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JP2000059797A - Apparatus and method for block decoding of interlaced scanned digital video signal - Google Patents

Apparatus and method for block decoding of interlaced scanned digital video signal

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Publication number
JP2000059797A
JP2000059797A JP11214711A JP21471199A JP2000059797A JP 2000059797 A JP2000059797 A JP 2000059797A JP 11214711 A JP11214711 A JP 11214711A JP 21471199 A JP21471199 A JP 21471199A JP 2000059797 A JP2000059797 A JP 2000059797A
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JP
Japan
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block
frame
field
motion
inter
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Application number
JP11214711A
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Japanese (ja)
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Inventor
Fui You Wai Lucas
ヨウ ワイ ルーカス,フイ
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インタレース走査ビデオシーケンスの効率的
符号化を行なう。 【解決手段】 入力画像(1)が画素データの小ブロッ
クに区分され(2)、それぞれのブロック内の2フィー
ルドが相関について検査される(3)。ブロック内の2
フィールド間の差が小さければ(相関が高ければ)、そ
のブロックは、ブロック内の全ての線が順次走査される
フレーム符号化方法により、従って効率的に設計される
インタフレーム動き補償方法および色データのイントラ
フレーム・サブサンプリング方法を用いて、符号化され
る(6)。一方、ブロック内の2フィールド間の差が大
きければ(すなわち相関が低ければ)、そのブロック
は、それぞれのフィールド内の(イントラフィールド)
相関およびそれぞれのフィールドとその隣接フィールド
との(インタフィールド)相関の調査が強化されるフィ
ールド符号化プロセスによって符号化される(5)。
(57) [PROBLEMS] To efficiently code an interlaced scanning video sequence. An input image (1) is partitioned into small blocks of pixel data (2), and two fields within each block are checked for correlation (3). 2 in the block
If the difference between the fields is small (high correlation), the block is represented by an interframe motion compensation method and color data which is designed by a frame coding method in which all lines in the block are scanned sequentially and thus efficiently. (6) using the intra-frame sub-sampling method. On the other hand, if the difference between the two fields in a block is large (ie, if the correlation is low), then the block is
Encoding is performed by a field encoding process that enhances the investigation of the correlation and (inter-field) correlation between each field and its neighboring fields (5).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルストレ
ージメディアまたは伝送メディアのための、インタレー
ス走査ディジタルビデオシーケンスの効率的情報符号化
に関する。
The present invention relates to efficient information encoding of interlaced scanned digital video sequences for digital storage or transmission media.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビデオ信号のためのディジタル符号化方
法の標準化の努力の成果は、今日活発に進歩しつつあ
る。このような標準化の努力には、異なったビットレー
トにおけるさまざまなビデオ信号フォーマットのディジ
タル符号化の研究が含まれる。ビデオシーケンスがどの
ようにして記録装置により捕捉され、また表示装置上に
リフレッシュされるかを定める走査技術により、ビデオ
シーケンスは2つの型に分類される。すなわち順次走査
ビデオシーケンスと、インタレース走査ビデオシーケン
スとである。順次走査ビデオシーケンスにおいては、シ
ーケンス内のフレームは、フレームの頂部から底部まで
線毎に順次捕捉されリフレッシュされる。インタレース
走査ビデオシーケンスのフレームは2フィールドから成
り、偶数フィールドはフレームの偶数線から形成され、
奇数フィールドはフレームの奇数線から形成される。捕
捉およびリフレッシュは、まず偶数フィールドにおいて
フィールドの頂部から底部まで順次行なわれ、続いて奇
数フィールドにおいて同様に行なわれる。現在多数の信
号源はインタレース走査フォーマットのものである(例
えばNTSC、PAL)ので、多くの研究努力はインタ
レース走査ビデオシーケンスの効率的符号化に対して向
けられてきた。
BACKGROUND OF THE INVENTION The results of efforts to standardize digital encoding methods for video signals are actively evolving today. Such standardization efforts include the study of digital encoding of various video signal formats at different bit rates. Depending on the scanning technique that determines how the video sequence is captured by the recording device and refreshed on the display device, the video sequence is classified into two types. That is, a progressive scan video sequence and an interlaced scan video sequence. In a progressive scan video sequence, the frames in the sequence are sequentially captured and refreshed line by line from the top to the bottom of the frame. A frame of the interlaced scanned video sequence consists of two fields, the even fields are formed from the even lines of the frame,
Odd fields are formed from odd lines of the frame. Acquisition and refreshing are performed sequentially from the top to the bottom of the field in the even field, and so on in the odd field. Since many sources are now of interlaced scan format (eg, NTSC, PAL), much research effort has been directed to efficient coding of interlaced scanned video sequences.

【0003】従来の研究結果は3種類に分類される。す
なわちフレーム符号化プロセスと、フィールド符号化プ
ロセスと、補間フィールド符号化プロセスと、である。
フレーム符号化プロセスにおいては、例えばKazuto K
amikuraおよびTaikun Li著「Consideration of B
it Allocation and Distribution of MovingIm
age Coding for Storage Media」,DAPA Meet
ing Report,Fourth Telematic Symposium,Tok
yo,February 1991によれば、ビデオシーケンスは基
本的にはフレーム毎に符号化され、その場合偶数フィー
ルドはインタレース的に合成される(諸フレームは順次
的であるかのようにして処理される)。フレーム符号化
プロセスにおいては、それぞれのフレームを画素データ
のブロックに区分し、その後それらを、MPEG Video
Simulation Model Three,International Organ
ization for Standardization,Coded Represent
ation of Picture and Audio Information,199
0,ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8 MPEG90/041に説明されてい
るように、動き補償(MC)のある、またはない、離散
コサイン変換(DCT)のようなブロック符号化方法に
より処理することができる。もし、フレームが、シーケ
ンス内の他フレームと無関係に、かつ偶奇フィールドに
対して異なった処理を行なうことなく、符号化されるな
らば、そのプロセスは、イントラフレーム符号化プロセ
スと呼ばれる。もし、フレームが、シーケンス内の他フ
レームを用いた動き補償のもとに符号化されるならば、
そのプロセスはインタフレーム符号化プロセスと呼ばれ
る。要するに、フレーム符号化プロセスは、ビデオシー
ケンスが、イントラフレーム符号化プロセスのみによっ
て、またはイントラフレームおよびインタフレーム符号
化プロセスの組合せによって、符号化されるプロセスで
ある。
[0003] Conventional research results are classified into three types. That is, a frame encoding process, a field encoding process, and an interpolation field encoding process.
In the frame encoding process, for example, Kazuto K
"Consideration of B" by amikura and Taikun Li
it Allocation and Distribution of MovingIm
age Coding for Storage Media ", DAPA Meet
ing Report, Fourth Telematic Symposium, Tok
According to yo, February 1991, video sequences are basically coded frame by frame, in which case the even fields are interlaced (the frames are processed as if they were sequential). ). In the frame encoding process, each frame is partitioned into blocks of pixel data, which are then combined into an MPEG Video
Simulation Model Three, International Organ
ization for Standardization, Coded Present
ation of Picture and Audition Information, 199
0, processing by block coding methods such as Discrete Cosine Transform (DCT) with or without motion compensation (MC), as described in ISO-IEC / JTC1 / SC2 / WG8 MPEG90 / 041 Can be. If a frame is encoded independently of the other frames in the sequence and without performing different processing on the even and odd fields, the process is called an intra-frame encoding process. If the frame is encoded under motion compensation using other frames in the sequence,
That process is called the interframe encoding process. In short, a frame encoding process is a process in which a video sequence is encoded by only an intra-frame encoding process or by a combination of an intra-frame and an inter-frame encoding process.

【0004】フィールド符号化プロセスにおいては、ビ
デオシーケンスはまず、偶数フィールドシーケンスと奇
数フィールドシーケンスとの2シーケンスに分割され、
偶奇フィールドシーケンスのそれぞれは同じ符号化プロ
セスを受ける(例えば、Ichiro Andoh,Y.Yamada
外著の論文「Some Considerations and Experimen
ts of Interlaced Moving Image Coding」,DAP
A Meeting Report,Fourth Telematic Symposi
um,Tokyo,February 1991参照)。フィールド符号
化プロセスにおける動き補償または動き補間は、偶奇フ
ィールドシーケンスのそれぞれとは無関係に、またはI
chiro Andoh外著の論文に示されているように2シーケ
ンスに相互依存して、行なわれうる。従って、フィール
ド符号化プロセスは、正にイントラフィールド符号化プ
ロセスであるか、またはイントラフィールドおよびイン
タフィールド符号化プロセスの組合せである。
[0004] In the field encoding process, a video sequence is first divided into two sequences, an even field sequence and an odd field sequence.
Each of the even and odd field sequences undergoes the same encoding process (eg, Ichiro Andoh, Y. Yamada).
An external paper, "Some Considerations and Experimen
ts of Interlaced Moving Image Coding ”, DAP
A Meeting Report, Fourth Telematic Symposi
um, Tokyo, February 1991). The motion compensation or motion interpolation in the field coding process is independent of each of the even and odd field sequences or
It can be performed interdependently on two sequences as shown in a paper by chiro Andoh. Thus, the field encoding process is just an intra-field encoding process or a combination of an intra-field and an inter-field encoding process.

【0005】補間フィールド符号化プロセスの場合は、
一方のフィールドシーケンスのみが符号化され、他方の
フィールドシーケンスは符号化されたフィールドシーケ
ンスに基づく予測または補間プロセスによって再生され
る。この符号化プロセスの例は、Feng−Ming Wangお
よびDimitris Anastassiou著の論文「High−Qualit
y Coding of the Even Fields Based on the
Odd Fields ofthe Interlaced Video Sequen
ces」,IEEE Transaction on Circuits and
Systems,January 1991,およびMPEG Video S
imulation Model Three,International Organiz
ation for Standardization,Coded Representat
ion of Picture and Audio Information,1990,
ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8 MPEG90/041に説明されている。
In the case of an interpolated field encoding process,
Only one field sequence is encoded and the other is reproduced by a prediction or interpolation process based on the encoded field sequence. An example of this encoding process is described in a paper by Heng-Ming Wang and Dimitris Anastassiou, entitled "High-Qualit
y Coding of the Even Fields Based on the
Odd Fields of the Enterlaced Video Sequen
ces ", IEEE Transaction on Circuits and
Systems, January 1991, and MPEG Video S
imulation Model Three, Internationalization Organiz
ation for Standardization, Coded Representat
ion of Picture and Audito Information, 1990,
It is described in ISO-IEC / JTC1 / SC2 / WG8 MPEG90 / 041.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】インタレース走査ビデ
オシーケンス内の対象物が静止を続ける時には、毎ライ
ン上のおよび相互隣接ライン上の、隣接画素間の相関は
高いので、通常の離散コサイン変換符号化方法のような
一般に知られた画像圧縮方法により、フレーム符号化プ
ロセスにおいて(線間の高相関を利用して)、フィール
ドまたは補間フィールド符号化プロセスと比較して、高
圧縮比を達成することができる。この場合、インタフレ
ーム動き補償も、より良い効率で行なわれうる。しか
し、もしシーケンス内の対象物が動き始めれば、フィー
ルド間の相関は低下し、従って、例えばDCT法の効率
は、フィールド符号化プロセスが用いられた時の方がよ
くなる。さらに、この状況に動き補償が関与する時は、
それぞれのフィールドに対し個々に動き補償を行なうイ
ンタフィールド符号化プロセスは、シーケンス内の対象
物の動きのより良い予測を行なう利点を有する。一般
に、フレーム符号化、フィールド符号化、および補間フ
ィールド符号化のプロセスは、シーケンス内の対象物の
動きが極めてダイナミックでありうる場合には、効率に
関しては準最適でしかない。ビデオ符号化方式の効率の
改善は、高ビットレート低減符号化方式においては特に
重要である。
When the objects in an interlaced scanned video sequence remain stationary, the correlation between adjacent pixels on each line and on mutually adjacent lines is high, so that a conventional discrete cosine transform code is used. Achieving a high compression ratio in a frame encoding process (using high correlation between lines) compared to a field or interpolated field encoding process by commonly known image compression methods such as encoding methods Can be. In this case, inter-frame motion compensation can also be performed with better efficiency. However, if the objects in the sequence start to move, the correlation between the fields will be reduced, and thus, for example, the efficiency of the DCT method will be better when a field coding process is used. Furthermore, when motion compensation is involved in this situation,
An inter-field coding process that performs motion compensation individually for each field has the advantage of providing better prediction of the motion of objects in the sequence. In general, the processes of frame coding, field coding, and interpolated field coding are only suboptimal in terms of efficiency if the motion of objects in the sequence can be very dynamic. Improving the efficiency of video coding schemes is particularly important in high bit rate reduction coding schemes.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】(イントラ/インタ)フ
レーム符号化および(イントラ/インタ)フィールド符
号化プロセスを利用するためには、フレームおよびフィ
ールド符号化プロセスのいずれを使用すべきかを判断す
るためにフレームのそれぞれの領域を適応的に検査する
方法が考案されうる。そのようにして、フレーム内の静
止領域は、フレーム内の高い空間的相関を利用して、フ
レーム符号化プロセスを効率的に用いることにより符号
化される。また、シーケンス内の動く対象物に対応する
フレーム内の領域は、それぞれのフィールド内において
これらの領域内により良い相関が見出されるので、フィ
ールド符号化プロセスを用いて符号化される。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to utilize (intra / inter) frame encoding and (intra / inter) field encoding processes, it is necessary to determine which of the frame and field encoding processes to use. A method for adaptively inspecting each region of the frame can be devised. As such, stationary regions within the frame are encoded by taking advantage of the high spatial correlation within the frame and efficiently using the frame encoding process. Also, regions in the frame corresponding to moving objects in the sequence are coded using a field coding process as better correlation is found in these regions within each field.

【0008】この方法は、まず入力インタレース走査ビ
デオ信号のそれぞれのフレームを画素データの小ブロッ
クに区分し、それぞれの該ブロック内の2フィールド間
の画素値の差を決定し、もし該ブロック内の2フィール
ド間の誤差が小さいと決定されたならば該ブロックをし
てフレーム符号化プロセスを受けしめ、そうでない場合
は該ブロックをしてフィールド符号化プロセスを受けし
めることによって行なわれうる。
The method first partitions each frame of the input interlaced scanned video signal into small blocks of pixel data, determines the difference in pixel values between the two fields in each of the blocks, If the error between the two fields is determined to be small, the block may be subjected to a frame encoding process, otherwise the block may be subjected to a field encoding process.

【0009】上述の方法によれば、フィールド間におけ
る動きを有する、すなわち相関の低いフィールドを有す
るブロックを、フィールド間において高い空間的相関を
有するブロックから分離することができ、これら2種類
のブロックにおいて最良の結果を達成するためにフィー
ルド符号化プロセスまたはフレーム符号化プロセスが最
適に適用されうる。そのフレーム符号化プロセスの場合
には、該ブロックは、DCT法のような通常のブロック
符号化技術を用いてイントラフレーム符号化されるか、
またはインタフレーム動き補償を伴うブロック符号化技
術を用いてインタフレーム符号化されうる。フィールド
符号化プロセスの場合におけるように、前記ブロック内
の2フィールドは、サブブロックに分けられ、通常のブ
ロック符号化方法を用いてイントラフィールド符号化さ
れるか、またはインタフィールド動き補償を伴ってイン
タフィールド符号化される。
According to the above-described method, a block having motion between fields, that is, a field having a low correlation can be separated from a block having a high spatial correlation between the fields. A field coding process or a frame coding process may be optimally applied to achieve the best results. In the case of the frame coding process, the block is intra-frame coded using normal block coding techniques such as DCT,
Alternatively, it may be inter-frame coded using a block coding technique with inter-frame motion compensation. As in the case of the field coding process, the two fields within the block are divided into sub-blocks and either intra-field coded using normal block coding methods or inter-field coded with inter-field motion compensation. Field encoded.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】従来技術の動き補償(例えば、MP
EG Video Simulation Model Three,Internati
onal Organization for Standardization,Coded
Representation of Picture and Audio Infor
mation,1990,ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8MPEG90/041参照)
においては、インタレース走査ビデオシーケンス内の、
画像とも呼ばれうるフレームは3通りに分類されうる。
すなわち、(1)イントラ符号化フレーム(すなわちI
フレーム)−それぞれのフレームはそれ自身からのみの
情報を用いて符号化される;(2)予測符号化フレーム
(すなわちPフレーム)−それぞれのフレームは過去の
IまたはPフレームからの動き補償された予測を用いて
符号化される;(3)2方向予測符号化フレーム(すな
わちBフレーム)−それぞれのフレームは過去および/
または未来のIまたはPフレームからの動き補償された
予測を用いて符号化される;である。図5には、シーケ
ンス内における3種類のフレームの配置例が示されてい
る。Iフレーム間にあるPフレームの数およびIまたは
Pフレーム間にあるBフレームの数は、必ずしもそれぞ
れ4および2である必要はない。シーケンスの符号化に
は、他の適切な数が用いられうる。例えばBフレームは
なくてもよく、あるいはBおよびPフレームが全くなく
てもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Prior art motion compensation (eg, MP
EG Video Simulation Model Three, Internati
onal Organization for Standardization, Coded
Representation of Picture and Audio Infor
mation, 1990, see ISO-IEC / JTC1 / SC2 / WG8MPEG90 / 041)
In the interlaced scanning video sequence,
Frames, which can also be called images, can be classified into three types.
That is, (1) an intra-coded frame (ie, I
Frames)-each frame is coded using information only from itself; (2) predictive coded frames (i.e., P frames)-each frame is motion compensated from past I or P frames (3) bi-directionally predicted coded frames (ie, B-frames)-each frame is past and / or
Or encoded using motion compensated predictions from future I or P frames. FIG. 5 shows an example of the arrangement of three types of frames in the sequence. The number of P frames between I frames and the number of B frames between I or P frames need not necessarily be 4 and 2, respectively. Other suitable numbers may be used to encode the sequence. For example, there may be no B frames, or no B and P frames.

【0011】図1は、本発明の1実施の形態の方法を用
いるインタレース走査ビデオ信号符号化装置のブロック
図である。シーケンスの入力フレーム1はまずブロック
区分プロセス2により画素データのブロックに区分さ
れ、それぞれの該ブロックは、ブロック内の2フィール
ドからの画素データ間の差を検査するインタフィールド
差検出プロセス3を受ける。該インタフィールド差検出
プロセスの一例においては、ブロック輝度領域の偶奇線
対間の2乗誤差が計算され、その計算された結果が、同
じ領域の連続する奇数線対および連続する偶数線対間に
おいて計算された2乗誤差と比較される。もし、連続す
る奇数線対および偶数線対間の2乗誤差に対する偶奇線
対間の2乗誤差の比が、あらかじめ定められたスレッシ
ョルド値より大ならば、前記ブロック4はフィールド符
号化プロセス5によって符号化され、そうでない場合
は、該ブロックはフレーム符号化プロセス6によって符
号化される。2つの計算された2乗誤差の比は、ブロッ
クの活動性による多くのスレッショルドと比較されて、
より良い検出が行なわれるようにされうる。16×16
画素のブロックサイズ用の「C」プログラムプロシージ
ャとして構成されたインタフィールド差検出プロセスの
例は、次のように与えられる。
FIG. 1 is a block diagram of an interlaced scanning video signal encoding apparatus using the method according to one embodiment of the present invention. The input frame 1 of the sequence is first partitioned by a block partitioning process 2 into blocks of pixel data, each of which undergoes an interfield difference detection process 3 which checks for differences between pixel data from two fields in the block. In one example of the interfield difference detection process, the square error between even and odd line pairs in the block luminance region is calculated and the calculated result is calculated between successive odd and continuous even line pairs in the same region. This is compared with the calculated squared error. If the ratio of the square error between even and odd line pairs to the square error between successive odd and even line pairs is greater than a predetermined threshold value, the block 4 is processed by the field encoding process 5. If encoded, otherwise the block is encoded by a frame encoding process 6. The ratio of the two calculated squared errors is compared to a number of thresholds due to block activity,
A better detection can be made. 16x16
An example of an interfield difference detection process configured as a "C" program procedure for a block size of pixels is given as follows.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】上記「C」プログラムの例におけるブロッ
クサイズ、スレッショルド値の12,18,30、およ
び活動値の8000,100000は、もし必要なら
ば、他の適切な値に調節または拡張されうる。このイン
タフィールド差検出プロセスの結果7は、サイド情報と
して符号化される。
The block size, threshold values of 12, 18, 30, and activity values of 8,000, 100,000 in the above "C" program example can be adjusted or extended to other suitable values, if necessary. The result 7 of this interfield difference detection process is encoded as side information.

【0014】図2には、フレーム符号化プロセス6およ
びフィールド符号化プロセス5を行なう装置の実施の形
態が示されている。フレーム符号化プロセスにおいて
は、入力ブロックは、もし入力フレームがIフレームで
あれば、フレーム再構成プロセス21、ブロック符号化
プロセス22、およびブロック復号化プロセス23を含
むイントラフレーム符号化プロセスを受け、もし入力フ
レームがIフレームでなければ、インタフレーム動き補
償プロセス20、フレーム再構成プロセス21、ブロッ
ク符号化プロセス22、およびブロック復号化プロセス
23を含むインタフレーム符号化プロセスを受ける。同
様にして、フィールド符号化プロセス5においては、入
力ブロックは、もし入力フレームがIフレームであれ
ば、フィールド再構成プロセス25、ブロック符号化プ
ロセス22、およびブロック復号化プロセス23を含む
イントラフィールド符号化プロセスを受け、そうでない
場合は、インタフィールド動き補償プロセス26、フィ
ールド再構成プロセス25、ブロック符号化プロセス2
2、およびブロック復号化プロセス23を含むインタフ
ィールド符号化プロセスを受ける。フレームメモリ28
は、ブロック復号化プロセス23の結果から再構成され
たフレームを記憶し、それは符号化されるべき次のフレ
ームからの入力ブロックの、インタフレームまたはイン
タフィールド動き補償プロセス20,26において用い
られる。
FIG. 2 shows an embodiment of an apparatus for performing the frame encoding process 6 and the field encoding process 5. In the frame encoding process, the input block undergoes an intra-frame encoding process including a frame reconstruction process 21, a block encoding process 22, and a block decoding process 23 if the input frame is an I-frame. If the input frame is not an I-frame, it undergoes an inter-frame encoding process including an inter-frame motion compensation process 20, a frame reconstruction process 21, a block encoding process 22, and a block decoding process 23. Similarly, in the field encoding process 5, the input block is an intra-field encoding including a field reconstruction process 25, a block encoding process 22, and a block decoding process 23 if the input frame is an I-frame. Process, otherwise, the interfield motion compensation process 26, the field reconstruction process 25, the block encoding process 2
2 and undergoes an interfield encoding process including a block decoding process 23. Frame memory 28
Stores the frame reconstructed from the result of the block decoding process 23, which is used in the interframe or interfield motion compensation processes 20, 26 of the input block from the next frame to be encoded.

【0015】図3はインタフレーム動き補償プロセスの
1実施の形態の装置のブロック図である。インタフレー
ム動き補償プロセスへの入力ブロック27は、入力フレ
ームの型により1つの動き補償プロセスを、すなわち、
もし入力フレームがPフレームであればインタフレーム
動き予測プロセスを、またもし入力フレームがBフレー
ムであればインタフレーム動き補間プロセスを、受け
る。インタフレーム動き予測プロセスにおいては、入力
ブロックは、前動きベクトル44を評価するためのイン
タフレーム前動きベクトル検出プロセス41を受ける。
該動きベクトルの検出においては、通常のブロック比較
技術が用いられうる。次に、前動き予測プロセス42が
行なわれるが、これは基本的に、検出された前動きベク
トルを用いて以前に符号化されたフレームから前動き変
位ブロックを得るものである。最後に、前動き予測プロ
セス42の結果が、動き補償モード選択プロセス43に
おいて入力ブロック27と比較され、2ブロックのいず
れが符号化されるべきかが判断される。そのわけは、動
き補償は、特にビデオシーケンス内において極めて速い
変化が行なわれる領域内では、必ずしも成功しないから
である。もし入力ブロックが符号化されるべきであると
判断されれば、入力ブロックの実際の値が符号化され
る。そうでない場合は、入力ブロックと前動き変位ブロ
ックとの差、すなわち前動き補償されたブロックが符号
化される。動き補償モード選択プロセスのC言語による
プロシージャの例は次の通りである。
FIG. 3 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the inter-frame motion compensation process. The input block 27 to the inter-frame motion compensation process has one motion compensation process depending on the type of input frame:
If the input frame is a P frame, it undergoes an interframe motion estimation process, and if the input frame is a B frame, it undergoes an interframe motion interpolation process. In the inter-frame motion estimation process, the input block undergoes an inter-frame pre-motion vector detection process 41 for evaluating the previous motion vector 44.
In detecting the motion vector, an ordinary block comparison technique can be used. Next, a pre-motion prediction process 42 is performed, which basically derives a pre-motion displacement block from a previously encoded frame using the detected pre-motion vector. Finally, the result of the previous motion prediction process 42 is compared with the input block 27 in a motion compensation mode selection process 43 to determine which of the two blocks is to be coded. This is because motion compensation is not always successful, especially in regions where very fast changes occur in the video sequence. If it is determined that the input block is to be coded, the actual value of the input block is coded. Otherwise, the difference between the input block and the previous motion displacement block, ie, the previous motion compensated block, is encoded. An example of a procedure in the C language for the motion compensation mode selection process is as follows.

【0016】[0016]

【表2】 [Table 2]

【0017】インタフレーム動き補間プロセスは、イン
タフレーム前動きベクトル検出41、インタフレーム後
動きベクトル検出46、前動き予測42、前/後動き補
間47、後動き予測48、および動き補間モード選択4
9の諸プロセスを含む。過去および未来のIまたはPフ
レーム(符号化された、またはされないフレームが使用
されうる)を参照して、インタフレーム前および後動き
ベクトル検出プロセスは、通常のブロック比較技術を用
いることにより前動きベクトルおよび後動きベクトルを
評価する。2つの評価された動きベクトルを用い、前述
と同様にして、前および後動き予測プロセス42および
48により、前動き変位ブロックおよび後動き変位ブロ
ックが見出される。前/後動き補間プロセス47におい
ては、前および後動き変位ブロックを平均することによ
り、前/後動き補間ブロックが計算される。前および後
動き変位ブロックを平均する時は、フレーム距離に基づ
く加重が用いられ、あるいは用いられない。上述の3つ
の動き変位および補間ブロックは入力ブロック27と共
に、動き補間モード選択プロセス49において比較さ
れ、いずれのブロックが符号化されるべきかが決定され
る。いずれのブロックが符号化されるべきかを決定する
1つの方法は、MPEG Video Simulation Model T
hree,International Organization for Standar
dization,Coded Representation of Picture an
d Audio Information,1990,ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8
MPEG90/041に説明されている平均2乗誤差の比較によ
る。もし決定されたブロックが入力ブロックでなけれ
ば、決定されたブロックと入力ブロックとの差が符号化
される。
The inter-frame motion interpolation process includes a pre-interframe motion vector detection 41, a post-interframe motion vector detection 46, a pre-motion prediction 42, a pre / post-motion interpolation 47, a post-motion prediction 48, and a motion interpolation mode selection 4.
9 processes. With reference to past and future I or P frames (encoded or unencoded frames may be used), the inter-frame pre- and post-motion vector detection process uses pre- And evaluate the post-motion vector. Using the two estimated motion vectors, the pre- and post-motion prediction processes 42 and 48 find a pre-motion displacement block and a post-motion displacement block in the same manner as described above. In the forward / backward motion interpolation process 47, a forward / backward motion interpolation block is calculated by averaging the forward and backward motion displacement blocks. When averaging the forward and backward motion displacement blocks, weighting based on frame distance is used or not used. The three motion displacement and interpolation blocks described above, along with the input block 27, are compared in a motion interpolation mode selection process 49 to determine which block is to be coded. One way to determine which blocks are to be coded is to use the MPEG Video Simulation Model T
hree, International Organization for Standar
dization, Cod Representation of Picture an
d Audio Information, 1990, ISO-IEC / JTC1 / SC2 / WG8
By comparison of the mean square error described in MPEG90 / 041. If the determined block is not an input block, the difference between the determined block and the input block is encoded.

【0018】フィールド符号化プロセス5への入力ブロ
ック29内の2フィールドのデータは、一般に相関がな
く、あるいはインタフィールド差検出プロセス3によっ
て選択された動きを含むので、2フィールドからのデー
タに基づいて独立して動き補償を行なうインタフィール
ド動き補償が選択される。しかし、図4に示されている
インタフィールド動き補償プロセスの実施の形態は、動
きベクトル検出プロセスおよび動き変位ブロックの構成
を除外すると、インタフレーム動き補償プロセス(図
3)に極めて類似している。インタフィールド前/後動
きベクトル検出プロセス61および62においては、1
つの動きベクトルが、入力ブロック30内のそれぞれの
フィールドに対して、かつ前および後方向において評価
され、従って、前動きベクトル1および2と、後動きベ
クトル1および2とが評価される。評価された動きベク
トル1および2に基づき、以前に符号化された画像から
ブロックの2つの動き変位フィールドが得られ、それに
よって動き変位ブロックおよびさらに動き補間ブロック
が、プロセス63,64,65において形成される。モ
ード選択プロセス43および49は、インタフレーム動
き補償プロセス20において用いられたものと同じプロ
セスである。前動きベクトル1および2または後動きベ
クトル1および2の符号化に関しては、入力ブロック内
の2フィールドにおける動きの差および以前の隣接符号
化ブロック間の動きの差は大きいものとは考えられない
ので、効率的な符号化の方法は、1フィールドの(前お
よび/または後)動きベクトルを、以前の符号化ブロッ
ク、および入力ブロック内の2フィールドの動きのデル
タ差を参照して、デルタ符号化することである。
Since the two fields of data in the input block 29 to the field encoding process 5 are generally uncorrelated or include the motion selected by the interfield difference detection process 3, the two fields of data are based on the data from the two fields. Interfield motion compensation, which performs motion compensation independently, is selected. However, the embodiment of the inter-field motion compensation process shown in FIG. 4 is very similar to the inter-frame motion compensation process (FIG. 3), except for the motion vector detection process and the configuration of the motion displacement block. In the interfield pre / post motion vector detection processes 61 and 62, 1
One motion vector is evaluated for each field in the input block 30 and in the forward and backward directions, so that the front motion vectors 1 and 2 and the back motion vectors 1 and 2 are evaluated. Based on the estimated motion vectors 1 and 2, two motion displacement fields of the block are obtained from the previously coded image, whereby a motion displacement block and further a motion interpolation block are formed in processes 63, 64, 65 Is done. Mode selection processes 43 and 49 are the same processes used in interframe motion compensation process 20. Regarding the encoding of the previous motion vectors 1 and 2 or the subsequent motion vectors 1 and 2, since the motion difference between two fields in the input block and the motion difference between the previous adjacent coded blocks are not considered to be large. An efficient coding method is to delta-encode a one-field (before and / or after) motion vector by referring to the delta difference between the previous coded block and the two-field motion in the input block. It is to be.

【0019】入力ブロック4またはインタフレーム動き
補償プロセスの出力は、フレーム再構成プロセス(図2
の参照番号21)を受け、そこでそれは、例えばDCT
(離散コサイン変換)法に基づくブロック符号化プロセ
スに適するさらに小さいサブブロックに空間的に区分さ
れる。図6(a)は、4つのさらに小さい8×8サブブ
ロックに区分された、輝度データ(Y)の16×16ブ
ロックの例を示す。フレーム再構成プロセスにおいてイ
ンタレースフィールドは、ブロック符号化プロセスがフ
ィールド間の相関を利用しうるようにするために、分離
されない。フレーム再構成プロセスは、さらに、色情報
(Cr/Cb)の解像度を低下せしめるイントラフレー
ム・サブサンプリングプロセスを含みうる。図6(b)
においては、(4:2:2源における16×16輝度ブ
ロックと同位置にある)8×16色ブロックの例が、そ
の色ブロックのそれぞれの偶奇線対を平均することによ
って、8×8色サブブロックにイントラフレーム・サブ
サンプリングされている。色信号のこのようなサブサン
プリングは、可視的な差を発生せしめることなく符号化
される必要のある情報量を減少させるために行なわれ
る。
The input block 4 or the output of the interframe motion compensation process is the output of the frame reconstruction process (FIG. 2).
21) where it is, for example, DCT
It is spatially partitioned into smaller sub-blocks suitable for a block coding process based on the (discrete cosine transform) method. FIG. 6A shows an example of a 16 × 16 block of luminance data (Y) divided into four smaller 8 × 8 sub-blocks. In the frame reconstruction process, the interlaced fields are not separated so that the block coding process can take advantage of the correlation between the fields. The frame reconstruction process may further include an intra-frame subsampling process that reduces the resolution of the color information (Cr / Cb). FIG. 6 (b)
In the example, an 8 × 16 color block (co-located with a 16 × 16 luminance block in a 4: 2: 2 source) is transformed into an 8 × 8 color block by averaging each even-odd line pair of that color block. Intra-frame sub-sampling is performed on the sub-block. Such sub-sampling of the chrominance signal is performed to reduce the amount of information that needs to be encoded without causing visible differences.

【0020】フィールド再構成プロセス(図2の参照番
号25)は、インタフィールド動き補償プロセス(図2
の参照番号26)または入力ブロック4から結果を受け
る。該プロセスは、入力の輝度データ(Y)を、2フィ
ールドが分離されたさらに小さいサブブロックに区分す
る。図7(a)は、16×16入力輝度ブロックを、4
つの8×8サブブロックであってその2つが偶数フィー
ルドデータを含み、他の2つが奇数フィールドデータを
含む該4つの8×8サブブロックに区分する、そのよう
なプロセスを示す。これは、ブロック符号化プロセス
(図2の参照番号22)が、それぞれのサブブロックに
おけるフィールド内の高相関を利用するように行なわれ
る。フィールド再構成プロセスは、さらに、それぞれの
フィールドにおける色情報(Cr/Cb)の解像度を低
下せしめるイントラフィールド・サブサンプリングプロ
セスを含む。図7(b)において、8×16色ブロック
の例は、それぞれのフィールドの全ての連続する2線を
別々に平均することによって、8×8色サブブロックに
イントラフィールド・サブサンプリングされている。こ
れらの平均された線は、2フィールドが出力サブブロッ
クにおいて分離されているように再配置される。これら
の平均された線はまた、出力サブブロックにおいてはイ
ンタレース状に配列されるが、得られる符号化効率は前
述の方法ほど良くない。
The field reconstruction process (reference numeral 25 in FIG. 2) comprises an interfield motion compensation process (FIG. 2).
Or the input block 4 receives the result. The process partitions the input luminance data (Y) into smaller sub-blocks separated by two fields. FIG. 7A shows that a 16 × 16 input luminance block is represented by 4 pixels.
FIG. 4 illustrates such a process of partitioning into four 8 × 8 sub-blocks, two of which contain even field data and two of which contain odd field data. This is done so that the block coding process (reference numeral 22 in FIG. 2) takes advantage of the high correlation in the field in each sub-block. The field reconstruction process further includes an intrafield subsampling process that reduces the resolution of the color information (Cr / Cb) in each field. In FIG. 7 (b), the example of an 8 × 16 color block is intrafield subsampled into 8 × 8 color subblocks by separately averaging all two consecutive lines in each field. These averaged lines are rearranged such that the two fields are separated in the output sub-block. These averaged lines are also arranged in an interlaced fashion in the output sub-block, but the resulting coding efficiency is not as good as the method described above.

【0021】フレームまたはフィールド再構成プロセス
によって発生せしめられるそれぞれのサブブロックは、
サブブロック内の相関を調査することにより、データ圧
縮のためのブロック符号化プロセス(図2の参照番号2
2)を受けしめられる。図8に示されているブロック符
号化装置の実施の形態は、サブブロックを離散コサイン
変換(DCT)係数に離散コサイン変換(DCT)し8
0、DCT係数を出力情報85の量を監視するレート制
御装置84に基づいて量子化し81、量子化されたDC
T係数をジグザグ走査し82、ジグザグ走査の結果およ
びサブブロックを記述するのに必要な全てのサイド情報
を可変長符号化(VLC)して83、ディジタルストレ
ージメディアまたは伝送メディアのための符号化情報8
5を発生するための手段を含む。図8に示されているブ
ロック符号化プロセスの装置化の例の詳細は、MPEG V
ideo Simulation Model Three,International
Organization for Standardization,Coded Rep
resentation of Pictureand Audio Information,
1990,ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8 MPEG90/041に見出され
る。
Each sub-block generated by the frame or field reconstruction process is:
By examining the correlations within the sub-blocks, the block encoding process for data compression (reference numeral 2 in FIG. 2)
2) Accepted. The embodiment of the block coding apparatus shown in FIG. 8 performs a discrete cosine transform (DCT) on the sub-blocks into discrete cosine transform (DCT) coefficients.
0, the DCT coefficient is quantized 81 based on a rate control device 84 which monitors the amount of output information 85, and the quantized DC
Zigzag scans the T-coefficients 82, performs variable length coding (VLC) 83 on the results of the zigzag scan and all the side information needed to describe the sub-blocks 83, coding information for digital storage media or transmission media 8
5 means. Details of an example of the implementation of the block encoding process shown in FIG.
ideo Simulation Model Three, International
Organization for Standardization, Coded Rep
resentation of Pictureand Audio Information,
1990, found in ISO-IEC / JTC1 / SC2 / WG8 MPEG90 / 041.

【0022】ブロック復号化プロセス(図2の参照番号
23)は、ブロック符号化プロセス(図2の参照番号2
2)の出力を復号化し、フレームを再構成する。ブロッ
ク復号化プロセスにより再構成されたフレームは、フレ
ームメモリ(図2の参照番号28)内に記憶されて、イ
ンタフレーム/インタフィールド動き補償プロセス(図
2の参照番号20および26)によって使用される。該
ブロック復号化プロセスはまた、前記ブロック符号化プ
ロセスおよび/または前記動き補償プロセスによって作
られた、ディジタルストレージメディアまたは伝送メデ
ィアからの符号化情報を復号化するのにも用いられる。
図9は、図8に示されたブロック符号化プロセスに対応
するブロック復号化装置の実施の形態を示し、これは、
符号化情報を多重分離/VLC復号化して90ジグザグ
走査されたサブブロックおよび含まれていたサイド情報
を再生し、該サブブロックを逆ジグザグ走査91した後
逆量子化92してDCT係数を再生し、該係数を逆DC
T93し、この逆DCTの結果をして、符号化画像型
(I,P、またはBフレーム)およびインタフィールド
差検出プロセス(図1の参照番号3)の符号化結果に従
って、インタフレームまたはインタフィールド動き補償
プロセス(図3および図4)の逆94および95を受け
しめることにより再構成サブブロック96を再生し、イ
ンタフィールド差検出プロセスの符号化結果に従ってフ
レーム/フィールド再構成プロセスの逆97および98
を行なって再構成ブロック100を再生し、これが次に
フレームメモリ101内に記憶せしめられて逆動き補償
プロセス94または95に、あるいはモニタスクリーン
上への表示に用いられるようにする手段を含む。もしブ
ロック復号化プロセスがビデオ信号符号器内においてブ
ロック符号化プロセスと共に用いられるべき場合は、逆
量子化器への入力および他のサイド情報はブロック符号
化プロセスにおける対応する諸プロセスから直接得られ
るので、多重分離器/VLC復号器および逆ジグザグ走
査装置は省略されうる。
The block decoding process (reference numeral 23 in FIG. 2) corresponds to the block encoding process (reference numeral 2 in FIG. 2).
Decode the output of 2) and reconstruct the frame. The frames reconstructed by the block decoding process are stored in a frame memory (reference numeral 28 in FIG. 2) and used by the interframe / interfield motion compensation process (reference numerals 20 and 26 in FIG. 2). . The block decoding process is also used to decode encoded information from digital storage media or transmission media created by the block encoding process and / or the motion compensation process.
FIG. 9 shows an embodiment of a block decoding device corresponding to the block encoding process shown in FIG.
The encoded information is demultiplexed / VLC decoded to reproduce the 90-zigzag scanned sub-blocks and the included side information. The sub-blocks are subjected to inverse zigzag scanning 91, and then inverse-quantized 92 to reproduce DCT coefficients. And the coefficient is inverse DC
T93, the result of the inverse DCT is used to calculate the interframe or interfield according to the coding image type (I, P, or B frame) and the coding result of the interfield difference detection process (reference numeral 3 in FIG. 1). The reconstruction sub-block 96 is reconstructed by receiving the inverses 94 and 95 of the motion compensation process (FIGS. 3 and 4), and the inverses 97 and 98 of the frame / field reconstruction process according to the coding result of the interfield difference detection process.
To reproduce the reconstructed block 100 which is then stored in the frame memory 101 for use in the inverse motion compensation process 94 or 95 or for display on a monitor screen. If the block decoding process is to be used in a video signal encoder with the block encoding process, the input to the inverse quantizer and other side information is obtained directly from the corresponding processes in the block encoding process. , The demultiplexer / VLC decoder and the inverse zigzag scanner may be omitted.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、入力フレームは画
素データの小ブロックに区分され、それぞれのブロック
内の2フィールドは相関について検査される。もしブロ
ック内の2フィールド間の差が小さければ(すなわち相
関が高ければ)、そのブロックは、ブロック内の全ての
線が順次走査されるフレーム符号化プロセスにより、従
って効率的に設計されるインタフレーム動き補償プロセ
スおよび色データのイントラフレーム・サブサンプリン
グプロセスを用いて、符号化される。一方、もしブロッ
ク内の2フィールド間の差が大きければ(すなわち相関
が低ければ)、そのブロックは、それぞれのフィールド
内の(イントラフィールド)相関およびそれぞれのフィ
ールドとその隣接フィールドとの(インタフィールド)
相関の調査が強化されるフィールド符号化プロセスによ
って符号化され、さらに、このようなブロックにおいて
は、色データのイントラフィールド・サブサンプリング
はより良く行なわれる。一般のビデオシーケンスにおい
ては、それぞれの画像フレーム内における相関レベル
は、静止情景または対象物を含む領域と、動く情景また
は対象物を含む領域との間では相異なる。従って、本発
明は、これら2つの型の領域を、それぞれの領域の型に
より適する方法によって、より効率的に、または適応的
に符号化する効果を提供する。固定ビットレートのビデ
オ符号化システムにおいては、本発明は、より良い再構
成画像品質を与える効果を提供する。
As described above, an input frame is partitioned into small blocks of pixel data, and two fields within each block are checked for correlation. If the difference between two fields in a block is small (ie, the correlation is high), the block is inter-frame, which is designed by a frame encoding process in which all lines in the block are scanned sequentially, and thus efficiently. It is encoded using a motion compensation process and an intra-frame sub-sampling process for color data. On the other hand, if the difference between two fields in a block is large (i.e., the correlation is low), then the block will have the (intra-field) correlation in each field and the (inter-field) between each field and its neighboring fields.
Correlation studies are coded by an enhanced field coding process, and in such blocks, intra-field subsampling of color data is better. In a typical video sequence, the level of correlation in each image frame is different between regions containing still scenes or objects and regions containing moving scenes or objects. Thus, the present invention provides the effect of encoding these two types of regions more efficiently or adaptively in a way that is more suitable for each type of region. In a fixed bit rate video coding system, the present invention provides the advantage of providing better reconstructed image quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係るインタレース走査
ビデオ符号化方法のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of an interlaced scan video encoding method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の該実施の形態の一部を示す、フレーム
符号化プロセスおよびフィールド符号化プロセスのブロ
ック図
FIG. 2 is a block diagram of a frame encoding process and a field encoding process, showing a part of the embodiment of the present invention;

【図3】本発明の前記実施の形態の一部を示す、インタ
フレーム動き補償プロセスのブロック図
FIG. 3 is a block diagram of an interframe motion compensation process, showing part of the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の前記実施の形態の一部を示す、インタ
フィールドブロック動き補償プロセスのブロック図
FIG. 4 is a block diagram of an interfield block motion compensation process, showing part of the embodiment of the present invention.

【図5】I画像,P画像、およびB画像の配置および関
係の例の説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of the arrangement and relationship of an I image, a P image, and a B image.

【図6】(a)は、フレーム再構成プロセスの効果例の
説明図 (b)は、色データに対するイントラフレーム・サブサ
ンプリングプロセスの例を示す説明図
FIG. 6A is an explanatory diagram of an effect example of a frame reconstruction process. FIG. 6B is an explanatory diagram showing an example of an intra-frame subsampling process for color data.

【図7】(a)は、フィールド再構成の効果例を示す説
明図 (b)は、色データに対するイントラフィールド・サブ
サンプリングプロセスの例を示す説明図
FIG. 7A is an explanatory diagram showing an example of the effect of field reconstruction; FIG. 7B is an explanatory diagram showing an example of an intra-field subsampling process for color data;

【図8】本発明の一実施の形態の一部に係るブロック符
号化プロセスのブロック図
FIG. 8 is a block diagram of a block encoding process according to one embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施の形態におけるブロック復号化
プロセスのブロック図
FIG. 9 is a block diagram of a block decoding process in one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ブロック区分プロセス 3 インタフィールド差検出プロセス 5 フィールド符号化プロセス 6 フレーム符号化プロセス 20 インタフレーム動き補償プロセス 21 フレーム再構成プロセス 22 ブロック符号化プロセス 23 ブロック復号化プロセス 25 フィールド再構成プロセス 26 インタフィールド動き補償プロセス 2 Block Partitioning Process 3 Interfield Difference Detection Process 5 Field Encoding Process 6 Frame Encoding Process 20 Interframe Motion Compensation Process 21 Frame Reconstruction Process 22 Block Encoding Process 23 Block Decoding Process 25 Field Reconstruction Process 26 Interfield Motion Compensation process

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年8月26日(1999.8.2
6)
[Submission date] August 26, 1999 (1999.8.2
6)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 インターレス走査ディジタルビデオ信
号のブロック復号化装置及び方法
Patent application title: Apparatus and method for block decoding of interlaced scanned digital video signal

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】インタレース走査ビデ
オシーケンス内の対象物が静止を続ける時には、毎ライ
ン上のおよび相互隣接ライン上の、隣接画素間の相関は
高いので、通常の離散コサイン変換符号化方法のような
一般に知られた画像圧縮方法により、フレーム符号化プ
ロセスにおいて(線間の高相関を利用して)、フィール
ドまたは補間フィールド符号化プロセスと比較して、高
圧縮比を達成することができる。この場合、インタフレ
ーム動き補償も、より良い効率で行なわれうる。しか
し、もしシーケンス内の対象物が動き始めれば、フィー
ルド間の相関は低下し、従って、例えばDCT法の効率
は、フィールド符号化プロセスが用いられた時の方がよ
くなる。さらに、この状況に動き補償が関与する時は、
それぞれのフィールドに対し個々に動き補償を行なうイ
ンタフィールド符号化プロセスは、シーケンス内の対象
物の動きのより良い予測を行なう利点を有する。一般
に、フレーム符号化、フィールド符号化、および補間フ
ィールド符号化のプロセスは、シーケンス内の対象物の
動きが極めてダイナミックでありうる場合には、効率に
関しては準最適でしかない。ビデオ符号化方式の効率の
改善は、高ビットレート低減符号化方式においては特に
重要である。また、符号化プロセスにおいてインタフレ
ーム動き補償処理された場合には、復号化プロセスにお
いてインタフレーム動き補償処理の逆処理を行い、符号
化プロセスにおいてインタフィールド動き補償処理され
た場合には、復号化プロセスにおいてインタフィールド
動き補償処理の逆処理を行うことによって、復号しなけ
ればならない。
When the objects in an interlaced scanned video sequence remain stationary, the correlation between adjacent pixels on each line and on mutually adjacent lines is high, so that conventional discrete cosine transform codes are used. Achieving a high compression ratio in a frame encoding process (using high correlation between lines) in comparison with a field or interpolated field encoding process by commonly known image compression methods such as encoding methods Can be. In this case, inter-frame motion compensation can also be performed with better efficiency. However, if the objects in the sequence start to move, the correlation between the fields will be reduced, and thus, for example, the efficiency of the DCT method will be better when a field coding process is used. Furthermore, when motion compensation is involved in this situation,
An inter-field coding process that performs motion compensation individually for each field has the advantage of providing better prediction of the motion of objects in the sequence. In general, the processes of frame coding, field coding, and interpolated field coding are only sub-optimal in terms of efficiency if the motion of objects in the sequence can be very dynamic. Improving the efficiency of video coding schemes is particularly important in high bit rate reduction coding schemes. Also, in the encoding process,
If the motion compensation has been performed,
Performs inverse processing of the inter-frame motion compensation
Inter-field motion compensation in the
The inter-field in the decryption process
Decoding must be performed by performing inverse processing of the motion compensation processing.
I have to.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】この方法は、まず入力インタレース走査ビ
デオ信号のそれぞれのフレームを画素データの小ブロッ
クに区分し、それぞれの該ブロック内の2フィールド間
の画素値の差を決定し、もし該ブロック内の2フィール
ド間の誤差が小さいと決定されたならば該ブロックをし
てフレーム符号化プロセスを受けしめ、そうでない場合
は該ブロックをしてフィールド符号化プロセスを受けし
めることによって行なわれうる。また、復号化プロセス
においては、ブロック毎に符号化されたビデオ信号を復
号化し、ブロック毎に付加されているサイド情報によ
り、復号化したビデオ信号をインタフィールド相関を利
用するインタフィールド動き補償処理の逆処理をするか
インタフレーム相関を利用するインタフレーム動き補償
処理の逆処理をする。
The method first partitions each frame of the input interlaced scanned video signal into small blocks of pixel data, determines the difference in pixel values between the two fields in each of the blocks, If the error between the two fields is determined to be small, the block may be subjected to a frame encoding process, otherwise the block may be subjected to a field encoding process. Also the decryption process
In, the video signal encoded for each block is decoded.
And side information added for each block.
The decoded video signal using inter-field correlation.
The inverse of the interfield motion compensation used?
Inter-frame motion compensation using inter-frame correlation
Performs the reverse of the process.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】[0009]

【作用】上述の方法によれば、フィールド間における動
きを有する、すなわち相関の低いフィールドを有するブ
ロックを、フィールド間において高い空間的相関を有す
るブロックから分離することができ、これら2種類のブ
ロックにおいて最良の結果を達成するためにフィールド
符号化プロセスまたはフレーム符号化プロセスが最適に
適用されうる。そのフレーム符号化プロセスの場合に
は、該ブロックは、DCT法のような通常のブロック符
号化技術を用いてイントラフレーム符号化されるか、ま
たはインタフレーム動き補償を伴うブロック符号化技術
を用いてインタフレーム符号化されうる。フィールド符
号化プロセスの場合におけるように、前記ブロック内の
2フィールドは、サブブロックに分けられ、通常のブロ
ック符号化方法を用いてイントラフィールド符号化され
るか、またはインタフィールド動き補償を伴ってインタ
フィールド符号化される。また、上述の復号化方法によ
れば、正しく復号することができる。
According to the above method, a block having motion between fields, that is, a field having a low correlation can be separated from a block having a high spatial correlation between the fields. A field coding process or a frame coding process may be optimally applied to achieve the best results. In the case of the frame coding process, the blocks are intra-frame coded using normal block coding techniques such as the DCT method, or using block coding techniques with inter-frame motion compensation. It can be inter-frame coded. As in the case of the field coding process, the two fields within the block are divided into sub-blocks and either intra-field coded using normal block coding methods or inter-field coded with inter-field motion compensation. Field encoded. Also, according to the above-described decoding method,
Then, it can be correctly decoded.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インタレース走査ディジタルビデオ信号の
符号化方法であって、 該インタレース走査ビデオ信号のそれぞれのフレームを
画素データの小ブロックに区分する段階と、 それぞれの該ブロック内の2フィールドの画素値の差を
決定する段階と、 該決定結果に従ってそれぞれの前記ブロックをして、イ
ントラフィールドまたはさらにインタフィールド相関を
利用して情報圧縮が行なわれるフィールド符号化プロセ
スを、または、イントラフレームまたはさらにインタフ
レーム相関を利用して情報圧縮が行なわれるフレーム符
号化プロセスを受けしめる段階と、 を含むインタレース走査ディジタルビデオ信号の符号化
方法。
1. A method for encoding an interlaced scanned digital video signal, comprising: dividing each frame of the interlaced scanned video signal into small blocks of pixel data; Determining a pixel value difference; and performing a field coding process in which each block is subjected to information compression using intra-field or even inter-field correlation according to the determination result, or an intra-frame or further Receiving a frame encoding process in which information compression is performed using inter-frame correlation.
【請求項2】それぞれの前記ブロック内の2フィールド
の画素値の差を決定する前記段階が、 該ブロックの偶奇線対間の平均2乗誤差を計算する段階
と、 前記ブロックの連続した奇数線対および連続した偶数線
対の間の平均2乗誤差を計算する段階と、 前記2つの計算された平均2乗誤差を比較する段階と、 を含む請求項1記載のインタレース走査ディジタルビデ
オ信号の符号化方法。
2. The method of claim 2, wherein determining the difference between the pixel values of the two fields in each of the blocks comprises: calculating a mean square error between even and odd line pairs of the block; and successive odd lines of the block. 2. The method of claim 1, further comprising: calculating a mean squared error between the pair and successive even line pairs; and comparing the two calculated mean squared errors. Encoding method.
【請求項3】前記フレーム符号化プロセスが、 前記ブロックがインタフレーム動き補償プロセスを受け
る必要があるか否かを決定する段階と、 該決定結果に従って該ブロックをして、インタフレーム
相関を利用して前記ブロック内の符号化される必要のあ
る情報量を減少せしめる前記インタフレーム動き補償プ
ロセスを受けしめる段階と、 前記決定結果に従って、前記ブロックまたは前記インタ
フレーム動き補償プロセスの結果をして、それが空間的
にさらに小さいサブブロックに区分されるフレーム再構
成プロセスを受けしめる段階と、 該サブブロックをして、それぞれのサブブロック内の情
報が補償されるブロック符号化プロセスを受けしめる段
階と、 を含む請求項1または請求項2記載のインタレース走査
ディジタルビデオ信号の符号化方法。
3. The frame encoding process comprising: determining whether the block needs to undergo an interframe motion compensation process; and performing the block according to the determination result to utilize interframe correlation. Receiving said inter-frame motion compensation process, which reduces the amount of information that needs to be encoded in said block, and, according to said decision result, the result of said block or said inter-frame motion compensation process, Receiving a frame reconstruction process in which is partitioned into smaller spatially smaller sub-blocks; and subjecting the sub-blocks to a block coding process in which the information in each sub-block is compensated; 3. An interlaced scanning digital video signal according to claim 1, wherein Goka way.
【請求項4】前記インタフレーム動き補償プロセスが、 前記ブロックをして、インタフレーム動き予測プロセス
またはインタフレーム動き補間プロセスを受けしめるべ
きかを決定する段階と、 該決定結果に従って前記ブロックをして、前動きベクト
ルが以前の符号化フレームを参照して検出され、動き補
償が該検出された前動きベクトルを用いて行なわれ、動
き補償されたブロックがもとの前記ブロックと比較され
る、前記インタフレーム動き予測プロセスを受けしめる
段階と、 前記決定結果に従って前記ブロックをして、前動きベク
トルが以前の符号化フレームを参照して検出され、後動
きベクトルが未来の符号化フレームを参照して検出さ
れ、3つの動き補償がそれぞれ該検出された前動きベク
トル、該検出された後動きベクトル、該検出された前お
よび後動きベクトルの双方を用いて行なわれ、該3つの
動き補償の結果ならびにもとの前記ブロックの間の比較
が行なわれる、前記インタフレーム動き補間プロセスを
受けしめる段階と、 を含む請求項3記載のインタレース走査ディジタルビデ
オ信号の符号化方法。
4. The interframe motion compensation process comprising: determining whether the block should be subjected to an interframe motion estimation process or an interframe motion interpolation process; and performing the block according to the determination result. The previous motion vector is detected with reference to the previous encoded frame, motion compensation is performed using the detected previous motion vector, and the motion compensated block is compared with the original block. Receiving an inter-frame motion prediction process, performing the block according to the determination result, a previous motion vector is detected with reference to a previous encoded frame, and a subsequent motion vector is detected with reference to a future encoded frame. The detected three motion compensations are respectively the detected pre-motion vector, the detected post-motion vector, Accepting said inter-frame motion interpolation process, performed using both the derived before and after motion vectors, wherein the result of said three motion compensations and the comparison between said original blocks are performed; 4. A method for encoding an interlaced scanned digital video signal as claimed in claim 3.
【請求項5】前記フレーム再構成プロセスがさらに、 色情報を含有する前記サブブロックをして、解像度を低
下させるイントラフレーム・サブサンプリングプロセス
を受けしめる段階を含む請求項3記載のインタレース走
査ディジタルビデオ信号の符号化方法。
5. The interlaced scan digital of claim 3 wherein said frame reconstruction process further comprises the step of: said sub-blocks containing color information undergoing an intra-frame sub-sampling process to reduce resolution. Video signal encoding method.
【請求項6】前記フィールド符号化プロセスが、 前記ブロックがインタフィールド動き補償プロセスを受
ける必要があるか否かを決定する段階と、 該決定結果に従って前記ブロックをして、インタフィー
ルド相関を利用して該ブロック内の符号化される必要の
ある情報量を減少させる前記インタフィールド動き補償
プロセスを受けしめる段階と、 前記決定結果に従って、前記ブロックまたは前記インタ
フィールド動き補償プロセスの結果をして、入力の偶数
線および奇数線が小さいサブブロックに分離されるフィ
ールド再構成プロセスを受けしめる段階と、 該サブブロックをして、それぞれのサブブロック内の情
報が圧縮されるブロック符号化プロセスを受けしめる段
階と、 を含む請求項1記載のインタレース走査ディジタルビデ
オ信号の符号化方法。
6. The field encoding process comprising: determining whether the block needs to undergo an interfield motion compensation process; and performing the block according to a result of the determination to use an interfield correlation. Receiving the inter-field motion compensation process to reduce the amount of information that needs to be encoded in the block, and inputting the result of the block or the inter-field motion compensation process according to the determination result. Receiving a field reconstruction process in which even and odd lines of the sub-block are separated into smaller sub-blocks; and receiving a block encoding process in which the information in each sub-block is compressed. 2. The interlaced scanned digital video signal of claim 1, comprising: Encoding method.
【請求項7】前記インタフィールド動き補償プロセス
が、 前記ブロックをして、インタフィールド動き予測プロセ
スまたはインタフィールド動き補間プロセスを受けしめ
るべきかを決定する段階と、 該決定結果に従って前記ブロックをして、第1前動きベ
クトルが該ブロックの偶数線に対する以前の符号化フィ
ールドを参照して検出され、第2前動きベクトルが該ブ
ロックの奇数線に対する以前の符号化フィールドを参照
して検出され、動き補償が該検出された第1および第2
前動きベクトルを用いて行なわれ、該動き補償されたブ
ロックがもとの前記ブロックと比較される、前記インタ
フィールド動き予測プロセスを受けしめる段階と、 前記決定結果に従って前記ブロックをして、第1および
第2前動きベクトルがそれぞれ該ブロックの偶数線およ
び奇数線に対する以前の符号化フィールドを参照して検
出され、第1および第2後動きベクトルがそれぞれ該ブ
ロックの偶数および奇数線に対する未来の符号化フィー
ルドを参照して検出され、3つの動き補償がそれぞれ前
記検出された第1および第2前動きベクトル、第1およ
び第2後動きベクトル、第1および第2前および後動き
ベクトルを用いて行なわれ、該3つの動き補償の結果な
らびにもとの前記ブロックの間の比較が行なわれる、前
記インタフィールド動き補間プロセスを受けしめる段階
と、 を含む請求項6記載のインタレース走査ディジタルビデ
オ信号の符号化方法。
7. The inter-field motion compensation process comprising: determining whether the block should be subjected to an inter-field motion estimation process or an inter-field motion interpolation process; , A first previous motion vector is detected with reference to a previous coded field for an even line of the block, and a second previous motion vector is detected with reference to a previous coded field for an odd line of the block. Compensation is applied to the detected first and second
Accepting the interfield motion estimation process, performed using a previous motion vector, wherein the motion compensated block is compared to the original block; And the second previous motion vector are detected with reference to the previous coding field for the even and odd lines of the block, respectively, and the first and second subsequent motion vectors are the future codes for the even and odd lines of the block, respectively. And three motion compensations are detected using the detected first and second pre-motion vectors, first and second post-motion vectors, and first and second pre- and post-motion vectors, respectively. The inter-field motion, wherein the comparison between the three motion compensation results and the original block is performed. 7. The method of claim 6, further comprising: receiving an interpolation process.
【請求項8】前記フィールド再構成プロセスがさらに、 色情報を含有する前記サブブロックをして、解像度を低
下させるイントラフィールド・サブサンプリングプロセ
スを受けしめる段階を含む請求項6記載のインタレース
走査ディジタルビデオ信号の符号化方法。
8. The interlaced scanning digital of claim 6, wherein said field reconstruction process further comprises the step of: said sub-blocks containing color information undergoing an intra-field sub-sampling process to reduce resolution. Video signal encoding method.
【請求項9】前記ブロック符号化プロセスが、 それぞれの前記サブブロックをDCT係数に離散コサイ
ン変換する段階と、該DCT係数を量子化する段階と、 該量子化DCT係数をジグザグ走査する段階と、 該ジグザグ走査の結果を可変長符号化する段階と、 を含む請求項3または請求項4または請求項6または請
求項7記載のインタレース走査ディジタルビデオ信号の
符号化方法。
9. The block encoding process includes: discrete cosine transforming each of the sub-blocks into DCT coefficients; quantizing the DCT coefficients; zigzag scanning the quantized DCT coefficients; 8. The method for encoding an interlaced scanned digital video signal according to claim 3, further comprising the step of: performing variable length encoding on the result of the zigzag scanning.
【請求項10】ブロック復号化プロセスが、 前記符号化された情報を多重分離/VLC復号化して前
記ジグザグ走査されたサブブロックおよび該サブブロッ
クを記述する含有サイド情報を再生する段階と、 該サブブロックを逆ジグザグ走査した後に逆量子化して
前記DCT係数を再生する段階と、 該係数を逆DCTする段階と、 該逆DCTの結果をして、符号化画像型(I,P、また
はB画像)およびインタフィールド差検出プロセスの符
号化結果に従って、インタフレームまたはインタフィー
ルド動き補償プロセスの逆を受けしめることにより再構
成されたサブブロックを再生する段階と、 前記インタフィールド差検出プロセスの前記符号化結果
に従ってフレーム/フィールド再構成プロセスを反転す
ることにより再構成されたブロックを再生する段階と、 を含むインタレース走査ディジタルビデオ信号の復号化
方法。
10. A block decoding process comprising: demultiplexing / VLC decoding said encoded information to recover said zigzag scanned sub-blocks and contained side information describing said sub-blocks; Performing inverse zigzag scanning on the block and then inversely quantizing the DCT coefficient to reproduce the DCT coefficient; inverse DCT of the coefficient; and calculating the result of the inverse DCT to obtain an encoded image type (I, P, or B image). Reconstructing the reconstructed sub-block by subjecting the inter-frame or the inverse of the inter-field motion compensation process according to the encoding result of the inter-field difference detection process, and encoding the inter-field difference detection process. The reconstructed block is inverted by inverting the frame / field reconstruction process according to the result. Decoding method interlaced digital video signal comprising the steps of reproducing.
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JP2002344975A (en) * 2002-03-28 2002-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Decoding method for interlaced scanned digital video signal
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