JP2504266B2 - Adaptive coding control method for video signals - Google Patents
Adaptive coding control method for video signalsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、テレビ会議、テレビ電話、デジタルテレビ
ジョン伝送などビットレートを低減してデジタル伝送を
行なう動画像の符号化技術に関わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture coding technique for digital transmission at a reduced bit rate such as video conferencing, video telephone, and digital television transmission.
(従来の技術) テレビ電話、テレビ会議、デジタルテレビジョン伝送
など、動画像信号を符号化し、ビットレートを低減して
伝送するデジタル画像通信サービスは多い。一般に動画
像通信においては、フレーム間符号化を用いて大幅なビ
ットレートの低減を図っているが、シーンチェンジの時
や複雑で速い動きが画像中にある場合、これが有効に働
かず符号化出力データ量が多くなると共にブロック状の
歪が発生し、画質を著しく劣化させる。(Prior Art) There are many digital image communication services such as videophones, videoconferences, and digital television transmissions that encode moving image signals and reduce the bit rate for transmission. Generally, in video communication, inter-frame coding is used to significantly reduce the bit rate, but this does not work effectively at the time of scene change or when complicated and fast motion is present in the coded output. As the amount of data increases, block-shaped distortion occurs, which significantly deteriorates the image quality.
これ対して、従来はリアルタイムな通信を保持するた
め、符号化側においては第2図(a),(b)に示すよ
うな符号化器の出力データを一時的に貯えるポストバッ
ファ、または符号化器への入力データを一時蓄積するプ
リバッファの中のデータ量を監視し、該データ量がある
値よりも多い場合フレームレートを下げるすなわち駒落
しという方法によりデータ量を低減し、また同時に発生
するブロック状の歪に対しては復号化側において歪除去
フィルタを用いて復号画質の向上を図っていた。On the other hand, in the past, in order to maintain real-time communication, on the encoding side, a post-buffer for temporarily storing output data of the encoder as shown in FIGS. 2A and 2B, or an encoding The amount of data in the pre-buffer that temporarily stores the input data to the device is monitored, and if the amount of data is greater than a certain value, the frame rate is lowered, that is, the amount of data is reduced by the method of dropping frames, and at the same time. For block-like distortion, a distortion removal filter was used on the decoding side to improve the decoded image quality.
(発明が解決しようとする課題) しかし、駒落しが多用されると時間的な解像度が低く
なり動きが不連続でぎこちない画像となる。また、復号
側のみにおけるブロック歪除去では十分な処理とは言え
ず、いずれも視覚上大きな悪影響を及ぼすという問題が
あった。(Problems to be Solved by the Invention) However, if frame dropping is frequently used, temporal resolution becomes low, resulting in discontinuous motion and awkward images. Further, the block distortion removal only on the decoding side cannot be said to be sufficient processing, and there is a problem in that both have a great visual adverse effect.
本発明は、駒落しやブロック歪の少ない符号化制御を
行なうことを目的とする。An object of the present invention is to perform coding control with less dropped frames and block distortion.
(課題を解決するための手段) 本発明の特徴は、従来の符号化器を改修することなし
に前置的に接続でき、符号化器を出力情報発生量および
量子化ステップサイズの信号を受けて、情報量が多い場
合には通過帯域が狭く、少ない場合には通過帯域を広く
するように適応的に制御することにより、時間的解像度
を落とさず符号化レートを低減し、またブロック状の歪
の少ない符号化を可能とする低域通過形フィルタを具備
する適応的符号化制御方式にある。(Means for Solving the Problem) A feature of the present invention is that a conventional encoder can be connected in advance without modification, and the encoder receives signals of output information generation amount and quantization step size. By adaptively controlling the passband to be narrow when the amount of information is large and wide when it is small, the coding rate can be reduced without lowering the temporal resolution, and block-shaped This is an adaptive coding control system equipped with a low-pass filter that enables coding with little distortion.
(実施例) 第1図(a),(b)は本発明による実施例である。(Embodiment) FIGS. 1 (a) and 1 (b) are embodiments according to the present invention.
入力した動画像デジタル信号は、適応的符号化制御を
行うための符号化制御信号を符号化器12および符号化発
生情報量監視部13より受けて作動するプリフィルタ11を
通って符号化器12に入る。The input moving image digital signal is passed through a pre-filter 11 which operates by receiving an encoding control signal for performing adaptive encoding control from an encoder 12 and an encoding generated information amount monitoring unit 13, and an encoder 12 to go into.
プリフィルタ11は、第1図(b)の様にフィルタ制御
部15と低域通過形フィルタ部14からなる。The pre-filter 11 is composed of a filter control unit 15 and a low pass type filter unit 14 as shown in FIG.
フィルタ制御部15が符号化発生情報監視部13から受け
取る符号化制御信号は、本実施例では符号化発生情報量
と量子化ステップサイズの積、量子化ステップサイズお
よび量子化ステップサイズの積分値である。The coding control signal that the filter control unit 15 receives from the coding occurrence information monitoring unit 13 is the product of the coding occurrence information amount and the quantization step size, the quantization step size, and the integral value of the quantization step size in this embodiment. is there.
フィルタ制御部15による低域通過形フィルタ部14の動
作ON/OFF決定は、本実施例においては量子化ステップサ
イズのヒステリシス動作で制御する方法を用いた。The ON / OFF determination of the operation of the low-pass filter unit 14 by the filter control unit 15 uses the method of controlling by the hysteresis operation of the quantization step size in this embodiment.
前述で動作ONになったときフィルタ制御部15は低域通
過形フィルタ部14の帯域通過幅決定因子(K)の値を符
号化発生情報量と量子化ステップサイズの積およびその
閾値、または量子化ステップサイズの積分およびその閾
値の関係で決定変更する。When the operation is turned on as described above, the filter control unit 15 sets the value of the band pass width determinant (K) of the low pass filter unit 14 to the product of the coded information amount and the quantization step size and its threshold value, or the quantum value. Determined and changed according to the relationship between the integration step size and its threshold value.
帯域通過幅決定因子(K)でのフィルタ制御は、本実
施例では第1図(c)に示すような3×3行列のマスク
形低域通過フィルタにより実施した。In this embodiment, the filter control with the band pass width determining factor (K) is performed by a mask type low pass filter of 3 × 3 matrix as shown in FIG. 1 (c).
上述により、出力情報発生量監視部13からの符号化発
生情報量と符号化器12からの量子化ステップサイズとの
積、または出力情報発生量監視部13からの量子化ステッ
プサイズの積分値信号に応じ、Kの値を変動させること
でフィルタの通過帯域幅を適応的に切り換え、入力画素
の空間高周波成分を削減する。As described above, the product of the encoded generation information amount from the output information generation amount monitoring unit 13 and the quantization step size from the encoder 12, or the integrated value signal of the quantization step size from the output information generation amount monitoring unit 13 According to the above, the pass band width of the filter is adaptively switched by changing the value of K, and the spatial high frequency component of the input pixel is reduced.
符号化器12においては、動き補償を用いたフレーム間
予測誤差変換符号化や、フレーム内の変換符号化などが
行われ、その出力結果が出力レート平滑化のためのポス
トバッファに貯えられる。この時、先のプリフィルタで
入力画像の空間高周波成分が削減された場合、フレーム
間予測誤差信号が小さくなる、変換信号の高周波成分係
数が零になる等の効果により出力情報量が減少する。そ
れと同時に、少ない出力情報発生量に基づく符号化制御
により細かい量子化が行なわれるため、ブロック状歪も
小さくなる。The encoder 12 performs interframe prediction error conversion coding using motion compensation, intraframe conversion coding, and the like, and the output result is stored in a postbuffer for output rate smoothing. At this time, when the spatial high frequency component of the input image is reduced by the above pre-filter, the amount of output information is reduced due to the effect that the inter-frame prediction error signal becomes small, the high frequency component coefficient of the converted signal becomes zero, and the like. At the same time, since the fine quantization is performed by the coding control based on the small amount of output information generated, the block-shaped distortion also becomes small.
符号化器12に後置される符号化発生情報量監視部13
は、符号化制御信号をプリフィルタ11および符号化器12
に送りフィードバック制御を行なう。Encoding generated information amount monitoring unit 13 placed after the encoder 12
Is a pre-filter 11 and an encoder 12 for the encoded control signal.
And feed-back control.
ここで、符号化器12内での符号化制御は、例えば、量
子化特性の切り換えなど、従来の方式を適用することが
可能である。但し、駒落しを行う制御の代わりに、プリ
フィルタでの制御が行われる。Here, for the encoding control in the encoder 12, for example, a conventional method such as switching of the quantization characteristic can be applied. However, the control by the pre-filter is performed instead of the control for dropping frames.
(発明の効果) CCITT TV電話/会議システム標準作業でテスト画像と
して用いられている動画像“salesman"の100フレーム分
を384Kbit/s,15Hzで符号化した場合、平均の符号化ビッ
トフレームがフィルターなしの場合で321Kbit/s(スタ
ッフビット含まず)であったものが、フィルターありの
場合は276Kbit/s(同前)と約15%低減する効果が得ら
れた。(Effect of the invention) When 100 frames of the moving image "salesman" used as a test image in CCITT TV telephone / conference system standard work are encoded at 384 Kbit / s, 15 Hz, the average encoded bit frame is filtered. It was 321 Kbit / s (excluding stuff bits) without the filter, but with the filter, it was 276 Kbit / s (same as above), which was an effect of about 15% reduction.
以上説明したように本発明では、符号化器の画像入力
部に通過帯域幅が外部より制御可能な低域通過形フィル
タを設け、入力画像信号が低域通過形フィルタを介して
この符号化器に入力するようにし、符号化器から出力さ
れる符号化発生情報量と量子化ステップサイズの積を監
視し、低域通過形フィルタの通過帯域幅を、監視によっ
て得られた数値が大きい場合には狭くなるように制御
し、その数値が小さい場合には広くなるように制御する
ことにより、符号化器から出力される符号化発生情報量
を制御している。As described above, according to the present invention, the image input unit of the encoder is provided with the low-pass filter whose pass bandwidth can be controlled from the outside, and the input image signal is passed through the low-pass filter to the encoder. , The product of the amount of coded information output from the encoder and the quantization step size is monitored, and the passband width of the low-pass filter is calculated when the numerical value obtained by monitoring is large. Is controlled to be narrow, and when the value is small, it is controlled to be wide, thereby controlling the amount of coded information output from the encoder.
このように入力画像信号について通過帯域幅を制御し
ているので、予測誤差信号には変化が無く従って符号化
効率は低下せず、ハイブリッドブロック符号化に適用し
た場合でも、ブロック歪みなどの人工的な雑音は発生し
ない。のみならず、入力画像信号の高周波成分が取り除
かれるため、符号化しやすい画像となり、ブロック歪み
等の人工符号化雑音が著しく減少する。Since the passband width is controlled for the input image signal in this way, the prediction error signal does not change, and therefore the coding efficiency does not decrease. Even when applied to hybrid block coding, artificial distortion such as block distortion does not occur. Noise does not occur. Not only that, since the high frequency component of the input image signal is removed, the image is easily coded, and the artificial coding noise such as block distortion is significantly reduced.
特に本発明によれば、符号化器の画像入力側に低域通
過形フィルタを設け、この符号化器から出力される発生
情報と量子化ステップサイズの積を制御信号としてこの
フイルタに供給するように接続すれば良いため、制御情
報を制御する構成を新たに設ける必要もなく、従って、
符号化器及びその周辺回路の改修がほとんど不要であ
り、しかも、どのような構成の符号化器であっても適用
可能である。さらに、符号化器から出力される発生情報
を制御信号としてこのフィルタの通過帯域幅を制御して
いるため、固定ビット速度で送信する場合はもちろんの
こと、可変ビット速度で送信する場合にもそのまま適用
することができる。In particular, according to the present invention, a low-pass filter is provided on the image input side of the encoder, and the product of the generated information output from the encoder and the quantization step size is supplied to this filter as a control signal. Since there is no need to newly provide a configuration for controlling the control information, it is possible to connect to
Almost no modification of the encoder and its peripheral circuits is required, and the encoder of any configuration can be applied. Furthermore, since the passband width of this filter is controlled by using the generated information output from the encoder as a control signal, it is not only necessary to transmit at a fixed bit rate, but also when transmitting at a variable bit rate. Can be applied.
従って本発明は、テレビ会議、テレビ電話、デジタル
テレビ伝送など、デジタル動画像信号を符号化し一定ビ
ットレートに圧縮して伝送するサービスにおいて、複雑
で速い動きのある画像やシートチェンジなどに対しても
自然な動きを保ち、ブロック状歪のない符号化を行うこ
とができ、この効果は大である。Therefore, the present invention is applicable to complicated and fast moving images and sheet changes in services such as video conferencing, video telephone, digital television transmission, etc., in which digital moving image signals are encoded and compressed at a constant bit rate for transmission. It is possible to perform coding without block-like distortion while maintaining natural movement, and this effect is great.
第1図(a)は、本発明を用いた動画像符号化装置のブ
ロック図を示す。第1図(bは、第1図(a)中のプリ
フィルタのブロック図を示す。第1図(c)は、3×3
マスク形の低域通過フィルタの通過帯域決定因子(K)
の配置例を示す。 第2図(a)は、ポストバッファを用いた動画像符号化
制御の従来方式を、第2図(b)は、プリバッファを用
いた動画像符号化制御の従来方式を表す。 11……プリフィルタ、12,22,26……符号化器、13……符
号化発生情報量監視部、14……低域通過形フィルタ、15
……低域通過形フィルタ制御部、21,25……駒落し処理
部、23……ポストバッファ、24……プリバッファ。FIG. 1 (a) shows a block diagram of a moving picture coding apparatus using the present invention. 1 (b) is a block diagram of the pre-filter shown in FIG. 1 (a), and FIG. 1 (c) is 3 × 3.
Determinants (K) of pass band of mask type low pass filter
An example of arrangement is shown. FIG. 2A shows a conventional method of moving picture coding control using a post buffer, and FIG. 2B shows a conventional method of moving picture coding control using a prebuffer. 11 …… Pre-filter, 12,22,26 …… Encoder, 13 …… Encoding generated information amount monitoring unit, 14 …… Low-pass filter, 15
...... Low-pass filter control section, 21,25 ...... Frame dropping processing section, 23 ...... Post buffer, 24 ...... Pre-buffer.
Claims (2)
低減して符号化伝送する適応的符号化制御方式であっ
て、 符号化器の画像入力部に通過帯域幅が外部より制御可能
な低域通過形フィルタを設け、入力画像信号が該低域通
過形フィルタを介して該符号化器に入力するようにし、 該符号化器から出力される符号化発生情報量と量子化ス
テップサイズの積を監視し、 該低域通過形フィルタの通過帯域幅を、前記監視によっ
て得られた数値が大きい場合には狭くなるように制御
し、該数値が小さい場合には広くなるように制御するこ
とにより、該符号化器から出力される符号化発生情報量
を制御し、符号化画質を視覚的に劣化させることなく動
画像符号化を行なうようにしたことを特徴とする動画像
信号の適応的符号化制御方式。1. An adaptive encoding control method for encoding and transmitting a digital moving image signal at a constant bit rate, the low encoding range having a pass band width externally controllable at an image input unit of an encoder. A pass filter is provided so that the input image signal is input to the encoder through the low pass filter, and the product of the encoding generation information amount and the quantization step size output from the encoder is calculated. By monitoring and controlling the pass bandwidth of the low-pass filter so as to be narrow when the numerical value obtained by the monitoring is large, and to be wide when the numerical value is small, Adaptive coding of a moving picture signal, characterized in that the amount of coded information output from the coder is controlled to carry out moving picture coding without visually degrading the coded image quality. control method.
前記符号化器から出力される発生情報として、量子化ス
テップサイズの積分値を用いることを特徴とする請求項
1に記載の適応的符号化制御方式。2. The adaptive value according to claim 1, wherein an integral value of a quantization step size is used as the generation information output from the encoder, which is control information of the low pass filter. Coding control method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5803590A JP2504266B2 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Adaptive coding control method for video signals |
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Publications (2)
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JPH03261289A JPH03261289A (en) | 1991-11-21 |
JP2504266B2 true JP2504266B2 (en) | 1996-06-05 |
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ID=13072682
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5803590A Expired - Lifetime JP2504266B2 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Adaptive coding control method for video signals |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101339764B1 (en) | 2013-02-20 | 2013-12-10 | 연세대학교 산학협력단 | Apparatus for encoding/decoding sampled color image acquired by cfa and method thereof |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5158014A (en) * | 1974-11-18 | 1976-05-21 | Nippon Telegraph & Telephone | FUREEMUKAN FUGOKAHOSHIKI |
JPS5244512A (en) * | 1975-10-06 | 1977-04-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Between-frame coding equipment |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP5803590A patent/JP2504266B2/en not_active Expired - Lifetime
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KR101339764B1 (en) | 2013-02-20 | 2013-12-10 | 연세대학교 산학협력단 | Apparatus for encoding/decoding sampled color image acquired by cfa and method thereof |
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JPH03261289A (en) | 1991-11-21 |
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