JPS63274282A - 直交変換符号化方式およびその装置 - Google Patents

直交変換符号化方式およびその装置

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JPS63274282A
JPS63274282A JP62108258A JP10825887A JPS63274282A JP S63274282 A JPS63274282 A JP S63274282A JP 62108258 A JP62108258 A JP 62108258A JP 10825887 A JP10825887 A JP 10825887A JP S63274282 A JPS63274282 A JP S63274282A
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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） 本願発明は、直交変換を用いた動画像信号の符号化方式
およびその装置に関する。
（従来の技術） 従来、高能率符号化の一手法である直交変換は、ウェン
ーシアン　チェ２（ＨＥＮ−１１ｓＩＵＮＧ　ＣＨＥＮ
　）らによる論文ｒ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃｏｄｉｎａ
　ｏｆ　ＭｏｎｏｃｈｒｏＩｌｅａｎｄ　Ｃｏ１ｏｒ　
Ｉｍａｃ＋ｅｓ」（ＩＥＥＥ　ＴＦｔＡＮＳＡＣＴＩＯ
ＮＳ　ＣＯ）４ＭＯ−ＮＩＣＡＴＩＯＮＳ、　ＶＯＬ、
　ＣＯＭ　−２５，ｋｌｌ、　ＮＯＶＥＭＢＥＲ１９７
７）に記載の方法などが用いられていた。
（発明が解決しようとする問題点） 従来の直交変換などを用いた符号化においては、入力の
動画像信号の動きが激しくなると発生する情報が急激に
増加して符号化の速度と伝送路の伝送速度との整合が取
れなくなるから、やむをえず符号化を停止し情報の発生
を抑える場合があった。
この様に符号化が停止された場合には、符号化した画像
に不連続が生じ、動きが不自然になり非常に目障りであ
った。
（問題点を解決するための手段） 本願の第１の発明によれば、直交変換を用いて動画像信
号の符号化を行うにあたり、画面内の動きの面積の割合
により、直交変換により得られた信号をあらかじめ定め
られた帯域に制限をすることを特徴とする直交変換符号
化方式が得られる。
また本願の第２の発明によれば、直交変換を用いて動画
像信号の符号化を行う装置であって、入力の動画像信号
から動きの面積の割合を判定する手段、該判定手段の結
果から帯域制限の指示をする手段、前記入力の動画像信
号を直交変換し第一の動画像信号を得る手段、該第一の
動画像信号を前記帯域制限の指示により帯域制限をし第
二の動画像信号を得る手段、該第二の動画像信号および
予測信号により第三の動画像信号を得る予測手段、該第
三の動画像信号を量子化する手段、該量子化手段の出力
および前記予測信号により局部復号信号を発生する手段
、該局部復号信号を１フレーム時間だけ遅延させて前記
予測信号として出力するフレームメモリー、前記量子化
手段の出力を可変長符号化する手段、該可変長符号化手
段の出力を伝送路の速度と整合させるバッファーメモリ
ーとを備えることを特徴とする直交変換符号化装置が得
られる。
（作用） 従来の直交変換などを用いた符号化においては、入力の
動画像信号の動きが激しくなったときには、一時的に符
号化を停止し過大な情報の発生を抑え、符号化の速度と
伝送路の速度の整合を取っていた。
しかしながらこの様な方法では、符号化が停止された時
に符号化画像に不連続が生じるから動きが不自然になり
非常に目障りであった。
本ｍ発明によれば、直交変換などを用いた符号化におい
て、まず動画像信号内の動き領域の判定を行う、この方
法は既にいくつか知られている。
例えば特願昭５９−１９４１１０号明細書「動画像信号
の動静分離装置」にあるように、画面をある大きさのブ
ロックに分割しブロック内の各画素のフレーム差分値の
絶対値をブロック内で加算し、この加算結果と定められ
た閾値との大小比教により、該ブロック判定を行う方法
がある。あるいは、グラジェント法と呼ばれる方法を用
いて、フレーム内の璋度勾配とフレーム差分値から、画
素単位の動ベクトルを求め、この動ベクトルがゼロでな
い画素の集合をもって、動き領域とすることができる。
本発明においては、動静分離の方法は、いずれの方法で
も構わない。
つぎに、動きが大きい画像の場合には帯域制限を行い動
き部分の高域成分のある定められた成分を削除して符号
化する。これは、視覚特性を利用したもので、人間の目
は、動いている物の細かい柄などは少々解像度が低くて
も気がつかないという点、すなわち細かい柄となる高域
成分をある程度削除しても気がつかないという点を利用
したものである。
動き領域の判定によって求められた動き領域が画面を占
める割合に応じて、入力の動画像信号あるいは、直交変
換された信号の帯域制限を行う。
ブロック内の画像信号を直交変換した結果例えば第１図
Ａに示すように周波数的に見て左上の直流成分から始り
右下の方にいくにつれて高域成分となって行くとする０
画像が静止しているとき、あるいは動きが非常に少ない
ときは、発生する情報が非常に少ないので第１図のＡに
示すようにブロックの左上の直流成分から右下の高域成
分を全て符号化する。中ぐらいの動きのときには、発生
する情報が多くなって来るので第１図のＢに示すように
斜線部分の高域成分を削除し左上の信号のみ符号化する
。動き面積が非常に大きい場合には、発生する情報が非
常に多いので第１図Ｃに示す斜線部分の高域成分を削除
し左上の三角に含まれている低域成分の信号のみ符号化
する。この様に動領域の面積に応じて高域成分の削除を
適応的に行って帯域制限を実行する０本ｍ発明では、こ
のようにして過大な情報の発生を抑え符号化の停止を防
止し符号化された画像に動きの不連続が生じない様にす
る。
（実施例） 次に第２図、第３図、第４図および第５図を参照しなが
ら本願発明の実施例を詳細に説明する。
第２図は本願の第２の発明の一実施例を示すブロック図
である０本願の第２の発明は本願の第１の発明の方式を
具体化した装置であるから、第１の発明も第２の発明に
併せて以下に説明する。入力の動画像信号は、１１１０
を介して走査変換器１と同期分離器２に供給される。走
査変換器１は、入力の動画像信号を、ある定められた大
きさのブロックに走査変換する。走査変換器１の出力は
、線１３を介して直交変換器３と動静分離器６に供給さ
れる。また走査変換器１は、ブロックの先頭を示すタイ
ミング信号を遅延器８に供給する。同期分離器２は、入
力の動画像信号から同期を分離し、分離された同期を基
にフレームの先頭を示すフレームパルスを発生して線２
７を介して制御回路７に供給する。直交変換器３は、走
査変換器１から供給されたブロック化された信号を直交
変換し、フレームメモリー４に供給する。動静分離器６
は、走査変換器１から供給されたブロック化された信号
に含まれている各画素のフレーム差分値の絶対値をブロ
ック内で加算し、この加算結果と定められた閾値との大
小比較により、そのブロックの動静判定を行う、動静分
離器６の出力の動静信号は、ｌｌ６７を介してｉ！ｉｇ
御回路子回路７される。
制御回路７は、第３図に示すようにカウンター７１と判
定回路７２で構成されている。カウンター７１は、線２
７を介して供給されたフレームの先頭を示すフレームパ
ルスによりフレームの始りでリセットを行い、ｌｌ６７
を介して供給された動静信号が動のときのみカウントす
る。カウンター１１の出力は、判定図Ｒ７２に供給され
る０判定回路１２は、線２１により供給されたフレーム
パルスのタイミングでカウンター７１から供給された動
ブロックの数を示す信号を取込む０判定回路７２に取込
まれた今から符号化するフレームの動ブロックの数を示
す信号は、あらかじめ定められたいくつかの閾値との比
較を行い第１図にて例示したように帯域制限の幅を決め
る０例えば、静止または、動きが非常に少ないときには
帯域幅を広く取る信号を出力する。動きが中ぐらいのと
きには、中ぐらいの帯域制限を行う信号を出力する。動
き面積が非常に大きい場合には、帯域幅を狭くする信号
を出力する０判定回路１２で決定された帯域制限の幅を
示す信号は、制御回路７の出力としてｌｌ７５を介して
帯域制限器５に供給される。
第２図に戻る。フレームメモリー４は、直交変換器３か
ら供給された信号を帯域制限の幅を決定するのに要する
時間に相当するおよそ１フレーム時間遅延しｗＡ４５を
介して帯域制限器５に供給する。
つぎに遅延器８は、走査変換器１から供給されたタイミ
ング信号を直交変換に要する時間とフレームメモリーの
遅延を加えた時間だけ遅延させ線６５を介して帯域制限
器５に供給する。
帯域制限器５は、第４図に示すようにカウンター５１．
ＲＯＭ　（リードオンリーメモリー）５２及び選択器５
３により構成されている。ｆｉ４５を介して帯域制限器
５に供給された信号が、例えば８サンプル×８う・イン
のブロックで直交変換され、第５図に示すような０番か
ら６３番の順序で送られてきたとする。この場合０番が
直流成分で数が大きくなるに従って高域成分となり、６
３番が最も周波数の高い成分とする。カウンター５１は
、線６５を介して供給されたブロックの先頭を示すタイ
ミング信号によりリセットされサンプル毎にカウントア
ツプして０から６３までのカウントを行う、カウンター
５１の出力は、ＲＯＭ　５２のアドレス入力に供給され
る。ＲＯＭ５２は、動き面積に対応して帯域制限を行う
ための選択信号をあらかじめ書込んでおく。
例えば、帯域を広く取るものとしては、０から６３の間
全部に対して１を出力する様にする。中ぐらいの帯域に
する場合には、０から３５までのアドレスが選ばれてい
るときに１を出力し、３６から６３のアドレスが選ばれ
たときには、Ｏを出力するようにする。また、帯域を狭
くする場合のものは、０から１４までは、１を出力し、
１５から６３までは０を出力するようにする。ＲＯＭ５
２は、線７５を介して供給された帯域制限の幅を示す信
号およびカウンター５１から与えられたアドレスに従っ
て、あらかじめ書込んでおいた選択信号を出力する。Ｒ
ＯＭ５２の出力は、選択器５３に供給される０選択器５
３は、ＲＯＭ　５２から供給された選択信号が１のとき
には、＠４５を介して供給された信号をそのまま出力す
る。
選択信号が０のときには、出力の信号をＯに置き換えて
出力する０選択器５３の出力は帯域制限器５の出力とし
て線５９を介して減算器９に供給される。
この様に高域成分の信号を０に置き換えることにより帯
域制限を行うことができる。ここでは、３種類の動きの
大きさについての動作を述べたが、動きの種類をもっと
きめ細かく分け、帯域制限幅の８！類を増やすことによ
り発生する情報を、より滑らかに制御することができる
。また帯域制限の方法としては、別の方法でも構わない
、また、帯域制限器５をＡ点に置いて説明したが、この
他にも帯域制限器５を置ける所がいくつかあるので簡単
に説明する１例えば、■Ｂ点のみ、■Ａ点と０点、■Ａ
点とＥ点、０８点とＤ点、■Ｂ点のみ、０２点のみ、以
上に示した位置に帯域制限器うを置き換えることも可能
である。なお、符号化ループ内の０点、Ｄ点、Ｅ点のい
ずれを含む点で帯域制限を行う場合には、帯域制限の幅
を示す信号を受信側に送る必要がある。
第２図に戻る。減算器９は、１１５９を介して帯域制限
器５から供給された信号と線１２９を介してフレームメ
モリー１２から供給される予測信号の減算を行い出力と
して予測誤差信号を量子化器１０に供給する。ｆｉ子化
器１０は、減算器９から供給された予測誤差信号を量子
化し、加算器１１と可変長符号器１３に供給する。加算
器１１は、量子化器１０がら供給された信号とフレーム
メモリー１２から供給される予測信号とを加算し、局部
復号信号を得る。加算器１１で得られた局部復号信号は
、フレームメモリー１２に供給される。フレームメモリ
ー１２は、加算器１１から供給された局部復号信号をお
よそ１フレーム時間遅延し予測信号として減算器９と加
算器１１に供給する。つぎに、可変長符号器１３は、量
子化器１０から供給された信号をハフマン符号などの効
率のよい符号を用いて可変長符号化し、バッファーメモ
リー１４に供給する。バッファーメモリー１４は、可変
長符号器１３から供給された可変長符号を伝送路の速度
と整合を取りながら線１４０を介して伝送路に出力する
。
（発明の効果） 以上に詳しく説明したように、本願発明の直交変換符号
化方式およびその装置では、直交変換を用いた動画像信
号の符号化においては、動画像の動き面積に対応して適
応的に符号化する信号の帯域幅を変化させ帯域の制限を
行うことにより急激な情報の発生を抑え、符号化の停止
による不連続を無くし動きの滑らかな符号化を行うこと
ができる。この様に本願発明を実用に供すると動画像の
符号化における画質改善の効果はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本願発明の詳細な説明する図、第２図は本願の
第２の発明の一実施例を示すブロック図、第３図はその
実施例における制御回路の構成を示すブロック図、第４
図はその実施例における帯域制限器の構成を示すブロッ
ク図、第５図はその実施例における直交変換器で直交変
換する際のブロック構成を例示する図である。 １・・・走査変換器、２・・・同期分層器、３・・・直
交変換器、４・・・フレームメモリー、５・・・帯域制
限器、６・・・動静分離器、７・・・制御回路、８・・
・遅延器、９・・・減算器、１０・・・量子化器、１１
・・・加算器、１２・・・フレームメモリー、１３・・
・可変長符号器、１４・・・バッファーメモリー、５１
・・・カウンター、５２・・・ＲＯＭ、５３・・・選択
器、７１・・・カウンター、７２・・・判定回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）直交変換を用いて動画像信号の符号化を行うにあ
    たり、画面内の動きの面積の割合により、直交変換によ
    り得られた信号をあらかじめ定められた帯域に制限をす
    ることを特徴とする直交変換符号化方式。
  2. （２）直交変換を用いて動画像信号の符号化を行う装置
    であって、入力の動画像信号から動きの面積の割合を判
    定する手段、該判定手段の結果から帯域制限の指示をす
    る手段、前記入力の動画像信号を直交変換し第一の動画
    像信号を得る手段、該第一の動画像信号を前記帯域制限
    の指示により帯域制限をし第二の動画像信号を得る手段
    、該第二の動画像信号および予測信号により第三の動画
    像信号を得る予測手段、該第三の動画像信号を量子化す
    る手段、該量子化手段の出力および前記予測信号により
    局部復号信号を発生する手段、該局部復号信号を１フレ
    ーム時間だけ遅延させて前記予測信号として出力するフ
    レームメモリー、前記量子化手段の出力を可変長符号化
    する手段、該可変長符号化手段の出力を伝送路の速度と
    整合させるバッファーメモリーとを備えることを特徴と
    する直交変換符号化装置。
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EP0412713A2 (en) * 1989-08-05 1991-02-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Picture coding method

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