(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々がＭ×Ｎ個（Ｍ及びＮは各々正の整数）の画素よりなる複数のブロックに分割された映像信号を適応的に符号化する適応的映像信号符号化装置であって、
前記映像信号をブロック単位で変換させ、各ブロックに対して１つのＤＣ変換係数及び複数のＡＣ変換係数よりなるＭ×Ｎ個の変換係数の組に変換させる変換手段と、
各ブロックに対する前記変換係数の組を量子化して、各々８であるＭ×Ｎ個の量子化ＤＣ及びＡＣ係数の組を発生する量子化手段と、
各ブロックに対する前記量子化係数の組を格納するメモリと、
現ブロックの左側、上側又は左上側のブロックから選択される予め符号化されたブロックの量子化ＤＣ係数に基づいて前記現ブロックに対するＤＣ参照ブロックを決定し、前記ＤＣ参照ブロックの量子化ＤＣ係数に基づいて前記現ブロックのＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）ＤＣ係数の組を発生するＤＣ参照ブロック決定手段と、
前記現ブロックの左側、上側又は左上側のブロックから選択される予め符号化されたブロックの量子化ＡＣ係数に基づいて前記現ブロックに対するＡＣ参照ブロックを決定し、前記ＡＣ参照ブロックの量子化ＡＣ係数に基づいて前記現ブロックのＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）ＡＣ係数の組を発生するＡＣ参照ブロック決定手段と、
前記ＤＰＣＭ ＤＣ係数及びＤＰＣＭ ＡＣ係数をエントロピ符号化する符号化手段とを備え、
前記ＡＣ参照ブロック決定手段が、｜Ａｈ１−Ａｈ２｜＜｜Ａｖ１−Ａｖ３｜の関係を満たすか否かを判定し（ただし、Ａｈ１は前記左上側ブロックにおける第１水平ＡＣ係数であり、Ａｈ２は前記上側ブロックにおける第１水平ＡＣ係数であり、Ａｖ１は前記左上側ブロックにおける第１垂直ＡＣ係数であり、Ａｖ３は前記左側ブロックにおける第１垂直ＡＣ係数である）、
前記関係を満たす場合は、前記左側ブロックを前記ＡＣ参照ブロックとして決定し、
前記関係を満たさない場合は、前記上側ブロックを前記ＡＣ参照ブロックとして決定するようにしたことを特徴とする適応的映像信号符号化装置。
【請求項２】
前記左側ブロックを前記ＡＣ参照ブロックとして決定した場合は、前記現ブロックの第１行の参照ＡＣ係数を前記ＡＣ参照ブロックの第１行のＡＣ係数と同一に、前記現ブロックの残りの参照ＡＣ係数を全てゼロに設定し、
前記上側ブロックを前記ＡＣ参照ブロックとして決定した場合は、前記現ブロックの第１列の参照ＡＣ係数を前記ＡＣ参照ブロックの第１列のＡＣ係数と同一に、前記現ブロックの残りの参照ＡＣ係数を全てゼロに設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の適応的映像信号符号化装置。
【請求項３】
前記ＤＣ参照ブロック決定手段が、｜Ｄ１−Ｄ２｜＜｜Ｄ１−Ｄ３｜の関係を満たすか否かを判定し（ただし、Ｄ１は前記左上側ブロックにおけるＤＣ係数であり、Ｄ２は前記上側ブロックにおけるＤＣ係数であり、Ｄ３は前記左側ブロックにおけるＤＣ係数である）、
前記関係を満たす場合は、前記左側ブロックを前記ＤＣ参照ブロックとして決定し、
前記関係を満たさない場合は、前記上側ブロックを前記ＤＣ参照ブロックとして決定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の適応的映像信号符号化装置。
【請求項４】
前記符号化手段は、
前記現ブロックの量子化ＤＣ及びＡＣ係数と、前記参照ＤＣ及びＡＣ係数との間の差分値を計算する差分値計算手段と、
前記差分値を符号化された現ブロックのデータとして発生するデータ発生手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の適応的映像信号符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号を適応的に符号化する装置に関し、特に、イントラＤＣ及びＡＣ係数を個別に予測して、映像信号を適応的に符号化し得る適応的映像信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、テレビ電話及び電子会議のようなディジタルビデオシステムにおいて、映像フレーム信号が「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータからなっているため、各映像フレーム信号を表現するのには大量のディジタルデータが必要である。しかしながら、通常の伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているので、そのチャネルを通じて大量のディジタルデータを伝送するためには、特に、テレビ電話及び電子会議のような低ビットレートの映像信号符号化システムの場合、様々なデータ圧縮技法を用いて伝送すべきデータの量を圧縮するか減らさなければならない。
【０００３】
多様なビデオ圧縮技法のうち、統計的符号化技法と時間的、空間的圧縮技法を組合せた、いわゆるハイブリッド符号化（ｈｙｂｒｉｄ  ｃｏｄｉｎｇ）技法が最も効果的なものとして知られている。殆どのハイブリッド符号化技法は、動き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元変換（例えば、ＤＣＴ；離散的コサイン変換）、変換係数の量子化、エントロピー符号化（例えば、ＶＬＣ；可変長符号化）を採用している。
【０００４】
従来のＭＰＥＧ−４（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ−４）符号化技法において、イントラ・モード入力映像信号は、Ｍ×Ｎ個（例えば、８×８個）の画素よりなるブロックに分けられ、各ブロックは２次元変換（例えば、ＤＣＴ及びＤＣＴ係数の量子化）を用いて、１つのＤＣ量子化係数及び複数のＡＣ量子化係数よりなる量子化係数の組に変換される。ここで、Ｍ及びＮは各々正の整数である。その後、１つのブロックにおける量子化係数の組は、フレームにおける予め符号化されたブロックのうちの何れかに対応する量子化係数の組に基づいて、ＤＰＣＭ符号化される。
【０００５】
図１を参照すると、イントラ・フレームのブロックのうちの一部分を示す模式図である。ＭＰＥＧ−４において、現ブロックの参照ブロックＲＢは、現ブロックにおける左側、上側及び左上側のブロックのＤＣ係数に基づいて、現ブロックにおける左側または上側のブロックのうちで決定される。現ブロックが１０８である場合、該参照ブロックＲＢは、下記関係のように、
【０００６】
【数１】
｜Ｄ３−Ｄ１｜＜｜Ｄ１−Ｄ２｜の場合、ＲＢは上側ブロック１０４、
そうでない場合、ＲＢは左側ブロック１０６
決定される。
【０００７】
ここで、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、各々ブロック１０２、１０４及び１０６のＤＣ量子化係数である。
【０００８】
即ち、予め符号化されたブロックの各ＤＣ量子化係数の間の水平相関性が垂直相関性より大きい場合、即ち、｜Ｄ１−Ｄ２｜＜｜Ｄ３−Ｄ１｜である場合は、予め符号化された上側ブロック１０４が現ブロック１０８に対するＲＢとして選択され、そうでない場合には、予め符号化された左側ブロック１０６が現ブロック１０８に対するＲＢとして選択される。しかる後、現ブロック１０８に対するＤＰＣＭ−ＤＣ係数は、ＲＢのＤＣ量子化係数と現ブロック１０８のＤ４との間の差分を計算することによって生成される。
【０００９】
従来のＭＰＥＧ−４符号化方法によれば、予め符号化されたブロックのＤＣ量子化係数に基づいて決定されたＲＢは、予め符号化されたブロックのＡＣ量子化係数の間の相関性を鑑みず、現ブロックのＡＣ量子化係数を予測するのにも用いられるため、符号化効率の低下をもたらすという不都合がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、イントラＤＣ及びＡＣ係数を個別に予測することによって、イントラ映像信号を適応的に符号化し得る適応的映像信号符号化装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の好適実施例によれば、各々がＭ×Ｎ個（Ｍ及びＮは各々正の整数）の画素よりなる複数のブロックに分割された映像信号を適応的に符号化する適応的に映像信号符号化装置であって、前記映像信号をブロック単位で変換させ、各ブロックに対して１つのＤＣ変換係数及び複数のＡＣ変換係数よりなるＭ×Ｎ個の変換係数の組に変換させる変換手段と、各ブロックに対する前記変換係数の組を量子化して、Ｍ×Ｎ個の量子化ＤＣ及びＡＣ係数の組を発生する量子化手段と、各ブロックに対する前記量子化係数の組を格納するメモリと、予め符号化されたブロックの量子化ＤＣ及び量子化ＡＣ係数に基づいて、現ブロックのＤＣ参照ブロック及びＡＣ参照ブロックを決定して、前記ＤＣ及び前記ＡＣ参照ブロックの量子化ＤＣ及びＡＣ係数に基づいて、前記現ブロックのＤＰＣＭ差分パルス符号変調）ＤＣ及びＡＣ係数の組を発生する参照ブロック決定手段と、前記ＤＰＣＭ  ＤＣ係数及びＤＰＣＭ  ＡＣ係数をエントロピ符号化する符号化手段とを含むことを特徴とする適応的に映像信号符号化装置が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１３】
図２を参照すると、本発明による、イントラ映像信号を適応的に符号化し得る装置の概略的なブロック図が示されている。
【００１４】
本発明の装置は、変換部２０２、量子化部２０４、メモリ２０６、予測部２０８及びエントロピ符号化部２１０を含む。Ｍ×Ｎ個（例えば、８×８個）の画素よりなるブロックに分割されたイントラ・フレーム信号は、ブロック単位で変換部２０２に入力される。ここで、Ｍ及びＮは各々正の整数である。変換部２０２はＤＣＴ装置を用いて、各入力ブロックを１つのＤＣ係数及び６３個のＡＣ係数を有する変換係数の組に変換させる。ＤＣ及びＡＣ変換係数の組は、Ｍ×Ｎ個（例えば、８×８個）の係数ブロックを有する。ここで、係数ブロックの左上側に位置する第１係数はＤＣ変換係数に対応し、その他はジグザグスキャニング順序に従って水平及び垂直の周波数が増加するＡＣ変換係数である。その後、変換部２０２は、この発生された変換係数の組を量子化部２０４に供給する。
【００１５】
量子化部２０４は受け取った変換係数の組を量子化して、各ブロックに対する量子化係数の組を発生する。量子化係数の組はラインＬ２１を通じて、予測部２０８及びメモリ２０６に各々伝送される。メモリ２０６は入力された量子化係数の組を格納する。
【００１６】
予測部２０８は、予め符号化されたブロックの量子化係数の組に基づいて、現ブロックに対して予測符号化を行うと共に、該現ブロックに対するＤＰＣＭ係数の組を発生する。しかる後、エントロピ符号化部２１０は、例えば、ＶＬＣ技法を用いてＤＰＣＭ係数の組を符号化し、該符号化されたＤＰＣＭ係数をその伝送のために伝送器（図示せず）に送出する。
【００１７】
以下、図３〜図６を参照して予測部２０８の詳細な動作を説明する。図３は、図２中の予測部２０８の概略的なブロック図であって、予測部２０８は位置検出回路３０２と、係数検出回路３０４と、端子ＴＡ、ＴＢ及びＴＣを有するスイッチ３０６と、ＤＣ係数予測回路３０８と、ＡＣ係数予測回路３１０と、選択器３１２とを含む。
【００１８】
位置検出回路３０２は、ラインＬ２１を通じて量子化部２０４からの量子化係数の組と共に入力された現ブロックの位置データに応じて、処理中の現ブロックの位置を識別する。位置データは、システム制御器（図示せず）から供給されるか、量子化係数の組から分離的に供給され得る。位置検出回路３０２はラインＬ３１を通じて、現ブロックの検出位置をＤＣ係数予測回路３０８及びＡＣ係数予測回路３１０に各々供給する。係数検出回路３０４は、ラインＬ２１を通じて入力された量子化係数の組内の各係数がＤＣ量子化係数であるか、またはＡＣ量子化係数であるかを検出し、ラインＬ３４を通じてスイッチ３０６及び選択器３１２を制御するための該当信号を発生する。
【００１９】
係数検出回路３０４は、検出係数がＤＣ係数である場合は、端子ＴＡを端子ＴＢに接続させるスイッチ３０６と、ラインＬ３５上の出力を選択する選択器３１２とを制御する第１選択信号を発生し、そうでない場合には、端子ＴＡを端子ＴＣに接続させるスイッチ３０６と、ラインＬ３６上の出力を選択する選択器３１２とを制御する第２選択信号を発生する。
【００２０】
ＤＣ係数予測回路３０８は、ラインＬ３５上に現ブロックのＤＰＣＭ  ＤＣ係数を発生し、ＡＣ係数予測回路３１０は、ラインＬ３５上に現ブロックのＤＰＣＭ  ＡＣ係数を発生する。
【００２１】
その後、選択器３１２は、係数検出回路３０４から入力された選択信号に応じて、ＤＣ係数予測回路３０８の出力またはＡＣ係数予測回路３１０の出力を選択し、該選択された出力を、ラインＬ２４を通じて図２中のエントロピ符号化部２１０に供給する。
【００２２】
図４を参照すると、ＤＣ係数予測回路３０８の詳細なブロック図が示されている。図示の如く、ＤＣ係数予測回路３０８は、参照ＤＣ決定回路４０２及びＤＰＣＭ  ＤＣ係数決定回路４０４を備える。参照ＤＣ決定回路４０２はラインＬ３１を通じて、図３中の位置検出回路３０２から入力された位置情報を受取って、現ブロックが図６に示す各ブロック６０２〜６０８のうちの何れかを決定する。ここで、位置情報はフレームにおける現ブロックの位置を表す。
【００２３】
現ブロックが６０２である場合、即ち、予め符号化されたブロックを有しないフレームの第１番目のブロックである場合、参照ＤＣ決定回路４０２は、ラインＬ４１を通じてゼロを参照ＤＣ値としてＤＰＣＭ  ＤＣ係数決定回路４０４に供給する。現ブロックが６０４または６０６である場合、即ち、ただ１つの予め符号化された隣接ブロックである（即ち、６０２）場合、参照ＤＣ決定回路４０２は現ブロックの参照ブロックＲＢとしてブロック６０２を決定して、参照ＤＣ値としてブロック６０２の量子化ＤＣ係数Ｄ１をメモリ２０６からＤＰＣＭ  ＤＣ係数決定回路４０４に供給する。現ブロックが上側及び左側の予め符号化されたブロックを有する各ブロックのうちの１つ、例えば、６０８である場合には、参照ＤＣ決定回路４０２は、現ブロック６０８の左上側のブロック６０２、上側のブロック６０４、左側のブロック６０６の量子化ＤＣ係数Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を取出し、上記の数１を用いて、上側のブロック６０４と左側のブロック６０６とのうちの何れかを現ブロックのＲＢとして決定し、ＲＢの量子化ＤＣ係数を参照ＤＣ値としてラインＬ４１を通じてＤＰＣＭ  ＤＣ係数決定回路４０４に供給する。
【００２４】
次に、ＤＰＣＭ  ＤＣ係数決定回路４０４は、現ブロックの参照ＤＣ値と、ラインＬ３２を通じてスイッチ３０６から入力された現ブロックの量子化ＤＣ係数との間の差分値を計算し、この差分値を現ブロックのＤＰＣＭ  ＤＣ係数として選択器３１２に供給する。
【００２５】
図５を参照すると、図３中のＡＣ係数予測回路３１０の詳細なブロック図が示されている。図示するように、ＡＣ係数予測回路３１０は参照ブロック決定回路５０２及びＤＰＣＭ  ＡＣ係数決定回路５０４を備える。参照ブロック決定回路５０２はラインＬ３１を通じて、図３中の位置検出回路３０２から入力された現ブロックの位置情報を受取る。その後、参照ブロック決定回路５０２は、現ブロックが６０２、６０４、６０６及び６０８のうちの何れかに属するかをチェックする。
【００２６】
現ブロックが６０２である場合は、予め符号化されたブロックがないため、参照ブロック決定回路５０２は現ブロックに対する参照ＡＣ係数としてゼロを設定し、該ゼロをラインＬ５１を通じてＤＰＣＭ  ＡＣ係数決定回路５０４に伝送する。現ブロックがただ１つの予め符号化された隣接ブロック（即ち、６０２）を有する６０４または６０６のうちの何れかである場合には、参照ブロック決定回路５０２は唯一の予め符号化された隣接ブロック６０２を現ブロックに対するＲＢとして決定する。
【００２７】
現ブロックが、予め符号化された上側及び左側の隣接ブロック６０４、６０６を有するブロック６０８である場合、参照ブロック決定回路５０２はラインＬ２２を通じて、メモリ２０６から左上側ブロック６０２及び上側ブロック６０４の第１水平ＡＣ量子化係数Ａｈ１及びＡｈ２と、左上側のブロック６０２及び左側ブロック６０６の第１垂直ＡＣ量子化係数Ａｖ１及びＡｖ３とを取出し、下記のように水平及び垂直の相関性を計算することによって、現ブロックに対するＲＢを決定する。
【００２８】
【数２】
（ＨＣ）-1＝｜Ａｈ１−Ａｈ２｜
（ＶＣ）-1＝｜Ａｖ１−Ａｖ３｜
【００２９】
ここで、ＨＣ及びＶＣは、各々予め符号化されたブロックのＡＣ量子化係数に対する水平及び垂直の相関性である。
【００３０】
水平相関性ＨＣが垂直相関性ＶＣより大きい場合、即ち、｜Ａｈ１−Ａｈ２｜＜｜Ａｖ１−Ａｖ３｜である場合、参照ブロック決定回路５０２は予め符号化されたブロック６０６を現ブロック６０８に対するＲＢとして決定し、そうでない場合には、予め符号化されたブロック６０４を現ブロックに対するＲＢとして決定する。しかる後、参照ブロック決定回路５０２は、ラインＬ５１を通じて、参照ＡＣ係数をＤＰＣＭ  ＡＣ係数決定回路５０４に供給する。本発明によれば、ＲＢが現ブロックの左側ブロックである場合、参照ＡＣ係数の組の第１行にある各ＡＣ係数は、ＲＢの各ＡＣ係数の組の第１行と同一であり、残余の各参照ＡＣ係数は、全てゼロに設定される。同様に、上側ブロックがＲＢとして決定された場合には、参照ＡＣ係数の組の第１列にあるＡＣ係数は、ＲＢのＡＣ係数の組の第１列にあるＡＣ係数と同一であり、残余の各参照ＡＣ係数は、ゼロに設定される。
【００３１】
ＤＰＣＭ  ＡＣ係数決定回路５０４は、ラインＬ３３上の現ブロックのＡＣ量子化係数とラインＬ５１上の該当参照ＡＣ係数との間の差分を求めることによって、ＤＰＣＭ  ＡＣ係数を計算する。現ブロックに対するＤＰＣＭ  ＡＣ係数は、ラインＬ３６を通じて選択器３１２に供給される。
【００３２】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００３３】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、イントラＤＣ及びＡＣ係数を個別に予測して、イントラ映像信号を適応的に符号化することによって、映像信号の符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フレームのブロックのうち一部分を示す模式図である。
【図２】本発明による適応的映像信号符号化装置の概略的なブロック図である。
【図３】図２中の予測部の概略的なブロック図である。
【図４】図３中のＤＣ係数予測回路の詳細なブロック図である。
【図５】図３中のＡＣ係数予測回路の詳細なブロック図である。
【図６】変換領域におけるフレームの一部分を示す模式図である。
【符号の説明】
２０２  変換部
２０４  量子化部
２０６  メモリ
２０８  予測部
２１０  エントロピ符号化部
３０２  位置検出回路
３０４  係数検出回路
３０６  スイッチ
３０８  ＤＣ係数予測回路
３１０  ＡＣ係数予測回路
３１２  選択器
４０２  参照ＤＣ決定回路
４０４  ＤＰＣＭ  ＤＣ係数決定回路
５０２  参照ブロック決定回路
５０４  ＤＰＣＭ  ＡＣ係数決定回路
【図１】
0004127914.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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