JP4257789B2 - Video encoding device - Google Patents
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Description
本発明は符号化効率が良好でかつ高能率に符号化を行う動画像符号化装置に関し、特にフレーム間予測およびフレーム内予測の両方の符号化手段を備える動画像符号化装置に関する。 The present invention relates to a moving picture coding apparatus that performs coding with good coding efficiency and high efficiency, and particularly relates to a moving picture coding apparatus that includes both inter-frame prediction and intra-frame prediction coding means.
連続して入力される動画像信号をより少ない符号量で符号化する高能率符号化方式のうち、画像信号間の相関性を利用する符号化方式として、動き補償予測符号化がある。動き補償予測符号化においては、ブロックと呼ばれる矩形のブロックを単位として、入力画像において参照画像内の最も相関性の高いブロックを検出して、その動きを表す動きベクトル情報および入力画像と参照画像の予測誤差情報を符号化することによって、大幅に符号量を縮小することができる。 Among the high-efficiency encoding methods that encode continuously input moving image signals with a smaller code amount, there is motion compensated prediction encoding as an encoding method that uses the correlation between image signals. In motion compensated predictive coding, a block having the highest correlation in a reference image is detected in an input image using a rectangular block called a block as a unit, and motion vector information representing the motion and the input image and reference image By encoding the prediction error information, the code amount can be greatly reduced.
一方、画面内の物体の動きが激しい場合やシーンの切り替えが生じたときに、動き補償予測の精度が必ずしも高くない場合が発生する。このような場合、例えばMPEG−1、MPEG−2などにおいては、動き補償予測の誤差の代わりに、画素値を直接符号化するフレーム内符号化が用いられる。 On the other hand, when the motion of an object on the screen is intense or when a scene is switched, there are cases where the accuracy of motion compensation prediction is not necessarily high. In such a case, for example, in MPEG-1, MPEG-2, etc., in-frame coding for directly coding pixel values is used instead of motion compensation prediction errors.
フレーム内符号化の符号化効率をさらに向上させる方法として、隣接するブロックの特徴に基づいて予測符号化を行なう、フレーム内予測符号化がある。例えば、H.264では、図1(a),(b)に示すようにして符号化するブロックに隣接する画素値に基づいて予測画像を生成し、その予測画像との誤差を符号化する。なお、図1(a)の(a−1)〜(a−9)は4×4画素の場合を、同図(b)の(b−1)〜(b−4)は16×16画素の場合を示す。 As a method for further improving the coding efficiency of intraframe coding, there is intraframe predictive coding in which predictive coding is performed based on the characteristics of adjacent blocks. For example, H.M. In H.264, a prediction image is generated based on pixel values adjacent to a block to be encoded as shown in FIGS. 1A and 1B, and an error from the prediction image is encoded. Note that (a-1) to (a-9) in FIG. 1A are for 4 × 4 pixels, and (b-1) to (b-4) in FIG. 1B are 16 × 16 pixels. This case is shown.
従来の動画像符号化装置として、フレーム間予測符号化およびフレーム内符号化の両方を行い、符号化効率が最小となる符号化方式を選択する方式(以下、第1の方式)がある。 As a conventional moving image encoding apparatus, there is a method (hereinafter referred to as a first method) that performs both inter-frame prediction encoding and intra-frame encoding and selects an encoding method that minimizes encoding efficiency.
また、他の動画像符号化装置として、フレーム内符号化を行なう前にフレーム間予測符号化を行い、その画素値の誤差の分散を求め、予測符号化前の画素値の分散と比較して、フレーム間予測符号化の結果をそのまま用いるか、フレーム内符号化を行なうかどうかを選択する方式(以下、第2の方式、例えば特開平10―322696号公報参照)がある。
前記第1の方式においては、両方の符号化方式モードに関して符号化効率を求めるため、計算量が膨大になり処理速度が低下するという問題がある。 In the first method, since the encoding efficiency is obtained for both encoding method modes, there is a problem that the calculation amount becomes enormous and the processing speed decreases.
また、前記第2の方式においては、フレーム間符号化の予測効率が高い場合にフレーム内符号化処理を行なわないため、第1の方式に比べると高い処理速度が見込めるが、H.264等のようなフレーム内予測符号化を想定したものではないため、フレーム内予測符号化を選択することによってより高い符号化効率が期待できるブロックに対してもフレーム間予測符号化を選択し、符号化効率を低下させるという問題がある。 In the second method, since intra-frame coding processing is not performed when the prediction efficiency of inter-frame coding is high, a higher processing speed can be expected compared to the first method. Since intra-frame predictive coding such as H.264 is not assumed, inter-frame predictive coding is selected even for blocks that can be expected to have higher coding efficiency by selecting intra-frame predictive coding, There is a problem of reducing the encoding efficiency.
本発明の目的は、前述した従来技術の課題を解消し、符号化効率が良好で、かつ高能率に動画像の符号化を行なう動画像符号化装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a moving image coding apparatus that solves the above-described problems of the prior art, performs coding of moving images with high coding efficiency, and high efficiency.
上記課題を解決するため、本発明は、連続して入力される画像信号のフレーム間予測符号化を行なう手段と、隣接するブロックの特徴に基づいてフレーム内予測符号化を行なう手段を備える動画像符号化装置において、画素毎のフレーム間予測誤差値をブロックについて集計したフレーム間予測誤差特徴量を求める第1の手段と、ブロック内の画素毎に求めた隣接画素間の画素値差分についての各画素における最小の値として得られるブロック内隣接誤差値をブロック内で集計したものであるフレーム内隣接誤差特徴量を求める第2の手段と、該第1および第2の手段で求められた特徴量の大小に基づいて、フレーム間予測符号化かフレーム内予測符号化かを決定する手段とを具備した点に第1の特徴がある。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a moving image comprising means for performing interframe predictive coding of continuously input image signals and means for performing intraframe predictive coding based on the characteristics of adjacent blocks. in the encoding apparatus, a first means for obtaining a prediction error characteristic amount between the frames obtained by aggregating the block prediction error values between frames for each pixel, each of the pixel value difference between adjacent pixels obtained for each pixel in the block Second means for obtaining an intra-frame adjacent error feature value obtained by aggregating the intra-block adjacent error value obtained as the minimum value in the pixel within the block, and the feature value obtained by the first and second means There is a first feature in that a means for determining whether to perform inter-frame predictive coding or intra-frame predictive coding based on the size of is provided.
また、本発明は、該第1および第2の手段で求められた特徴量の大小に基づいてフレーム内詳細調査かフレーム間予測符号化かを決定する第3の手段と、該第3の手段により詳細調査と決定された場合、フレーム内予測誤差を求める第4の手段と、フレーム間予測誤差と該第4の手段で求められたフレーム内予測誤差とに基づいて、フレーム間予測符号化かフレーム内予測符号化かを決定する手段を具備した点に第2の特徴がある。 According to the present invention, there is provided a third means for determining whether to perform an intra-frame detailed investigation or an inter-frame predictive coding based on the magnitude of the feature amount obtained by the first and second means, and the third means. If the detailed investigation is determined by the above, whether the inter-frame prediction encoding is performed based on the fourth means for obtaining the intra-frame prediction error, the inter-frame prediction error, and the intra-frame prediction error obtained by the fourth means. A second feature is that a means for determining whether to perform intraframe prediction encoding is provided.
また、本発明は、フレーム間予測誤差特徴量を求める第1の手段と、少なくとも1つの方向に対するブロック内の隣接画素間の画素値差分であるブロック内隣接誤差値をブロック内で集計したもののうち最小の値であるフレーム内隣接誤差特徴量を求める第5の手段と、該第1および第5手段で求められた特徴量の大小に基づいてフレーム内予測符号化かフレーム間予測符号化かを決定する手段を具備した点に第3の特徴がある。 Further, the present invention provides a first means for obtaining an inter-frame prediction error feature amount, and an intra-block adjacent error value that is a pixel value difference between adjacent pixels in the block with respect to at least one direction in the block. minimum and fifth means for obtaining the frame adjacent errors characteristic quantity is a value, whether the prediction encoding or inter-frame predictive-coded frame based on the feature value of the magnitude determined by the first and fifth means A third feature is that a means for determining is provided.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フレーム間予測符号化の符号化効率を表す特徴量を計算し、フレーム内予測符号化を行なう前に、その符号化効率を推定するための特徴量を計算し、これらの特徴量に基づいてフレーム内予測符号化を行なうかどうかを決定するようにしている。 As is apparent from the above description, according to the present invention, a feature amount representing the coding efficiency of inter-frame predictive coding is calculated, and the coding efficiency is estimated before performing intra-frame predictive coding. Are calculated, and whether to perform intra-frame predictive encoding is determined based on these feature values.
このため、本発明によれば、多くの場合にフレーム内予測処理を省略することが可能となるため、フレーム内予測処理の処理量を大幅に削減して高能率に動画像の符号化処理を行なうことが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to omit the intra-frame prediction process in many cases, so that the processing amount of the intra-frame prediction process is greatly reduced, and the moving picture encoding process is efficiently performed. Can be performed.
また、フレーム内予測による符号化効率がフレーム間予測よりも高くなるかどうかを事前に推定してからフレーム内予測を省略するかどうかを判定するため、フレーム内予測の実行数を減らしつつも符号化効率を従来の場合とほぼ同程度に維持することが可能となる。 In addition, in order to determine whether the intra-frame prediction is omitted after estimating in advance whether the coding efficiency by intra-frame prediction is higher than the inter-frame prediction, the code is executed while reducing the number of executions of intra-frame prediction. It is possible to maintain the conversion efficiency at substantially the same level as in the conventional case.
以下に、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。図2は本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、動画像符号化方式として、H.264/MPEG−4 AVC(Advanced Video Coding)を用い、フレーム内予測符号化方式として図1に示す方式を用い、かつ一種類以上の大きさに固定された矩形(以下、ブロックと呼ぶ)を単位として符号化処理を行なうものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. In the following description, H.264 is used as a moving image encoding method. H.264 / MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding), using the method shown in FIG. 1 as an intra-frame predictive coding method, and a rectangle (hereinafter referred to as a block) fixed to one or more sizes. However, the present invention is not limited to this.
図2において、入力画像信号1は入力画像記憶メモリ2に蓄えられる。また、フレーム間予測を行なう際に参照される参照画像信号は参照画像記憶メモリ4に蓄えられる。動きベクトル出力器3は、入力画像記憶メモリ2および参照画像記憶メモリ4に蓄えられた画像信号に基づいて動き探索を行い、その結果を動きベクトルとして出力する。位置シフタ8は、動きベクトル出力器3から入力した動きベクトルと、参照画像記憶メモリ4から入力した画像信号に基づいて、フレーム間予測における予測画像を生成する。
In FIG. 2, an
フレーム間予測誤差画像信号生成器7は、入力画像記憶メモリ2から入力した入力画像信号から、位置シフタ8から入力したフレーム間予測画像を減算処理してフレーム間予測誤差画像を生成し、フレーム間予測特徴量出力器6に出力する。
The inter-frame prediction error
フレーム間予測特徴量出力器6は、誤差画像信号生成器7から入力したフレーム間予測誤差画像信号に基づいて、フレーム間予測における予測効率を表す指標となるフレーム間予測特徴量Cost(Inter)をブロック毎に出力する。フレーム間予測特徴量の一例として、フレーム間予測誤差画像信号の画素値の絶対値和、二乗平均値、分散値等が利用できる。
The inter-frame prediction feature
一方、フレーム内予測特徴量出力器5は、入力画像記憶メモリ2から入力した入力画像信号に基づいて、フレーム内予測特徴量、例えばフレーム内隣接誤差特徴量を出力する。
On the other hand, the intra-frame prediction feature
図3はフレーム内予測評価関数の導出過程の一例を示す図である。一般に、フレーム内予測は全体的になだらかな画像に対して高い予測精度を示すという特徴を持っている。従って、画像全体における隣接画素間での画素値の変化量によって、フレーム内予測の精度を推定することが可能と考えられ、この値をフレーム内予測特徴量として用いることができる。なお、図中の1升は画素を示す。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a process for deriving an intra-frame prediction evaluation function. In general, intra-frame prediction has a feature of showing high prediction accuracy for an overall smooth image. Therefore, it is considered possible to estimate the accuracy of intraframe prediction based on the amount of change in pixel value between adjacent pixels in the entire image, and this value can be used as the intraframe prediction feature amount. In addition, 1 square in a figure shows a pixel.
図3においてP(x,y)はブロック内の座標(x,y)における画素値を表す。このとき、画素(x,y)に隣接する3画素(x−1,y−1)、(x,y−1)、(x−1,y)との画素値の差分D1=P(x,y)−P(x−1,y−1)、D2=P(x,y)−P(x,y−1)、D3=P(x,y)−P(x−1,y)のうち、絶対値の最も小さいものを隣接誤差D(x,y)とする。 In FIG. 3, P (x, y) represents a pixel value at coordinates (x, y) in the block. At this time, the pixel (x, y) 3 pixels adjacent to (x-1, y-1 ), (x, y-1), the difference of the pixel values of the (x-1, y) D1 = P (x , Y) -P (x-1, y-1), D2 = P (x, y) -P (x, y-1), D3 = P (x, y) -P (x-1, y) Among them, the one with the smallest absolute value is defined as the adjacent error D (x, y).
次いで、ブロックB内のすべての画素に対して該最小の隣接誤差D(x,y)を求め、その絶対和、二乗和、分散値のうちいずれかをフレーム内予測特徴量Cost(Intra)として用いることができる。あるいは、D1,D2,D3の平均値を隣接誤差D(x,y)として用いることもできる。 Next, the minimum adjacent error D (x, y) is obtained for all the pixels in the block B, and any one of the absolute sum, the square sum, and the variance value is used as the intra-frame prediction feature value Cost (Intra). Can be used. Alternatively, the average value of D1, D2, and D3 can be used as the adjacent error D (x, y).
図4は図3の変形例である。隣接誤差D(x,y)を、図3のようにブロックB内のすべての画素に対して求める代わりに、1画素ずつ間引いた画素に対して求めることによって、効率よくフレーム内予測特徴量Cost(Intra)を求めることができる。 FIG. 4 is a modification of FIG. Instead of obtaining the adjacent error D (x, y) for all the pixels in the block B as shown in FIG. (Intra) can be obtained.
図5も図3の変形例である。隣接誤差D(x,y)をブロック内のすべての画素に対して求める代わりに、ブロックB内の最上列および最左行のみに関して隣接誤差D(x,y)を求めることによって、効率よくフレーム内予測特徴量Cost(Intra)を求めることができる。なお、図4、図5においてフレーム内予測特徴量Cost(Intra)を求める方法は、図3の場合と同様である。 FIG. 5 is also a modification of FIG. Instead of determining the adjacent error D (x, y) for all the pixels in the block, the adjacent error D (x, y) is determined for only the uppermost column and the leftmost row in the block B. An intra prediction feature amount Cost (Intra) can be obtained. 4 and 5, the method for obtaining the intra-frame prediction feature value Cost (Intra) is the same as in the case of FIG. 3.
予測モード判定器9は、フレーム間予測特徴量出力器6から入力されるフレーム間予測特徴量Cost(Inter)と、フレーム内予測特徴量出力器5から入力されるフレーム内予測特徴量Cost(Intra)を比較することによって、当該ブロックがフレーム間予測ないしフレーム内予測のどちらかの予測符号化モードによって符号化処理を行なうかを決定し、予測モード制御信号19として出力する。比較方法の一例として、不等式Cost(Inter)<T×Cost(Intra)(Tは、例えば1以上の定数)が成立する場合にフレーム間予測モード、成立しない場合はフレーム内予測モードを選択する方法が利用できる。
The prediction
予測モード制御信号19がフレーム内予測モードを指定している場合、フレーム内予測器10は、入力画像記憶メモリ2から入力される入力画像信号および復号画像信号生成器18から入力される隣接ブロックの復号画像に基づいて、図1(a),(b)に示すいずれかの方法でフレーム内予測画像を生成し、データ量が最小となる予測画像を選択して出力する。なお、この方法は以下の他の実施形態においても同様であるので、以下では説明を省略する。
When the prediction mode control signal 19 specifies the intra-frame prediction mode, the
予測誤差画像信号生成器11は、予測モード制御信号19がフレーム間予測モードを指定している場合は位置シフタ8から出力されるフレーム間予測画像信号を、フレーム内予測モードを指定している場合はフレーム内予測器10から出力されるフレーム内予測画像信号を、入力画像記憶メモリ2から入力される入力画像信号から減算処理して予測誤差画像信号を生成して直交変換器12に出力する。このとき、予測誤差画像信号生成器11から出力される予測誤差画像信号は、より高い符号化効率を得るため直交変換器12によって直交変換され、量子化器13によって量子化される。量子化された変換係数とその量子化係数、および動きベクトル出力器3から出力される動きベクトルは、可変長符号化器15によってエントロピー符号化され、画像圧縮符号化データ20として出力され、符号化処理が完了する。なお、符号化レート制御器14は、可変長符号化器15から出力される画像圧縮符号化データの符号化効率に基づいて次に入力されるブロックの変換係数に対する量子化係数を決定し、符号化ビットレートを一定に保つ。
When the prediction mode control signal 19 designates the inter-frame prediction mode, the prediction error
量子化器13から出力される変換係数および量子化係数に基づいて、逆量子化器16は逆量子化処理を行い、逆直交変換器17によって誤差画像信号が復号され、出力される。復号画像信号生成器18は、予測モード制御信号19に基づいてフレーム間予測画像信号ないしフレーム内予測画像信号のうちいずれかと復号された誤差画像信号を加算処理して、復号画像信号を生成する。このようにして生成した復号画像信号は、フレーム内予測器10によるフレーム内予測処理に用いられ、また、参照画像記憶メモリ4に蓄積されて、動きベクトル出力器3によってフレーム間予測処理に用いられる。なお、この予測誤差画像信号生成器11、直交変換器12、量子化器13、符号化レート制御器14、可変長符号化器5、逆量子化器16、逆直交変換器17、復合画像信号生成器18、画像圧縮符号化データ20の動作は、以下の他の実施形態においても同様であるので、以下では説明を省略する。
Based on the transform coefficient and the quantized coefficient output from the
図6は、該第1実施形態の概略の動作を説明するフローチャートである。ステップS01,S02では、それぞれフレーム間予測特徴量、フレーム内予測特徴量が求められる。ステップS03では、両予測特徴量に基づいてフレーム内予測を行うか否かの判断がなされ、この判断が否定の場合にはステップS05に進みフレーム間予測符号化がなされる。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the schematic operation of the first embodiment. In steps S01 and S02, an inter-frame prediction feature value and an intra-frame prediction feature value are obtained, respectively. In step S03, it is determined whether or not to perform intraframe prediction based on both prediction feature quantities. If this determination is negative, the process proceeds to step S05 to perform interframe predictive coding.
一方、この判断が肯定の場合には、ステップS04に進んで、前記フレーム内予測器10は、各予測方向(図1(a),(b)参照)について、フレーム内予測誤差を算出する。ステップS06では、該フレーム内予測器10は該フレーム内予測誤差のうちの一番小さい予測方向を選択し、その方法でフレーム内予測画像を生成して出力する。ステップS07では、該フレーム内予測画像が予測誤差画像信号生成器11へ送られ、フレーム内予測符号化が行われる。
On the other hand, if this determination is affirmative, the process proceeds to step S04, and the
この実施形態によれば、フレーム間符号化の予測効率が高い場合にフレーム内符号化処理を行なわないため、従来の前記第1の方式に比べると高い処理速度を見込むことができる。また、フレーム内符号化処理を行なう場合には、H.264等のようなフレーム内予測符号化を選択するようにしているので、高い符号化効率が期待できる。 According to this embodiment, since intra-frame coding processing is not performed when the prediction efficiency of inter-frame coding is high, a higher processing speed can be expected compared to the conventional first method. In addition, when performing intra-frame coding processing, H.264 is used. Since intra-frame predictive coding such as H.264 is selected, high coding efficiency can be expected.
次に、図7は、本発明の第2の実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、フレーム内予測特徴量とフレーム間予測特徴量との比較の結果フレーム内予測モードの方が有利であると一旦判定された場合に、フレーム間予測およびフレーム内予測それぞれの符号化効率を詳細に調査し、すなわちフレーム間予測およびフレーム内予測の結果に基づいてそれぞれの符号化効率を比較し、最終符号化モード判定を行なうようにした点に特徴がある。 Next, FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, when it is determined that the intra-frame prediction mode is more advantageous as a result of the comparison between the intra-frame prediction feature quantity and the inter-frame prediction feature quantity, encoding of each of the inter-frame prediction and the intra-frame prediction is performed. It is characterized in that the efficiency is investigated in detail, that is, the respective coding efficiencies are compared based on the results of inter-frame prediction and intra-frame prediction, and the final coding mode is determined.
フレーム内詳細調査判定器21は、フレーム間予測特徴量出力器6から入力されるフレーム間予測特徴量Cost(Inter)と、フレーム内予測特徴量出力器5から入力されるフレーム内予測特徴量Cost(Intra)を比較することによって、フレーム内詳細調査として実際にフレーム内予測誤差を求めるかどうかを決定し、決定結果をフレーム内詳細調査制御信号23として出力する。例えば、不等式Cost(Inter)<T×Cost(Intra)(Tは、例えば1以上の定数)が成立しない場合にフレーム内詳細調査をする旨の信号23を出力する。
The intra-frame detailed
フレーム内詳細調査制御信号23がフレーム内詳細調査を行なうことと指示している場合、フレーム内予測器10は、入力画像記憶メモリ2から入力される入力画像信号および復号画像生成器18から入力される隣接ブロックの復号画像に基づいて、図1(a),(b)に示すいずれかの方法でフレーム内予測画像を生成して出力する。フレーム内予測誤差画像信号生成器22は、入力画像記憶メモリ2から入力される入力画像信号から、フレーム内予測器10から出力されるフレーム内予測画像を減算処理し、フレーム内予測誤差画像として最終予測モード判定器24に出力する。
When the intra-frame detailed
最終予測モード判定器24は、フレーム内予測誤差画像信号生成器22から出力されるフレーム内予測誤差画像とフレーム間予測誤差画像信号生成器7から出力されるフレーム間予測誤差画像に基づいて、フレーム内予測符号化およびフレーム間予測符号化の符号化効率を比較し、符号化効率の高い予測モードを選択して予測モード信号19として出力する。
The final prediction
フレーム内詳細調査信号23がフレーム内詳細調査を行なわないことを指示している場合、最終予測モード判定器24は、予測符号化モードとしてフレーム間予測符号化を選択して予測モード制御信号19として出力する。
When the intra-frame
図8は、第2実施形態の概略の動作を説明するフローチャートである。なお、図8において、図6と同一または同等の処理には、同じ符号が付されており、説明を省略する。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the schematic operation of the second embodiment. In FIG. 8, the same or equivalent processes as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
前記フレーム内詳細調査判定器21は、ステップS03にてフレーム間予測特徴量とフレーム内予測特徴量に基づいてフレーム内予測を行うか否かの判断をする。この判断が肯定の場合には、ステップS04、S06の処理をした後ステップS11に進んで、前記フレーム内予測誤差画像信号生成器22がフレーム内予測誤差を生成する。ステップS12では、前記最終予測モード判定器24がフレーム間予測誤差とフレーム内予測誤差とを比較する。そして、ステップS13にて、フレーム内予測モードを選択するか否かの判断をする。以下の処理は図6と同様である。
In step S03, the intra-frame detailed
この実施形態によれば、前記第1実施形態に比べて、符号化効率の高い予測モードを選択する精度が向上する。 According to this embodiment, compared with the said 1st Embodiment, the precision which selects the prediction mode with high encoding efficiency improves.
図9は、本発明の第3の実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、予測モード決定処理において、フレーム内予測モードにおける予測方向も同時に決定することによって、フレーム内予測処理における予測方向を一つに限定し、フレーム内予測処理を大幅に低減するようにした点に特徴がある。 FIG. 9 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in the prediction mode determination process, by simultaneously determining the prediction direction in the intra-frame prediction mode, the prediction direction in the intra-frame prediction process is limited to one, and the intra-frame prediction process is greatly reduced. There is a feature in the point.
方向別フレーム内予測特徴量出力器25は、入力画像記憶メモリ2から入力した入力画像信号に基づいて、第1〜第n(nは1以上の自然数)の予測方向に対する第1〜第n方向フレーム内予測特徴量を求め、フレーム内予測方向決定器26に出力する。第1〜第nの予測方向として、例えば上、斜め、左、隣接ブロック平均などを用いることができる。このとき、ブロック内のすべての画素P(x,y)に対して同じ予測方向に基づいて隣接誤差D(x,y)を求めて、その絶対和、二乗和、分散値のうちいずれかを第n方向フレーム内予測特徴量Cost(Intra(n))として用いることができる。
Based on the input image signal input from the input
フレーム内予測方向決定器26は、方向別フレーム内予測特徴量出力器25から入力した第1〜第n方向フレーム内予測特徴量のうち最小となる予測方向を選択してフレーム内予測方向制御信号27として出力し、選択した予測方向に対応するフレーム内予測特徴量を予測モード判定器9に出力する。
The intra-frame prediction direction determiner 26 selects the smallest prediction direction from the first to n-th direction intra-frame prediction feature values input from the direction-specific intra-frame prediction feature
予測モード判定器9は、フレーム内予測方向決定器26が選択した予測方向に対応するフレーム内予測特徴量とフレーム間予測特徴量出力器6から入力したフレーム間予測特徴量を比較して予測モードを決定し、予測モード制御信号19として出力する。
The prediction
フレーム内予測器10は、フレーム内予測方向決定器26から入力したフレーム内予測方向制御信号27が指示する予測方向に従ってフレーム内予測画像信号を生成して出力する。
The
図10は、第3実施形態の概略の動作を説明するフローチャートである。なお、図10において、図6と同一または同等の処理には、同じ符号が付されており、説明を省略する。 FIG. 10 is a flowchart for explaining the schematic operation of the third embodiment. In FIG. 10, the same or equivalent processes as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ステップS21では、前記方向別フレーム内予測特徴量出力器25が各予測方向についてフレーム内予測特徴量を求める。そして、ステップS06にて、フレーム内予測方向決定器26が各予測方向のうちの予測特徴量が最小となる方向をフレーム内予測方向として選択する。ステップS03では、前記予測モード判定器9がフレーム内予測を行うか否かの判断をする。この判断が肯定の時にはステップS07に進み、前記ステップS06で選択された予測方向でフレーム内予測符号化が行われる。
In step S21, the intra-frame predicted feature
この実施形態によれば、前記フレーム内予測器10の処理を大幅に低減でき、前記予測モード制御信号19がフレーム内予測を指示した場合における処理速度を大幅に向上することができる。
According to this embodiment, the processing of the
5・・・フレーム内予測特徴量出力器、6・・・フレーム間予測特徴量出力器、9・・・予測モード判定器、10・・・フレーム内予測器、11・・・予測誤差画像信号生成器、19・・・予測モード制御信号、21・・・フレーム内詳細調査判定器、22・・・フレーム内予測誤差画像信号生成器、23・・・フレーム内詳細調査制御信号、24・・・最終予測モード判定器、25・・・方向別フレーム内予測特徴量出力器、26・・・フレーム内予測方向決定器、27・・・フレーム内予測方向制御信号。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
画素毎のフレーム間予測誤差値をブロックについて集計したフレーム間予測誤差特徴量を求める第1の手段と、
ブロック内の画素毎に求めた隣接画素間の画素値差分についての各画素における最小の値として得られるブロック内隣接誤差値をブロック内で集計したものであるフレーム内隣接誤差特徴量を求める第2の手段と、
該第1および第2の手段で求められた特徴量の大小に基づいて、フレーム間予測符号化かフレーム内予測符号化かを決定する手段とを具備したことを特徴とする動画像符号化装置。 In a moving picture coding apparatus comprising: means for performing interframe predictive coding of continuously input image signals; and means for performing intraframe predictive coding based on features of adjacent blocks.
A first means for obtaining an inter-frame prediction error feature amount in which inter-frame prediction error values for each pixel are tabulated for a block;
Second determining a frame adjacent errors characteristic quantity blocks in adjacent error values obtained as the minimum value of each pixel is obtained by aggregation in the block for the pixel value difference between adjacent pixels obtained for each pixel in the block Means of
A moving picture coding apparatus comprising: means for determining whether to perform interframe predictive coding or intraframe predictive coding based on the magnitude of the feature amount obtained by the first and second means. .
画素毎のフレーム間予測誤差値をブロックについて集計したフレーム間予測誤差特徴量を求める第1の手段と、
ブロック内の画素毎に求めた隣接画素間の画素値差分についての各画素における最小の値として得られるブロック内隣接誤差値をブロック内で集計したものであるフレーム内隣接誤差特徴量を求める第2の手段と、
該第1および第2の手段で求められた特徴量の大小に基づいて、フレーム内詳細調査かフレーム間予測符号化かを決定する第3の手段と、
該第3の手段により詳細調査と決定された場合、フレーム内予測誤差を求める第4の手段と、
フレーム間予測誤差と該第4の手段で求められたフレーム内予測誤差とに基づいて、フレーム間予測符号化かフレーム内予測符号化かを決定する手段を具備したことを特徴とする動画像符号化装置。 In a moving picture coding apparatus comprising means for performing interframe predictive coding of continuously input image signals and means for performing intraframe predictive coding based on the characteristics of adjacent blocks,
A first means for obtaining an inter-frame prediction error feature amount in which inter-frame prediction error values for each pixel are tabulated for a block;
Second determining a frame adjacent errors characteristic quantity blocks in adjacent error values obtained as the minimum value of each pixel is obtained by aggregation in the block for the pixel value difference between adjacent pixels obtained for each pixel in the block Means of
A third means for deciding whether to perform an intra-frame detailed investigation or an inter-frame prediction encoding based on the magnitude of the feature amount obtained by the first and second means;
A fourth means for determining an intra-frame prediction error when the third means determines that the detailed investigation is performed;
A moving picture code comprising means for determining inter-frame prediction coding or intra-frame prediction coding based on an inter-frame prediction error and an intra-frame prediction error obtained by the fourth means Device.
前記フレーム内隣接誤差特徴量として、前記ブロック内隣接誤差値の絶対和を用いることを特徴とする動画像符号化装置。 The moving picture encoding apparatus according to claim 1 or 2,
The moving picture coding apparatus characterized in that an absolute sum of the intra-block adjacent error values is used as the intra-frame adjacent error feature quantity.
前記フレーム内隣接誤差特徴量として、前記ブロック内隣接誤差値の二乗和を用いることを特徴とする動画像符号化装置。 The moving picture encoding apparatus according to claim 1 or 2,
A moving picture coding apparatus using the square sum of the adjacent error value in the block as the intra-frame adjacent error feature amount.
前記フレーム内隣接誤差特徴量として、前記ブロック内隣接誤差値の分散を用いることを特徴とする動画像符号化装置。 The moving picture encoding apparatus according to claim 1 or 2,
A moving picture coding apparatus using variance of the adjacent error value in the block as the intra-frame adjacent error feature quantity.
前記ブロック内隣接誤差値として、特定の方向の隣接画素間における画素値の差を用いることを特徴とする動画像符号化装置。 In the moving image encoder according to any one of claims 3 to 5,
A moving picture coding apparatus using a difference in pixel values between adjacent pixels in a specific direction as the adjacent error value in the block.
前記ブロック内隣接誤差値として、いくつかの方向の隣接画素間における画素値の差の中から画素毎に選択して用いることを特徴とする動画像符号化装置。 In the moving image encoder according to any one of claims 3 to 5,
A moving picture encoding apparatus, wherein the adjacent error value in the block is selected and used for each pixel from among pixel value differences between adjacent pixels in several directions.
前記ブロック内隣接画素の隣接方向として、上、斜め、および左のうちの少なくとも一つを用いることを特徴とする動画像符号化装置。 The moving picture encoding apparatus according to claim 7,
At least one of top, diagonal, and left is used as an adjacent direction of adjacent pixels in the block.
前記フレーム内予測符号化かフレーム間予測符号化かを決定する手段は、決定関数として各特徴量を用いた一次不等式を用いることを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding device according to claim 1,
The moving picture coding apparatus characterized in that the means for determining whether the intra-frame prediction encoding or the inter-frame prediction encoding uses a linear inequality using each feature amount as a determination function.
前記フレーム内詳細調査かフレーム間予測符号化かを決定する手段は、決定関数として各特徴量を用いた一次不等式を用いることを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding device according to claim 2,
The moving picture coding apparatus characterized in that the means for determining whether the intra-frame detailed investigation or inter-frame prediction coding uses a linear inequality using each feature quantity as a decision function.
画素毎のフレーム間予測誤差値をブロックについて集計したフレーム間予測誤差特徴量を求める第1の手段と、
少なくとも1つの方向に対するブロック内の隣接画素間の画素値差分であるブロック内隣接誤差値をブロック内で集計したもののうち最小の値であるフレーム内隣接誤差特徴量を求める第5の手段と、
該第1および第5手段で求められた特徴量の大小に基づいてフレーム内予測符号化かフレーム間予測符号化かを決定する手段を具備したことを特徴とする動画像符号化装置。 In a moving picture coding apparatus comprising means for performing interframe predictive coding of continuously input image signals and means for performing intraframe predictive coding based on the characteristics of adjacent blocks,
A first means for obtaining an inter-frame prediction error feature amount in which inter-frame prediction error values for each pixel are tabulated for a block;
A fifth means for obtaining an in-frame adjacent error feature quantity that is a minimum value among the aggregated in-block adjacent error values that are pixel value differences between adjacent pixels in the block in at least one direction;
A moving picture coding apparatus comprising means for determining whether to perform intraframe predictive coding or interframe predictive coding based on the magnitude of the feature amount obtained by the first and fifth means.
前記フレーム内予測符号化かフレーム間予測符号化かを決定する手段は、最も誤差が小さい方向の特徴量を該フレーム内隣接誤差特徴量として用いて、フレーム内予測かフレーム間予測かを決定することを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding device according to claim 11,
The means for determining whether to perform intra-frame prediction encoding or inter-frame prediction encoding determines whether intra-frame prediction or inter-frame prediction by using the feature amount in the direction with the smallest error as the intra-frame adjacent error feature amount. A moving picture coding apparatus characterized by the above.
フレーム内予測を選択した場合に、最も誤差が小さい方向のフレーム内予測符号化を行なうことを特徴とする動画像符号化装置。 The moving image encoding device according to claim 11 or 12,
An intra-frame encoding apparatus that performs intra-frame prediction encoding in a direction with the smallest error when intra-frame prediction is selected.
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