JPH09261658A

JPH09261658A - 映像信号符号化方法

Info

Publication number: JPH09261658A
Application number: JP6873296A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hasegawa; 弘長谷川; Yoshiko Hatano; 喜子幡野; Takahiro Nakai; 隆洋中井; Shinichi Segi; 真一勢木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】符号化する画像シーケンスの最後のフレーム
に対しては必ずＰピクチャを使う片方向予測符号化方式
を用いるような制御手段を備えることにより、与えられ
た画像シーケンスの最後のフレームまでフレームを損失
させることなく符号化を行い、その画像シーケンスで閉
じたビットストリームを生成する。【解決手段】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、符号化する画像シーケンス
の全フレーム数Ｓの値と上記Ｎの値より、符号化の途中
で替えるべきＭ，Ｎの値を計算する手段と、新たなＭ，
Ｎの値を符号化の途中で設定し直す手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４は例えばISO-IEC/JTC1/SC29/WG11
MPEG 92/N0245 Test Model 2 に示された従来の映像信
号符号化方式を示す概略ブロック図である。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、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、ＩＤＣ
Ｔ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９
２３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１５は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。

【０００４】図１６は従来の映像信号符号化方式におけ
るメモリ回路９０１の動作を説明するための概念図であ
る。

【０００５】図１７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の一例を示す概略ブロック図
である。図において、入力端子１２０１ａには加算器９
０９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
１２０３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
１２０４ａ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１
２０１ｂ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。一方、フレームメモリ１
２０４ｂ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１２０５ｂ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。

【０００６】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。ここで述
べる従来例も、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。

【０００７】図１５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
クチャと略す。）、片方向予測符号化画像（以下、Ｐピ
クチャと略す。）、両方向予測符号化画像（以下、Ｂピ
クチャと略す。）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、ＧＯＰ（Ｇ
roup of Ｐictures ）と呼ぶ。図１５は、Ｎ＝１５、
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。従って、４番、５番の画像は、
６番の画像の符号化を行った後、符号化する。

【０００８】図１４は、上記ハイブリッド符号化方式の
概略ブロック図である。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１５において、
例えば１番のＢピクチャは３番の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
１６はこの並べ換えの動作を示している。図１６（ａ）
のように入力された画像シーケンスは、図１６（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、時間軸方向の冗長度を落とすために、動
き補償予測回路９１０から出力される予測画像９２３と
の画像間の差分がとられ、空間軸方向にＤＣＴが施され
る。変換された係数は量子化され、可変長符号化された
後に、送信バッファを介して出力される。一方、量子化
された変換係数は、逆量子化され、ＩＤＣＴが施された
後、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。

【０００９】動き補償予測回路９１０の動作を、図１７
に従って説明する。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１２０４ｂ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。

【００１０】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が切り換えら
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１５の１番、２番のＢピクチャが
符号化されるときには、フレームメモリ１２０４ａとフ
レームメモリ１２０４ｂに、それぞれ０番のＰピクチャ
と３番のＩピクチャが記憶されており、その後、６番の
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番のＰピクチャの復号画像に書き換えら
れる。従って、次の４番、５番の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には、それぞれ、６
番のＰピクチャと３番のＩピクチャが記憶されている。
さらに、９番の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番のＰピクチャの復号画
像に書き換えられる。従って、７番、８番の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には、そ
れぞれ、６番のＰピクチャと９番のＰピクチャが記憶さ
れている。

【００１１】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。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。

【００１２】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１５の６番のＰピ
クチャのときは、動き補償予測回路９１０は、図１５の
３番のＩピクチャから動き補償予測し、予測画像９２３
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１５の４番のＢピクチャのと
きは、動き補償予測回路９１０は、図１５の３番のＩピ
クチャと６番のＰピクチャから動き補償予測し、予測画
像９２３を出力する。

【００１３】

【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、Ｍ、Ｎの値
は一旦符号化処理が開始されると固定されてしまってお
り、符号化を行う画像シーケンスのフレームの数が指定
されている場合は、最後の数フレームがＢピクチャを用
いる両方向予測符号化にあたってしまっていた場合は、
最後の数フレームは符号化できないという問題があっ
た。

【００１４】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、シーンチェンジが起こった場
合などに一旦符号化を打ち切り、シーンチェンジが起こ
ったフレームより新たに符号化を行うような、ビットス
トリームの編集を前提とした符号化を行ないたい場合で
は、シーンチェンジが起こる直前の数フレームがＢピク
チャを用いる両方向予測符号化であった場合、出力され
たビットストリームからは、このＢピクチャのフレーム
を復号することができないという問題があった。

【００１５】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、第１の目的は、符号化する画像
シーケンスの最後のフレームに対しては必ずＰピクチャ
を使う片方向予測符号化方式を用いるような制御手段を
備えることにより、与えられた画像シーケンスの最後の
フレームまでフレームを損失させることなく符号化を行
い、その画像シーケンスで閉じたビットストリームを生
成することによって、編集が容易に行えるビットストリ
ームを得ることができる映像信号符号化方法を提供する
ことにある。

【００１６】また、第２の目的は、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、シーンチェンジが起こった１つ前のフレームで符号
化を終了し、最後のフレームは必ずＰピクチャを使う片
方向予測符号化をもちいることにより、画像シーケンス
の最後のフレームまでフレームを損失させることなく符
号化を行い、その画像シーケンスで閉じたビットストリ
ームを生成することによって、編集が容易に行えるビッ
トストリームを得ることができる映像信号符号化方法を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る映像信号
符号化方法においては、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、符号化する画像
シーケンスの全フレーム数Ｓが与えられたとき、Ｓの値
と上記Ｎの値より、符号化の途中で替えるべきＭ，Ｎの
値を計算する手段と、新たなＭ，Ｎの値を符号化の途中
で設定し直す手段を有するものである。

【００１８】また、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、符号化する画像シーケ
ンスの最後のフレームを検出する手段と、画像シーケン
スの全フレーム数Ｓを計数する手段と、Ｓの値と上記Ｎ
の値より新たなＭ，Ｎを計算する手段と、新たなＭ，Ｎ
によって再符号化を行なう手段を有するものである。

【００１９】また、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画像符号
化を中止する手段と、シーンチェンジが起きるまでのフ
レーム数Ｓを計数する手段と、Ｓの値と上記Ｎの値より
新たなＭ，Ｎを計算する手段と、新たなＭ，Ｎによって
再符号化を行なう手段を有するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態である映像
信号符号化方法においては、符号化を指定された画像シ
ーケンスの最後のフレームに対しては両方向予測を行わ
ないので、最後のフレームまで完全に復号可能な、指定
された画像シーケンス内で閉じたビットストリームを生
成することができる。

【００２１】また、符号化を指定された画像シーケンス
の全フレーム枚数が予めわかっていなくても、画像シー
ケンスの最後のフレームを検出し、この最後のフレーム
に対しては両方向予測を行わないので、最後のフレーム
まで完全に復号可能な、指定された画像シーケンス内で
閉じたビットストリームを生成することができる。

【００２２】また、シーンチェンジを検出したときに
は、符号化をシーンチェンジの直前のフレームまでで終
了し、かつ符号化の開始からシーンチェンジ直前までを
独立した１つの画像シーケンスとして符号化を行ない、
かつ画像シーケンスの最後のフレームに対しては両方向
予測を行わないので、最後のフレームまで完全に復号可
能な、当該画像シーケンス内で閉じたビットストリーム
を生成することができる。

【００２３】以下、この発明をその実施の形態を示す図
面に基づいて説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１である映
像信号符号化方法の一構成例を示すブロック図である。
図において、１０１は画像シーケンス発生装置であり、
この画像シーケンス発生装置１０１は制御装置１０３か
らの入力される画像シーケンス制御信号に従って、符号
化を行なう対象となる画像シーケンスを発生させる。画
像シーケンスは画像符号化装置１０２に入力される。上
記画像符号化装置１０２は、画像シーケンス発生装置１
０１から入力される画像シーケンスに対して制御装置１
０３から入力される符号化制御信号に従って符号化を行
ない、ビットストリームを出力する。また、画像符号化
装置１０２は符号化終了通知を制御装置１０３に出力す
る。この制御装置１０３には、符号化を行なう制御パラ
メータであるＭ初期値、Ｎ初期値、符号化すべきフレー
ム数Ｓおよび画像符号化装置１０２の出力である符号化
終了通知が入力され、画像符号化装置１０２に対して符
号化制御信号を出力し、また画像シーケンス発生装置１
０１に対して画像シーケンス制御信号を出力する。

【００２４】次に動作について説明する。図１におい
て、画像シーケンス発生装置１０１は画像フレームを画
像符号化装置に対して、制御装置１０３からの画像シー
ケンス制御信号の転送開始命令の通知を受けて、画像シ
ーケンスの出力を開始する。画像シーケンス発生装置１
０１は、制御装置１０３からの画像シーケンス信号の転
送終了命令を受け取るまで画像シーケンスをフレーム単
位で次々と画像符号化装置１０２に出力する。画像符号
化装置１０２は制御装置１０３から入力される符号化制
御信号に従って、入力された画像シーケンスに対して次
々と符号化行ないビットストリームを出力するととも
に、各フレームの符号化が終了した時点で符号化終了通
知を制御装置１０３に発行する。制御装置１０３は、画
像符号化装置１０２からの符号化終了通知を計数する。
制御装置１０３は、画像符号化装置１０２に対して次の
ような制御を行なう。

【００２５】一例として、符号化フレーム枚数Ｓ、Ｍの
初期値３、Ｎの初期値１５が制御装置１０３に入力され
る場合を考える。制御装置１０３は符号化開始前に次の
ような演算を行なう。符号化の対象となる画像シーケン
スがＳ枚のフレームからなっているので、Ｓ＝Ｎ＊Ｇ＋Ｒ（Ｇ，Ｒは整数、０＜Ｒ＜１５）より、図２に示すように、ｎ枚のフレームのからなるフ
レーム群をＦ（ｎ）とすると、画像シーケンス全体はＧ
個のＦ（１５）と１個のＦ（Ｒ）に分割することができ
る。符号化開始後、制御装置１０３は、Ｇ個のＦ（１
５）に関しては、Ｍ＝３、Ｎ＝１５として符号化制御信
号を符号化装置１０２に与える。一方、画像符号化装置
１０２からのＮ＊Ｇ回目の符号化終了通知が入力された
とき、Ｒの値に応じて例えば次のようにＭ、Ｎの値を変
更し、残りのＦ（Ｒ）の符号化が必ずＰピクチャで終る
ように新たなＭ，Ｎを設定し直して符号化を行う。すな
わち、Ｆ（Ｒ）の符号化を行なう際は、制御装置１０３
はＲによって、例えば次のようにＭ，Ｎを設定した符号
化制御信号を符号化装置１０２に与える。以下、ｋは整
数。

【００２６】（１）Ｒ＝３ｋのとき、Ｍ＝３、Ｎ＝Ｒと
して符号化制御を行ない、その結果符号化装置１０２は
図３のようなピクチャ構成のビットストリームを出力す
る。（２）上記（１）以外でＲ＝２ｋのとき、Ｍ＝２、Ｎ＝
Ｒとして符号化制御を行ない、その結果符号化装置１０
２は図４のようなピクチャ構成のビットストリームを出
力する。（３）上記（１）、（２）以外のとき、Ｍ＝１、Ｎ＝Ｒ
として符号化制御を行ない、その結果符号化装置１０２
は図５のようなピクチャ構成のビットストリームを出力
する。

【００２７】制御装置１０３は符号化装置１０２より、
Ｓ回目の符号化終了通知を受けとると、画像シーケンス
発生装置１０１に画像シーケンス制御信号の転送終了命
令を発行する。これにより、画像シーケンス発生装置１
０１は画像シーケンスの転送を終了する。

【００２８】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２である映像信号符号化方法の一構成例を示すブロッ
ク図である。図において、２０１は画像シーケンス発生
装置であり、この画像シーケンス発生装置２０１は制御
装置２０３から入力される画像シーケンス制御信号に従
って、符号化を行なう対象となる画像シーケンスを発生
させ、画像符号化装置２０２に入力し、かつ１フレーム
画像を転送する毎に転送終了通知を制御装置２０３に発
行する。画像符号化装置２０２は、画像シーケンス発生
装置２０１から入力される画像シーケンスに対して制御
装置２０３から入力される符号化制御信号に従って符号
化を行ない、ビットストリームを出力する。また、画像
符号化装置２０２は符号化終了通知を制御装置２０３に
出力する。制御装置２０３には、符号化を行なう制御パ
ラメータであるＭ初期値、Ｎ初期値、画像シーケンス発
生装置２０１の出力である転送終了通知および画像符号
化装置２０２の出力である符号化終了通知が入力され、
画像符号化装置２０２に対して符号化制御信号を出力
し、また画像シーケンス発生装置２０１に対して画像シ
ーケンス制御信号を出力する。

【００２９】次に動作について説明する。図６におい
て、画像シーケンス発生装置は画像フレームを画像符号
化装置に対して、制御装置２０３からの画像シーケンス
制御信号の転送開始命令の通知を受けて、画像シーケン
スの最初のフレームから出力を開始する。画像シーケン
ス発生装置２０１は、制御装置２０３から画像シーケン
ス信号の転送終了命令を受け取るまで画像シーケンスを
フレーム単位で次々と画像符号化装置１０２に出力する
一方、１フレーム転送が終わる毎に転送終了通知を制御
装置２０３に発行する。また画像シーケンス発生装置２
０１は、出力するべきフレームがなくなったとき、転送
終了通知はエラー信号として制御装置２０３に与えられ
る。画像符号化装置２０２は制御装置２０３から入力さ
れる符号化制御信号に従って、入力された画像シーケン
スに対して次々と符号化行ないビットストリームを出力
するとともに、各フレームの符号化が終了した時点で符
号化終了通知を制御装置２０３に発行する。制御装置２
０３は、画像シーケンス発生装置２０１からの転送終了
通知を計数し変数num_frame に蓄え、転送終了通知がエ
ラー信号であったときは、変数num_frame の値を更新し
ない。画像シーケンス発生装置２０１からの転送終了通
知がエラー信号であったときのnum_frame の値が符号化
するべき画像シーケンスのフレーム数として、画像シー
ケンスのフレーム枚数Ｓにセットされる。制御装置２０
３は、画像符号化装置２０２に対しては次のような制御
を行なう。

【００３０】一例として、Ｍの初期値３、Ｎの初期値１
５が制御装置２０３に入力される場合を考える。制御装
置２０３は画像符号化装置２０２から符号化終了終了通
知としてエラー信号を受け取るまでは、Ｍ＝３、Ｎ＝１
５として符号化制御信号を符号化装置２０２に与える。
一方、制御装置２０３は符号化処理中に画像符号化装置
２０２から転送終了通知としてエラー信号を受け取った
とき、画像符号化装置２０２に対して符号化中止命令を
発行するとともに、画像シーケンスのフレーム数Ｓがセ
ットされるのを待って、次のような演算を行なう。Ｒ＝Ｓ−Ｎ＊Ｇ（Ｇ，Ｒは整数、０＜Ｒ＜１５）より、ここでｎ枚のフレームのからなるフレーム群をＦ
（ｎ）とすると、図２に示すように、画像シーケンス全
体のうち、Ｇ個のＦ（１５）についてはＭ＝３、Ｎ＝１
５として正常に符号化処理が終了しているが、最後のＦ
（Ｒ）については図８、図９に示されるように、その最
後のフレームシーケンスが１枚あるいは２枚のＢピクチ
ャ（図８、９の斜線を施したフレーム）であった場合
は、これらのＢピクチャの前方参照画像（図８、９の点
線で表されたフレーム）が画像シーケンス上には存在し
ないため、これらのＢピクチャについては符号化処理は
行なわれていない。そこで、制御装置２０３は画像符号
化装置２０２に対して符号化中止命令発行後、画像シー
ケンス発生装置２０１に対して、画像シーケンスの最初
のフレームから数えて（Ｎ＊Ｇ＋１）番目のフレームか
らＲフレームを出力するような画像シーケンス制御信号
を発行するとともに、Ｒの値に応じて例えば次のように
Ｍ、Ｎの値を変更し、残りのＦ（Ｒ）の符号化が必ずＰ
ピクチャで終わるように新たなＭ，Ｎを設定し直して、
Ｆ（Ｒ）の符号化を再度行なう。すなわち、再度Ｆ
（Ｒ）の符号化を行なう際は、制御装置２０３はＲによ
って、例えば次のようにＭ，Ｎを設定した符号化制御信
号を符号化装置２０２に与える。以下、ｋは整数。

【００３１】（１）Ｒ＝３ｋのとき、Ｆ（Ｒ）について
は、Ｍ＝３、Ｎ＝Ｒとして符号化制御を行ない、その結
果符号化装置２０２は図７のようなピクチャ構成のビッ
トストリームを出力する。（２）上記（１）以外でＲ＝２ｋのとき、Ｆ（Ｒ）につ
いては、Ｍ＝２、Ｎ＝Ｒとして符号化制御を行ない、そ
の結果符号化装置２０２は図８のようなピクチャ構成の
ビットストリームを出力する。（３）上記（１）、（２）以外のとき、Ｆ（Ｒ）につい
ては、Ｍ＝１、Ｎ＝Ｒとして符号化制御を行ない、その
結果符号化装置１０２は図９のようなピクチャ構成のビ
ットストリームを出力する。

【００３２】実施の形態３．図１０はこの発明の実施の
形態３である映像信号符号化方法の一構成例を示すブロ
ック図である。図において、３０１は画像シーケンス発
生装置であり、この画像シーケンス発生装置３０１は制
御装置３０３から入力される画像シーケンス制御信号に
従って、符号化を行なう対象となる画像シーケンスを発
生させ、画像符号化装置３０２およびシーンチェンジ検
出装置３０４に入力する。画像符号化装置３０２は、画
像シーケンス発生装置３０１から入力される画像シーケ
ンスに対して、制御装置３０３から入力される符号化制
御信号に従って符号化を行ない、ビットストリームを出
力する。また、画像符号化装置３０２は、各フレームの
符号化が終了する毎に符号化終了通知を制御装置３０３
に出力する。シーンチェンジ検出装置３０４は、画像シ
ーケンス発生装置３０１の出力である画像シーケンスを
入力とし、制御装置３０３にシーンチェンジ検出情報を
出力する。制御装置３０３には、符号化を行なう制御パ
ラメータであるＭ初期値、Ｎ初期値、シーンチェンジ検
出装置からのシーンチェンジ検出情報および画像符号化
装置３０２の出力である符号化終了通知が入力され、画
像符号化装置３０２に対して符号化制御信号を出力し、
また画像シーケンス発生装置３０１に対して画像シーケ
ンス制御信号を出力する。

【００３３】次に動作について説明する。図１０におい
て、画像シーケンス発生装置は画像フレームを画像符号
化装置に対して、制御装置３０３からの画像シーケンス
制御信号の転送開始命令の通知を受けて、画像シーケン
スの最初のフレームから出力を開始する。画像シーケン
ス発生装置３０１は、制御装置３０３から画像シーケン
ス信号の転送終了命令を受け取るまで画像シーケンスを
フレーム単位で次々と画像符号化装置３０２に出力す
る。画像符号化装置３０２は制御装置３０３から入力さ
れる符号化制御信号に従って、入力された画像シーケン
スに対して次々と符号化行ないビットストリームを出力
するとともに、各フレームの符号化が終了した時点で符
号化終了通知を制御装置３０３に発行する。制御装置３
０３は、画像符号化装置３０２からの符号化終了通知を
計数し、変数num_frame に蓄える。シーンチェンジ検出
装置は、画像シーケンスのシーンチェンジ情報を検出
し、その情報をシーンチェンジが起きたフレームの番号
として制御装置３０３に通知する。シーンチェンジが起
きたフレームとは、シーンチェンジが画像シーケンスの
先頭のフレームから数えてＳフレーム目と（Ｓ＋１）フ
レーム目に起こったとすると、「Ｓ」番目のフレームを
意味する。制御装置３０３は、画像符号化装置３０２に
対してはこのＳの値を基に次のような制御を行なう。

【００３４】一例として、Ｍの初期値に３、Ｎの初期値
に１５が制御装置３０３に入力される場合を考える。制
御装置３０３はシーンチェンジ検出装置３０４からシー
ンチェンジ情報を受け取るまでは、Ｍ＝３、Ｎ＝１５と
して符号化制御信号を符号化装置３０２に与える。制御
装置３０３はシーンチェンジ検出装置３０４からシーン
チェンジ情報を受け取ったとき、ＳをＮで割った商Ｑ０
とnum_frame をＮで割った商Ｑ１の値を比較して、Ｑ１
＜Ｑ０であったときは、Ｑ１＝Ｑ０となるまでnum_fram
e の値が増えるのを待つ。Ｑ１＝Ｑ０となったことを確
認後、制御装置３０３は画像符号化装置３０２に対して
符号化制御信号として符号化中止命令を発行するととも
に、次のような演算を行なう。Ｒ＝Ｓ−Ｎ＊Ｇ（Ｇ，Ｒは整数、０＜Ｒ＜１５）より、ここでｎ枚のフレームのからなるフレーム群をＦ
（ｎ）とすると、図２に示すように、画像シーケンス全
体のうち、Ｇ個のＦ（１５）についてはＭ＝３、Ｎ＝１
５としては正常に符号化処理が終了しているが、最後の
Ｆ（Ｒ）については符号化処理は完全には行なわれてい
ない。そこで、制御装置３０３は画像符号化装置３０２
に対して符号化中止命令発行後、画像シーケンス発生装
置３０１に対して、画像シーケンスの最初のフレームか
ら数えて（Ｎ＊Ｇ＋１）番目のフレームからＲフレーム
を出力するような画像シーケンス制御信号を発行すると
ともに、Ｒの値に応じて例えば次のようにＭ、Ｎの値を
変更し、残りのＦ（Ｒ）の符号化が必ずＰピクチャで終
わるように新たなＭ，Ｎを設定し直して、Ｆ（Ｒ）の符
号化を再度行なう。すなわち、再度Ｆ（Ｒ）の符号化を
行なう際は、制御装置３０３はＲによって、例えば次の
ようにＭ，Ｎを設定した符号化制御信号を符号化装置３
０２に与える。以下、ｋは整数。

【００３５】（１）Ｒ＝３ｋのとき、Ｆ（Ｒ）について
は、Ｍ＝３、Ｎ＝Ｒとして符号化制御を行ない、その結
果符号化装置３０２は図１１のようなピクチャ構成のビ
ットストリームを出力する。（２）上記（１）以外でＲ＝２ｋのとき、Ｆ（Ｒ）につ
いては、Ｍ＝２、Ｎ＝Ｒとして符号化制御を行ない、そ
の結果符号化装置３０２は図１２のようなピクチャ構成
のビットストリームを出力する。（３）上記（１）、（２）以外のとき、Ｆ（Ｒ）につい
ては、Ｍ＝１、Ｎ＝Ｒとして符号化制御を行ない、その
結果符号化装置３０２は図１３のようなピクチャ構成の
ビットストリームを出力する。

【００３６】実施の形態４．上記実施の形態１ないし３
においては、画像符号化装置、制御装置、シーンチェン
ジ検出装置等の実現方法については特に触れていない
が、これらの構成は、ハードウェア、ソフトウェアそれ
ぞれ単独もしくはハードウェアとソフトウェアの混成で
実現することができる。

【００３７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００３８】符号化を行なった画像シーケンスの最後の
フレームは必ず片方向予測で符号化を行なうので、画像
シーケンス内で完全に閉じたビットストリームを生成で
きる。

【００３９】また、符号化を行なう画像シーケンスのフ
レーム枚数が予めわかっていない場合でも、最後のフレ
ームを検出して最後のフレームを片方向予測で符号化を
行なうので、画像シーケンス内で完全に閉じたビットス
トリームを生成できる。

【００４０】また、符号化を行なう画像シーケンスでシ
ーンチェンジが起こった場合でも、シーンチェンジ直前
のフレームは必ず片方向予測で符号化を行なうので、シ
ーンチェンジ毎に各画像シーケンスを独立のものとして
扱い、かつ各画像シーケンスで完全に閉じたビットスト
リームを生成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である映像信号符号
化方法の一構成例を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１でるる映像信号符号
化方法におけるフレーム群を説明するための概念図であ
る。

【図３】この発明の実施の形態１である映像信号符号
化方法において出力されるビットストリームのピクチャ
構成を説明する概念図である。

【図４】この発明の実施の形態１である映像信号符号
化方法において出力されるビットストリームのピクチャ
構成を説明する概念図である。

【図５】この発明の実施の形態１である映像信号符号
化方法において出力されるビットストリームのピクチャ
構成を説明する概念図である。

【図６】この発明の実施の形態２である映像信号符号
化方法の一構成例を示すブロック図である。

【図７】この発明の実施の形態２である映像信号符号
化方法において出力されるビットストリームのピクチャ
構成を説明する概念図である。

【図８】この発明の実施の形態２である映像信号符号
化方法において出力されるビットストリームのピクチャ
構成を説明する概念図である。

【図９】この発明の実施の形態２である映像信号符号
化方法において出力されるビットストリームのピクチャ
構成を説明する概念図である。

【図１０】この発明の実施の形態３である映像信号符
号化方法の一構成例を示すブロック図である。

【図１１】この発明の実施の形態３である映像信号符
号化方法において出力されるビットストリームのピクチ
ャ構成を説明する概念図である。

【図１２】この発明の実施の形態３である映像信号符
号化方法において出力されるビットストリームのピクチ
ャ構成を説明する概念図である。

【図１３】この発明の実施の形態３である映像信号符
号化方式において出力されるビットストリームのピクチ
ャ構成を説明する概念図である。

【図１４】従来の映像信号符号化方式を示す概略ブロ
ック図である。

【図１５】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。

【図１６】従来の映像信号符号化方式におけるメモリ
回路の動作を説明するための概念図である。

【図１７】従来の映像信号符号化方式における動き補
償予測回路の一例を示す概略ブロック図である。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１画像シーケンス発生装置、１
０２，２０２，３０２画像符号化装置、１０３，２０
３，３０３制御装置、３０４シーンチェンジ検出装
置、９０１メモリ回路、９０２減算器、９０３Ｄ
ＣＴ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、９
０８ＩＤＣＴ回路、９０９加算器、９１０動き補
償予測回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者勢木真一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定の間隔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、一定の間隔Ｎ
枚毎（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法であって、符
号化を行う画像シーケンスの全フレーム数が予めわかっ
ている場合、全フレーム数をＮで割ってＲ枚（Ｒ：整
数、０＜Ｒ＜Ｎ）の余りが生じる場合、画像シーケンス
の最後のＲ枚の画像フレームに対しては、Ｒの大きさに
応じて予め算出しておいたＭ’、Ｎ’の値を改めて設定
し直して符号化を行うことによって、最後のフレームま
で画像を復号でき、かつビットストリームを生成するこ
とを特徴とする映像信号符号化方法。
【請求項２】一定の間隔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、一定の間隔Ｎ
枚毎（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法であって、符
号化を行う画像シーケンスの全フレーム数が予めわかっ
ていない場合であっても、画像シーケンスの最後におい
て、Ｎに足らないＲフレーム（Ｒ：整数、０＜Ｒ＜Ｎ）
の余りが生じてしまった場合、画像シーケンスの最後の
Ｒ枚の画像フレームに対して新たにＮ、Ｍの値を設定し
直して最後のＲ枚の画像フレームに対しては符号化をや
り直すことによって、最後のフレームまで画像を復号で
き、かつビットストリームを生成することを特徴とする
映像信号符号化方法。
【請求項３】一定の間隔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、一定の間隔Ｎ
枚毎（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法であって、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一つ前の画像ま
でで一旦符号化を打切るような方法であって、それまで
符号化したフレーム数がＮで割ってＲ枚（Ｒ：整数、０
＜Ｒ＜Ｎ）の余りが生じる場合であっても、符号化を打
ち切った画像シーケンスの最後のＲ枚の画像フレームに
対して新たにＮ’、Ｍ’の値を設定し、画像シーケンス
の最後のＲ枚の画像フレームに対して符号化をやり直す
ことによって、最後のフレームまで画像フレームを復号
でき、かつビットストリームを生成することを特徴とす
る符号化方法。