JPH08265764A - 映像信号符号化装置 - Google Patents
映像信号符号化装置Info
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- JPH08265764A JPH08265764A JP7084647A JP8464795A JPH08265764A JP H08265764 A JPH08265764 A JP H08265764A JP 7084647 A JP7084647 A JP 7084647A JP 8464795 A JP8464795 A JP 8464795A JP H08265764 A JPH08265764 A JP H08265764A
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- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
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- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーチグリッドを用いた、改良された動き
推定及び補償技法を用いた映像信号符号化装置を提供す
ること。 【構成】 サーチグリッドの各々に対して動きベクト
ルのセットを検知する動き推定ブロックと、各サーチグ
リッド内に含まれるサーチブロックと対応する選択され
た候補ブロックとの間の誤差を累積して各サーチグリッ
ドの累積誤差信号を与える誤差累積ブロックと、累積誤
差信号を比較して最小の累積誤差信号を与えるサーチグ
リッドを選択するためのサーチグリッド選択信号を与え
るグリッド選択ブロックと、この選択信号に応答して対
応する１セットの動きベクトルを選択するスイッチと、
選択された１セットの動きベクトルを用いて現フレーム
の各画素の画素値として前フレーム内の対応する画素の
画素値を割り当て予測された現フレームを生成する動き
補償ブロックとから成る。
推定及び補償技法を用いた映像信号符号化装置を提供す
ること。 【構成】 サーチグリッドの各々に対して動きベクト
ルのセットを検知する動き推定ブロックと、各サーチグ
リッド内に含まれるサーチブロックと対応する選択され
た候補ブロックとの間の誤差を累積して各サーチグリッ
ドの累積誤差信号を与える誤差累積ブロックと、累積誤
差信号を比較して最小の累積誤差信号を与えるサーチグ
リッドを選択するためのサーチグリッド選択信号を与え
るグリッド選択ブロックと、この選択信号に応答して対
応する１セットの動きベクトルを選択するスイッチと、
選択された１セットの動きベクトルを用いて現フレーム
の各画素の画素値として前フレーム内の対応する画素の
画素値を割り当て予測された現フレームを生成する動き
補償ブロックとから成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号を符号化する装
置に関するものである。特に、動き予測技法を用いて映
像信号を符号化する装置に関する。
置に関するものである。特に、動き予測技法を用いて映
像信号を符号化する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、ディジタル化された映像
信号の伝送は、アナログ信号の伝送より良い画質の映像
を維持することができる。一連のイメージ“フレーム”
からなるイメージ信号をディジタル信号として表現され
る時、特に高精細度テレビの場合、大量のデータが伝送
されなければならない。しかし、従来の伝送チャネルの
使用可能な周波数帯域は限定されているため、大量のデ
ィジタルデータをその帯域を通じて伝送するためには、
伝送すべきデータを圧縮するか、あるいはその量を減ら
すことが必至である。多様なビデオ信号の圧縮技法の中
で確率的符号化技法と時間的／空間的圧縮技法とを組合
わせた、いわゆるハイブリッド符号化技法が最も効率的
な圧縮技法として知られている。
信号の伝送は、アナログ信号の伝送より良い画質の映像
を維持することができる。一連のイメージ“フレーム”
からなるイメージ信号をディジタル信号として表現され
る時、特に高精細度テレビの場合、大量のデータが伝送
されなければならない。しかし、従来の伝送チャネルの
使用可能な周波数帯域は限定されているため、大量のデ
ィジタルデータをその帯域を通じて伝送するためには、
伝送すべきデータを圧縮するか、あるいはその量を減ら
すことが必至である。多様なビデオ信号の圧縮技法の中
で確率的符号化技法と時間的／空間的圧縮技法とを組合
わせた、いわゆるハイブリッド符号化技法が最も効率的
な圧縮技法として知られている。
【０００３】ほとんどのハイブリッド符号化技法は、動
き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣＴ
（離散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化、及びＶ
ＬＣ（可変長符号化）などの手法を用いている。動き補
償ＤＰＣＭは、現フレームと前フレームとの間の物体の
動きを推定し、推定された物体の動き流れ（ｍｏｔｉｏ
ｎ ｆｌｏｗ）から現フレームを予測し、現フレームと
その予測との間の差を表す差分信号を生成するプロセス
である。このプロセスは、例えばStaffan Ericssonによ
る、「Fixed and Adaptive Predictors for Hybrid Pre
dictive/Transform Coding」、IEEE Transactions on C
ommunications、COM-33、NO.12(1985 年12月)や、Ninom
iyaとOhtsukaとによる「A motion-Compensated Interfr
ame Coding Scheme for Television Pictures 」、IEEE
Transactions on Communications、COM-30、NO.1(1982
年 1月)などに記載されている。
き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣＴ
（離散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化、及びＶ
ＬＣ（可変長符号化）などの手法を用いている。動き補
償ＤＰＣＭは、現フレームと前フレームとの間の物体の
動きを推定し、推定された物体の動き流れ（ｍｏｔｉｏ
ｎ ｆｌｏｗ）から現フレームを予測し、現フレームと
その予測との間の差を表す差分信号を生成するプロセス
である。このプロセスは、例えばStaffan Ericssonによ
る、「Fixed and Adaptive Predictors for Hybrid Pre
dictive/Transform Coding」、IEEE Transactions on C
ommunications、COM-33、NO.12(1985 年12月)や、Ninom
iyaとOhtsukaとによる「A motion-Compensated Interfr
ame Coding Scheme for Television Pictures 」、IEEE
Transactions on Communications、COM-30、NO.1(1982
年 1月)などに記載されている。
【０００４】上記の２次元ＤＣＴは、イメージデータ間
の空間的冗長性を除去または活用するものであって、デ
ィジタルイメージデータのブロック（例えば８×８画素
のブロック）を１セットの変換係数データに変換する働
きをする。この技法は、ChenとPrattによる「Scene Ada
ptive Coder」、IEEE Transactions on Communication
s、COM-32、NO.3(1984年 3月)に開示されている。その
ような変換係数データを量子化器、ジグザグ走査、及び
ＶＬＣにて取扱うことによって、伝送するべきデータの
量を効果的に圧縮できる。
の空間的冗長性を除去または活用するものであって、デ
ィジタルイメージデータのブロック（例えば８×８画素
のブロック）を１セットの変換係数データに変換する働
きをする。この技法は、ChenとPrattによる「Scene Ada
ptive Coder」、IEEE Transactions on Communication
s、COM-32、NO.3(1984年 3月)に開示されている。その
ような変換係数データを量子化器、ジグザグ走査、及び
ＶＬＣにて取扱うことによって、伝送するべきデータの
量を効果的に圧縮できる。
【０００５】詳述すると、動き補償ＤＰＣＭに於いて
は、現フレームデータは、現フレームとその前フレーム
との間の動き推定に基づいて、対応する前フレームデー
タから予測される。このような推定された動きは、前フ
レームと現フレームとの間の画素の変位を表す２次元動
きベクトルによって表される。
は、現フレームデータは、現フレームとその前フレーム
との間の動き推定に基づいて、対応する前フレームデー
タから予測される。このような推定された動きは、前フ
レームと現フレームとの間の画素の変位を表す２次元動
きベクトルによって表される。
【０００６】ある物体の変位を推定する方法には様々な
アプローチがあるが、これらは、一般的に２つのタイプ
に分類される。一つはブロック単位の動き推定であり、
もう一方は画素単位の動き推定である。
アプローチがあるが、これらは、一般的に２つのタイプ
に分類される。一つはブロック単位の動き推定であり、
もう一方は画素単位の動き推定である。
【０００７】画素単位の動き推定に於いては、変位は各
々の画素の全てに対して得られる。この方法は画素値を
より正確に推定することができるとともに、スケール変
更（例えば、ズーミングのような映像面に垂直な動き）
も容易に取り扱うことができる。しかし、画素単位の方
法では、動きベクトルが全ての画素の各々に対して決定
されるので、全ての動きベクトルを受信器に伝送するこ
とは実際には不可能である。
々の画素の全てに対して得られる。この方法は画素値を
より正確に推定することができるとともに、スケール変
更（例えば、ズーミングのような映像面に垂直な動き）
も容易に取り扱うことができる。しかし、画素単位の方
法では、動きベクトルが全ての画素の各々に対して決定
されるので、全ての動きベクトルを受信器に伝送するこ
とは実際には不可能である。
【０００８】一方、ブロック単位の動き推定に於いて
は、現フレームは複数のサーチブロックに分割されてい
る。現フレーム内のサーチブロックに対する動きベクト
ルの特定は、現フレームのサーチブロックの各々と、前
フレーム内の一般的により大きなサーチ領域に含まれる
同一の大きさの複数の候補ブロックとの間で類似度を計
算することによってなされる。現フレームのサーチブロ
ックとサーチ領域の候補ブロックの１つとの間の類似度
を測定するには、平均絶対誤差あるいは平均二乗誤差の
ような誤差関数が用いられる。動きベクトルは、サーチ
ブロックと最小の「誤差」（すなわち“違い”）をもた
らす候補ブロックとの間の変位を表すものとして定義さ
れる。しかし、ブロック単位の動き推定に於いては、ブ
ロック内の全ての画素が同じ方向に移動しない場合に
は、推定は正しく行われず、その結果、画質が粗くな
る、即ち符号化効率が減少することがある。
は、現フレームは複数のサーチブロックに分割されてい
る。現フレーム内のサーチブロックに対する動きベクト
ルの特定は、現フレームのサーチブロックの各々と、前
フレーム内の一般的により大きなサーチ領域に含まれる
同一の大きさの複数の候補ブロックとの間で類似度を計
算することによってなされる。現フレームのサーチブロ
ックとサーチ領域の候補ブロックの１つとの間の類似度
を測定するには、平均絶対誤差あるいは平均二乗誤差の
ような誤差関数が用いられる。動きベクトルは、サーチ
ブロックと最小の「誤差」（すなわち“違い”）をもた
らす候補ブロックとの間の変位を表すものとして定義さ
れる。しかし、ブロック単位の動き推定に於いては、ブ
ロック内の全ての画素が同じ方向に移動しない場合に
は、推定は正しく行われず、その結果、画質が粗くな
る、即ち符号化効率が減少することがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
サーチグリッドを用いた改善された動き予測技法を用い
た映像符号化装置を提供することである。
サーチグリッドを用いた改善された動き予測技法を用い
た映像符号化装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、予め定められた個数の同一の大き
さのサーチグリッドを用いて、ディジタル映像信号の現
フレームと前フレームとに基づいて、予測された現フレ
ームを特定する動き補償映像信号符号化装置であって、
前記サーチグリッドの各々は前記現フレーム内に形成さ
れた１セットのサーチブロックを有しており、前記サー
チグリッドの各々に対して１セットの動きベクトルを検
知する手段であって、前記動きベクトルの各々は、前記
サーチブロックの各々と前記前フレーム内に形成された
複数の候補ブロックとの間の誤差を計算して、最小誤差
をもたらす候補ブロックを一つ選択することによって特
定される該サーチグリッド動きベクトル検知手段と、前
記サーチグリッドの各々に含まれる全てのサーチブロッ
クに対して、前記最小誤差を累積して、前記サーチグリ
ッドの各々に対する累積最小誤差信号を与える手段と、
前記累積最小誤差信号を用いて前記サーチグリッドを比
較して、最も少ない累積最小誤差信号を発生するサーチ
グリッドを一つ選択するためのサーチグリッド選択信号
を与えるサーチグリッド比較手段と、前記サーチグリッ
ド選択信号に応答して、前記選択されたサーチグリッド
に対応する１セットの動きベクトルを選択する手段と、
前記現フレーム内の一つの画素の画素値として前記前フ
レーム内の対応する画素の画素値を割り当てることによ
って前記予測された現フレームを特定する画素値の割り
当て手段であって、前記前フレーム内の対応する画素の
各々は、前記選択された１セットの動きベクトルによっ
て前記現フレームの各画素に対応付けられている該画素
値割り当て手段とを含むことを特徴とする映像信号符号
化装置が提供される。
に、本発明によれば、予め定められた個数の同一の大き
さのサーチグリッドを用いて、ディジタル映像信号の現
フレームと前フレームとに基づいて、予測された現フレ
ームを特定する動き補償映像信号符号化装置であって、
前記サーチグリッドの各々は前記現フレーム内に形成さ
れた１セットのサーチブロックを有しており、前記サー
チグリッドの各々に対して１セットの動きベクトルを検
知する手段であって、前記動きベクトルの各々は、前記
サーチブロックの各々と前記前フレーム内に形成された
複数の候補ブロックとの間の誤差を計算して、最小誤差
をもたらす候補ブロックを一つ選択することによって特
定される該サーチグリッド動きベクトル検知手段と、前
記サーチグリッドの各々に含まれる全てのサーチブロッ
クに対して、前記最小誤差を累積して、前記サーチグリ
ッドの各々に対する累積最小誤差信号を与える手段と、
前記累積最小誤差信号を用いて前記サーチグリッドを比
較して、最も少ない累積最小誤差信号を発生するサーチ
グリッドを一つ選択するためのサーチグリッド選択信号
を与えるサーチグリッド比較手段と、前記サーチグリッ
ド選択信号に応答して、前記選択されたサーチグリッド
に対応する１セットの動きベクトルを選択する手段と、
前記現フレーム内の一つの画素の画素値として前記前フ
レーム内の対応する画素の画素値を割り当てることによ
って前記予測された現フレームを特定する画素値の割り
当て手段であって、前記前フレーム内の対応する画素の
各々は、前記選択された１セットの動きベクトルによっ
て前記現フレームの各画素に対応付けられている該画素
値割り当て手段とを含むことを特徴とする映像信号符号
化装置が提供される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の映像信号符号化装置を図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１２】図１には、本発明による現フレームの予測
ブロックを有する映像信号符号化装置の好適実施例が示
されている。図１に示されているように、現フレーム信
号は第１フレームメモリ１００に格納される。第１フレ
ームメモリ１００はラインＬ１１を通じて減算器１０２
に接続され、かつラインＬ１０を通じて現フレーム予測
ブロック１５０に接続されている。
ブロックを有する映像信号符号化装置の好適実施例が示
されている。図１に示されているように、現フレーム信
号は第１フレームメモリ１００に格納される。第１フレ
ームメモリ１００はラインＬ１１を通じて減算器１０２
に接続され、かつラインＬ１０を通じて現フレーム予測
ブロック１５０に接続されている。
【００１３】現フレーム予測ブロック１５０では、第１
フレームメモリ１００から取出したラインＬ１０上の現
フレーム信号と共に、第２フレームメモリ１２４から取
出したラインＬ１２上の再構成された前フレーム信号を
処理して、予測された現フレーム信号をラインＬ３０上
へ、１セットの動きベクトルをＬ２０上へ、サーチグリ
ッド情報をラインＬ２１上へ各々発生する。サーチグリ
ッドの定義と現フレーム予測ブロック１５０の詳細につ
いては、図２Ａ〜図２Ｃ、及び図３を参照して後に説明
する。
フレームメモリ１００から取出したラインＬ１０上の現
フレーム信号と共に、第２フレームメモリ１２４から取
出したラインＬ１２上の再構成された前フレーム信号を
処理して、予測された現フレーム信号をラインＬ３０上
へ、１セットの動きベクトルをＬ２０上へ、サーチグリ
ッド情報をラインＬ２１上へ各々発生する。サーチグリ
ッドの定義と現フレーム予測ブロック１５０の詳細につ
いては、図２Ａ〜図２Ｃ、及び図３を参照して後に説明
する。
【００１４】減算器１０２では、ラインＬ３０上の予測
された現フレーム信号とラインＬ１１からの現フレーム
信号との差が計算され、その結果のデータ、即ち、差分
画素値を表す誤差信号は映像信号符号化器１０５へ送ら
れる。ここで、誤差信号は、例えば離散的コサイン変換
（ＤＣＴ）と公知の量子化方法の何れかを用いて量子化
された変換係数のセットに符号化されている。しかる
後、この量子化された変換係数は、エントロピ符号化器
１０７と映像信号復号化器１１３とに伝送される。エン
トロピ符号化器１０７では、映像信号符号化器１０５か
らの量子化された変換係数と、現フレーム予測ブロック
１５０からラインＬ２０を介して入力された動きベクト
ルとが、例えば可変長符号化手法などを用いることによ
って共に符号化される。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１０
９は、エントロピ符号化器１０７の出力信号と、現フレ
ーム予測ブロック１５０からラインＬ２１を介して提供
されたサーチグリッド情報とを多重化する。しかる後、
その多重化された信号を伝送するために伝送器（図示せ
ず）へ与える。
された現フレーム信号とラインＬ１１からの現フレーム
信号との差が計算され、その結果のデータ、即ち、差分
画素値を表す誤差信号は映像信号符号化器１０５へ送ら
れる。ここで、誤差信号は、例えば離散的コサイン変換
（ＤＣＴ）と公知の量子化方法の何れかを用いて量子化
された変換係数のセットに符号化されている。しかる
後、この量子化された変換係数は、エントロピ符号化器
１０７と映像信号復号化器１１３とに伝送される。エン
トロピ符号化器１０７では、映像信号符号化器１０５か
らの量子化された変換係数と、現フレーム予測ブロック
１５０からラインＬ２０を介して入力された動きベクト
ルとが、例えば可変長符号化手法などを用いることによ
って共に符号化される。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１０
９は、エントロピ符号化器１０７の出力信号と、現フレ
ーム予測ブロック１５０からラインＬ２１を介して提供
されたサーチグリッド情報とを多重化する。しかる後、
その多重化された信号を伝送するために伝送器（図示せ
ず）へ与える。
【００１５】一方では、映像信号復号化器１１３は、映
像信号符号化器１０５から入力された量子化された変換
係数を逆量子化及び逆ＤＣＴによって復元し、誤差信号
に変換する。
像信号符号化器１０５から入力された量子化された変換
係数を逆量子化及び逆ＤＣＴによって復元し、誤差信号
に変換する。
【００１６】映像信号復号化器１１３からの復元された
誤差信号と、現フレーム予測ブロック１５０からライン
Ｌ３０に出力された予測された現フレーム信号とは、加
算器１１５で加え合わされて復元された現フレーム信号
となり、第２フレームメモリ１２４内に格納される。
誤差信号と、現フレーム予測ブロック１５０からライン
Ｌ３０に出力された予測された現フレーム信号とは、加
算器１１５で加え合わされて復元された現フレーム信号
となり、第２フレームメモリ１２４内に格納される。
【００１７】図２Ａを参照すると、サーチグリッドを定
義するためのフレームが、例として概要的に示されてい
る。サーチグリッドは、１セットの移動可能な同一の大
きさのサーチブロックとして規定される。即ち、サーチ
グリッドの各セルはサーチブロックとして描かれる。サ
ーチグリッドは図中のマージン内（ハッチング部分）で
移動可能なため、複数のサーチグリッドのシフトされた
位置が有り得る。例えば、図２Ｂでは、Ｎ個のオフセッ
トによってＮ個のシフトされた位置が示されているが、
それら各々は、フレームの左上の角に位置した画素とサ
ーチグリッドのそれとの距離である。説明の便宜上、オ
フセット＃１は第１サーチグリッド、オフセット＃２は
第２サーチグリッドというように呼び、他もこのような
順番で呼ぶこととする。
義するためのフレームが、例として概要的に示されてい
る。サーチグリッドは、１セットの移動可能な同一の大
きさのサーチブロックとして規定される。即ち、サーチ
グリッドの各セルはサーチブロックとして描かれる。サ
ーチグリッドは図中のマージン内（ハッチング部分）で
移動可能なため、複数のサーチグリッドのシフトされた
位置が有り得る。例えば、図２Ｂでは、Ｎ個のオフセッ
トによってＮ個のシフトされた位置が示されているが、
それら各々は、フレームの左上の角に位置した画素とサ
ーチグリッドのそれとの距離である。説明の便宜上、オ
フセット＃１は第１サーチグリッド、オフセット＃２は
第２サーチグリッドというように呼び、他もこのような
順番で呼ぶこととする。
【００１８】サーチグリッドを用いることによって得ら
れる利点の１つが、図２Ｃに説明されている。即ち、動
く物体（ハッチング部分）がサーチブロックの大きさよ
り小さく、かつ一つのサーチブロック内にその動く物体
を十分に含むことのできるサーチグリッドが選択された
場合（例えば、オフセット＃Ｂのサーチグリッド）、そ
の動く物体の変位をより正確に表現することができる。
れる利点の１つが、図２Ｃに説明されている。即ち、動
く物体（ハッチング部分）がサーチブロックの大きさよ
り小さく、かつ一つのサーチブロック内にその動く物体
を十分に含むことのできるサーチグリッドが選択された
場合（例えば、オフセット＃Ｂのサーチグリッド）、そ
の動く物体の変位をより正確に表現することができる。
【００１９】図３には、図１の現フレーム予測ブロック
１５０の詳細が示されている。ラインＬ１０上の現フレ
ーム信号及びラインＬ１２上の前フレーム信号が、複数
の動き推定ブロック３１２、３１４、及び３１６へ入力
される。第１動き推定ブロック３１２は、図２Ｂに示さ
れた第１サーチグリッドに含まれるサーチブロックに対
する動きベクトルの第１セットを特定する。現フレーム
に形成された第１サーチグリッド内の各サーチブロック
に対する動きベクトルは、公知のブロック整合アルゴリ
ズムを用いることによって容易に特定される。
１５０の詳細が示されている。ラインＬ１０上の現フレ
ーム信号及びラインＬ１２上の前フレーム信号が、複数
の動き推定ブロック３１２、３１４、及び３１６へ入力
される。第１動き推定ブロック３１２は、図２Ｂに示さ
れた第１サーチグリッドに含まれるサーチブロックに対
する動きベクトルの第１セットを特定する。現フレーム
に形成された第１サーチグリッド内の各サーチブロック
に対する動きベクトルは、公知のブロック整合アルゴリ
ズムを用いることによって容易に特定される。
【００２０】サーチブロックに対する動きベクトルを特
定するために、例えば、現フレームのサーチブロックと
前フレーム内の通常サーチブロックより大きいサーチ領
域に含まれる同一の大きさの複数の候補ブロックとの間
で類似度計算が行われる。現フレームのサーチブロック
とサーチ領域内の候補ブロックとの間の類似度の測定を
するには、平均絶対誤差（ＭＡＥ）または平均二乗誤差
（ＭＳＥ）のような誤差関数が用いられる。こうして、
現フレーム内の任意のサーチブロックに対する動きベク
トルは、そのサーチブロックと、そのサーチブロックと
の間に最小「誤差」または“違い”をもたらす候補ブロ
ックとの間の変位として特定される。同様に、第２動き
推定ブロック３１４及び第Ｎ動き推定ブロック３１６
は、２番目及びＮ番目のサーチグリッドに含まれるサー
チブロックに対する動きベクトルのセット（即ち動きベ
クトルの第２セット及び第Ｎセット）をそれぞれ特定す
る。
定するために、例えば、現フレームのサーチブロックと
前フレーム内の通常サーチブロックより大きいサーチ領
域に含まれる同一の大きさの複数の候補ブロックとの間
で類似度計算が行われる。現フレームのサーチブロック
とサーチ領域内の候補ブロックとの間の類似度の測定を
するには、平均絶対誤差（ＭＡＥ）または平均二乗誤差
（ＭＳＥ）のような誤差関数が用いられる。こうして、
現フレーム内の任意のサーチブロックに対する動きベク
トルは、そのサーチブロックと、そのサーチブロックと
の間に最小「誤差」または“違い”をもたらす候補ブロ
ックとの間の変位として特定される。同様に、第２動き
推定ブロック３１４及び第Ｎ動き推定ブロック３１６
は、２番目及びＮ番目のサーチグリッドに含まれるサー
チブロックに対する動きベクトルのセット（即ち動きベ
クトルの第２セット及び第Ｎセット）をそれぞれ特定す
る。
【００２１】各々の動き推定ブロック３１２、３１４、
及び３１６は、各々のサーチグリッドに含まれている全
てのサーチブロックに対して２つの信号を発生する。即
ち、一つはサーチブロックと候補ブロックとの間の最小
誤差であり、もう一つは最小誤差をもたらす候補ブロッ
クとサーチブロックとの間の相対位置を示す動きベクト
ルである。
及び３１６は、各々のサーチグリッドに含まれている全
てのサーチブロックに対して２つの信号を発生する。即
ち、一つはサーチブロックと候補ブロックとの間の最小
誤差であり、もう一つは最小誤差をもたらす候補ブロッ
クとサーチブロックとの間の相対位置を示す動きベクト
ルである。
【００２２】動き推定ブロック３１２、３１４、及び３
１６からの各々の誤差信号は、複数の誤差累積ブロック
３１８、３２２、及び３２６へ各々与えられる。そし
て、動き推定ブロック３１２、３１４、及び３１６から
の各々の動きベクトルは、複数のバッファ３２０、３２
４、及び３２８へ各々与えられる。各々の誤差累積ブロ
ック３１８、３２２、及び３２６に於いては、各グリッ
ドの全てのサーチブロックに対する入力信号が累積され
る。一方、各グリッドの全てのサーチブロックに対する
動きベクトルがバッファ３２０、３２４及び３２８に各
々格納される。
１６からの各々の誤差信号は、複数の誤差累積ブロック
３１８、３２２、及び３２６へ各々与えられる。そし
て、動き推定ブロック３１２、３１４、及び３１６から
の各々の動きベクトルは、複数のバッファ３２０、３２
４、及び３２８へ各々与えられる。各々の誤差累積ブロ
ック３１８、３２２、及び３２６に於いては、各グリッ
ドの全てのサーチブロックに対する入力信号が累積され
る。一方、各グリッドの全てのサーチブロックに対する
動きベクトルがバッファ３２０、３２４及び３２８に各
々格納される。
【００２３】誤差累積ブロック３１８、３２２、及び３
２６からの各々の出力信号はグリッド選択ブロック３３
０へ提供される。このグリッド選択ブロック３３０で
は、入力された累積誤差を比較して最小累積誤差値をも
たらすサーチグリッドの情報を図１に示されているよう
にラインＬ２１を通じてマルチプレクサ１０９に送ると
共に、スイッチ３３２、及び動き補償ブロック３３４へ
も提供する。スイッチ３３２は選択されたサーチグリッ
ドの情報に応答して、対応するバッファに格納された動
きベクトルを、図１に示されているようにラインＬ２０
を通じてエントロピ符号化器１０７へ提供すると共に、
動き補償ブロック３３４へも提供する。
２６からの各々の出力信号はグリッド選択ブロック３３
０へ提供される。このグリッド選択ブロック３３０で
は、入力された累積誤差を比較して最小累積誤差値をも
たらすサーチグリッドの情報を図１に示されているよう
にラインＬ２１を通じてマルチプレクサ１０９に送ると
共に、スイッチ３３２、及び動き補償ブロック３３４へ
も提供する。スイッチ３３２は選択されたサーチグリッ
ドの情報に応答して、対応するバッファに格納された動
きベクトルを、図１に示されているようにラインＬ２０
を通じてエントロピ符号化器１０７へ提供すると共に、
動き補償ブロック３３４へも提供する。
【００２４】動き補償ブロック３３４に於いては、選択
されたサーチグリッド情報及び選択されたサーチグリッ
ド内のサーチブロックに対する動きベクトルを用いて、
予測された現フレーム信号に含まれるべき各々の画素値
を第２フレームメモリ１２４から取出す（図１参照）。
されたサーチグリッド情報及び選択されたサーチグリッ
ド内のサーチブロックに対する動きベクトルを用いて、
予測された現フレーム信号に含まれるべき各々の画素値
を第２フレームメモリ１２４から取出す（図１参照）。
【００２５】一方、サーチグリッドの外に位置する画素
の画素値は、大きさが０の動きベクトルを用いて第２フ
レームメモリ１２４から取出される。動き補償ブロック
３３４の出力は、予測された現フレーム信号として図１
に示された減算器１０２へ提供される。
の画素値は、大きさが０の動きベクトルを用いて第２フ
レームメモリ１２４から取出される。動き補償ブロック
３３４の出力は、予測された現フレーム信号として図１
に示された減算器１０２へ提供される。
【００２６】図４を参照し、図３の動き推定ブロックの
詳細動作を動き推定ブロック３１２を例として説明す
る。図４に示されているように、ラインＬ１０上の現フ
レーム信号がサーチブロック特定ブロック４０２へ提供
されるが、ここで第１サーチグリッド内の１つのサーチ
ブロックが特定される。ブロック４０２の出力信号はラ
インＬ３６を通じて複数の誤差評価ブロック４１２、４
１４、及び４１６へ提供される。一方では、ラインＬ１
２上の前フレーム信号はサーチ領域特定ブロック４０４
へ与えられるが、ここで、ブロック４０２に於いて特定
されたサーチブロックに相応するサーチ領域が選択され
る。ブロック４０４からの出力信号は、複数の候補ブロ
ック特定ブロック４０６、４０８、及び４１０へ各々提
供される。ブロック４０６に於いては、サーチ領域に含
まれる候補ブロックの中から第１候補ブロックが特定さ
れる。同様に、ブロック４０８及びブロック４１０で
は、第２候補ブロック及び第Ｎ候補ブロックが各々特定
される。各々の候補ブロック特定ブロック４０６、４０
８、及び４１０は２つの信号を発生する。一つは特定さ
れた候補ブロック信号であり、もう一つは与えられたサ
ーチブロックと特定された候補ブロックとの間の相対位
置を表す信号即ち、動きベクトルである。ブロック４０
６、４０８、及び４１０からの各々の動きベクトルはラ
インＬ４０、Ｌ４２、及びＬ４４を通じてスイッチ４１
８へ各々提供される。
詳細動作を動き推定ブロック３１２を例として説明す
る。図４に示されているように、ラインＬ１０上の現フ
レーム信号がサーチブロック特定ブロック４０２へ提供
されるが、ここで第１サーチグリッド内の１つのサーチ
ブロックが特定される。ブロック４０２の出力信号はラ
インＬ３６を通じて複数の誤差評価ブロック４１２、４
１４、及び４１６へ提供される。一方では、ラインＬ１
２上の前フレーム信号はサーチ領域特定ブロック４０４
へ与えられるが、ここで、ブロック４０２に於いて特定
されたサーチブロックに相応するサーチ領域が選択され
る。ブロック４０４からの出力信号は、複数の候補ブロ
ック特定ブロック４０６、４０８、及び４１０へ各々提
供される。ブロック４０６に於いては、サーチ領域に含
まれる候補ブロックの中から第１候補ブロックが特定さ
れる。同様に、ブロック４０８及びブロック４１０で
は、第２候補ブロック及び第Ｎ候補ブロックが各々特定
される。各々の候補ブロック特定ブロック４０６、４０
８、及び４１０は２つの信号を発生する。一つは特定さ
れた候補ブロック信号であり、もう一つは与えられたサ
ーチブロックと特定された候補ブロックとの間の相対位
置を表す信号即ち、動きベクトルである。ブロック４０
６、４０８、及び４１０からの各々の動きベクトルはラ
インＬ４０、Ｌ４２、及びＬ４４を通じてスイッチ４１
８へ各々提供される。
【００２７】誤差評価ブロック４１２、４１４、及び４
１６に於いては、ブロック４０２で特定されたサーチブ
ロックと各々の候補ブロックとを比較しそれらの間の類
似度を計算する。一般に、類似度を計算するにはＭＡＥ
またはＭＳＥのような誤差関数が用いられる。これらの
誤差評価ブロック４１２、４１４、及び４１６からの出
力信号の各々は、最小誤差選択ブロック４２０へ提供さ
れる。この最小誤差選択ブロック４２０は、最小誤差を
選択した後、選択された最小誤差値及び対応する動きベ
クトルを表すスイッチ制御信号を図３に示された誤差累
積ブロック３１８及びスイッチ４１８へ各々提供する。
スイッチ４１８はスイッチ制御信号に応答して、ライン
Ｌ４０、Ｌ４２、及びＬ４４へ提供された動きベクトル
の中の１つを選択して、図３に示されているようにバッ
ファ３２０へ提供する。
１６に於いては、ブロック４０２で特定されたサーチブ
ロックと各々の候補ブロックとを比較しそれらの間の類
似度を計算する。一般に、類似度を計算するにはＭＡＥ
またはＭＳＥのような誤差関数が用いられる。これらの
誤差評価ブロック４１２、４１４、及び４１６からの出
力信号の各々は、最小誤差選択ブロック４２０へ提供さ
れる。この最小誤差選択ブロック４２０は、最小誤差を
選択した後、選択された最小誤差値及び対応する動きベ
クトルを表すスイッチ制御信号を図３に示された誤差累
積ブロック３１８及びスイッチ４１８へ各々提供する。
スイッチ４１８はスイッチ制御信号に応答して、ライン
Ｌ４０、Ｌ４２、及びＬ４４へ提供された動きベクトル
の中の１つを選択して、図３に示されているようにバッ
ファ３２０へ提供する。
【００２８】第１サーチグリッド内の全てのサーチブロ
ックに対して同様の過程が繰り返される。
ックに対して同様の過程が繰り返される。
【００２９】上記に於いて、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが本発明の範囲を逸脱することなく当業者
は種々の改変をなし得るであろう。
いて説明したが本発明の範囲を逸脱することなく当業者
は種々の改変をなし得るであろう。
【００３０】
【発明の効果】従って、本発明によれば、サーチグリッ
ドを用いた改善された動き補償技法を備えた映像信号符
号化装置が提供され、それを用いることによって、動く
物体をより正確に表現することができ、映像信号の符号
化に於いて、画面の画質を改善することができる。
ドを用いた改善された動き補償技法を備えた映像信号符
号化装置が提供され、それを用いることによって、動く
物体をより正確に表現することができ、映像信号の符号
化に於いて、画面の画質を改善することができる。
【図１】本発明による現フレーム予測ブロックを有する
映像信号符号化装置のブロック図である。
映像信号符号化装置のブロック図である。
【図２】図２は、Ａ〜Ｃからなり、それぞれ、例示的な
フレームを示してサーチグリッドについて説明するため
の図面である。
フレームを示してサーチグリッドについて説明するため
の図面である。
【図３】図１に示された現フレーム予測ブロックの詳細
なブロック図である。
なブロック図である。
【図４】図３に示された動き推定ブロックの詳細なブロ
ック図である。
ック図である。
１００ 第１フレームメモリ １０２ 減算器 １０５ 映像信号符号化器 １０７ エントロピ符号化器 １０９ マルチプレクサ（ＭＵＸ） １１３ 映像信号復号化器 １１５ 加算器 １２４ 第２フレームメモリ １５０ 現フレーム予測ブロック ３１２ 第１動き推定ブロック ３１４ 第２動き推定ブロック ３１６ 第Ｎ動き推定ブロック ３１８ 誤差累積ブロック ３２０ バッファ ３２２ 誤差累積ブロック ３２４ バッファ ３２６ 誤差累積ブロック ３２８ バッファ ３３０ グリッド選択ブロック ３３２ スイッチ ３３４ 動き補償ブロック ４０２ サーチブロック特定ブロック ４０４ サーチ領域特定ブロック ４０６ 第１候補ブロック特定ブロック ４０８ 第２候補ブロック特定ブロック ４１０ 第Ｎ候補ブロック特定ブロック ４１２ 誤差評価ブロック ４１４ 誤差評価ブロック ４１６ 誤差評価ブロック ４１８ スイッチ ４２０ 最小誤差選択ブロック
Claims (2)
- 【請求項１】 予め定められた個数の同一の大きさの
サーチグリッドを用いて、ディジタル映像信号の現フレ
ームと前フレームとに基づいて、予測された現フレーム
を特定する動き補償映像信号符号化装置であって、 前記サーチグリッドの各々は前記現フレーム内に形成さ
れた１セットのサーチブロックを有しており、 前記サーチグリッドの各々に対して１セットの動きベク
トルを検知する手段であって、前記動きベクトルの各々
は、前記サーチブロックの各々と前記前フレーム内に形
成された複数の候補ブロックとの間の誤差を計算して、
最小誤差をもたらす候補ブロックを一つ選択することに
よって特定される該サーチグリッド動きベクトル検知手
段と、 前記サーチグリッドの各々に含まれる全てのサーチブロ
ックに対して、前記最小誤差を累積して、前記サーチグ
リッドの各々に対する累積最小誤差信号を与える手段
と、 前記累積最小誤差信号を用いて前記サーチグリッドを比
較して、最も少ない累積最小誤差信号を発生するサーチ
グリッドを一つ選択するためのサーチグリッド選択信号
を与えるサーチグリッド比較手段と、 前記サーチグリッド選択信号に応答して、前記選択され
たサーチグリッドに対応する１セットの動きベクトルを
選択する手段と、 前記現フレーム内の一つの画素の画素値として前記前フ
レーム内の対応する画素の画素値を割り当てることによ
って前記予測された現フレームを特定する画素値の割り
当て手段であって、前記前フレーム内の対応する画素の
各々は、前記選択された１セットの動きベクトルによっ
て前記現フレームの各画素に対応付けられている該画素
値割り当て手段とを含むことを特徴とする映像信号符号
化装置。 - 【請求項２】 前記画素値割り当て手段が、前記選択
されたサーチグリッドの外に位置する画素に対して大き
さ０のベクトルを割り当てる手段を備えることを特徴と
する請求項１に記載の映像信号符号化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/401,313 US5579050A (en) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | Apparatus for encoding a video signal using a search grid |
| EP95103505A EP0731612B1 (en) | 1995-03-09 | 1995-03-10 | Apparatus for encoding a video signal using search grids for motion estimation and compensation |
| JP08464795A JP3681784B2 (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-16 | 映像信号符号化装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/401,313 US5579050A (en) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | Apparatus for encoding a video signal using a search grid |
| EP95103505A EP0731612B1 (en) | 1995-03-09 | 1995-03-10 | Apparatus for encoding a video signal using search grids for motion estimation and compensation |
| JP08464795A JP3681784B2 (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-16 | 映像信号符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08265764A true JPH08265764A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3681784B2 JP3681784B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=27236498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08464795A Expired - Lifetime JP3681784B2 (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-16 | 映像信号符号化装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5579050A (ja) |
| EP (1) | EP0731612B1 (ja) |
| JP (1) | JP3681784B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0170932B1 (ko) * | 1994-12-29 | 1999-03-20 | 배순훈 | 영상의 시각적, 기하학적 특성에 따른 고속 움직임 추정장치 |
| GB2301971B (en) * | 1995-06-06 | 1999-10-06 | Sony Uk Ltd | Video compression |
| KR100207390B1 (ko) * | 1995-09-15 | 1999-07-15 | 전주범 | 계층적인 움직임 추정기법을 이용하는 음직임 벡터 검출방법 |
| FR2769453B1 (fr) | 1997-10-06 | 2000-01-07 | Telediffusion Fse | Procede d'evaluation de la degradation d'une image video introduite par un systeme de codage et/ou de stockage et/ou de transmission numerique |
| US6885702B1 (en) * | 1997-10-06 | 2005-04-26 | Telediffusion De France | Method for spatial synchronization of a digitally coded video image and/or for identification of the syntax of a video sequence |
| JP4142180B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2008-08-27 | 富士通株式会社 | 動きベクトル符号化装置および復号装置 |
| JP2003143609A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-05-16 | Canon Inc | 画像処理装置、画像処理方法、記録媒体及びプログラム |
| US8621543B2 (en) * | 2004-12-08 | 2013-12-31 | Imagine Communications Ltd. | Distributed statistical multiplexing of multi-media |
| KR101204801B1 (ko) | 2005-07-15 | 2012-11-26 | 삼성전자주식회사 | 색상계에 적응적인 화소값 보정 방법 및 장치, 그를 이용항영상 부호화/복호화 방법 및 장치 |
| US9762898B2 (en) * | 2010-02-01 | 2017-09-12 | Kelly Y Kishore | Method and system for parallelizing video compression |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624682B2 (fr) * | 1987-03-23 | 1990-03-30 | Thomson Csf | Procede et dispositif d'estimation de mouvement dans une sequence d'images animees |
| JPH05336514A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-17 | Sony Corp | 画像符号化装置 |
| US5247355A (en) * | 1992-06-11 | 1993-09-21 | Northwest Starscan Limited Partnership | Gridlocked method and system for video motion compensation |
| JP3163837B2 (ja) * | 1993-04-16 | 2001-05-08 | ソニー株式会社 | ディジタルビデオ信号の符号化装置 |
| US5448310A (en) * | 1993-04-27 | 1995-09-05 | Array Microsystems, Inc. | Motion estimation coprocessor |
-
1995
- 1995-03-09 US US08/401,313 patent/US5579050A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-10 EP EP95103505A patent/EP0731612B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-16 JP JP08464795A patent/JP3681784B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0731612A1 (en) | 1996-09-11 |
| US5579050A (en) | 1996-11-26 |
| JP3681784B2 (ja) | 2005-08-10 |
| EP0731612B1 (en) | 1999-09-22 |
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