JPS62102685A - High-efficiency encoder - Google Patents

High-efficiency encoder

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Publication number
JPS62102685A
JPS62102685A JP60242525A JP24252585A JPS62102685A JP S62102685 A JPS62102685 A JP S62102685A JP 60242525 A JP60242525 A JP 60242525A JP 24252585 A JP24252585 A JP 24252585A JP S62102685 A JPS62102685 A JP S62102685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
data
field
parameters
forecast
Prior art date
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Pending
Application number
JP60242525A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsujiro Kondo
哲二郎 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP60242525A priority Critical patent/JPS62102685A/en
Publication of JPS62102685A publication Critical patent/JPS62102685A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding

Abstract

PURPOSE:To obtain a high-efficiency encoder capable of improving the picture quality of a picture restored at the reception side by identifying a parameter at each block obtained by the division of one field. CONSTITUTION:Forecast data Ik(x, y) for an existing picture element is expressed as a prescribed linear coupling. The forecast equation is obtained by extracting a forecast value for a picture element of an existing field while an adjacent picture element having the strongest correlation is as a representative value and applying the correction in the time space direction. A parameter identifying section 2 uses reference data from a block circuit 1 to identify the parameter at each block by the least square method. That is, a true value Ik of a picture element of the existing field is a forecast value Ik' of the picture element corresponding to that obtained by a prescribed equation superimposed with a forecast error (e). Parameters W1-W35 are identified by using picture elements at representative points of a prescribed number obtained by thinning out for each plural samples.

Description

【発明の詳細な説明】 C産業上の利用分野〕 この発明は、画像データの伝送に適用される高能率符号
化装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION C. Industrial Application Field This invention relates to a high-efficiency encoding device applied to the transmission of image data.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、ディジタルテレビジラン信号等の画像デー
タの1画素のビット数を少なくする高能率符号化装置に
おいて、■フィールドの画像を?■数のブロックに分割
し、各ブロック毎に過去の数フィールドの画素データか
ら現在のフィールドの画素データを予測符号化するもの
で、予測誤差の自乗和が最も小となるパラメータを同定
することにより、非常に歪が小さく良好な復元画質を得
るようにしたものである。
The present invention provides a high-efficiency encoding device that reduces the number of bits per pixel of image data such as a digital television broadcast signal. ■It is divided into several blocks, and for each block, the pixel data of the current field is predictively encoded from the pixel data of several past fields, and by identifying the parameter that minimizes the sum of squares of the prediction error. , to obtain good restored image quality with very little distortion.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

1画素当たりのビット数を低減する高能率符号化方式と
して3次元的な即ち時空間な処理を行うフレーム間符号
化方式が知られている。フレーム間符号化方式としては
、動き検出によるものと、動き補正によるものとがある
。前者は、フレーム差の有無で動き検出を行い、フレー
ム差の無い所(即ち、動きの無い所)だけを前フレーム
のデー夕で置き換えるものである。
An interframe encoding method that performs three-dimensional, ie, spatiotemporal, processing is known as a high-efficiency encoding method that reduces the number of bits per pixel. Interframe encoding methods include those based on motion detection and those based on motion compensation. In the former method, motion is detected based on the presence or absence of a frame difference, and only areas where there is no frame difference (that is, areas where there is no movement) are replaced with the data of the previous frame.

後者の方式は、ブロックマツチング法等により現在と前
フレーム間の位置間、糸情報(動き補正量)を求め、こ
の動き補正量に基づいて前フレーム画像を操作してフレ
ーム間の対応を取るものである。ブロックマツチング法
は、画面を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に動
きの量及びその方向を求め、この動きの量及びその方向
を伝送するものである。
The latter method uses a block matching method etc. to find the position information (movement correction amount) between the current and previous frames, and then manipulates the previous frame image based on this movement correction amount to create correspondence between frames. It is something. In the block matching method, a screen is divided into a plurality of blocks, the amount and direction of movement are determined for each block, and the amount and direction of movement are transmitted.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

動き検出によるフレーム間符号化方式は、−rの動画像
では、動き部分が多く、圧縮率が低い問題点があった。
The interframe encoding method using motion detection has a problem in that -r moving images have many moving parts and a low compression ratio.

また、動き補正によるフレーム間符号化方式は、ブロッ
ク分けによる歪が発生し、各ブロック毎の動き量を伝送
するために、圧縮率が充分に低いといえない欠点があっ
た。
Furthermore, the interframe coding method using motion compensation has the disadvantage that the compression rate cannot be said to be sufficiently low because distortion occurs due to block division and the amount of motion is transmitted for each block.

更に、何れの方式でも、動き物体が動いた時に、元の領
域の画素データがな(なる所謂アンカバードバックグラ
ウンドの問題を生しる欠点があった。
Furthermore, both methods have the disadvantage that when a moving object moves, the pixel data of the original area is lost (so-called uncovered background problem occurs).

従って、この発明は、従来の装置に比して1徂めて大き
い圧縮率を実現できる高能率符号化装置の提供を目的と
するものである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a highly efficient encoding device that can achieve a much higher compression rate than conventional devices.

この発明の他の目的は、時間方向の各種補正を施すこと
により、複数の動き物体による各種の動きに対応できる
高化率符号化装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a high rate encoding device that can cope with various movements caused by a plurality of moving objects by performing various corrections in the time direction.

この発明の更に他の目的は、空間方向の各種補正を施す
ことにより、エツジ部のボケや、アンカバードバックグ
ラウンド等の問題が生しない高能率符号化装置を提供す
ることにある。
Still another object of the present invention is to provide a highly efficient encoding device that eliminates problems such as edge blurring and uncovered background by performing various corrections in the spatial direction.

また、本願出1!IIi人は、先に圧縮率を極めて高(
できるテレビジョン信号の高能率符号化装置(特願昭5
9−174412号)を提写している。この発明は、こ
の高能率符号化装置の改良を目的とするものである。
Also, application 1! IIi people first set the compression ratio to extremely high (
High-efficiency encoding device for television signals (patent application 1973)
9-174412). The object of the present invention is to improve this high-efficiency encoding device.

即ち、上記出願に示されるものは、現フィールドの画素
に対する予/llI値を、最も相関が強い近傍の画素を
代表値として取り出し、この代表値に時空間方向の補正
を施して求めるもので、補正のためのパラメータは、1
フイールドの全ての画素データに関して予測誤差の自乗
和を最小にするように同定される。1フイールド毎にパ
ラメータを求め、このパラメータを伝送することにより
、圧縮率を極めて高くすることができる。その反面、予
測誤差が大きくなり、受信側で画像を復元した時に画質
が十分に良好とならない欠点があった。
That is, what is shown in the above-mentioned application is to obtain the pre/llI value for a pixel in the current field by extracting a neighboring pixel with the strongest correlation as a representative value, and applying correction in the spatio-temporal direction to this representative value. The parameters for correction are 1
Identification is performed to minimize the sum of squares of prediction errors for all pixel data in the field. By determining parameters for each field and transmitting these parameters, the compression ratio can be extremely high. On the other hand, there is a drawback that the prediction error becomes large and the image quality is not sufficiently good when the image is restored on the receiving side.

従って、この発明の目的は、1フイールドを分割してな
るブロック毎にパラメータを同定することにより、受信
側で復元される画像の画質の向上を図ることができる高
能率符号化装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly efficient encoding device that can improve the image quality of an image restored on the receiving side by identifying parameters for each block formed by dividing one field. It is in.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は、過去の数フィールドの画素データを貯える
メモリと、現在のフィールドを分割して得られるブロッ
ク内の画素データとメモリに貯えられている過去の数フ
ィールドの画素データであって、対応するブロック内の
画素データとから線形1吹精合で規定される時空間な関
係式を規定するパラメータを同定するパラメータ同定部
と、ブロック毎に同定したパラメータに基づいて、過去
の数フィールドの画素データから現在のフィールドの画
素データの予?JIIIを行う予測部とを1盾え、同定
されたパラメータを伝送するようにし1こことを特徴と
する高能率符号化装置である。
This invention comprises a memory for storing pixel data of several fields in the past, pixel data in a block obtained by dividing the current field, and pixel data of several past fields stored in the memory, which correspond to each other. A parameter identification unit that identifies parameters that define a spatiotemporal relational expression defined by linear one-shot precision from pixel data in a block, and pixel data of several past fields based on the parameters identified for each block. Prediction of the pixel data of the current field? The present invention is a high-efficiency encoding device characterized by having a prediction unit that performs JIII and transmitting identified parameters.

〔作用〕[Effect]

この発明は、過去数フィールドの画素データから、現在
の動きを予測するものである・。この発明では、複数の
動き物体の各々の動き情報(よ上記の画素データに含ま
れているので、つまり、各種の方向や速度を持つ動きベ
クトルも時間的には強い相関を有するので、動き量を伝
送する必要がな(、パラメータ(予測のための係数)の
みを伝送すれば良く、1画素当たりの平均ビット数を極
めて少なくできる。また、この発明でiよ、動き補正を
各画素のレベルの時間的変化として捉えるので、動きベ
クトルの方向や速度に依らない定連凌運動(過去2フイ
ールドのデータで表現される)或いは定加速度運動(過
去3フイールドのデータで表現される)といった運動モ
デルとして統一的に扱えるので、華純に動きモデルから
のずれを補正するだけですむ。従って、この発明に依れ
ば、圧縮率を高めることができる。更に、時間的及び空
間的の3次元的に補正がなされるので、プロ・ツク歪や
アンカハードバックグラウンドの問題を何等生じない。
This invention predicts current motion from pixel data of several past fields. In this invention, since the motion information of each of a plurality of moving objects is included in the above pixel data, in other words, motion vectors having various directions and speeds also have strong temporal correlations, the amount of motion is There is no need to transmit motion correction at the level of each pixel. Since it is regarded as a temporal change in motion vector, motion models such as constant continuous motion (represented by the data of the past 2 fields) or constant acceleration motion (represented by the data of the past 3 fields) do not depend on the direction or speed of the motion vector. Since it can be handled uniformly as a motion model, it is only necessary to correct the deviation from the motion model.Therefore, according to this invention, it is possible to increase the compression ratio. Since the correction is performed on the original signal, there are no problems with professional distortion or anchored background.

更に、この発明では、パラメータ同定のための演算がブ
ロック毎になされるので、受信1u)1の画像復元を良
好に行うことができる。
Furthermore, in the present invention, since the calculation for parameter identification is performed for each block, the image of the received signal 1u) 1 can be restored satisfactorily.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例について、図面を参照して説
明する。この一実施例の説明は、下記の用α序でなされ
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. A description of this one embodiment is provided in the following sequence.

a、符号化装置 す、復号化装置 C,パラメータの同定 a、符号化装置 第1図は、この発明の一実施例即ち送信側に設けられる
符号化装置の構成を示す。
a. Encoding device C. Decoding device C. Parameter identification a. Encoding device FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, that is, the configuration of an encoding device provided on the transmitting side.

第1図において、1は、ブロック化回路を示し、2は、
パラメータ同定部を示す。このブロック化回路1には、
所定のサンプリング14波数でディジタル化されたディ
ジタルテレビジョン信号即ち現フィールドにの画像デー
タが入力されると共に、過去の3フイールドに−1,に
−2,に〜3の参照データが予測部3.フィールドメモ
リ4及び5の夫々から供給される。ブロック化回路1の
出力信号がパラメータ同定部2に供給される。
In FIG. 1, 1 indicates a blocking circuit, and 2:
The parameter identification part is shown. In this blocking circuit 1,
A digital television signal digitized with a predetermined sampling frequency of 14 waves, that is, image data in the current field, is input, and reference data -1, -2, and -3 in the past three fields is input to the prediction unit 3. It is supplied from field memories 4 and 5, respectively. The output signal of the blocking circuit 1 is supplied to the parameter identification section 2.

ブロック化回路lでは、テレビジョン信号の順序がブロ
ックの順序に変換される。第2図Sよ、ブロック化回路
1の一例を示す。第2図において、11.12.13.
14の夫々が走査線変換回路を示す。走査線変換回路1
1には、入力端子7から現フィールドの画像データが供
給される。走査線変換回路12には、入力端子8から前
フィールドの画像データが供給される。走査線変換回路
13には、入力端子9から前々フィールドの画像データ
が供給される。走査線変換回路14には、入力端子10
から前々々フィールドの画像データが供給される。これ
らの走査線変換回路11.12゜13.14の夫々の出
力端子15.16.17゜18には、各フィールドのデ
ータがブロックの順序で発生する。
In the blocking circuit l, the order of the television signal is converted into the order of blocks. FIG. 2S shows an example of the blocking circuit 1. In FIG. In FIG. 2, 11.12.13.
Each of 14 represents a scanning line conversion circuit. Scanning line conversion circuit 1
1 is supplied with image data of the current field from an input terminal 7. The image data of the previous field is supplied to the scanning line conversion circuit 12 from the input terminal 8 . The scanning line conversion circuit 13 is supplied with image data of the previous field from the input terminal 9. The scanning line conversion circuit 14 has an input terminal 10
The image data of the field before the previous one is supplied from the field. At the output terminals 15, 16, 17, 18 of these scanning line conversion circuits 11, 12, 13, 14, data of each field is generated in block order.

一例として、1フイールドを4分割してなるブロックの
場合、現フィールドの画fiFkに関して、第3図にお
いて付された番号の順序で1ブロツクづつ画1象データ
が出力端子15に出力される。池の出力端子16.17
.18には、前フィールドの画像Fk−1.前々フィー
ルドの画像Fk−2.前々々フ前々シフイールド k−
3の各画像データがフィールドの画像Fkと同様に第3
図において付された番号の順序で1ブロツクづつ出力さ
れる。lブロック内でのデータの出力のl1lff序は
、テレビジョン走査と同様である。走査線変換回路11
,12゜13.14の夫々は、ブロック化のためのメモ
リを存する。
As an example, in the case of a block formed by dividing one field into four, image data is outputted to the output terminal 15 block by block in the order of the numbers given in FIG. 3 regarding the image fiFk of the current field. Pond output terminal 16.17
.. 18 shows the previous field image Fk-1. Image Fk-2 of the previous field. Mae Mae F Mae Mae Shifield k-
Each image data of 3 is the 3rd image data as well as the field image Fk.
Each block is output in the order of the numbers given in the figure. The l1lff order of data output within l blocks is similar to television scanning. Scanning line conversion circuit 11
, 12, 13, and 14 each have a memory for blocking.

1フイールドが(210ラインX684)画素の場合、
全画素数は、143.640画素となる。第3図に示す
ように、1フイールドを4分割した場合には、1プロ、
りに含まれる画素数は、(105X342=35.91
0)画素となる。この1プロ、りのす1′ズを小さくす
るほど、圧縮率が低下するが、反面、復元誤差を小さく
できる。
If one field is (210 lines x 684) pixels,
The total number of pixels is 143.640 pixels. As shown in Figure 3, when one field is divided into four, one professional,
The number of pixels included in the image is (105X342=35.91
0) Becomes a pixel. The smaller the 1-pro, 1'-size is, the lower the compression ratio will be, but on the other hand, the restoration error can be reduced.

フィールドメモリ、i、5.6の夫々に貯えられたデー
タは予測1デークで、この予測データと現フィールドの
画像データとを用いてパラメータ同定部2は、最小自棄
法により予測誤差の自乗和が最小となるような例えば各
々が8ピントの35個のパラメータW1〜w35を1ブ
ロツクごとに同定する。パラメータ同定部2には、空間
的位置関係を調整するためのライン遅延回路及びサンプ
ル遅延回路が含まれている。パラメータ同定部2で同定
された1フイールド毎に4個のパラメータW1〜w35
  (4分割の場合)が送信データとされる。
The data stored in each of the field memories i and 5.6 is one prediction data, and using this prediction data and the image data of the current field, the parameter identification unit 2 calculates the sum of the squares of the prediction error by the least abandonment method. For example, 35 parameters W1 to w35 each having 8 focal points, which are the minimum, are identified for each block. The parameter identification unit 2 includes a line delay circuit and a sample delay circuit for adjusting the spatial positional relationship. Four parameters W1 to w35 for each field identified by the parameter identification unit 2
(in the case of 4 divisions) is the transmission data.

このパラメータW1〜W35は、入力データに対して1
フイールド遅れたフィールドに−1のちのである。
These parameters W1 to W35 are set to 1 for input data.
-1 after the field that is behind the field.

3は、予測部を示し、フィールドメモリ4.5.6には
、予測部3からの予測データが書き込まれ、フィールド
メモリ4,5.6の夫々には、過去の3フイールドに−
1,に−2,に−3の画像データ(予測データ)が貯え
られる。予測部3は、予測しようとする画素の近傍に位
置し、目一つ過去3フイールド内に含まれる35個の予
測データとパラメータW1〜W35とを用いて現画素に
対する予測値を求めるものである。このため、予測部3
にも、空間的位置関係を調整するための複数のライン遅
延回路及び複数のサンプル遅延回路が含まれている。ま
た、予測部3は、ブロック毎のパラメータwl−w35
を記憶し、テレビジョン走査と同様の順序でもって、予
測データを発生する。
Reference numeral 3 indicates a prediction unit, and field memories 4.5.6 are written with prediction data from the prediction unit 3, and each of the field memories 4 and 5.6 stores information on past three fields.
Image data (prediction data) of 1, -2, and -3 are stored. The prediction unit 3 is located near the pixel to be predicted and calculates a predicted value for the current pixel using 35 pieces of prediction data included in the past three fields and parameters W1 to W35. . For this reason, the prediction unit 3
Also includes a plurality of line delay circuits and a plurality of sample delay circuits for adjusting spatial relationships. Furthermore, the prediction unit 3 uses a parameter wl-w35 for each block.
and generate prediction data in an order similar to television scanning.

送信側で、本当の画像データでなく、予測データを使用
してパラメータを同定するのは、受信側における画像デ
ータの復元との同一性を硫保するためである。
The reason why the parameters are identified on the transmitting side using predicted data rather than real image data is to ensure the sameness with the image data restoration on the receiving side.

現フィールドにの画素データ(第5図A)に対する予測
値は、その前フィールドに−1の近傍の10画素のデー
タ(第5図B)、その前々フィールドに−2の近傍の1
5画素のデータ(第5図C)、その前々々フィールドに
−3の近傍の10画素のデータ(第5図D)の計35個
の画素データの線形1吹精合として求められる。
The predicted value for the pixel data in the current field (Fig. 5A) is the 10 pixel data in the vicinity of -1 in the previous field (Fig. 5B), and 1 in the vicinity of -2 in the field before that.
It is obtained as a linear one-shot precision of a total of 35 pixel data, including 5 pixel data (FIG. 5C) and 10 pixel data in the vicinity of -3 in the two fields before and after (FIG. 5D).

第5図A−第5図りにおいて水平方向の実線がフィール
ドk及びフィールドに−2において走査されるラインを
表し、水平方間の破線がフィールドに−1及びフィール
ドに−3において走査されるラインを表す。現フィール
ドにの画素データが含まれる位置のラインをyとして、
その上側に位置するラインをy+1とし、更にラインy
↑1の上1則に位置するラインをy+2としている。ラ
インyの下側に位置するラインは、夫々y−1、y−2
としている。
FIG. 5A - In the fifth diagram, the solid horizontal lines represent the lines scanned in field k and field-2, and the dashed horizontal lines represent the lines scanned in field-1 and field-3. represent. Let y be the line at the position where the pixel data in the current field is included,
The line located above it is y+1, and the line y
The line located in the upper law of ↑1 is y+2. The lines below line y are y-1 and y-2, respectively.
It is said that

第5図A〜第5図りにおいて垂直方向の実線が各フィー
ルドにおけるサンプリング(91iを示し、現フィール
ドにの画素データのサンプリング位置Xより1サンプル
前のサンプリング位置及びこれより2サンプル前のサン
プリング位置を夫々X−1、x−2としている。また、
サンプリング位置Xの後のサンプリング位置及びより後
のサンプリング位置を夫々X % l、xT2としてい
る。
In Figures 5A to 5, the vertical solid lines indicate sampling in each field (91i, which indicates the sampling position one sample before the sampling position X of pixel data in the current field and the sampling position two samples before this). They are X-1 and x-2, respectively. Also,
The sampling position after the sampling position X and the later sampling position are respectively defined as X % l and xT2.

現画素に対する予測データL(x、y)は、次式の線形
−吹精合で表される。
Prediction data L(x, y) for the current pixel is expressed by the following linear equation.

Ty (x、y)  =     wl X↑に−+ 
(x−2,y+1)÷W2XTll−4(x−1,y+
1)  + w3  x↑に−+  (x、y=1)+
W4×↑に−+ (x=1.II)  + w5 X↑
に−+ (×+2.y+1)−!−w5X↑に−+ (
x−2,y−1)  +w7 X Tk−+ (x−L
y−1)+w3x了に−+  (x、y−1)  +w
9  x Tk−+  (xd、y−1)↓wlOx 
T k−+ (x+2.y−1)” wll X r 
k−z (x−2,y+2)  本W12X T k−
Z (x−Ly+2)−4−w13X  ↑ k−z 
 (x、y+2)   −I−W 14 X  ↑ k
−z  (X二1.y=2)+ w15X rk−2(
x;2.y+2)  −1−w16x ”i’に−2(
x−2,y)−kw17x↑w−z (X−Ly)  
−j−w13x↑に−2(x、y)= w19X r 
k−2(x+1.y)  −1−w20x↑h−z (
x+2.y)+W21X↑h−z (x−2,y−2)
  4 W22X↑w−z (x−1,y−2)” w
23x T k−z (x、y−2)  ÷w24×↑
h−z (x+1.y−2)+W25X T t+−z
 (x:2.y−2)十W26X↑w−x (x−2,
y+1)  +W27X↑に−3(x−Lv+1)−4
−w28X↑h−:+  (x、y+1)  −1−w
29X L−i  (x;1.yd)’−w3QX f
 w−3(x;2.y+1)  + W31 X↑に−
:+  (x−2,y−1)−!−W32X↑w−y 
 (x−Ly−1)  +w33x↑に−1(x、y−
1)キW34×↑に−3(xTl、y−1)  + w
35X r k−1(x÷2.v−1)上述の予測式は
、現フィールドの画素に対する予測値を、最も相関が強
い近傍の画素を代表値として取り出し、この代表値に時
空間方間の補正を施して求めることを意味する。
Ty (x, y) = wl X↑−+
(x-2,y+1)÷W2XTll-4(x-1,y+
1) + w3 x↑−+ (x, y=1)+
W4×↑−+ (x=1.II) + w5 X↑
ni-+ (x+2.y+1)-! −w5X↑−+ (
x-2, y-1) +w7 X Tk-+ (x-L
y-1) + w3x - + (x, y-1) +w
9 x Tk-+ (xd, y-1)↓wlOx
T k-+ (x+2.y-1)" wll X r
k-z (x-2, y+2) Book W12X T k-
Z (x-Ly+2)-4-w13X ↑ k-z
(x, y+2) -I-W 14 X ↑ k
-z (X21.y=2)+w15X rk-2(
x;2. y+2) -1-w16x "i' to -2(
x-2,y)-kw17x↑w-z (X-Ly)
−j−w13x↑−2(x,y)=w19X r
k-2(x+1.y) -1-w20x↑h-z (
x+2. y)+W21X↑h-z (x-2, y-2)
4 W22X↑w-z (x-1, y-2)” w
23x T k-z (x, y-2) ÷w24×↑
h-z (x+1.y-2)+W25X T t+-z
(x:2.y-2) 10W26X↑w-x (x-2,
y+1) +W27X↑-3(x-Lv+1)-4
-w28X↑h-:+ (x, y+1) -1-w
29X Li (x; 1.yd)'-w3QX f
w-3(x;2.y+1) + W31 - to X↑
:+ (x-2, y-1)-! -W32X↑w-y
(x-Ly-1) +w33x↑ -1 (x, y-
1) Ki W34 x ↑ -3 (xTl, y-1) + w
35 This means that it is determined by applying the following corrections.

パラメータ同定部2は、ブロック化回路lからの参照デ
ータを用いて、最小自乗法によりパラメータをブロック
毎に同定する。つまO1現フィールドの成る画素の真値
■、は、上式で求められたこれと対応する画素の予測(
16↑5に予測誤差eが重畳されたものであるから、(
e−↑、−Ik)となり、この予測誤差の自乗用を所定
数の画素に関して最小にするようなパラメータw1〜w
35が後述するように計算される。
The parameter identification unit 2 uses the reference data from the blocking circuit 1 to identify parameters for each block by the least squares method. The true value of the pixel in the O1 current field is the predicted value of the pixel corresponding to this obtained by the above formula (
Since the prediction error e is superimposed on 16↑5, (
e−↑, −Ik), and the parameters w1 to w are such that the square of this prediction error is minimized for a predetermined number of pixels.
35 is calculated as described below.

この場合、■ブロックに含まれる全ての予測画素を用い
てパラメータW1〜w35を最小自乗法により計算すれ
ば、最高の精度が得られるが、回路規模が大きくなるの
で、複数サンプル毎の間引きにより得られた所定数の代
表点の画素を用いてパラメータw1〜w35の同定を行
うのが実際的である。
In this case, the highest accuracy can be obtained by calculating the parameters W1 to w35 using the least squares method using all predicted pixels included in the block. It is practical to identify the parameters w1 to w35 using a predetermined number of representative point pixels.

また、画面の周辺部でデータが存在しない所では、第6
図に示すように、画面内のデータa % hと同一のデ
ータが画面外にあるものとして代用すれば良い。或いは
、第6Mにおいて破線図示のように、1ライン内側で目
一つ2サンプル内側に寄った領域内で同定を行うように
しても良い。
In addition, in areas where there is no data at the periphery of the screen, the 6th
As shown in the figure, the same data as data a % h on the screen may be substituted as data outside the screen. Alternatively, as shown by the broken line in the sixth M, identification may be performed in a region that is one line inside and two samples inside.

面、現在のフィールドに対して過去の2フイールドの画
素データを用いても良く、そのときには、3次元運動モ
デルとして、定速贋運動モデルを表現することになる。
pixel data of two past fields may be used for the current field, and in that case, a constant speed fake motion model will be expressed as a three-dimensional motion model.

b、復号化装置 上述の符号化がなされた送信データを受信する復号化装
置は、第4図に示すように、フィールドメモリ24,2
5.26と、受信された各ブロックのパラメータw1〜
w35が供給されると共に、フィールドメモリ24.2
5.26から過去3フイールドのデータが供給される予
測部23とで構成される。この予測部23により復元デ
ータ即ちディジタルテレビジョン信号が形成される。受
信側で、ディジタルテレビジョン1言号を復元するため
に、パラメータW1〜w35の送信に先行して3フイ一
ルド分の初期(直が送信され、この初期値がフィールド
メモリ24.25.26の夫々に書き込まれる。予測部
23は、受信された各ブロックのパラメータを記・澄し
、予測部23からテレビジョン走査と同一の順序で予測
データが出力される。
b. Decoding device The decoding device that receives the encoded transmission data described above includes field memories 24 and 2 as shown in FIG.
5.26 and the parameters w1~ of each received block
w35 is supplied and the field memory 24.2
5.26 and a prediction unit 23 to which data of the past three fields is supplied. The prediction unit 23 forms restored data, that is, a digital television signal. On the receiving side, in order to restore one digital television word, an initial value for three fields is transmitted prior to the transmission of parameters W1 to W35, and this initial value is stored in the field memory 24, 25, 26. The prediction unit 23 records and clears the parameters of each received block, and the prediction unit 23 outputs prediction data in the same order as television scanning.

C,パラメータの同定 上述の送信側のパラメーター足部2においてなされるパ
ラメータW1〜w35の同定について、最小自乗法を用
いた方法の一例について以下に説明する。
C. Identification of Parameters An example of a method using the method of least squares for identifying the parameters W1 to w35 performed in the parameter leg 2 on the transmitting side described above will be described below.

前述の予/jIIlデータ了□ (x、y)を算出する
線形1吹精合の式は、現フィールドの1ブロツクに関し
て予測を行う場合、下記の行列式により表現できる。
The above-mentioned linear equation for calculating the prediction/jIII data (x, y) can be expressed by the following determinant when prediction is made for one block of the current field.

上式を行列とベクトルとによりまとめて表現すると、 〒−↑ ・W 但し、↑は、(mXn)次のベクトル、↑は、(m x
 n 、 35)の行列、Wは、35次のベクトルであ
る。(mXn)は、■ブロック内の全ての画素又は代表
点を表している。
Expressing the above equation together using a matrix and a vector, we get 〒−↑ ・W However, ↑ is the next (mXn) vector, and ↑ is (m x
The matrix W of n, 35) is a 35th order vector. (mXn) represents all pixels or representative points in the ■block.

一方、現フィールドの画素又は代表点のデータ(真値)
を並べてなるベクトルTは、(mXn)次のベクトルで
あり、eを(mXn)次の予/ItlI誤苓ヘクトルと
すると、 丁=j 十6=↑・W + e どなる。上式は、 e=1−丁・V^r となる。この予測誤差ベクトルeの自東和を最小Sこす
るパラメータWが求められる。上式は、下記のように変
形される。1日し、Tは、転置行列を示す。
On the other hand, the data (true value) of the pixel or representative point of the current field
The vector T formed by arranging is the (mXn)-order vector, and if e is the (mXn)-order hector, then the following equation is obtained. The above formula becomes e=1-cho・V^r. A parameter W that minimizes the sum of the prediction error vector e by a minimum value S is determined. The above formula is transformed as follows. 1 and T indicates the transposed matrix.

e”  e=(T−↑W )T(丁−↑W)−:r” 
 ’I−4”  ↑W −W”  T”  T =w丁
 ↑”7tw上弐で、e”  eを最小にするパラメー
タWは、次式を満足するものとなる。この式のム出は、
(り1(え)よ文献「システム同定部(発行所:社団法
人計測自動M’<10学会9発行日:昭和56年2月1
0日(初版))の第4章第11節2項に記載されている
e” e=(T-↑W)T(D-↑W)-:r”
'I-4' ↑W -W"T" T = w ding ↑ "7tw Upper 2, e" The parameter W that minimizes e satisfies the following formula.The output of this formula is
(Ri1(e)yo Literature "System Identification Department (Publisher: Incorporated Association of Instrumentation and Automation M'<10 Society 9 Publication date: February 1, 1982)
0 (first edition)), Chapter 4, Section 11, Paragraph 2.

W 、w=(↑7 ↑)−1丁TT このままでは、1ブロツクの(mxn)個の画素の場合
、(mxn、35)と言つ大きな行列を扱うことになり
、実1際的でない。従って、上式を小さい次数の行列及
びベクトルに直して処理する。
W, w = (↑7 ↑) - 1 block TT As it stands, in the case of (mxn) pixels in one block, a large matrix of (mxn, 35) will be handled, which is not practical. Therefore, the above equations are processed by converting them into matrices and vectors of small order.

即ち、(P−↑1 ・↑)の(35,35)の行列と、
(Q=T”  ・工)の35次のベクトルとを用いる。
That is, the (35, 35) matrix of (P-↑1 ・↑),
A 35th-order vector of (Q=T”・engineering) is used.

xl Tk−+  (X、−2,Vj ア1)了に−+
(Xi  −1+yi ;1)1□ ・・・↑に−+ (x、;2.yJ−1)  !二  
       二 ×Tw(xl、V、i) 上述のP及びQがパラメータ同定部2に供給される過去
の3フイールドの予測データから形成される。そして、
(P −’ Q)によりパラメータWが計算される。
xl Tk-+ (X, -2, Vj A1) End-+
(Xi -1+yi ;1)1□ ...↑-+ (x, ;2.yJ-1)! two
2×Tw(xl, V, i) The above-mentioned P and Q are formed from the prediction data of the past three fields supplied to the parameter identification section 2. and,
The parameter W is calculated by (P −' Q).

〔発明の効果] この発明は、過去数フィールドの画素データから現在の
動きを予測するものであり、従って、複数の動き物体の
各々の動き情報は、上記の画素データに含まれているの
で、動き量を伝送する必要がなく、■ブロック毎のパラ
メータ(予測のための係数)のみを伝送すれば良(、■
画素当たりの平均ビット数を極めて少なくできる。
[Effects of the Invention] This invention predicts the current motion from pixel data of the past several fields. Therefore, since the motion information of each of the plurality of moving objects is included in the above pixel data, There is no need to transmit the amount of motion, and only the parameters (coefficients for prediction) for each block need to be transmitted (,■
The average number of bits per pixel can be extremely reduced.

また、この発明では、動き補正を各画素のレベルの時間
的変化として捉えるので、動きベクトルの方向や速度に
依らない定速度運動(過去2フイールドのデータで表現
される)或いは定加速度運動(過去3フイールドのデー
タで表現される)といった運動モデルとして統一的に扱
えるので、単純に動きモデルかろのずれを補正するだけ
ですむ。
In addition, in this invention, since motion correction is regarded as a temporal change in the level of each pixel, constant velocity motion (expressed by the data of the past two fields) or constant acceleration motion (expressed by the data of the past two fields) is independent of the direction and speed of the motion vector. Since it can be handled uniformly as a motion model (expressed as three-field data), it is sufficient to simply correct the deviation of the motion model.

従って、この発明に依れば、圧縮率を高めることができ
る。
Therefore, according to the present invention, the compression ratio can be increased.

ま1こ、3次元的に補正がなされるので、ブロック歪や
アンカハードバンクグランドの問題を何ら生しない。
First, since the correction is performed three-dimensionally, problems such as block distortion and anchor hard bank ground do not occur.

史に、この発明は、予測イ系数としてのパラメータを最
小自乗法により同定する時に、1ブロツク毎の同定を行
うので、圧縮率が多少下がるが、受信側で復元された画
1象は、歪が小さく良好な画質のものとなる。
Historically, in this invention, when identifying the parameters as the predicted i series using the least squares method, the compression ratio decreases somewhat because the identification is performed for each block, but the image restored on the receiving side is not distorted. is small and has good image quality.

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

第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2し1は
プロ、り化回路の一例のブロック図、第3図はブロック
化の一例の説明に使用する略綿図、第4図はこの発明の
一実施例により符号化された伝送データを受信するため
の構成を示すブロック図、第5M及び第6図はこの発明
の一実施例の説明に用いる略綿図である。 図面5二おける主要な符号の説明 1ニブロック化回路、2:パラメータ同定部、3:予)
側音3,4. 5.6:フィールドメモリ。 代理人   弁理士 杉 浦 正 知 x−2x−1x  X+i  x÷2 第5第5 第A図C 第5図B 第5図D
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of an example of a block conversion circuit, Fig. 3 is a schematic diagram used to explain an example of block formation, and Fig. 4 is a block diagram showing a configuration for receiving encoded transmission data according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5M and 6 are schematic diagrams used to explain the embodiment of the present invention. Explanation of main symbols in Drawing 52 1: Niblocking circuit, 2: Parameter identification section, 3: Preliminary)
Lateral sounds 3, 4. 5.6: Field memory. Agent Patent Attorney Tadashi Sugiura Tomo x-2x-1x X+i x÷2 5th 5th Figure AC Figure 5B Figure 5D

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 過去の数フィールドの画素データを貯えるメモリと、現
在のフィールドを分割して得られるブロック内の画素デ
ータと上記メモリに貯えられている過去の数フィールド
の画素データであって、上記ブロックと対応するブロッ
ク内の画素データとから線形1次結合で規定される時空
間な関係式を規定するパラメータを同定する手段と、上
記ブロック毎に同定したパラメータに基づいて、上記過
去の数フィールドの画素データから上記現在のフィール
ドの画素データの予測を行う手段とを備え、上記同定さ
れたパラメータを伝送するようにしたことを特徴とする
高能率符号化装置。
A memory for storing pixel data of the past several fields, pixel data in a block obtained by dividing the current field, and pixel data of the past several fields stored in the memory, which correspond to the above block. means for identifying parameters that define a spatiotemporal relational expression defined by linear combination from pixel data in a block, and based on the parameters identified for each block, from pixel data of the past several fields. and means for predicting pixel data of the current field, and transmitting the identified parameters.
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