JPH0738720B2

JPH0738720B2 - 符号化制御方式

Info

Publication number: JPH0738720B2
Application number: JP63139655A
Authority: JP
Inventors: 篤道村上; 由里長谷川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH01307382A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、入力画像信号系列を高能率符号化するフレ
ーム間符号化装置における符号化制御方式に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第６図は例えば昭和61年度電子通信学会技報CS85−３村
上，伊藤，上澤「テレビ会議用カラー動画像伝送方式」
に示された、従来の符号化制御方式を用いたフレーム間符号化装置の構成を示すブロツク図であり、
102は入力画像信号系列101と前フレーム再生画像信号系
列112との減算を行い、フレーム間差分信号系列103を出
力する減算器、106は符号化復号化部でフレーム間差分
信号系列103およびブロツク識別データ105を入力して符
号化データ107および復号フレーム間差分信号系列108を
出力するものである。

また、109は、上記前フレーム再生画像信号系列112と上
記復号フレーム間差分信号108とを加算する加算器で再
生画像信号系列110を出力する。

111は、この再生画像信号系列110を１フレーム分蓄える
フレームメモリである。

113は符号化データ107を入力して、情報発生量を求め、
符号化制御信号114および送信データ115を出力する送信
バツフアである。

116は、上記符号化制御信号114を入力して、符号化制御
パラメータ117をブロツク識別部104に出力する符号化制
御部である。

104は、上記符号化制御パラメータ117および上記フレー
ム間差信号系列103を入力して、ブロツク識別データ105
を出力するブロツク識別部である。

第７図は、第６図におけるブロツク識別部104の構成例
である。

201は、符号化制御パラメータ117に対応づけられたしき
い値Th202を出力するしきい値制御部、203は、しきい値
Th202によりブロツク判定を行なうブロツク判定部であ
る。

次に動作について説明する。

入力画像信号系列101は減算器102によつて前フレーム再
生画像信号系列112を減算し、フレーム間差分信号系列1
03に変換される。このフレーム間差分信号系列は原信号
に比べ信号全体のパワーが小さくなつているため、同一
の符号化量にて符号化誤差のより小さい符号化が可能で
ある。

このフレーム間差分信号系列103を符号化復号化部106に
おいて、高能率符号化復号化し、符号化データ107と復
号フレーム間差分信号系列108とを得る。

加算器109において、前記前フレーム再生画像信号系列1
12と復号フレーム間差分信号系列108とを加算して、再
生画像信号系列110を得る。

この再生画像信号系列110をフレームメモリ111に記憶し
所定のフレーム時間だけ遅延を与えて、次フレーム符号
化のための前フレーム再生画像信号系列を形成する。

一方、符号化データ107は送信バツフア113に記憶された
後送信データ115として送出される。

また、送信バツフア113は１フレーム分の符号量の総和
を符号化制御信号114（情報発生量）として求め符号化
制御部116へ供給する。

符号化制御部116は、この情報発生量114と外部からの指
示により、固定的に選択される符号化速度、再生画質な
どの符号化モード信号に基づいて、ブロツク識別部104
にて使用される符号化制御パラメータ117をフレーム毎
に適応的に制御する。

ブロツク識別部104では、符号化制御パラメータ117に対
応づけられたしきい値Thでフレーム全体のブロツクの判
定を行なうため、しきい値制御部201からTh202が出力さ
れThとデータ値との大小比較が、次式にしたがつてブロ
ツク判定部203において実行され、ブロツク識別データ1
05が決定される。

データ値Th ν＝０無効ブロツク＞Th ν＝１有効ブロツクこの有効ブロツクについては、ブロツクに対応するデー
タ値が、ブロツク識別データν105とともに符号化デー
タ107として出力され、無効ブロツクでは、ブロツクに
対応するデータ値は０とみなされ、ブロツク識別データ
ν105のみが符号化データ107として出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のフレーム間符号化装置に用いられた符号化制御方
式は以上のように実行されるので入力画像が静止したと
き、ブロツク識別しきい値をフレーム単位で一様に下げ
ると、１フレーム単位の有効ブロツク数が増加し、情報
発生量が極度に増大してしまうという課題があつた。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされ
たもので、ブロツク識別しきい値を下げる際に急激に有
効ブロツク数が増加することを抑えることができ、情報
発生量を低減できる符号化制御方式を得ることを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る符号化制御方式は、画像が静止したとき
ブロツク識別しきい値をフレーム単位で一様に所望の値
に下げるのではなく、時間的には、一定時間経過後に、
また、空間的には、段階をおつて徐々にしきい値を所望
の値に下げる領域を広げながらフレーム全体のしきい値
が所望の値に下がるようにしたものである。

〔作用〕

この発明における符号化制御方式は、ブロツク識別しき
い値をフレームの中で可変にしたことにより、有効ブロ
ツク数の急激な増加、情報発生量の極度の増大を抑えら
れる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明による符号化制御方式を実行するための
ブロツク識別部の一構成例である。

201は、符号化制御パラメータ117に対応づけられたしき
い値Th202を出力するしきい値制御部、202は、しきい値
制御部から出力されたしきい値Th、１は、比較用しきい
値Toと前フレームにおいて用いた第４図に斜線で示し領
域１、領域２、領域３、領域４の各領域に対するしきい
値T₁、T₂、T₃、T₄の値と領域を示すパラメータS4を入力
し、しきい値Thと比較用しきい値Toとの大小関係によ
り、現フレームにおいて、用いる各領域に対するしきい
値T₁、T₂、T₃、T₄の値と比較用しきい値Toと領域を示す
パラメータS2を決定し出力する識別制御部である。３
は、比較用しきい値Toと各領域と各領域に対するしきい
値T₁、T₂、T₃、T₄の値と領域を示すパラメータＳを記憶
し、フレーム毎に更新するメモリである。５は、識別制
御部１から出力された現フレームにおいて用いる各領域
に対するしきい値T₁、T₂、T₃、T₄の値によりブロツク判
定を行い、ブロツク識別データν105を出力するブロツ
ク判定部である。

この第１図は、第７図におけるブロツク識別部104に対
応し、したがつてその他の部分は、第７図と同様であ
る。

次に動作について説明する。

画像が静止したとき、ブロツク識別部においてブロツク
識別しきい値をフレーム単位で一様に下げるとブロツク
識別データνの値が１となる有効ブロツク数が増大し、
情報発生量が第２図の実線のように、急激に増大する。
そこで、急激に情報発生量が増大しないように、比較用
しきい値T₀（このToは、ThがToより大きいときは、前フ
レームのしきい値を表し、それ以外のときは、所望のし
きい値である）としきい値制御部201から出力されたし
きい値Th202とを比較し、ThがToより小さい場合、フレ
ーム全体のしきい値を第３図の実線のように一度に所望
の値に下げるのではなく、段階的に、一定時間経過後に
所望の値にフレーム全体のしきい値がなるように、Thが
Toより小さくない状態から小さい状態になつたフレーム
を第１フレーム、次のフレームを第２フレーム、その次
のフレームを第３フレーム、そのまた次のフレームを第
４フレームとしたとき、第1,第2,第3,第４と順番にしき
い値を第３図の中の点線のように、次第に所望の値に近
づけるように下げていき、第４フレーム目の処理が終了
した時点で、フレーム全体のしきい値が所望の値となる
ような処理を行なう。

以下、第１図に沿つて説明する。識別制御部１ではしき
い値制御部201から出力された符号化制御パラメータ117
に対応づけられたしきい値Th202と、メモリ３から読み
出した比較用しきい値Toとの大小関係と領域を示すパラ
メータＳの値により、ブロツク判定部５で用いる各領域
に対するしきい値T₁、T₂、T₃、T₄の値を更新するととも
に、メモリ３に記憶する比較用しきい値To、領域を示す
パラメータＳの値を更新し、各領域に対するしきい値
T₁、T₂、T₃、T₄と比較用しきい値Toと領域を示すパラメ
ータＳの値を出力する。ブロツク判定部５では、識別制
御部１から出力された各領域に対するしきい値T₁、T₂、
T₃、T₄でブロツク判定を行ない、ブロツク識別データν
105を出力する。

以下、第１図におけるブロツク識別部の構成例に基づく
処理の流れを示した第５図に沿つて説明する。

まず、しきい値制御部201から出力された符号化制御パ
ラメータ117に対応づけられたしきい値Th202とメモリ３
から読み出した比較用しきい値Toとの大小比較を行う。
次に、ThとToの大小関係がThがToより大きくない場合は
メモリ３から読み出された領域を示すパラメータＳの値
を見る。ThとToの大小関係およびＳの値により、以下の
ような処理が行われる。

（０）第０段階 ThがToより大きい場合と ThがToと等しく、かつ、Ｓの値が０のときは識別制御部
１ではT₀、T₁、T₂、T₃、T₄の値を全てThに更新し、Ｓの
値はそのままの０を出力し、メモリ３に記憶する。

ブロツク判定部５はフレーム全体をThのしきい値でブロ
ツク判定し、ブロツク識別データν105を出力する。

（１）第１段階 ThがToより小さく、かつ、Ｓの値が０のときは、識別制御部１では、T₀、T₁の値をThに、またＳの値を１
に更新し、T₂、T₃、T₄の値はそのまま出力し、メモリ３
に記憶する。

ブロツク判定部５では、領域１をT₁＝Th＝T₀で、領域
２、３、４を前段階と同じT₂、T₃、T₄でブロツク判定
し、ブロツク識別データν105を出力する。

（２）第２段階Ｓの値が１のときは、識別制御部１では、T₂の値をT₀に、また、Ｓの値を２に
更新し、T₀、T₁、T₃、T₄の値は、そのまま出力し、メモ
リ３に記憶する。ブロツク判定部５では、領域１＋２を
Toで領域３、４を前段階と同じT₃、T₄でブロツク判定
し、ブロツク識別データν105を出力する（３）第３段階Ｓの値が２のときは識別制御部１では、T₃の値をT₀に、また、、Ｓの値を３
に更新し、T₀、T₁、T₂、T₄の値はそのまま出力し、メモ
リ３に記憶する、ブロツク判定部５では、領域１＋２＋
３をT₀で、領域４を前段階と同じT₄でブロツク判定し、
ブロツク識別データν105を出力する（４）第４段階Ｓの値が３のとき識別制御部１では、T₄の値をT₀に、また、Ｓの値を０に
更新し、T₀、T₁、T₂、T₃の値はそのまま出力し、メモリ
３に記憶する。

ブロツク判定部５では、フレーム全体をT₀のしきい値で
ブロツク判定し、ブロツク識別データν105を出力す
る。

第１、第２、第３、第４段階の処理は、最初にTh＜Toが
観測されたフレームでのしきい値ThをＴとすると、
（１）では領域１、（２）では領域１＋２、（３）では
領域１＋２＋３、（４）では、フレーム全体のしきい値
をＴに下げることである。

この実施例では、領域を放射状に広がるように設定し、
また、フレーム全体のしきい値が所望の値に下がるまで
の時間を４フレームとしているが、あくまでも、これは
一例であり、領域の設定、フレーム全体のしきい値が所
望の値に下がるまでの時間とも全く任意である。

例えば領域をランダムにｍ周期で（ｍは自然数）フレー
ム全体となるように設定することも可能である。

また、一般的には入力画像の静止部分にはフレーム間符
号化が有効であり、動き部分の画像にはフレーム内符号
化が有効なため、入力画像の性質により有効なほうを選
択的に切り換えるフレーム内／フレーム間混合符号化が
用いられている。これは送受信で同期された所定の順序
に従って逐次指定される領域をフレーム内符号化し、一
定フレーム時間経過後にフレーム全体がフレーム内符号
化されるよう前記領域をフレーム単位に設定するととも
に前記フレーム時間経過を示すシーケンス情報をフレー
ム毎に伝送し、かつ前記指定される領域以外の領域はフ
レーム間符号化を行うものであるが、このフレーム内／
フレーム間混合符号化に、前記実施例のしきい値制御を
用いたフレーム間符号化を適応的に切り換える符号化制
御方式としても本願の目的を達成することが可能であ
る。

〔発明の効果〕

この発明に係る符号化制御方式を用いたフレーム間符号
化装置は、ブロツク識別部において、画像が静止したと
きに、ブロツク識別しきい値を一様に下げるのではな
く、ブロツク単位で可変にしたことにより、有効ブロツ
クの発生を抑えることができ、情報発生量を低減させる
ことができる効果がある。

また、しきい値を下げる途中で画像が動き出した場合情
報発生量の急激な増大を伴わないので動きに対する追従
がよくなるのはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の符号化制御方式のブロツク識別部の
一構成例を示すブロツク図、第２図は、しきい値と情報
発生量の関係を示す図、第３図はしきい値と時間（フレ
ーム）の関係を示す図、第４図は、領域の設定例を示す
図、第５図は、ブロツク識別部における処理の流れを示
す図、第６図は従来のブロツク識別部の構成を示すブロ
ツク図、第７図は第６図のフレーム間符号化装置の構成
を示すブロツク図である。図において、117は符号化制御パラメータ、201はしきい
値制御部、202はしきい値Th、１は識別制御部、２は現
フレームで用いる各領域に対するしきい値T₁、T₂、T₃、
T₄および比較用しきい値Toおよび領域を示すパラメータ
Ｓ、３はメモリ、４は前フレームで用いた各領域に対す
るしきい値T₁、T₂、T₃、T₄、および比較用しきい値Toお
よび領域を示すパラメータＳ、５はブロツク判定部、10
5はブロツク識別データである。なお、図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像信号と前フレーム再生画像信号と
の差により得られるフレーム間差分信号を入力しブロッ
クごとに符号化し符号化データを出力する符号化手段
と、前記符号化データを送信データとして送出すると共
に単位フレーム当たりの符号量の総和を求め符号化制御
信号として出力する送信バッファと、前記符号化制御信
号に基づき前記ブロックの有効・無効を判定するしきい
値を設定するための符号化制御パラメータを求める符号
化制御手段と、前記符号化制御パラメータに基づき前記
しきい値を設定し、設定されたしきい値と各ブロックに
分割された前記フレーム間差分信号に基づき前記各ブロ
ックの有効・無効判定を行いブロック識別データを出力
するブロック識別手段とを備え、前記符号化手段が前記
ブロック識別データに基づき前記フレーム間差分信号の
有効ブロックに対応するデータを符号化する符号化制御
方式において、前記ブロック識別手段は、前記符号化制
御パラメータに対応したしきい値を求めるしきい値制御
手段と、このしきい値制御手段により求められた現フレ
ームのしきい値と所定の比較用しきい値とを比較し、前
記現フレームのしきい値が前記比較用しきい値より小さ
くない状態から小さい状態になった場合、前記現フレー
ムのしきい値を比較用しきい値として更新すると共に、
少なくとも１つ以上のブロックにより構成されたフレー
ム内の複数の領域のうち、一部の領域に対し前記更新さ
れた比較用しきい値を設定し他の領域に対し前記前フレ
ームの各領域のしきい値を設定し、フレームが更新され
るごとに、前記しきい値制御手段により求められたフレ
ームのしきい値と前記更新された比較用しきい値とを比
較し、前記しきい値制御手段により求められたフレーム
のしきい値が前記更新された比較用しきい値より小さい
間は、前記更新された引各用しきい値を設定する領域を
１フレーム全体にわたるまで順次拡大させ、前記現フレ
ームのしきい値が前記比較用しきい値より大きい場合、
前記現フレームのしきい値を前記比較用しきい値として
更新すると共に１フレーム全体の領域に対し前記更新さ
れた比較用しきい値を設定する識別制御手段と、この識
別制御手段から出力された前記現フレームの各領域に対
するしきい値によりその領域内の各ブロックにつきブロ
ック判定を行い前記ブロック識別データを出力するブロ
ック判定手段とを備えたことを特徴とする符号化制御方
式。