JPS63222593A - 画像情報のフレ−ム間符号化方式 - 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】 〔概　要〕 本発明は、ブロック単位でフレーム間予測誤差信号の有
効／無効を判断するフレーム間符号化方式において、有
効／無効の判定を人間の視覚の空間解像度に対応して行
なうようにするため、画像人力信号とフレーム間予測誤
差信号の空間周波数特性に視覚に対応した重みづけを行
ない、これに基づいて有効／無効の判定の閾値を可変制
御するよう構成することによって、ブロック歪を抑制し
て画質の向上を図った。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像情報のフレーム間符号化方式、特に、複
数個の画素からなるブロック単位でフレーム間予測誤差
信号の有効／無効を判断し、有効である場合にのみ当該
ブロックのフレーム間予測誤差信号を量子化・符号化し
て受信側へ伝送するフレーム間符号化方式に関する。

〔従来の技術〕

ブロック単位で処理を行なうフレーム間符号化方式では
、低ビツトレートでの伝送を行なう場合、ブロック単位
で有効か無効かを判断し、画面変化の大きい有効ブロッ
クのみフレーム間予測誤差信号を受信側へ伝送する方法
が帯域圧縮上効果的であり、一般に採用されている。

第５図は、従来におけるこの種の符号化方式の構成例を
示す。減算器１は画像信号と予測器２から与えられる予
測値とを基にブロックの各画素のフレーム間予測誤差を
求め、得られたブロック内のフレーム間予測誤差量を有
効／無効判定器３で閾値と比較し、閾値よりも大きい場
合にのみ有効であると判断し、当該ブロック内のフレー
ム間予測誤差信号を量子化器４及符号化器５により量子
化・符号化して受信側へ伝送すると共に、無効の場合に
は判定情報のみを受信側へ伝送するよう構成したもので
ある。

上記のように、ブロック内のフレーム間予測誤差量が一
定の値を超えたとき、即ちフレーム間における画像の動
きの大きいブロック部分についてのみ、当該ブロックの
フレーム間予測誤差を受信側へ伝送するよう構成すると
、全てのブロックについてフレーム間予測誤差を伝送す
る場合に較べ、帯域幅を圧縮することができる。

第６図は従来のフレーム間符号化方式の他の構成例を示
し、第５図の構成に直交変換器６と逆直交変換器７を付
加したもので、減算器１で得られたフレーム間予測誤差
信号を直交変換器６により二次元の空間周波数特性へ直
交変換し、この変換された空間周波数特性を量子化・符
号化して受信側へ伝送するように構成したものである。

このように直交変換を施すと、ブロック単位でフレーム
間予測誤差信号は二次元の空間周波数特性に変換される
ので、電カスベクトルの小さい高周波部分の伝送を省略
することができ、帯域圧縮率は更に向上する。なお、こ
の第６図の場合においても、各ブロックの有効／無効の
判断は有効／無効判定器３において第５図と同様に行な
われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来のフレーム間符号化方式における有効／無
効の判定は、有効／無効判定器３においてフレーム間予
測誤差信号の絶対値和または２乗和を求め、これを有効
／無効判定器３内に設定した固定値の閾値と比較するこ
とにより行なっていた。

しかしながら、この判定方法は閾値が固定化されている
ために、必ずしも人間の視覚の空間解像度特性に一致せ
ず、ブロック歪などの画質の低下を生ずるという問題が
あった。

本発明は上記事情に鑑み発明されたもので、画像信号お
よびフレーム間予測誤差信号の空間周波数特性に基づい
て有効／無効の判定の闇値を制御し、人間の視覚の空間
解像度特性に対応した有効／無効の判定を行ない得るフ
レーム間符号化方式を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のフレーム間符号化方式の原理を第１図に基づい
て説明する。

図中、符号１〜５で示す符号化装置部分は、第５図に示
した従来のものと同一構成になる。本発明は、このよう
な符号化装置において、画像信号処理器８と、誤差信号
処理器９と、制御器１０とを設けることにより実現され
る。

画像信号処理器８は、ブロック単位の画像信号を直交変
換して二次元の空間周波数特性に変換し、この変換され
た空間周波数特性の各周波数成分に人間の視覚の空間解
像度特性に対応した重みづけを行ない、この重みづけし
た空間周波数特性から当該ブロックの画像信号の荷重電
力Ｐ１を算出するものである。

誤差信号処理器９は、ブロック単位のフレーム間予測誤
差信号を直交変換して二次元の空間周波数特性に変換し
、この変換された空間周波数特性の各周波数成分に人間
の視覚の空間解像度特性に対応した重みづけを行ない、
この重みづけした空間層波数特性から当該ブロックのフ
レーム間予測瞑差信号の荷重電力Ｐ２を算出するもので
ある。

制御器１０は、前記荷重電力Ｐ１とＰ２の大きさに応じ
て有効／無効判定器３の判定の閾値Ｔ１を可変制御する
ものである。

〔作　用〕

画像信号が入力すると、画像信号処理器８はブロック単
位で該画像信号を直交変換し、二次元の空間周波数特性
に変換する。そして、この変換された空間周波数特性の
各周波数成分に対して、予め定めておいた人間の視覚の
空間解像度特性に対応した重みづけを行ない、この重み
づけされた空間周波数特性から当該ブロックの画像信号
の荷重電力Ｐ１を算出する。

他方、減算器１で得られたフレーム間予測誤差信号は、
誤差信号処理器９においてブロック単位で直交変換され
、上記と同様に二次元の空間周波数特性に変換される。

そして、この変換された空間周波数特性の各周波数成分
に対して、上記と同様にして人間の視覚の空間解像度特
性に対応した重みづけが行なわれた後、この重みづけさ
れた空間周波数特性から当該ブロックのフレーム間予測
誤差信号の荷重電力Ｐ２が算出される。

画像信号処理器８で得られた荷重電力Ｐ１と誤差信号処
理部９で得られた荷重電力Ｐ２は制御器１０に入力され
る。制御器１０は、荷重電力Ｐ１と荷重電力Ｐ２の値に
応じて有効／無効判定器３の判定のための閾値Ｔ１を変
える。これにより、有効／無効判定器３は人間の視覚の
空間解像度に対応した有効／無効の判定を行なうことが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第２図は本発明の第１の実施例を示す。この実施例は、
画像信号処理器８をコサイン変換器１１と荷重電力計算
器１２により、また誤差信号処理器９をコサイン変換器
１３と荷重電力計算器１４によりそれぞれ構成したもの
である。２つのコサイン変換器１１．１３は、それぞれ
画像信号およびフレーム間予測誤差信号をブロック単位
で時間軸表示から二次元の空間周波数表示へ直交変換す
る。荷重電力計算器１２．１４は、それぞれブロック単
位で直交変換された画像信号およびフレーム間予測誤差
信号の空間周波数特性の各周波数成分に対して人間の視
覚の空間解像度特性に対応した係数を掛けることにより
重みづけを行ない、この重みづけされた空間周波数特性
から当該ブロックにおける画像信号とフレーム間予測誤
差信号の荷重電力Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ算出するもので
ある。

上記構成においてその動作を説明すると、人力した画像
信号は、まずコサイン変換器１１によってブロック単位
、例えば８×８画素単位で直交変換され荷重電力計算器
１２へ入力される。荷重電力計算器１２に入力された変
換出力は、人間の視覚特性に対応した重みづけがなされ
た後、荷重電力Ｐ１が計算される。この荷重方法の例と
しては、第３図に示すような係数からなる重みづけ行列
Ｗ（Ｉ、　　Ｊ）が考えられる。すなわち、上記荷重電
力Ｐ１は、コサイン変換器１１からの変換出力をＣ（Ｉ
、Ｊ）とすると、Ｐ１＝Σ　Σ（Ｗ（Ｉ。

ｔ＋−＋　　Ｊ−！ Ｊ）ＸＣ（Ｉ、Ｊ）”）で与えられるものである。

第３図例の重みづけ行列Ｗ（Ｉ、Ｊ）の場合、係数＝１
で重みづけされた位置（○で囲んで示す）の周波数成分
が人間にとって最も解像度の高い周波数であることを示
している。従って、この重みづけ行列Ｗ（１，Ｊ）を掛
けて得られた荷重電力ＰＩは、人間の視覚に対応した重
みづけによって補正された荷重電力を与える。

他方、減算器１で得られたフレーム間予測誤差信号は、
ブロック単位でコサイン変換器１３によって直交変換さ
れ、その変換出力は荷重電力計算器１４に入力され、上
述したと同様の方法によって荷重電力Ｐ２が計算される
。

制御器１０は、荷重電力計算器１２．１４からの荷重電
力Ｐ１、’Ｐ２を受け、それぞれ所定の閾値Ｔ２．Ｔ３
と比較する。そして、ＰＬ＞Ｔ２で、かつＰ２＞７３の
とき有効／無効判定器３の閾値Ｔ１の値を下げ、また、
ＰＬ＜Ｔ２で、かつＰ２＜Ｔ３のとき有効／無効判定器
３の閾値Ｔ１の値を上げるよう制御する。

有効／無効判定器３は、フレーム間予測誤差信号のブロ
ック単位の絶対値和りを計算し、前記によって設定され
た閾値Ｔ１と比較し、Ｄ＞Ｔｌのとき有効、Ｄ≦Ｔ１の
とき無効と判定し、その判定情報を量子化器４と符号化
器５に送る。量子化器４と符号化器５は、有効／無効判
定器３から有効判定情報が与えられたときのみ、当該ブ
ロックのフレーム間予測誤差信号を量子化・符号化して
受信側へ伝送すると共に、無効の場合には判定情報のみ
を伝送する。

第４図は、本発明の第２実施例を示す。この実施例は、
第６図に示した直交変換器６と逆直交変換器７を備えた
符号化装置に本発明を適用した場合の例を示し、第６図
における直交変換器６としてコサイン変換器６Ａを、ま
た逆直交変換器７として逆コサイン変換器７Ａを採用す
ると共に、コサイン変換器６Ａを誤差信号処理器９の直
交変換器として兼用したものである。

〔発明の効果〕

本発明は上述したような構成と作用によって、画像信号
およびフレーム間予測誤差信号を直交変換することによ
りその空間周波数特性を求め、これに人間の視覚の空間
解像度特性に対応した重みづけを行なって有効／無効の
判定の閾値を可変制御するよう構成したから、人間の視
覚の空間解像度に対応した有効／無効の判定を行なうこ
とができ、ブロック歪を抑制して画質の向上を図り得る
という優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるフレーム間符号化方式の原理を示
す図、 第２図は本発明の第１の実施例を示す図、第３図は本発
明に用いられる重みづけ行列の例を示す図、 第４図は本発明の第２の実施例を示す図、第５図および
第６図は従来技術によるフレーム間符号化装置の構成を
示す図である。 １は減算器、２は予測器、３は有効／無効判定器、４は
量子化器、５は符号化器、６，６Ａは直交変換器（コサ
イン変換器）、７．７Ａは逆直交変換器（逆コサイン変
換器）、８は画像信号処理器、９は誤差信号処理器、１
０は制御器、ＰＩ。 Ｐ２は荷重電力、Ｔ１は有効／無効判定器の閾値である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個の画素からなるブロック単位でフレーム間予測誤
   差信号の有効／無効を判断し、有効である場合にのみ当
   該ブロックのフレーム間予測誤差信号を量子化・符号化
   して受信側へ伝送するフレーム間符号化方式において、 画像信号とフレーム間予測誤差信号のそれぞれをブロッ
   ク単位で直交変換して二次元の空間周波数特性を求め、 該得られたそれぞれの空間周波数特性に人間の視覚の空
   間解像度特性に対応した重みづけを行ない、 該重みづけされた２つの空間周波数特性からそれぞれの
   荷重電力（Ｐ１、Ｐ２）を算出し、該２つの荷重電力（
   Ｐ１、Ｐ２）の大きさに従って有効／無効の判定の閾値
   （Ｔ１）を可変制御することを特徴とする画像情報のフ
   レーム間符号化方式。