JPS61164390A - 動画像信号のフレ−ム間、フレ−ム内適応予測符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像信号のデジタル伝送に係わり、待に動＃
Ｊ像信号の適応予測符号化方式による高能率の帯域圧縮
伝送技術に関するものである。

（従来技術とその問題点） 動画像信号の予測符号化において、一般にフレーム間予
測は静止状態の画像あるいは緩やかな動きを含むｆ（へ
静止画像に対して適し、フレーム内予測は激しい動きを
含む画像に対して適していることが知られている。また
、このふたつの予測方式を適応的に用いる符号化方式と
しては、予測しようとする画素の近傍の符号化済みの画
素に対して、フレーム間予測とフレーム内予測のどちら
が効率が良いかを調べ、その結果と予め定められた規則
に基づいて、該画素に対する予測方式を決定する方式が
知られている（書間ら：ｒＴＶ会議画像信号の動き補償
フレーム間、フレーム内適応予測符号化］昭和５９年度
電子通信学会総合全国大会講演論文集　　１２７７）。

しかしながらこの様な方式は、近傍の画素が、どちらの
符号化方式が適当であったかという事実から、該画素の
予測方式を推定するものであり、この推定を誤ったとき
には予測能率が低下することが避けられない。例えば第
５図は物体Ａが画面を左方向へ横切る場合であるがＡの
背景として新たに出現する領域Ｂにたいしては、一般に
フレーム内予測の方が効率が良い。このとき静止領域Ｃ
とＢとの境界領域に対しては、本来フレーム間予測が適
しているが、従来の方式では近傍の符号化済みの画素（
即ち領域Ｂ内の画素）に対してフレーム内予測が適して
いる時にはやはりフレーム内予測が選択されてしまう欠
点があった。また前記書間らの論文にて求められる動ベ
クトルがゼロベクトルであるときは、これを静止領域と
みなし、フレーム間予測を選択する方法があるが、この
方法は量子化雑音を含んだ局部復号信号を用いて動ベク
トルを求めている。従って、この動ベクトルがゼロか否
かは実際の動静とは正確には対応しないため、適応予測
による符号化能率の向上は必ずしも望めない方法であっ
た。

（発明の目的） 本発明は、上記の欠点を取り除き、特に静止領域に対し
て適当なフレーム間予測が選択される様にし、より効率
の高い適応予測符号化方式を供給する事を目的とする。

（発明の構成） 本発明によれば、動画像信号が供給され、前記動画像信
号をフレーム内予測しフレーム内予測信号を出力する手
段と、前記動画像信号をフレーム間予測しフレーム間予
測信号を出力する手段と、すでに符号化済みの画素に対
して、フレーム内予測信号とフレーム間予測のいずれが
連中したかを記憶する手段と、該記憶する手段の出力を
用いて前記フレーム内予測信号、前記フレーム間予測信
号のいずれかを予測信号として出力する選択手段と、該
選択手段出力を用いて前記動画像信号を予測符号化する
手段とから構成される動画像信号のフレーム間、フレー
ム内適応予測符号化装置において、前記入力動画像信号
の動き領域と静止領域とを分離する手段と、該分離結果
が静である場合には前記記憶する手段の出力にかかわら
ず前記選択手段にフレーム間予測信号を選択させ、該分
離結果が動領域であった場合には、前記記憶する手段出
力を基に前記選択手段へ選択信号を出力する手段とから
なること特徴とする動画像信号のフレーム間、フレーム
内適応予測符号化装置が得られる。

（構成の詳細な説明） 本発明に於ては、まず予測符号化を適用する前の入力画
像信号を動き領域と静止領域に分離する。この分離方法
としては、例えば画面をある大きさのブロックに分割し
、ブロック内の各画素のフレーム差分値をブロック内で
加算し、この加算結果と定められたしきい値との大小比
較により、該ブロックの動静判断を行う方法を用いる。

即ち、量子化雑音を含まない入力信号を用いて動静領域
の分離を行うので、分離精度が高く、動静判定の誤りの
符号化能率に与える影響を排除できる。

第１図を用いて説明を加える。ある画素Ａが静止領域の
画素であるとき、この画素の予測方式は静止領域に対し
て最適なフレーム間予測方式を選択する。動き領域の画
素Ｂであるときは、通常のフレーム間、フレーム内適応
予測を行う。例えば前述の文献にあるように、予測しよ
うとする画素の近傍の複数の画素Ｃ，Ｄ、　Ｅ、　Ｆが
フレーム間予測とフレーム内予測のどちらが実際は適し
ていたかを調べ、この組み合わせと予め定められた規則
から、画素Ｂの予測方式を決定する。すなわち、本発明
は適応的な予測方式の決定結果に拘らず、入力信号を用
いて定められた静止領域についてはこれに対して最適な
フレーム間予測を行い、動き領域については適応予測を
実行する。

（発明の実施例） 次に図を用いて本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明を用いた符号器の１実施例である。１
０００より入力された動画像信号は、遅延回路３０に供
給されるほかフレームメモリ１０へ供給される。フレー
ムメモリ１０は、入力信号を１フレ一ム時間遅延させ減
算器１１へ出力する。減算器１１はフレーム差分を算出
し、これをブロック内加算器１２へ出力する。ブロック
内加算器１２は絶対値計算器と必要分のラインメモリ、
加算器とからなりブロック内にある画素のフレーム差分
絶対値の総和を計算し、これを比較器１３へ出力する。

比較器１３は、これと定められたしきい地と大小比較し
、その結果を動静情報として、大であれば１を、そうで
なければ０を符号変換器１６と判定器２０へ出力する。

遅延回路３０は、入力信号を上述の動静判定に必要な時
間分遅延させ、減算器１４へ出力する。減算器１４は、
入力信号と選択器１７から供給される予測信号との差分
を計算し、その結果を予測誤差として量子化器１５へ出
力する。量子化器１５は、予測誤差を量子化しこれを符
号変換器１６と加算器１９へ出力する。加算器１９は、
量子化された予測誤差と線１７１９を介して供給される
予測信号とを加算し、その結果を局部復号信号として予
測回路１８と最適予想決定回路２２へ出力する。予測回
路１８は、例えばフレーム間予測の場合はフレームメモ
リ、フレーム内予測の場合はラインメモリあるいはレジ
スタを持ち、複数の予測信号を作り出して選択器１７と
ｌｌ＆適予測決定回路２２へ供給する。最適予測決定回
路２２は、加算器１９から供給される局部復号信号と複
数の予測信号を比較して、局部復号信号により近かった
予測方式すなわち最適予測方式が、フレーム間予測であ
った場合は１を、フレーム内予測であった場合は０を記
憶回路２１へ出力する。記憶回路２１は、予測しようと
する画素の近傍の画素の最適予測方式を１と０で記憶し
てこれを判定器２０へ出力する。判定器２０は、比較器
１３から供給される動静情報が、静止領域を表す時はフ
レーム間予測を、そうでない時は記憶回路２１から供給
される、近傍の符号化済みの画素に対してフレーム間予
測、フレーム内予測の何れが最適な予測方式であったか
という情報を、予め定められた規則を用いて変換して該
画素の予測方式を決定し、選択器１７へ出力する。この
判定器２０は例えばＲＯＭを用いて簡単に実現できる。

即ち、線１３２０から供給される動静情報と線２１２０
から供給される近傍の符号化済みの画素に対する最適予
測情報をアドレス入力とし、出力を予測方式選択情報と
して線２０１７を介して選択器１７へ供給する。第４図
にこのＲＯＭに用いられる論理の一例を示す。Ｍ／Ｓは
例えば１が動、０が静止を表す動静情報をＣ，Ｅ、　Ｆ
は第１図の画素Ｂを符号化しようとする画素とした場合
の近傍の画素Ｃ，Ｅ、　Ｆに対する最適予測情報を、Ｓ
が画素Ｂに対する予測方式（１がフレーム間子側）を表
している。

たとえばＭ／Ｓ　：０、Ｃ＝Ｅ＝Ｆ＝０の場合は、近傍
画素についてはフレーム内予測が最適であったが静止領
域であるので、Ｓ＝１即ちフレーム間予測を選択するこ
とになる。選択器１７は、上述の予測方式選択情報Ｓに
従い、予測回路１８から供給される複数の予測信号から
ひとつを選択し、減算器１４と加算器１９へ出力する。

符号変換器１６は、量子化された予測誤差信号と動静情
報を適当な符号（例えばハフマン符号）に変換し、伝送
路２０００へ出力する。

第３図は、上述の符号器に対応する復号器の例である。

符号逆変換器２３は、線２０００より供給される符号化
された動静情報と予測誤差を逆変換し、動静情報は判定
器２７へ、予測誤差は加算器２４へ各々出力する。加算
器２４は、選択器２５から供給される予測信号と予測誤
差を加算し、復号信号として出力端子３０００、予測回
路２６、最適予測決定回路２９へ出力する。予測回路２
６、最適予測決定回路２９、記憶回路２８、判定器２７
、選択器２５の動作は上述の符号器の場合と同一である
。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、予測誤差に対する量子化雑音を
含まない入力信号に対して動静の判定ができ、最適な予
測方式を選択する確率の高い適応予測方式が実現され、
入力信号の局所的性質に適応した予測が実行されるので
符号化能率が向上するなど、この発明を供給する意義は
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は本
発明を用いた符号器の実施例を表すブロック図、第３図
は同復号器の実施例を表すブロック図、第４図は第２図
判定器２０、第３図判定器２７の論理を表す図、第５図
は従来の方式が適さない場合を説明する図である。 図において １０・・・・・フレームメモリ １１、１４・・・・・減算器 １２・・・・・ブロック内加算器 １３・・・・・比較器　　　　　　　１５・・・・・量
子化器１６・・・・・符号変換器　　　１７．２５・・
・・・選択器１８、２６・・・・・予測回路　　　　　
１９．２４・・・・・加算器２０、２９・・・・・判定
器　　　　　２１．２８・・・・・記憶回路２２、２９
・・・・・最適予測決定回路２３・・・・・符号変換器
　　　　　３０・・・・・遅延回路である。 ン＼ 第１図 静止領域 ・　　　　・　　　　・　　　　・　　　　・　　　　
・　　　　・　　　　・・　　　　・　　　　＠　　　
　・　　　　・　　　　・　　　　・　　　　・冨 暑 ・・：す・・・・ １　　　　動領域 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 動画像信号が供給され、前記動画像信号をフレーム内予
   測しフレーム内予測信号を出力する手段と、前記動画像
   信号をフレーム間予測しフレーム間予測信号を出力する
   手段と、すでに符号化済みの画素に対して、フレーム内
   予測信号とフレーム間予測のいずれが適中したかを記憶
   する手段と、該記憶する手段の出力を用いて前記フレー
   ム内予測信号、前記フレーム間予測信号のいずれかを予
   測信号として出力する選択手段と、該選択手段出力を用
   いて前記動画像信号を予測符号化する手段とから構成さ
   れる動画像信号のフレーム間、フレーム内適応予測符号
   化装置において、前記入力動画像信号の動き領域と静止
   領域とを分離する手段と、該分離結果が静である場合に
   は前記記憶する手段の出力にかかわらず前記選択手段に
   フレーム間予測信号を選択させ、該分離結果が動領域で
   あった場合には、前記記憶する手段出力を基に前記選択
   手段へ選択信号を出力する手段とからなること特徴とす
   る動画像信号のフレーム間、フレーム内適応予測符号化
   装置。