JPH0846969A - 映像信号符号化方式 - Google Patents
映像信号符号化方式Info
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- JPH0846969A JPH0846969A JP17446994A JP17446994A JPH0846969A JP H0846969 A JPH0846969 A JP H0846969A JP 17446994 A JP17446994 A JP 17446994A JP 17446994 A JP17446994 A JP 17446994A JP H0846969 A JPH0846969 A JP H0846969A
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 動きの速さやシーンチェンジに対応した、符
号化効率のよい動き補償画像間予測符号化方式の映像信
号符号化方式を得る。 【構成】 動きの速い画像シーケンスに対しては、片方
向予測のみで動き補償予測を行い、動きの遅い画像シー
ケンスに対しては、両方向予測を用いて動き補償予測を
行う。また、シーンチェンジを検出すると、画像内符号
化を行うとともに、所定の期間までは次の画像内符号化
を行わないように構成した。
号化効率のよい動き補償画像間予測符号化方式の映像信
号符号化方式を得る。 【構成】 動きの速い画像シーケンスに対しては、片方
向予測のみで動き補償予測を行い、動きの遅い画像シー
ケンスに対しては、両方向予測を用いて動き補償予測を
行う。また、シーンチェンジを検出すると、画像内符号
化を行うとともに、所定の期間までは次の画像内符号化
を行わないように構成した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像間の相関を利用
し、映像信号を圧縮する映像信号符号化方式に関する。
し、映像信号を圧縮する映像信号符号化方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、例えば、ISO-IEC/JTC1/SC29/WG
11 MPEG 92/N0245 Test Model 2 に示された従来の映像
信号符号化方式を用いた符号化回路のブロック図であ
る。図において、入力端子1から入力されたディジタル
映像信号は、メモリ回路901に入力される。メモリ回
路901から出力される映像信号921は、減算器90
2の第1の入力および動き補償予測回路910の第2の
入力に与えられる。減算器902の出力は、DCT回路
903を介して、量子化回路904に入力される。量子
化回路904の出力は、可変長符号化回路905を介し
て、送信バッファ906の入力に与えられる。送信バッ
ファ906の出力は、出力端子2から出力される。一
方、量子化回路904の出力は、逆量子化回路907を
介して、IDCT回路908にも入力される。IDCT
回路908の出力は、加算器909の第1の入力に与え
られる。加算器909の出力922は、動き補償予測回
路910の第1の入力に与えられる。動き補償予測回路
910の出力923は、加算器909の第2の入力およ
び減算器902の第2の入力に与えられる。
11 MPEG 92/N0245 Test Model 2 に示された従来の映像
信号符号化方式を用いた符号化回路のブロック図であ
る。図において、入力端子1から入力されたディジタル
映像信号は、メモリ回路901に入力される。メモリ回
路901から出力される映像信号921は、減算器90
2の第1の入力および動き補償予測回路910の第2の
入力に与えられる。減算器902の出力は、DCT回路
903を介して、量子化回路904に入力される。量子
化回路904の出力は、可変長符号化回路905を介し
て、送信バッファ906の入力に与えられる。送信バッ
ファ906の出力は、出力端子2から出力される。一
方、量子化回路904の出力は、逆量子化回路907を
介して、IDCT回路908にも入力される。IDCT
回路908の出力は、加算器909の第1の入力に与え
られる。加算器909の出力922は、動き補償予測回
路910の第1の入力に与えられる。動き補償予測回路
910の出力923は、加算器909の第2の入力およ
び減算器902の第2の入力に与えられる。
【0003】図10は、従来の映像信号符号化方式にお
ける動き補償予測を示す概念図である。
ける動き補償予測を示す概念図である。
【0004】図11は、従来の映像信号符号化方式にお
けるメモリ回路901の動作を示す概念図である。
けるメモリ回路901の動作を示す概念図である。
【0005】図12は、従来の映像信号符号化方式にお
ける動き補償予測回路910の一例を示すブロック図で
ある。図において、入力端子1201aには加算器90
9の出力922が、入力端子1201bにはメモリ回路
901の出力921が、それぞれ与えられる。入力端子
1201aから入力される信号922は、切り替え器1
203を介して、フレームメモリ1204aまたはフレ
ームメモリ1204bに入力される。フレームメモリ1
204aから出力される参照画像は、動きベクトル検出
回路1205aの第1の入力に与えられる。動きベクト
ル検出回路1205aの第2の入力には、入力端子12
01bから入力される映像信号921が与えられる。動
きベクトル検出回路1205aの出力は、予測モード選
択器1206に入力される。
ける動き補償予測回路910の一例を示すブロック図で
ある。図において、入力端子1201aには加算器90
9の出力922が、入力端子1201bにはメモリ回路
901の出力921が、それぞれ与えられる。入力端子
1201aから入力される信号922は、切り替え器1
203を介して、フレームメモリ1204aまたはフレ
ームメモリ1204bに入力される。フレームメモリ1
204aから出力される参照画像は、動きベクトル検出
回路1205aの第1の入力に与えられる。動きベクト
ル検出回路1205aの第2の入力には、入力端子12
01bから入力される映像信号921が与えられる。動
きベクトル検出回路1205aの出力は、予測モード選
択器1206に入力される。
【0006】一方、フレームメモリ1204bから出力
される参照画像は、動きベクトル検出回路1205bの
第1の入力に与えられる。動きベクトル検出回路120
5bの第2の入力には、入力端子1201bから入力さ
れる映像信号921が与えられる。動きベクトル検出回
路1205bの出力は、予測モード選択器1206の第
2の入力に与えられる。予測モード選択器1206の第
3の入力には、入力端子1201bから入力される映像
信号921が与えられる。予測モード選択器1206の
第1の出力は、切り替え器1207の第1の入力に与え
られる。切り替え器1207の第2の入力には0信号が
与えられる。切り替え器1207の第3の入力には、予
測モード選択器1206の第2の出力が与えられる。切
り替え器1207の出力923は、出力端子1202か
ら出力される。
される参照画像は、動きベクトル検出回路1205bの
第1の入力に与えられる。動きベクトル検出回路120
5bの第2の入力には、入力端子1201bから入力さ
れる映像信号921が与えられる。動きベクトル検出回
路1205bの出力は、予測モード選択器1206の第
2の入力に与えられる。予測モード選択器1206の第
3の入力には、入力端子1201bから入力される映像
信号921が与えられる。予測モード選択器1206の
第1の出力は、切り替え器1207の第1の入力に与え
られる。切り替え器1207の第2の入力には0信号が
与えられる。切り替え器1207の第3の入力には、予
測モード選択器1206の第2の出力が与えられる。切
り替え器1207の出力923は、出力端子1202か
ら出力される。
【0007】次に動作について説明する。映像信号を符
号化する場合の高能率符号化方式の一つとして、動き補
償予測を用いた画像間予測符号化と、画像内変換符号化
を組み合わせたハイブリッド符号化方式がある。本従来
例も、上記ハイブリッド符号化方式を採用している。ま
ず、画像間予測符号化の部分について概略を説明する。
号化する場合の高能率符号化方式の一つとして、動き補
償予測を用いた画像間予測符号化と、画像内変換符号化
を組み合わせたハイブリッド符号化方式がある。本従来
例も、上記ハイブリッド符号化方式を採用している。ま
ず、画像間予測符号化の部分について概略を説明する。
【0008】図10は、上記画像間予測符号化の概略を
示している。各画像は、画像内符号化画像(以下、「I
ピクチャ」という)、片方向予測符号化画像(以下、
「Pピクチャ」という)、両方向予測符号化画像(以
下、「Bピクチャ」という)の3つのタイプに分けられ
る。例えば、N枚に1枚の画像をIピクチャとし、M枚
に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場合、n、
mを整数、かつ、1≦m≦N/Mとして、(N×n+
M)番目の画像はIピクチャ、(N×n+M×m)番目
の画像(m≠1)はPピクチャ、(N×n+M×m+
1)番目から(N×n+M×m+M−1)番目の画像は
Bピクチャとする。このとき、(N×n+1)番目の画
像から(N×n+N)番目の画像までをまとめて、GO
P(Group ofPictures)と呼ぶ。図10は、N=1
5、M=3の場合を示している。図において、Iピクチ
ャは画像間予測を行わず、画像内変換符号化のみを行
う。Pピクチャは直前のIピクチャまたはPピクチャか
ら予測を行う。例えば、図中6番の画像はPピクチャで
あるが、これは3番のIピクチャから予測を行う。ま
た、図中9番のPピクチャは6番のPピクチャから予測
する。Bピクチャは直前と直後のIピクチャまたはPピ
クチャから予測する。例えば、図中、4番および5番の
Bピクチャは、3番のIピクチャと6番のPピクチャの
双方から予測することになる。したがって、4番目と5
番目の画像は、6番目の画像の符号化を行った後、符号
化する。
示している。各画像は、画像内符号化画像(以下、「I
ピクチャ」という)、片方向予測符号化画像(以下、
「Pピクチャ」という)、両方向予測符号化画像(以
下、「Bピクチャ」という)の3つのタイプに分けられ
る。例えば、N枚に1枚の画像をIピクチャとし、M枚
に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場合、n、
mを整数、かつ、1≦m≦N/Mとして、(N×n+
M)番目の画像はIピクチャ、(N×n+M×m)番目
の画像(m≠1)はPピクチャ、(N×n+M×m+
1)番目から(N×n+M×m+M−1)番目の画像は
Bピクチャとする。このとき、(N×n+1)番目の画
像から(N×n+N)番目の画像までをまとめて、GO
P(Group ofPictures)と呼ぶ。図10は、N=1
5、M=3の場合を示している。図において、Iピクチ
ャは画像間予測を行わず、画像内変換符号化のみを行
う。Pピクチャは直前のIピクチャまたはPピクチャか
ら予測を行う。例えば、図中6番の画像はPピクチャで
あるが、これは3番のIピクチャから予測を行う。ま
た、図中9番のPピクチャは6番のPピクチャから予測
する。Bピクチャは直前と直後のIピクチャまたはPピ
クチャから予測する。例えば、図中、4番および5番の
Bピクチャは、3番のIピクチャと6番のPピクチャの
双方から予測することになる。したがって、4番目と5
番目の画像は、6番目の画像の符号化を行った後、符号
化する。
【0009】次に、図9に示したハイブリッド符号化方
式を用いた符号化回路の動作を説明する。入力端子1か
ら入力されたディジタル映像信号は、メモリ回路901
に入力される。メモリ回路901は、画像を符号化順に
並べ替えて、出力する。すなわち、先に述べたように、
図10において、例えば1番目のBピクチャは3番目の
Iピクチャの後に符号化するので、ここで画像の並べ換
えを行うのである。図11はこの並べ換えの動作を示し
ている。図11(a)の順で入力された画像シーケンス
は、図11(b)の順で出力される。メモリ回路901
から出力される映像信号921は、減算器902で時間
軸方向の冗長度を落とすために、動き補償予測回路91
0から出力される予測画像923との画像間の差分がと
られ、DCT回路903で空間軸方向にDCTが施され
る。変換された係数は量子化回路904で量子化され、
可変長符号化回路905で可変長符号化された後に、送
信バッファ906を介して出力される。一方、量子化さ
れた変換係数は、逆量子化回路907で逆量子化され、
IDCT回路908でIDCTが施された後、加算器9
09で予測画像923と加算されて、復号画像922が
求められる。復号画像922は、次の画像の符号化のた
めに、動き補償予測回路910に入力される。
式を用いた符号化回路の動作を説明する。入力端子1か
ら入力されたディジタル映像信号は、メモリ回路901
に入力される。メモリ回路901は、画像を符号化順に
並べ替えて、出力する。すなわち、先に述べたように、
図10において、例えば1番目のBピクチャは3番目の
Iピクチャの後に符号化するので、ここで画像の並べ換
えを行うのである。図11はこの並べ換えの動作を示し
ている。図11(a)の順で入力された画像シーケンス
は、図11(b)の順で出力される。メモリ回路901
から出力される映像信号921は、減算器902で時間
軸方向の冗長度を落とすために、動き補償予測回路91
0から出力される予測画像923との画像間の差分がと
られ、DCT回路903で空間軸方向にDCTが施され
る。変換された係数は量子化回路904で量子化され、
可変長符号化回路905で可変長符号化された後に、送
信バッファ906を介して出力される。一方、量子化さ
れた変換係数は、逆量子化回路907で逆量子化され、
IDCT回路908でIDCTが施された後、加算器9
09で予測画像923と加算されて、復号画像922が
求められる。復号画像922は、次の画像の符号化のた
めに、動き補償予測回路910に入力される。
【0010】次に、動き補償予測回路910の動作を、
図12にしたがって説明する。動き補償予測回路910
は、フレームメモリ1204aとフレームメモリ120
4bに記憶された2つの参照画像を用いて、メモリ回路
901から出力される映像信号921を動き補償予測
し、予測画像923を出力する。
図12にしたがって説明する。動き補償予測回路910
は、フレームメモリ1204aとフレームメモリ120
4bに記憶された2つの参照画像を用いて、メモリ回路
901から出力される映像信号921を動き補償予測
し、予測画像923を出力する。
【0011】まず、上記のように符号化され復号された
画像922がIピクチャまたはPピクチャである場合、
次の画像の符号化のために、この画像922は、フレー
ムメモリ1204aまたはフレームメモリ1204bに
記憶される。このとき、フレームメモリ1204aとフ
レームメモリ1204bのうち、時間的に先に更新され
た方を選択するよう、切り替え器1203が切り替えら
れる。復号された画像922がBピクチャである場合
は、フレームメモリ1204aおよびフレームメモリ1
204bへの書き込みは行われない。このような切り替
えにより、例えば、図10の1番目および、2番目のB
ピクチャが符号化されるときには、フレームメモリ12
04aとフレームメモリ1204bに、それぞれ0番目
のPピクチャと3番目のIピクチャが記憶されており、
その後、6番目のPピクチャが符号化され復号される
と、フレームメモリ1204aは6番目のPピクチャの
復号画像に書き換えられる。したがって、次の4番目お
よび5番目のBピクチャが符号化されるときには、上記
フレームメモリ1204a,1204bには、それぞ
れ、6番目のPピクチャと3番目のIピクチャが記憶さ
れている。さらに、9番目のPピクチャが符号化され復
号されると、フレームメモリ1204bは9番目のPピ
クチャの復号画像に書き換えられる。したがって、7番
目および8番目のBピクチャが符号化されるときには、
上記フレームメモリ1204a,1204bには、それ
ぞれ、6番目のPピクチャと9番目のPピクチャが記憶
されている。
画像922がIピクチャまたはPピクチャである場合、
次の画像の符号化のために、この画像922は、フレー
ムメモリ1204aまたはフレームメモリ1204bに
記憶される。このとき、フレームメモリ1204aとフ
レームメモリ1204bのうち、時間的に先に更新され
た方を選択するよう、切り替え器1203が切り替えら
れる。復号された画像922がBピクチャである場合
は、フレームメモリ1204aおよびフレームメモリ1
204bへの書き込みは行われない。このような切り替
えにより、例えば、図10の1番目および、2番目のB
ピクチャが符号化されるときには、フレームメモリ12
04aとフレームメモリ1204bに、それぞれ0番目
のPピクチャと3番目のIピクチャが記憶されており、
その後、6番目のPピクチャが符号化され復号される
と、フレームメモリ1204aは6番目のPピクチャの
復号画像に書き換えられる。したがって、次の4番目お
よび5番目のBピクチャが符号化されるときには、上記
フレームメモリ1204a,1204bには、それぞ
れ、6番目のPピクチャと3番目のIピクチャが記憶さ
れている。さらに、9番目のPピクチャが符号化され復
号されると、フレームメモリ1204bは9番目のPピ
クチャの復号画像に書き換えられる。したがって、7番
目および8番目のBピクチャが符号化されるときには、
上記フレームメモリ1204a,1204bには、それ
ぞれ、6番目のPピクチャと9番目のPピクチャが記憶
されている。
【0012】メモリ回路901から出力される映像信号
921が、動き補償予測回路910に入力されると、2
つの動きベクトル検出回路1205a,1205bが、
それぞれ、フレームメモリ1204a,1204bに記
憶されている参照画像をもとに、動きベクトルを検出
し、動き補償予測画像を出力する。すなわち、映像信号
921を複数のブロックに分割し、各ブロックについ
て、参照画像の中で最も予測歪が小さくなるようなブロ
ックを選び、そのブロックの相対的位置を動きベクトル
として出力するとともに、該ブロックを動き補償予測画
像として出力する。予測モード選択器1206は、動き
ベクトル検出回路1205a,1205bから出力され
る2つの動き補償予測画像および、これらの平均画像の
うち、予測歪が最も小さいものを選択し、予測画像とし
て出力する。このとき、映像信号921がBピクチャで
なければ、時間的に先に入力された参照画像に相当する
動き補償予測画像を常に選択して、出力する。
921が、動き補償予測回路910に入力されると、2
つの動きベクトル検出回路1205a,1205bが、
それぞれ、フレームメモリ1204a,1204bに記
憶されている参照画像をもとに、動きベクトルを検出
し、動き補償予測画像を出力する。すなわち、映像信号
921を複数のブロックに分割し、各ブロックについ
て、参照画像の中で最も予測歪が小さくなるようなブロ
ックを選び、そのブロックの相対的位置を動きベクトル
として出力するとともに、該ブロックを動き補償予測画
像として出力する。予測モード選択器1206は、動き
ベクトル検出回路1205a,1205bから出力され
る2つの動き補償予測画像および、これらの平均画像の
うち、予測歪が最も小さいものを選択し、予測画像とし
て出力する。このとき、映像信号921がBピクチャで
なければ、時間的に先に入力された参照画像に相当する
動き補償予測画像を常に選択して、出力する。
【0013】また、予測モード選択器1206は、予測
を行わない画像内符号化と、選択された予測画像による
画像間予測符号化のうち、符号化効率がよい方を選択す
る。このとき、映像信号921がIピクチャであれば、
常に、画像内符号化が選択される。画像内符号化が選択
された場合は、画像内符号化モードを示す信号が予測モ
ードとして出力され、画像間予測符号化が選択された場
合は、選択された予測画像を示す信号が予測モードとし
て出力される。切り替え器1207は、予測モード選択
器1206から出力される予測モードが、画像内符号化
モードであれば0信号を出力し、そうでなければ、予測
モード選択器1206から出力される予測画像を出力す
る。
を行わない画像内符号化と、選択された予測画像による
画像間予測符号化のうち、符号化効率がよい方を選択す
る。このとき、映像信号921がIピクチャであれば、
常に、画像内符号化が選択される。画像内符号化が選択
された場合は、画像内符号化モードを示す信号が予測モ
ードとして出力され、画像間予測符号化が選択された場
合は、選択された予測画像を示す信号が予測モードとし
て出力される。切り替え器1207は、予測モード選択
器1206から出力される予測モードが、画像内符号化
モードであれば0信号を出力し、そうでなければ、予測
モード選択器1206から出力される予測画像を出力す
る。
【0014】以上のことから、メモリ回路901から出
力される映像信号921がIピクチャのときは、動き補
償予測回路910は常に0信号を予測画像923として
出力するので、Iピクチャは画像間予測を行わず、画像
内変換符号化される。また、メモリ回路901から出力
される映像信号921が、例えば、図10の6番目のP
ピクチャのときは、動き補償予測回路910は、図10
の3番目のIピクチャから動き補償予測し、予測画像9
23を出力する。また、メモリ回路901から出力され
る映像信号921が、例えば図10の4番目のBピクチ
ャのときは、動き補償予測回路910は、図10の3番
目のIピクチャと6番目のPピクチャから動き補償予測
し、予測画像923を出力する。
力される映像信号921がIピクチャのときは、動き補
償予測回路910は常に0信号を予測画像923として
出力するので、Iピクチャは画像間予測を行わず、画像
内変換符号化される。また、メモリ回路901から出力
される映像信号921が、例えば、図10の6番目のP
ピクチャのときは、動き補償予測回路910は、図10
の3番目のIピクチャから動き補償予測し、予測画像9
23を出力する。また、メモリ回路901から出力され
る映像信号921が、例えば図10の4番目のBピクチ
ャのときは、動き補償予測回路910は、図10の3番
目のIピクチャと6番目のPピクチャから動き補償予測
し、予測画像923を出力する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】従来の映像信号符号化
方式は、以上のように構成されているので、1フレーム
あたり30画素という動きであっても、Pピクチャの間
隔MがM=3の場合、90画素の動きベクトルとなり、
動きベクトルの探索範囲を広くしなければならないとい
う問題があった。すなわち、従来の映像信号符号化方式
は、特にPピクチャの予測において、画像間の時間的距
離が離れているため、動きベクトルの探索範囲を広くと
らねばならず、したがって、ハードウェア規模が大きく
なり、かつ、動きベクトルの符号量が増えるという問題
があった。逆に、動きベクトルの探索範囲が狭いままの
場合には、正しい動きベクトルが求められないので、予
測効率が悪くなり、符号量の増大または画質劣化を招く
という問題があった。
方式は、以上のように構成されているので、1フレーム
あたり30画素という動きであっても、Pピクチャの間
隔MがM=3の場合、90画素の動きベクトルとなり、
動きベクトルの探索範囲を広くしなければならないとい
う問題があった。すなわち、従来の映像信号符号化方式
は、特にPピクチャの予測において、画像間の時間的距
離が離れているため、動きベクトルの探索範囲を広くと
らねばならず、したがって、ハードウェア規模が大きく
なり、かつ、動きベクトルの符号量が増えるという問題
があった。逆に、動きベクトルの探索範囲が狭いままの
場合には、正しい動きベクトルが求められないので、予
測効率が悪くなり、符号量の増大または画質劣化を招く
という問題があった。
【0016】また、従来の映像信号符号化方式は、以上
のように構成されており、シーンチェンジが全く考慮さ
れていない。したがって、PピクチャまたはBピクチャ
でシーンチェンジが発生すると、動き補償予測の効果が
無いので、符号量が増大し、画質劣化を引き起こすとい
う問題があった。
のように構成されており、シーンチェンジが全く考慮さ
れていない。したがって、PピクチャまたはBピクチャ
でシーンチェンジが発生すると、動き補償予測の効果が
無いので、符号量が増大し、画質劣化を引き起こすとい
う問題があった。
【0017】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、動きの速い画像シーケンスに対
しては、Bピクチャを使わない片方向予測符号化方式を
用いることにより、動きベクトルの符号量を増やすこと
なく、十分な動きベクトル探索範囲を得、動きの遅い画
像シーケンスに対しては、Bピクチャを使う両方向予測
符号化方式を用いることにより、効率的な符号化を行う
ことのできる映像信号符号化方式を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、動きの速い画像シーケンスに対
しては、Bピクチャを使わない片方向予測符号化方式を
用いることにより、動きベクトルの符号量を増やすこと
なく、十分な動きベクトル探索範囲を得、動きの遅い画
像シーケンスに対しては、Bピクチャを使う両方向予測
符号化方式を用いることにより、効率的な符号化を行う
ことのできる映像信号符号化方式を得ることを目的とす
る。
【0018】また、この発明は、シーンチェンジを検出
する手段を備え、シーンチェンジを検出したときには、
画像内符号化を行い、かつ、所定の期間までは次の画像
内符号化を行わないことにより、発生符号量の増大を抑
え、効率のよい符号化を行う映像信号符号化方式を得る
ことを目的とする。
する手段を備え、シーンチェンジを検出したときには、
画像内符号化を行い、かつ、所定の期間までは次の画像
内符号化を行わないことにより、発生符号量の増大を抑
え、効率のよい符号化を行う映像信号符号化方式を得る
ことを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る映
像信号符号化方式は、動き補償画像間予測符号化方式で
あって、動きの速さを検出する手段を有し、動きの速い
画像シーケンスに対しては、片方向予測のみを用いて予
測符号化を行い、動きの遅い画像シーケンスに対しては
両方向予測を用いて予測符号化を行うものである。
像信号符号化方式は、動き補償画像間予測符号化方式で
あって、動きの速さを検出する手段を有し、動きの速い
画像シーケンスに対しては、片方向予測のみを用いて予
測符号化を行い、動きの遅い画像シーケンスに対しては
両方向予測を用いて予測符号化を行うものである。
【0020】請求項2の発明に係る映像信号符号化方式
は、N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化する動き補
償画像間予測符号化方式において、シーンチェンジを検
出する手段を有し、シーンチェンジを検出すると、その
画像を画像内符号化するとともに、次のシーンチェンジ
が検出されるまでは、最後に符号化した画像内符号化画
像からN枚目を画像内符号化し、その間は画像内符号化
を行わないように構成したものである。
は、N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化する動き補
償画像間予測符号化方式において、シーンチェンジを検
出する手段を有し、シーンチェンジを検出すると、その
画像を画像内符号化するとともに、次のシーンチェンジ
が検出されるまでは、最後に符号化した画像内符号化画
像からN枚目を画像内符号化し、その間は画像内符号化
を行わないように構成したものである。
【0021】請求項3の発明に係る映像信号符号化方式
は、N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化する両方向
予測を用いた動き補償画像間予測符号化方式において、
シーンチェンジを検出する手段を有し、シーンチェンジ
を検出すると、その画像を画像内符号化するとともに、
シーンチェンジ前の1つまたは複数の画像を片方向予測
で符号化を行い、さらに、次のシーンチェンジが検出さ
れるまでは、最後に符号化した画像内符号化画像からN
枚目を画像内符号化し、その間は画像内符号化を行わな
いように構成したものである。
は、N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化する両方向
予測を用いた動き補償画像間予測符号化方式において、
シーンチェンジを検出する手段を有し、シーンチェンジ
を検出すると、その画像を画像内符号化するとともに、
シーンチェンジ前の1つまたは複数の画像を片方向予測
で符号化を行い、さらに、次のシーンチェンジが検出さ
れるまでは、最後に符号化した画像内符号化画像からN
枚目を画像内符号化し、その間は画像内符号化を行わな
いように構成したものである。
【0022】請求項4の発明に係る映像信号符号化方式
は、M枚毎(M:整数)に1枚を画像内符号化または片
方向予測符号化し、N枚(N:整数)に1枚は画像内符
号化する、両方向予測を用いた動き補償画像間予測符号
化方式において、シーンチェンジを検出する手段を有
し、シーンチェンジを検出すると、その画像以降の画像
で、上記M枚毎に1枚の画像内符号化または片方向予測
符号化にあたる画像を画像内符号化するとともに、次の
シーンチェンジが検出されるまでは、最後に符号化した
画像内符号化画像からN枚目を画像内符号化し、その間
は画像内符号化を行わないように構成したものである。
は、M枚毎(M:整数)に1枚を画像内符号化または片
方向予測符号化し、N枚(N:整数)に1枚は画像内符
号化する、両方向予測を用いた動き補償画像間予測符号
化方式において、シーンチェンジを検出する手段を有
し、シーンチェンジを検出すると、その画像以降の画像
で、上記M枚毎に1枚の画像内符号化または片方向予測
符号化にあたる画像を画像内符号化するとともに、次の
シーンチェンジが検出されるまでは、最後に符号化した
画像内符号化画像からN枚目を画像内符号化し、その間
は画像内符号化を行わないように構成したものである。
【0023】
【作用】請求項1の発明による映像信号符号化方式は、
動きの速い画像シーケンスに対しては両方向予測を行わ
ないので、動き補償予測における参照画像と符号化画像
との時間的距離が近くなって、動きベクトルの探索範囲
を狭くすることができ、動きベクトルの符号量が減少す
る。また、動きの遅い画像シーケンスに対しては両方向
予測を用いることにより、効率のよい予測符号化を行う
ことができる。
動きの速い画像シーケンスに対しては両方向予測を行わ
ないので、動き補償予測における参照画像と符号化画像
との時間的距離が近くなって、動きベクトルの探索範囲
を狭くすることができ、動きベクトルの符号量が減少す
る。また、動きの遅い画像シーケンスに対しては両方向
予測を用いることにより、効率のよい予測符号化を行う
ことができる。
【0024】請求項2の発明による映像信号符号化方式
は、シーンチェンジを検出したときには、その画像を画
像内符号化することにより、画質劣化を抑え、かつ、そ
の画像から所定の期間(N枚)までは次の画像内符号化
を行わないことにより、発生符号量の増大を抑えること
ができ、効率のよい符号化を行うことができる。
は、シーンチェンジを検出したときには、その画像を画
像内符号化することにより、画質劣化を抑え、かつ、そ
の画像から所定の期間(N枚)までは次の画像内符号化
を行わないことにより、発生符号量の増大を抑えること
ができ、効率のよい符号化を行うことができる。
【0025】請求項3の発明による映像信号符号化方式
は、シーンチェンジを検出したときには、その画像を画
像内符号化することにより、画質劣化を抑え、かつ、そ
の画像から所定の期間(N枚)までは次の画像内符号化
を行わないことにより、発生符号量の増大を抑え、さら
に、シーンチェンジ前の1つまたは複数の画像を片方向
予測で符号化することにより、符号化効率を改善するこ
とができる。
は、シーンチェンジを検出したときには、その画像を画
像内符号化することにより、画質劣化を抑え、かつ、そ
の画像から所定の期間(N枚)までは次の画像内符号化
を行わないことにより、発生符号量の増大を抑え、さら
に、シーンチェンジ前の1つまたは複数の画像を片方向
予測で符号化することにより、符号化効率を改善するこ
とができる。
【0026】請求項4の発明による映像信号路符号化方
式は、M枚毎(M:整数)に1枚を画像内符号化または
片方向予測符号化し、N枚(N:整数)に1枚は画像内
符号化する、両方向予測を用いた動き補償画像間予測符
号化方式において、シーンチェンジを検出したときに
は、その画像以降の画像で、上記M枚毎に1枚の画像内
符号化または片方向予測符号化にあたる画像を、画像内
符号化することにより、符号化順を変えることなく画質
劣化を抑え、かつ、その画像から所定の期間(N枚)ま
では次の画像内符号化を行わないことにより、発生符号
量の増大を抑えることができ、効率のよい符号化を行う
ことができる。
式は、M枚毎(M:整数)に1枚を画像内符号化または
片方向予測符号化し、N枚(N:整数)に1枚は画像内
符号化する、両方向予測を用いた動き補償画像間予測符
号化方式において、シーンチェンジを検出したときに
は、その画像以降の画像で、上記M枚毎に1枚の画像内
符号化または片方向予測符号化にあたる画像を、画像内
符号化することにより、符号化順を変えることなく画質
劣化を抑え、かつ、その画像から所定の期間(N枚)ま
では次の画像内符号化を行わないことにより、発生符号
量の増大を抑えることができ、効率のよい符号化を行う
ことができる。
【0027】
実施例1.以下、この発明の第1の実施例を図について
説明する。図1は、この実施例1の映像信号符号化回路
を示すブロック図で、図9と同一符号はそれぞれ同一ま
たは相当部分を示しており、101はメモリ回路、10
2は動き検出器である。図において、入力端子1から入
力されたディジタル映像信号111は、メモリ回路10
1の第1の入力と動き検出器102の第1の入力に与え
られる。動き検出器102の第2の入力には、メモリ回
路101の第1の出力112が与えられる。動き検出器
102の出力113は、メモリ回路101の第2の入力
に与えられる。メモリ回路101の第2の出力は、減算
器902の第1の入力および動き補償予測回路910の
第2の入力に与えられる。減算器902の出力は、DC
T回路903を介して、量子化回路904に入力され
る。量子化回路904の出力は、可変長符号化回路90
5を介して、送信バッファ906の入力に与えられる。
送信バッファ906の出力は、出力端子2から出力され
る。一方、量子化回路904の出力は、逆量子化回路9
07を介して、IDCT回路908にも入力される。I
DCT回路908の出力は、加算器909の第1の入力
に与えられる。加算器909の出力は、動き補償予測回
路910の第1の入力に与えられる。動き補償予測回路
910の出力は、加算器909の第2の入力および減算
器902の第2の入力に与えられる。
説明する。図1は、この実施例1の映像信号符号化回路
を示すブロック図で、図9と同一符号はそれぞれ同一ま
たは相当部分を示しており、101はメモリ回路、10
2は動き検出器である。図において、入力端子1から入
力されたディジタル映像信号111は、メモリ回路10
1の第1の入力と動き検出器102の第1の入力に与え
られる。動き検出器102の第2の入力には、メモリ回
路101の第1の出力112が与えられる。動き検出器
102の出力113は、メモリ回路101の第2の入力
に与えられる。メモリ回路101の第2の出力は、減算
器902の第1の入力および動き補償予測回路910の
第2の入力に与えられる。減算器902の出力は、DC
T回路903を介して、量子化回路904に入力され
る。量子化回路904の出力は、可変長符号化回路90
5を介して、送信バッファ906の入力に与えられる。
送信バッファ906の出力は、出力端子2から出力され
る。一方、量子化回路904の出力は、逆量子化回路9
07を介して、IDCT回路908にも入力される。I
DCT回路908の出力は、加算器909の第1の入力
に与えられる。加算器909の出力は、動き補償予測回
路910の第1の入力に与えられる。動き補償予測回路
910の出力は、加算器909の第2の入力および減算
器902の第2の入力に与えられる。
【0028】図2は、この実施例1の動き検出器102
の一構成例を示すブロック図である。図において、入力
端子201aにはメモリ回路101の第1の出力112
が、入力端子201bには入力ディジタル映像信号11
1が、それぞれ与えられる。入力端子201aおよび入
力端子201bから入力された信号は、それぞれ、減算
器203の第1、第2の入力に与えられる。減算器20
3の出力は、絶対値和演算器204に入力される。絶対
値和演算器204の出力は、動き量判定器206の第1
の入力に与えられる。一方、入力端子201bから入力
された信号は、分散算出器205の入力にも与えられ
る。分散算出器205の出力は、動き量判定器206の
第2の入力に与えられる。動き量判定器206の出力
は、孤立点除去回路207を介して、出力端子202か
ら出力される。
の一構成例を示すブロック図である。図において、入力
端子201aにはメモリ回路101の第1の出力112
が、入力端子201bには入力ディジタル映像信号11
1が、それぞれ与えられる。入力端子201aおよび入
力端子201bから入力された信号は、それぞれ、減算
器203の第1、第2の入力に与えられる。減算器20
3の出力は、絶対値和演算器204に入力される。絶対
値和演算器204の出力は、動き量判定器206の第1
の入力に与えられる。一方、入力端子201bから入力
された信号は、分散算出器205の入力にも与えられ
る。分散算出器205の出力は、動き量判定器206の
第2の入力に与えられる。動き量判定器206の出力
は、孤立点除去回路207を介して、出力端子202か
ら出力される。
【0029】次に動作について説明する。図1におい
て、入力端子1から入力されたディジタル映像信号11
1は、メモリ回路101に記憶される。一方、このディ
ジタル映像信号111は、動き検出器102にも入力さ
れ、動きの速さが判定される。動き検出器102の動作
を図2について説明する。まず、入力ディジタル映像信
号111と、メモリ回路101に記憶されている過去の
画像112との画像間の差分の絶対値和aが絶対値和演
算器204で求められる。入力ディジタル映像信号の水
平方向の画素数をI、垂直方向の画素数をJとし、入力
ディジタル映像信号をf(i,j)(ただし、iは水平方向の
画素番号を表わす整数、jは垂直方向の画素番号を表わ
す整数で、0≦i<I、0≦j<Jである)、過去の画像1
12をg(i,j)と表わすと、差分絶対値和aは、
て、入力端子1から入力されたディジタル映像信号11
1は、メモリ回路101に記憶される。一方、このディ
ジタル映像信号111は、動き検出器102にも入力さ
れ、動きの速さが判定される。動き検出器102の動作
を図2について説明する。まず、入力ディジタル映像信
号111と、メモリ回路101に記憶されている過去の
画像112との画像間の差分の絶対値和aが絶対値和演
算器204で求められる。入力ディジタル映像信号の水
平方向の画素数をI、垂直方向の画素数をJとし、入力
ディジタル映像信号をf(i,j)(ただし、iは水平方向の
画素番号を表わす整数、jは垂直方向の画素番号を表わ
す整数で、0≦i<I、0≦j<Jである)、過去の画像1
12をg(i,j)と表わすと、差分絶対値和aは、
【0030】
【数1】
【0031】となる。一方、分散算出器205で、入力
ディジタル映像信号111の分散bも求められる。b
は、
ディジタル映像信号111の分散bも求められる。b
は、
【0032】
【数2】
【0033】と表わせる。
【0034】動き量判定器206は、上記差分絶対値和
aと上記分散bを用いて、過去の画像112から入力映
像信号111への動きの速さを判定する。すなわち、一
般に静止画であればa=0となり、動きが大きければa
が大きくなるので、差分絶対値和aの大小により、動き
の速さを判定する。このとき、入力画像111のアクテ
ィビティが高いと、動きが遅くてもaが大きくなるの
で、分散bの値の大きさも考慮する。例えば、定数α
0、β0、γ0(α0>γ0)を用いて、
aと上記分散bを用いて、過去の画像112から入力映
像信号111への動きの速さを判定する。すなわち、一
般に静止画であればa=0となり、動きが大きければa
が大きくなるので、差分絶対値和aの大小により、動き
の速さを判定する。このとき、入力画像111のアクテ
ィビティが高いと、動きが遅くてもaが大きくなるの
で、分散bの値の大きさも考慮する。例えば、定数α
0、β0、γ0(α0>γ0)を用いて、
【0035】 a>α0 ならば 動きが速い。 b<β0 かつ a>γ0 ならば 動きが速い。 それ以外 動きが遅い。
【0036】と判定する。動き量判定器206で判定さ
れた結果は、孤立点除去回路207において、孤立点が
除去される。すなわち、1枚または2枚だけが周りの画
像と違う結果になった場合は、周りと同じ結果に置き換
えられる。例えば、シーンチェンジ時だけ差分絶対値和
aが極端に大きくなり、その前後は動きが遅いと判定さ
れた場合は、すべての画像で動きが遅いと判定する。こ
の判定結果113は、メモリ回路101に出力される。
れた結果は、孤立点除去回路207において、孤立点が
除去される。すなわち、1枚または2枚だけが周りの画
像と違う結果になった場合は、周りと同じ結果に置き換
えられる。例えば、シーンチェンジ時だけ差分絶対値和
aが極端に大きくなり、その前後は動きが遅いと判定さ
れた場合は、すべての画像で動きが遅いと判定する。こ
の判定結果113は、メモリ回路101に出力される。
【0037】動き検出器102で動きが速いと判定され
ると、Bピクチャを使わず、片方向予測のみで動き補償
が行われ、動きが遅いと判定されると従来例と同様に両
方向予測が行われる。したがって、動きが速いときは、
常に1枚前の画像から予測するので、探索範囲を広げな
くても、十分速い動きに追随することができる。また、
動きが遅いときは、両方向予測により、符号化効率の向
上を図ることができる。
ると、Bピクチャを使わず、片方向予測のみで動き補償
が行われ、動きが遅いと判定されると従来例と同様に両
方向予測が行われる。したがって、動きが速いときは、
常に1枚前の画像から予測するので、探索範囲を広げな
くても、十分速い動きに追随することができる。また、
動きが遅いときは、両方向予測により、符号化効率の向
上を図ることができる。
【0038】メモリ回路101は、入力画像111を符
号化順に並べ替えて出力する。したがって、動き検出器
102で動きが遅いと判定されたときは、Bピクチャを
用いるので、図3(a)のように画像を並べ替えて出力
する。また、動き検出器102で動きが速いと判定され
たときは、Bピクチャを用いないので、図3(b)のよ
うに画像を並べ替えて出力する。また、動きの速さが途
中で変わるような画像シーケンスの場合は、図3(c)
のようになる。
号化順に並べ替えて出力する。したがって、動き検出器
102で動きが遅いと判定されたときは、Bピクチャを
用いるので、図3(a)のように画像を並べ替えて出力
する。また、動き検出器102で動きが速いと判定され
たときは、Bピクチャを用いないので、図3(b)のよ
うに画像を並べ替えて出力する。また、動きの速さが途
中で変わるような画像シーケンスの場合は、図3(c)
のようになる。
【0039】メモリ回路101から出力される画像は、
時間軸方向の冗長度を落とすために、減算器902で動
き補償予測回路910から出力される予測画像との画像
間の差分がとられ、次に、DCT回路903で空間軸方
向にDCTが施される。変換された係数は量子化回路9
04で量子化され、可変長符号化回路905で可変長符
号化された後に、送信バッファ906を介して出力され
る。一方、量子化された変換係数は、逆量子化回路90
7で逆量子化され、IDCT回路908でIDCTが施
された後、加算器909で予測画像と加算されて復号画
像が求められる。加算器909から出力される復号画像
は、次の画像の符号化のために、動き補償予測回路91
0に入力される。
時間軸方向の冗長度を落とすために、減算器902で動
き補償予測回路910から出力される予測画像との画像
間の差分がとられ、次に、DCT回路903で空間軸方
向にDCTが施される。変換された係数は量子化回路9
04で量子化され、可変長符号化回路905で可変長符
号化された後に、送信バッファ906を介して出力され
る。一方、量子化された変換係数は、逆量子化回路90
7で逆量子化され、IDCT回路908でIDCTが施
された後、加算器909で予測画像と加算されて復号画
像が求められる。加算器909から出力される復号画像
は、次の画像の符号化のために、動き補償予測回路91
0に入力される。
【0040】なお、上記実施例1において、動き検出器
102は、画像間の差分絶対値和aと画像内の分散bを
用いるとしたが、動き検出器102の構成はこの例に限
るものではなく、画像間の差分自乗和、画像内の隣接画
素間の差分絶対値和、画像内の隣接画素間の差分自乗和
などを用いてもよい。
102は、画像間の差分絶対値和aと画像内の分散bを
用いるとしたが、動き検出器102の構成はこの例に限
るものではなく、画像間の差分自乗和、画像内の隣接画
素間の差分絶対値和、画像内の隣接画素間の差分自乗和
などを用いてもよい。
【0041】また、上記実施例1においては、Pピクチ
ャの間隔Mを、M=1とM=3で切り換える構成とした
が、Mの値はこれに限られるものではない。例えば、動
き検出器102で判定する動きの速さを2段階以上に分
類し、M=1、2、3、4、…、と複数のMを切り換え
るように構成してもよい。
ャの間隔Mを、M=1とM=3で切り換える構成とした
が、Mの値はこれに限られるものではない。例えば、動
き検出器102で判定する動きの速さを2段階以上に分
類し、M=1、2、3、4、…、と複数のMを切り換え
るように構成してもよい。
【0042】実施例2.以下、この発明の第2の実施例
を図について説明する。図4は、この実施例2の映像信
号符号化回路を示すブロック図で、図1と同一符号はそ
れぞれ同一または相当部分を示しており、401はメモ
リ回路、402はシーンチェンジ検出器である。図にお
いて、入力端子1から入力されたディジタル映像信号1
11は、メモリ回路401の第1の入力とシーンチェン
ジ検出器402の第1の入力に与えられる。シーンチェ
ンジ検出器402の第2の入力には、メモリ回路401
の第1の出力112が与えられる。シーンチェンジ検出
器402の出力411は、メモリ回路401の第2の入
力に与えられる。メモリ回路401の第2の出力は、減
算器902の第1の入力および動き補償予測回路910
の第2の入力に与えられる。減算器902の出力は、D
CT回路903を介して、量子化回路904に入力され
る。量子化回路904の出力は、可変長符号化回路90
5を介して、送信バッファ906の入力に与えられる。
送信バッファ906の出力は、出力端子2から出力され
る。一方、量子化回路904の出力は、逆量子化回路9
07を介して、IDCT回路908にも入力される。I
DCT回路908の出力は、加算器909の第1の入力
に与えられる。加算器909の出力は、動き補償予測回
路910の第1の入力に与えられる。動き補償予測回路
910の出力は、加算器909の第2の入力および減算
器902の第2の入力に与えられる。
を図について説明する。図4は、この実施例2の映像信
号符号化回路を示すブロック図で、図1と同一符号はそ
れぞれ同一または相当部分を示しており、401はメモ
リ回路、402はシーンチェンジ検出器である。図にお
いて、入力端子1から入力されたディジタル映像信号1
11は、メモリ回路401の第1の入力とシーンチェン
ジ検出器402の第1の入力に与えられる。シーンチェ
ンジ検出器402の第2の入力には、メモリ回路401
の第1の出力112が与えられる。シーンチェンジ検出
器402の出力411は、メモリ回路401の第2の入
力に与えられる。メモリ回路401の第2の出力は、減
算器902の第1の入力および動き補償予測回路910
の第2の入力に与えられる。減算器902の出力は、D
CT回路903を介して、量子化回路904に入力され
る。量子化回路904の出力は、可変長符号化回路90
5を介して、送信バッファ906の入力に与えられる。
送信バッファ906の出力は、出力端子2から出力され
る。一方、量子化回路904の出力は、逆量子化回路9
07を介して、IDCT回路908にも入力される。I
DCT回路908の出力は、加算器909の第1の入力
に与えられる。加算器909の出力は、動き補償予測回
路910の第1の入力に与えられる。動き補償予測回路
910の出力は、加算器909の第2の入力および減算
器902の第2の入力に与えられる。
【0043】図5は、この実施例2のシーンチェンジ検
出器402の一構成例を示すブロック図で、図2と同一
符号はそれぞれ同一または相当部分を示している。図に
おいて、入力端子501aにはメモリ回路401の第1
の出力112が、入力端子501bには入力ディジタル
映像信号111が、それぞれ与えられる。入力端子50
1aおよび入力端子501bから入力された信号は、そ
れぞれ減算器203の第1、第2の入力に与えられる。
減算器203の出力は、絶対値和演算器204に入力さ
れる。絶対値和演算器204の出力は、判定器503の
第1の入力に与えられる。一方、入力端子501bから
入力された信号は、分散算出器205の入力にも与えら
れる。分散算出器205の出力は、判定器503の第2
の入力に与えられる。判定器503の出力411は、出
力端子502から出力される。
出器402の一構成例を示すブロック図で、図2と同一
符号はそれぞれ同一または相当部分を示している。図に
おいて、入力端子501aにはメモリ回路401の第1
の出力112が、入力端子501bには入力ディジタル
映像信号111が、それぞれ与えられる。入力端子50
1aおよび入力端子501bから入力された信号は、そ
れぞれ減算器203の第1、第2の入力に与えられる。
減算器203の出力は、絶対値和演算器204に入力さ
れる。絶対値和演算器204の出力は、判定器503の
第1の入力に与えられる。一方、入力端子501bから
入力された信号は、分散算出器205の入力にも与えら
れる。分散算出器205の出力は、判定器503の第2
の入力に与えられる。判定器503の出力411は、出
力端子502から出力される。
【0044】次に動作について説明する。図4におい
て、入力端子1から入力されたディジタル映像信号11
1は、メモリ回路401に記憶される。一方、このディ
ジタル映像信号111は、シーンチェンジ検出器402
にも入力され、シーンチェンジが検出される。シーンチ
ェンジ検出器402の動作を図5について説明する。ま
ず、入力ディジタル映像信号111と、メモリ回路40
1に記憶されている過去の画像112との画像間の差分
の絶対値和aが絶対値和演算器204で求められる。一
方、分散算出器205で入力ディジタル映像信号111
の分散bも求められる。判定器503は、上記差分絶対
値和aと上記分散bを用いて、過去の画像112から入
力映像信号111の間で、シーンチェンジが発生した
か、否かを判定する。すなわち、一般に静止画であれば
a=0となり、シーンチェンジが発生すればaが大きく
なるので、差分絶対値和aの大小により、シーンチェン
ジを判定する。このとき、入力画像111のアクティビ
ティが高いと、シーンチェンジではないが動きがあると
いうときもaが大きくなるので、分散bの値の大きさも
考慮する。例えば、定数α1、β1、γ1(α1>γ1)を
用いて、
て、入力端子1から入力されたディジタル映像信号11
1は、メモリ回路401に記憶される。一方、このディ
ジタル映像信号111は、シーンチェンジ検出器402
にも入力され、シーンチェンジが検出される。シーンチ
ェンジ検出器402の動作を図5について説明する。ま
ず、入力ディジタル映像信号111と、メモリ回路40
1に記憶されている過去の画像112との画像間の差分
の絶対値和aが絶対値和演算器204で求められる。一
方、分散算出器205で入力ディジタル映像信号111
の分散bも求められる。判定器503は、上記差分絶対
値和aと上記分散bを用いて、過去の画像112から入
力映像信号111の間で、シーンチェンジが発生した
か、否かを判定する。すなわち、一般に静止画であれば
a=0となり、シーンチェンジが発生すればaが大きく
なるので、差分絶対値和aの大小により、シーンチェン
ジを判定する。このとき、入力画像111のアクティビ
ティが高いと、シーンチェンジではないが動きがあると
いうときもaが大きくなるので、分散bの値の大きさも
考慮する。例えば、定数α1、β1、γ1(α1>γ1)を
用いて、
【0045】 a>α1 ならば シーンチェンジ発生。 b<β1 かつ a>γ1 ならば シーンチェンジ発生。 それ以外 シーンチェンジはない。
【0046】と判定する。判定器503で判定された結
果411は、メモリ回路401に出力される。
果411は、メモリ回路401に出力される。
【0047】シーンチェンジ検出器402でシーンチェ
ンジ発生と判定されると、その画像はIピクチャとして
符号化され、その後、所定の期間はIピクチャを使わ
ず、PピクチャまたはBピクチャとして符号化が行われ
る。例えば、N枚に1枚をIピクチャとして符号化して
いる場合、シーンチェンジが発生すると、その画像をI
ピクチャとして符号化し、その後は、このIピクチャか
らN枚毎に1枚をIピクチャとして符号化する。ただ
し、上記IピクチャからN枚未満の画像で、再びシーン
チェンジが起こった場合は、その画像をIピクチャとし
て符号化し、このIピクチャからN枚毎に1枚をIピク
チャとする。
ンジ発生と判定されると、その画像はIピクチャとして
符号化され、その後、所定の期間はIピクチャを使わ
ず、PピクチャまたはBピクチャとして符号化が行われ
る。例えば、N枚に1枚をIピクチャとして符号化して
いる場合、シーンチェンジが発生すると、その画像をI
ピクチャとして符号化し、その後は、このIピクチャか
らN枚毎に1枚をIピクチャとして符号化する。ただ
し、上記IピクチャからN枚未満の画像で、再びシーン
チェンジが起こった場合は、その画像をIピクチャとし
て符号化し、このIピクチャからN枚毎に1枚をIピク
チャとする。
【0048】メモリ回路401は、入力画像111を符
号化順に並べ替えて出力する。したがって、シーンチェ
ンジ検出器402でシーンチェンジが検出されたか否か
により、図6のように画像を並べ替えて出力する。すな
わち、例えば、N枚に1枚の画像をIピクチャとし、M
枚に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場合、シ
ーンチェンジが無ければ、図6(a)のように画像を並
べ替えて出力する。ただし、図においてはM=3として
いる。IピクチャまたはPピクチャの次の画像で、シー
ンチェンジが検出されたときは、図6(b)のように画
像を並べ替えて出力する。また、IピクチャまたはPピ
クチャの2枚後ろの画像でシーンチェンジが検出された
ときは、図6(c)のように出力する。また、Iピクチ
ャでシーンチェンジが検出されたときは、シーンチェン
ジが検出されなかったときと同様に、図6(a)のよう
に画像を並べ替え、Pピクチャでシーンチェンジが検出
されたときは、その画像をIピクチャに変えて、図6
(d)のように画像を並べ替えて出力する。
号化順に並べ替えて出力する。したがって、シーンチェ
ンジ検出器402でシーンチェンジが検出されたか否か
により、図6のように画像を並べ替えて出力する。すな
わち、例えば、N枚に1枚の画像をIピクチャとし、M
枚に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場合、シ
ーンチェンジが無ければ、図6(a)のように画像を並
べ替えて出力する。ただし、図においてはM=3として
いる。IピクチャまたはPピクチャの次の画像で、シー
ンチェンジが検出されたときは、図6(b)のように画
像を並べ替えて出力する。また、IピクチャまたはPピ
クチャの2枚後ろの画像でシーンチェンジが検出された
ときは、図6(c)のように出力する。また、Iピクチ
ャでシーンチェンジが検出されたときは、シーンチェン
ジが検出されなかったときと同様に、図6(a)のよう
に画像を並べ替え、Pピクチャでシーンチェンジが検出
されたときは、その画像をIピクチャに変えて、図6
(d)のように画像を並べ替えて出力する。
【0049】メモリ回路401から出力される画像は、
時間軸方向の冗長度を落とすために、減算器902で動
き補償予測回路910から出力される予測画像との画像
間の差分がとられ、DCT回路903で空間軸方向にD
CTが施される。変換された係数は量子化回路904で
量子化され、可変長符号化回路905で可変長符号化さ
れた後に、送信バッファ906を介して出力される。一
方、量子化された変換係数は、逆量子化回路907で逆
量子化され、IDCT回路908でIDCTが施された
後、加算器909で予測画像と加算されて、復号画像が
求められる。加算器909から出力される復号画像は、
次の画像の符号化のために、動き補償予測回路910に
入力される。
時間軸方向の冗長度を落とすために、減算器902で動
き補償予測回路910から出力される予測画像との画像
間の差分がとられ、DCT回路903で空間軸方向にD
CTが施される。変換された係数は量子化回路904で
量子化され、可変長符号化回路905で可変長符号化さ
れた後に、送信バッファ906を介して出力される。一
方、量子化された変換係数は、逆量子化回路907で逆
量子化され、IDCT回路908でIDCTが施された
後、加算器909で予測画像と加算されて、復号画像が
求められる。加算器909から出力される復号画像は、
次の画像の符号化のために、動き補償予測回路910に
入力される。
【0050】なお、上記実施例2において、シーンチェ
ンジ検出器402は、画像間の差分絶対値和aと画像内
の分散bを用いるとしたが、シーンチェンジ検出器40
2の構成はこれに限られるものではなく、画像間の差分
自乗和、画像内の隣接画素間の差分絶対値和、画像内の
隣接画素間の差分自乗和などを用いてもよい。
ンジ検出器402は、画像間の差分絶対値和aと画像内
の分散bを用いるとしたが、シーンチェンジ検出器40
2の構成はこれに限られるものではなく、画像間の差分
自乗和、画像内の隣接画素間の差分絶対値和、画像内の
隣接画素間の差分自乗和などを用いてもよい。
【0051】実施例3.この発明の実施例3のハードウ
エアの構成は図4および図5と同様であるが、メモリ回
路401の動作が実施例2と異なる。実施例2において
は、メモリ回路401は、シーンチェンジが検出された
画像をIピクチャに変え、それにしたがって、入力画像
を符号化順に並べ替えて出力したが、この実施例3で
は、シーンチェンジが検出されると、その画像をIピク
チャとして符号化するとともに、その画像の直前にある
1つまたは複数のBピクチャをPピクチャに変えて符号
化を行う。
エアの構成は図4および図5と同様であるが、メモリ回
路401の動作が実施例2と異なる。実施例2において
は、メモリ回路401は、シーンチェンジが検出された
画像をIピクチャに変え、それにしたがって、入力画像
を符号化順に並べ替えて出力したが、この実施例3で
は、シーンチェンジが検出されると、その画像をIピク
チャとして符号化するとともに、その画像の直前にある
1つまたは複数のBピクチャをPピクチャに変えて符号
化を行う。
【0052】例えば、N枚に1枚の画像をIピクチャと
し、M枚に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場
合、シーンチェンジが無ければ、実施例2と同様に、メ
モリ回路401は、図6(a)のように画像を並べ替え
て出力する。また、IピクチャまたはPピクチャの次の
画像でシーンチェンジが検出されたときも、実施例2と
同様に、図6(b)のように画像を並べ替えて出力す
る。IピクチャまたはPピクチャの2枚後ろの画像でシ
ーンチェンジが検出されたときは、メモリ回路401
は、図7(a)のように画像を並べ替えて出力する。ま
た、Pピクチャでシーンチェンジが検出されたときは、
メモリ回路401は、図7(b)のように画像を並べ替
えて出力する。なお、図7(b)では、シーンチェンジ
が検出された画像をIピクチャに変えるとともに、その
直前にある連続するBピクチャ全てをPピクチャに変え
ているが、直前のBピクチャ1つだけをPピクチャに変
えてもよい。この場合、メモリ回路401は、図7
(c)のように画像を並べ替えて出力することになる。
また、いずれの場合も、次のシーンチェンジが検出され
るまでは、最後に符号化したIピクチャからN枚目をI
ピクチャとし、その間はIピクチャとして符号化しな
い。
し、M枚に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場
合、シーンチェンジが無ければ、実施例2と同様に、メ
モリ回路401は、図6(a)のように画像を並べ替え
て出力する。また、IピクチャまたはPピクチャの次の
画像でシーンチェンジが検出されたときも、実施例2と
同様に、図6(b)のように画像を並べ替えて出力す
る。IピクチャまたはPピクチャの2枚後ろの画像でシ
ーンチェンジが検出されたときは、メモリ回路401
は、図7(a)のように画像を並べ替えて出力する。ま
た、Pピクチャでシーンチェンジが検出されたときは、
メモリ回路401は、図7(b)のように画像を並べ替
えて出力する。なお、図7(b)では、シーンチェンジ
が検出された画像をIピクチャに変えるとともに、その
直前にある連続するBピクチャ全てをPピクチャに変え
ているが、直前のBピクチャ1つだけをPピクチャに変
えてもよい。この場合、メモリ回路401は、図7
(c)のように画像を並べ替えて出力することになる。
また、いずれの場合も、次のシーンチェンジが検出され
るまでは、最後に符号化したIピクチャからN枚目をI
ピクチャとし、その間はIピクチャとして符号化しな
い。
【0053】シーンチェンジ直前の画像は、時間的に後
ろの画像からの予測をしても効率が上がらないので、こ
の実施例3ではシーンチェンジ直前のBピクチャをPピ
クチャに変えて、符号化効率を向上させている。実施例
3のメモリ回路401以外の動作は、実施例2と同様で
ある。
ろの画像からの予測をしても効率が上がらないので、こ
の実施例3ではシーンチェンジ直前のBピクチャをPピ
クチャに変えて、符号化効率を向上させている。実施例
3のメモリ回路401以外の動作は、実施例2と同様で
ある。
【0054】実施例4.この発明の実施例4のハードウ
エアの構成は、図4および図5と同様であるが、メモリ
回路401の動作が実施例2および実施例3と異なる。
実施例2において、メモリ回路401は、シーンチェン
ジが検出された画像をIピクチャに変え、それにしたが
って、入力画像を符号化順に並べ替えて出力し、また、
実施例3において、メモリ回路401は、シーンチェン
ジが検出された画像をIピクチャに変えるとともに、そ
の画像の直前にある1つまたは複数のBピクチャをPピ
クチャに変え、それにしたがって入力画像を符号化順に
並べ替えて出力したが、この実施例4では、シーンチェ
ンジが検出されると、その画像以降にあるPピクチャを
Iピクチャに変えて符号化を行う。
エアの構成は、図4および図5と同様であるが、メモリ
回路401の動作が実施例2および実施例3と異なる。
実施例2において、メモリ回路401は、シーンチェン
ジが検出された画像をIピクチャに変え、それにしたが
って、入力画像を符号化順に並べ替えて出力し、また、
実施例3において、メモリ回路401は、シーンチェン
ジが検出された画像をIピクチャに変えるとともに、そ
の画像の直前にある1つまたは複数のBピクチャをPピ
クチャに変え、それにしたがって入力画像を符号化順に
並べ替えて出力したが、この実施例4では、シーンチェ
ンジが検出されると、その画像以降にあるPピクチャを
Iピクチャに変えて符号化を行う。
【0055】例えば、N枚に1枚の画像をIピクチャと
し、M枚に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場
合、シーンチェンジが無ければ、実施例2と同様に、メ
モリ回路401は図6(a)のように画像を並べ替えて
出力する。また、Iピクチャでシーンチェンジが検出さ
れたときも、図6(a)のように画像を並べ替えて出力
する。Iピクチャ以外の画像でシーンチェンジが検出さ
れたときは、メモリ回路401は、シーンチェンジが検
出された画像以降のPピクチャをIピクチャに変え、シ
ーンチェンジが検出される位置に応じて図8(a)〜
(c)のように画像を並べ替えて出力する。また、いず
れの場合も、次のシーンチェンジが検出されるまでは、
最後に符号化したIピクチャからN枚目をIピクチャと
し、その間はIピクチャとして符号化しない。
し、M枚に1枚はPピクチャまたはIピクチャとする場
合、シーンチェンジが無ければ、実施例2と同様に、メ
モリ回路401は図6(a)のように画像を並べ替えて
出力する。また、Iピクチャでシーンチェンジが検出さ
れたときも、図6(a)のように画像を並べ替えて出力
する。Iピクチャ以外の画像でシーンチェンジが検出さ
れたときは、メモリ回路401は、シーンチェンジが検
出された画像以降のPピクチャをIピクチャに変え、シ
ーンチェンジが検出される位置に応じて図8(a)〜
(c)のように画像を並べ替えて出力する。また、いず
れの場合も、次のシーンチェンジが検出されるまでは、
最後に符号化したIピクチャからN枚目をIピクチャと
し、その間はIピクチャとして符号化しない。
【0056】このように実施例4では、PピクチャをI
ピクチャに変えるので、Pピクチャの間隔Mが常に同じ
で、メモリ回路401の並べ替えが常に同じ動作にな
り、処理が簡単になる。
ピクチャに変えるので、Pピクチャの間隔Mが常に同じ
で、メモリ回路401の並べ替えが常に同じ動作にな
り、処理が簡単になる。
【0057】実施例5.上記実施例1、実施例2の映像
信号符号化方式は、互いに構成がよく似ているので、簡
単にこれらを組み合わせた映像信号符号化方式を構成す
ることができる。すなわち、図1の動き検出器102と
図4のシーンチェンジ検出器402は、それぞれ、図
2、図5に示したように構成がよく似ているので、図4
のシーンチェンジ検出器402において動きも検出し、
動きの速さとシーンチェンジ判定の両方を出力するよう
構成し、その結果を用いてメモリ回路401を動作させ
ればよい。
信号符号化方式は、互いに構成がよく似ているので、簡
単にこれらを組み合わせた映像信号符号化方式を構成す
ることができる。すなわち、図1の動き検出器102と
図4のシーンチェンジ検出器402は、それぞれ、図
2、図5に示したように構成がよく似ているので、図4
のシーンチェンジ検出器402において動きも検出し、
動きの速さとシーンチェンジ判定の両方を出力するよう
構成し、その結果を用いてメモリ回路401を動作させ
ればよい。
【0058】また、上記実施例3、実施例4は、メモリ
回路401の動作が実施例2と異なるだけなので、上述
のように、実施例1と実施例3を組み合わせた映像信号
符号化方式、および、実施例1と実施例4を組み合わせ
た映像信号符号化方式も、同様に構成することができ
る。
回路401の動作が実施例2と異なるだけなので、上述
のように、実施例1と実施例3を組み合わせた映像信号
符号化方式、および、実施例1と実施例4を組み合わせ
た映像信号符号化方式も、同様に構成することができ
る。
【0059】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、動きの速い画像シーケンスに対しては両方向予測を
行わないので、動きベクトルの探索範囲を狭くすること
ができ、かつ、動きベクトルの符号量を減少させること
ができ、また、動きの遅い画像シーケンスに対しては両
方向予測を行うことにより、効率のよい予測符号化を行
うことができるという効果がある。
ば、動きの速い画像シーケンスに対しては両方向予測を
行わないので、動きベクトルの探索範囲を狭くすること
ができ、かつ、動きベクトルの符号量を減少させること
ができ、また、動きの遅い画像シーケンスに対しては両
方向予測を行うことにより、効率のよい予測符号化を行
うことができるという効果がある。
【0060】また、請求項2の発明によれば、シーンチ
ェンジを検出したときには、その画像を画像内符号化す
ることにより、画質劣化を抑え、かつ、その画像から所
定の期間までは次の画像内符号化を行わないことによ
り、発生符号量の増大を抑えることができ、効率のよい
符号化を行うことができるという効果がある。
ェンジを検出したときには、その画像を画像内符号化す
ることにより、画質劣化を抑え、かつ、その画像から所
定の期間までは次の画像内符号化を行わないことによ
り、発生符号量の増大を抑えることができ、効率のよい
符号化を行うことができるという効果がある。
【0061】また、請求項3の発明によれば、シーンチ
ェンジを検出したときには、その画像を画像内符号化す
ることにより、画質劣化を抑え、かつ、その画像から所
定の期間までは次の画像内符号化を行わないことによ
り、発生符号量の増大を抑え、さらに、シーンチェンジ
前の1つまたは複数の画像を片方向予測で符号化するこ
とにより、符号化効率を改善することができるという効
果がある。
ェンジを検出したときには、その画像を画像内符号化す
ることにより、画質劣化を抑え、かつ、その画像から所
定の期間までは次の画像内符号化を行わないことによ
り、発生符号量の増大を抑え、さらに、シーンチェンジ
前の1つまたは複数の画像を片方向予測で符号化するこ
とにより、符号化効率を改善することができるという効
果がある。
【0062】また、請求項4の発明によれば、M枚毎
(M:整数)に1枚を画像内符号化または片方向予測符
号化し、N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化する、
両方向予測を用いた動き補償画像間予測符号化方式にお
いて、シーンチェンジを検出したときには、その画像以
降の画像で、上記M枚毎に1枚の画像内符号化または片
方向予測符号化にあたる画像を、画像内符号化すること
により、符号化順を変えることなく画質劣化を抑え、か
つ、その画像から所定の期間(N枚)までは次の画像内
符号化を行わないことにより、発生符号量の増大を抑え
ることができ、効率のよい符号化を行うことができると
いう効果がある。
(M:整数)に1枚を画像内符号化または片方向予測符
号化し、N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化する、
両方向予測を用いた動き補償画像間予測符号化方式にお
いて、シーンチェンジを検出したときには、その画像以
降の画像で、上記M枚毎に1枚の画像内符号化または片
方向予測符号化にあたる画像を、画像内符号化すること
により、符号化順を変えることなく画質劣化を抑え、か
つ、その画像から所定の期間(N枚)までは次の画像内
符号化を行わないことにより、発生符号量の増大を抑え
ることができ、効率のよい符号化を行うことができると
いう効果がある。
【図1】 この発明の実施例1の映像信号符号化回路を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図2】 実施例1の動き検出器の一構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図3】 実施例1のメモリ回路の動作を説明するため
の概念図である。
の概念図である。
【図4】 この発明の実施例2の映像信号符号化回路を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図5】 実施例2のシーンチェンジ検出器の一構成例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図6】 実施例2のメモリ回路の動作を説明するため
の概念図である。
の概念図である。
【図7】 この発明の実施例3のメモリ回路の動作を説
明するための概念図である。
明するための概念図である。
【図8】 この発明の実施例4のメモリ回路の動作を説
明するための概念図である。
明するための概念図である。
【図9】 従来の映像信号符号化回路を示すブロック図
である。
である。
【図10】 従来の映像信号符号化方式における予測符
号化を説明するための概念図である。
号化を説明するための概念図である。
【図11】 従来の映像信号符号化回路のメモリ回路の
動作を説明するための概念図である。
動作を説明するための概念図である。
【図12】 従来の映像信号符号化回路の動き補償予測
回路の一構成例を示すブロック図である。
回路の一構成例を示すブロック図である。
101 メモリ回路、102 動き検出器、203,9
02 減算器、204絶対値和演算器、205 分散算
出器、206 動き量判定器、207 孤立点除去回
路、401 メモリ回路、402 シーンチェンジ検出
器、503 判定器、903 DCT回路、904 量
子化回路、905 可変長符号化回路、906 送信バ
ッファ、907 逆量子化回路、908 IDCT回
路、909加算器、910 動き補償予測回路。
02 減算器、204絶対値和演算器、205 分散算
出器、206 動き量判定器、207 孤立点除去回
路、401 メモリ回路、402 シーンチェンジ検出
器、503 判定器、903 DCT回路、904 量
子化回路、905 可変長符号化回路、906 送信バ
ッファ、907 逆量子化回路、908 IDCT回
路、909加算器、910 動き補償予測回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 動き補償画像間予測符号化を行う映像信
号符号化方式であって、動きの速さを検出する手段を有
し、動きの速い画像シーケンスに対しては、片方向予測
のみを用いて予測符号化を行い、動きの遅い画像シーケ
ンスに対しては両方向予測符号化を用いて予測符号化を
行うように構成したことを特徴とする映像信号符号化方
式。 - 【請求項2】 N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化
する動き補償画像間予測符号化を行う映像信号符号化方
式であって、シーンチェンジを検出する手段を有し、シ
ーンチェンジを検出すると、シーンチェンジを検出した
画像を画像内符号化するとともに、次のシーンチェンジ
が検出されるまでは、最後に符号化した画像内符号化画
像からN枚目を画像内符号化し、その間は画像内符号化
を行わないように構成したことを特徴とする映像信号符
号化方式。 - 【請求項3】 N枚(N:整数)に1枚は画像内符号化
する両方向予測を用いた動き補償画像間予測符号化を行
う符号化方式であって、シーンチェンジを検出する手段
を有し、シーンチェンジを検出すると、シーンチェンジ
を検出した画像を画像内符号化するとともに、シーンチ
ェンジ前の1つまたは複数の画像を片方向予測で符号化
を行い、さらに、次のシーンチェンジが検出されるまで
は、最後に符号化した画像内符号化画像からN枚目を画
像内符号化し、その間は画像内符号化を行わないように
構成したことを特徴とする映像信号符号化方式。 - 【請求項4】 M枚毎(M:整数)に1枚を画像内符号
化または片方向予測符号化し、N枚(N:整数)に1枚
は画像内符号化する両方向予測を用いた動き補償画像間
予測符号化を行う映像信号符号化方式であって、シーン
チェンジを検出する手段を有し、シーンチェンジを検出
すると、シーンチェンジを検出した画像以降の画像で、
上記M枚毎に1枚の画像内符号化または片方向予測符号
化にあたる画像を画像内符号化するとともに、次のシー
ンチェンジが検出されるまでは、最後に符号化した画像
内符号化画像からN枚目を画像内符号化し、その間は画
像内符号化を行わないように構成したことを特徴とする
映像信号符号化方式。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17446994A JPH0846969A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 映像信号符号化方式 |
US08/948,589 US6091460A (en) | 1994-03-31 | 1997-10-10 | Video signal encoding method and system |
US09/449,494 US6480670B1 (en) | 1994-03-31 | 1999-11-29 | Video signal encoding method and system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17446994A JPH0846969A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 映像信号符号化方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0846969A true JPH0846969A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=15979032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17446994A Pending JPH0846969A (ja) | 1994-03-31 | 1994-07-26 | 映像信号符号化方式 |
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JP (1) | JPH0846969A (ja) |
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1994
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