JPS63219270A - 画像符号化復号化伝送装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は画像符号化復号化伝送装置、特に入力画像情報
を低ビットレートで伝送する画像符号化復号化伝送装置
の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来の技術として、例えば１９８６年テレビジョン学会
全国大会の予稿集６−１９（第１５５頁）「低ビットレ
ート動画像伝送の画質改善に関する検討」に開示された
画像符号化復号化伝送装置かある。

第５図は従来の画像化符号化復号化伝送装置の送信部構
成を示すブロック図、第６図は受信部構成を示すブロッ
ク図である。

第５図において、（１）はブロック分割器、（２）はフ
レームメモリ、（３）は動き補償回路、（４）は動き適
応フィルタ、（５）符号化復号化回路、（６）は送信バ
ッファメモリである。

また、第６図は送信部に対応する受信部であり、（７）
は受信バッファメモリ　（８）は復号化回路、（９）は
フレームメモリ、（１０）は動き補償回路、（１１）は
受信動き適応フィルタである。

次に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換済デジタル画像
信号（１００）をブロック分割器（１）にである一定の
大きさＭ×Ｎ　（Ｍ、Ｎは整数）のブロック毎に分割し
入力ブロック信号（１０１）を生成する。

一方、フレームメモリ（２）は現入力ブロックの前フレ
ームの復号化ブロック信号（１０２）が記載されている
。

そして、動き補償回路（３）はブロック入力画像信号（
１０１）に対する予／ＩＩＩ＋画像信号（１ｏ３ａ）を
前フレーム復号化ブロック信号（１０２）を用いて生成
するものであり、前記Ｍ×Ｎプロツり単位で人力ブロッ
ク信号（１０１）と前フレーム復号化ブロック信号（１
０２）とのパターンマツチングを行い、パターン間の相
違度であるマツチング歪が最小となる前フレーム復号化
ブロック信号（１０２）を当該人力ブロック位置の予測
画像信号（１０３ａ）とするとともに、マツチング歪が
最小となった前フレーム復号化ブロック信号（１０２）
のブロック位置の当該入力ブロックに対する位置ずれを
動きベクトル（１０３ｂ）として検出する。この動きベ
クトル（１０３ｂ）は受信側に伝送され、受信側では、
受信動きベクトル情報（１０７ｂ）を用いて予測画像信
号（１１０）を生成する。

前記パターンマツチングの方法を以下に示す。

入力ブロック信号をＸ＝　ｆｘｌ・・・ｘＬ］　、前フ
レーム復号化ブロック信号をＸ−＝（ｘｉ’・・・ｘ　
Ｌ’１（Ｌ　＝Ｍ×Ｎ）とし、マツチング歪りを次式で
定義する。

ｌ。

Ｄ−Σ　ｌｘｉ　−ｘｉ’ｌ ｉ＝１ 但し、動きベクトル情報のエントロピー制御のため人力
ブロックと同位置の前フレームブロックとのマツチング
歪りがしきい値ＴＤ　　（固定値より小の場合、動きベ
クトルを０とする。すなわち、当該位置の前フレーム復
号化ブロック信号を予測信号とする。

次に、動き適応フィルタ（４）にて、前記予測信号（１
０３ａ）の平滑化処理を以下のように行う。前記動き補
償回路（３）により生成された予測画像信号（１０３ａ
）に対し、広域成分雑音除去を目的として動き適応フィ
ルタ（４）により平滑化を行う。第７図にフィルタに用
いる画素の配置を示す。着目する画素の値をＸ、隣接画
素４点の値をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄとすると、フィル
タ出力Ｘ′次式となる。

Ａ十Ｂ十Ｃ十Ｄ Ｘ　′　＝　α　φ　χ　十　　（１−α　）　　争　
　□ここで、フィルタ係数αは小さい程平滑化の効果が
強くなり、αが大きい程平滑化の効果は弱くなる。

第８図に動き適応フィルタの特性を示す。動きベクトル
は（前記動き補償回路（１０）で検出された動きベクト
ル（１２）の大きさが小さい場合、そのブロック静止領
域と見なせる。静止領域においては本来フレーム間差分
は小さい値となるが平滑化フィルタを予測信号にかける
ことによりフレーム間差分が増大するため、動きベクト
ル量が小さい場合には平滑化特性が弱くなるよう、係数
αを大きくする。逆に動きベクトル量が大きい場合は該
ブロックを動領域とみなし、強い平滑化特性とし雑音除
去を行う。

そして、動き適応フィルタ（４）で平滑化された予測画
像信号（１０４）との差分をとり、該差分信号をブロッ
ク符号化復号化回路（５）において、画素単位または大
きさｍＸｎのブロック単位（ｍ、ｎは整数）で、前記Ｍ
×Ｎブロックを小分割したブロックで符号化及び復号化
を行う。このとき、符号化復号化回路（５）では、前記
差分信号の大きさをブロック単位で表わした相違度と予
め設定されたしきい値との比較により、ブロック単位で
符号化を行うか否かを判断し後、前記有効ブロックのみ
符号化を行う。以下判別方法を以下に示す。

入力信号のブロックをＳ−＋ＳＬ・・・ＳＫＩ（Ｋ＝ｍ
Ｘｎ）　、予測画像信号のブロックを５−＝ｆｓ１°・
・・ＳＫ“）、差分信号の大きさを表す相違度ｄ１ブロ
ック識別しきい値をＴｈとし、次のように判定する。

ｄ≧Ｔｈの場合、有効ブロック （符号化を行うブロック） ｄ＞Ｔｈの場合、無効ブロック （画素補充とするブロック） 前記符号化復号化回路（５）から出力されるブロック符
号か情報と前記ブロックの判定結果を示す画素補充情報
からなる符号化情報（１０５ａ）は一旦送信バッファメ
モリ（６）に蓄えられ一定速度で送出される。一方、前
記ブロック符号化情報は前記ブロック符号化復号化回路
（５）内で復号化され、前記平滑化済予測画像信号（１
０４）との加算をとることにより再生画像信号（１０５
ｂ）を生成しフレームメモリ（２）へ記憶する。

なお、受信部の復号化動作は、−１二記送信側の符号化
復号化回路以降の動作と同様である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の画像符号化復号化伝送装置の動き補償回路は、以
上のように構成されているので、動きブロックの誤判定
の起りやすい単調なパターンを持つ領域では、実際には
静止領域でありながら動きベクトル検出時の誤判定によ
り動きベクトル量が大となり、予測画像信号に強い平滑
化がかかる。

そのため差分信号が増大し、その結果発生情報量が増大
するとともに再生画像において収束が遅くなる、または
収束しないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、入力画像の静止領域における動き補償の誤判
定を減少させ、平滑化フィルタによる画像劣化及び不必
要な発生情報量を削減することのできる画像符号化復号
化伝送装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る画像符号化復号化伝送装置は、動き補償
回路の入力信号ブロックと該ブロック同位置にある前フ
レーム信号ブロックとのマツチング歪かある値の動きベ
クトル検出しきい値より小の場合、当該ブロックの動き
ベクトルを０とする方式のもとて前フレーム符号化時の
発生情報量により前記動きベクトル検出しきい値と動き
適応平滑化フィルタの特性を制御するものである。

［作用］ 発生情報量の大きさにより入力画像の動き量を推定し、
発生情報量が小の場合静止状態とみなし、動き補償回路
においてマツチング歪に対する動きベクトル検出しきい
値を発生情報量が大のとぎに比べ高くする。その結果、
静止領域において検出される動きベクトルは０となりや
すくなり、該動きベクトルが０となったブロックでは動
き適応フィルタの平滑化作用が弱くなる。またこのとき
動きベクトルか誤判定された場合においても、動き適応
フィルタの平滑化特性を弱くすることになり静止領域に
対する平滑化フィルタの弊害を低減する。

［実施例］ 以下、本発明による好適な一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図及び第２図には反発量に係る画像符号化復号化伝
送装置の送信部及び受信部のブロック構成か示されてい
る。

図において、第５図及び第６図は従来例と同一部分には
同一符号を付し説明を省略する。

第５図に示されるように、送信部には、送信バッファメ
モリ（６）に一時記憶された発生情報量（１０６ｂ）を
動き補償回路（３）及び動き適応フィルタ（４）に前フ
レーム発生情報Ｅｍ（１２０）として出力するラッチ回
路（２０）が設けられている。

そして、動き補償回路（３）にて、前記前フレ一ム発生
情報量　（１２０）が小さい程、しきい値を高くするよ
うにしきい値制御を行い、動き適応フィルタ（４）にて
前フレーム発生情報量（１２０）に甚づいて平滑化処理
の特性を動きベクトル（１０３ｂ）の大きさが小さい程
平滑化作用が弱くなるように制御するとともに、前記前
フレーム発生情報量　（１２０）が小さい程平滑化作用
が弱くなるように制御するように構成されている。

次に、動作について説明する。第１図において、送信バ
ッファメモリで（６）符号化フレーム中に発生した発生
情報量（１０６ｂ）をカウントし、ラッチ回路（２０）
で次回符号化時に前フレーム発生情報量（１２０）とし
て動き補償回路（３）及び動き適応フィルタ（４）へ出
力する。第３図に動き補償回路におけるマツチング歪に
対する動きベクトルしきい値制御の一実施例を示す。

第３図において、発生情報Ｂ（１２０）が小さい程動き
しきい値ＴＤを高くすることにより動き補償回路（３）
において検出される動きベクトルが０になりやすくなる
ようにする。動きベクトルかＯとなったブロックでは動
き適応フィルタ（４）の平滑化特性が弱いか、あるいは
平滑化を行わないので入力信号との差分信号は増大しな
い。また、動き適応フィルタ（４）では、前記発生情報
量（１２０）により動きベクトル量対平滑化係数特性を
切替える。

第４図に動き適応フィルタ特性の一実施例を示す。発生
情報Ｊｕ（１２０）が小の場合、弱い平滑化特性とする
。このことによって、前記動き補償回路（３）での検出
動きベクトルが誤判定により大きいベクトルとなった静
止領域のブロックにおいても弱い平滑化特性となり、該
ブロックと入力信号との差分信号の増大を抑えることが
できる。

上記の動作は発生情報量（１２０）が小さい場合前記動
き補償回路（３）及び動き適応フィルタ（４）の効果を
減少させることにより動領域での画品質劣化を伴なうか
、入力画像が静止状態とみなせる場合には大部分が静止
領域であり、この静止領域での無効ブロック化による発
生情報量抑圧及び再生画像の収束を速くすることのメリ
ットの方か大きい。

一方、第２図において、受信バッファメモリは受信情報
を用いて伝送制御情報によりフレーム区切りを検出しフ
レーム単位の発生情報量　（１０７Ｃ）をカウントする
。この発生情報量をラッチ回路（２１）により記憶し、
次回受信フレーム時に前フレーム発生情報量（１０７ｃ
）として受信部動き適応フィルタ（１１）に入力するこ
とで送信側と同一の動作を行う。

なお、上記実施例では、動き補償回路と動き適応フィル
タの制御に発生情報量を用いたが、符号化復号化回路条
件付画素補充判定しきい値と前記発生情報量との組合せ
を用いる方法でも良く、また、前記発生情報量の代わり
に１フレ一ム内符号化画素数を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば動き補償回路の動きベ
クトル検出しきい値と動き適応フィルタの平滑化係数を
発生情報量を用いて制御する構成にしたので、静止領域
での無駄情報量の発生を低＝　１５− 減し再生画像での収束を高速化する効果かある。

【図面の簡単な説明】

図において、第１図はこの発明の一実施例による画像符
号化復号化装置の送信部構成図、第２図はこの発明の一
実施例による画像符号化復号化装置の受信部構成図、第
３図はこの発明の一実施例による動き補償回路の動きベ
クトルしきい値特性図、第４図はこの発明の一実施例に
よる動き適応フィルタの平滑化係数の特性図、第５図は
従来の画像？〕号化復号化装置の送信部構成図、第６図
は従来の画像符号化復号化装置の受信部構成図、第７図
は従来の動き適応フィルタの参照画素の配置図、第８図
は従来の動き適応フィルタの平滑化係数の特性図である
。 図において、（３）及び（１０）は動き補償回路、（４
）及び（１１）は動き適応フィルタ（２０）及び（２１
）はラッチ回路である。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。 第６図 Ａワ７ 第８図 蛎ざヘクトル１【 手続補正書　。自え、 昭和　　年　　月　　日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）デジタル画像入力信号を符号化伝送する送信部と
   、該送信部に対応する受信部と、を有する画像符号化復
   号化伝送装置において、 前記送信部は、フレーム毎にデジタル画像入力信号を所
   定量のブロック（Ｍ×Ｎ画素単位）（但し、Ｍ、Ｎは整
   数）に分割しブロック毎に入力ブロック信号を出力する
   ブロック分割器と、現入力ブロックの１フレーム前の復
   号化ブロック信号を記憶するフレームメモリと、前記フ
   レームメモリから現入力ブロックと同位置にある復号化
   ブロック信号を読み出し、該復号化ブロック信号と現入
   力ブロック信号との相違度を演算し、該相違度と予め設
   定されたしきい値との比較を行い、前記相違度がしきい
   値以下の時には前フレームのブロックと現入力ブロック
   に対する位置ずれ度である動きベクトルを０とするとと
   もに、復号化ブロック信号に基づいて予測信号を生成し
   、また、前記相違度がしきい値以上の時には前記フレー
   ムメモリの復号化ブロック信号から現入力ブロック位置
   から所定範囲内での相違度が最小となる復号化ブロック
   信号を選択して予測信号を生成するとともに、動きベク
   トルを算出する動き補償回路と、前記動きベクトルによ
   り、前記予測信号の平滑化処理を行う適応フィルタと、
   平滑化処理済の予測信号の符号化を行い符号化信号を送
   信データとして出力するとともに、該符号化信号を条件
   付画素補充により復号化し、前記フレームメモリに復号
   化信号を出力する符号化復号化回路と、前記符号化信号
   を一時記憶してフレーム毎に送信データとして出力する
   送信バッファメモリと、を含み、 前記受信部は、受信信号を一時記憶する受信バッファメ
   モリと、受信した動きベクトルに基づいて予測信号を生
   成する受信部動き補償回路と、前記予測信号に対して前
   記受信した動きベクトルとにより平滑化処理を行う受信
   動きフィルタと、平滑化処理済予測信号と受信した符号
   化情報により再生信号を生成する復号化回路と、該再生
   信号を記憶するフレームメモリと、を含み、 前記送信部において、前記送信バッファメモリに一時記
   憶される符号化情報量をフレーム毎にカウントし、該発
   生情報量を前フレーム発生情報量として前記動き補償回
   路及び動き適応フィルタに出力するラッチ回路を設け、 前記動き補償回路において、前記前フレーム発生情報量
   が小さいほど前記しきい値を高くするようにフレーム単
   位で前記しきい値制御を行い、前記動き適応フィルタは
   、動きベクトル及び前記前フレーム発生情報量が小さい
   程平滑化作用が弱くなるように平滑化処理特性制御を行
   い、前記受信部において、受信バッファメモリに一時記
   憶される受信情報量をカウントし、該受信情報量を前記
   受信動き適応フィルタに出力するラッチ回路を設け、 前記受信動き適応フィルタは予測信号に対して受信動き
   ベクトル及び前記受信情報量に基づいて平滑化処理を行
   うことを特徴とする画像符号化復号化伝送装置。
2. （２）前記送信部及び受信部の動き補償回路及び動き適
   応フィルタにおいて、前記情報量又は受信情報量に符号
   化画素数を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の画像符号化復号化伝送装置。