JPH07264593A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の圧縮効率を向上させる。 【構成】 絶対量算出部１６において、画像ブロック
の、複数の予測モードそれぞれに対応する予測画像信号
に対する残差（誤差）の絶対値和が算出されるととも
に、パラメータ算出部１７において、残差の空間的分布
を表すパラメータが算出される。そして、予測モード決
定部１８において、残差の絶対値和を最小にする予測モ
ードで、画像ブロックの符号化を行うことが決定され
る。但し、複数の予測モードそれぞれに対応する残差の
絶対値和の間に、所定の閾値以上の差がない場合には、
予測モード決定部１８では、残差の空間的分布を表すパ
ラメータに基づいて予測モードが決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば予測モードにし
たがって動き補償を行うことにより予測画像を生成し、
その予測画像を用いて、画像の予測符号化を行う画像符
号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の、いわゆるＭＣ−ＤＣＴ
方式により画像を符号化する画像符号化装置の一例の構
成を示すブロック図である。この画像符号化装置におい
ては、例えば７２０ピクセル×４８０ライン（水平方向
７２０ピクセル、垂直方向４８０ライン）で構成される
画像（画像信号）が、例えば８ピクセル×８ラインなど
の所定の大きさのブロックの画像データに分割されて入
力されるようになされており、このブロック単位で、画
像の符号化が行われるようになされている。

【０００３】即ち、まずブロックに分割された画像デー
タは、演算器１、動きベクトル検出回路１１、およびモ
ード判定回路２１に入力される。

【０００４】モード判定回路２１は、フレームメモリを
内蔵し、そのフレームメモリに、これから符号化しよう
とするフレームの画像データ（以下、原画像データとい
う）、原画像データの、例えば１フレーム前などの画像
データである時間的に先行する画像データ（以下、前方
原画像データという）、および原画像データの、例えば
１フレーム後などの画像データである時間的に後行する
画像データ（以下、後方原画像データという）を１つの
セットとして、順次記憶する。

【０００５】さらに、モード判定回路２１は、原画像デ
ータのうちのこれから符号化しようとするブロック（以
下、原画像ブロックという）の画素値の絶対量、並びに
原画像ブロックと、それに最も類似する前方原画像デー
タまたは後方原画像データそれぞれの部分（ブロック）
（以下、適宜、参照ブロックという）との画素値の差分
の絶対量を算出する。

【０００６】ここで、絶対量とは、例えば絶対値和や自
乗和などを意味する。原画像ブロックと参照ブロック
（原画像ブロックに対応する参照ブロックは、画素値が
すべて０のものと考えることができる）との差（以下、
適宜、原画像ブロックの誤差または残差という）の絶対
量は、原画像ブロックと、参照ブロックとが近似してい
るほど小さな値になる。

【０００７】この原画像ブロックの誤差（残差）の絶対
量が小さいほど、後述するＤＣＴ回路２、量子化回路
３、およびＶＬＣ回路４を介して出力される符号量は少
なくなるので、モード判定回路２１では、絶対量を最小
にするように、原画像ブロックを符号化する予測モード
が決定される。

【０００８】即ち、原画像ブロックそのものの絶対量を
Ｄｉとするとともに、原画像ブロックと、それに最も類
似する前方原画像データまたは後方原画像データの部分
（ブロック）との画素値の差分の絶対量を、それぞれＤ
ｆまたはＤｂとした場合、モード判定回路２１において
は、まず絶対量ＤｆとＤｂの大小が判定される。

【０００９】そして、絶対量Ｄｆが、絶対量Ｄｂより充
分小さい場合、または絶対量Ｄｂが、絶対量Ｄｆより充
分小さい場合、それぞれ前方予測符号化または後方予測
符号化の予測モードが仮に選択される。また、絶対量Ｄ
ｆとＤｂとの差が、所定の閾値より小さく（以下であ
り）、従ってそれほど大きなものでない場合（以下、適
宜、有意差がない場合という）、両方向予測符号化の予
測モードが仮に選択される。

【００１０】つまり、例えば図７（ａ）に示すように、
横軸または縦軸に、それぞれ絶対量ＤｆまたはＤｂをと
ると、点（Ｄｆ，Ｄｂ）が、図中「前向き」、「両方
向」、または「後ろ向き」で示すエリアにある場合に
は、前方予測符号化、両方向予測符号化、または後方予
測符号化の予測モードがそれぞれ仮に選択される。

【００１１】さらに、モード判定回路２１においては、
絶対量ＤｂおよびＤｆのうちの小さい方（以下、絶対量
Ｄｊという）と絶対量Ｄｉの大小が判定される。

【００１２】そして、絶対量Ｄｉが、絶対量Ｄｊより小
さい（以下である）場合、イントラ符号化の予測モード
で符号化を行うことが決定される。また、絶対量Ｄｊ
が、絶対量Ｄｉ以下である（より小さい）場合、上述し
たようにして仮に選択された予測モードで符号化を行う
ことが決定される。

【００１３】つまり、例えば図７（ｂ）に示すように、
横軸または縦軸に、それぞれ絶対量ＤｊまたはＤｉをと
ると、点（Ｄｊ，Ｄｉ）が、図中「図７（ａ）で決まっ
たモード」または「イントラ」で示すエリアにある場合
には、それぞれ、図７（ａ）で説明した仮に選択された
予測モードまたはイントラ符号化の予測モードで符号化
を行うことが決定される。

【００１４】モード判定回路２１は、以上のようにして
原画像データの各ブロックを、イントラ符号化、前方予
測符号化、後方予測符号化、および両方向予測符号化の
うちのどの予測モードで符号化するかを決定する。そし
て、モード判定回路２１は、予測モードを、ＶＬＣ回路
４、動き補償回路１０、および動きベクトル検出回路１
１に出力する。

【００１５】動きベクトル検出回路１１は、モード判定
回路２１により出力された予測モードにしたがって、入
力された画像データから動きベクトルを検出する。即
ち、動きベクトル検出回路１１は、モード判定回路２１
から前方予測符号化の予測モードを受信した場合、原画
像ブロックの位置から、それに最も類似する前方原画像
データの部分（ブロック）の位置を表す（指示する）ベ
クトルを、動きベクトルとして検出する。また、動きベ
クトル検出回路１１は、モード判定回路２１から後方予
測符号化の予測モードを受信した場合、原画像ブロック
の位置から、それに最も類似する後方原画像データの部
分（ブロック）の位置を表す（指示する）ベクトルを動
きベクトルとして検出する。

【００１６】さらに、動きベクトル検出回路１１は、モ
ード判定回路２１から両方向予測符号化の予測モードを
受信した場合、原画像ブロックの位置から、それに最も
類似する前方原画像データまたは後方原画像データそれ
ぞれの部分（ブロック）の位置を表す２つのベクトルを
動きベクトルとして検出する。

【００１７】なお、動きベクトル検出回路１１は、モー
ド判定回路２１からイントラ符号化の予測モードを受信
した場合、原画像ブロックは、後述する演算器１で差分
をとられることなくそのまま符号化されるので、動きベ
クトルを検出しない（大きさが０の動きベクトルが検出
されると考えることができる）。

【００１８】以上のようにして検出された動きベクトル
は、ＶＬＣ回路４および動き補償回路１０に出力され
る。

【００１９】一方、装置に入力された画像データ（原画
像ブロック）は、演算器１を介してＤＣＴ回路２に供給
される。ＤＣＴ回路２では、演算器１からの画像データ
に対し、直交変換処理である、例えばＤＣＴ（離散コサ
イン変換）処理などが施され、ＤＣＴ係数に変換され
る。このＤＣＴ係数は、量子化回路３に入力され、ＶＬ
Ｃ回路４の後段に設けられた図示せぬ送信バッファのデ
ータの蓄積量（バッファ蓄積量）に対応した量子化ステ
ップで量子化される。この量子化データは、ＶＬＣ回路
４および逆量子化回路５に出力される。

【００２０】逆量子化回路５では、量子化データが、量
子化回路３における量子化ステップにしたがって逆量子
化される。逆量子化回路５により逆量子化されたデータ
は、さらにＩＤＣＴ回路６に入力され、逆ＤＣＴ処理さ
れる。ＩＤＣＴ回路６より出力されたデータは、演算器
７に入力される。

【００２１】演算器７に入力された画像データが、イン
トラ符号化されたデータである場合、演算器７では、Ｉ
ＤＣＴ回路６の出力データそのものが、フレームメモリ
８および９のいずれかに出力されて記憶される。

【００２２】また、演算器７に入力された画像データ
が、前方予測符号化されたデータである場合、演算器７
は、ＩＤＣＴ回路６の出力データと、動き補償回路１０
から出力される、フレームメモリ８および９のうちのい
ずれかに記憶された前方原画像が動き補償された予測画
像データとを加算する。そして、その加算出力がフレー
ムメモリ８および９のいずれかに出力されて記憶され
る。

【００２３】さらに、演算器７に入力された画像データ
が、後方予測符号化されたデータである場合、演算器７
は、ＩＤＣＴ回路６の出力データと、動き補償回路１０
から出力される、フレームメモリ８および９のうちのい
ずれかに記憶された後方原画像が動き補償された予測画
像データとを加算する。そして、その加算出力がフレー
ムメモリ８および９のいずれかに出力されて記憶され
る。

【００２４】また、演算器７に入力された画像データ
が、両方向予測符号化されたデータである場合、演算器
７は、ＩＤＣＴ回路６の出力データと、動き補償回路１
０から出力される、フレームメモリ８または９に記憶さ
れた前方原画像または後方原画像（後方原画像または前
方原画像）がそれぞれ動き補償された２つの予測画像デ
ータ（あるいは、例えば２つの予測画像データの平均値
など）とを加算する。そして、その加算出力がフレーム
メモリ８または９のいずれかに出力されて記憶される。

【００２５】以上のようにして、演算器１、ＤＣＴ回路
２、および量子化回路３で符号化されたデータを復号し
たローカルデコーデッドデータが、演算部１に入力され
る画像データの予測画像データを生成するためのデータ
としてフレームメモリ８，９に記憶される。

【００２６】なお、フレームメモリ８および９のうちの
いずれに、ローカルデコードしたデータを記憶させ、ま
たいずれから画像データを読み出すかは、図示せぬメモ
リ制御回路によって制御される。

【００２７】一方、動き補償回路１０では、モード判定
回路２１より出力される予測モードにしたがい、フレー
ムメモリ８または９に記憶されたデータに対して、動き
ベクトル検出回路１１より出力された動きベクトルに対
応した動き補償が行われ、これにより予測画像データが
生成され、演算器１および上述した演算器７に出力され
る。

【００２８】即ち、動き補償回路１０は、イントラ符号
化の予測モードを受信した場合、動き補償動作を行わず
待機する。この場合、演算器１は、入力された原画像ブ
ロックを、そのままＤＣＴ回路２に供給し（演算器１に
おいて、原画像ブロックと０との差分がとられ、この差
分データが、ＤＣＴ回路２に供給されると考えることが
できる）、これによりイントラ符号化されたデータが生
成されることになる。

【００２９】また、動き補償回路１０は、前方予測符号
化の予測モードを受信した場合、フレームメモリ８およ
び９のうちのいずれかに記憶された前方原画像を、動き
ベクトル検出回路１１より供給される動きベクトルにし
たがって動き補償し、予測画像データを生成する。演算
器１では、入力された原画像ブロックと、前方原画像を
動き補償した予測画像データとの差分がとられ、この差
分データが、ＤＣＴ回路２に供給される。これにより、
前方予測符号化のデータが生成されることになる。

【００３０】さらに、動き補償回路１０は、後方予測符
号化の予測モードを受信した場合、フレームメモリ８お
よび９のうちのいずれかに記憶された後方原画像を、動
きベクトル検出回路１１より供給される動きベクトルに
したがって動き補償し、予測画像データを生成する。演
算器１では、入力された原画像ブロックと、後方原画像
を動き補償した予測画像データとの差分がとられ、この
差分データが、ＤＣＴ回路２に供給される。これによ
り、後方予測符号化のデータが生成されることになる。

【００３１】また、動き補償回路１０は、両方向予測符
号化の予測モードを受信した場合、フレームメモリ８ま
たは９に記憶された前方原画像または後方原画像（後方
原画像または前方原画像）を、動きベクトル検出回路１
１より供給される動きベクトルにしたがってそれぞれ動
き補償し、予測画像データを生成する。演算器１では、
入力された原画像ブロックと、前方原画像および後方原
画像を動き補償した２つの予測画像データ（あるいは、
例えば２つの予測画像データの平均値）との差分がとら
れ、この差分データが、ＤＣＴ回路２に供給される。こ
れにより、両方向予測符号化のデータが生成されること
になる。

【００３２】一方、ＶＬＣ回路４は、量子化回路３より
出力されたデータ、動きベクトル検出回路１１より出力
された動きベクトル、モード判定回路２１より出力され
た予測モード、およびその他必要な情報（例えば、量子
化回路３における量子化ステップなど）を、例えばハフ
マン符号などの可変長符号に変換し、後段の送信バッフ
ァに出力する。ＶＬＣ回路４より出力された符号化デー
タは、送信バッファで一時記憶され、伝送路を介して伝
送されたり、あるいは図示せぬ記録媒体に記録される。

【００３３】なお、この画像符号化装置が、例えばＭＰ
ＥＧなどに適用された場合において、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチ
ャのうちの、例えばＰピクチャが符号化されるときに
は、Ｐピクチャは、イントラ符号化および前方予測符号
化のうちのいずれかで符号化されるものであるから、図
７（ａ）で説明した処理は行われず、図７（ｂ）におけ
る絶対量Ｄｊを絶対量Ｄｆに代えるとともに、「（ａ）
で決まったモード」を「前向き」に代えた座標系内にお
いて、点（Ｄｆ，Ｄｉ）がいずれのエリアにあるかで、
予測モードが決定される。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示し
た画像符号化装置のように、直交変換処理である、例え
ばＤＣＴ処理などを行い、その結果得られるＤＣＴデー
タを、量子化、および可変長符号化などする場合におい
ては、ＤＣＴ処理によって高次のＤＣＴ係数（ＤＣＴデ
ータ）が発生しないようにする必要がある。高次のＤＣ
Ｔデータを発生させないようにするためには、ＤＣＴ処
理対象である演算器１からの原画像ブロックと予測画像
データとの差分データ（イントラ符号化の予測モード時
における、予測画像データと差分がとられない原画像ブ
ロックを含む）が小さくなければならず、このため、上
述したように、差分データに対応する（に等しい）原画
像ブロックの誤差（残差）の絶対量を最小にする予測モ
ードが用いられる。

【００３５】しかしながら、高次のＤＣＴデータの発生
を防止するには、差分データを小さくする他、その差分
データのブロック内に高い空間周波数成分が含まれない
ようにする必要がある。

【００３６】絶対量と、差分データの空間周波数成分と
の間には、直接的な関係がなく、従って絶対量を最小に
する予測モードで、原画像ブロックの符号化を行って
も、高次のＤＣＴデータが発生する場合があり、このた
め圧縮効率が劣化する課題があった。

【００３７】即ち、最小の絶対量と、他の絶対量との間
に、大きな差があるような場合はともかく、これらの間
に有意差がない場合には、最小の絶対量に対応する予測
モードで符号化を行っても、ＤＣＴデータが低域に集中
しないときがあり、このため圧縮効率が劣化する課題が
あった。

【００３８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、画像の圧縮効率を向上させることができ
るようにするものである。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化装置
は、画像信号から動きベクトルを検出する動きベクトル
検出手段（例えば、図１に示す動きベクトル検出回路１
１）と、予測モードにしたがい、動きベクトルを用いて
動き補償を行うことにより予測画像信号を生成する動き
補償手段（例えば、図１に示す動き補償回路１０）と、
画像信号と予測画像信号との差分を算出する差分算出手
段（例えば、図１に示す演算器１）と、差分算出手段に
より算出された差分を直交変換する直交変換手段（例え
ば、図１に示すＤＣＴ回路２）と、直交変換手段の出力
に、所定の符号化処理を施す符号化手段（例えば、図１
に示す量子化回路３およびＶＬＣ回路４）と、画像信号
から、複数の予測モードそれぞれに対応する所定の誤差
を算出し、その所定の誤差の絶対量に基づいて予測モー
ドを決定する予測モード決定手段（例えば、図１に示す
モード判定回路１２）とを備え、予測モード決定手段
が、所定の誤差の空間的分布を表すパラメータをさらに
算出し、複数の予測モードそれぞれに対応する所定の誤
差の絶対量の間に、所定の閾値以上の差がない場合、パ
ラメータに基づいて予測モードを決定することを特徴と
する。

【００４０】この画像符号化装置は、パラメータが、所
定の誤差を直交変換処理することにより得られる直交変
換データに対応するものであるようにすることができ
る。

【００４１】また、この画像符号化装置は、パラメータ
が、所定の誤差における孤立点数に対応するものである
ようにすることができる。

【００４２】

【作用】本発明の画像符号化装置においては、画像信号
から、複数の予測モードそれぞれに対応する所定の誤差
の絶対量とともに、その所定の誤差の空間的分布を表す
パラメータが算出され、所定の誤差の絶対量を最小にす
る予測モードで符号化を行うことが決定される。但し、
複数の予測モードそれぞれに対応する所定の誤差の絶対
量の間に、所定の閾値以上の差がない場合には、所定の
誤差の空間的分布を表すパラメータに基づいて、予測モ
ードが決定される。従って、画像の圧縮効率を向上させ
ることができる。また、符号化レートが同一の場合に
は、画質の劣化を低減することができる。

【００４３】

【実施例】図１は、本発明の画像符号化装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。なお、図中、図６にお
ける場合と対応する部分については、同一の符号を付し
てある。即ち、この画像符号化装置は、モード判定回路
２１に代えて、モード判定回路１２が設けられている他
は、図６の画像符号化装置と同様に構成されている。

【００４４】モード判定回路１２は、図２に示すよう
に、フレームメモリ部１５、絶対量算出部１６、パラメ
ータ算出部１７、および予測モード決定部１８から構成
される。フレームメモリ部１５は、３つのフレームメモ
リを有し、それぞれに原画像データ、前方原画像デー
タ、後方原画像データを記憶するようになされている。

【００４５】絶対量算出部１６は、フレームメモリ部１
５に記憶された画像データを参照し、原画像ブロックの
誤差（残差）の絶対量、即ち、原画像ブロックの絶対量
Ｄｉ、並びに原画像ブロックと、それに最も類似する前
方原画像データまたは後方原画像データの部分（ブロッ
ク）それぞれとの画素値の差分の絶対量ＤｆまたはＤｂ
を算出し、予測モード決定部１８に出力する。パラメー
タ算出部１７は、フレームメモリ部１５に記憶された画
像データを参照し、原画像ブロックの誤差（残差）の空
間的分布（空間相関性）を表すパラメータ、即ち原画像
ブロックの空間的分布を表すパラメータＲｉ、並びに原
画像ブロックと、それに最も類似する前方原画像データ
または後方原画像データの部分（ブロック）それぞれと
の画素値の差分の空間的分布を表すパラメータＲｆまた
はＲｂを算出し、予測モード決定部１８に出力する。

【００４６】なお、パラメータＲｉ，Ｒｆ、またはＲｂ
は、それぞれ、例えば正の値をとり、原画像ブロック、
原画像ブロックとそれに最も類似する前方原画像データ
の部分との画素値の差分（以下、適宜、前方差分とい
う）、または原画像ブロックとそれに最も類似する後方
原画像データの部分との画素値の差分（以下、適宜、後
方差分という）の空間周波数が低いほど（空間相関性が
高いほど）、小さな値となるものとする。

【００４７】予測モード決定部１８は、絶対量算出部１
６から供給される絶対量Ｄｉ，Ｄｆ，Ｄｂそれぞれの間
に、所定の閾値以上の差がある場合、即ち有意差がある
場合、そのうちの最小のものに対応する予測モード（イ
ントラ符号化、前方予測符号化、および後方予測符号化
のうちのいずれかの予測モード）で符号化を行うことを
決定し、その決定した予測モードを出力する。

【００４８】また、予測モード決定部１８は、絶対量算
出部１６から供給される絶対量Ｄｉ，Ｄｆ，Ｄｂそれぞ
れの間に、所定の閾値以上の差がない場合、即ち有意差
がない場合、絶対量Ｄｉ，Ｄｆ，Ｄｂに加え、パラメー
タ算出部１７より供給されるパラメータＲｉ，Ｒｆ，Ｒ
ｂに基づいて、予測モード（イントラ符号化、前方予測
符号化、後方予測符号化、および両方行予測符号化のう
ちのいずれかの予測モード）を決定する。

【００４９】次に、その動作について説明する。この画
像符号化装置には、前述した図６の画像符号化装置と同
様に、ブロックに分割された画像データが入力されるよ
うになされている。そして、この画像データは、演算器
１、動きベクトル検出回路１１、およびモード判定回路
１２に供給される。

【００５０】モード判定回路１２（図２）では、まずそ
のフレームメモリ部１５に、原画像データ、前方原画像
データ、後方原画像データが記憶される。

【００５１】そして、絶対量算出部１６において、フレ
ームメモリ部１５に記憶された画像データが参照され、
前述した図６のモード判定回路２１における場合と同様
にして原画像ブロックの誤差の絶対量Ｄｉ，Ｄｆ，Ｄｂ
が算出され、予測モード決定部１８に出力される。さら
に、パラメータ算出部１７において、フレームメモリ部
１５に記憶された画像データが参照され、原画像ブロッ
クの誤差の空間的分布を表すパラメータＲｉ，Ｒｆ，Ｒ
ｂが、例えば次のようにして算出される。

【００５２】即ち、パラメータ算出部１７では、まず原
画像ブロックそのもの、前方差分、および後方差分が、
直交変換処理である、例えばＤＣＴ処理（２次元ＤＣＴ
処理）される。

【００５３】そして、そのＤＣＴ処理の結果得られるＤ
ＣＴ係数（ＤＣＴデータ）それぞれの分布が調べられ、
低域への集中度が大きいほど、パラメータＲｉ，Ｒｆ，
Ｒｂは、小さな値にされる。つまり、原画像ブロックの
空間的分布を表すパラメータＲｉは、原画像ブロックの
ＤＣＴ結果であるＤＣＴデータの低域への集中度が大き
い場合には、小さな値にされ、その集中度が小さな場合
には、大きな値にされる。

【００５４】また、前方差分（原画像ブロックと、それ
に最も類似する前方原画像データの部分との画素値の差
分）の空間的分布を表すパラメータＲｆは、前方差分の
ＤＣＴ結果であるＤＣＴデータの低域への集中度が大き
い場合には、小さな値にされ、その集中度が小さな場合
には、大きな値にされる。

【００５５】さらに、後方差分（原画像ブロックと、そ
れに最も類似する後方原画像データの部分との画素値の
差分）の空間的分布を表すパラメータＲｂも、パラメー
タＲｆにおける場合と同様に、後方差分のＤＣＴ結果で
あるＤＣＴデータの低域への集中度が大きい場合には、
小さな値にされ、その集中度が小さな場合には、大きな
値にされる。

【００５６】以上のようにして算出された原画像ブロッ
クの誤差の空間的分布を表すパラメータＲｉ，Ｒｆ，Ｒ
ｂは、予測モード決定部１８に出力される。

【００５７】予測モード決定部１８では、まず絶対量算
出部１６から供給された絶対量ＤｆとＤｂの大小が判定
される。

【００５８】そして、絶対量ＤｆとＤｂとの間に有意差
がある場合、即ち絶対量Ｄｆが、絶対量Ｄｂより充分小
さい場合、または絶対量Ｄｂが、絶対量Ｄｆより充分小
さい場合、それぞれ前方予測符号化または後方予測符号
化の予測モードが仮に選択される。また、絶対量Ｄｆと
Ｄｂとの間に有意差がない場合、即ち絶対量ＤｆとＤｂ
との差が、所定の閾値（但し、この閾値は、絶対量Ｄ
ｆ，Ｄｂの値に対応して変化する）より小さい（以下で
ある）場合、パラメータ算出部１７より供給されたパラ
メータＲｆ，Ｒｂの大小関係に基づいて、予測モードが
仮に選択される。

【００５９】つまり、図３（ａ）に示すように、横軸ま
たは縦軸に、それぞれ絶対量ＤｆまたはＤｂをとると、
点（Ｄｆ，Ｄｂ）が、図中「前向き」または「後ろ向
き」で示すエリアにある場合には、前方予測符号化また
は後方予測符号化の予測モードがそれぞれ仮に選択され
る。

【００６０】また、点（Ｄｆ，Ｄｂ）が、図中「Ｒで判
定」で示すエリアにある場合には、パラメータＲｆとＲ
ｂとの間に有意差があるとき、即ちパラメータＲｆが、
パラメータＲｂより充分小さいとき、またはパラメータ
Ｒｂが、パラメータＲｆより充分小さいとき、それぞれ
前方予測符号化または後方予測符号化の予測モードが仮
に選択される。一方、パラメータＲｆとＲｂとの間に有
意差がない場合、即ちパラメータＲｆとＲｂとの差が、
所定の閾値（但し、この閾値は、パラメータＲｆ，Ｒｂ
の値に対応して変化する）より小さい（以下である）場
合、両方向予測符号化の予測モードが仮に選択される。

【００６１】即ち、この場合、図３（ｂ）に示すよう
に、横軸または縦軸に、それぞれパラメータＲｆまたは
Ｒｂをとると、点（Ｒｆ，Ｒｂ）が、図中「前向き」、
「両方向」、または「後ろ向き」で示すエリアにある場
合には、前方予測符号化、両方向予測符号化、または後
方予測符号化の予測モードがそれぞれ仮に選択される。

【００６２】従って、絶対量ＤｆとＤｂとの間に有意差
がない場合には、前方予測符号化、両方向予測符号化、
および後方予測符号化の予測モードのうちの、演算器１
（図１）の出力を、ＤＣＴ回路２でＤＣＴ処理したとき
に、そこから出力されるＤＣＴ係数が最も低域に集中す
るものが、仮に選択されることになる。

【００６３】さらに、予測モード決定部１８において
は、絶対量ＲｂおよびＤｆのうちの小さい方（絶対量Ｄ
ｊ）と絶対量Ｄｉの大小が判定される。

【００６４】そして、絶対量ＤｊとＤｉとの間に有意差
がある場合、即ち絶対量Ｄｉが、絶対量Ｄｊより充分小
さい場合、または絶対量Ｄｊが、絶対量Ｄｉより充分小
さい場合、それぞれイントラ符号化または図３で説明し
たようにして仮に選択された予測モードで符号化を行う
ことが決定される。

【００６５】また、絶対量ＤｊとＤｉとの間に有意差が
ない場合、即ち絶対量ＤｊとＤｉとの差が、所定の閾値
（但し、この閾値は、絶対量Ｄｊ，Ｄｉの値に対応して
変化する）より小さい（以下である）場合、パラメータ
算出部１７より供給されたパラメータＲｉと、同じくパ
ラメータ算出部１７より供給されたＲｆおよびＲｂのう
ちの小さい方（以下、パラメータＲｊという）の大小関
係に基づいて、予測モードが決定される。

【００６６】つまり、図４（ａ）に示すように、横軸ま
たは縦軸に、それぞれ絶対量ＤｊまたはＤｉをとると、
点（Ｄｊ，Ｄｉ）が、図中「図３で決まったモード」ま
たは「イントラ」で示すエリアにある場合には、それぞ
れ、図３で説明したようにして仮に選択された予測モー
ドまたはイントラ符号化の予測モードで符号化を行うこ
とが決定される。

【００６７】また、点（Ｄｊ，Ｄｉ）が、図中「Ｒで判
定」で示すエリアにある場合には、パラメータＲｉが、
パラメータＲｊより小さい（以下である）とき、イント
ラ符号化の予測モードで符号化を行うことが決定され
る。また、パラメータＲｊが、パラメータＲｉ以下であ
る（より小さい）場合、図３で説明したようにして仮に
選択された予測モードで符号化を行うことが決定され
る。

【００６８】即ち、この場合、図４（ｂ）に示すよう
に、横軸または縦軸に、それぞれパラメータＲｊまたは
Ｒｉをとると、点（Ｒｊ，Ｒｉ）が、図中「図３で決ま
ったモード」または「イントラ」で示すエリアにある場
合には、それぞれ、図３で説明したようにして仮に選択
された予測モードまたはイントラ符号化の予測モードで
符号化を行うことが決定される。

【００６９】従って、絶対量ＤｊとＤｉとの間に有意差
がない場合には、イントラ符号化の予測モードおよび図
３で説明したようにして仮に選択された予測モードのう
ちの、演算器１（図１）の出力をＤＣＴ回路２でＤＣＴ
処理したときに、そこから出力されるＤＣＴ係数が最も
低域に集中するもので、符号化を行うことが決定される
ことになる。

【００７０】予測モード決定部１８において、以上のよ
うにして原画像データの各ブロックを、イントラ符号
化、前方予測符号化、後方予測符号化、および両方向予
測符号化のうちのどの予測モードで符号化するかが決定
されると、その決定された予測モードは、図１に示した
ＶＬＣ回路４、動き補償回路１０、および動きベクトル
検出回路１１に出力される。

【００７１】そして、以下、図６で説明した場合と同様
にして符号化が行われる。

【００７２】以上のように、原画像データの誤差の絶対
量Ｄｉ，Ｄｆ，Ｄｂそれぞれの間に、有意差がない場合
には、原画像データの誤差の空間的分布を表すパラメー
タＲｉ，Ｒｆ，Ｒｂに基づいて、予測モードを決定する
ようにしたので、ＤＣＴ回路２において高次のＤＣＴ係
数が発生することを防止することができ、その結果、画
像の圧縮効率を向上させることができる。また、符号化
レートが同一の場合には、画質の劣化を低減することが
できる。

【００７３】以上、本発明の画像符号化装置について説
明したが、本発明は、例えばＭＰＥＧやＪＰＥＧなどに
準拠した画像符号化装置に適用することができる。この
画像符号化装置を、例えばＭＰＥＧなどに適用した場合
において、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャのうちの、例えばＰピク
チャを符号化するときには、図３で説明した処理を行わ
ず、図４における絶対量ＤｊまたはパラメータＲｊを、
絶対量ＤｆまたはパラメータＲｆにそれぞれ代えるとと
もに、「図３で決まったモード」を「前向き」に代えた
座標系内において、点（Ｄｆ，Ｄｉ）、点（Ｒｆ，Ｒ
ｉ）がいずれのエリアにあるかで、上述したようにし
て、予測モードを決定するようにすれば良い。

【００７４】なお、本実施例においては、パラメータ算
出部１７（図２）に、原画像ブロックそのもの、前方差
分、または後方差分を、ＤＣＴ処理させ、そのＤＣＴ結
果であるＤＣＴデータに基づいて、原画像ブロックの誤
差、つまり原画像ブロック、前方差分、または後方差分
の空間的分布を表すパラメータＲｉ，Ｒｆ、またはＲｂ
をそれぞれ算出させるようにしたが、パラメータは、こ
れに限られることなく、原画像ブロックの誤差の空間的
分布を反映するあらゆる物理量に基づいて算出するよう
にすることができる。

【００７５】即ち、例えば原画像ブロック、前方差分、
または後方差分のブロック内の孤立した画素数（画素グ
ループ数）（以下、孤立点数という）に基づいて、パラ
メータＲｉ，Ｒｆ、またはＲｂをそれぞれ算出するよう
にすることができる。この場合、パラメータ算出部１７
には、まずブロック（原画像ブロック、前方差分のブロ
ック、後方差分のブロックそれぞれ）内における０でな
い画素を検出させ、さらにその０でない画素のうち、隣
接するものどうしをグループ化させる。

【００７６】これにより、例えば図５（ａ）に示すよう
に、ブロック（この場合は、８画素×８画素のブロッ
ク）内に、図中●で示す０でない画素が存在した場合に
は、番号１，２，３を付した３つのグループが得られ
る。また、例えば図５（ｂ）に示すように、ブロック内
に、図中●で示す０でない画素が存在した場合、番号
１，２，３，４，５を付した５つのグループが得られ
る。

【００７７】そして、このグループの数を孤立点数とす
る。孤立点数が少ないほど、ブロック内の信号値の変化
が少ないと考えられるので、即ちブロック内の空間周波
数が低いと考えられるので、孤立点数に比例して、パラ
メータＲｉ，Ｒｆ、またはＲｂの値を決めるようにする
ことにより、即ち具体的には、図５（ａ）または図５
（ｂ）に示した場合には、それぞれ、パラメータを、例
えば３または５などとすることにより、上述した場合と
同様に、画像の圧縮効率を向上させることができる。

【００７８】さらに、この場合、ＤＣＴ処理結果を用い
る場合に比較して、処理が複雑でないので、装置の低コ
スト化を図ることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上の如く、本発明の画像符号化装置に
よれば、所定の誤差の空間的分布を表すパラメータが算
出され、そのパラメータに基づいて、予測モードが決定
されるので、画像の圧縮効率を向上させることができ、
また符号化レートが同一の場合には、画質の劣化を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像符号化装置の一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１の実施例におけるモード判定回路１２の詳
細構成を示すブロック図である。

【図３】図２の予測モード決定部１８における予測モー
ドの決定方法を説明する図である。

【図４】図２の予測モード決定部１８における予測モー
ドの決定方法を説明する図である。

【図５】孤立点数を説明する図である。

【図６】従来の画像符号化装置の一例の構成を示すブロ
ック図である。

【図７】図６のモード判定回路２１における予測モード
の決定方法を説明する図である。

【符号の説明】 １ 演算器 ２ ＤＣＴ回路 ３ 量子化回路 ４ ＶＬＣ回路 ５ 逆量子化回路 ６ ＩＤＣＴ回路 ７ 演算器 ８，９ フレームメモリ １０ 動き補償回路 １１ 動きベクトル検出回路 １２ モード判定回路 １５ フレームメモリ部 １６ 絶対量算出部 １７ パラメータ算出部 １８ 予測モード決定部 ２１ モード判定回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号から動きベクトルを検出する動
   きベクトル検出手段と、 予測モードにしたがい、前記動きベクトルを用いて動き
   補償を行うことにより予測画像信号を生成する動き補償
   手段と、 前記画像信号と予測画像信号との差分を算出する差分算
   出手段と、 前記差分算出手段により算出された差分を直交変換する
   直交変換手段と、 前記直交変換手段の出力に、所定の符号化処理を施す符
   号化手段と、 前記画像信号から、複数の予測モードそれぞれに対応す
   る所定の誤差を算出し、その所定の誤差の絶対量に基づ
   いて予測モードを決定する予測モード決定手段とを備
   え、 前記予測モード決定手段は、前記所定の誤差の空間的分
   布を表すパラメータをさらに算出し、前記複数の予測モ
   ードそれぞれに対応する所定の誤差の絶対量の間に、所
   定の閾値以上の差がない場合、前記パラメータに基づい
   て予測モードを決定することを特徴とする画像符号化装
   置。
2. 【請求項２】 前記パラメータは、前記所定の誤差を直
   交変換処理することにより得られる直交変換データに対
   応するものであることを特徴とする請求項１に記載の画
   像符号化装置。
3. 【請求項３】 前記パラメータは、前記所定の誤差にお
   ける孤立点数に対応するものであることを特徴とする請
   求項１に記載の画像符号化装置。