JPH0837664A - Moving picture encoding/decoding device - Google Patents

Moving picture encoding/decoding device

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Publication number
JPH0837664A
JPH0837664A JP17391594A JP17391594A JPH0837664A JP H0837664 A JPH0837664 A JP H0837664A JP 17391594 A JP17391594 A JP 17391594A JP 17391594 A JP17391594 A JP 17391594A JP H0837664 A JPH0837664 A JP H0837664A
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JP
Japan
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image signal
signal
image
motion
motion vector
Prior art date
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Pending
Application number
JP17391594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Takahashi
克己 高橋
Naoaki Kuratate
尚明 倉立
Shogo Yamaguchi
尚吾 山口
Kenji Datake
健志 駄竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17391594A priority Critical patent/JPH0837664A/en
Publication of JPH0837664A publication Critical patent/JPH0837664A/en
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  • Image Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve encoding efficiency by using reconstitution picture signals which are the picture signals of a previous frame, deciding a feature point in a picture as a representative point and performing motion correction to the reconstitution picture signals by the motion vector of the representative point. CONSTITUTION:The reconstitution picture signals of the previous frame are stored in a frame memory 110 and the picture signals 111 of the previous frame read from the memory 110 are supplied to a representative point decision part 112 and a motion compensation circuit 114. The information 113 of the representative point is inputted to the circuit 114 and a deformation processing is performed to the signals 111 based on the decided representative point and a triangle by the circuit 114. The deformed picture signals are deformed so as to be most similar to the signals 101, the deformed signals are outputted as predictive picture signals 115 and they are outputted as motion vector information 116. The signals 115 are inputted to a subtractor 102, predictive error signals 103 for indicating the error of the signals 115 to the signals 101 are outputted and thus, encoding predictive signals 105 are outputted from a predictive error encoding part 104.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号を圧縮符号
化する動画像符号化装置および符号化された信号を復号
化する動画像復号化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture coding apparatus for compressing and coding a moving picture signal and a moving picture decoding apparatus for decoding the coded signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】動画像信号を高能率に圧縮符号化する動
画像符号化技術は、画像通信、放送、蓄積などの分野で
利用されている。例えばテレビ会議、テレビ電話などの
動画像通信では狭い帯域または低いビットレートで伝送
し、またファクシミリなどの静止画伝送では高速に伝送
することを目的として、動画像符号化が行われる。さら
に、画像情報をディスクやメモリなどに蓄積する場合
は、この動画像符号化により大量・長時間の画像情報を
効率よく蓄積することができる。
2. Description of the Related Art A moving picture coding technique for compressing and coding a moving picture signal with high efficiency is used in fields such as image communication, broadcasting and storage. For example, moving image encoding is performed for the purpose of transmitting at a narrow band or a low bit rate in moving image communication such as a video conference and a videophone, and at high speed in still image transmission such as a facsimile. Furthermore, when the image information is stored in a disk, a memory, or the like, this moving image coding enables efficient storage of a large amount of image information for a long time.

【0003】このような動画像符号化技術の代表的な方
式として、動き補償予測符号化方式がある。これは動画
像信号の連続するフレーム間では相関が高いことを利用
して情報を削減するものであり、具体的には、例えば、
フレーム単位で入力される画像信号を複数のブロックに
分割し、ブロック毎に前フレームの画像信号に対する動
きを示す動きベクトルを求め、この動きベクトルを用い
て前フレームの画像信号に対して動き補償を行って得ら
れた予測画像信号と現フレームの画像信号との差(予測
誤差信号)を符号化する方式である。そして、この符号
化予測誤差信号と動きベクトル情報を符号化出力として
伝送する。
A motion compensation predictive coding system is a typical system of such a moving image coding technique. This is to reduce information by utilizing the high correlation between consecutive frames of a moving image signal. Specifically, for example,
The image signal input on a frame-by-frame basis is divided into multiple blocks, a motion vector indicating the motion of the image signal of the previous frame is obtained for each block, and motion compensation is performed on the image signal of the previous frame using this motion vector. This is a method of encoding the difference (prediction error signal) between the predicted image signal obtained by performing the operation and the image signal of the current frame. Then, the coded prediction error signal and the motion vector information are transmitted as a coded output.

【0004】この動き補償予測符号化方式における改善
された動き補償技術として、多角形パッチ動き補償方式
が知られている。これは、図6(a)に示すように現フ
レームの画像信号に多角形(この場合は3角形)パッチ
を当て、次に同図(b)に示すようにその頂点を移動さ
せたパッチを前フレームの画像信号に当てて、現フレー
ムの画像信号と前フレームの画像信号との相対応する画
素間の差分を予測誤差信号として符号化して伝送する。
このとき、相対応する画素の位置は対応するパッチの変
形にしたがって線形内挿により決定する。前フレームの
画像信号上に当てるパッチの頂点の位置は、予測画像信
号の情報量が最小になるようにして求める。この場合に
伝送すべき符号化出力として必要な情報は、各頂点の動
きベクトル情報と予測誤差信号である。
As an improved motion compensation technique in this motion compensation predictive coding system, a polygon patch motion compensation system is known. This is done by applying a polygonal (triangular in this case) patch to the image signal of the current frame as shown in FIG. 6A, and then applying a patch whose vertices are moved as shown in FIG. 6B. The difference between the corresponding pixels of the image signal of the current frame and the image signal of the previous frame is encoded as a prediction error signal and transmitted.
At this time, the positions of the corresponding pixels are determined by linear interpolation according to the deformation of the corresponding patch. The positions of the vertices of the patch applied on the image signal of the previous frame are obtained by minimizing the information amount of the predicted image signal. In this case, the information necessary as the encoded output to be transmitted is the motion vector information of each vertex and the prediction error signal.

【0005】この多角形パッチ動き補償は、パッチ内の
動きベクトルを線形内挿によって算出しているため、パ
ッチ内の動きベクトルが滑らかに変化している場合に
は、効果的である。ところが、パッチの内部に画像中の
物体の輪郭がある場合には、その輪郭を境にして動きベ
クトルが不連続に変化するため、画質劣化という問題が
生じる。そこで、現フレームの特徴点に合わせて多角形
パッチを当てる方式(電子情報通信学会1993春季全
国大会D−295)が提案されている。しかしこの方式
では、動きベクトル自体は改善されるが、現フレーム上
に当てるパッチの形状が画像に依存するため、その形状
の情報も伝送する必要があり、符号化効率を低下させる
という問題がある。
This polygon patch motion compensation is effective when the motion vector in the patch changes smoothly because the motion vector in the patch is calculated by linear interpolation. However, when the contour of the object in the image is inside the patch, the motion vector changes discontinuously at the contour, which causes a problem of image quality deterioration. Therefore, a method of applying a polygonal patch according to the feature points of the current frame (IEICE 1993 Spring National Convention D-295) has been proposed. However, in this method, although the motion vector itself is improved, the shape of the patch applied on the current frame depends on the image, and therefore it is necessary to transmit the information of the shape as well, which causes a problem of lowering the coding efficiency. .

【0006】また、従来の動き補償予測符号化方式で
は、基本的に現フレームの画像信号を前フレームの画像
信号のみから予測している。従って、例えば過去の画像
中に見えていた画像が一旦隠れて再び現れた場合や、画
面の外に一旦はみ出して再び画面内に戻ってきた場合な
どには、その画像を前フレームの画像から予測すること
はできないため予測誤差が増大し、符号化効率が低下す
る。
In the conventional motion compensation predictive coding system, the image signal of the current frame is basically predicted only from the image signal of the previous frame. Therefore, for example, when an image that was visible in the past image is hidden and then reappears, or when it is projected outside the screen and returned to the screen again, the image is predicted from the image of the previous frame. However, the prediction error increases and the coding efficiency decreases.

【0007】この問題を解決するため、複数のフレーム
メモリを用意して、過去の画像信号を複数フレーム分蓄
積しておき、ブロック毎に最も現フレームに近い画像信
号が蓄積されているフレームメモリを選択し、そのブロ
ックに蓄積されている画像信号を動き補償のための参照
画像信号とする方法も考えられる。しかし、この方法で
は多数のフレームメモリが必要となるため、ハードウェ
ア規模が増大するばかりでなく、どのフレームメモリを
選択したかを示す付加情報を新たに伝送する必要がある
ため、必ずしも符号化効率は向上しない。
To solve this problem, a plurality of frame memories are prepared, past image signals for a plurality of frames are stored, and a frame memory in which an image signal closest to the current frame is stored for each block is used. A method of selecting and using the image signal accumulated in the block as a reference image signal for motion compensation is also conceivable. However, this method requires a large number of frame memories, which not only increases the hardware scale but also requires additional transmission of additional information indicating which frame memory has been selected, so that the coding efficiency is not always required. Does not improve.

【0008】ところで、動き補償予測符号化方式におい
て符号化出力として伝送すべき情報は、前述したように
基本的に予測誤差信号と動きベクトルの情報である。符
号化効率を上げるには、これら二つの情報量を減少させ
ることが必要である。
By the way, the information to be transmitted as the encoded output in the motion compensation predictive encoding method is basically the information of the prediction error signal and the motion vector as described above. To improve the coding efficiency, it is necessary to reduce the amount of these two types of information.

【0009】予測誤差信号の情報量を削減する、換言す
れば動き補償により得られる予測画像信号の予測誤差を
小さくするには、動きベクトルの検出精度を上げればよ
い。具体的には、例えば1画素精度での動きベクトルの
検出精度を1/2画素精度に変更すればよい。しかし、
動きベクトルの検出精度を高くすると、予測誤差信号の
情報量は減少するものの、動きベクトルの情報が増加し
てしまう。
In order to reduce the information amount of the prediction error signal, in other words, to reduce the prediction error of the prediction image signal obtained by motion compensation, it is sufficient to increase the accuracy of motion vector detection. Specifically, for example, the detection accuracy of the motion vector with 1 pixel accuracy may be changed to 1/2 pixel accuracy. But,
When the detection accuracy of the motion vector is increased, the information amount of the prediction error signal is reduced, but the information of the motion vector is increased.

【0010】動きベクトルの情報量を削減する方法とし
ては、動きベクトルを量子化し、量子化ステップサイズ
を大きくすることが考えられる。ところが、量子化ステ
ップサイズを大きくすると、動き補償により得られる予
測画像信号の予測誤差が大きくなり、予測誤差信号の情
報量が大きくなってしまう。
As a method of reducing the information amount of the motion vector, it is possible to quantize the motion vector and increase the quantization step size. However, when the quantization step size is increased, the prediction error of the prediction image signal obtained by motion compensation increases, and the information amount of the prediction error signal also increases.

【0011】一方、上述した動き補償予測符号化方式に
おける動き補償や、映像効果のモーフィング、イメージ
ワーピングあるいはトウィーニングのように、基準とな
る画像の全体もしくは一部を変形させ、新たな画像を生
成する技術も知られている。これらの中で、画面の全体
もしくは一部に多角形のメッシュを張りめぐらし、その
メッシュを変形させると同時にメッシュ内部の映像も変
形させることにより、新たな画像を生成する手法があ
る。この場合、メッシュにより区切られる領域内部の画
像の変形は、その領域を囲む多角形の変形パラメータに
準ずる。しかし、この手法を用いると、隣り合うメッシ
ュで著しく変形の方向性や移動量が異なる場合には、メ
ッシュの領域間で不連続が発生する。従って、この手法
を動き補償に用いた場合には予測誤差の増大を招き、ま
た映像効果に用いた場合には視覚的な違和感を生じると
いう問題がある。
On the other hand, as in motion compensation in the above-described motion compensation predictive coding system, morphing of video effect, image warping, or weaning, all or part of a reference image is transformed to generate a new image. The technology is also known. Among them, there is a method in which a polygonal mesh is stretched over the whole or part of the screen, and the mesh is deformed, and at the same time, the image inside the mesh is also deformed to generate a new image. In this case, the deformation of the image inside the area delimited by the mesh conforms to the deformation parameter of the polygon surrounding the area. However, when this method is used, discontinuity occurs between mesh regions when the direction of deformation and the amount of movement are significantly different between adjacent meshes. Therefore, there is a problem that when this method is used for motion compensation, a prediction error increases, and when it is used for a video effect, a visual discomfort occurs.

【0012】映像効果の分野では、このようなメッシュ
の領域間での不連続性を解消するために、メッシュに代
えて代表的な直線を一つ以上画像中に定義し、その直線
を移動させて直線からの画像を構成する全画素の相対位
置関係に基づいて新たな画像を生成する、フィールドモ
ーフィングと呼ばれる手法がある(例えば、ThaddeusBe
ier,Shawn,Neelyらによる“Feature-Based Image Metam
orphosis ”ComputerGraphics, Vol.26,No.2,pp.35-42,
1992参照)。この方法を用いれば、非常に滑らかに変形
した画像を得ることができる。しかし、この方法では画
面を構成する全画素に対して定義した各直線について、
相対位置関係を計算する必要があるため、非常に多くの
計算量を必要とするという欠点がある。また、映像効果
の点では複雑な変形を行う場合、この方法では非常に細
かなメッシュの定義や多くの直線の定義とそれらの動き
の定義が必要となり、莫大な労力を必要とするという問
題がある。
In the field of video effects, in order to eliminate such discontinuity between regions of a mesh, one or more representative straight lines are defined in the image instead of the mesh, and the straight lines are moved. There is a method called field morphing that creates a new image based on the relative positional relationship of all the pixels that make up the image from a straight line (for example, ThaddeusBe
“Feature-Based Image Metam” by ier, Shawn, Neely et al.
orphosis ”ComputerGraphics, Vol.26, No.2, pp.35-42,
See 1992). Using this method, a very smoothly deformed image can be obtained. However, with this method, for each straight line defined for all pixels that make up the screen,
Since it is necessary to calculate the relative positional relationship, there is a disadvantage that a very large amount of calculation is required. Also, in the case of complex deformation in terms of image effects, this method requires the definition of very fine meshes and the definition of many straight lines and their movements, which requires a huge amount of labor. is there.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の動き補償予測符号化方式は、符号化効率の面で改善さ
れるべき問題があった。すなわち、多角形パッチ動き補
償方式では、パッチ内部に輪郭が含まれている場合には
動きベクトルが不連続に変化するという問題があり、こ
れを改善するために現フレームの特徴点に合わせて多角
形パッチを当てる方式は、パッチの形状情報も伝送する
必要があるため、符号化効率が低下するという問題があ
る。
As described above, the conventional motion compensation predictive coding system has a problem that should be improved in terms of coding efficiency. In other words, the polygon patch motion compensation method has a problem that the motion vector changes discontinuously when the contour is included in the patch. The method of applying the rectangular patch has a problem that the coding efficiency is lowered because it is also necessary to transmit the shape information of the patch.

【0014】また、動き補償予測符号化における予測誤
差を小さくするために複数のフレームメモリに過去の画
像信号を複数フレーム分蓄積しておき、現フレームに近
い画像信号が蓄積されているフレームメモリを選択して
動き補償のための参照画像信号を得る方法では、多数の
フレームメモリが必要となるためハードウェア規模が増
大し、またフレームメモリの選択情報を付加情報として
新たに伝送する必要があるため、符号化効率が必ずしも
向上しないという問題がある。
Further, in order to reduce a prediction error in the motion compensation predictive coding, past image signals for a plurality of frames are stored in a plurality of frame memories, and a frame memory in which an image signal close to the present frame is stored is used. In the method of selecting and obtaining the reference image signal for motion compensation, since a large number of frame memories are required, the hardware scale increases, and it is necessary to newly transmit the selection information of the frame memory as additional information. However, there is a problem that the coding efficiency is not necessarily improved.

【0015】さらに、伝送情報量を削減して符号化効率
の向上を図るために、動きベクトルの検出精度を上げて
予測誤差信号の情報量を削減する方法は、動きベクトル
の情報が増加してしまい、動きベクトルを量子化し量子
化ステップサイズを大きくして動きベクトルの情報量を
削減する方法では、予測画像信号の予測誤差が大きくな
り、予測誤差信号の情報量が大きくなってしまうという
問題があった。
Further, in order to reduce the amount of transmitted information and improve the coding efficiency, the method of increasing the motion vector detection accuracy to reduce the information amount of the prediction error signal increases the information of the motion vector. Therefore, the method of quantizing the motion vector and increasing the quantization step size to reduce the information amount of the motion vector has a problem that the prediction error of the prediction image signal increases and the information amount of the prediction error signal increases. there were.

【0016】一方、動き補償や映像効果などに用いられ
る画像変形技術として、画像をメッシュに分割してメッ
シュを変形させる手法は、メッシュ間で不連続が発生
し、これが予測誤差の増大や映像効果での視覚的違和感
を招くという問題があり、またこの問題を改善するフィ
ールドモーフィングの手法では、莫大な計算量と労力を
必要とするという問題があった。
On the other hand, as an image deformation technique used for motion compensation and image effects, a method of dividing an image into meshes and deforming the meshes causes discontinuity between meshes, which causes an increase in prediction error and image effects. However, the field morphing method to improve this problem requires a huge amount of calculation and labor.

【0017】本発明の目的は、符号化効率の高い動画像
符号化/復号化装置を提供することにある。本発明の他
の目的は、少ない計算量と労力で滑らかな変形画像が得
られる画像変形装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a moving picture coding / decoding device having high coding efficiency. Another object of the present invention is to provide an image transforming device that can obtain a smooth transformed image with a small amount of calculation and labor.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)第1の発明に係る動画像符号化装置は、入力画像
信号に対する予測画像信号の誤差を示す予測誤差信号を
生成する予測誤差生成手段と、前記予測誤差信号を符号
化して符号化予測誤差信号を生成する予測誤差符号化手
段と、前記符号化予測誤差信号と前記予測画像信号とか
ら再構成画像信号を生成する画像再構成手段と、前記再
構成画像信号について画像中の特徴点を代表点として決
定する代表点決定手段と、前記代表点の動きベクトルを
求め、この動きベクトルを用いて前記再構成画像信号に
対し動き補償を行い、次の入力画像信号に対する予測画
像信号を生成する動き補償手段とを具備することを特徴
とする。
(1) A moving picture coding apparatus according to a first aspect of the present invention includes a prediction error generating unit that generates a prediction error signal indicating an error of a predicted image signal with respect to an input image signal, and a prediction prediction signal by coding the prediction error signal. Prediction error coding means for generating an error signal, image reconstruction means for generating a reconstructed image signal from the coded prediction error signal and the predicted image signal, and feature points in the image for the reconstructed image signal Representative point determining means for determining a representative point and a motion vector of the representative point are obtained, motion compensation is performed on the reconstructed image signal using this motion vector, and a predicted image signal for the next input image signal is generated. And a motion compensation means.

【0019】(2)第2の発明に係る動画像復号化装置
は、第1の発明に係る動画像符号化装置から伝送される
少なくとも符号化予測誤差信号と動きベクトルの情報を
入力として動画像信号を復号化する動画像復号化装置で
あって、前記符号化予測誤差信号を復号化して予測誤差
信号を生成する予測誤差復号化手段と、前記予測誤差信
号と予測画像信号とから再構成画像信号を生成する画像
再構成手段と、前記再構成画像信号について画像中の特
徴点を代表点として決定する代表点決定手段と、前記代
表点と前記動きベクトルを用いて前記再構成画像信号に
対し動き補償を行い、次の入力画像信号に対する予測画
像信号を生成する動き補償手段とを具備することを特徴
とする。
(2) A moving picture decoding apparatus according to a second aspect of the present invention receives at least a coded prediction error signal and motion vector information transmitted from the moving picture encoding apparatus according to the first aspect of the invention as a moving image. A moving picture decoding apparatus for decoding a signal, comprising a prediction error decoding means for decoding the coded prediction error signal to generate a prediction error signal, and a reconstructed image from the prediction error signal and the prediction image signal. Image reconstructing means for generating a signal, representative point determining means for deciding a characteristic point in the image as the representative point for the reconstructed image signal, and the reconstructed image signal using the representative point and the motion vector Motion compensation means for performing motion compensation and generating a predicted image signal for the next input image signal.

【0020】(3)第3の発明に係る動画像符号化装置
は、入力画像信号に対する予測画像信号の誤差を示す予
測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、前記予測誤
差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生成する予測
誤差符号化手段と、前記符号化予測誤差信号と前記予測
画像信号とから再構成画像信号を生成する画像再構成手
段と、前記再構成画像信号について画像中の特徴点を代
表点として決定する代表点決定手段と、前記再構成画像
信号について前記代表点の周囲の絵柄を解析し、それに
基づいて動きベクトルに必要な分解能を示す動きベクト
ル分解能情報を求める絵柄解析手段と、前記動きベクト
ル分解能情報により指定される分解能で前記代表点の動
きベクトルを求め、この動きベクトルを用いて前記再構
成画像信号に対し動き補償を行い、次の入力画像信号に
対する予測画像信号を生成する動き補償手段とを具備す
ることを特徴とする。
(3) A moving picture coding apparatus according to a third aspect of the present invention includes a prediction error generating means for generating a prediction error signal indicating an error of a predicted image signal with respect to an input image signal, and coding the prediction error signal. Prediction error coding means for generating a coded prediction error signal, image reconstructing means for generating a reconstructed image signal from the coded prediction error signal and the predicted image signal, and the reconstructed image signal in the image Representative point determining means for determining a characteristic point as a representative point, and a pattern analysis for analyzing a pattern around the representative point for the reconstructed image signal and obtaining motion vector resolution information indicating a resolution necessary for a motion vector based on the analysis. Means and a motion vector of the representative point at a resolution specified by the motion vector resolution information, and using this motion vector for the reconstructed image signal. Performed can compensate, characterized by comprising a motion compensation unit that generates a predicted image signal for the next input image signal.

【0021】(4)第4の発明に係る動画像符号化装置
は、入力画像信号に対する予測画像信号の誤差を示す予
測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、前記予測誤
差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生成する予測
誤差符号化手段と、前記符号化予測誤差信号と前記予測
画像信号とから再構成画像信号を生成する画像再構成手
段と、前記再構成画像信号について動き補償を行って第
1の動き補償画像信号を生成する第1の動き補償手段
と、前記再構成画像信号のうち特徴的な領域の信号であ
る特徴画像信号を記憶する特徴画像記憶手段と、前記特
徴画像信号について動き補償を行って第2の動き補償画
像信号を生成する第2の動き補償手段と、前記第1およ
び第2の動き補償画像信号のうち前記入力画像信号との
小領域毎の誤差の評価値が小さい方を次の入力画像信号
に対する予測画像信号として選択する選択手段とを具備
することを特徴とする。
(4) A moving picture coding apparatus according to a fourth aspect of the invention comprises a prediction error generating means for generating a prediction error signal indicating an error of the predicted image signal with respect to the input image signal, and coding the prediction error signal. Prediction error coding means for generating a coded prediction error signal, image reconstruction means for generating a reconstructed image signal from the coded prediction error signal and the predicted image signal, and motion compensation for the reconstructed image signal. First motion compensating means for generating a first motion-compensated image signal, characteristic image storage means for storing a characteristic image signal which is a signal of a characteristic region of the reconstructed image signal, and the characteristic image A second motion compensation means for performing motion compensation on the signal to generate a second motion compensated image signal, and an error of each small region between the first and second motion compensated image signals and the input image signal. Criticism Characterized by comprising a selection means for selecting whichever is smaller value as the prediction image signal for the next input image signal.

【0022】(4−1)第4の発明に係る動画像符号化
装置において、前記選択手段は、前記第1および第2の
動き補償画像信号と前記入力画像信号との小領域毎の誤
差の評価値がいずれも所定値以上のときは前記予測画像
信号として無信号を選択し、また前記特徴画像記憶手段
は、前記選択手段が前記無信号を選択したときの前記再
構成画像信号の小領域の画像信号を前記特徴画像信号と
して記憶することを特徴とする。
(4-1) In the moving picture coding apparatus according to the fourth aspect of the invention, the selecting means includes an error of each small area between the first and second motion compensation image signals and the input image signal. When all the evaluation values are equal to or greater than a predetermined value, no signal is selected as the predicted image signal, and the characteristic image storage means is a small area of the reconstructed image signal when the selection means selects the no signal. Is stored as the characteristic image signal.

【0023】(4−2)第4の発明に係る動画像符号化
装置において、前記特徴画像記憶手段は、前記再構成画
像信号と該特徴画像信号記憶手段から読み出された特徴
画像信号との小領域毎の差の評価値が設定値より大きい
状態が所定期間以上続いたときの再構成画像信号を特徴
画像信号として記憶することを特徴とする。
(4-2) In the moving picture coding apparatus according to the fourth aspect of the invention, the characteristic image storage means stores the reconstructed image signal and the characteristic image signal read from the characteristic image signal storage means. A feature is that a reconstructed image signal when a state in which the evaluation value of the difference for each small region is larger than the set value continues for a predetermined period or longer is stored as a characteristic image signal.

【0024】(4−3)第4の発明に係る動画像符号化
装置において、前記特徴画像記憶手段は、前記入力画像
信号および動きベクトルよび再構成画像信号の画像サイ
ズより大きい画像サイズの特徴画像信号を記憶すること
を特徴とする。
(4-3) In the moving picture coding apparatus according to the fourth invention, the characteristic image storage means has a characteristic image having an image size larger than the image sizes of the input image signal, the motion vector and the reconstructed image signal. It is characterized by storing a signal.

【0025】(5)第5の発明に係る動画像復号化装置
は、第4の発明に係る動画像符号化装置から伝送される
少なくとも符号化予測誤差信号と動きベクトルの情報を
入力として動画像信号を復号化する動画像復号化装置で
あって、前記符号化予測誤差信号を復号化して予測誤差
信号を生成する予測誤差復号化手段と、前記予測誤差信
号と予測画像信号とから再構成画像信号を生成する画像
再構成手段と、前記再構成画像信号について動き補償を
行って第1の動き補償画像信号を生成する第1の動き補
償手段と、前記再構成画像信号のうち特徴的な領域の信
号である特徴画像信号を記憶する特徴画像記憶手段と、
前記特徴画像信号について動き補償を行って第2の動き
補償画像信号を生成する第2の動き補償手段と、前記第
1および第2の動き補償画像信号のうち前記動画像符号
化装置から伝送される選択情報で指定された方を前記予
測画像信号として選択する選択手段とを具備することを
特徴とする。
(5) The moving picture decoding apparatus according to the fifth aspect of the present invention receives the moving picture encoding apparatus according to the fourth aspect of the invention as at least the encoded prediction error signal and the motion vector information. A moving picture decoding apparatus for decoding a signal, comprising a prediction error decoding means for decoding the coded prediction error signal to generate a prediction error signal, and a reconstructed image from the prediction error signal and the prediction image signal. An image reconstruction means for generating a signal, a first motion compensation means for performing motion compensation on the reconstructed image signal to generate a first motion compensated image signal, and a characteristic region of the reconstructed image signal Characteristic image storage means for storing a characteristic image signal which is a signal of
Second motion compensation means for performing motion compensation on the characteristic image signal to generate a second motion compensated image signal, and the first and second motion compensated image signals transmitted from the moving image encoding apparatus. Selection means for selecting the one designated by the selection information as the predicted image signal.

【0026】(5−1)第5の発明に係る動画像復号化
装置において、前記特徴画像記憶手段は、前記選択手段
が無信号を選択したときの前記再構成画像信号の小領域
の画像信号を前記特徴画像信号として記憶することを特
徴とする。
(5-1) In the moving picture decoding apparatus according to the fifth invention, the characteristic image storage means is an image signal of a small area of the reconstructed image signal when the selecting means selects no signal. Is stored as the characteristic image signal.

【0027】(5−2)第5の発明に係る動画像復号化
装置において、前記特徴画像記憶手段は、前記再構成画
像信号の画像サイズより大きい画像サイズの特徴画像信
号を記憶することを特徴とする。
(5-2) In the moving picture decoding apparatus according to the fifth invention, the characteristic image storing means stores a characteristic image signal having an image size larger than the image size of the reconstructed image signal. And

【0028】(6)第6の発明に係る動画像符号化装置
は、入力動画像信号に対し画像変形用パラメータに従っ
て変形を施して変形画像信号を生成する画像変形手段
と、前記変形画像信号に対する予測画像信号の誤差を示
す予測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、前記予
測誤差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生成する
予測誤差符号化手段と、前記符号化予測誤差信号と前記
予測画像信号とから再構成画像信号を生成する画像再構
成手段と、前記入力画像信号と前記再構成画像信号とか
ら両画像信号間の動きを解析して動きパラメータを抽出
する動き解析手段と、前記動きパラメータを量子化し、
量子化動きパラメータと前記画像変形用パラメータを生
成する量子化手段と、前記量子化手段により量子化され
た動きパラメータを逆量子化して動きベクトルを得る逆
量子化手段と、前記再構成画像信号について前記動きベ
クトルを用いて動き補償を行って、次の入力画像信号に
対する予測画像信号を生成する動き補償手段とを具備す
ることを特徴とする。
(6) A moving picture coding apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes image transforming means for transforming an input moving image signal according to an image transforming parameter to generate a transformed image signal, and the modified image signal. Prediction error generation means for generating a prediction error signal indicating an error of a prediction image signal, prediction error coding means for coding the prediction error signal to generate a coded prediction error signal, the coded prediction error signal, and An image reconstructing unit that generates a reconstructed image signal from the predicted image signal, and a motion analysis unit that analyzes the motion between the image signals from the input image signal and the reconstructed image signal to extract a motion parameter. Quantising the motion parameters,
Quantization means for generating a quantized motion parameter and the image transformation parameter, dequantization means for dequantizing the motion parameter quantized by the quantization means to obtain a motion vector, and the reconstructed image signal And a motion compensation unit that performs motion compensation using the motion vector to generate a predicted image signal for the next input image signal.

【0029】(7)第7の発明に係る動画像符号化装置
は、入力動画像信号に対し画像変形用パラメータに従っ
て変形を施して変形画像信号を生成する画像変形手段
と、前記変形画像信号に対する予測画像信号の誤差を示
す予測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、前記予
測誤差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生成する
予測誤差符号化手段と、前記符号化予測誤差信号と前記
予測画像信号とから再構成画像信号を生成する画像再構
成手段と、前記入力画像信号と前記再構成画像信号とか
ら両画像信号間の動きを解析して前記画像変形用パラメ
ータおよび動き補償用パラメータを抽出する動き解析手
段と、前記動き補償用パラメータを量子化する量子化手
段と、前記量子化手段により量子化された動きパラメー
タを逆量子化して動きベクトルを得る逆量子化手段と、
前記再構成画像信号について前記動きベクトルを用いて
動き補償を行って前記予測画像信号を生成する動き補償
手段と、を具備することを特徴とする。
(7) A moving picture coding apparatus according to a seventh aspect of the present invention includes image transforming means for transforming an input moving image signal according to an image transforming parameter to generate a transformed image signal, and the modified image signal. Prediction error generation means for generating a prediction error signal indicating an error of a prediction image signal, prediction error coding means for coding the prediction error signal to generate a coded prediction error signal, the coded prediction error signal, and An image reconstructing means for generating a reconstructed image signal from a predicted image signal, a motion between the image signals is analyzed from the input image signal and the reconstructed image signal, and the image deformation parameter and motion compensation parameter Motion analyzing means for extracting the motion compensation parameter, quantizing means for quantizing the motion compensation parameter, and dequantizing the motion parameter quantized by the quantizing means to perform motion And inverse quantizing means for obtaining a vector,
And a motion compensating unit that performs motion compensation on the reconstructed image signal using the motion vector to generate the predicted image signal.

【0030】(8)第8の発明に係る動画像復号化装置
は、第6または第7の発明に係る動画像符号化装置から
伝送される少なくとも符号化予測誤差信号と量子化され
た動きパラメータの情報を入力として動画像信号を復号
化する動画像復号化装置であって、前記符号化予測誤差
信号を復号化して予測誤差信号を生成する予測誤差復号
化手段と、前記予測誤差信号と予測画像信号とから再構
成画像信号を生成する画像再構成手段と、前記量子化さ
れた動きパラメータを逆量子化して動きベクトルを得る
逆量子化手段と、前記再構成画像信号について前記動き
ベクトルを用いて動き補償を行って前記予測画像信号を
生成する動き補償手段とを具備することを特徴とする。
(8) A moving picture decoding apparatus according to an eighth aspect of the present invention includes at least an encoded prediction error signal transmitted from the moving picture encoding apparatus according to the sixth or seventh aspect and a quantized motion parameter. A prediction error decoding unit that decodes the coded prediction error signal to generate a prediction error signal, and the prediction error signal and the prediction. Image reconstructing means for generating a reconstructed image signal from an image signal, dequantizing means for dequantizing the quantized motion parameter to obtain a motion vector, and using the motion vector for the reconstructed image signal Motion compensation is performed to generate the predicted image signal.

【0031】(9)第9の発明に係る画像変形装置は、
入力画像中の代表的な点・線または領域の座標情報と該
点・線または領域の動きを示す動きベクトル情報を基
に、前記入力画像中の前記座標情報で指定される座標位
置以外の座標位置の未知動きベクトル情報を流体解析に
より求めて前記入力画像の全領域の動きベクトル情報を
出力する流体解析手段と、この流体解析手段から出力さ
れる動きベクトル情報に基づいて前記入力画像の画素を
マッピングすることにより前記入力画像を変形させた出
力画像を得るマッピング手段とを具備することを特徴と
する。
(9) An image transforming device according to the ninth invention is
Based on the coordinate information of a representative point / line or area in the input image and the motion vector information indicating the movement of the point / line or area, coordinates other than the coordinate position specified by the coordinate information in the input image. Fluid analysis means for obtaining the unknown motion vector information of the position by fluid analysis and outputting the motion vector information of the entire area of the input image, and the pixels of the input image based on the motion vector information output from the fluid analysis means. And a mapping unit that obtains an output image by transforming the input image by mapping.

【0032】(10)第10の発明に係る画像変形装置
は、入力画像と参照画像間の動きを示す離散的な動きベ
クトル情報を検出する動きベクトル検出手段と、前記入
力画像中の特徴量を検出して前記動きベクトル検出手段
により動きベクトルが検出されない座標位置を決定する
特徴量検出手段と、前記動きベクトル検出手段により検
出された動きベクトル情報を基に、前記特徴量検出手段
により決定された座標位置の未知動きベクトル情報を流
体解析により求めて前記入力画像と参照画像間の全領域
の動きを示す動きベクトル情報を出力する流体解析手段
と、この流体解析手段から出力される動きベクトル情報
に基づいて前記入力画像の画素をマッピングすることに
より前記入力画像を変形させた出力画像を得るマッピン
グ手段ととを具備することを特徴とする。
(10) An image transformation apparatus according to a tenth aspect of the present invention comprises a motion vector detecting means for detecting discrete motion vector information indicating a motion between an input image and a reference image, and a feature amount in the input image. A feature amount detecting unit for detecting and determining a coordinate position where the motion vector is not detected by the motion vector detecting unit, and a feature amount detecting unit for determining the coordinate position based on the motion vector information detected by the motion vector detecting unit. Fluid analysis means for outputting unknown motion vector information of the coordinate position by fluid analysis and outputting motion vector information indicating the movement of the entire area between the input image and the reference image, and the motion vector information output from this fluid analysis means. Mapping means for obtaining the output image by deforming the input image by mapping the pixels of the input image based on And wherein the Rukoto.

【0033】(11)第11の発明に係る画像変形装置
は、入力画像と参照画像間の動きを示す離散的な動きベ
クトル情報を検出する動きベクトル検出手段と、前記入
力画像中の特徴量を検出して前記動きベクトル検出手段
により動きベクトルが検出されない座標位置を決定する
特徴量検出手段と、前記動きベクトル検出手段により検
出された動きベクトル情報を基に、前記特徴量検出手段
により決定された座標位置の未知動きベクトル情報を流
体解析により求めて前記入力画像と参照画像間の全領域
の動きを示す動きベクトル情報を出力する流体解析手段
と、この流体解析手段から出力される動きベクトル情報
に基づいて前記入力画像の画素をマッピングすることに
より前記入力画像を変形させた出力画像を得るマッピン
グ手段と、このマッピング手段により得られた出力画像
と前記参照画像との誤差を検出する誤差検出手段と、こ
の誤差検出手段により検出された誤差が所定値以上のと
き前記動きベクトル検出手段により検出された動きベク
トル情報を更新する動きベクトル更新手段とを具備する
ことを特徴とする。
(11) An image transforming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention comprises a motion vector detecting means for detecting discrete motion vector information indicating a motion between an input image and a reference image, and a feature amount in the input image. A feature amount detecting unit for detecting and determining a coordinate position where the motion vector is not detected by the motion vector detecting unit, and a feature amount detecting unit for determining the coordinate position based on the motion vector information detected by the motion vector detecting unit. Fluid analysis means for outputting unknown motion vector information of the coordinate position by fluid analysis and outputting motion vector information indicating the movement of the entire area between the input image and the reference image, and the motion vector information output from this fluid analysis means. Mapping means for obtaining a modified output image by mapping the pixels of the input image based on the mapping means; Error detecting means for detecting an error between the output image obtained by the ping means and the reference image, and motion vector information detected by the motion vector detecting means when the error detected by the error detecting means is equal to or more than a predetermined value. And a motion vector updating means for updating.

【0034】[0034]

【作用】第1の発明に係る動画像符号化装置において
は、前フレームの画像信号である再構成画像信号につい
て画像中の特徴点を代表点として決定し、この代表点の
動きベクトルを用いて再構成画像信号に対し動き補償を
行って予測画像信号を生成するため、前フレームの画像
信号の特徴に適合した動き補償が行われることにより、
予測誤差信号の情報量が削減され、符号化効率が向上す
る。この場合、動画像復号化装置において動画像符号化
装置と同様にして代表点を決定し、その代表点の動きベ
クトルを用いて動き補償を行って予測画像信号を生成す
るようにすることで、符号化装置側から従来のようにパ
ッチの形状情報などの余分な付加情報を伝送する必要は
なく、符号化効率を低下させることはない。
In the moving picture coding apparatus according to the first aspect of the invention, the feature point in the image of the reconstructed image signal which is the image signal of the previous frame is determined as the representative point, and the motion vector of this representative point is used. Since motion compensation is performed on the reconstructed image signal to generate a predicted image signal, by performing motion compensation adapted to the characteristics of the image signal of the previous frame,
The information amount of the prediction error signal is reduced and the coding efficiency is improved. In this case, in the moving picture decoding apparatus, a representative point is determined in the same manner as the moving picture coding apparatus, and motion compensation is performed using the motion vector of the representative point to generate a predicted image signal, It is not necessary to transmit extra additional information such as patch shape information from the encoding device side as in the conventional case, and the encoding efficiency is not reduced.

【0035】第2の発明に係る動画像復号化装置におい
ては、第1の発明に係る動画像符号化装置から伝送され
てきた符号化予測誤差信号および動きベクトル情報を受
けて復号化を行い、元の動画像信号を再現する。
In the moving picture decoding apparatus according to the second invention, the coding prediction error signal and the motion vector information transmitted from the moving picture coding apparatus according to the first invention are received and decoded, Reproduce the original video signal.

【0036】第3の発明に係る動画像符号化装置におい
ては、再構成画像信号について代表点の周囲の絵柄を解
析し、それに基づいて動きベクトル分解能情報を求め、
この動きベクトル分解能情報により指定される分解能で
代表点の動きベクトルを求めるため、複雑な絵柄の場合
には予測誤差信号が小さくなるように動きベクトルが高
い分解能で精度よく検出され、画像の平坦部など絵柄の
単純な部分では動きベクトルの分解能が下げられ、必要
以上に高い精度とならないようにすることにより、動き
ベクトルの情報量の効率的な削減による符号化効率の向
上と、動きベクトル探索の速度向上が図られる。
In the moving picture coding apparatus according to the third aspect of the present invention, the pattern around the representative point is analyzed for the reconstructed image signal, and the motion vector resolution information is obtained based on the analysis.
Since the motion vector of the representative point is obtained at the resolution specified by this motion vector resolution information, in the case of a complicated pattern, the motion vector is accurately detected with high resolution so that the prediction error signal becomes small, and the flat part of the image is detected. The resolution of the motion vector is reduced in the simple part of the pattern such that the accuracy is not higher than necessary, thus improving the coding efficiency by efficiently reducing the information amount of the motion vector and the motion vector search. Speed can be improved.

【0037】第4の発明に係る動画像符号化装置におい
ては、再構成画像信号について動き補償を行って得られ
た第1の動き補償画像信号と、特徴画像信号について動
き補償を行って得られた第2の動き補償画像信号のう
ち、入力画像信号との小領域毎の誤差の評価値が小さい
方を選択的に予測画像信号として用いることにより、常
に再構成画像信号つまり前フレームの画像信号のみを単
純に動き補償した信号を予測画像信号とする従来の方法
に比較して予測誤差が小さくなり、符号化効率が向上す
る。
In the moving picture coding apparatus according to the fourth aspect of the invention, the first motion-compensated picture signal obtained by performing motion compensation on the reconstructed picture signal and the motion compensation on the characteristic picture signal are obtained. Of the second motion-compensated image signals, the one having the smaller evaluation value of the error for each small area from the input image signal is selectively used as the predicted image signal, so that the reconstructed image signal, that is, the image signal of the previous frame is always generated. The prediction error becomes smaller and the coding efficiency is improved as compared with the conventional method in which only the motion-compensated signal is used as the prediction image signal.

【0038】第5の発明に係る動画像復号化装置におい
ては、第4の発明に係る動画像符号化装置から伝送され
てきた符号化予測誤差信号と動きベクトル情報および第
1の動き補償画像信号と第2の動き補償画像信号のいず
れを予測画像信号として選択したかを示す選択情報を受
けて復号化を行い、元の動画像信号を再現する。
In the moving picture decoding apparatus according to the fifth invention, the coded prediction error signal, the motion vector information and the first motion compensated picture signal transmitted from the moving picture coding apparatus according to the fourth invention. The original moving image signal is reproduced by receiving the selection information indicating which of the second and the second motion-compensated image signal has been selected as the predicted image signal and performing decoding.

【0039】第6および第7の発明に係る動画像符号化
装置においては、伝送情報量を削減するために動きパラ
メータ(動き補償用パラメータ)を量子化し、これを逆
量子化したものを動き補償用の動きベクトルとして再構
成画像信号に対して動き補償を行い、予測画像信号を得
る。この場合、動きパラメータを量子化する際の量子化
誤差により、動き補償のための動きベクトルは予測誤差
が最も小さくなると言う意味での最適値からは少しず
れ、結果として予測誤差信号の情報量を増加させる方向
に作用する。
In the moving picture coding apparatus according to the sixth and seventh inventions, motion parameters (motion compensation parameters) are quantized in order to reduce the amount of transmission information, and dequantized motion parameters are motion-compensated. A motion compensation is performed on the reconstructed image signal as a motion vector for the motion vector to obtain a predicted image signal. In this case, due to the quantization error when quantizing the motion parameter, the motion vector for motion compensation deviates slightly from the optimum value in the sense that the prediction error is the smallest, and as a result, the information amount of the prediction error signal is reduced. It acts to increase.

【0040】そこで、量子化誤差に相当する動きパラメ
ータの分だけ画像変形用パラメータで入力画像信号に対
して変形を施し、得られた変形画像信号に対する予測画
像信号の予測誤差を求めるようにする。このようにして
得られる予測誤差は、動きパラメータを量子化する前の
予測誤差と同等の小さな値となるため、予測誤差信号の
情報量の増加は低く抑えられる。また、この場合の再構
成画像信号は、入力画像信号が量子化誤差分だけ変形さ
れた画像信号となるが、量子化誤差は量子化ステップサ
イズの1/2以下であることと、量子化誤差の累積も起
こらないことから、画質の劣化をほとんど伴うことなく
伝送情報量が削減されることになり、符号化効率が向上
する。
Therefore, the input image signal is deformed by the image deformation parameter by the motion parameter corresponding to the quantization error, and the prediction error of the predicted image signal with respect to the obtained modified image signal is obtained. Since the prediction error obtained in this way has a small value equivalent to the prediction error before quantization of the motion parameter, the increase in the information amount of the prediction error signal can be suppressed low. Further, the reconstructed image signal in this case is an image signal obtained by modifying the input image signal by the quantization error, but the quantization error is less than 1/2 of the quantization step size, and Does not occur, the transmission information amount is reduced with almost no deterioration in image quality, and the coding efficiency is improved.

【0041】第8の発明に係る動画像復号化装置におい
ては、第6または第7の発明に係る動画像符号化装置か
ら伝送されてきた符号化予測誤差信号および動きベクト
ル情報を受けて復号化を行い、元の動画像信号を再現す
る。
In the moving picture decoding apparatus according to the eighth invention, the coding prediction error signal and the motion vector information transmitted from the moving picture coding apparatus according to the sixth or seventh invention are received and decoded. To reproduce the original moving image signal.

【0042】第9〜第11の発明に係る画像変形装置に
おいては、入力画像を変形させた画像を得るに際して、
入力画像中の代表的な点・線または領域の動きベクトル
情報、あるいは入力画像と参照画像間の離散的な動きベ
クトル情報より、入力画像中の未知動きベクトル情報を
流体解析により求めて入力画像の全領域の動きベクトル
情報を生成し、この動きベクトル情報に基づいて入力画
像の画素をマッピングすることにより、少ない計算量で
入力画像を変形させた出力画像が得られる。
In the image transformation apparatus according to the ninth to eleventh inventions, when obtaining an image obtained by transforming the input image,
The unknown motion vector information in the input image is obtained by fluid analysis from the motion vector information of a representative point / line or area in the input image or the discrete motion vector information between the input image and the reference image. By generating the motion vector information of the entire area and mapping the pixels of the input image based on this motion vector information, an output image obtained by transforming the input image with a small amount of calculation can be obtained.

【0043】[0043]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 (実施例1)図1は、第1の発明に係る動画像符号化装
置の一実施例を示すブロック図である。同図において、
入力画像信号101は例えばフレーム単位の動画像信号
であり、減算器102と動き補償回路114に入力され
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture coding apparatus according to the first invention. In the figure,
The input image signal 101 is, for example, a moving image signal in units of frames, and is input to the subtractor 102 and the motion compensation circuit 114.

【0044】一方、フレームメモリ110には前フレー
ムの再構成画像信号が蓄積されている。このフレームメ
モリ110から読み出された前フレームの画像信号11
1は、代表点決定部112と動き補償回路114に入力
される。代表点決定部112は、フレームメモリ110
から読み出された画像信号111を基に動き補償回路1
14において動き補償を行うための代表点を決定する。
この代表点は、画像中の物体の角その他の特徴点が選ば
れる。このとき、動き補償の方法によっては代表点のみ
でなく、代表点どうしを結ぶ線(三角形の辺)を決定し
てもよい。図2は、動き補償回路114で三角形パッチ
補償方式を用いる場合の代表点と三角形の決定例であ
り、○印が代表点、破線が三角形の辺を示している。
On the other hand, the frame memory 110 stores the reconstructed image signal of the previous frame. The image signal 11 of the previous frame read from the frame memory 110
1 is input to the representative point determination unit 112 and the motion compensation circuit 114. The representative point determination unit 112 uses the frame memory 110.
Motion compensation circuit 1 based on the image signal 111 read from
At 14, a representative point for motion compensation is determined.
As the representative points, corners of the object in the image and other characteristic points are selected. At this time, not only the representative points but also lines connecting the representative points (triangle sides) may be determined depending on the motion compensation method. FIG. 2 shows an example of determining the representative points and the triangles when the motion compensation circuit 114 uses the triangle patch compensation method. The circles represent the representative points and the broken lines represent the sides of the triangles.

【0045】フレームメモリ110から読み出された画
像信号111と代表点決定部112で決定された代表点
の情報113は、動き補償回路114に入力される。動
き補償回路114は、代表点決定部112で決定された
代表点と三角形に基づいて画像信号111に対して変形
を施し、変形後の画像信号が入力画像信号101に最も
類似するように変形して、変形後の画像信号を予測画像
信号115として出力すると共に、そのときの代表点の
動きベクトル情報116を出力する。代表点の動きベク
トル情報116は、変形前の画像信号111と変形後の
画像信号(予測画像信号)115との間の代表点の部分
の動きベクトルを示す情報である。
The image signal 111 read from the frame memory 110 and the representative point information 113 determined by the representative point determination unit 112 are input to the motion compensation circuit 114. The motion compensation circuit 114 transforms the image signal 111 based on the representative points and the triangles determined by the representative point determination unit 112, and transforms the modified image signal so that it is most similar to the input image signal 101. Then, the transformed image signal is output as the predicted image signal 115, and the motion vector information 116 of the representative point at that time is output. The representative point motion vector information 116 is information indicating the motion vector of the representative point portion between the image signal 111 before deformation and the image signal (prediction image signal) 115 after deformation.

【0046】予測誤差信号115は、減算器102に入
力される。減算器102は、入力画像信号101に対す
る予測画像信号115の誤差を示す予測誤差信号103
を出力する。予測誤差信号103は、予測誤差符号化部
104によって符号化される。予測誤差符号化部104
は、例えばDCT(離散コサイン変換)回路と、このD
CT回路で得られたDCT係数を量子化する量子化回路
により構成され、符号化予測誤差信号105を出力す
る。
The prediction error signal 115 is input to the subtractor 102. The subtractor 102 is a prediction error signal 103 indicating an error of the prediction image signal 115 with respect to the input image signal 101.
Is output. The prediction error signal 103 is coded by the prediction error coding unit 104. Prediction error coding unit 104
Is, for example, a DCT (discrete cosine transform) circuit and this D
It is composed of a quantization circuit that quantizes the DCT coefficient obtained by the CT circuit, and outputs a coded prediction error signal 105.

【0047】なお、予測誤差符号化部104での符号化
の方式としては、波形を効率よく表現できる方法であれ
ば何でもよく、DCTの代わりに、数画素まとめて一つ
のコードで表現するベクトル量子化、サブバンド符号
化、0でない画素値にアドレスを付けて送る条件付き画
素補充方式、隣接画素との差分を符号化する方式などを
用いることも可能である。
Any coding method can be used in the prediction error coding unit 104 as long as it can efficiently represent the waveform. Instead of the DCT, a vector quantum that collectively represents several pixels with one code is used. It is also possible to use encoding, sub-band encoding, a conditional pixel replenishment method for sending a non-zero pixel value with an address, and a method for encoding the difference between adjacent pixels.

【0048】符号化予測誤差信号105は予測誤差復号
化部106に入力され、予測誤差信号が復号化される。
予測誤差復号化部106は、例えば符号化予測誤差信号
105を逆量子化する逆量子化回路と、逆量子化された
信号に対してDCT回路と逆の処理を施す逆DCT回路
とにより構成され、復号化予測誤差信号107を出力す
る。復号化予測誤差信号107は加算器108により予
測画像信号115と加算され、再構成画像信号109と
なる。再構成画像信号109は、次のフレームの入力画
像信号の符号化に備えてフレームメモリ110に1フレ
ーム分蓄積される。
The coded prediction error signal 105 is input to the prediction error decoding unit 106, and the prediction error signal is decoded.
The prediction error decoding unit 106 includes, for example, an inverse quantization circuit that inversely quantizes the coded prediction error signal 105, and an inverse DCT circuit that performs an inverse process on the dequantized signal as compared with the DCT circuit. , And outputs the decoded prediction error signal 107. The decoded prediction error signal 107 is added to the prediction image signal 115 by the adder 108 to become a reconstructed image signal 109. The reconstructed image signal 109 is stored in the frame memory 110 for one frame in preparation for encoding the input image signal of the next frame.

【0049】予測誤差符号化部104から出力される符
号化予測誤差信号105と動き補償回路114から出力
される動きベクトル情報116は、それぞれ可変長符号
化部117,118により可変長符号化され、さらに多
重化部119により多重化された後、符号化出力120
として伝送路または蓄積系へ送出される。
The coded prediction error signal 105 output from the prediction error coding unit 104 and the motion vector information 116 output from the motion compensation circuit 114 are variable length coded by the variable length coding units 117 and 118, respectively. Further, after being multiplexed by the multiplexing unit 119, the encoded output 120
Is transmitted to the transmission line or the storage system.

【0050】以下、入力画像信号101として新たなフ
レームの画像信号が入力される毎に同様に動作が繰り返
される。このように本実施例によれば、前フレームの画
像信号111の特徴に適合した動き補償を行って予測画
像信号115を生成するため、予測誤差信号103が小
さくなり、符号化予測誤差信号105の情報量が削減さ
れる。従って、従来のパッチの形状情報のような付加情
報を新たに伝送する必要がないことと相まって、符号化
効率が向上するという利点がある。
Hereinafter, the same operation is repeated every time an image signal of a new frame is input as the input image signal 101. As described above, according to the present embodiment, since the motion compensation that matches the characteristics of the image signal 111 of the previous frame is performed to generate the predicted image signal 115, the prediction error signal 103 becomes smaller and the encoded prediction error signal 105 becomes smaller. The amount of information is reduced. Therefore, there is an advantage that the coding efficiency is improved in combination with the fact that additional information such as the conventional patch shape information need not be newly transmitted.

【0051】(実施例2)図3は、第2の発明に係る動
画像復号化装置の一実施例を示すブロック図である。同
図において、入力信号201は図1の動画像符号化装置
から伝送系または蓄積系を介して伝送されてきた信号で
あり、符号化予測誤差信号と動きベクトル情報を含んで
いる。この入力信号201は分離部202に入力され、
符号化予測誤差信号203と動きベクトル情報を含むサ
イド情報204が分離されて出力される。符号化予測誤
差信号203とサイド情報204は、それぞれ可変長復
号化部205,206により可変長復号化される。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture decoding apparatus according to the second invention. In the figure, an input signal 201 is a signal transmitted from the moving picture coding apparatus of FIG. 1 via a transmission system or a storage system, and includes a coding prediction error signal and motion vector information. This input signal 201 is input to the separation unit 202,
The encoded prediction error signal 203 and the side information 204 including the motion vector information are separated and output. The encoded prediction error signal 203 and the side information 204 are variable-length decoded by the variable-length decoding units 205 and 206, respectively.

【0052】可変長復号化部205から出力される符号
化予測誤差信号207は、予測誤差復号化部209によ
り復号化される。予測誤差復号化部209は、図1の予
測誤差符号化部104と逆の処理を行うものであり、例
えば符号化予測誤差信号207を逆量子化する逆量子化
回路と、逆量子化された信号に対してDCT回路と逆の
処理を施す逆DCT回路により構成され、予測誤差信号
210を出力する。予測誤差信号210は、加算器21
1に入力される。
The coded prediction error signal 207 output from the variable length decoding unit 205 is decoded by the prediction error decoding unit 209. The prediction error decoding unit 209 performs a process reverse to that of the prediction error encoding unit 104 in FIG. 1, and, for example, an inverse quantization circuit that inversely quantizes the encoded prediction error signal 207 and an inverse quantization unit. It is composed of an inverse DCT circuit that performs a process opposite to that of the DCT circuit on the signal, and outputs a prediction error signal 210. The prediction error signal 210 is added to the adder 21.
Input to 1.

【0053】一方、フレームメモリ213には前フレー
ムの再構成画像信号が蓄積されている。このフレームメ
モリ213から読み出された前フレームの画像信号21
4は、代表点決定部215と動き補償回路217に入力
される。代表点決定部215は、フレームメモリ110
から読み出された画像信号214を基に動き補償回路2
17において動き補償を行うための代表点を決定する。
この代表点は、画像中の物体の角その他の特徴点が選ば
れる。すなわち、代表点決定部215は図1の動画像符
号化装置における代表点決定部112と全く同様の動作
によって、代表点決定部112が求めた代表点と同じ代
表点を求める。このとき、動き補償の方法によっては代
表点のみでなく、さらに代表点どうしを結ぶ線(三角形
の辺)を決定してもよいことは、代表点決定部112と
同様である。
On the other hand, the frame memory 213 stores the reconstructed image signal of the previous frame. The image signal 21 of the previous frame read from the frame memory 213
4 is input to the representative point determination unit 215 and the motion compensation circuit 217. The representative point determination unit 215 uses the frame memory 110.
Motion compensation circuit 2 based on the image signal 214 read from
At 17, a representative point for motion compensation is determined.
As the representative points, corners of the object in the image and other characteristic points are selected. That is, the representative point determining unit 215 obtains the same representative point as the representative point obtained by the representative point determining unit 112, by the same operation as that of the representative point determining unit 112 in the moving picture coding apparatus of FIG. At this time, not only the representative points but also the line connecting the representative points (the side of the triangle) may be determined depending on the motion compensation method, as in the representative point determining unit 112.

【0054】フレームメモリ213から読み出された画
像信号214と代表点決定部215で決定された代表点
の情報216は、動き補償回路217に入力される。動
き補償回路217は、可変長復号化部206でサイド情
報204から復号化された動きベクトル情報208も入
力されており、代表点決定部215で決定された代表点
と三角形に基づいて動きベクトル情報208を用いて画
像信号214に変形を施し、変形後の画像信号を予測画
像信号218として出力する。
The image signal 214 read from the frame memory 213 and the representative point information 216 determined by the representative point determining unit 215 are input to the motion compensation circuit 217. The motion compensation circuit 217 also receives the motion vector information 208 decoded from the side information 204 by the variable length decoding unit 206, and the motion vector information based on the representative point and the triangle determined by the representative point determining unit 215. The image signal 214 is modified using 208, and the modified image signal is output as the predicted image signal 218.

【0055】予測画像信号218は、加算器211に入
力される。加算器211は、予測誤差信号210と予測
画像信号218とを加算し、再構成画像信号212を出
力する。この再構成画像信号212は、出力画像信号と
して図示しない次段の回路へ送出されるとともに、次の
フレームの復号化に備えるためフレームメモリ213に
蓄積される。
The predicted image signal 218 is input to the adder 211. The adder 211 adds the prediction error signal 210 and the prediction image signal 218 and outputs the reconstructed image signal 212. The reconstructed image signal 212 is sent as an output image signal to a circuit in the next stage (not shown) and is stored in the frame memory 213 in preparation for decoding of the next frame.

【0056】このように本実施例によれば、図1の動画
像符号化装置から伝送されてきた符号化予測誤差信号と
動きベクトルの情報から、元の動画像信号を復号化する
ことができる。
As described above, according to this embodiment, the original moving picture signal can be decoded from the coded prediction error signal and the motion vector information transmitted from the moving picture coding apparatus of FIG. .

【0057】(実施例3)図4は、第3の発明に係る動
画像符号化装置の一実施例を示すブロック図である。図
1と相対応する部分に同一符号を付して実施例1との相
違点のみ説明すると、本実施例では図1の構成に加えて
絵柄解析部121が追加されている。この絵柄解析部1
21には、フレームメモリ110から読み出された前フ
レームの画像信号111と代表点決定部112からの代
表点の情報113が入力される。
(Embodiment 3) FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture coding apparatus according to the third invention. The parts corresponding to those in FIG. 1 will be assigned the same reference numerals, and only the differences from the first embodiment will be described. In this embodiment, a pattern analysis unit 121 is added to the configuration of FIG. This pattern analysis unit 1
The image signal 111 of the previous frame read from the frame memory 110 and the representative point information 113 from the representative point determination unit 112 are input to 21.

【0058】絵柄解析部121は、代表点決定部112
で決定された代表点の各点毎にその周囲の絵柄を解析
し、それに基づいて動きベクトルに必要な分解能を示す
動きベクトル分解能情報122を動き補償回路114へ
出力する。絵柄解析部121の具体的な実現法として
は、例えば代表点の周囲の画像についてDCTを施し、
得られたDCT係数によって絵柄を幾つかのパターンに
分類し、そのパターンに応じて動きベクトルの分解能を
決定する方法がある。
The pattern analysis unit 121 includes a representative point determination unit 112.
The surrounding pattern is analyzed for each of the representative points determined in step 1, and the motion vector resolution information 122 indicating the resolution required for the motion vector is output to the motion compensation circuit 114 based on the analysis. As a specific method of realizing the pattern analysis unit 121, for example, DCT is performed on the image around the representative point,
There is a method of classifying a picture into several patterns by the obtained DCT coefficient and determining the resolution of the motion vector according to the pattern.

【0059】動き補償回路114は、動きベクトル分解
能情報122により指定される分解能で代表点の動きベ
クトルを探索して求め、この動きベクトルを用いてフレ
ームメモリ110からの画像信号111に対して動き補
償を行うことにより、予測画像信号115を生成する。
The motion compensation circuit 114 searches for and obtains the motion vector of the representative point at the resolution specified by the motion vector resolution information 122, and uses this motion vector to motion-compensate the image signal 111 from the frame memory 110. By performing the above, the predicted image signal 115 is generated.

【0060】図5は、本実施例における動き補償回路1
14での動きベクトルの探索点を示している。これらの
動きベクトル探索点は、絵柄解析部121からの動きベ
クトル分解能情報122に従って決定される。今、平坦
な絵柄の場合の動きベクトル探索点を図5(a)とする
と、複雑な絵柄の場合の動きベクトル探索点は図5
(b)のように図5(a)の場合より間隔が小さくな
る。一方、縦方向の周波数成分が横方向の周波数成分よ
り低い絵柄の場合の動きベクトル探索点は図5(c)の
ように縦方向の間隔が大きく、横方向の間隔が小さくな
る。
FIG. 5 shows the motion compensation circuit 1 according to this embodiment.
14 shows a search point of the motion vector at 14. These motion vector search points are determined according to the motion vector resolution information 122 from the pattern analysis unit 121. Now, assuming that the motion vector search points in the case of a flat pattern are shown in FIG. 5A, the motion vector search points in the case of a complicated pattern are shown in FIG.
The interval is smaller than that in the case of FIG. 5A as shown in FIG. On the other hand, in the case of a pattern in which the frequency component in the vertical direction is lower than the frequency component in the horizontal direction, the motion vector search points have large intervals in the vertical direction and small intervals in the horizontal direction, as shown in FIG.

【0061】このように本実施例では、前フレームの画
像信号111の絵柄の細かさに応じて動きベクトルの分
解能、つまり動きベクトルの探索精度を決定し、その動
きベクトルを用いて動き補償を行って予測画像信号11
5を生成するため、複雑な絵柄の場合には予測誤差信号
103がより小さくなるように動きベクトルの分解能を
高め、また画像の平坦部などの単純な絵柄の場合には動
きベクトルの分解能を下げることによって、発生情報量
の削減と動きベクトル探索の高速化を図ることができ
る。
As described above, in this embodiment, the resolution of the motion vector, that is, the search accuracy of the motion vector is determined according to the fineness of the pattern of the image signal 111 of the previous frame, and the motion compensation is performed using the motion vector. Predicted image signal 11
5 is generated, the resolution of the motion vector is increased so that the prediction error signal 103 becomes smaller in the case of a complicated pattern, and the resolution of the motion vector is decreased in the case of a simple pattern such as a flat portion of the image. As a result, it is possible to reduce the amount of generated information and speed up the motion vector search.

【0062】(実施例4)図7は、第4の発明に係る動
画像符号化装置の一実施例を示すブロック図である。同
図において、入力画像信号101は例えばフレーム単位
の動画像信号であり、減算器102と第1および第2の
動き補償回路114および133に入力される。
(Embodiment 4) FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture coding apparatus according to the fourth invention. In the figure, the input image signal 101 is, for example, a moving image signal in units of frames, and is input to the subtractor 102 and the first and second motion compensation circuits 114 and 133.

【0063】一方、フレームメモリ110には前フレー
ムの再構成画像信号が蓄積されており、特徴画像メモリ
131には前フレームの特徴画像信号が蓄積されてい
る。フレームメモリ110から読み出された前フレーム
の画像信号111は、第1の動き補償回路114に入力
され、またこれと同期して特徴画像メモリ131から読
み出された特徴画像信号132は第2の動き補償回路1
33に入力される。第1の動き補償回路114は、フレ
ームメモリ110からの画像信号111に対し、現フレ
ームの入力画像信号101に対して最も近くなるように
動き補償を行って、第1の動き補償画像信号115を出
力する。
On the other hand, the frame memory 110 stores the reconstructed image signal of the previous frame, and the characteristic image memory 131 stores the characteristic image signal of the previous frame. The image signal 111 of the previous frame read from the frame memory 110 is input to the first motion compensation circuit 114, and the characteristic image signal 132 read from the characteristic image memory 131 in synchronization with this is the second image signal 132. Motion compensation circuit 1
33 is input. The first motion compensation circuit 114 performs motion compensation on the image signal 111 from the frame memory 110 so as to be closest to the input image signal 101 of the current frame, and outputs the first motion-compensated image signal 115. Output.

【0064】ここで、動き補償の方法としては、画面を
複数のブロックに分割し、各ブロック毎に動きベクトル
を求めて前フレームの画像信号111をシフトすること
により現フレームの入力画像信号101に合わせるブロ
ックマッチング法を用いてもよいし、実施例1で説明し
たような多角形パッチを用いる方法のいずれの方法を用
いてもよい。第2の動き補償回路133も第1の動き補
償回路114と同様に、特徴画像メモリ131からの特
徴画像信号132に対して入力画像信号101に対して
最も近くなるように動き補償を行って、第2の動き補償
画像信号134を出力する。
Here, as the motion compensation method, the screen is divided into a plurality of blocks, the motion vector is obtained for each block, and the image signal 111 of the previous frame is shifted to obtain the input image signal 101 of the current frame. The matching block matching method may be used, or any of the methods using polygonal patches as described in the first embodiment may be used. Similarly to the first motion compensation circuit 114, the second motion compensation circuit 133 also performs motion compensation so that the characteristic image signal 132 from the characteristic image memory 131 is closest to the input image signal 101. The second motion compensation image signal 134 is output.

【0065】第1および第2の動き補償画像信号11
5,134は、誤差評価部136と予測画像信号選択部
139に入力される。誤差評価部136は、動き補償画
像信号115,134と現フレームの入力画像信号10
1との誤差を評価し、その評価結果を制御部137に送
る。制御部137は、誤差評価部136からの評価結果
に基づいて、予測画像信号選択部139に選択制御信号
138を供給する。
First and second motion-compensated image signals 11
5,134 are input to the error evaluation unit 136 and the predicted image signal selection unit 139. The error evaluator 136 calculates the motion-compensated image signals 115 and 134 and the input image signal 10 of the current frame.
The error with respect to 1 is evaluated, and the evaluation result is sent to the control unit 137. The control unit 137 supplies the selection control signal 138 to the predicted image signal selection unit 139 based on the evaluation result from the error evaluation unit 136.

【0066】すなわち、制御部137は動き補償画像信
号115,134のうち現フレームの入力画像信号10
1との誤差が小さい方の信号を予測画像信号選択部13
9が予測画像信号140として選択し、また動き補償画
像信号115,134と現フレームの入力画像信号10
1との誤差の評価結果がいずれも大きく、ある閾値以上
である場合には、無信号“0”を予測画像信号140と
して選択するように、予測画像信号選択部139に選択
制御信号138を供給する。
That is, the control unit 137 controls the input image signal 10 of the current frame among the motion compensation image signals 115 and 134.
The signal with the smaller error from 1 is the predicted image signal selection unit 13
9 as the predicted image signal 140, and the motion-compensated image signals 115 and 134 and the input image signal 10 of the current frame.
When the evaluation results of the error with respect to 1 are both large and are equal to or more than a certain threshold value, the selection control signal 138 is supplied to the prediction image signal selection unit 139 so as to select the no-signal “0” as the prediction image signal 140. To do.

【0067】予測画像信号115は、減算器102に入
力される。減算器102は、入力画像信号101に対す
る予測画像信号115の誤差を示す予測誤差信号103
を出力する。予測誤差信号103は、予測誤差符号化部
104によって符号化される。予測誤差符号化部104
は、例えばDCT(離散コサイン変換)回路と、このD
CT回路で得られたDCT係数を量子化する量子化回路
により構成され、符号化予測誤差信号105を出力す
る。
The predicted image signal 115 is input to the subtractor 102. The subtractor 102 is a prediction error signal 103 indicating an error of the prediction image signal 115 with respect to the input image signal 101.
Is output. The prediction error signal 103 is coded by the prediction error coding unit 104. Prediction error coding unit 104
Is, for example, a DCT (discrete cosine transform) circuit and this D
It is composed of a quantization circuit that quantizes the DCT coefficient obtained by the CT circuit, and outputs a coded prediction error signal 105.

【0068】なお、予測誤差符号化部104での符号化
の方式としては、波形を効率よく表現できる方法であれ
ば何でもよく、DCTの代わりに、数画素まとめて一つ
のコードで表現するベクトル量子化、サブバンド符号
化、0でない画素値にアドレスを付けて送る条件付き画
素補充方式、隣接画素との差分を符号化する方式などを
用いることも可能である。
Any coding method may be used as the coding method in the prediction error coding unit 104 as long as the waveform can be efficiently expressed. Instead of the DCT, a vector quantum expressing several pixels collectively by one code is used. It is also possible to use encoding, sub-band encoding, a conditional pixel replenishment method for sending a non-zero pixel value with an address, and a method for encoding the difference between adjacent pixels.

【0069】符号化予測誤差信号105は予測誤差復号
化部106に入力され、予測誤差信号が復号化される。
予測誤差復号化部106は、例えば符号化予測誤差信号
105を逆量子化する逆量子化回路と、逆量子化された
信号に対してDCT回路と逆の処理を施す逆DCT回路
とにより構成され、復号化予測誤差信号107を出力す
る。復号化予測画像信号107は加算器108により予
測画像信号115と加算され、再構成画像信号109と
なる。再構成画像信号109は、次のフレームの入力画
像信号の符号化に備えてフレームメモリ110に1フレ
ーム分蓄積される。
The coded prediction error signal 105 is input to the prediction error decoding unit 106, and the prediction error signal is decoded.
The prediction error decoding unit 106 includes, for example, an inverse quantization circuit that inversely quantizes the coded prediction error signal 105, and an inverse DCT circuit that performs an inverse process on the dequantized signal as compared with the DCT circuit. , And outputs the decoded prediction error signal 107. The decoded predicted image signal 107 is added to the predicted image signal 115 by the adder 108 to become the reconstructed image signal 109. The reconstructed image signal 109 is stored in the frame memory 110 for one frame in preparation for encoding the input image signal of the next frame.

【0070】また、加算器108からの再構成画像信号
109は特徴画像メモリ131にも入力され、ここで特
徴的な領域の信号である特徴画像信号が蓄積される。な
お、特徴画像メモリ131の具体的な実現法については
後述する。
The reconstructed image signal 109 from the adder 108 is also input to the characteristic image memory 131, and the characteristic image signal which is the signal of the characteristic region is stored therein. A specific method of realizing the characteristic image memory 131 will be described later.

【0071】予測誤差符号化部104から出力される符
号化予測誤差信号105は、可変長符号化部117によ
り可変長符号化される。また、第1および第2の動き補
償回路114,133において動き補償のために用いた
動きベクトル情報116,135と、制御部137から
予測画像信号選択部139に供給された選択制御信号1
38は、可変長符号化部118により可変長符号化され
る。可変長符号化回路117,118から出力される可
変長符号は、多重化部119により多重化された後、符
号化出力120として伝送路または蓄積系へ送出され
る。
The coded prediction error signal 105 output from the prediction error coding unit 104 is variable length coded by the variable length coding unit 117. Also, the motion vector information 116 and 135 used for motion compensation in the first and second motion compensation circuits 114 and 133, and the selection control signal 1 supplied from the control unit 137 to the predicted image signal selection unit 139.
38 is variable-length coded by the variable-length coding unit 118. The variable-length codes output from the variable-length coding circuits 117 and 118 are multiplexed by the multiplexing unit 119 and then sent to the transmission line or the storage system as the coded output 120.

【0072】以下、入力画像信号101として新たなフ
レームの画像信号が入力される毎に同様に動作が繰り返
される。次に、図8および図9を参照して図7における
特徴画像メモリ131の具体的な構成例を説明する。
Thereafter, the same operation is repeated every time an image signal of a new frame is input as the input image signal 101. Next, a specific configuration example of the characteristic image memory 131 in FIG. 7 will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

【0073】図8に示す特徴画像メモリ131は、予測
画像信号選択部139において無信号“0”が選択され
たときの画像信号、つまり第1および第2の動き補償画
像信号115,134から入力画像信号101を予測で
きない部分の画像信号を特徴画像信号として記憶するも
のであり、メモリ部141と書き込み制御部142によ
り構成される。メモリ部141には図7の加算器108
からの再構成画像信号109が入力される。書き込み制
御部142は、制御部137からの選択制御信号138
を入力とし、この選択制御信号138によって予測画像
信号選択部139が無信号“0”を予測画像信号140
として選択している期間中、メモリ部141にライト信
号を供給する。これによって、この期間中の再構成画像
信号109が特徴画像信号としてメモリ部141に書き
込まれる。
The characteristic image memory 131 shown in FIG. 8 is input from an image signal when no signal "0" is selected in the predicted image signal selecting section 139, that is, the first and second motion compensation image signals 115 and 134. The image signal of a portion where the image signal 101 cannot be predicted is stored as a characteristic image signal, and is configured by the memory unit 141 and the write control unit 142. The memory unit 141 has an adder 108 shown in FIG.
The reconstructed image signal 109 from is input. The write control unit 142 receives the selection control signal 138 from the control unit 137.
, And the prediction image signal selection unit 139 outputs no signal “0” by the selection control signal 138.
During the period selected as, the write signal is supplied to the memory unit 141. As a result, the reconstructed image signal 109 during this period is written in the memory unit 141 as a characteristic image signal.

【0074】図9に示す特徴画像メモリ131は、再構
成画像信号109と特徴画像メモリ131から読み出さ
れた特徴画像信号132との差を小領域毎に調べ、この
差が設定値より大きい状態が所定期間以上続いたときの
再構成画像信号109を特徴画像信号として記憶するも
のであり、メモリ部151、書き込み制御部152、減
算器153および時間計測部154により構成される。
The characteristic image memory 131 shown in FIG. 9 checks the difference between the reconstructed image signal 109 and the characteristic image signal 132 read from the characteristic image memory 131 for each small area, and the difference is larger than the set value. The reconstructed image signal 109 is stored as a characteristic image signal for a predetermined period or more, and is composed of a memory unit 151, a write control unit 152, a subtractor 153, and a time measuring unit 154.

【0075】すなわち、再構成画像信号109とメモリ
部151から読み出された特徴画像信号132との差が
減算器153により求められ、この差が評価部154で
小領域(ブロックあるいはブロックと異なる大きさの領
域)毎に評価される。そして、この誤差評価値が設定値
より大きい状態の期間の時間長が時間計測部154で計
測され、これが所定期間以上になると書き込み制御部1
52からメモリ部151にライト信号が供給される。こ
れによって、この期間中の再構成画像信号109が特徴
画像信号としてメモリ部151に書き込まれる。
That is, the difference between the reconstructed image signal 109 and the characteristic image signal 132 read from the memory unit 151 is obtained by the subtractor 153, and this difference is evaluated by the evaluation unit 154 in a small area (block or a size different from the block). Area) is evaluated. Then, the time measuring unit 154 measures the time length of the period in which the error evaluation value is larger than the set value, and when it exceeds the predetermined period, the write control unit 1
A write signal is supplied from 52 to the memory unit 151. As a result, the reconstructed image signal 109 during this period is written in the memory unit 151 as a characteristic image signal.

【0076】なお、特徴画像メモリ131のサイズ(特
徴画像信号の画像サイズ)は、フレームメモリ110の
サイズ(再構成画像信号の画像サイズ)と同じでもよい
が、図10に示すようにフレームメモリ110のサイズ
より大きくしてもよい。同図において、破線はフレーム
メモリ110のサイズを示し、実線は特徴画像メモリ1
31のサイズを示す。そして、再構成画像全体が平行移
動している場合、つまり同じ方向に動いている場合は、
特徴画像についても同様に平行移動させて、画面からは
み出た部分も特徴画像として保存するようにする。
The size of the characteristic image memory 131 (image size of the characteristic image signal) may be the same as the size of the frame memory 110 (image size of the reconstructed image signal), but as shown in FIG. May be larger than the size. In the figure, the broken line indicates the size of the frame memory 110, and the solid line indicates the characteristic image memory 1
31 shows the size. Then, if the entire reconstructed image is moving in parallel, that is, moving in the same direction,
Similarly, the characteristic image is also moved in parallel, and the portion protruding from the screen is also saved as the characteristic image.

【0077】このようにすると、画面からはみ出た部分
がまた画面内に戻ってきたときに、特徴画像メモリ13
1からの特徴画像信号132を第2の動き補償回路13
3で動き補償した第2の動き補償画像信号134を予測
画像信号140として用いることができる。例えば、カ
メラを手で持って撮影した場合、画面からはみ出た部分
がまた画面内に戻ってくるようなことが頻繁に起こる
が、本実施例によるとこのような場合にも予測誤差を小
さくすることができ、符号化効率の向上に有効である。
By doing so, when the portion protruding from the screen returns to the inside of the screen again, the characteristic image memory 13
The characteristic image signal 132 from the first motion compensation circuit 13
The second motion-compensated image signal 134 that has been motion-compensated in 3 can be used as the predicted image signal 140. For example, when the user holds the camera by hand and shoots, the part outside the screen often returns to the inside of the screen again. According to the present embodiment, the prediction error is reduced even in such a case. It is possible to improve the coding efficiency.

【0078】このように本実施例によれば、フレームメ
モリ110から読み出された再構成画像信号111につ
いて第1の動き補償回路114により動き補償を行って
得られた第1の動き補償画像信号115と、特徴画像メ
モリ131から読み出された特徴画像信号132につい
て第2の動き補償回路133で動き補償を行って得られ
た第2の動き補償画像信号134のうち、入力画像信号
101との小領域毎の誤差の評価値が小さい方を予測画
像信号選択部139で選択して、予測画像信号140と
して用いることにより、常に前フレームの画像信号11
1のみを単純に動き補償した信号を予測画像信号とする
従来の方法に比較して予測誤差が小さくなり、符号化効
率が向上する。
As described above, according to this embodiment, the first motion-compensated image signal obtained by performing the motion compensation on the reconstructed image signal 111 read from the frame memory 110 by the first motion compensation circuit 114. 115 and the input image signal 101 of the second motion-compensated image signal 134 obtained by performing motion compensation on the characteristic image signal 132 read from the characteristic image memory 131 by the second motion compensation circuit 133. The predicted image signal selection unit 139 selects one having a smaller evaluation value of the error for each small region and uses it as the predicted image signal 140, so that the image signal 11 of the previous frame is always generated.
The prediction error becomes smaller and the coding efficiency is improved as compared with the conventional method in which a signal in which only 1 is simply motion-compensated is used as the prediction image signal.

【0079】(実施例5)図11は、第5の発明に係る
動画像復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
同図において、入力信号201は図7の動画像符号化装
置から伝送系または蓄積系を介して伝送されてきた信号
であり、符号化予測誤差信号と動きベクトル情報および
選択制御信号などのサイド情報を含んでいる。この入力
信号201は分離部202に入力され、符号化予測誤差
信号203と、動きベクトル情報および選択制御信号を
含むサイド情報204が分離されて出力される。符号化
予測誤差信号203とサイド情報204は、それぞれ可
変長復号化部205,206により可変長復号化され
る。
(Embodiment 5) FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture decoding apparatus according to the fifth invention.
In the figure, an input signal 201 is a signal transmitted from the moving picture coding apparatus of FIG. 7 via a transmission system or a storage system, and includes a coding prediction error signal and side information such as motion vector information and a selection control signal. Is included. The input signal 201 is input to the separation unit 202, and the encoded prediction error signal 203 and the side information 204 including the motion vector information and the selection control signal are separated and output. The encoded prediction error signal 203 and the side information 204 are variable-length decoded by the variable-length decoding units 205 and 206, respectively.

【0080】可変長復号化部205から出力される予測
誤差信号207は、予測誤差復号化部209により復号
化される。予測誤差復号化部209は、図1の予測誤差
符号化部104と逆の処理を行うものであり、例えば予
測誤差信号207を逆量子化する逆量子化回路と、逆量
子化された信号に対してDCT回路と逆の処理を施す逆
DCT回路により構成され、復号化予測誤差信号210
を出力する。復号化予測誤差信号210は、加算器21
1に入力される。
The prediction error signal 207 output from the variable length decoding unit 205 is decoded by the prediction error decoding unit 209. The prediction error decoding unit 209 performs a process reverse to that of the prediction error encoding unit 104 in FIG. 1, and for example, an inverse quantization circuit that inversely quantizes the prediction error signal 207 and an inversely quantized signal. On the other hand, the decoded prediction error signal 210 is composed of an inverse DCT circuit that performs processing opposite to that of the DCT circuit.
Is output. The decoded prediction error signal 210 is added to the adder 21.
Input to 1.

【0081】一方、フレームメモリ213には前フレー
ムの再構成画像信号が蓄積されており、また特徴画像メ
モリ231には前フレームの特徴画像信号が蓄積されて
いる。フレームメモリ213から読み出された前フレー
ムの画像信号214は、第1の動き補償回路217に入
力され、またこれと同期して特徴画像メモリ231から
読み出された特徴画像信号232は第2の動き補償回路
233に入力される。第1の動き補償回路214は、フ
レームメモリ213からの画像信号214に対し、可変
長復号化回路206によりサイド情報204から復号化
された第1の動きベクトル情報208を用いて動き補償
を行い、第1の動き補償画像信号218を出力する。
On the other hand, the frame memory 213 stores the reconstructed image signal of the previous frame, and the characteristic image memory 231 stores the characteristic image signal of the previous frame. The image signal 214 of the previous frame read from the frame memory 213 is input to the first motion compensation circuit 217, and in synchronization with this, the characteristic image signal 232 read from the characteristic image memory 231 is the second image signal 232. It is input to the motion compensation circuit 233. The first motion compensation circuit 214 performs motion compensation on the image signal 214 from the frame memory 213 using the first motion vector information 208 decoded from the side information 204 by the variable length decoding circuit 206, The first motion compensation image signal 218 is output.

【0082】第2の動き補償回路233も第1の動き補
償回路217と同様に、特徴画像メモリ231からの特
徴画像信号232に対し、可変長復号化回路206によ
りサイド情報204から復号化された第2の動きベクト
ル情報222を用いて動き補償を行い、第2の動き補償
画像信号234を出力する。
Similarly to the first motion compensation circuit 217, the second motion compensation circuit 233 also decodes the characteristic image signal 232 from the characteristic image memory 231 from the side information 204 by the variable length decoding circuit 206. Motion compensation is performed using the second motion vector information 222, and a second motion-compensated image signal 234 is output.

【0083】第1および第2の動き補償画像信号21
8,234は、予測画像信号選択部139に入力され
る。予測画像信号選択部139は、可変長復号化回路2
06によりサイド情報204から復号化された選択制御
信号221により、動き補償画像信号218,234お
よび無信号“0”のいずれかを予測画像信号236とし
て選択し、加算器211に供給する。
First and second motion-compensated image signals 21
8, 234 are input to the predicted image signal selection unit 139. The predicted image signal selection unit 139 includes the variable length decoding circuit 2
A selection control signal 221 decoded from the side information 204 according to 06 selects either the motion-compensated image signals 218, 234 or no signal “0” as the predicted image signal 236, and supplies it to the adder 211.

【0084】加算器211は復号化予測誤差信号210
と予測画像信号選択部235からの予測画像信号236
とを加算し、再構成画像信号212を出力する。この再
構成画像信号212は、出力画像信号として図示しない
次段の回路へ送出されるとともに、次のフレームの復号
化に備えるためフレームメモリ213と特徴画像メモリ
231に蓄積される。
The adder 211 outputs the decoded prediction error signal 210.
And the predicted image signal 236 from the predicted image signal selection unit 235
And are added and the reconstructed image signal 212 is output. This reconstructed image signal 212 is sent as an output image signal to a circuit in the next stage (not shown), and is stored in the frame memory 213 and the characteristic image memory 231 in preparation for the decoding of the next frame.

【0085】このように本実施例によれば、図7の動画
像符号化装置から伝送されてきた符号化予測誤差信号と
動きベクトルの情報および選択制御信号より、元の動画
像信号を復号化することができる。
As described above, according to the present embodiment, the original moving picture signal is decoded from the coded prediction error signal, the motion vector information and the selection control signal transmitted from the moving picture coding apparatus of FIG. can do.

【0086】(実施例6)図12は、第6の発明に係る
動画像符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
同図において、入力画像信号101は例えばフレーム単
位の動画像信号であり、画像変形部161と動き解析部
164に入力される。
(Embodiment 6) FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture coding apparatus according to the sixth invention.
In the figure, the input image signal 101 is, for example, a moving image signal in units of frames, and is input to the image transformation unit 161 and the motion analysis unit 164.

【0087】一方、フレームメモリ110には前フレー
ムの再構成画像信号が蓄積されている。フレームメモリ
110から読み出された前フレームの再構成画像信号1
11は、動き補償回路114に入力される。動き補償回
路114は、フレームメモリ110からの再構成画像信
号111に対し、後述のように生成される動きベクトル
情報170を用いて動き補償を行い、予測画像信号11
5を出力する。
On the other hand, the frame memory 110 stores the reconstructed image signal of the previous frame. Reconstructed image signal 1 of the previous frame read from the frame memory 110
11 is input to the motion compensation circuit 114. The motion compensation circuit 114 performs motion compensation on the reconstructed image signal 111 from the frame memory 110 using motion vector information 170 generated as described below, and the predicted image signal 11
5 is output.

【0088】フレームメモリ110から読み出された前
フレームの画像信号111は、動き解析部164にも入
力される。動き解析部164は、入力画像信号101と
再構成画像信号111とから両信号101,111間の
動きを解析して動きパラメータ165を抽出する。この
動きパラメータ165としては、例えば画素毎、ブロッ
ク毎、動領域毎の動きあるいは多角形パッチの頂点の動
きを表現するパラメータが使用される。この動きパラメ
ータ165の抽出法としては、例えば画素毎の場合には
勾配法、ブロック毎の場合にはブロックマッチング法、
動領域毎の場合にはアフィンパラメータ推定(例えば、
山田他「アフィンマッチングによるカラー動画像の動き
抽出」、テレビジョン学会技術報告、1992年10月
等)や、多角形のうちでも特に三角形の場合には6角マ
ッチング法(中屋、苗村他「動画像の16kb/s符号
化」、PCSJ92)などを用いることができる。
The image signal 111 of the previous frame read from the frame memory 110 is also input to the motion analysis unit 164. The motion analysis unit 164 analyzes the motion between the input image signal 101 and the reconstructed image signal 111 to extract a motion parameter 165. As the motion parameter 165, for example, a parameter expressing the motion of each pixel, each block, each motion region or the motion of the vertex of a polygon patch is used. The extraction method of the motion parameter 165 is, for example, a gradient method for each pixel, a block matching method for each block,
Affine parameter estimation (eg,
Yamada et al., "Motion Extraction of Color Video by Affine Matching", Technical Report of the Television Society of Japan, October 1992, etc.), and hexagonal matching method (Nakaya, Naemura et al.) 16 kb / s encoding of moving image ", PCSJ92) and the like can be used.

【0089】動き解析部164で抽出された動きパラメ
ータ165は、量子化部166で量子化される。量子化
部166では、量子化値167と量子化誤差情報168
を出力する。量子化部166の出力のうち、量子化値1
67は逆量子化部169に入力されて逆量子化され、動
き補償用の動きベクトル情報170として動き補償回路
114に供給される。
The motion parameter 165 extracted by the motion analysis unit 164 is quantized by the quantization unit 166. The quantizer 166 uses the quantized value 167 and the quantized error information 168.
Is output. Quantized value 1 out of the output of the quantizer 166
67 is input to the dequantization unit 169, dequantized, and supplied to the motion compensation circuit 114 as motion vector information 170 for motion compensation.

【0090】一方、量子化部166の出力のうち、量子
化誤差情報168は量子化部166での動きパラメータ
165の量子化誤差分の値を持った画像変形用パラメー
タ162として画像変形部161に供給される。画像変
形部161では、画像変形用パラメータ162を用いて
入力画像信号101に対し動き補償回路114と同様の
操作で動き補償(変形)を行うことで、変形画像信号1
63を出力する。
On the other hand, of the output of the quantizing unit 166, the quantizing error information 168 is sent to the image transforming unit 161 as an image transforming parameter 162 having a value corresponding to the quantizing error of the motion parameter 165 in the quantizing unit 166. Supplied. The image transformation unit 161 performs motion compensation (deformation) on the input image signal 101 using the image transformation parameter 162 by the same operation as that of the motion compensation circuit 114.
63 is output.

【0091】ここで、画像変形部161にブロックマッ
チング法を用いた場合の具体例について示す。今、動き
解析部164で抽出されるあるブロックに対する動きベ
クトルが(2.3 ,0)であり、量子化部166での量子化
ステップサイズが1であるとする。このとき、量子化部
166での量子化誤差は(0.3 ,0)であるから、当該ブ
ロックにおける変形画像信号163は、画像変形部16
1において入力画像信号101を(−0.3 ,0)なる動き
パラメータを用いて動き補償(変形)することにより得
ることができる。
Here, a specific example of the case where the block matching method is used in the image transformation unit 161 will be described. Now, it is assumed that the motion vector for a certain block extracted by the motion analysis unit 164 is (2.3, 0), and the quantization step size in the quantization unit 166 is 1. At this time, since the quantization error in the quantization unit 166 is (0.3, 0), the transformed image signal 163 in the block is the transformed image signal 163.
1, the input image signal 101 can be obtained by motion compensation (deformation) using the motion parameter of (-0.3, 0).

【0092】ところで、このようにブロックマッチング
法を用いて画像変形部161で画像の変形を行った場
合、隣接ブロック間での整合性がないためブロック歪み
が発生し、再構成画像信号109の視覚的な画質劣化が
大きくなる可能性がある。このような視覚的な画質劣化
が少ない変形手法としては、多角形パッチを用いた手法
が有効である。多角形パッチの場合、動きパラメータは
多角形の頂点の動きを表現している。具体例として、あ
る頂点の動きパラメータが(2.3 ,0)であり、量子化ス
テップサイズが1である場合を示す。このとき量子化誤
差は(0.3 ,0)であるから、この頂点の動きパラメータ
を(−0.3 ,0)とし、これを画像変形用パラメータ16
2として入力画像信号101を動き補償(変形)するこ
とにより、変形画像信号163を得ることができる。・
画像変形部161で得られた変形画像信号163は、減
算器102に入力される。減算器102は、変形画像信
号163に対する予測画像信号115の誤差を示す予測
誤差信号103を出力する。予測誤差信号103は、予
測誤差符号化部104によって符号化される。予測誤差
符号化部104は、例えばDCT(離散コサイン変換)
回路と、このDCT回路で得られたDCT係数を量子化
する量子化回路により構成され、符号化予測誤差信号1
05を出力する。
By the way, when the image transforming unit 161 transforms an image using the block matching method as described above, block distortion occurs due to lack of matching between adjacent blocks, and the reconstructed image signal 109 is visually recognized. There is a possibility that the image quality may deteriorate significantly. A method using a polygon patch is effective as a transformation method that causes less visual deterioration in image quality. In the case of a polygon patch, the motion parameter represents the motion of the vertices of the polygon. As a specific example, the case where the motion parameter of a certain vertex is (2.3, 0) and the quantization step size is 1 is shown. At this time, since the quantization error is (0.3, 0), the motion parameter of this vertex is (-0.3, 0), and this is used as the image transformation parameter 16
By performing motion compensation (deformation) on the input image signal 101 as 2, the deformed image signal 163 can be obtained.・
The transformed image signal 163 obtained by the image transformation unit 161 is input to the subtractor 102. The subtractor 102 outputs a prediction error signal 103 indicating an error of the prediction image signal 115 with respect to the modified image signal 163. The prediction error signal 103 is coded by the prediction error coding unit 104. The prediction error encoding unit 104 is, for example, DCT (discrete cosine transform).
Circuit and a quantization circuit for quantizing the DCT coefficient obtained by this DCT circuit, and the coded prediction error signal 1
05 is output.

【0093】なお、予測誤差符号化部104での符号化
の方式としては、波形を効率よく表現できる方法であれ
ば何でもよく、DCTの代わりに、数画素まとめて一つ
のコードで表現するベクトル量子化、サブバンド符号
化、0でない画素値にアドレスを付けて送る条件付き画
素補充方式、隣接画素との差分を符号化する方式などを
用いることも可能である。
Any coding method in the prediction error coding unit 104 may be used as long as it is a method capable of efficiently expressing a waveform. Instead of the DCT, a vector quantum expressing several pixels collectively by one code is used. It is also possible to use encoding, sub-band encoding, a conditional pixel replenishment method for sending a non-zero pixel value with an address, and a method for encoding the difference between adjacent pixels.

【0094】符号化予測誤差信号105は予測誤差復号
化部106に入力され、予測誤差信号が復号化される。
予測誤差復号化部106は、例えば符号化予測誤差信号
105を逆量子化する逆量子化回路と、逆量子化された
信号に対してDCT回路と逆の処理を施す逆DCT回路
とにより構成され、復号化予測誤差信号107を出力す
る。復号化予測画像信号107は加算器108により予
測画像信号115と加算され、再構成画像信号109と
なる。再構成画像信号109は、次のフレームの入力画
像信号の符号化に備えてフレームメモリ110に1フレ
ーム分蓄積される。
The coded prediction error signal 105 is input to the prediction error decoding unit 106, and the prediction error signal is decoded.
The prediction error decoding unit 106 includes, for example, an inverse quantization circuit that inversely quantizes the coded prediction error signal 105, and an inverse DCT circuit that performs an inverse process on the dequantized signal as compared with the DCT circuit. , And outputs the decoded prediction error signal 107. The decoded predicted image signal 107 is added to the predicted image signal 115 by the adder 108 to become the reconstructed image signal 109. The reconstructed image signal 109 is stored in the frame memory 110 for one frame in preparation for encoding the input image signal of the next frame.

【0095】予測誤差符号化部104から出力される符
号化予測誤差信号105は、可変長符号化部117によ
り可変長符号化される。また、量子化部167で量子化
された動きパラメータ(量子化値167)は、可変長符
号化部118により可変長符号化される。可変長符号化
回路117,118から出力される可変長符号は、多重
化部119により多重化された後、符号化出力120と
して伝送路または蓄積系へ送出される。
The coded prediction error signal 105 output from the prediction error coding unit 104 is variable length coded by the variable length coding unit 117. The motion parameter (quantized value 167) quantized by the quantization unit 167 is variable length coded by the variable length coding unit 118. The variable-length codes output from the variable-length coding circuits 117 and 118 are multiplexed by the multiplexing unit 119 and then sent to the transmission line or the storage system as the coded output 120.

【0096】以下、入力画像信号101として新たなフ
レームの画像信号が入力される毎に同様に動作が繰り返
される。このように本実施例によれば、伝送情報量を削
減するために動き解析部164から出力される動きパラ
メータ165を量子化部166で量子化し、これを逆量
子化部169で逆量子化して動き補償用の動きベクトル
170を生成し、再構成画像信号111に対して動き補
償回路114で動き補償を行うことににより予測画像信
号115を得るようにしている。
Hereinafter, the same operation is repeated every time an image signal of a new frame is input as the input image signal 101. As described above, according to the present embodiment, the motion parameter 165 output from the motion analysis unit 164 is quantized by the quantization unit 166 and the inverse quantization unit 169 dequantizes the motion parameter 165 in order to reduce the amount of transmission information. A motion vector 170 for motion compensation is generated, and a motion compensation circuit 114 performs motion compensation on the reconstructed image signal 111 to obtain a predicted image signal 115.

【0097】この場合、動きパラメータ165を量子化
する際の量子化誤差により、動き補償のための動きベク
トルは予測誤差が最も小さくなると言う意味での最適値
からは少しずれ、結果として符号化予測誤差信号105
の情報量を増加させる方向に作用する。しかし、本実施
例では量子化誤差に相当する値を持つ画像変形用パラメ
ータ162を用いて画像変形部161で入力画像信号1
01に対して変形を施し、これにより得られた変形画像
信号163に対する予測画像信号115の誤差を示す予
測誤差信号103を生成することにより、予測誤差を動
きパラメータを量子化する前の予測誤差と同等の小さな
値にすることができるため、符号化予測誤差信号105
の情報量の増加を低く抑えることができる。また、この
場合の再構成画像信号109は、入力画像信号101が
量子化誤差分だけ変形された画像信号となるが、量子化
誤差は量子化ステップサイズの1/2以下であること
と、量子化誤差の累積も起こらないことから、画質の劣
化をほとんど伴うことなく伝送情報量が削減されること
になり、符号化効率を効果的に向上させることができ
る。
In this case, due to the quantization error in quantizing the motion parameter 165, the motion vector for motion compensation is slightly deviated from the optimum value in the sense that the prediction error is the smallest, and as a result, the coding prediction is performed. Error signal 105
It acts to increase the amount of information. However, in this embodiment, the image transforming unit 161 uses the image transforming parameter 162 having a value corresponding to the quantization error to input the input image signal 1
01 is deformed, and the prediction error signal 103 indicating the error of the prediction image signal 115 with respect to the modified image signal 163 obtained thereby is generated, so that the prediction error becomes the prediction error before the quantization of the motion parameter. Since it can be set to an equivalent small value, the encoded prediction error signal 105
It is possible to suppress the increase in the information amount of Further, the reconstructed image signal 109 in this case is an image signal obtained by modifying the input image signal 101 by the quantization error, but the quantization error is 1/2 or less of the quantization step size. Since the accumulation of encoding errors does not occur, the amount of transmission information is reduced with almost no deterioration in image quality, and the encoding efficiency can be effectively improved.

【0098】(実施例7)図13は、第7の発明に係る
動画像符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
図12と相対応する部分に同一符号を付して実施例7と
の相違点の説明すると、本実施例では動き解析部172
において動き補償用パラメータ165と画像変形用パラ
メータ162の二つのパラメータを抽出する点が実施例
7と異なっている。
(Embodiment 7) FIG. 13 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture coding apparatus according to the seventh invention.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 12, and the difference from the seventh embodiment will be described. In this embodiment, the motion analysis unit 172.
The second embodiment is different from the seventh embodiment in that two parameters, that is, a motion compensation parameter 165 and an image deformation parameter 162 are extracted.

【0099】これら二つのパラメータは、次のようにし
て抽出される。すなわち、まず量子化ステップサイズを
最小単位とした第1の動きパラメータを用いて前フレー
ムの画像信号を動き補償することにより得られた予測画
像信号と、量子化ステップサイズの1/2以下の大きさ
を値に持つ第2の動きパラメータで入力画像信号を変形
して得られた変形画像信号との誤差である予測誤差を求
める。そして、第1および第2の動きパラメータの値の
種々の組み合わせのうち、予測誤差が最小となる組み合
わせを抽出し、これらパラメータ値の組を動き補償用パ
ラメータ165および画像変形用パラメータ162とし
て、それぞれ量子化部166および画像変形部161に
供給する。
These two parameters are extracted as follows. That is, first, the predicted image signal obtained by motion-compensating the image signal of the previous frame using the first motion parameter with the quantization step size as the minimum unit, and the size equal to or smaller than 1/2 of the quantization step size. A prediction error, which is an error between the input image signal and the deformed image signal obtained by deforming the input image signal with the second motion parameter having a value as a value, is obtained. Then, of the various combinations of the values of the first and second motion parameters, the combination having the smallest prediction error is extracted, and the set of these parameter values is set as the motion compensation parameter 165 and the image deformation parameter 162, respectively. It is supplied to the quantization unit 166 and the image transformation unit 161.

【0100】動き補償用パラメータ165は、実施例7
と同様に量子化部166で量子化され、量子化されたパ
ラメータ167はさらに逆量子化部169で逆量子化さ
れ、動き補償用の動きベクトル情報170として動き補
償回路114に供給される。
The motion compensation parameter 165 is used in the seventh embodiment.
Similarly, the parameter 167 quantized by the quantizer 166 and quantized by the inverse quantizer 169 is inversely quantized and supplied to the motion compensation circuit 114 as motion vector information 170 for motion compensation.

【0101】今、例えば動き補償回路114で多角形パ
ッチを用いた動き補償を1頂点の動きベクトルを1画素
精度(量子化ステップサイズ1)として行い、また画像
変形部161での入力画像信号101の変形を1/4画
素精度で行うとする。この場合、動き補償用パラメータ
165の動きベクトル候補値は(0, 0),(1, 1),
(1, 0),(1,-1),…であり、一方、画像変形用パラ
メータ162の動きベクトル候補値は(0, 0),(0.2
5, 0.25),(0.25, 0 ),(0.25 ,-0.25 ),…であ
る。両者の組み合わせの中から、変形画像信号163と
予測画像信号115との予測誤差が最も小さくなる組み
合わせを探索する。探索の方法は何でもよく、全探索を
行ってもよいし、あるいは最初画像変形用パラメータ1
62の動きベクトル候補値を(0, 0)に固定し、動き補
償用パラメータ165の動きベクトル候補値を大まかに
探索して探索の範囲を制限した後に全探索を行ってもよ
い。探索の結果、例えば(3,-2)と(0.25, 0 )の組み
合わせが予測誤差を最小にするものとすると、(3,-2)
で動き補償を行い、(0.25, 0 )で画像変形を行えばよ
い。
Now, for example, the motion compensation circuit 114 performs motion compensation using a polygonal patch with a motion vector of one vertex as one pixel precision (quantization step size 1), and the input image signal 101 in the image transformation unit 161. Is assumed to be performed with a precision of ¼ pixel. In this case, the motion vector candidate values of the motion compensation parameter 165 are (0, 0), (1, 1),
(1, 0), (1, -1), ..., On the other hand, the motion vector candidate values of the image transformation parameter 162 are (0, 0), (0.2
5, 0.25), (0.25, 0), (0.25, -0.25), and so on. A combination that minimizes the prediction error between the modified image signal 163 and the predicted image signal 115 is searched for from the combination of both. Any search method may be used, a full search may be performed, or the first image transformation parameter 1
The motion vector candidate value of 62 may be fixed to (0, 0), the motion vector candidate value of the motion compensation parameter 165 may be roughly searched to limit the search range, and then the full search may be performed. Assuming that the combination of (3, -2) and (0.25, 0) minimizes the prediction error, (3, -2)
Motion compensation is performed with and the image is transformed with (0.25, 0).

【0102】(実施例8)図14は、第8の発明に係る
動画像復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
同図において、入力信号201は図12または図13の
動画像符号化装置から伝送系または蓄積系を介して伝送
されてきた信号であり、符号化予測誤差信号と動きパラ
メータ情報などのサイド情報を含んでいる。この入力信
号201は分離部202に入力され、符号化予測誤差信
号203と、動きパラメータ情報を含むサイド情報20
4が分離されて出力される。符号化予測誤差信号203
とサイド情報204は、それぞれ可変長復号化部20
5,206により可変長復号化される。
(Embodiment 8) FIG. 14 is a block diagram showing an embodiment of a moving picture decoding apparatus according to the eighth invention.
In the figure, an input signal 201 is a signal transmitted from the moving picture coding apparatus of FIG. 12 or FIG. 13 via a transmission system or a storage system, and includes a side information such as a coding prediction error signal and motion parameter information. Contains. The input signal 201 is input to the separation unit 202, and the encoded prediction error signal 203 and the side information 20 including the motion parameter information.
4 is separated and output. Encoding prediction error signal 203
And the side information 204 are respectively received by the variable length decoding unit 20.
5, 206, variable length decoding is performed.

【0103】可変長復号化部205から出力される予測
誤差信号207は、予測誤差復号化部209により復号
化される。予測誤差復号化部209は、図1の予測誤差
符号化部104と逆の処理を行うものであり、例えば予
測誤差信号207を逆量子化する逆量子化回路と、逆量
子化された信号に対してDCT回路と逆の処理を施す逆
DCT回路により構成され、復号化予測誤差信号210
を出力する。復号化予測誤差信号210は、加算器21
1に入力される。
The prediction error signal 207 output from the variable length decoding unit 205 is decoded by the prediction error decoding unit 209. The prediction error decoding unit 209 performs a process reverse to that of the prediction error encoding unit 104 in FIG. 1, and for example, an inverse quantization circuit that inversely quantizes the prediction error signal 207 and an inversely quantized signal. On the other hand, the decoded prediction error signal 210 is composed of an inverse DCT circuit that performs processing opposite to that of the DCT circuit.
Is output. The decoded prediction error signal 210 is added to the adder 21.
Input to 1.

【0104】一方、フレームメモリ213には前フレー
ムの再構成画像信号が蓄積されている。このフレームメ
モリ213から読み出された前フレームの画像信号21
4は、動き補償回路217に入力される。また、可変長
復号化回路206によりサイド情報204から動きパラ
メータ241が復号化され、さらに逆量子部242によ
り逆量子化されることによって、動き補償のための動き
ベクトル情報243が得られる。動き補償回路217
は、フレームメモリ213からの画像信号214に対
し、この動きベクトル情報243を用いて動き補償を行
い、予測画像信号218を出力する。
On the other hand, the reconstructed image signal of the previous frame is stored in the frame memory 213. The image signal 21 of the previous frame read from the frame memory 213
4 is input to the motion compensation circuit 217. Further, the variable-length decoding circuit 206 decodes the motion parameter 241 from the side information 204, and further, the dequantization unit 242 dequantizes the motion parameter 241 to obtain motion vector information 243 for motion compensation. Motion compensation circuit 217
Performs motion compensation on the image signal 214 from the frame memory 213 using this motion vector information 243, and outputs a predicted image signal 218.

【0105】予測画像信号218は、加算器211に入
力される。加算器211は、予測誤差信号210と予測
画像信号218とを加算し、再構成画像信号212を出
力する。この再構成画像信号212は、出力画像信号と
して図示しない次段の回路へ送出されるとともに、次の
フレームの復号化に備えるためフレームメモリ213と
特徴画像メモリ231に蓄積される。
The predicted image signal 218 is input to the adder 211. The adder 211 adds the prediction error signal 210 and the prediction image signal 218 and outputs the reconstructed image signal 212. This reconstructed image signal 212 is sent as an output image signal to a circuit in the next stage (not shown), and is stored in the frame memory 213 and the characteristic image memory 231 in preparation for the decoding of the next frame.

【0106】このように本実施例によれば、図12また
は図13に示した動画像符号化装置から伝送されてきた
符号化予測誤差信号と動きパラメータの情報より、元の
動画像信号を復号化することができる。
As described above, according to the present embodiment, the original moving picture signal is decoded from the coded prediction error signal and the motion parameter information transmitted from the moving picture coding apparatus shown in FIG. 12 or 13. Can be converted.

【0107】次に、本発明による画像変形装置の実施例
について説明する。(実施例9)図15は、第9の発明
に係る画像変形装置の一実施例を示すブロック図であ
る。この画像変形装置は、流体解析部301とマッピン
グ部302により構成される。流体解析部301には入
力画像313中の代表的な点・線または領域の座標情報
311と、この座標情報311で示される点・線または
領域の動きを示す代表動きベクトル情報312が入力さ
れる。
Next, an embodiment of the image transformation apparatus according to the present invention will be described. (Embodiment 9) FIG. 15 is a block diagram showing an embodiment of an image transformation apparatus according to the ninth invention. This image transformation apparatus is composed of a fluid analysis unit 301 and a mapping unit 302. Coordinate information 311 of a representative point / line or area in the input image 313 and representative motion vector information 312 indicating the movement of the point / line or area indicated by the coordinate information 311 are input to the fluid analysis unit 301. .

【0108】流体解析部301は、これらの情報31
1,312を基に後述する流体解析手法により入力画像
313中の座標情報311で指定される座標位置以外の
座標位置の動きベクトル情報である未知動きベクトル情
報を求め、これを代表動きベクトル情報312と共に入
力画像313の全領域の動きベクトル情報314として
出力する。なお、本実施例では未知動きベクトル情報を
求める座標位置は予め定義されており、未知動きベクト
ル情報の座標位置の解像度は代表動きベクトル情報31
2のそれより十分に細かいものとする。
The fluid analysis unit 301 uses the information 31
1, 312, the unknown motion vector information which is the motion vector information of the coordinate position other than the coordinate position specified by the coordinate information 311 in the input image 313 is obtained by the fluid analysis method described later, and the representative motion vector information 312 is obtained. Together with this, it outputs as motion vector information 314 of the entire area of the input image 313. In this embodiment, the coordinate position for obtaining the unknown motion vector information is defined in advance, and the resolution of the coordinate position of the unknown motion vector information is the representative motion vector information 31.
Sufficiently finer than that of 2.

【0109】流体解析部301で得られた全領域の動き
ベクトル情報314は、マッピング部302に入力され
る。マッピング部302は、入力画像313の画素を全
領域の動きベクトル情報314を基に配置(マッピン
グ)することにより、入力画像313を変形した出力画
像315を出力する。
The motion vector information 314 of the entire region obtained by the fluid analysis unit 301 is input to the mapping unit 302. The mapping unit 302 arranges (maps) the pixels of the input image 313 based on the motion vector information 314 of the entire region, and outputs the output image 315 obtained by transforming the input image 313.

【0110】流体解析部301においては、入力画像3
13の全領域に離散的に定義される動きベクトル情報に
関して、既知の代表動きベクトル情報312を基に未知
動きベクトル情報を数値解析により求める。この場合、
数値解析の手法により計算量が大きく左右される。流体
解析手法は、流れの基礎方程式である連続の式、運動方
程式、エネルギー方程式を解くものである。これらの式
は、微分形式では例えば次式のように表される。
In the fluid analysis unit 301, the input image 3
Regarding motion vector information discretely defined in all 13 areas, unknown motion vector information is obtained by numerical analysis based on known representative motion vector information 312. in this case,
The amount of calculation greatly depends on the method of numerical analysis. The fluid analysis method solves the basic equations of flow, such as continuity equation, motion equation, and energy equation. These equations are expressed as the following equations in the differential form.

【0111】[0111]

【数1】 [Equation 1]

【0112】ここでρは流体の密度、uは速度、fは単
位質量当たりの物体力、Φは流体の応力テンソル、eは
単位体積当たりの内部エネルギー、kは熱伝導率、Tは
温度である。通常、これらの式を厳密に解くと莫大な計
算を必要とする。このため、特に複雑な変形効果を必要
としない場合には、この中から不要なパラメータを省略
して簡略化を図る。例えば、(a) 定常流を仮定して時間
偏微分項を消去する、(b) 物体力を無視する、(c) 温度
勾配項を無視する、(d) 物体の応力テンソルを無視す
る、(e) 流体の応力テンソルに含まれる流体の粘性を簡
略化する、などである。
Where ρ is the density of the fluid, u is the velocity, f is the body force per unit mass, Φ is the stress tensor of the fluid, e is the internal energy per unit volume, k is the thermal conductivity, and T is the temperature. is there. Exactly solving these equations usually requires enormous calculations. For this reason, if a particularly complicated deformation effect is not required, unnecessary parameters are omitted from these to simplify the process. For example: (a) Eliminate the time partial differential term assuming a steady flow, (b) ignore the body force, (c) ignore the temperature gradient term, (d) ignore the body's stress tensor, ( e) Simplify the viscosity of the fluid contained in the fluid's stress tensor, and so on.

【0113】特に最も簡単な場合として、流体を非圧縮
非粘性で、しかも渦がないものと仮定すると、速度ポテ
ンシャルψが定義可能となり、次のラプラス方程式が流
れの全領域で成立する。
In the simplest case, assuming that the fluid is incompressible and inviscid and has no vortices, the velocity potential ψ can be defined, and the following Laplace equation holds in all regions of the flow.

【0114】[0114]

【数2】 これは境界条件を与えてやることにより、数値解析で容
易に解くことが可能である。ψが求まれば、流体の動ベ
クトルである速度uは次式で与えられる。
[Equation 2] This can be easily solved by numerical analysis by giving boundary conditions. Once ψ is obtained, the velocity u, which is the motion vector of the fluid, is given by the following equation.

【0115】[0115]

【数3】 (Equation 3)

【0116】マッピング部302においては、離散的に
定義される動きベクトルが画素単位の解像度よりも低い
場合、各画素における動きベクトルの値は対象画素近傍
の一つ以上の動きベクトルの値を互いに位置関係を考慮
して内挿する。内挿方法としては、例えばPIC( Part
icle-In-Cel )などの粒子シミュレーションなどで用い
られているNearest Grid Point法や、Area Weighting
法、またDavid Seldner,Thomas Westermannらによる任
意形状内の任意位置への内挿方法(“Algolithmsfor In
terpolation and Localization in Irregular 2D Meshe
s”,Journal ofComputational Physics, Vol.79, No.
1, Nov.1988)などを用いることができる。これによ
り、画像中の全画素に対して動きベクトルが定義され
る。
In the mapping unit 302, when the motion vector defined discretely is lower than the resolution in pixel units, the value of the motion vector in each pixel is determined by positioning one or more motion vector values in the vicinity of the target pixel with respect to each other. Interpolate considering the relationship. As the interpolation method, for example, PIC (Part
Nearest Grid Point method used in particle simulations such as icle-In-Cel) and Area Weighting
Method, and an interpolation method at an arbitrary position in an arbitrary shape by David Seldner, Thomas Westermann et al. (“Algolithms for In
terpolation and Localization in Irregular 2D Meshe
s ”, Journal of Computational Physics, Vol.79, No.
1, Nov. 1988) and the like can be used. This defines motion vectors for all pixels in the image.

【0117】(実施例10)図16は、第9の発明に係
る画像変形装置の他の実施例を示すブロック図である。
図15と相対応する部分に同一符号を付して相違点を中
心に説明すると、本実施例では図15の構成に加えて特
徴量検出部303が新たに追加されている。特徴量検出
部303は、座標情報311と入力画像313を基に入
力画像313の特徴量を調べ、入力画像313中の座標
情報311で指定される座標位置以外の座標位置の動き
ベクトル情報である未知動きベクトル情報を求めるべき
座標位置を定義する。この座標位置の決定法としては、
例えば画像のエッジを用いる方法や、SNAKES(M.Kass, A
Witkin, D.Terzopoulos, “SNAKES: Active Contour M
odels ”,International Journal of Computer Visio
n,Vol.1, No.4, pp.321-331, 1988 )などにより得ら
れる輪郭の代表点を用いる方法、画素値をパラメータと
して物理現象の計算機シミュレーションなどの分野で行
われている解析的格子形成法や代数的格子形成法(例え
ば、解析的手法については J.F.Tompson編の“Numerric
al Grid Genaration”,North-Holland, 1982 に詳しく
述べられている)、さらには単純に画面を等分割または
多角形分割あるいは無作為分割することにより得られた
格子点を利用するものでも構わない。
(Embodiment 10) FIG. 16 is a block diagram showing another embodiment of the image transformation apparatus according to the ninth invention.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIG. 15, and the difference will be mainly described. In the present embodiment, a feature amount detection unit 303 is newly added in addition to the configuration in FIG. The feature amount detection unit 303 checks the feature amount of the input image 313 based on the coordinate information 311 and the input image 313, and is motion vector information of a coordinate position other than the coordinate position designated by the coordinate information 311 in the input image 313. The coordinate position where the unknown motion vector information should be obtained is defined. As a method of determining this coordinate position,
For example, the method of using the edge of the image, SNAKES (M.Kass, A
Witkin, D. Terzopoulos, “SNAKES: Active Contour M
odels ”, International Journal of Computer Visio
n, Vol.1, No.4, pp.321-331, 1988) and other methods using representative points of contours, and analytical methods used in the fields of computer simulation of physical phenomena using pixel values as parameters. Lattice formation method and algebraic lattice formation method (For example, see “Numerric” by JF Tompson for analytical methods.
al Grid Genaration ", North-Holland, 1982), or even using grid points obtained by simply dividing the screen into equal parts, polygonal parts or random parts.

【0118】流体解析部301では、上述のようにして
特徴量検出部303で定義された未知動きベクトル情報
の位置座標316と、代表動きベクトル情報312およ
びその位置座標311を基に、実施例9で述べた手法に
よって未知動きベクトル情報を求める。マッピング部3
02の処理も、実施例9と同様である。
The fluid analysis unit 301 uses the position coordinates 316 of the unknown motion vector information defined by the feature amount detection unit 303 as described above, the representative motion vector information 312, and the position coordinates 311 thereof to implement the ninth embodiment. The unknown motion vector information is obtained by the method described in. Mapping unit 3
The process of 02 is also similar to that of the ninth embodiment.

【0119】(実施例11)図17は、第10の発明に
係る画像変形装置の一実施例を示すブロック図である。
図16と相対応する部分同一符号を付して相違点を中心
に説明すると、本実施例では図16の構成に加えてさら
に動き解析部304が設けられている。この動き解析部
304は、入力画像313と参照画像317とを比較
し、ブロックマッチング法などを用いて入力画像313
中で離散的に定義される動ベクトル情報312とその座
標位置を示す座標情報311を求める。動ベクトルの算
出方法としては、ブロックマッチング法のほかオプティ
カルフロー法など他の方法を用いてもよい。
(Embodiment 11) FIG. 17 is a block diagram showing an embodiment of an image transformation apparatus according to the tenth invention.
The same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIG. 16, and the difference will be mainly described. In this embodiment, a motion analysis unit 304 is further provided in addition to the configuration in FIG. The motion analysis unit 304 compares the input image 313 with the reference image 317, and uses the block matching method or the like to input image 313.
The motion vector information 312 discretely defined therein and the coordinate information 311 indicating the coordinate position thereof are obtained. As a method of calculating the motion vector, other methods such as the optical flow method may be used in addition to the block matching method.

【0120】この場合、特徴量検出部303は、入力画
像313と動ベクトル解析部304からの座標情報31
1を基に実施例10と同様にして入力画像313の特徴
量を調べ、入力画像313中の未知動ベクトル情報を求
める座標位置を定義する。流体解析部301およびマッ
ピング部302の処理は、実施例9および10と同様で
ある。
In this case, the feature amount detection unit 303 has the input image 313 and the coordinate information 31 from the motion vector analysis unit 304.
Based on 1, the feature amount of the input image 313 is examined in the same manner as in the tenth embodiment, and the coordinate position for obtaining the unknown motion vector information in the input image 313 is defined. The processes of the fluid analysis unit 301 and the mapping unit 302 are the same as those in the ninth and tenth embodiments.

【0121】(実施例12)図18は、第11の発明に
係る画像変形装置の一実施例を示すブロック図である。
図17と相対応する部分同一符号を付して相違点を中心
に説明すると、本実施例では図17の構成に加えてさら
に動きベクトル更新部305、動きベクトル・誤差デー
タベース306および比較部307が設けられている。
(Embodiment 12) FIG. 18 is a block diagram showing an embodiment of an image transforming apparatus according to the eleventh invention.
In the description of this embodiment, the parts corresponding to those in FIG. 17 are designated by the same reference numerals, and in the present embodiment, in addition to the configuration of FIG. 17, a motion vector updating unit 305, a motion vector / error database 306, and a comparison unit 307 It is provided.

【0122】動きベクトル更新部305は、動ベクトル
・誤差データベース306に何も記憶されていない場合
には動き解析部304より入力された代表動きベクトル
情報312をそのまま流体解析部301に与え、その動
ベクトル情報312の値を動きベクトル・誤差データベ
ース306に書き込む。比較部307は、そのときの動
きベクトル情報312によって流体解析部301の算出
した全領域の動きベクトル情報314に基づいてマッピ
ング部302が生成した出力画像315と参照画像31
7を比較して出力画像315の誤差を求め、誤差情報3
18を動きベクトル更新部305に与える。動きベクト
ル更新部305は、この誤差情報318を動きベクトル
情報312と対応付けて動きベクトル・誤差データベー
ス306に書き込む。
When nothing is stored in the motion vector / error database 306, the motion vector updating unit 305 gives the representative motion vector information 312 input from the motion analyzing unit 304 to the fluid analyzing unit 301 as it is, and The value of the vector information 312 is written in the motion vector / error database 306. The comparison unit 307 outputs the output image 315 and the reference image 31 generated by the mapping unit 302 based on the motion vector information 314 of the entire region calculated by the fluid analysis unit 301 based on the motion vector information 312 at that time.
7 is compared to obtain the error of the output image 315, and the error information 3
18 is given to the motion vector updating unit 305. The motion vector updating unit 305 writes this error information 318 in the motion vector / error database 306 in association with the motion vector information 312.

【0123】動きベクトル更新部305は、さらに誤差
情報318が予め定めた所定値より小さい場合は出力要
求信号320をマッピング部302の出力側に配置され
たスイッチ308に与えることにより、出力画像315
を取り出すように制御する。一方、誤差情報318が所
定値以上の場合、動きベクトル更新部305は動きベク
トル情報の値をその近傍で微小に変化させ、新たな動き
ベクトル情報319を流体解析部301に与える。但
し、動きベクトル情報の更新回数が予め設定した値を越
えた場合には、動きベクトル・誤差データベース306
より誤差情報318の値が最も小さかったときの動きベ
クトル情報の値を読み出して流体解析部301に与え、
動きベクトル・誤差データベース306の内容を消去し
て出力要求信号320をスイッチ308に与える。
When the error information 318 is smaller than a predetermined value, the motion vector updating unit 305 further gives the output request signal 320 to the switch 308 arranged on the output side of the mapping unit 302, thereby outputting the output image 315.
Control to take out. On the other hand, when the error information 318 is equal to or larger than the predetermined value, the motion vector updating unit 305 slightly changes the value of the motion vector information in the vicinity thereof, and gives new motion vector information 319 to the fluid analysis unit 301. However, when the number of updates of the motion vector information exceeds a preset value, the motion vector / error database 306
Further, the value of the motion vector information when the value of the error information 318 is the smallest is read and given to the fluid analysis unit 301,
The contents of the motion vector / error database 306 are erased and the output request signal 320 is given to the switch 308.

【0124】流体解析部301、マッピング部302、
特徴量検出部303および動き解析部304の処理は、
実施例11と同様である。以上説明した実施例9〜11
によれば、入力画像313を変形させた出力画像315
を得るに当たり、入力画像313中の代表的な点・線ま
たは領域の動きベクトル情報312、あるいは入力画像
313と参照画像317間の離散的な動きベクトル情報
312より、入力画像313中の未知動きベクトル情報
を流体解析により求めて入力画像313の全領域の動き
ベクトル情報314を生成し、この全領域の動きベクト
ル情報314に基づいて入力画像313の画素をマッピ
ングすることにより、少ない計算量で入力画像313を
変形させた出力画像315が得られる。
The fluid analysis unit 301, the mapping unit 302,
The processes of the feature amount detection unit 303 and the motion analysis unit 304 are
Same as Example 11. Examples 9 to 11 described above
According to the output image 315 obtained by transforming the input image 313.
To obtain the motion vector information 312 of a representative point / line or area in the input image 313 or the discrete motion vector information 312 between the input image 313 and the reference image 317, the unknown motion vector in the input image 313 is obtained. Information is obtained by fluid analysis to generate motion vector information 314 of the entire region of the input image 313, and pixels of the input image 313 are mapped based on the motion vector information 314 of the entire region to reduce the amount of calculation of the input image. An output image 315 obtained by transforming 313 is obtained.

【0125】さらに、流体力学に基づく流体解析の手法
を用いることにより、圧縮性流れ、粘性流れ、渦流れな
どの複雑な物理現象や衝撃波などの不連続現象を映像効
果として得ることができる。
Furthermore, by using a fluid analysis method based on fluid dynamics, complex physical phenomena such as compressible flow, viscous flow and vortex flow and discontinuous phenomena such as shock waves can be obtained as image effects.

【0126】上述した本発明による画像変形装置は、先
に説明した動画像符号化装置や動画像復号化装置におけ
る動き補償回路や画像変形部に適用でき、また上述のよ
うに映像効果にも適用することができる。
The above-described image transformation apparatus according to the present invention can be applied to the motion compensation circuit and the image transformation section in the moving picture coding apparatus and the moving picture decoding apparatus described above, and also applied to the video effect as described above. can do.

【0127】[0127]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果が得られる。第1の発明に係る動画像符号
化装置においては、前フレームの画像信号である再構成
画像信号について画像中の特徴点を代表点として決定
し、この代表点の動きベクトルを用いて再構成画像信号
に対し動き補償を行って予測画像信号を生成するため、
前フレームの画像信号の特徴に適合した動き補償が行わ
れることにより、予測誤差信号の情報量が削減され、符
号化効率が向上する。この場合、動画像復号化装置にお
いて動画像符号化装置と同様にして代表点を決定し、そ
の代表点の動きベクトルを用いて動き補償を行って予測
画像信号を生成するようにすることで、符号化装置側か
ら従来のようにパッチの形状情報などの余分な付加情報
を伝送する必要はなく、符号化効率を低下させることは
ない。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. In the moving picture coding apparatus according to the first aspect of the present invention, a feature point in the image of the reconstructed image signal that is the image signal of the previous frame is determined as a representative point, and the reconstructed image is calculated using the motion vector of this representative point. In order to generate a predicted image signal by performing motion compensation on the signal,
The amount of information of the prediction error signal is reduced and the coding efficiency is improved by performing the motion compensation adapted to the characteristics of the image signal of the previous frame. In this case, in the moving picture decoding apparatus, a representative point is determined in the same manner as the moving picture coding apparatus, and motion compensation is performed using the motion vector of the representative point to generate a predicted image signal, It is not necessary to transmit extra additional information such as patch shape information from the encoding device side as in the conventional case, and the encoding efficiency is not reduced.

【0128】第2の発明に係る動画像復号化装置におい
ては、第1の発明に係る動画像符号化装置から伝送され
てきた符号化予測誤差信号および動きベクトル情報を受
けて復号化を行い、元の動画像信号を再現する。
In the moving picture decoding apparatus according to the second invention, the coding prediction error signal and the motion vector information transmitted from the moving picture coding apparatus according to the first invention are received and decoded. Reproduce the original video signal.

【0129】第3の発明に係る動画像符号化装置におい
ては、再構成画像信号について代表点の周囲の絵柄を解
析し、それに基づいて動きベクトル分解能情報を求め、
この動きベクトル分解能情報により指定される分解能で
代表点の動きベクトルを求めるため、複雑な絵柄の場合
には予測誤差信号が小さくなるように動きベクトルが高
い分解能で精度よく検出され、画像の平坦部など絵柄の
単純な部分では動きベクトルの分解能が下げられ、必要
以上に高い精度とならないようにすることにより、動き
ベクトルの情報量の効率的な削減による符号化効率の向
上と、動きベクトル探索の速度向上が図られる。
In the moving picture coding apparatus according to the third invention, the pattern around the representative point is analyzed for the reconstructed image signal, and the motion vector resolution information is obtained based on the analysis.
Since the motion vector of the representative point is obtained at the resolution specified by this motion vector resolution information, in the case of a complicated pattern, the motion vector is accurately detected with high resolution so that the prediction error signal becomes small, and the flat part of the image is detected. The resolution of the motion vector is reduced in the simple part of the pattern such that the accuracy is not higher than necessary, thus improving the coding efficiency by efficiently reducing the information amount of the motion vector and the motion vector search. Speed can be improved.

【0130】第4の発明に係る動画像符号化装置におい
ては、再構成画像信号について動き補償を行って得られ
た第1の動き補償画像信号と、特徴画像信号について動
き補償を行って得られた第2の動き補償画像信号のう
ち、入力画像信号との小領域毎の誤差の評価値が小さい
方を選択的に予測画像信号として用いることにより、常
に再構成画像信号つまり前フレームの画像信号のみを単
純に動き補償した信号を予測画像信号とする従来の方法
に比較して予測誤差が小さくなり、符号化効率が向上す
る。
In the moving picture coding apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the first motion-compensated picture signal obtained by performing motion compensation on the reconstructed picture signal and the motion compensation on the characteristic picture signal are obtained. Of the second motion-compensated image signals, the one having the smaller evaluation value of the error for each small area from the input image signal is selectively used as the predicted image signal, so that the reconstructed image signal, that is, the image signal of the previous frame is always generated. The prediction error becomes smaller and the coding efficiency is improved as compared with the conventional method in which only the motion-compensated signal is used as the prediction image signal.

【0131】第5の発明に係る動画像復号化装置におい
ては、第4の発明に係る動画像符号化装置から伝送され
てきた符号化予測誤差信号と動きベクトル情報および第
1の動き補償画像信号と第2の動き補償画像信号のいず
れを予測画像信号として選択したかを示す選択情報を受
けて復号化を行い、元の動画像信号を再現する。
In the moving picture decoding apparatus according to the fifth invention, the coded prediction error signal, the motion vector information and the first motion compensated picture signal transmitted from the moving picture coding apparatus according to the fourth invention. The original moving image signal is reproduced by receiving the selection information indicating which of the second and the second motion-compensated image signal has been selected as the predicted image signal and performing decoding.

【0132】第6および第7の発明に係る動画像符号化
装置においては、伝送情報量を削減するために動きパラ
メータ(動き補償用パラメータ)を量子化し、これを逆
量子化したものを動き補償用の動きベクトルとして再構
成画像信号に対して動き補償を行い、予測画像信号を得
る。この場合、動きパラメータを量子化する際の量子化
誤差により、動き補償のための動きベクトルは予測誤差
が最も小さくなると言う意味での最適値からは少しず
れ、結果として予測誤差信号の情報量を増加させる方向
に作用する。
In the moving picture coding apparatus according to the sixth and seventh inventions, motion parameters (motion compensation parameters) are quantized in order to reduce the amount of transmission information, and dequantized motion parameters are motion compensated. A motion compensation is performed on the reconstructed image signal as a motion vector for the motion vector to obtain a predicted image signal. In this case, due to the quantization error when quantizing the motion parameter, the motion vector for motion compensation deviates slightly from the optimum value in the sense that the prediction error is the smallest, and as a result, the information amount of the prediction error signal is reduced. It acts to increase.

【0133】そこで、量子化誤差に相当する動きパラメ
ータの分だけ画像変形用パラメータで入力画像信号に対
して変形を施し、得られた変形画像信号に対する予測画
像信号の予測誤差を求めるようにする。このようにして
得られる予測誤差は、動きパラメータを量子化する前の
予測誤差と同等の小さな値となるため、予測誤差信号の
情報量の増加は低く抑えられる。また、この場合の再構
成画像信号は、入力画像信号が量子化誤差分だけ変形さ
れた画像信号となるが、量子化誤差は量子化ステップサ
イズの1/2以下であることと、量子化誤差の累積も起
こらないことから、画質の劣化をほとんど伴うことなく
伝送情報量が削減されることになり、符号化効率が向上
する。
Therefore, the input image signal is deformed by the image deformation parameter by the motion parameter corresponding to the quantization error, and the prediction error of the predicted image signal with respect to the obtained modified image signal is obtained. Since the prediction error obtained in this way has a small value equivalent to the prediction error before quantization of the motion parameter, the increase in the information amount of the prediction error signal can be suppressed low. Further, the reconstructed image signal in this case is an image signal obtained by modifying the input image signal by the quantization error, but the quantization error is less than 1/2 of the quantization step size, and Does not occur, the transmission information amount is reduced with almost no deterioration in image quality, and the coding efficiency is improved.

【0134】第8の発明に係る動画像復号化装置におい
ては、第6または第7の発明に係る動画像符号化装置か
ら伝送されてきた符号化予測誤差信号および動きベクト
ル情報を受けて復号化を行い、元の動画像信号を再現す
る。
In the moving picture decoding apparatus according to the eighth invention, the moving picture decoding apparatus according to the sixth or seventh invention receives and decodes the coded prediction error signal and the motion vector information transmitted from the moving picture coding apparatus. To reproduce the original moving image signal.

【0135】第9〜第11の発明に係る画像変形装置に
おいては、入力画像を変形させた画像を得るに際して、
入力画像中の代表的な点・線または領域の動きベクトル
情報、あるいは入力画像と参照画像間の離散的な動きベ
クトル情報より、入力画像中の未知動きベクトル情報を
流体解析により求めて入力画像の全領域の動きベクトル
情報を生成し、この動きベクトル情報に基づいて入力画
像の画素をマッピングすることにより、少ない計算量で
入力画像を変形させた出力画像が得られる。
In the image transforming apparatus according to the ninth to eleventh inventions, when an image obtained by transforming the input image is obtained,
The unknown motion vector information in the input image is obtained by fluid analysis from the motion vector information of a representative point / line or area in the input image or the discrete motion vector information between the input image and the reference image. By generating the motion vector information of the entire area and mapping the pixels of the input image based on this motion vector information, an output image obtained by transforming the input image with a small amount of calculation can be obtained.

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

【図1】実施例1に係る動画像符号化装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a moving picture coding apparatus according to a first embodiment.

【図2】同実施例の動作を説明するための代表点と三角
パッチを示す図
FIG. 2 is a diagram showing representative points and triangular patches for explaining the operation of the embodiment.

【図3】実施例2に係る動画像復号化装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a moving picture decoding apparatus according to a second embodiment.

【図4】実施例3に係る動画像符号化装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a moving picture coding apparatus according to a third embodiment.

【図5】同実施例の動作を説明するための動きベクトル
探索点を示す図
FIG. 5 is a diagram showing motion vector search points for explaining the operation of the embodiment.

【図6】多角形パッチ動き補償を示す図FIG. 6 is a diagram showing polygon patch motion compensation.

【図7】実施例4に係る動画像符号化装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a moving picture coding apparatus according to a fourth embodiment.

【図8】図7における特徴画像メモリの構成例を示すブ
ロック図
8 is a block diagram showing a configuration example of a characteristic image memory in FIG.

【図9】図7における特徴画像メモリの他の構成例を示
すブロック図
9 is a block diagram showing another configuration example of the characteristic image memory in FIG.

【図10】図7における特徴画像メモリのサイズの説明
10 is an explanatory diagram of the size of the characteristic image memory in FIG.

【図11】実施例5に係る動画像復号化装置の構成を示
すブロック図
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a moving picture decoding apparatus according to a fifth embodiment.

【図12】実施例6に係る動画像符号化装置の構成を示
すブロック図
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a moving picture coding apparatus according to a sixth embodiment.

【図13】実施例7に係る動画像符号化装置の構成を示
すブロック図
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a moving picture coding apparatus according to a seventh embodiment.

【図14】実施例8に係る動画像復号化装置の構成を示
すブロック図
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a moving picture decoding apparatus according to an eighth embodiment.

【図15】実施例9に係る画像変形装置の構成を示すブ
ロック図
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an image transformation apparatus according to a ninth embodiment.

【図16】実施例10に係る画像変形装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 16 is a block diagram showing the arrangement of an image transformation apparatus according to Example 10.

【図17】実施例11に係る画像変形装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 17 is a block diagram showing the arrangement of an image transformation apparatus according to Example 11.

【図18】実施例12に係る画像変形装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of an image transformation apparatus according to a twelfth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…入力画像信号 102…減算器 103…予測誤差信号 104…予測誤
差符号化部 105…符号化予測誤差信号 106…予測誤
差復号化部 107…復号化予測画像信号 108…加算器 109…再構成画像信号 110…フレー
ムメモリ 111…前フレームの画像信号 112…代表点
決定部 113…代表点情報 114…動き補
償回路 115…予測画像信号 116…動きベ
クトル情報 117…可変長符号化部 118…可変長
符号化部 119…多重化部 120…符号化
出力 121…絵柄解析部 122…動きベ
クトル分解能情報 131…特徴画像メモリ 132…特徴画
像信号 133…動き補償回路 134…動き補
償画像信号 135…動きベクトル情報 136…誤差評
価部 137…制御部 138…選択制
御信号 139…予測画像信号選択部 140…予測画
像信号 161…画像変形部 162…画像変
形用パラメータ 163…変形画像信号 164…動き解
析部 165…動きパラメータ 166…量子化
部 167…量子化値 168…量子化
誤差情報 169…逆量子化部 170…動きベ
クトル情報 172…動き解析部 201…入力信号 202…分離部 203…符号化予測誤差信号 204…サイド
情報 205…可変長復号化部 206…可変長
復号化部 207…符号化予測誤差信号 208…動きベ
クトル情報 209…予測誤差復号化部 210…予測誤
差信号 211…加算器 212…再構成
画像信号 213…フレームメモリ 214…前フレ
ームの画像信号 215…代表点決定部 216…代表点
情報 217…動き補償回路 218…予測画
像信号 221…選択制御信号 222…動きベ
クトル情報 231…特徴画像メモリ 232…特徴画
像信号 233…動き補償回路 234…動き補
償画像信号 235…予測画像信号選択部 236…予測画
像信号 241…動きパラメータ 242…逆量子
化部 243…動きベクトル情報 301…流体解
析部 302…マッピング部 303…特徴量
検出部 304…動き解析部 305…動きベ
クトル更新部 306…動きベクトル・誤差データベース 307…比較部 308…スイッ
チ 311…座標情報 312…動きベ
クトル情報 313…入力画像 314…全領域
の動きベクトル情報 315…出力画像 316…未知動
きベクトル座標情報 317…参照画像 318…誤差情
報 319…動きベクトル情報 320…出力要
求信号
101 ... Input image signal 102 ... Subtractor 103 ... Prediction error signal 104 ... Prediction error coding unit 105 ... Encoded prediction error signal 106 ... Prediction error decoding unit 107 ... Decoded prediction image signal 108 ... Adder 109 ... Reconstruction Image signal 110 ... Frame memory 111 ... Image signal of previous frame 112 ... Representative point determination unit 113 ... Representative point information 114 ... Motion compensation circuit 115 ... Predicted image signal 116 ... Motion vector information 117 ... Variable length coding unit 118 ... Variable length Encoding unit 119 ... Multiplexing unit 120 ... Encoding output 121 ... Picture analysis unit 122 ... Motion vector resolution information 131 ... Feature image memory 132 ... Feature image signal 133 ... Motion compensation circuit 134 ... Motion compensation image signal 135 ... Motion vector information 136 ... Error evaluation unit 137 ... Control unit 138 ... Selection control signal 139 ... Predicted image No. selection unit 140 ... Predicted image signal 161 ... Image transformation unit 162 ... Image transformation parameter 163 ... Deformed image signal 164 ... Motion analysis unit 165 ... Motion parameter 166 ... Quantization unit 167 ... Quantization value 168 ... Quantization error information 169 Dequantization unit 170 Motion vector information 172 Motion analysis unit 201 Input signal 202 Separation unit 203 Encoded prediction error signal 204 Side information 205 Variable length decoding unit 206 Variable length decoding unit 207 Coded prediction error signal 208 ... Motion vector information 209 ... Prediction error decoding unit 210 ... Prediction error signal 211 ... Adder 212 ... Reconstructed image signal 213 ... Frame memory 214 ... Previous frame image signal 215 ... Representative point determination unit 216 ... Representative point information 217 ... Motion compensation circuit 218 ... Predicted image signal 221 ... Selection control signal 222 ... motion vector information 231 ... feature image memory 232 ... feature image signal 233 ... motion compensation circuit 234 ... motion compensation image signal 235 ... predicted image signal selection unit 236 ... predicted image signal 241 ... motion parameter 242 ... inverse quantization unit 243 ... Motion vector information 301 ... Fluid analysis unit 302 ... Mapping unit 303 ... Feature amount detection unit 304 ... Motion analysis unit 305 ... Motion vector update unit 306 ... Motion vector / error database 307 ... Comparison unit 308 ... Switch 311 ... Coordinate information 312 ... Motion Vector information 313 ... Input image 314 ... Whole area motion vector information 315 ... Output image 316 ... Unknown motion vector coordinate information 317 ... Reference image 318 ... Error information 319 ... Motion vector information 320 ... Output request signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 駄竹 健志 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Datake 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Toshiba Research and Development Center

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力画像信号に対する予測画像信号の誤差
を示す予測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、 前記予測誤差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生
成する予測誤差符号化手段と、 前記符号化予測誤差信号と前記予測画像信号とから再構
成画像信号を生成する画像再構成手段と、 前記再構成画像信号について画像中の特徴点を代表点と
して決定する代表点決定手段と、 前記代表点の動きベクトルを求め、この動きベクトルを
用いて前記再構成画像信号に対し動き補償を行い、次の
入力画像信号に対する予測画像信号を生成する動き補償
手段とを具備することを特徴とする動画像符号化装置。
1. A prediction error generation means for generating a prediction error signal indicating an error of a prediction image signal with respect to an input image signal, and a prediction error coding means for coding the prediction error signal to generate a coded prediction error signal. An image reconstruction unit that generates a reconstructed image signal from the encoded prediction error signal and the predicted image signal; a representative point determination unit that determines a feature point in the image for the reconstructed image signal as a representative point; A motion compensation means for obtaining a motion vector of the representative point, performing motion compensation on the reconstructed image signal using the motion vector, and generating a predicted image signal for the next input image signal. Video encoding device.
【請求項2】動画像符号化装置から伝送される少なくと
も符号化予測誤差信号と動きベクトルの情報を入力とし
て動画像信号を復号化する動画像復号化装置であって、 前記符号化予測誤差信号を復号化して予測誤差信号を生
成する予測誤差復号化手段と、 前記予測誤差信号と予測画像信号とから再構成画像信号
を生成する画像再構成手段と、 前記再構成画像信号について画像中の特徴点を代表点と
して決定する代表点決定手段と、 前記代表点と前記動きベクトルを用いて前記再構成画像
信号に対し動き補償を行い、次の再構成画像信号を生成
するための予測画像信号を生成する動き補償手段とを具
備することを特徴とする動画像復号化装置。
2. A moving picture decoding apparatus for decoding a moving picture signal by receiving at least a coding prediction error signal and motion vector information transmitted from the moving picture coding apparatus, wherein the coding prediction error signal A prediction error decoding unit that decodes the prediction error signal to generate a prediction error signal, an image reconstruction unit that generates a reconstructed image signal from the prediction error signal and the prediction image signal, and a feature in the image regarding the reconstructed image signal Representative point determining means for determining a point as a representative point, motion compensation is performed on the reconstructed image signal using the representative point and the motion vector, and a predicted image signal for generating the next reconstructed image signal. A moving picture decoding device, comprising: a motion compensating means for generating.
【請求項3】入力画像信号に対する予測画像信号の誤差
を示す予測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、 前記予測誤差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生
成する予測誤差符号化手段と、 前記符号化予測誤差信号と前記予測画像信号とから再構
成画像信号を生成する画像再構成手段と、 前記再構成画像信号について画像中の特徴点を代表点と
して決定する代表点決定手段と、 前記再構成画像信号について前記代表点の周囲の絵柄を
解析し、それに基づいて動きベクトルに必要な分解能を
示す動きベクトル分解能情報を求める絵柄解析手段と、 前記動きベクトル分解能情報により指定される分解能で
前記代表点の動きベクトルを求め、この動きベクトルを
用いて前記再構成画像信号に対し動き補償を行い、次の
入力画像信号に対する予測画像信号を生成する動き補償
手段とを具備することを特徴とする動画像符号化装置。
3. A prediction error generation means for generating a prediction error signal indicating an error of the prediction image signal with respect to the input image signal, and a prediction error coding means for coding the prediction error signal to generate a coded prediction error signal. An image reconstruction unit that generates a reconstructed image signal from the encoded prediction error signal and the predicted image signal; a representative point determination unit that determines a feature point in the image for the reconstructed image signal as a representative point; With respect to the reconstructed image signal, a pattern around the representative point is analyzed, and a pattern analysis unit that obtains motion vector resolution information indicating the resolution necessary for the motion vector based on the pattern is analyzed with the resolution specified by the motion vector resolution information. The motion vector of the representative point is obtained, the motion vector is used to perform motion compensation on the reconstructed image signal, and the next input image signal is obtained. Video encoding apparatus characterized by comprising a motion compensation unit that generates a predicted image signal.
【請求項4】入力画像信号に対する予測画像信号の誤差
を示す予測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、 前記予測誤差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生
成する予測誤差符号化手段と、 前記符号化予測誤差信号と前記予測画像信号とから再構
成画像信号を生成する画像再構成手段と、 前記再構成画像信号について動き補償を行って第1の動
き補償画像信号を生成する第1の動き補償手段と、 前記再構成画像信号のうち特徴的な領域の信号である特
徴画像信号を記憶する特徴画像記憶手段と、 前記特徴画像信号について動き補償を行って第2の動き
補償画像信号を生成する第2の動き補償手段と、 前記第1および第2の動き補償画像信号のうち前記入力
画像信号との小領域毎の誤差の評価値が小さい方を次の
入力画像信号に対する予測画像信号として選択する選択
手段とを具備することを特徴とする動画像符号化装置。
4. A prediction error generation means for generating a prediction error signal indicating an error of the prediction image signal with respect to an input image signal, and a prediction error coding means for coding the prediction error signal to generate a coded prediction error signal. An image reconstructing means for generating a reconstructed image signal from the encoded prediction error signal and the predicted image signal; and a first motion compensation image generation unit for performing motion compensation on the reconstructed image signal. Motion compensation means, a characteristic image storage means for storing a characteristic image signal which is a signal of a characteristic region of the reconstructed image signal, and a second motion compensated image signal for performing motion compensation on the characteristic image signal. Of the first and second motion-compensated image signals having a smaller evaluation value of the error for each small area from the input image signal, for the next input image signal. Video encoding apparatus characterized by comprising a selecting means for selecting as the prediction image signal.
【請求項5】前記選択手段は、前記第1および第2の動
き補償画像信号と前記入力画像信号との小領域毎の誤差
の評価値がいずれも所定値以上のときは前記予測画像信
号として無信号を選択するものであり、 前記特徴画像記憶手段は、前記選択手段が前記無信号を
選択したときの前記再構成画像信号の小領域の画像信号
を前記特徴画像信号として記憶するものであることを特
徴とする請求項4に記載の動画像符号化装置。
5. The prediction means uses the selection means as the predicted image signal when an evaluation value of an error between each of the first and second motion-compensated image signals and the input image signal for each small area is a predetermined value or more. No-signal is selected, and the characteristic image storage means stores, as the characteristic image signal, an image signal of a small area of the reconstructed image signal when the selecting means selects the no signal. The moving picture coding apparatus according to claim 4, wherein
【請求項6】前記特徴画像記憶手段は、前記再構成画像
信号と該特徴画像信号記憶手段から読み出された特徴画
像信号との小領域毎の差の評価値が設定値より大きい状
態が所定期間以上続いたときの再構成画像信号を特徴画
像信号として記憶するものであることを特徴とする請求
項4に記載の動画像符号化装置。
6. The characteristic image storage means is in a predetermined state in which an evaluation value of a difference between the reconstructed image signal and the characteristic image signal read from the characteristic image signal storage means for each small area is larger than a set value. 5. The moving picture coding apparatus according to claim 4, wherein the reconstructed image signal when it continues for a period of time or more is stored as a characteristic image signal.
【請求項7】前記特徴画像記憶手段は、前記入力画像信
号および再構成画像信号の画像サイズより大きい画像サ
イズの特徴画像信号を記憶するものであることを特徴と
する請求項4乃至6のいずれか1項に記載の動画像符号
化装置。
7. The characteristic image storage means stores a characteristic image signal having an image size larger than the image sizes of the input image signal and the reconstructed image signal. 2. The moving picture coding device according to item 1.
【請求項8】動画像符号化装置から伝送される少なくと
も符号化予測誤差信号と動きベクトルの情報を入力とし
て動画像信号を復号化する動画像復号化装置であって、 前記符号化予測誤差信号を復号化して予測誤差信号を生
成する予測誤差復号化手段と、 前記予測誤差信号と予測画像信号とから再構成画像信号
を生成する画像再構成手段と、 前記再構成画像信号について動き補償を行って第1の動
き補償画像信号を生成する第1の動き補償手段と、 前記再構成画像信号のうち特徴的な領域の信号である特
徴画像信号を記憶する特徴画像記憶手段と、 前記特徴画像信号について動き補償を行って第2の動き
補償画像信号を生成する第2の動き補償手段と、 前記第1および第2の動き補償画像信号のうち前記動画
像符号化装置から伝送される選択情報で指定された方を
次の再構成画像信号を生成するための予測画像信号とし
て選択する選択手段とを具備することを特徴とする動画
像復号化装置。
8. A moving picture decoding apparatus for decoding a moving picture signal by receiving at least a coding prediction error signal and information of a motion vector transmitted from the moving picture coding apparatus, wherein the coding prediction error signal A prediction error decoding unit that decodes the prediction error signal to generate a prediction error signal, an image reconstruction unit that generates a reconstructed image signal from the prediction error signal and the prediction image signal, and motion compensation for the reconstructed image signal. First motion compensation means for generating a first motion compensated image signal, a characteristic image storage means for storing a characteristic image signal which is a signal of a characteristic region of the reconstructed image signal, and the characteristic image signal Second motion compensating means for performing motion compensation on the above to generate a second motion compensated image signal, and transmitted from the moving image encoding device among the first and second motion compensated image signals. Video decoding apparatus characterized by comprising a selection means for selecting a person designated by the-option information as the predicted image signal to generate the next reconstructed image signal.
【請求項9】前記特徴画像記憶手段は、前記選択手段が
無信号を選択したときの前記再構成画像信号の小領域の
画像信号を前記特徴画像信号として記憶するものである
ことを特徴とする請求項8に記載の動画像復号化装置。
9. The characteristic image storage means stores an image signal of a small area of the reconstructed image signal when the selecting means selects no signal as the characteristic image signal. The moving picture decoding apparatus according to claim 8.
【請求項10】前記特徴画像記憶手段は、前記再構成画
像信号の画像サイズより大きい画像サイズの特徴画像信
号を記憶するものであることを特徴とする請求項8また
は9に記載の動画像復号化装置。
10. The moving image decoding according to claim 8, wherein the characteristic image storage means stores a characteristic image signal having an image size larger than the image size of the reconstructed image signal. Device.
【請求項11】入力動画像信号に対し画像変形用パラメ
ータに従って変形を施して変形画像信号を生成する画像
変形手段と、 前記変形画像信号に対する予測画像信号の誤差を示す予
測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、 前記予測誤差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生
成する予測誤差符号化手段と、 前記符号化予測誤差信号と前記予測画像信号とから再構
成画像信号を生成する画像再構成手段と、 前記入力画像信号と前記再構成画像信号とから両画像信
号間の動きを解析して動きパラメータを抽出する動き解
析手段と、 前記動きパラメータを量子化し、量子化動きパラメータ
と前記画像変形用パラメータを生成する量子化手段と、 前記量子化手段により量子化された動きパラメータを逆
量子化して動きベクトルを得る逆量子化手段と、 前記再構成画像信号について前記動きベクトルを用いて
動き補償を行い、次の入力画像信号に対する予測画像信
号を生成する動き補償手段とを具備することを特徴とす
る動画像符号化装置。
11. An image transforming unit for transforming an input moving image signal according to an image transforming parameter to generate a transformed image signal, and a prediction for generating a prediction error signal indicating an error of the predicted image signal with respect to the transformed image signal. Error generation means, prediction error coding means for coding the prediction error signal to generate a coded prediction error signal, and image reconstruction for generating a reconstructed image signal from the coded prediction error signal and the predicted image signal. Configuring means, motion analyzing means for analyzing a motion between both image signals from the input image signal and the reconstructed image signal to extract a motion parameter, and quantizing the motion parameter to quantize the motion parameter and the image. Quantization means for generating transformation parameters, and inverse quantization for dequantizing motion parameters quantized by the quantization means to obtain motion vectors Means, performs motion compensation using the motion vector for said reconstructed image signal, the video encoding apparatus characterized by comprising a motion compensation unit that generates a predicted image signal for the next input image signal.
【請求項12】入力動画像信号に対し画像変形用パラメ
ータに従って変形を施して変形画像信号を生成する画像
変形手段と、 前記変形画像信号に対する予測画像信号の誤差を示す予
測誤差信号を生成する予測誤差生成手段と、 前記予測誤差信号を符号化して符号化予測誤差信号を生
成する予測誤差符号化手段と、 前記符号化予測誤差信号と前記予測画像信号とから再構
成画像信号を生成する画像再構成手段と、 前記入力画像信号と前記再構成画像信号とから両画像信
号間の動きを解析して前記画像変形用パラメータおよび
動き補償用パラメータを抽出する動き解析手段と、 前記動き補償用パラメータを量子化する量子化手段と、 前記量子化手段により量子化された動きパラメータを逆
量子化して動きベクトルを得る逆量子化手段と、 前記再構成画像信号について動きベクトルを用いて動き
補償を行い、次の入力画像信号に対する予測画像信号を
生成する動き補償手段とを具備することを特徴とする動
画像符号化装置。
12. An image transforming unit that transforms an input moving image signal according to an image transforming parameter to generate a transformed image signal, and a prediction that generates a prediction error signal indicating an error of the predicted image signal with respect to the transformed image signal. Error generation means, prediction error coding means for coding the prediction error signal to generate a coded prediction error signal, and image reconstruction for generating a reconstructed image signal from the coded prediction error signal and the predicted image signal. Configuring means, motion analysis means for analyzing the motion between the image signals from the input image signal and the reconstructed image signal to extract the image deformation parameter and motion compensation parameter, and the motion compensation parameter Quantizing means for quantizing, dequantizing means for dequantizing the motion parameter quantized by the quantizing means to obtain a motion vector, A moving picture coding apparatus, comprising: a motion compensating unit that performs motion compensation on a reconstructed image signal using a motion vector and generates a predicted image signal for a next input image signal.
【請求項13】動画像符号化装置から伝送される少なく
とも符号化予測誤差信号と量子化された動きパラメータ
の情報を入力として動画像信号を復号化する動画像復号
化装置であって、 前記符号化予測誤差信号を復号化して予測誤差信号を生
成する予測誤差復号化手段と、 前記予測誤差信号と予測画像信号とから再構成画像信号
を生成する画像再構成手段と、 前記量子化された動きパラメータを逆量子化して動きベ
クトルを得る逆量子化手段と、 前記再構成画像信号について前記動きベクトルを用いて
動き補償を行い、次の再構成画像信号を生成するための
予測画像信号を生成する動き補償手段とを具備すること
を特徴とする動画像復号化装置。
13. A moving picture decoding apparatus for decoding a moving picture signal by receiving at least a coded prediction error signal and information of a quantized motion parameter transmitted from the moving picture coding apparatus, wherein: Error decoding means for decoding a generalized prediction error signal to generate a prediction error signal, image reconstruction means for generating a reconstructed image signal from the prediction error signal and the predicted image signal, and the quantized motion Dequantizing means for dequantizing parameters to obtain a motion vector, and motion compensation using the motion vector for the reconstructed image signal to generate a predicted image signal for generating the next reconstructed image signal. A moving picture decoding apparatus comprising: a motion compensating means.
【請求項14】入力画像中の代表的な点・線または領域
の座標情報と該点・線または領域の動きを示す動きベク
トル情報を基に、前記入力画像中の前記座標情報で指定
される座標位置以外の座標位置の未知動きベクトル情報
を流体解析により求めて前記入力画像の全領域の動きベ
クトル情報を出力する流体解析手段と、 この流体解析手段から出力される動きベクトル情報に基
づいて前記入力画像の画素をマッピングすることにより
前記入力画像を変形させた出力画像を得るマッピング手
段とを具備することを特徴とする画像変形装置。
14. The coordinate information in the input image is designated based on coordinate information of a representative point / line or area in the input image and motion vector information indicating movement of the point / line or area. Fluid analysis means for obtaining unknown motion vector information of coordinate positions other than the coordinate position by fluid analysis and outputting motion vector information of the entire area of the input image, and based on the motion vector information output from this fluid analysis means, An image transformation apparatus, comprising: a mapping unit that obtains an output image by transforming the input image by mapping pixels of the input image.
【請求項15】入力画像と参照画像間の動きを示す離散
的な動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出手段
と、 前記入力画像中の特徴量を検出して前記動きベクトル検
出手段により動きベクトルが検出されない座標位置を決
定する特徴量検出手段と、 前記動きベクトル検出手段により検出された動きベクト
ル情報を基に、前記特徴量検出手段により決定された座
標位置の未知動きベクトル情報を流体解析により求めて
前記入力画像と参照画像間の全領域の動きを示す動きベ
クトル情報を出力する流体解析手段と、 この流体解析手段から出力される動きベクトル情報に基
づいて前記入力画像の画素をマッピングすることにより
前記入力画像を変形させた出力画像を得るマッピング手
段ととを具備することを特徴とする画像変形装置。
15. A motion vector detecting means for detecting discrete motion vector information indicating a motion between an input image and a reference image, and a motion vector detecting means for detecting a feature amount in the input image to obtain a motion vector. Based on the motion vector information detected by the motion vector detecting means and the feature amount detecting means for determining the coordinate position that is not detected, the unknown motion vector information of the coordinate position determined by the feature amount detecting means is obtained by fluid analysis. And a fluid analysis unit that outputs motion vector information indicating the movement of the entire area between the input image and the reference image, and by mapping the pixels of the input image based on the motion vector information output from the fluid analysis unit. Mapping means for obtaining an output image obtained by transforming the input image.
【請求項16】入力画像と参照画像間の動きを示す離散
的な動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出手段
と、 前記入力画像中の特徴量を検出して前記動きベクトル検
出手段により動きベクトルが検出されない座標位置を決
定する特徴量検出手段と、 前記動きベクトル検出手段により検出された動きベクト
ル情報を基に、前記特徴量検出手段により決定された座
標位置の未知動きベクトル情報を流体解析により求めて
前記入力画像と参照画像間の全領域の動きを示す動きベ
クトル情報を出力する流体解析手段と、 この流体解析手段から出力される動きベクトル情報に基
づいて前記入力画像の画素をマッピングすることにより
前記入力画像を変形させた出力画像を得るマッピング手
段と、 このマッピング手段により得られた出力画像と前記参照
画像との誤差を検出する誤差検出手段と、 この誤差検出手段により検出された誤差が所定値以上の
とき前記動きベクトル検出手段により検出された動きベ
クトル情報を更新する動きベクトル更新手段とを具備す
ることを特徴とする画像変形装置。
16. A motion vector detecting means for detecting discrete motion vector information indicating a motion between an input image and a reference image, and a motion vector detecting means for detecting a feature quantity in the input image to obtain a motion vector. Based on the motion vector information detected by the motion vector detecting means and the feature amount detecting means for determining the coordinate position that is not detected, the unknown motion vector information of the coordinate position determined by the feature amount detecting means is obtained by fluid analysis. And a fluid analysis unit that outputs motion vector information indicating the movement of the entire area between the input image and the reference image, and by mapping the pixels of the input image based on the motion vector information output from the fluid analysis unit. Mapping means for obtaining an output image obtained by transforming the input image, and an output image obtained by this mapping means An error detecting means for detecting an error from the reference image and a motion vector updating means for updating the motion vector information detected by the motion vector detecting means when the error detected by the error detecting means is equal to or more than a predetermined value. An image transforming device comprising.
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