JPH07322256A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH07322256A
JPH07322256A JP11265294A JP11265294A JPH07322256A JP H07322256 A JPH07322256 A JP H07322256A JP 11265294 A JP11265294 A JP 11265294A JP 11265294 A JP11265294 A JP 11265294A JP H07322256 A JPH07322256 A JP H07322256A
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JP
Japan
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specific range
circuit
coding
transmission buffer
output
Prior art date
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JP11265294A
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English (en)
Inventor
Yoshio Iizuka
義夫 飯塚
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低レート伝送でも、必要部分の画質を確保で
きるようにする。 【構成】 特定範囲決定回路40は、伝送バッファ32
のデータ占有率を示す伝送バッファ充足度信号32bに
従い、画面中央部分のどの程度の広さを特定範囲とする
かを決定し、決定した特定範囲を示す特定範囲指定信号
を符号化モード設定回路42に出力する。特定範囲とし
て、フレームの中心に近いブロックが優先的に選択され
る。伝送バッファ充足度が大きくなるに従い、特定範囲
は縮小される。符号化モード設定回路42は、特定範囲
指定信号に従い、特定範囲内のブロックについては、ス
イッチ18をa接点に接続したままで、設定すべき符号
化モードに応じてスイッチ14をa接点又はb接点に接
続する。特定範囲外のブロックでは、回路42は、スイ
ッチ14,18を共にb接点に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号を一定レー
トで符号化する画像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、一定レート符号化のための動
画像信号符号化方式として、ITU−T勧告H.261
が知られている。このH.261方式では、フレーム内
/フレーム間適応予測(動き補償を含む)、離散コサイ
ン変換(DCT)、可変の量子化ステップ幅、及び可変
長符号化等を採用することにより、非常に高い圧縮率を
実現している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】H.261方式に準拠
する従来の画像符号化装置では、一般に、前フレームの
発生符号量又は伝送バッファの充足度に応じて量子化ス
テップ幅を制御することにより、一定レート符号化を図
っている。
【0004】ところが、このような構成では、低レート
符号化時には、フレーム全体に渡って量子化ステップ幅
を大きな値に設定せざるを得ないので、再生画像に大き
なブロック歪が生してしまい、画質劣化の原因となって
いた。
【0005】本発明は、このような不都合を生じない画
像符号化装置を提示することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像符号化
装置は、動画像信号をブロックに分割し、画面間符号化
モードと画面内符号化モードを併用して符号化する画像
符号化装置であって、画面上の特定範囲外のブロックの
符号化モードを画面間符号化モードに固定するととも
に、当該特定範囲外の予測誤差信号を強制的に0とする
符号化制御手段と、前画面の発生符号量及び伝送バッフ
ァの充足度の少なくとも一方に応じて当該特定範囲を変
更する特定範囲変更手段とを有することを特徴とする。
【0007】
【作用】上記手段により、特定範囲外のブロックに割り
当てる符号量をほぼ0に減らすことができる。これによ
り、特定範囲内のブロックでは、低レート符号化時でも
量子化ステップ幅を小さく設定することができ、再生画
像にあまりブロック歪が生じない。つまり、特定範囲内
で再生画像の画質向上を図ることができる。
【0008】なお、特定範囲外では、前フレームの画像
がそのまま表示されるが、背景などのように、もともと
静止又は準静止しているような画像であれば、このよう
な結果になっても全く支障無い。
【0009】即ち、テレビ電話等で入力される動画像信
号は、一般に、画面の中央付近に人物(移動物体)が映
されており、画面の周辺に映される背景部分はあまり変
化しないことが多い。上記手段によれば、こうした背景
部分を更新せずに、人物を含む特定範囲内のみ画質向上
することにより、再生画像全体の画質を改善する。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。但し、ループ・フィルタに関する構成は
省略してある。また、ここでは、符号化すべき画像信号
は、輝度信号(Y)と色差信号(Cb,Cr)により表
現されているものとするが、本発明は、表色系に制限さ
れない。
【0012】図1において、10は、符号化しようとす
る動画像のディジタル画像データが符号化ブロック単位
で順に入力する入力端子、12は、12は入力端子10
から入力した画像データから、予測差分符号化における
予測値を減算する減算器、14は入力端子10から入力
した画像データ(a接点)又は減算器16から出力され
る予測誤差データ(b接点)を選択するスイッチ、16
は、ゼロ・データを発生するゼロ・データ発生回路、1
8はスイッチ14の出力(a接点)又はゼロ・データ発
生回路16の出力(b接点)を選択するスイッチであ
る。20は、スイッチ18の出力を、直交変換(例え
ば、離散コサイン変換)する直交変換回路、22は直交
変換回路20から出力される変換係数を量子化する量子
化回路である。
【0013】24は量子化回路22の出力を逆量子化す
る逆量子化回路、26は逆量子化回路24の出力を逆直
交変換する逆直交変換回路、28は、逆直交変換回路2
6の出力を一時記憶し、入力端子10に入力する画像デ
ータとからを動き補償する動き補償フレーム・メモリで
ある。動き補償フレーム・メモリ28の出力はフレーム
間符号化の予測信号として減算器12に印加される。
【0014】30は、量子化回路22の出力を可変長符
号化する可変長符号化回路、32は、可変長符号化回路
30の出力を伝送路の伝送レートに合わせてバッファリ
ングする伝送バッファ、34は伝送バッファ32の符号
データ出力32aを伝送路に接続する出力端子である。
【0015】36は、入力端子10に入力する画像デー
タ、減算器12から出力される予測誤差データ、及び伝
送バッファ32からのバッファ充足度信号32bに従
い、回路12〜30による符号化動作、具体的には、ス
イッチ14,18、量子化回路22及び逆量子化回路2
4を制御する符号化制御回路である。伝送バッファ32
が出力するバッファ充足度信号32bは、伝送バッファ
32に記憶されるデータ量の、バッファ容量に対する割
合を示す。勿論、伝送バッファ32の容量は既知である
ので、符号化制御回路36には伝送バッファ32に記憶
されるデータ量を示す信号を供給するようにしてもよ
い。
【0016】符号化制御回路36は、本実施例における
特徴的な要素として、バッファ充足度信号32bに応じ
て量子化回路22及び逆量子化回路24の量子化ステッ
プ幅を設定する量子化ステップ幅設定回路38、バッフ
ァ充足度信号32bに応じて、動画伝送する範囲(特定
範囲)を決定する特定範囲決定回路40、並びに、入力
端子10に入力する画像データ、減算器12から出力さ
れる予測誤差データ、及び特定範囲決定回路40からの
特定範囲指定信号に従い、スイッチ14,18を切り換
え制御する符号化モード設定回路42を具備する。
【0017】符号化モード設定回路42は、詳細は後述
するが、特定範囲決定回路40により決定された特定範
囲内では、入力端子10に入力する画像データと、減算
器12から出力される予測誤差データとを比較し、符号
化効率の見地からフレーム内符号化とフレーム間符号化
の好ましい方をブロック単位で決定し、フレーム内符号
化を選択したブロックではスイッチ14,18を共にa
接点に接続し、フレーム間符号化を選択したブロックで
はスイッチ14をb接点に、スイッチ18をb接点に接
続する。特定範囲外では、符号化モード設定回路42
は、全てのブロックについて、スイッチ14をb接点に
接続すると共に、スイッチ18をb接点に接続する。な
お、符号化モード設定回路42は、選択された符号化モ
ード及び量子化ステップに関する情報が含む符号化情報
を出力端子44に出力する。
【0018】先ず、画像信号の基本的な流れを説明す
る。入力端子10に入力する画像データは、減算器1
2、スイッチ14のa接点、動き補償フレーム・メモリ
28及び符号化制御回路36の符号化モード設定回路4
2に入力する。
【0019】減算器16は、入力端子10からの画像デ
ータから予測値(動き補償フレーム・メモリ28の出
力)を減算し、予測誤差データをスイッチ14のb接点
に出力する。スイッチ18は、先に説明したように、符
号化モード設定回路42により切り換え制御される。ス
イッチ18により選択されたデータはスイッチ18のa
接点に印加され、スイッチ18のb接点にはゼロ・デー
タ発生回路16の出力するゼロ・データが印加される。
スイッチ18も符号化モード設定回路42により切り換
え制御される。
【0020】スイッチ18の出力は直交変換回路20に
印加される。直交変換回路20は、スイッチ18の出力
データ(原画像データ、予測誤差データ又はゼロ・デー
タ)をブロック毎に直交変換(例えば、離散コサイン変
換)し、量子化回路22は、直交変換回路20から出力
される直交変換係数を量子化ステップ幅設定回路38に
より設定される量子化ステップ幅で量子化する。
【0021】逆量子化回路24は、量子化ステップ幅設
定回路38により設定される量子化ステップ幅に従い量
子化回路22の出力を逆量子化し、逆直交変換回路26
は、逆量子化回路24の出力を逆直交変換する。動き補
償フレーム・メモリ28は、先ず、逆直交変換回路26
の出力データを、それがフレーム間符号化されたものの
ときには予測値を加算して原画像データとし、フレーム
予測のために1フレーム遅延する。その1フレーム遅延
した画像データ、即ち、前フレームの局部復号画像デー
タと、入力端子10からの現フレームの画像データとを
比較演算して動きベクトルを検出し、その検出結果に基
づき前フレームの局部復号画像データを動き補償する。
ここでの動き補償の動作自体は周知であるので、詳細な
説明は省略する。動き補償フレーム・メモリ28で動き
補償された前フレームの画像データは予測値として減算
器12に印加される。
【0022】可変長符号化回路30は、量子化回路22
の出力を可変長符号化し、その出力は伝送バッファ48
に一時記憶される。伝送バッファ48は、出力端子34
に接続する伝送路に応じた一定レートで記憶データを読
み出し、出力端子34に出力する。伝送バッファ32は
また、記憶するデータ量の、記憶容量に対する割合を充
足度信号32bとして出力し、この信号32bは、符号
化制御回路36の量子化ステップ幅設定回路38と特定
範囲決定回路40に供給される。
【0023】量子化ステップ幅設定回路38は、伝送バ
ッファ充足度信号32bに基づき量子化回路22(及び
逆量子化回路24)の量子化ステップ幅を決定する。本
実施例では、量子化ステップ幅設定回路38が、伝送バ
ッファ充足度信号32bのみに従って量子化ステップ幅
を設定するとしたが、勿論、その他の情報に応じて量子
化ステップ幅を設定してもよい。
【0024】特定範囲決定回路40は、伝送バッファ充
足度信号32bに従い、画面中央部分のどの程度の広さ
を特定範囲とするかを決定し、決定した特定範囲を示す
特定範囲指定信号を符号化モード設定回路42に出力す
る。ここで、特定範囲指定信号は、画面内の各ブロック
が特定範囲内か外かを示す信号である。
【0025】図2及び図3に例示したように、フレーム
の中心に近いブロックが特定範囲として優先的に選択さ
れる。伝送バッファ充足度が大きくなるに従い、特定範
囲は縮小される。例えば、伝送バッファ充足度が60〜
70%の時には、図2に示した特定範囲が選ばれ、伝送
バッファ充足度が70〜80%の時には図3に示すよう
に、より狭い特定範囲が選ばれる。
【0026】符号化モード設定回路42は、特定範囲決
定回路40からの特定範囲指定信号に従い、次のように
スイッチ14,18を切り換え制御する。即ち、特定範
囲内であるとされたブロックでは、符号化モード設定回
路42は、通常通りに符号化モードを設定し、スイッチ
18をa接点に接続したままで、設定すべき符号化モー
ドに応じてスイッチ14をa接点又はb接点に接続す
る。特定範囲外であるとされたブロックでは、符号化モ
ード設定回路42は、フレーム間符号化モードを選択
し、スイッチ18をb接点に接続する。符号化モード設
定回路42はまた、選択された符号化モードと量子化ス
テップに関する情報を含む符号化情報を出力端子44に
出力する。この符号化情報は、出力端子34から出力さ
れる符号化画像データと共に伝送される。
【0027】上記実施例では、特定範囲を画面中央付近
に固定的に設定したが、例えば、動き補償フレーム・メ
モリ28で検出される動きベクトルを利用して、特定範
囲の中央を頻度の大きい動きを持つ被写体又は最も動き
の大きい被写体などに追随して設定するようにしてもよ
い。
【0028】また、上記実施例では、特定範囲外のブロ
ックに関して、ゼロ・データ発生回路16及びスイッチ
18により予測誤差データを強制的にゼロにしたが、量
子化回路22を制御して、ゼロの予測誤差データに相当
する量子化データを出力させるようにしてもよい。両者
は実質的に等価であることは明らかである。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、特定範囲外のブロックに割り当て
る符号量をほぼ0に減らすことができる。これにより、
特定範囲内のブロックでは、低レート符号化時でも量子
化ステップ幅を小さく設定することが可能になり、それ
だけブロック歪みを低減できる。つまり、特定範囲内で
再生画像の画質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。
【図2】 特定範囲の説明図である。
【図3】 より狭い特定範囲の説明図である。
【符号の説明】
10:入力端子 12:減算器 14:スイッチ 16:ゼロ・データ発生回路 18:スイッチ 20:直交変換回路 22:量子化回路 24:逆量子化回路 26:逆直交変換回路 28:動き補償フレーム・メモリ 30:可変長符号化回路 32:伝送バッファ 34:出力端子 36:符号化制御回路 38:量子化テップ幅設定回路 40:特定範囲決定回路 42:符号化モード設定回路 44:符号化情報出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動画像信号をブロックに分割し、画面間
    符号化モードと画面内符号化モードを併用して符号化す
    る画像符号化装置であって、画面上の特定範囲外のブロ
    ックの符号化モードを画面間符号化モードに固定すると
    ともに、当該特定範囲外の予測誤差信号を強制的に0と
    する符号化制御手段と、前画面の発生符号量及び伝送バ
    ッファの充足度の少なくとも一方に応じて当該特定範囲
    を変更する特定範囲変更手段とを有することを特徴とす
    る画像符号化装置。
JP11265294A 1994-05-26 1994-05-26 画像符号化装置 Withdrawn JPH07322256A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040005290A (ko) * 2002-07-09 2004-01-16 엘지전자 주식회사 이동통신 단말기의 영상신호 코딩 방법
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US7386174B2 (en) 1996-08-26 2008-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Image transmission apparatus and method therefor

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Effective date: 20010731