JP2000059795A - 情報ストリ―ムデコ―ダにおいてモ―ションベクトル情報を適応的にスケ―リングする方法および装置 - Google Patents

情報ストリ―ムデコ―ダにおいてモ―ションベクトル情報を適応的にスケ―リングする方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＰＥＧ類似のデコーダにおいて必要なメモ
リとメモリ帯域巾を減少させる方法および装置を得るこ
とを目的とする。 【解決手段】 解像度を低下された画像情報フレームが
蓄積され、続いて例えばデコーダの移動補償モジュール
により利用されるように、蓄積に先立って画像情報を圧
縮すること（３００）により、ＭＰＥＧ類似のデコーダ
において、メモリおよびメモリ帯域巾の要件を低下させ
る方法（２００）および装置（１００）。本発明は、予
測された画像情報フレームへ与えられた圧縮の量と、予
測情報フレームの形成に適用された予測のタイプ（２２
５）とに一致する方法で、モーションベクトル情報を応
答的に処理する（２３５；２４５；２５０）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、１９９８年５月７
日出願の米国仮特許出願番号６０／０８４，６３２の恩
典を請求する。（代理人整理番号：１２７５５Ｐ）本発
明は一般的には通信システムに関し、より詳細には、本
発明はＭＰＥＧ類似の映像デコーダ（復号器）等の情報
ストリーム・デコーダにおいて、モーション（動き）ベ
クトル情報を適応的にスケーリングする方法および装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信システムのいくつかでは、利用帯域
巾がより効率良く使用されるように、伝送されるデータ
が圧縮される。例えば、ＭＰＥＧ（the Moving Picture
s Experts Group ）は、デジタルデータの伝送システム
に関し、いくつかの標準を公表している。第１は、ＩＳ
Ｏ／ＩＥＣ標準１１１７２を引用するＭＰＥＧ−１とし
て知られる標準であり、本明細書中に引用して組み込
む。第２は、ＩＳＯ／ＩＥＣ標準１３８１８を引用する
ＭＰＥＧ−２として知られる標準であり、本明細書中に
引用して組み込む。圧縮デジタル映像システムは、ＡＴ
ＳＣ（the AdvancedTelevision Systems Committee ）
デジタルテレビジョン標準文書Ａ／５３に記載されてお
り、本明細書中に引用して組み込む。
【０００３】上記の引用標準は、固定長または可変長デ
ジタル通信システムを使用する、映像、オーディオ、お
よびその他の情報の圧縮と伝送に適するデータの処理技
術と操作技術を説明している。詳細には、上記引用標準
および他の「ＭＰＥＧに類似する」標準と、技術は、例
えば、映像情報をフレーム内符号化技術（ランレングス
符号化、ハフマン Huffman符号化、およびその類似技
術）、およびフレーム間符号化技術（フォワードおよび
バックワード予測の符号化、移動補償、およびその類似
技術）を使用して圧縮する。詳細には、映像処理システ
ムの場合、ＭＰＥＧおよびＭＰＥＧ類似の映像処理シス
テムは、フレーム内および／またはフレーム間の移動補
償符号化の有無にかかわりなく、映像フレームの予測ベ
ース圧縮符号化を特徴とする。
【０００４】典型的なＭＰＥＧデコーダでは、予測符号
化画素ブロック（すなわち、ひとつまたはそれ以上のモ
ーションベクトルおよび残余のエラー成分を含むブロッ
ク）は、参照フレーム（すなわち、アンカーフレーム）
に関して復号化される。アンカーフレームはデコーダ内
の、普通はデュアルフレームメモリであるアンカーフレ
ームメモリに蓄積される。アンカーフレームの各ブロッ
クが復号化されると、復号化されたブロックはデュアル
フレームメモリの第１部分に結合される。アンカーフレ
ーム全体が復号化されたとき、デュアルフレームメモリ
の第１部分に蓄積されて復号化されたブロックは、デュ
アルフレームメモリの第２部分へ結合される。このよう
に、デュアルフレームメモリの第２部分は最新の全アン
カーフレームを蓄積するのに使用される、これは、次に
予測符号化ブロックの復号化のための参照フレームとし
てデコーダの移動補償部分により使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記アンカーフレーム
メモリを実現するのに必要なメモリの容量を減らすため
に、アンカーフレームメモリに蓄積する前にアンカーフ
レーム画像情報を圧縮（すなわち、サイズを変える）こ
とが知られている。そのようなサイズを変えた参照画像
情報を使用し正確な予測を確実にするために、サイズを
変えた参照画像情報を利用するであろう予測モーション
ベクトルを、対応してサイズ変更する必要がある。画像
および関連付けられたモーションベクトルのそのような
サイズ変更を提供する現在の処理は、全ての条件下では
満足する結果を生じない。特に現在の処理は、フィール
ド間モーションベクトルを含むフィールド予測符号化マ
クロブロックが存在すると適正に機能しない。
【０００６】従って、結果としての全解像度のまたはダ
ウンサイズされた映像画像の品質を実質的に保持しなが
ら、映像画像を復号化するのに必要なメモリとメモリ帯
域巾を著しく減少させる方法と装置を提供することが望
ましいと認知される。特に、フィールド予測符号化マク
ロブロックが存在してもメモリとメモリ帯域巾のそのよ
うな減少を提供することが望ましいと認知される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＭＰＥＧ類似
のデコーダにおいて必要なメモリとメモリ帯域巾を減少
させる方法および装置を含む。メモリおよびメモリ帯域
巾の要件は、蓄積に先立って画像情報を圧縮することに
より低くされ、低くされた解像度の画像情報フレームが
蓄積され、その後、例えば、デコーダの移動補償モジュ
ールにより利用される。本発明は、予測された画像情報
フレームへ与えられた圧縮の量と、予測された情報フレ
ームを形成するのに使用された予測のタイプとに一致し
た方法でモーションベクトル情報を圧縮する。
【０００８】特に、関連付けられているモーションベク
トル情報を有する予測画素ブロックを含む圧縮情報スト
リームを復号化（decode）するブロックベースのシステ
ムにおいて、スケーリングされた画素ブロック参照情報
に関連付けられたスケーリングファクタへ前記モーショ
ンベクトル情報を適合化する本発明に従う方法は：予測
画素ブロックの符号化モードを識別する工程と、前記予
測画素ブロックに関連付けられた各モーションベクトル
の水平方向変位パラメータを、前記スケーリングファク
タを使用して、スケーリングする工程と、および、フィ
ールド間モーションベクトル予測を含むフィールド予測
符号化モードの場合に、前記予測画素ブロックに関連付
けられた前記モーションベクトルの垂直方向変位パラメ
ータへ第１のオフセットを与える工程と、オフセットさ
れた垂直方向変位パラメータを、前記スケーリングファ
クタを使用して、スケーリングする工程と、前記スケー
リングされてオフセットされた垂直方向変位パラメータ
へ第２のオフセットを与える工程と、を含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、ビデオデコーダ、すな
わち例証としてのＭＰＥＧ−２映像デコーダに沿って説
明を加える。しかし、当該技術に精通した者には明らか
なように、本発明は、ＤＶＢ，ＭＰＥＧ−１，ＭＰＥＧ
−２，およびその他の情報ストリームに適合されるシス
テムを含め、どのような映像処理システムにも適用可能
である。本発明は、フィールド間モーションベクトル予
測を利用するシステムにとりわけ好適である。
【００１０】特に、本発明は、圧縮映像情報ストリーム
ＩＮを受取って復号化し、映像出力ストリームＯＵＴを
生成するＭＰＥＧ類似の符号化システムに沿って主とし
て説明を加える。本発明は、解像度を低められた画像情
報フレームが蓄積された後、例えばデコーダの移動補償
モジュールにより利用されるように、蓄積に先立って画
像情報を圧縮することにより、ＭＰＥＧ類似のデコーダ
におけるメモリおよびメモリ帯域巾の要件を低くするよ
うに働く。本発明は、予測画像情報フレームへ与えられ
た圧縮の量と、予測情報フレームを形成するのに使用さ
れた予測のタイプとに一致する方法でモーションベクト
ル情報を処理する。
【００１１】図４（ａ）は、関連付けられたフレーム予
測モードモーションベクトルを持つ８ｘ８ノンインター
レース（順次走査）画素ブロックを示す図である。図４
（ｂ）は、図４（ａ）の８ｘ８ノンインターレース画素
ブロック、および関連付けられたモーションベクトルの
スケーリングされたバージョン（スケーリングファクタ
＝２）（すなわち、４ｘ４ノンインターレース画素ブロ
ック）を示す図である。図４（ａ）の８ｘ８画素ブロッ
クに関連付けられたモーションベクトルの水平変位は
３．５画素であり、垂直変位は４ライン（走査線）であ
る。図４（ｂ）のスケーリングされた対応モーションベ
クトルの適正な水平変位は１．７５画素であり、垂直変
位は２ラインである。このように、画素およびモーショ
ンベクトルの情報は両者とも、図４（ａ）および図４
（ｂ）の表示のように適正にスケーリングされる。
【００１２】図４（ａ）および図４（ｂ）について先に
説明したように、使用された唯一の予測モードがフレー
ム予測モードだけである場合、スケーリングされた参照
ブロックを使用して、予測画素ブロックを形成するのに
使用される、参照画素ブロックとモーションベクトルと
をスケーリングするために（例えば、図１の移動補償モ
ジュール１１６により）、同じスケーリングファクタが
使用される。
【００１３】図５（ａ）は、関連付けられるフィールド
予測モードモーションベクトルを持つ８ｘ８インターレ
ース（飛び越し走査）画素ブロックを示す図である。図
５（ｂ）は、図５（ａ）の８ｘ８インターレース画素ブ
ロック（すなわち、４ｘ４インターレース画素ブロッ
ク）および関連付けられたモーションベクトルのスケー
リングされたバージョン（スケーリング・ファクタ＝
２）を示す図である。図５（ａ）の８ｘ８画素ブロック
に関連付けられたモーションベクトルは（０，０）モー
ションベクトルを含む。すなわち、モーションベクトル
は、第１フィールドの第１ラインから、第２フィールド
の第１ラインを指す。更に、モーションベクトルは
（０，０）モーションベクトルとして符号化されるの
で、モーションベクトルの単純スケーリングは０の値と
なろう。すなわち、結果としての、スケーリングされた
モーションベクトルも（０，０）モーションベクトルで
あろう。
【００１４】スケーリングされたマクロブロックの動き
を予測するために、スケーリングされた（０，０）モー
ションベクトルを使用するとき、得られる予測は正しく
ないであろう。これは、スケーリングされたモーション
ベクトルが第１フィールドの第１ラインから、第２フィ
ールドの第１ラインを指すであろうからである。しか
し、マクロブロックがスケーリングされているので、モ
ーションベクトルが別のラインを指すということはあり
そうである。
【００１５】図５（ｂ）（図５（ａ）の２：１にスケー
リングされたバージョン）を参照すると、画素領域情報
は適正にスケーリングされているが、（０，０）モーシ
ョンベクトルの値はモーションベクトルの正しくない垂
直方向変位を示している。正しくないと解釈された場
合、スケーリングされたモーションベクトル値は、第２
フィールドでの第１ラインの半ペル（half-pel）上を指
すモーションベクトルだろう。しかし、（０，０）モー
ションベクトルはスケーリングされ、（０，０）モーシ
ョンベクトルとなっているので、スケーリングされたモ
ーションベクトルは第２フィールドの第１ラインを指
す。従って、ファクタ２でモーションベクトルをスケー
リングする試みでは、モーションベクトルの垂直方向変
位パラメータは実際上２倍になった。このような場合、
スケーリングされたモーションベクトルは、スケーリン
グされた画素情報と適合しない。このような場合、この
モーションベクトルを使用する予測は、例えば、復号化
された画像の表示に望ましくないビジュアルなアーチフ
ァクトを生じるであろう。
【００１６】上記の検討から分かるように、フィールド
間モーションベクトルの予測の場合には、２で割る手
法、より一般的には、「画素情報がスケーリングされる
ようにモーションベクトルをスケーリングする」手法
は、使用するスケーリング比に比例する垂直方向変位シ
フトを生じ、これは出所と行先フィールドのパリティに
依存する。すなわち、図５（ａ）および図５（ｂ）に記
載されたような、２：１圧縮の場合は、「実際の」モー
ションベクトルの１ラインシフトが起こる。適切な一定
ファクタによるこの同一シフトは、フィールド間モーシ
ョンベクトル予測の範疇で、モーションベクトルのサイ
ズを変えるときに起こるであろう。
【００１７】フィールド間モーションベクトルの予測を
使用するときのこのモーションベクトルのシフトを補償
するために、本発明は２つのサンプリング距離の比を表
すスケーリングファクタを利用する。例えば、スケーリ
ングファクタ２（すなわち、２：１圧縮）の場合には、
モーションベクトルの垂直方向成分は、モーションベク
トルの適切なスケーリングされた垂直方向変位が利用さ
れるようにサイズを変更される。
【００１８】上で説明された垂直変位シフトは、トップ
フィールドからボトムフィールドを指すモーションベク
トルと、ボトムフィールドからトップフィールドを指す
モーションベクトルとは、異なることに注意を払う必要
がある。すなわち、トップフィールドからボトムフィー
ルドを指すモーションベクトルの場合では、スケーリン
グされたモーションベクトルは垂直方向変位で正のシフ
トを持つであろう。従って、トップフィールドからボト
ムフィールドを指すモーションベクトルの場合では、画
素スケーリングファクタに従うモーションベクトルのス
ケーリングに加えて、正の垂直変位がオフセットされな
ければならない。同様に、ボトムフィールドからトップ
フィールドを指すモーションベクトルの場合には、スケ
ーリングされたモーションベクトルは負の垂直変位を持
つであろう。従って、ボトムフィールドからトップフィ
ールドを指すモーションベクトルの場合、画素スケーリ
ングファクタに従うモーションベクトルのスケーリング
に加えて、負の垂直方向変位がオフセットされなければ
ならない。
【００１９】図１は、本発明によるＭＰＥＧ類似のデコ
ーダ１００の実施形態を示す。詳細には、図１のデコー
ダ１００は、圧縮された映像情報ストリームＩＮを受取
って、復号化し、映像出力ストリームＯＵＴを生成す
る。映像出力ストリームＯＵＴは、例えば、表示装置
（図示せず）内の画面ドライバ回路と結合するのに適し
ている。
【００２０】ＭＰＥＧ類似のデコーダ１００は、入力バ
ッファメモリー・モジュール１１１、可変長デコーダ
（ＶＬＤ）モジュール１１２、逆量子化（ＩＱ）モジュ
ール１１３、逆離散余弦変換（ＩＤＣＴ）モジュール１
１４、加算器１１５、移動補償モジュール１１６、出力
バッファーモジュール１１８、アンカーフレームメモリ
ー・モジュール１１７、画素プロセッサ１２０、および
モーションベクトル（ＭＶ）プロセッサ１３０を備え
る。
【００２１】入力バッファメモリー・モジュール１１１
は、例えば、トランスポート・デマルチプレクサ／デコ
ーダ回路（図示せず）から出力された高精細度テレビジ
ョン（ＨＤＴＶ）信号または標準画像テレビジョン（Ｓ
ＤＴＶ）信号を表す可変長符号化ビットストリーム等の
圧縮された映像ストリームＩＮを受取る。入力バッファ
メモリー・モジュール１１１は、可変長デコーダモジュ
ール１１２が処理用の映像データを受取る用意ができる
まで、受取った圧縮映像ストリームＩＮを一時的に蓄積
するのに使用される。ＶＬＤ１１２は、入力バッファメ
モリー・モジュール１１１のデータ出力部と結合された
入力部を持ち、例えば、蓄積された可変長符号化映像デ
ータをデータストリームＳ１として回収する。
【００２２】ＶＬＤ１１２は回収したデータを復号化
し、量子化された予測エラーＤＣＴ係数、モーションベ
クトル・ストリームＭＶ、およびブロック情報ストリー
ムＤＡＴＡ、を含む固定長ビットストリームＳ２を生成
する。ＩＱモジュール１１３は固定長ビットストリーム
Ｓ２に逆量子化オペレーションを実行して、標準形式の
量子化予測エラー係数を含むビットストリームＳ３を生
成する。ＩＤＣＴモジュール１１４は、ビットストリー
ムＳ３へ逆離散余弦変換オペレーションを実行し、画素
対画素の予測エラーを含むビットストリームＳ４を生成
する。
【００２３】加算器１１５は、画素対画素のエラースト
リームＳ４を、移動補償モジュール１１６により生成さ
れた移動補償予測画素値ストリームＳ６へ加える。この
ように、典型的な実施形態において、加算器１１５の出
力は、再構成された画素値を含む映像ストリームＳ５で
ある。加算器１１５により生成された映像ストリームＳ
５は、画素プロセッサ１２０および出力バッファモジュ
ール１１８に結合される。
【００２４】画素プロセッサ１２０は、スケーリング・
ファクタＳＦに従い映像ストリームＳ５を圧縮して、圧
縮比１：ＳＦを持つ圧縮映像ストリームＳ５’を生成す
る。画素プロセッサ１２０は、画素ブロック対画素毎
（例えば、４ｘ４，４ｘ８，または、８ｘ８画素ブロッ
ク）のベースで動作することにより各画素ブロックを圧
縮してアンカーフレームを生成し、結果として得られる
圧縮アンカーフレームが、圧縮映像ストリームＳ５’と
してアンカーフレーム・メモリへ供給されるようにす
る。このように、アンカーフレーム・メモリー・モジュ
ール１１７の必要記憶容量は、ＳＦのファクタ分だけ低
下する。
【００２５】画素プロセッサ１２０の一実施形態におい
て、画素ブロックは、画素ブロックに離散余弦変換（Ｄ
ＣＴ）を行ってＤＣＴ係数ブロックを生成することによ
り圧縮される。次いでそのＤＣＴ係数ブロックの一部
（普通は高次の係数）は切取られる。残部のＤＣＴ係数
は、逆ＤＣＴを受けて解像度が低下された画素ブロック
を生成する。解像度の低下量は、切取りがなされた画素
ブロックを再構成するのに使用されるＤＣＴ係数の数に
より決められる。
【００２６】画素プロセッサ１２０の別の実施形態で
は、ひとつの８ｘ８画素ブロックがＤＣＴ処理を受け、
各自の８ｘ８ＤＣＴ係数ブロックを生成する。もし、複
数のＤＣＴ係数のうち半数が切り取りを行われ、残りの
ＤＣＴ係数がＩＤＣＴ処理されると、結果として得られ
る画素ブロックの解像度は、元の画素ブロックの略半分
（すなわち、圧縮比２：１）であろう（すなわち、４ｘ
８または８ｘ４画素ブロック）。同様に、もし、３／４
のＤＣＴ係数が切り取られ、残りのＤＣＴ係数がＩＤＣ
Ｔ処理されると、結果として得られる画素ブロックの解
像度は、元の画素ブロックの略１／４（すなわち、圧縮
比４：１）であろう（すなわち、４ｘ４画素ブロッ
ク）。
【００２７】画素プロセッサ１２０の他の実施形態で
は、デシメーション（間引き）つまり副サンプリング処
理が利用される。すなわち、映像ストリームＳ５内の画
素情報により表現される画像から選択的に画素を取り去
ることにより、特定の圧縮比が達成される。例えば、
４：１の画像圧縮比を達成するには、画像の走査線を１
つおきに取り去り、残余の走査線の画素を１つおきに取
り去る。この実施形態では、画素プロセッサ１２０が作
動して、映像ストリームＳ５内の画素情報を副サンプリ
ングまたはデシメートし、画素データにより表現される
映像画像のリサイジング（すなわちダウンサイジング）
を行う。
【００２８】アンカーフレーム・メモリー・モジュール
１１７は、圧縮された映像ストリームＳ５’を受取って
蓄積する。有利なことに、アンカーフレーム・メモリー
・モジュール１１７のサイズは、画素プロセッサ１２０
で利用された圧縮比と一致する量だけ小さくすることが
できる。
【００２９】モーションベクトル・プロセッサ１３０
は、モーションベクトル・ストリームＭＶとブロック情
報ストリームＤＡＴＡを、ＶＬＤ１１２から受け取る。
モーションベクトル・ストリームＭＶは、アンカーフレ
ーム・メモリー・モジュールに蓄積された画像情報に基
づいて個別のマクロブロックを予測するよう移動補償モ
ジュール１１６により使用されるモーションベクトル情
報を含む。しかし、上記のように、アンカーフレーム・
メモリー・モジュール１１７に蓄積された画像情報は、
画素処理ユニット１２０によりスケーリングされている
ので、スケーリングされた画素情報を用いてマクロブロ
ックを予測するのに使用されるモーションベクトル・デ
ータをスケーリングする必要がある。スケーリングされ
たモーションベクトルＭＶは、経路ＭＶ’を介して移動
補償モジュール１１６へ結合されている。
【００３０】移動補償モジュール１１６は、メモリーモ
ジュール１１７に蓄積されている圧縮された（すなわ
ち、スケーリングされた）画像情報へ、Ｓ７’経由でア
クセスするとともに、スケーリングされたモーションベ
クトル（単数および複数）ＭＶ’へアクセスして、スケ
ーリングされた予測マクロブロックを生成する。すなわ
ち、移動補償モジュール１１６は、ひとつまたはそれ以
上の蓄積アンカーフレーム（例えば、加算器１１５の出
力部で生成された映像信号の、最新のＩ−フレームまた
はＰ−フレームに関して生成された解像度を低下された
画素ブロック）およびモーションベクトル・プロセッサ
１３０から受取られたモーションベクトル（単数および
複数）ＭＶ’を利用して、スケーリングされた予測情報
ストリームを形成する複数のスケーリングされた予測マ
クロブロックの各々の値を算出する。
【００３１】次いで、スケーリングされた各予測マクロ
ブロックは、画素プロセッサ１２０の処理と逆の方法
で、移動補償モジュール１１６により、または移動補償
モジュール１１６に続く逆画素処理モジュール（図示せ
ず）により処理される。例えば、画素プロセッサ１２０
が、加算器１１５により生成された映像ストリームＳ５
のダウンサンプリングまたはデシメーションを実行する
場合、移動補償モジュール１１６は、フル解像度の予測
マクロブロックを生成するように、スケーリングされた
予測マクロブロックのアップサンプリングまたは補間を
実行する。次いで、フル解像度の各予測マクロブロック
は、移動補償された予測画素値ストリームＳ６として、
加算器１１５の入力部へ結合される。
【００３２】モーションベクトル・プロセッサ１３０の
動作は、図２に関してより詳細に説明する。図２は、図
１のＭＰＥＧ類似のデコーダ１００で使用されるのに適
する、本発明によるモーションベクトルをスケーリング
するルーチン２００のフロー図を示す。特に、図２は、
図１のＭＰＥＧ類似のデコーダ１００のモーションベク
トル・プロセッサ１３０での使用に適する、モーション
ベクトルをスケーリングするルーチン２００のフロー図
を示す。
【００３３】モーションベクトルをスケーリングするル
ーチン２００は、移動補償モジュール１１６により処理
されるように、予測フレーム（すなわち、Ｐ−フレーム
またはＢ−フレーム）に関連するモーションベクトルを
スケーリングする動作をする。先に検討したように、解
像度を低下されたアンカーフレームを使用して予測マク
ロブロックを適切に再構成するには、予測マクロブロッ
クに関連するモーションベクトルを適切にスケーリング
する必要がある。モーションベクトルをスケーリングす
るルーチン２００は、画素プロセッサ１２０により使用
されるスケーリングファクタおよび予測マクロブロック
を形成するのに元来使用された移動補償のタイプ（すな
わち、フレームモード、フィールド内モード、またはフ
ィールド間モード）に応答して適応的にモーションベク
トル（単数または複数）をスケーリングする。
【００３４】モーションベクトルをスケーリングするル
ーチン２００は、例えば、復号化されるべき予測マクロ
ブロックが、可変長デコーダ１１２により受取られたと
き、ステップ２０５で開始され、それに応じて可変長デ
コーダは、受取られたマクロブロックから、モーション
ベクトル（単数および複数）ＭＶおよびモーションベク
トル・モード情報ＤＡＴＡを引出す。先に説明したよう
に、モーションベクトル（単数および複数）ＭＶ、およ
びモーションベクトル・モード情報ＤＡＴＡは、モーシ
ョンベクトル・プロセッサ１３０へ結合されている。次
いで、ルーチン２００はステップ２２５へ進む。
【００３５】ステップ２２５では、受取られたマクロブ
ロックに関連するモーションベクトル（単数および複
数）ＭＶは、フィールド予測モードに関連付けられてい
るか否かの質問がなされる。すなわち、モーションベク
トル・モード情報ＤＡＴＡは、受取られたマクロブロッ
クに使用された予測方法を、フィールド予測モードとし
て識別するか否かの質問がなされる。例えば、ＭＰＥＧ
−２のマクロブロックの場合には、マクロブロックのヘ
ッダー部内のフィールド−動き−タイプ領域を検査して
もよい。ステップ２２５での質問に対する回答が否定で
あれば、ルーチン２００はステップ２５０へ進む。ステ
ップ２２５での質問に対する回答が肯定的であれば、ル
ーチン２００はステップ２３０へ進む。
【００３６】ステップ２５０で、受取られたモーション
ベクトルの垂直および水平方向の変位成分は、（下記）
式１と２に従ってスケーリングされる。ここで：ＭＶＶ
は、受取られたモーションベクトルの垂直変位成分であ
り；ＭＶＨは、受取られたモーションベクトルの水平変
位成分であり；ＭＶＶｒは、モーションベクトルのスケ
ーリングされた垂直変位成分であり；ＭＶＨｒは、モー
ションベクトルのスケーリングされた水平変位成分であ
り；そしてＳＣＡＬＥＦＡＣＴＯＲは、例えば、参照フ
レームを形成する画素ブロックをスケーリングするため
に、画素プロセッサ１２０が使用するスケーリングファ
クタである。
【００３７】受取られたモーションベクトルの垂直およ
び水平方向の変位成分を式１と２によりスケーリングし
た後、ルーチン２００はステップ２５５へ進む。
【００３８】 ＭＶＶｒ＝ＭＶＶ×ＳＣＡＬＥＦＡＣＴＯＲ （式１） ＭＶＨｒ＝ＭＶＨ×ＳＣＡＬＥＦＡＣＴＯＲ （式２） ステップ２３０で、受取られたモーションベクトル情報
はトップフィールドからボトムフィールドを指すモーシ
ョンベクトルを含むか否かの質問がなされる。ステップ
２３０での質問に対する回答が否定的であれば、ルーチ
ン２００はステップ２４０へ進む。ステップ２３０での
質問に対する回答が肯定的であれば、ルーチン２００は
ステップ２３５へ進み、ここでは、受取られたモーショ
ンベクトルの垂直および水平方向の変位成分は（下記）
式３と（上記）式２に従ってスケーリングされる。次い
で、ルーチン２００はオプションでステップ２５５へ進
む。
【００３９】 ＭＶＶｒ＝［（ＭＶＶ＋１）×（ＳＣＡＬＥＦＡＣＴＯＲ）］−１ （式３） ステップ２４０で、受取られたモーションベクトル情報
はボトムフィールドからトップフィールドを指すモーシ
ョンベクトルを含むか否かの質問がなされる。ステップ
２４０での質問に対する回答が否定的であれば、ルーチ
ン２００はステップ２５０へ進む。ステップ２４０での
質問に対する回答が肯定的であれば、ルーチン２００は
ステップ２４５へ進む。ここで、受取られたモーション
ベクトルの垂直および水平方向の変位成分は（下記）式
４および（上記）式２に従ってスケーリングされる。次
いで、ルーチン２００はステップ２５５へ進む。
【００４０】 ＭＶＶｒ＝［（ＭＶＶ−１）×（ＳＣＡＬＥＦＡＣＴＯＲ）］＋１ （式４） オプションのステップ２５５で、受取られたモーション
ベクトル（単数および複数）のスケーリングされた垂直
方向（ＭＶＶｒ）および水平方向（ＭＶＨｒ）の変位成
分は、ＭＰＥＧ類似の復号化システムの、例えば、半ペ
ル（half pel）解像度に適合するように切取られる。代
替として、ＭＰＥＧ類似デコーダは、より細かい予測グ
リッドまたは座標系を利用することにより、モーション
ベクトルの解像度を高めたままに保つことができる。次
いで、ルーチン２００はステップ２２０へ進み、ＶＬＤ
１１２による次の予測画素ブロックの受取りを待つ。
【００４１】図３（ａ）は、図１の画素プロセッサ１２
０での使用に適する画素スケーリングルーチン３００Ａ
を示す。画素スケーリングルーチン３００Ａは、画素ブ
ロック、例えば、８ｘ８画素ブロックが画素プロセッサ
１２０により、映像ストリームＳ５経由で受取られたと
きに、ステップ３０５で開始される。次に、ルーチン３
００Ａはステップ３１０へ進み、ここで、離散余弦変換
（ＤＣＴ）が、受取られた画素ブロックに対して実行さ
れる。例えば、８ｘ８画素ブロックの場合には、２次元
のＤＣＴ（または、複数の１次元ＤＣＴ）が、受取られ
た画素ブロックに対して実行され、８ｘ８ＤＣＴ係数ブ
ロックを生成する。次に、ルーチン３００Ａはステップ
３１５へ進む。
【００４２】ステップ３１５では、スケーリングファク
タに従い複数のＤＣＴ係数に対して切取りがなされる。
例えば、スケーリングファクタ２（すなわち２：１の圧
縮）の場合、そのＤＣＴ係数の半分（通常は高次のＤＣ
Ｔ係数）が切取られる。同様に、スケーリングファクタ
４（すなわち４：１の圧縮）の場合、（高次の）ＤＣＴ
係数の３／４が切取られる。次に、ルーチン３００Ａは
ステップ３２０へ進む。
【００４３】ステップ３２０で、残余のＤＣＴ係数へ逆
ＤＣＴ実行が遂行され、受取られた画素ブロック内の画
素情報サブセットを含む再構成された画素ブロックを生
成する。例えば、８ｘ８画素ブロックが２：１の圧縮を
受ける場合、受取られた画素ブロックの垂直および水平
方向の高い方の空間周波数情報を表す３２ＤＣＴ係数が
ステップ３１５で切取られる。残余の３２ＤＣＴ係数が
ステップ３２０でＩＤＣＴ処理を受け、ひとつの３２画
素ブロック（すなわち、４ｘ８または８ｘ４画素ブロッ
ク）を生成する。受取られた８ｘ８画素ブロックの４：
１圧縮の場合には、より低い方の周波数の１６ＤＣＴ係
数以外の全てのＤＣＴ係数が切取られるが、受取られた
画素ブロックのより低い垂直および水平の空間周波数情
報を表す１６ＤＣＴ係数は逆ＤＣＴ処理を受けて、４ｘ
４画素ブロックを生成する。次に、ルーチン３００Ａは
ステップ３２５に進み、ここで終了する。
【００４４】図３（ｂ）は、画素プロセッサ１２０の画
素スケーリングルーチン３００の別の実施形態を表す。
特に、図３（ｂ）のルーチン３００Ｂは、画素ブロック
が画素プロセッサ１２０により受取られたとき、ステッ
プ３３０で開始する。ルーチン３００Ｂはステップ３３
３へ進み、ここで、受取られた画素ブロックはローパス
・フィルタ操作を受けてステップ３３５へ進み、ここ
で、受取られた画素ブロックは、適切な圧縮比を達成す
るように、スケーリングファクタに従いデシメートまた
は副サンプリングされる。例えば、画素および／または
画素のラインが、映像情報ストリームＳ５から削除され
て、減らされた画素（すなわち、圧縮された）映像スト
リームＳ５’を生成する。
【００４５】本発明は、ファクタ２によりモーションベ
クトルおよび画素領域の情報のスケーリングに関して主
に説明してきているが、本発明は他のスケーリングファ
クタ（整数または非整数）にも好適であることは注目さ
れねばならない。更に、本発明はスケーリングダウン
（すなわち、蓄積に先だって画素領域情報を減らすこ
と）に関して主に説明してきたが、本発明はスケーリン
グアップ（すなわち、画素領域情報を増加させること）
に好適である。そのような画素領域情報およびモーショ
ンベクトル情報のスケーリングアップは、高解像度表示
装置を使用して低解像度画像情報を表す必要のある用途
には特に適する。例えば、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）
表示装置上での標準画像テレビ（ＳＤＴＶ）の表示。当
該技術に精通した者、および本発明の教示を得た者は、
本発明の上記実施形態への追加のおよび種々の変形を容
易に考案するであろう。
【００４６】本発明は、これらのプロセスを実施に移行
するためにコンピュータに実装されたプロセスおよび装
置の形で具現化されることができる。本発明はまた、フ
ロッピーディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライ
ブ、またはその他のコンピュータ可読記録媒体のよう
な、具体的な媒体に具現化されたコンピュータプログラ
ム・コードの形で具現化され、ここでは、コンピュータ
プログラム・コードがコンピュータにロードされて実行
されるとき、このコンピュータが本発明を実施するため
の装置となる。本発明は、例えば、記憶媒体に蓄積され
ようが、コンピュータにロードされ、および／またはコ
ンピュータにより実行されようが、あるいは、電線やケ
ーブルを通したり、光ファイバーを介したり、または電
磁放射等、伝送媒体上で伝送されようが、コンピュータ
プログラム・コードの形で具現化されることができ、こ
こで、コンピュータプログラム・コードがコンピュータ
にロードされて実行されるとき、このコンピュータが本
発明を実施するための装置となる。汎用マイクロプロセ
ッサ上で実装されるとき、コンピュータプログラム・コ
ード・セグメントは、特別なロジック回路を生成するよ
うにマイクロプロセッサを構成する。
【００４７】本発明の教示を取入れた種々の実施形態を
本明細書中で詳細に図示説明したが、当該技術に精通す
る者は、これらの教示を依然取入れた多くの他の種々の
実施形態を容易に考案することができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の教示は、付随の図面と共に以下の詳細な説明を
熟慮することにより容易に理解されることができる。
【図１】本発明によるＭＰＥＧ類似のデコーダの実施形
態を示す。
【図２】本発明に従い、図１のＭＰＥＧ類似のデコーダ
での使用に適するモーションベクトルのスケーリングル
ーチンのフロー図を示す。
【図３】図３（ａ）と図３（ｂ）は、図１のＭＰＥＧ類
似のデコーダでの使用に適する画像圧縮ルーチンのフロ
ー図である。
【図４】図４（ａ）は、関連するフレーム予測モードモ
ーションベクトルを持つ８ｘ８ノンインターレース画素
ブロックを示す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）
の、８ｘ８ノンインターレース画素ブロックおよび関連
するモーションベクトルのスケーリングされたバージョ
ンを示す図である。
【図５】図５（ａ）は、関連するフィールド予測モード
モーションベクトルを持つ８ｘ８インターレース画素ブ
ロックを示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の８
ｘ８インターレース画素ブロックおよび関連するモーシ
ョンベクトルのスケーリングされたバージョンを示す図
である。理解を容易にするために、各図間で共通な同一
要素を指示するよう、可能な限り、同一の符号を使用し
た。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 関連付けられたモーションベクトル情報
    を有する予測画素ブロックを含む圧縮情報ストリームを
    復号化する、ブロック・ベースのシステムにおいて、ス
    ケーリングされた画素ブロック参照情報に関連付けられ
    たスケーリングファクタへ、前記モーションベクトル情
    報を適合化するための方法であって：予測画素ブロック
    の符号化モードを識別する工程（２２５）と、 前記予測画素ブロックに関連付けられた各々のモーショ
    ンベクトルの水平方向変位パラメータを、前記スケーリ
    ングファクタを使用して、スケーリングする工程（２３
    ５；２４５；２５０）と、および、 フィールド間モーションベクトル予測を含むフィールド
    予測符号化モードの場合に：前記予測画素ブロックに関
    連付けられた前記モーションベクトルの垂直方向変位パ
    ラメータへ第１のオフセットを与える工程（２３５；２
    ４５）と、 前記オフセットされた垂直方向変位パラメータを、前記
    スケーリングファクタを使用しスケーリングする工程
    （２３５；２４５）と、および、 スケーリングされてオフセットされた前記垂直方向変位
    パラメータへ第２のオフセットを与える工程（２３５；
    ２４５）とを含む方法。
  2. 【請求項２】 フィールド間モーションベクトル予測を
    含まないフィールド予測符号化モードの場合に：前記予
    測画素ブロックに関連付けられた前記モーションベクト
    ルの前記垂直方向変位パラメータを、前記スケーリング
    ファクタを使用して、スケーリングする工程（２５０）
    を更に含む請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記フィールド間モーションベクトル予
    測が、ボトムフィールド中へのトップフィールド予測
    （２３０）を含む場合、前記第１のオフセットは正のオ
    フセットを含み、そして前記フィールド間モーションベ
    クトル予測が、トップフィールド中へのボトムフィール
    ド予測（２４０）を含む場合、前記第１のオフセットは
    負のオフセットを含む請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記第１と第２のオフセットは同一の大
    きさで反対の極性を持つ請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 更に、前記スケーリングされた垂直およ
    び水平方向の変位パラメータを、予め定めたレベルの精
    度に切取る（２５５）工程を含む請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 前記スケーリングされた画素ブロック参
    照情報が：スケーリングされていない参照画素ブロック
    へ離散余弦変換（ＤＣＴ）オペレーション（演算）を実
    行して（３１０）、対応するＤＣＴ係数ブロックを生成
    する工程と、 前記ＤＣＴ係数ブロックの一部分を切取って（３１
    ５）、減らされたＤＣＴ係数ブロックを生成する工程
    と、および前記減らされたＤＣＴ係数ブロックへ逆ＤＣ
    Ｔオペレーションを実行して（３２０）、前記スケーリ
    ングされた画素ブロックを生成する工程とに従って生成
    される請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記スケーリングされた画素ブロック参
    照情報が：スケーリングされていない参照画素ブロック
    にローパス・フィルタ操作を行って（３３３）、周波数
    が減った参照画素ブロックを生成する工程と、および前
    記周波数が減った参照画素ブロックをデシメートして
    （３３５）、前記スケーリングされた画素ブロックを生
    成する工程とに従って生成される請求項１に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】ＭＰＥＧ類似の映像デコーダにおいて：復
    号化参照画素ブロックを受取り、それよりスケーリング
    ファクタに従ってスケーリングされた参照画素ブロック
    を生成するための画素プロセッサ（１２０）と、および
    予測画素ブロックに関連付けられたモーションベクトル
    情報を受取り、それより前記スケーリングファクタに従
    いスケーリングされたモーションベクトルを生成するた
    めのモーションベクトル・プロセッサ（１３０）と、を
    備え、前記モーションベクトル・プロセッサは：フィー
    ルド間モーションベクトル予測を含むフィールド予測符
    号化モードを使用して前記画素ブロックが符号化される
    場合に、前記モーションベクトルの垂直方向変位パラメ
    ータへ第１のオフセットを与えることにより、前記予測
    された画素ブロックに関連付けられた前記モーションベ
    クトル情報をスケーリングし；前記スケーリング・ファ
    クタに従い前記モーションベクトルの前記垂直方向変位
    パラメータおよび水平方向変位パラメータをスケーリン
    グし；かつ、前記スケーリングされオフセットされた垂
    直方向変位パラメータへ第２のオフセットを与える；装
    置。
  9. 【請求項９】 前記モーションベクトル・プロセッサ
    は：フィールド間モーションベクトル予測を含むフィー
    ルド予測符号化モードを使用して前記画素ブロックが符
    号化されない場合に、 前記スケーリングファクタに従い前記モーションベクト
    ルの前記垂直方向変位パラメータおよび前記モーション
    ベクトルの前記水平方向変位パラメータをスケーリング
    することにより、前記予測された画素ブロックに関連付
    けられたモーションベクトル情報をスケーリングする請
    求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記フィールド間モーションベクトル
    予測がボトムフィールド中へのトップフィールド予測を
    含む場合、前記第１のオフセットは正のオフセットを含
    み；そして、 前記フィールド間モーションベクトル予測がトップフィ
    ールド中へのボトムフィールド予測を含む場合、前記第
    １のオフセットは負のオフセットを含む請求項８に記載
    の装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１と第２のオフセットは同一の
    大きさで反対の極性を有する請求項８に記載の装置。
JP11127282A 1998-05-07 1999-05-07 情報ストリ―ムデコ―ダにおいてモ―ションベクトル情報を適応的にスケ―リングする方法および装置 Pending JP2000059795A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8463298P 1998-05-07 1998-05-07
US09/160,789 US6310919B1 (en) 1998-05-07 1998-09-25 Method and apparatus for adaptively scaling motion vector information in an information stream decoder
US09/160789 1998-09-25
US60/084632 1998-09-25

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