JPH07193820A - 映像高能率符号化方式及び映像高能率符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化装置相互のリフレッシュ動作を調整す
る。 【構成】 ダウン・サンプリング器３は、入力端子１か
らのＨＤＴＶ信号から縮小映像信号（現行ＴＶ信号成
分）を作成する。第１の符号化装置７は、その映像信号
を高能率符号化を行いマルチプレクサ９に供給するとと
もに、復号化を行いアップ・サンプリング器１１に供給
する。減算器は前記ＨＤＴＶ信号からサンプリング器１
１からのＨＤＴＶの低解像度成分を減算して、ＨＤＴＶ
信号の高解像度成分を生成し、第２の符号化装置１３に
供給する。符号化装置１３は、入力を高能率化して、マ
ルチプレクサ９に供給する。マルチプレクサ９はこれ
と、前記符号化装置７からの出力を多重して、バッファ
メモリ１５に出力する。符号化レート制御装置１７は、
メモリ１５のバッファ占有量の情報を得て、両符号化装
置７，１３の符号化レートを制御する。両符号化装置
７，１３は、共に動き補償フレーム間予測符号化装置に
より構成されるが、リフレッシュ動作は相互に異なる位
相又は周期で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像高能率符号化方式
とそれを実行する映像高能率符号化装置に関し、特に一
定期間内に強制的にフレーム内直接符号化を行う方式と
この方式を実行する映像高能率符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】異なる解像度を持つ映像信号の復号化が
必要に応じて可能な階層符号化方式がＭＰＥＧ２やＣＭ
ＴＴ２等で検討されている。これは高解像度の映像信号
を空間あるいは時間の周波数等の観点から複数の階層に
分割し符号化することで、復号化側でその一部を抽出し
て低解像度の映像信号も再生できるようにした方式であ
る。

【０００３】ここでは以下、ＣＭＴＴ２に提案されてい
る現行ＴＶ／ＨＤＴＶの階層符号化装置を基に図１３を
説明する。

【０００４】入力端子１には１９２０画素×１０３５ラ
インのＨＤＴＶ信号が入力する。この信号はダウン・サ
ンプリング器３，減算器５に入力する。ダウン・サンプ
リング器３では、帯域制限して画素を水平および垂直方
向に１／２間引き処理を施して、９６０画素×５１８ラ
インの縮小映像信号（現行ＴＶ信号成分）を作成し、第
１の符号化装置７に出力する。第１の符号化装置７で
は、上記の縮小映像信号の高能率符号化を行い、マルチ
プレクサ９に出力するとともに上記の縮小映像信号の局
部復号化を行いアップ・サンプリング器１１に出力す
る。アップ・サンプリング器１１では、ダウン・サンプ
リング器３とは逆に画素を水平および垂直方向に２倍補
間処理し、元の画像数１９２０画素×１０３５ラインに
戻して帯域制限を行い、ＨＤＴＶの低解像度成分を作成
する。この信号は減算器５において、入力端子１からの
入力信号との間で差分されてＨＤＴＶの高解像度成分を
生成し、第２の符号化装置１３に出力する。第２の符号
化装置１３では、このＨＤＴＶの高解像度成分を高能率
符号化し、マルチプレクサ９に出力する。

【０００５】いいかえれば、第１，第２の符号化装置
７，１３は可変長の符号化データを連続してマルチプレ
クサ９へ出力する。マルチプレクサ９ではたとえば、こ
の可変長符号化データを固定長のパケットにまとめる。
なお、ＡＴＭ（非同期転送モード）では４８バイトに分
割された符号化データに５バイトの宛先を示すヘッダを
付けて計５３バイトの大きさにしている。図１３の例で
は、第１，第２の符号化装置７，１３の可変長出力がマ
ルチプレクサ９においてそれぞれパケット化されて時分
割多重されバッファメモリ１５に出力される。そして、
バッファメモリ１５は、入力を蓄積し、一定レートで出
力する。そして、この出力レートを一定に保つため、符
号化レート制御器１７は、バッファメモリ１５からバッ
ファ占有量の情報を得てこれに応じて制御信号１９を生
成し、これを第１の符号化装置７，第２の符号化装置１
３に供給する。第１及び第２の符号化装置７，１３は、
この制御信号１３により符号化レートが制御される。

【０００６】また、第１及び第２の符号化装置７，１３
は、それぞれ図１４に後述するようにリフレッシュ制御
装置５２を具備している。そして、それらリフレッシュ
制御装置５２，５２の動作を指定するリフレッシュ同期
信号２１とリフレッシュ位相信号２３が、第１及び第２
の符号化装置７，１３のリフレッシュ制御装置５２に共
通に供給される。

【０００７】ここで、図１３の第１もしくは第２の符号
化装置７，１３の構成について、動き補償を用いたフレ
ーム間予測符号化方式を例に挙げて説明する。この方式
は、ＣＣＩＴＴのＨ．２６１勧告やＭＰＥＧ規格で採用
されている。通常のフレーム間予測符号化方式は、連続
するフレームの映像信号の相関が一般に大きいことを利
用して、現フレームと前フレームとの間の差分信号を符
号化し、時間的冗長度の削減を図るものである。この方
式に動きの比較的大きな絵柄では動き補償という手法を
組み合わせ、現フレームと前記フレームとの間の動きの
方向および大きさ（以下、動きベクトル）を検出して前
フレームの信号を補正することでさらに情報圧縮を図る
ものである。

【０００８】このような動きベクトル検出装置を持つ動
き補償フレーム間予測符号化装置の例を図１４に示す。

【０００９】まず、フレーム間符号化処理の動作につい
て説明する。図１４において、入力端子３０には、ダウ
ン・サンプリング器３又は減算器５からの映像信号が入
力される。この入力映像信号は、入力バッファメモリ３
１に与えられる。入力バッファメモリ３１は、入力映像
信号を所定の画素単位（画素ブロック）毎に分割して、
減算器３３および動きベクトル検出装置３５に出力す
る。減算器３３は、動き補償予測器３７から動き補償さ
れた前フレームのブロックデータ（予測信号）も与えら
れており、上記の入力信号のブロックデータとの間で差
分信号（予測誤差信号）を求めて、スイッチ５３の端子
ｂを経てＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍ：離散コサイン変換）器３９に入力す
る。ＤＣＴ器３９は、入力されたブロックデータに２次
元のＤＣＴ処理を施して、水平および垂直方向のＤＣＴ
周波数成分に変換し量子化器４１に出力する。量子化器
４１は、ＤＣＴ器３９の出力を量子化する。この時量子
化器４１及び逆量子化器４５の動作は、符号化レート制
御器１７からの制御信号１９により制御される。量子化
器４１の出力は、可変長符号化器４３および逆量子化器
４５に出力する。

【００１０】逆量子化器４５は、量子化器４１の出力を
逆量子化して逆ＤＣＴ器４７に与える。逆ＤＣＴ器４７
は、逆量子化器４５の出力に逆ＤＣＴ処理を施して加算
器４９に出力する。これらの処理によって、予測誤差信
号の復号化が行われることになる。

【００１１】加算器４９は、スイッチ５５の端子ｂを経
た動き補償予測器３７からの動き補償された前フレーム
のブロックデータ（予測信号）と逆ＤＣＴ器４７からの
差分データとを加算して、現フレームの入力ブロックデ
ータを再生し、フレームメモリ５１に出力する。フレー
ムメモリ５１は、入力されたブロックデータを１フレー
ム期間遅延させて前フレームのデータとして動き補償予
測器３７および動きベクトル検出装置３５に出力する。

【００１２】動きベクトル検出装置３５は、入力バッフ
ァメモリ３１から現フレームのブロックデータが与えら
れ、フレームメモリ５１からは１フレーム前のブロック
データが与えられており、それぞれ入力データ，参照デ
ータとしている。動きベクトル検出装置３５は、入力さ
れたブロックデータについて現フレームと前フレームと
の間の動きベクトルを求め、動き補償予測器３７に出力
する。動き補償予測器３７は、フレームメモリ５１から
前フレームのブロックデータが与えられており、このブ
ロックデータを上記の動きベクトルによって動き補償す
ることにより、予測信号として減算器３３に出力するよ
うになっている。尚、可変長符号化器４３は、量子化デ
ータの可変長符号化を行い、発生情報量の削減を図って
マルチプレクサ９に供給する。

【００１３】以上は動き補償フレーム間予測符号化を行
った場合の動作である。

【００１４】ところで、映像信号の動き補償フレーム間
予測符号化装置では一般に、伝送によって生じる誤差な
どの蓄積および伝搬を避けるため、周期的に強制的なフ
レーム内直接符号化処理（リフレッシュ）を行う場合が
多い。

【００１５】そこで次に、フレーム内直接符号化処理の
動作について説明する。この場合は、図１４のスイッチ
５３が端子ａに倒れ、入力バッファメモリ３１の出力信
号がそのままＤＣＴ器３９に入力することになる。そし
て、ここでＤＣＴ周波数成分に変換し、量子化器４１に
出力する。量子化器４１は、ＤＣＴ周波数を量子化し、
可変長符号化器４３と逆量子化器４５に出力する。逆量
子化器４５は、量子化器４１の出力を逆量子化して逆Ｄ
ＣＴ器４７に供給する。逆ＤＣＴ器４７は、逆量子化器
４５の出力に逆ＤＣＴ処理を施して加算器４９に出力す
る。

【００１６】なお、この場合、スイッチ５５が端子ａに
倒れ、動き補償予測器３７からの動き補償された前フレ
ームのブロックデータ（予測信号）は、加算器４９に供
給されない。このため、逆ＤＣＴ器４７からのデータだ
けが、加算器４９を経て現フレームの入力ブロックデー
タの再生信号として、フレームメモリ５１に出力する。
以上がフレーム内直接符号化処理をおこなった場合の動
作である。

【００１７】更に、上記のスイッチ５３および５５の切
り替えを制御するリフレッシュ制御装置５２の例を、図
１５に示す。この例では、リフレッシュ動作の適用領域
は１フレーム全体とする。パルス発生器１０３では、ダ
ウン・サンプリング器３又は減算器５から入力端１０１
に入力した映像信号からフレームパルスを発生し、カウ
ンタ１０３に出力する。カウンタ１０３ではフレームパ
ルスをカウントアップしてフレーム数をカウントし、リ
フレッシュ同期信号２１で決まるリフレッシュ周期長ご
とにリセットをかける。そして、このカウント数は、比
較器１０７に入力して、リフレッシュ位相信号２３で決
まるリフレッシュ位相と比較し、たとえば合致すればリ
フレッシュ期間だけ１を出力し、その他の期間では０を
出力するものとする。

【００１８】更に、リフレッシュ制御装置５２の動作
を、後述する図１７のリフレッシュ動作タイミングの様
子を例にして説明する。リフレッシュ同期信号２１とリ
フレッシュ位相信号２３により、予めリフレッシュ周期
Ｔ（＝４）とリフレッシュ位相Ｓ（＝１）が設定されて
いる。映像入力信号を基に例えばフレームの先頭で発生
したフレームパルスは、カウンタ１０５でリフレッシュ
周期ごとにリセットがかかり、１，２，３，４，１，
２，３，４，…がフレームカウント数Ｆ−ＣＮＴとして
出力される。比較器１０７では、このフレームカウント
数Ｆ−ＣＮＴとリフレッシュ位相Ｓとを比較し、この場
合Ｆ−ＣＮＴ＝１で一致するのでこの１フレーム期間だ
け比較出力ＣＭＰ＝１を出力し、それ以外ではＣＭＰ＝
０を出力する。

【００１９】比較器１０７は、図１６の制御フローチャ
ートに示す比較判定を行う。まず、ステップＳ１でＦ−
ＣＮＴがＳに等しいか否かを判定する。等しい場合は、
ステップＳ２で比較出力ＣＭＰを１とする。等しくない
場合は、ステップＳ３で０を出力する。

【００２０】ただし、フレーム間予測符号化，フレーム
内直接符号化のいずれの処理をおこなった場合にも、量
子化器４１及び逆量子化器４７の量子化のステップ幅
は、図１３の符号化レート制御器１７によって決定され
るものとする。この制御の一例を図１８に示す。バッフ
ァ占有量があるしきい値（Ｔｈ）を越えて多くなると量
子化ステップ幅を一段粗くして発生情報量を削減する。
また逆に、バッファ占有量があるしきい値（Ｔｌ）を越
えて少なくなると量子化ステップ幅を一段細かくして発
生情報量を増加させる。

【００２１】リフレッシュ動作を行う際には、フレーム
内直接符号化処理をある一定期間連続して実行する。各
符号化装置７，１３のリフレッシュ動作タイミングの様
子を、図１７（ａ）に示す。ここで、リフレッシュ期間
（強制フレーム内直接符号化処理の期間）はＩ，非リフ
レッシュ期間（強制フレーム内直接符号化処理以外の期
間で通常はフレーム間予測符号化処理される期間）はＰ
としている。ここでは、第１の符号化装置７および第２
の符号化装置１３は、同じリフレッシュ同期信号２１と
リフレッシュ位相信号２３を使用しているため、いずれ
もリフレッシュ動作を、同じ周期（この例では４フレー
ム），同じ位相（この例では第１番目のフレーム），さ
らに同じ適用領域（１フレーム領域）に設定して行って
いる。

【００２２】ところが、一般に、フレーム内直接符号化
処理ではフレーム間予測符号化処理に比べ、発生情報量
がかなり大きい。このため、各符号化装置７，１３のリ
フレッシュ動作タイミングが図１７（ａ）のような場
合、階層符号化装置全体での発生情報量は各符号化装置
７，１３の発生情報量が重畳されるため、その時間的な
推移を見ると同図（ｂ）に示すように、他に比べ急激に
大きく増加する期間（第１番目のフレーム）が生じる。
その結果、図１３のバッファメモリ１５の占有量は大き
く変動して量子化ステップ幅の制御の不安定化を招きや
すく、この映像信号の再生動画像はフリッカ状の画質劣
化を引き起こしてしまう。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来の映像信号の階層
符号化装置等は、各階層の符号化装置のリフレッシュ動
作により符号化装置全体の発生情報量が急激に増加する
ため、符号化レート制御の不安定化を招き、再生動画像
の品質劣化が生じてしまうという問題が存在した。

【００２４】本発明は、各符号化装置のリフレッシュ動
作による符号化装置全体の発生情報量が急激に増加しな
い映像高能率符号化方式とそれを実行する映像高能率符
号化装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】

（方式例１）入力映像信号を複数に分割した信号成分の
それぞれに対し、又は複数の入力映像信号のそれぞれに
対し、一定期間内にリフレッシュ動作を周期的に行いな
がら動き補償予測符号化をした後、これらを多重化する
映像高能率符号化方式において、前記の各動き補償予測
符号化に対し、相互に異なる位相で前記リフレッシュ動
作を行わせる。

【００２６】（方式例２）入力映像信号を複数に分割し
た信号成分のそれぞれに対し、又は複数の入力映像信号
のそれぞれに対し、一定期間内にリフレッシュ動作を周
期的に行いながら動き補償予測符号化をした後、これら
を多重化する映像高能率符号化方式において、前記の各
動き補償予測符号化に対し、相互に異なる位相で前記リ
フレッシュ動作を行わせる。

【００２７】（方式例３）入力映像信号を複数に分割し
た信号成分のそれぞれに対し、又は複数の入力映像信号
のそれぞれに対し、一定期間内にリフレッシュ動作を行
いながら動き補償予測符号化をした後、これらを多重化
する映像高能率符号化方式において、少なくとも１つの
前記動き補償予測符号化において、フレーム平面上の異
なる動作領域で前記リフレッシュ動作を行わせる。

【００２８】（構成例１）リフレッシュ動作と動き補償
予測符号化処理との切り換えを周期的に行う複数の動き
補償予測符号化手段と、これら動き補償予測符号化手段
からの符号化信号を多重する多重化手段を具備した映像
高能率符号化装置において、前記の各動き補償予測符号
化手段は、相互に異なる位相で前記リフレッシュ動作へ
の切り換えを指定する位相指定手段を具備する。

【００２９】（構成例２）リフレッシュ動作と動き補償
予測符号化処理との切り換えを周期的に行う複数の動き
補償予測符号化手段と、これら動き補償予測符号化手段
からの符号化信号を多重する多重化手段を具備した映像
高能率符号化装置において、前記の各動き補償予測符号
化手段は、相互に異なる周期で前記リフレッシュ動作へ
の切り換えを指定する周期指定手段を具備する。

【００３０】（構成例３）リフレッシュ動作と動き補償
予測符号化処理との切り換えを周期的に行う複数の動き
補償予測符号化手段と、これら動き補償予測符号化手段
からの符号化信号を多重する多重化手段を具備した映像
高能率符号化装置において、少なくとも１つの前記動き
補償予測符号化装置は、フレーム平面上の異なる領域で
前記リフレッシュ動作への切り換えを指定する領域指定
手段を具備する。

【００３１】

【作用】

（方式）前記の各動き補償予測符号化に対し、相互に異
なる位相で前記リフレッシュ動作を行わせているため、
前記映像高能率符号化方式全体での発生情報量の急激な
増加を抑制できる。また、前記の各動き補償予測符号化
に対し、相互に異なる周期で前記リフレッシュ動作を行
わせているため、前記映像高能率符号化方式全体での発
生情報の急下な増加の頻度を減少できる。更に、少なく
とも１つの前記動き補償予測符号化において、フレーム
平面上の異なる動作領域で前記リフレッシュ動作を行わ
せているので、前記映像高能率符号化方式全体での発生
情報の急激な増加を抑制できる。

【００３２】（構成）前記の各動き補償予測符号化手段
は、相互に異なる位相でリフレッシュ動作が行われるの
で、前記多重化手段に入力される前記動き補償予測符号
化手段全体からの発生情報の急激な増加を抑制できる。
また、前記の各動き補償予測符号化手段は、相互に異な
る周期でリフレッシュ動作が行われるので、前記多重化
手段に入力される前記動き補償予測符号化手段全体から
の発生情報の急激な増加の頻度を減少できる。更に、少
なくとも１つの前記動き補償予測符号化手段は、フレー
ム平面上の異なる領域でリフレッシュ動作が行われるの
で、前記多重化手段に入力される前記動き補償予測符号
化手段全体からの発生情報の急激な増加を抑制できる。

【００３３】

【実施例】図１に、本発明の階層符号化装置の構成を示
す。図１の回路構成は、従来の図１３と同じであり、か
つ入力端子１に入力される信号も１９２０画素×１０３
５ラインのＨＤＴＶ信号であり、動作の説明は省略す
る。ただし、従来と異なり、リフレッシュ同期信号２１
及びリフレッシュ位相信号２３は、第１の符号化装置７
にだけ供給されるだけである。そして、リフレッシュ同
期信号２１及びリフレッシュ位相信号２３対して位相又
は周期等が異なるリフレッシュ同期信号２５及びリフレ
ッシュ位相信号２７が、第２の符号化装置１３に供給さ
れる。

【００３４】図２に、第１もしくは第２の符号化装置
７，１３の構成を示す。図１４の第１もしくは第２の符
号化装置７，１３の構成と同じであり、動作の説明は省
略する。ただし、第１と第２の符号化装置７，１３の各
リフレッシュ制御装置５２の出力は、供給されるリフレ
ッシュ同期信号（２１と２５）及びリフレッシュ位相信
号（２３と２７）が異なるため、位相又は周期等が異な
る。これに伴い第１と第２の符号化装置７，１３のリフ
レッシュ動作は異なってくる。

【００３５】次に、本発明の階層符号化装置で実施され
るリフレッシュ方式の第１の例を説明する。図８は、そ
の動作説明図である。図８（ａ）は、第１と第２の符号
化装置７，１３がいずれもリフレッシュ動作を行い、そ
の位相設定が異なることを表している。ただし、リフレ
ッシュ期間（強制フレーム内直接符号化処理の期間）は
Ｉ、非リフレッシュ期間（強制フレーム内直接符号化処
理以外の期間で通常はフレーム間予測符号化処理される
期間）はＰとしている。この例でのリフレッシュ動作
は、第１及び第２の符号化装置７，１３はいずれも１フ
レーム領域づつ同じ周期（４フレーム）で行っている。
即ち、第１の符号化装置７については第１番目のフレー
ム、第２の符号化装置１３については第３番目のフレー
ムで、リフレッシュ動作を行っている。尚、このリフレ
ッシュ動作を実行するためのリフレッシュ制御装置５２
を、図３に示す。図３のリフレッシュ制御装置５２の構
成は、従来の図１５の構成と同じであり、その動作説明
は省略する。第１の符号化装置７のリフレッシュ制御装
置５２は、リフレッシュ同期信号２１のリフレッシュ周
期Ｔ（＝４）とリフレッシュ位相信号２３のリフレッシ
ュ位相Ｓ（＝１）により、第１番目のフレームの間１を
出力し、その他のフレームの間では０を出力する。第２
の符号化装置１３のリフレッシュ制御装置５２は、リフ
レッシュ同期信号２５のリフレッシュ同期Ｔ（＝４）と
リフレッシュ位相信号２７のリフレッシュ位相Ｓ（＝
３）により、第３番目のフレームの間１を出力し、その
他のフレームの間では０を出力する。

【００３６】この時の符号化装置全体での発生情報量
は、図８（ｂ）になる。ただし、白部分，斜線部分はそ
れぞれ第１と第２の符号化装置７，１３の１フレーム当
たりの発生情報量を示す。図１７の場合と比較すると、
リフレッシュ動作１周期（第１の符号化装置）にわたる
符号化装置全体での発生情報量の総和は変わらない。し
かし、発生情報量の分布は時間的に見ると平滑化し、フ
レームごとの発生情報量の差も小さくなっている。この
結果、図１のバッファメモリ１５の占有量の変動は小さ
くなり、符号化レート制御器１７による量子化ステップ
幅の制御が安定するため、再生動画像の画質改善を図る
ことができる。

【００３７】次に、本発明の階層符号化装置で実施され
るリフレッシュ方式の第２の例を説明する。図９は、そ
の動作説明図である。図９（ａ）は、第１と第２の符号
化装置７，１３がいずれもリフレッシュ動作を行い、そ
の周期設定が異なることを表している。ただし、リフレ
ッシュ期間（強制フレーム内直接符号化処理の期間）は
Ｉ，非リフレッシュ期間（強制フレーム内直接符号化処
理以外の期間で通常はフレーム間予測符号化処理される
期間）はＰとしている。この例では、第１と第２の符号
化装置７，１３は、１フレーム期間のリフレッシュ動作
をそれぞれ４フレーム周期（第１番目のフレーム），８
フレーム周期（第１番目のフレーム）で行っている。
尚、このリフレッシュ動作を実行するためのリフレッシ
ュ制御装置５２を、図３に示す。図３のリフレッシュ制
御装置５２の構成は、従来の図１５の構成と同じであ
り、その動作説明は省略する。第１の符号化装置７のリ
フレッシュ制御装置５２は、リフレッシュ同期信号２１
のリフレッシュ周期Ｔ（＝４）とリフレッシュ位相信号
２３のリフレッシュ位相Ｓ（＝１）により、第１番目の
フレームの間１を出力し、その他のフレームでは０を出
力する。第２の符号化装置１３のリフレッシュ制御装置
５２は、リフレッシュ同期信号２５のリフレッシュ周期
Ｔ（＝８）とリフレッシュ位相信号２７のリフレッシュ
位相Ｓ（＝１）により、第１番目のフレームの間１を出
力し、その他のフレームの間では０を出力する。

【００３８】この時の符号化装置全体での発生情報量
は、図９（ｂ）になる。ただし、白部分，斜線部分は、
それぞれ第１と第２の符号化装置７，１３の１フレーム
当たりの発生情報量を示す。図１７の場合と比較する
と、リフレッシュ動作１周期（第１の符号化装置）にわ
たる符号化装置全体での発生情報量の総和は、第２の符
号化装置１３のリフレッシュ期間の頻度が少なくなるた
め、減少する。そして、発生情報量の分布についても急
激に増加する期間（第１の符号化装置７でみて第１番目
のフレーム）の頻度が、図１７に比べ減少している。こ
の結果、図１のバッファメモリ１５の占有量が大きく変
動する頻度が少なくなり、図１７の場合に比較すると、
符号化レート制御器１７による量子化ステップ幅の制御
が不安定になりにくくなるため、再生動画像の画質改善
を図ることができる。

【００３９】次に、本発明の階層符号化装置で実施され
るリフレッシュ方式の第３の例を説明する。図１０は、
その動作説明図である。図１０（ａ）は、第１と第２の
符号化装置７，１３がいずれもリフレッシュ動作を行う
が、その適用領域が異なる場合を表している。ただし、
第１の符号化装置７は、図３に示すリフレッシュ制御装
置を用いるものとし、リフレッシュ期間（強制フレーム
内直接符号化処理の期間）はＩ、非リフレッシュ期間
（強制フレーム内直接符号化処理以外の期間で通常はフ
レーム間予測符号化処理される期間）はＰとする。尚、
図３のリフレッシュ制御装置５２は、従来と同じであ
り、その動作説明は省略する。第１の符号化装置７のリ
フレッシュ制御装置５２は、リフレッシュ同期信号２１
のリフレッシュ周期Ｔ（＝４）とリフレッシュ位相信号
２３のリフレッシュ位相Ｓ（＝１）により、第１番目の
フレームの間１を出力し、その他のフレームの間では０
を出力する。

【００４０】また、第２の符号化装置１３は、図４に示
すリフレッシュ制御装置５２を用いる。図４に基づいて
説明すると、パルス発生器１１１では、減算器５から入
力端子１０１に入力した映像信号からフレームパルスと
スライスパルスを発生し、それぞれカウンタ１１３，１
１５に出力する。カウンタ１１３ではリフレッシュ周期
長ごとにリセットをかける。カウンタ１１５では、スラ
イスパルスをカウントアップしてスライス数をカウント
し、上記のフレームパルスでリセットをかける。そし
て、これらカウント値は比較器１１７に入力されると、
リフレッシュ位相信号２７で決まるリフレッシュ位相と
比較し、合致すればリフレッシュ期間だけ１を出力し、
その他の期間では０を出力する。

【００４１】更に、図４に示すリフレッシュ制御装置５
２の動作を説明する。映像高能率符号化においては図５
に示すように１フレームをＮ個のスライスと呼ばれる単
位に分割されて処理されることが多い。図１０のリフレ
ッシュ動作タイミングの様子を例に説明する。リフレッ
シュ同期信号２５によりリフレッシュ周期Ｔ（＝４）
と、リフレッシュ位相信号２７によりリフレッシュ位相
Ｓ（＝１）が設定される。１フレームが６０スライスか
ら構成されているものとすると、この場合リフレッシュ
動作は１／Ｔ＝１／４フレーム領域、即ち６０〔スライ
ス〕／Ｔ＝６０／４＝１５〔スライス〕ごとに周期Ｔフ
レームにわたって実行される。この局部領域を図６に示
す。Ｓ＝１では、フレームカウンタ数Ｆ−ＣＮＴ＝１の
時に図６の局部領域１，Ｆ−ＣＮＴ＝２の時に局部領域
２，Ｆ−ＣＮＴ＝３の時に局部領域３，Ｆ−ＣＮＴ＝４
の時に局部領域４でリフレッシュ動作を順次実行し、こ
れを繰り返す。図４の例では、映像入力信号を基にパル
ス発生器１１１において、例えばフレームの先頭でフレ
ームパルス及びスライスの先頭でスライスパルスを発生
する。カウンタ１１３ではリフレッシュ周期ごとにリセ
ットがかかり、１，２，３，４，１，２，３，４，…が
フレームカウント数Ｆ−ＣＮＴとして出力される。ま
た、カウンタ１１５ではフレームパルスを基に１フレー
ムごとにリセットがかかり、１，２，３，…，５９，６
０，１，２，３，…，５９，６０，…がスライスカウン
タ数Ｓ−ＣＮＴとして出力される。

【００４２】比較器１１７では、図７の制御フローチャ
ートに示すような比較判定を行う。なお、Ｓ１乃至Ｓ８
はステップを表わす。まずこのスライスカウント数Ｓ−
ＣＮＴから所属する局部領域Ｘを求める（Ｓ１及びＳ
２）。次にこのＸとリフレッシュ位相Ｓからリフレッシ
ュ候補領域Ｙを算出する（Ｓ３乃至Ｓ５）。フレームカ
ウンタ数Ｆ−ＣＮＴとこのＹを比較し（Ｓ６）、この場
合Ｆ−ＣＮＴ＝１では局部領域１で一致するので、１フ
レームの中でこの局部領域の期間だけ比較出力ＣＭＰ＝
１を出力し（Ｓ７）、１フレームの他の期間では比較出
力ＣＭＰ＝０を出力する（Ｓ８）。以下、Ｆ−ＣＮＴ＝
２では局部領域２，Ｆ−ＣＮＴ＝３では局部領域３，Ｆ
−ＣＮＴ＝４では局部領域４においてＣＭＰ＝１を出力
する。

【００４３】この様に、図１０のリフレッシュ動作は、
第１の符号化装置７については、１フレーム領域づつ４
フレーム周期（第１番目のフレーム）で行う。第２の符
号化装置１３については、１／４フレーム領域づつ４フ
レームにわたって順次範囲を変えながら巡回適用する。
即ち、この場合のリフレッシュ動作もフレーム平面上の
任意の領域に注目すると、第１の符号化装置７と同様４
フレーム周期になる。

【００４４】この時の符号化装置全体での発生情報量
は、図１０（ｂ）になる。ただし、白部分，斜線部分は
それぞれ第１，第２の符号化装置７，１３の１フレーム
当たりの発生情報量を示す。図１７の場合と比較する
と、リフレッシュ動作１周期（第１の符号化装置）にわ
たる符号化装置全体での発生情報量の総和は変わらな
い。しかし、発生情報量の分布は時間的に見ると平滑化
し、フレームごとの発生情報量の差も小さくなってい
る。この結果、図１のバッファメモリ１５の占有量の変
動は小さくなり、符号化レート制御器１７による量子化
ステップ幅の制御が安定するため、再生動画像の画質改
善を図ることができる。

【００４５】尚、前述の実施例では、いずれも２層の階
層符号化装置のリフレッシュ方式を説明したが、一般に
は複数の階層からなる階層符号化装置にも本発明のフレ
ッシュ方式を適用することができる。また、図１１に示
すように、入力映像信号を帯域分割フィルタ２００を用
いて任意のＮ個のサブバンド信号に分割し、それぞれの
サブバンド信号を符号化して多重する装置に、本発明の
リフレッシュ方式を適用することもできる。更に、図１
２に示すように、任意のＮ個の映像信号をそれぞれ符号
化して多重する装置に対しても同様に、本発明のリフレ
ッシュ方式を適用することができる。

【００４６】

【発明の効果】リフレッシュ動作を行う複数の符号化装
置とこれら符号化装置の出力を多重する多重装置からな
る映像高能率符号化装置において、各符号化装置におけ
るフレッシュ動作タイミングの位相，周期又はフレーム
平面上の適用領域を変えることにより、符号化装置全体
の発生情報量の大きな変動を抑えることができる。これ
により、符号化レート制御を安定化でき再生動画像の画
質劣化を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の階層符号化装置の回路構成を示す図で
ある。

【図２】図１の第１と第２の符号化装置の回路構成を示
す図である。

【図３】図１の第１及び第２の符号化装置に使用される
リフレッシュ制御装置の回路構成を示す図である。

【図４】図１の第２の符号化装置に使用されるリフレッ
シュ制御装置の回路構成を示す図である。

【図５】図４のリフレッシュ制御装置で利用されるフレ
ーム構成を示す図である。

【図６】図４のリフレッシュ制御装置で利用される局部
領域を示す図である。

【図７】図４の比較器１１７の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図８】本発明の階層符号化装置で実施されるリフレッ
シュ方式の第１の例の動作説明図である。

【図９】本発明の階層符号化装置で実施されるリフレッ
シュ方式の第２の例の動作説明図である。

【図１０】本発明の階層符号化装置で実施されるリフレ
ッシュ方式の第３の例の動作説明図である。

【図１１】本発明の応用例であるサブバンド符号化装置
の回路構成を示す図である。

【図１２】本発明の応用例である多チャンネル符号化装
置の回路構成を示す図である。

【図１３】従来の階層符号化装置の回路構成を示す図で
ある。

【図１４】図１３の第１と第２の符号化装置の回路構成
を示す図である。

【図１５】図１３の第１と第２の符号化装置に使用され
るリフレッシュ制御装置の回路構成を示す図である。

【図１６】図１５の比較器１０７の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図１７】従来の階層符号化装置で実施されるリフレッ
シュ動作を説明する図である。

【図１８】符号化レート制御を説明する図である。

【符号の説明】

３…ダウン・サンプリング器、５…減算器、７…第１の
符号化装置、９…マルチプレクサ、１１…アップ・サン
プリング器、１３…第２の符号化装置、１５…バッファ
メモリ、１７…符号化ルート制御器、２１，２５…リフ
レッシュ同期信号、２３，２７…リフレッシュ位相信
号、３１…入力バッファメモリ、３３…減算器、３５…
動きベクトル検出装置、３７…動き補償予測器、３９…
離散コサイン変換（ＤＣＴ）器、４１…量子化器、４３
…可変長符号化器、４５…逆量子化器、４７…逆ＤＣＴ
器、４９…加算器、５１…フレーム・メモリ、５３，５
５…スイッチ、５２…リフレッシュ制御装置。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像信号を複数に分割した信号成分
   のそれぞれに対し、一定期間内に強制的にフレーム内直
   接符号化を周期的に行いながら動き補償予測符号化をし
   た後、これらを多重化する映像高能率符号化方式におい
   て、 前記の各動き補償予測符号化に対し、異なる位相で前記
   フレーム内直接符号化を強制的に行わせることを特徴と
   する映像高能率符号化方式。
2. 【請求項２】 複数の入力映像信号のそれぞれに対し、
   一定期間内に強制的にフレーム内直接符号化を周期的に
   行いながら動き補償予測符号化をした後、これらを多重
   化する映像高能率符号方式において、 前記の各動き補償予測符号化に対し、異なる位相で前記
   フレーム内直接符号化を強制的に行わせることを特徴と
   する映像高能率符号化方式。
3. 【請求項３】 フレーム内直接符号化処理と動き補償予
   測符号化処理との切り換えを周期的に行う複数の動き補
   償予測符号化手段と、これら動き補償予測符号化手段か
   らの符号信号を多重化する多重化手段とを具備した映像
   高能率符号化装置において、 前記の各動き補償予測符号化手段は、異なる位相で前記
   フレーム内直接符号化処理への切り換えを指定する位相
   指定手段を具備したことを特徴とする映像高能率符号化
   装置。
4. 【請求項４】 入力映像信号を複数に分割した信号成分
   のそれぞれに対し、一定期間内に強制的にフレーム内直
   接符号化を周期的に行いながら動き補償予測符号化をし
   た後、これらを多重化する映像高能率符号化方式におい
   て、 前記の各動き補償予測符号化に対し、異なる周期で前記
   フレーム内直接符号化を強制的に行わせることを特徴と
   する映像高能率符号化方式。
5. 【請求項５】 複数の入力映像信号のそれぞれに対し、
   一定期間内に強制的にフレーム内直接符号化を周期的に
   行いながら動き補償予測符号化をした後、これらを多重
   化する映像高能率符号化方式において、 前記の各動き補償予測符号化に対し、異なる周期で前記
   フレーム内直接符号化を強制的に行わせることを特徴と
   する映像高能率符号化方式。
6. 【請求項６】 フレーム内直接符号化処理と動き補償予
   測符号化処理との切り換えを周期的に行う複数の動き補
   償予測符号化手段と、これら動き補償予測符号化手段か
   らの符号化信号を多重化する多重化手段とを具備した映
   像高能率符号化装置において、 前記の各動き補償予測符号化手段は、異なる周期で前記
   フレーム内直接符号化処理への切り換えを指定する周期
   指定手段を具備したことを特徴とする映像高能率符号化
   装置。
7. 【請求項７】 入力映像信号を複数に分割した信号成分
   のそれぞれに対し、一定期間内に強制的にフレーム内直
   接符号化を行いながら動き補償予測符号化をした後に、
   これらを多重化する映像高能率符号化方式において、 少なくとも１つの前記動き補償予測符号化において、フ
   レーム平面上の異なる動作領域で前記フレーム内直接符
   号化を強制的に行わせることを特徴とする映像高能率符
   号化方式。
8. 【請求項８】 複数の入力映像信号のそれぞれに対し、
   一定期間内に強制的にフレーム内直接符号化を行いなが
   ら動き補償予測化をした後、これらを多重化する映像高
   能率符号化方式において、 少なくとも１つの前記動き補償予測符号化において、フ
   レーム平面上の異なる動作領域で前記フレーム内直接符
   号化を強制的に行わせることを特徴とする映像高能率符
   号化方式。
9. 【請求項９】 フレーム内直接符号化処理と動き補償予
   測符号化処理との切り換えを行う複数の動き補償予測符
   号化手段と、これら動き補償予測符号化手段からの符号
   化を多重化する多重化手段を具備した映像高能率符号化
   装置において、 少なくとも１つの前記動き補償予測符号化手段は、フレ
   ーム平面上の異なる領域で前記フレーム内直接符号化へ
   の切り換えを指定する領域指定手段を具備したことを特
   徴とする映像高能率符号化装置。
10. 【請求項１０】 前述の入力映像信号を複数に分割した
    各々の前記信号成分は、入力映像信号を複数の階層の空
    間周波数成分に分割した各々の信号成分であることを特
    徴とする請求項１又は４又は７記載の映像高能率符号化
    方式。
11. 【請求項１１】 前述の入力映像信号を複数に分割した
    各々の前記信号成分は、入力映像信号を複数の階層の時
    間周波数成分に分割した各々の信号成分であることを特
    徴とする請求項１又は４又は７記載の映像高能率符号化
    方式。
12. 【請求項１２】 前記各々の動き補償予測符号化手段の
    入力は、入力映像信号を複数の階層の空間周波数成分に
    分割した各々の信号成分であることを特徴とする請求項
    ３又は６又は９記載の映像高能率符号化装置。
13. 【請求項１３】 前記各々の動き補償予測符号化手段の
    入力は、入力映像信号を複数の階層の時間周波数成分に
    分割した各々の信号成分であることを特徴とする請求項
    ３又は６又は９記載の映像高能率符号化装置。