JPH0813137B2 - Variable rate video coding device - Google Patents
Variable rate video coding deviceInfo
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テレビ電話やテレビ会議システム等に使用
する可変レート動画像符号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable rate moving image coding device used in a videophone, a video conference system, and the like.
従来の技術 第4図は、従来の可変レート動画像符号化装置の一例
の概略構成を示している。第4図において、動画像信号
40はフレーム単位に入力される。一方、現フレームの予
測信号は、フレームメモリ48に蓄えられた前フレーム再
生信号に動き補償等を施して得られる。得られた予測信
号と前記動画像信号40は、減算されて予測誤差信号とな
り、以下、N×Nの大きさのブロック毎に処理が施され
る。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a schematic configuration of an example of a conventional variable rate moving image coding apparatus. In FIG. 4, a moving image signal
40 is input in frame units. On the other hand, the prediction signal of the current frame is obtained by performing motion compensation or the like on the previous frame reproduction signal stored in the frame memory 48. The obtained prediction signal and the moving image signal 40 are subtracted to form a prediction error signal, and hereinafter, processing is performed for each block of size N × N.
N×Nの予測誤差信号は、離散コサイン変換回路41に
おいて離散コサイン変換された後、量子化回路42に入力
される。量子化回路42は、離散コサイン変換された係数
を量子化し、その量子化代表値は階層化回路43に入力さ
れる。階層化回路43は、N×Nの量子化代表値を予測値
誤差信号の低周波成分を含む部分(以後、MSPと略
す。)と、予測誤差信号の高周波成分を含む部分(以
後、LSPと略す。)とに分離し、MSPは可変速度高優先度
チャネル44で、LSPは可変速度低優先度チャネル45で伝
送する。可変速度高優先度チャネル44および可変速度低
優先度チャネル45は、ともに任意の伝送速度に対応可能
な可変速度チャネルであり、次世代通信網として現在研
究されている広帯域ISDNで実現される。広帯域ISDNで
は、優先度の異なる複数の可変速度チャネルを用意し、
通信網(以後、網と略す。)の輻輳時には、優先度の低
いチャネルのパケットを廃棄するような制御が行なわれ
る予定である。したがって、可変速度高優先度チャネル
44は優先度の高い、すなわち網の輻輳時にもパケットが
廃棄されることのないチャネルであり、可変速度低優先
度チャネル45は網の輻輳時にはパケットが廃棄される可
能性のあるチャネルである。The N × N prediction error signal is discrete cosine transformed in the discrete cosine transform circuit 41 and then input to the quantization circuit 42. The quantization circuit 42 quantizes the coefficient that has been subjected to the discrete cosine transform, and the quantized representative value is input to the layering circuit 43. The hierarchization circuit 43 includes a portion (hereinafter, abbreviated as MSP) including a low frequency component of the prediction value error signal and a portion (hereinafter, referred to as LSP) including the low frequency component of the N × N quantized representative value. The MSP is transmitted on the variable speed high priority channel 44, and the LSP is transmitted on the variable speed low priority channel 45. The variable speed high priority channel 44 and the variable speed low priority channel 45 are both variable speed channels capable of supporting arbitrary transmission speeds, and are realized by the broadband ISDN currently being studied as a next-generation communication network. Wideband ISDN provides multiple variable speed channels with different priorities,
When the communication network (hereinafter, abbreviated as network) is congested, it is planned that the control will be performed so that the packet of the channel with a low priority is discarded. Therefore, variable speed high priority channels
44 is a channel with a high priority, that is, a packet in which packets are not discarded even when the network is congested, and a variable speed low priority channel 45 is a channel in which packets may be discarded when the network is congested.
局部復号はMSPのみを用いて行ない、受信側での復号
は、MSPは前フレームの値に加算した後、LSPの復号信号
を加算する。Local decoding is performed using only MSP. For decoding on the receiving side, MSP adds the decoded signal of LSP after adding it to the value of the previous frame.
したがって、網の輻輳時にはLSPは確率的に廃棄され
るが、LSP自体画質への影響が小さく、また時間的に波
及しないため画質の劣化は少なく抑えることが可能であ
る。Therefore, the LSP is stochastically discarded when the network is congested, but the LSP itself has a small influence on the image quality, and the deterioration of the image quality can be suppressed because it does not spread over time.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記従来例では、MSPとLSPの符号量の
比、あるいはブロック内のS/N比を閾値としてMSPとLSP
の分離を行なっていたため、LSPが廃棄された時の画質
劣化が視覚に及ぼす影響を考慮していない問題点があっ
た。However, in the conventional example, the ratio of the code amount of MSP and LSP, or the S / N ratio in the block is used as a threshold value for MSP and LSP.
However, there is a problem that the effect of image quality deterioration when LSP is discarded on visual perception is not taken into consideration.
本発明は、前記問題点を解決するものであり、LSPが
廃棄されたときにも視覚特性を考慮した、予め設定した
ある一定の画質を保証できるようにした可変レート動画
像符号化装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above problems, and provides a variable rate moving image coding apparatus capable of guaranteeing a certain preset image quality in consideration of visual characteristics even when an LSP is discarded. The purpose is to do.
課題を解決するための手段 本発明は、前記目的を達成するために、量子化誤差を
視覚特性で重み付けし、重み付けられた量子化誤差を用
いてMSPとLSPを分離するようにしたものである。Means for Solving the ProblemsThe present invention, in order to achieve the above-mentioned object, weights a quantization error by a visual characteristic, and uses a weighted quantization error to separate MSP and LSP. .
作用 本発明は、前記構成により、網の輻輳時には、廃棄さ
れても視覚的にあまり目だたないようなLSPのみを廃棄
し、LSPが廃棄されたときにも視覚特性を考慮した、予
め設定したある一定の画質をMSPで保証することが可能
となる。Effect The present invention, by the above configuration, when the network is congested, discards only the LSP that is visually unnoticeable even if it is discarded, and also considers the visual characteristics when the LSP is discarded. It is possible to guarantee a certain level of image quality with MSP.
実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第
1図は本発明に係わる可変レート動画像符号化装置の一
実施例を示すブロック図、第2図はLSPとMSPの分離境界
を決定する際の走査順序を示す説明図、第3図は離散コ
サイン変換領域における量子化誤差を重み付けるための
重み付け係数を示す説明図である。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a variable rate moving image coding apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a scanning order when determining a separation boundary between LSP and MSP, and FIG. It is explanatory drawing which shows the weighting coefficient for weighting the quantization error in a discrete cosine transform domain.
第1図において、10は動画像信号、11はフレーム間予
測誤差信号をN×Nの大きさのブロック単位に離散コサ
イン変換する離散コサイン変換回路、12は離散コサイン
変換回路11で変換された係数を量子化する量子化回路で
ある。13は各ブロック内をMSPとLSPに分離するLSP/MSP
分離回路である。14および15はともに任意の伝送速度に
対応可能な可変速度チャネルであり、14は優先度の高
い、すなわち網の輻輳時にもパケットが廃棄されること
のない可変速度高優先度チャネル、15は網の輻輳時には
パケットが廃棄される可能性のある可変速度低優先度チ
ャネルである。16,17は局部復号のための逆量子化回路
および逆離散コサイン変換回路である。18は再生画像を
蓄積するためのフレームメモリ、19は予測係数乗算器で
ある。In FIG. 1, 10 is a moving image signal, 11 is a discrete cosine transform circuit for performing discrete cosine transform of an inter-frame prediction error signal in block units of size N × N, and 12 is a coefficient transformed by the discrete cosine transform circuit 11. Is a quantization circuit that quantizes. 13 is LSP / MSP that separates each block into MSP and LSP
It is a separation circuit. Both 14 and 15 are variable-rate channels that can support arbitrary transmission rates, 14 is a high-priority channel, that is, a variable-rate high-priority channel in which packets are not discarded even when the network is congested, and 15 is a network. This is a variable rate low priority channel where packets may be dropped during congestion. Reference numerals 16 and 17 denote an inverse quantization circuit and an inverse discrete cosine transform circuit for local decoding. Reference numeral 18 is a frame memory for storing reproduced images, and 19 is a prediction coefficient multiplier.
次に前記実施例の動作について説明する。第1図にお
いて、動画像信号10はフレーム単位に入力される。一
方、現フレームの予測信号は、フレームメモリ18に蓄え
られた前フレーム再生信号に動き補償等を施した後、予
測係数乗算器19で予測係数α(0<α≦1)を乗じるこ
とにより得られる。得られた予測信号と前記動画像信号
10とは減算され予測誤差信号となり、以下、N×Nの大
きさのブロック毎に処理が施される。Next, the operation of the above embodiment will be described. In FIG. 1, the moving image signal 10 is input in frame units. On the other hand, the prediction signal of the current frame is obtained by subjecting the reproduction signal of the previous frame stored in the frame memory 18 to motion compensation and the like, and then multiplying by the prediction coefficient α (0 <α ≦ 1) in the prediction coefficient multiplier 19. To be The obtained prediction signal and the moving image signal
10 is subtracted to form a prediction error signal, and thereafter, processing is performed for each block of size N × N.
N×Nの予測誤差信号は、離散コサイン変換回路11に
おいて離散コサイン変換された後、量子化回路12に入力
される。量子化回路12は、離散コサイン変換された係数
を量子化し、その量子化代表値はLSP/MSP分離回路13に
入力されるとともに、局部復号のために逆量子化回路16
にも入力される。逆量子化回路16によって逆量子化され
た係数は、逆離散コサイン変換回路17で逆離散コサイン
変換された後、前記予測信号と加算され、フレームメモ
リ18に蓄積される。The N × N prediction error signal is discrete cosine transformed in the discrete cosine transform circuit 11, and then input to the quantization circuit 12. The quantizing circuit 12 quantizes the coefficient subjected to the discrete cosine transform, and the quantized representative value is input to the LSP / MSP separating circuit 13 and the inverse quantizing circuit 16 for local decoding.
Is also entered. The coefficient inversely quantized by the inverse quantization circuit 16 is inverse discrete cosine transformed by the inverse discrete cosine transform circuit 17, then added to the prediction signal, and stored in the frame memory 18.
LSP/MSP分離回路13は、離散コサイン変換回路11の出
力である変換係数と量子化回路12で量子化された後の変
換係数を用いて、ブロック単位にブロック内をLSPとMSP
に分離する。The LSP / MSP separation circuit 13 uses the transform coefficient that is the output of the discrete cosine transform circuit 11 and the transform coefficient that has been quantized by the quantizer circuit 12 to make LSP and MSP
To separate.
次に、LSP/MSP分離回路13において、各ブロック内をL
SP,MSPに分離する方法について説明する。Next, in the LSP / MSP separation circuit 13,
The method of separating into SP and MSP is explained.
処理単位となるブロックのサイズをN×Nとし、離散
コサイン変換回路11の出力である変換係数をD(u,
v)、このD(u,v)を量子化回路12で量子化した後の変
換係数をDq(u,v)、その量子化代表値をIx(u,v)とす
る。さらに、離散コサイン変換領域における視覚特性を
考慮した重み付け係数をW(u,v)とする。ただし、 u=0,1,2,…,N−1 v=0,1,2,…,N−1 である。The size of the block as the processing unit is N × N, and the transform coefficient output from the discrete cosine transform circuit 11 is D (u,
v), the transform coefficient after quantizing this D (u, v) by the quantizing circuit 12 is Dq (u, v), and its quantized representative value is Ix (u, v). Further, the weighting coefficient considering the visual characteristics in the discrete cosine transform domain is W (u, v). However, u = 0,1,2, ..., N-1 v = 0,1,2, ..., N-1.
まず、網の輻輳によってLSPが廃棄された場合に、最
低限保証するブロック内誤差(MSP領域の係数の量子化
で発生した量子化誤差とLSPが廃棄されることによって
発生する誤差の和)の2乗平均値WMSEthを予め設定して
おく。First, when the LSP is discarded due to network congestion, the minimum guaranteed intra-block error (the sum of the quantization error generated by the quantization of the coefficients in the MSP area and the error generated by the LSP being discarded) The root mean square value WMSeth is set in advance.
次に、各ブロックについて、 かつ、 WMSE≦WMSEth …(2) を満たす最小の(ζ,η)を求め、この点をLSP/MSPの
分離点とする。Next, for each block, Moreover, the minimum (ζ, η) that satisfies WMSE ≦ WMSEth (2) is obtained, and this point is set as the separation point of LSP / MSP.
ただし、(1)式中のu,vの走査は例えば第2図のよ
うに低周波成分から高周波成分の方向に行なうものとす
る。However, the scanning of u and v in the equation (1) is performed from the low frequency component to the high frequency component as shown in FIG. 2, for example.
このように、前記実施例によれば、網の輻輳時にLSP
から構成されるパケットが廃棄されても、MSPによっ
て、ブロック内誤差の2乗平均を予め設定したWMSEth以
下に保証することができる。また、LSPが廃棄されるこ
とによって送受の間で画像データに相違が生じるが、こ
の影響は予測係数αによって時間とともに減少する。As described above, according to the above-described embodiment, when the network is congested, the LSP
Even if the packet composed of is discarded, MSP can guarantee the root mean square of the intra-block error to be equal to or less than the preset WMS Eth. Also, since the LSP is discarded, there is a difference in image data between transmission and reception, but this effect decreases with time due to the prediction coefficient α.
なお、前記実施例では、(1)式算出の際のu,vの走
査順序として第2図のような走査方法を用いたが、本発
明はこのような走査順序に限定されるものではない。ま
た、離散コサイン変換領域における視覚特性の重み付け
係数の例として第3図に示す数値を挙げたが、本発明は
この数値に限定されるものではない。In the above embodiment, the scanning method as shown in FIG. 2 is used as the scanning order of u and v when calculating the equation (1), but the present invention is not limited to such scanning order. . Although the numerical values shown in FIG. 3 are given as examples of the weighting coefficient of the visual characteristic in the discrete cosine transform area, the present invention is not limited to these numerical values.
発明の効果 以上説明したように、本発明は、ブロック内誤差を視
覚特性で重み付けし、重み付けられたブロック内誤差の
2乗平均が、予め設定した閾値より小さくなるようにMS
PとLSPを分離するようにしたので、網の輻輳時にLSPか
ら構成されるパケットが廃棄された場合でも、MSPによ
って、視覚特性を考慮した、予め設定したある一定の画
質を保証することができる。As described above, according to the present invention, the intra-block error is weighted by the visual characteristic, and the MS of the weighted intra-block error is set to be smaller than a preset threshold value.
Since P and LSP are separated, even if the packet composed of LSP is discarded when the network is congested, MSP can guarantee a certain preset image quality in consideration of visual characteristics. .
第1図は本発明に係わる可変レート動画像符号化装置の
一実施例を示すブロック図、第2図はLSPとMSPの分離境
界を決定する際の走査順序を示す説明図、第3図は離散
コサイン変換領域における平均2乗誤差算出の際に量子
化誤差を重み付けるための重み付け係数を示す説明図、
第4図は従来の可変レート動画像符号化装置の一例を示
すブロック図である。 10……動画像信号、11……離散コサイン変換回路、12…
…量子化回路、13……MSP/LSP分離回路、14……可変速
度高優先度チャネル、15……可変速度低優先度チャネ
ル、16……逆量子化回路、17……逆離散コサイン変換回
路、18……フレームメモリ、19……予測係数乗算器。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a variable rate moving image coding apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a scanning order when determining a separation boundary between LSP and MSP, and FIG. Explanatory drawing showing a weighting coefficient for weighting a quantization error when calculating a mean square error in a discrete cosine transform region,
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional variable rate moving image coding apparatus. 10 ... Moving image signal, 11 ... Discrete cosine transform circuit, 12 ...
… Quantization circuit, 13 …… MSP / LSP separation circuit, 14 …… Variable speed high priority channel, 15 …… Variable speed low priority channel, 16 …… Inverse quantization circuit, 17 …… Inverse discrete cosine transform circuit , 18 ... Frame memory, 19 ... Prediction coefficient multiplier.
Claims (1)
に分割し、各ブロック単位に離散コサイン変換を施す動
画像信号のフレーム間予測符号化において、前記離散コ
サイン変換されたN×N個の変換係数を量子化したとき
の各変換係数の量子化誤差を視覚特性で重み付けし、重
み付けられた量子化誤差を用いて、N×N個の量子化代
表値を予測誤差信号の低周波成分を含む領域と、予測誤
差信号の高周波成分を含む領域の2領域に分離する分離
手段を備え、前記低周波成分を含む領域を優先度の高い
可変速度チャネルで伝送し、前記高周波成分を含む領域
を優先度の低い可変速度チャネルで伝送するようにした
可変レート動画像符号化装置。1. A predictive error signal is divided into blocks of size N × N, and in the inter-frame predictive coding of a moving image signal for which discrete cosine transform is performed for each block, the discrete cosine transform of N × N is performed. The quantization error of each transform coefficient when the number of transform coefficients is quantized is weighted by visual characteristics, and N × N quantized representative values are used for the low frequency of the prediction error signal using the weighted quantization error. Separation means for separating into a region including a component and a region including a high frequency component of the prediction error signal is provided, and the region including the low frequency component is transmitted by a variable speed channel having a high priority and includes the high frequency component. A variable rate moving picture coding apparatus adapted to transmit a region on a variable speed channel having a low priority.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10501490A JPH0813137B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Variable rate video coding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10501490A JPH0813137B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Variable rate video coding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043683A JPH043683A (en) | 1992-01-08 |
| JPH0813137B2 true JPH0813137B2 (en) | 1996-02-07 |
Family
ID=14396214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10501490A Expired - Lifetime JPH0813137B2 (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Variable rate video coding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813137B2 (en) |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP10501490A patent/JPH0813137B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH043683A (en) | 1992-01-08 |
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