JP4126626B2 - データ符号化装置及びデータ符号化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】
発明の属する技術分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
（１）原理（図１〜図１０）
（２）データ符号化装置の構成（図１１及び図１２）
（３）動作及び効果（図１３）
（４）他の実施の形態
発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ符号化装置及びデータ符号化方法に関し、例えばＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)方式によつて画像データを圧縮符号化するデータ符号化装置及びデータ符号化方法に適用して好適なものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、ＭＰＥＧ２方式を用いた画像圧縮方法においては、処理フレームのマクロブロツクに対応するマクロブロツクを参照フレームの所定エリアの中からサーチして輝度値の絶対値差分和が最小となるマクロブロツクを検出する、いわゆるブロツクマツチング法と呼ばれる動き補償（以下、これを単にＭＣ（Motion Compensation ）処理と呼ぶ）処理が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなブロツクマツチング法と呼ばれる動き補償処理においては、特殊効果の１つであるフエードインまたはフエードアウト処理の施された画像データを符号化する際、符号化効率が低下し易いことが一般的に知られている。
【０００６】
例えば映画のオープニングやエンデイングにおいて良く見られるフエードインまたはフエードアウト処理された画像データの一例として、タイトル等の静止した画像を映し出した画面全体の輝度レベルが徐々に明るく又は暗くなるシーンがある。
【０００７】
このような場合、ＭＰＥＧ２方式ではブロツクマツチング法による動き検出を行うと、本来の画像の動きあるいは画像の静止した状態とは無関係に画像データの輝度レベルが変化することにより、輝度値の絶対値差分和が最小となるマクロブロツクが本来の位置ではない場所に存在することがあり、このような場合に誤検出してしまうことが起こり得る。
【０００８】
この場合、絵柄の異なるマクロブロツクを誤つて選択してしまうことになり、この結果差分データが多くなつて符号化効率が低下してしまうという問題があつた。またフエードインまたはフエードアウト処理は、フレーム全体に対して処理が行われることが多いために、フレーム全体に歪みが発生して画質劣化が生じてしまうという問題があつた。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、動きのあつた画像データや動きがなく輝度が変化するだけの画像データを正確に判定し、それぞれの画像データに応じた符号化処理を実行し得るデータ符号化装置及びデータ符号化方法を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、処理フレームの処理フレームデータブロックと、当該処理フレームデータブロックに対応する参照フレームの参照フレームデータブロックとの間における各画素の輝度差の総和である輝度絶対値差分和を算出し、処理フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和より、参照フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和を減算することによって、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間における動き検出値を表すＡＣ成分絶対値差分和を算出し、ＡＣ成分絶対値差分和が輝度絶対値差分和よりも小さい場合、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロックの間で動きがなく、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し、このときＡＣ成分絶対値差分和及び輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行うようにする。
【００１１】
この場合、輝度絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間の明るさの変化の割合を示し、ＡＣ成分絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間における画像の動きの大きさを示すことになるため、ＡＣ成分絶対値差分和が輝度絶対値差分和よりも小さい場合、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロックの間でフェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し、このときＡＣ成分絶対値差分和及び輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行うことが出来るので、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されているか否かを正確に判定した後、その判定結果に応じた最適かつ効率の良い符号化処理を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）原理
本発明においては、実際に画像が動いたときと、フエードインまたはフエードアウト時の画像が動かなく輝度が変化したときとの判定を正確に行い、それぞれの状態における画像データに応じた符号化処理を実行するようになされている。
【００１４】
図１に示すように、処理フレーム１におけるマクロブロツクＭＢ１の画素ごとの輝度値をＣi 、参照フレーム２においてマクロブロツクＭＢ１に対応する同じ位置のマクロブロツクＭＢ２の画素ごとの輝度値をＲ0i、さらに処理フレーム１と参照フレーム２との間で動きがあつたときの参照フレーム２におけるマクロブロツクＭＢ１に対応するマクロブロツクＭＢ３の画素ごとの輝度値をＲi とすると、処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１と参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ３との輝度値の絶対値差分和ＥMEは、次式
【００１５】
【数１】
【００１６】
によつて表される。
【００１７】
ここで輝度値の絶対値差分和ＥMEは、処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１と参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ３とのマクロブロツク間における各画素の輝度差の総和であり、２つのマクロブロツク間で明るさのレベルがどの様に変化したかの割合を輝度差によつて示している。
【００１８】
因みに、処理フレーム１と参照フレーム２との間で画像の動きがあつたときにも、２つのマクロブロツク間で絵柄が異なつてくるため輝度差が生じることになり、この場合にも輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定レベルの値を示すことになる。すなわち輝度値の絶対値差分和ＥMEは、２つのマクロブロツク間での輝度の変化と画像の動きの変化を含んだ情報でもある。
【００１９】
このような輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きければ、明るさが短時間で急激に変化したこと（例えばフラツシユ光が照射された画像データ）を表しており、小さければ明るさが長い時間に亘つて緩やかに変化したこと（例えばフエードインまたはフエードアウト処理された画像データ）を表している。
【００２０】
また図２に示すように、マクロブロツクＭＢ１の輝度値Ｃi を含む平均輝度値ＣAVは、次式
【００２１】
【数２】
【００２２】
によつて表され、マクロブロツクＭＢ２の輝度値Ｒ0iを含む平均輝度値Ｒ0AV は、次式
【００２３】
【数３】
【００２４】
によつて表される。
【００２５】
ここで処理フレーム１と参照フレーム２との間で、動きベクトル（０、０）の同じ位置における２つのマクロブロツク間のＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは、上述の（２）式及び（３）式を用いて、次式
【００２６】
【数４】
【００２７】
によつて表される。
【００２８】
ここでＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは、処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１の各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和より、参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ２の各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和を減算して得られた動き検出値であり、２つのマクロブロツク間で動きがあつたか否かを判定する場合に用いる。
【００２９】
例えば、フエードインまたはフエードアウト処理によつて全体的に輝度レベルが低く処理された処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１と、当該マクロブロツクＭＢ１と絵柄が同一で全体的に輝度レベルが高く処理された参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ２とを考えてみた場合に、マクロブロツクＭＢ１の各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和と、マクロブロツクＭＢ２各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和とは同じ値になる。
【００３０】
すなわちＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは、マクロブロツクＭＢ１とマクロブロツクＭＢ２との間でフエードインまたはフエードアウト処理によつて明るさのレベルが変化した場合でも、画像が動いていなければ絵柄が同一であるために値は「０」となる。これは明るさの変化が激しいフラツシユ光が与えられた場合でも同じである。
【００３１】
従つてＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きければ画像に大きな動きがあつたことを示し、小さければ画像の動きが少なかつたことを示し、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが値「０」を示す場合には画像の動きが全くなかつたことを示している。
【００３２】
このようにして算出した輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さい場合には、動きが小さくて明るさの変化が激しい例えばフラツシユ光が照射されたような画像データであることになり、輝度値の絶対値差分和ＥMEが小さく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きい場合には、明るさの変化が殆どなく大きな動きのあつた画像データであることになる。
【００３３】
また輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きい場合には、大きな動きがあると共に明るさの変化が激しい画像データであることになり、輝度値の絶対値差分和ＥMEが小さく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さい場合には、動きが殆どなく明るさの変化の割合が小さい、すなわちフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであることになる。このように画像の動きが殆どなく明るさのレベルだけが変化するような画像データは、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが必ず小さな値を示す。
【００３４】
従つて図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上述のように（１）式によつて求められた輝度値の絶対値差分和ＥME（図３（Ａ））と、（４）式によつて求められたＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC（図３（Ｂ））とをそれぞれ比較したときに、図４に示すように、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEよりも大きい場合（ＥAC＝ＥME直線の上側に位置する）には、フエードインまたはフエードアウト処理が施された画像データでではなく処理フレーム１と参照フレーム２との間で画像に動きがあつたと判定し、動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）を基にマクロブロツクＭＢ１の画像データをインターモードとして符号化する。
【００３５】
これに対してＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEよりも小さい場合（ＥAC＝ＥME直線の下側に位置する）には、処理フレーム１と参照フレーム２との間で画像に動きがなくフエードインまたはフエードアウト処理が施された画像データであつたと判定し、強制的に動きベクトルを（０、０）にすると共に、輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを強制的に「０」とし、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定し、当該量子化ステツプサイズに基づいた符号化処理を実行する。
【００３６】
このように値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化ステツプサイズ（Ｑ）を算出すれば、データ量の少ない差分データを符号化するために最適な量子化ステツプサイズを導き出すことができ、これにより、処理フレーム１と参照フレーム２との間で動きがなかつたときのマクロブロツクＭＢ１とマクロブロツクＭＢ３との差分データを効率良く符号化処理することができる。
【００３７】
ところでこの動き補償処理においては、処理フレーム１と参照フレーム２との間におけるマクロブロツク間の輝度値の絶対値差分和ＥMEとＡＣ成分の絶対値差分和ＥACとに基づいて、マクロブロツクＭＢ１がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるか否かを判定し、それぞれの画像データの状態に応じた符号化処理を実行するようになされているが、この判定が必ずしも正しくない場合がある。
【００３８】
例えば、図５に示すように処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR との間で実際に画像の動きがあつた場合で、処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と、当該マクロブロツクＭＢC と同じ位置に存在する参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR0との輝度差が大きくて絵柄の簡単さ（以下、これを平坦度（フラツトネス）と呼ぶ）が近い場合、処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR0との平坦度が近いために、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは（４）式により小さな値が導き出される。
【００３９】
また通常のブロツクマツチング法によつてマツチングされた輝度差が最小となるマクロブロツクＭＢR とマクロブロツクＭＢC との輝度値の絶対値差分和ＥMEは、画像に動きがあつたために輝度値の絶対値差分和ＥMEは（１）式によりあるレベルの値として算出される。
【００４０】
この場合、図４のグラフを用いて画像に動きがあつたか否かを判定するとなると、輝度値の絶対値差分和ＥMEがあるレベルの値でＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さな値となる位置は、図６に示す範囲Ａの中に入ることになる。このことは、処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR との間において、２つのマクロブロツク間で画像の動きがあつたにも係わらず、範囲Ａがフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると認める領域内にあるために、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データとして判定されてしまう。
【００４１】
このとき強制的に動きベクトルが（０、０）にされ、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定する処理が働くことになり、マクロブロツクＭＢC の画像データに対して小さな量子化ステツプサイズによる符号化処理が行われる。このため、符号化された画像データの発生符号量が多くなり過ぎてしまつて、一定レートで画像データを伝送するときの発生符号量が多くなり過ぎてしまうことにより、完全に復号するだけのデータを復号側に伝送し切れなくなつてしまう。
【００４２】
またこの場合、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に、データ量の少ない差分データを符号化するために最適な小さな値の量子化ステツプサイズ（Ｑ）を決定しているために、その後の処理系におけるイントラ／インター判定において当該量子化ステツプサイズに応じて必ずインター処理が選択されることになる。
【００４３】
この場合、処理フレーム３と参照フレーム４との間でフエードインまたはフエードアウト処理された画像であると判定したことによつて、マクロブロツクＭＢC とマクロブロツクＭＢR0との差分データをインター符号化処理しようとすると、逆に発生符号量が多くなつてしまつて符号化効率が低下すると共にブロツク歪みが発生する等の不具合が生じてしまう。従つて、このような場合には実際に画像に動きがあつたので、動きベクトル（０、０）を用いて符号化するのではなく、通常の動き補償による符号化処理を行うべきである。
【００４４】
従つてマクロブロツクＭＢC とマクロブロツクＭＢR0との差分データを基に予測符号化処理するよりも、マクロブロツクＭＢC とマクロブロツクＭＢR との間の動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）を基に差分データをインター符号化処理する方が発生符号量が少なくて済み、高画質な画像データを生成できるということが幾つかの実験によつて判明した。
【００４５】
図７に示すように、正しいフエードインまたはフエードアウト処理が施された処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR0とは絵柄が同じであり、輝度レベル（明るさ）に変化があるだけである。従つて、このような場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像であると正確に判定し、動きベクトル（０、０）を用いて差分データのみを符号化処理すれば発生符号量を抑えることができる。
【００４６】
ところが、フエードインまたはフエードアウト処理が施された場合、ブロツクマツチング法では輝度レベルの差だけを見て判定しているため、実際には動きがあつたにも係わらず偶然に輝度レベルが最小となるマクロブロツクが存在してしまつて誤判定が生じていた。
【００４７】
このようなことを回避して正確にフエードインまたはフエードアウト処理された画像であることを判定するために、本発明では例えば図８に示すように、２つの映像ソース（例えばフエードイン、フエードアウト処理の施されたタイトル映像や、光量変化の激しい映像）における実際の輝度値の絶対値差分和ＥMEやＡＣ成分の絶対値差分和ＥACをグラフ上でプロツトしてみた。この結果、輝度値の絶対値差分和ＥME≦1200、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC≦2000の範囲にフエードインまたはフエードアウト処理が施された画像データが集中していることが判明した。
【００４８】
これを簡略的な図９を用いて見てみると、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データは範囲Ｂの領域内に集中している。すなわち図１０に示すように斜線部分で示された領域Ｚの範囲にある場合に、画像に動きがなくフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定し、動きベクトルを強制的に（０、０）とし、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´やＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に算出した量子化ステツプサイズに基づくインター符号化処理を行い、それ以外の領域にある場合には画像に動きがあつたと判定し、通常の動き検出に基づく符号化処理を行うようにする。このようにして本発明においては、画像の動きの誤検出を防止して正確にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データを検出し、それぞれの画像データに応じた符号化処理を実行するようになされている。
【００４９】
（２）データ符号化装置の構成
図１１において、１０は全体として本発明のデータ符号化装置を示し、まず画像データＤ１を前処理部１１に入力する。前処理部１１は、順次入力される画像データＤ１の各フレーム画像についてＩピクチヤ、ＰピクチヤまたはＢピクチヤの３つの画像タイプのうちのどの画像タイプとして処理するかを指定した後、当該フレーム画像の画像タイプに応じて当該フレーム画像を符号化する順番に並び替え、さらに当該フレーム画像を１６画素×１６ラインの輝度信号及び当該輝度信号に対応する色差信号によつて構成されるマクロブロツクに分割し、これをマクロブロツクデータＤ２としてメモリ１２に格納する。
【００５０】
メモリ１２は、制御部２４によつてマクロブロツクデータＤ２の読み出しタイミングが制御されており、当該制御部２４から供給される制御信号Ｓ１に基づいてマクロブロツクデータＤ２を読み出し、これを符号化ブロツク３０の演算回路１３及び動きベクトル検出部１４にそれぞれ送出する。
【００５１】
動きベクトル検出部１４は、マクロブロツクデータＤ２の各マクロブロツクの動きベクトルを、当該マクロブロツクデータＤ２及びフレームメモリ１５に記憶されている参照画像データＤ１４を基に算出し、動きベクトルデータＤ１８として動き判定部２５に送出する。
【００５２】
演算回路１３は、メモリ１２から読み出されたマクロブロツクデータＤ２について、当該マクロブロツクデータＤ２の各マクロブロツクの画像タイプに基づいてイントラモード、順方向予測モード、逆方向予測モードまたは双方向予測モードのいずれかの予測モードの動き補償を行う。
【００５３】
ここでイントラモードとは、符号化対象となるフレーム画像をそのまま伝送データとする方法であり、順方向予測モードとは、符号化対象となるフレーム画像と過去参照画像との予測残差を伝送データとする方法である。また逆方向予測モードとは、符号化対象となるフレーム画像と未来参照画像との予測残差を転送データとする方法であり、双方向予測モードとは、符号化対象となるフレーム画像と、過去参照画像及び未来参照画像の２つの予測画像の平均値との予測残差を伝送データとする方法である。
【００５４】
まずマクロブロツクデータＤ２がＩピクチヤである場合について説明する。この場合、マクロブロツクデータＤ２はイントラモードで処理される。すなわち、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２のマクロブロツクを、そのまま演算データＤ３としてＤＣＴ(Discrete Cosine Transform :離散コサイン変換）部１７に送出する。
【００５５】
ＤＣＴ部１７は、演算データＤ３に対してＤＣＴ変換処理を行つてＤＣＴ係数化し、これをＤＣＴ係数データＤ４として量子化部１８に送出する。量子化部１８は、ＤＣＴ係数データＤ４に対して量子化処理を行い、量子化ＤＣＴ係数データＤ５としてＶＬＣ部１９及び逆量子化部２０にそれぞれ送出する。このとき量子化部１８は、制御部２４より供給される量子化制御値Ｄ２１に応じて、量子化処理における量子化ステツプサイズを調整することにより発生する符号量を制御するようになされている。
【００５６】
逆量子化部２０に送出された量子化ＤＣＴ係数データＤ５は逆量子化処理を受け、ＤＣＴ係数データＤ１１として逆ＤＣＴ部２１に送出される。そしてＤＣＴ係数データＤ１１は、逆ＤＣＴ部２１において逆ＤＣＴ処理を受け、演算データＤ１２として演算回路２２に送出され、参照画像データＤ１３としてフレームメモリ１５に記憶される。
【００５７】
次に、マクロブロツクデータＤ２がＰピクチヤである場合について説明する。この場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について、イントラモードまたは順方向予測モードのいずれかの予測モードによる動き補償処理を行う。
【００５８】
予測モードがイントラモードの場合、上述のＩピクチヤの場合と同様に、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２のマクロブロツクをそのまま演算信号Ｄ３としてＤＣＴ部１７に送出する。
【００５９】
これに対して、予測モードが順方向予測モードの場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について動き補償部１６より供給される順方向予測画像データＤ１７を用いて減算処理する。
【００６０】
順方向予測画像データＤ１７は、フレームメモリ１５に記憶されている参照画像データＤ１３を、動き判定部２５から供給される動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５に応じて動き補償することにより算出される。すなわち動き補償部１６は、順方向予測モードにおいてフレームメモリ１５の読出アドレスを動きベクトルデータＤ１８に応じてずらして参照画像データＤ１３を読み出し、これを順方向予測画像データＤ１７として演算回路１３及び演算回路２２にそれぞれ供給する。
【００６１】
演算回路１３は、マクロブロツクデータＤ２から順方向予測画像データＤ１７を減算して予測残差としての差分データを得、これを演算データＤ３としてＤＣＴ部１７に送出する。また演算回路２２には、動き補償部１６より順方向予測画像データＤ１７が供給されており、演算回路２２は演算データＤ１２に当該順方向予測画像データＤ１７を加算することにより参照画像データＤ１３を局部再生し、フレームメモリ１５に記憶する。
【００６２】
次に、メモリ１２からＢピクチヤのマクロブロツクデータＤ２が演算回路１３に供給された場合について説明する。この場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について、イントラモード、順方向予測モード、逆方向予測モードまたは双方向予測モードのいずれかの動き補償処理を行う。
【００６３】
予測モードがイントラモードまたは順方向予測モードの場合、マクロブロツクデータＤ２は上述のＰピクチヤの場合と同様の処理を受ける。但し、Ｂピクチヤは他の予測参照画像として用いられないので、参照画像データＤ１３はフレームメモリ１５には記憶されない。
【００６４】
これに対して、予測モードが逆方向予測モードの場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について動き補償部１６より供給される逆方向予測画像データＤ１６を用いて減算処理する。
【００６５】
逆方向予測画像データＤ１６は、フレームメモリ１５に記憶されている参照画像データＤ１３を、動き判定部２５から供給される動きベクトルデータＤ１８に応じて動き補償することにより算出される。すなわち動き補償部１６は、逆方向予測モードにおいてフレームメモリ１５の読出アドレスを動きベクトルデータＤ１８に応じてずらして参照画像データＤ１３を読み出し、これを逆方向予測画像データＤ１６として演算回路１３及び演算回路２２にそれぞれ供給する。
【００６６】
演算回路１３は、マクロブロツクデータＤ２から逆方向予測画像データＤ１６を減算して予測残差としての差分データを得、これを演算データＤ３としてＤＣＴ部１７に送出する。また演算回路２２には、動き補償部１６より逆方向予測画像データＤ１６が供給されており、演算回路２２は演算データＤ１２に当該逆方向予測画像データＤ１６を加算することにより参照画像データＤ１３（Ｂピクチヤ）を局部再生するが、Ｂピクチヤは他の予測参照画像として用いられないので、参照画像データＤ１３はフレームメモリ１５には記憶されない。
【００６７】
予測モードが双方向モードの場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２から、動き補償部１６より供給される順方向予測画像データＤ１７及び逆方向予測画像データＤ１６の平均値を減算して予測残差としての差分データを得、演算データＤ３としてＤＣＴ部１３に送出する。
【００６８】
また演算回路２２には動き補償部１６より順方向予測画像データＤ１７及び逆方向予測画像データＤ１６が供給されており、演算回路２２は演算データＤ１２に当該順方向予測画像データＤ１７及び逆方向予測画像データＤ１６の平均値を加算することにより参照画像データＤ１３（Ｂピクチヤ）を生成するが、Ｂピクチヤは他の予測参照画像として用いられないので、参照画像データＤ１３はフレームメモリ１５には記憶されない。
【００６９】
かくして、データ符号化装置１０に入力された画像データＤ１は、動き補償予測処理、ＤＣＴ処理及び量子化処理を受け、量子化ＤＣＴ係数データＤ５としてＶＬＣ部１９に供給される。
【００７０】
ＶＬＣ部１９は、量子化ＤＣＴ係数データＤ５に対して所定の変換テーブルに基づく可変長符号化処理を行い、その結果得られるデータを可変長符号化データＤ６としてバツフア部２３に送出する。
【００７１】
バツフア部２３は、ＶＬＣ部１９から供給される可変長符号化データＤ６の蓄積状態を常時監視しており、バツフアの占有量情報Ｄ２３を制御部２４に送出する。制御部２４は、占有量情報Ｄ２３に基づいて量子化制御値Ｄ２１を生成して量子化部１８に供給し、量子化処理における量子化ステツプサイズを調整する。これにより量子化部１８では、バツフア部２３のデータ占有量に応じて当該バツフア部２３がオーバーフローまたはアンダーフローしないような発生符号量の可変長符号化データＤ６を生成する。
【００７２】
またバツフア部２３は、所定の読み出しレート（伝送レート）を維持するに十分なデータ量によつて構成される例えばピクチヤ単位の符号化データに所定のヘツダ情報を付加することによりＰＥＳ(Packetized Elementary Stream)パケツト化し、複数のＰＥＳパケツトを連ねたＰＥＳパケツト列を出力データストリームＤ８として出力するようになされている。
【００７３】
ところで動き判定部２５においては、マクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像のように動きが無く輝度レベルが変化しただけの画像データであるか否かを正確に判定し、その判定結果に応じた符号化処理を制御部２４によつて実行させるようになされている。
【００７４】
ここで動きベクトル検出部１４は、メモリ１２から読み出されるマクロブロツクデータＤ２に基づいて、所定のサーチエリア内での輝度差が最小となる２つのマクロブロツク間の輝度値の絶対値差分和ＥMEを（１）式によつて算出し、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを（４）式によつて算出し、動き判定部２５にそれぞれ送出する。
【００７５】
動き判定部２５は、マイクロコンピユータ構成でなる比較部２６において輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを所定の閾値Ｄ（図１０における動き判定閾値ＤＥME：2000、動き検出閾値ＤＥAC：1200）とそれぞれ比較し、当該比較結果が閾値Ｄによつて設けられた領域Ｚを越えるような場合にはスイツチ回路２８の接続端子を端子２８ａ側に切り換え、比較結果が領域Ｚ内になるような場合には接続端子を端子２８ｂ側に切り換える。
【００７６】
パラメータ発生部２７は、動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）を表す動きベクトルデータＤ１８と、輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACに代えて、動きベクトルを強制的に（０、０）とする動きベクトルデータＤ２５と、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を発生する。
【００７７】
従つて比較部２６では、比較結果が領域Ｚを越えるような場合、マクロブロツクデータＤ２をフエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないと判定し、動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトルデータＤ１８を動き補償部１６に供給すると共に、輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを制御部２４に送出する。
【００７８】
動き補償部１６は、動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）に基づいてフレームメモリ１５の読み出しアドレスをずらして参照画像データＤ１６またはＤ１７を読み出し、これを演算回路１３に供給する。また制御部２４は、動き判定部２５から供給される輝度値の絶対値差分和ＥMEとバツフア部２３から供給される占有量情報Ｄ２３とに基づいて、演算データＤ３を量子化する際の最適な量子化ステツプサイズを算出し、これを量子化制御値Ｄ２１として量子化部１８に供給する。
【００７９】
これに対して比較結果が領域Ｚ内にあるような場合、比較部２６はマクロブロツクデータＤ２をフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定し、スイツチ回路２８の接続端子を端子２８ｂ側に切り換えることによりパラメータ発生部２７から供給される動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を動き補償部１６に供給すると共に、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を制御部２４にそれぞれ送出する。
【００８０】
動き補償部１６は、動きベクトル（０、０）に応じたフレームメモリ１５の読み出しアドレスに基づいて参照画像データＤ１６またはＤ１７を読み出し、これを演算回路１３に供給する。また制御部２４は、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化部１８の量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定することにより、フエードインまたはフエードアウトのような輝度レベルが変化しただけの画像データに対して小さな値の量子化ステツプサイズ（Ｑ）で２つのマクロブロツク間の差分データを量子化するようになされている。
【００８１】
ところで動き判定部２５は、動きベクトルデータＤ１８または動きベクトルデータＤ２５をＶＬＣ部１９に対しても送出するようになされており、当該ＶＬＣ部１９において可変長符号化データＤ６に対して動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５を付加するようになされている。これにより動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５の付加された可変長符号化データＤ６は、復号側において当該動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５に基づいて動き量が求められて正確に復号される。
【００８２】
次に、本発明の動き判定部２５における動き判定処理手順を図１２のフローチヤートを用いて説明する。すなわち動き判定部２５は、ＲＴ１の開始ステツプから入つてステツプＳＰ１に移る。
【００８３】
ステツプＳＰ１において動き判定部２５は、動きベクトル検出部１４によつて検出されたマクロブロツクデータＤ２の動きベクトルデータＤ１８、及び輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを比較部２６に入力し、ステツプＳＰ２に移る。
【００８４】
ステツプＳＰ２において動き判定部２５は、動きベクトル検出部１４から供給された輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを比較部２６において所定の閾値Ｄ（動き判定閾値ＤＥME：2000、動き検出閾値ＤＥAC：1200）と比較し、ステツプＳＰ３に移る。
【００８５】
ステツプＳＰ３において動き判定部２５は、輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）以下の範囲内であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥMEを越えていることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ７に移る。これに対してステツプＳＰ３において肯定結果が得られると、このことは輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME以下の範囲内であることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ４に移る。
【００８６】
ステツプＳＰ４において動き判定部２５は、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが所定の動き検出閾値ＤＥAC（1200）以下の範囲内であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが動き検出閾値ＤＥACを越えていることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ７に移る。これに対してステツプＳＰ４において肯定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが動き検出閾値ＤＥAC以下の範囲内であることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ５に移る。
【００８７】
ステツプＳＰ５において動き判定部２５は、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEの値以下であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEの値よりも大きい（すなわちＥME＝ＥAC直線の上側に位置する）ことを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ７に移る。これに対してステツプＳＰ５において肯定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEの値以下である（すなわちＥME＝ＥAC直線の下側に位置する）ことを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ６に移る。
【００８８】
ステツプＳＰ６において動き判定部２５は、ステツプＳＰ３〜ステツプＳＰ５の全てにおいて肯定結果が得られたことにより、領域Ｚ（図１０）の範囲に輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが存在する場合には、すなわちマクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると認識する。これにより動き判定部２５は、パラメータ発生部２７により動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を動き補償部１６に供給すると共に、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を制御部２４にそれぞれ供給する。
【００８９】
かくして動き補償部１６は、動きベクトルデータＤ１８を用いることなく動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を用いることができると共に、制御部２４は値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化部１８の量子化ステツプサイズ（Ｑ）をより小さな値に決定するような量子化制御値Ｄ２１を算出し、これを量子化部１８に供給する。
【００９０】
ステツプＳＰ７において動き判定部２５は、マクロブロツクデータＤ２をインター符号化処理するか否かを判定する。ここで動き判定部２５は、ステツプＳＰ６からの処理が続いている場合であればフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるために差分データのみを符号化すれば良いので肯定結果が得られ、このときステツプＳＰ８に移つて動きベクトル（０、０）を基に差分データのみを符号化処理して再度ステツプＳＰ１に戻る。
【００９１】
これに対して動き判定部２５は、ステツプＳＰ３〜ステツプＳＰ５のいずれかからの処理に続いてインター符号化処理するか否かを判定する場合であれば、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないので否定結果が得られ、このときステツプＳＰ８に移つてマクロブロツクデータＤ２の画像データの状態にそれぞれ応じた符号化処理を行い、再度ステツプＳＰ１に戻つて上述の処理を繰り返す。
【００９２】
（３）動作及び効果
以上の構成において、動き判定部２５は動きベクトル検出部１４によつて算出された輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを比較部２６に入力し、当該比較部２６によつて輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACの各値がグラフ上における領域Ｚ（図１０）で示す範囲内に存在するか否かを判定し、当該範囲内に存在する場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定する。
【００９３】
このようにフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定した場合、実際には輝度レベルの変化だけで画像データに動きはないので、動き判定部２５は動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトルデータＤ１８を用いることなく、パラメータ発生部２７によつて発生した動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を動き補償部１６に供給することにより、参照フレームにおける動きのない状態のマクロブロツクの位置を正確に指定することができる。
【００９４】
またこのとき動き判定部２５は、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を制御部２４に供給する。制御部２４においては、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化部１８の量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定するような量子化制御値Ｄ２１を算出し、これを量子化部１８に供給する。これにより量子化部１８では、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データを符号化処理するに相応しい量子化ステツプサイズによつて、処理フレームと参照フレームとにおける２つのマクロブロツク間の差分データを量子化して効率良く符号化することができる。
【００９５】
さらに動き判定部２５は、比較部２６によつて輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACの各値がグラフ上における領域Ｚで示す範囲内に存在しない場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないと判定する。
【００９６】
この場合動き判定部２５は、動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトルデータＤ１８を動き補償部１６に供給し、制御部２４によつてマクロブロツクデータＤ２の画像データの状態に応じた符号化処理を行うことができる。
【００９７】
すなわち本発明においては、輝度値の絶対値差分和ＥMEが輝度の変化を表す情報と動きの変化を表す情報とを含んでおり、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データよりも画像に動きがあつたときの画像データの方が輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きくなるということに基づいて、所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）を越えた場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないと判定するように設定する。
【００９８】
これにより動き判定部２５においては、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないので当該画像データの状態に応じた効率の良い符号化処理を実行することができる。
【００９９】
また本発明においては、動き判定部２５により輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）以内の場合にはフエードインまたはフエードアウト処理された画像データと判定することができるが、この場合でもＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きな値を示している場合（例えば動き判定閾値ＤＥME：1000、動き検出閾値ＤＥAC：20000 ）には画像に動きがあつたことになる。
【０１００】
従つて動き判定部２５は、輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）以内の場合で、輝度値の絶対値差分和ＥMEと、動きの変化を表すＡＣ成分の絶対値差分和ＥACとが一定の比率で変化するＥME＝ＥAC直線を境界として、輝度値の絶対値差分和ＥMEの方がＡＣ成分の絶対値差分和ＥACよりも高い値を示すと共に、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが所定の動き検出閾値ＤＥAC（1200）以内の場合に、すなわち領域Ｚで示す範囲内に存在するときにフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定するように設定する。
【０１０１】
これにより動き判定部２５は、輝度値の絶対値差分和ＥMEとＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが領域Ｚで示す範囲内に存在するときに、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データに対する最適な量子化ステツプサイズによつて、２つのマクロブロツク間における差分データを効率良く符号化することができる。
【０１０２】
このようにしてマクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるか否かを正確に判定して符号化処理を行つた場合の一例を図１３に示す。この図１３は、あるコンサートにおけるライブシーンにおいて、輝度レベル変化の激しいスポツトライト光が瞬間的に何色にも入れ代わりながらドラマーに照射されたときのソロ演奏シーンを映した映像での発生符号量の変化率を示したものであり、横軸に時間を示し、縦軸には領域Ｚを設けなかつた場合の判定結果に基づいて符号化したときの発生符号量と、当該発生符号量に対して本発明の領域Ｚを設けた場合の判定結果に基づいて符号化したときの発生符号量の差との割合を示している。
【０１０３】
この場合、時間の推移に従つて殆どのケースにおいて発生符号量がマイナス５〜１０〔％〕程度低下していることが分かる。このことは、動き判定部２５においてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データに対する正確な判定を行つていることにより、発生符号量を増加させることなく効率良く符号化して発生符号量を低下させることができたことを表している。
【０１０４】
以上の構成によれば、データ符号化装置１０においては動き判定部２５によりマクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるか否かを正確に判定し、当該判定結果に応じた最適な量子化ステツプサイズを決定して符号化処理するようにしたことにより、発生符号量の増加を抑えて効率の良い符号化処理を行うことができる。
【０１０５】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、輝度レベルの変化する画像の一例としてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データを正確に判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、輝度レベルが短時間内に急激に変化するフラツシユシーンや窓が急に開いて明るい光が急に入り込んできたときのような画像データに本発明の動き判定処理を行つても良い。この場合、輝度差として表される輝度値の絶対値差分和ＥMEが非常に大きい値を示すと共に、動き検出値を表すＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さな値を示すので、輝度値の絶対値差分和ＥMEの動き判定閾値ＤＥMEの値を任意に設定するようにすれば、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
また上述の実施の形態においては、輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME（2000）以下でかつＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが動き検出閾値ＤＥME（1200）以下であり、閾値としてのＥME＝ＥAC直線以下で示される領域Ｚの範囲内にマクロブロツクデータＤ２の輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが存在する場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、判定基準に応じて輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME（2000）以下であるという条件だけでフエードアウト処理された画像データであると判定するようにしても良く、また輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME（2000）以下であり、かつＥME＝ＥAC直線以下で示される領域の範囲内にある場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定するようにしても良く、判定の基準を任意に設定するようにしても良い。
【０１０７】
さらに上述の実施の形態においては、動き判定部２５においてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定した場合に、制御部２４により値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を用いて量子化ステツプサイズを小さな値に決定するための量子化制御値Ｄ２１を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必ずしも「０」でなくても量子化ステツプサイズを小さな値に決定するための量子化制御値Ｄ２１を生成することができれば数値はいくつでも良く、例えば値の小さなＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを用いるようにしても良い。
【０１０８】
さらに上述の実施の形態においては、動き判定部２５においてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定した場合に、制御部２４により値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を用いてその後のインター判定処理を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、「インター判定を行う」という予め決められた処理を付け加えるようにしても良い。
【０１０９】
さらに上述の実施の形態においては、動き判定をマクロブロツク単位で行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、所定画素数のブロツク単位やフレーム単位等、他の種々の大きさでなる領域の画像データを基に動き判定処理を実行するようにしても良い。
【０１１０】
さらに上述の実施の形態においては、検出手段及び動き検出算出手段としての動きベクトル検出部１４と、比較手段としての比較部２６と、符号化手段としての符号化ブロツク３０を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の構成の検出手段、動き検出算出手段、比較手段及び符号化手段を用いるようにしても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、輝度絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間の明るさの変化の割合を示し、ＡＣ成分絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間における画像の動きの大きさを示すことになるため、ＡＣ成分絶対値差分和が輝度絶対値差分和よりも小さい場合、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロックの間でフェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し、このときＡＣ成分絶対値差分和及び輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行うことが出来るので、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されているか否かを正確に判定した後、その判定結果に応じた最適かつ効率の良い符号化処理を行うことができ、かくして動きのあった画像データや動きがなく輝度が変化するだけの画像データを正確に判定し、それぞれの画像データに応じた符号化処理を実行し得るデータ符号化装置及びデータ符号化方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理の説明に用いた処理フレームと参照フレームの関係を示す略線図である。
【図２】本発明の原理の説明に用いた平均輝度値ＣAV、Ｒ0AV を示す略線図である。
【図３】本発明の原理の説明に用いた輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを示す略線図である。
【図４】本発明の原理の説明に用いた動き補償処理における判断基準を示すグラフである。
【図５】本発明の原理の説明に用いた問題が起こる画像パターンを示す略線図である。
【図６】本発明の原理の説明に用いた誤検出する場合の判断基準を示すグラフである。
【図７】本発明の原理の説明に用いたフエードインまたはフエードアウトする場合の略線図である。
【図８】本発明の原理の説明に用いた輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACのグラフである。
【図９】本発明の原理の説明に用いた目的の画像が持つ性質を示すグラフである。
【図１０】本発明の原理の説明に用いた有効範囲を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態におけるデータ符号化装置の構成を示すブロツク図である。
【図１２】動き判定部における動き判定処理手順を示すフローチヤートである。
【図１３】発生符号量の変化率を示すグラフである。
【符号の説明】
１、３……処理フレーム、２、４……参照フレーム、１０……データ符号化装置、１３……演算回路、１４……動きベクトル検出部、１６……動き補償部、２４……制御部、２５……動き判定部、２６……比較部、２７……パラメータ発生部、２８……スイツチ回路。
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】
発明の属する技術分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
（１）原理（図１〜図１０）
（２）データ符号化装置の構成（図１１及び図１２）
（３）動作及び効果（図１３）
（４）他の実施の形態
発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ符号化装置及びデータ符号化方法に関し、例えばＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)方式によつて画像データを圧縮符号化するデータ符号化装置及びデータ符号化方法に適用して好適なものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、ＭＰＥＧ２方式を用いた画像圧縮方法においては、処理フレームのマクロブロツクに対応するマクロブロツクを参照フレームの所定エリアの中からサーチして輝度値の絶対値差分和が最小となるマクロブロツクを検出する、いわゆるブロツクマツチング法と呼ばれる動き補償（以下、これを単にＭＣ（Motion Compensation ）処理と呼ぶ）処理が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなブロツクマツチング法と呼ばれる動き補償処理においては、特殊効果の１つであるフエードインまたはフエードアウト処理の施された画像データを符号化する際、符号化効率が低下し易いことが一般的に知られている。
【０００６】
例えば映画のオープニングやエンデイングにおいて良く見られるフエードインまたはフエードアウト処理された画像データの一例として、タイトル等の静止した画像を映し出した画面全体の輝度レベルが徐々に明るく又は暗くなるシーンがある。
【０００７】
このような場合、ＭＰＥＧ２方式ではブロツクマツチング法による動き検出を行うと、本来の画像の動きあるいは画像の静止した状態とは無関係に画像データの輝度レベルが変化することにより、輝度値の絶対値差分和が最小となるマクロブロツクが本来の位置ではない場所に存在することがあり、このような場合に誤検出してしまうことが起こり得る。
【０００８】
この場合、絵柄の異なるマクロブロツクを誤つて選択してしまうことになり、この結果差分データが多くなつて符号化効率が低下してしまうという問題があつた。またフエードインまたはフエードアウト処理は、フレーム全体に対して処理が行われることが多いために、フレーム全体に歪みが発生して画質劣化が生じてしまうという問題があつた。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、動きのあつた画像データや動きがなく輝度が変化するだけの画像データを正確に判定し、それぞれの画像データに応じた符号化処理を実行し得るデータ符号化装置及びデータ符号化方法を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、処理フレームの処理フレームデータブロックと、当該処理フレームデータブロックに対応する参照フレームの参照フレームデータブロックとの間における各画素の輝度差の総和である輝度絶対値差分和を算出し、処理フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和より、参照フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和を減算することによって、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間における動き検出値を表すＡＣ成分絶対値差分和を算出し、ＡＣ成分絶対値差分和が輝度絶対値差分和よりも小さい場合、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロックの間で動きがなく、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し、このときＡＣ成分絶対値差分和及び輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行うようにする。
【００１１】
この場合、輝度絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間の明るさの変化の割合を示し、ＡＣ成分絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間における画像の動きの大きさを示すことになるため、ＡＣ成分絶対値差分和が輝度絶対値差分和よりも小さい場合、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロックの間でフェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し、このときＡＣ成分絶対値差分和及び輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行うことが出来るので、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されているか否かを正確に判定した後、その判定結果に応じた最適かつ効率の良い符号化処理を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）原理
本発明においては、実際に画像が動いたときと、フエードインまたはフエードアウト時の画像が動かなく輝度が変化したときとの判定を正確に行い、それぞれの状態における画像データに応じた符号化処理を実行するようになされている。
【００１４】
図１に示すように、処理フレーム１におけるマクロブロツクＭＢ１の画素ごとの輝度値をＣi 、参照フレーム２においてマクロブロツクＭＢ１に対応する同じ位置のマクロブロツクＭＢ２の画素ごとの輝度値をＲ0i、さらに処理フレーム１と参照フレーム２との間で動きがあつたときの参照フレーム２におけるマクロブロツクＭＢ１に対応するマクロブロツクＭＢ３の画素ごとの輝度値をＲi とすると、処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１と参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ３との輝度値の絶対値差分和ＥMEは、次式
【００１５】
【数１】
によつて表される。
【００１７】
ここで輝度値の絶対値差分和ＥMEは、処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１と参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ３とのマクロブロツク間における各画素の輝度差の総和であり、２つのマクロブロツク間で明るさのレベルがどの様に変化したかの割合を輝度差によつて示している。
【００１８】
因みに、処理フレーム１と参照フレーム２との間で画像の動きがあつたときにも、２つのマクロブロツク間で絵柄が異なつてくるため輝度差が生じることになり、この場合にも輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定レベルの値を示すことになる。すなわち輝度値の絶対値差分和ＥMEは、２つのマクロブロツク間での輝度の変化と画像の動きの変化を含んだ情報でもある。
【００１９】
このような輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きければ、明るさが短時間で急激に変化したこと（例えばフラツシユ光が照射された画像データ）を表しており、小さければ明るさが長い時間に亘つて緩やかに変化したこと（例えばフエードインまたはフエードアウト処理された画像データ）を表している。
【００２０】
また図２に示すように、マクロブロツクＭＢ１の輝度値Ｃi を含む平均輝度値ＣAVは、次式
【００２１】
【数２】
によつて表され、マクロブロツクＭＢ２の輝度値Ｒ0iを含む平均輝度値Ｒ0AV は、次式
【００２３】
【数３】
によつて表される。
【００２５】
ここで処理フレーム１と参照フレーム２との間で、動きベクトル（０、０）の同じ位置における２つのマクロブロツク間のＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは、上述の（２）式及び（３）式を用いて、次式
【００２６】
【数４】
によつて表される。
【００２８】
ここでＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは、処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１の各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和より、参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ２の各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和を減算して得られた動き検出値であり、２つのマクロブロツク間で動きがあつたか否かを判定する場合に用いる。
【００２９】
例えば、フエードインまたはフエードアウト処理によつて全体的に輝度レベルが低く処理された処理フレーム１のマクロブロツクＭＢ１と、当該マクロブロツクＭＢ１と絵柄が同一で全体的に輝度レベルが高く処理された参照フレーム２のマクロブロツクＭＢ２とを考えてみた場合に、マクロブロツクＭＢ１の各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和と、マクロブロツクＭＢ２各画素の輝度値から１画素当たりの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和とは同じ値になる。
【００３０】
すなわちＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは、マクロブロツクＭＢ１とマクロブロツクＭＢ２との間でフエードインまたはフエードアウト処理によつて明るさのレベルが変化した場合でも、画像が動いていなければ絵柄が同一であるために値は「０」となる。これは明るさの変化が激しいフラツシユ光が与えられた場合でも同じである。
【００３１】
従つてＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きければ画像に大きな動きがあつたことを示し、小さければ画像の動きが少なかつたことを示し、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが値「０」を示す場合には画像の動きが全くなかつたことを示している。
【００３２】
このようにして算出した輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さい場合には、動きが小さくて明るさの変化が激しい例えばフラツシユ光が照射されたような画像データであることになり、輝度値の絶対値差分和ＥMEが小さく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きい場合には、明るさの変化が殆どなく大きな動きのあつた画像データであることになる。
【００３３】
また輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きい場合には、大きな動きがあると共に明るさの変化が激しい画像データであることになり、輝度値の絶対値差分和ＥMEが小さく、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さい場合には、動きが殆どなく明るさの変化の割合が小さい、すなわちフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであることになる。このように画像の動きが殆どなく明るさのレベルだけが変化するような画像データは、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが必ず小さな値を示す。
【００３４】
従つて図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上述のように（１）式によつて求められた輝度値の絶対値差分和ＥME（図３（Ａ））と、（４）式によつて求められたＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC（図３（Ｂ））とをそれぞれ比較したときに、図４に示すように、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEよりも大きい場合（ＥAC＝ＥME直線の上側に位置する）には、フエードインまたはフエードアウト処理が施された画像データでではなく処理フレーム１と参照フレーム２との間で画像に動きがあつたと判定し、動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）を基にマクロブロツクＭＢ１の画像データをインターモードとして符号化する。
【００３５】
これに対してＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEよりも小さい場合（ＥAC＝ＥME直線の下側に位置する）には、処理フレーム１と参照フレーム２との間で画像に動きがなくフエードインまたはフエードアウト処理が施された画像データであつたと判定し、強制的に動きベクトルを（０、０）にすると共に、輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを強制的に「０」とし、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定し、当該量子化ステツプサイズに基づいた符号化処理を実行する。
【００３６】
このように値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化ステツプサイズ（Ｑ）を算出すれば、データ量の少ない差分データを符号化するために最適な量子化ステツプサイズを導き出すことができ、これにより、処理フレーム１と参照フレーム２との間で動きがなかつたときのマクロブロツクＭＢ１とマクロブロツクＭＢ３との差分データを効率良く符号化処理することができる。
【００３７】
ところでこの動き補償処理においては、処理フレーム１と参照フレーム２との間におけるマクロブロツク間の輝度値の絶対値差分和ＥMEとＡＣ成分の絶対値差分和ＥACとに基づいて、マクロブロツクＭＢ１がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるか否かを判定し、それぞれの画像データの状態に応じた符号化処理を実行するようになされているが、この判定が必ずしも正しくない場合がある。
【００３８】
例えば、図５に示すように処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR との間で実際に画像の動きがあつた場合で、処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と、当該マクロブロツクＭＢC と同じ位置に存在する参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR0との輝度差が大きくて絵柄の簡単さ（以下、これを平坦度（フラツトネス）と呼ぶ）が近い場合、処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR0との平坦度が近いために、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACは（４）式により小さな値が導き出される。
【００３９】
また通常のブロツクマツチング法によつてマツチングされた輝度差が最小となるマクロブロツクＭＢR とマクロブロツクＭＢC との輝度値の絶対値差分和ＥMEは、画像に動きがあつたために輝度値の絶対値差分和ＥMEは（１）式によりあるレベルの値として算出される。
【００４０】
この場合、図４のグラフを用いて画像に動きがあつたか否かを判定するとなると、輝度値の絶対値差分和ＥMEがあるレベルの値でＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さな値となる位置は、図６に示す範囲Ａの中に入ることになる。このことは、処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR との間において、２つのマクロブロツク間で画像の動きがあつたにも係わらず、範囲Ａがフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると認める領域内にあるために、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データとして判定されてしまう。
【００４１】
このとき強制的に動きベクトルが（０、０）にされ、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定する処理が働くことになり、マクロブロツクＭＢC の画像データに対して小さな量子化ステツプサイズによる符号化処理が行われる。このため、符号化された画像データの発生符号量が多くなり過ぎてしまつて、一定レートで画像データを伝送するときの発生符号量が多くなり過ぎてしまうことにより、完全に復号するだけのデータを復号側に伝送し切れなくなつてしまう。
【００４２】
またこの場合、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に、データ量の少ない差分データを符号化するために最適な小さな値の量子化ステツプサイズ（Ｑ）を決定しているために、その後の処理系におけるイントラ／インター判定において当該量子化ステツプサイズに応じて必ずインター処理が選択されることになる。
【００４３】
この場合、処理フレーム３と参照フレーム４との間でフエードインまたはフエードアウト処理された画像であると判定したことによつて、マクロブロツクＭＢC とマクロブロツクＭＢR0との差分データをインター符号化処理しようとすると、逆に発生符号量が多くなつてしまつて符号化効率が低下すると共にブロツク歪みが発生する等の不具合が生じてしまう。従つて、このような場合には実際に画像に動きがあつたので、動きベクトル（０、０）を用いて符号化するのではなく、通常の動き補償による符号化処理を行うべきである。
【００４４】
従つてマクロブロツクＭＢC とマクロブロツクＭＢR0との差分データを基に予測符号化処理するよりも、マクロブロツクＭＢC とマクロブロツクＭＢR との間の動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）を基に差分データをインター符号化処理する方が発生符号量が少なくて済み、高画質な画像データを生成できるということが幾つかの実験によつて判明した。
【００４５】
図７に示すように、正しいフエードインまたはフエードアウト処理が施された処理フレーム３のマクロブロツクＭＢC と参照フレーム４のマクロブロツクＭＢR0とは絵柄が同じであり、輝度レベル（明るさ）に変化があるだけである。従つて、このような場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像であると正確に判定し、動きベクトル（０、０）を用いて差分データのみを符号化処理すれば発生符号量を抑えることができる。
【００４６】
ところが、フエードインまたはフエードアウト処理が施された場合、ブロツクマツチング法では輝度レベルの差だけを見て判定しているため、実際には動きがあつたにも係わらず偶然に輝度レベルが最小となるマクロブロツクが存在してしまつて誤判定が生じていた。
【００４７】
このようなことを回避して正確にフエードインまたはフエードアウト処理された画像であることを判定するために、本発明では例えば図８に示すように、２つの映像ソース（例えばフエードイン、フエードアウト処理の施されたタイトル映像や、光量変化の激しい映像）における実際の輝度値の絶対値差分和ＥMEやＡＣ成分の絶対値差分和ＥACをグラフ上でプロツトしてみた。この結果、輝度値の絶対値差分和ＥME≦1200、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC≦2000の範囲にフエードインまたはフエードアウト処理が施された画像データが集中していることが判明した。
【００４８】
これを簡略的な図９を用いて見てみると、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データは範囲Ｂの領域内に集中している。すなわち図１０に示すように斜線部分で示された領域Ｚの範囲にある場合に、画像に動きがなくフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定し、動きベクトルを強制的に（０、０）とし、値が「０」の輝度値の絶対値差分和ＥME´やＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に算出した量子化ステツプサイズに基づくインター符号化処理を行い、それ以外の領域にある場合には画像に動きがあつたと判定し、通常の動き検出に基づく符号化処理を行うようにする。このようにして本発明においては、画像の動きの誤検出を防止して正確にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データを検出し、それぞれの画像データに応じた符号化処理を実行するようになされている。
【００４９】
（２）データ符号化装置の構成
図１１において、１０は全体として本発明のデータ符号化装置を示し、まず画像データＤ１を前処理部１１に入力する。前処理部１１は、順次入力される画像データＤ１の各フレーム画像についてＩピクチヤ、ＰピクチヤまたはＢピクチヤの３つの画像タイプのうちのどの画像タイプとして処理するかを指定した後、当該フレーム画像の画像タイプに応じて当該フレーム画像を符号化する順番に並び替え、さらに当該フレーム画像を１６画素×１６ラインの輝度信号及び当該輝度信号に対応する色差信号によつて構成されるマクロブロツクに分割し、これをマクロブロツクデータＤ２としてメモリ１２に格納する。
【００５０】
メモリ１２は、制御部２４によつてマクロブロツクデータＤ２の読み出しタイミングが制御されており、当該制御部２４から供給される制御信号Ｓ１に基づいてマクロブロツクデータＤ２を読み出し、これを符号化ブロツク３０の演算回路１３及び動きベクトル検出部１４にそれぞれ送出する。
【００５１】
動きベクトル検出部１４は、マクロブロツクデータＤ２の各マクロブロツクの動きベクトルを、当該マクロブロツクデータＤ２及びフレームメモリ１５に記憶されている参照画像データＤ１４を基に算出し、動きベクトルデータＤ１８として動き判定部２５に送出する。
【００５２】
演算回路１３は、メモリ１２から読み出されたマクロブロツクデータＤ２について、当該マクロブロツクデータＤ２の各マクロブロツクの画像タイプに基づいてイントラモード、順方向予測モード、逆方向予測モードまたは双方向予測モードのいずれかの予測モードの動き補償を行う。
【００５３】
ここでイントラモードとは、符号化対象となるフレーム画像をそのまま伝送データとする方法であり、順方向予測モードとは、符号化対象となるフレーム画像と過去参照画像との予測残差を伝送データとする方法である。また逆方向予測モードとは、符号化対象となるフレーム画像と未来参照画像との予測残差を転送データとする方法であり、双方向予測モードとは、符号化対象となるフレーム画像と、過去参照画像及び未来参照画像の２つの予測画像の平均値との予測残差を伝送データとする方法である。
【００５４】
まずマクロブロツクデータＤ２がＩピクチヤである場合について説明する。この場合、マクロブロツクデータＤ２はイントラモードで処理される。すなわち、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２のマクロブロツクを、そのまま演算データＤ３としてＤＣＴ(Discrete Cosine Transform :離散コサイン変換）部１７に送出する。
【００５５】
ＤＣＴ部１７は、演算データＤ３に対してＤＣＴ変換処理を行つてＤＣＴ係数化し、これをＤＣＴ係数データＤ４として量子化部１８に送出する。量子化部１８は、ＤＣＴ係数データＤ４に対して量子化処理を行い、量子化ＤＣＴ係数データＤ５としてＶＬＣ部１９及び逆量子化部２０にそれぞれ送出する。このとき量子化部１８は、制御部２４より供給される量子化制御値Ｄ２１に応じて、量子化処理における量子化ステツプサイズを調整することにより発生する符号量を制御するようになされている。
【００５６】
逆量子化部２０に送出された量子化ＤＣＴ係数データＤ５は逆量子化処理を受け、ＤＣＴ係数データＤ１１として逆ＤＣＴ部２１に送出される。そしてＤＣＴ係数データＤ１１は、逆ＤＣＴ部２１において逆ＤＣＴ処理を受け、演算データＤ１２として演算回路２２に送出され、参照画像データＤ１３としてフレームメモリ１５に記憶される。
【００５７】
次に、マクロブロツクデータＤ２がＰピクチヤである場合について説明する。この場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について、イントラモードまたは順方向予測モードのいずれかの予測モードによる動き補償処理を行う。
【００５８】
予測モードがイントラモードの場合、上述のＩピクチヤの場合と同様に、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２のマクロブロツクをそのまま演算信号Ｄ３としてＤＣＴ部１７に送出する。
【００５９】
これに対して、予測モードが順方向予測モードの場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について動き補償部１６より供給される順方向予測画像データＤ１７を用いて減算処理する。
【００６０】
順方向予測画像データＤ１７は、フレームメモリ１５に記憶されている参照画像データＤ１３を、動き判定部２５から供給される動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５に応じて動き補償することにより算出される。すなわち動き補償部１６は、順方向予測モードにおいてフレームメモリ１５の読出アドレスを動きベクトルデータＤ１８に応じてずらして参照画像データＤ１３を読み出し、これを順方向予測画像データＤ１７として演算回路１３及び演算回路２２にそれぞれ供給する。
【００６１】
演算回路１３は、マクロブロツクデータＤ２から順方向予測画像データＤ１７を減算して予測残差としての差分データを得、これを演算データＤ３としてＤＣＴ部１７に送出する。また演算回路２２には、動き補償部１６より順方向予測画像データＤ１７が供給されており、演算回路２２は演算データＤ１２に当該順方向予測画像データＤ１７を加算することにより参照画像データＤ１３を局部再生し、フレームメモリ１５に記憶する。
【００６２】
次に、メモリ１２からＢピクチヤのマクロブロツクデータＤ２が演算回路１３に供給された場合について説明する。この場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について、イントラモード、順方向予測モード、逆方向予測モードまたは双方向予測モードのいずれかの動き補償処理を行う。
【００６３】
予測モードがイントラモードまたは順方向予測モードの場合、マクロブロツクデータＤ２は上述のＰピクチヤの場合と同様の処理を受ける。但し、Ｂピクチヤは他の予測参照画像として用いられないので、参照画像データＤ１３はフレームメモリ１５には記憶されない。
【００６４】
これに対して、予測モードが逆方向予測モードの場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２について動き補償部１６より供給される逆方向予測画像データＤ１６を用いて減算処理する。
【００６５】
逆方向予測画像データＤ１６は、フレームメモリ１５に記憶されている参照画像データＤ１３を、動き判定部２５から供給される動きベクトルデータＤ１８に応じて動き補償することにより算出される。すなわち動き補償部１６は、逆方向予測モードにおいてフレームメモリ１５の読出アドレスを動きベクトルデータＤ１８に応じてずらして参照画像データＤ１３を読み出し、これを逆方向予測画像データＤ１６として演算回路１３及び演算回路２２にそれぞれ供給する。
【００６６】
演算回路１３は、マクロブロツクデータＤ２から逆方向予測画像データＤ１６を減算して予測残差としての差分データを得、これを演算データＤ３としてＤＣＴ部１７に送出する。また演算回路２２には、動き補償部１６より逆方向予測画像データＤ１６が供給されており、演算回路２２は演算データＤ１２に当該逆方向予測画像データＤ１６を加算することにより参照画像データＤ１３（Ｂピクチヤ）を局部再生するが、Ｂピクチヤは他の予測参照画像として用いられないので、参照画像データＤ１３はフレームメモリ１５には記憶されない。
【００６７】
予測モードが双方向モードの場合、演算回路１３はマクロブロツクデータＤ２から、動き補償部１６より供給される順方向予測画像データＤ１７及び逆方向予測画像データＤ１６の平均値を減算して予測残差としての差分データを得、演算データＤ３としてＤＣＴ部１３に送出する。
【００６８】
また演算回路２２には動き補償部１６より順方向予測画像データＤ１７及び逆方向予測画像データＤ１６が供給されており、演算回路２２は演算データＤ１２に当該順方向予測画像データＤ１７及び逆方向予測画像データＤ１６の平均値を加算することにより参照画像データＤ１３（Ｂピクチヤ）を生成するが、Ｂピクチヤは他の予測参照画像として用いられないので、参照画像データＤ１３はフレームメモリ１５には記憶されない。
【００６９】
かくして、データ符号化装置１０に入力された画像データＤ１は、動き補償予測処理、ＤＣＴ処理及び量子化処理を受け、量子化ＤＣＴ係数データＤ５としてＶＬＣ部１９に供給される。
【００７０】
ＶＬＣ部１９は、量子化ＤＣＴ係数データＤ５に対して所定の変換テーブルに基づく可変長符号化処理を行い、その結果得られるデータを可変長符号化データＤ６としてバツフア部２３に送出する。
【００７１】
バツフア部２３は、ＶＬＣ部１９から供給される可変長符号化データＤ６の蓄積状態を常時監視しており、バツフアの占有量情報Ｄ２３を制御部２４に送出する。制御部２４は、占有量情報Ｄ２３に基づいて量子化制御値Ｄ２１を生成して量子化部１８に供給し、量子化処理における量子化ステツプサイズを調整する。これにより量子化部１８では、バツフア部２３のデータ占有量に応じて当該バツフア部２３がオーバーフローまたはアンダーフローしないような発生符号量の可変長符号化データＤ６を生成する。
【００７２】
またバツフア部２３は、所定の読み出しレート（伝送レート）を維持するに十分なデータ量によつて構成される例えばピクチヤ単位の符号化データに所定のヘツダ情報を付加することによりＰＥＳ(Packetized Elementary Stream)パケツト化し、複数のＰＥＳパケツトを連ねたＰＥＳパケツト列を出力データストリームＤ８として出力するようになされている。
【００７３】
ところで動き判定部２５においては、マクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像のように動きが無く輝度レベルが変化しただけの画像データであるか否かを正確に判定し、その判定結果に応じた符号化処理を制御部２４によつて実行させるようになされている。
【００７４】
ここで動きベクトル検出部１４は、メモリ１２から読み出されるマクロブロツクデータＤ２に基づいて、所定のサーチエリア内での輝度差が最小となる２つのマクロブロツク間の輝度値の絶対値差分和ＥMEを（１）式によつて算出し、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを（４）式によつて算出し、動き判定部２５にそれぞれ送出する。
【００７５】
動き判定部２５は、マイクロコンピユータ構成でなる比較部２６において輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを所定の閾値Ｄ（図１０における動き判定閾値ＤＥME：2000、動き検出閾値ＤＥAC：1200）とそれぞれ比較し、当該比較結果が閾値Ｄによつて設けられた領域Ｚを越えるような場合にはスイツチ回路２８の接続端子を端子２８ａ側に切り換え、比較結果が領域Ｚ内になるような場合には接続端子を端子２８ｂ側に切り換える。
【００７６】
パラメータ発生部２７は、動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）を表す動きベクトルデータＤ１８と、輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACに代えて、動きベクトルを強制的に（０、０）とする動きベクトルデータＤ２５と、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を発生する。
【００７７】
従つて比較部２６では、比較結果が領域Ｚを越えるような場合、マクロブロツクデータＤ２をフエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないと判定し、動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトルデータＤ１８を動き補償部１６に供給すると共に、輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを制御部２４に送出する。
【００７８】
動き補償部１６は、動きベクトル（ＸVEC 、ＹVEC ）に基づいてフレームメモリ１５の読み出しアドレスをずらして参照画像データＤ１６またはＤ１７を読み出し、これを演算回路１３に供給する。また制御部２４は、動き判定部２５から供給される輝度値の絶対値差分和ＥMEとバツフア部２３から供給される占有量情報Ｄ２３とに基づいて、演算データＤ３を量子化する際の最適な量子化ステツプサイズを算出し、これを量子化制御値Ｄ２１として量子化部１８に供給する。
【００７９】
これに対して比較結果が領域Ｚ内にあるような場合、比較部２６はマクロブロツクデータＤ２をフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定し、スイツチ回路２８の接続端子を端子２８ｂ側に切り換えることによりパラメータ発生部２７から供給される動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を動き補償部１６に供給すると共に、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を制御部２４にそれぞれ送出する。
【００８０】
動き補償部１６は、動きベクトル（０、０）に応じたフレームメモリ１５の読み出しアドレスに基づいて参照画像データＤ１６またはＤ１７を読み出し、これを演算回路１３に供給する。また制御部２４は、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化部１８の量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定することにより、フエードインまたはフエードアウトのような輝度レベルが変化しただけの画像データに対して小さな値の量子化ステツプサイズ（Ｑ）で２つのマクロブロツク間の差分データを量子化するようになされている。
【００８１】
ところで動き判定部２５は、動きベクトルデータＤ１８または動きベクトルデータＤ２５をＶＬＣ部１９に対しても送出するようになされており、当該ＶＬＣ部１９において可変長符号化データＤ６に対して動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５を付加するようになされている。これにより動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５の付加された可変長符号化データＤ６は、復号側において当該動きベクトルデータＤ１８またはＤ２５に基づいて動き量が求められて正確に復号される。
【００８２】
次に、本発明の動き判定部２５における動き判定処理手順を図１２のフローチヤートを用いて説明する。すなわち動き判定部２５は、ＲＴ１の開始ステツプから入つてステツプＳＰ１に移る。
【００８３】
ステツプＳＰ１において動き判定部２５は、動きベクトル検出部１４によつて検出されたマクロブロツクデータＤ２の動きベクトルデータＤ１８、及び輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを比較部２６に入力し、ステツプＳＰ２に移る。
【００８４】
ステツプＳＰ２において動き判定部２５は、動きベクトル検出部１４から供給された輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを比較部２６において所定の閾値Ｄ（動き判定閾値ＤＥME：2000、動き検出閾値ＤＥAC：1200）と比較し、ステツプＳＰ３に移る。
【００８５】
ステツプＳＰ３において動き判定部２５は、輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）以下の範囲内であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥMEを越えていることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ７に移る。これに対してステツプＳＰ３において肯定結果が得られると、このことは輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME以下の範囲内であることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ４に移る。
【００８６】
ステツプＳＰ４において動き判定部２５は、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが所定の動き検出閾値ＤＥAC（1200）以下の範囲内であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが動き検出閾値ＤＥACを越えていることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ７に移る。これに対してステツプＳＰ４において肯定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが動き検出閾値ＤＥAC以下の範囲内であることを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ５に移る。
【００８７】
ステツプＳＰ５において動き判定部２５は、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEの値以下であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEの値よりも大きい（すなわちＥME＝ＥAC直線の上側に位置する）ことを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ７に移る。これに対してステツプＳＰ５において肯定結果が得られると、このことはＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが輝度値の絶対値差分和ＥMEの値以下である（すなわちＥME＝ＥAC直線の下側に位置する）ことを表しており、このとき動き判定部２５はステツプＳＰ６に移る。
【００８８】
ステツプＳＰ６において動き判定部２５は、ステツプＳＰ３〜ステツプＳＰ５の全てにおいて肯定結果が得られたことにより、領域Ｚ（図１０）の範囲に輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが存在する場合には、すなわちマクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると認識する。これにより動き判定部２５は、パラメータ発生部２７により動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を動き補償部１６に供給すると共に、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を制御部２４にそれぞれ供給する。
【００８９】
かくして動き補償部１６は、動きベクトルデータＤ１８を用いることなく動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を用いることができると共に、制御部２４は値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化部１８の量子化ステツプサイズ（Ｑ）をより小さな値に決定するような量子化制御値Ｄ２１を算出し、これを量子化部１８に供給する。
【００９０】
ステツプＳＰ７において動き判定部２５は、マクロブロツクデータＤ２をインター符号化処理するか否かを判定する。ここで動き判定部２５は、ステツプＳＰ６からの処理が続いている場合であればフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるために差分データのみを符号化すれば良いので肯定結果が得られ、このときステツプＳＰ８に移つて動きベクトル（０、０）を基に差分データのみを符号化処理して再度ステツプＳＰ１に戻る。
【００９１】
これに対して動き判定部２５は、ステツプＳＰ３〜ステツプＳＰ５のいずれかからの処理に続いてインター符号化処理するか否かを判定する場合であれば、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないので否定結果が得られ、このときステツプＳＰ８に移つてマクロブロツクデータＤ２の画像データの状態にそれぞれ応じた符号化処理を行い、再度ステツプＳＰ１に戻つて上述の処理を繰り返す。
【００９２】
（３）動作及び効果
以上の構成において、動き判定部２５は動きベクトル検出部１４によつて算出された輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを比較部２６に入力し、当該比較部２６によつて輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACの各値がグラフ上における領域Ｚ（図１０）で示す範囲内に存在するか否かを判定し、当該範囲内に存在する場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定する。
【００９３】
このようにフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定した場合、実際には輝度レベルの変化だけで画像データに動きはないので、動き判定部２５は動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトルデータＤ１８を用いることなく、パラメータ発生部２７によつて発生した動きベクトル（０、０）の動きベクトルデータＤ２５を動き補償部１６に供給することにより、参照フレームにおける動きのない状態のマクロブロツクの位置を正確に指定することができる。
【００９４】
またこのとき動き判定部２５は、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を制御部２４に供給する。制御部２４においては、値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´またはＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を基に量子化部１８の量子化ステツプサイズ（Ｑ）を小さな値に決定するような量子化制御値Ｄ２１を算出し、これを量子化部１８に供給する。これにより量子化部１８では、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データを符号化処理するに相応しい量子化ステツプサイズによつて、処理フレームと参照フレームとにおける２つのマクロブロツク間の差分データを量子化して効率良く符号化することができる。
【００９５】
さらに動き判定部２５は、比較部２６によつて輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACの各値がグラフ上における領域Ｚで示す範囲内に存在しない場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないと判定する。
【００９６】
この場合動き判定部２５は、動きベクトル検出部１４から供給される動きベクトルデータＤ１８を動き補償部１６に供給し、制御部２４によつてマクロブロツクデータＤ２の画像データの状態に応じた符号化処理を行うことができる。
【００９７】
すなわち本発明においては、輝度値の絶対値差分和ＥMEが輝度の変化を表す情報と動きの変化を表す情報とを含んでおり、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データよりも画像に動きがあつたときの画像データの方が輝度値の絶対値差分和ＥMEが大きくなるということに基づいて、所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）を越えた場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないと判定するように設定する。
【００９８】
これにより動き判定部２５においては、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データではないので当該画像データの状態に応じた効率の良い符号化処理を実行することができる。
【００９９】
また本発明においては、動き判定部２５により輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）以内の場合にはフエードインまたはフエードアウト処理された画像データと判定することができるが、この場合でもＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが大きな値を示している場合（例えば動き判定閾値ＤＥME：1000、動き検出閾値ＤＥAC：20000 ）には画像に動きがあつたことになる。
【０１００】
従つて動き判定部２５は、輝度値の絶対値差分和ＥMEが所定の動き判定閾値ＤＥME（2000）以内の場合で、輝度値の絶対値差分和ＥMEと、動きの変化を表すＡＣ成分の絶対値差分和ＥACとが一定の比率で変化するＥME＝ＥAC直線を境界として、輝度値の絶対値差分和ＥMEの方がＡＣ成分の絶対値差分和ＥACよりも高い値を示すと共に、ＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが所定の動き検出閾値ＤＥAC（1200）以内の場合に、すなわち領域Ｚで示す範囲内に存在するときにフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定するように設定する。
【０１０１】
これにより動き判定部２５は、輝度値の絶対値差分和ＥMEとＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが領域Ｚで示す範囲内に存在するときに、フエードインまたはフエードアウト処理された画像データに対する最適な量子化ステツプサイズによつて、２つのマクロブロツク間における差分データを効率良く符号化することができる。
【０１０２】
このようにしてマクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるか否かを正確に判定して符号化処理を行つた場合の一例を図１３に示す。この図１３は、あるコンサートにおけるライブシーンにおいて、輝度レベル変化の激しいスポツトライト光が瞬間的に何色にも入れ代わりながらドラマーに照射されたときのソロ演奏シーンを映した映像での発生符号量の変化率を示したものであり、横軸に時間を示し、縦軸には領域Ｚを設けなかつた場合の判定結果に基づいて符号化したときの発生符号量と、当該発生符号量に対して本発明の領域Ｚを設けた場合の判定結果に基づいて符号化したときの発生符号量の差との割合を示している。
【０１０３】
この場合、時間の推移に従つて殆どのケースにおいて発生符号量がマイナス５〜１０〔％〕程度低下していることが分かる。このことは、動き判定部２５においてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データに対する正確な判定を行つていることにより、発生符号量を増加させることなく効率良く符号化して発生符号量を低下させることができたことを表している。
【０１０４】
以上の構成によれば、データ符号化装置１０においては動き判定部２５によりマクロブロツクデータＤ２がフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであるか否かを正確に判定し、当該判定結果に応じた最適な量子化ステツプサイズを決定して符号化処理するようにしたことにより、発生符号量の増加を抑えて効率の良い符号化処理を行うことができる。
【０１０５】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、輝度レベルの変化する画像の一例としてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データを正確に判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、輝度レベルが短時間内に急激に変化するフラツシユシーンや窓が急に開いて明るい光が急に入り込んできたときのような画像データに本発明の動き判定処理を行つても良い。この場合、輝度差として表される輝度値の絶対値差分和ＥMEが非常に大きい値を示すと共に、動き検出値を表すＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが小さな値を示すので、輝度値の絶対値差分和ＥMEの動き判定閾値ＤＥMEの値を任意に設定するようにすれば、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
また上述の実施の形態においては、輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME（2000）以下でかつＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが動き検出閾値ＤＥME（1200）以下であり、閾値としてのＥME＝ＥAC直線以下で示される領域Ｚの範囲内にマクロブロツクデータＤ２の輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACが存在する場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、判定基準に応じて輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME（2000）以下であるという条件だけでフエードアウト処理された画像データであると判定するようにしても良く、また輝度値の絶対値差分和ＥMEが動き判定閾値ＤＥME（2000）以下であり、かつＥME＝ＥAC直線以下で示される領域の範囲内にある場合にフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定するようにしても良く、判定の基準を任意に設定するようにしても良い。
【０１０７】
さらに上述の実施の形態においては、動き判定部２５においてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定した場合に、制御部２４により値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を用いて量子化ステツプサイズを小さな値に決定するための量子化制御値Ｄ２１を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必ずしも「０」でなくても量子化ステツプサイズを小さな値に決定するための量子化制御値Ｄ２１を生成することができれば数値はいくつでも良く、例えば値の小さなＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを用いるようにしても良い。
【０１０８】
さらに上述の実施の形態においては、動き判定部２５においてフエードインまたはフエードアウト処理された画像データであると判定した場合に、制御部２４により値が「０」でなる輝度値の絶対値差分和ＥME´及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥAC´を用いてその後のインター判定処理を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、「インター判定を行う」という予め決められた処理を付け加えるようにしても良い。
【０１０９】
さらに上述の実施の形態においては、動き判定をマクロブロツク単位で行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、所定画素数のブロツク単位やフレーム単位等、他の種々の大きさでなる領域の画像データを基に動き判定処理を実行するようにしても良い。
【０１１０】
さらに上述の実施の形態においては、検出手段及び動き検出算出手段としての動きベクトル検出部１４と、比較手段としての比較部２６と、符号化手段としての符号化ブロツク３０を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の構成の検出手段、動き検出算出手段、比較手段及び符号化手段を用いるようにしても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、輝度絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間の明るさの変化の割合を示し、ＡＣ成分絶対値差分和が処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロック間における画像の動きの大きさを示すことになるため、ＡＣ成分絶対値差分和が輝度絶対値差分和よりも小さい場合、処理フレームデータブロック及び参照フレームデータブロックの間でフェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し、このときＡＣ成分絶対値差分和及び輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行うことが出来るので、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されているか否かを正確に判定した後、その判定結果に応じた最適かつ効率の良い符号化処理を行うことができ、かくして動きのあった画像データや動きがなく輝度が変化するだけの画像データを正確に判定し、それぞれの画像データに応じた符号化処理を実行し得るデータ符号化装置及びデータ符号化方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理の説明に用いた処理フレームと参照フレームの関係を示す略線図である。
【図２】本発明の原理の説明に用いた平均輝度値ＣAV、Ｒ0AV を示す略線図である。
【図３】本発明の原理の説明に用いた輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACを示す略線図である。
【図４】本発明の原理の説明に用いた動き補償処理における判断基準を示すグラフである。
【図５】本発明の原理の説明に用いた問題が起こる画像パターンを示す略線図である。
【図６】本発明の原理の説明に用いた誤検出する場合の判断基準を示すグラフである。
【図７】本発明の原理の説明に用いたフエードインまたはフエードアウトする場合の略線図である。
【図８】本発明の原理の説明に用いた輝度値の絶対値差分和ＥME及びＡＣ成分の絶対値差分和ＥACのグラフである。
【図９】本発明の原理の説明に用いた目的の画像が持つ性質を示すグラフである。
【図１０】本発明の原理の説明に用いた有効範囲を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態におけるデータ符号化装置の構成を示すブロツク図である。
【図１２】動き判定部における動き判定処理手順を示すフローチヤートである。
【図１３】発生符号量の変化率を示すグラフである。
【符号の説明】
１、３……処理フレーム、２、４……参照フレーム、１０……データ符号化装置、１３……演算回路、１４……動きベクトル検出部、１６……動き補償部、２４……制御部、２５……動き判定部、２６……比較部、２７……パラメータ発生部、２８……スイツチ回路。
Claims (5)
- 処理フレームの処理フレームデータブロックと、当該処理フレームデータブロックに対応する参照フレームの参照フレームデータブロックとの間における各画素の輝度差の総和である輝度絶対値差分和を算出する輝度絶対値差分和算出手段と、
上記処理フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和より、上記参照フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和を減算することによって、上記処理フレームデータブロック及び上記参照フレームデータブロック間における動き検出値を表すＡＣ成分絶対値差分和を算出するＡＣ成分絶対値差分和算出手段と、
上記ＡＣ成分絶対値差分和が上記輝度絶対値差分和よりも小さい場合、上記処理フレームデータブロック及び上記参照フレームデータブロックの間で動きがなく、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し、このとき上記ＡＣ成分絶対値差分和及び上記輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行う判定符号化手段と
を具えるデータ符号化装置。 - 上記判定符号化手段は、上記フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定したとき、上記動きベクトルの値を「０」として、上記処理フレームデータブロックと上記参照フレームデータブロックとの間で差分データのみを符号化処理する
請求項１に記載のデータ符号化装置。 - 上記判定符号化手段は、上記ＡＣ成分絶対値差分和が上記輝度絶対値差分和よりも大きい場合、上記処理フレームデータブロック及び上記参照フレームデータブロックの間で動きがあったと判定し動き補償による上記符号化処理を行う
請求項１に記載のデータ符号化装置。 - 処理フレームの処理フレームデータブロックと、当該処理フレームデータブロックに対応する参照フレームの参照フレームデータブロックとの間における各画素の輝度差の総和である輝度絶対値差分和を算出する輝度絶対値差分和算出手段と、
上記処理フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和より、上記参照フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和を減算することによって、上記処理フレームデータブロック及び上記参照フレームデータブロック間における動き検出値を表すＡＣ成分絶対値差分和を算出するＡＣ成分絶対値差分和算出手段と、
上記判定符号化手段は、上記ＡＣ成分絶対値差分和と上記輝度絶対値差分和とが一定の比率で変化する直線の下側に上記ＡＣ成分絶対値差分和が位置し、上記ＡＣ成分絶対値差分和が上記輝度絶対値差分和よりも小さい場合で、上記輝度絶対値差分和が第１の所定値以下で、上記ＡＣ成分絶対値差分和が第２の所定値以下であるとき、上記フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定し動きベクトルが無いものとして符号化処理を行う判定符号化手段と
を具えるデータ符号化装置。 - 処理フレームの処理フレームデータブロックと、当該処理フレームデータブロックに対応する参照フレームの参照フレームデータブロックとの間における各画素の輝度差の総和である輝度絶対値差分和を算出する輝度絶対値差分和算出ステップと、
上記処理フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和より、上記参照フレームデータブロックの各画素の輝度値から１画素当りの輝度の平均値を減算した結果の全画素数分の総和を減算することによって、上記処理フレームデータブロック及び上記参照フレームデータブロック間における動き検出値を表すＡＣ成分絶対値差分和を算出するＡＣ成分絶対値差分和算出ステップと、
上記ＡＣ成分絶対値差分和が上記輝度絶対値差分和よりも小さい場合、上記処理フレームデータブロック及び上記参照フレームデータブロックの間で動きがなく、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定する判定ステップと、
上記判定ステップにより、上記処理フレームデータブロック及び上記参照フレームデータブロックの間で動きがなく、フェードイン処理又はフェードアウト処理が施されていると判定したとき、上記ＡＣ成分絶対値差分和及び上記輝度絶対値差分和を「０」として量子化ステップサイズを決定し、その量子化ステップサイズに基づいて符号化処理を行う符号化ステップと
を具えることを特徴とするデータ符号化方法。
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