JPH08237666A

JPH08237666A - フレーム間帯域圧縮信号処理装置

Info

Publication number: JPH08237666A
Application number: JP3569495A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Niimura; 一治新村; Minoru Outa; 実巨田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、両方向予測を用いても一定期間内
で一画面全体にフレーム内符号化処理を施すことができ
るフレーム間帯域圧縮信号処理装置を提供することを目
的としている。【構成】映像信号に対して、フレーム内符号化処理信号
とフレーム間符号化処理信号とを作成する信号処理方式
を、入力信号の動き評価に応じて適応的に繰り返す帯域
圧縮手段を備えたフレーム間帯域圧縮信号処理装置にお
いて、予測画像を過去のフレームから構成するＰピクチ
ャと、予測画像を未来のフレームから最適な予測手段を
用いて構成するＢピクチャとを用いる帯域圧縮処理手段
を備え、一連の画像をＰピクチャとＢピクチャとで構成
し、かつＰピクチャ内の一部の領域に強制的にフレーム
内符号化処理を施すリフレッシュを行ない、一定期間内
におけるＰピクチャで一画面の全領域にリフレッシュを
施すように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、映像信号にフレーム
間帯域圧縮処理を施しデジタル信号に変換した帯域圧縮
信号を切り替えるフレーム間帯域圧縮信号処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、映像信号をデジタル伝送
するにあたっては、可変長符号化方式を利用した伝送方
法や、フレーム内符号化処理とフレーム間符号化処理と
を組み合わせて帯域圧縮を行ない伝送する方法等が検討
されている。このうち、フレーム内符号化処理とフレー
ム間符号化処理とを組み合わせて帯域圧縮を行ない伝送
する技術は、例えば文献 IEEE Trans.on Broadcasting
Vol.36 No.4 DEC 1990に記載された Woo Paik:“Digita
l compatible HD-TV Broadcast system ”に示されてい
るように帯域圧縮技術であり、以下にその特徴的な部分
を説明する。

【０００３】図１７において、入力端子１１に入力され
た映像信号は、減算回路１２と動き評価回路１３とにそ
れぞれ供給される。この減算回路１２では、後述する減
算処理が行なわれ、その出力はＤＣＴ（離散コサイン変
換）回路１４に入力される。ＤＣＴ回路１４は、水平方
向８画素、垂直方向８画素を単位ブロック（８×８画素
＝６４画素）として取り込み、画素配列を時間軸領域か
ら周波数領域へ変換した係数を出力する。

【０００４】そして、各係数は、量子化回路１５で量子
化される。この場合、量子化回路１５は、３２種類の量
子化テーブルを持っており、選択された量子化テーブル
に基づいて個々の係数が量子化される。なお、量子化回
路１５において、量子化テーブルを備えているのは、情
報の発生量と送出量とが一定の範囲以内に収まるように
するためである。

【０００５】そして、量子化回路１５から出力された係
数データは、単位ブロック毎に低域より高域へジグザグ
・スキャンされて取り出された後、可変長符号化回路１
６に入力されて、零係数の続く数（ラン・レングス）と
非零係数とを１組にして可変長符号化される。なお、可
変長符号化回路１６は、例えばハフマン符号等のよう
に、発生頻度により符号長の異なる符号器である。

【０００６】そして、可変長符号化されたデータは、Ｆ
ＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）回路
１７に入力されて規定の速度で読み出された後、出力端
子１８を介して図示しない次段のマルチプレクサ［制御
信号、音声データ、同期データ（ＳＹＮＣ）、後述する
ＮＭＰ等を多重する］に供給され、伝送路へ送出され
る。ＦＩＦＯ回路１７は、可変長符号化回路１６の出力
が可変レートであり、伝送路のレートが固定レートであ
るため、この発生符号量と送出符号量との違いを吸収す
るバッファの役目をしている。

【０００７】また、量子化回路１５の出力は、逆量子化
回路１９に入力されて逆量子化される。さらに、この逆
量子化回路１９の出力は、逆ＤＣＴ回路２０に入力され
て元の信号に戻される。この信号は、加算回路２１を介
してフレーム遅延回路２２に入力される。フレーム遅延
回路２２の出力は、動き補償回路２３と前記動き評価回
路１３とにそれぞれ供給されている。

【０００８】動き評価回路１３は、入力端子１１からの
入力信号とフレーム遅延回路２２の出力信号とを比較
し、画像の全体的な動きを検出して、動き補償回路２３
から出力される信号の位相位置を制御する。静止画の場
合は、原画像と１フレーム前の画像とが一致するように
補償される。動き補償回路２３の出力は、スイッチ２４
を介して減算回路１２に供給されるとともに、スイッチ
２５を介して加算回路２１からフレーム遅延回路２２に
帰還することもできる。

【０００９】次に、上述したシステムの基本的な動作を
説明する。このシステムの基本動作としては、フレーム
内符号化処理とフレーム間符号化処理とがある。フレー
ム内符号化処理は、以下のように行なわれる。この処理
が行なわれるときは、スイッチ２４，２５はともにオフ
である。入力端子１１の映像信号は、ＤＣＴ回路１４で
時間軸領域から周波数領域に変換され、量子化回路１５
において量子化される。この量子化された信号は、可変
長符号化処理を受けた後、ＦＩＦＯ回路１７を介して伝
送路へ出力される。

【００１０】また、量子化された信号は、逆量子化回路
１９及び逆ＤＣＴ回路２０で元の信号に戻され、フレー
ム遅延回路２２で遅延される。したがって、フレーム内
符号化処理のときは、入力映像信号の情報がそのまま可
変長符号化されているのと等価である。このフレーム内
符号化処理は、入力映像信号のシーン・チェンジ時や所
定のブロック単位で適宜な周期で行なわれる。この周期
的フレーム内符号化処理に関しては、後述する。

【００１１】次に、フレーム間符号化処理について説明
する。フレーム間符号化処理が実行されるときは、スイ
ッチ２４，２５が共にオンされる。このため、入力映像
信号と、その１フレーム前の映像信号との差分に相当す
る信号が減算回路１２から得られる。そして、この差分
信号が、ＤＣＴ回路１４に入力され時間軸領域から周波
数領域に変換された後、量子化回路１５で量子化される
ことになる。また、フレーム遅延回路２２には、差分信
号と映像信号とが加算回路２１で加算されて入力される
から、差分信号を作成する元となった入力映像信号を予
測した予測映像信号が作成されて入力されることにな
る。

【００１２】図１８には、高品位テレビジョン信号のビ
デオ信号が、上記のようにフレーム内符号化処理とフレ
ーム間符号化処理とを施され、伝送路上に送出された状
態のライン信号を示している。この信号は、伝送路の信
号であり、コントロール信号、音声信号、同期信号（Ｓ
ＹＮＣ）、システム制御信号、ＮＭＮＰ等が多重された
状態で示している。図１８（ａ）は、第１ラインの信号
を示し、同図（ｂ）は、第２ライン以降の信号を示して
いる。

【００１３】この映像信号がフレーム内符号化処理され
ているものであれば、逆変換することにより正常な映像
信号が得られる。しかし、フレーム間符号化処理を施さ
れている映像信号の場合は、この信号を逆変換しても差
分信号が再現されるだけである。このため、この差分信
号に、１フレーム前に再現している映像信号（または予
測映像信号）を加算することによって、正常な映像信号
が再現できることになる。

【００１４】上記のシステムによると、フレーム内符号
化処理された信号は、全情報を可変長符号化しており、
次のフレーム以降でフレーム間符号化処理された信号
は、差分情報を伝送することになり、帯域圧縮を実現し
ていることになる。

【００１５】次に、上記の帯域圧縮システムで処理する
画素の集合の定義を説明する。すなわち、ブロック：水平方向８画素、垂直方向８画素から構成さ
れる６４画素の領域のことである。

【００１６】スーパーブロック：輝度信号の水平方向４
ブロック、垂直方向４ブロックからなる領域のことであ
る。この領域に、色信号Ｕ，Ｖとしての１ブロックづつ
が含まれる。また、動き評価回路１３から得られる画像
動きベクトルは、スーパーブロック単位で含まれる。

【００１７】マクロブロック：水平方向の１１のスーパ
ーブロックのことである。また、符号が伝送される際に
は、ブロックのＤＣＴ係数は、零係数の連続数と、非零
係数の振幅により決められた符号とに変換され、それら
が組になって伝送され、ブロックの最後にはＥＯＢ（エ
ンド・オブ・ブロック）信号が付加されている。そし
て、スーパーブロック単位で行なわれた動き補正の動き
ベクトルは、マクロブロック単位で付加されて伝送され
る。

【００１８】図１８に示した伝送信号について、以後、
特に関連ある事項について、さらに説明を加える。第１
ラインの同期（ＳＹＮＣ）信号は、デコーダにおいてフ
レームの同期信号を示しており、１フレームにつき１つ
の同期信号を用いてデコーダの全てのタイミング信号が
作りだされる。第１ラインのＮＭＰ信号は、この信号の
終りから次のフレームのマクロブロックの始めまでのビ
デオデータ数を示している。

【００１９】これは、フレーム内符号化処理とフレーム
間符号化処理とを適応的に切り替えて符号を構成してい
るために、１フレームの符号量がフレーム毎に異なるこ
とになり、符号の位置が異なってくるためである。そこ
で、１フレームに相当する符号の位置をＮＭＰ信号で示
している。

【００２０】また、使用者がチャンネルを変えた場合の
対策として、前記周期的フレーム内符号化処理が行なわ
れる。すなわち、この帯域圧縮システムでは、前述した
ように、水平方向の１１のスーパーブロックをマクロブ
ロックと称しており、１画面の水平方向には、４４スー
パーブロックが存在している。つまり、１フレームに
は、水平方向に４マクロブロック、垂直方向に６０マク
ロブロックの合計２４０マクロブロックが存在すること
になる。

【００２１】そして、この帯域圧縮システムでは、図１
９（ａ）〜（ｈ）及び図２０（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、４つのマクロブロック単位でそれぞれスーパーブロ
ックの縦の一列毎にリフレッシュが行なわれ、１１フレ
ーム周期で全てのスーパーブロックがリフレッシュされ
る。すなわち、リフレッシュされたスーパーブロック
を、図２０（ｄ）に示すように、１１フレーム分蓄積す
ることにより全ての領域においてフレーム内符号化処理
が行なわれることになる。

【００２２】このため、例えばＶＴＲ（ビデオ・テープ
レコーダ）等の通常再生時には、上記したフレーム内符
号化処理が１１フレーム周期で行なわれるため、問題な
く再生画像を見ることができる。なお、上記マクロブロ
ックの先頭には、ヘッドデータが挿入されている。この
ヘッドデータには、各スーパーブロックの動きベクト
ル、フィールド／フレーム判定、ＰＣＭ／ＤＰＣＭ判定
及び量子化レベル等がまとめて挿入されている。

【００２３】ところで、上記した従来の帯域圧縮システ
ムは、テレビジョン信号の帯域圧縮のためのエンコーダ
として用いられ、受信側ではそのデコーダが用いられ
る。ここで、近時では、フレーム間符号化処理として、
１フレーム前（過去）との差分ではなく、過去のフレー
ム及び未来のフレームから最適な予測手段を用いて差分
信号を得る、いわゆる両方向予測を用いることが考えら
れている。

【００２４】この場合、上記リフレッシュを用いても予
測として過去及び未来のどちらのフレームから予測が行
なわれるかは、その画像によって異なるため、一定期間
内で一画面全領域にフレーム内符号化処理が施されなく
なるという問題が生じる。また、両方向予測を用いた帯
域圧縮を行なう場合、両方向予測のための画像の順序を
入れ替える処理を行なうため、デコード処理を行なう際
に、画像の順序を元に戻す必要があるため、画像の表示
が遅くなるという不都合も生じている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
帯域圧縮システムで両方向予測を用いると、一定の期間
内で一画面全領域にフレーム内符号化処理が施されなく
なるとともに、デコード処理を行なう際に画像の順序を
元に戻すため画像表示が遅くなるという問題が発生す
る。

【００２６】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、両方向予測を用いても一定期間内で一画
面全体にフレーム内符号化処理を施すことができる極め
て良好なフレーム間帯域圧縮信号処理装置を提供するこ
とを目的とする。また、この発明は、両方向予測を用い
てもデコーダの入力信号が切り替えられたときに画像を
速やかに表示することができる極めて良好なフレーム間
帯域圧縮信号処理装置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るフレーム
間帯域圧縮信号処理装置は、映像信号に対して、フレー
ム内の情報を用いてフレーム内符号化処理を施したフレ
ーム内処理信号と、フレーム間の差分情報を用いてフレ
ーム間符号化処理を施したフレーム間処理信号とを作成
し、この信号処理方式を入力信号の動き評価に応じて適
応的に繰り返す帯域圧縮手段を備えたものを対象として
いる。

【００２８】そして、予測画像を過去のフレームから構
成するＰピクチャと、予測画像を未来のフレームから最
適な予測手段を用いて構成するＢピクチャとを用いる帯
域圧縮処理手段を備え、一連の画像をＰピクチャとＢピ
クチャとで構成し、かつＰピクチャ内の一部の領域に強
制的にフレーム内符号化処理を施すリフレッシュを行な
い、一定期間内におけるＰピクチャで一画面の全領域に
リフレッシュを施すように構成したものである。

【００２９】また、この発明に係るフレーム間帯域圧縮
信号処理装置は、映像信号に対して、フレーム内の情報
を用いてフレーム内符号化処理を施したフレーム内処理
信号と、フレーム間の差分情報を用いてフレーム間符号
化処理を施したフレーム間処理信号とを作成し、この信
号処理方式を入力信号の動き評価に応じて適応的に繰り
返す帯域圧縮手段を備えたものを対象としている。

【００３０】そして、予測画像を過去のフレームから構
成するＰピクチャと、予測画像を過去及び未来のフレー
ムから最適な予測手段を用いて構成するＢピクチャと、
フレームの全領域にフレーム内符号化処理を施したＩピ
クチャとを用いる帯域圧縮処理手段を備え、エンコーダ
から出力する伝送時には、Ｉピクチャ，Ｐピクチャ及び
Ｂピクチャの伝送順を入力画像順とは異なる順序に並べ
変えて伝送し、デコーダにて再度並べ変えを行なうもの
で、デコーダへの入力信号切り替え時に、デコーダに入
力されるフレーム内符号化処理した領域の信号が伝送さ
れた時点で、フレーム内符号化処理した信号を先行して
デコーダの出力として表示するように構成したものであ
る。

【００３１】

【作用】上記のような構成によれば、まず、一連の画像
をＰピクチャとＢピクチャとで構成し、Ｐピクチャ内の
一部の領域に強制的にフレーム内符号化処理を施すリフ
レッシュを行ない、一定期間内におけるＰピクチャで一
画面の全領域にリフレッシュを施すようにしたので、両
方向予測を用いても一定期間内で一画面全体にフレーム
内符号化処理を施すことができるようになる。また、デ
コーダへの入力信号切り替え時に、デコーダに入力され
るフレーム内符号化処理した領域の信号が伝送された時
点で、フレーム内符号化処理した信号を先行してデコー
ダの出力として表示するようにしたので、両方向予測を
用いてもデコーダの入力信号が切り替えられたときに画
像を速やかに表示することができるようになる。

【００３２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して詳細に説明する。なお、新規なブロックは、ブロ
ック図において２重枠で示すものとする。

【００３３】１．基本構成図１は、この発明における基本構成を示している。映像
入力端子２６，２７，２８には、高品位ＴＶ（テレビジ
ョン）などの輝度信号Ｙ，色信号Ｕ，Ｖを入力する。こ
れらの信号には、必要な前処理を施した後に、ブロック
化回路２９で２章で後述する画素構成のブロックを構成
し、入力端子３０または１１に入力している。

【００３４】１．１前方向予測の場合まず、入力端子１１に入力された映像信号は、減算回路
１２と動き評価回路１３とにそれぞれ供給される。この
減算回路１２では、後述する減算処理が行なわれ、その
出力は、ＤＣＴ（離散コサイン変換）回路１４に入力さ
れる。ＤＣＴ回路１４は、水平方向８画素、垂直方向８
画素を単位ブロック（８×８画素＝６４画素）として取
り込み、画素配列を時間軸領域から周波数領域へ変換し
た係数を出力する。

【００３５】そして、各係数は、量子化回路１５で量子
化される。この場合、量子化回路１５は、３２種類の量
子化テーブルを持っており、選択された量子化テーブル
に基づいて個々の係数が量子化される。なお、量子化回
路１５において、量子化テーブルを備えているのは、情
報の発生量と送出量とが一定の範囲以内に収まるように
するためである。

【００３６】そして、量子化回路１５から出力された係
数データは、単位ブロック毎に低域より高域へジグザグ
・スキャンされて取り出された後、可変長符号化回路１
６に入力されて、零係数の続く数（ラン・レングス）と
非零係数とを１組にして可変長符号化される。なお、可
変長符号化回路１６は、例えばハフマン符号等のよう
に、発生頻度により符号長の異なる符号器である。

【００３７】そして、可変長符号化されたデータは、Ｆ
ＩＦＯ回路１７に入力されて規定の速度で読み出された
後、出力端子１８を介して次段のマルチプレクサ［制御
信号、音声データ、同期データ（ＳＹＮＣ）、オーバー
ヘッドデータ発生回路３１の出力信号、後述するＮＭＰ
等を多重する］３２に供給され、伝送路へ送出される。
ＦＩＦＯ回路１７は、可変長符号化回路１６の出力が可
変レートであり、伝送路のレートが固定レートであるた
め、この発生符号量と送出符号量との違いを吸収するバ
ッファの役目をしている。

【００３８】また、量子化回路１５の出力は、逆量子化
回路１９に入力されて逆量子化される。さらに、この逆
量子化回路１９の出力は、逆ＤＣＴ回路２０に入力され
て元の信号に戻される。この信号は、加算回路２１を介
してフレーム遅延回路２２に入力される。フレーム遅延
回路２２の出力は、動き補償回路２３と前記動き評価回
路１３とにそれぞれ供給されている。

【００３９】動き評価回路１３は、入力端子１１からの
入力信号とフレーム遅延回路２２の出力信号とを比較
し、画像の動きを検出して、動き補償回路２３から出力
される信号の位相位置を制御する。静止画の場合は、原
画像と１フレーム前の画像とが一致するように補償され
る。動き補償回路２３の出力は、スイッチ２４を介して
減算回路１２に供給されるとともに、スイッチ２５を介
して加算回路２１からフレーム遅延回路２２に帰還する
こともできる。

【００４０】なお、図１は、両方向予測も実現できる構
成になっているため、他のブロックも入っているが、前
方向予測の場合は、動き補償回路２３の出力がスイッチ
２４，２５に入力される構成となる。

【００４１】１．２両方向予測の場合ＭＰＥＧ（Moving Picture Image Coding Experts Grou
p ）などでは、両方向予測が用いられる。両方向予測を
用いる場合は、まず、ブロック化回路２９の出力は、入
力端子３０を介してフレーム順並べ変え回路３３に入力
され、入力端子１１から減算回路１２に入力される。減
算回路１２，ＤＣＴ回路１４，量子化回路１５，逆量子
化回路１９，逆ＤＣＴ回路２０及び加算回路２１の動作
は、１．１節前方向予測の場合の説明と同一である。

【００４２】両方向予測の場合は、加算回路２１の出力
は、前述したフレーム遅延回路２２に相当するフレーム
メモリ３４，３５に入力される。フレームメモリ３４，
３５には、両方向の予測を行なうために必要なフレーム
の信号を記憶する。すなわち、入力端子１１の入力画像
に対して、前方向のフレームの画像と後方向のフレーム
の画像とを記憶する。フレームメモリ３４の出力は、
１．１節と同様に動き補償回路２３に入力されるととも
に、動き評価回路１３に入力される。フレームメモリ３
５の出力は、動き補償回路３６に入力されるとともに、
動き評価回路１３に入力される。

【００４３】動き評価回路１３では、入力端子１１の入
力画像に対する前方向のフレームからの動きベクトル
（画像の動き量）と、後方向のフレームからの動きベク
トルを求め、出力端子３７，３８を介して動き補償回路
２３，３６にそれぞれ入力している。

【００４４】動き補償回路２３，３６の出力信号は、そ
れぞれ乗算回路３９，４０に供給されて、所定係数α，
β（一般にα＝β＝１／２）が乗算される。また、乗算
回路３９，４０の出力信号は、加算回路４１で加算され
て選択回路４２に入力される。選択回路４２は、前方向
及び後方向の動き補償信号及びそれらの補間信号のう
ち、最適な信号を選択し予測信号としてスイッチ２４，
２５に入力する。

【００４５】次に、上記したシステムの基本的な動作を
説明する。

【００４６】２．画素構成入力端子１１に入力する信号は、１画面内の有効成分を
複数個集めて、ブロック、スーパーブロック、マクロブ
ロックを構成している。なお、この構成は、DigiCipher
の例を基本にしているが、MPEGやDSC-HDTV：Zenith＋AT
T の方式などで用いているブロック構成を用いてもよい
ことはいうまでもない。

【００４７】図２を用いて、ブロック構成の定義を説明
する。

【００４８】ブロック：水平方向８画素、垂直方向８画
素から構成される６４画素の領域のことである［図２
（ｄ）参照］。

【００４９】スーパーブロック：輝度信号の水平方向４
ブロック、垂直方向２ブロックからなる領域のことであ
る。この領域に、色信号Ｕ，Ｖとしての１ブロックづつ
が含まれる。また、動き評価回路１３から得られる画像
動きベクトルは、スーパーブロック単位で設定できる
［図２（ｃ）参照］。

【００５０】マクロブロック：水平方向の１１のスーパ
ーブロックのことである。また、符号が伝送される際に
は、ブロックのＤＣＴ係数は、零係数の連続数と、非零
係数の振幅により決められた符号とに変換され、それら
が組になって伝送され、ブロックの最後にはエンド・オ
ブ・ブロック信号が付加されている。そして、スーパー
ブロック単位で行なわれた動き補正の動きベクトルは、
マクロブロック単位でオーバーヘッドデータとして付加
されて伝送される［図２（ｂ）参照］。

【００５１】すなわち、この帯域圧縮システムでは、前
述したように、水平方向１１のスーパーブロックをマク
ロブロックと称しており、１画面の水平方向には、４４
スーパーブロックが存在している。つまり、１フレーム
には、水平方向に４マクロブロック、垂直方向に６０マ
クロブロックの合計２４０マクロブロックが存在するこ
とになる。

【００５２】１画面：１０５０本の走査線からなり、イ
ンターレースになっている。有効画素は、水平方向１４
０８画素、垂直方向９６０画素からなっている。１画面
の映像信号を４つのプロセッサで処理している［図２
（ａ）参照］。

【００５３】図３に、１画面と、スーパーブロックアド
レス（以下Ｓ．Ｂ．Ａ．＝Super Block Address と略
す）との関係を示している。水平方向に４４スーパーブ
ロック、垂直方向に６０スーパーブロックが存在する。
そこで、１画面内には、２６４０個のスーパーブロック
が存在する。このそれぞれのスーパーブロックにアドレ
スＳ．Ｂ．Ａ．を割り当てる。水平方向のスーパーブロ
ックアドレスをｘ、垂直方向のそれをｙとすると、Ｓ．
Ｂ．Ａ．＝６０・ｘ＋ｙの関係がある。

【００５４】３．フレーム内／フレーム間符号化このシステムの基本動作として、第１に、フレーム内符
号化処理とフレーム間符号化処理とがある。フレーム内
符号化処理は、以下のように行なわれる。この処理が行
なわれるときは、スイッチ２４，２５は共にオフであ
る。入力端子１１の映像信号は、ＤＣＴ回路１４で時間
軸領域から周波数領域に変換され、量子化回路１５にお
いて量子化される。この量子化された信号は、可変長符
号化処理を受けた後、ＦＩＦＯ回路１７を介して伝送路
へ出力される。

【００５５】また、量子化された信号は、逆量子化回路
１９及び逆ＤＣＴ回路２０で元の信号に戻され、フレー
ムメモリ３４で遅延される。したがって、フレーム内符
号化処理のときは、入力映像信号の情報がそのまま可変
長符号化されているのと等価である。このフレーム内符
号化処理は、入力映像信号のシーン・チェンジ及び所定
のブロック単位で適宜な周期で行なわれる。この周期的
フレーム内符号化処理に関しては、後述する。

【００５６】次に、フレーム間符号化処理について説明
する。フレーム間符号化処理が実行されるときは、スイ
ッチ２４，２５が共にオンされる。このため、入力映像
信号と、その１フレーム前の映像信号との差分に相当す
る信号が減算回路１２から得られる。この差分信号が、
ＤＣＴ回路１４に入力され、時間軸領域から周波数領域
に変換され、次に量子化回路１５で量子化されることに
なる。

【００５７】また、フレームメモリ３４には、差分信号
と映像信号とが加算回路２１で加算されて入力されるか
ら、差分信号を作成する元となった入力映像信号を予測
した予測映像信号が作成されて入力されることになる。
一般的に、フレーム内符号化処理した画像の発生符号量
は、フレーム間符号化処理した画像の発生符号量よりも
多くなっている。

【００５８】４．フレーム内／フレーム間切り替え処理４．１画像適応フレーム内符号化処理このフレーム内符号化処理とフレーム間符号化処理との
切り替えは、フレーム内／間決定回路４３により制御す
る。この制御手法は、２種類ある。まず、第１の手法
は、入力映像信号に内容に応じ、フレーム間の相関があ
る場合は、フレーム間符号化処理を施し、フレーム間の
相関のない信号に対しては、フレーム内符号化処理を施
す手法である。シーン・チェンジなどが発生した場合
は、フレーム内符号化処理が施される。フレーム内／間
決定回路４３では、入力端子１１からの現フレームの信
号と動き補償回路２３の出力の予測信号との予測誤差エ
ネルギーと、現信号のエネルギーとを比較する。

【００５９】図４において、入力端子１１，４４，４５
及び出力端子４６，４７は、図１に示した入力端子１
１，４４，４５及び出力端子４６，４７と同一である。
入力端子１１には、現信号を入力する。この現信号をエ
ネルギー比較回路４８に入力するとともに、減算回路４
９に入力する。入力端子４５には、上記選択回路４２の
出力である予測信号を入力し、減算回路４９で現信号と
予測信号との差である予測誤差を求める。エネルギー比
較回路４８は、現信号のエネルギーを現信号エネルギー
算出回路４８ａで求め、予測誤差のエネルギーを予測誤
差エネルギー算出回路４８ｂで求め、両エネルギーを比
較する。現信号及び予測誤差のエネルギーの算出式の例
は、次の通りである。

【００６０】

【数１】

【００６１】図５は、エネルギー比較回路４８における
フレーム内／間判別方法の例を示している。同図におい
て、横軸は現信号のエネルギーを示し、縦軸は予測誤差
のエネルギーを示している。また、原点０から斜めに引
いた実線は、予測誤差のエネルギーと現信号のエネルギ
ーとが等しい場合を示している。この実線より下の領域
は、予測誤差のエネルギーの方が小さいため、フレーム
間符号化処理を施す。また、実線より上の領域は、現信
号のエネルギーの方が小さいため、フレーム内符号化処
理を施す。このようにして、エネルギー比較回路４８
は、入力信号に適応したフレーム内／間判別信号を出力
し、加算回路５０を介して出力端子４６から取り出され
る。

【００６２】４．２強制的フレーム内符号化処理（リ
フレッシュ）第２の手法は、映像信号の相関とはかかわりなく強制的
にフレーム内符号化処理を行なう手法である。この場
合、周期的に画面の所定領域にフレーム内符号化処理を
施す。この強制的フレーム内符号化処理を行なう目的
は、２つある。使用者がチャンネルを変更した場合に、
一定期間以内に画像を認識できるようにするために必要
である。ＶＴＲやディスクなどの記録メディアにおい
て、特殊再生が実現できるようにするためである。

【００６３】この強制的にフレーム内符号化処理を施す
ことをリフレッシュと称する。また、所定の領域がリフ
レッシュされるのに必要な時間をリフレッシュタイムと
称する。このリフレッシュタイミングを発生する周期的
リフレッシュタイミング発生回路５１は、図４に示すよ
うに、入力端子４４より同期信号（ＳＹＮＣ）を入力
し、この同期信号と同期して所定の周期でフレーム内選
択信号発生させる。この信号と、エネルギー比較回路４
８のフレーム内／間判別信号とを加算回路５０で加算す
ることで、フレーム内／間切替信号が生成され、出力端
子４６から取り出される。

【００６４】５．リフレッシュ次の各方式のリフレッシュに関して詳しく説明する。

【００６５】５．１一部領域リフレッシュ DigiCipherでは、前述したように、水平方向の１１のス
ーパーブロックをマクロブロックと称しており、１画面
の水平方向には、４４スーパーブロックが存在してい
る。つまり、１フレームには、水平方向に４マクロブロ
ック、垂直方向に６０マクロブロックの合計２４０マク
ロブロックが存在することになる。そして、この帯域圧
縮システムでは、図６（ａ）〜（ｈ）及び図７（ａ）〜
（ｃ）に示すように、４つのマクロブロック単位でそれ
ぞれスーパーブロックの縦の一列毎にリフレッシュが行
なわれ、１１フレーム周期で全てのスーパーブロックが
リフレッシュされる。

【００６６】すなわち、リフレッシュされたスーパーブ
ロックを、図７（ｄ）に示すように、１１フレーム分蓄
積することにより全ての領域においてフレーム内符号化
処理が行なわれることになる。このリフレッシュのメリ
ットは、各フレーム当たりに均等にリフレッシュが行な
われるため、レートバッファの容量が小さくてよいとい
う利点がある。

【００６７】この一部領域のリフレッシュを図３に示し
たスーパーブロックアドレスを用いて表わすと図８のよ
うになる。同図において、縦軸はスーパーブロックアド
レスを示し、横軸はフレーム番号を示し、四角内にｒを
記入した部分がフレーム内符号化処理を施した部分を示
している。同図では、リフレッシュブロックのみを示し
た。同図においては、フレーム番号Ｆ₀〜Ｆ₁₀の１１フ
レームで一画面の全てのスーパーブロックでリフレッシ
ュが施される。ここでは、DigiCipherで用いられた例に
関して説明すると、４つのプロセッサで同一の処理をし
ているため、図８の１つのプロセッサ当たりのリフレッ
シュ動作を用いて、DigiCipherのリフレッシュに関し
て、図９を用いて説明する。

【００６８】すなわち、Ｓ．Ｂ．アドレス＝０〜６５９
の部分に関して説明する。図９（ａ）においては、リフ
レッシュ及び画像適応フレーム内符号化処理した部分を
四角で示している。ここで、四角内に示したｒはリフレ
ッシュを施した領域、ｓはシーン・チェンジが発生した
フレーム、ｉは画像の内容に応じてフレーム内符号化処
理が施された領域を示している。例えば、Ｆ₀ではシー
ン・チェンジが発生したことを想定して、Ｓ．Ｂ．アド
レス０〜６５９の全ての領域にフレーム内符号化処理が
施されている。また、Ｆ₁₄ではＳ．Ｂ．アドレス０〜５
９の領域でフレーム内符号化処理が施されている。

【００６９】図９（ｂ）にDigiCipherのリフレッシュ時
間を示している。１フレーム当たり一部の領域をリフレ
ッシュしてゆき、１１フレーム期間でリフレッシュが完
結するため、１１フレームがリフレッシュ時間となる。
また、このリフレッシュは、どの１１フレーム期間をと
っても１画面のリフレッシュが完結する。すなわち、Ｆ
₀〜Ｆ₁₀の１１フレーム期間でも、Ｆ₁〜Ｆ₁₁の１１フ
レーム期間でもリフレッシュが完結する。

【００７０】図９（ｃ）に示したように、最小アクイジ
ションタイムは、１フレーム期間であり、シーン・チェ
ンジが発生したときにイニシャライズが始まったときに
得られる。また、図９（ｄ）の最大アクイジションタイ
ムは、画像適応フレーム内符号化処理が全く発生しない
場合であり、１１フレーム期間となる。ＶＴＲに記録
し、リフレッシュブロックのみを用いて高速再生を実現
する場合には、各リフレッシュブロックアドレスにおい
て、図９（ｅ）に示したように、時間的にずれた１１フ
レーム期間がＶＴＲの記録インターバルとなる。

【００７１】５．２全領域リフレッシュまず、ＭＰＥＧで用いられているリフレッシュに関し
て、図１０を用いて説明する。ＭＰＥＧでは、フレーム
単位でリフレッシュが行なわれる。このリフレッシュを
行なったフレームは、Ｉピクチャと称される。このＩピ
クチャの周期すなわちリフレッシュ周期は、フレーム単
位に設定され、９，１２，１５，……フレームなどが選
ばれる。この様子を図１０を用いて説明する。図１０
（ａ）のｒで示した領域がＩピクチャに相当する。な
お、説明を簡単にするため、走査線が１０５０の場合に
ついてのみ説明するが、他のブロック構成でもよいこと
は言うまでもない。

【００７２】図１０（ａ）において、縦軸はスーパーブ
ロックアドレスを示している。このスーパーブロックア
ドレスは、図３で定義したスーパーブロックアドレスに
対応しており（ｘ，ｙ）で示す。また、横軸はフレーム
番号を示している。また、四角で囲んだ部分は、リフレ
ッシュまたはフレーム内符号化処理を施した部分を示し
ている。ここで、フレーム番号０，９，１８，２７，…
…のｒで示した領域は、Ｉピクチャに相当しリフレッシ
ュ処理画像を示し、フレーム番号１０に示した四角ｉの
部分は画像適応フレーム内符号化処理を施した部分を示
す。

【００７３】この例では、リフレッシュ期間は、図１０
（ｂ）に示したように９フレームである。使用者がチャ
ンネルを変えたイニシャライズの際に、１画面の画像を
得るためには、フレーム内符号化処理が１画面全ての領
域に施されなければならない。そこで、この時間を次の
ように定義する。

【００７４】アクイジションタイム：１画面全ての領域
にフレーム内符号化処理が施されるまでに要する時間。

【００７５】このアクイジションタイムは、使用者がチ
ャンネルを変えるタイミングにも依存する。図１０
（ｃ）に最小アクイジションタイムを示す。最小アクイ
ジションタイムは、イニシャライズのイニシャライズの
スタートとリフレッシュまたはシーン・チェンジとが同
時に起きたときであり、１フレーム期間で１画面の画像
が得られる。図１０（ｄ）に最大アクイジションタイム
を示す。最大アクイジションタイムは、リフレッシュを
終了した直後にイニシャライズがスタートした場合であ
る。この場合、９フレーム期間で１画面の画像が得られ
る。

【００７６】次に、この場合に、ＶＴＲなどの記録メデ
ィアでの特殊再生を周期的なフレーム内符号化処理であ
るリフレッシュブロックで実現しようとした場合を考え
る。９フレーム周期のリフレッシュを基本としているた
め、ＶＴＲのリフレッシュブロックの記録インターバル
は９フレームとなる。

【００７７】５．３定間隔一部領域リフレッシュ次に、本発明で用いたリフレッシュに関して、図１１を
用いて説明する。なお、説明を簡単にするために、図２
で示した走査線１０５０本の場合についてのみ説明する
が、他のブロック構成でもよいことは言うまでもない。
図１１（ａ）において、縦軸はスーパーブロックアドレ
スを示している。このスーパーブロックアドレスは、図
３で定義したスーパーブロックアドレスに対応してお
り、ここでは（ｘ，ｙ）で示す。横軸はフレーム番号を
示している。

【００７８】また、四角で囲んだ部分は、リフレッシュ
または画像適応フレーム内符号化処理などのフレーム内
符号化処理を施した部分を示している。ここで、四角内
にｒを記入した領域はリフレッシュを施した領域を示
し、四角内にｉを記入した領域は画像適応フレーム内符
号化処理を施した領域を示し、ｓを記入した領域は画像
適応フレーム内符号化処理をシーン・チェンジで施した
領域を示している。

【００７９】本発明では、一定フレーム間隔Ｍ（＝３）
で１フレームのうち一部の領域にリフレッシュを施す。
また、一部の領域に着目すると、一定周期Ｌ（＝９）で
リフレッシュが施される。

【００８０】また、予測方式について説明する。図１１
（ｆ）は各フレームの予測方式を示している。ここで、
Ｂと示したものは両方向（Bidirectional ）を示してお
り、前方向と後方向からの予測が用いられる。具体的に
は、図１１のフレーム番号１の画像は、フレーム番号０
の画像を用いた前方向予測とフレーム番号３の画像を用
いられる後方向予測の２つが用いられる。また、ＰＲを
示した画像は、前方向予測が用いられる。すなわち、フ
レーム番号６の画像であれば、フレーム番号３を用いた
前方向予測を用いる。

【００８１】ここで、厳密にフレーム番号６のＰＲの関
係について説明する。スーパーブロックアドレス（０〜
４４，０〜１９）の領域では、まずフレーム番号０の画
像にリフレッシュが施される。これを用いてフレーム番
号３の画像を予測し、得られた結果を用いてフレーム番
号６の画像の予測を行なう。スーパーブロックアドレス
（０〜４４，２０〜３９）の領域では、フレーム番号３
の画像にリフレッシュを施し、これを用いてフレーム番
号６の画像の予測を行なう。スーパーブロックアドレス
（０〜４４，４０〜５９）の領域では、フレーム番号６
の画像自身にリフレッシュを施すことにより画像を構成
する。

【００８２】図１１（ａ）において、リフレッシュを施
している画像は、スーパーブロックアドレス（０〜４
４，０〜１９）においては、フレーム番号０，９，１
８，２７，３６，……の画像であり、スーパーブロック
アドレス（０〜４４，２０〜３９）においては、フレー
ム番号３，１２，２１，３０，３９，……の画像であ
り、スーパーブロックアドレス（０〜４４，４０〜５
９）においては、フレーム番号−３，６，１５，２４，
３３，……の画像となっている。

【００８３】この例では、リフレッシュの間隔Ｌはいず
れも９フレームである。そこで、図１１（ｂ）に示した
ようにリフレッシュ期間は９フレームである。ただし、
９フレームのフレーム番号のオフセットはスーパーブロ
ックアドレスにより異なる。ここで、片方向予測のみを
用いるＰピクチャの一部の領域にリフレッシュを施した
画像を、ＰＲ（Predictive and Refresh）ピクチャと称
する。

【００８４】使用者がチャンネルを変えたイニシャライ
ズの際に、一画面の画像を得るためには、フレーム内符
号化処理が一画面の全ての領域に施されなければならな
い。そこで、この時間を次のように定義する。

【００８５】アクイジションタイム：一画面全ての領域
にフレーム内符号化処理が施されるまでに要する時間。
このアクイジションタイムは、使用者がチャンネルを変
えるタイミングに依存する。図１１（ｄ）に最小及び最
大アクイジションタイムを示す。最小アクイジションタ
イムは、イニシャライズのスタートが一画面全領域にフ
レーム内符号化処理を施したＰＲピクチャに発生したと
きである。

【００８６】この例として、フレーム番号−３の画像の
ように、ＰＲピクチャにシーン・チェンジが発生した場
合、フレーム番号１６の画像にシーン・チェンジが発生
し、フレーム番号１８のＰＲピクチャにフレーム内符号
化処理を施し、フレーム番号１６の画像を予測した場
合、フレーム番号２７に単独フレームＭが存在し、フレ
ーム番号３０の画像にリフレッシュ及び画像適応フレー
ム内符号化処理を施した場合などである。

【００８７】また、最大アクイジションタイムは、イニ
シャライズがＰＲピクチャの後にスタートし、リフレッ
シュ期間内にシーン・チェンジ等による一画面全領域に
フレーム内符号化処理が発生しない場合で、この場合、
９フレーム（すなわちリフレッシュ時間）で一画面の画
像が得られる。

【００８８】次に、ＶＴＲなどの記録再生装置で特殊再
生を周期的なフレーム内符号化処理であるリフレッシュ
で実現する場合には、リフレッシュ時間９フレームを基
本とし、図１１（ｅ）に示したように時間的にずれたリ
フレッシュ期間をもとに記録再生装置の記録媒体上の所
定の位置以内に前記リフレッシュ信号を配置することに
より高速再生が実現される。

【００８９】６．両方向予測ＭＰＥＧでは、両方向予測が用いられている。ここで用
いられる両方向予測について、図１２を用いて説明す
る。図１２（ａ）において、横軸はフレーム番号を示
し、縦軸はスーパーブロックアドレスを示している。こ
のスーパーブロックアドレスは、図３で定義したスーパ
ーブロックアドレスに対応しており、ここでは（ｘ，
ｙ）で示す。四角で囲んだ部分は、フレーム内符号化処
理を施した部分を示している。四角内にｉを記入した領
域はフレーム内符号化処理を施した領域であり、ｉ´を
記入した領域はシーン・チェンジで画像適応フレーム内
符号化処理を施した領域を示している。

【００９０】次に、予測方式について説明する。図１２
（ｂ）は各フレームの予測方式を示している。ここで、
Ｉと示したものは一画面全領域フレーム内符号化処理を
施すことを示している（Ｉピクチャ）。また、Ｐと示し
たものは前方向予測を行なうことを示しており（Ｐピク
チャ）、フレーム番号３の画像はフレーム番号０のＩピ
クチャ、フレーム番号６の画像はフレーム番号３のＰピ
クチャを用いて予測を行なう。さらに、Ｂと示したもの
は両方向予測を示しており、フレーム番号２の画像はフ
レーム番号０の画像を用いた前方向予測とフレーム番号
３の画像を用いた後方向予測の２つの予測を用いる。
Ｐ，Ｂの予測とも、予測にはＩ，Ｐのどちらかの画像を
用いる。

【００９１】ＭＰＥＧでは、図１２のように、Ｉピクチ
ャの間隔Ｎ［＝９：図１２（ｃ）］、ＩまたはＰの間隔
Ｍ［＝３：図１２（ｄ）］のように周期的にＩ，Ｐを配
置するのが一般的で、リフレッシュの間隔はＮ［＝９：
図１２（ｅ）］フレームであり、またフレーム番号−３
の画像にシーン・チェンジが発生した場合、画像適応フ
レーム内符号化処理をその画像は施され、フレーム番号
１３の画像にシーン・チェンジが発生した場合、フレー
ム番号１５の画像が画像適応フレーム内符号化処理を施
され、この画像よりフレーム番号１３の画像は予測され
る。

【００９２】図１２（ｆ）に最小及び最大アクイジショ
ンタイムを示す。最小アクイジションタイムは、インシ
ャライズのスタートがＩピクチャに発生したとき、また
は一画面全領域フレーム内符号化処理を施したＰピクチ
ャに発生したときである。後者の例として、フレーム番
号１２の画像にシーン・チェンジが発生し、フレーム番
号１５のＰピクチャをフレーム内符号化処理し、フレー
ム番号１２の画像を予測する場合がある。最大アクイジ
ションタイムは、Ｉピクチャの後にイニシャライズがス
タートし、リフレッシュ期間内にシーン・チェンジが発
生しない場合で、この場合、リフレッシュ期間の９フレ
ームで一画面の画像が得られる。

【００９３】７．一部領域リフレッシュを両方向予測に
施す場合一部領域リフレッシュを両方向予測に施す場合につい
て、図１３を用いて説明する。図１３（ａ）において、
横軸はフレーム番号を示し、縦軸はスーパーブロックア
ドレスを示している。このスーパーブロックアドレス
は、図３で定義したスーパーブロックアドレスに対応し
ており、ここでは（ｘ，ｙ）で示す。四角で囲んだ部分
は、フレーム内符号化処理を施す領域で、ｒを記入した
領域は一部領域リフレッシュを示し、ｉを記入した領域
は画像適応フレーム内符号化処理を示している。

【００９４】長丸で囲んだ部分は、前方向予測を施す領
域を示している。矢印は、参照画像と予測画像との関係
を示しており、右矢印は前方向予測、左矢印は後方向予
測を示している。点線で囲んだ領域で、ｓを記入したも
のはシーン・チェンジ領域、Ｍを記入したものは孤立フ
レーム領域を示している。

【００９５】図１３（ｂ）は、各フレームの予測方式を
示している。このようにまず、周期的に一画面全領域に
前方向予測を施すＰピクチャに設定し（周期Ｍ＝９）、
他をＢピクチャに設定する。このＰピクチャ内のみに一
部領域リフレッシュを施す。Ｂピクチャには施さない。
一部領域リフレッシュは、所定の周期Ｎ（＝９）で一画
面の全領域にフレーム内符号化処理が施されるようにす
る。このように、一部領域リフレッシュを施した前方向
予測画像（ＰＲ）と両方向予測画像（Ｂ）を設定する。

【００９６】図１３において、リフレッシュを施してい
る画像は、スーパーブロックアドレス（０〜４４，０〜
１９）ではフレーム番号０，９，１８，２７，３６，…
…の画像であり、スーパーブロックアドレス（０〜４
４，２０〜３９）ではフレーム番号３，１２，２１，３
０，３９，……の画像であり、スーパーブロックアドレ
ス（０〜４４，４０〜５９）ではフレーム番号−３，
６，１５，２４，３３，……の画像である。この例で
は、リフレッシュの間隔Ｎはいずれも９フレームであ
り、リフレッシュ時間は９フレーム［図１３（ｄ）］で
ある。ただし、９フレームのフレーム番号のオフセット
は、スーパーブロックアドレスにより異なる。

【００９７】図１３（ｅ）に最小及び最大アクイジショ
ンタイムを示す。最小アクイジションタイムは、インシ
ャライズが一画面全領域にフレーム内符号化処理された
ＰＲピクチャに発生したときである。この例としては、
フレーム番号−３の画像のようにＰＲピクチャにシーン
・チェンジが発生した場合、また、フレーム番号１６の
画像にシーン・チェンジが発生し、フレーム番号１８の
ＰＲピクチャにフレーム内符号化処理を施し、フレーム
番号１６の画像を予測した場合、フレーム番号２７に孤
立フレームＭが存在し、フレーム番号３０の画像にリフ
レッシュと画像適応フレーム内符号化処理を施す場合な
どである。また、最大アクイジションタイムは、イニシ
ャライズがＰＲピクチャの後にスタートし、リフレッシ
ュ期間内にシーン・チェンジ等による一画面全領域にフ
レーム内符号化処理が発生しない場合で、この場合、９
フレーム（すなわちリフレッシュ時間）で一画面の画像
が得られる。

【００９８】８．シーン・チェンジとの関連本発明によれば、シーン・チェンジが発生した場合に、
Ｐピクチャ内の一部領域リフレッシュとシーン・チェン
ジを兼ね合わせることにより、発生符号量を減少させる
メリットがある。これを図１４で説明する。図１４にお
いて、Ｉをフレーム内符号化処理、Ｐを前方向予測、Ｂ
を両方向予測を施す画像、ＰＲを本発明の前方向予測処
理の画像に一部領域リフレッシュを施す画像を示してい
る。ここでは、Ｉピクチャ間隔Ｎ＝９、Ｉ及びＰピクチ
ャ間隔Ｍ＝３の場合について説明するが、他の構成でも
よいことは言うまでもない。

【００９９】各処理における発生符号量をフレーム内符
号化処理８０、片方向予測３０、両方向予測を２１とす
る。また、本発明の前方向予測処理の画像に一部領域リ
フレッシュを施した場合の発生符号量は、この場合、３
回で一画面全領域にリフレッシュを施すので、８０×
（１／３）＋３０×（２／３）＝４６．７となる。

【０１００】従来の場合における１リフレッシュ期間
（９フレーム）の発生符号量は、２６６［図１４
（ａ）］である。そして、フレーム番号１の画像にシー
ン・チェンジが発生した場合、フレーム番号３のＰピク
チャが画像適応フレーム内符号化処理を一画面全領域に
施されて（Ｉ）、フレーム番号１，２の画像はフレーム
番号３の画像を用いた後方向予測（Ｐ´）のみを用いる
ことになり、１リフレッシュ期間の発生符号量は３３４
［図１４（ｂ）］となる。

【０１０１】本発明の場合における１リフレッシュ期間
の発生符号量は、従来と同じく２６６［図１４（ｃ）］
である。フレーム番号１の画像にシーン・チェンジが発
生した場合、従来と同様な処理が施される。このため、
フレーム番号３のＰＲピクチャは、画像適応フレーム内
符号化処理を施されるので、一画面全領域フレーム内符
号化処理（Ｉ）、フレーム番号１，２の画像はフレーム
番号３の画像を用いた後方向予測（Ｐ´）のみを用いる
ことになる。このときの１リフレッシュ期間の発生符号
量は、３１７．４［図１４（ｄ）］となる。また、これ
は発生符号量を減少させることが可能になる。さらに、
ピークの発生符号量を減らせることになり、レートバッ
ファの容量を小さくすることが可能となる。

【０１０２】図１３を用いてシーン・チェンジが発生し
た場合について説明する。フレーム番号−３の画像にシ
ーン・チェンジが発生した場合は、この画像はＰＲピク
チャなので一部領域リフレッシュを施さない領域は画像
適応フレーム内符号化処理が施され、一画面全領域にフ
レーム内符号化処理が施される。フレーム番号１６の画
像にシーン・チェンジが発生した場合、フレーム番号１
８の画像のＰＲピクチャが画像適応フレーム内符号化処
理が施され、一画面全領域がフレーム内符号化処理とな
り、この画像を用いてフレーム番号１６，１７の画像は
後方向予測のみを用いる。

【０１０３】フレーム番号２３に孤立フレームが存在し
た場合、この画像はＢピクチャなので、この画像のみ画
像適応フレーム内符号化処理が施される。フレーム番号
２７に孤立フレームが存在した場合、この画像はＰＲピ
クチャのため、この画像が画像適応フレーム内符号化処
理を施されるだけでなく、フレーム番号３０の画像も孤
立フレームを予測の参照に使用できず、画像適応フレー
ム内符号化処理を施されて、フレーム番号２８，２９の
画像はフレーム番号３０の画像を用いた後方向予測のみ
を用いる。

【０１０４】９．両方向予測一部領域リフレッシュのデ
コーダ処理両方向予測を用いた場合について、図１５を用いて説明
する。入力画像を図１５（ａ）のような予測方式で処理
を行なうと、Ｂピクチャの両方向予測を行なうために
は、画像自身より後にくる画像の処理を先に行なう必要
がある。例えばＢ₂の画像の両方向予測を行うには、図
１５（ｂ）のように、Ｉ₀とＰ₃の画像が必要となる。
このため、デコーダに伝送する画像は、図１５（ｃ）の
ように画像の入れ替えが行なわれる。さらに、デコーダ
出力画像は、当然、入力画像と同じ順序にする必要があ
る［図１５（ｄ）］。このため、アクイジションタイム
は、図１５（ｅ）のようになる。

【０１０５】次に、本発明の場合について図１６で説明
する。図１６において横軸はフレーム番号を示し、縦軸
はスーパーブロックアドレスを示している。このスーパ
ーブロックアドレスは、図３で定義しているスーパーブ
ロックアドレスに対応している。ここでは、このような
ブロック構成の画像について説明するが、他の構成でも
良いことは言うまでもない。

【０１０６】入力画像に対して図１６（ａ）のような予
測方式で処理を行なうと、前記と同じ理由で画像の入れ
替えが行なわれ、図１６（ｂ）のような順序になる。こ
れをデコード処理すると、図１６（ｃ）のように３フレ
ーム目にスーパーブロックアドレス（０〜４４，０〜１
９）の領域にＲ₀が出力され、以降この領域はＢ₁，Ｂ
₂，Ｐ₃と正しい順序の画像が出力される。また、６フ
レーム目には、スーパーブロックアドレス（０〜４４，
２０〜３９）の領域にＲ₃が出力され、以降スーパーブ
ロックアドレス（０〜４４，０〜３９）の領域でＢ₄，
Ｂ₅，Ｐ₆，……と正しい順序の画像が出力される。さ
らに、９フレーム目には、スーパーブロックアドレス
（０〜４４，４０〜５９）の領域にＲ₆が出力される。
これ以降は、画面全領域で画像が出力される。

【０１０７】図１６（ｄ）は本発明の表示方法に関して
示している。本発明ではリフレッシュの領域を先に表示
し、次に必要な画像がくるまでこれを保持し続けるた
め、０フレーム目にスーパーブロックアドレス（０〜４
４，０〜１９）の領域にＲ₀を表示し、Ｂ₁が送られて
くる４フレーム保持する。そして、４フレーム以降、ス
ーパーブロックアドレス（０〜４４，０〜１９）の領域
はＢ₁，Ｂ₂，Ｂ₃と正しい順序の画像、スーパーブロ
ックアドレス（０〜４４，２０〜３９）の領域はＲ₃を
保持する。６フレーム目にスーパーブロックアドレス
（０〜４４，４０〜５９）の領域にＲ₆を表示する。こ
こで、完全な画像ではないが一画面全領域に画像が表示
される。

【０１０８】７フレーム以降、スーパーブロックアドレ
ス（０〜４４，０〜３９）の領域はＢ₄，Ｂ₅，Ｐ₆と
正しい順序の画像を表示し、スーパーブロックアドレス
（０〜４４，４０〜５９）の領域はＲ₆を保持する。９
フレーム目に初めて、一画面全領域に正しい画像が表示
され、これ以降も正しい画像が表示される。実際に正し
い画像が全領域に表示されるのは、図１６（ｃ）と同じ
時間を要するが、本発明の場合の方が早く画像が表示さ
れるという利点がある。

【０１０９】図１６（ｅ）はアクイジションタイムを示
している。ａの時点でイニシャライズがスタートしたと
き、従来の場合９フレーム目で一が面全領域が表示され
るので、アクイジションタイムは１０フレームとなる。
本発明では、６フレーム目で一画面全領域が表示される
のでアクイジションタイムは７フレームとなり、従来よ
り３フレーム早い。同様に、ｂでイニシャライズがスタ
ートした場合は従来では１１フレーム、本発明では８フ
レームであり、ｃでイニシャライズがスタートした場合
は従来では１２フレーム、本発明では９フレームがアク
イジションタイムとなり、いずれも従来より本発明が３
フレーム早くなる。

【０１１０】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、両方向予測を用いた場合でも、Ｐピクチャ内の
一部の領域にリフレッシュを施すことにより、一定期間
内で一画面全領域にフレーム内符号化処理を施すことが
できるため、周期的なリフレッシュが実現できる。ま
た、このリフレッシュでシーンチェンジ等によって生じ
る画像適応フレーム内符号化処理による発生符号量の増
加を抑えることができる。

【０１１２】また、この発明を用いることにより、両方
向予測を用いてフレーム間帯域圧縮を施され、画像の入
れ替えが行なわれた信号をデコード処理する際におい
て、入力信号の切り替え時デコーダへの入力でフレーム
内符号化処理を施された領域の画像は、その時点でデコ
ード処理されて表示するため、早く画像を表示すること
ができる。また、これによってアクイジションタイムも
早くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るフレーム間帯域圧縮信号処理装
置の一実施例を示すブロック構成図。

【図２】同実施例における画像領域を説明するために示
す図。

【図３】同実施例におけるスーパーブロックアドレスを
説明するために示す図。

【図４】同実施例におけるフレーム内／間決定回路の詳
細を示すブロック構成図。

【図５】同実施例におけるフレーム内／間判断特性を説
明するために示す図。

【図６】同実施例におけるリフレッシュを説明するため
に示す図。

【図７】同実施例におけるリフレッシュを説明するため
に示す図。

【図８】同実施例における一部領域リフレッシュを説明
するために示す図。

【図９】同実施例における１プロセッサ当たりの一部領
域リフレッシュを説明するために示す図。

【図１０】同実施例における全領域リフレッシュを説明
するために示す図。

【図１１】同実施例における定間隔一部領域リフレッシ
ュを説明するために示す図。

【図１２】同実施例における両方向予測を説明するため
に示す図。

【図１３】同一部領域リフレッシュを両方向予測で施す
場合を説明するために示す図。

【図１４】発生符号量について説明するために示す図。

【図１５】画像の入れ替えについて説明するために示す
図。

【図１６】本発明のデコーダの処理を説明するために示
す図。

【図１７】従来の帯域圧縮システムを示すブロック構成
図。

【図１８】同従来システムから送出される信号フォーマ
ットを示す図。

【図１９】同従来システムにおける通常再生時にフレー
ム１〜８までの再生可能なリフレッシュブロックを示す
図。

【図２０】同従来システムにおける通常再生時にフレー
ム９〜１１までの再生可能なリフレッシュブロックを示
す図。

【符号の説明】

１１…入力端子、１２…減算回路、１３…動き評価回
路、１４…ＤＣＴ回路、１５…量子化回路、１６…可変
長符号化回路、１７…ＦＩＦＯ回路、１８…出力端子、
１９…逆量子化回路、２０…逆ＤＣＴ回路、２１…加算
回路、２２…フレーム遅延回路、２３…動き補償回路、
２４，２５…スイッチ、２６〜２８…映像入力端子、２
９…ブロック化回路、３０…入力端子、３１…オーバー
ヘッドデータ発生回路、３２…マルチプレクサ、３３…
フレーム順並べ変え回路、３４，３５…フレームメモ
リ、３６…動き補償回路、３７，３８…出力端子、３
９，４０…乗算回路、４１…加算回路、４２…選択回
路、４３…フレーム内／間決定回路、４４，４５…入力
端子、４６，４７…出力端子、４８…エネルギー比較回
路、４９…減算回路、５０…加算回路、５１…周期的リ
フレッシュタイミング発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号に対して、フレーム内の情報を
用いてフレーム内符号化処理を施したフレーム内処理信
号と、フレーム間の差分情報を用いてフレーム間符号化
処理を施したフレーム間処理信号とを作成し、この信号
処理方式を入力信号の動き評価に応じて適応的に繰り返
す帯域圧縮手段を備えたフレーム間帯域圧縮信号処理装
置において、予測画像を過去のフレームから構成するＰ
ピクチャと、予測画像を未来のフレームから最適な予測
手段を用いて構成するＢピクチャとを用いる帯域圧縮処
理手段を具備し、一連の画像をＰピクチャとＢピクチャ
とで構成し、かつＰピクチャ内の一部の領域に強制的に
フレーム内符号化処理を施すリフレッシュを行ない、一
定期間内におけるＰピクチャで一画面の全領域にリフレ
ッシュを施すように構成してなることを特徴とするフレ
ーム間帯域圧縮信号処理装置。
【請求項２】映像信号に対して、フレーム内の情報を
用いてフレーム内符号化処理を施したフレーム内処理信
号と、フレーム間の差分情報を用いてフレーム間符号化
処理を施したフレーム間処理信号とを作成し、この信号
処理方式を入力信号の動き評価に応じて適応的に繰り返
す帯域圧縮手段を備えたフレーム間帯域圧縮信号処理装
置において、予測画像を過去のフレームから構成するＰ
ピクチャと、予測画像を過去及び未来のフレームから最
適な予測手段を用いて構成するＢピクチャと、フレーム
の全領域にフレーム内符号化処理を施したＩピクチャと
を用いる帯域圧縮処理手段を備え、エンコーダから出力
する伝送時には、Ｉピクチャ，Ｐピクチャ及びＢピクチ
ャの伝送順を入力画像順とは異なる順序に並べ変えて伝
送し、デコーダにて再度並べ変えを行なうもので、デコ
ーダへの入力信号切り替え時に、デコーダに入力される
フレーム内符号化処理した領域の信号が伝送された時点
で、フレーム内符号化処理した信号を先行してデコーダ
の出力として表示するように構成してなることを特徴と
するフレーム間帯域圧縮信号処理装置。