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JPH04200191A - Moving compensation prediction inter-frame coder - Google Patents

Moving compensation prediction inter-frame coder

Info

Publication number
JPH04200191A
JPH04200191A JP2333993A JP33399390A JPH04200191A JP H04200191 A JPH04200191 A JP H04200191A JP 2333993 A JP2333993 A JP 2333993A JP 33399390 A JP33399390 A JP 33399390A JP H04200191 A JPH04200191 A JP H04200191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
orthogonal transform
quantization
step size
quantization step
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2333993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuyuki Matsuka
松家 哲之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2333993A priority Critical patent/JPH04200191A/en
Publication of JPH04200191A publication Critical patent/JPH04200191A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Color Television Systems (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the picture quality of a reproduced picture by applying numeral conversion taking an orthogonal transformation coefficient as a quantization step size so as to prevent that an orthogonal transformation coefficient having a size of some degree or larger after quantization becomes '0'. CONSTITUTION:A quantization section 23 uses a quantization step size 21 to quantize an orthogonal transformation coefficient 22 subject to numeral conversion to calculate an orthogonal transformation quantization coefficient 24. When the orthogonal transformation coefficient and the quantization step size are equal, the quantization section 23 calculates '1' or '-' as an orthogonal transformation quantization coefficient 24. A prediction error coding section 33 codes a coding system selection signal 10, a quantization step size 21 and an orthogonal transformation quantization coefficient 24 to calculate a prediction code 34. At the quantization of the orthogonal transformation coefficient, since the orthogonal transformation coefficient is smaller slightly than the quantization step size, the orthogonal transformation coefficient having been quantized to a numeral '0' is left after the quantization, then the picture quality of the reproduced picture is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン信号の動き補償予測フレーム間符
号化装置に関すム 従来の技術 近紙 動画像符号化技術の発達にともな八 テレビ1i
ti  テレビ会議システム CD−ROM。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a motion-compensated predictive interframe coding device for television signals.
ti video conference system CD-ROM.

ディジタルVTR等で用いられるカラー動画像の高能率
符号化装置として動き補償予測フレーム間符号装置が開
発されていも 例えば 吹抜敬彦著rTV画像の多次元
信号処理J  (1988年11月15日発行 日刊工
業新聞社迫上 第7章高能率符号4#:、 pp213
−pp291)に記載された動き補償予測フレーム間符
号化装置が知られていも 動き補償予測フレーム間符号化装置では 一定のフレー
ムレートで映像符号化が実現できるように 発生符号量
が多い場合には予測誤差または入力テレビジョン信号の
画像値の量子化ステップサイズを大きくして発生する符
号量を制限していも従来の量子化ステップサイズの決定
方式として、[ディスクリプジョン オブ リファレン
ス モードs  ソース」(C,C,I、  T、T、
  5GxV 文書#525” title: Dis
cri−ption  of  Ref、   Mod
el  8 (RM8)、  5ource:  Wo
rkingParty  XV/4 5peciali
stGroup  On  Coding  for 
 V−isual  Te1ephony、versi
 −on:  June、 9. 1989”)に記載
された動き補償予測フレーム間符号化装置が知られてい
以下、第2図を参照にして従来の動き補償予測フレーム
間符号化装置について説明すム 第2図に於て、51は
入力テレビジョン信号が入力する入力端子、53は現フ
レームの符号化ブロックの画信号と前フレームの再生画
信号を比較して符号化ブロックの動ベクトルを算出する
動ベクトル算出訊 54は現フレームと前フレームの再
生画信号を蓄積する画像メモリ訊 58は前フレームの
再生画信号に大して動き補償予測する動き補償予測m 
 60は符号化するブロックをフレーム内符号化するか
判定するフレーム間符号化するか判定するフレーム間・
フレーム内判定訊 62は動き補償予測信号に対して2
次元ローパスフィルタ処理するループ内フィルタ訊 6
4は符号化ブロックの原画信号と予測信号の差分演算を
行ない予測誤差を算出する予測誤差算出訊 66は符号
化方式選択記号により、直交変換する信号の選択と再生
画像を算出するための信号の選択を行なうスイッチ訊 
68は直交変換する信号を直交変換する信号を直交変換
する直交変換能 70は直交変換係数を量子化する量子
化訊 73は量子化ステップサイズを算出する量子化ス
テップサイズ算出訊74は伝送フレームを一時番積する
符号メモリ訊76は量子化した直交変換係数を逆直交変
換する逆直交変換訊 78は現フレームの再生画像を算
出する再生画像算出訊 82は予測誤差を通信路符号化
する予測誤差符号化訊 84は動ベクトルを通信符号化
する動ベクトル符号化訊 86は予測符号と動ベクトル
符号より伝送フレームを構成するマルチプレクサ訊 8
9は伝送信号を出力する出力端子であム 以上のような構成に於て、以下その動作について説明す
も 図示されていないアナログ・ディジタル変換回路で
ディジタル信号に変換され 水平方向M画素 垂直方向
 Nラインのブロックに分割されたテレビジョン信号C
−t  入力端子5Iより入力テレビジョン信号52と
して入力す4動ベクトル算出部53は 入力テレビジョ
ン信号52と画像メモリ部54に蓄積されたいる前フレ
ームの再生テレビジョン信号55を比較し、符号化ブロ
ックの動きを動ベクトルとして算出し、動ベクトル信号
56に出力すム 同時に動ベクトル算出部534よ 動
ベクトル算出時の評価を用いて、符号化ブロックについ
て動き補償予測の有効・無効を判定し、その結果を動き
補償予測制御信号として動ベクトル信号56に出力すム
 従って、動ベクトル信号56には 動ベクトルと動き
補償予測信号が重畳されていも 動き補償予測部58は (1)動き補償予測制御信号が
動き補償予測の有効を指示している場合には前フレーム
の再生テレビジョン信号55を動ベクトルで動き補償予
測し、 (2)動き補償予測制御信号が動き補償予測の
無効を指示している場合には前フレームの再生テレビジ
ョン信号55をそのままで、動き補償予測信号59とし
て出力すム フレーム間・フレーム内判定部60は ブロック単位に
入力テレビジョン信号52と動き補償予測信号59を比
較し、動き補償予測の有効性・無効性を判定し、 (1
)動き補償予測の有効性が小さい場合は該当ブロックに
ついてフレーム内符号化が有効と判定し、 (2)動き
補償予測の有効性が大きい場合は該当ブロックについて
フレーム間符号化が有効と判定し、その結果を符号化方
式選択信号61として出力すム ブロック単位に符号化
方式をフレーム内符号化方式とフレーム間信号化方式で
切り替えることにより、フレーム間符号化方式のみで符
号化する場合に比べ 以下の改善が図れk  (1)シ
ーンチェンジ発生時、フレーム内符号化が選択されるた
めにシーンチェンジ後の画質向上が図れも (2)動体
の大きな動きが発生すると、動体の陰に隠れていた背景
領域が出現し、この場合にフレーム内符号化が選択され
るために 画質向上が図れム まf−、CD −ROM
等に用いる蓄積系メディア符号化方式では 再生画像の
編集機能や逆方向再生機能を実現するために 一定フレ
ーム周期毎に全ブロックをフレーム内符号化したフレー
ム(このフレームを、 「リフレッシュ・フレーム(R
efresh  Fra −me)Jと呼ぶ )を挿入
する必要があり、動き補償予測フレーム間符号化装置に
フレーム内符号化機械を具備することによりリフレッシ
ュ・フレームの挿入が実現できへ ループ内フィルタ部62は動ベクトルを用いて動き補償
予測した符号化ブロックに対して、 2次元ローパスフ
ィルタ処理を行なし\ 予測信号63を算出すム 予測
誤差算出部64&よ 符号化ブロックの入力テレビジョ
ン信号52と予測信号63の差分演算を行なし\ その
結果を予測誤差信号65として出力すム スイッチ部66 法(1)符号化方式選択信号61がフ
レーム内符号化を選択している場合には直交変換する信
号67として入力テレビジョン信号52を選択し、 (
2)符号化方式選択信号61がフレーム間信号化を選択
している場合には 直交変換する信号67として予測誤
差信号65を選択すム 直交変換部68は 直交変換する信号67に対して直交
変換を行なし\ 直交変換する信号67の近傍画素間が
持つ高い相関性を除去して、直交変換係数69を算出す
ム 直交変換方式としては多くの場合、高い変換効率を
持ぢ ハードウェア化について実現性のある離散コサイ
ン変換が用いられも 量子化部70は 量子化ステップサイズ71を用いて、
直交変換係数69を量子化し、直交変換量子化係数72
を算出すム 量子化部7]よ 直交変換係数と量子化ス
テップサイズが等しい場合は直交変換量子化係数72と
して「1」または「−1」を算出すム 量子化ステップサイズ算出部73は 以下に示した方式
により、符号メモリ部74内の残留符号量75より量子
化ステップサイズ71を算出すム以下に本従来例におけ
る量子化ステップサイズ71の算出方法について記述す
ム 本従来例では入力テレビジョン信号4上  水平方向3
52画煮 垂直方向288ラインの大きさを有し、水平
方向16画煮 垂直方向16ラインの領域(本従来例で
は 「マイクロブロック(M−acro  Bl’oc
k)J と呼んでいも )に分割す4 量子化ステップ
サイズQb4inマイクロブロック周期で、量子化開始
時に第(1)式に示した式より算出すム Qb=2X’rNT  [Bco  t−;200q 
コ + 2但し、第(1)式に於て以下のように定義す
ム(a)  INT [*] L’L  小数点以下を
切り捨てる関数とすム 例:  INT[1,5]=1、 INT [1,’3
]=1、 INT [1,6] =1 (b)Bcontは 符号メモリ部74の残留量を示す
。 (c)qは 符号化速度パラメータであり、符号化
速度Vと第(2)式の関係があムV=qX64 k b
 i t/ s e c −−−−−−−−−−−−(
2)例:  V=64kbit/secの時、q=1と
なム 第(1)式により明らかなように 残留符号量Bcon
tが多くなると、量子化ステップサイズQbが大きくな
り発生符号量が制限され 一定フレームレートの映像信
号符号化か実現できム 例えば 量子化ステップサイズ
Qbの算出時に 残留符号量Bconc=700bi 
tの時は 量子化ステップサイズQb=8となり、残留
符号量Qb=62となh  Bcont=6100bi
tの時は 量子化ステップサイズQb=62となムただ
し、第1マイクロブロツクから第(n−1)マイクロブ
ロックまでは予め定めた量子化ステップサイズQbで量
子化を行なう。
Although a motion-compensated predictive interframe coding device has been developed as a high-efficiency coding device for color video images used in digital VTRs, etc. Newspaper publisher Chapter 7 High Efficiency Code 4#:, pp213
Although the motion-compensated predictive interframe coding device described in ``-pp291'' is known, the motion-compensated predictive interframe coding device is capable of realizing video coding at a constant frame rate when the amount of generated code is large. Even if the amount of generated code is limited by increasing the prediction error or the quantization step size of the image value of the input television signal, the conventional method for determining the quantization step size is based on the ``Description of Reference Modes Source'' ( C, C, I, T, T,
5GxV document #525” title: Dis
cri-ption of Ref, Mod
el 8 (RM8), 5source: Wo
rkingParty XV/4 5speciali
stGroup On Coding for
V-isual Te1ephony, versi
-on: June, 9. A motion-compensated predictive interframe coding device described in 1989'' is known.Hereinafter, the conventional motion-compensated predictive interframe coding device will be described with reference to FIG. 2. In FIG. 53 is an input terminal to which an input television signal is input; 53 is a motion vector calculation unit that compares the image signal of the encoded block of the current frame with the reproduced image signal of the previous frame to calculate the motion vector of the encoded block; 54 is the current frame 58 is a motion compensation prediction m which performs motion compensation prediction on the reproduction image signal of the previous frame.
60 is an inter-frame code that determines whether a block to be encoded is to be intra-frame encoded or inter-frame encoded;
The intra-frame judgment test 62 is 2 for the motion compensated prediction signal.
In-loop filter for dimensional low-pass filtering 6
4 is a prediction error calculation function that calculates a prediction error by calculating the difference between the original picture signal and the predicted signal of the coding block. 66 is a coding method selection symbol that selects a signal to be orthogonally transformed and a signal for calculating a reproduced image. The switch that makes the selection
68 is an orthogonal transform function that orthogonally transforms a signal to be orthogonally transformed. 70 is a quantization function that quantizes orthogonal transform coefficients. 73 is a quantization step size calculation function that calculates a quantization step size. 74 is a transmission frame 76 is an inverse orthogonal transform processor that performs inverse orthogonal transform on the quantized orthogonal transform coefficients; 78 is a reproduced image calculator that calculates the reproduced image of the current frame; and 82 is a prediction error that encodes the prediction error into channel coding. Coding block 84 is a motion vector coding block which encodes a motion vector for communication.86 is a multiplexer block which configures a transmission frame from a prediction code and a motion vector code.
Reference numeral 9 denotes an output terminal for outputting a transmission signal, and in the configuration shown above, its operation will be explained below.It is converted into a digital signal by an analog-to-digital conversion circuit (not shown).M pixels in the horizontal direction and N in the vertical direction. Television signal C divided into blocks of lines
-t The 4-motion vector calculation unit 53, which receives the input television signal 52 from the input terminal 5I, compares the input television signal 52 with the reproduced television signal 55 of the previous frame stored in the image memory unit 54, and encodes it. The motion of the block is calculated as a motion vector and output as a motion vector signal 56. At the same time, the motion vector calculation unit 534 determines whether motion compensation prediction is valid or invalid for the encoded block using the evaluation at the time of motion vector calculation. The result is output as a motion compensation prediction control signal to the motion vector signal 56. Therefore, even if the motion vector and the motion compensation prediction signal are superimposed on the motion vector signal 56, the motion compensation prediction unit 58 performs (1) motion compensation prediction control. (2) If the signal instructs to enable motion compensation prediction, perform motion compensation prediction on the reproduced television signal 55 of the previous frame using a motion vector; (2) If the motion compensation prediction control signal instructs to disable motion compensation prediction; If so, the inter-frame/intra-frame determining unit 60 outputs the reproduced television signal 55 of the previous frame as it is as a motion-compensated predicted signal 59. Then, determine the effectiveness/invalidity of motion compensation prediction, and (1
) If the effectiveness of motion compensation prediction is small, it is determined that intraframe coding is effective for the corresponding block; (2) If the effectiveness of motion compensation prediction is large, it is determined that interframe coding is effective for the corresponding block; The result is output as the encoding method selection signal 61.By switching the encoding method between the intraframe encoding method and the interframe signaling method in block units, the following is compared to the case where encoding is performed using only the interframe encoding method. (1) When a scene change occurs, intra-frame coding is selected, so it is possible to improve the image quality after the scene change. (2) When a large movement of a moving object occurs, it is hidden behind the moving object. A background area appears, and in this case, intra-frame coding is selected to improve the image quality.
In the storage media encoding method used for the
It is necessary to insert a refresh frame (referred to as refresh frame-me)J), and the insertion of a refresh frame can be realized by equipping the motion compensation predictive interframe coding device with an intraframe coding machine.The in-loop filter unit 62 Two-dimensional low-pass filter processing is not performed on the encoded block subjected to motion compensation prediction using the motion vector. A prediction error calculation unit 64 calculates the predicted signal 63. The input television signal 52 and the predicted signal of the encoded block are 63 does not perform the difference calculation\ The result is output as the prediction error signal 65. Method (1) If the encoding method selection signal 61 selects intra-frame encoding, as the signal 67 to be orthogonally transformed. Select input television signal 52 and press (
2) When the encoding method selection signal 61 selects inter-frame signaling, the orthogonal transform unit 68 selects the prediction error signal 65 as the signal 67 to be orthogonally transformed. The orthogonal transform coefficient 69 is calculated by removing the high correlation between neighboring pixels of the signal 67 to be orthogonally transformed.In most cases, the orthogonal transform method has high transform efficiency.About hardware implementation Even if a feasible discrete cosine transform is used, the quantization unit 70 uses the quantization step size 71,
The orthogonal transform coefficient 69 is quantized and the orthogonal transform quantized coefficient 72 is
If the orthogonal transform coefficient and the quantization step size are equal, the quantization step size calculation unit 73 calculates "1" or "-1" as the orthogonal transform quantization coefficient 72. The quantization step size 71 is calculated from the residual code amount 75 in the code memory section 74 using the method shown in FIG. John signal 4 top horizontal direction 3
It has a size of 52 strokes and 288 lines in the vertical direction, and an area of 16 strokes in the horizontal direction and 16 lines in the vertical direction (in this conventional example, it is called "micro block").
Divide into 4 quantization step size Qb4in microblock period, and calculate from the formula shown in equation (1) at the start of quantization: Qb = 2X'rNT [Bcot-;
+ 2 However, in formula (1), define as follows (a) INT [*] L'L Function that rounds down the decimal places Example: INT [1, 5] = 1, INT [1,'3
] = 1, INT [1, 6] = 1 (b) Bcont indicates the remaining amount of the code memory section 74. (c) q is the encoding speed parameter, and the relationship between the encoding speed V and equation (2) is V = qX64 k b
i t / s e c −−−−−−−−−−−(
2) Example: When V = 64 kbit/sec, q = 1, and as is clear from equation (1), the residual code amount Bcon
As t increases, the quantization step size Qb increases and the generated code amount is limited, making it possible to encode a video signal at a constant frame rate.For example, when calculating the quantization step size Qb, the residual code amount Bconc = 700bi
When t, the quantization step size Qb = 8, and the residual code amount Qb = 62 h Bcont = 6100bi
When t, the quantization step size Qb=62.However, from the first microblock to the (n-1)th microblock, quantization is performed with a predetermined quantization step size Qb.

例えCL  V==64kbit/sec (q=1)
(7)場合、 Qb=32とす呑 本従来例では 量子化ステップサイズQbの算出周期n
cL  n=12としていム 逆直交変換部76は 直交変換量子化数72を逆直交変
換し、量子化誤差を含んだ直交変換信号77を算出す4 スイッチ部664:L  (1)符号化方式選択信号6
1がフレーム内符号化を選択している場合には再生画像
算出信号79として数値「0」信号80を選択し、 (
2)符号化方式選択信号61がフレーム間符号化を選択
している場合には再生画像算出信号79として予測信号
63を選択すム再生画像算出部78は量子化誤差を含ん
だ直交変換信号77と再生画像算出信号79を加算し、
符号化ブロックの再生画像信号81を算出す4画像メモ
リ54は現フレームの再生画像信号81を蓄積し、前フ
レームの再生画像信号55を出力すム 予測誤差符号部82は直交変換量子化数72、量子化ス
テップサイズ71、符号化方式選択信号61を符号化し
、予測誤差符号83を算出すa量子化ステップサイズ7
1の符号化は 量子化ステップサイズ71の値が変化し
たとき、つまりnマイクロボロツク1回のみとすム 動ベクトル符号化部84は動ベクトル56を符号化し、
動ベクトル符号85を算出すム″マルチプレクサ部86
は予測誤差符号83と動ベクトル符号85より、所定の
形式の伝送フレーム87を算出すム− 符号メモリ部74は伝送フレーム87を、−亘蓄積し、
図示していない外部より入力するクロック信号に同期し
て、伝送符号88として出力端子89より出力すム 同
時に 符号メモリ部74はメモリ内に残留している符号
量を残留符号量75として算出すム 発明が解決しようとする課題 しかし、以上のような構成では量子化ステップサイズQ
b以下の直交変換係数ヨ  すべて量子化後rQJにな
るために (1)量子化ステップサイズQbが大きく、
 (2)直交変換係数と量子化ステップサイズとの差異
が小さい直交変換係数が多く存在する場合、量子化によ
る再生画像の画質劣化である「ブロック歪」や「モスキ
ードノイズ」等が発生するという課題があった その原因として、視覚的に重要な意味を持つ直交変換係
数でその値が量子化ステップサイズQbよりも少しでも
小さい場合6上 量子化後の直交変換係数は「0」と成
ってしまうため再生画像の画質が劣化していたと考えら
れも とくに 量子化ステップサイズQbが大きい場合
には 量子化後多くの直交変換係数がrOJ と成って
しまうために再生画像の画質劣化が著しし〜 本発明は以上のような課題に鑑ム 直交変換係数を量子
化する前に 各直交変換係数値1Coef1と量子化ス
テップサイズQbを比較し、量子化後「0」となる直交
変換数のうち 直交変換係数と量子化ステップサイズの
差分が予め定めた閾値Th以下の直交変換係数について
、直交変換系数値1coeflを量子化ステップサイズ
とする数値変換を行うことにより、量子化後にある程度
以上の大きさを持つ直交変換係数が「0」と成ることを
防止し、再生画像の画質上を図るものであ課題を解決す
るための手段 上記目的を達成するため 本発明の技術的解決手段CL
  テレビジョン信号をアナログ信号からディジタル信
号へ変換するアナログディジタル変換手段と、ディジタ
ル化した入力テレビジョン信号の1フレームまたは1フ
イールドを定められた大きさのブロックに分割するブロ
ック化手段と、個々のブロックについてテレビジョン画
像の動きである動ベクトルを算出する動ベクトル算出手
段と、個々のブロックについて前記動ベクトルを用いて
動き補償予測するかを判定する動き補償判定手段と、動
き補償予測するブロックについて前フレームの再生画像
を動ベクトルで動き補償予測し、予測画素値を算出する
動き補償予測画素算出手段と、入力テレビジョン信号の
画素値と予測画素値との差分を予測誤差値として算出す
る予測誤差算出手段と、個々のブロックについて、フレ
ーム間符号化するかフレーム内符号化するか否かを判定
する符号化方式判定手段と、ブロック毎に前記フレーム
内符号化・フレーム間符号化判定結果により直交変換す
る信号を、入力テレビジョン信号の画素値とするか予測
誤差値とするか切り替える直交変換信号選択手段と、入
力テレビジョン信号の画素値または予測誤差値を直交変
換し直交変換係数を算出する直交変換手段と、発生符号
量より量子化ステップサイズを算出する量子化ステップ
サイズ算出手段と、個々の直交変換係数を量子化ステッ
プサイズと比較し、直交変換係数IC0ef1が予め定
めた範囲内で量子化後に零となる直交変換係数について
、該当する直交変換係数値1coef1を量子化ステッ
プサイズに等しい値に数値変換する直交変換係数変換手
段と、数値変換処理した直交変換係数を含んだ全ての直
交変換係数を、量子化ステップサイズを用いて量子化す
る直交変換係数量子化手段と、フレーム内符号化かフレ
ーム間符号化かの情報と動ベクトル値と量子化ステップ
サイズと量子化した直交変換係数を符号化する符号化手
段と、量子化した直交変換係数を逆直交変換し、逆量子
化信号を算出する逆直交変換手段と、前記フレーム間符
号化・フレーム内符号化判定により再生画素値算出時に
用いる画素値を動き補償予測した予測画素値とする力\
 数値「0」とするか切り替える再生画素選択手段と、
予測画素値または数値「0」と逆量子化信号より再生画
像を算出する再生画素算出手段と、再生画像を蓄積する
再生画素蓄積手段とを具備した動き補償予測フレーム間
符号化装置により、上記目的を達成するものであム 作用 一般的に 量子化処理を施される直光変換係数Coef
の分布を測定すると、直交変換された画像がフレーム内
画像でL フレーム間−画像で私(1)低域成分領域に
係数値1coeflが大きいもの数多く分布し、 (2
)高域成分領域に係数値1coef lが小さいものが
数多く分布していム 従って、量子化後に直交変換係数
値1coef1が数値「0」に変換されるのは高域成分
領域に属する直交変換係数値1coeflである場合が
多し〜 フレーム内画像の直交変換係数1coe−flの高域成
分が量子化により数値「0.Jとなった場合、再生画像
は画像はボケた画像となると考えられaフレーム間画像
の直交変換係数1coeflの高域成分が量子化により
数値rOJと成った場合、再生画雑煮「モノスキートノ
イズ」なとの画質劣化が発生すると考えられも そこで本発明は 上記構成により量子化によす発生する
と考えられるこれらの画質劣化を、直交変換係数を量子
化する前に 量子化後「0」となる直交変換数について
、各直交変換係数値I C0eflと量子化ステップサ
イズQbを比較し、両者の差分が予め定めた閾値Th以
下の直交変換係数について、直交変換係数値1coef
 lを量子化ステップサイズとする数値変換を行うこと
により、量子化後にある程度以上の大きさを持つ直交変
換係数が「O」と成ることを防止し、再生画像の画質向
上を図るものであム 実施例 以下、第1図を参照しながら本発明の一実施例について
説明すも 第1図は本発明の実施例に於ける動き補償予
測フレーム間符号化装置のブロック図であム 第1図に
おいて、 1は入力テレビジョン信号が入力する入力端
子、3は現フレームの符号化ブロックの画信号と前フレ
ームの再生画信号を比較して符号化ブロックの動ベクト
ルと動き補償予測制御信号を算出する動ベクトル算出部
4は前フレームの再生画信号を蓄積する画像メモリ訊 
7は前フレームの再生画信号に対して動き補償予測する
動き補償予測訊 9は符号化するブロックをフレーム内
符号化するかフレーム内符号化するかを判定するフレー
ム間・フレーム内判定ftL  11は動き補償予測信
号に対して2次元ローパスフィルタ処理するループ内フ
ィルタ訊13は符号化ブロックの原画信号と予測信号の
差分演算を行ない予測誤差を算出する予測誤差算出部1
5は符号化方式選択信号により、直交変換する信号の選
択と再生画像を算出するための信号を選択するスイッチ
訊 17は直交変換する直交変換訊 19は直交変換係
数を数値変換する直交変換係数変換訊 20は量子化ス
テップサイズを算出する量子化サイズ算出部 23は数
値変換された直交変換係数を量子化する直交係数量子化
部 25は伝送フレームを一時蓄積する符号メモリ訊2
7は量子化した直交変換係数を逆直交変換する逆直交変
換能 31は現フレームの再生画像を算出する再生画像
算出部 33は符号化方式選択信号、予測誤范 量子化
ステップサイズを通信路符号化する予測誤差符号化訊 
35は動ベクトルを通信路符号化する動ベクトル符号化
訊 37は予測符号と動ベクトル符号より伝送フレーム
を構成するマルチプレクサB、40は伝送信号を出力す
る出力端子であム 以上のような構成において、以下その動作を説明すム 
テレビジョン信号は第1図に図示されていない信号処理
部でアナログ・ディジタル変換さ札 水平方向M画秦 
垂直方向Nラインのブロックに分割され 入力端子1よ
り入力テレビジョン信号2として入力すム 次に 動ベ
クトル算出部3は入力テレビジョン信号2と、画像メモ
リ部4より読みだした前フレームの再生画像5を比較し
、動ベクトルを算出し、動ベクトル信号6に出力すム 
同時に 動ベクトル算出部3は動ベクトル算出時の評価
値を用いて、符号化ブロックに対する動き補償予測が有
効か無効かを判定し、その結果を動き補償予測制御情報
として動ベクトル信号6に出力すム 動き補償予測部7番上 符号化ブロックと同一位置の前
フレームの再生画像5に対し動ベクトル信号6により動
き補償予測する場合は動ベクトルで動く補償予測し、動
き補償予測しない場合は何もせずに 動き補償予測信号
8として出力すaフレーム間・フレーム白判定部9番よ
 ブロック単位に入力テレビジョン信号2と動き補償予
測信号8を比較し、動き補償予測の有効性を判定し、動
き補償予測の有効性が小さい場合は該当ブロックについ
てフレーム内符号化が有効と判定し、動き補償予測の有
効性が大きい場合は該当ブロックについてフレーム間符
号化が有効と判定し、その結果を符号化方式選択信号1
oとして出力すaまたフレーム内・フレーム間判定部9
線 リフレッシュフレームの挿入が必要な符号化装置の
場合は 一定フレーム周期で全ブロックをフレーム内符
号化する様に符号化方式選択信号1oを出力す−ム ループ内フィルタ部111!  動き補償予測信号8に
対し、符号化ブロックが動き補償予測するブロックであ
る場合は2次元ローパスフィルタ処理であるループ内フ
ィルタ処理を行し\ その他の場合はループ内フィルタ
処理しないで、予測信号12として出力すム 予測誤差算出部13は 符号化ブロックの入力テレビジ
ョン信号2と予測信号12の差分演算を行なし\ その
結果を予測誤差信号14として出力すム スイッチ部15は (1)符号化方式選択信号10がフ
レーム内符号化を選択している場合には直交変換する信
号16として入力テレビジョン信号2を選択し、 (2
)符号化方式選択信号10がフレーム間符号化を選択し
ている場合には直交変換する信号16として予測誤差信
号14を選択すム 直交変換部17は 直交変換する信号16に対して直交
変換を行なし\ 直交変換する信号16の近傍画素間が
持つ高い相関性を除去して、直交変換係数18を算出す
ム 直交変換方式としては多くの場合、高い変換効率を
持ぢ ハードウェア化について実現性のある離散コサイ
ン変換が用いられも 直交変換係数変換部19は 直交変換係数18の係数値
1coeflと量子化ステップサイズ算出部20が算出
した量子化ステップサイズ21を比較し両者の差分があ
らかじめ定めた閾値Thより大きくない場合C上 直交
変換系数値1coef1を量子化ステップサイズQbと
する数値変換を行(\ 数値変換した直交変換係数22
を算出すムつまり IF 1coef l  (Qb)  THENIF 
(Qb−lcoef l  (Th)THENlcoe
fl=Qb END I F NDIF とすム また 閾値T h 41  代表的な画像を用いて、各
回線速度ごとに実験を行って求めも 量子化部23は 量子化ステップサイズ21を用いて、
数値変換した直交変換係数22を量子化し、直交変換量
子化係数24を算出すム 量子化部23は 直交変換係
数と量子化ステップサイズが等しい場合は直交変換量子
化係数24として「1」または「−1」を算出すム 量子化ステップサイズ2tc;L  量子化ステップサ
イズ算出部2oで、符号メモリ部25内の符号残留量2
6より、前記の従来例で記述した方式により求めたもの
であム 逆直交変換部27番上 直交変換量子化係数24を逆直
交変換し、量子化誤差を含んだ信号28を算出すム スイッチ部15は (1)符号化方式選択信号10がフ
レーム内符号化を選択している場合には再生画像算出信
号29として数値rQJ信号3゜を選択し、 (2)符
号化方式選択信号10がフレーム間符号化を選択してい
る場合には再生画像算出信号29として予測信号12を
選択すム再生画像算出部31は量子化誤差を含んだ信号
28と再生画像算出信号29を加算し、符号化ブロック
の再生画像32を算出すム 画像メモリ4は現フレームの再生画像信号32を蓄積し
、前フレームの再生画像信号5を出力すム 予測誤差符号化部33は 符号化方式選択信号10、量
子化ステップサイズ21、直交変換量子化係数24を符
号化し、予測誤差符号34を算出すム 動ベクトル符号化部35は動き補償予測したブロックの
動ベクトル信号6を符号化し、動ベクトル符号36を算
出すム マルチプレクサ部37は予測誤差符号34と動ベクトル
符号36より、所定の形式の伝送フレーム38を算出す
ム 符号メモリ部25は伝送フレーム38を、−旦蓄積し、
図示していない外部より入力するクロック信号に同期し
て、伝送符号39として出力端子40より、出力すム 
同時に 符号メモリ部25はメモリ内に残留している符
号量を残留符号量26として算出すム 以上の説明から明らかなように本実施例によれば 直交
変換係数の量子化時、量子化ステップサイズより僅かに
小さいため数値[○jに量子化されていた直交変換係数
力(量子化後桟るために再生画像の画質向上を図ること
ができも 発明の効果 以上のように 本発明の効果としては 直交変換係数を
量子化する前に 量子化後rOJとなる直交変換係数に
ついて、各直交変換係数値lc。
For example, CL V==64kbit/sec (q=1)
In case (7), when Qb=32, in the conventional example of Nobomoto, the calculation period n of the quantization step size Qb
Assuming that cL n=12, the inverse orthogonal transform unit 76 performs inverse orthogonal transform on the orthogonal transform and quantization number 72, and calculates the orthogonal transform signal 77 including the quantization error.4 Switch unit 664:L (1) Encoding method Selection signal 6
1 selects intraframe encoding, selects the numerical value "0" signal 80 as the reproduced image calculation signal 79, and (
2) If the encoding method selection signal 61 selects interframe coding, the predicted signal 63 is selected as the reproduced image calculation signal 79. and the reproduced image calculation signal 79,
The 4-image memory 54 that calculates the reproduced image signal 81 of the encoded block stores the reproduced image signal 81 of the current frame, and the prediction error encoder 82 that outputs the reproduced image signal 55 of the previous frame calculates the orthogonal transform quantization number 72. , quantization step size 71, a quantization step size 7 that encodes the encoding method selection signal 61 and calculates the prediction error code 83.
1 is encoded when the value of the quantization step size 71 changes, that is, only once for n microbolts.The motion vector encoding unit 84 encodes the motion vector 56,
A multiplexer unit 86 that calculates a motion vector code 85
calculates a transmission frame 87 in a predetermined format from the prediction error code 83 and the motion vector code 85. The code memory section 74 stores the transmission frame 87 over time.
The code memory section 74 outputs the transmission code 88 from the output terminal 89 in synchronization with a clock signal inputted from an external source (not shown).At the same time, the code memory section 74 calculates the amount of codes remaining in the memory as the residual code amount 75. Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the quantization step size Q
In order for all orthogonal transform coefficients less than or equal to b to become rQJ after quantization (1) The quantization step size Qb is large,
(2) When there are many orthogonal transform coefficients with small differences between the orthogonal transform coefficients and the quantization step size, "block distortion" and "mosquido noise", which are deterioration of the image quality of the reproduced image due to quantization, occur. There was a problem because if the orthogonal transform coefficient has a visually important meaning and its value is even slightly smaller than the quantization step size Qb, the orthogonal transform coefficient after quantization becomes "0". Especially when the quantization step size Qb is large, many orthogonal transform coefficients become rOJ after quantization, so the quality of the reproduced image deteriorates significantly. ~ The present invention takes into consideration the above-mentioned problems. Before quantizing orthogonal transform coefficients, each orthogonal transform coefficient value 1Coef1 and quantization step size Qb are compared, and among the orthogonal transform numbers that become "0" after quantization, For orthogonal transform coefficients for which the difference between the orthogonal transform coefficient and the quantization step size is less than or equal to a predetermined threshold Th, by performing numerical transformation using the orthogonal transform system value 1coefl as the quantization step size, it is possible to convert the orthogonal transform coefficient to a size larger than a certain level after quantization. Means for solving the problem In order to achieve the above object, the technical solution CL of the present invention is to prevent the orthogonal transform coefficient from becoming "0" and improve the image quality of the reproduced image.
an analog-to-digital conversion means for converting a television signal from an analog signal to a digital signal; a blocking means for dividing one frame or one field of the digitized input television signal into blocks of a predetermined size; and individual blocks. a motion vector calculation means for calculating a motion vector which is the motion of a television image; a motion compensation determination means for determining whether to perform motion compensation prediction using the motion vector for each block; A motion compensation predicted pixel calculation means that performs motion compensation prediction on a reproduced image of a frame using a motion vector and calculates a predicted pixel value, and a prediction error that calculates the difference between the pixel value of the input television signal and the predicted pixel value as a prediction error value. a calculation means, a coding method determination means for determining whether to perform interframe encoding or intraframe encoding for each block, and an orthogonal encoding method based on the intraframe encoding/interframe encoding determination result for each block. orthogonal transformation signal selection means for switching a signal to be converted into pixel values of an input television signal or prediction error values; and orthogonal transformation of the pixel values or prediction error values of the input television signal to calculate orthogonal transformation coefficients. An orthogonal transform means, a quantization step size calculation means for calculating a quantization step size from the generated code amount, and a quantization step size calculation means that compares each orthogonal transform coefficient with the quantization step size, For orthogonal transform coefficients that become zero after quantization, orthogonal transform coefficient converting means for numerically converting the corresponding orthogonal transform coefficient value 1coef1 into a value equal to the quantization step size, and all orthogonal transforms including the numerically converted orthogonal transform coefficients. An orthogonal transform coefficient quantization means for quantizing coefficients using a quantization step size, information on intra-frame encoding or inter-frame encoding, a motion vector value, a quantization step size, and a quantized orthogonal transform coefficient. an encoding means for encoding; an inverse orthogonal transformation means for inverse orthogonal transforming the quantized orthogonal transform coefficients and calculating an inverse quantized signal; The power to make the pixel value to be used the predicted pixel value obtained by motion compensation prediction\
Reproduction pixel selection means for setting or switching the numerical value "0";
The above objective can be achieved by a motion compensated predictive interframe coding device comprising a reproduced pixel calculation means for calculating a reproduced image from a predicted pixel value or numerical value "0" and a dequantized signal, and a reproduced pixel accumulation means for accumulating the reproduced image. The direct light conversion coefficient Coef, which is generally subjected to quantization processing, is
When we measure the distribution of the orthogonally transformed images, we find that the intra-frame image is L, the inter-frame image is L (1), many images with large coefficient values 1coefl are distributed in the low frequency component region, and (2
) There are many small coefficient values 1coef l distributed in the high frequency component region.Therefore, the orthogonal transform coefficient value 1coef1 that is converted to the numerical value "0" after quantization is the orthogonal transform coefficient value belonging to the high frequency component region. In many cases, it is 1coefl ~ If the high frequency component of the orthogonal transform coefficient 1coe-fl of the image within the frame becomes a value of 0.J due to quantization, the reproduced image is considered to be a blurred image, and the a frame If the high-frequency component of the orthogonal transform coefficient 1coefl of the intermediate image becomes the numerical value rOJ by quantization, it is thought that image quality deterioration such as "monoskeet noise" will occur in the reproduced image. Before quantizing the orthogonal transform coefficients, compare each orthogonal transform coefficient value I C0efl with the quantization step size Qb for the orthogonal transform number that becomes "0" after quantization. For the orthogonal transform coefficients for which the difference between the two is less than or equal to the predetermined threshold Th, the orthogonal transform coefficient value 1coef
By performing numerical conversion with l as the quantization step size, this method prevents orthogonal transform coefficients having a certain size or more from becoming "O" after quantization, and improves the image quality of reproduced images. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a block diagram of a motion compensated predictive interframe coding apparatus in an embodiment of the present invention. In, 1 is an input terminal into which an input television signal is input, and 3 is an input terminal to which an input television signal is input, and 3 is an input terminal that compares the image signal of the encoded block of the current frame and the reproduced image signal of the previous frame to calculate the motion vector of the encoded block and the motion compensation prediction control signal. The motion vector calculation unit 4 uses an image memory memory that stores the reproduced image signal of the previous frame.
7 is a motion compensation prediction unit that performs motion compensation prediction on the reproduced picture signal of the previous frame; 9 is an inter-frame/intra-frame judgment ftL that determines whether a block to be encoded is to be intra-frame encoded or intra-frame encoded; 11 is an inter-frame/intra-frame determination ftL An in-loop filter unit 13 that performs two-dimensional low-pass filter processing on a motion-compensated prediction signal is a prediction error calculation unit 1 that calculates a prediction error by calculating a difference between the original signal and the prediction signal of the encoded block.
5 is a switch that selects a signal to be orthogonally transformed and a signal for calculating a reproduced image according to a coding method selection signal; 17 is an orthogonal transform switch that performs orthogonal transform; and 19 is an orthogonal transform coefficient transform that numerically transforms orthogonal transform coefficients. 20 is a quantization size calculation unit that calculates the quantization step size; 23 is an orthogonal coefficient quantization unit that quantizes numerically converted orthogonal transform coefficients; and 25 is a code memory unit 2 that temporarily stores transmission frames.
7 is an inverse orthogonal transform function that performs inverse orthogonal transform on quantized orthogonal transform coefficients. 31 is a reproduced image calculation unit that calculates a reproduced image of the current frame. 33 is a coding method selection signal, a prediction error, and a quantization step size as a channel code. prediction error encoding
35 is a motion vector encoding unit that encodes a motion vector through a channel; 37 is a multiplexer B that configures a transmission frame from a prediction code and a motion vector code; and 40 is an output terminal that outputs a transmission signal; , the operation is explained below.
The television signal is converted from analog to digital by a signal processing unit not shown in Figure 1.
It is divided into blocks of N lines in the vertical direction and inputted as input television signal 2 from input terminal 1.Next, motion vector calculation section 3 receives input television signal 2 and the reproduced image of the previous frame read from image memory section 4. 5, calculate the motion vector, and output it as the motion vector signal 6.
At the same time, the motion vector calculation unit 3 uses the evaluation value at the time of motion vector calculation to determine whether motion compensation prediction for the encoded block is valid or invalid, and outputs the result as motion compensation prediction control information to the motion vector signal 6. Motion compensation prediction unit 7 top If motion compensation prediction is to be performed using the motion vector signal 6 for the reproduced image 5 of the previous frame at the same position as the encoded block, motion compensation prediction is performed using the motion vector, and if no motion compensation prediction is to be performed, nothing is done. The inter-frame/frame white determination unit 9 outputs the motion-compensated prediction signal 8 as the motion-compensated prediction signal 8. It compares the input television signal 2 and the motion-compensated prediction signal 8 block by block, determines the effectiveness of the motion-compensated prediction, and If the effectiveness of compensated prediction is small, it is determined that intraframe coding is effective for the corresponding block, and if the effectiveness of motion compensation prediction is large, it is determined that interframe coding is effective for the corresponding block, and the result is encoded. Method selection signal 1
Output as o and intra-frame/inter-frame determination unit 9
In the case of an encoding device that requires the insertion of a refresh frame, the encoding method selection signal 1o is outputted so that all blocks are intra-frame encoded at a constant frame period. If the encoded block is a block to be predicted with motion compensation, in-loop filter processing, which is two-dimensional low-pass filter processing, is performed on the motion-compensated prediction signal 8. In other cases, the in-loop filter process is not performed, and the prediction signal 12 is The prediction error calculation unit 13 calculates the difference between the input television signal 2 of the encoded block and the prediction signal 12. The switch unit 15 outputs the result as the prediction error signal 14. (1) Encoding method If the selection signal 10 selects intraframe coding, select the input television signal 2 as the signal 16 to be orthogonally transformed, and (2
) If the encoding method selection signal 10 selects interframe coding, the prediction error signal 14 is selected as the signal 16 to be orthogonally transformed. No line\ Calculate the orthogonal transform coefficient 18 by removing the high correlation between neighboring pixels of the signal 16 to be orthogonally transformed. In most cases, the orthogonal transform method has high conversion efficiency. Realization of hardware implementation Even if a discrete cosine transform is used, the orthogonal transform coefficient transform unit 19 compares the coefficient value 1coefl of the orthogonal transform coefficient 18 with the quantization step size 21 calculated by the quantization step size calculation unit 20, and determines the difference between the two in advance. If the value is not larger than the threshold Th, then perform numerical transformation using orthogonal transformation system numerical value 1coef1 as quantization step size Qb (\Numerically transformed orthogonal transformation coefficient 22
In other words, IF 1coef l (Qb) THENIF
(Qb-lcoef l (Th) THENlcoe
fl=Qb END I F NDIF Summata Threshold T h 41 Using a typical image, the quantization unit 23 uses the quantization step size 21 to calculate
The quantization unit 23 quantizes the numerically converted orthogonal transform coefficient 22 and calculates the orthogonal transform quantized coefficient 24. If the orthogonal transform coefficient and the quantization step size are equal, the orthogonal transform quantized coefficient 24 is set to "1" or "-1'', the quantization step size 2tc;
6, it is obtained by the method described in the conventional example above. Inverse orthogonal transform section 27, top. Muswitch section that performs inverse orthogonal transform on the orthogonal transform quantization coefficients 24 and calculates the signal 28 containing the quantization error. 15: (1) When the encoding method selection signal 10 selects intra-frame encoding, the numerical value rQJ signal 3° is selected as the reproduced image calculation signal 29, and (2) when the encoding method selection signal 10 selects intra-frame encoding, If inter-coding is selected, the predicted signal 12 is selected as the reproduced image calculation signal 29.The reproduced image calculation unit 31 adds the signal 28 containing the quantization error and the reproduced image calculation signal 29, and performs encoding. The image memory 4 that calculates the reproduced image 32 of the block stores the reproduced image signal 32 of the current frame, and the prediction error encoding unit 33 that outputs the reproduced image signal 5 of the previous frame receives the encoding method selection signal 10, the quantum The motion vector encoding unit 35 encodes the quantization step size 21 and the orthogonal transform quantization coefficient 24 and calculates the prediction error code 34. The motion vector encoding unit 35 encodes the motion vector signal 6 of the block subjected to motion compensation prediction and calculates the motion vector code 36. The sum multiplexer unit 37 calculates a transmission frame 38 in a predetermined format from the prediction error code 34 and the motion vector code 36.The sum code memory unit 25 stores the transmission frame 38 once.
Synchronized with a clock signal input from an external device (not shown), the output signal is output from the output terminal 40 as a transmission code 39.
At the same time, the code memory unit 25 calculates the amount of codes remaining in the memory as the amount of residual codes 26.As is clear from the above explanation, according to this embodiment, when quantizing orthogonal transform coefficients, the quantization step size is Since the orthogonal transform coefficient power that was quantized to a value slightly smaller than the numerical value [○ Before quantizing the orthogonal transform coefficients, each orthogonal transform coefficient value lc for the orthogonal transform coefficients that become rOJ after quantization.

eflと量子化ステップサイズQbを比較し、両者の差
分が予め定めた閾値Th以下の直交変換係数について、
直交変換係数値ICoef1を量子化ステップサイズと
する数値変換を行うことにより、量子化後にある程度以
上の大きさを持つ直交変換数が「0」と成ることを防止
することにより、再生画像の画質向上を図られ その効
果は太きし〜
efl and quantization step size Qb are compared, and for orthogonal transform coefficients where the difference between the two is less than or equal to a predetermined threshold Th,
By performing numerical conversion using the orthogonal transform coefficient value ICoef1 as the quantization step size, the image quality of the reproduced image is improved by preventing the orthogonal transform number having a certain size or more from becoming "0" after quantization. The effect is strong.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に於ける動き補償予測フレー
ム間符号化装置のブロック結線医 第2図は従来の動き
補償予測フレーム間符号化装置のブロック結線図であム 1.51・・・入力端子、3、53・・・動ベクトル算
出能 4、54・・・画像メモリ訊 7.58・・・動
き補償予測能 9、60・・・フレーム内・フレーム間
判定能 11、62・・・ループ内フィルタ訊13.6
4・・・予測誤差算出@15.66・・・スイッチ訊1
7.68・・・直交変換能 19・・・直交変換係数変
換能23.70・・・量子化能20.73・・・量子化
ステップサイズ算出能25.74・・・符号メモ1人 
27.76・・・逆直交変換能31.78・・・再生画
像算出訊33、82・・・予測誤差符号化紙35.84
・・・動ベクトル符号化能37.86・・・マルチプレ
クサ訊40、89・・・出力端子。
FIG. 1 is a block wiring diagram of a motion compensated predictive interframe coding device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block wiring diagram of a conventional motion compensated predictive interframe coding device. ... Input terminal, 3, 53... Motion vector calculation ability 4, 54... Image memory capacity 7.58... Motion compensation prediction ability 9, 60... Intra-frame/inter-frame determination ability 11, 62 ...loop filter 13.6
4...Prediction error calculation @15.66...Switch test 1
7.68... Orthogonal transform ability 19... Orthogonal transform coefficient conversion ability 23.70... Quantization ability 20.73... Quantization step size calculation ability 25.74... Code memo 1 person
27.76... Inverse orthogonal transform performance 31.78... Reproduction image calculation ratio 33, 82... Prediction error coding paper 35.84
...Motion vector encoding capacity 37.86...Multiplexer 40, 89...Output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 テレビジョン信号をアナログ信号からディジタル信号へ
変換するアナログディジタル変換手段と、ディジタル化
した入力テレビジョン信号の1フレームまたは1フィー
ルドを定められた大きさのブロックに分割するブロック
化手段と、個々のブロックについてテレビジョン画像の
動きである動ベクトルを算出する動ベクトル算出手段と
、個々のブロックについて前記動ベクトルを用いて動き
補償予測するか否かを判定する動き補償判定手段と、動
き補償予測するブロックについて全フレームの再生画像
を動ベクトルで動き補償予測し、予測画素値を算出する
動き補償予測画素算出手段と入力テレビジョン信号の画
素値と予測画素値との差分を予測誤差値として算出する
予測誤差算出手段と、個々のブロックについて、フレー
ム間符号化するかフレーム内符号化するかを判定する符
号化方式判定手段と、ブロック毎に前記フレーム内符号
化・フレーム間符号判定結果により直交変換する信号を
、入力テレビジョン信号の画素値とするか予測誤差値と
するか切り替える直交変換信号選択手段と、入力テレビ
ジョン信号の画素値または予測誤差値を、直交変換し直
交変換係数を算出する直交変換手段と、発生符号量より
量子化ステップサイズを算出する量子化ステップサイズ
算出手段と、個々の直交係数を量子化ステップサイズと
比較し、直交変換系数値が予め定めた範囲以内で量子化
後に零となる直交変換係数について、該当する直交変換
数値を量子化ステップサイズに等しい値に数値変換する
直交変換係数変換手段と、数値変換処理した直交変換係
数を含んだ全ての直交変換係数を、量子化ステップサイ
ズを用いて量子化する直交変換係数量子化手段と、フレ
ーム内符号化かフレーム間符号化かの情報と動ベクトル
値と量子化ステップサイズと量子化した直交変換係数を
符号化する符号化手段と、量子化した直交変換係数を逆
直交変換 し、逆量子化信号うを算出する逆直交 変換手段と、前記フレーム間符号化・フレーム内符号化
判定結果により再生画素値算出時に用いる画素値を動き
補償予測した予測画素値とするか、数値「0」とするか
切り替える再生画素選択手段と、予測画素値または数値
「0」と逆量子化信号より再生画像を算出する再生画像
算出手段と、再生画像を蓄積する再生画素蓄積手段とを
具備した動き補償予測フレーム間符号化装置。
[Claims] Analog-to-digital conversion means for converting a television signal from an analog signal to a digital signal, and blocking for dividing one frame or one field of a digitized input television signal into blocks of a predetermined size. a motion vector calculation means for calculating a motion vector representing a motion of a television image for each block; and a motion compensation determination means for determining whether to perform motion compensation prediction using the motion vector for each block. , motion compensation prediction pixel calculation means for performing motion compensation prediction on the reproduced images of all frames using motion vectors for blocks to be motion compensated predicted and calculating predicted pixel values, and predicting the difference between the pixel value of the input television signal and the predicted pixel value. A prediction error calculation means for calculating an error value; a coding method determination means for determining whether to perform interframe encoding or intraframe encoding for each block; orthogonal transformation signal selection means for switching a signal to be orthogonally transformed as a pixel value of an input television signal or a prediction error value according to a determination result; An orthogonal transform means that calculates transform coefficients, a quantization step size calculation means that calculates a quantization step size from the generated code amount, and compares each orthogonal coefficient with the quantization step size to determine whether orthogonal transform system values are predetermined. For orthogonal transform coefficients that become zero after quantization within the range, an orthogonal transform coefficient conversion means that numerically converts the corresponding orthogonal transform value to a value equal to the quantization step size, and all orthogonal transform coefficients including the numerically converted orthogonal transform coefficients. Orthogonal transform coefficient quantization means for quantizing orthogonal transform coefficients using a quantization step size, information on intra-frame encoding or inter-frame encoding, a motion vector value, a quantization step size, and a quantized orthogonal transform An encoding means for encoding coefficients, an inverse orthogonal transformation means for performing inverse orthogonal transformation on the quantized orthogonal transformation coefficients and calculating an inverse quantized signal, and reproduction based on the interframe encoding/intraframe encoding determination result. Reproduction pixel selection means for switching whether a pixel value to be used when calculating a pixel value is a motion-compensated predicted pixel value or a numerical value "0"; A motion compensated predictive interframe coding device comprising a reproduced image calculating means for calculating a reproduced image, and a reproduced pixel accumulating means for accumulating the reproduced image.
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