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JPH05344493A - 動画像符号化装置 - Google Patents

動画像符号化装置

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Publication number
JPH05344493A
JPH05344493A JP17616792A JP17616792A JPH05344493A JP H05344493 A JPH05344493 A JP H05344493A JP 17616792 A JP17616792 A JP 17616792A JP 17616792 A JP17616792 A JP 17616792A JP H05344493 A JPH05344493 A JP H05344493A
Authority
JP
Japan
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coding
image
prediction
control
coded
Prior art date
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Pending
Application number
JP17616792A
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English (en)
Inventor
Ichiro Ando
一郎 安藤
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan 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 Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP17616792A priority Critical patent/JPH05344493A/ja
Priority to US08/073,906 priority patent/US5418569A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】符号化対象の動画像について、その各部分で最
適な符号化を行い、復号画像の画質が向上するようにし
た動画像符号化装置。 【構成】フレーム間予測符号化効率を算出する予測符号
化効率算出器１と、この予測符号化効率算出器１からの
出力に基づき符号化パラメータを決定して符号化制御を
する符号化パラメータ制御器２とを有し、前記符号化パ
ラメータ制御器２からの符号化パラメータに基づき符号
化するようにして、動画像の部分毎に最適な符号化を行
うようにした動画像符号化装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号の符号化装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】動画像符号化方式として、フレーム内符
号化（以下、Ｉ符号化と記す。）、前方予測符号化（以
下、Ｐ符号化と記す。）、両方向予測符号化（以下、Ｂ
符号化と記す。）をフレーム毎に組み合わせ符号化する
符号化方式がある。これらの符号化方式については、画
像電子学会誌 1991 VOL 20 NO.4 P306〜P316に記載さ
れている。図６は、Ｐ符号化、Ｂ符号化の予測参照フレ
ームを示す図である。図６に示されているように、Ｉ符
号化は、フレーム内の画像信号のみが他のフレームとは
無関係に符号化され、Ｐ符号化は、直前に符号化された
Ｉ符号化もしくはＰ符号化フレームを参照フレームとし
て用いて予測信号が生成され、その予測信号との予測誤
差が符号化され、Ｂ符号化は、直前、直後のＩもしくは
Ｐ符号化フレームを適応的に参照フレームとして用いて
予測信号が生成され、その予測信号との予測誤差が符号
化される。
【０００３】前記の通り、Ｉ符号化は、フレーム間予測
を用いないため、発生符号量は多いが、他フレームと独
立しているのでＩ符号化データのみで復号でき、Ｐ符号
化は直前のＩもしくはＰ符号化画像を用いたフレーム間
予測を用いているため発生符号量子化がＩ符号化に比べ
少ないが、その復号には直前のＩ符号化もしくはＰ符号
化画像の復号画像を必要とし、さらに、Ｂ符号化では直
前直後のＩもしくはＰ符号化画像を適応的に用いたフレ
ーム間予測を用いているため、Ｐ符号化よりさらに発生
符号量が少ないが、その復号には、直前直後のＩもしく
はＰ符号化画像の復号画像を必要とする。
【０００４】また、連続するＢ符号化フレームのフレー
ム数が多くなると、前後のＩもしくはＰ符号化画像の時
間的距離が大きくなり、動きの大きな画像の場合Ｐ符号
化の予測効率が劣化する。このようにＩ符号化、Ｐ符号
化、Ｂ符号化は、それぞれ長所、短所を持つため、従
来、符号化する対象動画像及び符号化デ−タの用途に応
じて固定化された組み合わせで符号化されていた。
【０００５】また、予測誤差の符号化に於いて、予測誤
差を直交変換し、直交変換係数を係数毎に重み付けし、
量子化する方法があるが、係数毎の重み付け値の設定に
ついても従来は符号化する画像及び符号化デ−タの用途
に応じて固定化された値で符号化されていた。さらに、
非常に細かな絵柄の画像や動きの激しい動画像の符号化
に於いて、従来、所定符号化レ−ト即ち所定の伝送ビッ
トレートで符号化することが出来ない場合には、符号化
を停止し、復号側では、その間同じ画像を繰り返し出力
するか、或いは予め符号化する動画像を原動画像に対し
て間引き処理して符号化するような固定化された間引き
制御がされていた。
【０００６】図５は、従来の動画像符号化装置の一例を
示すブロック図である。図５に於いて、入力原画像 si
は一旦フレームメモリ５（以下、ＦＭａとも記す。）に
記憶され、符号化方法制御器３からのＩ．Ｐ．Ｂ．制御
情報３Ｃは図５に示す各ブロックに供給されているの
で、前記ＦＭａ５に記憶された入力画像信号は、前記
Ｉ．Ｐ．Ｂ．制御情報３Ｃに基づき出力される。また、
間引き制御器６からの制御で前記フレームメモリ５の書
き込み読み出しフレームが制御され、所定の間引き制御
が行われる。前記ＦＭｂ１６に記憶されている予測参照
フレームに対する動きベクトルＭＶは、符号化対象フレ
ームの動き補償予測ブロック毎に、動きベクトル検出器
１７（以下、ＭＥとも記す。）で求められる。
【０００７】この求められたＭＶとフレームメモリ１６
に記憶されている予測参照フレームを用いて動き補償予
測器１８（以下、ＭＣとも記す。）で、符号化フレーム
の動き補償予測ブロック毎の動き補償予測値を発生さ
せ、減算器８で予測誤差を求める。この時、符号化方法
制御器３からのＩ．Ｐ．Ｂ．制御情報３Ｃに従い、前記
動き補償予測器ＭＣはＩ符号化の場合は予測値は全て
０、Ｐ符号化の場合は予測参照フレームをＦＭｂに記憶
されている直前のＩ符号化もしくはＰ符号化フレームと
して予測、Ｂ符号化の場合は予測参照フレームをＦＭｂ
に記憶されている直前直後のＩ符号化もしくはＰ符号化
２フレームとして予測する。
【０００８】そしてこの予測誤差を直交変換器９で直交
変換し、その出力係数を量子化器１０で量子化する。こ
の際、重み付け値発生器７からの値に応じて直交変換係
数を重み付け量子化する。動き補償予測ブロック毎の、
量子化値、量子化重み付け値、動きベクトルＭＶ、動き
補償予測モ−ド情報ＭＣ−ｍｏｄｅ及びその他ヘッダ−
情報を可変長符号化器１１（以下、ＶＬＣとも記す。）
で符号化し、発生符号レ−トと伝送路への出力符号レ−
トを調整する出力バッファメモリ１２（以下、ＢＵＦと
も記す。）に入力し、伝送路への出力符号レ−トに応じ
て、順次符号化された画像データが出力される。
【０００９】また、符号化するフレームを後から符号化
するフレームに対する予測参照フレームとして用いる場
合、量子化値を逆量子化器１３で逆量子化し、逆直交変
換器１４で逆直交変換し、予測誤差の復号値１４Ｃを求
め、これと予測値１８Ｃを加算器１５で加算して復号画
像を求め、画像メモリ１６（以下、ＦＭｂとも記す。）
に記憶させる。
【００１０】前述の如く、図５に示すような従来の動画
像符号化装置に於いては、Ｉ、Ｐ、Ｂ、各符号化方法の
組み合わせ及び予測誤差信号の符号化に於ける直交変換
係数の重み付け値７Ｃは、符号化対象画像及び用途によ
って固定的に決定され符号化される。しかし、符号化対
象画像全てに対して、Ｉ、Ｐ、Ｂ、各符号化の組み合わ
せ及び予測誤差信号の直交変換係数の重み付け値が固定
化されているため、一連の画像の各部分に於いて符号化
の最適化がされておらず所定符号化レ−トに対し過不足
を生じ、バッファのオーバーフローや、画質の劣化、符
号化誤差の増大等の原因となる。
【００１１】又、間引き制御は、所定符号化レ−トで符
号化出来なかったか否かを符号化後に判定して行われる
か、もしくは予め固定化した間引き方法を決め、それに
従って間引き処理が行われる。このため前者は間引きフ
レームが不定周期で発生するため、復号画像の動きが円
滑でなく視覚上不快となる。又、後者は間引き処理の必
要がない画像部分も間引きされ、その部分の動きが円滑
でなく動きに対する適応性を劣化させる。
【００１２】このように、従来の動画像符号化装置で
は、符号化対象の一連の画像毎にＩ、Ｐ、Ｂ、各符号化
の組み合わせ方法、予測誤差信号の直交変換係数の量子
化重み付け値が固定化されるために問題が生じた。また
間引き制御についても、符号化対象の一連の画像毎に固
定の方法で行うか或いは所定符号レートで符号化出来な
かった場合に行うため問題が生じた。そこで符号化する
一連の画像について符号化する前に各部分の予測符号化
効率を求め、各部分に於いて最適なＩ、Ｐ、Ｂ、各符号
化の組み合わせ方法、予測誤差信号の直交変換係数の量
子化重み付け値及び間引き制御方法を決定し、これら決
定された方法及び値に基づいて符号化することで符号化
する一連の画像の各部分で最適な符号化を実現出来、そ
の復号画像は動きのスムーズなものとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】符号化対象の動画像に
ついて、その各部分で最適な符号化を行い、復号画像の
画質が向上するようにした動画像符号化装置を提供する
ことである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】フレーム間予測符号化効
率を算出する予測符号化効率算出器と、この予測符号化
効率算出器の算出値に基づき符号化パラメータを決定し
て符号化制御をする符号化パラメータ制御器とを有し、
前記符号化パラメータ制御器からの符号化パラメータに
基づき符号化するようにして、符号化対象動画像の部分
毎に最適な符号化を行うようにした動画像符号化装置で
ある。
【００１５】
【作用】フレーム間予測符号化効率を算出し、この算出
結果に基づき符号化パラメータを決定し、この決定した
パラメータに基づき予測符号化を行うようにして、符号
化対象の動画像の各部分毎に最適な符号化を行っている
ので、高品質の復号画像が得られる。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の動画像符号化装置の一実施
例を示すブロック図である。本発明の動画像符号化装置
の一実施例について、以下に図１を基に説明をする。
符号化する原動画像は予測符号化効率算出器１に入力さ
れ、予測符号化効率がフレーム毎に算出され、この結果
に基づき符号化パラメータ制御器２で所定の方法により
符号化方法制御、予測誤差直交変換係数の量子化重み付
け制御及び間引き制御を行うための情報信号２Ａ、２
Ｂ、２Ｃがそれぞれ生成される。そして符号化方法制御
器３、量子化重み付け値発生器７、及び間引き制御器６
は、符号化パラメータ制御器２からの制御情報信号２
Ａ、２Ｂ、２Ｃによりそれぞれ制御される。
【００１７】前記符号化パラメータ制御器２からの制御
方法としては、例えば予測符号化効率が高い即ち予測符
号化を行った場合に予測誤差の小さなシーンではＢ符号
化の頻度を少なく、予測誤差直交変換係数の量子化重み
付けを全て等しくし、間引き制御は行われない。又、予
測符号化効率が低い即ち予測符号化を行った場合に予測
誤差の大きなシーンでは、Ｂ符号化の頻度を多くし、予
測誤差直交変換係数の量子化重み付けを直交変換係数の
低周波成分に比べ高周波成分を粗く量子化するように設
定し、間引き制御が行われる。
【００１８】ここで、符号化パラメータ制御器２は、符
号化フレーム及びその前後所定数フレームの予測符号化
効率算出結果に応じて、予め定められたテーブルに基づ
き符号化方法制御器３、間引き制御器６、重み付け値発
生器７等の各制御を個別に行っても良いし、また各制御
部を相互に関連付けて、例えば間引き制御を行う場合、
他の制御に対しては、個別制御に比べ予測符号化効率算
出結果を実際より効率が高く補正した値に基づき制御し
ても良い。
【００１９】図３は、間引き制御の方法を例示した図で
ある。間引き制御の方法としては、例えば図３の（Ａ）
に示すように原画像の各フレームに対して符号化するフ
レームを選択し、符号化対象フレーム数を削減して符号
化画像とする方法、及び図３の（Ｂ）に示すように原動
画の各フレームに対して符号化するフレームを選択し、
選択されたフレームでその近傍の選択されなかったフレ
ームを置換して符号化画像とする方法がある。前者は原
画像と符号化画像でフレーム数が異なるため、間引き制
御に関する情報を符号化データ中に付加する必要があ
る。
【００２０】また後者は、原画像と符号化画像でフレー
ム数が同じため、間引き制御に関する情報を符号化デー
タ中に付加する必要がないが、前者に比べ符号化フレー
ム数の多い分、符号化に於いて不利となる。また間引き
制御には、図３の（Ｃ）、（Ｄ）に示すような数フレー
ム毎に行う方法や、図３の（Ｅ）、（Ｆ）に示すような
選択する符号化フレーム数を周期的に変化させる方法等
があり、予測符号化効率算出結果に基づきこれらの方法
から選択させても良い。
【００２１】このように各制御を行うための信号即ち
Ｉ．Ｐ．Ｂ．制御情報３Ｃが前記符号化方法制御器３で
生成され、図１に示すＸ−Ｘ線より右側の各ブロックに
供給されている。そして実際の符号化処理が行われる
が、同図に示すように、原画像が入力されると予測符号
化効率の算出と符号化パラメータの決定が行われ、原画
像は制御可能になるよう遅延器４で遅延されて、符号化
処理が行われる。図２に予測符号化効率算出器の例を示
す。図２に於いて、予測方法制御器５０で所定の、例え
ば、Ｐ符号化とＢ符号化に於ける予測方法を入力フレー
ム毎に切り替えて、ＭＣｓ５８で動き補償予測を行い、
減算器５２により予測誤差を算出し、この予測誤差に対
して所定のフィルタ処理、例えばハイパスフィルタ処理
を行い、その結果についてフレーム毎の絶対値和を絶対
値算出器５４とフレーム内累積器５５で求め、この値１
Ｃを予測符号化効率算出値として出力する。
【００２２】この場合、算出値が小さい場合、予測符号
化効率が高く、逆に算出値が大きい場合、予測符号化効
率が低い。また、予測符号化効率算出器１に於けるＰ符
号化とＢ符号化の組み合わせ方法と、実際の符号化に於
いて制御頻度の高いＰ符号化とＢ符号化の組み合わせ方
法とを一致させ、予測符号化効率算出器１で求めた動き
ベクトルをＭＶ−ＭＥＭに記憶させることにより、実際
の符号化で予測符号化効率算出器と同じＰ符号化とＢ符
号化の組み合わせの場合、ＭＶ−ＭＥＭに記憶させた動
きベクトルを読み出して動き補償予測を行うことによ
り、トータルの演算量を削減できる。
【００２３】図４は、本発明の動画像符号化装置の他の
実施例を示すブロック図である。図４に示すような構成
で、原画像に対する符号化データを得るために、同一の
原画像を２回符号化装置に入力させ、第１回目の原画像
の入力時にはスイッチＳＷをａ側にし、予測符号化効率
算出器１及び符号化パラメータ制御器２のみを動作さ
せ、得られた情報を全てメモリＰＡＲＡ−ＭＥＭ１９に
記憶させる。そして第２回目の原画像の入力時には、ス
イッチＳＷをｂ側にし、ＰＡＲＡ−ＭＥＭ１９に記憶さ
れている制御情報に基づき符号化を行っても良く、さら
にこの場合、予測符号化効率算出器１内の動きベクトル
検出器５７（以下、ＭＥｓとも記す。）、動き補償予測
器５８（以下、ＭＣｓとも記す。）、フレームメモリ５
１（以下、ＦＭａｓとも記す。）、フレームメモリ５６
（以下、ＦＭｂｓとも記す。）の代わりに、実際の符号
化に使用するＭＥ１７、ＭＣ１８、ＦＭａ５、ＦＭｂ１
６を用いることで装置規模を小さくできる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の動画像符号化装置によれば、符
号化する一連の画像の各部分毎に、最適な符号化パラメ
ータを予測符号化効率算出器の結果に基づき決定し符号
化制御するので、動きに対する適応性の向上や、符号化
誤差の減少等の効果があり、復号画像の画質が改善され
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動画像符号化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
【図２】予測符号化効率算出器の一例を示す図である。
【図３】間引き制御の方法を例示した図である。
【図４】本発明の動画像符号化装置の他の実施例を示す
ブロック図である。
【図５】従来の動画像符号化装置の一例を示すブロック
図である。
【図６】Ｐ符号化、Ｂ符号化の予測参照フレームを示す
図である。
【符号の説明】
１…予測符号化効率算出器 ２…符号化パラメータ制御器 ３…符号化方法制御器 ３Ｃ…Ｉ．Ｐ．Ｂ．制御情報 ４…遅延器 ５、１６…フレームメモリ ６…間引き制御器 ７…重み付け値発生器 ９…直交変換器 １０…量子化器 １３…逆量子化器 １４…逆直交変換器 ＦＭa 、ＦＭas…フレームメモリ ＦＭb 、ＦＭｂs …フレームメモリ ＭＣ、ＭＣs …動き補償予測器 ＭＥ、ＭＥs …動きベクトル検出器 ＭＣ−ｍｏｄｅ…動き補償予測モード情報 ＭＶ…動きベクトル情報 ＶＬＣ…可変長符号化器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フレーム間予測符号化効率を算出する予測
    符号化効率算出器と、この予測符号化効率算出器の算出
    値に基づき符号化パラメータを決定して符号化制御をす
    る符号化パラメータ制御器とを有し、前記符号化パラメ
    ータ制御器からの符号化パラメータに基づき符号化する
    ようにして、符号化対象動画像の部分毎に最適な符号化
    を行うようにしたことを特徴とする動画像符号化装置。
JP17616792A 1992-06-10 1992-06-10 動画像符号化装置 Pending JPH05344493A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17616792A JPH05344493A (ja) 1992-06-10 1992-06-10 動画像符号化装置
US08/073,906 US5418569A (en) 1992-06-10 1993-06-09 Method and apparatus for predictive coding of moving images while adaptively changing the method in accordance with them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17616792A JPH05344493A (ja) 1992-06-10 1992-06-10 動画像符号化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05344493A true JPH05344493A (ja) 1993-12-24

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