JPH0730901A - 動画像符号化方式および動画像復号化方式 - Google Patents

動画像符号化方式および動画像復号化方式

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JPH0730901A
JPH0730901A JP5171841A JP17184193A JPH0730901A JP H0730901 A JPH0730901 A JP H0730901A JP 5171841 A JP5171841 A JP 5171841A JP 17184193 A JP17184193 A JP 17184193A JP H0730901 A JPH0730901 A JP H0730901A
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JP
Japan
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motion vector
image
picture
unit block
motion
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JP5171841A
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English (en)
Inventor
Kazumitsu Saburi
和充 佐分利
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、動画像の動き量の大きいとき、或い
はシーンチェンジの際に、再生画像の動きに不自然さが
なく、複数ブロックにまたがる領域の動き補償を行う場
合でも、ブロック境界での不連続を発生しない動画像符
号化方式および動画像復号化方式を提供する。 【構成】本発明は、符号化単位ブロック毎に動きベクト
ルを求め、対象単位ブロックの動きベクトル代表値が零
である時には、対象単位ブロック内の内挿補間を禁止す
る動画像復号化方式である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル回線に接続
して使用されるTV電話などの画像通信装置に関し、特
に動き補償と直交変換による予測符号化を用いた符号化
を行う動画像符号化方式ならびに動画像復号化方式に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、動画像の動き量の大きいとき、或
いはシーンチェンジの際の動画像符号化処理に関して
は、1枚のフレーム画像を符号化する際に発生する符号
量が基準量を超えた場合、符号化出力の優先順に出力を
制限して伝送することによって、画像品質の劣化を回避
する技術(例えば特開平4−181887号)が開示さ
れている。また、従来の動画像の符号化における動き補
償を用いた予測符号化に関しては、単位ブロック毎の動
き補償方式(例えばCCITT、Recommenda
tion H.261)が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動画像
の動き量の大きいとき、或いはシーンチェンジの際の符
号化処理に関する従来の技術においては、発生符号量が
基準量を超えてしまった後に符号化出力の優先順によっ
て出力を制限するため、連続して動き量が大きかった場
合などには再生画像の動きが不自然になってしまうと同
時に画質も劣化する。また、ブロック毎の動き補償方式
では、複数ブロックにまたがった領域に動きがあり、各
々のブロックで異なる動きベクトルが検出された場合、
補償画像がブロック境界で不連続となり、予測画像生成
のための差分情報符号量が多くなり、伝送レートによっ
てはブロックの不連続が再生画像に残ってしまう。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題点に
鑑みてなされたものであり、動画像の動き量の大きいと
き、或いはシーンチェンジの場合、画像の動きが自然
で、画質の良好な再生動画像が得られる符号化処理を行
うと同時に、複数ブロックにまたがる領域の動き補償を
行う場合でも、ブロック境界での不連続を発生しない動
画像符号化方式を提供することを目的とし、現フレーム
全体の動きベクトルの大きさの平均値に応じて、送出す
る画像信号の階層を選択することを特徴とする動画像符
号化方式であり、画素単位の動きベクトルを補間によっ
て算出する内挿補間手段を有し、補間された画素単位の
動きベクトルを用いて、動画像の復号化を行い、単位ブ
ロックの動きベクトル代表値が零である時には、単位ブ
ロック内の内挿補間を行わないことを特徴とする動画像
符号化方式および動画像符号化復号化方式である。
【0005】すなわち、本発明は、ディジタル化された
画像入力信号の近接した定められた数の画素を複数まと
めて符号化単位ブロックとし、ブロック毎に前フレーム
の対応するブロックとの差分情報から現フレームとの位
置関係、すなわち動きベクトルを求める動きベクトル検
出手段を有し、検出された動きベクトルを定められた単
位ブロック毎の代表値として送出し、動きベクトルによ
る補償によって予測画像を生成し、符号化を行う動画像
符号化方式において、画像入力信号の解像度を複数の階
層に分けるサンプリング手段と、前記動きベクトル検出
手段によって検出された動きベクトルの大きさから、現
フレーム全体の動きベクトルの大きさの平均値を求め、
この平均値に応じて送出する画像信号の階層を選択する
動画像符号化方式である。
【0006】かつ本発明は、前記動画像符号化方式によ
って生成された信号を入力として、送出された対象単位
ブロックの動きベクトル代表値と、隣接した各単位ブロ
ックの各動きベクトル代表値とを用いて、前記対象単位
ブロック内に含まれる各画素の動きベクトルを補間によ
って算出する内挿補間手段を有し、補間された各画素の
動きベクトルを用いて動画像の復号化を行う動画像復号
化方式である。
【0007】さらに本発明は、前記動画像復号化方式に
おいて、対象単位ブロックの動きベクトル代表値が零で
ある時には、対象単位ブロック内の内挿補間を禁止する
動画像復号化方式である。
【0008】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の実施例を示すブロック回路図であ
り、図において100はディジタル化された画像入力信
号、101は画像入力信号の解像度を複数の階層に分け
るダウンサンプラー、102は復号化に用いるアップサ
ンプラー、103は単位ブロック毎の動きベクトル代表
値を検出する動きベクトル検出器、104は検出した動
きベクトル量により階層を判定する階層判定器、105
は階層判定器の結果によって切り替わるマルチプレク
サ、106はフレーム内符号化とフレーム間符号化の切
り替えスイッチ、107は直交変換器、108は量子化
器、109は符号化器の制御部である。115は予測画
像を生成するローカルデコーダ部であり、110、11
1は逆量子化器と直交逆変換器、112は前フレームの
フレームメモリであり、113、114はそれぞれ前フ
レームの復号画像を得る加算器と、予測誤差信号を得る
減算器である。
【0009】つぎに、このような構成における動作につ
いて説明する。図1において、ディジタル化された画像
入力信号100をダウンサンプラー101によって解像
度を複数の階層に分けマルチプレクサ105に入力す
る。また、現画像入力信号と前フレームの復号画像から
単位ブロック毎に動きベクトルを検出し、この動きベク
トルによって予測画像を生成する。さらに減算器114
によって現フレームと予測画像から予測誤差画像を生成
し、直交変換器107、量子化器108にて予測誤差画
像を符号化して出力する。階層判定器104では、検出
された動きベクトルの大きさから、現フレーム全体の動
きベクトルの大きさの平均値を求め、現フレーム全体の
動きベクトルの大きさの平均値に応じて、送出する画像
信号の階層を選択する。前フレームから現フレームへの
動き量の大きい時には、解像度の低い画像を選択して予
測誤差画像の符号化すべき画素数を減らすることで情報
量の削減を行う。最も動きが激しく、かつ動き補償によ
って予測符号化が行われる時は、予測誤差の符号化は行
われず、動きベクトルのみが符号化器から出力される情
報となる。またシーンチェンジが起きたときなども最初
に解像度の低い階層の画像を送出し、時間の経過と共に
解像度をあげて符号化し出力する。ここで、ダウンサン
プリングおよびアップサンプリングの方式はフィルタリ
ングとサブサンプルによる間引きを行っても良いし、囲
む4点から1点の画素値を算出することで間引きを行う
縮退処理によっても良い。また階層判定に用いる動きベ
クトル量の検出は、解像度の低い階層で動きベクトルを
求め、判定を行うことで処理の短縮化を図ることも可能
である。
【0010】予測誤差の符号化出力の情報量を少なく
し、動き補償によって予測画像を生成する場合、動き補
償の精度が画質性能の殆どを左右する。このため本実施
例においては、対象単位ブロックの動きベクトル代表値
から各画素の動きベクトルを算出し、補償に用いること
で符号化方式の予測性能を向上させている。各単位ブロ
ックの動きベクトル代表値から各画素の動きベクトルを
算出する内挿補間について、図2を用いて説明する。同
図において動きベクトル検出の単位ブロックをMBと表
し、動きベクトル値をVで表す。i,jはそれぞれ水平
垂直方向のブロック番号である。ここで算出されるVは
図示されている4つの単位ブロックの動きベクトルの代
表値Vi,j 、Vi+1,j 、Vi,j+1 、Vi+1,j+1 およびそ
れぞれの単位ブロックの中心点からの距離によって算出
される。図3に内挿補間によって求めた各画素の動きベ
クトル量を矢印の大きさにて示した。このような補間を
行うことで各画素の動き補償が行えるが、このままでは
動きのある部分と動きのない部分の境界領域での補間で
は、動きのある部分は実際の動き量より大きな動きベク
トルが算出され、同様にズーミングのような拡大時には
より大きなものとして算出されるため、予測誤差符号化
の符号量の増大を招く。そこで本実施例においては、対
象単位ブロックの動きベクトル代表値が零である時に
は、動きベクトル代表値が零である対象単位ブロック内
の各画素の動きベクトルは全て零とし、隣接する動きベ
クトル代表値が零でない対象単位ブロックについては内
挿補間を行う。本実施例における動きベクトルの内挿補
間の説明図を図4に示し、ブロック境界近傍の画素毎に
算出した動きベクトル量を矢印の大きさで示す。
【0011】このような線形な補間によって画素毎の動
きベクトルを求める方式の他、さらに外側の単位ブロッ
クの動きベクトル代表値を用いてスプライン関数などに
よる補間を行って求めることも可能である。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成ならび
に方法によれば、動きベクトルの大きさから現フレーム
全体の動きベクトルの大きさの平均値を求め、現フレー
ム全体の動きベクトルの大きさの平均値に応じて、送出
する画像信号の解像度の階層を選択するため、発生符号
量を規定する制御が可能となり、動き量の大きな画像が
連続して入力された場合などでも再生画像の動きが不自
然になることがない。さらに、複数ブロックにまたがっ
た領域に動きがあり、各々のブロックで異なる動きベク
トルが検出された場合でも、補償画像がブロック境界で
の不連続を発生することがなく、低伝送レート時におけ
る符号化においてもごく自然な、優れた画質を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図。
【図2】単位ブロック毎の動きベクトル代表値の例を示
す説明図。
【図3】画素毎の動きベクトルの内挿補間の説明図。
【図4】本実施例における動きベクトルの内挿補間の説
明図。
【符号の説明】
100 画像入力信号 101 ダウンサンプラー 102 アップサンプラー 103 動きベクトル検出器 104 階層判定器 105 マルチプレクサ 106 スイッチ 107 直交変換器 108 量子化器 109 符号化制御部 110 逆量子化器 111 直交逆変換器 112 前フレームメモリ 113 加算器 114 減算器 115 ローカルデコーダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル化された画像入力信号の近接し
    た定められた数の画素を複数まとめて符号化単位ブロッ
    クとし、ブロック毎に前フレームの対応するブロックと
    の差分情報から現フレームとの位置関係、すなわち動き
    ベクトルを求める動きベクトル検出手段を有し、検出さ
    れた動きベクトルを定められた単位ブロック毎の代表値
    として送出し、動きベクトルによる補償によって予測画
    像を生成し、符号化を行う動画像符号化方式において、
    画像入力信号の解像度を複数の階層に分けるサンプリン
    グ手段と、前記動きベクトル検出手段によって検出され
    た動きベクトルの大きさから、現フレーム全体の動きベ
    クトルの大きさの平均値を求め、この平均値に応じて送
    出する画像信号の階層を選択することを特徴とする動画
    像符号化方式。
  2. 【請求項2】ディジタル化された画像入力信号の近接し
    た定められた数の画素を複数まとめて符号化単位ブロッ
    クとし、ブロック毎に前フレームの対応するブロックと
    の差分情報から現フレームとの位置関係、すなわち動き
    ベクトルを求める動きベクトル検出手段を有し、検出さ
    れた動きベクトルを定められた単位ブロック毎の代表値
    として送出し、動きベクトルによる補償によって予測画
    像を生成し、符号化を行う動画像符号化方式であって、
    画像入力信号の解像度を複数の階層に分けるサンプリン
    グ手段と、前記動きベクトル検出手段によって検出され
    た動きベクトルの大きさから、現フレーム全体の動きベ
    クトルの大きさの平均値を求め、この平均値に応じて送
    出する画像信号の階層を選択する動画像符号化方式によ
    って生成された信号を入力として、送出された対象単位
    ブロックの動きベクトル代表値と、隣接した各単位ブロ
    ックの各動きベクトル代表値とを用いて、前記対象単位
    ブロック内に含まれる各画素の動きベクトルを補間によ
    って算出する内挿補間手段を有し、補間された各画素の
    動きベクトルを用いて動画像の復号化を行うことを特徴
    とする動画像復号化方式。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の動画像復号化方式におい
    て、対象単位ブロックの動きベクトル代表値が零である
    時には、対象単位ブロック内の内挿補間を行わないこと
    を特徴とする動画像復号化方式。
JP5171841A 1993-07-12 1993-07-12 動画像符号化方式および動画像復号化方式 Pending JPH0730901A (ja)

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Cited By (4)

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USD940438S1 (en) 2020-06-16 2022-01-11 Diana DiMaria Headwear towel

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