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JPH03220887A - Video frame selection predictive coding device - Google Patents

Video frame selection predictive coding device

Info

Publication number
JPH03220887A
JPH03220887A JP2015591A JP1559190A JPH03220887A JP H03220887 A JPH03220887 A JP H03220887A JP 2015591 A JP2015591 A JP 2015591A JP 1559190 A JP1559190 A JP 1559190A JP H03220887 A JPH03220887 A JP H03220887A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prediction
screen
predictive encoding
block
frame
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
JP2015591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Tanaka
淳 田中
Makiko Konoshima
真喜子 此島
Kiichi Matsuda
松田 喜一
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2015591A priority Critical patent/JPH03220887A/en
Publication of JPH03220887A publication Critical patent/JPH03220887A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 例えば蓄積用動画像処理システムなどに用いられる動画
像のフレーム選択予測符号化装置に関し、 より高精度で高効率な予測符号化を行えるようにするこ
とを目的とし、 原画の前画面を参照画面として現画面を予測符号化する
第1の予測符号化手段と、原画の後画面を参照画面とし
て現画面を予測符号化する第2の予測符号化手段と、所
定の評価関数に従って第1、第2の予測符号化手段の出
力の一方を選択する選択手段とを具備してなる。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] An object of the present invention is to enable more accurate and highly efficient predictive coding in a moving picture frame selection predictive coding device used, for example, in a storage video processing system. a first predictive encoding means that predictively encodes the current screen using a previous screen of the original image as a reference screen; a second predictive encoding means that predictively encodes the current screen using a subsequent screen of the original image as a reference screen; and selecting means for selecting one of the outputs of the first and second predictive encoding means according to a predetermined evaluation function.

[産業上の利用分野1 本発明は、例えば蓄積用動画像処理システムなどに用い
られる動画像のフレーム選択予測符号化装置に関する。
[Industrial Application Field 1] The present invention relates to a frame selective predictive encoding device for moving images used, for example, in a storage moving image processing system.

蓄積用動画像処理システム等では、動画像情報を高能率
に符号化して効率よく蓄積することが必要であり、よっ
て符号化装置としても、より高能率に動画像情報を符号
化できるものが必要とされている。
In a storage video processing system, etc., it is necessary to encode video information with high efficiency and store it efficiently.Therefore, an encoding device that can encode video information with high efficiency is also required. It is said that

本発明に係る予測符号化装置は、例えば動画像i青報を
CD−ROM等に予め蓄積している蓄積用動画像システ
ムで、これらの動画像情報をさらに高効率に符号化して
M積しようとする場合、あるいは動画像の前後の画面の
間を補間する補間両画を予測により生成しようとする場
合などに有効である。
The predictive encoding device according to the present invention is a storage video system in which video i-brochures are stored in advance on a CD-ROM or the like, for example, and encodes these video information with higher efficiency to M products. This is effective in cases where interpolation between the front and rear screens of a moving image is to be generated by prediction.

[従来の技術] 従来、動画像の予測符号化方式としては、代表的なもの
として、フレーム間予測、フレーム内子ホq、動き補償
予測などが知られている。
[Prior Art] Conventionally, interframe prediction, intraframe prediction, motion compensated prediction, and the like are known as representative predictive coding methods for moving images.

第12図にはこのうちの動き補償予測符号化器の構成例
が示される。この動き補償予測符号化方式は、画面を複
数のブロックに分割してブロック単位で符号化を行い、
この際に、各ブロックにっき動ベクトルを算出してこの
動ベクトルで参照画面の位置を補正することによって、
予測誤差を減少せしめて伝送情報の低減を図るものであ
る。
FIG. 12 shows an example of the configuration of a motion compensation predictive encoder. This motion compensation predictive encoding method divides the screen into multiple blocks and encodes each block.
At this time, by calculating a motion vector for each block and correcting the position of the reference screen using this motion vector,
This aims to reduce transmission information by reducing prediction errors.

第12図において、41は入力画像Xと予測値本Xとの
差分を求めて予測誤差εを出力する減算器、42は予測
誤差εを量子化し、量子化番号qを出力する量子化器、
43は量子化番号qを受けとり、予測誤差の量子化値ε
゛を出力する逆量子化器、44は予測誤差ε°と予測値
*Xとを加算して局部複合信号X°を発生する加算器、
45は前フレームの画面(参照画面)の画像を格納する
フレームメモリ、46は入力画像Xとフレームメモリ5
内の前画面とを比較して入力画像のブロックの動ベクト
ルVを演算して出力する動き補償器、47は動ベクトル
Vによってフレームメモリ45からの前画面の位置を動
かす可変遅延器である。
In FIG. 12, 41 is a subtracter that calculates the difference between the input image X and the predicted value X and outputs a prediction error ε; 42 is a quantizer that quantizes the prediction error ε and outputs a quantization number q;
43 receives the quantization number q and calculates the quantization value ε of the prediction error.
44 is an adder that adds the prediction error ε° and the predicted value *X to generate a local composite signal X°;
45 is a frame memory that stores the image of the previous frame screen (reference screen), 46 is the input image X and the frame memory 5
A motion compensator 47 calculates and outputs a motion vector V of the block of the input image by comparing the input image with the previous screen in the frame memory 45. Reference numeral 47 is a variable delay device that moves the position of the previous screen from the frame memory 45 according to the motion vector V.

この動き補償予測符号化器は、フレームメモリ45に格
納された前画面に対する現画面のブロックXの動き量を
動き補償器6で演算し、求めた動ベクトルVによって前
画面の位置を可変遅延器7で動かし、この動き補償され
た後の前画面を用いて入力画像ブロックXの予測符号化
を行うものである。
This motion compensation predictive encoder uses a motion compensator 6 to calculate the amount of motion of a block 7, and the input image block X is predictively encoded using the previous screen after motion compensation.

この方式の復号部側では、既に復号された再生画像を参
照画面に用いて復号を行っているので、行号化部側でも
ローカルデコードされた再生画像を参照画面に用いて符
号化を行っている。
In this method, the decoding unit uses the already decoded reproduced image as the reference screen for decoding, so the row encoding unit also performs encoding using the locally decoded reproduced image as the reference screen. There is.

[発明が解決しようとする課題] 動き補償予測は、例えば平行移動しているような動作に
対しては精度の高い予測が可能である。
[Problems to be Solved by the Invention] Motion compensated prediction allows highly accurate prediction of motions such as parallel movement, for example.

一方、動体が動くことによって背景に新たな絵柄が現れ
るような場合には必ずしも適切な予測を行えるとはいえ
ず、予測効率が上がらない、あるいは再生画像の画質が
悪いなどの問題点がある。
On the other hand, when a new pattern appears in the background due to the movement of a moving object, it is not always possible to make appropriate predictions, and there are problems such as the prediction efficiency is not increased or the quality of the reproduced image is poor.

具体的には1例えば第13図に示されるように、前画面
(t−1)では人の腕の影になって隠れていた背景の星
の絵柄が、現画面tで現れたような場合、従来方式では
この星の絵柄は予測誤差が大きくなる。
Specifically, 1. For example, as shown in Fig. 13, a star pattern in the background that was hidden in the shadow of a person's arm on the previous screen (t-1) appears on the current screen t. , the conventional method has a large prediction error for this star pattern.

また、従来の方式では、予測を行う際に用いる参照画面
として、ローカルデコードされた再生画像を用いている
。この再生画像は元の原画像と比較すると誤差を含んで
おり、再生画像の画質が悪くなるほど、比較される現画
像との相関が低くなり、この結果、予測効率が上がらず
、伝送情報量が増大することになる。
Furthermore, in the conventional method, a locally decoded reproduced image is used as a reference screen used when making predictions. This reproduced image contains errors when compared with the original original image, and the worse the image quality of the reproduced image, the lower the correlation with the current image being compared.As a result, prediction efficiency does not improve and the amount of transmitted information decreases. It will increase.

本発明は以上の点に鑑みてなされたちのであリ、その目
的とするところは、予測効率を一層高効率化することが
できる予測符号化装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a predictive coding device that can further improve prediction efficiency.

[課題を解決するための手段] 第1図は本発明にかかる原理説明図である。[Means to solve the problem] FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

本発明にかかる動画像のフレーム選択予測符号化装置は
、原画の前画面を参照画面として現画面を予測符号化す
る第1の予測符号化手段101と、原画の後画面を参照
画面として現画面を予測符号化する第2の予測符号化手
段102と、所定の評価関数に従って第1、第2の予測
符号化手段101.102の出力の一方を選択する選択
手段103とを具備してなるものであり、予測効率を上
げるために参照画面には原画を用いている。
The frame selective predictive encoding device for moving images according to the present invention includes a first predictive encoding means 101 that predictively encodes a current screen using a previous screen of an original image as a reference screen, and a current screen using a subsequent screen of the original image as a reference screen. and a selection means 103 that selects one of the outputs of the first and second predictive encoding means 101 and 102 according to a predetermined evaluation function. In order to improve prediction efficiency, the original image is used as the reference screen.

また本発明にかかる動画像のフレーム選択予測符号化装
置は、他の形態として、上述の構成において、処理ブロ
ック単位として可変ブロックサイズが適応的に選択され
、かつ予測符号化方式としてフレーム間予測および動き
補償予測を含む予測方式の一つが適応的に選択されるよ
うに構成される。
In addition, as another aspect of the frame selective predictive encoding device for moving images according to the present invention, in the above-described configuration, a variable block size is adaptively selected as a processing block unit, and interframe prediction and interframe prediction are used as predictive encoding methods. One of the prediction schemes including motion compensated prediction is configured to be adaptively selected.

さらに本発明にかかる動画像のフレーム選択予測符号化
装置は、他の形態として、前画面を参照画面として現画
面を予測符号化する第1の予測符号化手段と、後画面を
参照画面として現画面を予測符号化する第2の予測符号
化手段と、所定の評価関数に従って第1、第2の予測符
号化手段の出力の一方を選択する選択手段とを具備し、
処理ブロック単位として可変ブロックサイズが適応的に
選択され、かつ予測符号化方式としてフレーム間予測お
よび動き補償予測を含む予測方式の一つが適応的に選択
されるように構成される。
Furthermore, the frame selective predictive encoding device for moving images according to the present invention includes, as another form, a first predictive encoding means for predictively encoding a current screen using a previous screen as a reference screen; comprising a second predictive encoding means for predictively encoding a screen, and a selection means for selecting one of the outputs of the first and second predictive encoding means according to a predetermined evaluation function,
A variable block size is adaptively selected as a processing block unit, and one of prediction methods including interframe prediction and motion compensation prediction is adaptively selected as a predictive encoding method.

[作用] 前述の星の絵柄の予測が効率が悪いのは、従来方式が時
間の流れに沿った一方向のみのフレーム間相関を用いて
いることにより生じている。すなわち従来方式は、第3
図(A)に示されるように現フレームtの予測を行うに
は、前フレーム(1−1)を参照画面としてこの前フレ
ーム(t−11との相関を用いて動き補償予測またはフ
レーム間予測を行っている。
[Operation] The inefficiency of the prediction of the star pattern described above is caused by the fact that the conventional method uses inter-frame correlation in only one direction along the flow of time. In other words, the conventional method
As shown in Figure (A), to predict the current frame t, use the previous frame (1-1) as a reference screen and use motion compensation prediction or interframe prediction using the correlation with this previous frame (t-11). It is carried out.

一方、予測に時間的に逆方向のフレーム間の相関も利用
するようにすれば、予測精度を一層向上できることが期
待できる。すなわち、第3図(B)に示されるように、
現フレームtを予測するに際して、前フレーム(t−1
)のみならず、後フレーム(t+1)も参照画面に用い
て予測するようにするものであり、例えば前フレーム(
t−1)から現フレームtの間に画面に大きな動きがあ
ったような場合には、前フレーム(1−1)の情報より
も後フレーム(t+1)の情報の方が、現画面により相
関が高いので、これを参照画面とすることで、より精度
の高い予測が可能となる。
On the other hand, if the correlation between frames in the temporally opposite direction is also used for prediction, it is expected that prediction accuracy can be further improved. That is, as shown in FIG. 3(B),
When predicting the current frame t, the previous frame (t-1
), but also the subsequent frame (t+1) is used as a reference screen for prediction; for example, the previous frame (t+1) is used as a reference screen for prediction.
If there is a large movement on the screen between t-1) and the current frame t, the information from the next frame (t+1) is more correlated with the current frame than the information from the previous frame (1-1). Since this is high, by using this as a reference screen, more accurate predictions can be made.

前述の第13図の例でいえば、現画面tの予測は、果柄
が隠れている前画面(t−1)よりも、果柄が既に現れ
ている後画面(t+1)を参照画面として予測を行った
方が、より的確な予測が可能である。
In the example of FIG. 13 mentioned above, the prediction of the current screen t is based on the subsequent screen (t+1) where the fruit stalk has already appeared, rather than the previous screen (t-1) where the fruit stalk is hidden, as the reference screen. It is possible to make more accurate predictions by making predictions.

さらに本発明では、予測に利用する参照画面として、ロ
ーカルデコードされた再生画像ではなく、原画をそのま
ま利用している。これにより、第2図(A)に示される
ように、現画像tに対して参照画像をローカルデコード
された前画面(t−1)あるいは後画面(t+1)とし
た場合はフレーム間の相関が低いため予測効率が低くな
っていたのに対して、第2図(B)に示されるように、
現画像tに対して原画の前画面(t−1)あるいは後画
面(t+1)を参照画面とした場合にはフレーム間相関
が高くなって予測効率が向上するものである。
Furthermore, in the present invention, the original image is used as it is, rather than the locally decoded reproduced image, as a reference screen used for prediction. As a result, as shown in Fig. 2 (A), when the reference image is the locally decoded previous screen (t-1) or the subsequent screen (t+1) for the current image t, the correlation between frames is However, as shown in Figure 2 (B),
When the previous screen (t-1) or the subsequent screen (t+1) of the original image is used as a reference screen for the current image t, the inter-frame correlation becomes high and the prediction efficiency improves.

本発明装置の動作としては、参照画面に原画を用いるこ
とを前提とし、第1の予測符号化手段101では前画面
(t−Bを参照画面として現画面tを予測符号化し、一
方、第2の予測符号化手段102では後画面(t+1)
を参照画面として現画面tを予測符号化する。選択手段
103では、所定の評価関数に従ってこれら第1、第2
の予測符号化手段101.102の出力信号のうち、予
測効率等がよいものを選択して出力する。
The operation of the apparatus of the present invention is based on the premise that the original picture is used as the reference picture, and the first predictive encoding means 101 predictively encodes the current picture t using the previous picture (t-B as the reference picture), while the second The predictive encoding means 102 of the rear screen (t+1)
The current screen t is predictively encoded using the current screen t as a reference screen. The selection means 103 selects these first and second items according to a predetermined evaluation function.
Among the output signals of the predictive encoding means 101 and 102, one with good prediction efficiency etc. is selected and output.

また、処理単位としてのブロックサイズと予測方式とを
適応的に選択することで、動画像の静止部分や動部分等
の各部位の性質に応じた的確な予測処理を行うことがで
き、この処理を前述の前フレームと後フレームの原画を
参照画面として適応的に選択しての予測処理と組み合わ
せることで、全体として、誤差を減少させつつ一層の伝
送効率の向上を図ることができる。
In addition, by adaptively selecting the block size as a processing unit and the prediction method, it is possible to perform accurate prediction processing according to the characteristics of each part of the video image, such as still or moving parts. By combining this with the aforementioned prediction processing in which the original images of the previous frame and the subsequent frame are adaptively selected as reference screens, it is possible to further improve transmission efficiency while reducing errors as a whole.

また、参照画面として原画を用いずにローカルデコード
された画像を用いた場合でも、参照画面を前画面と後画
面で適応的に切り替え、かつ可変ブロックサイズと子、
’jjjl方式の適応的選択を行うことにより、従来方
式に比べて、より高効率な予測符号化を行うことができ
る。
In addition, even when using a locally decoded image without using the original image as a reference screen, the reference screen can be adaptively switched between the front screen and the back screen, and the variable block size and child
By adaptively selecting the 'jjjl method, more efficient predictive coding can be performed than with conventional methods.

[実流例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Actual flow example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

この実施例は蓄積用動画像処理システムに用いられる予
測符号化装置に関するものであり、予測アルゴリズムと
して、本出願人にかかる特願昭63−66200号に開
示される可変ブロックサイズ動き補償方式が利用されて
いる。この可変ブロックサイズ動き補償方式は、処理単
位のブロックサイズと予測方式を適応的に切り換えなが
ら予測を行う方式である。
This embodiment relates to a predictive coding device used in a storage video processing system, and uses a variable block size motion compensation method disclosed in Japanese Patent Application No. 63-66200 filed by the present applicant as a predictive algorithm. has been done. This variable block size motion compensation method is a method in which prediction is performed while adaptively switching the block size of the processing unit and the prediction method.

実施例装置の全体構成の概略が第4図に示される。図中
、lは原画の前フレーム画像を参照画面として現フレー
ム画像(再生する画像)を可変ブロックサイズ動き補償
予測符号化する予測符号化部、2は原画の後フレーム画
像を参照画面として現フレーム画像を可変ブロックサイ
ズ動き補償予測符号化する予測符号化部であり、各予測
符号化部l、2から出力される予測結果と予測誤差はそ
れぞれ予測誤差評価部3に人力される。また、4と5は
それぞれフレームメモリであり、縦続接続されることで
原画入力の現フレーム、前フレーム、後フレームの各画
像信号を得て、現フレームおよび前フレームの画像を予
測符号化部lへ、現フレームおよび後フレームの画像を
予測符号化部2へ与えている。
FIG. 4 shows an outline of the overall configuration of the embodiment device. In the figure, l is a predictive encoding unit that performs variable block size motion compensation predictive coding of the current frame image (image to be reproduced) using the previous frame image of the original image as a reference screen, and 2 is the current frame image using the subsequent frame image of the original image as a reference screen. This is a predictive encoding unit that performs variable block size motion compensation predictive encoding of an image, and the prediction results and prediction errors output from each predictive encoding unit 1 and 2 are manually input to a prediction error evaluation unit 3. Further, 4 and 5 are frame memories, respectively, which are connected in series to obtain image signals of the current frame, previous frame, and subsequent frame of the original image input, and the images of the current frame and the previous frame are sent to the predictive encoding unit l. , the images of the current frame and the next frame are provided to the predictive encoding unit 2.

この予測符号化部l、2は動画像信号をブロック単位で
予測符号化し、それに際し予測方式としてフレーム間予
測、動き補償予測およびフレーム内予測の何れかを適応
的に選択し、さらに予測誤差の大きい部分に対してはブ
ロックサイズを小さくし、比較的予測誤差の小さい部分
に対してはブロックサイズを大きくするといったように
画面上の誤差の分布に応じてブロックサイズを適応的に
切り換えるよう構成されたものである。
The predictive encoding units 1 and 2 predictively encode the video signal block by block, adaptively select any of interframe prediction, motion compensation prediction, and intraframe prediction as the prediction method, and further reduce the prediction error. It is configured to adaptively switch the block size according to the error distribution on the screen, such as reducing the block size for large parts and increasing the block size for parts with relatively small prediction errors. It is something that

この予測符号化部l、2は同一構成となっており、その
構成例が第5図と第6図に示される。第5図は予測方式
を適応的に選択するための回路の概略的なブロック構成
であり、また第6図はブロックサイズを適応的に選択す
るための回路の概略的なブロック構成である。
The predictive encoding units 1 and 2 have the same configuration, and examples of the configuration are shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a schematic block configuration of a circuit for adaptively selecting a prediction method, and FIG. 6 is a schematic block configuration of a circuit for adaptively selecting a block size.

第5図において、11は動き検出部、12は可変遅延部
、13は平均値算出部、14はフレーム間予測部、15
は動き補償予測部、16はフレーム内予測部、17は予
測方式評価部である。
In FIG. 5, 11 is a motion detection section, 12 is a variable delay section, 13 is an average value calculation section, 14 is an interframe prediction section, 15
1 is a motion compensation prediction unit, 16 is an intra-frame prediction unit, and 17 is a prediction method evaluation unit.

動き検出部11、平均値算出部13、フレーム間予測部
14、動き補償予測部15およびフレーム内予測部16
にはそれぞれ入力画像Xが人力され、可変遅延部12お
よびフレーム間予測部14には参照画像Yc前フレーム
画像または後フレーム画像)がそれぞれ入力される。
Motion detection unit 11, average value calculation unit 13, interframe prediction unit 14, motion compensation prediction unit 15, and intraframe prediction unit 16
The input image X is manually input to each of the input images X, and the reference image Yc (previous frame image or subsequent frame image) is input to the variable delay unit 12 and the interframe prediction unit 14, respectively.

可変遅延部12からの出力は動き補償予測部15に入力
され、平均値算出部13の出力はフレーム内予測部16
に入力される。さらにフレーム間予測部14から出力さ
れるフレーム間予測誤差ε(k)、動き補償予測部15
から出力される動き補償予測誤差εfral 、および
フレーム内予測部16から出力されるフレーム内予測誤
差ε(nlはそれぞれ予測方式評価部17に入力される
The output from the variable delay section 12 is input to the motion compensation prediction section 15, and the output from the average value calculation section 13 is input to the intraframe prediction section 16.
is input. Furthermore, the interframe prediction error ε(k) output from the interframe prediction unit 14, the motion compensation prediction unit 15
The motion compensated prediction error εfral output from the intraframe prediction unit 16 and the intraframe prediction error ε(nl output from the intraframe prediction unit 16) are each input to the prediction method evaluation unit 17.

動き検出部11は参照画像Yを参照してパターンマツチ
ング等により入力画像Xの動きを追跡して動ベクトルを
算出し、それを可変遅延部12に与える回路である。可
変遅延部12は算出された動ベクトルに従って予測画面
の位置をずらして予測を行うための回路である。平均値
算出部13は入力画像Xの平均値を被符号化ブロック毎
に算出する回路である。
The motion detecting section 11 is a circuit that refers to the reference image Y, tracks the motion of the input image X by pattern matching, etc., calculates a motion vector, and supplies it to the variable delay section 12. The variable delay unit 12 is a circuit that performs prediction by shifting the position of the predicted screen according to the calculated motion vector. The average value calculation unit 13 is a circuit that calculates the average value of the input image X for each encoded block.

フレーム間予測部14は入力画像Xと参照画像Yとの差
をとってフレーム間予測誤差ε(k)を算出する回路で
あり、動き補償予測部15は入力画像Xと可変遅延部1
2からの位置補正された参照画像Yとの差をとって動き
補償予測誤差ε(m)を算出する回路であり、フレーム
内予測部16は入力画像Xと平均値算出部13からの入
力画像Xの被符号化ブロックの平均値との差をとってフ
レーム内予測誤差ε(n)を算出する回路である。
The inter-frame prediction unit 14 is a circuit that calculates the inter-frame prediction error ε(k) by taking the difference between the input image
The intra-frame prediction unit 16 is a circuit that calculates the motion compensation prediction error ε(m) by taking the difference between the position-corrected reference image Y from the input image X and the input image from the average value calculation unit 13. This circuit calculates the intra-frame prediction error ε(n) by taking the difference from the average value of the encoded block of X.

予測方式評価部17は入力された各予測誤差ε(kl 
  ε(ml  ε(nl を所定の評価関数によって
評価して被符号化ブロックについての最適の予測方式を
選択決定し、その選択された予測方式の識別情報とその
予測方式で得られる予測誤差とを出力線17 (a) 
、17 (b)からそれぞれ出力する回路であり、それ
ら出力情報はメモリ回路に記憶される。なお本実施例の
ようにフレーム内予測で自分自身のブロックの平均値を
附いて誤差信号を算出する場合には、選択された予測方
式の識別情報と予測誤差とともに自分自身のブロックの
平均値も出力する。
The prediction method evaluation unit 17 calculates each input prediction error ε(kl
ε(ml ε(nl) is evaluated by a predetermined evaluation function to select and determine the optimal prediction method for the block to be encoded, and the identification information of the selected prediction method and the prediction error obtained by the prediction method are Output line 17 (a)
, 17 (b), and the output information is stored in the memory circuit. In addition, when calculating the error signal by adding the average value of the own block in intra-frame prediction as in this example, the average value of the own block is also added together with the identification information of the selected prediction method and the prediction error. Output.

第6図において、20はブロックサイズ評価部であり、
ある被符号化ブロックについて第5図回路で決定された
予測誤差ε、が入力線21を介して入力される。入力線
23は入力線21に入力されるブロック(便宜上、大ブ
ロックと称する)のブロックサイズをwI数に分割した
ブロック(便宜上、小ブロックと称する)のそれぞれに
ついて算出された予測誤差ε3が順次に入力される信号
線であり、これらの予測誤差ε3は予測誤差平均値算出
部22に送られる。予測誤差平均値算出部22はこれら
小ブロックの予測誤差ε3の平均値(εS)を算出する
回路であり、算出された平均値(ε3)は出力線24を
介してブロックサイズ評価部20に入力される。
In FIG. 6, 20 is a block size evaluation unit;
A prediction error ε determined by the circuit of FIG. 5 for a certain encoded block is inputted via an input line 21. The input line 23 sequentially displays the prediction error ε3 calculated for each block (referred to as a small block for convenience) that is obtained by dividing the block size of the block input to the input line 21 (referred to as a large block for convenience) into wI numbers. This is an input signal line, and these prediction errors ε3 are sent to the prediction error average value calculation unit 22. The prediction error average value calculation unit 22 is a circuit that calculates the average value (εS) of the prediction errors ε3 of these small blocks, and the calculated average value (ε3) is input to the block size evaluation unit 20 via the output line 24. be done.

ブロックサイズ評価部20は入力された大ブロックの予
測誤差ε、とそのブロックを分割した複数個の小ブロッ
クの予測誤差ε3の平均値(εS)とを所定の評価関数
に従って評価し、その大小二つのサイズのうち何れが被
符号化画像の性質に応じた最適のブロックサイズである
かを評価し決定する。
The block size evaluation unit 20 evaluates the prediction error ε of the input large block and the average value (εS) of the prediction errors ε3 of a plurality of small blocks obtained by dividing the block, according to a predetermined evaluation function, and Evaluate and determine which of the two sizes is the optimal block size according to the characteristics of the image to be encoded.

この予測符号化部l、2の動作を、被符号化ブロックの
サイズを最大で32 x 32 (pel)とした場合
を例にとって以下に説明する。
The operation of the predictive encoding units 1 and 2 will be explained below, taking as an example the case where the maximum size of the block to be encoded is 32 x 32 (pel).

まず被符号化ブロックのブロックサイズとしては、第7
図に示されるように、最大で32X32とし、これを数
段階に分けて順次に細分割して16X、16.8 X8
.4 X4の4種類のブロックサイズを用いる。従って
32X32のブロックは、第8図に示されるように、1
6X 16.8X8.4X4と順次に小なるブロックに
細分化されることになる。
First, the block size of the block to be encoded is the 7th
As shown in the figure, the maximum size is 32X32, and this is divided into several stages and sequentially subdivided into 16X and 16.8 X8.
.. 4 types of block sizes of 4×4 are used. Therefore, a 32x32 block has 1
It is sequentially subdivided into smaller blocks such as 6X 16.8X8.4X4.

第5図の回路による最適の予測方法の決定は、上述のよ
うにして細分化された各ブロックサイズのブロックそれ
ぞれについてブロック毎に行われる。すなわち、いま成
る大きさのブロックサイズの入力画像ブロックXが第5
図回路に入力されたとすると、フレーム間予測部14、
動き補償予測部15およびフレーム内予測部16はこの
入力画像ブロックに対してそれぞれ演算を行ってフレー
ム間予測誤差ε(kl  動き補償予測誤差ε(■)お
よびフレーム内予測誤差ε(n)をそれぞれ求め、それ
らを予測方式評価部17に送る。
Determination of the optimal prediction method by the circuit of FIG. 5 is performed for each block of each block size subdivided as described above. In other words, the input image block
Assuming that the input is input to the circuit shown in the figure, the interframe prediction unit 14,
The motion compensation prediction unit 15 and the intraframe prediction unit 16 respectively perform calculations on this input image block to obtain the interframe prediction error ε(kl), the motion compensation prediction error ε(■), and the intraframe prediction error ε(n), respectively. and sends them to the prediction method evaluation section 17.

予測方式評価部17はこれら予測誤差ε(k)ε(w)
   ε(n)を所定の評価関数に従って評価し、最適
の予測方式を決定してその予測方式識別情報と予測誤差
とを出力する。
The prediction method evaluation unit 17 calculates these prediction errors ε(k)ε(w)
Evaluate ε(n) according to a predetermined evaluation function, determine the optimal prediction method, and output the prediction method identification information and prediction error.

予測方式評価部17により予測方式と予測誤差が決定さ
れると、次に第6図の回路によって符号化に最適のブロ
ックサイズの決定が行われる。このブロックサイズの決
定は、まず32X32のブロックと16X 16のブロ
ックの間で行われ、16X 16のブロックが選ばれた
場合には16X 16と8×8の間で行われ、8X8の
ブロックが選ばれた場合には8×8と4×4の間で行わ
れる。
Once the prediction method and prediction error are determined by the prediction method evaluation unit 17, the optimal block size for encoding is determined by the circuit shown in FIG. This block size determination is first made between a 32x32 block and a 16x16 block, and if a 16x16 block is selected, then between 16x16 and 8x8, and an 8x8 block is selected. If it is, it will be between 8x8 and 4x4.

上述のようにしてそれぞれのサイズのブロックについて
予測方式と予測誤差が決定されると、次に第6図のブ・
ロックサイズ評価部20に入力#!21を介して大ブロ
ック(例えば8×8のブロック)の予測誤差ε、が入力
される。一方、予測誤差平均値算出部22には入力線2
3を介してその大ブロックを構成するn個の小ブロック
(例えば4×4の4つのブロック)の予測誤差ε3が順
次に入力されてそれらの平均値(ε3)が求められ、そ
の平均値(ε3)がブロックサイズ評価部20に送られ
る。ブロックサイズ評価部20はこれらの予測誤差ε、
と(ε3)を所定の評価関数に従って評価して最適なブ
ロックサイズを決定する。
Once the prediction method and prediction error are determined for each block size as described above, the blocks shown in FIG.
Input # to lock size evaluation section 20! A prediction error ε of a large block (for example, an 8×8 block) is inputted via 21. On the other hand, the prediction error average value calculation unit 22 has an input line 2
The prediction errors ε3 of the n small blocks (for example, four blocks of 4×4) constituting the large block are sequentially inputted through 3, and their average value (ε3) is determined, and the average value ( ε3) is sent to the block size evaluation section 20. The block size evaluation unit 20 calculates these prediction errors ε,
and (ε3) are evaluated according to a predetermined evaluation function to determine the optimal block size.

以上の処理によれば画像の各部位に応じて最適なブロッ
クサイズが選ば、f′する。この場合、動きが少ない静
止的な部位に対しては最大のブロックサイズ32X32
が選択され、動きが多くなるに従い順に小さなブロック
サイズ16X16.8 X8.4 X4が選択される。
According to the above processing, the optimum block size is selected according to each part of the image, and f' is performed. In this case, for static parts with little movement, the maximum block size is 32x32.
is selected, and as the movement increases, smaller block sizes of 16×16.8×8.4×4 are selected in order.

この実施例装置の全体的な動作が第9図および第1O図
を参照して以下に説明される。この第9図および第10
図は実施例装置の予測処理アルゴリズムをPAD法にて
表したものである。
The overall operation of this embodiment device will be explained below with reference to FIGS. 9 and 1O. This figure 9 and 10
The figure shows the predictive processing algorithm of the embodiment device using the PAD method.

全体的な概略動作として、第9図に示されるように、3
2X32のブロックについて第10図に示される予測処
理を、原画の前フレームを参照画面とする場合(ステッ
プS2)と、原画の後フレームを参照画面とする場合(
ステップS3)とでそれぞれ別々に行い、その結果を比
較しくステップS4)、前フレームからの予測誤差の方
が後フレームからの予測誤差よりも小さい場合には、前
フレームからの予測誤差を用い(ステップS5)、その
反対の場合には後フレームからの予測誤差を用いる(ス
テップS6)。この処理を32X32の全ブロックにつ
いて行うものである。
As the overall schematic operation, as shown in FIG. 9, 3
The prediction process shown in FIG. 10 for 2×32 blocks is carried out in two cases: when the previous frame of the original picture is used as the reference picture (step S2), and when the frame after the original picture is used as the reference picture (step S2).
Step S3) and compare the results separately. If the prediction error from the previous frame is smaller than the prediction error from the subsequent frame, use the prediction error from the previous frame and compare the results. Step S5), and in the opposite case, the prediction error from the subsequent frame is used (Step S6). This process is performed for all 32×32 blocks.

この第10図の予測処理が以下に説明される。The prediction process shown in FIG. 10 will be explained below.

第10図中、MCは動き補償予測サブルーチン。In FIG. 10, MC is a motion compensation prediction subroutine.

INTERばフレーム間予測サブルーチン、INTRA
はフレーム内予測サブルーチン、BESTは上記3つの
予測方式のうち最も誤差の小さい方式を選択するサブル
ーチンをそれぞれ表す。
INTER frame prediction subroutine, INTRA
represents an intra-frame prediction subroutine, and BEST represents a subroutine for selecting the method with the smallest error among the above three prediction methods.

まず32X32の一つのブロックについて、前フレーム
を参照画面として動き補償予測MC、フレーム間予測I
NTER、フレーム内予測INTRAを行い、そのうち
の最も誤差の小さい方式を選択する。
First, for one 32x32 block, motion compensation prediction MC, interframe prediction I, using the previous frame as a reference screen.
NTER and intraframe prediction INTRA are performed, and the method with the smallest error is selected.

次にこの32X32のブロックを16X 16の4つの
ブロックに分割し、各ブロックについてそれぞれ前フレ
ームを参照画面としての動き補償予測MC、フレーム間
予測INTER、フレーム内予測INTRAを行って最
も誤差の小さい方式を選択しくステップ519)、また
この各ブロックについて選択された方式の誤差を4つの
ブロックについて合計し、その和を求める(ステップ5
20)。
Next, this 32x32 block is divided into 4 blocks of 16x16, and for each block, motion compensation prediction MC, interframe prediction INTER, and intraframe prediction INTRA are performed using the previous frame as a reference screen, and the method with the smallest error is performed. is selected (Step 519), and the errors of the method selected for each block are summed up for the four blocks, and the sum is calculated (Step 5
20).

そして、この32X32について求められた誤差GO3
A32から16X 16のブロックの誤差の和G。
Then, the error GO3 obtained for this 32×32
Sum of errors G for 16×16 blocks from A32.

5A16が1礒算され、その差分が所定のしきい値Th
よりも小さい場合には、32X3.2のブロックの方式
および予測誤差が選ばれる。
5A16 is calculated by 1, and the difference is a predetermined threshold Th
If it is smaller than , then a 32×3.2 block scheme and prediction error is chosen.

一方、しきい値Thよりも大きい場合には、16X16
のブロックを更に8x8の4つのブロックに細分化し、
上記同様の処理を16X16の4つのブロックそれぞれ
について行う〔ステップS21〜532)。さらに誤差
の比較結果によっては、この8X8のブロックについて
も、これを4×4のブロックに細分化して同様な処理を
行うものである。
On the other hand, if it is larger than the threshold Th, 16X16
further subdivide the block into four 8x8 blocks,
The same process as above is performed for each of the four 16×16 blocks [steps S21 to S532]. Further, depending on the error comparison results, the 8×8 block is also subdivided into 4×4 blocks and similar processing is performed.

このようにして前フレームを参照画面としての予測処理
が終了したならば、次には後フレームを参照画面として
同様な予測処理を行う(ステップS3)ことは前述の通
りである。
Once the prediction process using the previous frame as a reference screen is completed in this way, similar prediction process is performed next using the subsequent frame as a reference screen (step S3), as described above.

本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可能である
。第11図はかかる変形例の予測処理アルゴリズムを示
すものである。前述の実施例では、原画の前フレームを
参照画面として予測処理する場合と原画の後フレームを
参照画面として予測処理する場合を32X32のブロッ
ク単位に切り換えてi9っているが、この変形例では、
原画のこの前フレームと後フレームを参照画面としての
予測処理を可変ブロック毎に、その可変ブロック内で同
時的に行ってしまうようにしたものであり、これにより
、予測精度がより高くなることが期待できる。
Various modifications are possible in implementing the invention. FIG. 11 shows a prediction processing algorithm of such a modified example. In the above-mentioned embodiment, prediction processing is performed by using the previous frame of the original picture as a reference screen and prediction processing is performed using the subsequent frame of the original picture as a reference picture in units of 32x32 blocks, but in this modification,
Prediction processing is performed simultaneously within each variable block using the previous and subsequent frames of the original picture as reference screens. This allows for higher prediction accuracy. You can expect it.

第11図において、括弧書きの(前)と(後)はそれぞ
れ、前フレームを参照画面とする予測と、後フレームを
参照画面とする予測を表しており、図示の如く、各サイ
ズのブロックの予測処理を行う際、前フレームによる処
理と、後フレームによる処理を同時的に行ってこれらの
結果に基づきブロックの選択を行っている。
In Fig. 11, (before) and (after) in parentheses respectively represent prediction using the previous frame as the reference screen and prediction using the subsequent frame as the reference screen. When performing prediction processing, processing for the previous frame and processing for the subsequent frame are performed simultaneously, and blocks are selected based on these results.

【発明の効果〕【Effect of the invention〕

本発明によれば、前画面だけでなく後画面をも参照画面
として利用し、しかもその参照画面として現画面との相
関が高い原画を利用しているので、より高精度で高効率
な予測が可能となる。
According to the present invention, not only the previous screen but also the subsequent screen is used as a reference screen, and an original image that has a high correlation with the current screen is used as the reference screen, so more accurate and efficient prediction is possible. It becomes possible.

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

第1図は本発明にかかる原理説明図、 第2図は相関情報を求める参照画像のとり方を説明する
図。 第3図は予測の時間的方向を説明する図、第4図は本発
明の一実施例としての動体のフレーム選択予測符号化装
置の全体構成を示すブロック図、 第5図および第6図は実施例装置における予測符号化部
の構成例を示すブロック図 第7図および第8図は実施例装置の動作を説明するため
の図、 第9図および第10図は実施例装置による予測処理アル
ゴリズムを示す流れ図、 第11図は本発明の変形例としての予測処理アルゴリズ
ムを示す流れ図、 第12図は従来の動き補償予測符号器を示すブロック図
、および 第13図は動体の動きにより新たな背景の絵柄が現れる
場合を説明する図である。 図において、 1.2・・・予測符号化部 3−・・予測誤差評価部 4.5・・・フレームメモリ 11・・・動き検出部 12・・・可変遅延部 12.22・・・平均値算出部 14・・・フレーム間予測部 15−・・動き補償予測部 16・・・フレーム内予測部 17・・・予測方式評価部 20・・・ブロックサイズ評価部
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention, and FIG. 2 is a diagram explaining how to take a reference image for obtaining correlation information. FIG. 3 is a diagram explaining the temporal direction of prediction, FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of a moving object frame selection predictive encoding device as an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are 7 and 8 are block diagrams showing an example of the configuration of the predictive encoding unit in the embodiment device. FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the operation of the embodiment device. FIGS. 9 and 10 are predictive processing algorithms by the embodiment device. 11 is a flowchart showing a prediction processing algorithm as a modified example of the present invention, FIG. 12 is a block diagram showing a conventional motion compensation predictive encoder, and FIG. 13 is a flowchart showing a prediction processing algorithm as a modification of the present invention. It is a figure explaining the case where the pattern appears. In the figure, 1.2...Prediction encoding unit 3...Prediction error evaluation unit 4.5...Frame memory 11...Motion detection unit 12...Variable delay unit 12.22...Average Value calculation unit 14...Inter frame prediction unit 15...Motion compensation prediction unit 16...Intra frame prediction unit 17...Prediction method evaluation unit 20...Block size evaluation unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、原画の前画面を参照画面として現画面を予測符号化
する第1の予測符号化手段(101)と、 原画の後画面を参照画面として現画面を予測符号化する
第2の予測符号化手段(102)と、所定の評価関数に
従って該第1、第2の予測符号化手段(101、102
)の出力の一方を選択する選択手段(103)とを具備
してなる動画像のフレーム選択予測符号化装置。 2、処理ブロック単位として可変ブロックサイズが適応
的に選択され、かつ予測符号化方式としてフレーム間予
測および動き補償予測を含む予測方式の一つが適応的に
選択されるように構成された請求項1記載の動画像のフ
レーム選択予測符号化装置。 3、前画面を参照画面として現画面を予測符号化する第
1の予測符号化手段と、 後画面を参照画面として現画面を予測符号化する第2の
予測符号化手段と、 所定の評価関数に従って該第1、第2の予測符号化手段
の出力の一方を選択する選択手段とを具備し、 処理ブロック単位として可変ブロックサイズが適応的に
選択され、かつ予測符号化方式としてフレーム間予測お
よび動き補償予測を含む予測方式の一つが適応的に選択
されるように構成された動画像のフレーム選択予測符号
化装置。
[Claims] 1. A first predictive encoding means (101) that predictively encodes the current screen using the previous screen of the original picture as a reference screen; and predictively encodes the current screen using the subsequent screen of the original picture as the reference screen. a second predictive encoding means (102), and the first and second predictive encoding means (101, 102) according to a predetermined evaluation function.
) a selection means (103) for selecting one of the outputs of the video frames. 2. Claim 1, wherein a variable block size is adaptively selected as a processing block unit, and one of prediction methods including interframe prediction and motion compensation prediction is adaptively selected as a predictive coding method. The frame selection predictive encoding device for moving images as described above. 3. A first predictive encoding unit that predictively encodes the current screen using the previous screen as a reference screen; a second predictive encoding unit that predictively encodes the current screen using the subsequent screen as a reference screen; and a predetermined evaluation function. a selection means for selecting one of the outputs of the first and second predictive encoding means according to the method, a variable block size is adaptively selected as a processing block unit, and interframe prediction and interframe prediction are selected as the predictive encoding method. A moving image frame selection predictive coding device configured to adaptively select one of prediction methods including motion compensation prediction.
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