JPH08289301A - Image coding device - Google Patents

Image coding device

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Publication number
JPH08289301A
JPH08289301A JP8508295A JP8508295A JPH08289301A JP H08289301 A JPH08289301 A JP H08289301A JP 8508295 A JP8508295 A JP 8508295A JP 8508295 A JP8508295 A JP 8508295A JP H08289301 A JPH08289301 A JP H08289301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
motion vector
image data
valid
blocks
Prior art date
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Pending
Application number
JP8508295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Kato
淳一 加藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH08289301A publication Critical patent/JPH08289301A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To prevent the increase of both calculation frequency and power consumption that are caused by the increase of a searching range by adaptively control the calculation frequency of evaluation value in accordance with the degee of inter-block movement. CONSTITUTION: The data to be coded are inputted to a block divider 11 via a coding frame memory 10. The divider 11 divides the image data equivalent to a single frame into pixels, and these pixels are inputted to a coding mode decider 100 and a motion vector detection part 200. If the decider 100 decides the validity of coding blocks, the block image data are inputted to a DCT 14 where the DCT coefficient is quantized by a quantizer 15. The quantized data undergo the adverse DCT as well as the adverse quantization via an adverse quantizer 16 and then written into a reference FM 30. At the part 200, a block matching unit 201 performs a differential operation between the coding blocks divided by the divider 11 and the reference block read out of the FM 30 in response to the instruction given from a sampling number indicator 203. Then a motion vector detector 202 detects the inter-block shift that has the least evaluation value within a searching range.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像データの高能率符
号化方式に係わり、動きベクトル検出器の評価値演算数
を削減して動きベクトル検出に要する処理時間の削減と
消費電力の低減を図ることを目的とする画像信号符号化
方式および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-efficiency coding method for image data, and reduces the number of evaluation value calculations of a motion vector detector to reduce the processing time required for motion vector detection and power consumption reduction. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image signal encoding system and device for the purpose of achieving the object.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にTV電話装置やTV会議装置での
画像は動領域部分が小さいことから、画像データが持つ
冗長性等の特性を利用して、データを高圧縮する各種符
号化方式が提案されている。代表的な符号化方式とし
て、「駒落し法」、「フレーム間予測符号化」、「直交
変換符号化」、「量子化」、「可変長符号化」等があ
る。通常、これらの符号化方式を組み合わせて高能率符
号化を実現している。「フレーム間予測符号化」と「直
交変換符号化」との組み合わせ(Hybrid Cod
ing)は、ITU−TS(旧CCITT:国際電信電
話諮問委員会)で勧告されている動画像符号化方式
(H.261)にも採用されている。
2. Description of the Related Art Generally, an image on a TV telephone device or a TV conference device has a small moving area. Therefore, various encoding methods for highly compressing data are proposed by utilizing characteristics such as redundancy of image data. Has been done. Typical coding methods include "frame dropping method", "interframe predictive coding", "orthogonal transform coding", "quantization", "variable length coding" and the like. Usually, high efficiency coding is realized by combining these coding methods. A combination of "interframe predictive coding" and "orthogonal transform coding" (Hybrid Cod
ing) is also adopted in the moving picture coding system (H.261) recommended by ITU-TS (formerly CCITT: International Telegraph and Telephone Consultative Committee).

【0003】フレーム間予測符号化方式は、符号化する
符号化フレームと参照フレーム(直前に符号化・復号化
された前フレーム)との差分情報を算出し、この差分情
報から復号化画像を得る方式である。また、フレーム間
予測符号化方式では、符号化フレームと参照フレーム間
の差分情報を評価値として、この評価値が最小になるよ
うに動きベクトル(画像の動いた方向を示すベクトル)
を検出することにより、動きベクトルと予測誤差信号か
ら復号化画像を得ることが可能となる。
In the inter-frame predictive coding method, difference information between a coded frame to be coded and a reference frame (previous frame coded / decoded immediately before) is calculated, and a decoded image is obtained from this difference information. It is a method. Further, in the inter-frame predictive coding method, the difference information between the coded frame and the reference frame is used as an evaluation value, and a motion vector (a vector indicating the moving direction of the image) is set so that this evaluation value is minimized.
By detecting, the decoded image can be obtained from the motion vector and the prediction error signal.

【0004】一般的な動きベクトル検出装置について簡
単に説明する。
A general motion vector detecting device will be briefly described.

【0005】符号化フレームと参照フレームは小ブロッ
ク(例えば16×16画素)に分割され、そのブロック
が符号化されるべきブロックであった場合、動きベクト
ル検出装置は、符号化ブロックと時間軸上で同一位置に
存在する参照ブロックを動きベクトル探索の基準ポイン
トとして符号化ブロックと参照ブロックの差分値を算出
する。一つのポイントの差分演算処理を終了すると参照
ブロックを一定の間隔(例えば1画素単位)ずらし、再
び符号化ブロックと参照ブロックの差分値を算出する。
この一連の処理を所定の探索範囲(あるいは探索回数)
のポイント全てに対して行ない、その範囲内の差分値が
最小となる符号化ブロックと参照ブロックの位置関係を
動きベクトルとして検出する。これはブロックマッチン
グと呼ばれる評価方法であり広く普及している。
The coded frame and the reference frame are divided into small blocks (for example, 16 × 16 pixels), and when the block is a block to be coded, the motion vector detection apparatus uses the coded block and the time axis. At, the difference value between the coding block and the reference block is calculated using the reference block existing at the same position as the reference point of the motion vector search. When the difference calculation process for one point is completed, the reference block is shifted by a constant interval (for example, in units of one pixel), and the difference value between the coding block and the reference block is calculated again.
This series of processing is performed within a predetermined search range (or search count)
For all the points of, and the positional relationship between the coding block and the reference block having the smallest difference value within the range is detected as a motion vector. This is an evaluation method called block matching and is widely used.

【0006】動きベクトル探索では、探索範囲が大きけ
れば大きいほど符号化ブロックと参照ブロック間の動き
ベクトルを正確に検出することが可能となるが、探索範
囲の大きさに比例して演算量が増加する。そのため一般
的には、基準ポイントの±4〜±15画素の範囲内で動
きベクトル探索することが多い。ちなみに、探索範囲が
±4画素の場合の演算回数は、16画素×16画素×8
1ポイント=20736回となる。
In the motion vector search, the larger the search range is, the more accurately the motion vector between the coding block and the reference block can be detected. However, the calculation amount increases in proportion to the size of the search range. To do. Therefore, in general, the motion vector search is often performed within the range of ± 4 to ± 15 pixels of the reference point. By the way, the number of calculations when the search range is ± 4 pixels is 16 pixels × 16 pixels × 8.
1 point = 20736 times.

【0007】計算回数の削減を目的としたものは、特開
平5―336512に開示されている。
The purpose of reducing the number of calculations is disclosed in JP-A-5-336512.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の動きベクトル探
索処理の評価値演算では、1ポイント当たりの計算回数
が16画素×16画素=256回必要であるため、探索
範囲を広く設定すると膨大な演算回数が必要になるとい
う問題があった。
In the conventional evaluation value calculation of the motion vector search process, since the number of calculations per point is 16 pixels × 16 pixels = 256 times, a large calculation is required if the search range is set wide. There was a problem that the number of times was required.

【0009】本発明の目的は、ブロック間の動きの大き
さに対応して評価値演算回数を適応的に制御することに
より、探索範囲の増加に伴う計算回数の増加と消費電力
の増加を防ぐことにある。
An object of the present invention is to adaptively control the number of evaluation value calculations in accordance with the magnitude of movement between blocks, thereby preventing an increase in the number of calculations and an increase in power consumption associated with an increase in the search range. Especially.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の動きベクトル検出装置では、1ポイント当た
りの評価値演算に必要な計算回数を任意に設定できるよ
うにしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the motion vector detecting apparatus of the present invention is capable of arbitrarily setting the number of calculations required for the evaluation value calculation per point.

【0011】とくに本発明の望ましい態様では動きベク
トル検出装置において、符号化ブロックと参照ブロック
の画像データを評価する場合に任意の画素について評価
を行う。すなわち、符号化ブロックと参照ブロックの画
像データをサブサンプリングして任意数の演算を行なう
ように構成している。
In a particularly preferable aspect of the present invention, in the motion vector detecting device, when evaluating the image data of the coded block and the reference block, an arbitrary pixel is evaluated. That is, the image data of the coding block and the reference block are sub-sampled to perform an arbitrary number of operations.

【0012】[0012]

【作用】ブロック間の画像データをサブサンプリングす
る処理により、評価値演算の計算回数が低減できるた
め、評価値演算に要する処理時間を短縮すると同時に、
低消費電力化を図れる。
By the process of sub-sampling the image data between the blocks, the number of calculation of the evaluation value calculation can be reduced, so that the processing time required for the evaluation value calculation can be shortened at the same time.
Low power consumption can be achieved.

【0013】[0013]

【実施例】図1に本発明の第1の実施例である画像符号
化装置を示す。符号化する画像データ1は符号化フレー
ムメモリ(FM)10に入力され一時保持される。ブロ
ック分割器11では符号化FM10の1フレーム分の画
像データをM×N画素(例えばM=N=16)に分割
し、符号化モード判定器100と動きベクトル検出部2
00に分割した画像データを入力する。符号化モード判
定器100では、有効/無効ブロックの判定、およびフ
レーム間/フレーム内符号化の判定を行う。動きベクト
ル検出部200では、符号化ブロックと参照ブロックの
動きベクトルを検出する。以下、符号化動作を簡単に説
明する。
FIG. 1 shows an image coding apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image data 1 to be encoded is input to the encoding frame memory (FM) 10 and is temporarily retained. The block divider 11 divides the image data of one frame of the encoded FM 10 into M × N pixels (for example, M = N = 16), and the encoding mode determiner 100 and the motion vector detector 2
The image data divided into 00 is input. The coding mode determiner 100 determines valid / invalid blocks and interframe / intraframe coding. The motion vector detection unit 200 detects motion vectors of the coded block and the reference block. The encoding operation will be briefly described below.

【0014】符号化モード判定器100では、符号化ブ
ロックと参照ブロックの画素につき差分を蓄積加算し、
その結果を予め定められたしきい値と比較し、ブロック
の有効/無効を判定している。
The coding mode decision unit 100 accumulates and adds the differences between the pixels of the coding block and the reference block,
The result is compared with a predetermined threshold value to determine whether the block is valid or invalid.

【0015】符号化するブロックが無効の場合は、符号
化しない。
If the block to be encoded is invalid, it is not encoded.

【0016】符号化するブロックが有効で、符号化モー
ドがフレーム内符号化の場合、選択器13は、a端子を
選択するので、ブロック画像データは、そのままDCT
14に送出される。DCT14は、ブロック画像データ
をDCT係数に変換し、このDCT係数を量子化器15
に入力する。量子化器15は、DCT係数を量子化ステ
ップサイズ7で量子化する。
When the block to be coded is valid and the coding mode is intraframe coding, the selector 13 selects the terminal a, so that the block image data is DCT as it is.
14 is sent. The DCT 14 converts the block image data into DCT coefficients, and the DCT coefficients are quantized by the quantizer 15.
To enter. The quantizer 15 quantizes the DCT coefficient with a quantization step size of 7.

【0017】量子化された係数データは可変長符号器2
0と、逆量子化器16に入力される。可変長符号器20
で、量子化後の係数データは、効率よく符号化されるよ
うに可変長符号化され、符号語として伝送インタフェー
スに出力される。逆量子化器16は、量子化された係数
データを逆量子化し、逆DCT17に出力する。逆DC
T17は、逆量子化された係数データを逆DCTし、復
号化画像に戻す。この時、選択器19はaが選択され、
復号化画像は、参照FM30に書き込まれ、次のフレー
ムを符号化する場合の参照画像となる。
The quantized coefficient data is the variable length encoder 2
0 and is input to the inverse quantizer 16. Variable length encoder 20
Then, the quantized coefficient data is variable-length coded so as to be efficiently coded, and is output to the transmission interface as a code word. The inverse quantizer 16 inversely quantizes the quantized coefficient data and outputs it to the inverse DCT 17. Reverse DC
In T17, the inversely quantized coefficient data is inversely DCT'ed and returned to a decoded image. At this time, the selector 19 selects a,
The decoded image is written in the reference FM 30 and serves as a reference image when the next frame is encoded.

【0018】符号化するブロックが有効で、かつフレー
ム間符号化の場合、選択器13はb端子を選択するの
で、動きベクトル検出部200で検出した動きベクトル
3が指す参照画像を参照FM30から読み出し、さらに
ループ内フィルタ31を作用させ、減算器12で予測誤
差4を生成し、直交変換器(DCT)14に送出する。
DCT14は、ブロック画像データをDCT係数に変換
し、このDCT係数を量子化器15に入力する。量子化
器15は、DCT係数を量子化ステップサイズ7で量子
化する。
When the block to be coded is valid and inter-frame coding is performed, the selector 13 selects the b terminal, so that the reference image pointed to by the motion vector 3 detected by the motion vector detecting section 200 is read from the reference FM 30. Then, the in-loop filter 31 is further operated, the prediction error 4 is generated by the subtractor 12, and the prediction error 4 is sent to the orthogonal transformer (DCT) 14.
The DCT 14 converts the block image data into DCT coefficients and inputs the DCT coefficients to the quantizer 15. The quantizer 15 quantizes the DCT coefficient with a quantization step size of 7.

【0019】量子化された係数データは、可変長符号器
20と、逆量子化器16に入力される。可変長符号器2
0で、量子化後の係数データは、効率よく符号化される
ように可変長符号化され、符号語として伝送インタフェ
ースに出力される。一方、量子化器15の出力は、逆量
子化器16で逆量子化され、さらに逆DCT17におい
て逆DCTされる。
The quantized coefficient data is input to the variable length encoder 20 and the inverse quantizer 16. Variable length encoder 2
At 0, the quantized coefficient data is variable-length coded so as to be efficiently coded, and is output to the transmission interface as a code word. On the other hand, the output of the quantizer 15 is inversely quantized by the inverse quantizer 16 and further inversely DCT by the inverse DCT 17.

【0020】この時、選択器19はb端子が選択され、
参照FM30から読み出された参照画像は、ループ内フ
ィルタ31と遅延器32を介して、逆DCT17から出
力される予測誤差信号と加算器19で加算され参照FM
30に書き込まれる。
At this time, the selector 19 selects the b terminal,
The reference image read from the reference FM 30 is added to the prediction error signal output from the inverse DCT 17 and the adder 19 via the in-loop filter 31 and the delay device 32, and is added to the reference FM.
Written in 30.

【0021】本発明の動きベクトル検出部200の動作
について説明する。ブロック分割器11で分割された符
号化ブロックと参照FM30から読み出した参照ブロッ
クをブロックマッチング器201で画素単位に差分演算
し、この差分演算値を逐次絶対値加算処理し、この加算
結果を評価値としてブロック間の動きベクトルを検出す
る。1ポイントの評価を終了すると、数ポイントずらし
た参照ブロックを参照FM30から読み出し、再びブロ
ック間の差分絶対加算処理を行う。このとき算出された
評価値がこれまでに算出された評価値よりも小さい場
合、符号化ブロックと参照ブロックのずれを動きベクト
ルとして一時保持する。この一連の処理を所定範囲の全
画素について繰り返し行う。そして、探索範囲内で最も
評価値の小さいブロック間のずれを動きベクトル検出器
202で検出する。
The operation of the motion vector detecting section 200 of the present invention will be described. The block matching unit 201 performs a difference operation on a pixel-by-pixel basis between the encoded block divided by the block divider 11 and the reference block read from the reference FM 30, and the difference operation value is sequentially subjected to absolute value addition processing, and the addition result is an evaluation value. As a motion vector between blocks is detected. When the evaluation of one point is completed, the reference block shifted by several points is read from the reference FM 30, and the absolute difference addition processing between blocks is performed again. When the evaluation value calculated at this time is smaller than the evaluation values calculated so far, the shift between the coding block and the reference block is temporarily held as a motion vector. This series of processes is repeated for all pixels within a predetermined range. Then, the motion vector detector 202 detects the shift between the blocks having the smallest evaluation value within the search range.

【0022】本発明のサブサンプリング処理モード動き
ベクトル検出について説明する。サブサンプリング数指
示器203は符号化するブロックと参照ブロックとの評
価を行うパターンマッチング処理において、設定された
サブサンプリング数で評価画素を選出し演算する。サブ
サンプリング数指示器203によるサブサンプリング数
の指示は、有効/無効評価値演算器101の演算結果を
しきい値メモリ204に入力し、しきい値メモリ204
に予め記憶されているしきい値との比較結果に基づき行
われる。しきい値メモリ204に記憶されるしきい値は
1つあるいは複数であり、サブサンプリング数指示器2
03は上述した比較結果に対応するサブサンプリングの
数及びパターンでサブサンプリングを行うようブロック
マッチング器201を制御する。
The subsampling processing mode motion vector detection of the present invention will be described. The sub-sampling number indicator 203 selects and calculates an evaluation pixel with the set sub-sampling number in the pattern matching process of evaluating the block to be encoded and the reference block. The instruction of the sub-sampling number by the sub-sampling number indicator 203 inputs the calculation result of the valid / invalid evaluation value calculator 101 to the threshold memory 204, and the threshold memory 204
Is performed based on the comparison result with the threshold value stored in advance. The number of thresholds stored in the threshold memory 204 is one or more.
03 controls the block matching unit 201 so as to perform subsampling with the number and pattern of subsampling corresponding to the above-mentioned comparison result.

【0023】例えば、サブサンプリング数が128画素
に設定された場合、図4(c)に示す黒丸の画素につい
てのみブロックマッチング器201で差分絶対値加算処
理を行う。サブサンプリング処理モード動きベクトル検
出は、差分絶対値加算処理を高速に行うことができ、動
きベクトル検出処理における処理の高速化と消費電力の
低減を可能とする。
For example, when the sub-sampling number is set to 128 pixels, the block matching unit 201 performs the absolute difference addition processing only on the black circle pixels shown in FIG. 4 (c). In the sub-sampling processing mode motion vector detection, the absolute difference value addition processing can be performed at high speed, and the processing in the motion vector detection processing can be speeded up and power consumption can be reduced.

【0024】次に図2を用いて本発明の第2の実施例で
ある動きベクトル検出器について説明する。符号化FM
10と参照FM30からブロック単位(16×16画
素)で読みだされた符号化ブロックと参照ブロックデー
タは有効/無効評価値演算器101に入力され、ブロッ
ク間の差分絶対値和を評価値として算出する。一般に、
有効/無効判定における評価値が大きい場合には、符号
化ブロックと参照ブロック間の移動度が大きく、ブロッ
ク間の相関が低い。逆に、有効/無効判定における評価
値が小さい場合には、符号化ブロックと参照ブロック間
の移動度が小さく、ブロック間の相関が高い。そしてこ
の評価値を用いてその符号化ブロックが有効か無効かを
判定する。
Next, a motion vector detector which is a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Coded FM
10 and the reference block data read from the reference FM 30 in block units (16 × 16 pixels) are input to the valid / invalid evaluation value calculator 101, and the sum of absolute differences between blocks is calculated as an evaluation value. To do. In general,
When the evaluation value in the valid / invalid judgment is large, the mobility between the coding block and the reference block is large, and the correlation between the blocks is low. On the contrary, when the evaluation value in the valid / invalid determination is small, the mobility between the coding block and the reference block is small, and the correlation between the blocks is high. Then, using this evaluation value, it is determined whether the coding block is valid or invalid.

【0025】判定結果が無効の場合は動きベクトル検出
処理を行なわず次ブロックの処理を行なう。
If the determination result is invalid, the next block is processed without performing the motion vector detecting process.

【0026】判定結果が有効の場合は、有効/無効判定
用評価値をしきい値メモリ204に出力する。図3に示
すしきい値メモリマップのように、しきい値メモリ20
4にはブロックマッチング処理における画素データのサ
ブサンプリング数が格納されており、しきい値メモリア
ドレスは有効/無効判定用評価値の上位4ビットを用い
ている。ただし、サブサンプリングデータの格納個数は
特に制限されるものではなく、また、図3では格納する
サブサンプリングデータが16個であるため、しきい値
メモリアドレスを有効/無効判定用評価値の上位4ビッ
トとしているが、この値に制限するものではない。
If the determination result is valid, the valid / invalid determination evaluation value is output to the threshold memory 204. As in the threshold memory map shown in FIG.
4 stores the number of sub-samplings of pixel data in the block matching process, and the threshold memory address uses the upper 4 bits of the valid / invalid determination evaluation value. However, the number of sub-sampling data stored is not particularly limited, and since the number of sub-sampling data to be stored is 16 in FIG. 3, the threshold memory address is set to the upper 4 of the valid / invalid judgment evaluation values. Although it is set as a bit, it is not limited to this value.

【0027】ここで、有効/無効判定用評価値(メモリ
アドレス値)が大きい時には、ブロックマッチング処理
における評価画素数を少なくするために、サブサンプリ
ング数の小さい値をロードし、ブロックマッチング器2
01に出力する。逆に、有効/無効判定用評価値が小さ
い時には、ブロックマッチング処理における評価画素数
を多くするために、サブサンプリング数の大きい値をロ
ードし、ブロックマッチング器201に出力する。サブ
サンプリング数指示器203は、しきい値メモリ204
からロードしたサブサンプリング数をブロックマッチン
グ器201に入力する。ブロックマッチング器201で
は、サブサンプリング数指示器203が指示する符号化
ブロックデータと参照ブロックデータの各々の画素デー
タを取り出し、順次差分絶対値加算処理を行なう。
Here, when the valid / invalid judgment evaluation value (memory address value) is large, in order to reduce the number of evaluation pixels in the block matching processing, a value with a small sub-sampling number is loaded and the block matching unit 2
Output to 01. Conversely, when the valid / invalid determination evaluation value is small, a value with a large sub-sampling number is loaded and output to the block matching unit 201 in order to increase the number of evaluation pixels in the block matching process. The sub-sampling number indicator 203 has a threshold memory 204.
The number of sub-sampling loaded from is input to the block matching unit 201. The block matching unit 201 takes out pixel data of each of the coded block data and the reference block data designated by the sub-sampling number designator 203, and sequentially performs difference absolute value addition processing.

【0028】図4にブロックマッチング処理におけるサ
ブサンプリング画素パターンの一例を示す。ブロックマ
ッチング器では図の黒丸の画素を差分絶対値加算処理
し、白丸の画素は差分絶対値加算演算の対象とはしな
い。したがって、サブサンプリング数が小さいほど1ポ
イント当たりの探索に必要な計算回数が少なくなる。
FIG. 4 shows an example of the sub-sampling pixel pattern in the block matching process. In the block matching unit, black circle pixels in the figure are subjected to difference absolute value addition processing, and white circle pixels are not the target of the difference absolute value addition operation. Therefore, the smaller the number of sub-samplings, the smaller the number of calculations required for the search per point.

【0029】図4(a)は256画素すべてについてマ
ッチングを計算する場合を示し、(b)は192画素、
(c)は128画素、(d)は64画素についてマッチ
ングを計算する場合のサブサンプリング画素パターンの
一例を示す図である。
FIG. 4A shows a case where the matching is calculated for all 256 pixels, and FIG. 4B shows 192 pixels,
(C) is a figure which shows an example of a sub-sampling pixel pattern at the time of calculating a matching about 128 pixels and (d) 64 pixels.

【0030】図4(b)では、水平方向に3画素おきに
マッチングを計算しない画素を配置し、マッチングを計
算しない画素の配置を順次ずらしてパタ−ンを構成して
いる。このように所定数おきにマッチングを計算しない
画素(あるいは計算する画素)を配置し、それを順次ず
らしていくことにより、マッチングを計算しない画素が
固まらないようにでき、垂直方向及び水平方向ともに情
報の欠落を少なくすることができる。
In FIG. 4B, a pattern is constructed by arranging pixels for which matching is not calculated every three pixels in the horizontal direction and sequentially displacing pixels for which matching is not calculated. By arranging pixels (or pixels to be calculated) for which matching is not calculated every predetermined number in this way, and sequentially shifting them, it is possible to prevent pixels for which matching is not calculated from solidifying, and to set information in both the vertical and horizontal directions. Can be reduced.

【0031】図4(c)では、水平方向、垂直方向とも
に一つおきにマッチングをとる画素を配置している。こ
のように均等に配置すれば、マッチングをとる画素とと
らない画素とが対象に配置されるため、同様に情報の欠
落を少なくすることができる。 ブロックマッチング器
201における演算結果がそれまでに算出された演算結
果よりも小さい場合には、演算結果を最小誤差として保
持すると同時に、この時の符号化ブロックと参照ブロッ
クとのずれ(座標)を動きベクトルとして動きベクトル
検出器202に出力する。
In FIG. 4C, every other pixel in the horizontal direction and the vertical direction is arranged for matching. If the pixels are evenly arranged in this way, pixels for which matching is performed and pixels for which matching is not performed are arranged as targets, so that loss of information can be similarly reduced. When the calculation result in the block matching unit 201 is smaller than the calculation results calculated up to that point, the calculation result is held as the minimum error, and at the same time, the shift (coordinates) between the coding block and the reference block is moved. It is output to the motion vector detector 202 as a vector.

【0032】ここまでの処理が1ポイント当たりの動き
ベクトル探索処理であり、探索範囲内の全てのポイント
について繰り返し処理を行なう。所定の探索範囲内の処
理が終了していない場合には、ポイント指示器205が
次の探索ポイントに対応する参照ブロックデータを読み
だすように指示する。所定の探索範囲内の探索処理を終
了すると、ブロックマッチング器201において最小誤
差データを算出した座標を動きベクトルとして符号化処
理する。
The processing up to this point is the motion vector search processing per point, and the processing is repeated for all points within the search range. If the processing within the predetermined search range is not completed, the point indicator 205 instructs to read the reference block data corresponding to the next search point. When the search process within the predetermined search range is completed, the block matching unit 201 encodes the minimum error data as a motion vector.

【0033】次に図5を用いて本発明の第3の実施例で
ある動きベクトル検出器について説明する。符号化FM
10と参照FM30からブロック単位(16×16画
素)で読みだされた符号化ブロックと参照ブロックデー
タは、有効/無効評価値演算器101に入力され、ブロ
ック間の差分絶対値和を算出し、さらにその符号化ブロ
ックが有効か無効かを判定する。
Next, a motion vector detector which is a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Coded FM
10 and the reference block data read from the reference FM 30 in block units (16 × 16 pixels) are input to the valid / invalid evaluation value calculator 101 to calculate the sum of absolute differences between blocks, Further, it is determined whether the coded block is valid or invalid.

【0034】判定結果が無効の場合は動きベクトル検出
を行なわず次のブロックの処理を行なう。
If the determination result is invalid, the motion vector is not detected and the next block is processed.

【0035】判定結果が有効の場合、サブサンプリング
モード切り替え器210はサブサンプリングのオン/オ
フ制御信号をサブサンプリング数指示器203に出力す
る。サブサンプリング数指示器203は、サブサンプリ
ングモード信号がオンのとき、サブサンプリングメモリ
211に格納されたサブサンプリング数をロードし、ブ
ロックマッチング器201に出力する。サブサンプリン
グモードがオフのときには、サブサンプリングを行なわ
ない。ブロックマッチング器201では、サブサンプリ
ング数指示器203から指示されたサブサンプリング数
で符号化ブロックデータと参照ブロックデータから画素
データを取りだし、順次差分絶対値加算処理を行なう。
ブロックマッチング器201における演算結果がそれま
でに算出された演算結果よりも小さい場合には、演算結
果を最小誤差として保持すると同時に、この時の符号化
ブロックと参照ブロックとのずれ(座標)を動きベクト
ルとして動きベクトル検出器202に出力する。
When the determination result is valid, the subsampling mode switch 210 outputs a subsampling on / off control signal to the subsampling number indicator 203. When the subsampling mode signal is on, the subsampling number indicator 203 loads the subsampling number stored in the subsampling memory 211 and outputs it to the block matching unit 201. When the subsampling mode is off, subsampling is not performed. The block matching unit 201 extracts pixel data from the encoded block data and the reference block data with the subsampling number designated by the subsampling number designating unit 203, and sequentially performs the absolute difference adding process.
When the calculation result in the block matching unit 201 is smaller than the calculation results calculated up to that point, the calculation result is held as the minimum error, and at the same time, the shift (coordinates) between the coding block and the reference block is moved. It is output to the motion vector detector 202 as a vector.

【0036】ここまでの処理が1ポイント当たりの動き
ベクトル探索処理であり、探索範囲内の全てのポイント
について繰り返し処理を行なう。所定の探索範囲内の処
理が終了していない場合には、ポイント指示器205が
次の探索ポイントに対応する参照ブロックデータを読み
だすように指示する。所定の探索範囲内の探索処理を終
了すると、ブロックマッチング器201において最小誤
差データを算出した座標を動きベクトルとして符号化処
理する。
The processing up to this point is the motion vector search processing per point, and the processing is repeated for all points within the search range. If the processing within the predetermined search range is not completed, the point indicator 205 instructs to read the reference block data corresponding to the next search point. When the search process within the predetermined search range is completed, the block matching unit 201 encodes the minimum error data as a motion vector.

【0037】[0037]

【発明の効果】上記の発明によると、ブロック間の画像
の動きの大きさに対応して最適な動きベクトル検出処理
をすることができる。また、動きベクトル検出処理に要
する消費電力を低減することができ、特に、バッテリ駆
動を必須とする携帯型無線TV端末等において、バッテ
リ駆動における使用時間の向上を図ることが可能とな
る。
According to the above invention, it is possible to perform the optimum motion vector detection processing corresponding to the magnitude of the motion of the image between the blocks. Further, it is possible to reduce the power consumption required for the motion vector detection processing, and in particular, it is possible to improve the usage time in battery driving in a portable wireless TV terminal or the like that requires battery driving.

【0038】以上により、本発明は高速処理と低消費電
力の画像符号化装置を実現する際に極めて効果が大き
い。
As described above, the present invention is extremely effective in realizing an image coding apparatus with high speed processing and low power consumption.

【0039】[0039]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例である画像符号化装置の
構成を示す。
FIG. 1 shows a configuration of an image coding apparatus that is a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例である動きベクトル検出
器の構成を示す。
FIG. 2 shows a configuration of a motion vector detector that is a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例であるしきい値メモリの
構成を示す。
FIG. 3 shows a configuration of a threshold memory which is a second embodiment of the present invention.

【図4】画素データのサブサンプリング方式を示す。FIG. 4 shows a sub-sampling method of pixel data.

【図5】本発明の第3の実施例である動きベクトル検出
器の構成を示す。
FIG. 5 shows a configuration of a motion vector detector that is a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力画像データ、2…符号化モード、3…動きベク
トル、4…予測誤差、10…符号化FMメモリ、11…
ブロック分割器、12…減算器、13…選択器、14…
DCT、15…量子化器、16…逆量子化器、17…逆
DCT、18…加算器、19…選択器、20…可変長符
号器、30…参照FMメモリ、31…ループ内フィル
タ、32…遅延器、100…符号化モード判定器、20
0…動きベクトル検出部 101…有効/無効評価値演算部、201…ブロックマ
ッチング器、202…動きベクトル検出器、203…サ
ブサンプリング数指示器、204…しきい値メモリ、2
05…ポイント指示器、210…サブサンプリングモー
ド切り替え器、211…サブサンプリングメモリ
1 ... Input image data, 2 ... Encoding mode, 3 ... Motion vector, 4 ... Prediction error, 10 ... Encoding FM memory, 11 ...
Block divider, 12 ... Subtractor, 13 ... Selector, 14 ...
DCT, 15 ... Quantizer, 16 ... Inverse quantizer, 17 ... Inverse DCT, 18 ... Adder, 19 ... Selector, 20 ... Variable length encoder, 30 ... Reference FM memory, 31 ... In-loop filter, 32 ... delay device, 100 ... coding mode determination device, 20
0 ... Motion vector detection unit 101 ... Valid / invalid evaluation value calculation unit, 201 ... Block matching unit, 202 ... Motion vector detector, 203 ... Subsampling number indicator, 204 ... Threshold memory, 2
05 ... Point indicator, 210 ... Subsampling mode switcher, 211 ... Subsampling memory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】符号化する画像データと1フレーム前に復
号化された画像データをM×N画素単位に分割するブロ
ック分割手段と、該ブロック分割された画像データのブ
ロック間で差分評価値を算出しその評価値があるしきい
値より小さい場合には無効と判定して次のブロックの処
理を行ない、逆にしきい値より大きい場合には有効と判
定して符号化処理を行なう有効/無効判定手段と、有効
と判定された該ブロック間の動きベクトルを検出する動
きベクトル検出手段において、 該ブロック間の画素単位にパターンマッチングを行なう
ブロックマッチング手段と、該マッチング処理における
画素数を任意に設定することができるサブサンプリング
数設定手段を有することを特徴とする画像符号化装置。
1. A block dividing means for dividing image data to be encoded and image data decoded one frame before into M × N pixel units, and a difference evaluation value between blocks of the image data divided into blocks. If the calculated value is smaller than a certain threshold value, it is judged invalid and the next block is processed. Conversely, if it is larger than the threshold value, it is judged valid and the encoding process is performed. Valid / invalid The determination means, the motion vector detection means for detecting the motion vector between the blocks determined to be valid, the block matching means for performing pattern matching in pixel units between the blocks, and the number of pixels in the matching processing are arbitrarily set. An image coding apparatus having a sub-sampling number setting means capable of performing the above.
【請求項2】符号化する画像データと1フレーム前に復
号化された画像データをM×N画素単位に分割するブロ
ック分割手段と、該ブロック分割された画像データのブ
ロック間で差分評価値を算出しその評価値があるしきい
値より小さい場合には無効と判定して次のブロックの処
理を行ない、逆にしきい値より大きい場合には有効と判
定して符号化処理を行なう有効/無効判定手段と、有効
と判定された該ブロックの動きベクトルを検出する動き
ベクトル検出手段において、 請求項1記載のブロックマッチング手段で必要とするサ
ブサンプリング数を格納し、有効/無効判定手段の結果
から格納した該サブサンプリング数をロードするメモリ
手段と、該メモリ手段からロードしたサブサンプリング
数を保持してブロックマッチングにおける評価画素数を
指示するサブサンプリング数指示器を持つことを特徴と
する画像符号化装置。
2. A block division means for dividing image data to be encoded and image data decoded one frame before into M × N pixel units, and a difference evaluation value between blocks of the image data divided into blocks. If the calculated value is smaller than a certain threshold value, it is judged invalid and the next block is processed. Conversely, if it is larger than the threshold value, it is judged valid and the encoding process is performed. Valid / invalid The determination means and the motion vector detection means for detecting the motion vector of the block determined to be valid store the number of sub-samplings required by the block matching means according to claim 1, and based on the result of the validity / invalidity determination means. Memory means for loading the stored sub-sampling number and evaluation in block matching by holding the sub-sampling number loaded from the memory means Image encoding device characterized by having a sub-sampling number indicator for indicating the number of pixels.
【請求項3】符号化する画像データと1フレーム前に復
号化された画像データをM×N画素単位に分割するブロ
ック分割手段と、該ブロック分割された画像データのブ
ロック間で差分評価値を算出しその評価値があるしきい
値より小さい場合には無効と判定して次のブロックの処
理を行ない、逆にしきい値より大きい場合には有効と判
定して符号化処理を行なう有効/無効判定手段と、有効
と判定された該ブロックの動きベクトルを検出する動き
ベクトル検出手段において、 動きベクトル検出手段の動作モードを任意に設定できる
モード切り替え手段を持つことを特徴とする請求項1記
載の画像符号化装置。
3. A block division means for dividing image data to be encoded and image data decoded one frame before into M × N pixel units, and a difference evaluation value between blocks of the image data divided into blocks. If the calculated value is smaller than a certain threshold value, it is judged invalid and the next block is processed. Conversely, if it is larger than the threshold value, it is judged valid and the encoding process is performed. Valid / invalid 2. The determining means and the motion vector detecting means for detecting the motion vector of the block which is determined to be valid have mode switching means capable of arbitrarily setting the operation mode of the motion vector detecting means. Image coding device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6975681B2 (en) 2001-05-08 2005-12-13 Nec Corporation Method and apparatus for coding moving pictures
JP2011142564A (en) * 2010-01-08 2011-07-21 Fujitsu Ltd Device, method, and program for encoding dynamic image

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