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JP3431331B2 - 動画像符号化装置及び動画像伝送装置並びにテレビ会議装置 - Google Patents

動画像符号化装置及び動画像伝送装置並びにテレビ会議装置

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JP3431331B2
JP3431331B2 JP04159295A JP4159295A JP3431331B2 JP 3431331 B2 JP3431331 B2 JP 3431331B2 JP 04159295 A JP04159295 A JP 04159295A JP 4159295 A JP4159295 A JP 4159295A JP 3431331 B2 JP3431331 B2 JP 3431331B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビ電話装置、テレ
ビ会議装置、ビデオメ−ル装置等に用いられる動画像デ
ータを圧縮して符号データに変換して通信回線を通して
伝送する動画像符号化装置を含む動画像伝送装置並びに
テレビ会議装置、そのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像データは非常に大きいため、その
蓄積や伝送を行う際には圧縮を行い、蓄積に必要な記憶
装置の記憶容量を減らし、伝送に必要な時間を短縮する
ことが行われている。動画像データを圧縮する国際標準
規格には、ＩＳＯで規格化されたＭＰＥＧ１(Moving Pi
cture Experts Group phase 1)規格やＣＣＩＴＴ（現Ｉ
ＴＵ−Ｔ）で規格化されたＨ．２６１規格などがあり、
現在はこれらの国際標準規格が広く用いられている。
【０００３】次に、この国際標準規格に基づくデータ圧
縮方式の原理について簡単に説明する。前記データ圧縮
方式は、いずれも直交変換を用いた直交変換方式であ
る。この直交変換方式は、画像データに直交変換を施し
て直交変換係数にしたときに、低い空間周波数に対応す
る係数の値が大きくなり、高い空間周波数に対応する係
数の値が小さくなる傾向にあることと、人間の視覚が低
い空間周波数に対して鋭敏であり、高い空間周波数に対
して鈍感であることとを利用して符号化する方式であ
る。
【０００４】次に、前述のＭＰＥＧ１規格に基づく符号
を生成する方式を図１を参照して簡単に説明する。即
ち、ＭＰＥＧ１規格に基づく符号を生成する方式は、上
記直交変換方式において、ブロック分割手段１０１で
は、入力画像データを８画素×８画素のブロックに分割
して動き補償予測手段１０２に供給する。動き補償予測
手段１０２では、ブロック分割手段１０１から供給され
る４個の輝度ブロックと２個の色差ブロックとを集積し
てマクロブロックを生成し、該マクロブロックとフレー
ムメモリに格納された復号画像データとの間で演算を行
ない、該マクロブロック毎に動きベクトルを生成し、該
ブロック毎に差分ブロックを生成し、該差分ブロックを
直交変換手段１０３に、該動きベクトルを符号出力手段
１０６と逆直交変換手段１０８とに供給する。直交変換
手段１０３では、動き補償予測手段１０２から供給され
る差分ブロックに対して直交変換の一種である離散コサ
イン変換（以下、ＤＣＴと略す）を施してＤＣＴ係数を
得、該ＤＣＴ係数を量子化手段１０４に供給する。量子
化手段１０４では、直交変換手段１０３から供給される
ＤＣＴ係数を、量子化スケールと量子化行列の対応する
成分とを乗算して得られた数値を用いて、あるいは固定
値を用いて除算し、得られた量子化係数を可変長符号化
手段１０５に供給する。可変長符号化手段１０５では、
量子化手段１０４から供給される量子化係数を可変長符
号に変換し、該可変長符号を符号出力手段１０６に供給
する。符号出力手段１０６は、可変長符号化手段１０５
から供給される可変長符号と動き補償予測手段１０２か
ら供給される動きベクトルに復号時に使用する制御情報
等を付加して画像符号データを得、該画像符号データを
外部に出力する。逆量子化手段１０７では、量子化手段
１０４から供給される量子化係数を逆量子化して逆量子
化係数を得、該逆量子化係数を逆直交手段１０８に供給
する。逆直交変換手段１０８は、逆量子化手段１０７か
ら供給される逆量子化係数に逆直交変換を施して逆直交
変換係数を得、該逆直交変換係数とフレ−ムメモリ１０
９に格納されている復号画像データとを加算して次フレ
ームの符号化時の動き補償予測処理の際に用いる復号画
像データを生成し、該復号画像データをフレームメモリ
１０９に格納する。なお、加算に用いる復号画像データ
は、動き補償予測手段１０２から供給される動きベクト
ルに基づいて決定される。以上の手順によってＭＰＥＧ
１規格に基づく符号を生成することが出来る。
【０００５】更に、前述のＨ．２６１規格に基づく符号
を生成する方式を、図１を参照して簡単に説明する。即
ち、Ｈ．２６１規格に基づく符号を生成する方式は、上
記直交変換方式において、ブロック分割手段１０１で
は、入力画像データを８画素ラ８画素のブロックに分割
し、該ブロックを動き補償予測手段１０２に供給する。
動き補償予測手段１０２では、ブロック分割手段１０１
から供給される４個の輝度ブロックと２個の色差ブロッ
クとを集積してマクロブロックを生成し、該マクロブロ
ックとフレ−ムメモリに格納された復号画像データとの
間で演算を行ない、該マクロブロック毎に動きベクトル
を生成し、該ブロック毎に差分ブロックを生成し、該差
分ブロックを直交変換手段１０３に、該動きベクトルを
符号出力手段１０６と逆直交変換手段１０８とに供給す
る。直交変換手段１０３では、動き補償予測手段１０２
から供給される差分ブロックに対してＤＣＴを施してＤ
ＣＴ係数を得、該ＤＣＴ係数を量子化手段１０４に供給
する。量子化手段１０４では、直交変換手段１０３から
供給されるＤＣＴ係数を、量子化スケールあるいは固定
値を用いて除算し、得られた量子化係数を可変長符号化
手段１０５に供給する。可変長符号化手段１０５では、
量子化手段１０４から供給される量子化係数を可変長符
号に変換し、該可変長符号を符号出力手段１０６に供給
する。符号出力手段１０６は、可変長符号化手段１０５
から供給される可変長符号と動き補償予測手段１０２か
ら供給される動きベクトルに復号時に使用する制御情報
等を付加して画像符号データを得、該画像符号データを
外部に出力する。逆量子化手段１０７では、量子化手段
１０４から供給される量子化係数を逆量子化して逆量子
化係数を得、該逆量子化係数を逆直交手段１０８に供給
する。逆直交変換手段１０８は、逆量子化手段１０７か
ら供給される逆量子化係数に逆直交変換を施して逆直交
変換係数を得、該逆直交変換係数とフレ−ムメモリ１０
９に格納されている復号画像データとを加算して次フレ
ームの符号化時の動き補償予測処理の際に用いる復号画
像データを生成し、該復号画像データをフレームメモリ
１０９に格納する。なお、加算に用いる復号画像データ
は、動き補償予測手段１０２から供給される動きベクト
ルに基づいて決定される。以上の手順によってＨ．２６
１規格に基づく符号を生成することが出来る。
【０００６】このような手法によって、動画像データを
効率良く圧縮できることが一般に知られている。しか
し、画像の性質に係わらず同じ特性で量子化を行った場
合、急激な階調変化を含む画像を符号化したときには、
高い空間周波数に対応する直交変換係数が粗く量子化さ
れていることに起因して、符号を復号して得られた画像
に視覚的に気になるノイズやぼけが見られるという課題
を有していた。また、逆に階調変化の少ない画像では、
人間の視覚が低い空間周波数に対して鋭敏なことに起因
して、符号を復号して得られた画像にブロック状の歪や
本来存在しない輪郭線が見られたりするという課題を有
していた。また、発生符号量の制御は、画像符号化にお
いて重要である。発生符号量が多すぎることは、符号デ
ータを通信回線を介して伝送するときには伝送時間の増
加によって通信コストの増加を招き、符号データを記憶
装置へ蓄積するときには必要な記憶容量の増加に基づく
記憶装置のコストの増加を招き、また、発生符号量が少
なすぎることは、画質劣化の原因となって望ましくなか
った。このような点を解決するために、第１の従来技術
として、特開平４−１７０２８３号公報に記載されてい
るように、ブロック化された画像データに基づいて画像
の内容を推定し、推定結果に基づいて量子化スケールと
符号化する空間周波数の上限値とを変更することが知ら
れ、第２の従来技術として、特開平５−２７６５０３号
公報に記載されているように、符号データを格納する符
号バッファの占有量と差分ブロックの画像データとに基
づいて量子化スケールを制御することによって発生符号
量を制御することが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来技術に
おいては、画像の性質に応じた符号化が可能であるが、
発生符号量に対する考慮がなされていないという課題を
有している。また、上記第２の従来技術においては、発
生符号量の制御を量子化スケールの変更のみで行なって
いるために、常に最良の画質を得ることは難しいという
課題を有するものである。
【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、外部から入力される要求符号量に近い符号量
での画像符号化という条件の下で、急激な階調変化を含
む画像に対しては急激な階調変化を表現可能にし、階調
変化の少ない画像に対してはブロック歪や偽輪郭の発生
を少なく抑え、国際標準規格に基づいた符号データを生
成することを可能とした動画像符号化装置及び動画像伝
送装置並びにそのシステムを提供することにある。また
本発明の他の目的は、相手端末の要求符号量に近い符号
量での画像符号化という条件下で、急激な階調変化を含
む画像に対しては急激な階調変化を表現可能にし、階調
変化の少ない画像に対してはブロック歪や偽輪郭の発生
を少なく抑え、国際標準規格に基づいた符号データを通
信網を介して相手端末に送信可能とした動画像伝送装置
及びテレビ会議装置並びにそのシステムを提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、量子化スケールと空間周波数の上限値と
の組を画像符号量に応じて複数揃えたパラメータテーブ
ルを備え、要求符号量と符号化された画像符号量との間
の関係から前記パラメータテーブルから量子化スケール
と空間周波数の上限値との組を決定し、直交変換係数を
量子化して量子化係数を得る際、この決定された空間周
波数の上限値以下またはこの上限値より小さい空間周波
数に対応する直交変換係数に対して前記決定された量子
化スケールに基づいて量子化処理を行い、更に前記決定
された空間周波数の上限値を超える又はこの上限値以上
の空間周波数に対応する直交変換係数を実質的にゼロに
して量子化係数を得る計算手段を備えたことを特徴とす
る動画像符号化装置である。
【００１０】また本発明は、画像データを入力する画像
データ入力手段と、予め量子化スケールと空間周波数の
上限値との組を画像符号量に応じて複数揃えたパラメー
タテーブルを登録した記憶手段と、前記画像データ入力
手段で入力された画像データに対して動き補償予測処理
を行い、この動き補償予測処理で生成される差分ブロッ
クに直交変換を施して直交変換係数を得、要求符号量と
符号化された画像符号量との間の関係から前記パラメー
タテーブルから量子化スケールと空間周波数の上限値と
の組を決定し、この決定された空間周波数の上限値以下
またはこの上限値より小さい空間周波数に対応する前記
直交変換係数に対して前記決定された量子化スケールに
基づいて量子化処理を行い、更に前記決定された空間周
波数の上限値を超える又はこの上限値以上の空間周波数
に対応する前記直交変換係数を実質的にゼロにして量子
化係数を得、前記空間周波数の上限値以下またはこの上
限値より小さいときにおいて得られる量子化係数を可変
長符号に変換し、この変換された可変長符号と前記決定
された量子化スケールとに復号時に必要な制御情報等を
加えて画像符号データを生成する計算手段とを備えたこ
とを特徴とする動画像符号化装置である。
【００１１】また本発明は、画像データを入力する画像
データ入力手段と、予め量子化スケ ールと空間周波数の
上限値との組を画像符号量に応じて複数揃えたパラメー
タテーブルを登録した記憶手段と、前記画像データ入力
手段で入力された画像データに対して動き補償予測処理
を行い、この動き補償予測処理で生成される差分ブロッ
クに直交変換を施して直交変換係数を得、相手端末の要
求符号量と符号化された画像符号量との間の関係から前
記パラメータテーブルから量子化スケールと空間周波数
の上限値との組を決定し、この決定された空間周波数の
上限値以下またはこの上限値より小さい空間周波数に対
応する前記直交変換係数に対して前記決定された量子化
スケールに基づいて量子化処理を行い、更に前記決定さ
れた空間周波数の上限値を超える又はこの上限値以上の
空間周波数に対応する前記直交変換係数を実質的にゼロ
にして量子化係数を得、前記空間周波数の上限値以下ま
たはこの上限値より小さいときにおいて得られる量子化
係数を可変長符号に変換し、この変換された可変長符号
と前記決定された量子化スケールとに復号時に必要な制
御情報等を加えて画像符号データを生成する計算手段と
を備えた動画像符号化手段を設け、該動画像符号化手段
で生成された画像符号データを記憶する記憶手段を設
け、該記憶手段に記憶された画像符号データを通信網を
介して相手端末に伝送する伝送用計算手段を設けたこと
を特徴とする動画像伝送装置である。
【００１２】また本発明は、画像データを入力する画像
データ入力手段と、予め量子化スケールと空間周波数の
上限値との組を画像符号量に応じて複数揃えたパラメー
タテーブルを登録した記憶手段と、前記画像データ入力
手段で入力された画像データに対して動き補償予測処理
を行い、この動き補償予測処理で生成される差分ブロッ
クに直交変換を施して直交変換係数を得、要求符号量と
符号化された画像符号量との間の関係から前記パラメー
タテーブルから量子化スケールと空間周波数の上限値と
の組を決定し、この決定された空間周波数の上限値以下
またはこの上限値より小さい空間周波数に対応する前記
直交変換係数に対して前記決定された量子化スケールに
基づいて量子化処理を行い、更に前記決定された空間周
波数の上限値を超える又はこの上限値以上の空間周波数
に対応する前記直交変換係数を実質的にゼロにして量子
化係数を得、前記空間周波数の上限値以下またはこの上
限値より小さいときにおいて得られる量子化係数を可変
長符号に変換し、この変換された可変長符号と前記決定
された量子化スケールとに復号時に必要な制御情報等を
加えて画像符号データを生成する計算手段とを備えた動
画像符号化手段を設け、該動画像符号化手段で生成され
た画像符号データを記憶し、相手端末から伝送されてき
た画像符号データを記憶する記憶手段を設け、復号され
た画像データを表示する表示手段を設け、前記記憶手段
に記憶された画像符号データを通信網を介して相手端末
に伝送し、前記記憶手段に記憶された相手端末から伝送
されてきた画像符号データを復号化して前記表示手段に
表示させるようにする伝送用計算手段を設けたことを特
徴とするテレビ会議装置である。
【００１３】また本発明は、画像データを入力する画像
データ入力手段と、予め複数の量子化スケールと複数の
空間周波数の上限値との組を画像符号量に応じて複数揃
えたパラメータテーブルを登録した記憶手段と、前記画
像データ入力手段で入力された画像データに対して動き
補償予測処理を行い、この動き補償予測処理で生成され
る差分ブロックに直交変換を施して直交変換係数を得、
要求符号量と符号化された画像符号量との間の関係から
前記パラメータテーブルから複数の量子化スケールと複
数の空間周波数の上限値との組を決定し、前記差分ブロ
ック又は直交変換係数に基づいて画質の性質を推定し、
この推定された画質の性質に応じて前記決定された組の
中から更に所望の量子化スケールと所望の空間周波数の
上限値を選定し、この選定された所望の空間周波数の上
限値以下またはこの上限値より小さい空間周波数に対応
する前記直交変換係数に対して前記決定された量子化ス
ケールに基づいて量子化処理を行い、更に前記選定され
た所望の空間周波数の上限値を超える又はこの上限値以
上の空間周波数に対応する前記直交変換係数を実質的に
ゼロにして量子化係数を得、前記所望の空間周波数の上
限値以下またはこの上限値より小さいときにおいて得ら
れる量子化係数を可変長符号に変換し、この変換された
可変長符号と前記選定された量子化スケールとに復号時
に必要な制御情報等を加えて画像符号データを生成する
計算手段とを備えたことを特徴とする動画像符号化装置
である。
【００１４】また本発明は、画像データを入力する画像
データ入力手段と、予め複数の量子化スケールと複数の
空間周波数の上限値との組を画像符号量に応じて複数揃
えたパラメータテーブルを登録した記憶手段と、前記画
像データ入力手段で入力された画像データに対して動き
補償予測処理を行い、この動き補償予測処理で生成され
る差分ブロックに直交変換を施して直交変換係数を得、
要求符号量と符号化された画像符号量との間の関係から
前記パラメータテーブルから複数の量子化スケールと複
数の空間周波数の上限値との組を決定し、前記差分ブロ
ック又は直交変換係数に基づいて画質の性質を推定し、
この推定された画質の性質に応じて前記決定された組の
中から更に所望の量子化スケールと所望の空間周波数の
上限値を選定し、この選定された所望の空間周波数の上
限値以下またはこの上限値より小さい空間周波数に対応
する前記直交変換係数に対して前記決定された量子化ス
ケールに基づいて量子化処理を行い、更に前記選定され
た所望の空間周波数の上限値を超える又はこの上限値以
上の空間周波数に対応する前記直交変換係数を実質的に
ゼロにして量子化係数を得、前記所望の空間周波数の上
限値以下またはこの上限値より小さいときにおいて得ら
れる量子化係数を可変長符号に変換し、この変換された
可変長符号と前記選定された量子化スケールとに復号時
に必要な制御情報等を加えて画像符号データを生成する
計算手段とを備えた動画像符号化手段を設け、該動画像
符号化手段で生成された画像符号データを記憶する記憶
手段を設け、該記憶手段に記憶された画像符号データを
通信網を介して相手端末に伝送する伝送用計算手段を設
けたことを特徴とする動画像伝送装置である。
【００１５】また本発明は、画像データを入力する画像
データ入力手段と、予め複数の量子化スケールと複数の
空間周波数の上限値との組を画像符号量に応じて複数揃
えたパラメータテーブルを登録した記憶手段と、前記画
像データ入力手段で入力された画像データに対して動き
補償予測処理を行い、この動き補償予測処理で生成され
る差分ブロックに直交変換を施して直交変換係数を得、
要求符号量と符号化された画像符号量との間の関係から
前記パラメータテーブルから複数の量子化スケールと複
数の空間周波数の上限値との組を決定し、前記差分ブロ
ック又は直交変換係数に基づいて画質の性質を推定し、
この推定された画質の性質に応じて前記決定された組の
中から更に所望の量子化スケールと所望の空間周波数の
上限値を選定し、この選定された所望の空間周波数の上
限値以下またはこの上限値より小さい空間周波数に対応
する前記直交変換係数に対して前記決定された量子化ス
ケールに基づいて量子化処理を行い、更に前記選定され
た所望の空間周波数の上限値を超える又はこの上限値以
上の空間周波数に対応する前記直交変換係数を実質的に
ゼロにして量子化係数を得、前記所望の空間周波数の上
限値以下またはこの上限値より小さいときにおいて得ら
れる量子化係数を可変長符号に変換し、この変換された
可変長符号と前記選定された量子化スケールとに復号時
に必要な制御情報等を加えて画像符号データを生成する
計算手段とを備えた動画像符号化手段を設け、該動画像
符号化手段で生成された画像符号データを記憶し、相手
端末から伝送されてきた画像符号データを記憶する記憶
手段を設け、復号された画像データを表示する表示手段
を設け、前記記憶手段に記憶された画像符号データを通
信網を介して相手端末に伝送し、前記記憶手段に記憶さ
れた相手端末から伝送されてきた画像符号データを復号
化して前記表示手段に表示させるようにする伝送用計算
手段を設けたことを特徴とするテレビ会議装置である。
【００１６】また本発明は、入力画像データをｎ画素×
ｎ画素のブロックに分割して該ブロックを複数個集積し
てマクロブロックを生成し、該マクロブロックとフレー
ムメモリに格納されている復号画像データとの間で演算
を行なうことにより該マクロブロック毎に動きベクトル
を生成し、更に前記分割されたブロック毎に差分ブロッ
クを生成して動き補償予測を行い、この差分ブロックに
直交変換を施して直交変換係数を得、画像符号量と要求
符号量から所定の関数又は予め登録されたパラメータテ
ーブルに基づいて決定された複数の量子化スケールの候
補値と複数の空間周波数の上限値の候補値との組から、
前記差分ブロックまたは直交変換係数に基づいて推定さ
れる画像の性質に応じて、所望の量子化スケールと所望
の空間周波数の上限値との各々を選択し、この選択され
た所望の空間周波数の上限値以下又はこの上限値より小
さいときにおける空間周波数に対応する直交変換係数
を、前記選択された量子化スケールを用いて量子化し、
前記選択された空間周波数の上限値を超えるとき又は該
上限値以上における空間周波数に対応する直交変換係数
を、実質的にゼロにして量子化係数を得、前記選択され
た空間周波数の上限値以下又はこの上限値より小さいと
きにおける量子化係数を可変長符号に変換し、この変換
された可変長符号と前記選択された量子化スケールとに
復号時に必要な制御情報等を加えて画像符号データを生
成する計算手段を備えたことを特徴とする動画像符号化
装置である。
【００１７】また本発明は、入力画像データをｎ画素×
ｎ画素のブロックに分割して該ブロックを複数個集積し
てマクロブロックを生成し、該マクロブロックとフレー
ムメモリに格納されている復号画像データとの間で演算
を行なうことにより該マクロブロック毎に動きベクトル
を生成し、更に前記分割されたブロック毎に差分ブロッ
クを生成して動き補償予測を行い、この差分ブロックに
直交変換を施して直交変換係数を得、画像符号量と要求
符号量から所定の関数又は予め登録されたパラメータテ
ーブルに基づいて決定された複数の量子化スケールの候
補値と複数の空間周波数の上限値の候補値との組から、
前記差分ブロックまたは直交変換係数に基づいて推定さ
れる急激な階調変化を含む画像と階調変化の少ない画像
とであるかに応じて、所望の量子化スケールと所望の空
間周波数の上限値との各々を選択し、この選択された所
望の空間周波数の上限値以下又はこの上限値より小さい
ときにおける空間周波数に対応する直交変換係数を、前
記選択された量子化スケールを用いて量子化し、前記選
択された空間周波数の上限値を超えるとき又は該上限値
以上における空間周波数に対応する直交変換係数を、実
質的にゼロにして量子化係数を得、前記選択された空間
周波数の上限値以下又はこの上限値より小さいときにお
ける量子化係数を可変長符号に変換し、この変換された
可変長符号と前記選択された量子化スケールとに復号時
に必要な制御情報等を加えて画像符号データを生成する
計算手段を備えたことを特徴とする動画像符号化装置で
ある。
【００１８】また本発明は、前記動画像符号化装置にお
ける前記計算手段において、急激な階調変化を含む画像
と推定した場合には、前記所望の量子化スケールを、複
数の量子化スケールの候補値の内から値の大きいものを
選択し、更に前記所望の空間周波数の上限値を、複数の
符号化する空間周波数の上限値の候補値の内から値の大
きいものを選択し、階調変化の少ない画像と推定した場
合には、前記所望の量子化スケールを、複数の量子化ス
ケールの候補値の内から値の小さいものを選択し、更に
前記所望の空間周波数の上限値を、複数の符号化する空
間周波数の上限値の候補値の内から値の小さいものを選
択するように構成したことを特徴とする。また本発明
は、前記動画像符号化装置における前記計算手段におい
て、所定の関数又は予め登録されたパラメータテーブル
を、階調変化の度合いの異なる複数の動画像に基づいて
得るように構成したことを特徴とする。また本発明は、
前記動画像符号化装置を設け、更に該動画像符号化装置
に備えられた計算機に提供される前記要求符号量を、ネ
ットワークの負荷あるいは該動画像符号化装置を有する
端末の処理能力及び処理負荷を自律検知し、その検知結
果に基づいて決定する手段を設けたことを特徴とする動
画像伝送装置である。また本発明は、前記動画像符号化
装置を設け、更に該動画像符号化装置に備えられた計算
機に提供される前記要求符号量を、画像通信を行なう相
手端末の処理能力や符号量要求値に基づいて決定する手
段を設けたことを特徴とする動画像伝送装置である。ま
た本発明は、前記動画像符号化装置を設け、更に該動画
像符号化装置に備えられた計算機に提供される前記要求
符号量を、前記動画像伝送装置を使用するユーザの操作
に基づいて決定する手段を設けたことを特徴とする動画
像伝送装置である。
【００１９】また本発明は、入力画像データをｎ画素ラ
ｎ画素のブロックに分割する第一のブロック分割手段
と、該ブロック分割手段で分割されたブロックを複数個
集積してマクロブロックを生成し、該マクロブロックと
フレームメモリに格納されている復号画像データとの間
で演算を行なうことにより、該マクロブロックごとに動
きベクトルを生成し、ブロックごとに差分ブロックを生
成する動き補償予測手段と、該差分ブロックに対して直
交変換を施して直交変換係数を得る第一の直交変換手段
と、該直交変換係数から画像の性質を推定し、急激な階
調変化を含む画像と推定した場合には、第一の符号量判
定手段から供給される複数の量子化スケールの候補値の
うちから値の小さいものを選択し、第一の符号量判定手
段から供給される複数の符号化する空間周波数の上限値
の候補値から値の小さいものを選択し、階調変化の少な
い画像と推定した場合には、第一の符号量判定手段から
供給される複数の量子化スケールの候補値のうちから値
の大きいものを選択し、第一の符号量判定手段から供給
される複数の符号化する空間周波数の上限値の候補値か
ら値の大きいものを選択する、第一の画像性質推定手段
と、該画像性質推定手段で選択された、符号化する空間
周波数の上限値以下の空間周波数に対応する直交変換係
数を該画像性質推定手段で選択された量子化スケールを
用いて量子化し、該画像性質推定手段で選択された、符
号化する空間周波数の上限値を超える空間周波数に対応
する直交変換係数をゼロにして量子化係数を得る第一の
量子化手段と、該画像性質推定手段で選択された、符号
化する空間周波数の上限値以下の空間周波数に対応する
量子化係数を可変長符号に変換する第一の可変長符号化
手段と、該可変長符号と量子化スケールに復号時に必要
な制御情報等を加えて符号データを出力する第一の符号
出力手段と、該符号出力手段の出力する符号データの量
を計測する第一の符号量計測手段と、該符号量計測手段
により得られた符号量計測値と外部から供給される符号
量要求値からそれぞれ複数の量子化スケールの候補値
と、符号化する空間周波数の上限値の候補値とを決定
し、該候補値を該画像性質判定手段に供給する第一の符
号量判定手段と、量子化手段によって得られた量子化係
数を量子化して、逆量子化系数を得る第一の逆量子化手
段と、該逆量子化手段で得られた逆量子化係数に、逆直
交変換を施して逆直交変換係数を得、該逆直交変換係数
とフレームメモリに格納されている復号画像データとを
加算して新しい復号画像データを生成し、該復号画像デ
ータをフレームメモリに格納する第一の逆直交変換手段
より構成する。
【００２０】また本発明は、入力画像データをｎ画素ラ
ｎ画素のブロックに分割する第二のブロック分割手段
と、該ブロック分割手段で分割されたブロックを複数個
集積してマクロブロックを生成し、該マクロブロックと
フレームメモリに格納されている復号画像データとの間
で演算を行なうことにより、該マクロブロックごとに動
きベクトルを生成し、ブロックごとに差分ブロックを生
成する第二の動き補償予測手段と、該差分ブロックの画
像データから画像の性質を推定し、急激な階調変化を含
む画像と推定した場合には、第二の符号量判定手段から
供給される複数の量子化スケールの候補値のうちから値
の小さいものを選択し、第二の符号量判定手段から供給
される複数の符号化する空間周波数の上限値の候補値か
ら値の小さいものを選択し、階調変化の少ない画像と推
定した場合には、第二の符号量判定手段から供給される
複数の量子化スケールの候補値のうちから値の大きいも
のを選択し、第二の符号量判定手段から供給される複数
の符号化する空間周波数の上限値の候補値から値の大き
いものを選択する、第二の画像性質推定手段と、差分ブ
ロックに対して直交変換を施し、該画像性質推定手段で
選択された、符号化する空間周波数の上限値以下の空間
周波数に対応する直交変換係数を求め、該画像性質推定
手段で選択された、符号化する空間周波数の上限値を超
える空間周波数に対応する直交変換係数をゼロにして直
交変換係数を得る第二の直交変換手段と、画像性質推定
手段で選択された、符号化する空間周波数の上限値以下
の空間周波数に対応する直交変換係数を該画像性質推定
手段で決定された量子化スケールを用いて量子化して量
子化係数を得る第二の量子化手段と、画像性質推定手段
で選択された、符号化する空間周波数の上限値以下の空
間周波数に対応する量子化係数を可変長符号に変換する
第二の可変長符号化手段と、該変長符号と量子化スケー
ルに復号時に必要な制御情報等を加えて符号データを出
力する第二の符号出力手段と、該号出力手段の出力する
符号データの量を計測する第二の符号量計測手段と、該
号量計測手段により得られた符号量計測値と外部から供
給される符号量要求値からそれぞれ複数の量子化スケー
ルの候補値と、符号化する空間周波数の上限値の候補値
とを決定し、該候補値を該画像性質推定手段に供給する
第二の符号量判定手段と、量子化係数を逆量子化して逆
量子化系数を得る第二の逆量子化手段と、該逆量子化係
数に逆直交変換を施して逆直交変換係数を生成し、該逆
直交変換係数とフレームメモリに格納されている復号画
像データとを加算して新しい復号画像データを生成し、
該復号画像データをフレームメモリに格納する第二の逆
直交変換手段より構成する。
【００２１】
【作用】前記構成により、外部から要求符号量を入力
し、、さらに１個あるいは複数個のマクロブロックから
なる画面上の領域毎に画像の内容を推定し、該推定結果
と要求符号量とに基づいて量子化スケールと符号化する
空間周波数の上限値とを設定することにより、要求符号
量に近い画像符号量での符号化という条件の下で、急激
な階調変化を含む画像に対しては符号化する空間周波数
の上限値を高くすることによって急激な階調変化を表現
可能であり、階調変化の少ない画像に対しては量子化を
細かくすることによってブロック歪や偽輪郭の発生を抑
えることが可能であり、かつ画像符号化の国際標準規格
に基づく画像符号を生成することが可能な新規で、且つ
優れた動画像符号化装置及び動画像伝送装置及びテレビ
会議装置並びにそれらのシステムを実現することができ
る。即ち、量子化スケールと空間周波数の上限値との組
を画像符号量に応じて複数揃えたパラメータテーブルを
備えることによって、新規で、且つ優れた動画像符号化
装置及び動画像伝送装置及びテレビ会議装置並びにそれ
らのシステムを実現することができる。
【００２２】
【実施例】本発明に係わる動画像符号化装置を含む動画
像伝送装置の実施例をついて図面を用いて説明する。ま
ず、本発明をテレビ会議装置に適用した場合の第一の実
施例について説明する。図２は、本発明に係わる動画像
符号化装置を含む動画像伝送装置をテレビ会議装置に適
用した場合の第一の実施例を示すシステム構成図であ
る。テレビ会議装置３０は、カメラ３１０から撮像され
た動画像も含む画像をＡ／Ｄ変換して符号化処理等を行
う画像ＣＯＤＥＣ（ＣＯＤＥＣは、符号器(coder)と復
号器(decoder)の合成語）３０１と、ＣＲＴ３１１の画
面上に表示データに表示するように制御する表示制御部
３０２と、マイクロホン３１３から入力されるアナログ
の音声信号に対する音声入力符号化処理及び通信網３１
４から受信した音声符号データに対する音声復号化出力
処理を行なう音声ＣＯＤＥＣ３０３と、ＣＰＵ３０４
と、通信制御部３０５と、データの入力手段であるＫＢ
Ｄ（キーボード）３０６及びマウス３０７と、記憶装置
３０８と、バス３０９とを備え、通信網３１４に接続さ
れている。
【００２３】このシステムにおいて、図３に示すよう
に、例えばテレビ会議装置３０ａが、通信網３１４を介
して接続された相手端末３０ｄと画像及び音声の送受信
を行なう場合の処理の流れを説明する。テレビ会議装置
３０において、画像ＣＯＤＥＣ３０１、表示制御部３０
２、音声ＣＯＤＥＣ３０３、通信制御部３０５、キーボ
ード３０６、マウス３０７、記憶装置３０８、バス３０
９を介してのデータ転送は、すべてＣＰＵ３０４が制御
している。上記表示制御部３０２は、ＣＰＵ３０４から
表示データを受け取り、該表示データを表示信号に変換
し、該表示信号をＣＲＴ３１１に出力してＣＲＴ３１１
の画面上に表示データに表示するように制御する部分で
ある。また上記音声ＣＯＤＥＣ３０３は、マイクロホン
３１３から入力されるアナログの音声信号をＡ／Ｄ変換
し、さらに圧縮符号化を行ってデジタルの音声符号デー
タを得る音声入力符号化処理と、通信網３１４から受信
した音声符号データを復号化してデジタルの音声データ
を得、さらに得られたデジタルの音声データをＤ／Ａ変
換してアナログの音声信号を得、該音声信号を増幅して
スピーカ３１２に出力する音声復号化出力処理を行なう
ものである。
【００２４】上記テレビ会議装置３０ａにおけるＣＰＵ
３０４は、通信制御部３０５を介して、通信網３１４か
ら相手端末３０ｄが送信する要求符号量（符号量要求
値）５２０と、画像符号データ５１８と、音声符号デー
タとを受信し、上記要求符号量（符号量要求値）５２０
と上記画像符号データ５１８とを画像ＣＯＤＥＣ３０１
に出力し、上記音声符号データを音声ＣＯＤＥＣ３０３
にそれぞれ出力する。そして、ＣＰＵ３０４は、画像Ｃ
ＯＤＥＣ３０１から、画像符号化処理によって得られた
画像符号データを入力し、音声ＣＯＤＥＣ３０３から音
声符号化処理によって得られた音声符号データを入力
し、これら入力された画像符号データ及び該音声符号デ
ータを通信制御部３０５を介して通信網３１４に送信す
る。続いて、ＣＰＵ３０４は、画像ＣＯＤＥＣ３０１か
ら図５及び図１３に示す画像復号化処理５１２によって
得られた復号画像データ５１３を入力し、この入力され
た画像データを表示制御部３０２に出力してＣＲＴ３１
１の画面に表示する。なお、ＣＰＵ３０４は、画像ＣＯ
ＤＥＣ３０１或いは音声ＣＯＤＥＣ３０３から入力した
画像符号データ及び音声符号データを、一旦記憶装置３
０８に格納した後に、再び該記憶装置３０８から入力し
て通信網３１４に送信すること、通信網３１４から受信
した画像符号データ及び音声符号データや要求符号量
を、一旦記憶装置３０８に格納した後に、再び該記憶装
置３０８から入力して画像ＣＯＤＥＣ３０１あるいは音
声ＣＯＤＥＣ３０３に出力することも可能である。上記
通信制御部３０５は、通信網３１４と本テレビ会議装置
の間でのデータ転送の制御を行うものである。上記記憶
装置３０８は、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶媒
体を用いて構成した記憶装置である。上記通信網３１４
は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）
やＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＡ
ＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ
Ｍｏｄｅ）ネットワーク等で構成されている。
【００２５】図３には本発明に係わるシステム構成の一
実施例を示すたものである。即ち、上記テレビ会議装置
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄとサーバ３３とＰＣ
（パソコン）３１とＷＳ（ワークステーション）３２が
通信網３１４に接続され、上記テレビ会議装置３０ａ，
３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの間及びテレビ会議装置３０
ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄとＰＣ３１またはＷＳ３２
との間において動画像及び音声を伝送できるように構成
されている。サーバ３３は、ネットワーク管理機能を有
する端末である。次に要求符号量を決定して画像ＣＯＤ
ＥＣ３０１内のＲＡＭ４０３に記憶させる方法について
説明する。即ち、第１の方法としてＣＰＵ３０４は、現
時点から過去に遡った過去のある時点までの間に通信網
３１４上を通過する通信パケットの数をカウントし、こ
のカウントされたパケット数を用いて、例えば予め記憶
装置３０８に格納して用意されたパラメータテーブルを
参照して要求符号量を決定する。そしてこの決定された
要求符号量を、ＣＰＵ３０４は、一旦記憶装置３０８に
記憶してからまたは直接画像ＣＯＤＥＣ３０１内のＲＡ
Ｍ４０３にバスＩ／Ｆ４０４を介して記憶すると共に音
声ＣＯＤＥＣ３０３にも同様に記憶する。
【００２６】また第２の方法としてＣＰＵ３０４は、本
テレビ会議装置３０のユーザあるいは本テレビ会議装置
３０が、相手装置との画像及び音声の送受信開始以前
に、通信網３１４の伝送容量を調べ、該伝送容量を要求
符号量に換算して要求符号量を決定するか又は該伝送容
量を用いて、例えば予め記憶装置３０８に格納して用意
されたパラメータテーブルを参照して要求符号量を決定
する。また第３の方法としてＣＰＵ３０４は、画像ＣＯ
ＤＥＣ３０１からの画像符号データの入力量と通信網３
１４への画像符号データの送信量とに基づいて、記憶装
置３０８に格納されている符号データの量を計算し、該
計算結果に基づいて要求符号量を決定する。また第４の
方法としてＣＰＵ３０４は、相手装置との画像及び音声
の送受信の開始前に、相手装置から、相手装置の画像復
号処理の処理能力を数値化したデータ、相手装置の画像
表示処理の処理能力を数値化したデータ、相手装置の受
信処理の処理能力を数値化したデータを受信し、該デー
タを用いて、例えば予め記憶装置３０８に格納して用意
されたパラメータテーブルを参照して要求符号量を決定
する。また第５の方法としてＣＰＵ３０４は、記憶装置
３０８の使用可能な記憶容量を測定し、該測定結果を用
いて、例えば予め記憶装置３０８に格納して用意された
パラメータテーブルを参照して要求符号量を決定する。
また第６の方法としてＣＰＵ３０４は、通信網３１４に
接続されている、サーバ等のネットワーク管理機能を有
する端末３３にアクセスし、該端末３３から通信網３１
４を利用してデータの送受信を行なう端末の台数を受信
し、該台数を用いて、パラメータテーブルを参照して要
求符号量を決定する。また第７の方法としてＣＰＵ３０
４は、本テレビ会議装置を使用するユーザから、要求符
号量の決定に利用可能な数値（例えば、ユーザが要求す
る主観的な画質の評価値等）を、キーボード３０６やマ
ウス３０７を介して取り込み、該数値を用いて予め用意
されたパラメータテーブルを参照して要求符号量を決定
する。
【００２７】次に、画像ＣＯＤＥＣ３０１について図４
を参照して具体的に説明する。図４は画像ＣＯＤＥＣ３
０１の構成図である。画像ＣＯＤＥＣ３０１は、画像入
力Ｉ／Ｆ４０１と、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎ
ａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎ
ｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０３と、画像
ＣＯＤＥＣバス４０５と、バスＩ／Ｆ４０４とを備え、
バス３０９に接続されている。該画像ＣＯＤＥＣ３０１
の処理アルゴリズムについては、ＲＡＭ４０３とＣＰＵ
３０４の間のデータ転送は、ＣＰＵ３０４の制御によっ
て実現され、ＲＡＭ４０３とＣＰＵ３０４の間のデータ
転送以外の処理は、ＲＡＭ４０３に蓄積されたソフトウ
エアをＤＳＰ３０２が実行することによって実現され
る。画像ＣＯＤＥＣ３０１におけるＤＳＰ３０２は、カ
メラ３１０から入力されるアナログの画像信号をＡ／Ｄ
変換して得られた画像データを定められたフォーマット
でＲＡＭ４０３に格納する画像入力処理と、ＲＡＭ４０
３に格納された画像データを画像符号データに変換する
画像符号化処理と、ＣＰＵ３０４から入力する、通信網
３１４から通信制御部３０５を介して受信した画像符号
データを復号化して画像データに変換する画像復号化処
理とを行なう。なお、画像ＣＯＤＥＣ３０１の例えばＲ
ＡＭ４０３には、前記したように要求符号量がＣＰＵ３
０４において決定されて記憶されている。またＲＡＭ４
０３には、ＫＢＤ（キーボード）３０６等の入力手段を
用いて図１１に示すデータテーブルが格納されている。
【００２８】次に画像ＣＯＤＥＣ３０１において行なわ
れる画像符号化処理の処理手順について図５を用いて説
明する。即ち、図５は画像符号化処理の処理手順を示す
フローチャートである。ＲＡＭ４０３には、カメラ３１
０から入力されるアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換して
得られた画像データ（動画像データ）５００を定められ
たフォーマットで格納されている。まず、ＤＳＰ４０２
は、ブロック分割処理５０１において、ＲＡＭ４０３に
格納されている画像データ５００を図６に示すようにｎ
画素×ｎ画素（例えば８画素×８画素）からなるブロッ
クに分割する。図６においては、ＳＩＦ(Source Input
Format)の一画面の画像データに対して、横方向に例え
ば２２個のマクロブロック（２ｎ画素×２ｎ画素、例え
ば１６×１６画素）で分割し、縦方向に例えば１５個の
マクロブロック（ＭＢ）（２ｎ画素×２ｎ画素、例えば
１６×１６画素）で分割される。各マクロブロック（Ｍ
Ｂ）は、輝度ブロック（Ｙ）（ｎ画素×ｎ画
素、例えば８×８画素）の４個と色差ブロック（Ｃｂ）
（ｎ画素×ｎ画素、例えば８×８画素）及び色差ブロッ
ク（Ｃｒ）（ｎ画素×ｎ画素、例えば８×８画素）の２
個とを集積して生成される。
【００２９】次にＤＳＰ４０２は、動き補償予測処理５
０２において、ブロック分割処理５０１によって順次得
られた輝度ブロック４個と色差ブロック２個とを集積し
てマクロブロックを生成し、順次マクロブロックと復号
画像データの生成処理５１２においてフレームメモリ
（ＲＡＭ）４０３に格納されている復号画像データとの
間で演算を行って、順次該マクロブロック（ＭＢ）毎に
動きベクトル５１３を生成すると共にマクロブロック毎
において輝度ブロック（の順に）、色差ブロッ
ク（Ｃｂ）及び色差ブロック（Ｃｒ）毎に差分ブロック
５１５を生成する。次にＤＳＰ４０２は、ＤＣＴ処理５
０３において、上記動き補償予測処理５０２によって生
成された差分ブロック５１５に対して直交変換の一種で
ある２次元の離散コサイン変換（２次元ＤＣＴ(Discret
e Cosine Transform)）（離散コサイン関数を使って信
号を変換する。（時間軸を周波数軸に変換するフーリエ
変換（Fourier transform）と同様に、空間軸を周波数
軸に変換すると考えれば良い。）)を行ない、直交変換
係数の一種であるＤＣＴ係数５１６を得る。
【００３０】次にＤＳＰ４０２が行う画像性質推定処理
５０４について、図８及び図９を用いて説明する。図８
は、画像性質推定処理５０４の処理手順を示すフローチ
ャートである。図９は、画像の性質を推定するときに使
用するＤＣＴ係数の一例を示した図である。即ち、図８
において、Ｔｈ２は画像の性質を推定するときに使用す
るＤＣＴ係数の絶対値和の閾値、Ｑ１、Ｑ２（Ｑ１＞Ｑ
２）は符号量判定処理５０９で選択した量子化スケー
ル、Ｆ１、Ｆ２（Ｆ１＞Ｆ２）は符号量判定処理５０９
で選択した空間周波数である。そこで、画像性質推定処
理５０４における絶対値和計算処理６０１は、ＤＣＴ処
理５０３から得られるＤＣＴ係数５１６の内、例えば図
９の斜線に含まれる高い空間周波数に対応するＤＣＴ係
数（指定した斜線部の領域における直交変換係数の一種
のＤＣＴ係数）の絶対値和を計算する。ＤＣＴ係数は、
図９の右下にあるＤＣＴ係数ほど高い空間周波数に対応
し、図９の左上にあるＤＣＴ係数ほど低い空間周波数に
対応する。急激な階調変化を含む画像の場合、高い空間
周波数に対応するＤＣＴ係数の絶対値が大きくなる傾向
がある。このように上記絶対値和計算処理６０１におい
て絶対値和を求めるＤＣＴ係数の個数（図９において斜
線部で示される個数、即ち斜線の引き方で個数が変動す
ることになる。）は、実験等により経験的に求めた値を
使用する。即ち、絶対値和を求めるＤＣＴ係数の個数
は、ＫＢＤ３０６等の入力手段を用いて入力してＲＡＭ
４０３等に書き込むことによって指定される。
【００３１】次に、画像性質推定処理５０４における判
定処理６０２は、絶対値和を基にＤＣＴ係数の絶対値和
の閾値Ｔｈ２（この閾値Ｔｈ２も実験等により経験的に
求めた値を使用する。そしてこの閾値Ｔｈ２は、ＫＢＤ
３０６等の入力手段を用いて入力してＲＡＭ４０３等に
書き込むことによって設定される。）と比較することに
よって（絶対値和＞Ｔｈ２であるか否かによって）、急
激な階調変化を含む画像であるか階調変化の少ない画像
であるかを判定し（画像の性質を推定し）、急激な階調
変化を含む画像であればパラメータ選択処理６０３を、
階調変化の少ない画像であればパラメータ選択処理６０
４を実行する。パラメータ選択処理６０３では、量子化
スケールにＱ１を選択し、上限周波数にＦ１を選択す
る。パラメータ選択処理６０４では、量子化スケールに
Ｑ２を選択し、上限周波数にＦ２を選択する。なお、上
記閾値Ｔｈ２は、一つでなく複数設けることも可能であ
り、その場合には設定した閾値の数よりも１多い数の量
子化スケールと空間周波数とをそれぞれパラメータテー
ブル５２５として用意すればよい。また、上記パラメー
タ選択処理６０３又は６０４における量子化スケールＱ
１又はＱ２を選択する処理は、マクロブロック（ＭＢ）
毎に行なうことが可能であり、上記パラメータ選択処理
６０３又は６０４における上限周波数Ｆ１又はＦ２を選
択する処理は、各輝度ブロック（Ｙ）、各色差
ブロック（Ｃｂ）（Ｃｒ）毎に行なうことが可能であ
る。
【００３２】次にＤＳＰ４０２が行う量子化処理５０５
について説明する。即ち、量子化処理５０５は、ＤＣＴ
処理５０３から得られるＤＣＴ係数のうち、画像性質推
定処理５０４で選択した上限周波数Ｆ１又はＦ２以下の
空間周波数に対応するＤＣＴ係数を、量子化行列５１７
（図７に一例を示す。この量子化行列５１７もＫＢＤ３
０６等の入力手段を用いて入力してＲＡＭ４０３等に格
納し、用意されている。即ち、量子化行列５１７は、シ
ーケンスと呼ばれる１枚あるいは複数枚のフレーム（画
面）の集合ごとに指定可能である。）の対応する成分と
画像性質推定処理５０４で求めた量子化スケールＱ１又
はＱ２とを掛け合わせた値を用いて除算して量子化係数
を得、上限周波数Ｆ１又はＦ２を超える空間周波数に対
応するＤＣＴ係数については、実質的にゼロとして量子
化係数を得る。即ち、上限周波数Ｆ１又はＦ２を超える
空間周波数に対応するＤＣＴ係数については、実質的に
ゼロとして量子化係数を得る。上限周波数Ｆ１又はＦ２
以下の空間周波数に対応するＤＣＴ係数については、量
子化行列の対応する成分と画像性質推定処理５０４で求
めた量子化スケールＱ１又はＱ２とを掛け合わせた値が
大きな値になれば、該値で除算される関係で粗く量子化
された量子化係数が得られ、量子化行列の対応する成分
と画像性質推定処理５０４で求めた量子化スケールＱ１
又はＱ２とを掛け合わせた値が小さくなれば、該値で除
算される関係で細かく量子化された量子化係数が得られ
ることになる。
【００３３】次にＤＳＰ４０２は、可変長符号化処理５
０６において、量子化処理５０５から得られる量子化係
数のうち、画像性質推定処理５０４で選択処理された上
限周波数Ｆ１又はＦ２以下の空間周波数に対応する量子
化係数のみ可変長符号（ＶＬＣ：Variable Length Code
s）に変換する。それは、量子化処理５０５において、
上限周波数Ｆ１又はＦ２を超える空間周波数に対応する
ＤＣＴ係数については、実質的にゼロとして量子化係数
が得られるためである。即ち、上限周波数Ｆ１又はＦ２
を超える空間周波数に対応する量子化係数が実質的にゼ
ロになるために可変長符号も実質的になくなり、符号出
力処理５０７において無駄な符号データの発生を防ぐこ
とができ、その結果要求符号量（符号量要求値）に容易
にあわせることができる。特に図１１に示すように、Ｆ
１＞Ｆ２、Ｑ１＞Ｑ２の関係を有するパラメータテーブ
ル５２５がＲＡＭ４０３に格納されて用意されることに
より次のような作用効果が得られる。即ち、急激な階調
変化を含む画像のとき、高い空間周波数に対応するＤＣ
Ｔ係数の絶対値和が閾値Ｔｈ２より大きくなり（絶対値
和＞Ｔｈ２がＹｅｓとなり）、パラメータ選択処理６０
３において量子化スケールとしてＱ２より大きなＱ１が
選択されて粗く量子化されると共に、上限周波数として
Ｆ２より著しく大きなＦ１が選択されてＦ１以下の急激
な階調変化を含むように量子化係数が得られて可変長符
号に変換されて次に説明する符号出力処理５０７により
急激な階調変化を表現可能な画像符号データが得られ、
しかも上記Ｑ１とＦ１との関係で要求符号量（符号量要
求値）を満足させることができる。逆に階調変化の少な
い画像のとき、高い空間周波数に対応するＤＣＴ係数の
絶対値和が閾値Ｔｈ２より小さくなり（絶対値和＞Ｔｈ
２がＮｏとなり）、パラメータ選択処理６０４において
量子化スケールとして小さなＱ２が選択されて細かく量
子化されると共に、上限周波数として非常に小さなＦ２
が選択されてＦ２以下の階調変化の少ないもののみ量子
化係数が得られて可変長符号に変換され、次に説明する
符号出力処理５０７により細かく量子化された量子化係
数によるブロック歪や偽輪郭の発生の少ない画像符号デ
ータが得られ、しかもＱ２とＦ２との関係で要求符号量
（符号量要求値）を満足させることができる。
【００３４】次にＤＳＰ４０２は、符号出力処理５０７
において、可変長符号化処理５０６によって得られた可
変長符号と画像性質推定処理５０４で選択処理した量子
化スケールＱ１又はＱ２及び動き補償予測処理５０２に
おいて生成された動きベクトル（ＭＢの順方向の動きベ
クトルの水平成分及び垂直成分と前のＭＢのベクトルと
の差分をフォワードｆで表現した可変長符号（ＶＬＣ）
で符号化され、ＭＢの逆方向の動きベクトルの水平成分
及び垂直成分と前のＭＢのベクトルとの差分をバックワ
ードｆで表現した可変長符号（ＶＬＣ）で符号化され
る。）５１４に、復号時に使用する制御情報（画面の水
平サイズ（画像の横の画素数）及び垂直サイズ（画像の
縦のライン数）、画素間隔のアスペクト比（縦横比）、
画面内のマクロブロック数、毎秒のマスロブロック数、
ピクチャレート（画像の表示周期、ビットレート（発生
ビット量に対する制限のためのビットレート、４００ｂ
ｐｓ単位で切り上げる。）、ＶＢＶ(Video Buffering V
erifier)バッファサイズ（符号発生量制限用仮想バッフ
ァの大きさＶＢＶを決めるパラメータ）５２２等を付加
して画像符号データ５１８とし、該画像符号データ５１
８をＲＡＭ４０３に格納する。
【００３５】次にＤＳＰ４０２は、符号量計測処理５０
８において、画像符号データの量を計測し、符号量計測
値５１９を得る。次にＤＳＰ４０２が行う符号量判定処
理５０９の処理手順について、図１０及び図１１を用い
て説明する。図１０は符号量判定処理の処理手順を示す
フローチャートであり、図１１はパラメータを選択する
際に参照するためにＫＢＤ３０６等の入力手段を用いて
入力してＲＡＭ４０３等に書き込むことによって格納し
て用意されたパラメータテーブル５２５の一例である。
このパラメータテーブル５２５の作成の仕方について
は、後で詳細に説明する。即ち、図１０において、Ｔｈ
１は符号量計測処理５０８で求めた符号量計測値５１９
とＣＰＵ３０４から供給されてＲＡＭ４０３に記憶され
た要求符号量（符号量要求値）５２０との誤差の閾値で
あり、実験等により経験的に求められた値を使用して、
ＫＢＤ３０６等の入力手段を用いて入力してＲＡＭ４０
３等に書き込むことによって設定される。図１０及び図
１１においてＱ１、Ｑ２（Ｑ１＞Ｑ２）は量子化スケー
ル、Ｆ１、Ｆ２（Ｆ１＞Ｆ２）は空間周波数である。図
１１における空間周波数の値は、６４個のＤＣＴ係数に
対応する６４個の空間周波数のうち、最も低いものを１
とし、空間周波数が高くなるに従って１ずつ値を増し、
最も高いものを６４としたときの値である。量子化スケ
ールＱ１、Ｑ２が小さいとき（Ｑ１が２から２０に急激
に増加し、Ｑ２が２から４と変化がないとき）、上限周
波数Ｆ１は６４から６４と変化がなく、一方上限周波数
Ｆ２は６４から６へと急激に減少する傾向をもってい
る。量子化スケールＱ１、Ｑ２が増加するとき（Ｑ１が
２０から６２に次第に増加し、Ｑ２が４から４０に急激
に増加するとき）、上限周波数Ｆ１は６４から６４と変
化がなく、一方上限周波数Ｆ２も６から６へと変化がな
い傾向をもっている。量子化スケールＱ１、Ｑ２が大き
いとき（Ｑ１が６２から６２と変化がなく、Ｑ２が４０
から４０と変化がないとき）、上限周波数Ｆ１は６４か
ら１へと急激に減少し、一方上限周波数Ｆ２も６から１
へと変化する傾向をもっている。
【００３６】まず、誤差計算処理８０１において、要求
符号量（符号量要求値）５２０に対する符号計測処理５
０８で求めた符号量計測値５１９の誤差を計算する。次
に、判定処理８０２において、該誤差と閾値Ｔｈ１とを
基に符号化処理５０７によって得られた画像符号データ
の符号量５１９が要求符号量（符号量要求値）５２０に
近いか否かを判定し、誤差がＴｈ１を超える場合（画像
符号データの符号量と要求符号量との間に相当の差があ
る場合）は処理８０３を、超えない場合（画像符号デー
タの符号量が要求符号量とほぼ等しい場合）は処理８０
４を実行する。判定処理８０３では、要求符号量（符号
量要求値）と符号化処理５０７によって得られた画像符
号データの符号量のうち、どちらが多いかを判定し、前
者が多い場合（画像符号データの符号量が要求符号量に
対して充分余裕がある場合）には処理８０５を、後者が
多い場合（画像符号データの符号量が要求符号量に対し
て多く超えている場合）には処理８０６を実行する。パ
ラメータ選択処理８０４においては、符号化処理によっ
て符号量要求値に近い符号量が得られている場合なの
で、現在前回選択したものと同じ量子化スケールＱ１、
Ｑ２、上限周波数Ｆ１、Ｆ２からなる４つのパラメータ
の組を図１１に示すパラメータテーブル５２５から選択
する。パラメータ選択処理８０５においては、符号化処
理によって符号量要求値より少ない符号量が得られてい
る場合なので、量子化スケールＱ１、Ｑ２、上限周波数
Ｆ１、Ｆ２からなる４つのパラメータの組として、図１
１に示すパラメータテーブル５２５において、前回と同
じ位置あるいは下に位置する４つのパラメータの組を選
択する。パラメータ選択処理８０６においては、符号化
処理によって符号量要求値より多い符号量が得られてい
る場合なので、量子化スケールＱ１、Ｑ２、上限周波数
Ｆ１、Ｆ２からなる４つのパラメータの組として、図１
１に示すパラメータテーブル５２５において、前回と同
じ位置あるいは上に位置する４つのパラメータの組を選
択する。即ち、画像符号データの符号量が要求符号量に
対して多く超える場合には、量子化スケールＱ１、Ｑ
２、上限周波数Ｆ１、Ｆ２からなる４つのパラメータの
組として、図１１に示すパラメータテーブル５２５にお
いて、前回と同じ位置から上方に位置する４つのパラメ
ータの組を選択すれば良い。逆に画像符号データの符号
量が要求符号量に対して充分余裕がある場合には、量子
化スケールＱ１、Ｑ２、上限周波数Ｆ１、Ｆ２からなる
４つのパラメータの組として、図１１に示すパラメータ
テーブル５２５において、前回と同じ位置から下方に位
置する４つのパラメータの組を選択すれば良い。
【００３７】なお、上記符号量判定処理５０９は、必ず
しも画像性質推定処理５０４と同じ回数行う必要はな
く、符号量計測処理５０８で求めた符号量計測値を加え
合わせ、その加え合わせられた結果の値を用いることに
よって、例えば入力動画像の１フレーム（１画面）毎に
行うようにしても良いことは明らかである。
【００３８】次にＤＳＰ４０２は、逆量子化処理５１０
において、上記量子化処理５０５によって得られた量子
化係数のうち、画像性質推定処理５０４で選択された上
限周波数Ｆ１又はＦ２以下の空間周波数に対応する量子
化係数を、量子化行列５１７の対応する成分と画像性質
推定処理５０４で選択された量子化スケールＱ１又はＱ
２とを掛け合わせた値を用いて乗算し、上限周波数Ｆ１
又はＦ２を超える空間周波数に対応する係数は実質的に
ゼロとして逆量子化係数を得る。次にＤＳＰ４０２は、
逆ＤＣＴ処理５１１において、逆量子化処理５１０によ
って得られた逆量子化係数を２次元ＩＤＣＴ（Ｉｎｖｅ
ｒｓｅ ＤＣＴ）して逆ＤＣＴ係数を得る。次にＤＳＰ
４０２は、復号画像データ生成処理５１２において、上
記逆ＤＣＴ処理５１１によって得られる逆ＤＣＴ係数と
フレームメモリ（ＲＡＭ）４０３に格納されている復号
化画像データとを加算して次のフレーム（画面）の符号
化時の動き補償予測処理５０２の際に用いる新しい復号
化画像データを生成し、該復号化画像データをフレーム
メモリ（ＲＡＭ）４０３に格納する。
【００３９】以上説明したように第一の実施例によれ
ば、ＴＶ会議装置３０ａにおける画像ＣＯＤＥＣ３０１
は、相手端末３０ｄから要求符号量（符号量要求値）を
受信し、この要求符号量と画像符号データを符号量計測
処理５０８によって計測された符号量計測値との誤差に
応じて予め用意されたパラメータテーブル５２５から適
切な量子化スケールＱ１，Ｑ２と上限周波数Ｆ１，Ｆ２
との組を選択し、画像性質推定処理５０４において１個
あるいは複数個のマクロブロック（ＭＢ）からなる画面
上の領域毎に画像の内容をＤＣＴ係数５１６を基に上記
選択された量子化スケールＱ１，Ｑ２と上限周波数Ｆ
１，Ｆ２との組から量子化スケールと上限周波数とを設
定することにより、相手端末３０ｄの要求符号量に近い
符号量での画像符号化という条件の下で、急激な階調変
化を含む画像に対しては上限周波数を高くすることによ
って急激な階調変化を表現可能な画像符号データ５１８
を得、階調変化の少ない画像に対しては量子化を細かく
することによってブロック歪や偽輪郭の発生の少ない画
像符号データ５１８を得、ＣＰＵ３０４がこの画像符号
データ５１８を通信網３１４を介して相手端末３０ｄに
伝送可能となり、その結果画像符号化の国際標準規格に
基づいたテレビ会議装置を提供することができる。
【００４０】次に、ＫＢＤ３０６等の入力手段を用いて
ＲＡＭ４０３に格納して用意される図１１に示すパラメ
ータテーブル５２５の作成方法について図１２を参照し
て説明する。即ち、図１２は、図１１に示すパラメータ
テーブル５２５の作成するために、画像符号化装置（画
像ＣＯＤＥＣ）等を用いて実験によってパラメータを決
定する実験手順を示すフローチャートである。画像入力
処理１００１は、カメラ等の画像撮影手段やＶＴＲ等の
画像再生手段によって、アナログの動画像信号を画像符
号化装置に入力する処理である。画像データ蓄積処理１
００２は、該動画像信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの画
像データを得、該画像データをＲＡＭや磁気ディスクに
蓄積する処理である。符号化パラメータ設定処理１００
３は、量子化スケールと上限周波数の値を設定する処理
である。画像符号化処理１００４は、該量子化スケール
と該上限周波数を用いて動画像データを符号化し、画像
符号データを得る処理である。画像復号処理１００５
は、該画像符号データを復号して画像復号データを得る
処理である。符号化終了判定処理１００６は、全ての量
子化スケールと上限周波数の組合せを用いて、画像符号
化が行なわれたか否かを判定する処理である。画像評価
処理１００７は、画像符号データを符号量によって複数
のグループに分類し、それぞれのグループ毎に最良の画
質の画像復号データを主観評価等によって決定する処理
である。パラメータテーブル作成処理は１００８は、画
像評価処理１００７で、最良と評価された画像復号デー
タに対応する量子化スケールと上限周波数の組を全ての
グループについて集め、画像入力処理１００１で入力し
た動画像に対応したパラメータテーブル５２５を作成す
る処理である。以上説明してきた処理１００１から処理
１００８までの処理を、性質の異なる複数の動画像につ
いて行なうことにより、パラメータテーブル５２５を作
成することが出来る。
【００４１】次に、本発明をテレビ会議装置に適用した
場合の第二の実施例について説明する。第二の実施例の
テレビ会議装置は、画像ＣＯＤＥＣにおいて行なわれる
画像符号化処理のうち画像性質推定処理以外は、第一の
実施例において説明したテレビ会議装置の構成及び処理
と基本的には同一である。以下、第二の実施例における
画像符号化処理の処理手順について図１３を用いて説明
する。即ち、図１３は、第二の実施例における画像符号
化処理の処理手順を示すフローチャートである。次に、
ＤＳＰ４０２が行う画像性質推定処理６００について、
図１４及び図１５を用いて説明する。ＤＳＰ４０２が行
う画像性質推定処理６００は、マクロブロック（ＭＢ）
毎に行なうことが可能な処理である。図１４は画像性質
推定処理６００の処理手順を示すフローチャートであ
る。図１５（ａ）は画像の性質の推定に用いる１ブロッ
ク分の画像データの一例を、図１５（ｂ）は図１５
（ａ）の画像データについて求めた画素データとその右
隣の画素データとの差分の絶対値を示す図である。
【００４２】図１４において、Ｔｈ３は、差分ブロック
の画像データの、隣接する画素間の差分の絶対値和の閾
値、Ｑ１、Ｑ２（Ｑ１＞Ｑ２）は符号量判定処理５０９
で選択した量子化スケール、Ｆ１、Ｆ２（Ｆ１＞Ｆ２）
は符号量判定処理５０９で選択した空間周波数である。
まず、絶対値和計算処理６０１において、動き補償予測
処理５０２で生成された差分ブロック６１０に基づいて
その差分ブロックの画像データの隣接する画素間の差分
の絶対値和を計算する。ここで、図１５（ａ）は１ブロ
ック分の画像データの一例であり、図１５（ｂ）は図１
５（ａ）の画像データについて求めた画素データとその
右隣の画素データとの差分の絶対値である。ただし、ブ
ロック内で最も右にある画素データにはブロック内に右
隣の画素データが存在しないため、図１５（ａ）の右端
の８つの画素データについては計算をしていない。急激
な階調変化を含む画像の場合、絶対値和が大きくなる傾
向が存在する。
【００４３】次に、判定処理６０２において、絶対値和
を閾値Ｔｈ３と比較して該絶対値和を基に、急激な階調
変化を含む画像であるか（絶対値和＞Ｔｈ３がＹｅｓで
あるか）、階調変化の少ない画像であるか（絶対値和＞
Ｔｈ３がＮｏであるか）を判定し、急激な階調変化を含
む画像であれば（絶対値和＞Ｔｈ３がＹｅｓであれば）
処理６０３を、階調変化の少ない画像であれば（絶対値
和＞Ｔｈ３がＮｏであれば）処理６０４を実行する。パ
ラメータ選択処理６０３では、符号量判定処理５０９に
おいてパラメータテーブル５２５から選択された量子化
スケールＱ１，Ｑ２、上限周波数Ｆ１，Ｆ２からなる４
つのパラメータの組から量子化スケールとしてＱ１を選
択し、上限周波数としてＦ１を選択する。パラメータ選
択処理６０４では、符号量判定処理５０９においてパラ
メータテーブル５２５から選択された量子化スケールＱ
１，Ｑ２、上限周波数Ｆ１，Ｆ２からなる４つのパラメ
ータの組から量子化スケールとしてＱ２を選択し、上限
周波数としてＦ２を選択する。なお、上記閾値Ｔｈ３
も、前述した閾値Ｔｈ２と同様に、実験等により経験的
に求めた値を使用し、ＲＡＭ４０３に格納しておく。ま
た、この閾値Ｔｈ３は、前述した閾値Ｔｈ２と同様に、
一つでなく複数設けることも可能であり、その場合には
設定した閾値の数よりも１多い数の量子化スケールと空
間周波数とをそれぞれパラメータテーブル５２５として
用意すればよい。
【００４４】そして、ＤＳＰ４０２が行うＤＣＴ処理５
０３では、第一の実施例と同様に、動き補償予測処理５
０２で生成された差分ブロック５１５に対して２次元Ｄ
ＣＴ処理を行ない、画像性質推定処理６００で選択され
た上限周波数Ｆ１又はＦ２以下の空間周波数に対応する
ＤＣＴ係数を得る。続いてＤＳＰ４０２が行う量子化処
理１１０５では、ＤＣＴ係数のうち、画像性質推定処理
６００で選択した上限周波数Ｆ１又はＦ２以下の空間周
波数に対応するＤＣＴ係数を、量子化行列５１７の対応
する成分と画像性質推定処理６００で求めた量子化スケ
ールＱ１又はＱ２とを掛け合わせた値を用いて除算し、
上限周波数Ｆ１又はＦ２を超える空間周波数に対応する
ＤＣＴ係数は、実質的にゼロとして量子化係数を得る。
続いてＤＳＰ４０２が行う可変長符号化処理５０６で
は、量子化係数の内、画像性質推定処理６００で選択し
た上限周波数Ｆ１又はＦ２以下の空間周波数に対応する
量子化係数のみを可変長符号に変換する。続いてＤＳＰ
４０２が行う符号出力処理５０７では、可変長符号化処
理５０６によって得られた可変長符号と画像性質推定処
理６００で選択した量子化スケールＱ１又はＱ２及び動
き補償予測処理５０２において生成された動きベクトル
５１４に、復号時に使用する前記制御情報５２２等を付
加して画像符号データ５１８とし、該画像符号データを
ＲＡＭ４０３に格納する。
【００４５】符号量計測処理５０８では、画像符号デー
タの量を計測し、符号量計測値を得る。そして符号量判
定処理５０９の処理手順については、図１０に示すごと
く、前述した通りである。また逆量子化処理５１０、逆
ＤＣＴ処理５１１、復号画像データ生成処理５１２につ
いても、第一の実施例と同様に処理される。以上説明し
たように第二の実施例によれば、第一の実施例と同様
に、ＴＶ会議装置３０ａにおける画像ＣＯＤＥＣ３０１
は、相手端末３０ｄから要求符号量（符号量要求値）を
受信し、この要求符号量と画像符号データを符号量計測
処理５０８によって計測された符号量計測値との誤差に
応じて予め用意されたパラメータテーブル５２５から適
切な量子化スケールＱ１，Ｑ２と上限周波数Ｆ１，Ｆ２
との組を選択し、画像性質推定処理６００において１個
あるいは複数個のマクロブロックからなる画面上の領域
毎に画像の内容を差分画像データ６１０を基に上記選択
された量子化スケールＱ１，Ｑ２と上限周波数Ｆ１，Ｆ
２との組から量子化スケールと上限周波数とを設定する
ことにより、相手端末３０ｄの要求符号量に近い符号量
での画像符号化という条件の下で、急激な階調変化を含
む画像に対しては上限周波数を高くすることによって急
激な階調変化を表現可能な画像符号データ５１８を得、
階調変化の少ない画像に対しては量子化を細かくするこ
とによってブロック歪や偽輪郭の発生の少ない画像符号
データ５１８を得、ＣＰＵ３０４がこの画像符号データ
５１８を通信網３１４を介して相手端末３０ｄに伝送可
能となり、その結果画像符号化の国際標準規格に基づい
たテレビ会議装置を実現することができる。
【００４６】従って、第一の実施例、第二の実施例のい
ずれによっても、相手端末の要求符号量に近い符号量で
の画像符号化という条件の下で、急激な階調変化を表現
可能であると共にブロック歪や偽輪郭の発生が少なく、
かつ国際標準に合致した画像符号データを相手端末に送
信可能なテレビ会議装置を実現することができる。な
お、前記実施例は、テレビ会議装置及びそのシステムに
適用した場合について説明したが、テレビ電話装置及び
そのシステム、ビデオメール装置及びそのシステムに適
用することができることは明らかである。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、動画像符号化装置にお
いて、要求符号量に近い符号量での画像符号化という条
件の下で、急激な階調変化を含む動画像に対しては上限
周波数を高くすることによって急激な階調変化を表現可
能とすると共に、階調変化の少ない動画像に対しては量
子化を細かくすることによってブロック歪や偽輪郭の発
生を抑えることが可能となる画像符号データを国際標準
規格に基づいて得ることができる効果を奏する。
【００４８】また本発明によれば、動画像符号化装置に
おいて、相手端末の要求符号量に近い符号量での画像符
号化という条件の下で、急激な階調変化を含む動画像に
対しては上限周波数を高くすることによって急激な階調
変化を表現可能とすると共に、階調変化の少ない動画像
に対しては量子化を細かくすることによってブロック歪
や偽輪郭の発生が少なくすることが可能となる画像符号
データを国際標準に合致させて得ることができ、その結
果この画像符号データを相手端末に送信可能となり、優
れたテレビ会議システムを実現することができる効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】直交変換方式を示すブロック図である。
【図２】本発明に係わるテレビ会議装置の一実施例を示
す構成図である。
【図３】本発明に係わるテレビ会議装置が用いられる全
体のシステムを示す概略構成図である。
【図４】本発明に係わるテレビ会議装置内に設けられた
画像符号化装置（画像ＣＯＤＥＣ）の具体的構成を示す
図である。
【図５】本発明に係わる画像符号化装置において行う画
像符号化処理の第一の実施例を示すフローチャートであ
る。
【図６】ＳＩＦ（Source Input Format）の一画面から
マクロブロックを生成する状態を示す図である。
【図７】量子化行列の一例を示す図である。
【図８】本発明に係わる画像符号化装置において行う画
像符号化処理の第一の実施例における画像性質推定処理
の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す画像性質推定処理において画像の性
質を推定するときに参照するＤＣＴ係数の一例を示す図
である。
【図１０】本発明に係わる画像符号化装置において行う
画像符号化処理の第一及び第二の実施例における画像符
号量判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係わる画像符号化装置において行う
画像符号化処理の第一及び第二の実施例においてパラメ
ータを選択するときに参照するパラメータテーブルの一
例を示す図である。
【図１２】図１１に示すパラメータテーブルを作成する
ための実験手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係わる画像符号化装置において行う
画像符号化処理の第二の実施例を示すフローチャートで
ある。
【図１４】本発明に係わる画像符号化装置において行う
画像符号化処理の第二の実施例における画像性質推定処
理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）は図１４に示す画像性質推定処理にお
いて画像の性質の推定に用いる１ブロック分の画像デー
タの一例を示す図、（ｂ）は（ａ）の画像データについ
て求めた画素データとその右隣の画素データの差分の絶
対値を示す図である。
【符号の説明】
３０１…画像ＣＯＤＥＣ（画像符号化装置）、３０２…
表示制御部、３０３…音声ＣＯＤＥＣ（音声符号化装
置）、３０４…ＣＰＵ、３０５…通信制御部、３０６…
ＫＢＤ（キーボード）、３０７…マウス、３０８…記憶
装置、３０９…バス、３１０…カメラ、３１１…ＣＲ
Ｔ、３１２…スピーカ、３１３…マイクロホン、３１４
…通信網、４０１…画像入力Ｉ／Ｆ、４０２…ＤＳＰ、
４０３…ＲＡＭ、４０４…バスＩ／Ｆ、４０５…画像Ｃ
ＯＤＥＣバス、５００…画像データ、５０１…ブロック
分割処理、５０２…動き補償予測処理、５０３…ＤＣＴ
処理（直交変換処理）、５０４、６００…画像性質推定
処理、５０５…量子化処理、５０６…可変長符号化処
理、５０７…符号出力処理、５０８…符号量計測処理、
５０９…符号量判定処理、５１０…逆量子化処理、５１
１…逆ＤＣＴ処理（逆直交変換処理）、５１２…復号画
像データ生成処理、５１６…ＤＣＴ係数、５１７…量子
化行列、５１９…符号量計測値、５２０…要求符号量
（符号量要求値）、５２５…パラメータテーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 剛裕 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099株式会 社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 田中 和明 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地株 式会社日立製作所ソフトウェア開発本部 内 (56)参考文献 特開 平４−334270（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−44269（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力された画像データに対してマクロブロ
    ック毎に動きベクトルを生成し、マクロブロック毎に差
    分ブロックを生成して動き補償予測処理を行う動き補償
    予測処理部と、 該動き補償予測処理部でマクロブロック毎に生成された
    差分ブロックに直交変換を施して直交変換係数を得る直
    交変換処理部と、 出力される画像符号データを計測して画像符号量を得る
    符号量計測処理部と、 要求符号量を決定する要求符号量決定部と、 予め、画像の性質に応じた複数の量子化スケールと複数
    の空間周波数の上限値とからなるパラメータの組を画像
    符号量に応じて多数揃えたパラメータテーブルを備え、
    前記要求符号量決定部で決定された要求符号量と前記符
    号量計測処理部で得られる画像符号量との比較結果に応
    じて前記パラメータテーブルに揃えられた前記多数のパ
    ラメータの組から適切なパラメータの組を選択する符号
    量判定処理部と、 前記直交変換処理部から得られるマクロブロック毎の直
    交変換係数又は前記マクロブロック毎に生成された差分
    ブロックを基に画像の性質を推定し、該推定された画像
    の性質に応じて前記符号量判定処理部で選択された適切
    なパラメータの組の中から所望の量子化スケール及び所
    望の空間周波数の上限値を選定する画像性質推定処理部
    と、 該画像性質推定処理部で選定された所望の空間周波数の
    上限値以下又はこの上限値より小さい空間周波数に対応
    する前記直交変換処理部から得られる直交変換係数に対
    して前記画像性質推定処理部で選定された量子化スケー
    ルに基づいて量子化係数を得、更に前記画像性質推定処
    理部で選定された空間周波数の上限値を超える又はこの
    上限値以上の空間周波数に対応する前記直交変換処理部
    から得られる直交変換係数を実質的にゼロにして量子化
    係数を得る量子化処理部と、 該量子化処理部から前記空間周波数の上限値以下又はこ
    の上限値より小さいと きにおいて得られる量子化係数を
    可変長符号に変換する可変長符号化処理部と、 該可変長符号化処理部により変換された可変長符号と前
    記画像性質推定処理部で選定された量子化スケールとに
    復号時に必要な制御情報等を加えて前記画像符号データ
    を生成して出力する符号出力処理部とを備えた計算手段
    を有する ことを特徴とする動画像符号化装置。
  2. 【請求項２】画像データを入力する画像データ入力手段
    を設け 、 予め画像の性質に応じた複数の量子化スケールと複数の
    空間周波数の上限値とからなるパラメータの組を画像符
    号量に応じて多数揃えたパラメータテーブルを登録した
    記憶手段を設け 、 前記画像データ入力手段で入力された画像データに対し
    てマクロブロック毎に動きベクトルを生成し、マクロブ
    ロック毎に差分ブロックを生成して動き補償予測処理を
    行う動き補償予測処理部と、該動き補償予測処理部でマ
    クロブロック毎に生成された差分ブロックに直交変換を
    施して直交変換係数を得る直交変換処理部と、出力され
    る画像符号データを計測して画像符号量を得る符号量計
    測処理部と、要求符号量を決定する要求符号量決定部
    と、該要求符号量決定部で決定された要求符号量と前記
    符号量計測処理部から得られる画像符号量との比較結果
    に応じて前記パラメータテーブルに揃えられた前記多数
    のパラメータの組から適切なパラメータの組を選択する
    符号量判定処理部と、前記直交変換処理部から得られる
    マクロブロック毎の直交変換係数又は前記動き補償予測
    処理部でマクロブロック毎に生成された差分ブロックを
    基に画像の性質を推定し、該推定された画像の性質に応
    じて前記符号量判定処理部で選択された適切なパラメー
    タの組の中から所望の量子化スケール及び所望の空間周
    波数の上限値を選定する画像性質推定処理部と、該画像
    性質推定処理部で選定された所望の空間周波数の上限値
    以下又はこの上限値より小さい空間周波数に対応する前
    記直交変換処理部から得られる直交変換係数に対して前
    記画像性質推定処理部で選定された量子化スケールに基
    づいて量子化係数を得、更に前記画像性質推定処理部で
    選定された空間周波数の上限値を超える又はこの上限値
    以上の空間周波数に対応する前記直交変換処理部から得
    られる直交変換係数を実質的にゼロにして量子化係数を
    得る量子化処理部と 、該量子化処理部から前記空間周波
    数の上限値以下又はこの上限値より小さいときにおいて
    得られる量子化係数を可変長符号に変換する可変長符号
    化処理部と、該可変長符号化処理部により変換された可
    変長符号と前記画像性質推定処理部で選定された量子化
    スケールとに復号時に必要な制御情報等を加えて前記画
    像符号データを生成して出力する符号出力処理部とを備
    えた計算手段を設けた ことを特徴とする動画像符号化装
    置。
  3. 【請求項３】入力画像データをｎ画素×ｎ画素のブロッ
    クに分割して該ブロックを複数個集積してマクロブロッ
    クを生成するブロック分割処理部と、 該ブロック分割処理部で生成されたマクロブロックと復
    号画像データ生成処理部で生成された復号画像データと
    の間で演算を行なうことにより前記マクロブロック毎に
    動きベクトルを生成し、更に前記マクロブロック毎に差
    分ブロックを生成して動き補償予測を行う動き補償予測
    処理部と、 該動き補償予測処理部でマクロブロック毎に生成された
    差分ブロックに直交変換を施して直交変換係数を得る直
    交変換処理部と、 出力される画像符号データを計測して画像符号量を得る
    符号量計測処理部と、 要求符号量を決定する要求符号量決定部と、 該要求符号量決定部で決定された要求符号量と前記符号
    量計測処理部から得られる画像符号量との比較結果から
    所定の関数又は予め登録されたパラメータテーブルに基
    づいて適切な複数の量子化スケールの候補値と複数の空
    間周波数の上限値の候補値との組を選択する符号量判定
    処理部と 、前記直交変換処理部から得られるマクロブロック毎の直
    交変換係数又は前記動き補償予測処理部でマクロブロッ
    ク毎に生成された差分ブロックを基に画像の性質を推定
    し、該推定された画像の性質に応じて前記符号量判定処
    理部で選択された適切な複数の量子化スケールの候補値
    と複数の空間周波数の上限値の候補値との組の中から所
    望の量子化スケールと所望の空間周波数の上限値の各々
    を選定する画像性質推定処理部と、 該画像性質推定処理部で選定された所望の空間周波数の
    上限値以下又はこの上限値より小さいときにおける空間
    周波数に対応する直交変換係数を、前記画像性 質推定処
    理部で選定された量子化スケールを用いて量子化係数を
    得、前記画像性質推定処理部で選定された空間周波数の
    上限値を超えるとき又は該上限値以上における空間周波
    数に対応する直交変換係数を実質的にゼロにして量子化
    係数を得る量子化処理部と、 該量子化処理部から前記空間周波数の上限値以下又はこ
    の上限値より小さいときにおいて得られる量子化係数を
    可変長符号に変換する可変長符号化処理部と、 該可変長符号化処理部により変換された可変長符号と前
    記画像性質推定処理部で選定された量子化スケールとに
    復号時に必要な制御情報等を加えて前記画像符号データ
    を生成して出力する符号出力処理部とを備えた計算手段
    を有する ことを特徴とする動画像符号化装置。
  4. 【請求項４】前記計算手段の画像性質推定処理部におい
    て、推定される画像の性質として、急激な階調変化を含
    む画像と階調変化の少ない画像とであることを特徴とす
    る請求項１又は２又は３記載の動画像符号化装置。
  5. 【請求項５】前記計算手段の画像性質推定処理部におい
    て、指定された個数の前記直交変換係数の絶対値和を計
    算することによって得られる絶対値和が所定の第２の閾
    値より大きいか否かによって前記画像の性質を推定する
    か、又は前記差分ブロックの画像データの隣接する画素
    間の差分の絶対値和を計算することによって得られる絶
    対値和が所定の第３の閾値より大きいか否かによって前
    記画像の性質を推定することを特徴とする請求項１又は
    ２又は３記載の動画像符号化装置。
  6. 【請求項６】前記計算手段の符号量判定処理部におい
    て、前記要求符号量と前記画像符号量との間の関係が、
    少なくとも、画像符号量が要求符号量に近い場合と、画
    像符号量が要求符号量より少ない場合と、画像符号量が
    要求符号量より多い場合とに分けて適切なパラメータの
    組を選択するように構成したことを特徴とする請求項１
    又は２又は３記載の動画像符号化装置。
  7. 【請求項７】請求項１又は２又は３記載の動画像符号化
    装置を設け、更に、前記計算手段の 符号出力処理部で生
    成して出力された画像符号データを記憶する記憶手段
    と、該記憶手段に記憶された画像符号データを通信網を
    介して相手端末に伝送する伝送手段とを設けたことを特
    徴とする動画像伝送装置。
  8. 【請求項８】請求項１又は２又は３記載の動画像符号化
    装置を設け、更に 、 前記計算手段の符号出力処理部で生
    成して出力された画像符号データを記憶し、相手端末か
    ら伝送されてきた画像符号化データを記憶する記憶手段
    と、復号された画像データを表示する表示手段と、前記
    記憶手段に記憶された画像符号データを通信網を介して
    相手端末に伝送する伝送手段と、前記記憶手段に記憶さ
    れた相手端末から伝送されてきた画像符号データを復号
    化して前記表示手段に表示させる表示制御手段とを設け
    たことを特徴とするテレビ会議装置。
  9. 【請求項９】前記計算手段の画像性質推定処理部におい
    て、前記画像の性質として急激な階調変化を含む画像と
    推定した場合には、前記符号量判定処理部で選択された
    適切なパラメータの組から前記所望の量子化スケール及
    び前記所望の空間周波数の上限値として値の大きいもの
    を選定し、前記画像の性質として階調変化の少ない画像
    と推定した場合には、前記符号量判定処理部で選択され
    た適切なパラメータの組から前記所望の量子化スケール
    及び前記所望の空間周波数の上限値として値の小さいも
    のを選定するように構成したことを特徴とする請求項１
    又は２記載の動画像符号化装置。
  10. 【請求項１０】前記計算手段の画像性質推定処理部にお
    いて、前記画像の性質として急激な階調変化を含む画像
    と推定した場合には、前記所望の量子化スケールとして
    前記符号量判定処理部で選択された複数の量子化スケー
    ルの候補値の内から値の大きいものを選定し、更に前記
    所望の空間周波数の上限値として前記符号量判定処理部
    で選択された複数の空間周波数の上限値の候補値の内か
    ら値の大きいものを選定し、前記画像の性質として階調
    変化の少ない画像と推定した場合には、前記所望の量子
    化スケールとして前記符号量判定処理部で選択された複
    数の量子化スケールの候補値の内から値の小さいものを
    選定し、更に前記所望の空間周波数の上限 値として前記
    符号量判定処理部で選択された複数の空間周波数の上限
    値の候補値の内から値の小さいものを選定するように構
    成したことを特徴とする請求項３記載の動画像符号化装
    置。
  11. 【請求項１１】前記計算手段の符号量判定処理部におい
    て、前記所定の関数又は予め登録されたパラメータテー
    ブルを、階調変化の度合いの異なる複数の動画像に基づ
    いて得るように構成したことを特徴とする請求項３記載
    の動画像符号化装置。
  12. 【請求項１２】前記計算手段の要求符号量決定部におい
    て、前記要求符号量を、ネットワークの負荷あるいは自
    己端末の処理能力及び処理負荷を自律検知し、その検知
    結果に基づいて決定するように構成したことを特徴とす
    る請求項１又は２又は３記載の動画像符号化装置。
  13. 【請求項１３】前記計算手段の要求符号量決定部におい
    て、前記要求符号量を、画像通信を行なう相手端末の処
    理能力や符号量要求値に基づいて決定するように構成し
    たことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の動画像
    符号化装置。
  14. 【請求項１４】前記計算手段の要求符号量決定部におい
    て、前記要求符号量を、使用するユーザの操作に基づい
    て決定するように構成したことを特徴とする請求項１又
    は２又は３記載の動画像符号化装置。
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