JP2000023165A

JP2000023165A - 動画像符号化装置及び方法

Info

Publication number: JP2000023165A
Application number: JP18673698A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Iwata; 憲一岩田; Hiromi Watanabe; 浩已渡辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】動画像のノイズ低減に使用するフレームメモリ
の削減と動きに適応した高画質化する。【解決手段】動き補償フレーム間予測符号化装置におい
て、フレームメモリ１１０を用いたフレーム間予測フィ
ードバックループ内に係数乗算器１５を設けることによ
り、符号化フレームと既に符号化された参照フレームと
の予測誤差出力を低減させ、符号化画像の画質を向上さ
せる。また、符号化時の動き検出情報を用いて係数乗算
器を制御することで、視覚特性を考慮した画質改善が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像符号化装置お
よび方法に関係し、特に動き補償フレーム間予測符号化
における動画像の高画質化に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像データを伝送又は蓄積する場合、
データ量削減のために情報の冗長さを圧縮した符号化が
行われる。情報の冗長さを圧縮する動画像符号化方式と
して、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部
門）からＨ．２６１やＨ．２６２が、ＩＳＯ（国際標準
化機構）からＭＰＥＧ１（１１１７２−２）やＭＰＥＧ
２（１３８１８−２）が勧告されている。これらは、動
き補償フレーム間予測による時間的情報圧縮、離散コサ
イン変換（ＤＣＴと略称）による空間的情報圧縮、符号
出現確率による可変長符号情報圧縮を組み合わせたハイ
ブリッド符号化方式である。

【０００３】時間的冗長性の削減は時間的に連続する画
像フレーム間の差分を符号化することにより実現する。
時間的に連続した画像フレームは相関が強く、各画像フ
レームを符号化するよりも画像フレーム間の差分値を符
号化した方が信号のダイナミックレンジが狭くなり、発
生符号量は少なくて済む。また、空間的冗長性の削減
は、ＤＣＴによる直交変換した後、ＤＣＴ係数を量子化
することで実現する。

【０００４】このように時間的相関と空間的相関を利用
した動画像符号化方式は非可逆符号化であり、符号化ビ
ットレートによらず安定的に符号化動画像の画質を高め
るには、符号化器前段で発生符号量を抑制するような前
処理が不可欠である。

【０００５】動画像符号化の前処理として、動画像の時
空間相関を利用したノイズ除去が知られている。時間方
向の相関を利用したノイズ低減回路としては、ノイズリ
デューサがある。これは画像入力信号をフレーム周期毎
に平均化して画質を改善する。例えば、映像情報メディ
ア学会編のテレビジョン画像情報工学ハンドブック９０
１ページに高画質化回路として述べられている。

【０００６】図２は、従来知られているノイズリデュー
サを設けた動画像符号化装置である。入力画像信号はノ
イズリデューサ２１によりノイズ低減されメモリ２２に
蓄積され、順次動画像符号化装置２３で符号化される。
ノイズリデューサ２１は、巡回形ディジタルフィルタで
構成される。ノイズリデューサ２１への画像入力信号を
Ｘ（ｔ）、ノイズリデューサ出力をＹ（ｔ）、フレーム
メモリ２１４に格納されている１フレーム時間前のフレ
ーム信号をＹ（ｔ−１）とすと、減算器２１１出力はフ
レーム差分信号Ｘ（ｔ）−Ｙ（ｔ−１）として表せる。
このフレーム差分信号は係数乗算器２１３により所定の
係数（Ｋ）倍（０≦Ｋ≦１）され、減算器２１２によっ
て画像入力信号と差分演算される。ノイズリデューサの
出力Ｙ（ｔ）はＹ（ｔ）＝Ｘ（ｔ）−Ｋ×（Ｘ（ｔ）−Ｙ（ｔ−１））Ｙ（ｔ）＝（１−Ｋ）×Ｘ（ｔ）＋Ｋ×Ｙ（ｔ−１）と表せる。

【０００７】ノイズリデューサ出力Ｙ（ｔ）は入力画像
信号Ｘ（ｔ）と１フレーム遅延した画像Ｙ（ｔ−１）と
直線補間により内挿された画像になる。これにより、動
画像をフレーム周期ごとに平均化し、時間的なノイズを
除去できる。

【０００８】係数乗算器２１３の係数Ｋの値は、フレー
ム間の差分信号（Ｘ（ｔ）−Ｙ（ｔ−１））により決定
する。動き判定部２１５においてフレーム間差分信号が
小さな値であるときは、静止部におけるノイズとみな
す。逆にフレーム間差分信号が大きい場合には動きがあ
ると判定する。静止部と判定された場合には、Ｋを１に
近づけノイズ除去を行い画質の改善が可能である。一
方、動きがあると判定された場合にはＫ→０として入力
信号Ｘ（ｔ）をそのまま出力し雑音低減はあきらめる。
ノイズリデューサ２１では、入力する画像信号をフレ
ーム間で平均化することにより入力信号の急峻な変化を
抑え、静止部においてフレーム間差分が低減されるの
で、後段の動画像符号化装置における発生符号量を小さ
くする。

【０００９】動画像符号化装置２３では、符号化する画
像フレーム（以下、符号化フレーム）は複数のブロック
に分割され（以下、マクロブロックと呼ぶ）、マクロブ
ロック毎にフレームメモリ２３８に蓄積された時間的に
前後する画像フレーム（以下、参照フレームと呼ぶ）を
参照しながら符号化される。参照フレームを使用して参
照フレームとの差分を符号化するインターモード、フレ
ーム間予測を用いないでそのまま符号化するイントラモ
ードがあり、符号化制御部２３３が切替え器２３２を切
り替え、イントラモードとインターモードの一方を選択
する。

【００１０】マクロブロック信号は、動き補償部２３９
に入力され、フレームメモリ２３８に蓄積されている参
照フレームから、上記マクロブロックと同じ大きさの複
数の参照マクロブロックを切り出し、マクロブロックに
最も類似した最適参照マクロブロックを検出する。マク
ロブロックと最適参照マクロブロックとの画面上の２次
元的な変位は動きベクトルとして可変長符号化部２３５
に出力される。また、検出された最適参照マクロブロッ
ク信号は、減算器２３１に入力される。減算器２３１で
は、マクロブロックと最適参照マクロブロックの画素毎
の差分信号（以下、予測誤差信号）を生成し、変換量子
化部２３４でＤＣＴ変換し、空間周波数成分の係数を量
子化する。可変長符号化部２３５では、量子化された空
間周波数係数と、イントラ／インター符号化情報、動き
ベクトル情報などの付帯情報を合わせて可変長符号化す
る。得られた符号列は出力バッファに蓄積され、出力ビ
ット量を平坦化し出力される。符号化制御部２３３は出
力バッファを監視し、変換量子化部２３４の量子化精度
を制御して発生符号量を抑える。

【００１１】また、変換量子化器２３４からのブロック
信号は、逆量子化逆変換器２３６に入力される。逆量子
化と逆ＤＣＴ変換を行い、空間周波数成分の係数から、
実画像の予測誤差信号を再生する。イントラモードの場
合にはそのまま、インターモードの場合には最適参照マ
クロブロックと加算器２３７で加算した後に、フレーム
メモリ２３８に記憶される。

【００１２】以上の動作により、一つの画像フレーム全
体が符号化されると、そのフレームは、フレームメモリ
２３８に記憶され、次に符号化する符号化フレームの参
照フレームとなるように動作する。すなわち、動き補償
フレーム間予測動画像符号化装置では、符号化フレーム
に対し参照フレームをフィードバックしながら符号化を
行っている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】動画像符号化装置に入
力する動画像の画質改善手法として、時間方向に発生す
るノイズを除去するノイズリデューサは符号化装置の前
処理として有効であるが、ノイズリデューサと、動き補
償フレーム予測符号化装置とのそれぞれにフレーム時間
周期の遅延を発生させるためのフレームメモリが必要で
ある。

【００１４】また、ノイズリデューサにおいてフレーム
間の差分信号を基に係数制御を行っていたため、画面内
で動きがあった部分については効果的にノイズ低減を行
うことができなかった。

【００１５】本発明はかかる点を鑑み、動画像符号化装
置において動き補償符号化を行うと同時に画像フレーム
間の相関を利用した動画像の高画質化手段を提供するこ
とを目的とする。ノイズリデューサ、動き補償フレーム
間予測動画像符号化装置でそれぞれ独立に備えていたフ
レームメモリと動き検出回路を共有させることでシステ
ム全体としてのハードウェアを削減させることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の動画像符号化方法は、符号化すべき画像フ
レーム信号とその符号化すべき画像フレーム信号に対し
時間的に前後する画像フレーム信号との差分である予測
誤差信号を符号化するフレーム間予測動画像符号化方法
であって、前記予測誤差信号に係数Ｋ（０≦Ｋ≦１）を
乗じた後に、係数を乗じた上記予測誤差信号を符号化す
る。

【００１７】好ましい実施形態では、符号化すべき画像
フレーム信号をブロックに分割し、前記符号化すべき画
像フレーム信号に対して時間的に前後する画像フレーム
信号の中から上記ブロックに最も相関の強いブロック及
びその二つのブロック信号間の動きベクトルを検出し、
前記二つのブロック信号の差分である予測誤差信号を求
め、前記予測誤差信号に前記動きベクトルに対応する係
数を乗じた後に、係数を乗じた前記予測誤差信号を符号
化する。

【００１８】また、本発明の動画像符号化装置は、画像
フレーム信号を蓄積するフレームメモリと、時間的に異
なる画像フレーム間の画素毎の差分値を演算する減算器
を備え、符号化すべき画像フレーム信号と前記フレーム
メモリに格納された画像フレーム信号との差分である予
測誤差信号を符号化するフレーム間予測動画像符号化装
置において、上記予測誤差信号に係数Ｋ（０≦Ｋ≦１）
をかける係数乗算器を備え、上記予測誤差信号に係数を
乗じた信号を符号化する符号化部をもつ。

【００１９】好ましい実施形態として、局部復号された
画像フレーム信号を蓄積するフレームメモリと、符号化
すべき画像フレーム信号をブロック分割し符号化ブロッ
クを得る分割手段と、上記符号化ブロックの信号に対し
て、前記フレームメモリに格納されている所定のフレー
ム時間前後する画像フレーム信号の中から上記符号化ブ
ロックに最も相関の強い参照ブロックを検出及びその動
きベクトルを検出する動き検出器と、上記符号化ブロッ
クと参照ブロック間の画素毎の予測誤差信号を演算する
減算器と、上記予測誤差信号に所定の係数を乗ずる係数
乗算器と、上記係数乗算器の出力を符号化する符号化部
と、上記係数乗算器の出力を局部復号して上記フレーム
メモリに蓄積する手段とをもつ。また、上記本発明の方
法を実施するため、プロセッサ、メモリ及びプロセッサ
で動画像符号化装置を構成する。

【００２０】本発明は、フレーム間予測による符号化お
いて行う、動き補償の動き情報をノイズ低減処理の係数
制御に利用するとともにノイズ低減処理と動き補償符号
化処理を同時に行うことができ、必要フレームメモリを
少なくすることを可能にした。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００２２】＜発明の実施の形態１＞図１は、本発明に
よる動画像符号化装置の第１の実施形態の装置構成を示
すブロック図である。本実施形態の動画像符号化装置
は、入力された動画像を画像フレームとして格納するメ
モリ１１と、上記画像フレームをマクロブロックに分割
するブロック分割部１２と、ブロック分割部１２で分割
された符号化すべき符号化マクロブロックと動き補償部
１１１からの最適参照マクロブロックの差分を演算する
減算器１３と、イントラ／インターモード判定切替え器
１４と、イントラ／インターモード判定切替え器１４で
選択された信号に係数Ｋを掛ける係数乗算器１５、係数
乗算器１５の出力である符号化マクロブロックを直交変
換し、直交変換係数を量子化する変換量子化部１７と、
イントラ／インターモード判定切替え器１４、係数乗算
器１５、変換量子化部１７を符号化ブロックのイントラ
／インターモード判定や符号化フレームに割り当てられ
る符号量、量子化ステップサイズなどを制御する符号化
制御部１６と、変換量子化部１７の出力を逆変換する逆
量子化逆変換部１８と、逆量子化逆変換部１８の出力と
判定切替え器１４でえられた１フレーム前の最適参照マ
クロブロックの信号を加算しブロックの再生画像する生
成する加算器１９と、上記再生画像を参照フレームとし
て蓄積するフレームメモリ１１０と、ブロック分割部１
２からの符号化マクロブロックの信号とフレームメモリ
１１０の参照フレームから参照フレームに対する符号化
ブロックの動きを検出し、符号化マクロブロックと参照
フレーム内の最適参照マクロブロックの動き補償を行う
動き補償部１１１と、量子化変換１７の出力を可変量子
化する可変長符号化部１１２とで構成される。

【００２３】本実施形態の動画像符号化装置は、画像入
力の画像フレームは複数のマクロブロックに分割され、
マクロブロック毎に符号化される。すなわち、メモリ１
１に蓄積された画像フレームは、ブロック分割部１２で
水平ｘ画素、垂直ｙラインからなるマクロブロック信号
に分割される。マクロブロックは、通常は、水平１６画
素、垂直１６ラインからなる。

【００２４】分割されたマクロブロック信号の一部は、
動き補償部１１１に入力され、他の一部は、減算器１３
に入力される。動き補償部１１１は、上記マクロブロッ
ク信号とフレームメモリ１１０に蓄積された参照フレー
ムから、上記マクロブロックと同じ大きさの複数の参照
マクロブロックを切り出し、マクロブロックに最も類似
した最適参照マクロブロックをブロックマッチング等に
よって検出する。また、動き補償部１１１は、上記マク
ロブロックと最適参照マクロブロックとの空間的差（移
動距離）を動きベクトルとして出力する。動きベクトル
は可変長符号化部１１２に出力され符号化される。減算
器１３は、予測誤差信号を生成し、本発明の特徴である
係数乗算器１５に入力される。係数乗算器１５出力は変
換量子化部１７で直交変換、量子化され、可変長符号化
部１１２で可変長符号化される。変換量子化器１７から
の直交変換係数信号は、逆量子化逆変換器１８で逆量子
化と逆直交変換を行い、加算器１９で実画像の予測誤差
信号を再生（局部復号）され、フレームメモリ１１０に
格納される。以上の動作により、一つの画像フレーム全
体が符号化されると、そのフレームは、フレームメモリ
１１０に記憶され、次に符号化する画像フレームの参照
フレームとなるように動作する。

【００２５】上記構成において、係数乗算器１５をを除
いては、従来知られているフレーム間符号化装置と同様
の構成である。変換量子化するマクロブロック信号のノ
イズを低減することが本発明の特徴である。係数乗算器
１５を備えることで符号化する画像の画質が改善される
ことを以下説明する。

【００２６】図３は、図１のマクロブロック単位での画
質改善に係わる部分のブロック図でる。ここで時刻ｔに
おいてマクロブロックｔＭＢ（ｔ）を過去の参照フレー
ムからの予測を用いる前方予測により符号化する場合を
説明する。

【００２７】時刻ｔにおいて、動き検出で１フレーム周
期前の参照フレームとマクロブロックｔＭＢ（ｔ−１）
の相関演算により求められた最適参照マクロブロックを
ｒＭＢ（ｔ−１）とする。減算器１３の出力ＭＢ（ｔ）
は、ＭＢ（ｔ）＝ｔＭＢ（ｔ）−ｒＭＢ（ｔ−１）である。これは、イントラ／インターモード情報Ｓ３１
によりインターモードに判定された場合に切替え器１４
の出力になる。係数乗算器１５において係数（１−Ｋ）
を乗ずると係数乗算器１５の出力ＭＢ（ｔ）は、ＭＢ（ｔ）＝（１−Ｋ）（ｔＭＢ（ｔ）−ｒＭＢ（ｔ−
１））と表せる。展開すると、ＭＢ（ｔ）＝（（１−Ｋ）tMB（ｔ）＋KrMB（ｔ−
１））−rMB（ｔ−１）となり、右辺第１項がマクロブロックｔＭＢ（ｔ）と最
適参照マクロブロックｒＭＢ（ｔ−１）の時間相関を利
用したノイズ低減したマクロブロック信号に相当する。
係数乗算器１５を挿入することによって、時間フィルタ
をかけたマクロブロックを動き補償フレーム予測符号化
している。

【００２８】図５は、係数乗算器の入出力特性の一例を
示す。減算器１３のブロック信号の出力がある一定の値
（a）より小さい場合にはノイズであるとして差分信号
のレベルを０に圧縮する。また（a）よりも大きい場合
には有意な差分信号として係数倍（１−Ｋ）倍した後に
変換符号化させる。符号化する予測誤差信号は従来技術
における予測誤差に比べて（１−Ｋ）倍であり、０≦Ｋ
≦１であるので発生符号量は抑制される。

【００２９】図６は、係数乗算器の他の入出力特性を示
す。この例は、係数（１−Ｋ）の値を、動き補償部１１
１で検出された動きベクトル情報Ｓ３２により制御を行
うものである。例えば動きベクトルが大きい場合にはＫ
の値を小さく動きによるぼけを低減させ、動きベクトル
が小さい場合にはＫの値を大きくしてノイズを低減させ
るよう動作させる。

【００３０】＜発明の実施の形態２＞図４は、本発明に
よる動画像符号化装置の第２の実施形態の要部構成を示
すブロック図である。本実施形態は、動き補償部におけ
る最適な動きベクトルを検出する回路にノイズリデュー
サを組み込み、時間的にノイズを低減したマクロブロッ
クに対して最適な動きベクトル検出を行い、動画像符号
化を行う場合を示す。第２の実施形態では、従来の動画
像符号化装置と同じ構成であり、図２における動き補償
符号化装置のうち動き補償部２３９での動き補償部に関
する部分である。

【００３１】図４において、入力画像信号は、ブロック
分割部４１でマクロブロックに分割処理される。動き補
償部４２は、マクロブロックの信号Ｓ４１とフレームメ
モリ４３に格納された参照フレームの信号から動きベク
トル及び最適な参照マクロブロックを検出し、読み出
す。動き補償部４２は、参照フレーム内で動き検出を行
う範囲内の参照マクロブロックを読み出すためのアドレ
ス制御部４４と、符号化するマクロブロック信号Ｓ４１
と参照マクロブロック信号Ｓ４２の差分を求める減算器
４５と、上記差分に時間方向のノイズを除去するための
係数をかける係数乗算器４６と、符号化するマクロブロ
ック信号Ｓ４１から係数乗算器４６の出力を減算する減
算器４７と、減算器４７の出力であるノイズ除去したマ
クロブロックを格納するブロックメモリ４８と、ブロッ
クメモリ４８からの出力の変換符号化するマクロブロッ
ク信号Ｓ４４とフレームメモリ４３からの参照マクロブ
ロック信号Ｓ４２との相関演算を行い、動きベクトル検
出する相関演算比較器４９とをもつ。

【００３２】前方予測を仮定し、符号化フレームのサン
プリング時刻をｔ、参照フレームのサンプリング時刻を
ｔ−１とする。今、入力された画像フレームのうち符号
化すべきマクロブロック信号Ｓ４１をｔＭＢ（ｔ）と
し、フレームメモリ４３に格納された参照フレームの中
で、符号化マクロブロックの近傍に位置する動き検出範
囲から、アドレス制御４４によって上記マクロブロック
と同じ大きさに切り出された参照マクロブロック信号Ｓ
４２をｒＭＢ（ｔ−１）とする。符号化すべきマクロブ
ロック信号Ｓ４１と参照画像マクロブロック信号Ｓ４２
は減算器４５でフレーム間の差分信号が生成される。こ
のフレーム間差分信号は係数乗算器４６により所定の係
数倍され、減算器４７によりマクロブロック４１との差
分が出力される。この出力信号をｔｍＭＢ（ｔ）とする
と、ｔｍＭＢ（ｔ）＝（１−Ｋ）ｔＭＢ（ｔ）＋ＫｒＭＢ
（ｔ−１）となる。これをブロックメモリ４８に格納する。ブロッ
クメモリ４８に格納されるマクロブロック信号Ｓ４４
は、入力されたマクロブロック信号Ｓ４１に対して時間
的なノイズが低減されている。このノイズが低減された
マクロブロックＳ４４と、アドレス制御されている参照
画像マクロブロックＳ４２を相関演算器４９に入力し、
マクロブロックに最も近似した最適参照マクロブロック
を探し出す。相関演算器４９はマクロブロック間の画素
毎の差分値と、動きベクトルを出力する。

【００３３】相関演算器４９では、ノイズ低減されたマ
クロブロックに対して動き検出を行うため、より正しい
動きベクトルが検出可能である。また、ブロックメモリ
４８に格納されるノイズ除去を施されたマクロブロック
は、符号化マクロブロックと参照画像マクロブロックの
線形補間となるために、符号化するノイズ除去マクロブ
ロックと参照画像マクロブロックとの差分値は、従来技
術における差分値に比べて小さくなり、発生符号量も減
る。

【００３４】また、係数乗算器のＫの値は、参照フレー
ム内の動き範囲を表すアドレス制御情報Ｓ４３を係数乗
算器４６に入力し、動き検出範囲によって制御可能とす
る。

【００３５】第２の実施形態は、第１の実施形態と比べ
てブロックメモリを必要とするが、ノイズ低減したマク
ロブロックに対して動き補償符号化を行う。

【００３６】＜発明の実施の形態３＞図７は、本発明を
プロセッサによりソフトウェア処理で実現する場合の画
像符号化装置の構成を示す図である。また図８はその処
理のフローチャートを示す。

【００３７】図７において、符号化すべき画像入力信号
は、Ａ／Ｄ変換器７０１でディジタル化された後、画像
信号を符号化システムへ入力するための画像インタフェ
ース７０２、システムバス７０７を介して画像信号を格
納する画像メモリ７０３中のあるセグメント７０４に格
納される。

【００３８】マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵと略
称）７１３は、プログラムを格納するＲＯＭ７０８に格
納されたプログラム情報に従って本発明による符号化処
理を行う。セグメント７０４に格納された入力画像のう
ち符号化すべき水平１６画素、垂直１６画素のマクロブ
ロック信号をシステムバス７０７を介してＭＰＵのワー
クメモリ７０９のセグメント７１０に読み出す（図８の
ステップ１）。

【００３９】次にすでに符号化された参照画像を格納す
るセグメント７０５からワークメモリ７０９内のセグメ
ント７１１に参照マクロブロック信号を読み出す（図８
のステップ２）。ＭＰＵ７１３は、セグメント７１０、
７１１から１画素単位のデータをＭＰＵ７１３内のレジ
スタに転送し、差分値を計算し（ステップ３）、１６画
素×１６画素分差分値を足し込み、累積予測誤差として
ＭＰＵ７１３内部のレジスタ又はワークメモリ７０９に
書き出す。動き探索範囲内の複数の参照マクロブロック
信号に対して同様の処理を行い、すでに求めた累積予測
誤差と比較しながら（ステップ４）、累積予測誤差が最
小になる参照マクロブロックを最適参照ブロックとして
検出する（ステップ５）。セグメント７１０のマクロブ
ロックと参照画像メモリ７０５から動きベクトル情報に
よりアドレス制御して読み出した最適参照マクロブロッ
クをセグメント７１１に格納し、両者の差分値をワーク
メモリ７０９のセグメント７１２に格納する（ステップ
６）。

【００４０】マクロブロック（セグメント７１０）と最
適参照マクロブロック（セグメント７１１）からイント
ラ・インター符号化判定を行い（ステップ７）、インタ
ー符号化判定の場合には、セグメント７１２に格納した
予測誤差信号に対して、ステップ５で求められた動きベ
クトル情報と、ＲＯＭ７０８もしくはワークメモリ７０
９に展開した係数テーブルを利用してＭＰＵ７１３にお
いて係数を乗算し（ステップ８）、予測誤差信号を格納
しているセグメント７１２を更新し、変換量子化処理を
行う。一方イントラ符号化判定の場合はセグメント７１
０に格納されたマクロブロックに対して変換量子化処理
を行う（ステップ９）。変換量子化された画像信号はス
テップ５で求められた動きベクトル情報と合わせて可変
長符号化をＭＰＵ７１３で行い、符号列Ｉ／Ｆ７１４に
バッファリングして、符号列として出力される。

【００４１】また、変換量子化されたマクロブロック信
号は逆量子化逆変換処理を行う（ステップ１０）。イン
ター符号化判定の場合にはセグメント７１１に格納され
ている最適参照マクロブロック信号を足し込んだ信号を
（ステップ１４）、イントラ符号化判定の場合は逆量子
化逆変換処理を行った信号を次の画像フレームの参照画
像として画像メモリ７０３のセグメント７０６に書き出
す（ステップ１５）。以上の処理ステップを入力された
画像フレームの全マクロブロックに対して繰り返して行
う。

【００４２】次の画像フレーム入力はセグメント７０４
に格納し、次の参照画像としてはステップ１から１５ま
での処理により更新されたセグメント７０６に格納され
た画像を利用し、次に符号化する結果は、画像メモリ７
０３内のセグメント７０５に書き出し、セグメント７０
５と７０６を交互に使用しながら順次符号化動作を行
う。

【００４３】以上の実施形態では、動き検出として時間
的に過去のフレームから現在のフレームを予測する前方
予測の場合について説明したが、予測の向き、符号化ブ
ロックの大きさや、分割する数、動き検出の範囲等につ
いて規定するものでは無く、任意の被動き検出ブロック
のサイズ、任意の分割数、任意の動き検出範囲に対して
も、同様の構成、方法で実行できる。係数乗算器はＲＯ
Ｍにより実現してもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、符号化フレームをマク
ロブロックに分割し、参照フレームとの予測誤差を係数
乗算器により時間的ノイズ除去してから、空間変換符号
化を行う。ブロック毎の時間方向ノイズ除去処理に動き
補償を導入することにより、従来ノイズを除去すること
ができなかった動きのある部分に対してもノイズ除去が
可能になる。また、動き補償部において検出された動き
ベクトル情報により、ノイズ除去のための係数Ｋを制御
することで、視覚特性を考慮した画質改善が可能とな
る。

【００４５】さらに、従来技術においてノイズリデュー
サと動き補償回路のそれぞれに必要であったフレームメ
モリを共有することが可能となり、動画像符号化装置全
体としての装置の構成部品を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像符号化装置の第１の実形態を
示すブロック図。

【図２】従来の画像符号化処理を示すブロック図。

【図３】本発明の第１の実形態によるマクロブロック信
号のノイズ低減を説明する図。

【図４】本発明による画像符号化装置の第２の実形態を
示すブロック図。

【図５】本発明の実施例における係数乗算器の入出力特
性を示す図。

【図６】本発明の実施例における動きベクトル情報によ
り係数を制御したときの係数乗算器の入出力特性を示す
図。

【図７】本発明による画像符号化装置の第３の実形態を
示すブロック図。

【図８】本発明による画像符号化装置の第３の実形態に
おける処理フロー図。

【符号の説明】

１１…フレームメモリ、１２…ブロック分割部、１３…
減算器、１４…切替え器、１５…係数乗算器、１６…符
号化制御部、１７…変換量子化部、１８…逆量子化逆変
換部、１９…加算器、１１０…フレームメモリ、１１１
…動き補償部、１１２…可変長符号化部。

フロントページの続きＦターム(参考） 5C059 KK02 KK07 KK08 LB11 MA05 MA19 MA21 MC11 NN01 NN28 PP04 RC16 RC38 RC40 TA08 TA29 TB07 TC12 UA02 UA05 UA33 UA34 5J064 AA01 BA13 BA15 BB03 BB07 BC01 BC02 BC09 BD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】局部復号された画像フレーム信号を蓄積す
るフレームメモリと、符号化すべき画像フレーム信号と
上記フレームメモリに格納された所定のフレーム時間前
後する画像フレーム信号との予測誤差信号を演算する減
算器と、上記予測誤差信号に０より大きく１より小さい
係数を乗ずる係数乗算器と、係数乗算器の出力を復号し
て上記フレームメモリに記録する回路と、前記係数乗算
器の出力を符号化する符号化部とをもつことを特徴とす
る動画像符号化装置。
【請求項２】局部復号された画像フレーム信号を蓄積す
るフレームメモリと、符号化すべき画像フレーム信号を
ブロック分割し符号化ブロックを得る分割手段と、上記
符号化ブロックの信号に対して、前記フレームメモリに
格納されている所定のフレーム時間前後する画像フレー
ム信号の中から上記符号化ブロックに最も相関の強い参
照ブロックを検出及びその動きベクトルを検出する動き
検出器と、上記符号化ブロックと参照ブロック間の画素
毎の予測誤差信号を演算する減算器と、上記予測誤差信
号に所定の係数を乗ずる係数乗算器と、上記係数乗算器
の出力を符号化する符号化部と、上記係数乗算器の出力
を局部復号して上記フレームメモリに蓄積する手段とを
もつことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項３】第２の請求項において、上記係数が上記予
測誤差信号がある一定の値以下の場合には係数０、ある
値以上の場合には０より大きく１より地裁係数であるこ
と特徴とする動画像符号化装置。
【請求項４】第２の請求項において、上記係数乗算器が
上記動きベクトルの大きさにより、上記係数を適応的に
変化させる手段を持つことを特徴とする動画像符号化装
置。
【請求項５】局部復号された画像フレーム信号を蓄積す
るフレームメモリと、符号化すべき画像フレーム信号を
ブロック分割し符号化ブロックを得る分割手段と、上記
符号化ブロックの信号に対して前記フレームメモリに格
納されている所定のフレーム時間前後する画像フレーム
信号の中から上記符号化ブロックに最も相関の強い参照
ブロックを検出及びその動きベクトルを検出する動き検
出器と、上記符号化ブロックと参照ブロック間の画素毎
の予測誤差信号を演算する減算器と、上記符号化ブロッ
クの信号と上記参照ブロックの信号の差分である予測誤
差信号を符号化する動き補償フレーム間予測動画像符号
化装置であって、前記動き検出器が上記符号化ブロックと、前記フレーム
メモリに格納されている画像フレーム信号のうち相関演
算を行うブロック信号と、線形補間による内挿ブロック
信号を符号化すべきブロック信号として動き検出を行う
手段を持つことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項６】第５の請求項において、動き検出時に探索
する動き範囲の変位の大きさにより、符号化すべきブロ
ック信号と相関演算を行うブロック信号との線形補間時
の加算係数を適応的に変化させる手段を持つことを特徴
とする動画像符号化装置。
【請求項７】符号化すべき画像フレーム信号とその符号
化すべき画像フレーム信号に対し時間的に前後する画像
フレーム信号との差分である予測誤差信号を符号化する
フレーム間予測動画像符号化方法であって、前記予測誤
差信号に１より小さい係数を乗じた後に、係数を乗じた
前記予測誤差信号を符号化することを特徴とする動画像
符号化方法。
【請求項８】符号化すべき画像フレーム信号をブロック
に分割し、前記符号化すべき画像フレーム信号に対して
時間的に前後する画像フレーム信号の中から最も相関の
強いブロック及び前記二つのブロック信号間の動きベク
トルを検出し、前記二つのブロック信号の差分である予
測誤差信号を求め、前記予測誤差信号に前記動きベクト
ルに対応する係数を乗じた後に、係数を乗じた前記予測
誤差信号を符号化することを特徴とする動画像符号化方
法。
【請求項９】第８の請求項において、上記予測誤差信号
がある一定の値以下の場合には係数０を乗じた信号を、
上記一定の値より大きい場合には０より大きく１より小
さい係数を乗じた信号を符号化することを特徴とする動
画像符号化方法。
【請求項１０】第８の請求項において、上記符号化すべ
きブロックと前記最も相関の強いブロックの画面上での
２次元の変位である動きベクトルの大きさにより、前記
係数を適応的に変化させることを特徴とする動画像符号
化方法。
【請求項１１】符号化すべき画像フレーム信号をブロッ
クに分割し符号化ブロック信号求め、前記符号化すべき
画像フレーム信号に対して時間的に前後する画像フレー
ム信号の中から上記符号化ブロック信号に最も相関の強
い参照ブロック及び前記二つのブロック信号間の動きベ
クトルを検出し、上記二つのブロック信号間差分である
予測誤差信号を符号化する動き補償フレーム間予測動画
像符号化において、上記符号化部ロックと、上記時間的
に前後する画像フレーム信号のうち相関演算を行うブロ
ック信号と、線形補間による内挿ブロック信号を上記符
号化ブロック信号として動き検出を行うことを特徴とす
る動画像符号化方法。
【請求項１２】第１１の請求項において、動き検出時に
探索する動き範囲の変位の大きさにより、上記符号化ブ
ロック信号と相関演算を行うブロック信号との線形補間
時の加算係数を適応的に変化させることを特徴とする動
画像符号化方法。