JPH07274175A - 動的動き評価による低伝送率の動映像符号化方法及び装置 - Google Patents

動的動き評価による低伝送率の動映像符号化方法及び装置

Info

Publication number
JPH07274175A
JPH07274175A JP3165295A JP3165295A JPH07274175A JP H07274175 A JPH07274175 A JP H07274175A JP 3165295 A JP3165295 A JP 3165295A JP 3165295 A JP3165295 A JP 3165295A JP H07274175 A JPH07274175 A JP H07274175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motion
image
block
information
video
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3165295A
Other languages
English (en)
Inventor
Shi-Hwa Lee
時和 李
Jae Seob Shin
在燮 申
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH07274175A publication Critical patent/JPH07274175A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/527Global motion vector estimation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103Selection of coding mode or of prediction mode
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136Incoming video signal characteristics or properties
    • H04N19/137Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
    • H04N19/139Analysis of motion vectors, e.g. their magnitude, direction, variance or reliability
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動的動き評価による低伝送率の動映像符号
化方法及び装置を提供する。 【構成】 以前映像の輝度情報である参照映像を基に
して、符号化しようとする次の映像の輝度情報である目
標映像から変化した領域を分析対象として抽出する分析
対象抽出過程と、分析対象抽出過程から抽出された分析
対象に対して、全体的な動きを分析して、動き情報と形
状情報とを生成し、暫定的な復元映像を構成する全体動
き評価過程と、暫定的な復元映像と背景映像とに対して
ブロック的な動きを分析し、小さい動きと、背景が存在
する領域と、全体動き評価過程で動き評価の不可能な領
域との動き分析をモードに応じて遂行して、最終的な復
元映像を構成するブロック動き評価過程とを含む。 【効果】 ビット発生量を減らしかつ復元映像の画質
低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動的動き評価による低
伝送率の動映像符号化方法及び装置に係り、特に低伝送
率で映像間の動きと形状とを評価し、これを通じて生成
されたパラメーターを符号化するための動的動き評価に
よる低伝送率の動映像符号化方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】低伝送率上のディジタル動映像伝送技術
は、最近多くの関心を呼び起こしている分野であり、映
像放送システム、例えばビデオ電話、映像会議システ
ム、工業用の監視カメラ、ネットワークTVシステムな
ど、さまざまな応用分野で適用され得る技術である。特
に、ディジタル伝送ネットワークであるISDN(In
tegrated Services Digital
Network)に64kbps以下の伝送率で動作
する多くの映像装置が連結される見込みがあるので、6
4kbps以下の伝送率で効果的に適用できる動映像符
号化技術は、更に重要になってきている。
【0003】MPEG(Moving Picture
Experts Group)で提示しているモデル
の場合、1.5〜10Mbpsの比較的に大きい伝送率
で1秒当たり30個のフレームを処理している。MPE
Gシステムで使用している基本的なアルゴリズムは、D
PCM(Differencial Pulse Co
de Modulation)と変換符号化との混合さ
れた形態であり、固定した大きさの全てのブロックに対
して処理している。しかしながら、64kbps以下の
低伝送率符号化の場合には、MPEGシステムと比較し
てみる時、伝送率の制限によって、より多くの映像デー
タの圧縮が要求されている。
【0004】低伝送率の動映像符号化において最も大き
い関心は、以前映像を基にして現在の映像を効果的に再
現できるパラメーターを抽出することである。よって、
変化した部分に対する動き分析を通じて、分析された内
容を符号化するのに重点を置いている。従来には固定し
た大きさのブロック又はさまざまな大きさのブロックを
基にして各ブロックの明るさ信号変化を抽出し、これを
変換符号化を通じて符号化した。
【0005】しかしながら、最近には分析対象の境界線
や分析対象を構成しているピクセルの変化に応じて動き
のある分析対象を抽出し、該分析対象の動き分析を通じ
て生成されたパラメーターを符号化する分析対象指向の
符号化(Object Oriented Codin
g)に関する研究が活発に進んでいる。
【0006】従来の動映像符号化技法において動き評価
に通常多く用いられるブロックマッチング方法は、1つ
の映像を一定の大きさのブロックに分けて、現在映像の
一定のブロックが以前映像の一定範囲内でサーチしなが
ら絶対エラー和SAEが最も小さい時、x、y軸方向の
移動値を動きベクトル(x,y)として決定する。
【0007】しかしながら、このような方式の動き評価
方法は、以前映像で変化のない部分に対しても処理を行
うことにより、処理時間が多くかかり、画質劣化をもた
らすという問題点がある。また、物体の動きが一定の四
角ブロック単位でなされないので、正確な動きが推定で
きないという問題点がある。
【0008】従って、ブロックマッチングは、正確な動
きを推定するための方法というよりは、目標映像と参照
映像との間の差を減らして、符号化されるデータを減少
させる補助的な方法に過ぎないという結論がでる。
【0009】このようなブロックマッチング方法の問題
点を解決するために、単位ブロックの大きさを減らし、
大きな分析対象を副ブロックに分割して、各副ブロック
に対してx、y軸方向へ動きを推定して動きベクトルを
生成しようと試みた。
【0010】しかしながら、この方法は独立に各副ブロ
ックの動きを捜すために、分析対象の大きさと分析対象
の個数とを減らすには限界がある。また、該方法では回
転運動のような追加的な動き概念を導入するのが非常に
難しい。
【0011】動映像での動きと分析対象とは非常に緊密
な関係を持っている。すなわち、分析対象に対する動き
を捜し出すのが動き評価過程と言えるが、分析対象を抽
出するには動き成分が多くの影響を与える。
【0012】動映像符号化技法において、従来の動き評
価技術は、このような分析対象に対する動き特性によら
ず一つの成分を固定させ、これに対する他の成分を推定
するものであり、抽出されたデータは多くの重複性を持
っているだけでなく、不正確な処理によって画質の劣化
をもたらすという問題点があった。
【0013】一方、分析対象の動き成分を抽出するにお
いて、数学的な分析方法を適用しようとする試みがあっ
た。しかしながら、数学的な分析方法は、正しい分析対
象が選択された場合には比較的正確な動きが推定できる
が、非常に複雑であり、ハードウェア的な具現が難し
い。また、数学的な分析方法は、動き推定領域を予め設
定し、これに対する動き推定を遂行するので、最適の動
き評価が遂行しにくいという問題点がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】前述した問題点を解決
するために、本発明の目的は、動的動き分析を通じて分
析対象の動きと形状とを評価し、動き評価を通じて生成
されたパラメーターを符号化するための動的動き評価に
よる低伝送率の動映像符号化方法を提供することであ
る。
【0015】本発明の他の目的は、前記動的動き評価に
よる低伝送率の動映像符号化方法を実現するのに最も適
した装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による動的動き評価による低伝送率の動映像
符号化方法は、以前映像の輝度情報である参照映像を基
にして符号化しようとする次の映像の輝度情報である目
標映像から変化された領域を分析対象として抽出する分
析対象抽出過程と、前記分析対象抽出過程から抽出した
分析対象に対して全体的な動きを分析して前記分析対象
に対する動き情報と形状情報とを生成し、前記動き情報
と形状情報とを利用して暫定的な復元映像を構成する全
体動き評価過程と、前記目標映像と前記全体動き評価過
程で構成された暫定的な復元映像と背景映像とに対して
ブロック的な動きを分析し、小さい動き及び背景が存在
する領域及び前記全体動き評価過程で動き評価の不可能
な領域の動き分析をモードに応じて遂行して最終的な復
元映像を構成するブロック動き評価過程とを含むことを
特徴とする。
【0017】前記他の目的を達成するために、本発明の
動的動き評価による低伝送率の動映像符号化装置は、参
照映像と目標映像とから抽出した分析対象に対して全体
的な動きを分析して前記分析対象に対する動き情報と形
状情報とを第1パラメーターとして生成する全体動き分
析器と、前記全体動き分析器から出力される第1パラメ
ーターを利用して前記参照映像に対する暫定的な復元映
像を構成する全体動き合成器と、前記目標映像と前記全
体動き合成器から出力された暫定的な復元映像と背景映
像とを利用し所定の単位ブロックに対して動きを分析し
て前記ブロックに対する動き情報と形状情報とを第2パ
ラメーターとして生成するブロック動き分析器と、前記
ブロック動き分析器から出力される第2パラメーターを
利用し小さい動き及び背景が存在する領域及び前記全体
動き評価器で動き評価の不可能な領域の動き分析をモー
ドに応じて遂行して最終的な復元映像を構成するブロッ
ク動き合成器とを含むことを特徴とする。
【0018】
【作用】動的動き評価を通じて動く分析対象に対する動
き成分の抽出と共に、分析対象の形状も抽出することに
より、ビット量を減らし、かつ復元映像の画質劣化を防
止する。
【0019】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明の一実施
例を詳細に説明する。
【0020】図1は本発明による動的動き評価による低
伝送率の動映像符号化装置の一実施例を示したブロック
図である。
【0021】図1に示したブロック図の構成は、参照映
像2と目標映像1とから抽出した分析対象に対して全体
的な動きを分析して分析対象に対する動き情報と形状情
報とを第1パラメーターとして生成する全体動き分析器
3と、前記動き分析器3から出力される第1パラメータ
ーを利用して参照映像2に対する暫定的な復元映像51
を構成する全体動き合成器4と、目標映像1と全体動き
合成器4から出力された暫定的な復元映像51と背景映
像52とを利用して所定の単位ブロックに対して動きを
分析してブロックに対する動き情報と形状情報とを第2
パラメーターとして生成するブロック動き分析器53
と、ブロック動き分析器53から出力される第2パラメ
ーターを利用し小さい動き処理、背景処理、動き評価の
不可能な領域の処理をモードに応じて遂行して最終的な
復元映像を構成するブロック動き合成器54と、ブロッ
ク動き合成器54から出力される最終的な復元映像から
抽出された背景映像を修正及び管理する背景処理器58
とからなる。
【0022】図2は、図1における、全体動き分析器
3、ブロック動き分析器53、全体動き合成器4及びブ
ロック動き合成器54に対する詳細なブロック図であ
る。
【0023】一方、全体動き分析器3とブロック動き分
析器53とは、全体動き分析時には目標映像102と参
照映像101(図1の2)に対して、ブロック動き分析
時には目標映像102と暫定的な復元映像101(図1
の51)に対して単位ブロック内の画素間の減算を遂行
する減算器104と、減算器104から出力される画素
間の差の平均値を所定の閾値103と比較する比較器1
05と、比較器105から出力される信号を選択制御信
号として、画素間の差の平均値が閾値より大きい場合、
同一の位置の目標映像102のブロックを選択して差映
像107として出力し、小さい場合に単位ブロック内の
全ての画素値を0として出力するマルチプレクサ106
と、マルチプレクサ106から出力される差映像107
と参照映像又は暫定的な復元映像101に対して動き分
析を遂行して動き情報と形状情報とを出力する動き分析
器108と、動き分析器108から出力される動き情
報、形状情報及び背景画像114を入力として全体動き
合成及びブロック動き合成時に、分析対象の動き情報が
前記参照映像から分析可能な場合、予想モードを選択し
て動き情報と形状情報とをパラメーター化し、ブロック
動き合成時に、分析対象の動き情報が参照映像から分析
不可能な場合、背景モードとイントラモードとを選択し
てパラメーター化するモード選択器109とからなる。
【0024】一方、前記全体動き合成器4及びブロック
動き合成器54は、全体動き分析器3及びブロック動き
分析器53から生成されたパタメーターに対するビット
発生率を調整するために、パラメーター生成量が目標水
準を超過する場合、重要なパラメーターを優先的に選択
して伝送する優先順位決定器110と、優先順位決定器
110から優先的に選択されたパラメーターを合成し
て、全体動き合成時には暫定的な復元映像112(図1
の51)として出力し、ブロック動き合成時には最終的
な復元映像112(図1の2)として出力する動き合成
器111とからなる。
【0025】図3A及び図3Bは、図2の動き分析器1
11で遂行される動き分析の例を示した図面である。
【0026】図3A及び図3Bにおいて、符号201は
参照映像、202は目標映像、203は分析対象、20
7は動きが発生したものをそれぞれ示している。符号2
05の部分は、図3Bの符号206の部分に対応する。
例に示した分析対象は、x、y軸への移動と同時に回転
運動が発生することが分かる。符号204は、動き評価
のための最初の1つの単位ブロックであり、基準ブロッ
クを示す。基準ブロック204は、一定の範囲内でx、
y軸方向への移動し、及び所定の回転角度で回転しなが
らブロック内の画素と対応する参照映像の画素間の差の
絶対値の和が、所定の閾値以下の場合、その時のx、y
軸の移動距離と回転角度とを隣接したブロックに適用さ
せて分析対象にするかを決定し、決定されたブロックに
対しては再び処理していない隣接ブロックに同一に適用
させて、そのx、y軸の移動距離と回転角度とに対し
て、適用可能なそれ以上のブロックがないまで繰り返
す。このような過程をx、y軸の移動距離と回転角度と
を一定の間隔で変化させながら続け、最終的に適用可能
なブロックの数が最も多い時のx、y軸の移動距離と回
転角度とをその分析対象の動き情報として決定し、この
ような過程で抽出された各隣接ブロックの形状をその分
析対象の形状情報として決定する。
【0027】図4及び図5は、2種類の模擬実験の結
果、発生したパラメーターのビット発生量を示す図面で
あり、図6及び図7は、図4及び図5の模擬実験の結
果、生成された復元映像の画質をPSNR(picut
re signal−to−noise ratio)
で示した図面である。
【0028】次に、本発明の動作について添付した図面
に基づき説明する。
【0029】隣接した2つの動映像において、時間的に
先にある映像の明るさ情報を参照映像とし、符号化しよ
うとする次の映像の輝度情報を目標映像とする。
【0030】本発明で適用された基本方式は、参照映像
を基にして目標映像から変化した領域を抽出し、抽出さ
れた領域に対して動き分析を遂行することにより、最終
的に目標映像と同一になるように接近させる方法であ
る。動映像符号化装置は、この際に発生するパラメータ
ーを符号化して伝送し、復号器では伝送されたパラメー
ターを受けて最も最近に復元された映像を基にして新し
い映像を構成する。
【0031】図1に示した本発明の動的動き評価による
低伝送率の動映像符号化装置は、全体動き評価部3、4
とブロック動き評価部53、54とに大別される。符号
1は符号化しようとする目標映像を示し、符号2は最も
最近に復元された参照映像を示す。
【0032】全体動き分析器3では、参照映像2から動
き分析の可能な領域のうちで抽出された分析対象の大き
さが一定の大きさ以上に大きい場合、その分析対象の形
状と動きを符号化してその結果であるパラメーター1を
復号器(図示せず)と全体動き合成器4とに出力する。
【0033】全体動き合成器4では、全体動き分析器3
から抽出した分析対象の形状と動き情報を使用して参照
映像2を基にして暫定的な復元映像51を構成する。
【0034】ブロック動き分析器53は、目標映像1
と、全体的な動きが補償された暫定的な復元映像51
と、処理過程で引き続き維持、管理されている背景映像
52とを基にして、小さい動きの処理、背景処理、動き
評価の不可能な領域の処理を処理モードに応じて遂行す
る。ブロック動き分析器53から生成されたパタメータ
ー2は復号器(図示せず)とブロック動き合成器54と
に出力される。
【0035】ブロック動き合成器54は、全体動き合成
器4と類似した動作を行うが、各分析対象の処理モード
に応じて適切な復元処理を行うことにより、最終的な復
元映像2を構成し、最終的な復元映像2は次の目標映像
の処理のための参照映像として使用されるために、背景
処理器58に送られる。背景処理器58では背景映像管
理アルゴリズムに応じて背景映像52を修正、及び管理
する。
【0036】図1の全体動き分析器3とブロック動き分
析器53とについて、図2を参照して詳細に説明すれば
次の通りである。
【0037】先ず、参照映像101は、全体動き処理の
場合には参照映像(図1の2)に該当し、ブロック動き
処理の場合には暫定的な復元映像(図1の51)に該当
する。一方、目標映像102は目標映像(図1の1)に
該当する。
【0038】減算器104は、参照映像101の輝度信
号と目標映像102の輝度信号とに対して単位ブロック
内の画素間での減算を行い、この際に生成された差値は
比較器105に印加される。
【0039】比較器105では、閾値103と減算器1
04の出力値とを比較して、その結果信号をマルチプレ
クサ106の選択制御信号として供給する。
【0040】マルチプレクサ106では、目標映像10
2と参照映像101との間のブロック内の画素間の差の
平均値が閾値103より大きい場合は、同じ位置の目標
映像102のブロックを選択し、閾値103より小さい
場合は、入力端子156を通じて単位ブロック内の全て
の画素値を0として動き分析時に処理されないようにす
る。このように処理された各単位ブロックが全体にまと
められて差映像107を構成する。
【0041】動き分析器108は、参照映像又は暫定的
な復元映像101と差映像107を入力として分析対象
を抽出し、単位ブロックを単位で評価された動き情報と
共に、動きの関連した分析対象に対する形状情報を生成
する。この際、動き情報はx、y軸方向へのベクトル値
と回転による回転角度値であり、形状情報は分析対象の
輪郭情報である。動き分析器108で生成された動き情
報と形状情報とは、モード選択器109、優先順位決定
器110を通じて最終的に伝送するパラメーターを決定
する。
【0042】全体動き処理の場合、モード選択器109
では、予想モードのみを利用して参照映像から分析対象
を持ってこられる場合のみに処理を行う。よって、全体
動き処理では分析対象の動き情報と形状情報のみをパラ
メーター化する。
【0043】しかしながら、ブロック動き処理の場合、
モード選択器109では全体動き処理でより精巧な処理
を行う。分析対象の動き情報を参照映像から評価できる
場合には、全体動き処理の場合と同様に、分析対象の動
き情報と形状情報をパラメーター化する。
【0044】一方、参照映像から動き情報が評価できな
い場合には、背景モードとイントラモードとを使用して
処理する。背景モードの場合には、管理している背景映
像114と現在処理しようとする単位ブロックとを比較
して、同じであると判断されれば、単位ブロックの映像
内の位置と背景モード信号をパラメーター化する。イン
トラモードの場合は、動き情報が評価できないだけでな
く、背景映像114に対する処理も行えない場合であ
り、この場合には、単位ブロックを2×2単位で平均画
素値を生成してパラメーター化する。この際、単位ブロ
ックの映像内の位置と平均画素値とが伝送される。
【0045】優先順位決定器110は、ビット発生率を
調整する部分であり、パラメーター生成量が目標とする
水準より多い場合、重要なパラメーター情報を優先的に
選択して伝送するためのものである。
【0046】動き合成器111では、優先順位決定器1
10で優先的に選択されたパラメーターを合成して復元
映像112を構成する。この際、復元映像112は、全
体動き処理構造の場合には、暫定的な復元映像(図1の
51)になり、次のブロック動き処理での参照映像とし
て使用され、ブロック動き処理構造の場合には、最終的
な復元映像(図1の2)になり、次の目標映像処理のた
めの参照映像として使用される。
【0047】背景映像アップデート器113は、背景映
像114を管理してモード選択器109に供給するため
の部分であり、ブロック動き処理の場合のみに使用され
る。
【0048】次に、生成された動き情報と形状情報とに
対するビット発生量を算出する方法について説明する。
【0049】分析対象指向符号化は予測符号化を基にし
ている。すなわち、以前映像から分析対象を抽出して精
巧な動き評価によりパラメーターを生成して目標映像を
符号化する。この時、形状情報は輪郭符号化によって符
号化されるが、形状情報は位置座標とチェーン情報とを
含む。処理する映像の大きさが固定しており、動き分析
のための探索範囲が限られているとすると、各分析対象
の位置座標に対して割り当てられるビット数は固定し、
また動きの場合も同じ結果となる。動き評価は大きさの
m×nブロックを単位にして処理される。動きが評価で
きないブロックに対しては、2×2画素の単位で平均値
を伝送することにより、このようなブロックに対するビ
ット割当も定数値で遂行することができる。よって、全
体的なビット生成量は次の式(1)のように予想でき
る。
【数1】
【0050】ただし、Nは動きの評価された分析対象の
個数であり、Mは動き評価の不可能な単位ブロックの個
数であり、C(i)は分析対象iの輪郭チェーン符号ビ
ット数を示し、Pは対象の位置に対する基準点の位置符
号ビット数であり、Kは動きを示す符号のビット数であ
り、Tは動き評価に失敗したブロックで2×2画素に対
して伝送される平均値を示す符号のビット数である。
【0051】処理する映像に対して1画素値が8ビット
でサンプリングされており、映像の大きさを360×2
88、動き探索範囲を±15とすれば、固定長符号化に
よってP=18、K=10、T=8となる。従って、式
(1)は次の式(2)のように書き直せる。
【0052】
【数2】
【0053】動きが発生したと判断される単位ブロック
の数をZとし、Gを分析対象内の平均単位ブロックの数
とすれば、Zは、次の式(3)のように表現できる。
【0054】 Z=NG+4M ・・・(3)
【0055】ただし、C(i)はGと相関関係を有す
る。
【0056】従って、近似的な予測のために、次のよう
に表現できる。
【0057】
【数3】
【0058】m、nを全て4として、単位ブロックを4
×4とし、映像のサンプリング周波数を10Hzとすれ
ば、ビット発生率は次の式(4)のように表現できる。
【0059】 bpara=(G+28)N+50M ・・・(4)
【0060】式(4)から見る時、パラメーターに対す
るビット発生量は、分析対象内の平均単位ブロック数
と、分析対象の個数と、動き評価の不可能な単位ブロッ
クの個数とに依存する。
【0061】パラメーターに対するビット発生量を減ら
すためには、G、N、M値を減らさなければならない。
しかしながら、NとGは互いに相関関係にあるために、
何れか一方を減らすと他方の値が大きくなる。ところ
が、G値を減らすよりはN値を減らすほうがより大きい
効果が得られる。よって、分析対象の大きさを最大限大
きくしながらその数を減らすことが効果的である。
【0062】模擬実験に使用された映像は、ミスアメリ
カ(Miss America)とセルースマン(Sa
les Man)と呼ばれる動映像であり、全て10フ
レーム/秒でサンプリングされている。輝度成分は36
0×288の大きさを持っており、1画素当たり8ビッ
トでサンプリングされている。色成分は180×288
の大きさを持つ。
【0063】模擬実験は1次的に各動映像に対してビッ
ト発生量を調節せず、64kbpsの伝送に適するように
閾値を調整した。図4、図5はそれぞれセールスマンと
ミスアメリカの動映像に対して模擬実験した結果、発生
したパラメーターのビット発生率を示したものである。
一方、図6、図7はそれぞれセールスマンとミスアメリ
カの動映像に対する復元映像の画質をPSNRで示した
ものである。
【0064】
【発明の効果】前述したように、本発明による動的動き
評価による低伝送率の動映像符号化方法及び装置では、
動的動き評価を通じて動く分析対象に対する動き成分の
抽出と共に、分析対象の形状も抽出することにより、ビ
ット量を減らし、かつ復元映像の画質劣化を防止できる
長所がある。
【0065】また、動的動き評価を通じてより精巧な動
き分析が可能であり、かつ64kbps級の低伝送率の
動映像符号化でも良好な画質の復元映像が得られる。
【0066】更に、動的動き評価において全体的な動き
を評価することにより、分析対象が背景と類似した明る
さを持っている場合においても、広い領域に亘って発生
する動きを捜すことができる。従って、単一の閾値を適
用する映像処理で発生する画質劣化を減らすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の動的動き評価による低伝送率の
動映像符号化装置の一実施例を示したブロック図であ
る。
【図2】図2は図1の全体動き分析器、ブロック動き分
析器、全体動き合成器及びブロック動き合成器の詳細な
ブロック図である。
【図3】A及びBからなり、A及びBは、図2の動き分
析器で遂行される動き評価の例を示した図面である。
【図4】セールスマンの模擬実験結果、発生したパラメ
ーターのビット発生量を示した図面である。
【図5】セールスマンの模擬実験結果、発生したパラメ
ーターのビット発生量を示した図面である。
【図6】セールスマンの模擬実験結果、生成された復元
映像の画質を示した図面である。
【図7】ミスアメリカの模擬実験結果、生成された復元
映像の画質を示した図面である。
【符号の説明】
1 目標映像 2 参照映像 3 全体動き分析器 4 全体動き合成器 51 暫定的な復元映像 52 背景映像 53 ブロック動き分析器 54 ブロック動き合成器 58 背景処理器 101 参照映像 102 目標映像 103 閾値 104 減算器 105 比較器 106 マルチプレクサ 107 差映像 108 動き分析器 109 モード選択器 110 優先順位決定器 111 動き合成器 112 復元映像 113 背景映像アップデート器 114 背景画像 156 入力端子 201 参照映像 202 目標映像 203 分析対象 204 基準ブロック 205 分析対象の部分 206 分析対象の部分 207 動きが発生した分析対象

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以前映像の輝度情報である参照映像を
    基にして、符号化しようとする次の映像の輝度情報であ
    る目標映像から変化した領域を分析対象として抽出する
    分析対象抽出過程と、 前記分析対象抽出過程から抽出された分析対象に対し
    て、全体的な動きを分析して、前記分析対象に対する動
    き情報と形状情報とを生成し、前記動き情報と形状情報
    とを利用して暫定的な復元映像を構成する全体動き評価
    過程と、 前記目標映像と前記全体動き評価過程で構成された暫定
    的な復元映像と背景映像とに対してブロック的な動きを
    分析し、小さい動き及び背景が存在する領域及び前記全
    体動き評価過程で動き評価の不可能な領域の動き分析を
    モードに応じて遂行して、最終的な復元映像を構成する
    ブロック動き評価過程とを含むことを特徴とする動的動
    き評価による低伝送率の動映像符号化方法。
  2. 【請求項2】 前記ブロック動き評価過程で構成され
    た最終的な復元映像から抽出された背景映像を修正及び
    管理する背景映像処理過程を更に含むことを特徴とする
    請求項1に記載の動的動き評価による低伝送率の動映像
    符号化方法。
  3. 【請求項3】 前記全体動き評価過程とブロック動き
    評価過程とにおいて、x、y軸方向への動き及び回転運
    動による動き評価を同時に適用することを特徴とする請
    求項2に記載の動的動き評価による低伝送率の動映像符
    号化方法。
  4. 【請求項4】 参照映像と目標映像とから抽出した分
    析対象に対して全体的な動きを分析して前記分析対象に
    対する動き情報と形状情報とを第1パラメーターとして
    生成する全体動き分析器と、 前記全体動き分析器から出力される第1パラメーターを
    利用して前記参照映像に対する暫定的な復元映像を構成
    する全体動き合成器と、 前記目標映像と前記全体動き合成器から出力された暫定
    的な復元映像と背景映像とを利用し、所定の単位ブロッ
    クに対して動きを分析して前記ブロックに対する動き情
    報と形状情報とを第2パラメーターとして生成するブロ
    ック動き分析器と、 前記ブロック動き分析器から出力される第2パラメータ
    ーを利用し小さい動き及び背景が存在する領域及び前記
    全体動き評価器で動き評価の不可能な領域の動き分析
    を、モードに応じて遂行して最終的な復元映像を構成す
    るブロック動き合成器とを含むことを特徴とする動的動
    き評価による低伝送率の動映像符号化装置。
  5. 【請求項5】 前記全体動き分析器及びブロック動き
    分析器は、 全体動き分析時には前記目標映像と前記参照映像とに対
    して、ブロック動き分析時には前記目標映像と前記暫定
    的な復元映像とに対して単位ブロック内の画素間の減算
    を遂行する減算器と、 前記減算器から出力される画素間の差の平均値を所定の
    閾値と比較する比較器と、 前記比較器から出力される信号を選択制御信号として、
    画素間の差の平均値が閾値より大きい場合には、同一の
    位置の前記目標映像ブロックを選択して差映像として出
    力し、小さい場合には、単位ブロック内の全ての画素値
    を0として出力する切換器と、 前記切換器から出力される差映像と前記参照映像又は暫
    定的な復元映像に対して動き分析を遂行して動き情報と
    形状情報とを出力する動き分析器と、 前記動き分析器から出力される動き情報、形状情報及び
    背景画像を入力として、全体動き合成及びブロック動き
    合成時に、分析対象の動き情報が前記参照映像から分析
    可能な場合には、予想モードを選択して動き情報と形状
    情報とをパラメーター化し、ブロック動き合成時に、分
    析対象の動き情報が前記参照映像から分析不可能な場合
    には、背景モードとイントラモードとを選択してパラメ
    ーター化するモード選択器とを含むことを特徴とする請
    求項4に記載の動的動き評価による低伝送率の動映像符
    号化装置。
  6. 【請求項6】 前記動き情報は、x、y軸方向の移動
    距離に対するベクトル値と回転運動による回転角度値と
    を含むことを特徴とする請求項5に記載の動的動き評価
    による低伝送率の動映像符号化装置。
  7. 【請求項7】 前記形状情報は、位置座標とチェーン
    情報とを含めて輪郭符号化を通じて符号化されることを
    特徴とする請求項5に記載の動的動き評価による低伝送
    率の動映像符号化装置。
  8. 【請求項8】 前記背景モードは、管理している背景
    映像と現在処理しようとする単位ブロックとを比較して
    同一の場合に選択され、前記単位ブロックの映像内の位
    置と背景モード信号とをパラメーター化することを特徴
    とする請求項5に記載の動的動き評価による低伝送率の
    動映像符号化装置。
  9. 【請求項9】 前記イントラモードは、動き情報が評
    価できず、背景映像に対する処理もできない場合に選択
    され、単位ブロックを所定単位にして平均画素値を生成
    してパラメーター化することを特徴とする請求項5に記
    載の動的動き評価による低伝送率の動映像符号化装置。
  10. 【請求項10】 前記全体動き合成器及びブロック動
    き合成器は、 前記全体動き分析器及びブロック動き分析器から生成さ
    れたパタメーターに対するビット発生率を調整するため
    に、パラメーター生成量が目標水準を超過する場合、重
    要なパラメーターを優先的に選択して伝送する優先順位
    決定器と、 前記優先順位決定器から優先的に選択されたパラメータ
    ーを合成して全体動き合成時には暫定的な復元映像とし
    て出力し、ブロック動き合成時には最終的な復元映像と
    して出力する動き合成器とを含むことを特徴とする請求
    項4に記載の動的動き評価による低伝送率の動映像符号
    化装置。
  11. 【請求項11】 前記全体動き合成器とブロック動き
    合成器とで生成されたパラメーターに対するビット発生
    量は、分析対象内の平均単位ブロックの個数、分析対象
    の個数及び動き評価の不可能な単位ブロックの個数に依
    存することを特徴とする請求項10に記載の動的動き評
    価による低伝送率の動映像符号化装置。
JP3165295A 1994-03-30 1995-01-27 動的動き評価による低伝送率の動映像符号化方法及び装置 Pending JPH07274175A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1994P6584 1994-03-30
KR1019940006584A KR100287209B1 (ko) 1994-03-30 1994-03-30 동적움직임평가에 의한 저전송률 동영상부호화방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07274175A true JPH07274175A (ja) 1995-10-20

Family

ID=19380017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3165295A Pending JPH07274175A (ja) 1994-03-30 1995-01-27 動的動き評価による低伝送率の動映像符号化方法及び装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH07274175A (ja)
KR (1) KR100287209B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6445826B1 (en) 1996-05-17 2002-09-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Decoping apparatus for shape and pixel value signal

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390740B1 (ko) * 1995-10-26 2003-11-01 주식회사 팬택앤큐리텔 영상신호부호화방법및부호화기
KR970025155A (ko) * 1995-10-26 1997-05-30 김주용 물체중심 부호화에서의 계층별 부호화 방법
KR100703283B1 (ko) * 2004-03-15 2007-04-03 삼성전자주식회사 회전 매칭을 통해 움직임을 예측하는 영상 부호화 장치 및방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6445826B1 (en) 1996-05-17 2002-09-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Decoping apparatus for shape and pixel value signal
US6516095B1 (en) 1996-05-17 2003-02-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Decoding apparatus for shape signal
US6560372B1 (en) 1996-05-17 2003-05-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Decoding apparatus based on pixel value motion vectors and shape signal motion vectors
US6597814B2 (en) 1996-05-17 2003-07-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image coding for transmitting information of shape, pixel value, and coding modes
US6661928B2 (en) 1996-05-17 2003-12-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image encoding apparatus, image decoding apparatus, image encoding method, image decoding method, image encoding program recording medium and image decoding program recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR100287209B1 (ko) 2001-04-16
KR950028528A (ko) 1995-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6052414A (en) Moving picture coding method and apparatus for low bit rate systems using dynamic motion estimation
JP3847827B2 (ja) 動きベクトル検出方法
US4703350A (en) Method and apparatus for efficiently communicating image sequences
US6366705B1 (en) Perceptual preprocessing techniques to reduce complexity of video coders
US6600786B1 (en) Method and apparatus for efficient video processing
US6360017B1 (en) Perceptual-based spatio-temporal segmentation for motion estimation
US6625216B1 (en) Motion estimation using orthogonal transform-domain block matching
US6785333B2 (en) Motion vector coding method
KR100242406B1 (ko) 디지탈 비디오 동화상의 움직임 보상 방법
JP2003532309A (ja) 適応動きベクトル場符号化
US5835147A (en) Method for compression and decompression of a video signal
JPH07226937A (ja) 輝度信号適応動き評価方法
JP2003244707A (ja) 動きベクトル検索領域の適応的決定方法
EP1389875A2 (en) Method for motion estimation adaptive to DCT block content
Kubasov et al. Mesh-based motion-compensated interpolation for side information extraction in distributed video coding
JP2002232897A (ja) オリエンテーション補間ノードの符号化装置及び方法
US5881183A (en) Method and device for encoding object contour by using centroid
US20070047643A1 (en) Video data compression
KR100212559B1 (ko) 물체의 윤곽 부호화 시스템 및 그의 움직임 추정방법
WO2000064167A1 (en) Method and apparatus for efficient video processing
JP2002232885A (ja) オリエンテーション補間ノードの符号化装置及び方法
JPH07274175A (ja) 動的動き評価による低伝送率の動映像符号化方法及び装置
KR100243865B1 (ko) 움직임 벡터 부호화 방법 및 그 장치
JP2001224036A (ja) 動画像符号化装置
US8107525B1 (en) Variable bit rate video CODEC using adaptive tracking for video conferencing