JPH11308621A - 動画像圧縮符号化装置及び動画像圧縮復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雑音低減回路を簡易な構成で実現し、さら
に、高画質な動画像圧縮符号化を行なうことを可能にす
る。 【解決手段】 入力端子からの動画像データは、符号化
順にピクチャが並べ替えられた後、動きベクトル検出回
路２で、マクロブロック毎に、動きベクトル２０が検出
され、これと予測画像データ２１とテンプレートデータ
１８１とが出力されて動き補償回路３に供給される。こ
こでは、イントラ／ノンイントラ判定信号１９に応じて
テンプレートデータ１８１か、これと予測画像データ２
１との差分画像データかが選択されて動き補償データ２
４として出力され、雑音低減回路４において、イントラ
／ノンイントラ判定信号１９で指定されるこの動き補償
データ２４が予測画像データ２１であるときのみ、クリ
ッピング特性によって雑音低減処理がなされた後、ＤＣ
Ｔ回路６などによって符号化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像圧縮符号化
装置及び動画像圧縮復号装置に係り、特に、時間軸方向
の雑音低減処理を利用することにより、高画質な符号化
及び復号を行なうことができる動画像圧縮符号化装置及
び動画像圧縮復号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】「ＩＴＵ−Ｔホワイトブック、オーディ
オビジュアル／マルチメディア関連（Ｈシリーズ）勧告
集」（財）日本ＩＴＵ協会 平成７年２月１８日発行 ｐ
ｐ．３７５−５９５に規定されている動画像圧縮規格
Ｈ.２６２(通常、ＭＰＥＧ２方式）と呼ばれる動画像圧
縮符号化方式が一般に知られている。

【０００３】動画像圧縮符号化装置において、雑音低減
処理を利用することにより、高画質な符号化を行なうこ
とができる。雑音低減手段は、フレーム内処理による空
間的な雑音低減手段とフレーム間処理による時間的な雑
音低減手段と挙げられる。時間軸方向の雑音低減処理を
利用したＭＰＥＧ２符号化装置としては、例えば、「IE
EE International Conference of Consumer Electronic
s, Digest of Technical Papers」Ｊｕｎｅ．１９９７
ｐｐ．２６２−２６３に記載のものが知られている。

【０００４】かかるＭＰＥＧ２符号化装置では、Ｂピク
チャが用いられず、ＩピクチャとＰピクチャとで構成さ
れており、これらＩ，Ｐピクチャについて、前フレーム
とのフレーム間処理による雑音低減処理を施している。
この雑音低減処理は、前フレームの参照画像データを利
用し、動き補償を行なったマクロブロックの各画素の差
分データに係数（１−α）を乗じることにより、雑音を
低減している。この係数αは、動き補償を行なった各画
素のマクロブロックの絶対値差分和に応じて０〜０．２
５の範囲内で変化する。Ｐピクチャにおいては、差分デ
ータに係数（１−α）を乗じたデータをＤＣＴ回路に転
送し、Ｉピクチャにおいては、差分データに係数（１−
α）を乗じ、さらに、参照画像データを加算してからＤ
ＣＴ回路に転送する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のＭＰＥＧ２符号
化装置においては、係数αをマクロブロックの絶対値差
分和に応じて変化させているため、処理が複雑になり、
従って、回路構成も複雑になる。このＭＰＥＧ２符号化
装置では、Ｐピクチャのみならず、Ｉピクチャやイント
ラマクロブロックにおいても、雑音低減処理が利用され
ている。例えば、シーンチェンジが発生したときなどで
は、表示順で前方フレームの参照画像データを用いた動
き補償を行わない方がよいが、上記のＭＰＥＧ２符号化
装置では、前フレームの参照画像データの影響が生じ、
画面内符号化（イントラ符号化）の効果を妨げることな
る。

【０００６】また、Ｂピクチャにも、雑音が含まれるた
め、Ｉピクチャ，Ｐピクチャ及びＢピクチャの構成をと
るＭＰＥＧ２符号化装置においては、Ｂピクチャに対し
ても、雑音低減処理を施すことが必要と考えられる。

【０００７】さらに、雑音が含まれている動画像を符号
化した符号化画像データをそのまま復号すると、雑音を
含んだ復号画像データを再生することになり、そのまま
では画質の劣化が問題となる場合がある。

【０００８】本発明の第１の目的は、かかる問題を解消
し、雑音低減処理をできるだけ簡易な回路で実現し、よ
り高画質な動画像圧縮符号化を行なうことを可能とした
動画像圧縮符号化装置を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、雑音低減処理をで
きるだけ簡易な回路で実現し、より高画質な動画像圧縮
復号画像を再生可能とした動画像圧縮復号装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明による動画像圧縮符号化装置は、動き
補償回路の後段でかつＤＣＴ回路の前段に、Ｐ,Ｂピク
チャのノンイントラ(画面間符号化)マクロブロックの動
き補償データに所定のクリッピング処理を施すことによ
り、時間軸方向の雑音を低減する雑音低減回路を備え
る。

【００１１】上記第２の目的を達成するために、本発明
による動画像圧縮復号装置は、逆ＤＣＴ回路の後段でか
つ動き補償回路の前段に、Ｐ,Ｂピクチャのノンイント
ラマクロブロックの動き補償データに所定のクリッピン
グ処理を施すことにより、時間軸方向の雑音を低減する
雑音低減回路を備える。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明による動画像圧縮符号化
装置の一実施形態を示すブロック図であって、１は入力
画像並び替え回路、２は動きベクトル検出回路、３は動
き補償回路、４は雑音低減回路、５はイントラ／ノンイ
ントラ判定回路、６はＤＣＴ（離散コサイン変換）回
路、７は量子化回路、８は可変長符号化回路、９はビッ
トレート制御回路、１０はバッファメモリ、１１は逆量
子化回路、１２は逆ＤＣＴ回路、１３，１４はフレーム
メモリ、１５は動画像データの入力端子、１６は符号化
画像データの出力端子である。

【００１３】同図において、入力端子１５から表示順に
入力される動画像データは、入力画像並び替え回路１に
より、３面のフレームメモリ１４が用いられて符号化順
に並び替えられる。

【００１４】ここで、画像タイプとして、イントラ符号
化画像（Ｉピクチャ），前方向予測符号化画像（Ｐピク
チャ）及び双方向予測符号化画像（Ｂピクチャ）がＭＰ
ＥＧ規格で定義されているが、入力画像並び替え回路１
は、入力動画像データをいずれの画像タイプで符号化す
るかを決定し、その決定内容を、画像タイプ信号１７と
して、動きベクトル検出回路２，動き補償回路３，雑音
低減回路４及びイントラ／ノンイントラ判定回路５に転
送する。また、ＭＰＥＧ方式では、符号化するフレーム
をマクロブロックと称する１６×１６画素の単位に分割
し、これ毎に符号化が行なわれる。このために、入力画
像並び替え回路１は、符号化する輝度データをマクロブ
ロック単位で、輝度テンプレートデータ（部分画像デー
タ）１８として、動きベクトル検出回路２に転送し、符
号化する色差データをマクロブロック単位で、色差テン
プレートデータ２７として、動き補償回路３に転送す
る。

【００１５】動きベクトル検出回路２は、画像タイプ信
号１７と輝度テンプレートデータ１８と２面のフレーム
メモリ１３のうちの一面からの輝度復号画像データ２２
とにより、輝度テンプレートデータ１８１，動きベクト
ル２０及び輝度予測画像データ２１を生成して出力す
る。

【００１６】図２は図１における動きベクトル検出回路
２の一具体例を示すブロック図であって、２０１は輝度
テンプレートメモリ、２０２は絶対値差分和計算回路、
２０３は最小絶対値差分和検出回路、２０４は輝度予測
画作成回路、２０５は輝度参照画像メモリである。

【００１７】同図において、入力される輝度テンプレー
トデータ１８は、輝度テンプレートメモリ２０１に一旦
蓄えられた後、輝度テンプレートデータ１８１として、
絶対値差分和計算回路２０２に供給されるとともに、上
記のように、図１での動き補償回路３とイントラ／ノン
イントラ判定回路５とに転送される。また、入力される
輝度復号画像データ２２は、輝度テンプレートデータ１
８１としての符号化するマクロブロックに対する動きベ
クトルの探索に必要な範囲（探索範囲）分だけ輝度参照
画像メモリ２０５に一旦蓄えられ、輝度参照画像データ
２０７として、絶対値差分和計算回路２０２と輝度予測
画作成回路２０４とに転送される。

【００１８】絶対値差分和計算回路２０２では、輝度参
照画像データ２０７からなる探索範囲内で１６×１６画
素の輝度テンプレートデータ１８１の位置を（例えば、
１画素分ずつ）上下左右に順次シフトしながら、１シフ
ト毎に輝度テンプレートデータ１８１と輝度参照画像デ
ータ２０７との相対する画素の差の絶対値を求め、さら
に、これによって得られる絶対値の総和（これを、絶対
値差分和という）を求める。そして、このようにして得
られる各シフト位置毎の絶対値差分和を、絶対値差分和
データ２０６として、最小絶対値差分和検出回路２０３
に転送する。

【００１９】最小絶対値差分和検出回路２０３では、転
送されてくる絶対値差分和データ２０６のうち最小値の
ものが検出され、その最小値を検出したときの輝度参照
画像データ２０７の探索範囲でのシフト位置から動きベ
クトル２０が生成されて、輝度予測画作成回路２０４と
動き補償回路３（図１）とに転送される。

【００２０】輝度予測画作成回路２０４では、輝度参照
画像データ２０７のうちの最小絶対値差分和検出回路２
０３で検出された動きベクトル２０によって指定される
シフト位置のマクロブロック分が抽出され、輝度予測画
像データ２１として動き補償回路３（図１）に転送され
る。

【００２１】ここで、画像タイプ信号１７に応じて動き
ベクトル検出回路２の処理動作が異なる。即ち、Ｉピク
チャの場合には、画面内符号化がなされるから、動きベ
クトル検出回路２は、消費電力低減のために、輝度テン
プレートデータ１８１を動き補償回路３に転送する以外
の動作を行なわない。Ｂピクチャの場合には、双方向予
測符号化が行なわれるため、表示順に前方向及び後方向
の輝度復号画像データ２２を輝度参照画像メモリ２０５
に一旦蓄えて、上記と同様にして、前方向の動きベクト
ルと後方向の動きベクトルとを検出する。Ｐピクチャの
場合には、前方向のみの予測符号化が行なわれるため、
Ｂピクチャよりも広い探索範囲分の輝度復号画２２を輝
度参照画像メモリ２０５に蓄え、Ｂピクチャよりも広い
探索範囲で動きベクトルの探索を行なう。Ｐピクチャの
方がＢピクチャよりもフレーム間距離が長いため、動き
ベクトルの探索範囲を広くすることは効果的である。

【００２２】図１に戻って、動き補償回路３は、上記の
画像タイプ信号１７や輝度テンプレートデータ１８１，
動きベクトル２０，輝度予測画像データ２１，色差テン
プレートデータ２７が供給されるとともに、イントラ／
ノンイントラ判定回路５からこのテンプレートデータが
イントラマクロブロックかノンイントラマクロブロック
かを示すイントラ／ノンイントラ判定信号１９が、ま
た、フレームメモリ１３から色差復号画像データ２３
が、逆ＤＣＴ回路１２から逆ＤＣＴデータ３１が夫々供
給され、動き補償データ２４及び復号画像データ３２を
生成して出力する。

【００２３】図３は図１における動き補償回路３の一具
体例を示すブロック図であって、３０１は輝度／色差切
替回路、３０２は輝度テンプレートメモリ、３０３は色
差テンプレートメモリ、３０４はセレクタ、３０５は輝
度予測画像メモリ、３０６は色差予測画像作成回路、３
０７は色差予測画像メモリ、３０８〜３１０はセレク
タ、３１１は減算回路、３１２は加算回路である。

【００２４】同図において、入力される輝度テンプレー
トデータ１８１は、輝度テンプレートメモリ３０２に一
旦蓄えられた後、セレクタ３０４に転送され、入力され
る色差テンプレートデータ２７は、色差テンプレートメ
モリ３０３に一旦蓄えられ後、セレクタ３０４に転送さ
れる。入力される輝度予測画像データ２１は、輝度予測
画像メモリ３０５に一旦蓄えられた後、セレクタ３０８
に転送される。色差予測画像作成回路３０６は、動きベ
クトル２０によって指定されるマクロブロック分の色差
復号画像データ２３をフレームメモリ１３（図１）から
読み出し、色差予測画像データ３１７を生成する。生成
された色差予測画像データ３１７は、色差予測画像メモ
リ３０７に一旦蓄えられた後、セレクタ３０８に転送さ
れる。

【００２５】セレクタ３０４，３０８は夫々、輝度／色
差切替回路３０１からの輝度／色差切替信号によって制
御され、輝度テンプレートデータ３１３と輝度予測画像
データ３１６、あるいは色差テンプレートデータ３１４
と色差予測画像データ３１８を選択し、テンプレートデ
ータ３１５，予測画像データ３１９として出力する。

【００２６】このテンプレートデータ３１５は、セレク
タ３０９に供給されるとともに、減算回路３１１に供給
されて予測画像データ３１９が減算され、差分画像デー
タ３２０としてセレクタ３０９に供給される。セレクタ
３０９は、テンプレートデータ３１５と差分画像データ
３２０とのいずれか一方をイントラ／ノンイントラ判定
信号１９に応じて選択する。ここで、イントラ／ノンイ
ントラ判定信号１９がイントラマクロブロックであるこ
とを示しているときには、セレクタ３０９はテンプレー
トデータ３１５を選択し、ノンイントラマクロブロック
であることを示しているときには、差分画像データ３２
０を選択し、夫々動き補償データ２４として図１におけ
るイントラ／ノンイントラ判定回路５と雑音低減回路４
に転送する。

【００２７】入力される逆ＤＣＴデータ３１と上記の予
測画像データ３１９とは加算回路３１２で加算され、そ
の加算値のデータが復号画像データ３２１としてセレク
タ３１０に供給される。このセレクタ３１０はイントラ
／ノンイントラ判定信号１９によって制御され、イント
ラ／ノンイントラ判定信号１９がイントラマクロブロッ
クを示しているときには、逆ＤＣＴデータ３１そのもの
を、ノンイントラマクロブロックを示しているときに
は、復号画像データ３２１を夫々選択し、輝度と色差を
時分割により、復号画像データ３２としてフレームメモ
リ１３（図１）に転送する。

【００２８】図１に戻って、雑音低減回路４では、画像
タイプ信号１７，イントラ／ノンイントラ判定信号１９
及び動き補償データ２４が供給され、雑音低減された動
き補償データ２５が生成されて出力される。

【００２９】図４は図１における雑音低減回路４の一具
体例を示すブロック図であって、４０１は値判定回路、
４０２，４０３はセレクタである。

【００３０】同図において、値判定回路４０１は入力さ
れる画像タイプ信号１７に応じて制御され、この画像タ
イプ信号１７がＰピクチャを表わしている場合には、入
力される動き補償データ２４が−Ｋ_Pより大きく、かつ
＋Ｋ_Pより小さい範囲に入っているか否かを、画像タイ
プ信号１７がＢピクチャを表わしている場合には、動き
補償データ２４が−Ｋ_Bより大きく、かつ＋Ｋ_Bより小さ
い範囲に入っているか否かを夫々判定し、この判定結果
からかかる範囲内に入っているときには１、範囲外のと
きには０となる制御信号を出力する。ここで、Ｋ_P，Ｋ_B
はクリップ範囲を規定するものであり、階調０〜２５５
の範囲内の所定値であって、例えば、Ｋ_P＝５，Ｋ_B＝１
０であり、通常、Ｋ_B＞Ｋ_P とする。

【００３１】セレクタ４０２は、値判定回路４０１によ
って決定された制御信号に応じて制御され、制御信号が
０であるときには、動き補償データ２４をそのまま出力
し、制御信号が１であるときには、“０”の値のデータ
を出力する。セレクタ４０３はイントラ／ノンイントラ
判定信号１９に応じて制御され、それがイントラマクロ
ブロックを示しているときには、動き補償データ２４そ
のものを、ノンイントラマクロブロックを示していると
きには、セレクタ４０２の出力データを夫々出力し、雑
音低減された動き補償データ２５として、ＤＣＴ回路６
（図１）に転送する。

【００３２】ここで、値判定回路４０１とセレクタ４０
２との動作の組み合わせは、所定特性に従ってクリッピ
ング処理を施すものである。図５はこのクリッピング特
性を示す説明図であり、実線はＰピクチャのときの特性
を、鎖線はＢピクチャのときの特性を夫々示している。
なお、予測誤差画像データとはノンイントラマクロブロ
ックのときの動き補償データ２４（即ち、図３における
セレクタ３０９で選択された減算器３１１からの差分画
像データ３２０）の値をいう。

【００３３】図５において、予測誤差画像データには、
必ず雑音が含まれており、その雑音の絶対値は、Ｐピク
チャでは、Ｋ_Pよりも小さく、Ｂピクチャでは、Ｋ_Bより
も小さいと考えられる。動き補償を行なった後の予測誤
差画像データは、通常、ほぼ０に近い値になり、０より
も大きく、Ｋ_PやＫ_Bよりも小さい値の場合には、そのほ
とんどが雑音であると考えられる。逆に、予測誤差画像
データが０から遠い値であれば、雑音以外の画像情報も
多く含まれると考えられる。従って、図５に示すクリッ
ピング特性により、予測誤差画像データに含まれる雑音
を低減することが可能であり、特に、予測誤差画像デー
タがほぼ０に近い値になるとき、つまり、動き補償が有
効なときに、雑音低減処理を効果的に行なうことができ
る。

【００３４】図６は以上の予測誤差から雑音が低減され
る様子を示す説明図であって、同図（ａ）は雑音を含ん
だテンプレートデータ（図３のセレクタ３０４から出力
されるテンプレートデータ３１５）を、同図（ｂ）は雑
音を含んだ予測画像データ（図３のセレクタ３０８から
出力される予測画像データ３１９）を、同図（ｃ）は雑
音を含んだ予測誤差画像データ（上記のように、図３に
おけるセレクタ３０９で選択された減算器３１１からの
動き補償データ２４としての差分画像データ３２０）
を、同図（ｄ）は雑音低減された予測誤差画像データ
（図４のセレクタ４０２から出力されるデータ）を夫々
示している。

【００３５】また、本来、画像データは２次元のデータ
であるが、図６では、便宜的にあるライン（水平走査
線）だけを抜き出して一次元のデータとして扱ってい
る。ここで、横軸は抜き出したライン方向の空間的位置
を表わし、縦軸は画素値（輝度，色差）を表わしてい
る。なお、符号Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗは夫々ライン上の空間的
な位置を示しており、図６（ａ）〜図６（ｄ）では、同
じ符号は同じ空間的位置を示している。

【００３６】図６（ａ）において、細かい波状で示すも
のは、テンプレートデータに重畳された雑音を表わして
いる。また、このテンプレートデータは、位置Ｘ〜Ｙ，
Ｚ〜Ｗでの値と、位置Ｙ〜Ｚでの値とは異なっているも
のとする。同様にして、図６（ｂ）において、予測画像
データには、細かい波状で示すように、雑音が含まれて
おり、また、位置Ｘ〜Ｗの範囲の予測画像データの値
は、図６（ａ）に示すテンプレートデータの位置Ｘ〜
Ｙ，Ｚ〜Ｗでの値とほぼ等しいものとする。

【００３７】従来の雑音低減回路を含まない動画像圧縮
符号化装置では、図６（ａ）に示すテンプレートデータ
と図６（ｂ）に示す予測画像データとの差分をとった図
６（ｃ）に示されるような予測誤差画像データを符号化
するものであるから、符号化された画像データは雑音を
含んだものとなっていた。これに対し、この実施形態で
は、図４に示したような雑音低減回路４により、図６
（ｃ）に示す予測誤差画像データを図５に示した特性の
処理を施し、図６（ｄ）に示されるように、雑音が低減
された予測誤差画像データとして符号化されるものであ
る。これにより、雑音が低減された符号化画像データが
得られることになる。

【００３８】図１に戻って、イントラ／ノンイントラ判
定回路５は、輝度テンプレートデータ１８１と動き補償
データ２４のマクロブロック内との分散を比較すること
により、イントラ(テンプレートデータ)とノンイントラ
(予測画像データとの差分データ)のどちらを選択した方
がより効果的な動画像圧縮符号化を行なえるかを判定す
る。画像タイプ信号１７がＩピクチャを指示するもので
あれば、必ずイントラが選択される。この判定におい
て、イントラが選択されたときには、イントラ／ノンイ
ントラ判定信号１９を「イントラ」とし、ノンイントラが
選択されたときには、イントラ／ノンイントラ判定信号
１９を「ノンイントラ」として出力する。このイントラ／
ノンイントラ判定信号１９は、動き補償回路３と雑音低
減回路４とに転送される。

【００３９】ＤＣＴ回路６は、雑音低減回路４からの雑
音が低減された動き補償データ２５に対し、マクロブロ
ックをさらに細かく分割した８×８のブロック単位で２
次元ＤＣＴ変換を施し、これによって得られたＤＣＴデ
ータ２６をブロック毎に量子化回路７に転送する。

【００４０】量子化回路７は、このＤＣＴデータ２６
を、量子化スケール２７の値に応じて、所定の量子化マ
トリックスで量子化することにより、量子化データ２９
を生成し、可変長符号化回路８と逆量子化回路１１とに
転送する。なお、量子化スケール２７は、量子化の粗さ
を制御するパラメータ値である。

【００４１】可変長符号化回路８は、この量子化データ
２９をＭＰＥＧ方式のフォーマットに従って可変長符号
化し、符号化データ３３としてバッファメモリ１０に転
送する。この場合、イントラ／ノンイントラ判定信号１
９や動きベクトル２０なども符号化され、符号化データ
３３に含めて伝送される。また、この可変長符号化処理
時に発生する符号量から発生符号量２８を生成し、これ
をビットレート制御回路９に転送する。

【００４２】ビットレート制御回路９は、この発生符号
量２８が所定の範囲に入るような量子化スケール２７を
生成し、量子化回路７と逆量子化回路１１とに転送す
る。

【００４３】可変長符号化回路８で生成された符号化デ
ータ３３は、バッファメモリ１０に一旦蓄えられて一定
レートに平滑化され、出力端子１６から出力される。

【００４４】逆量子化回路１１は、量子化回路７からの
量子化データ２９を、ビットレート制御回路９からの量
子化スケール２７に応じて、量子化回路７とは逆の処理
である逆量子化処理し、逆量子化データ３０として逆Ｄ
ＣＴ回路１２に転送する。逆ＤＣＴ回路１２は、この逆
量子化データ３０をＤＣＴ回路６とは逆の処理である逆
ＤＣＴ変換処理し、逆ＤＣＴデータ３１として動き補償
回路３に転送する。

【００４５】以上のようにして、この実施形態では、簡
単な回路構成でもって符号化画像データの雑音を低減す
ることができ、復号側では、高画質の復号画像の再生を
可能とする。

【００４６】図７は本発明による動画像圧縮符号化装置
の他の実施形態における絶対値差分和計算回路の一具体
例を示すブロック図であって、２１１は絶対値計算回
路、２１２は雑音低減回路、２１３は減算回路、２１４
累積加算回路である。

【００４７】この第２の実施形態も、基本的には、図１
に示した実施形態と同じ構成をなすものであるが、雑音
低減回路を動きベクトル検出回路２の絶対値差分和計算
回路２０２にも設けたものであり、図７はこの絶対値差
分和計算回路２０２を示すものである。

【００４８】以下、この具体例について、図２も参照し
て説明する。

【００４９】図７において、輝度テンプレートメモリ２
０１（図２）からの輝度テンプレートデータ１８１と輝
度参照画像メモリ２０５（図２）からの輝度参照画像デ
ータ２０７との画素毎の差分値が減算回路２１３で計算
され、かかる差分値からなる差分画像データが雑音低減
回路２１２に転送される。この雑音低減回路２１２は、
図４に示した雑音低減回路４と同様、値判定回路４０１
とセレクタ４０２とを備え、図５に示したように、画像
タイプ信号１７に応じて雑音低減処理のクリッピング特
性が変化するものであるが、図４に示した雑音低減回路
４とは異なり、このセレクタ４０２で選択された信号だ
けがこの雑音低減回路２０２の出力信号であって、この
出力信号が雑音低減された差分データとして絶対値計算
回路２１１に供給される。

【００５０】即ち、この雑音低減回路２１２は、図４に
示した雑音低減回路４において、イントラ／ノンイント
ラ判定信号１９に関係なく、セレクタ４０３がセレクタ
４０２の出力信号のみを選択した状態に固定されている
のと等価である。

【００５１】絶対値計算回路２１１では、雑音低減回路
２１２からの画素毎の差分データの絶対値を計算し、累
積加算回路２１４でマクロブロック分のかかる絶対値が
累積加算され、絶対値差分和データ２０６として図２に
おける最小絶対値差分和検出回路２０３に転送される。

【００５２】従来の動画像圧縮符号化装置では、動きベ
クトル検出回路が雑音低減手段を有していないため、絶
対値差分和計算回路２０２で得られる絶対値差分和デー
タに雑音が含まれていると考えられる。そして、特に、
絶対値差分和データ２０６が小さい値のときには、絶対
値差分和データ２０６が大きな値のときよりも、含まれ
る雑音に影響される可能性が高いと考えられる。このた
め、正確な動きベクトルを検出することができない可能
性がある。

【００５３】これに対し、この実施形態では、動きベク
トル検出回路に雑音低減回路が設けられていることによ
り、特に絶対値差分和データが小さいとき、雑音が低減
された絶対値差分和データから動きベクトルの検出を行
なうものであるので、より正確な動きベクトルの検出を
行なうことが可能である。

【００５４】なお、図７においては、雑音低減回路２１
２を絶対値計算回路２１１の前段に設けたが、その後段
に設けるようにしてもよく、同様の効果が得られる。

【００５５】図８は本発明による動画像圧縮復号装置の
一実施形態を示すブロック図であって、８０はバッファ
メモリ、８１は可変長復号回路、８２は逆量子化／逆Ｄ
ＣＴ回路、８３は雑音低減回路、８４は動き補償回路、
８５はフレームメモリ（４面）、８６は出力画像並び替
え回路、８７は符号化画像データの入力端子、８８は復
号動画像データの出力端子である。

【００５６】同図において、入力端子８０から入力され
る上記の動画像圧縮符号化装置などによる符号化データ
は、バッファーメモリに一旦蓄えられた後、可変長復号
回路８１に転送される。

【００５７】可変長復号回路８１では、ＭＰＥＧフォー
マットに従って圧縮されているこの符号化データから量
子化データ８９や画像タイプ信号９０，イントラ／ノン
イントラ結果判定信号９１，動きベクトル９４が復号さ
れ、量子化データ８９は逆量子化／逆ＤＣＴ回路８２
に、画像タイプ信号９０は雑音低減回路８３や動き補償
回路８４，出力画像並び替え回路８６に、イントラ／ノ
ンイントラ結果判定信号９１は雑音低減回路８３や動き
補償回路８４に、動きベクトル９４は動き補償回路８４
に夫々転送される。

【００５８】そこで、逆量子化／逆ＤＣＴ回路８２は、
この量子化データ８９を逆量子化し、さらに逆ＤＣＴ変
換して逆ＤＣＴデータ９２を生成する。この逆ＤＣＴデ
ータ９２は雑音低減回路８３で雑音が低減される。この
雑音低減回路８３は、図４に示した雑音低減回路４と等
価なものであり、上記のように、画像タイプ信号９０と
イントラ／ノンイントラ結果判定信号９１に応じて雑音
低減処理する。このようにして雑音低減された逆ＤＣＴ
データ９３は動き補償回路８４に転送される。

【００５９】動き補償回路８４では、フレームメモリ８
５に蓄えられている参照画像データのうちから動きベク
トル９４によって指定されるマクロブロック分が予測画
像データとして読み出され、この予測画像データが雑音
低減された逆ＤＣＴデータ９３と加算されてマクロブロ
ック単位で復号画像データが生成され、フレームメモリ
８５に一旦蓄えられる。このフレームメモリ８５から画
像タイプ信号９０に従って復号画像データが読み出され
ることにより、表示順に並び替えられた動画像データが
得られ、出力端子８８から出力される。

【００６０】このようにして、この実施形態では、逆量
子化／逆ＤＣＴ回路８２からの逆ＤＣＴデータ９２に多
くの雑音が含まれてい手も、雑音低減回路８３によって
かかる雑音の低減処理が行なわれるので、より高画質な
復号動画像を再生することができる。

【００６１】なお、動画像圧縮符号化装置においても、
Ｉ，Ｐピクチャについては、復号処理が行われるため、
図１においても、この部分に上記のような雑音低減回路
を設けるようにしてもよい。即ち、図１ににおいて、逆
ＤＣＴ回路１２と動き補償回路３との間に雑音低減回路
を挿入し、逆ＤＣＴデータ３１の雑音低減を実現するこ
とができる。これが実際に動作するのはＰピクチャ対し
てのみであるが、Ｐピクチャに雑音が含まれていると考
えられるので、その分の雑音を低減することによって高
画質な符号化が可能である。

【００６２】また、図４に示した雑音低減回路４におい
て、値判定回路４０１とセレクタ４０２とからなる部分
を図５で示したような特性データを格納したＲＯＭで構
成することもできる。この場合、勿論、Ｐピクチャに対
するクリッピング特性データとＢピクチャに対するクリ
ッピング特性データとがこのＲＯＭに格納され、画像タ
イプ信号１７に応じていずれかのクリッピング特性デー
タを選択するようにする。

【００６３】しかも、このようにＲＯＭで構成すると、
クリッピング特性としては、図５に示すような折れ線状
のクリッピング特性ではなく、任意の曲線形状のクリッ
ピング特性とすることも可能である。このため、上記の
クリップ範囲を規定するＫ_PやＫ_Bにおけるクリッピング
特性の急激な変化がなくなって、スムーズな切替えを行
なうことが可能となり、さらに画質向上を実現できる。

【００６４】なお、輝度信号と色差信号とでは、雑音の
含まれる特性が異なるため、このクリッピング特性を輝
度データと色差データとに応じて異ならせることによ
り、さらに効果的な雑音低減処理を行なうことも可能で
ある。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による動画
像圧縮符号化装置によれば、動き補償回路とＤＣＴ回路
との間に、Ｐ，Ｂピクチャのノンイントラマクロブロッ
クに対して時間軸方向の雑音を低減する雑音低減回路を
設けたことにより、より高画質な動画像圧縮符号化が可
能となるし、この雑音低減回路としても、クリッピング
処理を施すという簡単な構成でかかるピクチャの雑音低
減を効果的に実現可能となる。

【００６６】本発明による動画像圧縮符号化装置によれ
ば、さらに、動きベクトル検出回路に雑音低減回路を設
けたものであるから、雑音に影響されない動きベクトル
を検出することができ、より高画質の動画像圧縮符号化
が可能となる。

【００６７】また、本発明による動画像圧縮復号装置に
よれば、逆ＤＣＴ回路と動き補償回路との間に、Ｐ，Ｂ
ピクチャのノンイントラマクロブロックに対して時間軸
方向の雑音を低減する雑音低減回路を設けたことによ
り、より高画質な動画像の圧縮復号再生が可能となる
し、この雑音低減回路としても、クリッピング処理を施
すという簡単な構成でかかるピクチャの雑音低減を効果
的に実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による動画像圧縮符号化装置の一実施形
態を示すブロック図である。

【図２】図１における動きベクトル検出回路の一具体例
を示すブロック図である。

【図３】図１における動き補償回路の一具体例を示すブ
ロック図である。

【図４】図１における雑音低減回路の一具体例を示すブ
ロック図である。

【図５】図４に示した雑音低減回路のクリッピング特性
を示す図である。

【図６】図４にしめした雑音低減回路で雑音低減動作を
示す説明図である。

【図７】本発明による動画像圧縮符号化装置の他の実施
形態での動きベクトル検出回路における絶対値差分和計
算回路の一具体例を示すブロック図である。

【図８】本発明による動画像圧縮復号装置の一実施形態
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 入力画像並び替え回路 ２ 動きベクトル検出回路 ２０２ 絶対値差分和計算回路 ２０３ 最小絶対値差分和検出回路 ２０４ 輝度予測画作成回路 ２１１ 絶対値計算回路 ２１２ 雑音低減回路 ２１３ 減算回路 ２１４累積加算回路 ３ 動き補償回路 ３０９ セレクタ ３１１ 減算回路 ４ 雑音低減回路 ４０１ 値判定回路 ４０２，４０３ セレクタ ５ イントラ／ノンイントラ判定回路 ６ ＤＣＴ（離散コサイン変換）回路 ７ 量子化回路 ８ 可変長符号化回路 １０ バッファメモリ １１ 逆量子化回路 １２ 逆ＤＣＴ回路 １５ 動画像データの入力端子 １６ 符号化画像データの出力端子 ８０ バッファメモリ ８１ 可変長復号回路 ８２ 逆量子化／逆ＤＣＴ回路 ８３ 雑音低減回路 ８４ 動き補償回路 ８６ 出力画像並び替え回路 ８７ 符号化画像データの入力端子 ８８ 復号動画像データの出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本巣 聰 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 (72)発明者 照井 孝一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像を圧縮符号化する動画像圧縮符号
   化装置であって、 入力画像をＩピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャのいず
   れの画像タイプで符号化するかを決定する画像タイプ決
   定手段と、 フレームメモリなどに蓄えられている表示順に過去の画
   像や未来の画像を参照画として該入力画像の動きベクト
   ルを検出する動きベクトル検出手段と、 該動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルを用
   いて該入力画像の予測画像データを生成し、動き補償を
   行なう予測誤差算出手段と、 該予測誤差算出手段から出力される予測誤差データと該
   入力画像データとを比較し、イントラ符号化するかノン
   イントラ符号化するかを判定してイントラ／ノンイント
   ラ判定信号を生成するイントラ／ノンイントラ判定手段
   と、 該予測誤差算出手段から出力される予測誤差データを圧
   縮符号化し、かつ伸長復号して復号予測誤差データを生
   成し、ローカル復号画像を生成する符号化手段と、 該画像タイプ決定手段が決定した画像タイプに応じて該
   予測誤差データに含まれる雑音の低減効果の強度を可変
   とし、該イントラ／ノンイントラ判定手段からの該イン
   トラ／ノンイントラ判定信号に応じて、イントラ符号化
   では雑音低減処理なしとし、ノンイントラ符号化では雑
   音低減処理ありとする雑音低減手段とを備えたことを特
   徴とする動画像圧縮符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記動きベクトル検出手段は、前記参照画像と符号化さ
   れている画像との絶対値差分を計算する際に、絶対値差
   分値に含まれる雑音を低減する絶対値差分雑音低減手段
   を備えたことを特徴とする動画像圧縮符号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記符号化手段は、前記復号予測誤差データ含まれる雑
   音を低減するローカル復号雑音低減手段を備えたことを
   特徴とする動画像圧縮符号化装置。
4. 【請求項４】 圧縮された動画像符号化データを復号す
   る動画像圧縮復号装置であって、 該動画像符号化データから動きベクトル，予測誤差デー
   タ，画像タイプ及びイントラ／ノンイントラ判定信号を
   復号する付加情報復号手段と、 該付加情報復号手段から出力される動きベクトルを用い
   て予測画像データを生成し、該予測誤差データと該予測
   画像データとを加算して画像データを復号する画像復号
   手段と、 該付加情報復号手段から出力される画像タイプに応じて
   該予測誤差データに含まれる雑音を低減する効果の強度
   を可変とし、該付加情報復号手段から出力されるイント
   ラ／ノンイントラ判定信号に応じて、イントラ符号化で
   は雑音低減処理なしとし、ノンイントラ符号化では雑音
   低減処理ありとする復号雑音低減手段とを備えたことを
   特徴とする動画像圧縮復号装置。