JPH1093978A - インタレース画像信号の予測符号化装置及びその予測符号化記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インタレース画像を効率よく符号化するイン
タレース画像信号の予測符号化装置及びその予測符号化
記録媒体を提供する。 【解決手段】 奇数フィールドと偶数フィールドとで１
つのフレームを形成するインタレース画像信号に対し
て、奇数フィールドの画像信号は奇数フィールド同士
で、偶数フィールドの画像信号は偶数フィールド同士で
それぞれフレーム間予測符号化を行なうのを基本とし、
所定のフレーム間隔毎に設定した基準フレームについて
は、一方のフィールド（例えば奇数フィールド）の画像
信号はフィールド内符号化を行ない、他方のフィールド
（偶数フィールド）の画像信号はフィールド間予測を行
なうインタレース画像信号の予測符号化装置及びその予
測符号化記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄積系のメディ
アに好適な画像信号のインタレース画像信号の予測符号
化装置及びその予測符号化記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】予測符号化された画像情報を蓄積系のメ
ディアに記録・再生する場合は、ランダムアクセスやサ
ーチ等を有効に機能させるために、所定の間隔で基準と
なる画像信号を設けておく必要がある。インタレース画
像信号に関しては蓄積系のメディア用のフレーム間予測
符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２
／ＷＧ８で標準化検討がされたＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ
Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）におけ
る規格案が知られている。

【０００３】図７はＭＰＥＧ規格案の符号化シンタック
スを示す説明図である。このＭＰＥＧ規格案は、所定の
フレーム間隔毎に基準となるフレームＩを設定し、この
基準フレームＩを基にＭフレーム（Ｍは自然数）おきに
副基準フレームＰを設定している。基準フレームＩはフ
レーム内符号化を行なう。副基準フレームＰは直前の基
準フレームＩまたは直前の副基準フレームＰからの前・
片方向フレーム間予測を行なう。他のフレームＢは、そ
の両側にあるＩフレームまたはＰフレームからの前後・
両方向フレーム間予測を行なう。

【０００４】図８はＭＰＥＧ規格案の符号化装置のブロ
ック構成図である。この符号化装置１０１は、入力端子
１０２に供給されるノンインタレースのデジタル画像信
号１０２ａを記憶するフレームメモリ１０３と、予測誤
差信号１０４ａを生成する減算手段１０４と、予測誤差
信号１０４ａに対して直交変換系の離散コサイン変換を
施して変換係数１０５ａを出力する離散コサイン変換回
路１０５と、変換係数１０５ａを所定の重み付け係数を
用いて量子化する量子化器１０６と、量子化出力１０６
ａならびに動きベクトルとその算出条件に係る情報１０
９ａを符号化する可変長符号化器１０７と、局部復号手
段１０８と、フレーム間動き補償回路１０９、動きベク
トル検出回路１１０、および、前方向ならびに後方向フ
レームメモリ１１１，１１２からなる。局部復号手段１
０８は、予測誤差信号１０４ａを復号するための逆量子
化器１１３および逆離散コサイン変換回路１１４と、加
算手段１１５とを備える。

【０００５】入力されたデジタル画像信号１０２ａは、
フレームメモリ１０３に蓄えられる。基準フレームＩの
画像信号は、そのままの状態で離散コサイン変換回路１
０５へ入力され、直交変換系の離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）がなされ、変換されたそれぞれの係数１０５ａは、
量子化器１０６で量子化され、可変長符号化器１０７で
符号化が行なわれ、符号化データ１０７ａが出力され
る。

【０００６】量子化出力１０６ａは、局部復号手段１０
８で復号される。この復号画像信号１０８ａは、前方向
フレームメモリ１１１もしくは後方向フレームメモリ１
１２に蓄えられる。一方、副基準フレームＰおよび他の
フレームＢの画像信号に対しては、動きベクトル検出回
路１１０で前方向フレームメモリ１１１もしくは後方向
フレームメモリ１１２に蓄えられた復号画像信号１１１
ａ，１１２ａとの動きベクトル１１０ａが求められる。
動きベクトル１１０ａは、例えば、ブロックマッチング
の手法を用いて検出されるが、他の手法を用いてもよ
い。

【０００７】動きベクトル１１０ａが求められたフレー
ム画像は、フレーム間動き補償予測回路１０９でフレー
ム間の動き補償予測が行なわれ、動き補償予測画像信号
１０９ｂが生成される。副基準フレームＰの場合には、
前方向フレームメモリ１１１に格納されているフレーム
Ｉ（またはＰ）の画像信号に基づいて、前方向の動き補
償予測が行なわれる。他のフレームＢの場合には、前方
向フレームメモリ１１１ならびに後方向フレームメモリ
１１２に格納されている２種類のフレーム画像信号に基
づいて、前方向・後方向・前後方向補間予測の３種類の
予測方式について動き補償予測がなされ、最適な予測方
式が選択される。

【０００８】フレーム間動き補償回路１０９から出力さ
れる動き補償予測画像信号１０９ｂと、入力各フレーム
Ｐ，Ｉの画像信号との差分である予測誤差信号１０４ａ
が、前述の基準フレームＩと同様に離散コサイン変換回
路１０５，量子化器１０６，可変長符号化器１０７で処
理されて符号化データ１０７ａが出力される。なお、副
基準フレームＰに対しては、予測画像１０９ｂと逆離散
コサイン変換回路１１４の出力信号を加算手段１１５で
加算して得た復号画像信号１０８ａを前方向フレームメ
モリ１１１もしくは後方向フレームメモリ１１２に蓄え
るよう構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のＭＰＥ
Ｇ規格案はノンインタレース画像信号を対象とするもの
であるため、このような符号化手法でインタレース画像
信号を処理する場合、次の課題がある。まず、インタレ
ース画像の各フィールドを重ね合わせてフレームとして
扱った場合には、２つのフィールド間での時間差の影響
により、フレーム垂直方向の高周波成分が増大して、フ
レーム内符号化での符号化効率が減少する。また、フレ
ーム間予測符号化においても、同様に垂直方向の相関が
少くなるとともに、動き補償を行なった際でも、ズーミ
ングなどの動きに対して２つのフィールドのフレーム間
の動き量が異なる事により、予測効率が大幅に劣化し、
画像にも悪影響を与える。

【００１０】予測効率を向上させるために、２つのフィ
ールドよりノンインタレース化されたフレームを生成し
て、そのフレームに対してフレーム間予測符号化を行な
う事が考えられる。ノンインタレース化されたフレーム
画像の生成装置として、ひとつは単純に片フィールドを
間引くことによりフレームを生成する装置が、もう一つ
は、両フィールドより動領域と静領域とを判別して、静
領域では両フィールドをそのままはめ込み、動領域では
片フィールドを内挿することにより、適応的にフレーム
を生成する装置が考えられるが、最初の装置では、生成
したフレームの垂直方向の解像度が半分に劣化して画像
の品質が落ち、後の装置では、両フィールド間での静・
動を正確に摘出できないと、不適切な画素をはめ込むこ
とによりフレームの垂直方向の相関が減少し、予測効率
はさらに悪化することになる。

【００１１】また、このようなインタレース画像におけ
る弊害を避けるために、図９に示すように奇数フィール
ドと偶数フィールドを全く別に取り扱う装置が考えられ
る。フレーム間予測に関しては、奇数フィールド同士・
偶数フィールド同士の間でフレーム間の予測値を符号化
し、フレーム内符号化を行なうフレーム画像においては
２つのフィールドを、それぞれ別個にフィールド内符号
化を行なう装置である。この場合にフレームの垂直方向
の解像度の劣化はなく、フレーム間の予測精度も劣化し
ないのであるが、フィールド別に処理するために、それ
ぞれのフィールド間の相関を利用できなくなり、特にフ
レーム内符号化において情報量が増加する欠点がある。

【００１２】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的はインタレース画像を効率よ
く符号化するインタレース画像信号の予測符号化装置及
びその予測符号化記録媒体を提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るインタレース画像信号の予測符号化装置
及びその予測符号化記録媒体は、２フィールドで１フレ
ームを形成するインタレース画像信号の予測符号化装置
であって、所定のフレーム間隔毎に基準フレームを設定
し、基準フレームの画像信号のうち一方のフィールドの
画像信号はフィールド内で完結するフィールド内符号化
を行なう符号化手段と、他方のフィールドの画像信号は
前記一方のフィールドの画像信号もしくはその画像信号
を符号化処理した信号に基づいてフィールド間予測符号
化し、基準フレーム以外の少なくとも１つのフレームの
画像信号に対しては時間的に前及び／または後の基準フ
レームのフィールドの画像信号もしくはその符号化処理
した信号に基づいてフレーム間予測符号化を行なう手段
とを有することを特徴とする。

【００１４】なお、基準フレームの他方のフィールド画
像をフィールド内符号化するか、または、前記フィール
ド間符号化するかを、フィールド間符号化における予測
誤差の大小に応じて適応的に切替えてもよい。

【００１５】この発明に係るインタレース画像信号の予
測符号化装置及びその予測符号化記録媒体は、２フィー
ルドで１フレームを形成するインタレース画像信号の予
測符号化装置であって、所定のフレーム間隔毎に基準フ
レームを設定し、基準フレームの画像信号のうち一方の
フィールドの画像信号はフィールド内で完結するフィー
ルド内符号化を行なう符号化手段と、他方のフィールド
の画像信号は前記一方のフィールドの画像信号もしくは
その画像信号を符号化処理した信号に基づいてフィール
ド間予測符号化し、基準フレーム以外の少なくとも１つ
のフレームの画像信号に対しては時間的に前及び／また
は後の基準フレームのフィールドの画像信号もしくはそ
の符号化処理した信号に基づいてフレーム間予測符号化
を行なう手段とを有するので、所定のフレーム間隔毎に
基準フレームを設定し、基準フレームの一方のフィール
ド画像の信号をフィールド内符号化し、他方のフィール
ド画像の信号を前記一方のフィールド画像の信号を基に
してフィールド間予測符号化し、他のフレームの画像信
号は基準フレームのフィールドの画像信号に基づいてフ
レーム間予測符号化を行うことによって、符号化誤差の
累積をなくし、基準フレームの画像信号の符号量を削減
することができる。なお、フィールド間の相関が少ない
時には、他方のフィールド画像の信号についてもフィー
ルド内符号化を行なって、画質の向上を図ってもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を添付図
面に基づいて説明する。図１はこの発明に係るインタレ
ース画像信号の予測符号化装置及びその予測符号化記録
媒体の概念を示す説明図である。この発明に係るインタ
レース画像信号の予測符号化装置及びその予測符号化記
録媒体は、奇数フィールドと偶数フィールドとで１つの
フレームを形成するインタレース画像信号に対して、奇
数フィールドの画像信号は奇数フィールド同士で、偶数
フィールドの画像信号は偶数フィールド同士でそれぞれ
フレーム間予測符号化を行なうのを基本とし、所定のフ
レーム間隔毎に設定した基準フレームについては、一方
のフィールド（例えば奇数フィールド）の画像信号はフ
ィールド内符号化を行ない、他方のフィールド（偶数フ
ィールド）の画像信号はフィールド間予測を行なうこと
を特徴とする。

【００１７】図２はこの発明に係るインタレース画像信
号の予測符号化装置及びその予測符号化記録媒体をＭＰ
ＥＧ方式の規格案に適用した場合の符号化シンタックス
を示す説明図である。図において、ＩＳは基準フレーム
の基準フィールドであり、この基準フィールドＩＳの画
像信号はフィールド内でその符号化が完結するフィール
ド内符号化を行なう。ＰＳは基準フレームの他方のフィ
ールドであり、このフィールドＰＳの画像信号は基準フ
ィールドＩＳとのフィールド間予測によって符号化す
る。Ｐは副基準フィールドであり、この副基準フィール
ドＰの画像信号は直前の基準フレームの対応するフィー
ルドＩＳ，ＰＳとのフレーム間予測で符号化する。。他
のフィールドＢは、そのフィールドＢよりも時間的に前
または後にある基準フィールドＩＳ，ＰＳまたは副基準
フィールドＰの対応するフィールドとの間で、前方向、
後方向および前後両方向補間の３種類の予測方式の中か
ら最適な方向でのフレーム間予測を適応して符号化す
る。

【００１８】図３はこの発明に係るインタレース画像信
号の予測符号化装置及びその予測符号化記録媒体をＭＰ
ＥＧ方式に適用した符号化装置のブロック構成図であ
る。この符号化装置１は、入力端子２に供給されるイン
タレースデジタル画像信号２ａを一時記憶する奇数フィ
ールドメモリ３ａおよび偶数フィールドメモリ３ｂと、
各フィールドメモリ３ａ，３ｂの読出し出力のうちいず
れか一方を選択するフィールド画像信号選択手段４と、
この選択手段４で選択されたフィールド画像信号４ａと
予測画像信号５ａとを入力としその差分である予測誤差
信号５ｂを出力する減算手段５と、予測誤差信号５ｂに
対して直交変換系の離散コサイン変換を施して変換係数
６ａを出力する離散コサイン変換器６と、変換係数６ａ
を所定の重み付け係数を用いて量子化する量子化器７
と、量子化出力７ａならびに動きベクトルとその算出条
件に係る情報１３ａを符号化して符号化データ８ａを出
力する可変長符号化器８と、局部復号手段９と、３種類
の動き検出回路１０，１１，１２と、フィールド／フレ
ーム間動き補償回路１３と、局部復号手段９を介して復
号した復号画像信号９ａを一時記憶する４種類のフィー
ルドメモリ１４，１５，１６，１７と、局部復号信号９
ａの供給先を切替える切替え手段１８と、減算手段５へ
フィールド／フレーム間動き補償回路１４で生成した動
き補償予測画像１３ｂを供給するか零情報を供給するか
の切替えを行なう予測画像情報切替え手段１９、およ
び、各メモリ３ａ，３ｂ，１４，１５，１６，１７への
書込み・読出し、ならびに、各選択・切替え手段４，１
８，１９の制御を行なうメモリ制御部２０とからなる。
局部復号手段９は、予測誤差信号５ｂを復号するための
逆量子化器２１および逆離散コサイン変換器２２と、加
算手段２３とを備える。

【００１９】フィールド画像信号選択手段４、復号信号
切替え手段１８および予測画像情報切替え手段１９は、
バスセレクタ回路等の電子的スイッチ素子を用い、メモ
リ制御部２０から出力される切替え制御信号（図示しな
い）に基づいてそれらの切替えがなされるよう構成して
いる。メモリ制御部２０は、入力されるインタレース画
像信号２ａを監視し、現在入力されている信号が偶数・
奇数フィールドのいずれの信号であるかを判定して、対
応するフィールドメモリ３ａ，３ｂへの書込みを行なう
とともに、その書込み領域の管理、ならびに、どのフレ
ームを基準フレームするかの管理を行なう。各フィール
ドメモリ３ａ，３ｂは、図２に示した前方および後方か
らのフレーム間予測を行なうのに必要なフィールド数の
画像信号２ａを記憶する容量を少なくとも有する。

【００２０】メモリ制御部２０は、基準フレームの基準
フィールドＩＳの画像信号を処理する際には、フィール
ド画像信号選択手段４を奇数フィールドメモリ３ａ側へ
切替えるとともに、予測画像情報切替え手段１９を零信
号側へ切替えた後に基準フィールドＩＳの画像信号を読
出す。これにより、基準フィールドＩＳの画像信号がそ
のまま予測誤差信号５ｂとして離散コサイン変換回路６
へ供給され、量子化器７，可変長符号化器８で量子化・
符号化がなされる。なお、この時は、フィールド／フレ
ーム間動き補償回路１３から基準フィールドＩＳの符号
化である旨の情報１３ｂが出力される。また、メモリ制
御部２０は、局部復号手段９で復号された基準フィール
ドＩＳの復号信号９ａを、復号信号切替え手段１９を介
して前方向奇数フィールドメモリ１４または後方向奇数
フィールドメモリ１６へ書込む。

【００２１】基準フレームの他方のフィールドＰＳの画
像信号を処理する際に、メモリ制御部２０は奇数フィー
ルドメモリ３ａから基準フィールドＩＳの画像信号を読
出すとともに、偶数フィールドメモリ３ｂから他方のフ
ィールドＰＳの画像信号を読出し、各画像信号を偶奇フ
ィールド間動き検出回路１１へ供給する。偶奇フィール
ド間動き検出回路１１は、与えられた２種類の画像信号
に基づいて、その動きベクトルを１１ａを算出し、フィ
ールド／フレーム間動き補償回路１３へ出力する。

【００２２】メモリ制御部２０は、偶数フィールドメモ
リ３ｂの読出し出力が減算手段５へ供給されるようフィ
ールド画像選択手段４を図示とは反対の方向を切替えて
おり、また、フィールド／フレーム間動き補償回路１３
の出力が減算手段５へ供給されるよう制御している。ま
た、メモリ制御部２０は、前または後方向の奇数フィー
ルドメモリ１４，１６に先に記憶させた基準フィールド
ＩＳの復号された画像信号を読出して、その読出し信号
１４ａ，１６ａをフィールド／フレーム間動き補償回路
１３へ供給する。

【００２３】フィールド／フレーム間動き補償回路１３
は、復号された基準フィールドの画像信号１４ａ，１６
ａに、動きベクトル１１ａに基づいて動き補償を施し
て、動き補償した動き補償予測画像信号１３ｂを出力す
る。減算手段５は、フィールド画像信号選択手段４を介
して供給される基準フレームの他方のフィールドＰＳの
画像信号と動き補償予測画像信号１３ｂとの予測誤差を
出力し、この予測誤差信号５ｂを変換・量子化・符号化
することでフィールド間予測符号化された符号化データ
８ａが出力される。また、メモリ制御回路２０は、復号
信号切替え手段１９を制御して、局部復号手段９で復号
されたこのフィールドＰＳの画像信号を、前または後方
向の偶数フィールドメモリ１５，１７へ記憶する。な
お、この時、フィールド／フレーム間動き補償回路１３
はフィールド間予測符号化である旨の情報および動きベ
クトルに係る情報を出力するよう構成しており、これら
の情報１３ａは可変長符号化器８で符号化される。

【００２４】基準フレームの２つのフィールドＩＳ，Ｐ
Ｓの処理が完了すると、メモリ制御部２０は、副基準フ
ィールドＰの符号化処理を行なう。メモリ制御部２０
は、まず奇数フィールドメモリ３ａから副基準フィール
ドＰの画像信号を読出すとともに、前または後方向の奇
数フィールドメモリ１４，１６から基準フィールドＩの
復号信号１４ａ，１５ａを読出して、奇数フィールド間
動き検出回路１０へ供給する。奇数フィールド間動き検
出回路１０は、与えられた各画像信号に基づいて動きベ
クトル１０ａを出力し、フィールド／フレーム間動き補
償回路１３は、この動きベクトル１０ａに基づいて基準
フィールドＩの画像信号に対して動き補償を行なった予
測画像信号１３ｂを出力する。

【００２５】減算手段５は、この予測画像信号１３ｂと
フィールド画像信号切替え手段４を介して与えられる奇
数の副基準フィールドＰに係る画像信号との予測誤差信
号５ｂを生成し、これが符号化されることで奇数フィー
ルド間の予測符号化がなされるとともに、その復号信号
９ａが後方向または前方向の奇数フィールドメモリ１
６，１４へ記憶される。

【００２６】同様に、偶数フィールドの副基準フィール
ドについてフレーム間予測符号化がなされ、その復号信
号９ａが後方向または前方向の偶数フィールドメモリ１
７，１５へ記憶される。

【００２７】次に他のフィールドＢの符号化装置を奇数
フィールドを例に説明する。メモリ制御部２０は、まず
符号化するフィールドＢの画像信号を奇数フィールドメ
モリ３ａから読出すとともに、前方向奇数フィールドメ
モリ１４から前方の基準フィールドＩまたは副基準フィ
ールドＰの復号信号を読出す。奇数フィールド間動き検
出回路１０は、与えられた画像信号を比較して、前方画
像に対する動きベクトル１０ａを出力し、フィールド／
フレーム間動き補償回路１３は前方向からの動きベクト
ルを一時記憶する。

【００２８】次に、メモリ制御部２０は、後方向奇数メ
モリ１６から後方の基準フィールドＩまたは副基準フィ
ールドＰの復号信号を読出す。奇数フィールド間動き検
出回路１０は、後方画像に対する動きベクトル１０ａを
出力し、フィールド／フレーム間動き補償回路１３は後
方向からの動きベクトルを一時記憶する。そして、フィ
ールド／フレーム間動き補償回路１３は、前方向奇数フ
ィールドメモリ１４から読出した画像信号１４ａに対し
て、前方向からの動きベクトルに基づいて動き補償を行
なった前方向予測画像信号を生成し、これを一時記憶す
る。

【００２９】また、フィールド／フレーム間動き補償回
路１３は、後方向フィールドメモリ１６から読出した画
像信号１６ａに対して、後方向からの動きベクトルに基
づいて動き補償を行なった後方向予測画像信号を生成
し、これを一時記憶する。さらに、フィールド／フレー
ム間動き補償回路１３は、前方向および後方向の２つの
予測画像信号から、その各画素毎の例えば平均レベルを
取った前後両方向予測画像を生成し、この両方向予測画
像信号を記憶する。

【００３０】そして、フィールド／フレーム間動き補償
回路１３は、原画像入力端子１３ｃから取込んだ符号化
対象画像信号と、前方向，後方向，両方向の３種類の予
測画像信号との比較を行なって、相関の最も高い予測画
像信号を選択して出力するとともに、選択した予測画像
の種類に係る情報および対応する動きベクトルに係る情
報を出力する。偶数の他のフィールドＢについても、同
様の符号化処理がなされる。

【００３１】以上の構成であるからこの符号化装置１
は、奇数フレーム同士、偶数フレーム同士でフレーム間
予測符号化を行なうのを基本とし、所定のフレーム間隔
毎に設定した基準フレームに対しては一方のフィールド
を基準フィールドＩＳとし、この基準フィールドＩＳに
ついてはそのフィールド内で符号化が完結するフィール
ド内符号化を行ない、他方のフィールドＰＳは基準フィ
ールドＩＳとのフィールド間予測符号化を行なうので、
基準フレームの符号量を減少することができる。

【００３２】図４はこの発明の他の適用例に係る符号化
シンタックスの説明図、図５は他の適用例に係るインタ
レース画像信号の予測符号化装置及びその予測符号化記
録媒体の要部ブロック構成図である。図４に示す符号化
方法は、２×Ｍ（Ｍは自然数）フレーム間隔で基準フレ
ームを設定するとともに、基準フレーム間に１つの副基
準フレームを設定し、この副基準フレームの各フィール
ドＳ１，Ｓ２は、その前後の基準フレームの各フィール
ドＩＳ，ＰＳからの前後・両方向フレーム間予測を行な
うものである。

【００３３】図５に示す予測符号化装置及び予測符号化
記録媒体符号化装置５１は、図１に示した符号化装置１
に副基準フレームＳ１，Ｓ２の復号信号を記憶するＳフ
レーム奇数フィールドメモリ５２、Ｓフレーム偶数フィ
ールドメモリ５３を追加したものである。なお、図５で
はインタレースデジタル画像信号の入力部およびメモリ
制御部は図示を省略している。

【００３４】図示しない入力端子から供給されたインタ
レース画像信号は、奇数フィールドメモリ３ａおよび偶
数フィールドメモリ３ｂへそれぞれ記憶される。図４に
示すＢフィールドに対して基準画像となる基準フレーム
ないの２つのフィールドＩＳ，ＰＳは、それぞれ前方向
奇数フィールドメモリ１４，前方向偶数フィールドメモ
リ１５もしくは後方向奇数フィールドメモリ１６，後方
向偶数フィールドメモリに蓄えられ、副基準フレーム内
の２つのフィールドＳ１，Ｓ２は、それぞれＳフレーム
奇数フィールドメモリ５２，Ｓフレーム偶数フィールド
メモリ５３に蓄えられ、奇数フィールド間動き検出回路
５４，偶数フィールド間動き検出回路５５で、それぞれ
のフィールド別に、基準となるフレーム（フィールドＩ
Ｓ，ＰＳ，Ｓ１，Ｓ２）内の同一フィールドの前方向フ
ィールドメモリ１４，１５・後方向フィールドメモリ１
６，１７・Ｓ方向フィールドメモリ５２，５３に蓄えら
れた復号画像信号とのフレーム間の動きベクトルが求め
られる。

【００３５】動きベクトルを求められたフィールドは、
フィールド／フレーム間動き補償回路５７において、フ
レーム間での動き補償が行なわれる。各フィールドの対
しては、前方向・後方向・前後両方向補間予測の３つの
予測方式の適応動き補償予測を行なう。

【００３６】フィールド／フレーム間動き補償回路５７
で予測された予測画像信号５７ｂと、入力フィールド画
像信号との予測誤差信号５ｂが、図３に示す離散コサイ
ン変換回路６、量子化器７、可変長符号化器８を備えた
変換・量子化・符号化手段５８において、各処理がなさ
れ符号化データ８ａが出力される。

【００３７】副基準フレーム内の２つのフィールドＳ
１，Ｓ２に対しても、他のフィールドＢと同様に奇数フ
ィールド間動き検出回路５４・偶数フィールド間動き検
出回路５５で、各々のフィールド別に、基準となるフレ
ーム内の同一フィールドＩＳ，ＰＳの前方向フィールド
メモリ１４，１５・後方向フィールドメモリ１６，１７
に蓄えられた復号画像信号とのフレーム間の動きベクト
ルが求められ、フィールド／フレーム間動き補償回路５
７において、フレーム間での前方向・後方向・前後両方
向補間予測の３つの予測方式の適応動き補償予測が行な
われ、その予測誤差信号５ｂが、変換・量子化・符号化
手段５８で処理され、符号化データ８ａが出力される。

【００３８】一方、基準フレーム内の２つのフィールド
ＩＳ，ＰＳに対しては、前例と全く同様に、一方のフィ
ールド（ここでは奇数フィールド）は動き補償予測を行
なわずに、変換・量子化・符号化手段５８で符号化処理
を行なう。そして、量子化出力７ａが局部復号手段９で
逆変換・復号され、復号画像信号が前方向奇数フィール
ドメモリ１４もしくは後方向奇数フィールドメモリ１６
に蓄えられる。

【００３９】他方のフィールドでも、偶奇フィールド間
動き検出回路５６で、前方向フィールドメモリ１４，１
５もしくは後方向フィールドメモリ１６．１７に蓄えら
れた、同一フレーム内の別フィールド（奇数フィール
ド）からの動きベクトルを検出され、フィールド／フレ
ーム間動き補償回路５７で、フィールド間の動き補償予
測が行なわれ、片側方向の動き補償予測を行ない、予測
された画像と入力フィールド画像との予測誤差信号５ｂ
が、変換・量子化・符号化手段５８において符号化され
る。

【００４０】また、量子化された係数９ａは、局部復号
手段９で逆変換・復号され、フィールド／フレーム間動
き補償回路５７で予測された画像信号５７ｂと足し合わ
された復号信号が、それぞれ前方向偶数フィールドメモ
リ１５もしくは後方向偶数フィールドメモリ１７に蓄え
られる。

【００４１】図６は請求項２に係るインタレース画像信
号の予測符号化装置を実現する符号化装置の要部ブロッ
ク構成図である。偶奇フィールド間動き検出回路１１，
５６は、動き検出部６１と、しきい値設定部６２と、比
較部６３とを備える。動き検出部６１は、奇数フィール
ドメモリおよび偶数フィールドメモリからの読出し出力
に基づいて動きベクトルを検出し、動き量に係る値６１
ａを出力する。しきい値設定部６２には、フィールド間
予測符号化を許容する動き量に係るしきい値６２ａを予
め設定している。比較部６３は、動き検出部６１で検出
された動き量６１ａがしきい値６２ａを超えている場合
は、フィールド間符号化が適切でない旨の比較出力６３
ａを発生する。メモリ制御部２０は、比較部６３の比較
出力６３ａに基づいて切替え信号２０ａを生成し、フィ
ールド間の動き量がしきい値６２ａを超えている場合
は、フィールド／フレーム間動き補償回路１３，５７か
ら出力される予測画像信号１３ｂを選択せずに、零情報
を選択するよう予測画像切替え手段１９を制御する。

【００４２】これにより、基準フレーム内の各フィール
ド間の相関が少ない場合には、フィールド間符号化を行
なわずに、フィールド内符号化を行なうことができる。
なお、メモリ制御部２０から出力された切替え信号２０
ａは、フィールド／フレーム間動き補償回路１３，５７
へ供給しており、フィールド／フレーム間動き補償回路
１３，５７は、この切替え信号２０ａに基づいてフィー
ルド内符号化を行なった場合はその旨の情報を動きベク
トルに係る情報１３ａとして出力する。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るイン
タレース画像信号の予測符号化装置及びその予測符号化
記録媒体は、所定のフレーム間隔毎に設定した基準フレ
ームの一方のフィールドの画像信号をフィールド内符号
化し、他方のフィールドの画像信号をフィールド間符号
化するので、基準フレームの画像信号の符号化量を削減
することができる。さらに、他のフレームの画像信号に
対しては時間的に前または後の基準フレームのフィール
ドの画像信号に基づいてフレーム間符号化するので、符
号化誤差の累積も起こさずに、全体の符号化効率をより
高めることができる。

【００４４】なお、基準フレームの他方のフィールドの
画像信号をフィールド内符号化するか、または、フィー
ルド間符号化するかを、フィールド内符号化における予
測誤差の大小に応じて適応的に切替えることで、フィー
ルド間の相関が少ない時には、他方のフィールドについ
てもフィールド内符号化を行なって、画質の向上を図る
ことができる。また、２フィールド構成の基準フレーム
が所定のフレーム間隔毎に設定されているので、基準フ
レームの一部または全部を再生することで、サーチが、
フレーム単位の高画質で、瞬時に再生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置及びその予測符号化記録媒体の概念を示す説明
図

【図２】この発明に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置及びその予測符号化記録媒体をＭＰＥＧ方式の
規格案に適用した場合の符号化シンタックスを示す説明
図

【図３】この発明に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置及びその予測符号化記録媒体をＭＰＥＧ方式に
適用した符号化装置のブロック構成図

【図４】この発明の他の適用例に係る符号化シンタック
スの説明図、図５は他の適用例に係るインタレース画像
信号の予測符号化装置及びその予測符号化記録媒体の要
部ブロック構成図

【図５】他の適用例に係るインタレース画像信号の予測
符号化装置及びその予測符号化記録媒体の要部ブロック
構成図

【図６】請求項２に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置を実現する符号化装置の要部ブロック構成図

【図７】従来（ＭＰＥＧ規格案）の符号化シンタックス
の説明図

【図８】従来（ＭＰＥＧ規格案）の符号化装置のブロッ
ク構成図

【図９】従来のフィールド分離の予測符号化装置の概念
を示す説明図

【符号の説明】

１，５１…符号化装置、２ａ…インタレースデジタル画
像信号、３ａ…奇数フィールドメモリ、３ｂ…偶数フィ
ールドメモリ、５ａ…予測誤差信号、５ｂ…予測画像信
号、９…局部復号手段、１０，５４…奇数フィールド間
動き検出回路、１１，５６…偶奇フィールド間動き検出
回路、１２，５５…偶数フィールド間動き検出回路、１
３，５７…フィールド／フレーム間動き補償回路、１４
…前方向奇数フィールドメモリ、１５…前方向偶数フィ
ールドメモリ、１６…後方向奇数フィールドメモリ、１
７…後方向偶数フィールドメモリ、１８…復号信号切替
え手段、１９…予測画像情報切替え手段、２０…メモリ
制御部、Ｂ…他のフィールド、ＩＳ…基準フレームの一
方のフィールド、ＰＳ…基準フレームの他方のフィール
ド、Ｐ，Ｓ１，Ｓ２…副基準フィールド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２フィールドで１フレームを形成するイ
   ンタレース画像信号の予測符号化装置であって、所定の
   フレーム間隔毎に基準フレームを設定し、基準フレーム
   の画像信号のうち一方のフィールドの画像信号はフィー
   ルド内で完結するフィールド内符号化を行なう符号化手
   段と、他方のフィールドの画像信号は前記一方のフィー
   ルドの画像信号もしくはその画像信号を符号化処理した
   信号に基づいてフィールド間予測符号化し、基準フレー
   ム以外の少なくとも１つのフレームの画像信号に対して
   は時間的に前及び／または後の基準フレームのフィール
   ドの画像信号もしくはその符号化処理した信号に基づい
   てフレーム間予測符号化を行なう手段とを有することを
   特徴とするインタレース画像信号の予測符号化装置。
2. 【請求項２】 ２フィールドで１フレームを形成するイ
   ンタレース画像信号の予測符号化装置であって、所定の
   フレーム間隔毎に基準フレームを設定し、基準フレーム
   の画像信号のうち一方のフィールドの画像信号はフィー
   ルド内で完結するフィールド内符号化を行なう符号化手
   段と、他方のフィールドの画像信号は前記一方のフィー
   ルドの画像信号もしくはその画像信号を符号化処理した
   信号に基づいてフィールド間予測符号化して、その予測
   誤差の大小に応じて適応的にフィールド内独立符号化す
   るか、または、 フィールド間予測符号化するかを切替
   え、基準フレーム以外の少なくとも１つのフレームの画
   像信号に対しては時間的に前及び／または後の基準フレ
   ームのフィールドの画像信号もしくはその符号化処理し
   た信号に基づいてフレーム間予測符号化を行う手段とを
   ことを特徴とするインタレース画像信号の予測符号化装
   置。
3. 【請求項３】 ２フィールドで１フレームを形成するイ
   ンタレース画像信号の予測符号化記録媒体であって、所
   定のフレーム間隔毎に基準フレームを設定し、基準フレ
   ームの画像信号のうち一方のフィールドの画像信号はフ
   ィールド内で完結するフィールド内符号化を行ない、他
   方のフィールドの画像信号は前記一方のフィールドの画
   像信号もしくはその画像信号を符号化処理した信号に基
   づいてフィールド間予測符号化し、基準フレーム以外の
   少なくとも１つのフレームの画像信号に対しては時間的
   に前及び／または後の基準フレームのフィールドの画像
   信号もしくはその符号化処理した信号に基づいてフレー
   ム間予測符号化を行なうことを特徴とするインタレース
   画像信号の予測符号化記録媒体。