JPH09307895A - ディジタル映像フレーム信号符号化方法及び装置 - Google Patents

ディジタル映像フレーム信号符号化方法及び装置

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JPH09307895A
JPH09307895A JP23890196A JP23890196A JPH09307895A JP H09307895 A JPH09307895 A JP H09307895A JP 23890196 A JP23890196 A JP 23890196A JP 23890196 A JP23890196 A JP 23890196A JP H09307895 A JPH09307895 A JP H09307895A
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JP
Japan
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signal
video frame
digital video
reconstructed
frame signal
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JP23890196A
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Shoichi Kin
鐘一 金
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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
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/649Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding the transform being applied to non rectangular image segments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/46Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans from vertebrates
    • G01N2333/47Assays involving proteins of known structure or function as defined in the subgroups
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオ信号に含まれたオブジェクトの形状信
号を用いて、映像信号を符号化するで符号化効率を改善
し得る符号化方法及び装置を提供する。 【解決手段】 N × N個の画素の同一の大きさのブロッ
クに分割され、オブジェクト画素と背景画素から構成さ
れたディジタル映像フレーム信号に含まれるオブジェク
トの形状信号(大きさ、位置、輪郭線データを含む)を
符号化し、復号化して再構成された形状信号を得る。背
景画素の値をオブジェクト画素値を用いて得られた拡張
値に転換して拡張映像フレーム信号を供給する。再構成
された形状信号を用いて拡張映像フレーム内に再構成さ
れたオブジェクトを形成し、再構成されたオブジェクト
画素を含むオブジェクトブロックを検出し、各オブジェ
クトブロック内の再構成された全てのオブジェクト画素
を含み、L X L 個の画素の大きさを有する最小の大きさ
のプロセスブロックを形成し、それを符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低ビットレートの
映像信号符号化方法及び装置に関し、特に、オブジェク
トの形状を用いて、オブジェクトを有する映像信号を符
号化するための方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、ビデオ電話、遠隔会議システム及
び高精細度テレビジョンシステムのようなディジタルビ
デオシステムにおいて、ビデオフレーム信号のビデオラ
イン信号は画素値と呼ばれる一連のディジタルデータを
含むため、各ビデオフレーム信号を規定するのに相当量
のディジタルデータを必要とする。
【0003】しかし、通常の伝送チャネルの使用可能な
周波数帯域幅は制限されているため、特に、ビデオ電話
のような低ビットレートのビデオ信号符号化/復号化シ
ステムにおいては、多様なデータ圧縮技法を用いて相当
量のデータを圧縮するか減らす必要がある。
【0004】低ビットレートの符号化システムにおい
て、ビデオ信号を符号化するための方法の1つに、オブ
ジェクト指向分析ー合成符号化技法と呼ばれるものがあ
る(Michael Hotter の論文「Object-Oriented Analysis
-Synthesis Coding Based on Moving Two-Dimensional
Object」Signal Processing: Image Communication, 2,
pp.409-428(1990年) 参照) 。そのようなオブジェクト
指向分析ー合成符号化技法によれば、入力ビデオはオブ
ジェクトに分けられ、各オブジェクトの動き、輪郭線、
画素データを定義するための3組よりなるパラメータが
相異なる符号化チャネルを介して処理される。
【0005】特に、オブジェクトの輪郭線イメージデー
タまたは画素データの処理において、オブジェクト指向
分析ー合成符号化技法は映像データに含まれた空間的冗
長性を除去する変換符号化技法が主に用いられる。映像
データ圧縮のために最も一般的に用いられる変換符号化
技法のうちの1つは、ブロック変換符号化技法に基づい
たDCT(離散的コサイン変換)であって、この符号化
技法は1つのブロックのディジタル映像データ、例え
ば、8×8個の画素ブロックを1つのセットの変換係数
データに変換する。この方法は、例えば、Chen及び
Prattの論文「Scene Adaptive Coder」,IEE T
ransactions on Communication,COM-32,No. 3.pp.
225−232(1984年3月)に開示されている。
【0006】DCTに基づいたブロック変換符号化方法
において、図1Aに示されたようなブロック内の背景ま
たはオブジェクト以外の領域が、例えば、0である前記
ブロック内のオブジェクト部分の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1B及び図1
Cを参照すれば、背景領域を満たす従来の方法が1次元
である場合に対して示されている。図1Bにおいては、
背景領域は0で満たされ、図1Cにおいては、背景領域
はオブジェクト領域の平均画素値に満たされる。たと
え、このような方法は通常のコーディング方法で用いら
れる2次元DCTを用い得るといえども、映像のオブジ
ェクト外部の領域に必要のないかまたは好ましくないデ
ータが含まれて、データ圧縮効率が低下される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、輪郭線近似の複雑な計算過程を簡単化させ得る
輪郭線映像符号化方法及び装置を提供することである。
【0008】
【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、オブジェクトを有するディジタ
ル映像フレーム信号を符号化する方法であって、前記デ
ィジタル映像フレームは、N×N個の画素の同一の大き
さのブロックに分割され、かつオブジェクトに含まれた
オブジェクト画素とオブジェクトの外部に存在する背景
画素から構成されており(ただし、前記Nは正の整数で
ある)、前記方法は、前記ディジタル映像フレーム信号
に含まれたオブジェクトの形状信号を符号化し、前記形
状信号はオブジェクトの大きさ、位置及び輪郭線データ
を含むようにする第1過程と、前記符号化された輪郭線
信号を復号化し、再構成された形状信号を供給する第2
過程と、前記ディジタル映像フレーム信号に含まれた背
景画素の値を、オブジェクト画素値を用いて得られた拡
張値に転換することによって、拡張映像フレーム信号を
供給する第3過程と、再構成された形状信号を用いて、
拡張映像フレーム内に再構成されたオブジェクトを形成
し、1つ以上の再構成されたオブジェクト画素を含むオ
ブジェクトブロックを検出する過程であって、前記再構
成されたオブジェクト画素の各々は再構成されたオブジ
ェクトに含まれた画素である、第4過程と、前記各オブ
ジェクトブロック内の再構成された全てのオブジェクト
画素を含み、Lが正の整数であるL×L個の画素の大き
さを有する、最小の大きさのプロセスブロックを形成す
る第5過程と、前記最小の大きさのプロセスブロックを
符号化する第6過程とを含む。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施につい
て図面を参照しながらより詳しく説明する。ディジタル
映像フレーム信号は複数の同一の大きさのブロックを有
し、代表的なブロックの大きさは8×8及び32×32
画素の範囲に至る。オブジェクトを有するディジタル映
像フレーム信号は、オブジェクトに含まれたオブジェク
ト画素及び前記オブジェクトの外部に存在する背景画素
を含む。前記背景画素は、通常の画素値の範囲よりずっ
と大きいか小さい値を有する画素によって表現される。
【0010】図2は、本発明によるディジタル映像フレ
ーム信号符号化装置20のブロック図である。前記符号
化装置20は、第1および第2符号化チャネル200及
び500、ペディング(padding) 回路300、プロセス
ブロック発生器400及びフォーマッチング回路600
を含む。前記第1符号化チャネル200は、形状符号器
210及び形状復号化器220を含み、第2符号化チャ
ネル500は、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。
【0011】図2に示されたように、ディジタル映像フ
レーム信号に含まれたオブジェクトの形状の特徴を表す
オブジェクトの大きさ、位置、輪郭データを含む形状信
号は、形状検出器(図示せず)から前記第1符号化チャ
ネルへ200供給される。前記形状符号器210におい
て、前記形状信号は、まず、例えば、JPEG(JointPh
otographic Experts Group)の二進算術コードにより符
号化され、前記符号化された形状信号は、前記形状復号
化器220及び前記フォーマッチング回路600へ供給
される。前記形状復号化器220は、符号化された形状
信号を再構成された形状信号として復元する。前記再構
成された形状信号は、前記プロセスブロック発生器(プ
ロセッシングブロック形成器)400へ供給される。
【0012】一方、ペディング回路300は、通常の
“繰り返しペディング(repetitive padding) 技法”を
用いて、入力されたディジタル映像フレーム信号のペデ
ィング処理を行って、その結果として得られた信号を前
記第2符号化チャネル500で、データ圧縮効率を増大
させ得るようにするため、拡張映像フレーム信号に変換
する。図3Aには、ディジタル映像フレームが示されて
いるが、ここで、黒い領域はオブジェクト領域を表す。
図3Aに示されたオブジェクトの輪郭線上に存在する画
素値を水平及び垂直方向へ拡張して、図3及び図3Cに
示されたように背景領域を満たす。ここで、水平及び垂
直方向への拡張を行う順序は、映像の特徴によって決定
される。前記水平方向への拡張は列単位で行われ、前記
垂直方向への拡張は行単位で行われる。図3Dに示され
たように、水平及び垂直方向への拡張を行った後にも依
然と満たされていない背景領域は、前記水平及び垂直方
向への拡張領域の画素値を用いて満たし得る。ペディン
グ回路300から供給された拡張映像フレーム信号は、
プロセスブロック発生器400へ供給される。
【0013】プロセスブロック発生器400は、まず、
形状復号化器220から供給される再構成された形状信
号に基づいて、拡張映像フレーム内に前記再構成された
オブジェクトを形成し、その後、1つ以上の再構成され
たオブジェクト画素を含むオブジェクトブロックを検出
する。ここで、前記再構成されたオブジェクト画素と
は、再構成されたオブジェクト内に含まれた画素を表
す。そして、プロセスブロック発生器400は、各オブ
ジェクトブロック内の全てのオブジェクト画素を含み、
Lが正の整数であるL×L画素の大きさを有する、最小
の大きさのプロセスブロックを形成する。前記最小の大
きさのプロセスブロックは、第2符号化チャネル500
内の変換符号化器510へ供給される。
【0014】変換符号化器510は、例えば、離散的コ
サイン変換(DCT)技法を用いて、プロセスブロック
発生器400から供給された空間ドメイン内の最小の大
きさのプロセスブロックの映像信号を、周波数ドメイン
内の一連の変換係数に変換する。このようにして得られ
た変換係数は、量子化器520へ供給される。量子化器
520で、前記一連の変換係数は、公知の量子化技法に
より量子化され、その後、前記一連の量子化された変換
係数は後続の処理のためにエントロピー符号化器530
へ供給される。
【0015】エントロピー符号化器530は、例えば、
連長(ランレングス)符号化及び可変長(バリアブルレ
ングス)符号化技法を結合した技法を用いて、量子化器
520から供給される一連の量子化された変換係数を符
号化して、符号化された映像フレーム信号を発生する。
エントロピー符号化器530から供給された符号化され
た映像フレーム信号は、フォーマッチング回路600へ
供給される。
【0016】フォーマッチング回路600は、第1符号
化チャネル200内の形状符号化器210から供給され
た符号化された形状信号、及び第2符号化チャネル50
0内のエントロピー符号化器530から供給された符号
化された映像フレーム信号をフォーマットし、フォーマ
ットされたディジタル映像フレーム信号を伝送するため
に送信機(図示せず)へ供給する。
【0017】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。
【0018】
【発明の効果】従って、本発明によるディジタル映像フ
レーム信号符号化方法及び装置によれば、ビデオ信号に
含まれたオブジェクトの形状信号を用いることによって
符号化効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1A〜1Cは背景領域を満たすための互いに
相異なる方法を示す図である。
【図2】本発明によるディジタル映像フレーム信号符号
化装置を示すブロック図である。
【図3】図3A〜3Dは通常的な繰り返しペディング方
法を示す図である。
【符号の説明】
200 第1符号化チャネル 210 形状符号化器 220 形状復号化器 300 ペディング回路 400 プロセスブロック発生器 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 フォーマッチング回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オブジェクトを有するディジタル映像フ
    レーム信号を符号化する方法であって、前記ディジタル
    映像フレームはN×N個(Nは正の整数)の画素の同一
    の大きさのブロックに分割されており、オブジェクトに
    含まれたオブジェクト画素とオブジェクトの外部に存在
    する背景画素から構成されており、前記方法は、 前記ディジタル映像フレーム信号に含まれたオブジェク
    トの形状信号を符号化し、前記形状信号はオブジェクト
    の大きさ、位置及び輪郭線データを含むようにする第1
    過程と、 前記符号化された輪郭線信号を復号化し、再構成された
    形状信号を供給する第2過程と、 前記ディジタル映像フレーム信号に含まれた背景画素の
    値を、オブジェクト画素値を用いて得られた拡張値に転
    換することによって、拡張映像フレーム信号を供給する
    第3過程と、 再構成された形状信号を用いて、拡張映像フレーム内に
    再構成されたオブジェクトを形成し、1つ以上の再構成
    されたオブジェクト画素を含むオブジェクトブロックを
    検出する過程てあって、前記再構成されたオブジェクト
    画素の各々は再構成されたオブジェクトに含まれた画素
    である、第4過程と、 前記各オブジェクトブロック内の再構成された全てのオ
    ブジェクト画素を含み、Lが正の整数であるL×L個の
    画素の大きさを有する、最小の大きさのプロセスブロッ
    クを形成する第5過程と、 前記最小の大きさのプロセスブロックを符号化する第6
    過程とを含むことを特徴とするディジタル映像フレーム
    信号符号化方法。
  2. 【請求項2】 オブジェクトを有するディジタル映像フ
    レーム信号の符号化装置であって、前記ディジタル映像
    フレームはN×N個(Nは正の整数)の画素の同一の大
    きさのブロックに分割されており、オブジェクトに含ま
    れたオブジェクト画素とオブジェクトの外部に存在する
    背景画素から構成されており、前記ディジタル映像フレ
    ーム信号符号化装置は、 前記ディジタル映像フレーム信号に含まれたオブジェク
    トの形状信号を符号化する手段であって、前記形状信号
    はオブジェクトの大きさ、位置及び輪郭線データを含
    む、当該手段と、 前記符号化された輪郭線信号を復号化し、再構成された
    形状信号を供給する手段と、 前記ディジタル映像フレーム信号に含まれた背景画素の
    値を、オブジェクト画素値を用いて得られた拡張値に転
    換することによって、拡張映像フレーム信号を供給する
    手段と、 再構成された形状信号を用いて、拡張映像フレーム内に
    再構成されたオブジェクトを形成し、1つ以上の再構成
    されたオブジェクト画素を含むオブジェクトブロックを
    検出する手段であって、前記再構成された各々のオブジ
    ェクト画素は再構成されたオブジェクトに含まれた画素
    である、当該手段と、 前記各オブジェクトブロック内の再構成された全てのオ
    ブジェクト画素を含み、Lが正の整数であるL×L個の
    画素の大きさを有する、最小の大きさのプロセスブロッ
    クを形成する手段と、 前記最小の大きさのプロセスブロックを符号化する手段
    とを含むことを特徴とするディジタル映像フレーム信号
    符号化装置。
JP23890196A 1996-05-10 1996-09-10 ディジタル映像フレーム信号符号化方法及び装置 Pending JPH09307895A (ja)

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KR1019960015394A KR100209411B1 (ko) 1996-05-10 1996-05-10 윤곽선 정보를 이용한 영상신호 처리 방법
KR96-15394 1996-05-10

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US (1) US5917946A (ja)
EP (1) EP0806870A3 (ja)
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KR100209411B1 (ko) 1999-07-15
CN1165455A (zh) 1997-11-19
EP0806870A2 (en) 1997-11-12
KR970078634A (ko) 1997-12-12
EP0806870A3 (en) 1999-01-13

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