JPH09172641A - 動画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 量子化部による画像データの量子化におい
て、量子化される画像データが符号化に際して、簡単な
データすなわち平坦な絵柄の場合に、不必要に量子化レ
ベルが大きくなり、量子化歪みが発生することを防ぐ。 【解決手段】 本発明の動画像符号化装置は、ブロック
内パワー算出部４によりＮ×Ｎブロックの複数画素を有
するブロック単位でブロック内の画素の平均値を求め、
それぞれの画素の差分絶対値の総和を表すパワーを算出
して平坦な絵柄を検出し、バッファメモリ７によりすで
に符号化されたデータを一時的に蓄積し、バッファ残量
検出部８によりさらに一定のスピードで読み出され蓄積
されているデータ量すなわちバッファ残量を検出し、量
子化制御部９によりブロック内パワー算出部４で算出さ
れた値とバッファ残量検出部８で検出された値から量子
化するための量子化パラメータを制御して平坦な絵柄の
部分のブロック歪みを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像符号化装置
に関し、特に情報量制御すなわち量子化制御において現
画像を利用して符号化する動画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来動画像を能率よく符号化する技術と
して、画面内の相関を利用して符号化する予測符号化方
式、あるいは画像信号の変化を周波数表現により符号化
する直交変換符号化方式、あるいは、それらの組み合わ
せた方式などが実用化されている。

【０００３】その代表的な公知の技術として公開特許公
報、昭６２−２２２７８３「動画像の高能率符号化方
式」がある。その特徴とするところは、複数の画素から
なるブロック毎に直交変換して得られる係数のブロック
の特徴を表す統計的クラス分けを行い、それに対応する
量子化特性、符号変換特性、直交変換係数の指定を行っ
て能率のよい動画像の符号化を行うものである。

【０００４】また、公開特許公報、平５−１３７１２９
「動画像符号化装置」は、図４に示されるように、１０
１はデジタル化された走査線スキャンのデータのブロッ
ク化部であり、１０２は注目ブロックの符号化を切り換
えるイントラ・インター切り替え部、１０３は符号化す
るために有効なすなわち圧縮処理が可能なデータに変換
する直交変換部、１０４は直交変換部より出力されるデ
ータに対して情報を削減するために量子化を施す圧縮
部、１０５は量子化値を逆量子化することで得られた直
交変換係数を復元し、これを逆変換する局部復号化部、
１０６は局部復号画像信号とブロック化部１０１からの
画像信号が入力され両者の信号から動ベクトルに従い画
像の動きを予測する動き予測部、１０７はブロック化さ
れた画像の性質を示す統計量を求める統計量算出部、１
０８は直交変換部、１０９は統計量算出部、１１０は符
号化方法を決める判定部、１１１は減算器、から構成さ
れている。

【０００５】従来の技術によれば、統計量算出部１０
７、１０９で処理されるデータは、切り替え部１０２の
出力をもとに行われているため、情報量の事前分析はあ
る程度可能であるが、画像データそのものの内容すなわ
ち絵柄についての分析が十分には行われず、実際の画質
向上にはあまり効果を発揮していなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法において
は、画像データを適応的に切り替えた後のデータについ
ての情報量の統計処理は、画像データそのものの内容す
なわち絵柄についての分析が行われず、画質向上のター
ゲットが不明確になる問題点がある。

【０００７】本発明の目的は、平坦な絵柄部分の検出を
可能とし、不必要に量子化レベルが大きくなることによ
る、平坦な絵柄部分のブロック状の歪みをなくすことを
目的とする。

【０００８】さらに、従来の実施例のように統計処理を
行うことによる複雑さを避け、ブロック内パワー算出と
いう比較的簡易的な回路規模を実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の動画像符号化装
置は、動画像信号の符号化において、符号化しようとす
る信号をある複数画素を有するブロック単位でブロック
内の画素の平均値に対する各画素の誤差絶対値の総和を
表すパワーを算出するブロック内パワー算出部と、すで
に符号化されたデータを一時的に蓄積し、さらに一定の
スピードで読み出すバッファメモリと、前記蓄積されて
いるデータ量すなわちバッファ残量を検出するバッファ
残量検出部と、前記ブロック内パワー算出部で算出され
た値と、前記バッファ残量検出部で検出された値から量
子化するための量子化パラメータを制御する量子化制御
部を有することを特徴とする。

【００１０】また、前記ブロック内パワー算出部は、各
ブロック毎に入力された画像データの全ての画素の総和
を求める第１の累積加算部と、前記第１の累積加算部で
求めた画素の総和を画素数で除算し、平均値を求める平
均値算出部と、前記平均値を算出するまでの演算時間を
補償する遅延部と、前記遅延部をとおして前記画像デー
タと前記平均値算出部から求めた平均値との差分を求め
る減算部と、前記差分値を絶対値に変換する絶対値算出
部と、前記絶対値算出部により得られた絶対値を累積加
算する第２の累積加算部を有し、ブロックすべての値が
累積加算され、ブロック内パワーを得ることを特徴とす
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の動画像符号化装置におい
て、デジタル化された走査線スキャンのデータをＮ×Ｎ
のブロック単位にスキャン変換する走査変換部と、走査
変換部のデータすなわち現フィールドそのものと、前フ
ィールドと現フィールドとの差分データを適応的に切り
替えるスイッチＡと、Ｎ×Ｎのブロック単位で直交変
換、すなわち符号化するために有効なデータに変換する
直交変換部と、走査変換部の出力データからＮ×Ｎブロ
ック単位に各画素の平均値を求め、Ｎ×Ｎブロック単位
にそれぞれの画素の値との差分絶対値をとりブロック内
すべての総和をとるブロック内パワー算出部と、直交変
換部より出力されるデータに対して情報量を削減するた
めに量子化を施す量子化部と、量子化部より出力された
データに対して可変長符号化処理を施す符号化部と、符
号化部において符号化されたデータを一時的に書き込
み、一定の速度で読み出すバッファメモリと、バッファ
メモリに蓄えられているデータ量を一定間隔で監視する
バッファ残量検出部と、ブロック内パワー算出部とバッ
ファ残量検出部の結果から量子化部の量子化レベルの制
御を行う量子化制御部と、量子化部の逆の演算をして量
子化前の値に戻す逆量子化部と、直交変換部の逆の演算
をして直交変換前の値に戻す逆直交変換部と、２入力の
加算器と、加算器の出力を１フレーム分記憶するフレー
ムメモリと、スイッチＡに連動して動作するスイッチＢ
と、スイッチＢの出力を直交変換部と量子化部と逆量子
化部と逆直交変換部の合計の演算時間分の遅延を補償
し、加算器でタイミングが一致するようにするための遅
延部と、走査変換部の出力とフレームメモリの差分を演
算する減算器とを備えている。

【００１２】ブロック内パワー算出部において、そのブ
ロックのブロック内パワーを算出することにより、その
値が小さければ小さいほど、そのブロックは平坦な画像
ということになり、量子化部による量子化を最大限に抑
えることが可能になる。

【００１３】

【実施例】次に、図面を用いて本発明を説明する。

【００１４】図１は本発明の動画像符号化装置の主要部
分を示すブロック図であり、図において、１はデジタル
化された走査線スキャンのデータをＮ×Ｎのブロック単
位にスキャン変換する走査変換部、２は走査変換部１の
データすなわち現フィールドそのものと、前フィールド
と現フィールドとの差分データを適応的に切り替えるス
イッチＡ、３はＮ×Ｎのブロック単位で直交変換すなわ
ち符号化するために有効なデータに変換する直交変換
部、４は走査変換部１の出力データからＮ×Ｎブロック
単位に各画素の平均値を求め、それぞれの画素の値との
差分絶対値をとりブロック内すべての総和をとる（以後
この値をブロツク内パワーとする）ブロック内パワー算
出部、５は直交変換部３より出力されるデータに対して
情報量を削減するために量子化を施す量子化部、６は量
子化部５より出力されたデータに対して可変長符号化処
理を施す符号化部、７は符号化部６において符号化され
たデータを一時的に書き込み、一定の速度で読み出すバ
ッファメモリ、８はバッファメモリ７に蓄えられている
データ量を一定間隔で監視するバッファ残量検出部、９
はブロック内パワー算出部４とバッファ残量検出部９の
結果から量子化部５の量子化レベルの制御を行う量子化
制御部、１０は量子化部５の逆の演算をして量子化前の
値に戻す逆量子化部、１１は直交変換部３の逆の演算を
して直交変換前の値に戻す逆直交変換部、１６は加算
器、１２は加算器１６の出力を１フレーム分記憶するフ
レームメモリ、１３はスイッチＡ２に連動して動作する
スイッチＢ、１４はスイッチＢ１３の出力を直交変換部
３と量子化部５と逆量子化部１０と逆直交変換部１１の
合計の演算時間分の遅延を補償し、加算器１６でタイミ
ングが一致するようにするための遅延部、１５は走査変
換部１の出力とフレームメモリ１２の差分を演算する滅
算器である。

【００１５】次に動作について説明する。

【００１６】図２は、図１のブロック内パワー算出部４
の回路例である。走査変換部１より出力されたＮ×Ｎの
画像データは、累積加算部２１に入力され、Ｎ×Ｎブロ
ックのすべての画素の総和が求められる。その値は平均
値算出部２２で画素数で除算されて平均値を得る。その
平均値は、あらかじめ平均値を算出するまでの演算時間
を補償するような遅延部２３をとおしたデータと減算部
２４にて差分がとられ、絶対値算出部２５で絶対値に変
換され、その後、累積加算部２６にてブロックすべての
値が累積加算され、ブロック内パワーを得る。図３に例
として２×２のブロックについて説明する。完全に平坦
な絵柄の場合、図３（ａ）のようにすべての画素の値は
同じになり、ブロック内パワーは、ゼロになる。絵柄が
複雑な場合、例えば図３（ｂ）のような画素の値の場
合、ブロック内パワーは、１００となる。そしてバッフ
ァ残量に応じて、このブロック内パワーのしきい値を設
定しておき、量子化制御部９にて、量子化部５に与える
量子化レベルを決定する。例えばバッファ残量が十分に
ある場合、ブロック内パワーのしきい値は、ある程度大
きな値を設定し、そのしきい値以下のブロック内パワー
のブロックに対しては、量子化レベルを最小限に抑え
る。逆にバッファ残量が十分にない場合、ブロック内パ
ワーのしきい値は、小さな値に設定し、そのしきい値以
上のブロック内パワーのブロックに対しては、バッファ
メモリから出力されるデータスピード、すなわち伝送レ
ートから割り当てられる情報量になるべき量子化レベル
を設定する。

【００１７】

【発明の効果】符号化前の現フィールド内画像データを
あるブロック単位で画素平均値に対する各画素の誤差絶
対値を求めるブロック内パワーの算出をおこなうことに
より、比較的容易に平坦な絵柄の部分を検出することが
でき、平坦な絵柄の部分のブロック状の歪みをなくすこ
とができる。

【００１８】さらに、従来の実施例のように統計処理を
行うこなく、ブロック内パワーを算出する比較的簡易な
回路規模が実現されると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１のブロック内パワー算出部の実施例を説明
するためのブロック図である。

【図３】図２の実施例を説明するためのブロック内パワ
ーを示す図で、（ａ）は平坦な絵柄の場合を示し、ブロ
ック内平均値が５０で、ブロック内パワーが０であり、
（ｂ）は複雑な絵柄の場合を示し、ブロック内平均値が
５０で、ブロック内パワーが１００であることを示して
いる。

【図４】従来の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 走査変換部 ２ スイッチＡ ３ 直交変換部 ４ ブロック内パワー算出部部 ５ 量子化部 ６ 符号化部 ７ バッファメモリ部 ８ バッファ残量検出部 ９ 量子化制御部 １０ 逆量子化部 １１ 逆直交変換部 １２ フレームメモリ １３ スイッチＢ １４ 遅延部 １５ 減算器 １６ 加算器 ２１ 累積加算部 ２２ 平均値算出部 ２３ 遅延部 ２４ 減算部 ２５ 絶対値算出部 ２６ 累積加算部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像信号の符号化において、 符号化しようとする信号をある複数画素を有するブロッ
   ク単位でブロック内の画素の平均値に対する各画素の誤
   差絶対値の総和を表すパワーを算出するブロック内パワ
   ー算出部と、 すでに符号化されたデータを一時的に蓄積し、さらに一
   定のスピードで読み出すバッファメモリと、 前記蓄積されているデータ量すなわちバッファ残量を検
   出するバッファ残量検出部と、 前記ブロック内パワー算出部で算出された値と、前記バ
   ッファ残量検出部で検出された値から量子化するための
   量子化パラメータを制御する量子化制御部を有すること
   を特徴とする動画像符号化装置。
2. 【請求項２】 前記ブロック内パワー算出部が、 各ブロック毎に入力された画像データの全ての画素の総
   和を求める第１の累積加算部と、 前記第１の累積加算部で求めた画素の総和を画素数で除
   算し、平均値を求める平均値算出部と、 前記平均値を算出するまでの演算時間を補償する遅延部
   と、 前記遅延部をとおして前記画像データと前記平均値算出
   部から求めた平均値との差分を求める減算部と、 前記差分値を絶対値に変換する絶対値算出部と、 前記絶対値算出部により得られた絶対値を累積加算する
   第２の累積加算部を有し、ブロックすべての値が累積加
   算され、ブロック内パワーを得ることを特徴とする請求
   項１に記載の動画像符号化装置。