JPS6318912B2 - - Google Patents
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- JPS6318912B2 JPS6318912B2 JP12612680A JP12612680A JPS6318912B2 JP S6318912 B2 JPS6318912 B2 JP S6318912B2 JP 12612680 A JP12612680 A JP 12612680A JP 12612680 A JP12612680 A JP 12612680A JP S6318912 B2 JPS6318912 B2 JP S6318912B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は画像信号の予測符号化装置に適用され
る最適予測関数判定回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optimal prediction function determination circuit applied to a predictive coding device for image signals.
予測符号化方式は、本来伝えるべき入力信号と
予測値との差を伝送することにより、伝送情報量
を低減するという動作原理に基いて開発された方
式である。テレビジヨン等の画像信号伝送方式に
おいて、たとえば、フレーム間符号化では、静止
画、あるいはほとんど動きを含まない準静止画に
対して大きな振巾をもつ予測誤差の発生頻度が低
くなるために、発生する情報量が少なく、動きを
多く含む画像に対しては発生情報量は増加する。
すなわち、動きが少ない程符号化能率がよい。そ
こで、動きが含まれている場合にも能率を高める
試みはこれまでにもなされてきた。すなわち、テ
レビジヨン信号に含まれる動きは平行移動による
と見なされる場合が多いので、フレーム間におけ
る被写体の位置の変化量を考慮したフレーム間予
測を行なうことにより、動画に対しても高い符号
化能率を実現しようとするものである。 The predictive coding method is a method developed based on the operating principle of reducing the amount of transmitted information by transmitting the difference between the input signal that should originally be transmitted and the predicted value. In image signal transmission systems such as television, for example, in interframe coding, prediction errors with large amplitudes occur less frequently for still images or quasi-still images that contain almost no movement. The amount of information generated is small, and the amount of generated information increases for images that include a lot of movement.
In other words, the less motion there is, the better the encoding efficiency is. Therefore, attempts have been made to improve efficiency even when motion is involved. In other words, since the motion included in television signals is often considered to be due to parallel movement, by performing interframe prediction that takes into account the amount of change in the position of the subject between frames, it is possible to achieve high coding efficiency even for moving images. This is what we are trying to achieve.
第1図に示すように、t=t0なる時刻に座標
(x0,y0)付近にあつた図形が1フレーム時間
(τ)後には(x1,y1)に移動したとする。この
とき、通常のフレーム間予測符号化においては1
フレーム前の画素を予測信号として用いるとによ
り、t=t0+τにおける(x0,y0)付近の画素の
予測にはt=t0における(x0,y0)付近の画素が
用いられる。したがつて、第1図から明らかなよ
うに、t=t0+τでは差分値(予測誤差)で零で
ないものは(x0,y0)と(x1,y1)の両地点の付
近に発生する。ここで、もし何らかの方法で
(x0,y0)から(x1,y1)への図形の変位量を検
出できたとすると、t=t0での(x0,y0)近傍の
図形を用いてt=t0+τにおける(x1,y1)近傍
の図形を予測でき、発生情報量が大巾に減少す
る。これがいわゆる「動き補償」の原理である。
つまり、t=t0+τにおける(x1,y1)近傍の図
形に対する最適な予測点はt=t0での(x0,y0)
近傍にあることになる。この最適な予測点を時
間、あるいは空間座標を用いた関数で表現する
時、これを最適予測関数と呼ぶことにする。通
常、この最適予測関数の判定は複数個の画素から
なるブロツク単位に行なわれ、検出された最適予
測関数により予測符号化し、予測誤差信号ととも
に最適予測関数を示す信号が伝送される。 As shown in FIG. 1, it is assumed that a figure located near coordinates (x 0 , y 0 ) at time t=t 0 moves to (x 1 , y 1 ) after one frame time (τ). At this time, in normal interframe predictive coding, 1
By using a pixel before the frame as a prediction signal, pixels near (x 0 , y 0 ) at t=t 0 are used to predict pixels near (x 0 , y 0 ) at t=t 0 +τ. . Therefore, as is clear from Figure 1, at t = t 0 + τ, the difference value (prediction error) that is not zero is near both points (x 0 , y 0 ) and (x 1 , y 1 ). occurs in Here, if we can somehow detect the amount of displacement of the figure from (x 0 , y 0 ) to (x 1 , y 1 ), then the figure near (x 0 , y 0 ) at t=t 0 The figure in the vicinity of (x 1 , y 1 ) at t=t 0 +τ can be predicted using the above equation, and the amount of generated information is greatly reduced. This is the principle of so-called "motion compensation."
In other words, the optimal prediction point for a figure near (x 1 , y 1 ) at t=t 0 +τ is (x 0 , y 0 ) at t=t 0
It will be nearby. When this optimal prediction point is expressed by a function using time or space coordinates, this is called an optimal prediction function. Usually, this determination of the optimal prediction function is carried out in units of blocks consisting of a plurality of pixels, predictive coding is performed using the detected optimal prediction function, and a signal indicating the optimal prediction function is transmitted together with a prediction error signal.
この最適予測関数を判定する方法としては、た
とえばブロツク単位に補償しようとする速度に対
応する範囲全てについてしらみつぶしに、かつ限
られた時間内に判定を行なうために、並列に予測
誤差量(以下の説明では予測誤差電力を例にと
る)の計算を実行する方法がある。しかし、この
方法は、これを実現する回路規模が非常に大き
く、かつ複雑なものとなり、このために実際のハ
ードウエアによつて実現することはほとんど不可
能と言える状態にあつた。 As a method for determining this optimal prediction function, for example, in order to thoroughly and within a limited time determine the entire range corresponding to the speed to be compensated for in block units, the prediction error amount (hereinafter referred to as In the explanation of , there is a method to perform the calculation of prediction error power (taking prediction error power as an example). However, this method requires a very large and complex circuit to implement it, making it almost impossible to implement it using actual hardware.
本発明の目的は、上記の問題を解決し、ハード
ウエアが小型で、かつ高速に動作し、予測符号化
装置に適用してこれを高能率で機能させることの
できる最適予測関数判定回路を提供することにあ
る。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an optimal prediction function determining circuit that has small hardware, operates at high speed, and can be applied to a predictive coding device to make it function with high efficiency. It's about doing.
本発明の最適予測関数判定回路は、複数個の画
素からなるブロツクに対して複数個の予測関数を
用いる画像信号の予測符号化装置に適用され、前
記ブロツクに対して単位時間内に前記複数個の予
測関数の指定された1つに対するブロツク当りの
予測誤差量を発生する誤差量発生手段と、この誤
差発生手段からの出力の予測誤差量に関して現単
位時間までに小さいと判定された予測誤差量と現
単位時間に発生した予測誤差量との両者を比較
し、より小なる予測誤差量を判定する比較手段
と、この比較手段における比較結果によつて、次
の単位時間に用いる予測関数を前記誤差発生手段
に対して指示する予測関数指示手段とを具備した
ことを特徴とする。 The optimum prediction function determination circuit of the present invention is applied to an image signal predictive coding device that uses a plurality of prediction functions for a block consisting of a plurality of pixels, an error amount generation means for generating a prediction error amount per block for a specified one of the prediction functions; and a prediction error amount determined to be small up to the current unit time with respect to the prediction error amount of the output from this error generation means. and a prediction error amount occurring in the current unit time, and a comparison means for determining the smaller prediction error amount, and a prediction function to be used for the next unit time is determined based on the comparison result of this comparison means. The present invention is characterized by comprising prediction function instruction means for instructing the error generation means.
ここで、本発明の生れるに至つた根拠ならびに
その特長について簡単に述べる。まず、補償の対
象とする動きの速さを水平走査線(ライン)方向
(x方向)に±m画素/フレーム、水平走査線に
直角な方向(y方向)に±nライン/フレームと
する。この場合、動きの速さと方向を表わす量
(動ベクトル)はx方向に(2m+1)種、y方向
に(2n+1)種の計N=(2m+1)×(2n+1)種
ある。この動ベクトルの数だけ予測関数を用意す
れば良い。x方向にVx画素/フレーム、y方向
にVy画素/フレームなる速さで動く被写体があ
るとする。ただし、Vx、Vyはともに上記の補償
の対象内にあるものとする。すなわち、
−m≦Vx≦m
−n≦Vy≦n
とする。これによれば、前フレーム内で空間的に
対応する点からx方向に−Vx、y方向に−Vyず
らした所からの予測が予測誤差電力Pを最小に
し、最適となる。すなわち、(−Vx,−Vy)なる
ベクトルを用いて表現される予測関数が最適予測
関数となる。 Here, the basis for the creation of the present invention and its features will be briefly described. First, the speed of motion to be compensated is assumed to be ±m pixels/frame in the horizontal scanning line direction (x direction) and ±n lines/frame in the direction perpendicular to the horizontal scanning line (y direction). In this case, there are a total of N=(2m+1)×(2n+1) types of quantities (motion vectors) representing the speed and direction of movement: (2m+1) types in the x direction and (2n+1) types in the y direction. It is sufficient to prepare as many prediction functions as there are motion vectors. Assume that there is an object moving at a speed of Vx pixels/frame in the x direction and Vy pixels/frame in the y direction. However, both Vx and Vy shall be within the scope of the above compensation. That is, −m≦V x ≦m −n≦V y ≦n. According to this, prediction from a point shifted by −V x in the x direction and −V y in the y direction from a spatially corresponding point in the previous frame minimizes the prediction error power P and becomes optimal. That is, the prediction function expressed using the vector (-V x , -V y ) becomes the optimal prediction function.
この予測誤差電力P(差分値の自乗)をブロツ
ク単位で計算し、最適な予測関数を高速で見出す
ためには同時に処理可能な信号については並列に
演算することが有効である。たとえば予測関数の
決定のための予測誤差電力Pを計算する場合に、
(A)動き補償の対償範囲Nについて、および(B)ブロ
ツク内の画素数Mについて、の並列演算などが考
えられる。この例を4画素かならなるブロツク
(M=4)を例にとつて以下に説明する。第2図
のaには予測されるべき入力画像のブロツクの画
素D1〜D4の配置例を、bには動き補償を効率良
く行なうために2次元的に配置された予測に使用
される画素の配置をm=n=1についてそれぞれ
示す第2図bにおける(0,0)、(1,0)、…
…、(−1,−1)等の記号は動ベクトルを表わし
ており、たとえば(0,0)は丁度1フレーム前
の点、(1,−1)は水平方向には右に1画素、垂
直方向には下方に1ライン下つた点をそれぞれ示
す。他も同様である。たとえば、動ベクトル
(1,−1)に従つて行なわれる、上記(A)および(B)
の演算方法について具体的に説明すると、
(A)の場合には、(D1−X5)2,(D1−X6)2,(D1
−X7)2,(D1−X9)2,(D1−X1)2,(D1−X2)2,
(D1−X10)2,(D1−X3)2,(D1−X4)2の9種につ
いての演算を同時に行なう。以下同様にD2,D3,
D4について繰り返す。 In order to calculate this prediction error power P (the square of the difference value) in units of blocks and find the optimal prediction function at high speed, it is effective to perform parallel calculations on signals that can be processed simultaneously. For example, when calculating the prediction error power P for determining the prediction function,
Parallel calculations for (A) the compensation range N of motion compensation and (B) the number M of pixels in a block can be considered. This example will be explained below using a block of four pixels (M=4) as an example. In Figure 2, a shows an example of the arrangement of pixels D 1 to D 4 of a block of an input image to be predicted, and b shows an example of the arrangement of pixels D 1 to D 4 of the block of the input image to be predicted, and b shows the two-dimensional arrangement used for prediction in order to efficiently perform motion compensation. (0,0), (1,0),... in Figure 2b, which shows the pixel arrangement for m=n=1, respectively.
..., (-1, -1), etc. symbols represent motion vectors. For example, (0, 0) is a point exactly one frame before, (1, -1) is one pixel to the right in the horizontal direction, In the vertical direction, each point is shown one line down. The same applies to others. For example, the above (A) and (B) performed according to the motion vector (1, -1)
To explain specifically how to calculate , in the case of (A), (D 1 −X 5 ) 2 , (D 1 −X 6 ) 2 , (D 1
−X 7 ) 2 , (D 1 −X 9 ) 2 , (D 1 −X 1 ) 2 , (D 1 −X 2 ) 2 ,
Calculations for nine types (D 1 −X 10 ) 2 , (D 1 −X 3 ) 2 , and (D 1 −X 4 ) 2 are performed simultaneously. Similarly, D 2 , D 3 ,
Repeat for D 4 .
(B)の場合には、(D1−X4)2,(D2−X12)2,(D3
−X15)2,(D4−X16)2の4種の演算を同時に行な
う。同様に他の残り8種の動ベクトルについて繰
り返す。 In the case of (B), (D 1 −X 4 ) 2 , (D 2 −X 12 ) 2 , (D 3
-X 15 ) 2 and (D 4 -X 16 ) 2 are performed simultaneously. The same process is repeated for the remaining eight types of motion vectors.
となる。したがつて、全演算回数は4×9=36
で(A)および(B)ともに同じである。このように(A)お
よび(B)いずれの場合も最適予測関数を決定するま
でに必要な演算回数はM×Nとなる。 becomes. Therefore, the total number of operations is 4×9=36
Both (A) and (B) are the same. In this way, in both cases (A) and (B), the number of operations required to determine the optimal prediction function is M×N.
実際のハードウエアでこの並列演算を実行する
場合を考えると、(D1−X5)2,(D1−X6)2,……,
あるいは(D1−X4)2,(D2−X12)2,……の中の
任意の1個を1演算ユニツトが計算する。そし
て、その計算結果をPijとする。ただし、iはブ
ロツク内の画素、jは複数個の予測関数の中の1
つを表わすものとする。(A)の場合には、Pijを、
まずj=1,2,3,…,Nについて並列に計算
し、つぎに各iについてi=1,2,3,……,
Mの計算を行なう。したがつて、各jに対してM
〓i=
1
Pijを記憶しておかねばブロツク当りの最小予
測誤差電力の比較、判定はできない。(A)の場合に
は、N個の演算ユニツト、N個の予測誤差電力を
加算記憶する累積回路、そしてN予測誤差量の比
較回路が少なくとも必要である。(B)の場合にはM
〓i=
1
PijすなわちPijをi=1,2,3,……,Mに
ついてまず並列に計算して加算するので、1予測
関数に対するブロツク当りの予測誤差電力が一度
に求まることになる。そして、この予測誤差電力
を他の予測関数に対する予測誤差電力と比較して
より小さな方を判定すれば良く、高々N回の比較
判定で済ますことができる。すなわちM個の演算
ユニツトとM入力加算器および比較回路をN回繰
り返して使用することができる。一般に同一の演
算を大量に行なう場合には、同一の演算回路を繰
り返して使用するとハードウエア規模を小さくで
きる。(A)の場合には、動ベクトルの数Nが定まれ
ばブロツク内の画素数Mだけ繰り返し演算を行な
うためハードウエア規模はNの値でほぼ決まる。
動きを含む代表的な画像信号としてのテレビジヨ
ン信号においては種々の速さをもつた動きが出現
するが、かりに左右に6画素/フレーム、上下に
6ライン/フレームの範囲内の動きについて動き
補償をするものとすると、動ベクトルの数Nは
169となる。他方、ブロツク内の画素数Mについ
ては、Mが大きくなるほど、とくに垂直方向(ラ
イン方向)に広がりをもつほど装置規模が大にな
るため、Mはできるだけ小さくとるのが都合が良
い。比較的大きなブロツクと考えられる8ライン
×16画素のブロツクでもM=128であり、M<N
の関係になる。 Considering the case where this parallel operation is executed on actual hardware, (D 1 −X 5 ) 2 , (D 1 −X 6 ) 2 , ...,
Alternatively, one calculation unit calculates any one of (D 1 -X 4 ) 2 , (D 2 -X 12 ) 2 , . . . . Then, let the calculation result be Pij. However, i is a pixel in the block, and j is one of multiple prediction functions.
shall represent one. In case (A), Pij is
First, calculate in parallel for j = 1, 2, 3, ..., N, then for each i = 1, 2, 3, ...,
Calculate M. Therefore, for each j, M 〓 i=
1 Pij must be memorized to compare and determine the minimum prediction error power per block. In case (A), at least N arithmetic units, an accumulation circuit for adding and storing N prediction error powers, and a comparison circuit for N prediction error amounts are required. In case (B), M 〓 i=
Since 1 Pij, that is, Pij is first calculated in parallel for i=1, 2, 3, . Then, it is sufficient to compare this prediction error power with the prediction error power for other prediction functions and determine the smaller one, and it is possible to complete the comparison and determination at most N times. That is, M arithmetic units, M input adders, and comparison circuits can be used repeatedly N times. Generally, when performing a large number of the same calculations, the hardware scale can be reduced by repeatedly using the same calculation circuit. In case (A), once the number N of motion vectors is determined, the calculation is repeated for the number M of pixels in the block, so the hardware scale is approximately determined by the value of N.
In a television signal, which is a typical image signal that includes motion, motion with various speeds appears, but motion compensation is required for motion within the range of 6 pixels/frame left and right and 6 lines/frame up and down. , the number N of motion vectors is
It becomes 169. On the other hand, regarding the number of pixels M in a block, it is convenient to set M as small as possible, since the larger M is, especially the wider it is in the vertical direction (line direction), the larger the device scale will be. Even for a block of 8 lines x 16 pixels, which is considered a relatively large block, M = 128, and M < N.
It becomes a relationship.
動き補償を用いる予測符号化装置においては動
き補償の範囲、すなわち動ベクトルNの数はでき
るだけ大きく、しかもブロツク内の画素数Mはで
きるだけ少なくすることが好ましい。この観点か
ら見るとき、上記(A)の方法はハーウエア規模がほ
ぼNの値により決定されるので、動き補償の範囲
を広くとることはハードウエア規模の増大をきた
すため困難となる。この点、(B)の方法は主として
M個の演算ユニツトをN回繰り返して使用するた
め、ハードウエア規模はほぼMの値により決定さ
れる。すなわち、(B)の方法による方が有利である
ことが判るであろう。 In a predictive coding apparatus using motion compensation, it is preferable that the range of motion compensation, that is, the number of motion vectors N, be as large as possible, and the number of pixels M in a block be as small as possible. From this point of view, in the method (A), the hardware scale is determined approximately by the value of N, so it is difficult to widen the range of motion compensation because this increases the hardware scale. In this respect, since the method (B) mainly uses M arithmetic units repeatedly N times, the hardware scale is approximately determined by the value of M. In other words, it can be seen that method (B) is more advantageous.
ところで、上記のような2次元ブロツク単位の
処理に際しては、予め走査変換した画像信号を用
いると一段と有利になる。これによれば、複数走
査線間にまたがつた2次元ブロツク内の画素が並
び換えられ、各ブロツク内の画素がブロツク毎に
連続するように走査変換されて2次元ブロツク内
の全画素が直列的に並べられる。したがつて、2
次元ブロツク内の画素について予測符号化する際
に走査線の存在を注意する必要がなくなり、同一
走査線上にあるM画素から作られた1次元のブロ
ツクに対すると同様に2次元ブロツクを取り扱う
ことができる。これからわかるように、走査変換
を予め行なえば、2次元ブロツクを用いる予測符
号化は1次元ブロツクを用いる予測符号化と何ら
変りがなくなる。また、本発明によれば、上記(B)
の場合を実現することによつてM個の演算ユニツ
トをN回繰り返して最適予測関数を決定すること
ができ、そのために、ブロツク内に含まれる画素
数Mが小さい場合にはハードウエアを小さくする
ことが可能となる。更にまた、1回の計算で1予
測関数についてのブロツク当りの予測誤差電力が
計算されるために、計算をしながら次に比較する
べき予測関数を選択することが可能となり、最適
予測関数を決定するまでに必ずしもN種類全てに
ついての計算をしなくとも済むようにできるとい
う利点がある。 By the way, when processing in units of two-dimensional blocks as described above, it is more advantageous to use an image signal that has been scan-converted in advance. According to this, the pixels in a two-dimensional block spanning multiple scanning lines are rearranged, and the pixels in each block are scan-converted so that they are continuous, so that all pixels in the two-dimensional block are serially arranged. are arranged according to Therefore, 2
There is no need to pay attention to the existence of scanning lines when predictively encoding pixels within a dimensional block, and a 2-dimensional block can be treated in the same way as a 1-dimensional block made from M pixels on the same scanning line. . As can be seen, if scan conversion is performed in advance, predictive coding using two-dimensional blocks is no different from predictive coding using one-dimensional blocks. Further, according to the present invention, the above (B)
By realizing the case of , it is possible to determine the optimal prediction function by repeating M calculation units N times, and for this purpose, when the number M of pixels included in a block is small, the hardware can be made smaller. becomes possible. Furthermore, since the prediction error power per block for one prediction function is calculated in one calculation, it is possible to select the prediction function to be compared next while performing the calculation, and the optimal prediction function can be determined. There is an advantage that it is not necessary to perform calculations for all N types until the calculation is completed.
次に、本発明にかかる実施例について図面を参
照して詳しく説明する。 Next, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第3図は本発明による最適予測関数判定回路を
予測符号化装置に適用した場合の実施例をブロツ
ク図により示したものである。この装置におい
て、入力画像信号は線100を介して走査変換回
路1に供給され、ここで複数個の画素からなるブ
ロツクが形成される。ブロツク化された画像信号
は線101から分岐した線101a,101bを
介してそれぞれ遅延回路2a、最適予測関数判定
回路8に供給される。この遅延回路2aは最適予
測関数の決定に要する時間だけブロツク化された
画像信号を遅延する。遅延時間はブロツク内に含
まれる画素数に対する時間程度である。遅延回路
2aより減算回路2bに供給された画像信号は予
測信号発生回路5の出力線105から分岐した線
105aを介して供給される予測信号との差がと
られ、この差、すなわち予測誤差信号は通常取り
得るレベル数を制限する機能を有する量子化回路
3に供給される。量子化された予測誤差信号は線
103から分岐した線103aを介して情報圧縮
回路7に供給される。同時に予測信号発生回路5
の出力の予測信号は線105bを介して加算器4
に供給され、線103bを介して供給される量子
化された予測誤差との加算により局部復合信号を
発生する。この局部復合信号は引き続く予測信号
の発生に役立てるため線104を介して遅延回路
6に供給される。遅延回路6の遅延時間は用いら
れる予測関数にもよるが本実施例ではおよそ1フ
レーム時間に設定され、線106aおよび106
bを介してそれぞれ最適予測信号発生回路5およ
び最適予測関数判定回路8に局部復号信号として
供給される。予測信号発生回路5では、上記最適
予測関数判定回路8より線108から108aを
介して供給される最適予測関数を示す情報に基づ
き、線106aを介して供給される遅延した局部
復号信号を用いて予測信号を発生させるが、これ
が前述の最適予測信号と呼ばれるものである。こ
の最適予測信号の判定はブロツク単位で行なわ
れ、この結果にしたがつて最適予測信号を用いた
前述の予測符号化が実行される。最適予測関数判
定回路8では、線101bと線106bとにより
それぞれ供給されるブロツク化された入力画像信
号と遅延回路6の出力の遅延した局部復号信号と
を用いて最適な予測関数を決定する。 FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment in which the optimal prediction function determining circuit according to the present invention is applied to a predictive coding device. In this device, an input image signal is fed via line 100 to a scan conversion circuit 1, where a block of pixels is formed. The blocked image signals are supplied to the delay circuit 2a and the optimal prediction function determination circuit 8 via lines 101a and 101b branched from the line 101, respectively. This delay circuit 2a delays the blocked image signal by the time required to determine the optimal prediction function. The delay time is approximately the time relative to the number of pixels included in the block. The difference between the image signal supplied from the delay circuit 2a to the subtraction circuit 2b and the prediction signal supplied via a line 105a branched from the output line 105 of the prediction signal generation circuit 5 is calculated, and this difference, that is, a prediction error signal is supplied to a quantization circuit 3 which normally has the function of limiting the number of possible levels. The quantized prediction error signal is supplied to the information compression circuit 7 via a line 103a branched from the line 103. At the same time, the prediction signal generation circuit 5
The predicted signal output from adder 4 is sent via line 105b to adder 4.
and the quantized prediction error provided via line 103b generates a locally decoded signal. This locally decomposed signal is supplied to a delay circuit 6 via line 104 for use in generating a subsequent prediction signal. Although the delay time of the delay circuit 6 depends on the prediction function used, in this embodiment it is set to about one frame time, and the delay time of the delay circuit 6 is set to approximately one frame time, and
The signals are respectively supplied as locally decoded signals to the optimum prediction signal generation circuit 5 and the optimum prediction function determination circuit 8 via the signals b. The prediction signal generation circuit 5 uses the delayed locally decoded signal supplied via the line 106a based on the information indicating the optimum prediction function supplied via the lines 108 to 108a from the optimum prediction function determination circuit 8. A prediction signal is generated, which is referred to as the above-mentioned optimal prediction signal. This determination of the optimal predicted signal is performed on a block-by-block basis, and the aforementioned predictive encoding using the optimal predicted signal is executed according to this result. The optimal prediction function determination circuit 8 determines the optimal prediction function using the blocked input image signals supplied through the lines 101b and 106b, respectively, and the delayed locally decoded signal output from the delay circuit 6.
上記のようにして決定された最適予測関数を示
す情報は線108bを介して情報圧縮回路7へも
同時に供給される。情報圧縮回路7では、この最
適予測関数を示す情報と、この予測関数を用いた
時の量子化回路3から出力された予測誤差信号と
を復号時に必要な同期信号と共にうけて、できる
だけ少ない符号量で表わせるように圧縮変換を行
なう。この圧縮変換された信号は、線107を介
して伝送路、あるいは記録媒体へ送出される。な
お、情報圧縮回路7は圧縮された情報を一定速度
で出力できるように速度整合機能をも有する。 Information indicating the optimal prediction function determined as described above is simultaneously supplied to the information compression circuit 7 via line 108b. The information compression circuit 7 receives the information indicating this optimal prediction function and the prediction error signal output from the quantization circuit 3 when using this prediction function together with the synchronization signal necessary for decoding, and reduces the amount of code as much as possible. Perform compression conversion so that it can be expressed as This compressed and converted signal is sent to a transmission path or a recording medium via line 107. Note that the information compression circuit 7 also has a speed matching function so that compressed information can be output at a constant speed.
第4図は、第3図における走査変換回路1の具
体的な構成例をブロツク図により示したものであ
る。なお、本実施例では、画像ブロツクとして第
5図に示すように水平に2画素、垂直に2ライン
の2×2なる2次元ブロツクを用いることにす
る。第5図中、a11,a12,a21,a22のように破線
で囲まれた4画素(丸印で表示)によつて1ブロ
ツクが構成される。通常のテレビジヨンにおける
走査方向は図の左から右へ、たとえばa11,a12,
a13,a14の順で走査され、次の走査線にa21,a22,
a23,a24が含まれることになる。したがつて、第
4図の回路において、画素a11〜a14を含む走査線
S1の信号をラインメモリ1−1に、a21〜a24を含
す走査線S2をラインメモリ1−2に順次記憶させ
る。ついでつぎのa31〜a34およびa41〜a44の走査
線S3およびS4を同様にラインメモリ1−3および
1−4に各々記憶させている間に、ラインメモリ
1−1および1−2からはブロツク順に、すなわ
ち、a11,a12,a21,a22,a13,a14,a23,a24,…
…という順序で読み出す。以下の説明ではこのブ
ロツク順の読み出しを用いるが、他にa11,a21,
a12,a22,a13,a23,a14,a24,……の順序で読み
出すこともできる。走査線S1,S2をこのような走
査変換した形式で読み終るのに要する時間は、走
査変換しない場合と同じであるから、S1,S2を読
み終つた時にはラインメモリ1−4へのS4の記憶
が終了する。したがつて、この時点でラインメモ
リ1−3,1−4を前述の走査変換した形式で読
み出し、他方ラインメモリ1−1、それから1−
2に対しては、次の走査線S5,S6がそれぞれ順番
に記憶されることになる。 FIG. 4 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the scan conversion circuit 1 shown in FIG. 3. In this embodiment, as shown in FIG. 5, a 2.times.2 two-dimensional block with two pixels horizontally and two lines vertically is used as the image block. In FIG. 5, one block is composed of four pixels (indicated by circles) surrounded by broken lines such as a 11 , a 12 , a 21 , and a 22 . The scanning direction in normal television is from left to right in the figure, for example a 11 , a 12 ,
A 13 , a 14 are scanned in the order, and the next scanning line is a 21 , a 22 ,
This includes a 23 and a 24 . Therefore, in the circuit of FIG. 4, the scanning line including pixels a 11 to a 14
The signal of S1 is sequentially stored in the line memory 1-1, and the scanning line S2 including a21 to a24 is sequentially stored in the line memory 1-2. Then, while the next scanning lines S 3 and S 4 of a 31 to a 34 and a 41 to a 44 are stored in the line memories 1-3 and 1-4, respectively, the line memories 1-1 and 1 are stored in the same way. -2, in block order, i.e. a 11 , a 12 , a 21 , a 22 , a 13 , a 14 , a 23 , a 24 , ...
...read out in this order. In the following explanation, reading in this block order will be used, but in addition, a 11 , a 21 ,
It is also possible to read out in the order of a 12 , a 22 , a 13 , a 23 , a 14 , a 24 , ... The time required to finish reading the scanning lines S 1 and S 2 in such a scan-converted format is the same as in the case without scan conversion, so when you finish reading S 1 and S 2 , the data is transferred to line memories 1-4. S 4 memory ends. Therefore, at this point, line memories 1-3 and 1-4 are read out in the scan-converted format described above, and the other line memories 1-1 and 1-4 are read out in the scan-converted format described above.
2, the next scan lines S 5 and S 6 will be stored in sequence, respectively.
このように、ラインメモリ1−1,1−2と1
−3,1−4とを各々対にして記憶と読み出しを
交互に行なうことにより、走査順序を変換した形
式の画像信号、すなわち2次元的にブロツク化さ
れた画像信号が1画素づつ順序出力される。かく
して、読み出しに使用されている1対のラインメ
モリからの2出力中の1つがマルチプレクサ1−
5によつて選択的に出力される。その出力である
ブロツク化された画像信号は線101を介して線
101a,101bに分岐され、各々遅延回路2
a、最適予測関数判定回路8へ供給される。この
走査変換は、2次元ブロツクを用いた時の予測符
号化回路を複雑なものとしないために有用であ
る。もし、走査変換を行なわずに2次元ブロツク
単位で何等かの演算を行なうとすると、第5図に
おいて画像信号の走査はa11,a12,a13,a14、…
…の順となり、a11、a12、a21,a22の4画素から
なる2次元ブロツクについて演算するには次の走
査線上の画素a21,a22,a23,a24,……が来るま
で演算を中断して待たねばならない。そして、そ
の間には相当な数のブロツクがあるが、これらの
ブロツク全てについて演算は中断したままとな
る。ところが、走査変換を行なつた後であれば、
画像信号はa11,a12,a21,a22,a13,a14,a23,
a24,……と並んでいるから、2次元ブロツクに
ついての演算はa11,a12,a21,a22あるいはa13,
a14,a23,a24というようにわずか4画素、一般的
にはM画素時間で終了する。このように走査変換
を予め行なえば、2次元ブロツクについての演算
は走査変換しない時の1次元ブロツクたとえば
a11,a12,a13,a14からなるブロツクについての
演算と同じになり、演算の制御は非常に容易とな
る。 In this way, line memories 1-1, 1-2 and 1
-3 and 1-4 are paired and stored and read out alternately, so that an image signal in a format in which the scanning order is converted, that is, an image signal that is two-dimensionally blocked, is sequentially output pixel by pixel. Ru. Thus, one of the two outputs from the pair of line memories being used for reading is sent to multiplexer 1-
5 is selectively output. The output of the blocked image signal is branched to lines 101a and 101b via line 101, and each delay circuit 2
a, supplied to the optimum prediction function determination circuit 8; This scan conversion is useful in order to avoid complicating a predictive encoding circuit when using two-dimensional blocks. If some calculation is performed in units of two-dimensional blocks without performing scan conversion, the scanning of the image signal in FIG. 5 will be a 11 , a 12 , a 13 , a 14 , . . .
..., and in order to calculate a two-dimensional block consisting of four pixels a 11 , a 12 , a 21 , a 22 , the pixels a 21 , a 22 , a 23 , a 24 , ... on the next scanning line are You have to interrupt the calculation and wait until it arrives. Although there are a considerable number of blocks in between, the computation remains suspended for all of these blocks. However, after performing scan conversion,
The image signals are a 11 , a 12 , a 21 , a 22 , a 13 , a 14 , a 23 ,
Since they are lined up as a 24 , ..., the calculation for the two-dimensional block is a 11 , a 12 , a 21 , a 22 or a 13 ,
It takes only 4 pixels such as a 14 , a 23 , and a 24 , and generally takes M pixels. If scan conversion is performed in advance in this way, operations on a two-dimensional block can be performed on a one-dimensional block without scan conversion, for example.
The calculation is the same as that for the block consisting of a 11 , a 12 , a 13 , and a 14 , and the control of the calculation becomes very easy.
第6図は第3図における最適予測関数判定回路
8の具体的な構成例を、また第7図は第6図にお
ける演算ユニツト8−1の具体例をそれぞれブロ
ツクにより示したものである。まず、第6図に見
られるように、例えば演算ユニツト8−1へ線1
06bを介して供給された遅延回路6の出力信号
は、演算ユニツト8−1内にある予測信号発生メ
モリ8−11aに一たん記憶される。一方、ブロ
ツク化された入力画像信号は線101bを介して
画素展開回路8−6に供給され、ここでブロツク
内の全4画素、たとえば第2図aのD1,D2,D3,
D4が並列に展開されて、同時に出力される。こ
の4画素並列出力の中の1画素は線108−6a
を介して演算ユニツト8−1内の減算回路8−1
2aに供給される。以降、この演算ユニツト8−
1で処理される画素のブロツク内での位置を第2
図aで示したように画素点D1と呼ぶことにする。
演算ユニツト8−2〜4についても同様に考え、
演算ユニツト8−1は画素点D1の演算を、他の
演算ユニツト8−2〜4は各々画素点D2〜D4の
演算を受けもつことにすると、計4個の演算ユニ
ツトを並列に使用することにより1ブロツクの演
算が並列に実行できる。 FIG. 6 shows a specific example of the configuration of the optimum prediction function determination circuit 8 in FIG. 3, and FIG. 7 shows a specific example of the arithmetic unit 8-1 in FIG. 6, using blocks. First, as shown in FIG.
The output signal of the delay circuit 6 supplied via the delay circuit 06b is temporarily stored in the predicted signal generation memory 8-11a in the arithmetic unit 8-1. On the other hand, the blocked input image signal is supplied to the pixel expansion circuit 8-6 via line 101b, where all four pixels in the block, for example D 1 , D 2 , D 3 , D 3 in FIG.
D 4 are expanded in parallel and output at the same time. One pixel among these four pixel parallel outputs is line 108-6a.
Subtraction circuit 8-1 in arithmetic unit 8-1 via
2a. From now on, this calculation unit 8-
The position of the pixel processed in step 1 within the block is
As shown in Figure a, this will be called pixel point D1 .
Considering the calculation units 8-2 to 8-4 in the same way,
Assuming that the calculation unit 8-1 handles the calculation of pixel point D1 , and the other calculation units 8-2 to 8-4 handle the calculation of pixel points D2 to D4 , a total of four calculation units are operated in parallel. By using this, one block of operations can be executed in parallel.
以降、演算ユニツトとして8−1を代表的にと
りあげ、第7図を参照して詳細に説明する。図に
示すように、演算ユニツト8−1は大きく分ける
と2次元メモリ8−11と評価信号発生回路8−
12とによつて構成される。このうち、2次元メ
モリ8−11は予測信号発生メモリ8−11a
と、これへの画像信号の書き込みや読み出しの番
地、タイミング等を制御する書き込み制御回路8
−11b、読み出し制御回路8−11cおよび定
数発生回路8−11dとから構成される。この予
測信号発生メモリ8−11aはレジスタ・フアイ
ルやRAM(ランダム・アクセス・メモリ)など
を用いることによつて容易に、かつ小型に構成さ
れる。書き込み制御回路8−11bは予測信号発
生メモリ8−11aに遅延回路6の出力信号をつ
ぎのブロツクでの予測信号発生に用いる補充画像
信号として所定の番地に書き込む動作を実行する
が、この番地は第6図の予測関数指示回路8−5
から線108−5aを介して供給される予測選択
信号の中に含まれる動ベクトル(0,0)、すな
わちフレーム間予測に対応する番地を基準として
決定することができる。読み出し制御回路8−1
1cは線108−5aを介して供給される予測選
択信号にもとづいて定数発生回路8−11dより
与えられる演算ユニツト8−1〜4の各ユニツト
に付けた互いに異なる固有の値をもつて記憶され
ている画像信号の中から1つを選択して読み出
す。すなわち、線108−5aを介して供給され
た予測選択信号が第2図bにおける動ベクトル
(0,0)であつたとすると、演算ユニツト8−
1の2次元メモリ8−11からはX=X1が出力
され、演算ユニツト8−2〜4の2次元メモリか
らはそれぞれX2,X3,X4が出力される。これ
は、画像信号を読み出す際に予測選択信号によつ
て表現される予測信号発生メモリ8−11aの読
み出し番地(x,y)に対して、演算ユニツト8
−1では(x,y)、8−2では(x+1,y)、
8−3および8−4では各々(x,y+1)およ
び(x+1,y+1)となるように、読み出し番
地に修飾を行なうことにより容易に実行される。
このように、定数発生回路8−11dにおいて、
演算ユニツト8−1〜4について各々(0,0),
(1,0),(0,1),(1,1)なる番地修飾の
ための定数ベクトルを設定しておき、同一予測選
択信号を演算ユニツト8−1〜4に与えることに
よつて1ブロツク内の全画素についての並列演算
が実行されることになる。これによれば、定数発
生回路8−11dにおける定数値を変えるだけ
で、演算ユニツト8−1〜4のいずれも同一構成
の回路で実現できることが判るであろう。 Hereinafter, 8-1 will be taken up as a representative arithmetic unit and will be explained in detail with reference to FIG. As shown in the figure, the arithmetic unit 8-1 can be roughly divided into a two-dimensional memory 8-11 and an evaluation signal generation circuit 8-1.
12. Among these, the two-dimensional memory 8-11 is the predicted signal generation memory 8-11a.
and a write control circuit 8 that controls the address, timing, etc. of writing and reading image signals thereto.
-11b, a read control circuit 8-11c, and a constant generation circuit 8-11d. This predicted signal generation memory 8-11a is easily and compactly constructed by using a register file, RAM (random access memory), and the like. The write control circuit 8-11b executes an operation of writing the output signal of the delay circuit 6 into the predicted signal generation memory 8-11a at a predetermined address as a supplementary image signal to be used for generating a predicted signal in the next block. Prediction function instruction circuit 8-5 in FIG.
The determination can be made based on the motion vector (0,0) included in the prediction selection signal supplied via the line 108-5a, that is, the address corresponding to interframe prediction. Read control circuit 8-1
1c is stored with unique values assigned to each of the arithmetic units 8-1 to 8-4 given by the constant generating circuit 8-11d based on the predictive selection signal supplied via the line 108-5a. One of the image signals is selected and read out. That is, if the prediction selection signal supplied via line 108-5a is the motion vector (0,0) in FIG.
The two-dimensional memory 8-11 of unit 1 outputs X= X1 , and the two-dimensional memories of calculation units 8-2 to 8-4 output X2 , X3 , and X4, respectively. This means that when reading an image signal, the arithmetic unit 8
-1 is (x, y), 8-2 is (x+1, y),
8-3 and 8-4 can be easily executed by modifying the read addresses to become (x, y+1) and (x+1, y+1), respectively.
In this way, in the constant generation circuit 8-11d,
(0,0) for each of the calculation units 8-1 to 8-4,
By setting constant vectors for address modification (1, 0), (0, 1), (1, 1) and giving the same prediction selection signal to the calculation units 8-1 to 8-4, 1 Parallel operations will be performed on all pixels within the block. According to this, it will be understood that all of the arithmetic units 8-1 to 8-4 can be realized by circuits having the same configuration by simply changing the constant value in the constant generating circuit 8-11d.
ここで、ブロツク内に含まれる画素が第5図で
説明したように2×2=4個の2次元的な配列に
なつており、そしてこのブロツクに対する動き補
償の範囲が第2図の説明において用いた動き補償
範囲と同様に水平方向に±1画素/フレーム、垂
直方向に±1ライン/フレームなる速さであると
すると、このブロツクについてこの範囲内で動き
補償するためには、第2図bに示すように(0,
0)、すなわち1フレーム前で静止している画像
に対して主に用いられるものを始めとして(0,
1),(1,0),……,(−1,−1)の9個の動
ベクトルに対してX1〜X16までの16個の予測信号
が必要となる。たとえば、(0,−1)が予測関数
として用いられる時には、水平方向に0画素、つ
まり不変で、垂直方向に1ライン下にずらした所
にできるX3,X4,X14,X15と予測されるべきブ
ロツク、たとえば第5図のa11,a12,a21,a22を
含むブロツクなどとの演算を行なうことを意味す
る。また、(1,−1)が予測として用いられた時
には、X4,X12,X15,X16との演算が行なわれ
る。このように、上記の動き補償範囲については
16種の予測信号が必要となる。 Here, the pixels included in the block are in a two-dimensional array of 2x2=4 as explained in Fig. 5, and the range of motion compensation for this block is as explained in Fig. 2. Assuming that the speed is ±1 pixel/frame in the horizontal direction and ±1 line/frame in the vertical direction, as is the case with the motion compensation range used, in order to motion compensate for this block within this range, as shown in Figure 2. As shown in b, (0,
0), which is mainly used for images that are stationary one frame before.
1), (1, 0), ..., (-1, -1), 16 prediction signals from X 1 to X 16 are required for the nine motion vectors. For example, when (0, -1) is used as a prediction function, X 3 , X 4 , X 14 , This means performing an operation with the block to be predicted, such as the block including a 11 , a 12 , a 21 , and a 22 in FIG. Furthermore, when (1, -1) is used as a prediction, calculations with X 4 , X 12 , X 15 , and X 16 are performed. In this way, regarding the above motion compensation range,
Sixteen types of prediction signals are required.
現在予測すべきブロツク、たとえば第5図にお
けるa11,a12,a21,a22のブロツクがX1,X2,
X3,X4のブロツクと丁度1フレーム時間だけ離
れているものとすると、ブロツクは2×2なる水
平方向に2画素の巾をもつているため、a11,
a12,a21,a22に対する動き補償時の予測信号は
X1〜X16までの16種となることは前に述べた。つ
ぎのブロツクa13,a14,a23,a24に対する予測信
号は同様に16種であり、その内訳はX2,X4,
X7,X8,X11,X12,X15,X16とA1〜A8である。
したがつて、a11,a12,a21,a22のブロツクのた
めに動き補償を用いた予測符号化を行つている間
に、次のブロツクに必要なA1〜A8なる8画素を
補充してやらねばならない。予測信号発生メモリ
8−11aに対するA1〜A8の補充は遅延回路6
の出力を線106bを介して与えることによつて
行われる。読み出しと補充のそれぞれのために、
かりにいずれも等しい時間、たとえば4画素時間
が割り当てられるとすると、8画素をこの時間内
に記憶してしまうためには1画素時間に2画素づ
つ並列に補充する必要がある。すなわち、線10
6bは2画素を並列に供給できるように構成され
ていなければならない。この線106bの並列線
数はブロツクを構成する画素数(M)、ブロツク
の形状、動き補償の対象範囲、最適予測信号の判
定に許容される時間(T)により定まる。すなわ
ち、水平方向にK画素で垂直方向にlラインなる
ブロツク(M=k×l)があるとする。動き補償
の対象範囲を|Vx|≦m,|Vy|≦nとし、時間
Tとしてはブロツク内の全画素数Mに等しい時間
しか与えられない。すなわち、入力画像に対して
実時間にて予測符号化処理を行なう場合を考える
と、つぎのブロツクの最適予測関数決定のために
必要な補充画素数k×(2n+l)は時間T内に補
充せねばならない。前述の例では、k=2,=
2、かつm=n=1であつたから、補充画素数は
2×(2×1+2)=8画素であつた。そこで、こ
のk×(2n+l)画素をT=M画素時間以内に補
充するためには、補充に用いる並列線数としてk
×(2n+l)/M本、すなわち、2×(2×1+
2)/(2×2)=2本が必要となる。他の列と
して、例えば、k=8,l=4,m=n=6の場
合には8×(2×6+4)/(8×4)=4本が必
要である。 The blocks to be predicted at present, for example the blocks a 11 , a 12 , a 21 , a 22 in FIG. 5, are X 1 , X 2 ,
Assuming that it is exactly one frame time apart from the blocks of X 3 and X 4 , the block has a width of 2 pixels in the horizontal direction (2×2), so
The predicted signals during motion compensation for a 12 , a 21 , and a 22 are
As mentioned earlier, there will be 16 types from X 1 to X 16 . Similarly, there are 16 types of prediction signals for the next blocks a 13 , a 14 , a 23 , and a 24 , and the breakdown is X 2 , X 4 ,
They are X 7 , X 8 , X 11 , X 12 , X 15 , X 16 and A 1 to A 8 .
Therefore, while performing predictive coding using motion compensation for blocks a 11 , a 12 , a 21 , and a 22 , the 8 pixels A 1 to A 8 necessary for the next block are I have to replenish it. The delay circuit 6 supplies A 1 to A 8 to the predicted signal generation memory 8-11a.
This is done by providing an output on line 106b. For each read and refill,
If the same amount of time is allocated to each pixel, for example, four pixel times, in order to store eight pixels within this time, it is necessary to supplement two pixels in parallel per pixel time. That is, line 10
6b must be configured to be able to supply two pixels in parallel. The number of parallel lines of this line 106b is determined by the number of pixels (M) constituting the block, the shape of the block, the range of motion compensation, and the time (T) allowed for determining the optimal predicted signal. That is, it is assumed that there is a block (M=k×l) with K pixels in the horizontal direction and l lines in the vertical direction. The motion compensation target range is |V x |≦m, |V y |≦n, and the time T is only given as the time equal to the total number of pixels M in the block. In other words, when we consider the case where predictive encoding processing is performed on an input image in real time, the number of supplementary pixels k×(2n+l) required to determine the optimal prediction function for the next block must be supplemented within time T. Must be. In the example above, k=2,=
2, and m=n=1, so the number of supplementary pixels was 2×(2×1+2)=8 pixels. Therefore, in order to replenish these k×(2n+l) pixels within T=M pixel time, the number of parallel lines used for replenishment must be k.
×(2n+l)/M books, that is, 2×(2×1+
2)/(2×2)=2 pieces are required. For example, in the case of k=8, l=4, and m=n=6, 8×(2×6+4)/(8×4)=4 columns are required as other columns.
上記補充画素に対する予測信号発生メモリ8−
11aへの書き込み番地は、現在のブロツクに対
する最適予測関数の判定に必要な画素が記憶され
ている番地に続いている方が、書き込み、読み出
しに際して制御が容易となる。そのためには、第
7図に示すようにX1〜X16が記憶されている番地
に続いてA1〜A8を書き込むことになる。この予
測信号発生メモリ8−11a弐記憶容量として
は、前述の記号(k,l,m,n)を用いて表現
すると、現在のブロツクの最適予測関数判定用と
して(2m+k)×(2n+l)画素、つぎのブロツ
クでの最適予測関数判定用の補充画素のためにk
×(2n+l)画素が必要であるから、合計すると
2(m+k)×(2n+l)画素となる。 Prediction signal generation memory 8- for the supplementary pixel
It is easier to control writing and reading when the write address to 11a follows the address where pixels necessary for determining the optimal prediction function for the current block are stored. To do this, as shown in FIG. 7, A 1 to A 8 are written following the address where X 1 to X 16 are stored. The storage capacity of this prediction signal generation memory 8-11a is (2m+k) x (2n+l) pixels for determining the optimal prediction function of the current block, expressed using the above-mentioned symbols (k, l, m, n). , k for supplementary pixels for determining the optimal prediction function in the next block.
Since ×(2n+l) pixels are required, the total is 2(m+k)×(2n+l) pixels.
さて、予測信号発生メモリ8−11aから選択
され出力された予測信号Xと線108−6aを介
して供給された画像信号とは減算回路8−12a
において減算され、この差分値は演算回路8−1
2aにおいて予測誤差量、たとえば予測誤差電力
で表現する場合には(a11−X3)2などの自乗の演
算が行なわれ、その演算結果は線108−1を介
して出力される。演算ユニツト8−2〜4につい
ても同様に各演算結果はそれぞれ線108−2,
108−3,108−4を介して出力される。以
下予測誤差量として予測誤差電力を例にとつて説
明する。 Now, the prediction signal X selected and output from the prediction signal generation memory 8-11a and the image signal supplied via the line 108-6a are the subtraction circuit 8-12a.
This difference value is subtracted in the arithmetic circuit 8-1.
2a, when expressing the amount of prediction error, for example, prediction error power, a square calculation such as (a 11 -X 3 ) 2 is performed, and the calculation result is outputted via line 108-1. Similarly, each calculation result for the calculation units 8-2 to 8-4 is shown on the lines 108-2 and 108-2, respectively.
It is output via 108-3 and 108-4. Hereinafter, prediction error power will be explained as an example of the prediction error amount.
再び第6図を参照し、線108−5aを介して
予測関数指示回路8−5から供給される各々演算
ユニツト8−1〜4に対する予測選択信号によつ
て予測信号が選択され、線106bを介して供給
される画像信号とこれらの予測信号とから差信号
が発生し、その自乗演算結果は108−1,10
8−2,108−3,108−4によりそれぞれ
加算回路8−7へ供給される。加算回路8−7で
は、この4入力の和、たとえば(0,−1)なる
動ベクトルが用いられた場合には、(a11−X3)2+
(a12−X4)2+(a21−X14)2+(a22−X15)2なる和を
とり、その加算結果を予測関数比較回路8−8へ
供給する。この加算結果、すなわちブロツク当り
予測誤差電力は予測関数指示回路8−5から予め
定められた順序に従つて指定された1予測関数
(あるいは動ベクトル)に対するものであるが、
予測関数比較回路8−8においては、この加算結
果と保持されている予測関数に対する加算結果と
の2者比較を行なつて、より小なる加算結果をつ
ぎの予測関数に対する加算結果との比較時まで保
持する。既に保持されている加算結果よりも小さ
な加算結果が予測関数比較回路8−8に供給され
た場合には、この既に保持されている加算結果を
より小さな加算結果に置き換え、同時に置き換え
が発生したことを示す置換信号を予測選択回路8
−9へ供給する。予測選択回路8−9では、この
置換信号が供給されると、予測関数指示回路8−
5から線108−5bを介して供給されている予
測関数を新たに保持する。予測関数が多数あるた
めに、全予測関数について逐一上記計算を行なう
と演算時間が増加して定められた演算時間内に最
適予測関数の判定が困難な場合には、まず全予測
関数の中のいくつかを選んで上記計算を行なう。
それから、その中での近似的な最適予測関数を定
め、つぎにこの予測関数に対応する動ベクトルに
比較的類似するベクトルをもつ前に用いなかつた
予測関数のいくつかについて同上のことを行な
う。これを必要回数繰り返すことによつて、全予
測関数の中での最適予測関数を少ない演算回数で
求めることができる。近似的な最適予測関数を示
す情報は、このようにして各繰り返し毎に段々精
度が向上していき、線108−9により予測関数
指示回路8−5へ帰還される。予測関数指示回路
8−5では、この帰還された近似的な最適予測関
数を用ることによつて、つぎの繰り返しにおいて
比較を行なういくつかの予測関数を順次指定す
る。 Referring again to FIG. 6, a prediction signal is selected by a prediction selection signal supplied to each of the calculation units 8-1 to 8-4 from the prediction function instruction circuit 8-5 via a line 108-5a, and a prediction signal is selected via a line 106b. A difference signal is generated from the image signal supplied through the signal and these predicted signals, and the result of the square calculation is 108-1,10
The signals 8-2, 108-3, and 108-4 are supplied to the adder circuit 8-7, respectively. In the adder circuit 8-7, the sum of these four inputs, for example, when a motion vector of (0, -1) is used, (a 11 -X 3 ) 2 +
The sum of (a 12 −X 4 ) 2 + (a 21 −X 14 ) 2 + (a 22 −X 15 ) 2 is calculated, and the addition result is supplied to the prediction function comparison circuit 8-8. The result of this addition, that is, the prediction error power per block, is for one prediction function (or motion vector) specified by the prediction function instruction circuit 8-5 in a predetermined order.
In the prediction function comparison circuit 8-8, this addition result is compared with the addition result for the stored prediction function, and the smaller addition result is compared with the addition result for the next prediction function. hold until When an addition result smaller than the addition result already held is supplied to the prediction function comparison circuit 8-8, the addition result already held is replaced with the smaller addition result, and at the same time, the replacement occurs. A selection circuit 8 predicts and selects a replacement signal indicating
-9. When the prediction selection circuit 8-9 is supplied with this substitution signal, the prediction function instruction circuit 8-9
5 through line 108-5b. If there are a large number of prediction functions and it is difficult to determine the optimal prediction function within the specified calculation time because the calculation time will increase if the above calculation is performed for all prediction functions one by one, first calculate the Select some and perform the above calculation.
Then, determine an approximate optimal prediction function among them, and then do the same for some of the previously unused prediction functions that have vectors that are relatively similar to the motion vector corresponding to this prediction function. By repeating this a necessary number of times, the optimal prediction function among all prediction functions can be found with a small number of calculations. The accuracy of the information indicating the approximate optimal prediction function is thus gradually improved with each repetition, and is fed back to the prediction function instruction circuit 8-5 via line 108-9. The prediction function designation circuit 8-5 uses the fed back approximate optimal prediction function to sequentially designate several prediction functions to be compared in the next iteration.
第8図は、第3図における予測信号発生回路5
の具体的な構成例をブロツク図により示したもの
である。この図において、2次元モメモリ5−1
は前述した演算ユニツト8−1に含まれている2
次元メモリ8−11とほぼ同じに構成されてい
る。相違するところは、内蔵されている予測信号
発生メモリ(Pメモリと略称する。これは8−1
1aに相当する)が最適予測関数を示す情報を1
ブロツク時間保持するレジスタ5−2から出力を
うけたのち、その内容に従つて同じく内蔵されて
いる8−11cに対応する読み出し制御回路によ
り自動的にブロツク内の全画素について順次読み
出され、線105から出力される点である。2次
元メモリ5−1に内蔵されている定数発生回路
は、第7図における定数発生回路5−11dと同
様に(0,0)に設定されており、例えば、(0,
−1)が最適予測関数に対応する動ベクトルであ
るとすれば、X3,X4,X14,X15がその順序で最
適予測信号として線105から得られる。そし
て、この2次元メモリ5−1は、最適予測信号を
出力している間につぎのブロツクに対する最適予
測信号を生成するため、線106aを介して供給
される局部復号信号をPメモリに補充する必要が
あるが、その方法は前述の演算ユニツトにおける
予測信号発生メモリ8−11aに対する補充の仕
方と同じである。したがつて、予測信号発生回路
5は演算ユニツト8−1と比較すると、読み出し
制御回路の機能のみが少し拡大されただけであ
る。 FIG. 8 shows the prediction signal generation circuit 5 in FIG.
A specific example of the configuration is shown in a block diagram. In this figure, two-dimensional memory 5-1
is 2 included in the arithmetic unit 8-1 mentioned above.
It has almost the same configuration as the dimensional memory 8-11. The difference is that the built-in prediction signal generation memory (abbreviated as P memory) is 8-1.
1a) indicates the optimal prediction function.
After receiving the output from the register 5-2 that holds the block time, all pixels in the block are automatically read out sequentially according to the contents by the readout control circuit corresponding to 8-11c, which is also built-in. This is the point output from 105. The constant generation circuit built in the two-dimensional memory 5-1 is set to (0,0) similarly to the constant generation circuit 5-11d in FIG.
-1) is the motion vector corresponding to the optimal prediction function, then X 3 , X 4 , X 14 , and X 15 are obtained from line 105 as the optimal prediction signals in that order. While the two-dimensional memory 5-1 is outputting the optimal prediction signal, it replenishes the P memory with the locally decoded signal supplied via the line 106a in order to generate the optimal prediction signal for the next block. However, the method is the same as the method for replenishing the predicted signal generation memory 8-11a in the arithmetic unit described above. Therefore, compared to the arithmetic unit 8-1, the predictive signal generating circuit 5 has only the readout control circuit function slightly expanded.
本発明は上記の実施例において例示した動き補
償の対象範囲、すなわち予測関数の種類や、ブロ
ツク内に含まれる画素数に限定されるものでは勿
論無く、たとえば動き補償の対象範囲が水平、垂
直両方向についてそれぞれ±6画素/フレーム、
±6ライン/フレーム(予測関数の種類は169
種)、さらにブロツク内に含まれる画素数が4ラ
イン×8画素=32画素とすると、演算ユニツトを
32個用意し、最適予測関数判定回路8における最
適予測関数判定のための繰り返し演算を最高169
回行なえば最適予測関数が求められる。最適予測
関数の判定を実時間で行なう場合には、1ブロツ
クが32画素からなるものとすると、32画素時間以
内に実行しなければならない。したがつて、この
場合には少し異なつた最適予測関数の判定法を用
いる必要があるが、たとえば昭和55年3月の電
子通信学会総合全国大会講演論文集(分冊5)論
文番号1053に記載されている平野氏他による「動
き補償フレーム間符号化方式の検討」において紹
介されているような方法が適用できる。すなわ
ち、169種の動ベクトルに対して、第1回目には
9個の動ベクトルを選んで近似的な最適予測関数
を求め、第2回目には第1回目の計算で求められ
た近似的な最適予測関数に類似した動ベクトルを
9種選び、同様にして精度が高くなつた近似的な
最適予測関数を求め、第3回目には精度が向上し
た第2回目の結果である近似的な最適予測関数に
加えて、これと水平、垂直いずれの方向にも1画
素、あるいは1ラインしか違わない動ベクトルを
計9個用いて同様に計算すると、最適予測関数を
求めることができる。以上の手法を用いることに
よつて、169種の予測関数から最適予測関数を決
定するのに27回の演算で済むことになり、したが
つて予測関数が多いにもかかわらず実時間での実
行が可能となる。 Of course, the present invention is not limited to the range of motion compensation illustrated in the above embodiment, that is, the type of prediction function or the number of pixels included in a block. ±6 pixels/frame, respectively for
±6 lines/frame (169 types of prediction functions
If the number of pixels included in the block is 4 lines x 8 pixels = 32 pixels, then the calculation unit is
32 units are prepared, and the iterative calculations for determining the optimal prediction function in the optimal prediction function determination circuit 8 can be performed up to 169 times.
By repeating the process several times, the optimal prediction function can be found. When determining the optimal prediction function in real time, assuming that one block consists of 32 pixels, it must be performed within 32 pixel time. Therefore, in this case, it is necessary to use a slightly different method for determining the optimal prediction function. A method such as that introduced in ``Study of motion compensated interframe coding system'' by Mr. Hirano et al. can be applied. That is, out of 169 types of motion vectors, in the first run, 9 motion vectors were selected to obtain an approximate optimal prediction function, and in the second run, the approximate optimal prediction function obtained in the first calculation was calculated. We selected nine types of motion vectors similar to the optimal prediction function, and in the same way, we found an approximate optimal prediction function with higher accuracy. In addition to the prediction function, the optimal prediction function can be obtained by performing similar calculations using a total of nine motion vectors that differ by only one pixel or one line in either the horizontal or vertical direction. By using the above method, it only takes 27 operations to determine the optimal prediction function from 169 types of prediction functions, so even though there are many prediction functions, it can be executed in real time. becomes possible.
第9図は、第3図の予測符号化装置に対向する
受信側予測復号化装置の適用例をブロツク図によ
り示したものである。図において、第3図の予測
符号化装置により予測符号化され、情報圧縮され
た画像信号が線200を介して伝送路、あるいは
記録媒体から供給されると、情報伸長回路11に
おいて、符号化装置側の情報圧縮回路7によつて
挿入された元の画像の復元に必要な同期信号、最
適予測関数を表わす情報、それに最適予測関数に
対する予測誤差信号をそれぞれ伸長、分離する。
伸長、分離された最適予測関数を表わす情報と予
測誤差信号とはそれぞれ線211−2および21
1−1を介して予測信号発生回路12および、加
算回路13へ供給される。予測信号発生回路12
では、最適予測関数を表わす情報に従つて最適予
測信号を発生するが、その機能および構成は予測
符号化装置の予測信号発生回路5と同一である。
発生した予測信号は線212を介して加算回路1
3へ供給され、線211−1を介して供給される
予測誤差信号との和がとられ、再生された画像信
号となる。この再生された画像信号は線213か
らそれぞれ分岐された線213aおよび213b
により走査逆変換回路14および遅延回路15へ
とそれぞれ供給される。 FIG. 9 is a block diagram showing an example of application of a receiving side predictive decoding device opposite to the predictive coding device of FIG. 3. In FIG. In the figure, when an image signal that has been predictively encoded and information-compressed by the predictive encoding device shown in FIG. A synchronization signal necessary for restoring the original image inserted by the information compression circuit 7 on the side, information representing the optimal prediction function, and a prediction error signal for the optimal prediction function are each expanded and separated.
The information representing the expanded and separated optimal prediction function and the prediction error signal are shown on lines 211-2 and 21, respectively.
The signal is supplied to the prediction signal generation circuit 12 and the addition circuit 13 via the signal line 1-1. Prediction signal generation circuit 12
In this case, an optimal prediction signal is generated according to information representing the optimal prediction function, and its function and configuration are the same as the prediction signal generation circuit 5 of the predictive encoding device.
The generated prediction signal is sent to the adder circuit 1 via line 212.
3 and the prediction error signal supplied via line 211-1, resulting in a reproduced image signal. This reproduced image signal is transmitted through lines 213a and 213b branched from line 213, respectively.
The signal is supplied to the scanning inverse conversion circuit 14 and the delay circuit 15, respectively.
遅延回路15の遅延時間は予測符号化装置の遅
延回路6と同一のおよそ1フレーム時間である。
遅延回路15の出力の遅延された再生画像信号は
つぎのブロツクに対して必要な予測信号発生回路
12における予測信号発生のために、補充用画素
信号として線215を介して予測信号発生回路1
2へ供給される。この線215は予測符号化装置
の線106aと同じくブロツク内に含まれる画素
数、ブロツクの形状、動き補償の対象範囲および
最適予測関数判定に許容される時間によつて並列
線数が定まる。線213aを介して加算回路13
から供給された再生画像信号はブロツク化された
ままであるから、このまま通常のモニタやデイス
プレイでは正しく表示できない。そのために、走
査逆変換回路14に加えられ、元の時系列の画像
信号に戻され、復号された画像信号として線21
4から取り出される。 The delay time of the delay circuit 15 is approximately one frame time, which is the same as that of the delay circuit 6 of the predictive encoding device.
The delayed reproduced image signal output from the delay circuit 15 is sent to the prediction signal generation circuit 1 as a supplementary pixel signal via a line 215 in order to generate a prediction signal in the prediction signal generation circuit 12 necessary for the next block.
2. The number of parallel lines for this line 215 is determined by the number of pixels included in the block, the shape of the block, the range of motion compensation, and the time allowed for determining the optimal prediction function, like the line 106a of the predictive encoding device. Addition circuit 13 via line 213a
Since the reproduced image signal supplied from the source remains blocked, it cannot be displayed correctly on a normal monitor or display. For this purpose, it is applied to the scanning inverse conversion circuit 14, returned to the original time-series image signal, and as a decoded image signal on the line 21.
It is taken out from 4.
上記第3図および第9図における実施例の一変
形例として、NTSCカラーTV信号のようにライ
ン間で色信号位相が反転するような色信号副搬送
波をもつテレビジヨン信号が第3図における走査
変換回路1へ入力画像信号として与えられる場合
には、局部復号信号を遅延させる遅延回路6の遅
延時間をおよそ2フレーム時間に増加する。それ
によつて、およそ2フレーム時間遅延した画像信
号と、遅延回路6の途中にタツプをとつておよそ
1フレームならびにおよそ1フイールド(たとえ
ば、走査変換前の262ライン相当)遅延した画
像信号などを線106aおよび106bを介して
予測信号発生回路5および最適予測関数判定回路
8へそれぞれ供給する。これに伴ない、第9図の
予測復号化装置においても遅延回路6と全く同様
に遅延回路15を2フレーム時間遅延とし、途中
でタツプをとつて前記およそ2フレーム、およそ
1フレームおよびおよそ1フイールドの各々遅延
した画像信号を線215を介して予測信号発生回
路12に供給するように変更する。このように変
更することにより、カラーテレビジヨン信号に対
しても同一色信号副搬送波位相を示す画素点を用
いて多数の予測関数が生成できるため、色信号副
搬送波をもつカラーテレビジヨン信号に対しても
高い予測符号化能率が得られる。 As a modified example of the embodiments shown in FIGS. 3 and 9 above, a television signal having a color signal subcarrier such as an NTSC color TV signal in which the color signal phase is inverted between lines is scanned in FIG. When the image signal is supplied to the conversion circuit 1 as an input image signal, the delay time of the delay circuit 6 that delays the locally decoded signal is increased to about two frame times. As a result, the image signal delayed by about two frames and the image signal delayed by about one frame and about one field (e.g., equivalent to 262 lines before scan conversion) by tapping in the middle of the delay circuit 6 are transmitted to the line 106a. and 106b to the prediction signal generation circuit 5 and the optimum prediction function determination circuit 8, respectively. Accordingly, in the predictive decoding device shown in FIG. 9, the delay circuit 15 is configured to have a two-frame time delay in exactly the same way as the delay circuit 6, and the taps are taken midway to detect the approximately two frames, approximately one frame, and approximately one field. The delayed image signals are supplied to the prediction signal generation circuit 12 via the line 215. By making this change, it is possible to generate a large number of prediction functions using pixel points showing the same color signal subcarrier phase even for color television signals. High predictive coding efficiency can be obtained.
第3図における実施例においては、最適予測関
数判定回路の演算ユニツト8−1内の2次元メモ
リ8−11から出力される予測信号は、説明を簡
単にするために内挿などを用いない最も簡単な例
を選んだが、以下にその変形例として内挿を用い
る場合について説明する。予測信号Xが画像信号
X1〜X16を用いてつくられるものであるとする
と、予測信号Xは一般に、
X=16
〓i=1
ρiXi
で与えらる。ただし、ρ1〜ρ16はそれぞれ画像信
号X1〜X16に対する重み係数とする。前記の第7
図においては、予測ベクトル(0,0)に対して
X=X1が出力されることにより、ρ1=1、他は
全てゼロの場合であつた。しかし、内挿値を用い
る方が予測誤差量が小さい場合も多い。たとえ
ば、動ベクトル(0,0)に対して、X=ρ1X1
+ρ9X9、あるいはもつと複雑なものも考えられ
る。ここでは、2画像信号の内挿の場合について
説明する。 In the embodiment shown in FIG. 3, the prediction signal output from the two-dimensional memory 8-11 in the arithmetic unit 8-1 of the optimum prediction function determination circuit is the best prediction signal that does not use interpolation etc. Although a simple example has been chosen, a case where interpolation is used as a modification will be described below. Prediction signal X is an image signal
Assuming that it is generated using X 1 to X 16 , the predicted signal X is generally given by X= 16 〓 i=1 ρ i X i . However, ρ 1 to ρ 16 are weighting coefficients for the image signals X 1 to X 16 , respectively. 7th above
In the figure, by outputting X=X 1 for the predicted vector (0, 0), ρ 1 =1, and all others are zero. However, the amount of prediction error is often smaller when using interpolated values. For example, for a motion vector (0,0), X=ρ 1 X 1
+ρ 9 X 9 , or something more complex is also possible. Here, a case of interpolation of two image signals will be explained.
第10図は予測信号発生メモリから2つの画像
信号が並列に出力べきるように構成された場合の
演算ユニツト8′−1(8′−1〜4を代表する)
の構成例をブロツク図により示したものである。
この図において、動ベクトルが線108−5aを
介して供給されると読み出し制御回路8′−11
cは読み出すべき2画像信号、たとえば、X1,
X9の各メモリ内番地を同時に線AD1,AD2を介
して予測信号発生メモリ8′−11aに供給する。
この2画像信号は同時に読み出され、乗算回路
8′−11e,8′−11fにおいて、たとえば
各々ρ1X1,ρ9X9の乗算が行なわれる。この乗算
結果は加算回路8′−11gで加算され、2次元
メモリ8′−11の出力予測信号Xとなる。たと
えば、前述の例のように動ベクトルが(0,0)
であつたとすると、内挿可能な演算ユニツト8′
−1の出力信号XはX=ρ1X1+ρ9X9となる。勿
論、予測信号発生回路5内の2次元メモリも同様
な構成に変えることによつて内挿結果を線105
から出力することが可能となる。その他の動作は
内挿の有無に関係なく同じである。 FIG. 10 shows an arithmetic unit 8'-1 (representative of 8'-1 to 8'-4) configured to output two image signals in parallel from the predicted signal generation memory.
This is a block diagram showing an example of the configuration.
In this figure, when a motion vector is supplied via line 108-5a, readout control circuit 8'-11
c is two image signals to be read out, for example, X 1 ,
Each memory address of X9 is simultaneously supplied to the prediction signal generation memory 8'-11a via lines AD1 and AD2 .
These two image signals are simultaneously read out and multiplied by, for example, ρ 1 X 1 and ρ 9 X 9 , respectively, in multiplication circuits 8'-11e and 8'-11f. This multiplication result is added by an adder circuit 8'-11g, and becomes an output prediction signal X of a two-dimensional memory 8'-11. For example, as in the previous example, the motion vector is (0,0)
If it is, then the interpolable arithmetic unit 8'
The output signal X of −1 becomes X=ρ 1 X 1 +ρ 9 X 9 . Of course, by changing the two-dimensional memory in the prediction signal generation circuit 5 to a similar configuration, the interpolation result can be changed to the line 105.
It is possible to output from. Other operations are the same regardless of whether interpolation is used or not.
第11図は、予測信号発生メモリにおいて用い
られるメモリ素子の動作速度が要求される処理速
度に対して充分速い場合に適合する演算ユニツト
8″−1(8″−1〜4を代表する)の構成例をブ
ロツク図により示したものである。たとえば、2
画素を連続して読み出せるほどに高速である場合
を例にすると、図においてまず先に読み出された
画像信号、たとえばX1をレジスタ8″−11hに
記憶し、つぎにX9を読み出す。そして、レジス
タ8″−11hの出力X1(一般的にはXa)と後か
ら読み出されたX9(一般的にはXb)とは各々乗算
回路8″−11eおよび8″−11fに供給され、
積ρ1X1とρ9X9とがそれぞれ出力される。加算回
路8″−11gではX=ρ1X1+ρ9X9の加算が行な
われる。予測信号発生回路5内の2次元メモリも
同様に高速のメモリにて構成される。他の動作に
ついては第7図における例と同じである。 FIG. 11 shows an arithmetic unit 8''-1 (representative of 8''-1 to 8''-4) which is suitable when the operating speed of the memory element used in the prediction signal generation memory is sufficiently fast for the required processing speed. A configuration example is shown in a block diagram. For example, 2
For example, in the case where the speed is high enough to read pixels continuously, in the figure, the image signal read out first, for example, X1 , is stored in registers 8''-11h, and then X9 is read out. The output X 1 (generally X a ) of the register 8''-11h and the X 9 (generally X b ) read out later are output from the multiplier circuits 8''-11e and 8''-11f, respectively. supplied to,
The products ρ 1 X 1 and ρ 9 X 9 are output, respectively. The addition circuit 8''-11g performs the addition of X=ρ 1 X 1 +ρ 9 This is the same as the example in FIG.
以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば、ブロツク当りの予測誤差量の二者比較を繰
り返すことにより複数個の予測関数のうちから最
適予測関数を判定するために、同一の回路が繰り
返し利用できることは勿論、最適予測関数の判定
において単位時間毎に一予測関数に対するブロツ
ク当りの予測誤差量が求まるから、比較する順序
の選定により全予測関数についてブロツク当り予
測誤差量の計算や比較を行なうことなく最適予測
関数を求めることができ、これを予測符号化装置
に適用することによつて装置の小型簡易化と実時
間処理などを含む処理の高速化が得られる。 As is clear from the above explanation, according to the present invention, the same circuit is used to determine the optimal prediction function from among a plurality of prediction functions by repeating the two-way comparison of the amount of prediction error per block. Of course, it can be used repeatedly, and since the prediction error per block for one prediction function is determined every unit time in determining the optimal prediction function, it is possible to calculate and compare the prediction error per block for all prediction functions by selecting the order of comparison. By applying this to a predictive encoding device, it is possible to obtain an optimal prediction function without performing any additional steps, and by applying this to a predictive encoding device, it is possible to simplify the device and speed up processing including real-time processing.
第1図は図形に対する動き補償の原理を説明す
る図、第2図aおよびbは、並列演算の方法を説
明するための、それぞれ入力画像ブロツクの画素
の配置例および予測に使用される画素の配置例、
第3図は本発明による最適予測関数判定回路を予
測符号化装置に適用した場合の実施例を示すブロ
ツク図、第4図は、第3図における走査変換回路
1の具体的な構成例を示すブロツク図、第5図は
走査信号に対するブロツク化の方法を説明する
図、第6図は、第3図における最適予測関数判定
回路8の具体的な構成例を示すブロツク図、第7
図は、第6図における演算ユニツト8−1の具体
的な構成例を示すブロツク図、第8図は、第3図
における予測信号発生回路5の具体的な構成例を
示すブロツク図、第9図は、第3図の予測符号化
装置に対向する受信側予測復号化装置の適用例を
示すブロツク図、第10図は、第7図の演算ユニ
ツトに代わる他の変形例を示すブロツク図、第1
1図は、第7図の演算ユニツトに代わる更に他の
変形例を示すブロツク図である。
図において、1は走査変換回路、2a,6は遅
延回路、2bは減算回路、3は量子化回路、4は
加算回路、5は予測信号発生回路、7は情報圧縮
回路、8は最適予測関数判定回路、1−1,1−
2,1−3,1−4はラインメモリ、1−5はマ
ルチプレクサ、5−1は2次元メモリ、5−2は
レジスタ、8−1,8−2,8−3,8−4は演
算ユニツト、8−5は予測関数指示回路、8−6
は画素展開回路、8−7は加算回路、8−8は予
測関数比較回路、8−9は予測選択回路、8−1
1,8′−11,8″−11は2次元メモリ、8−
11a,8′−11a,8″−11aは予測信号発
生メモリ、8−11b,8′−11b,8″−11
bは書き込み制御回路、8−11c,8′−11
c,8″−11cは読み出し制御回路、8−11
d,8′−11d,8″−11dは定数発生回路、
8′−11e,8″−11e,8′−11f,8″−
11fは乗算回路、8′−11g,8″−11gは
加算回路、8″−11hはレジスタ、8−12は
評価信号発生回路、8−12a,8′−12a,
8″−12aは減算回路、8−12b,8′−12
b,8″−12bは演算回路、11は情報伸長回
路、12は予測信号発生回路、13は加算回路、
14は走査逆変換回路、15は遅延回路である。
Figure 1 is a diagram explaining the principle of motion compensation for figures, and Figures 2 a and b are examples of pixel arrangement of input image blocks and pixels used for prediction, respectively, to explain the parallel calculation method. Layout example,
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment in which the optimal prediction function determination circuit according to the present invention is applied to a predictive encoding device, and FIG. 4 shows a specific configuration example of the scan conversion circuit 1 in FIG. 3. FIG. 5 is a block diagram for explaining a method of blocking scanning signals. FIG. 6 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the optimum prediction function determining circuit 8 in FIG. 3.
9 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the arithmetic unit 8-1 in FIG. 6, FIG. 8 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the predicted signal generation circuit 5 in FIG. 10 is a block diagram showing an example of application of a receiving-side predictive decoding device opposite to the predictive coding device of FIG. 3, and FIG. 1st
FIG. 1 is a block diagram showing yet another modification of the arithmetic unit shown in FIG. 7. In the figure, 1 is a scan conversion circuit, 2a and 6 are delay circuits, 2b is a subtraction circuit, 3 is a quantization circuit, 4 is an addition circuit, 5 is a prediction signal generation circuit, 7 is an information compression circuit, and 8 is an optimal prediction function. Judgment circuit, 1-1, 1-
2, 1-3, 1-4 are line memories, 1-5 are multiplexers, 5-1 are two-dimensional memories, 5-2 are registers, 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 are operations unit, 8-5 is a prediction function instruction circuit, 8-6
is a pixel expansion circuit, 8-7 is an addition circuit, 8-8 is a prediction function comparison circuit, 8-9 is a prediction selection circuit, 8-1
1,8'-11,8''-11 is two-dimensional memory, 8-
11a, 8'-11a, 8''-11a are predictive signal generation memories; 8-11b, 8'-11b, 8''-11
b is a write control circuit, 8-11c, 8'-11
c, 8″-11c is a readout control circuit, 8-11
d, 8′-11d, 8″-11d are constant generation circuits,
8'-11e, 8''-11e, 8'-11f, 8''-
11f is a multiplication circuit, 8'-11g, 8''-11g is an addition circuit, 8''-11h is a register, 8-12 is an evaluation signal generation circuit, 8-12a, 8'-12a,
8''-12a is a subtraction circuit, 8-12b, 8'-12
b, 8″-12b is an arithmetic circuit, 11 is an information expansion circuit, 12 is a prediction signal generation circuit, 13 is an addition circuit,
14 is a scanning inverse conversion circuit, and 15 is a delay circuit.
Claims (1)
個の予測関数を用いる画像信号の予測符号化装置
に適用され、前記ブロツクに対して単位時間内に
前記複数個の予測関数の指示された1つに対する
ブロツク当りの予測誤差量を発生する誤差発生手
段と、該誤差発生手段からの出力の予測誤差量に
関して現単位時間までに小さいと判定された予測
誤差量と現単位時間に発生した予測誤差量との両
者を比較し、より小なる予測誤差量を判定する比
較手段と、該比較手段における比較結果によつ
て、次の単位時間に用いる予測関数を前記誤差発
生手段に対して指示する予測関数指示手段とを具
備したことを特徴とする最適予測関数判定回路。1 Applicable to an image signal predictive coding device that uses a plurality of prediction functions for a block consisting of a plurality of pixels, and one of the plurality of prediction functions specified for the block within a unit time. an error generation means that generates a prediction error amount per block for a prediction error amount determined to be small up to the current unit time with respect to the prediction error amount of the output from the error generation means, and a prediction error amount that has occurred in the current unit time. and a prediction function that instructs the error generation means to use a prediction function for the next unit time based on the comparison result of the comparison means. An optimal prediction function determination circuit comprising: instruction means.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12612680A JPS5752282A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Optimum forecasting function deciding circuit |
| US06/225,401 US4371895A (en) | 1980-01-18 | 1981-01-15 | Coded video signal transmitting and receiving system |
| CA000368698A CA1158763A (en) | 1980-01-18 | 1981-01-16 | Coded video signal transmitting and receiving system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12612680A JPS5752282A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Optimum forecasting function deciding circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5752282A JPS5752282A (en) | 1982-03-27 |
| JPS6318912B2 true JPS6318912B2 (en) | 1988-04-20 |
Family
ID=14927294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12612680A Granted JPS5752282A (en) | 1980-01-18 | 1980-09-12 | Optimum forecasting function deciding circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5752282A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2687974B2 (en) * | 1986-03-31 | 1997-12-08 | 日本放送協会 | Motion vector detection method |
-
1980
- 1980-09-12 JP JP12612680A patent/JPS5752282A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5752282A (en) | 1982-03-27 |
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