JPH0965341A - 動画像符号化・復号方法および装置 - Google Patents

動画像符号化・復号方法および装置

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JPH0965341A
JPH0965341A JP21860695A JP21860695A JPH0965341A JP H0965341 A JPH0965341 A JP H0965341A JP 21860695 A JP21860695 A JP 21860695A JP 21860695 A JP21860695 A JP 21860695A JP H0965341 A JPH0965341 A JP H0965341A
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JP
Japan
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image
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inter
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JP21860695A
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Yutaka Watanabe
裕 渡辺
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動画像の符号化において、変換符号化に起因
する波状の量子化誤差を軽減する。 【解決手段】 符号化側では、前フレームの画像103
から信号レベルの境界105を検出し、これを動きベク
トル107を用いて動き補償し、境界の予測データ11
0を得、この予測データ110が形状を分割するための
データとして用いられ、DCT係数114が出力され
る。圧縮バイナリデータ116は量子化値118に戻さ
れ、境界の予測データ110に基づいて形状ごとに任意
形状のIDCTが施される。復号側では、圧縮バイナリ
データ116は量子化値124に戻された後、境界の予
測データ136に基づいて、形状ごとに任意形状IDC
Tが施され、量子化されたフレーム間予測誤差画像12
6が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は動画像の符号化・復
号方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の典型的な動画像の高能率符号化方
法である動き補償フレーム間符号化方法では、予測誤差
を符号化する際に、画像を一定のサイズの小ブロックに
区切り、そのブロックごとに2次元離散コサイン変換
(Discrete Cosine Transform, DCT) などの変換が施さ
れ、変換係数が量子化され、量子化番号がエントロピー
符号化されている。あるいはDCTの代わりに2次元フ
ィルタバンクが用いられる場合もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の符号化方法で
は、変換あるいはフィルタ処理を施すブロック内の画像
データが急峻に変化し、かつ変換係数の量子化幅が大き
いときには、高次の変換係数が符号化されないため、ギ
ブスの現象に似た波状の量子化誤差が発生するという欠
点があった。
【0004】本発明の目的は、変換符号化に起因する波
状の量子化誤差を軽減する動画像の符号化・復号方法お
よび符号化装置と復号装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の動画像の符号化
・復号方法は、符号化側では、前の時刻の復号フレーム
を用いて信号レベルあるいはテクスチャの境界を抽出
し、動き補償を用いてフレーム間予測画像を生成し、該
予測画像中で移動した境界の位置を検出し、現在のフレ
ームとのフレーム間予測誤差を符号化する際に、検出し
た境界の位置に基づいてフィルタ処理や変換を空間的に
分割して符号化し、復号側では、前の時刻の復号フレー
ムから符号化側と全く同一の手法で信号レベルあるいは
テクスチャの境界を抽出し、動き補償を用いてフレーム
間予測画像を生成し、該予測画像の中で移動した境界の
位置を検出し、フレーム間予測誤差を復号する際に、検
出した境界の位置に基づいてフィルタ処理や変換処理を
空間的に分割して復号することを特徴とする。
【0006】本発明の復号化装置は、前フレームの画像
を蓄えるフレームメモリと、現フレームの画像と前記フ
レームメモリに蓄えられた前フレームの画像を入力し、
動きベクトルを検出し、フレーム間予測画像を生成する
動き補償部と、現フレームの画像と前記フレーム間予測
画像を入力し、フレーム間予測誤差を出力する減算器
と、前記フレームメモリに蓄えられた前フレームの画像
を入力し、信号レベルあるいはテクスチャの境界を検出
し、境界情報として出力する境界情報抽出部と、前記境
界情報を、前記動きベクトルを用いて動き補償し、境界
の予測データを出力する境界予測部と、前記フレーム間
予測誤差を前記境界の予測データを用いて形状分割し、
任意形状分析フィルタバンク係数を出力する任意形状分
析フィルタバンク処理部と、前記任意形状分析フィルタ
バンク係数を量子化、符号化し、圧縮バイナリデータを
出力する量子化符号化部と、前記圧縮バイナリデータを
量子化値に戻す逆量子化復号部と、前記量子化値に対し
て前記境界の予測データに基づいて、形状ごとに任意形
状合成フィルタバンク処理を施し、量子化されたフレー
ム間予測誤差画像を出力する任意形状合成フィルタバン
ク処理部と、前記量子化されたフレーム間予測誤差画像
に前記フレーム間予測画像を加算し、局部復号信号とし
て前記フレームメモリに蓄える加算器を有する。
【0007】本発明の復号装置は、圧縮バイナリデータ
を量子化値に戻す逆量子化復号部と、前記量子化値を境
界の予測データに基づいて、形状ごとに任意形状合成フ
ィルタバンク処理を施し、量子化されたフレーム間予測
誤差画像を出力する任意形状合成フィルタバンク処理部
と、前フレームの画像を蓄えるフレームメモリと、前記
前フレームの画像を入力し、信号レベルあるいはテクス
チャの境界を検出し、境界情報を出力する境界情報抽出
部と、前記境界情報を、動きベクトルを用いて動き補償
し、前記境界の予測データを出力する境界予測部と、前
記前フレームの画像を、前記動きベクトルを用いて動き
補償し、フレーム間予測画像を出力する動き補償部と、
前記量子化されたフレーム間予測誤差画像に前記フレー
ム間予測画像を加算し、復号画像として出力するととも
に、前記フレームメモリに蓄える加算器を有する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明では、フレーム間予測誤差
を符号化する際に、ブロック内の画像データの急峻な変
化(境界)をエッジフィルタやテクスチャ解析などの手
法を用いて検出し、検出した境界の位置に基づいて、フ
ィルタ処理や変換を空間的に分割して施す。
【0009】境界の検出例と空間的な分割の例を図2に
示す。これは、8×8画素のブロック中に輝度の大きく
異なる境界が右上から左下にかけて存在する場合であ
る。このとき、ブロックは形状Aと形状Bに分割でき
る。通常、フレーム間予測誤差の変換に、ブロック単位
のDCT(例えば8×8点DCT)を用いる。しかし、
形状AとBに分離できる場合には、任意形状DCTを用
いて変換する。これは、DCTの基底ベクトルがブロッ
ク全体におよぶ変換を用いるのではなく、形状Aに整合
する基底を持つ変換と、形状Bに整合する基底を持つ変
換の2種類を用いる。
【0010】
【表1】 例えば形状Aは、行および列あたりの画素の個数は表1
のようになっている。このとき、形状Aに含まれるデー
タは、行および列に含まれる画素数に対応するN点DC
T(N:任意の整数)を用いて変換する。行方向と列方
向の変換ベクトルを図3に示す。変換により29個のD
CT係数が得られる。一方、形状Bに対しても行および
列の長さに基づくN点DCT(N:任意の整数)を用い
て変換し、35個のDCT係数が得られる。
【0011】符号化データを正しく復号するためには、
符号化側と全く同じ処理を復号側で行う必要がある。そ
のためには、通常、復号側に境界の情報を伝送する必要
がある。しかし、この情報量が膨大であるため、符号化
効率が低下する。そこで、動き補償フレーム間予測を用
いる前フレームの復号画像のデータを利用する。前フレ
ームの復号画像に対して、エッジフィルタやテクスチャ
解析などの手法を用いてブロック内の画像データの急峻
な変化を検出し、その画像を動き補償して現在のフレー
ムの境界を予測するデータを作成する。こうして得られ
た境界データに基づいて、現フレームの動き補償フレー
ム間予測誤差に対して、フィルタ処理や変換をブロック
内で分割して施す。
【0012】現在のフレームの境界を予測する画像をブ
ロックに区切った場合、ブロック内に必ずしも境界が存
在するとは限らない。境界が存在しないブロックに対し
ては従来法をそのまま適用する。
【0013】復号側では、前の時刻の復号フレームから
符号化側と全く同一の手法で信号レベルあるいはテクス
チャの境界を抽出し、動き補償を用いてフレーム間予測
誤差を生成し、予測画像の中で移動した境界の位置を検
出し、フレーム間差分信号を復号する際に、検出した境
界の位置に基づいてフィルタ処理や変換を空間的に分割
して復号する。
【0014】動き補償は最も簡単なブロックマッチング
型から、投射変換やアフィン変換などの複雑なものま
で、どれでも組み合わせることができる。また、変換は
DCTだけでなく、形状情報のみから基底を生成する変
換であればどのようなものでも用いることができる。ま
た、任意形状の変換を含み、その拡張となっている任意
形状の分析・合成フィルタバンクを用いることもでき
る。
【0015】本発明では、前フレームの境界情報を動き
補償して現フレームを予測する。この境界に基づいて、
現フレームのブロック内のデータを空間的に分割し、任
意形状の変換やフィルタバンクを適用する。したがっ
て、形状情報を伝送することなく任意の形状の変換やフ
ィルタバンクを用いることができ、高い符号化効率を維
持しながら波状の符号化雑音を低減できる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0017】図1(A)は本発明の一実施例の符号化装
置のブロック図である。
【0018】本実施例の符号化装置は、前フレームの画
像103を蓄えるフレームメモリ102と、現フレーム
の画像101とフレームメモリ102に蓄えられた前フ
レームの画像103を入力し、動きベクトル107を検
出し、フレーム間予測画像108を生成する動き補償部
106と、現フレームの画像101とフレーム間予測画
像108を入力し、フレーム間予測誤差112を出力す
る減算器111と、フレームメモリ102に蓄えられた
前フレームの画像103を入力し、信号レベルの境界を
検出し、境界情報105として出力する境界情報抽出部
104と、境界情報105を動きベクトル107を用い
て動き補償し、境界の予測データ110を出力する境界
予測部109と、フレーム間予測誤差112を境界の予
測データ110を用いて形状分割し、DCT係数114
を出力する任意形状DCT部113と、DCT係数11
4を量子化、符号化し、圧縮バイナリデータ116を出
力する量子化符号化部115と、圧縮バイナリデータ1
16を量子化値118に戻す逆量子化復号部117と、
量子化値118に対して境界の予測データ110に基づ
いて、形状ごとに任意形状のIDCTを施し、量子化さ
れたフレーム間予測誤差画像120を出力する任意形状
IDCT部119と、量子化されたフレーム間予測誤差
画像120にフレーム間予測画像108を加算し、局部
復号信号122としてフレームメモリ102に蓄える加
算器121で構成されている。
【0019】図1(B)は復号装置のブロック図であ
る。
【0020】本実施例の復号装置は、圧縮バイナリデー
タ116を量子化値124に戻す逆量子化復号部123
と、量子化値124を境界の予測データ136に基づい
て、形状ごとに任意形状IDCTを施し、量子化された
フレーム間予測誤差画像126を出力する任意形状ID
CT部125と、前フレームの画像130を蓄えるフレ
ームメモリ129と、前フレームの画像130を入力
し、信号レベルの境界を検出し、境界情報134を出力
する境界情報抽出部133と、境界情報134を、動き
ベクトル107を用いて動き補償し、境界の予測データ
136を出力する境界予測部135と、前フレームの画
像130を、動きベクトル107を用いて動き補償し、
フレーム間予測画像132を出力する動き補償部131
と、量子化されたフレーム間予測誤差画像126にフレ
ーム間予測画像132を加算し、復号画像128として
出力するとともに、フレームメモリ129に蓄える加算
器127で構成されている。
【0021】次に、本実施例の動作を説明する。
【0022】現フレームの画像101とフレームメモリ
102に蓄えられた前フレームの画像103は動き補償
部106に入力され、動きベクトル107が検出され、
フレーム間予測画像108が生成されるとともに、動き
ベクトル107が伝送路に出力される。フレーム間予測
画像108は、予測に使われる他、次のフレームの予測
のために必要な局部復号画像122を生成するために用
いられる。
【0023】現フレームの画像101とフレーム間予測
画像108とのフレーム間予測誤差112が減算器11
1で生成され、任意形状DCT部113に入力される。
【0024】フレームメモリ102に蓄えられた前フレ
ームの画像103は、境界情報抽出部104において、
Sobel オペレータなどのエッジフィルタによって、信号
レベルの境界が検出される。得られた境界情報105
は、境界予測部109において、動きベクトル107を
用いて動き補償され、境界の予測データ110が得られ
る。
【0025】境界の予測データ110は任意形状DCT
部113において、形状を分割するためのデータとして
用いられ、DCT係数114が出力される。DCT係数
114はさらに量子化符号化部115において量子化さ
れ、符号化され、圧縮バイナリデータ116が伝送され
る。
【0026】圧縮バイナリデータ116は逆量子化復号
部117において量子化値118に戻される。量子化値
118は、任意形状IDCT部119において、境界の
予測データ110に基づいて、形状ごとに任意形状のI
DCTが施される。その結果、量子化されたフレーム間
予測誤差画像120が得られる。
【0027】量子化されたフレーム間予測誤差画像12
0には加算器121によってフレーム間予測画像108
が加算され、局部復号画像125としてフレームメモリ
102に蓄えられる。
【0028】圧縮バイナリデータ116は逆量子化復号
部123において、量子化値124に戻される。量子化
値124は、任意形状IDCT部125において、境界
の予測データ136に基づいて、形状ごとに任意形状I
DCTが施される。その結果、量子化されたフレーム間
予測誤差画像126が得られる。
【0029】フレームメモリ129に蓄えられた前フレ
ームの画像130は、境界情報抽出部133において、
Sobel オペレータなどのエッジフィシルタによって、信
号レベルの境界が検出される。得られた境界情報134
は、境界予測部135において、動きベクトル107を
用いて動き補償され、境界の予測データ136が得られ
る。
【0030】また、フレームメモリ129に蓄えられた
前フレームの画像130は、動き補償部131におい
て、動きベクトル107を用いて動き補償され、フレー
ム間予測画像132が出力される。
【0031】量子化されたフレーム間予測誤差画像12
6に加算器127でフレーム間予測画像132が加算さ
れ、復号画像128として表示される他、フレームメモ
リ129に蓄えられる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、付加情報
なしに任意形状の変換やフィルタバンクを用いることが
できるため、急峻なエッジの近傍に発生する符号化雑音
を高い符号化効率を維持しながら削減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の動画像符号化装置(同図
(A))と復号装置(同図(B))のブロック図であ
る。
【図2】境界の検出例と空間的な分割の例を示す図であ
る。
【図3】形状Aに含まれるデータの行方向と列方向の変
換ベクトルを示す図である。
【符号の説明】
101 現フレームの画像 102 フレームメモリ 103 前フレームの画像 104 境界情報抽出部 105 境界情報 106 動き補償部 107 動きベクトル 108 フレーム間予測画像 109 境界予測部 110 境界の予測データ 111 減算器 112 フレーム間予測誤差 113 任意形状DCT部 114 DCT係数 115 量子化符号化部 116 圧縮バイナリデータ 117 逆量子化復号部 118 量子化値 119 任意形状IDCT部 120 量子化されたフレーム間予測誤差画像 121 加算器 122 局部復号画像 123 逆量子化復号部 124 量子化量 125 任意形状IDCT部 126 量子化されたフレーム間予測誤差画像 127 加算器 128 復号画像 129 フレームメモリ 130 前フレームの画像 131 動き補償部 132 フレーム間予測画像 133 境界情報抽出部 134 境界情報 135 境界予測部 136 境界の予測データ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動画像符号化・復号方法において、 符号化側では、前の時刻の復号フレームを用いて信号レ
    ベルあるいはテクスチャの境界を抽出し、動き補償を用
    いてフレーム間予測画像を生成し、該予測画像の中で移
    動した境界の位置を検出し、現在のフレームとのフレー
    ム間予測誤差を符号化する際に、検出した境界の位置に
    基づいてフィルタ処理や変換を空間的に分割して符号化
    し、 復号側では、前の時刻の復号フレームから符号化側と全
    く同一の手法で信号レベルあるいはテクスチャの境界を
    抽出し、動き補償を用いてフレーム間予測画像を生成
    し、該予測画像中で移動した境界の位置を検出し、フレ
    ーム間予測誤差を復号する際に、検出した境界の位置に
    基づいてフィルタ処理や変換処理を空間的に分割して復
    号することを特徴とする動画像符号化・復号方法。
  2. 【請求項2】 前フレームの画像を蓄えるフレームメモ
    リと、 現フレームの画像と前記フレームメモリに蓄えられた前
    フレームの画像を入力し、動きベクトルを検出し、フレ
    ーム間予測画像を生成する動き補償部と、 現フレームの画像と前記フレーム間予測画像を入力し、
    フレーム間予測誤差を出力する減算器と、 前記フレームメモリに蓄えられた前フレームの画像を入
    力し、信号レベルあるいはテクスチャの境界を検出し、
    境界情報として出力する境界情報抽出部と、 前記境界情報を、前記動きベクトルを用いて動き補償
    し、境界の予測データを出力する境界予測部と、 前記フレーム間予測誤差を前記境界の予測データを用い
    て形状分割し、任意形状分析フィルタバンク係数を出力
    する任意形状分析フィルタバンク処理部と、 前記任意形状分析フィルタバンク係数を量子化、符号化
    し、圧縮バイナリデータを出力する量子化符号化部と、 前記圧縮バイナリデータを量子化値に戻す逆量子化復号
    部と、 前記量子化値に対して前記境界の予測データに基づい
    て、形状ごとに任意形状合成フィルタバンク処理を施
    し、量子化されたフレーム間予測誤差画像を出力する任
    意形状合成フィルタバンク処理部と、 前記量子化されたフレーム間予測誤差画像に前記フレー
    ム間予測画像を加算し、局部復号信号として前記フレー
    ムメモリに蓄える加算器を有する符号化装置。
  3. 【請求項3】 請求項2の前記圧縮バイナリデータを量
    子化値に戻す逆量子化復号部と、 前記量子化値を境界の予測データに基づいて、形状ごと
    に任意形状合成フィルタバンク処理を施し、量子化され
    たフレーム間予測誤差画像を出力する任意形状合成フィ
    ルタバンク処理部と、 前フレームの画像を蓄えるフレームメモリと、 前記前フレームの画像を入力し、信号レベルあるいはテ
    クスチャの境界を検出し、境界情報を出力する境界情報
    抽出部と、 前記境界情報を、請求項2の前記動きベクトルを用いて
    動き補償し、前記境界の予測データを出力する境界予測
    部と、 前記前フレームの画像を、前記動きベクトルを用いて動
    き補償し、フレーム間予測画像を出力する動き補償部
    と、 前記量子化されたフレーム間予測誤差画像に前記フレー
    ム間予測画像を加算し、復号画像として出力するととも
    に、前記フレームメモリに蓄える加算器を有する復号装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012169762A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Sony Corp 画像符号化装置と画像復号化装置およびその方法とプログラム

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