JPS58127488A - テレビジヨン信号の適応予測符号化方式 - Google Patents
テレビジヨン信号の適応予測符号化方式Info
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- JPS58127488A JPS58127488A JP57008825A JP882582A JPS58127488A JP S58127488 A JPS58127488 A JP S58127488A JP 57008825 A JP57008825 A JP 57008825A JP 882582 A JP882582 A JP 882582A JP S58127488 A JPS58127488 A JP S58127488A
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- G06T2207/10—Image acquisition modality
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- Signal Processing (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、商用テレビジョンやテレビ電話のような画像
信号に対し画面中の隣接する画素間に存在する強い相関
を利用して高能率符号化を行なう予測符号化方式に関す
るものである。
信号に対し画面中の隣接する画素間に存在する強い相関
を利用して高能率符号化を行なう予測符号化方式に関す
るものである。
現在の標準的なテレビジョンは、１秒間に３０枚送られ
るフレームと呼ばれる画面より成り立っており、さらに
各フレームは、それぞれｌ走査線ごとに飛び越し走査が
行なわれている関係から、連続する２フイールドより成
り立っている。また、画面を構成している要素を６画素
”と呼ぶが、ここではディジタル処理を念頭においてい
るので、標本化されたｌサンプルを画素と呼ぶことにす
る。
るフレームと呼ばれる画面より成り立っており、さらに
各フレームは、それぞれｌ走査線ごとに飛び越し走査が
行なわれている関係から、連続する２フイールドより成
り立っている。また、画面を構成している要素を６画素
”と呼ぶが、ここではディジタル処理を念頭においてい
るので、標本化されたｌサンプルを画素と呼ぶことにす
る。
従って、この場合には各画素の画面内での位置は、信号
をディジタル化する為のサンプリング周波数に依存する
ことになる。
をディジタル化する為のサンプリング周波数に依存する
ことになる。
次に、従来からあるフィールド内予測符号化、フィール
ド間予測符号化、及びフレーム間予測り号化と呼ばれる
符号化方式の例についてそｈぞれ説明する。
ド間予測符号化、及びフレーム間予測り号化と呼ばれる
符号化方式の例についてそｈぞれ説明する。
第１図は、その為の各画素の位置関係を示す為のもので
ある。今、標本化周波数は水平走査周波数の整数倍にと
っであるので、各画素は格子状に、また飛び越し走査の
関係で前フイールド中のラインは現フイールド中の走査
ラインの上下の間に並んでいることになり、また前々フ
ィールドのラインド現フィールドのラインは同じ位置に
くることになる。第１図において、画素２は現在の画素
１と同一ライン上左隣りに位置する画素、画素９゜ｌＯ
は同一フィールド内の２ライン上のライン中でそれぞれ
画素１，２の真上に位置する画素、画素５は同一フィー
ルド内の１ライン上のライン中で画素１の真上に位置す
る画素、画素１２ 、１３は一つ前のフィールドの下の
ライン中でそれぞれ画素１゜２の真下に位置する画素、
画素囚、２６は２つ前のフィールドのそれぞれ画素１，
５と同じ位置に対応する画素である。
ある。今、標本化周波数は水平走査周波数の整数倍にと
っであるので、各画素は格子状に、また飛び越し走査の
関係で前フイールド中のラインは現フイールド中の走査
ラインの上下の間に並んでいることになり、また前々フ
ィールドのラインド現フィールドのラインは同じ位置に
くることになる。第１図において、画素２は現在の画素
１と同一ライン上左隣りに位置する画素、画素９゜ｌＯ
は同一フィールド内の２ライン上のライン中でそれぞれ
画素１，２の真上に位置する画素、画素５は同一フィー
ルド内の１ライン上のライン中で画素１の真上に位置す
る画素、画素１２ 、１３は一つ前のフィールドの下の
ライン中でそれぞれ画素１゜２の真下に位置する画素、
画素囚、２６は２つ前のフィールドのそれぞれ画素１，
５と同じ位置に対応する画素である。
この時、すぐ近くに位置するいくつかの画素については
その標本値の間に互いに強い相関があると考えられるの
で、従来のフィールド内予測符号化（特願昭５１−１９
６００号参照）では、第１図中の画素工の標本値Ｘ１の
予測値Ｘ１をまわりの画素の標本値を用いて、 Ｘｌ＝ ３／４Ｘ２ ＋ Ｘ９−３／４ＸＩＯ”’
（１）として作り、この予測値Ｘ、と真の値Ｘｔとの差
０Ｘ＝Ｘ１−Ｘ、 （２）を予測
誤差とし、これを量子化して符号化を行なうことにより
、所要伝送ビット数を少なくて済ませるように高能率符
号化を行なうことが出来る。
その標本値の間に互いに強い相関があると考えられるの
で、従来のフィールド内予測符号化（特願昭５１−１９
６００号参照）では、第１図中の画素工の標本値Ｘ１の
予測値Ｘ１をまわりの画素の標本値を用いて、 Ｘｌ＝ ３／４Ｘ２ ＋ Ｘ９−３／４ＸＩＯ”’
（１）として作り、この予測値Ｘ、と真の値Ｘｔとの差
０Ｘ＝Ｘ１−Ｘ、 （２）を予測
誤差とし、これを量子化して符号化を行なうことにより
、所要伝送ビット数を少なくて済ませるように高能率符
号化を行なうことが出来る。
これが従来からあるフィールド内予測符号化方式である
。なお、本説明では、画素２ 、９ 、１０の値を用い
て予測ｆｆ１Ｉを作成する例を示したが、同一フィール
ド中の他の画素を用いて予測１１１− Ｘ ｌを作るフ
ィールド内ｆ測符号化方式もｌ＝Ｔ能である。
。なお、本説明では、画素２ 、９ 、１０の値を用い
て予測ｆｆ１Ｉを作成する例を示したが、同一フィール
ド中の他の画素を用いて予測１１１− Ｘ ｌを作るフ
ィールド内ｆ測符号化方式もｌ＝Ｔ能である。
また、従来のフィールド間予測符号化（慣願昭５１＝１
９５９９号参照）は、第１図中の画素２と１つ前のフィ
ールドの下のライン中で、画素１．２の真下にそれぞれ
位置している画素１２．１３の標本値を用い、画素１の
予測値ＸＩを Ｘ１＝３／ＩＸ２＋ＸＩ２ ”／４Ｘ１３
（３）として作り、フィールド内予測符号化と同様に予
測値と真の値との差を差分量子化することにより高能率
符号化を行なう方式である。なお、フィールド間符号化
においてもフィールド内符号化と同様に他の前フイール
ド中の画素を用いたフィールド間符号化方式も可能であ
る。
９５９９号参照）は、第１図中の画素２と１つ前のフィ
ールドの下のライン中で、画素１．２の真下にそれぞれ
位置している画素１２．１３の標本値を用い、画素１の
予測値ＸＩを Ｘ１＝３／ＩＸ２＋ＸＩ２ ”／４Ｘ１３
（３）として作り、フィールド内予測符号化と同様に予
測値と真の値との差を差分量子化することにより高能率
符号化を行なう方式である。なお、フィールド間符号化
においてもフィールド内符号化と同様に他の前フイール
ド中の画素を用いたフィールド間符号化方式も可能であ
る。
フレーム間予測符号化は、第１図中の画素５と２つの前
のフィールドの画素１．５と同位置にそれぞれ対応して
いる画素２３ 、２６の標本値を用い画素１の予測値又
ｌを Ｘｌ ＝−Ｘ５ ＋Ｘｕ ＋Ｘｚａ （４
）として作り、フィールド内予測符号化と同様に予６ｊ
１ｊ値と真の値との差を差分弾手化することにより高能
率符号化を行なう方式である。なお、フレーム間符号化
においても、フィールド内符号化と同様に他の前々フィ
ールド中の画素を用いたフレーム間符号化方式も可能で
ある。
のフィールドの画素１．５と同位置にそれぞれ対応して
いる画素２３ 、２６の標本値を用い画素１の予測値又
ｌを Ｘｌ ＝−Ｘ５ ＋Ｘｕ ＋Ｘｚａ （４
）として作り、フィールド内予測符号化と同様に予６ｊ
１ｊ値と真の値との差を差分弾手化することにより高能
率符号化を行なう方式である。なお、フレーム間符号化
においても、フィールド内符号化と同様に他の前々フィ
ールド中の画素を用いたフレーム間符号化方式も可能で
ある。
以上の各符号化方式のうち、フレーム間予測符号化は、
静止している画面に対しては、画素値Ｘ１゜Ｘ５と画素
値Ｘ２３ ＋ Ｘ２６が画面中近い位置の標本値に対応
するので、互いに相関が高く従って高い符号化効率をあ
げることが出来るが、反面動いている画面に対しては、
１フレ一ム期間（１／３ｏ秒）に画面が動いた分だけ点
ｌ、５と点２３ 、２６は離れた画面中の位置に対応す
る分だけ相関が低くなり、従って動画面に対しては符号
化効率を低下させるととＫなる。
静止している画面に対しては、画素値Ｘ１゜Ｘ５と画素
値Ｘ２３ ＋ Ｘ２６が画面中近い位置の標本値に対応
するので、互いに相関が高く従って高い符号化効率をあ
げることが出来るが、反面動いている画面に対しては、
１フレ一ム期間（１／３ｏ秒）に画面が動いた分だけ点
ｌ、５と点２３ 、２６は離れた画面中の位置に対応す
る分だけ相関が低くなり、従って動画面に対しては符号
化効率を低下させるととＫなる。
一方、フィールド間予測符号化は、静止している画面に
対しては、画業値ｘ、、ｘ２と画素値Ｘ１２ ＋Ｘ１３
が画面中の近い位置の標本値に対応するので、互いに相
関が高く、このため高い符号化効率を上げることができ
るが、フレーム間予測符号化にノ１１いられる画＃Ｓ１
直Ｘ５ 、 Ｘ２３ ｒ Ｘ２６とＸ、の相関はど高く
ないため、フレーム間予測符号化はど高い符号化効率は
実現出来ない。動いている画面に対しては、ｌフィール
ド期間（１／６．秒）に＆ＩＩいた分だけ点ｌ。
対しては、画業値ｘ、、ｘ２と画素値Ｘ１２ ＋Ｘ１３
が画面中の近い位置の標本値に対応するので、互いに相
関が高く、このため高い符号化効率を上げることができ
るが、フレーム間予測符号化にノ１１いられる画＃Ｓ１
直Ｘ５ 、 Ｘ２３ ｒ Ｘ２６とＸ、の相関はど高く
ないため、フレーム間予測符号化はど高い符号化効率は
実現出来ない。動いている画面に対しては、ｌフィール
ド期間（１／６．秒）に＆ＩＩいた分だけ点ｌ。
２と１２ 、１３は離れた画面中の位置に対応する。匠
って、その分だけ相関は低くなり、符号化効率を低下さ
せることになるが、フレーム間予測符号化はど符号化効
率は低下しない。
って、その分だけ相関は低くなり、符号化効率を低下さ
せることになるが、フレーム間予測符号化はど符号化効
率は低下しない。
また、フィールド内子側符号化は、静止画時においては
フィールド間、フレーム間の各符号化はど高い符号化効
率を上げられない反面、動画塚に対してはテレビカメラ
の蓄積効果により画面の解像度が低下し、従ってその分
画素相関が高くなることにより符号化効果の上昇を期待
することが出来るという特性を持っている。
フィールド間、フレーム間の各符号化はど高い符号化効
率を上げられない反面、動画塚に対してはテレビカメラ
の蓄積効果により画面の解像度が低下し、従ってその分
画素相関が高くなることにより符号化効果の上昇を期待
することが出来るという特性を持っている。
以上のような特徴を持ったフィールド内、フィールド間
及びフレーム間予測符号化であるが、フレーム間予測符
号化においては動画時の符号化効率の低下の為、フィー
ルド間符号化においては静止画及び動画時の符号化効率
の不足の為、フィールド内符号化においては静止口１時
の符号化効率の低下の為、いずれも平均して高い符号化
効率を示す符号化装置を実現することが不可能であった
。
及びフレーム間予測符号化であるが、フレーム間予測符
号化においては動画時の符号化効率の低下の為、フィー
ルド間符号化においては静止画及び動画時の符号化効率
の不足の為、フィールド内符号化においては静止口１時
の符号化効率の低下の為、いずれも平均して高い符号化
効率を示す符号化装置を実現することが不可能であった
。
以上の点にかんがみ、従来の技術では、次に説明するよ
うな２つの手法が提案されている。
うな２つの手法が提案されている。
その１つは、静止している画面に対しては、主としてフ
レーム間予測符号化あるいはフィールド間予測符号化を
行い、動いている画面に対しては主としてフィールド内
予測符号化あるいはフィールド間予測符号化を行ない安
定した符号化効率を実現するようにした方式である（特
願昭５６−１３３２７号参照）。すなわち、この方式は
フレーム間。
レーム間予測符号化あるいはフィールド間予測符号化を
行い、動いている画面に対しては主としてフィールド内
予測符号化あるいはフィールド間予測符号化を行ない安
定した符号化効率を実現するようにした方式である（特
願昭５６−１３３２７号参照）。すなわち、この方式は
フレーム間。
フィールド間、フィールド内の各予測部より得られる予
測値を小さなものから順に並べて中央の大きさに相当す
る二番目の予測値を選択し予測符号化を行なう方式でち
る。この方式では、選択された予測値から得られる予測
効率は、選択されなかった他の２つのものと比べて、一
番高いが順序としては二番目のものとなる。従って、３
つの予測関数のうち局所的に少なくとも２つの予測＋に
４数から高い予測効率が得られれば、同方式によってそ
のどちらかが選択されることになり、高い予測効率が期
待できる。また、予測値の選択↑＾報を受信側に特別伝
送する必要がなく、送信側と受（Ａ側で同一なアルゴリ
ズムが実現できるため、各画素ごとにきめ細かな適応制
御が可能となる。しかし、この方式では、静止画時にお
いてはフレーム間予測符号化方式に比べて符号化効率は
低下し、また動きのゆるやかな画像に対しては、フレー
ム間。
測値を小さなものから順に並べて中央の大きさに相当す
る二番目の予測値を選択し予測符号化を行なう方式でち
る。この方式では、選択された予測値から得られる予測
効率は、選択されなかった他の２つのものと比べて、一
番高いが順序としては二番目のものとなる。従って、３
つの予測関数のうち局所的に少なくとも２つの予測＋に
４数から高い予測効率が得られれば、同方式によってそ
のどちらかが選択されることになり、高い予測効率が期
待できる。また、予測値の選択↑＾報を受信側に特別伝
送する必要がなく、送信側と受（Ａ側で同一なアルゴリ
ズムが実現できるため、各画素ごとにきめ細かな適応制
御が可能となる。しかし、この方式では、静止画時にお
いてはフレーム間予測符号化方式に比べて符号化効率は
低下し、また動きのゆるやかな画像に対しては、フレー
ム間。
フィールド間、フィールド内の各予測符号化方式これに
対して、もう１つの手法は、画面に対するフレーム間予
測の符号化効率を改善するため、画像の局所的な動きを
フレーム間で検出するものである。すなわち、テレビジ
ョン画面のフィールドを適当なｍＸｎ個の画素を含むブ
ロック拠分割すると、画像の動きは、このプロ、り内で
局所的に見ればｔヨホ互いに平行な移動とみなせる。従
って、第２図に示すように、１フレーム当り右にａ画素
だけ移動す池画像の動きを考えると、画素Ｚ。
対して、もう１つの手法は、画面に対するフレーム間予
測の符号化効率を改善するため、画像の局所的な動きを
フレーム間で検出するものである。すなわち、テレビジ
ョン画面のフィールドを適当なｍＸｎ個の画素を含むブ
ロック拠分割すると、画像の動きは、このプロ、り内で
局所的に見ればｔヨホ互いに平行な移動とみなせる。従
って、第２図に示すように、１フレーム当り右にａ画素
だけ移動す池画像の動きを考えると、画素Ｚ。
△ △
の予測値ＺｉＪをＺ ” ｙ＋−ａ 、ｊとすることに
より、従来△ の方式におけるＺＩＪ ” ｙｉｊ とする通常のフ
レーム間予測符号化より予測効率をよくすることができ
る。しかし、この手法では局所的な画像の動きを示す情
報を、予測誤差情報とは別にブロックごとに受信側に伝
送する必要があるため、ブロックサイズの縮小化を図り
複雑な画像の動きにも追随させようとすると、伝送レー
トに占める動き情報の割合いは高くなってしまい、等節
約に符号化効率が低下する。また、複雑な動きや激しい
動きの画像に対しては、正しい動き検出が行なえず、視
覚的に目立つブロック状の画質劣化を生じてしまうとい
う欠点がある。
より、従来△ の方式におけるＺＩＪ ” ｙｉｊ とする通常のフ
レーム間予測符号化より予測効率をよくすることができ
る。しかし、この手法では局所的な画像の動きを示す情
報を、予測誤差情報とは別にブロックごとに受信側に伝
送する必要があるため、ブロックサイズの縮小化を図り
複雑な画像の動きにも追随させようとすると、伝送レー
トに占める動き情報の割合いは高くなってしまい、等節
約に符号化効率が低下する。また、複雑な動きや激しい
動きの画像に対しては、正しい動き検出が行なえず、視
覚的に目立つブロック状の画質劣化を生じてしまうとい
う欠点がある。
本発明は、以上の点にかんがみ、フレーム間予測符号化
に動き検出機能を設け、なおかつきめ細かなテレビジョ
ン信号の適応予測符号化を行なうことにより、静止画か
ら動きが激しい画像まで安定した符号化効率を得るとと
もに画品質の改善を図ることのできる適応符号化方式を
提供するものである。
に動き検出機能を設け、なおかつきめ細かなテレビジョ
ン信号の適応予測符号化を行なうことにより、静止画か
ら動きが激しい画像まで安定した符号化効率を得るとと
もに画品質の改善を図ることのできる適応符号化方式を
提供するものである。
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
本発明では、まず第３図に示すように、現フィールドＦ
、の複数画素よりなる符号化すべきブロック販とその現
フィールドＦ、の１フレーム前に位置する前々フィール
ドＦ２に、走査線上では前記符号化すべきブロックＢＸ
と空間的に対応する位置にブロックＢｘと同じ形状の基
準ブロックＢＳを設定する。
、の複数画素よりなる符号化すべきブロック販とその現
フィールドＦ、の１フレーム前に位置する前々フィール
ドＦ２に、走査線上では前記符号化すべきブロックＢＸ
と空間的に対応する位置にブロックＢｘと同じ形状の基
準ブロックＢＳを設定する。
次に、前々フィールドＦ２内で基準プロ、りＢｓを少な
くとも一画素単位で上下左右に移動して得られる各参照
ブロックＢｒｌ 、Ｂｒ２・・・・・・ＢｌＮと前記基
準ブロックＢＳの中から、前記符号化すべきブロックＢ
Ｘ中の各画素と輝度の最もよく似た最近似ブロックＢＭ
を、たとえばフレーム間差信号の絶対値和をブロック中
で計算することにより、求める。この和の値が最小とな
るブロックが最近似ブロックＢＭとなるＯ 予測は、符号化すべきブロックＢＸ中の各画素に対して
行なわれ、最近似ブロックＢＭが基準グロ。
くとも一画素単位で上下左右に移動して得られる各参照
ブロックＢｒｌ 、Ｂｒ２・・・・・・ＢｌＮと前記基
準ブロックＢＳの中から、前記符号化すべきブロックＢ
Ｘ中の各画素と輝度の最もよく似た最近似ブロックＢＭ
を、たとえばフレーム間差信号の絶対値和をブロック中
で計算することにより、求める。この和の値が最小とな
るブロックが最近似ブロックＢＭとなるＯ 予測は、符号化すべきブロックＢＸ中の各画素に対して
行なわれ、最近似ブロックＢＭが基準グロ。
りＢｓならばフレーム間予測を行ない、参照プロ。
りＢｒｌ 、Ｂｙ２・・・・・・ＢｒＮのいずノしかが
湿近１以フ゛ロックＢＭである場合には、フレーム間予
測部、フィールド間予測部、フィールド内子側部から得
られる各予測値の大小比較を行ない中央の値に相当する
予測値を選択する。
湿近１以フ゛ロックＢＭである場合には、フレーム間予
測部、フィールド間予測部、フィールド内子側部から得
られる各予測値の大小比較を行ない中央の値に相当する
予測値を選択する。
フレーム間予測値は、最近似プロ、りＢＭ中の画素及び
現フィールドＦ。の画素を用いて作成される。
現フィールドＦ。の画素を用いて作成される。
例えば、第３図に示すブロックＢＸの最近似ブロックＢ
Ｍが参照ブロックＢｒｌであるとし、ブロックＢＸ中の
画素Ｘ、を予測することを考える。この時、画素Ｘ、の
フレーム間予測値ＸＦＩは、現フィールドＦ。
Ｍが参照ブロックＢｒｌであるとし、ブロックＢＸ中の
画素Ｘ、を予測することを考える。この時、画素Ｘ、の
フレーム間予測値ＸＦＩは、現フィールドＦ。
の画素Ｘｉの一ライン上に位置する画素Ｘ２と最近似ブ
リ２２８Ｍ中で画素Ｘｌと相対的に同じ位置に対応する
画素Ｚ、及び画素Ｚ、の一ライン上に位置する画素Ｚ２
を用いて Ｘｙｔ ＝ −Ｘ２ ＋ Ｚｌ −Ｚ２
（５）として作成される。
リ２２８Ｍ中で画素Ｘｌと相対的に同じ位置に対応する
画素Ｚ、及び画素Ｚ、の一ライン上に位置する画素Ｚ２
を用いて Ｘｙｔ ＝ −Ｘ２ ＋ Ｚｌ −Ｚ２
（５）として作成される。
なお、最近似ブリ２２８Ｍ中の画素ｚ１をそのままフレ
ーム間予測値ＸＦＩとして用いることもｕＪ能である。
ーム間予測値ＸＦＩとして用いることもｕＪ能である。
フィールド内予測値ＸＮＩとフィールド間予ｄｌｔｌ
値ＸＫ、は、画素Ｘｌと同一フィールド中の隣接する画
素又は現フィールドＦ、の直前フィールドＦ、の１１１
１１素を用いて、前述した従来の方法と同じようにして
作成される。今、最近似ブロックＢＭが参照プロ。
値ＸＫ、は、画素Ｘｌと同一フィールド中の隣接する画
素又は現フィールドＦ、の直前フィールドＦ、の１１１
１１素を用いて、前述した従来の方法と同じようにして
作成される。今、最近似ブロックＢＭが参照プロ。
りＢｒＩである場合には、画素Ｘｌの予測値には、フレ
ーム間予測値Ｘｙｌ＋フィールド間予測値ＸＫＩ ｒフ
ィールド内子測値ＸＮＩの大小比較を行ない中央の値に
相当するものが選ばれる。例えば、又Ｆｌ＜ＸＫＩ ＜
ＸＮＩであれば、フレーム間予測値がＸｌの予測値と
して選ばれることになる。
ーム間予測値Ｘｙｌ＋フィールド間予測値ＸＫＩ ｒフ
ィールド内子測値ＸＮＩの大小比較を行ない中央の値に
相当するものが選ばれる。例えば、又Ｆｌ＜ＸＫＩ ＜
ＸＮＩであれば、フレーム間予測値がＸｌの予測値と
して選ばれることになる。
一般に、テレビジョン信号の適応予測符号化においては
、画像信号の特徴音に基づいて用いる予測値を決定する
方法と、表面的にはこの特徴音に依存せず結果的に画像
信号の局所的な性質に適した予測値を選択する方法が挙
げられる。
、画像信号の特徴音に基づいて用いる予測値を決定する
方法と、表面的にはこの特徴音に依存せず結果的に画像
信号の局所的な性質に適した予測値を選択する方法が挙
げられる。
前者の方式では、画像信号の特徴音が正確に検出できる
と非常に高い符号化効率が実現できる。
と非常に高い符号化効率が実現できる。
これに対して、後者の方式では、画像信号の特徴音がど
のような場合でも、安定した符号化効率が実現できるが
、正しい特徴量検出が行なえた場合の前者方式から得ら
れる符号化効率はど高いものは期待できない。
のような場合でも、安定した符号化効率が実現できるが
、正しい特徴量検出が行なえた場合の前者方式から得ら
れる符号化効率はど高いものは期待できない。
従って、この両者をうまく組み合わせ、正しい特徴量検
出が行なえた場合には前者方式を用い、そうでない場合
には後者の方式を用いることにより、さらに高い符号化
効率が実現できることになるＯ 本発明では、この特徴音として画面の動きに注目し、静
止画と判定された場合にはフレーム間予測値を採用し、
それ以外の場合には画面の動き量を考慮したフレーム間
予測値並びにフィールド間予測値とフィールド内予測値
とで大小関係比較から符号化効率が最悪とならない予測
値を採用することにより、安定した高い符号化効率が実
現できる。さらに、プロ、りごとの動き情報の他に、特
別な予測値選択情報を伝送する必要がないため、きめ細
かな適応制御が可能であり、画品質の改善を図ることか
り能である。
出が行なえた場合には前者方式を用い、そうでない場合
には後者の方式を用いることにより、さらに高い符号化
効率が実現できることになるＯ 本発明では、この特徴音として画面の動きに注目し、静
止画と判定された場合にはフレーム間予測値を採用し、
それ以外の場合には画面の動き量を考慮したフレーム間
予測値並びにフィールド間予測値とフィールド内予測値
とで大小関係比較から符号化効率が最悪とならない予測
値を採用することにより、安定した高い符号化効率が実
現できる。さらに、プロ、りごとの動き情報の他に、特
別な予測値選択情報を伝送する必要がないため、きめ細
かな適応制御が可能であり、画品質の改善を図ることか
り能である。
第４図は本発明の実施例であって、ｌは信号入力端子、
２はプロ、り化部、３はブロックメモリ、４は動き検出
部、５はフレームメモリ、６はフィールド内予測部、７
はフィールド間予測部、８はフレーム間予測部、９は中
央値選択部、１０は予測モード切換部、１１は減算器、
１２は量子化器、１３は加算器、１４はバッファメモリ
、１５は信号出力端子である。
２はプロ、り化部、３はブロックメモリ、４は動き検出
部、５はフレームメモリ、６はフィールド内予測部、７
はフィールド間予測部、８はフレーム間予測部、９は中
央値選択部、１０は予測モード切換部、１１は減算器、
１２は量子化器、１３は加算器、１４はバッファメモリ
、１５は信号出力端子である。
ディジタル化されたテレビジョン信号は、まず信号入力
端子ｌより入力される。ブロック化部２では、この入力
端子から（ｍＸｎ）個の画素よりなるブロックをつくり
、最近似プロ、りが検出されるまでブロックメモリ３に
記憶される。動き検出部４では、ブロックメモリ３の出
力とフレームメモリ５に記憶されているｌフレーム前の
前々フィールドの画素値とをもとにして最近似ブロック
を検出する。フィールド内予測部６とフィールド間予測
部７では、フレームメモリ５に記憶されている現フィー
ルドと前フィールドの画素値をもとにして、ブロックメ
モリ３に記憶されている画素値に対する予測値をそれぞ
れ作成する。フレーム間予測部８では、動き検出部４で
検出された最近似プロ、りの位置情報をもとにして、フ
レームメモリ５に記憶されている前々フィールドの最近
似ブロック中の画素値及び現フィールドの画素値を読み
出し、ブロックメモリ３に記憶されている画素値に対す
る予測値を作成する。中央値選択部９では、フィールド
内子測部６．フィールド間予測部７、フレーム間予測部
８から得られたフィールド内、フィールド間、フレーム
間の各予測値の大小関係を比較し、中央の値に相当する
予測値を選択する。予測モード切換部ｌＯでは、動き検
出部４で検出された最近似ブロックの位置情報をもとに
して、同情報が基準ブロックを示しているとき社フレー
ム間予測部８から得られる予測値を、参照プロ、りを示
しているときは中央値予測部９から得られる予測値をそ
れぞれ選択し、プロ、クメモリ３から得られる各画素値
から減算器１１によって減算され、その結果が量子化器
１２で量子化される。
端子ｌより入力される。ブロック化部２では、この入力
端子から（ｍＸｎ）個の画素よりなるブロックをつくり
、最近似プロ、りが検出されるまでブロックメモリ３に
記憶される。動き検出部４では、ブロックメモリ３の出
力とフレームメモリ５に記憶されているｌフレーム前の
前々フィールドの画素値とをもとにして最近似ブロック
を検出する。フィールド内予測部６とフィールド間予測
部７では、フレームメモリ５に記憶されている現フィー
ルドと前フィールドの画素値をもとにして、ブロックメ
モリ３に記憶されている画素値に対する予測値をそれぞ
れ作成する。フレーム間予測部８では、動き検出部４で
検出された最近似プロ、りの位置情報をもとにして、フ
レームメモリ５に記憶されている前々フィールドの最近
似ブロック中の画素値及び現フィールドの画素値を読み
出し、ブロックメモリ３に記憶されている画素値に対す
る予測値を作成する。中央値選択部９では、フィールド
内子測部６．フィールド間予測部７、フレーム間予測部
８から得られたフィールド内、フィールド間、フレーム
間の各予測値の大小関係を比較し、中央の値に相当する
予測値を選択する。予測モード切換部ｌＯでは、動き検
出部４で検出された最近似ブロックの位置情報をもとに
して、同情報が基準ブロックを示しているとき社フレー
ム間予測部８から得られる予測値を、参照プロ、りを示
しているときは中央値予測部９から得られる予測値をそ
れぞれ選択し、プロ、クメモリ３から得られる各画素値
から減算器１１によって減算され、その結果が量子化器
１２で量子化される。
量子化出力は、加算器１３において予測モード切換部ｌ
Ｏからの予測値と加算することにより局ｈｂｔ号化され
、フレームメモリ５に記憶される。また、同時ニバ、ラ
フ丁メモ１月４を経て信号出力端子１５に尋かれ、図示
しない符号器により所望の符号形式に符号化される。
Ｏからの予測値と加算することにより局ｈｂｔ号化され
、フレームメモリ５に記憶される。また、同時ニバ、ラ
フ丁メモ１月４を経て信号出力端子１５に尋かれ、図示
しない符号器により所望の符号形式に符号化される。
第５図は、第４図の動き検出部４の具体例であって、Ａ
ｌは演算回路、Ａ２はブロックメモリ、Ａ３ａアドレス
指定回路、Ａ４は比較回路、Ａ５社メモリであり１００
、１０１ 、１０２は第４図と同一な導線部である。
ｌは演算回路、Ａ２はブロックメモリ、Ａ３ａアドレス
指定回路、Ａ４は比較回路、Ａ５社メモリであり１００
、１０１ 、１０２は第４図と同一な導線部である。
この具体例において、まず、プロ、クメモリ３から送ら
れてきた現フィールドのブロック中の１素ａｌ１ｍ Ａ
１２ 、・・・・・・ａｌゎは、ブロックメモリＡ２に
記憶されている前々フィールドのブロック中の画素ｂｌ
ｌ −ｂ□２．−・・・・・ｂｆｆｉ、、とによって演
算回路ＡＩでフレーム間プロ、り自差分値の絶対値和の
計算が行なわれる。アドレス指定回路Ａ３では、プロ、
クメモリＡ２に記憶されるブロックのアドレスをフレー
ムメモリ５に対して指定をし、演算回路ＡＸで計算が終
ると、別のアドレス指定を何なう。比較回路Ａ４とメモ
リＡ５によって、フレーム間ブロック内差分値の絶対値
和が最小となる時のアドレス指定量が得られ、この情報
がメモリＡ５に記憶される。
れてきた現フィールドのブロック中の１素ａｌ１ｍ Ａ
１２ 、・・・・・・ａｌゎは、ブロックメモリＡ２に
記憶されている前々フィールドのブロック中の画素ｂｌ
ｌ −ｂ□２．−・・・・・ｂｆｆｉ、、とによって演
算回路ＡＩでフレーム間プロ、り自差分値の絶対値和の
計算が行なわれる。アドレス指定回路Ａ３では、プロ、
クメモリＡ２に記憶されるブロックのアドレスをフレー
ムメモリ５に対して指定をし、演算回路ＡＸで計算が終
ると、別のアドレス指定を何なう。比較回路Ａ４とメモ
リＡ５によって、フレーム間ブロック内差分値の絶対値
和が最小となる時のアドレス指定量が得られ、この情報
がメモリＡ５に記憶される。
第６図は、第４図の中央値選択部９の具体例であって、
Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３はレベル比較器、Ｂ４．Ｂ５゜Ｂ６は
デコーダ、Ｂ７．Ｂ８．Ｂ９．Ｂ１３はＯＲ回路、Ｂ１
０．Ｂ１１．Ｂ１２はゲート回路、１０４，１０５は第
４図と同一な導線部である。まず、フィールド内子測部
６．フィールド間予測部７．フレーム間予測部８から送
られてきた３つの予測値は、レベル比較器Ｂｌ、Ｂ２．
Ｂ３に入力され、それぞれの大小関係を比較し、中央値
に相当する予測値の情報はデコーダＢ４．Ｂ５．Ｂ６及
びＯＲ回路Ｂ７．Ｂ８．Ｂ９によってゲート回路Ｂ １
０ 、 Ｂ １１ 、 Ｂ １２に送られ、ＯＲ回路Ｂ
１３によって中央値に相当する予測値が得られる。
Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３はレベル比較器、Ｂ４．Ｂ５゜Ｂ６は
デコーダ、Ｂ７．Ｂ８．Ｂ９．Ｂ１３はＯＲ回路、Ｂ１
０．Ｂ１１．Ｂ１２はゲート回路、１０４，１０５は第
４図と同一な導線部である。まず、フィールド内子測部
６．フィールド間予測部７．フレーム間予測部８から送
られてきた３つの予測値は、レベル比較器Ｂｌ、Ｂ２．
Ｂ３に入力され、それぞれの大小関係を比較し、中央値
に相当する予測値の情報はデコーダＢ４．Ｂ５．Ｂ６及
びＯＲ回路Ｂ７．Ｂ８．Ｂ９によってゲート回路Ｂ １
０ 、 Ｂ １１ 、 Ｂ １２に送られ、ＯＲ回路Ｂ
１３によって中央値に相当する予測値が得られる。
第７図は、第４図の予測モード切換部ｌＯの具体例であ
って、Ｃ１は検出器、Ｃ２はスイッチ、１０３ 、１０
５ 、１０６ 、１０７は第４図と同一な導線部である
。まず、動き検出部４から送られてきた最近似ブロック
の位置情報が基準ブロックと路；（１，１，ブロックの
うちいずれのものかを検出し、スイッチＣ２を制御する
。スイッチＣ２は、ブロックメモリ３よ多出力される画
素値のすべてが符号化されるまで切り換えは行なわれな
い。
って、Ｃ１は検出器、Ｃ２はスイッチ、１０３ 、１０
５ 、１０６ 、１０７は第４図と同一な導線部である
。まず、動き検出部４から送られてきた最近似ブロック
の位置情報が基準ブロックと路；（１，１，ブロックの
うちいずれのものかを検出し、スイッチＣ２を制御する
。スイッチＣ２は、ブロックメモリ３よ多出力される画
素値のすべてが符号化されるまで切り換えは行なわれな
い。
以上説明したように、本発明はフレーム間Ｆ １ｌｌｌ
＋符号化に動き検出機能を設け、さらにフィールド内、
フィールド間の各予測値と合わせてきめ細かな適応予測
を行なうことによシ、予測効率が高くかつ画品質の優れ
た符号化を実現できるので、テレビジョン信号の高品質
、高圧縮の符号−化方式に適用できるものである。
＋符号化に動き検出機能を設け、さらにフィールド内、
フィールド間の各予測値と合わせてきめ細かな適応予測
を行なうことによシ、予測効率が高くかつ画品質の優れ
た符号化を実現できるので、テレビジョン信号の高品質
、高圧縮の符号−化方式に適用できるものである。
第１図は従来のフレーム間予測符号化オフイールド間予
測符号化、フィールド内予測符号化の原理を説明するた
めの各画素の位置関係を示す図、第２図は画像が１フレ
一ム時間に移動した場合のフレーム間予測に有効な従来
の方式を説明するための図、第３図は本発明の動画像に
対するフレーム間動き検出の原理及び予測方式を説明す
るための図、第４図は本発明の実施例を示すブロック図
、第５図は第４図の実施例に用いられた動き検出部の構
成例を示すブロック図、纂６図は第４図の実施例に用い
られた中央値選択部の構成例を示すブロック図、第７図
は第４図の実施例に用いられた予測モード切換部の構成
例を示すブロック図である。 ｍ−特許出願人 国際電信電話株式会社代 理 人
大 塚 学 外１名 η １ 図 ｆｌりフィールド 一一 ／ ｆ費、７４−１しＦ゛一一 手続補正書（自発） 昭和５７年１１月１８日 特許庁長官 若 杉和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５７−８８２５号 ２ 発明の名称 テレビジョン信号の適応予測 符号化方式 ３、補正をする者 事件との関係 出願人 （１２１）国際電信電話株式会社 ４、代理人 東京都新宿区西新宿１−２３−１ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１） 明細書第１３頁第１７行の（５）式を次のよ
うに訂正する。 ＣＸＦＩ ＝ Ｘ２ ＋ Ｚｌ ＋ Ｚ２ （５）
］０）明細書第１４頁第１２行の〔フレーム間〕を〔
フィールド間〕に訂正する。
測符号化、フィールド内予測符号化の原理を説明するた
めの各画素の位置関係を示す図、第２図は画像が１フレ
一ム時間に移動した場合のフレーム間予測に有効な従来
の方式を説明するための図、第３図は本発明の動画像に
対するフレーム間動き検出の原理及び予測方式を説明す
るための図、第４図は本発明の実施例を示すブロック図
、第５図は第４図の実施例に用いられた動き検出部の構
成例を示すブロック図、纂６図は第４図の実施例に用い
られた中央値選択部の構成例を示すブロック図、第７図
は第４図の実施例に用いられた予測モード切換部の構成
例を示すブロック図である。 ｍ−特許出願人 国際電信電話株式会社代 理 人
大 塚 学 外１名 η １ 図 ｆｌりフィールド 一一 ／ ｆ費、７４−１しＦ゛一一 手続補正書（自発） 昭和５７年１１月１８日 特許庁長官 若 杉和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５７−８８２５号 ２ 発明の名称 テレビジョン信号の適応予測 符号化方式 ３、補正をする者 事件との関係 出願人 （１２１）国際電信電話株式会社 ４、代理人 東京都新宿区西新宿１−２３−１ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１） 明細書第１３頁第１７行の（５）式を次のよ
うに訂正する。 ＣＸＦＩ ＝ Ｘ２ ＋ Ｚｌ ＋ Ｚ２ （５）
］０）明細書第１４頁第１２行の〔フレーム間〕を〔
フィールド間〕に訂正する。
Claims (1)
- 入力されるテレビジョン信号を常時束なくともｌフレー
ム分蓄積しておくだけの容量を有する記憶部と、前記テ
レビジョン信号から複数の画素を含む符号化すべきプロ
、りを作成するブロック化部と、該ブロックが属する現
フィールドの直前のフレームに前記ブロックと空間的に
対応する位置に前記直前フレーム中で前記ブロックと同
じ形状の基準ブロックを設定し該基準ブロックを少なく
とも一画素単位で移動して得られる各参照ブロックと該
基準ブロックに含まれる画素を前記記憶部より読み出し
前記現フィールドの該プロ、りに含まれる各画素の輝度
が最も近似した最近似ブロックを前記各参照ブロックと
基準ブロックの中から１つ選択する動き検出部と、前記
現フイールド中にある画素を用い前記符号化すべきプロ
、りに含まれる各画素の予測値を作成するフィールド内
予測部と、前記現フィールド及び直前のフィールド中に
ある画素を用い前記符号化すべきプロ、りに含まれる各
画素の予測値を作成するフィールド間予測部と、前記現
フィールドと直前のフィールド及び紬記動き検出部より
選択された前記符号化すべきブロックの最近似プロ、り
に含まれる画素とを用い前記符号化すべきブロックに含
まれる各画素の予測値を作成するフレーム間予測部と、
前記３つの予測部から得られる予測値の大小関係を比較
してその内中央の値をとる予測値を選択する中央値選択
部と、前記動き検出部から得られる前記符号化すべきブ
ロックの前記最近似ブロックが基準ブロックである場合
にはフレーム間予測部から得られる予測値を前記最近似
ブロックが参照ブロックである場合には前記中央値選択
部から得られる予測値を前記符号化すべきプｐ、りに含
まれる各画素の予測値として採用する予測モード切換え
部と、前記予測モード切換部から得られる前記予測値を
用いて前記プロ、り化部で定められる前記符号化すべき
プロ、りを予測符号化する符号化部と全備えたテレビシ
コン信号の適応予測符号化方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57008825A JPS58127488A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | テレビジヨン信号の適応予測符号化方式 |
| US06/460,293 US4546386A (en) | 1982-01-25 | 1983-01-24 | Adaptive predictive coding system for television signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57008825A JPS58127488A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | テレビジヨン信号の適応予測符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58127488A true JPS58127488A (ja) | 1983-07-29 |
| JPH0133076B2 JPH0133076B2 (ja) | 1989-07-11 |
Family
ID=11703568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57008825A Granted JPS58127488A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | テレビジヨン信号の適応予測符号化方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4546386A (ja) |
| JP (1) | JPS58127488A (ja) |
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| JPS6291091A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-25 | Fujitsu Ltd | 適応形符号化方式 |
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