JPH0779260B2 - 予測コード化およびデコード化 - Google Patents
予測コード化およびデコード化Info
- Publication number
- JPH0779260B2 JPH0779260B2 JP2500836A JP50083690A JPH0779260B2 JP H0779260 B2 JPH0779260 B2 JP H0779260B2 JP 2500836 A JP2500836 A JP 2500836A JP 50083690 A JP50083690 A JP 50083690A JP H0779260 B2 JPH0779260 B2 JP H0779260B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- decoder
- stage
- difference signal
- predictive
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
- H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は予測コード化およびデコード化、特にそれに限
定されないが変換コード化を使用するインターフレーム
ビデオコード化システムに関する。
定されないが変換コード化を使用するインターフレーム
ビデオコード化システムに関する。
予測的な符号化方法において、受信器は現在の信号値が
それの過去の値に基づくであろうという予測を構成す
る。したがって、このようなスキムは一般にプレディク
タと呼ばれ、現在の信号値の予測を形成するために過去
の信号値（多分荷重された）を供給する遅延または蓄積
段を使用する。
それの過去の値に基づくであろうという予測を構成す
る。したがって、このようなスキムは一般にプレディク
タと呼ばれ、現在の信号値の予測を形成するために過去
の信号値（多分荷重された）を供給する遅延または蓄積
段を使用する。
送信器において、類似した予測が行われ、予測された信
号値と実際の信号値との間の差は符号化され、それが実
際の信号の近似値を再構成するために予測に付加される
受信器に差信号として受信される。
号値と実際の信号値との間の差は符号化され、それが実
際の信号の近似値を再構成するために予測に付加される
受信器に差信号として受信される。
このようなシステムはアナログまたはデジタルであって
もよく、デジタルシステムの一例はデジタルビデオ符号
化システムである。
もよく、デジタルシステムの一例はデジタルビデオ符号
化システムである。
ビデオデータは非常に冗長であり、したがってフレーム
間の動きを補償するインターフレームプレディクタを使
用してビデオデータを送信することが知られている。こ
のようなシステムの送信器端部において、差信号値は例
えば空間変換を使用した８×８画像要素（画素）のブロ
ック形態でコード化され、また受信器において逆変換が
差信号をデコードするために適用される。
間の動きを補償するインターフレームプレディクタを使
用してビデオデータを送信することが知られている。こ
のようなシステムの送信器端部において、差信号値は例
えば空間変換を使用した８×８画像要素（画素）のブロ
ック形態でコード化され、また受信器において逆変換が
差信号をデコードするために適用される。
一般に使用される変換はディスクリート余弦変換であ
る。それを行うために必要とされる数学的作業は有限数
のビットにより正確に表されることができない。したが
って、例えば異なる製造業者よって生成された異なる内
部計算構造による実際の構成は少し異なった結果を発生
させ得る。
る。それを行うために必要とされる数学的作業は有限数
のビットにより正確に表されることができない。したが
って、例えば異なる製造業者よって生成された異なる内
部計算構造による実際の構成は少し異なった結果を発生
させ得る。
逆変換段はコーダおよびデコーダの両者に配置されてい
る。これらの２つがそれらの出力において完全に同じ差
信号値を生成しない場合、エンコーダおよびデコーダに
おける予測は発散し始め、結果的なエラーはデコードさ
れた画像上で可視的になる。
る。これらの２つがそれらの出力において完全に同じ差
信号値を生成しない場合、エンコーダおよびデコーダに
おける予測は発散し始め、結果的なエラーはデコードさ
れた画像上で可視的になる。
この問題は、逆変換の（仮想の）非常に正確に変形に関
する最大許容エラーを限定することにより対処されてい
る。２つの平均エラーパラメータ（任意の画素上の平均
エラーおよび全体の平均エラー）はそれらがバイアスに
影響するため非常に重要であり、その存在は結果的にコ
ーダおよびデコーダにおける画像間の発散を累積的に増
加させることを試験が示している。したがって、全体的
な平均エラーは、画像ブロックの輝度の多数のフレーム
にわたる単調な増加または減少として、或は色調の増加
として可視的になる。
する最大許容エラーを限定することにより対処されてい
る。２つの平均エラーパラメータ（任意の画素上の平均
エラーおよび全体の平均エラー）はそれらがバイアスに
影響するため非常に重要であり、その存在は結果的にコ
ーダおよびデコーダにおける画像間の発散を累積的に増
加させることを試験が示している。したがって、全体的
な平均エラーは、画像ブロックの輝度の多数のフレーム
にわたる単調な増加または減少として、或は色調の増加
として可視的になる。
類似の問題は別のタイプのデータ（例えばスピーチ）用
のコード化システムにおいて生じる。
のコード化システムにおいて生じる。
本発明の１つの観点によると、差信号を供給する手段
と、予測信号を供給する手段と、前記２つの信号を結合
してそれに依存した出力信号を形成する手段とを具備
し、予測信号が差信号の前の部分に依存するように出力
信号から発生させれる予測デコーダにおいて、差信号に
存在する注意の時間平均バイアスの累積効果がそれぞれ
予測信号を増加および減少させる第１と第２の状態間で
デコーダの動作を周期的に変化させ、第１および第２の
状態で費やされる期間の各長さが予測信号において累積
するような時間平均バイアスエラーの傾向を軽減する手
段が設けられることを特徴とする予測デコーダ提供され
る。
と、予測信号を供給する手段と、前記２つの信号を結合
してそれに依存した出力信号を形成する手段とを具備
し、予測信号が差信号の前の部分に依存するように出力
信号から発生させれる予測デコーダにおいて、差信号に
存在する注意の時間平均バイアスの累積効果がそれぞれ
予測信号を増加および減少させる第１と第２の状態間で
デコーダの動作を周期的に変化させ、第１および第２の
状態で費やされる期間の各長さが予測信号において累積
するような時間平均バイアスエラーの傾向を軽減する手
段が設けられることを特徴とする予測デコーダ提供され
る。
これは、デコードされた信号における長期間の知覚的に
重要なエラーを減少し、それによって低い精度を要求
し、或はデコーダにおける大きいエラー抗体を与えると
いう利点を有する。
重要なエラーを減少し、それによって低い精度を要求
し、或はデコーダにおける大きいエラー抗体を与えると
いう利点を有する。
請求項２乃至11で限定された別の観点によると、対応し
た送信器およびシステム並びそこで有効なデジタル処理
装置が提供される。
た送信器およびシステム並びそこで有効なデジタル処理
装置が提供される。
ブロック変換コード化ビデオシステムにおいて特に有効
な好ましい実施例において、本発明は任意のバイアスが
時間期間にわたって平均化されるような間隔で逆変換段
へおよびそこからのデータの極性を反転することによっ
て平均エラーを減少させる。反転にされたおよび反転に
されない動作の期間は平均で実質的に等しいことが好ま
しい。
な好ましい実施例において、本発明は任意のバイアスが
時間期間にわたって平均化されるような間隔で逆変換段
へおよびそこからのデータの極性を反転することによっ
て平均エラーを減少させる。反転にされたおよび反転に
されない動作の期間は平均で実質的に等しいことが好ま
しい。
画像のこのようなブロックはそれぞれいくつかの連続し
たフレームの期間にわたって標準および反転の両動作に
さらされる。いくつかのコード化スキムに対して、交互
フレーム上で交替モードを使用することができる。しか
しながら、いくつかのコーダはフレームドロップ方法を
利用し、これらにおいて、画像の各部分が逆変換の通常
および反転モードを使用する回数が実質的に等しくない
ように、コード化フレーム率と反転率との間の相互関係
が生じる可能性がある。
たフレームの期間にわたって標準および反転の両動作に
さらされる。いくつかのコード化スキムに対して、交互
フレーム上で交替モードを使用することができる。しか
しながら、いくつかのコーダはフレームドロップ方法を
利用し、これらにおいて、画像の各部分が逆変換の通常
および反転モードを使用する回数が実質的に等しくない
ように、コード化フレーム率と反転率との間の相互関係
が生じる可能性がある。
したがって、ランダムまたは疑似ランダム発生器が逆変
換のモードを制御するために使用されることが好まし
い。
換のモードを制御するために使用されることが好まし
い。
本発明の利点はこの反転モードがデコード動作に対して
内側であり、その外側のデータに影響を与えない。した
がって、コーダまたはデコーダのいずれか、或は両者に
おいてこの技術が使用されることができ、また通常／反
転モードのオーバーヘッド信号は要求されない。
内側であり、その外側のデータに影響を与えない。した
がって、コーダまたはデコーダのいずれか、或は両者に
おいてこの技術が使用されることができ、また通常／反
転モードのオーバーヘッド信号は要求されない。
本発明は、以下添付図面を参照して例示によってのみ説
明される。
明される。
図１は本発明のある観点によるインターフレームハイブ
リッドDCT符号化送信システムの簡単なブロック図であ
る。
リッドDCT符号化送信システムの簡単なブロック図であ
る。
図１を参照すると、インターフレーム予測ビデオコーダ
の送信器端部はビデオ入力信号を受信する。減算段１は
デコーダが入力されると予測したものの予測値を入力か
ら減算する。この予測値は予測段２によって与えられ、
フレーム累積装置を含む。差信号は画素インターフレー
ムサンプルの８×８ブロックでDCT送信器３によって符
号化され、符号化された差信号に対応した結果的な変換
係数は受信器に送信される。予測段２の内容は逆変換段
４に変換係数を与えることによって更新され、差信号を
再構成する。これはさらに加算段５においてフィードバ
ックされた予測段２の現在の内容に付加され、その結果
は予測段２によって更新された予測として累積される。
の送信器端部はビデオ入力信号を受信する。減算段１は
デコーダが入力されると予測したものの予測値を入力か
ら減算する。この予測値は予測段２によって与えられ、
フレーム累積装置を含む。差信号は画素インターフレー
ムサンプルの８×８ブロックでDCT送信器３によって符
号化され、符号化された差信号に対応した結果的な変換
係数は受信器に送信される。予測段２の内容は逆変換段
４に変換係数を与えることによって更新され、差信号を
再構成する。これはさらに加算段５においてフィードバ
ックされた予測段２の現在の内容に付加され、その結果
は予測段２によって更新された予測として累積される。
これら後者の段は受信器の動作に対応し、これら後者の
段では、加算段８においてインターフレームプレディク
タ７によって供給された予測信号に付加されるインター
フレーム差信号が再構成されるように、逆変換段６にお
いて受信された変換係数が逆変換され、結果として再構
成されたビデオ信号は、表示または別の処理のために出
力されてプリディクタ７に記憶される。
段では、加算段８においてインターフレームプレディク
タ７によって供給された予測信号に付加されるインター
フレーム差信号が再構成されるように、逆変換段６にお
いて受信された変換係数が逆変換され、結果として再構
成されたビデオ信号は、表示または別の処理のために出
力されてプリディクタ７に記憶される。
典型的には、量子化器が変換段３に続く送信器に備えら
れており、対応した逆量子化器がいずれかの端部におい
て逆変換段4,6に先行する。これらは明瞭化のために図
１から省略されている。
れており、対応した逆量子化器がいずれかの端部におい
て逆変換段4,6に先行する。これらは明瞭化のために図
１から省略されている。
本発明のこの多くは例えば英国特許第8716195号明細
書、同第8722394号明細書に記載されている。
書、同第8722394号明細書に記載されている。
受信器における信号路中の素子（例えば変換段６）の動
作が送信器における局部デコード化段において対応的に
発生されたものと異なる平均エラーを発生した場合に問
題が生じる。したがって、発生された累算画像エラーを
補償するために、エラー発生段に先行して差信号を選択
的に反転する手段が受信器（および／または送信器中の
局部デコーダ段）に設けられており、反転された動作中
に信号に関連したエラーの符号は反転される。図１を参
照すると、１つの簡単な方法は制御手段10の制御下で１
対の切替え可能なインバータ9a,9bを提供することであ
り、エラー発生（逆変換）段６を区分符号であるが、バ
イアス平均エラーは反転される。
作が送信器における局部デコード化段において対応的に
発生されたものと異なる平均エラーを発生した場合に問
題が生じる。したがって、発生された累算画像エラーを
補償するために、エラー発生段に先行して差信号を選択
的に反転する手段が受信器（および／または送信器中の
局部デコーダ段）に設けられており、反転された動作中
に信号に関連したエラーの符号は反転される。図１を参
照すると、１つの簡単な方法は制御手段10の制御下で１
対の切替え可能なインバータ9a,9bを提供することであ
り、エラー発生（逆変換）段６を区分符号であるが、バ
イアス平均エラーは反転される。
本発明を実行する別の方法はエラー発生段６の上流にイ
ンバータ9aを保持するが、加算段８の上流にインバータ
9bを位置するの代りに加算段８と出力との間の１つおよ
びプレディクタ７と加算段８との間の１つの２つの別の
インバータ段が設けられ、当業者はこの場合に得られた
結果が図１に示されたものに数学的に等価であることを
理解するであろう。便宜上、インバータ9bまたは上記の
２つのインバータを置換するために加算段８は制御手段
10の制御の下にプレディクタ信号を交互に加算または減
産することによって制御されることが可能であり、これ
は含まれる数学的な動作の数を減少する。
ンバータ9aを保持するが、加算段８の上流にインバータ
9bを位置するの代りに加算段８と出力との間の１つおよ
びプレディクタ７と加算段８との間の１つの２つの別の
インバータ段が設けられ、当業者はこの場合に得られた
結果が図１に示されたものに数学的に等価であることを
理解するであろう。便宜上、インバータ9bまたは上記の
２つのインバータを置換するために加算段８は制御手段
10の制御の下にプレディクタ信号を交互に加算または減
産することによって制御されることが可能であり、これ
は含まれる数学的な動作の数を減少する。
しかしながら、逆変換段６を具備した単一のデジタル信
号処理（DSP）装置の一部分としてインバータ9aおよび9
b（並びに多分制御手段10）を構成することは同様に都
合よい。このような独立して操作可能の装置は単にピン
互換性のある“見ることができない”置換可能な部品で
あることができる。
号処理（DSP）装置の一部分としてインバータ9aおよび9
b（並びに多分制御手段10）を構成することは同様に都
合よい。このような独立して操作可能の装置は単にピン
互換性のある“見ることができない”置換可能な部品で
あることができる。
エラー発生段６が記憶された定数を使用するデジタル演
算ユニット（例えば逆変換段）である場合、本発明の別
の実施例は、段６の動作がある組を使用したときに他の
ものを使用したときの動作と逆の符号の平均エラーを発
生するようにこのような別の記憶された定数の組合せを
提供し、動作されている制御手段10は使用される組合せ
を周期的に交替させる。
算ユニット（例えば逆変換段）である場合、本発明の別
の実施例は、段６の動作がある組を使用したときに他の
ものを使用したときの動作と逆の符号の平均エラーを発
生するようにこのような別の記憶された定数の組合せを
提供し、動作されている制御手段10は使用される組合せ
を周期的に交替させる。
デジタルシステムにおいて、インバータ段9a,9bは乗算
を使用せずに容易に実現されることが理解されるであろ
う。符号を付された２進システムにおいて例えばインバ
ータはリーディングビットの状態を反転するために必要
なだけである（例えば制御手段10からの論理制御信号に
より排他的オア動作を実行することによって）。
を使用せずに容易に実現されることが理解されるであろ
う。符号を付された２進システムにおいて例えばインバ
ータはリーディングビットの状態を反転するために必要
なだけである（例えば制御手段10からの論理制御信号に
より排他的オア動作を実行することによって）。
第１の実施例における制御手段10は単に双安定性カウン
タとして動作し、規則的に、好ましくは等しい間隔でイ
ンアクチブと反転状態との間でインバータ9aおよび9bの
動作を交互に行なう（もっとも、ある状態における平均
エラーの大きさが他の状態におけるものに等しくないと
知られている場合、各状態における間隔の比率は大きさ
の比率に等しくされる。） 別の実施例において、フレームドロップ方法を利用する
ビデオシステムを符号化するのに有効なので、制御手段
10は疑似ランダム数発生器を使用し、時間にわたって平
均化されたときに等しい長さの各モードで期間を生成す
る。
タとして動作し、規則的に、好ましくは等しい間隔でイ
ンアクチブと反転状態との間でインバータ9aおよび9bの
動作を交互に行なう（もっとも、ある状態における平均
エラーの大きさが他の状態におけるものに等しくないと
知られている場合、各状態における間隔の比率は大きさ
の比率に等しくされる。） 別の実施例において、フレームドロップ方法を利用する
ビデオシステムを符号化するのに有効なので、制御手段
10は疑似ランダム数発生器を使用し、時間にわたって平
均化されたときに等しい長さの各モードで期間を生成す
る。
この技術は、専用のハードウェア装置（主としてデジタ
ル装置であるが、原理的にはアナログ装置も）に対し
て、並びに蓄積されたプログラム制御下で動作する一般
的な目的または専用コンピュータに対して同様に適用可
能である。
ル装置であるが、原理的にはアナログ装置も）に対し
て、並びに蓄積されたプログラム制御下で動作する一般
的な目的または専用コンピュータに対して同様に適用可
能である。
フロントページの続き (72)発明者 モーリソン、デイビッド・ジェオフリー イギリス国、アイピー10・０エックスエ フ、サフォーク、イプスウイッチ、トリム レイ、タイラーズ・グリーン 10 (56)参考文献 特開 昭62−216425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−230121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−169526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−153859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−158218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−294086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−222726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−59915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−99419（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−500943（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−19331（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許5291284（ＵＳ，Ａ) 米国特許4384278（ＵＳ，Ａ) 英国特許2173067（ＧＢ，Ａ) 欧州特許出願公開235803（ＥＰ，Ａ)
Claims (11)
- 【請求項１】差信号を供給する手段と、予測信号を供給
する手段と、前記２つの信号を結合してそれに依存した
出力信号を形成する手段とを具備し、予測信号が差信号
の前の部分に依存するように出力信号から発生させられ
る予測デコーダにおいて、差信号に存在する任意の時間
平均バイアスの累積効果がそれぞれ予測信号を増加およ
び減少させる第１と第２の状態間でデコーダの動作を周
期的に変化させ、第１および第２の状態で費やされる期
間の各長さが予測信号において累積するような時間平均
バイアスエラーの傾向を軽減する手段が設けられている
ことを特徴とする予測デコーダ。 - 【請求項２】差信号を供給する手段は、記憶されたデジ
タル定数値を使用するデコーダによって受信される入力
データについてデジタル演算動作を行うことによって差
信号を発生するように動作可能であり、デコーダは前記
状態の１つにおいてデジタル定数値に関する入力データ
の極性を反転する手段を具備している請求項１記載のデ
コーダ。 - 【請求項３】反転する手段は前記デジタル演算動作の前
にデジタル入力データを反転するように動作する請求項
２記載のデコーダ。 - 【請求項４】反転する手段は記憶されたデジタル定数値
の少なくとも１つを反転するように動作する請求項２記
載のデコーダ。 - 【請求項５】反転する手段は各状態で少なくとも１つの
異なる記憶されたデジタル定数を使用するために接続さ
れる請求項２記載のデコーダ。 - 【請求項６】差信号を供給する手段は逆変換動作を実行
するように配置されている請求項２乃至５のいずれか１
項記載のデコーダ。 - 【請求項７】出力信号としてビデオ信号を供給するよう
に配置されている請求項１乃至６のいずれか１項記載の
デコーダ。 - 【請求項８】予測信号を供給する手段は出力信号を受信
するように接続されたフレーム記憶装置である請求項７
記載のデコーダ。 - 【請求項９】所定の状態における連続した期間の全てが
等しい長さではないように前記状態間における交替を制
御する手段を含む請求項１乃至８いずれか１項記載のデ
コーダ。 - 【請求項１０】交替を制御する手段は疑似ランダム数発
生器である請求項９記載のデコーダ。 - 【請求項１１】コード化された信号を受信するように接
続された請求項１乃至10のいずれか１項によるデコーダ
を含み、コード化された信号がエンコーダ入力と予測信
号との間の差に依存して生成される送信のためにコード
化された信号を生成する予測エンコーダ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB888829063A GB8829063D0 (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Predictive coding and decoding |
| GB8829063.0 | 1988-12-13 | ||
| PCT/GB1989/001483 WO1990007246A1 (en) | 1988-12-13 | 1989-12-12 | Predictive coding and decoding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04502386A JPH04502386A (ja) | 1992-04-23 |
| JPH0779260B2 true JPH0779260B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=10648402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2500836A Expired - Lifetime JPH0779260B2 (ja) | 1988-12-13 | 1989-12-12 | 予測コード化およびデコード化 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5291284A (ja) |
| EP (1) | EP0448590B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0779260B2 (ja) |
| AT (1) | ATE129113T1 (ja) |
| DE (1) | DE68924538T2 (ja) |
| GB (1) | GB8829063D0 (ja) |
| HK (1) | HK142696A (ja) |
| WO (1) | WO1990007246A1 (ja) |
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| BE542407A (ja) * | 1954-10-29 | |||
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