding from the edit point to the frame number 11 is performed in the same manner as in the first embodiment. Since the I frame of frame number 11 is encoded in the frame, it is not affected by editing. Therefore, the I frame is not recoded. The B frames of frame numbers 9 and 10 are re-encoded (subscript ') because the P frame of frame number 8 was re-encoded into an I frame by editing. Frame number
The 14th and subsequent frames do not need to be re-encoded because they do not affect the I-frame of frame number 11 and are not re-encoded, and the compressed image data of FIG.
The above operation can be realized by changing the program of the CPU 3 in the first embodiment.
【００２５】本実施例によれば、再符号化するフレーム
を少なくでき、再符号化に伴う画質劣化を最小限に留め
ることができる。According to this embodiment, the number of frames to be re-encoded can be reduced, and the deterioration of image quality due to re-encoding can be minimized.
【００２６】また、第２の実施例において、フレーム番
号14以降のフレームは、フレーム番号11のＩフレームを
再符号化しないので再符号化しないとしたが、図５(d)
に示したようにＩフレーム直後のＢフレームだけでな
く、すべてのＰ，Ｂフレームを再符号化(添字′)し直し
てもよい。通常、伝送容量等の制約から、転送レートを
一定に範囲に保つように符号化する。本実施例のように
異なった圧縮画像データをつなぐと、転送レートが予め
設定した範囲を越える場合がある。ＣＰＵ３が、圧縮画
像データのデータ量を測定しておき、編集点においてあ
る範囲を越えそうなときは、図５(d)に示すようにフレ
ーム番号14以降のフレームを所定の転送レートに収まる
よう再符号化する。また、転送レートの問題がないとき
は、図５(c)のように再符号化しないように制御する。Further, in the second embodiment, the frames after the frame number 14 are not re-encoded because the I frame of the frame number 11 is not re-encoded.
It is also possible to re-encode (subscript ') not only the B frame immediately after the I frame but all P and B frames as shown in FIG. Usually, due to restrictions such as transmission capacity, encoding is performed so that the transfer rate is kept in a constant range. When different compressed image data are connected as in this embodiment, the transfer rate may exceed a preset range. When the CPU 3 measures the data amount of the compressed image data and is likely to exceed a certain range at the editing point, the frames after the frame number 14 are set within a predetermined transfer rate as shown in FIG. 5 (d). Re-encode. When there is no problem with the transfer rate, control is performed so that re-encoding is not performed as shown in FIG.
【００２７】以上の手法によれば、再符号化するフレー
ムを少なく保ちつつ、編集後の圧縮画像データを所望の
転送レートに収めることが可能となる。According to the above method, it is possible to keep the edited compressed image data at a desired transfer rate while keeping the number of frames to be re-encoded small.
【００２８】図６および図７は本発明の第３の実施例に
おける圧縮画像データの編集方法の説明図である。本実
施例では、接続する図６(b)，図７(b)の圧縮画像データ
の編集点(ア)をＢフレームとしている。編集点をＢフレ
ームに選んだ場合、編集点および、この編集点に連続し
たＢフレームは、符号化の際に予測に用いたＩまたはＰ
フレームが失われるので復号不能となる。本実施例で
は、図６(c)あるいは図７(c)に示したように、予測に用
いた編集点直前の図６(b)のＩまたは図７(b)のＰフレー
ムを復号不能となるＢフレーム数だけ挿入する。予測に
用いた編集点直前のフレームがＰフレームの場合は、図
６(c)のようにＩフレームに再符号化(添字′)する。Ｉ
フレームの場合は、図７(c)に示したように基本的には
そのまま挿入する。転送レートが問題になる場合には、
第２の実施例と同様に、Ｉフレームの場合でも、転送レ
ートが所定の範囲に収まるよう粗く量子化し、再符号化
することも可能である。FIGS. 6 and 7 are explanatory views of a method of editing compressed image data according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the edit point (A) of the compressed image data of FIGS. 6B and 7B to be connected is set to the B frame. When the edit point is selected as the B frame, the edit point and the B frames continuous to this edit point are the I or P used for prediction at the time of encoding.
The frame is lost and undecodable. In this embodiment, as shown in FIG. 6 (c) or 7 (c), the I in FIG. 6 (b) or the P frame in FIG. 7 (b) immediately before the edit point used for prediction is determined to be undecodable. Insert as many B frames as When the frame immediately before the edit point used for prediction is the P frame, it is re-encoded (subscript ') into the I frame as shown in FIG. 6 (c). I
In the case of a frame, it is basically inserted as it is as shown in FIG. If transfer rate matters,
Similarly to the second embodiment, even in the case of an I frame, it is possible to roughly quantize so that the transfer rate falls within a predetermined range and re-encode.
【００２９】以上の実施例によれば、接続する圧縮画像
データの編集点がＢフレームであっても、再符号化に伴
う画質劣化を最小限に留め、かつ編集可能である。According to the above embodiment, even if the editing point of the compressed image data to be connected is the B frame, the deterioration of the image quality due to the re-encoding can be minimized and the editing can be performed.
【００３０】本実施例では、Ｂフレームが２枚の場合に
ついてのみ説明したが、これに限るものではなく、３枚
以上あるいは１枚の場合にも適用可能である。In the present embodiment, the case where the number of B frames is two has been described, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a case where there are three or more or one.
【００３１】また、以上の各実施例において、簡単のた
め、各ブロックの動き補償モードでフレーム内符号化ブ
ロックについての説明は省略したが、一般にフレーム内
の２次元ブロック単位にフレーム内符号化ブロックモー
ドを選択することが可能である。Ｂフレームを後方予測
のみで構成したＰフレームに変える際、前方予測ブロッ
ク等の動き補償モードは動きベクトルが圧縮画像データ
の中に含まれず、同じ動き補償モードで再符号化不能な
場合がある。その際には、フレーム内符号化ブロックを
選択することにより再符号化することができる。Further, in each of the above embodiments, the description of the intra-frame coding block in the motion compensation mode of each block is omitted for the sake of simplicity. However, in general, the intra-frame coding block is divided into two-dimensional blocks in the frame. It is possible to select the mode. When a B frame is changed to a P frame configured only with backward prediction, the motion compensation mode of the forward prediction block or the like may not be re-encoded in the same motion compensation mode because the motion vector is not included in the compressed image data. In that case, re-encoding can be performed by selecting an intra-frame encoding block.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、圧縮画像
データを一旦復号し、復号して得た編集点直後のフレー
ムをＩフレームに再符号化するので、編集によって予測
画像が失われることがない。また、Ｐ，Ｂフレームの再
符号化には復号して得た動き補償，動きベクトル，ＤＣ
Ｔモード情報を用いるため、簡単な構成で圧縮画像デー
タの編集が可能となる。As described above, according to the present invention, the compressed image data is once decoded, and the frame immediately after the editing point obtained by decoding is re-encoded into the I frame. Therefore, the predicted image is lost by the editing. There is no. Also, for re-encoding P and B frames, motion compensation obtained by decoding, motion vector, DC
Since the T mode information is used, the compressed image data can be edited with a simple structure.
【図１】本発明の第１の実施例における画像符号化方法
を実施する画像符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus that implements an image coding method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施例における簡易動き補償回
路およびフレームバッファの構成例図である。FIG. 2 is a configuration example diagram of a simple motion compensation circuit and a frame buffer in the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施例におけるＣＰＵの動作の
一例を示すアルゴリズムの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an algorithm showing an example of the operation of the CPU in the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施例における圧縮画像データ
の編集方法を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of editing compressed image data according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施例における圧縮画像データ
の編集方法を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of editing compressed image data according to the second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第３の実施例における圧縮画像データ
の編集方法を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method of editing compressed image data according to the third embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第３の実施例における他の圧縮画像デ
ータの編集方法を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing another method of editing compressed image data according to the third embodiment of the present invention.
【図８】従来の画像符号化装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional image encoding device.
【図９】従来の動き補償予測方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional motion compensation prediction method.
【図１０】図８のフレームバッファおよび動き補償回路
の構成を示すブロック図である。10 is a block diagram showing a configuration of a frame buffer and a motion compensation circuit of FIG.
【図１１】従来の圧縮画像データの編集方法を示す説明
図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional method for editing compressed image data.
１…画像復号化部、 ２…画像符号化部、 ３…制御部
(ＣＰＵ)、 ４…スイッチ、 11…可変長復号化回路、
12，24…逆量子化回路、 13，25…逆ＤＣＴ変換回
路、 14，26…フレームバッファ、 15，27…簡易動き
補償回路、 21…ＤＣＴ変換回路、 22…量子化回路、
23…可変長符号化回路。1 ... Image decoding unit, 2 ... Image coding unit, 3 ... Control unit
(CPU), 4 ... Switch, 11 ... Variable length decoding circuit,
12, 24 ... Inverse quantization circuit, 13, 25 ... Inverse DCT conversion circuit, 14, 26 ... Frame buffer, 15, 27 ... Simple motion compensation circuit, 21 ... DCT conversion circuit, 22 ... Quantization circuit,
23 ... Variable length coding circuit.
Claims (9)
的に前のフレームから予測する前方予測、および時間的
に後ろのフレームから予測する後方予測、並びに前方予
測および後方予測の両方を同時に用いた双方向予測の少
なくとも１種類の予測を用いて予測符号化して得た圧縮
画像データＡと、前記と同様に予測符号化して得た圧縮
画像データＢを入力し、前記圧縮画像データＡと前記圧
縮画像データＢを編集点にてつなぐとき、前記圧縮画像
データＢのうち編集点に該当するフレームを復号部で復
号し、前記復号して得た復号画像を符号化部でフレーム
内符号化し編集圧縮画像データを作成し、前記圧縮画像
データＡと前記編集圧縮画像データをつなぐことを特徴
とする画像符号化方法。1. A forward prediction in which a video signal configured in frame units is predicted from a frame preceding in time, a backward prediction in which prediction is performed from a frame subsequent in time, and both forward prediction and backward prediction are used at the same time. The compressed image data A obtained by predictive encoding using at least one type of bidirectional prediction and the compressed image data B obtained by predictive encoding in the same manner as described above are input, and the compressed image data A and the compressed image data are compressed. When the image data B is connected at an edit point, the frame corresponding to the edit point in the compressed image data B is decoded by the decoding unit, and the decoded image obtained by the decoding is intra-coded by the encoding unit to be edited and compressed. An image encoding method, characterized in that image data is created and the compressed image data A and the edited compressed image data are connected.
で復号し、前記復号して得た復号画像を、前記同様に復
号して得た動き補償の情報を利用して圧縮画像データＢ
の一部あるいは全部を再予測符号化し、編集点以外のフ
レームの編集圧縮画像データを作成することを特徴とす
る請求項１記載の画像符号化方法。2. The compressed image data B is input by inputting the compressed image data B, decoded by a decoding unit, and the decoded image obtained by the decoding is decoded in the same manner as described above using the motion compensation information.
2. The image coding method according to claim 1, further comprising re-predictively coding a part or all of the data to create edited compressed image data of a frame other than the editing point.
で復号し、前記復号して得た復号画像を、前記同様に復
号して得た動きベクトルの情報を利用して再予測符号化
し、編集点以外のフレームの編集圧縮画像データを作成
することを特徴とする請求項１記載の画像符号化方法。3. The compressed image data B is input, decoded by a decoding unit, and the decoded image obtained by the decoding is re-predictively coded using the information of the motion vector obtained by the same decoding as described above. The image coding method according to claim 1, wherein edited compressed image data of a frame other than the editing point is created.
で復号し、前記復号して得た復号画像を更に符号化する
際に、双方向予測フレームは前方予測フレームあるいは
後方予測フレームのうちいずれか一方に変更して圧縮画
像データＢの一部あるいは全部を符号化することを特徴
とする請求項１記載の画像符号化方法。4. When the compressed image data B is input, the decoding unit decodes the decoded image, and the decoded image obtained by the decoding is further encoded, the bidirectional prediction frame is a forward prediction frame or a backward prediction frame. 2. The image coding method according to claim 1, wherein the compressed image data B is partly or wholly coded by changing to one of them.
で復号し、前記復号して得た復号画像を更に符号化する
際に、前記圧縮画像データＢのうちフレーム内符号化し
たフレームの一部あるいは全部を再符号化しないことを
特徴とする請求項１記載の画像符号化方法。5. When the compressed image data B is input, decoded by a decoding unit, and the decoded image obtained by the decoding is further coded, the intra-frame coded frame of the compressed image data B is recorded. The image encoding method according to claim 1, wherein a part or all of the image is not re-encoded.
で復号し、前記復号して得た復号画像を更に符号化する
際に、前記圧縮画像データＢのうち前方予測符号化した
フレーム、後方予測符号化したフレームおよび双方向予
測符号化したフレームの一部あるいは全部をフレーム内
符号化フレームに変更して符号化することを特徴とする
請求項１記載の画像符号化方法。6. A frame predictively encoded in the compressed image data B when the compressed image data B is input, decoded by a decoding unit, and the decoded image obtained by the decoding is further encoded. 2. The image coding method according to claim 1, wherein a part or all of the frame subjected to the backward predictive coding and the frame subjected to the bidirectional predictive coding are changed into an intra-frame coded frame and coded.
で復号し、前記復号して得た復号画像を更に符号化する
際に、前記圧縮画像データＢのうち双方向予測符号化し
た一部あるいは全部のフレームを、前記圧縮画像データ
Ｂ中で前記双方向予測符号化フレームの予測値として用
いたフレーム内符号化フレームもしくは前方予測符号化
フレームを、フレーム内符号化フレームに再符号化して
置き換えることを特徴とする請求項１記載の画像符号化
方法。7. When the compressed image data B is input, the decoded image is decoded by a decoding unit, and the decoded image obtained by the decoding is further encoded, one of the compressed image data B that has been bidirectionally predictively encoded. The intra-frame coded frame or the forward predictive-coded frame in which some or all frames are used as the predictive value of the bidirectional predictive-coded frame in the compressed image data B is re-encoded into an intra-frame coded frame. The image encoding method according to claim 1, wherein the image encoding method is replaced.
元ブロックに分割し、前記ブロック単位で、フレーム単
位あるいはフィールド単位の直交変換を切り換えて符号
化した圧縮画像データＡと、前記と同様に符号化して得
た圧縮画像データＢを入力し、前記圧縮画像データＡと
前記圧縮画像データＢを編集点にてつなぐとき、前記圧
縮画像データＢを復号部で復号し、復号画像および各２
次元ブロックがフレーム単位あるいはフィールド単位の
直交変換であることを示す直交変換モード情報を得て、
前記復号画像を更に符号化する際に、前記直交変換モー
ド情報を利用して符号化し編集圧縮画像データを作成
し、前記圧縮画像データＡと前記編集圧縮画像データを
つなぐことを特徴とする画像符号化方法。8. A compressed image data A obtained by dividing a video signal configured in frame units into two-dimensional blocks and switching the orthogonal transformation in frame units or field units in the block unit and encoding the same. When the compressed image data B obtained by the conversion is input and the compressed image data A and the compressed image data B are connected at the editing point, the compressed image data B is decoded by the decoding unit, and the decoded image and each 2
Obtaining orthogonal transform mode information indicating that the dimensional block is an orthogonal transform in frame units or field units,
An image code characterized in that, when the decoded image is further encoded, the compressed compressed image data is coded by using the orthogonal transformation mode information and the compressed image data A and the edited compressed image data are connected. Method.
的に前のフレームから予測する前方予測、および時間的
に後ろのフレームから予測する後方予測、並びに前方予
測および後方予測の両方を同時に用いた双方向予測の少
なくとも１種類の予測を用いて予測符号化して得た圧縮
画像データＡと、前記と同様に予測符号化して得た圧縮
画像データＢを入力し、前記圧縮画像データＢを復号す
る復号部と、前記復号部で復号して得た動き補償，動き
ベクトル，前記圧縮画像データＢの各フレーム内の２次
元ブロック単位がフレーム単位あるいはフィールド単位
の直交変換であることを示す直交変換モード情報を入力
し、前記動き補償，動きベクトル，直交変換モード情報
の少なくとも一種類を利用して前記復号して得た復号画
像を更に符号化し編集圧縮画像データを作成する符号化
部と、編集点を示す信号および前記動き補償，動きベク
トル，直交変換モード情報を入力し、前記編集圧縮画像
データの符号化方法を制御する制御部とからなることを
特徴とする画像符号化装置。9. A forward prediction in which a video signal configured in frame units is predicted from a previous frame in time, a backward prediction in which a video signal is predicted from a frame in time backward, and both forward prediction and backward prediction are used at the same time. The compressed image data A obtained by predictive coding using at least one type of bidirectional prediction and the compressed image data B obtained by predictive coding as described above are input and the compressed image data B is decoded. Decoding unit and orthogonal transformation mode indicating that the two-dimensional block unit in each frame of the motion compensation, the motion vector, and the compressed image data B obtained by decoding in the decoding unit is an orthogonal transformation in frame units or field units. Information is input, and the decoded image obtained by the decoding is further encoded using at least one type of the motion compensation, the motion vector, and the orthogonal transformation mode information. It comprises a coding unit for generating the compressed compressed image data, and a control unit for inputting the signal indicating the editing point and the motion compensation, motion vector, and orthogonal transformation mode information, and controlling the coding method of the edited compressed image data. An image encoding device characterized by the above.
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP30178293A JP3188081B2 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | Image encoding method and image encoding device |
| DE69422960T DE69422960T2 (en) | 1993-12-01 | 1994-11-23 | Method and device for editing or mixing compressed images |
| EP94308669A EP0656729B1 (en) | 1993-12-01 | 1994-11-23 | Method and apparatus for editing or mixing compressed pictures |
| US08/348,980 US5912709A (en) | 1993-12-01 | 1994-11-28 | Method and apparatus for editing or mixing compressed pictures |
| KR1019940031910A KR0161551B1 (en) | 1993-12-01 | 1994-11-30 | Method and apparatus for editing or mixing compressed pictures |
| US09/128,667 US6088396A (en) | 1993-12-01 | 1998-08-04 | Method and apparatus for editing or mixing compressed pictures |
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|---|---|---|---|---|
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