JPH09284764A - Video signal encoding method and video signal encoder - Google Patents

Video signal encoding method and video signal encoder

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JPH09284764A
JPH09284764A JP11129496A JP11129496A JPH09284764A JP H09284764 A JPH09284764 A JP H09284764A JP 11129496 A JP11129496 A JP 11129496A JP 11129496 A JP11129496 A JP 11129496A JP H09284764 A JPH09284764 A JP H09284764A
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JP
Japan
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pixel
vector
processing block
pixels
extended
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Application number
JP11129496A
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Japanese (ja)
Inventor
Dokuto Ko
▲どく▼東 黄
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Daiu Denshi Kk
WiniaDaewoo Co Ltd
Original Assignee
Daiu Denshi Kk
Daewoo Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daiu Denshi Kk, Daewoo Electronics Co Ltd filed Critical Daiu Denshi Kk
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the compression efficiency of data by encoding video frame signals including an object by an extension interpolation method. SOLUTION: A binary map detector 110 detects and encodes a binary map inside the video frame signals from a frame memory 50 by normal encoding, generates binary map signals provided with binary picture elements equal to the picture element number of the video frame signals and supplies them through a line LIO to an E/I device 400. In the meantime, the signals from the memory 50 are divided into plural processing blocks in a block generator 200 and supplied to a switching circuit 300 controlled by control signals CS for indicating whether or not an object boundary part inside a video frame is present in the respetive processing blocks by a block unit. When the boundary part is present, supply is performed to the device 400, an extended processing block is obtained and further, it is rescaled and encoded in the conversion encoder 510 of a second code channel 500. Thus, the device 400 can improve the data compression efficiency in the channel 500.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低ビットレートで
映像信号を符号化するための方法及びその装置に関し、
特に、拡張−補間(Extension-Interpolation;E-I)法
を用いて映像信号を符号化する方法及びその装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for encoding a video signal at a low bit rate,
In particular, the present invention relates to a method and apparatus for encoding a video signal using an extension-interpolation (EI) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、高精細度テレビジョン
(HDTV)システムまたはテレビ電話システムのよう
な多様な電子応用分野において、映像信号はディジタル
形式で伝送されることがある。一連の映像「フレーム」
よりなる映像信号がディジタル形式で表現される場合、
映像フレームの各ラインが「画素」と称する一連のディ
ジタルデータ要素により画定されるので大量のディジタ
ルデータが発生する。しかし、通常の伝送チャネルで利
用可能な周波数帯域幅は制限されているため、大量のデ
ィジタルデータをその制限されたチャネルを通して伝送
するためにはデータの量を圧縮するか、または減らす必
要がある。
As is well known, video signals may be transmitted in digital form in a variety of electronic applications such as high definition television (HDTV) systems or video telephone systems. A series of video "frames"
When the video signal consisting of
A large amount of digital data is generated because each line of the video frame is defined by a series of digital data elements called "pixels". However, due to the limited frequency bandwidth available on conventional transmission channels, the amount of data needs to be compressed or reduced for transmitting large amounts of digital data through the limited channel.

【0003】低ビットレートの映像信号符号化システム
において、映像信号を符号化する方法のうちの1つが、
いわゆる、物体指向分析ー合成符号化方法である(Mi
chael Hotterの論文、「Object−O
riented Analysis−Synthesi
s Coding Based on MovingT
wo−Dimensional Objects」,S
ignal Processing:Image Co
mmunication,2 409−428頁(19
90年)を参照)。
One of the methods for encoding a video signal in a low bit rate video signal encoding system is as follows.
This is a so-called object-oriented analysis-synthesis coding method (Mi.
chael Hotter's paper, "Object-O
Oriented Analysis-Synthesi
s Coding Based on MovingT
wo-Dimensional Objects ", S
Signal Processing: Image Co
mmunication, 2 pp. 409-428 (19
90))).

【0004】この物体指向分析ー合成符号化方法によれ
ば、動く物体(object)を有する入力映像信号は複数の
物体に分けられ、各物体の動き、輪郭及び画素データを
規定する3組のパラメータは、それぞれ異なるチャネル
を通じて処理される。
According to this object-oriented analysis-synthesis coding method, an input video signal having a moving object is divided into a plurality of objects, and three sets of parameters that define the movement, contour and pixel data of each object. Are processed through different channels.

【0005】物体指向分析ー合成符号化技法において、
物体内の映像データまたは画素を処理する場合、映像デ
ータに含まれた空間的冗長性を減らす変換符号化技法が
主に用いられる。映像データの圧縮のために主に用いら
れている変換符号化技法の1つが、ブロック単位のDC
T(離散的コサイン変換)である。このDCTはディジ
タル映像データのブロック、例えば、8×8画素のブロ
ックを一組の変換係数データに変換する。この符号化方
法は、例えば、Chen 及び Prattの論文、
「Scene Adaptive Coder」,IE
EE Transactions on Commun
ications,COM−32,No.3,225−
232頁(1984年3月)に開示されている。DCT
のように頻繁に用いられるものではないが、DST(離
散的サイン変換)、ハートレー変換(Hartley transfor
m)またはその他の変換方法がブロック変換符号化に用
いられることがある。
In object-oriented analysis-synthesis coding techniques,
When processing image data or pixels in an object, transform coding techniques are mainly used to reduce the spatial redundancy contained in the image data. One of the transform coding techniques mainly used for compression of video data is DC in block units.
T (discrete cosine transform). This DCT transforms a block of digital video data, for example, a block of 8 × 8 pixels, into a set of transform coefficient data. This encoding method is described in, for example, the article by Chen and Pratt,
"Scene Adaptive Coder", IE
EE Transactions on Commun
ications, COM-32, No. 3,225-
232 (March 1984). DCT
Although it is not used as frequently as, the DST (Discrete Sine Transform), the Hartley transfor
m) or other transform methods may be used for block transform coding.

【0006】ブロック単位の符号化において、ブロック
内の背景または物体以外の領域は、例えば、0、ブロッ
ク内の物体領域にある画素の平均値、またはミラー映像
で満たされた後変換される。図2及び図3を参照すれ
ば、従来の背景領域を満たす方法が、1次元データとし
て例示されている。詳述すれば、図2では、背景領域が
ゼロ値で満たされ、図3では背景領域が物体領域の画素
値の平均値で満たされている。
In the block-by-block encoding, the area other than the background or the object in the block is transformed after being filled with, for example, 0, the average value of the pixels in the object area in the block, or the mirror image. Referring to FIGS. 2 and 3, a conventional method for filling a background area is illustrated as one-dimensional data. More specifically, in FIG. 2, the background area is filled with zero values, and in FIG. 3, the background area is filled with the average value of the pixel values of the object area.

【0007】かかる符号化方法は、通常の符号化方法
(例えば、Joint Photographic E
xperts Group;JPEG,Moving
pictures Experts Group;MP
EG,H261)で用いられる2次元DCTブロックを
用い得るとしても、映像の背景領域に不要なデータまた
は望ましくないデータが含まれるおそれがあるため、デ
ータの圧縮効率という観点からみれば、不十分な点があ
る。
Such an encoding method is an ordinary encoding method (for example, Joint Photographic E
xperts Group; JPEG, Moving
pictures Experts Group; MP
Even if the two-dimensional DCT block used in EG, H261) can be used, it may be insufficient from the viewpoint of data compression efficiency because unnecessary or unwanted data may be included in the background area of the image. There is a point.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、拡張ー補間技法を用いて物体を含む映像フレーム信
号を効果的に符号化する、データの圧縮効率のより良好
な映像信号符号化方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to effectively encode a video frame signal containing an object by using an extension-interpolation technique, and a video signal encoding with a better data compression efficiency. Is to provide a method.

【0009】本発明の他の目的は、ブロック単位の符号
化方法及び拡張−補間技法を用いて、物体を含む映像フ
レーム信号を符号化する映像信号符号化装置を提供する
ことである。
Another object of the present invention is to provide a video signal coding apparatus for coding a video frame signal containing an object using a block-by-block coding method and an extension-interpolation technique.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、物体を有する映像フレーム信号
に含まれた、N×N個の画素(Nは正の整数)よりなる
処理ブロックを変換して映像信号を符号化する映像信号
符号化方法であって、前記画素は、物体の内部に位置す
る画素を表す物体画素と前記物体の外部に位置する画素
を表す背景画素とに分けられており、少なくとも1つの
物体画素を有する前記処理ブロックのL個の列を選択す
る(Lは0〜Nの整数)第1過程と、前記第1過程から
選択された各列に対して、前記各列に含まれた物体画素
の個数を表すMを決定すると共に、各要素が前記M個の
各物体画素の画素値である第1ベクトルを供給する(M
は1〜Nの整数)第2過程と、各々の列に対して、前記
M値及び前記N値に基づいて、予め定められた複数の拡
張マトリックスの中から1つの拡張マトリックスを選択
すると共に、前記選択された拡張マトリックスを前記第
1ベクトルに乗ずることによって、拡張された第1ベク
トルを供給する第3過程と、前記拡張された第1ベクト
ルの各要素を値とするN個の画素を有するL個の列を有
する拡張された第1処理ブロックを供給する第4過程
と、前記拡張された第1処理ブロックの各行に対して、
各要素が前記拡張された第1処理ブロックの前記各行に
含まれた画素の値であるL次元の第2ベクトルを供給す
る第5過程と、前記L値及び前記N値に基づいて、予め
定められた複数の拡張マトリックスの中の1つを選択す
る第6過程と、前記第6過程で選択された前記拡張マト
リックスと前記第2ベクトルの各々とを乗じて、N個の
拡張された第2ベクトルを供給し、前記拡張された第2
ベクトルの各要素を画素値とするN個の画素を有するN
個の行を有する拡張された第2処理ブロックを供給する
第7過程と、前記処理ブロック内の前記物体画素の個数
をカウントすると共に、前記物体画素の数を前記処理ブ
ロック内の画素の個数で除した数であるブロックスケー
リングファクターを決定する第8過程と、前記ブロック
スケーリングファクターを前記拡張された第2処理ブロ
ックの各画素に乗じることによって、前記拡張された処
理ブロックを発生する第9過程とを含むことを特徴とす
る映像信号符号化方法が提供される。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, it is composed of N × N pixels (N is a positive integer) included in a video frame signal having an object. A video signal encoding method for converting a processing block to encode a video signal, wherein the pixels include an object pixel representing a pixel located inside an object and a background pixel representing a pixel located outside the object. A first step of selecting L columns of the processing block having at least one object pixel (L is an integer from 0 to N), and for each column selected from the first step. To determine M representing the number of object pixels included in each column, and to supply a first vector in which each element is a pixel value of each of the M object pixels (M
Is an integer from 1 to N), and for each column, one extension matrix is selected from a plurality of predetermined extension matrices based on the M value and the N value, and A third step of providing the expanded first vector by multiplying the first vector by the selected expansion matrix; and N pixels having a value for each element of the expanded first vector. A fourth step of providing an expanded first processing block having L columns, and for each row of the expanded first processing block,
A fifth step in which each element supplies an L-dimensional second vector that is a value of a pixel included in each row of the expanded first processing block, and is predetermined based on the L value and the N value. A sixth step of selecting one of the plurality of extended matrices selected, and multiplying each of the second matrix and the extended matrix selected in the sixth step to obtain N second extended vectors. Supply a vector, said expanded second
N having N pixels whose pixel value is each element of the vector
A seventh step of providing an extended second processing block having a number of rows, counting the number of the object pixels in the processing block and determining the number of the object pixels by the number of pixels in the processing block. An eighth step of determining a block scaling factor that is a divided number, and a ninth step of multiplying each pixel of the extended second processing block by the block scaling factor to generate the extended processing block. A video signal encoding method is provided, which comprises:

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施について
図面を参照しながらより詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0012】図5(A)には、8×8画素を有するディ
ジタル映像信号のブロックが示されており、画素は正方
形で表されている。このブロックは、斜線で示された画
素で表される物体領域と、その他の背景領域とからなっ
ている。斜線で示された画素は「物体画素」と称し、そ
の他の画素は「背景画素」と称する。物体画素は、図5
(B)及び図5(C)に示すように、本発明の拡張−補
間(Extension−Interpolatio
n;E−I)法を用いてブロック全体を満たすように拡
張される。このとき、図に示すように、水平拡張と垂直
拡張とが個別に行われる。これらの水平拡張または垂直
拡張は、他の方向の拡張より先に行われ、その優先順位
は映像の特性で決まることもある。水平拡張または垂直
拡張は列単位または行単位で行われる。ブロックがNx
N個の画素を含む場合、各列または各行に対して、M次
元のベクトルがN次元のベクトルに変換される。ここ
で、Mは1以上N以下の整数であり、M次元ベクトルの
要素は各列または各行に含まれたM個の物体画素値を表
し、N次元ベクトルの要素はN個の拡張された画素値を
表す。例えば、図5(A)に示すブロックで第3の列の
場合、5次元ベクトルは、図5(B)に示すように、水
平に垂直拡張された8次元ベクトルに変換される。
FIG. 5A shows a block of a digital video signal having 8 × 8 pixels, and each pixel is represented by a square. This block is composed of an object area represented by hatched pixels and other background areas. Pixels shown with diagonal lines are called "object pixels", and the other pixels are called "background pixels". The object pixel is shown in FIG.
As shown in FIG. 5B and FIG. 5C, the extension-interpolation of the present invention.
n; E-I) method is used to extend to fill the entire block. At this time, as shown in the figure, horizontal expansion and vertical expansion are individually performed. These horizontal expansion or vertical expansion is performed before the expansion in the other direction, and the priority order thereof may be determined by the characteristics of the image. Horizontal expansion or vertical expansion is performed in units of columns or rows. Block is Nx
If it contains N pixels, then for each column or row, an M-dimensional vector is converted to an N-dimensional vector. Here, M is an integer of 1 or more and N or less, elements of the M-dimensional vector represent M object pixel values included in each column or row, and elements of the N-dimensional vector are N expanded pixels. Represents a value. For example, in the case of the third column in the block shown in FIG. 5A, the 5D vector is converted into an 8D vector horizontally and vertically extended as shown in FIG. 5B.

【0013】Mポイントの1次元DCTをM次元ベクト
ルf1に適用することによって得られる、変換されたM
次元ベクトルF1は下記式(1)次のように表される。
The transformed M obtained by applying the M-point one-dimensional DCT to the M-dimensional vector f 1.
The dimension vector F 1 is expressed by the following equation (1) as follows.

【0014】[0014]

【数17】 [Equation 17]

【0015】ここで、f1(n1)はf1のn1番目の要
素、F1(k1)はF1のk1番目の要素、n1及びk1は0
以上M−1以下の整数を各々表す。
[0015] Here, f 1 (n 1) is n 1 th element of f 1, F 1 (k 1 ) is k 1 th element of F 1, n 1 and k 1 is 0
Each represents an integer from M1 to M-1.

【0016】bijは、下記式(2)のように表わされ
る。
B ij is expressed by the following equation (2).

【0017】[0017]

【数18】 (Equation 18)

【0018】同様に、M次元ベクトルf1が本発明のE
−I法を用いて拡張されて、N次元ベクトルf2を形成
する場合、N次元ベクトルf2にNポイントの1次元D
CTを適用することによって得られる、変換されたN次
元ベクトルF2は、下記式(3)のように表される。
Similarly, the M-dimensional vector f 1 is the E of the present invention.
Is extended with -I method, when forming the N-dimensional vector f 2, 1-dimensional D N-point in N-dimensional vector f 2
The transformed N-dimensional vector F 2 obtained by applying CT is expressed by the following equation (3).

【0019】[0019]

【数19】 [Equation 19]

【0020】ここで、f2(n2)はf2のn2番目の要
素、F2(k2)はF2のk2番目の要素、n2及びk2は0
以上N−1以下の整数である。
Where f 2 (n 2 ) is the n 2 -th element of f 2 , F 2 (k 2 ) is the k 2 -th element of F 2 , and n 2 and k 2 are 0.
It is an integer not less than N-1.

【0021】また、aijは、下記式(4)のように定義
される。
Further, a ij is defined by the following equation (4).

【0022】[0022]

【数20】 (Equation 20)

【0023】本発明のE−I法において、M次元ベクト
ルf1は、付加的な周波数領域データを生成することな
く、N次元ベクトルf2に拡張される。即ち、次式
(5)のように定義される。
In the E-I method of the present invention, the M-dimensional vector f 1 is expanded to the N-dimensional vector f 2 without generating additional frequency domain data. That is, it is defined by the following equation (5).

【0024】[0024]

【数21】 (Equation 21)

【0025】ここで、μ0はf1及びf2のDC成分を等
しくするためのスケーリングファクターであって、下記
のように与えられる。
Here, μ 0 is a scaling factor for making the DC components of f 1 and f 2 equal, and is given as follows.

【0026】[0026]

【数22】 (Equation 22)

【0027】上記式(5)を満足する場合、周波数領域
で付加的なデータが生成されることなくf1がf2に変換
されるので、E−I過程は最適となる。
When the above equation (5) is satisfied, f 1 is converted into f 2 without generating additional data in the frequency domain, so that the E-I process is optimal.

【0028】上記式(1)及び式(3)を用いて、f2
はf1から次のように求められる。
Using the above equations (1) and (3), f 2
Is calculated from f 1 as follows.

【0029】[0029]

【数23】 (Equation 23)

【0030】または、Or

【0031】[0031]

【数24】 (Equation 24)

【0032】ここで、Aは上記式(7A)で用いられた
成分aijからなるN×Nマトリックスを表し、Bは、成
分bijからなるNxMマトリックスを表す。上記式(7
A)及び式(7B)は下記式(8A)または(8B)の
ように単純化される。
Here, A represents an N × N matrix composed of the components a ij used in the above equation (7A), and B represents an N × M matrix composed of the components b ij . Equation (7)
A) and equation (7B) are simplified as the following equation (8A) or (8B).

【0033】[0033]

【数25】 (Equation 25)

【0034】または、Or

【0035】[0035]

【数26】 (Equation 26)

【0036】ここで、CはN×Mマトリックスであり、
ー1Bと等しい。
Where C is an N × M matrix,
Equal to A - 1B.

【0037】上記の関係式を用いて、任意の形状の物体
は、NxNブロックを満たすように周波数領域で付加的
な要素を生成することなく拡張される。
Using the above relations, an object of arbitrary shape is extended to fill the NxN block without generating additional elements in the frequency domain.

【0038】逆に、図5(A)の元のデータは、図5
(C)に示す拡張処理されたブロックから復元される。
On the contrary, the original data of FIG.
The block is restored from the expanded block shown in (C).

【0039】NがMと等しい場合、Cは単位マトリック
スである。よって、拡張過程は元のベクトルf1を変化
させず、省略することも可能である。
If N equals M, then C is the identity matrix. Therefore, the expansion process does not change the original vector f 1 and can be omitted.

【0040】図5(A)〜図5(C)に示されているよ
うに、図5(A)のブロックの3番目の列から7番目の
列が、まず、本発明の最適E−I法または線形補間方法
を用いて水平方向に拡張されて、図5(B)に示すよう
なブロックとなる。同様に、図5(B)の水平方向に拡
張されたブロックの行は、最適E−I法または線形補間
方法を用いて垂直方向に拡張されて、図5(C)に示す
ようなブロックとなる。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the third to seventh columns of the block of FIG. 5A are the optimum EI of the present invention. Method or a linear interpolation method is used to expand in the horizontal direction to form blocks as shown in FIG. Similarly, the row of the horizontally expanded block in FIG. 5B is vertically expanded using the optimal E-I method or the linear interpolation method to obtain a block as shown in FIG. 5C. Become.

【0041】今まで、本発明のE−I法を、DCTの場
合に対してのみ述べてきた。しかしながら、他の変換、
例えば、DST(離散的サイン変換)、ハダマード変換
(Hadamard transform)、ハール変
換(Haar transform)のような方法を代
わりに用いることもできる。このDSTがN×Nブロッ
クを符号化するのに用いられる場合、E−I法は下記式
(9)のaij及びbijが下記式(9)のようになる点を
除いては、DCTの場合と同じである。即ち、
So far, the EI method of the present invention has been described only for the case of DCT. However, other conversions,
For example, a method such as DST (discrete sine transform), Hadamard transform, or Haar transform may be used instead. When this DST is used to encode an N × N block, the E-I method uses the DCT except that a ij and b ij in the following equation (9) become the following equation (9). Is the same as in. That is,

【0042】aijは、A ij is

【0043】[0043]

【数27】 [Equation 27]

【0044】また、bijは、Also, b ij is

【0045】[0045]

【数28】 [Equation 28]

【0046】となる。Is as follows.

【0047】空間領域で映像データの相関関係が大きく
ない場合、例えば、2つの隣接するフレーム間の差分が
符号化されるインタフレーム符号化の場合には、DST
を用いるブロック変換符号化が、DCTを用いる場合よ
り一層良好な性能を示すことが知られている。
When the correlation of video data is not large in the spatial domain, for example, in the case of interframe coding in which the difference between two adjacent frames is coded, DST
It is known that the block transform coding using Ĥ will perform better than using the DCT.

【0048】前述した方法では、スケーリングファクタ
ーμ0が、周波数領域のDC成分に対してのみ適用され
た。しかし、他の成分にもこのスケーリングファクター
μ0を適用することが有効である場合がある。この場
合、式(7A)は下記式(11)のように変形される。
In the method described above, the scaling factor μ 0 was applied only to the DC component in the frequency domain. However, it may be effective to apply this scaling factor μ 0 to other components as well. In this case, the equation (7A) is transformed into the following equation (11).

【0049】[0049]

【数29】 (Equation 29)

【0050】この場合、処理ブロックに含まれるエネル
ギの総量が拡張過程の際に、大幅に減少することにな
る。このようなエネルギの減少を抑えるために、拡張さ
れた処理ブロックの各画素値にブロックスケーリングフ
ァクタを乗じる。このブロックスケーリングファクタ
は、1つの処理ブロックの物体画素の数を、1つのブロ
ック内の画素の数であるN×Nで除した数として定義さ
れる。
In this case, the total amount of energy contained in the processing block will be significantly reduced during the expansion process. In order to suppress such a reduction in energy, each pixel value of the expanded processing block is multiplied by the block scaling factor. The block scaling factor is defined as the number of object pixels in one processing block divided by N × N, which is the number of pixels in one block.

【0051】図6には、本発明に基づくディジタル映像
信号符号化装置のブロック図が示されている。この符号
化装置は第1及び第2符号化チャネル100及び500
と、映像信号内の物体の境界部分を効果的に符号化する
ための拡張された処理ブロックを生成する拡張ー補間デ
バイス(E−Iデバイス)400を有する。第1符号化
チャネル100は物体の輪郭信号を符号化し、第2符号
化チャネル500はディジタル映像信号をブロック単位
で符号化するのに用いられる。
FIG. 6 shows a block diagram of a digital video signal coding apparatus according to the present invention. This coding device includes first and second coding channels 100 and 500.
And an extension-interpolation device (EI device) 400 for producing extended processing blocks for effectively encoding the boundary portion of the object in the video signal. The first coding channel 100 is used for coding the contour signal of the object, and the second coding channel 500 is used for coding the digital video signal block by block.

【0052】公知のイメージソース(図示せず)(例え
ば、ハードディスクまたはコンパクトディスク)から供
給されたディジタル映像信号は、フレームメモリ50に
入力されて格納される。1つのフレームのディジタル映
像信号は物体を含み、物体の内部に位置する物体画素
と、その外部に位置する背景画素とを含む。ここで、背
景画素は、普通の画素値の範囲より著しく大きいかまた
は小さい値を有する画素として表される。その後、フレ
ームメモリ50から取出された映像フレーム信号は、第
1符号化チャネル100の二進マップ検出器110及
び、ブロック発生器200へ各々供給される。
A digital video signal supplied from a known image source (not shown) (for example, a hard disk or a compact disk) is input and stored in the frame memory 50. The digital video signal of one frame includes an object, and includes an object pixel located inside the object and a background pixel located outside the object pixel. Here, the background pixel is represented as a pixel having a value that is significantly larger or smaller than the normal range of pixel values. Thereafter, the video frame signal fetched from the frame memory 50 is supplied to the binary map detector 110 of the first coding channel 100 and the block generator 200, respectively.

【0053】二進マップ検出器110及び二進マップ符
号化器120を含む第1符号化チャネル100は、通常
の符号化技法を用いて、フレームメモリ50からの映像
フレーム信号内の二進マップを検出し符号化することに
よって、符号化された二進マップ信号を発生する。この
二進マップは、映像フレーム信号の画素数と等しい数の
二進画素を有する。各二進画素は映像フレーム信号の対
応する画素が、物体画素か背景画素かによって決定され
る。その後、二進マップ検出器110により検出された
二進マップは、二進マップ符号化器120へ供給されて
符号化され、ラインL10を通して本発明のE/Iデバ
イス400に供給される。
The first coding channel 100, which includes a binary map detector 110 and a binary map encoder 120, uses a conventional coding technique to map the binary map in the video frame signal from the frame memory 50. Detecting and encoding produces a coded binary map signal. This binary map has a number of binary pixels equal to the number of pixels of the video frame signal. Each binary pixel is determined by whether the corresponding pixel of the video frame signal is an object pixel or a background pixel. Then, the binary map detected by the binary map detector 110 is supplied to the binary map encoder 120 to be encoded and supplied to the E / I device 400 of the present invention through the line L10.

【0054】この二進マップ符号化器120は、二進マ
ップ検出器110から受信した二進マップを、例えば、
JPEGの二進算術コードを用いて符号化し、フォーマ
ッティング回路600へ供給する。
The binary map encoder 120 receives the binary map received from the binary map detector 110 from, for example,
It is encoded using the binary arithmetic code of JPEG and supplied to the formatting circuit 600.

【0055】一方、ブロック発生器200はフレームメ
モリ50からの映像フレーム信号を、N×N個の画素か
らなる同じ大きさの複数の処理ブロックに分けると共
に、各処理ブロックをブロック単位でスイッチング回路
300へ供給する。このスイッチング回路300におい
ては、システムコントローラ(図示せず)からの制御信
号CSに応じて、ブロック発生器200からの各処理ブ
ロックをE−1デバイス400または第2符号化チャネ
ル500に選択的に供給する。システムコントローラ
は、映像フレーム信号内の物体の輪郭情報に基づいて制
御信号CSを発生する。この前記制御信号CSは、映像
フレーム内の物体の境界部分が各処理ブロックに存在す
るか否かを表す。物体の境界部分が処理ブロック内に存
在する場合、即ち、処理ブロックが物体領域及び背景領
域を共に有する場合、処理ブロックは、拡張された処理
ブロックを発生するE−Iデバイス400に供給され、
そうでない場合には、第2符号化チャネル500へ送ら
れる。
On the other hand, the block generator 200 divides the video frame signal from the frame memory 50 into a plurality of processing blocks of the same size consisting of N × N pixels, and each processing block is a block-by-block switching circuit 300. Supply to. In this switching circuit 300, each processing block from the block generator 200 is selectively supplied to the E-1 device 400 or the second coding channel 500 in response to a control signal CS from a system controller (not shown). To do. The system controller generates the control signal CS based on the contour information of the object in the video frame signal. The control signal CS indicates whether or not the boundary portion of the object in the video frame exists in each processing block. If the boundary portion of the object exists within the processing block, that is, if the processing block has both an object region and a background region, the processing block is supplied to the E-I device 400 that generates the extended processing block,
If not, it is sent to the second encoded channel 500.

【0056】本発明によれば、E−Iデバイス400
は、第2符号化チャネル500におけるデータの圧縮効
率を改善するために、スイッチング回路300からの各
処理ブロックを、拡張された処理ブロックに変換する。
詳述すれば、図5(A)に示すような処理ブロックはE
−Iデバイス400へ供給されて、図5(A)〜図5
(C)に関して説明したように、拡張された処理ブロッ
クに変換される。E/Iデバイス400の詳細な動作
は、以下図7を参照して述べる。
According to the present invention, the E-I device 400
Transforms each processing block from the switching circuit 300 into an extended processing block in order to improve the compression efficiency of the data in the second coding channel 500.
More specifically, the processing block as shown in FIG.
-Supplied to the I-device 400 and shown in FIGS.
Converted to extended processing blocks as described for (C). The detailed operation of the E / I device 400 will be described below with reference to FIG. 7.

【0057】変換符号化器510、量子化器520及び
エントロピー符号化器530を含む第2符号化チャネル
500は、通常の変換及び統計的符号化技法を用いるこ
とによってE−Iデバイス400からの拡張された処理
ブロックの各々に含まれた映像データ、またはスイッチ
ング回路300からの拡張されていない処理ブロックを
符号化する。即ち、変換符号化器510は、例えば離散
的コサイン変換を用いて、E−Iデバイス400または
スイッチング回路300から供給された各処理ブロック
の空間領域の映像データを周波数領域の一組の変換係数
に変換すると共に、この一組の変換係数を量子化器52
0へ供給する。この量子化器520においては、公知の
量子化方法を用いて、入力された一組の変換係数を量子
化した後、量子化された一組の変換係数をエントロピー
符号化器530へ供給してさらに処理する。
The second coding channel 500, which includes a transform encoder 510, a quantizer 520 and an entropy encoder 530, is extended from the E-I device 400 by using conventional transform and statistical coding techniques. The video data included in each of the processed blocks or the unexpanded processing block from the switching circuit 300 is encoded. That is, the transform encoder 510 uses, for example, the discrete cosine transform to transform the image data in the spatial domain of each processing block supplied from the E-I device 400 or the switching circuit 300 into a set of transform coefficients in the frequency domain. While transforming, the quantizer 52
0. The quantizer 520 quantizes a set of input transform coefficients using a known quantizing method, and then supplies the quantized set of transform coefficients to the entropy encoder 530. Further processing.

【0058】エントロピー符号化器530は、例えば、
ランレングス符号化と可変長符号化技法とを組み合わせ
た方法を用いて、量子化器520からの、拡張された、
または拡張されていない各処理ブロックに対する、量子
化された一組の変換係数を符号化して、符号化された映
像フレーム信号を発生する。その後、エントロピー符号
化器530により符号化された映像フレーム信号はフォ
ーマッティング回路600へ供給される。
The entropy encoder 530, for example,
Extended from quantizer 520 using a method that combines run-length and variable length coding techniques.
Alternatively, a quantized set of transform coefficients for each unexpanded processing block is encoded to generate an encoded video frame signal. Then, the video frame signal encoded by the entropy encoder 530 is supplied to the formatting circuit 600.

【0059】このフォーマッティング回路600は、第
1符号化チャネル100の二進マップ符号化器120か
らの符号化された二進マップと、第2符号化チャネル5
00のエントロピー符号化器530からの符号化された
映像フレーム信号とをフォーマットし、フォーマットさ
れたディジタル映像信号をその伝送のために伝信機(図
示せず)へ供給する。
The formatting circuit 600 includes the encoded binary map from the binary map encoder 120 of the first encoding channel 100 and the second encoding channel 5.
00 coded video frame signal from entropy encoder 530 and provides the formatted digital video signal to a transmitter (not shown) for its transmission.

【0060】図7には、図6に示した本発明による拡張
−補間デバイス400の詳細なブロック図が示されてい
る。この拡張ー補間デバイス400は、物体画素カウン
タ410、開始/大きさ決定ブロック420、制御ブロ
ック430、RAM440、パディングブロック46
0、拡張マトリックスメモリ470、拡張ブロック48
0及び再スケーリングブロック490を含む。
FIG. 7 shows a detailed block diagram of the expansion-interpolation device 400 according to the invention shown in FIG. The expansion-interpolation device 400 includes an object pixel counter 410, a start / size determination block 420, a control block 430, a RAM 440, a padding block 46.
0, extended matrix memory 470, extended block 48
0 and rescaling block 490.

【0061】図6のスイッチング回路300からの処理
ブロックは、ラインL20を通じてRAM 440に入
力されて格納される。図6の二進マップ検出器110か
らの二進マップは、物体画素カウンタ410と開始/大
きさ決定ブロック420とへラインl10を通じて入力
される。
The processing block from the switching circuit 300 of FIG. 6 is input to and stored in the RAM 440 through the line L20. The binary map from binary map detector 110 of FIG. 6 is input to object pixel counter 410 and start / size determination block 420 via line 110.

【0062】物体画素カウンタ410においては、二進
マップに応じて各々の処理ブロックの物体画素の個数を
数えて再スケーリングブロック490へ供給する。
The object pixel counter 410 counts the number of object pixels in each processing block according to the binary map and supplies the object pixel to the rescaling block 490.

【0063】開始/大きさ決定ブロック420において
は、二進マップに応じて大きさと開始信号とが決定され
る。この大きさ信号は、処理ブロックの現在処理される
列または行における物体画素の数を表し、開始信号は現
在処理される列や行での第1の物体画素の位置を表す。
これらの開始信号及び大きさ信号はパディングブロック
460へ供給され、大きさ信号は拡張マトリックスメモ
リ470及び拡張ブロック480に供給される。
In the start / size determination block 420, the size and start signal are determined according to the binary map. The magnitude signal represents the number of object pixels in the currently processed column or row of the processing block, and the start signal represents the position of the first object pixel in the currently processed column or row.
The start signal and the magnitude signal are supplied to the padding block 460, and the magnitude signal is supplied to the expansion matrix memory 470 and the expansion block 480.

【0064】開始/大きさ決定ブロック420の詳細な
機能について、図5(A)〜図5(C)の例を用いて説
明する。図5(A)の初めの2列のように、現在列に物
体画素が1つも無い場合、大きさ信号は、パディングブ
ロック460、拡張マトリックスメモリ470及び拡張
ブロック480に対して現在列が本発明の拡張ー補間過
程で処理される必要がないことを示す。図5(A)の処
理ブロックの第3列の場合は、開始信号は3番目の画素
が第1番目の物体画素であることを示し、大きさ信号は
その列に5つの物体画素があることを示す。
Detailed functions of the start / size determination block 420 will be described with reference to the examples of FIGS. 5A to 5C. If there are no object pixels in the current column, as in the first two columns in FIG. 5A, the magnitude signal is present in the current column for the padding block 460, the extended matrix memory 470 and the extended block 480. The extension-indicates that it does not need to be processed in the interpolation process. In the case of the third column of the processing block of FIG. 5A, the start signal indicates that the third pixel is the first object pixel, and the magnitude signal indicates that there are five object pixels in that column. Indicates.

【0065】垂直拡張中には、開始信号と大きさ信号と
が各々3と6とに固定される。これは、水平拡張された
ブロックの各行の物体画素の開始位置と個数とが、図6
で示すように同一であるためである。
During vertical expansion, the start signal and the magnitude signal are fixed at 3 and 6, respectively. This is because the starting position and the number of object pixels in each row of the horizontally expanded block are as shown in FIG.
This is because they are the same as shown by.

【0066】拡張マトリックスメモリ470は、M次元
ベクトルをN次元ベクトルに変換するための拡張マトリ
ックス、即ち、式(8B)のCを格納する。Nはシステ
ム設計に応じて決定されており、多くの場合は8であ
る。従って、拡張マトリックスCを全てのMの値、即
ち、1からNに対して予め計算しておいて拡張マトリッ
クスメモリ470に格納することが可能になり、よっ
て、拡張マトリックスメモリ470はROMから構成さ
れ得ることになる。
The extension matrix memory 470 stores an extension matrix for converting an M-dimensional vector into an N-dimensional vector, that is, C of the equation (8B). N is determined according to the system design, and is 8 in many cases. Therefore, the extension matrix C can be pre-calculated for all values of M, that is, 1 to N, and stored in the extension matrix memory 470. Therefore, the extension matrix memory 470 is composed of a ROM. You will get it.

【0067】ブロックの列(または行)に対する拡張ー
補間は、その列(または行)の物体画素の値から形成さ
れたM次元ベクトルに、拡張マトリックスメモリ470
に格納された適切な拡張マトリックスを乗ずることによ
って容易に行われ得る。適切な拡張マトリックスは大き
さ信号に応じて選択されて、乗算を行うために拡張ブロ
ック480へ供給される。大きさ信号が現在列または行
に物体画素がないことを表す場合には、拡張マトリック
スは選択されず、拡張ブロック480への供給もされな
い。
Expansion-interpolation for a column (or row) of a block is done by expanding matrix memory 470 into an M-dimensional vector formed from the values of the object pixels of that column (or row).
This can easily be done by multiplying by the appropriate extension matrix stored in. The appropriate extension matrix is selected according to the magnitude signal and provided to the extension block 480 for performing the multiplication. If the magnitude signal indicates that there are no object pixels in the current column or row, then the expansion matrix is not selected and is not provided to expansion block 480.

【0068】一方、制御ブロック430においては、H
/V信号と列/行番号信号が生成される。このH/V信
号は本発明の拡張ー補間デバイス400で水平拡張また
は垂直拡張の中のいずれか一方が行われているかを示
し、列/行番号信号は本発明の拡張ー補間デバイス40
0で現在処理される列または行を示す。一般に、ブロッ
クの列/行は逐次的に処理されるため、これらの信号は
システム設計、例えば、処理ブロックの列や行の数によ
り決定される。H/V信号と列/行番号信号は、開始/
大きさ決定ブロック420及びRAM440へ供給され
る。
On the other hand, in the control block 430, H
/ V and column / row number signals are generated. This H / V signal indicates whether the expansion-interpolation device 400 of the present invention is performing horizontal expansion or vertical expansion, and the column / row number signal is the expansion-interpolation device 40 of the present invention.
0 indicates the column or row currently processed. In general, the columns / rows of a block are processed sequentially, so these signals are determined by the system design, eg, the number of columns and rows of the processing block. H / V signal and column / row number signal are start /
It is supplied to the size determination block 420 and the RAM 440.

【0069】前述したように、図8のスイッチング回路
300からの処理ブロックRAM440へ供給される。
処理ブロックの列または行は、制御ブロックからのH/
V信号と列/行番号信号に応じて、RAM440から逐
次供給される。例示的に、水平拡張が先に行われること
と仮定する。この場合、処理ブロックの各々の列はまず
パディングブロック460へ供給される。
As described above, the switching circuit 300 of FIG. 8 supplies the processing block RAM 440.
The columns or rows of the processing block are H / H from the control block.
The signals are sequentially supplied from the RAM 440 according to the V signal and the column / row number signal. Illustratively, assume that the horizontal expansion is done first. In this case, each row of processing blocks is first supplied to padding block 460.

【0070】パディングブロック460においては、開
始信号と大きさ信号とに応じて、RAM440から供給
される列に含まれた物体画素値を表すM次元ベクトルが
形成されて拡張ブロック480へ供給される。このM次
元ベクトルは、開始信号により表される位置からM個の
連続した物体画素を選択することによって生成される。
In the padding block 460, an M-dimensional vector representing the object pixel value included in the column supplied from the RAM 440 is formed in accordance with the start signal and the size signal and is supplied to the expansion block 480. This M-dimensional vector is generated by selecting M consecutive object pixels from the position represented by the start signal.

【0071】大きさ信号、即ち、M値信号に応じて、拡
張マトリックスメモリ470に格納された複数の予め定
められた拡張マトリックスの1つが選択され、拡張ブロ
ック480へ供給される。拡張マトリックスは拡張ブロ
ック480でM次元ベクトルに乗じられて、拡張された
M次元ベクトルを形成する。N次元ベクトルまたは水平
拡張された列は、RAM440の元の列が格納されてい
た位置に再び格納される。
According to the magnitude signal, that is, the M-value signal, one of a plurality of predetermined expansion matrices stored in the expansion matrix memory 470 is selected and supplied to the expansion block 480. The extension matrix is multiplied with the M-dimensional vector at extension block 480 to form an extended M-dimensional vector. The N-dimensional vector or the horizontally expanded column is stored again in the RAM 440 at the position where the original column was stored.

【0072】前述したような方法で、RAM440に格
納された処理ブロックの1つの列が水平拡張された列に
変換され再び格納される。処理ブロックの全ての列は、
物体画素を含んでいない列を除いては同様の方法で処理
される。物体画素を含んでいない列の場合には、大きさ
信号が拡張ブロックに物体画素がないということを示し
て、乗算が行われずにRAM440の元のデータが維持
されるようにする。
As described above, one column of the processing blocks stored in the RAM 440 is converted into a horizontally expanded column and stored again. All columns in the processing block are
It is processed in a similar manner except for columns that do not contain object pixels. For columns that do not contain object pixels, the magnitude signal indicates that there are no object pixels in the extension block, so that no multiplication is performed and the original data in RAM 440 is maintained.

【0073】水平拡張が終了すると、図5(B)に示す
ように、拡張された列を含む水平拡張された処理ブロッ
クがRAM440に格納されたことになる。
When the horizontal expansion is completed, the horizontally expanded processing block including the expanded column is stored in the RAM 440 as shown in FIG. 5B.

【0074】水平拡張が終了した後、水平拡張された処
理ブロックの行は制御ブロック430からのH/V信号
と列/行番号信号に応じて、RAM440でパディング
ブロック450に逐次入力される。これを除いては、パ
ディングブロック460、拡張マトリックスメモリ47
0、拡張ブロック480の機能は水平拡張の場合と同一
である。詳述すれば、水平拡張された処理ブロックの各
行から形成されたM次元ベクトルがパディングブロック
450から拡張ブロック480へ供給されて、ここで、
N次元ベクトルに変換される。拡張された行(またはN
次元ベクトル)は、RAM440の、水平拡張された処
理ブロックの対応する行の元の位置に格納される。
After the horizontal expansion is completed, the horizontally expanded rows of the processing blocks are sequentially input to the padding block 450 in the RAM 440 according to the H / V signal and the column / row number signal from the control block 430. Except for this, padding block 460 and extended matrix memory 47
0, the function of the expansion block 480 is the same as in the case of horizontal expansion. More specifically, the M-dimensional vector formed from each row of the horizontally expanded processing block is supplied from the padding block 450 to the expansion block 480, where:
Converted to N-dimensional vector. Expanded row (or N
The dimension vector) is stored in the RAM 440 at the original position of the corresponding row of the horizontally expanded processing block.

【0075】水平拡張と垂直拡張とが終了した後、RA
M440に格納された拡張された処理ブロックは再スケ
ーリングブロック490へ供給される。再スケーリング
ブロック490においては、拡張された処理ブロックの
各画素値がブロックスケーリングファクターを用いてス
ケールダウン(scale down)することになる
が、このブロックスケーリングファクタは物体画素カウ
ンタ410から供給される処理ブロック1個当たりの物
体画素の個数に応じて決定される。
After horizontal expansion and vertical expansion are completed, RA
The expanded processing block stored in M440 is provided to rescaling block 490. In rescaling block 490, each pixel value of the extended processing block will be scaled down using a block scaling factor, which is supplied from object pixel counter 410. It is determined according to the number of object pixels per pixel.

【0076】再スケーリングされた処理ブロックは、図
6の第2符号化チャネル500の変換符号化器510に
供給され符号化される。
The rescaled processing block is supplied to and encoded by the transform encoder 510 of the second encoding channel 500 of FIG.

【0077】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本明細書に記載した特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ること
は勿論である。
While specific embodiments of the present invention have been described above, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the claims set forth herein.

【0078】[0078]

【発明の効果】従って、本発明により、最適の拡張ー補
間方法または線形補間方法を用いて物体内部の画素と物
体外部の画素との間で生じる周波数成分を大幅に減らす
ことによって、全体的な符号化の効率を増大させること
ができる。
Therefore, according to the present invention, by using the optimum expansion-interpolation method or the linear interpolation method to significantly reduce the frequency components generated between the pixels inside the object and the pixels outside the object, The coding efficiency can be increased.

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

【図1】背景領域及び物体領域からなる1次元データを
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one-dimensional data including a background area and an object area.

【図2】背景領域を0で満たす方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a method of filling a background area with zero.

【図3】背景領域を物体領域の平均値で満たす方法を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a method of filling a background area with an average value of an object area.

【図4】本発明の背景領域を満たす方法を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of filling a background area of the present invention.

【図5】(A)、(B)及び(C)よりなり、(A)
は、背景領域及び物体領域を有する映像ブロックであ
り、(B)は、水平に拡張された映像ブロックであり、
(C)は、垂直に拡張された映像ブロックを示す模式図
である。
FIG. 5 consists of (A), (B) and (C), and (A)
Is a video block having a background area and an object area, (B) is a horizontally expanded video block,
(C) is a schematic diagram showing a vertically expanded video block.

【図6】本発明の映像信号符号化装置を説明するブロッ
ク図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a video signal encoding device of the present invention.

【図7】図6の拡張−補間(E−I)デバイスの詳細な
ブロック図である。
7 is a detailed block diagram of the extension-interpolation (EI) device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 フレームメモリ 100 第1符号化チャネル 110 二進マップ検出器 120 二進マップ符号化器 200 ブロック発生器 300 スイッチング回路 400 E/Iデバイス 410 物体画素カウンタ 420 開始/大きさ決定ブロック 430 制御ブロック 440 RAM 460 パディングブロック 470 拡張マトリックスメモリ 480 拡張ブロック 490 再スケーリングブロック 500 第2符号化チャネル 510 変換符号化器 520 量子化器 530 エントロピー符号化器 600 フォーマッティング回路 CS 制御信号 50 frame memory 100 first coding channel 110 binary map detector 120 binary map encoder 200 block generator 300 switching circuit 400 E / I device 410 object pixel counter 420 start / size determination block 430 control block 440 RAM 460 padding block 470 extended matrix memory 480 extended block 490 rescaling block 500 second coding channel 510 transform encoder 520 quantizer 530 entropy encoder 600 formatting circuit CS control signal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物体を有する映像フレーム信号に含ま
れた、N×N個の画素(Nは正の整数)よりなる処理ブ
ロックを変換して映像信号を符号化する映像信号符号化
方法であって、前記画素は、物体の内部に位置する画素
を表す物体画素と前記物体の外部に位置する画素を表す
背景画素とに分けられており、 少なくとも1つの物体画素を有する前記処理ブロックの
L個の列を選択する(Lは0以上N以下の整数)第1過
程と、 前記第1過程から選択された各列に対して、前記各列に
含まれた物体画素の個数を表すMを決定すると共に、各
要素が前記M個の各物体画素の画素値である第1ベクト
ルを供給する(Mは1以上N以下の整数)第2過程と、 各々の列に対して、前記M値及び前記N値に基づいて、
予め定められた複数の拡張マトリックスの中から1つの
拡張マトリックスを選択すると共に、前記選択された拡
張マトリックスを前記第1ベクトルに乗ずることによっ
て、拡張された第1ベクトルを供給する第3過程と、 前記拡張された第1ベクトルの各要素を値とするN個の
画素を有するL個の列を有する拡張された第1処理ブロ
ックを供給する第4過程と、 前記拡張された第1処理ブロックの各行に対して、各要
素が前記拡張された第1処理ブロックの前記各行に含ま
れた画素の値であるL次元の第2ベクトルを供給する第
5過程と、 前記L値及び前記N値に基づいて、予め定められた複数
の拡張マトリックスの中の1つを選択する第6過程と、 前記第6過程で選択された前記拡張マトリックスと前記
第2ベクトルの各々とを乗じて、N個の拡張された第2
ベクトルを供給し、前記拡張された第2ベクトルの各要
素を画素値とするN個の画素を有するN個の行を有する
拡張された第2処理ブロックを供給する第7過程と、 前記処理ブロック内の前記物体画素の個数をカウントす
ると共に、前記物体画素の数を前記処理ブロック内の画
素の個数で除した数であるブロックスケーリングファク
ターを決定する第8過程と、 前記ブロックスケーリングファクターを前記拡張された
第2処理ブロックの各画素に乗じることによって、前記
拡張された処理ブロックを発生する第9過程とを含むこ
とを特徴とする映像信号符号化方法。
1. A video signal coding method for coding a video signal by converting a processing block composed of N × N pixels (N is a positive integer) included in a video frame signal having an object. The pixel is divided into an object pixel representing a pixel located inside the object and a background pixel representing a pixel located outside the object, and L of the processing blocks having at least one object pixel. Of columns (L is an integer of 0 or more and N or less), and M representing the number of object pixels included in each column is determined for each column selected from the first step. And a second step in which each element is a pixel value of each of the M object pixels (M is an integer of 1 or more and N or less); and for each column, the M value and Based on the N value,
A third step of selecting one extension matrix from a plurality of predetermined extension matrices and supplying the extended first vector by multiplying the selected extension matrix by the first vector, A fourth step of providing an extended first processing block having L columns with N pixels each having a value for each element of the extended first vector; A fifth step of supplying, for each row, an L-dimensional second vector in which each element is a value of a pixel included in each row of the expanded first processing block; Based on the sixth step of selecting one of a plurality of predetermined expansion matrix, based on each of the expansion matrix and the second vector selected in the sixth step, N expanded second
A seventh step of supplying a vector and supplying an expanded second processing block having N rows with N pixels having pixel values for each element of the expanded second vector; Counting the number of the object pixels in the processing block and determining a block scaling factor that is the number of the object pixels divided by the number of pixels in the processing block; and expanding the block scaling factor. And a ninth step of generating the extended processing block by multiplying each pixel of the generated second processing block.
【請求項2】 前記M次元ベクトルをN次元の拡張さ
れたベクトルに変換するための前記拡張マトリックス
が、下記式のように定義され、 【数1】 ここで、aijが下式のように表現され、 【数2】 また、bijが下式のように与えられ、 【数3】 前記μ0が下式のように、 【数4】 で表されることを特徴とする請求項1に記載の映像信号
符号化方法。
2. The extension matrix for converting the M-dimensional vector into an N-dimensional extended vector is defined by the following equation: Here, a ij is expressed as the following equation, and Also, b ij is given by the following equation, and The above μ 0 is as follows: The video signal encoding method according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記M次元ベクトルをN次元の拡張さ
れたベクトルに変換するための前記拡張マトリックス
が、下記式のように定義され、 【数5】 ここで、bijが下式のように表現され、 【数6】 また、aijが下式のように与えられ、 【数7】 前記μ0が下式のように、 【数8】 で表されることを特徴とする請求項1に記載の映像信号
符号化方法。
3. The extension matrix for converting the M-dimensional vector into an N-dimensional extended vector is defined by the following equation: Here, b ij is expressed by the following equation, and Also, a ij is given by the following equation, and The above μ 0 is as follows: The video signal encoding method according to claim 1, wherein:
【請求項4】 物体を有する映像フレーム信号に含ま
れた、N×N個の画素(Nは正の整数)よりなる処理ブ
ロックを変換して映像信号を符号化する映像信号符号化
方法であって、前記画素は、物体の内部に位置する画素
を表す物体画素と前記物体の外部に位置する画素を表す
背景画素とに分けられており、 少なくとも1つの物体画素を有する前記処理ブロックの
L個の列を選択する(Lは0以上N以下の整数)第1過
程と、 前記第1過程から選択された各列に対して、前記各列に
含まれた物体画素の個数を表すMを決定すると共に、各
要素が前記M個の各物体画素の画素値である第1ベクト
ルを供給する(Mは1以上N以下の整数)第2過程と、 各々の列に対して、前記M値及び前記N値に基づいて、
予め定められた複数の拡張マトリックスの中から1つの
拡張マトリックスを選択すると共に、前記選択された拡
張マトリックスを前記第1ベクトルに乗ずることによっ
て、拡張された第1ベクトルを供給する第3過程と、 前記拡張された第1ベクトルの各要素を値とするN個の
画素を有するL個の列を有する拡張された第1処理ブロ
ックを供給する第4過程と、 前記拡張された第1処理ブロックの各行に対して、各要
素が前記拡張された第1処理ブロックの前記各行に含ま
れた画素の値であるL次元の第2ベクトルを供給する第
5過程と、 前記L値及び前記N値に基づいて、予め定められた複数
の拡張マトリックスの中の1つを選択する第6過程と、 前記第6過程で選択された前記拡張マトリックスと前記
第2ベクトルの各々とを乗じて、N個の拡張された第2
ベクトルを供給し、前記拡張された第2ベクトルの各要
素を画素値とするN個の画素を有するN個の行を有する
拡張された第2処理ブロックを供給する第7過程と、 M次元ベクトルをN次元ベクトルに変換する前記拡張マ
トリックスが、下記式のように表現され、 【数9】 ここで、aijが下式のように表現され、 【数10】 また、bijが下式のように与えられ、 【数11】 前記μ0が下式のように、 【数12】 で表されることを特徴とする映像信号符号化方法。
4. A video signal encoding method for encoding a video signal by converting a processing block consisting of N × N pixels (N is a positive integer) included in a video frame signal having an object. The pixel is divided into an object pixel representing a pixel located inside the object and a background pixel representing a pixel located outside the object, and L of the processing blocks having at least one object pixel. Of columns (L is an integer of 0 or more and N or less), and M representing the number of object pixels included in each column is determined for each column selected from the first step. And a second step in which each element is a pixel value of each of the M object pixels (M is an integer of 1 or more and N or less); and for each column, the M value and Based on the N value,
A third step of selecting one extension matrix from a plurality of predetermined extension matrices and supplying the extended first vector by multiplying the selected extension matrix by the first vector, A fourth step of providing an extended first processing block having L columns with N pixels each having a value for each element of the extended first vector; A fifth step of supplying, for each row, an L-dimensional second vector in which each element is a value of a pixel included in each row of the expanded first processing block; Based on the sixth step of selecting one of a plurality of predetermined expansion matrix, based on each of the expansion matrix and the second vector selected in the sixth step, N expanded second
A seventh step of supplying a vector and supplying an expanded second processing block having N rows with N pixels having pixel values for each element of the expanded second vector; M-dimensional vector The extended matrix that transforms into an N-dimensional vector is expressed by the following equation: Where a ij is expressed as In addition, b ij is given by the following equation, and The above μ 0 is as follows: A video signal encoding method characterized by:
【請求項5】 物体を有する映像の、前記物体の内部
に位置する画素を表す物体画素と前記物体の外部に位置
する画素を表す背景画素とからなる映像フレーム信号を
符号化する映像信号符号化装置であって、 前記映像フレーム信号に含まれた画素のうち何れが前記
物体画素かを示す2進マップを検出する2進マップ検出
手段と、 前記2進マップを符号化して、符号化された第1映像フ
レーム信号を発生する第1符号化手段と、 前記映像フレームを、N×N個の画素を有する複数の処
理ブロックに分ける(Nは正の整数)第1分割手段と、 前記各処理ブロックが前記物体画素及び前記背景画素の
双方を含むか否かを示す制御信号を生成する制御信号生
成手段と、 前記制御信号に応じて、前記処理ブロックを、前記物体
画素及び前記背景画素の双方を有する第1の処理ブロッ
クの組と、それ以外の第2の処理ブロックの組とに分け
る第2分割手段と、 前記第1の処理ブロックの組の各々を拡張された処理ブ
ロックに変換する変換手段と、 前記拡張された処理ブロックまたは前記第2の処理ブロ
ックの組を符号化することによって、符号化された第2
映像フレーム信号を供給する第2符号化手段と、 前記符号化された第1及び第2映像フレーム信号をフォ
ーマッティングするフォーマッティング手段とを含む映
像信号符号化装置であって、 前記変換手段が、 各列が少なくとも1つの物体画素を有するL列の前記処
理ブロックを選択する(Lは0以上N以下の整数)第1
選択手段と、 前記選択手段により選択された各列に対して、前記各列
に含まれた物体画素の個数を表すMを決定すると共に、
各要素が前記各列に含まれたM個の物体画素の各値であ
る第1ベクトルを供給する(Mは0以上N以下の整数)
個数決定手段と、 前記L値及び前記N値に基づいて、前記複数の予め定め
られた拡張マトリックスの中の1つを選択すると共に、
前記選択された拡張マトリックスを第1ベクトルに乗じ
ることによって、拡張された第1ベクトルを供給するマ
トリックス選択手段であって、M次元ベクトルをN次元
ベクトルに変換する前記拡張マトリックスが、下式のよ
うに定義され、 【数13】 ここで、aijが下式のように表現され、 【数14】 また、bijが下式のように与えられ、 【数15】 前記μ0が下式のように、 【数16】 と定義される、該マトリックス選択手段と、 各列が、前記拡張された各第1ベクトルの要素の値を画
素値とするN個の画素を有するL列の拡張された第1処
理ブロックを発生する処理ブロック発生手段と、 前記拡張第1処理ブロックの各行に対して、各要素が前
記拡張された第1処理ブロックの前記各行に含まれた画
素値であるL次元の第2ベクトルを発生するベクトル発
生手段と、 前記M値及びN値に基づいて、前記複数の予め定められ
た拡張マトリックスの一つを選択する第2選択手段と、 前記第2選択手段より選択された前記拡張マトリックス
と前記第2ベクトルとを乗じることによって、N個の拡
張された第2ベクトルを発生して、各行が各要素が画素
になるN個の画素の画素値からなる、N行の前記拡張さ
れた処理ブロックを発生する乗算手段とを含むことを特
徴とする映像信号符号化装置。
5. A video signal coding for coding a video frame signal of a video having an object, the video frame signal comprising an object pixel representing a pixel located inside the object and a background pixel representing a pixel located outside the object. The apparatus is a binary map detecting means for detecting a binary map indicating which of the pixels included in the video frame signal is the object pixel, and the binary map is encoded and encoded. First encoding means for generating a first video frame signal; first dividing means for dividing the video frame into a plurality of processing blocks having N × N pixels (N is a positive integer); Control signal generation means for generating a control signal indicating whether or not a block includes both the object pixel and the background pixel; and, in accordance with the control signal, the processing block, the object pixel and the background pixel Second dividing means that divides the first processing block set having one side into a second processing block set other than the above, and each of the first processing block set is converted into an extended processing block. A second means encoded by encoding the conversion means and the set of the extended processing block or the second processing block;
A video signal coding apparatus comprising: a second coding means for supplying a video frame signal; and a formatting means for formatting the coded first and second video frame signals, wherein the converting means includes each column. Selects the processing block of L columns having at least one object pixel (L is an integer of 0 or more and N or less)
Selecting means, and for each column selected by the selecting means, determining M representing the number of object pixels included in each column, and
Each element supplies a first vector that is each value of the M object pixels included in each column (M is an integer of 0 or more and N or less)
A number determining means, and selecting one of the plurality of predetermined expansion matrices based on the L value and the N value,
Matrix selecting means for supplying an expanded first vector by multiplying the selected expanded matrix by a first vector, wherein the expanded matrix for converting an M-dimensional vector into an N-dimensional vector is as follows: Is defined as Here, a ij is expressed by the following equation, and Also, b ij is given by the following equation, and The above μ 0 is as follows: And said matrix selection means, wherein each column generates an extended first processing block of L columns having N pixels whose pixel value is the value of the element of each said extended first vector. Processing block generating means for generating, for each row of the extended first processing block, each element generates an L-dimensional second vector that is a pixel value included in each row of the extended first processing block. Vector generating means; second selecting means for selecting one of the plurality of predetermined expansion matrices based on the M value and the N value; the expansion matrix selected by the second selecting means; N extended rows of said processing blocks, each row consisting of pixel values of N pixels, each element being a pixel, by generating N extended second vectors by multiplication with a second vector. From A video signal encoding device, comprising:
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