JP2002135785A - Conversion method of motion vector and conversion apparatus thereof - Google Patents

Conversion method of motion vector and conversion apparatus thereof

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JP2002135785A
JP2002135785A JP2000324206A JP2000324206A JP2002135785A JP 2002135785 A JP2002135785 A JP 2002135785A JP 2000324206 A JP2000324206 A JP 2000324206A JP 2000324206 A JP2000324206 A JP 2000324206A JP 2002135785 A JP2002135785 A JP 2002135785A
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motion vector
frame
bit stream
mpeg4
image
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JP2000324206A
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Kuniaki Takahashi
邦明 高橋
Kazufumi Sato
数史 佐藤
Teruhiko Suzuki
輝彦 鈴木
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a conversion method of motion vector capable of enhancing coding efficiency of image coding of MPEG4 in a conversion method of image coding format. SOLUTION: From a bit stream of input image coding of MPEG2, I frame and P frame of the bit stream are extracted, after that, with abandoning the I frame or the P frame at every other piece, a bit stream of output image coding of MPEG4 having one-fourth of vertical/horizontal resolution of respective vertical/horizontal resolution of the bit stream of input coding is acquired, and with performing a time correcting processing to expand in two times in the direction of time of the motion vector of the P frame of the bit stream of output image coding which is encoded immediately following the I frame or P frame to be abandoned, a motion vector of 8×8 of the bit stream of output image coding is acquired.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、離散コサイン変換
等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報を
示すビットストリームを、衛星放送、ケーブルTV、イ
ンターネットなどのネットワークメディアを介して受信
する際に、若しくは光、磁気ディスク、フラッシュメモ
リのような記憶メディア上で処理する際に用いられる、
MPEG方式を利用した画像情報変換方法(画像情報変
換装置)における動きベクトル変換方法(ベクトル変換
装置)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for receiving a bit stream indicating image information compressed by orthogonal transform such as discrete cosine transform and motion compensation via network media such as satellite broadcasting, cable TV and the Internet. Used when processing on a storage medium such as optical, magnetic disk, or flash memory,
The present invention relates to a motion vector conversion method (vector conversion device) in an image information conversion method (image information conversion device) using the MPEG system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像情報をデジタルデータとして
取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的
とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン
変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG方
式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般
家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, image information has been treated as digital data. At this time, orthogonal transformation such as discrete cosine transformation and the like are performed by utilizing the redundancy inherent in the image information for the purpose of efficiently transmitting and storing information. Devices conforming to the MPEG system for performing compression by compensation are becoming widespread in both information distribution at broadcast stations and the like and information reception in ordinary households.

【0003】特に、MPEG2(ISO/IEC 13
818−2)は、汎用画像符号化方式として定義されて
おり、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並び
に標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準方式
で、プロフェッショナル用途及びコンシューマー用途の
広範なアプリケーションに今後とも用いられるものと予
想される。MPEG2の圧縮方式を用いることにより、
例えば720×480画素を持つ標準解像度の飛び越し
走査画像や、4〜8Mbps、1920×1088画素
を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば、18〜2
2Mbpsの符号量(ビットレート)を割り当てること
で、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
In particular, MPEG2 (ISO / IEC 13
818-2) is defined as a general-purpose image coding method, and is a standard method covering both interlaced scan images and progressive scan images, as well as standard resolution images and high definition images, and is widely used for professional and consumer applications. It is expected to be used in applications in the future. By using the compression method of MPEG2,
For example, a standard resolution interlaced scan image having 720 × 480 pixels or a high resolution interlaced scan image having 4 to 8 Mbps and 1920 × 1088 pixels is 18 to 2
By assigning a code amount (bit rate) of 2 Mbps, it is possible to realize a high compression rate and good image quality.

【0004】MPEG2は主として放送用に適合する高
画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符
号量(ビットレート)、つまりより高い圧縮率の符号化
方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、
今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ
る。これに対応して、MPEG4符号化方式の標準化が
行われた。MPEG4の画像符号化方式に関しては、1
998年12月にISO/IEC 14496−2とし
てその規格が国際標準として承認された。
[0004] MPEG2 is mainly intended for high-quality coding suitable for broadcasting, but does not support a coding amount (bit rate) lower than that of MPEG1, that is, a coding system with a higher compression rate. With the spread of mobile devices,
It is expected that the need for such an encoding scheme will increase in the future. In response, the MPEG4 encoding system has been standardized. Regarding the image coding method of MPEG4, 1
In December 998, the standard was approved as an international standard as ISO / IEC 14496-2.

【0005】ところで、ディジタル放送用に一度符号化
されたMPEG2の画像圧縮情報を示すビットストリー
ムを、携帯端末上等で処理するのにより適した、より低
い符号量(ビットレート)のMPEG4の画像圧縮情報
を示すビットストリームに変換したいというニーズがあ
る。
[0005] By the way, a bit stream indicating MPEG2 image compression information once encoded for digital broadcasting is more suitable for processing on a portable terminal or the like. There is a need to convert to a bitstream that represents information.

【0006】かかる目的を達成する画像情報変換装置の
従来例を図1に示し、以下これについて説明する。この
図1の画像情報変換装置は、入力されたMPEG2の画
像圧縮情報を示すビットストリームを、MPEG4の画
像圧縮情報を示すビットストリームへ変換する装置であ
る。すなわち、入力されたMPEG2の画像圧縮情報を
示すビットストリームは、MPEG2の画像復号化装置
1により復元される。復元された画像信号は、解像度フ
レームレート変換装置2へ伝送され、任意の異なる解像
度及びフレームレートを持つ画像信号に変換される。変
換された画像信号は、MPEG4の画像符号化装置3に
入力され、MPEG4の画像情報符号化装置3によりM
PEG4の画像圧縮情報を示すビットストリームに符号
化されて出力される。
[0006] Fig. 1 shows a conventional example of an image information conversion apparatus which achieves the above object, and this will be described below. The image information conversion device in FIG. 1 is a device that converts an input bit stream indicating MPEG2 image compression information into a bit stream indicating MPEG4 image compression information. That is, the input bit stream indicating the MPEG2 image compression information is restored by the MPEG2 image decoding device 1. The restored image signal is transmitted to the resolution frame rate conversion device 2 and is converted into an image signal having any different resolution and frame rate. The converted image signal is input to an MPEG4 image encoding device 3, and the MPEG4 image information encoding device 3
It is encoded into a bit stream indicating PEG4 image compression information and output.

【0007】従来の画像情報変換装置では図1に示した
ように、MPEG2の復号化方式により復元された画像
信号を、MPEG4の画像符号化装置により符号化し、
MPEG4の画像圧縮情報を示すビットストリームを出
力する。MPEG2の画像情報復号化装置1において
は、水平及び垂直方向成分ともに、入力となるMPEG
2の画像圧縮情報を示すビットストリームの8次のDC
T(離散コサイン変換)係数すべてを用いた復号処理を
行うことが考えられる。しかし、垂直方向には8次の係
数すべてを用いるもの、水平方向には8次係数のうち低
域4成分のみを用いた復号処理(以下これを4×8ダウ
ンデコードと呼ぶ)、若しくは、水平、垂直方向ともに
水平方向には8次係数のうち低域4成分のみを用いた復
号処理(以下これを4×4ダウンデコードと呼ぶ)を行
うことで、画質劣化を最小限に抑えながら、演算量とビ
デオメモリ容量を削減し、更に後段のダウンサンプリン
グ処理を簡略化する構成も考えられる。
As shown in FIG. 1, in a conventional image information conversion apparatus, an image signal restored by an MPEG2 decoding method is encoded by an MPEG4 image encoding apparatus.
A bit stream indicating MPEG4 image compression information is output. In the image information decoding apparatus 1 of MPEG2, both the horizontal and vertical components
8th-order DC of a bit stream indicating image compression information
It is conceivable to perform a decoding process using all the T (discrete cosine transform) coefficients. However, in the vertical direction, all the eighth-order coefficients are used, and in the horizontal direction, decoding processing using only low-frequency four components of the eighth-order coefficients (hereinafter referred to as 4 × 8 down-decoding) or horizontal decoding is performed. By performing a decoding process using only the four low-frequency components of the eighth-order coefficients in the horizontal direction in the vertical direction (hereinafter referred to as 4 × 4 down-decoding), the calculation is performed while minimizing image quality deterioration. A configuration in which the amount and the video memory capacity are reduced and the downsampling process in the subsequent stage is further simplified can be considered.

【0008】このような従来方法では、MPEG4の画
像符号化装置において、入力された画像信号を符号化す
る際、動きベクトルを検出する演算処理量は、全演算処
理量の約60〜70パーセントを占める。そのため、画
像のリアルタイムでの処理が困難となり、時間遅延が発
生し、装置が大規模になってしまう等の問題点を生じ
る。
In such a conventional method, in the MPEG4 image encoding apparatus, when encoding an input image signal, the amount of arithmetic processing for detecting a motion vector is about 60 to 70% of the total arithmetic processing amount. Occupy. As a result, it becomes difficult to process images in real time, causing a time delay, causing problems such as an increase in the size of the apparatus.

【0009】かかる問題を解決する手段として、筆者ら
は先に、図2に示した画像情報変換装置(本願出願時未
公知)(先行例)を提案した。
As means for solving such a problem, the present inventors have previously proposed an image information conversion apparatus (unknown at the time of filing the present application) shown in FIG.

【0010】ところで、図3は、MPEG2の画像圧縮
情報を示すビットストリーム中の動きベクトルと、MP
EG4の画像圧縮情報を示すビットストリーム中の動き
ベクトルの相関を示す図である。図3A、Bは、解像度
変換前及び後の現フレームの画像をそれぞれ示す。画像
の解像度が変換される際、変換後の前フレームでの位置
から現フレームでの位置への動きベクトルの水平成分
は、解像度変換前の動きベクトルの水平成分と、画像の
横方向の解像度変換レートによって求めることができ
る。解像度変換後の垂直成分は、解像度変換前の動きベ
クトルの垂直成分と、画像の縦方向の解像度変換レート
によって求められる。すなわち、解像度変換前の動きベ
クトルと、変換後の動きベクトルと大きな相関を持つ。
その相関を利用し、解像度変換前の動きベクトルから変
換後の動きベクトルを求めることができる。
FIG. 3 shows a motion vector in a bit stream indicating MPEG2 image compression information,
It is a figure which shows the correlation of the motion vector in the bit stream which shows the image compression information of EG4. 3A and 3B show images of the current frame before and after resolution conversion, respectively. When the resolution of the image is converted, the horizontal component of the motion vector from the position in the previous frame after the conversion to the position in the current frame is obtained by converting the horizontal component of the motion vector before the resolution conversion into the horizontal resolution of the image. It can be determined by the rate. The vertical component after resolution conversion is obtained from the vertical component of the motion vector before resolution conversion and the vertical resolution conversion rate of the image. That is, there is a large correlation between the motion vector before resolution conversion and the motion vector after conversion.
Using the correlation, a motion vector after conversion can be obtained from a motion vector before resolution conversion.

【0011】すなわち、図2の画像情報変換装置では、
入力されたMPEG2の画像圧縮情報を示すビットスト
リームを、MPEG2のマクロブロックの動きベクトル
やマクロブロックタイプ等のパラメータを利用して、M
PEG4の動きベクトルへ簡潔に変換する。MPEG4
の画像情報符号化装置7内では、動きベクトルの検出を
行わず、変換された動きベクトルを用いた画像符号化を
行う。結果として、MPEG4の画像符号化装置内での
動き検出を行わないため、処理量が大幅に減らされる。
That is, in the image information conversion device shown in FIG.
The input bit stream indicating the MPEG2 image compression information is converted into M by using parameters such as the motion vector of the MPEG2 macroblock and the macroblock type.
Briefly convert to PEG4 motion vector. MPEG4
In the image information encoding device 7, the image encoding using the converted motion vector is performed without detecting the motion vector. As a result, since no motion detection is performed in the MPEG4 image encoding apparatus, the processing amount is greatly reduced.

【0012】このようにMPEG2の動きベクトルか
ら、MPEG4の動きベクトルへの変換を行うこと、ま
た動きベクトル以外にも、MPEG2での復号に用いた
パラメータ、若しくは変換した後のパラメータを採用す
ることにより、MPEG4の画像情報符号化装置7の処
理量が減らされるので、この装置7による信号の時間遅
延を少なくすることができる。
As described above, the conversion from the MPEG2 motion vector to the MPEG4 motion vector is performed. In addition to the motion vector, the parameters used for decoding in MPEG2 or the parameters after the conversion are adopted. , MPEG4, the processing amount of the image information encoding device 7 is reduced, so that the time delay of signals by the device 7 can be reduced.

【0013】図3において、入力されたMPEG2の画
像圧縮情報を示すビットストリームは、図2のMPEG
2の画像情報復号化装置4において、復号化処理が施さ
れて、MPEG4の画像圧縮情報を示すビットストリー
ムが出力される。MPEG2の画像情報復号化装置4に
おいては、水平及び垂直方向成分ともに、入力となるM
PEG2の画像圧縮情報を示すビットストリームの8次
のDCT係数すべてを用いた復号処理を行うことが考え
られるが、4×8ダウンデコード、若しくは4×4ダウ
ンデコードを行うことで、画質劣化を最小限に抑えなが
ら、演算量とビデオメモリ容量を削減し、更に後段のダ
ウンサンプリング処理を簡略化する構成も考えられる。
復号化装置4より出力された画像信号が、解像度フレー
ムレート変換装置5へ送られ、解像度フレームレート変
換を行った後、外部から入力された画像サイズ調整フラ
グにより、MPEG4の画像符号化に適した解像度を持
つ画像信号が出力される。
In FIG. 3, the input bit stream indicating the image compression information of MPEG2 is the MPEG2 of FIG.
The second image information decoding device 4 performs a decoding process, and outputs a bit stream indicating MPEG4 image compression information. In the image information decoding device 4 of MPEG2, the input M
It is conceivable to perform decoding processing using all the 8th-order DCT coefficients of the bit stream indicating the PEG2 image compression information. However, by performing 4 × 8 down decoding or 4 × 4 down decoding, image quality degradation is minimized. It is also conceivable to reduce the calculation amount and the video memory capacity while minimizing the downsampling and further simplify the subsequent downsampling processing.
The image signal output from the decoding device 4 is sent to the resolution frame rate conversion device 5, and after performing the resolution frame rate conversion, the image signal is suitable for MPEG4 image encoding by the image size adjustment flag input from the outside. An image signal having a resolution is output.

【0014】ここで、解像度フレームレート変換装置5
では、まず、MPEG2の画像復号化装置4より入力さ
れた画像信号を、解像度フレーム変換器によって解像度
変換を行う。ここでは、縦・横とも解像度を1/4にす
る場合を例に挙げる。図4に示しているように、縦方向
のダウンサンプリングは、入力された飛び越し走査画像
の第一フィールド、若しくはを第二フィールドを抽出
し、順次走査画像に変換する。横方向は、ダウンサンプ
リングフィルタを用いて、1/4の解像度に変換する。
縦方向は、ダウンサンプリングフィルタを用いて、1/
4の解像度に変換する。また、低ビットレートを実現す
るために、解像度の変換による圧縮だけではなく、I/
Pピクチャのみ第一フィールド若しくは第二フィールド
を抜き出し、時間方向においてフレームレートを落と
す。たとえば、図4に示したMPEG2のIBBPBB
Pの画像は解像度フレーム変換後、IPPPの第一フィ
ールド(トップフィールド)の構成になる。解像度フレ
ーム変換を行った画像は、MPEG4の画像符号化方式
により符号化できるように、縦、横の画素数がともに1
6の倍数にする。そのため、外部から入力される画像サ
イズ調整フラグにより、画素の補填あるいは画素の除去
回路によって、画素の補填あるいは画素の除去を行う。
Here, the resolution frame rate converter 5
First, the resolution of the image signal input from the MPEG2 image decoding device 4 is converted by a resolution frame converter. Here, a case where the resolution is reduced to 1/4 in both the vertical and horizontal directions will be described as an example. As shown in FIG. 4, in the vertical downsampling, the first field or the second field of the input interlaced scan image is extracted and converted into a progressive scan image. The resolution in the horizontal direction is converted to 1/4 resolution using a downsampling filter.
In the vertical direction, 1 /
4 resolution. Also, in order to realize a low bit rate, not only compression by resolution conversion but also I / O
Only the first picture or the second field is extracted from the P picture, and the frame rate is reduced in the time direction. For example, IBBPBB of MPEG2 shown in FIG.
After the resolution frame conversion, the P image has the configuration of the first field (top field) of the IPPP. An image that has undergone resolution frame conversion has both a vertical and horizontal pixel count of 1 so that it can be encoded by the MPEG4 image encoding method.
Make it a multiple of 6. Therefore, the pixel is supplemented or the pixel is removed by a pixel supplement or pixel removing circuit based on an image size adjustment flag input from the outside.

【0015】画像サイズ調整フラグは、解像度フレーム
レート変換装置5の外部から入力され、画像の縦・横の
画素数が16の倍数でない場合に対し、画像への画素補
填若しくは、除去を判別するためのフラグである。
The image size adjustment flag is input from the outside of the resolution frame rate converter 5 and is used to determine whether pixels are to be added to or removed from the image when the number of vertical and horizontal pixels of the image is not a multiple of 16. Flag.

【0016】図5を用いて、画像サイズ調整フラグによ
る画像への処理を説明する。図2のMPEG2の画像復
号化装置4より出力された画像の解像度がm画素×n画
素であるとすると、m、nは共に16の倍数であるが、
縦、横の解像度をそれぞれ4分の1にダウンサンプリン
グされた縦、横の解像度m/4、n/4は、16の整数
倍、又は、16で割って、4、8又は12画素の余り
(余剰画素)がある。m/4、n/4が共に16の倍数
の場合においては、MPEG4の符号化方式に適する画
像になっているため、画像への処理を行わない。それ以
外は、MPEG4の符号化方式に適しないため、画像サ
イズ調整フラグによる画像への処理が必要となる。画像
サイズ調整フラグには、画素の補填と除去の2つの選択
肢を持っている。縦、横の解像度m/4、n/4を16
で割って、4、8又は12画素の余りが生じた場合にお
いては、画像の除去を選択して、余った画素を除去す
る。すなわち、出力画像は(m/4−余剰画素)又は
(n/4−補填画素)となる。
Referring to FIG. 5, the processing of an image by the image size adjustment flag will be described. Assuming that the resolution of an image output from the MPEG2 image decoding device 4 in FIG. 2 is m pixels × n pixels, both m and n are multiples of 16;
The vertical and horizontal resolutions m / 4 and n / 4 obtained by down-sampling the vertical and horizontal resolutions into quarters, respectively, are integer multiples of 16 or divided by 16 to leave a remainder of 4, 8, or 12 pixels. (Surplus pixels). If both m / 4 and n / 4 are multiples of 16, the image is not processed because the image is suitable for the MPEG4 encoding method. Other than that, it is not suitable for the MPEG4 encoding method, so it is necessary to process the image with the image size adjustment flag. The image size adjustment flag has two options of pixel supplement and removal. 16 vertical and horizontal resolutions m / 4 and n / 4
If there is a remainder of 4, 8, or 12 pixels, the removal of the image is selected to remove the extra pixels. That is, the output image is (m / 4 surplus pixels) or (n / 4 supplementary pixels).

【0017】一方、画素の補填を選択すれば、新たに作
成した4、8もしくは12画素又は元の画像から複製し
た補填画素もしくは画像に適した補填画素の行、あるい
は列の先頭もしくは、後部から画素を付け加える。すな
わち、出力画像は(m/4+補填画素)もしくは(n/
4+補填画素)となる。結果として、変換後の画像解像
度の横と縦は16の倍数となり、MPEG4の符号化方
式に適したサイズを持つ画像が出力される。
On the other hand, if the pixel interpolation is selected, the newly created 4, 8 or 12 pixels, or the supplementary pixels duplicated from the original image or the rows of the compensation pixels suitable for the image, or the beginning or the end of the column. Add pixels. That is, the output image is (m / 4 + supplemented pixel) or (n /
4 + supplemented pixels). As a result, the width and height of the converted image resolution are multiples of 16, and an image having a size suitable for the MPEG4 encoding method is output.

【0018】他方、入力されたMPEG2の画像符号化
ビットストリームは、MPEG2の画像復号化装置4で
は、可変長符号の復号化を行った後、Pピクチャのみの
マクロブロック動きベクトルやマクロブロックタイプな
どその他のパラメータが取り出され、動きベクトル変換
装置6へ送られる。
On the other hand, the input MPEG2-encoded image bit stream is subjected to variable-length code decoding by the MPEG-2 image decoding device 4 and then to a macroblock motion vector or macroblock type of P-picture only. Other parameters are extracted and sent to the motion vector converter 6.

【0019】次に、動きベクトル変換装置6における動
きベクトル変換の動作原理を図6を用いて説明する。図
6はは動きベクトル変換装置の動作原理の一例を示し、
図6Aおよび図6Bの実線で区切られている各正方格子
の1つ1つがマクロブロックを示している。図6Aは、
MPEG2の復号化装置4より出力された画像、すなわ
ち、解像度変換前の画像である。図6Bの画像は、図6
Aの画像を解像度フレームレート変換装置5により、縦
・横の解像度とも4分の1に変換されて得られた画像で
ある。たとえば、変換前の画像を示す図6Aの左上の斜
線の付された4つの16×16のマクロブロックは、変
換後の画像を示す図6Bの左上の8×8のブロックにな
る。解像度変換後の正規化された4つの動きベクトルか
ら1つの8×8の動きベクトル(MV)を求める。さら
に、変換前の画像を示す図6Aのの右側の網掛けされた
16個の16×16のマクロブロックは、変換後の画像
を示す図6Bの右側のの網かけされた16×16のマク
ロブロックになる。解像度変換後の正規化された16の
動きベクトルから1の16×16の動きベクトル(M
V)を求める。これにより、MPEG4の画像符号化方
式により符号化するのに用いる動きベクトルの4つの8
×8の動きベクトル(MV)と、1つの16×16の動
きベクトル(MV)が作成される。
Next, the operation principle of the motion vector conversion in the motion vector conversion device 6 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an example of the operation principle of the motion vector converter,
Each one of the square lattices separated by a solid line in FIGS. 6A and 6B indicates a macroblock. FIG.
The image output from the MPEG2 decoding device 4, that is, the image before the resolution conversion. The image of FIG.
The image A is an image obtained by converting the image in both the vertical and horizontal resolutions to quarter by the resolution frame rate converter 5. For example, the four 16 × 16 macroblocks hatched in the upper left of FIG. 6A showing the image before conversion become 8 × 8 blocks in the upper left of FIG. 6B showing the image after conversion. One 8 × 8 motion vector (MV) is obtained from the four normalized motion vectors after resolution conversion. Further, the 16 shaded 16 × 16 macroblocks on the right side of FIG. 6A showing the image before the conversion are the shaded 16 × 16 macroblocks on the right side of FIG. 6B showing the image after the conversion. Become a block. From the normalized 16 motion vectors after the resolution conversion, one 16 × 16 motion vector (M
V). Thereby, four 8 of motion vectors used for encoding by the image encoding method of MPEG4 are obtained.
A × 8 motion vector (MV) and one 16 × 16 motion vector (MV) are created.

【0020】図7に、図2における動きベクトル変換装
置6の具体構成の一例を示し、以下これについて説明す
る。入力されたMPEG2の動きベクトル、画像サイズ
などのパラメータは、MPEG2のの16×16の動き
ベクトル(マクロブロックの動きベクトル)→MPEG
4の正規化動きベクトル(解像度に合わせた動きベクト
ル)への変換装置8より、補正前の正規化動きベクトル
(MV)が作成される。
FIG. 7 shows an example of a specific configuration of the motion vector converter 6 in FIG. 2, which will be described below. The input parameters such as the MPEG2 motion vector and the image size are the MPEG2 16 × 16 motion vector (macroblock motion vector) → MPEG.
The normalized motion vector (MV) before correction is created by the conversion device 8 for converting the normalized motion vector into a normalized motion vector (motion vector according to resolution).

【0021】図7におけるMPEG2の16×16MV
→MPEG4の正規化MVの変換装置8の動作原理を、
図8の フローチャートを参照して説明する。飛び越し
走査のMPEG2の画像圧縮情報を示すビットストリー
ムにおいては、一般的にフレーム構造が用いられるた
め、今回はフレーム構造の場合への処理のみの変換方法
を説明する。
16 × 16 MV of MPEG2 in FIG.
→ The principle of operation of the MPEG4 normalized MV converter 8
This will be described with reference to the flowchart of FIG. Since a frame structure is generally used in a bit stream indicating MPEG2 image compression information of interlaced scanning, a conversion method only for processing in the case of a frame structure will be described this time.

【0022】ステップST−1で、入力されたMPEG
2のマクロブロックの動きベクトルとマクロブロックタ
イプに対し、イントラマクロブロック、スキップマクロ
ブロック及びインターマクロブロックのいずれであるか
の判別を行う。ステップST−1の判別で、イントラマ
クロブロックである場合には、ステップST−2で、正
規化動きベクトルを0に設定し、さらに、補整器12に
よる処理を行うため、イントラモードフラグを設ける。
MPEG2では、イントラマクロブロックである場合、
イントラモードフラグが立つ。
At step ST-1, the inputted MPEG
It is determined whether the motion vector and the macroblock type of the macroblock 2 are an intra macroblock, a skip macroblock, or an inter macroblock. If it is determined in step ST-1 that the block is an intra macro block, the normalized motion vector is set to 0 in step ST-2, and an intra mode flag is provided for performing processing by the compensator 12.
In MPEG2, if the block is an intra macro block,
The intra mode flag is set.

【0023】ステップST−1の判別で、スキップマク
ロブロックである場合には、ステップST−3で、正規
化動きベクトルを0に設定する。
If it is determined in step ST-1 that the block is a skipped macroblock, the normalized motion vector is set to 0 in step ST-3.

【0024】ステップST−1の判別で、イントラマク
ロブロックである場合は、ステップST−4に移行し
て、フレーム予測であるか、フィールド予測であるかを
判別する。画像がフレーム構造で、フレーム予測である
場合は、ステップST−5で、フレーム予測に適した動
きベクトルへの変換を行う。この動きベクトルへの変換
を、図9を参照して説明する。図2で説明したように、
変換後の動きベクトルの水平成分は変換前の動きベクト
ルの水平成分と画像の横方向の解像度変換レートから求
められる。垂直成分は変換前の動きベクトルの垂直成分
と画像の縦方向の解像度変換レートから求められる。す
なわち、横方向の解像度が4分の1に変換した際、変換
後の動きベクトルの水平成分も変換前の4分の1にな
る。縦方向の解像度を4分の1に変換した際、変換後の
動きベクトルの垂直成分も変換前の4分の1になる。
If it is determined in step ST-1 that the block is an intra macro block, the process proceeds to step ST-4 to determine whether it is frame prediction or field prediction. If the image has a frame structure and is frame prediction, in step ST-5, conversion to a motion vector suitable for frame prediction is performed. This conversion to a motion vector will be described with reference to FIG. As explained in FIG.
The horizontal component of the motion vector after conversion is obtained from the horizontal component of the motion vector before conversion and the horizontal resolution conversion rate of the image. The vertical component is obtained from the vertical component of the motion vector before conversion and the vertical resolution conversion rate of the image. That is, when the resolution in the horizontal direction is converted to a quarter, the horizontal component of the converted motion vector also becomes a quarter before the conversion. When the resolution in the vertical direction is converted to a quarter, the vertical component of the converted motion vector also becomes a quarter before the conversion.

【0025】たとえば、図9に示した動きベクトルは、
図9Aの変換前の(8,12)から図9Bの変換後の
(2,3)になった。なお、この場合は、整数画素の中
間値(半画素)の間隔を1としている。図9Aの解像度
変換前において、黒丸は整数画素の位置を示し、菱形は
半画素の位置を示している。図9Bの解像度変換後にお
いて、半画素は白丸で示す。
For example, the motion vector shown in FIG.
(8, 12) before the conversion in FIG. 9A is changed to (2, 3) after the conversion in FIG. 9B. In this case, the interval between the intermediate values (half pixels) of the integer pixels is set to 1. Before the resolution conversion in FIG. 9A, the black circles indicate the positions of integer pixels, and the diamonds indicate the positions of half pixels. After resolution conversion in FIG. 9B, half pixels are indicated by white circles.

【0026】図9から分かるように、変換前の整数画素
の位置に示している動きベクトルで、変換後4分の1の
画素値に位置するベクトルは、整数画素ではなく、半画
素の位置を示すように変換する。これは本来、復号され
た画像信号には、量子化による歪みが含まれているた
め、そのまま予測画像として使用すると予測効率が低下
し、画質劣化を引き起こす場合がある。これを低減する
ために、低域通過フィルタに相当する参照画面での各画
素間を1:1で直線補間した半画素精度が選択されるこ
ともあり、これにより、画質劣化を避けることができ
る。従って、MPEG4の画像符号化方式による符号化
も、予測効率を向上し、画質劣化を防ぐために、優先的
にMPEG4のフォーマットに変換した際も半画素の位
置に示すように変換する。変換前と変換後の動きベクト
ルを図10Aの表に示す。図10Aの表は、変換前の動
きベクトルを8で割った余りと、変換後の動きベクトル
とを対照して示している。尚、〔MV/4〕は、MVを
4で割った商の整数部を表す。
As can be seen from FIG. 9, the motion vector shown at the position of the integer pixel before the conversion and located at the quarter pixel value after the conversion is not an integer pixel but a half pixel position. Convert as shown. This is because a decoded image signal originally contains distortion due to quantization, so that if it is used as a predicted image as it is, the prediction efficiency is reduced and image quality may be degraded. In order to reduce this, half-pixel precision may be selected by linearly interpolating 1: 1 between each pixel on the reference screen corresponding to a low-pass filter, thereby avoiding image quality degradation. . Therefore, even in the encoding by the MPEG4 image encoding method, in order to improve the prediction efficiency and prevent the image quality from deteriorating, even when the encoding is preferentially converted to the MPEG4 format, the conversion is performed as indicated by the half pixel position. The motion vectors before and after the conversion are shown in the table of FIG. 10A. The table of FIG. 10A shows the remainder obtained by dividing the motion vector before conversion by 8 and the motion vector after conversion. [MV / 4] represents an integer part of a quotient obtained by dividing MV by 4.

【0027】図8のステップST−4の判別で、画像が
フレーム構造で、フィールド予測のときは、ステップS
T−6に移行して、第一フィールド予測(トップフィー
ルド予測)であるか、第二フィールド予測(ボトムフィ
ールド予測)であるかの判別を行う。
If it is determined in step ST-4 in FIG. 8 that the image has a frame structure and the field is predicted, the process proceeds to step S-4.
The process proceeds to T-6, and it is determined whether it is the first field prediction (top field prediction) or the second field prediction (bottom field prediction).

【0028】トップフィールド予測の場合は、ステップ
ST−7で、フィールド予測の第一フィールド予測に適
した動きベクトルの変換を行う。図11に、トップフィ
ールド予測の場合の動きベクトル変換の概念を示し、以
下にこれについて説明する。動きベクトルの水平成分
は、図10Aの表と同様な処理が行われる。垂直方向
は、トップフィールドを抽出することによって、解像度
を2分の1に変換する。トップフィールド予測を行って
いるため、変換前の動きベクトルを図10Bの表に従っ
てさらに2分の1変換し、変換後の動きベクトルとす
る。尚、図10Bの表において、〔MV/2〕は、MV
を2で割った商の整数部を表す。
In the case of top field prediction, in step ST-7, conversion of a motion vector suitable for the first field prediction of field prediction is performed. FIG. 11 shows the concept of motion vector conversion in the case of top field prediction, which will be described below. The horizontal component of the motion vector is subjected to the same processing as in the table of FIG. 10A. In the vertical direction, the resolution is reduced to half by extracting the top field. Since the top field prediction is performed, the motion vector before the conversion is further reduced by half according to the table of FIG. In the table of FIG. 10B, [MV / 2] is MV
Divided by 2 represents the integer part of the quotient.

【0029】図8のステップST−6の判別で、第二フ
ィールド予測(ボトムフィールド予測)である場合、ス
テップST−8で、フィールド予測の第二フィールド予
測に適した動きベクトルの変換を行う。図12は、ボト
ムフィールド予測の場合の動きベクトル変換の概念を示
し、以下これについて説明する。解像度変換した際、ト
ップフィールドのみが抽出されたため、変換後はトップ
フィールドを参照画像として用いる。そのため、MPE
G2で予測画像として用いたボトムフィールドを解像度
変換後のトップフィールド予測に変換するように、動き
ベクトルの時空間補正を行う。
If it is determined in step ST-6 in FIG. 8 that the current field is the second field prediction (bottom field prediction), a motion vector conversion suitable for the second field prediction of the field prediction is performed in step ST-8. FIG. 12 shows the concept of motion vector conversion in the case of bottom field prediction, which will be described below. At the time of resolution conversion, only the top field is extracted, so after the conversion, the top field is used as a reference image. Therefore, MPE
Spatio-temporal correction of the motion vector is performed so that the bottom field used as the prediction image in G2 is converted into the top field prediction after resolution conversion.

【0030】図11では、ボトムフィールド予測から近
似的にトップフィールド予測に変換するための空間的な
補正を行っている。すなわち、動きベクトルの垂直成分
に1を足す。図からわかるように、ボトムフィールド予
測で求めた動きベクトルの垂直成分に1を足すと、1行
を繰り上げられることによって、ボトムフィールドがト
ップフィールドと同様の空間位置に達し、空間上で、ト
ップフィールド予測で求めた動きベクトルのようにな
る。次に示す数1の式は、空間補正により、トップフィ
ールドと同様な空間位置にあるボトムフィールド、すな
わち近似トップフィールドを予測としたときの動きベク
トルMVtop の垂直成分を表している。
In FIG. 11, spatial correction is performed to approximately convert from bottom field prediction to top field prediction. That is, 1 is added to the vertical component of the motion vector. As can be seen from the figure, when 1 is added to the vertical component of the motion vector obtained by the bottom field prediction, one row is moved up, so that the bottom field reaches the same spatial position as the top field, and It looks like a motion vector obtained by prediction. The following equation 1 represents the vertical component of the motion vector MVtop when the bottom field at the same spatial position as the top field, that is, the approximate top field is predicted by the spatial correction.

【0031】[0031]

【数1】垂直成分:近似MVtop =MVbottom+1## EQU1 ## Vertical component: approximate MVtop = MVbottom + 1

【0032】また、MPEG2にはインタレースのトッ
プフィールドとボトムフィールドとの間には時間ずれが
ある。このため、ボトムフィールドに近似したトップフ
ィールドと、実際のトップフィールドとの間の時間ずれ
を無くすために、時間的な補正を行う。図12は各フィ
ールドの時間的位置関係を示している。ここで、トップ
フィールドとボトムフィールドとの間の間隔を1とし、
aを、Iピクチャのボトムフィールドと、Pピクチャの
トップフィールドとの間の間隔とすると、このaは、
1、3、5、7、‥‥‥‥‥‥のような奇数になる。
尚、aが1の場合は、画像の構成がIPPP‥‥‥‥‥
‥の場合である。時間補正した動きベクトルMV′を数
2の式で示している。
In MPEG2, there is a time lag between the top field and the bottom field of the interlace. For this reason, temporal correction is performed to eliminate a time lag between the top field approximated to the bottom field and the actual top field. FIG. 12 shows the temporal positional relationship of each field. Here, the interval between the top field and the bottom field is 1, and
If a is the interval between the bottom field of the I picture and the top field of the P picture, a
It becomes an odd number such as 1, 3, 5, 7,.
If a is 1, the image configuration is IPPP @
This is the case of ‥. The time-corrected motion vector MV 'is shown by equation (2).

【0033】[0033]

【数2】 垂直成分:MV′={(a+1)/a}近似MVtop## EQU2 ## Vertical component: MV ′ = {(a + 1) / a} approximation MVtop

【0034】数1の式に数2の式を代入すると、変換後
の動きベクトルの垂直成分は次に示す数3の式のように
なる。
When the equation (2) is substituted into the equation (1), the vertical component of the converted motion vector becomes the following equation (3).

【0035】[0035]

【数3】垂直成分:MV′={(a+1)/a}(MV
bottom+1)
## EQU3 ## Vertical component: MV '= {(a + 1) / a} (MV
bottom + 1)

【0036】なお、変換後の動きベクトルの水平成分
は、変換前の動きベクトルに(a+1)/aを掛け、時
間的な補正を行った後、図10Aの表の計算に従って求
められる。
Note that the horizontal component of the converted motion vector is obtained by multiplying the motion vector before conversion by (a + 1) / a, performing temporal correction, and then calculating according to the calculation in the table of FIG. 10A.

【0037】動きベクトルの垂直成分に対して、場合に
より、時間的補正を行った後、空間的な補正を行っても
よい。この場合の動きベクトルMV′の垂直成分を次の
数4の式で示す。なお、水平成分は空間・時間補正(空
間補正が行ってから時間補正を行う)と、時間・空間補
正(時間補正を行ってから空間補正を行う)とは同様な
値となる。
If necessary, the vertical component of the motion vector may be temporally corrected and then spatially corrected. The vertical component of the motion vector MV 'in this case is shown by the following equation (4). Note that the horizontal component has the same value for the space / time correction (time correction is performed after the space correction is performed) and the time / space correction (space correction is performed after the time correction is performed).

【0038】[0038]

【数4】 垂直成分:MV′={(a+1)/a}MVbottom+1## EQU4 ## Vertical component: MV ′ = {(a + 1) / a} MVbottom + 1

【0039】数3と数4の式の差、すなわち、空間・時
間補正を行った場合と、時間・空間補正を行った場合の
動きベクトルの垂直成分の差は1/aになる。従って、
aの値によって、その差による影響が異なるので、aが
1の場合と、1より大きい、すなわち、3、5、7、‥
‥‥‥の2つの場合における補正方法を説明する。
The difference between the equations (3) and (4), that is, the difference between the vertical component of the motion vector when the space / time correction is performed and the time / space correction is 1 / a. Therefore,
The effect of the difference differs depending on the value of a. Therefore, when a is 1, it is larger than 1, that is, 3, 5, 7,.
The correction method in the two cases ‥‥‥ will be described.

【0040】数3の式のaに1を代入すると、動きベク
トルの垂直成分は、次に示す数5の式のようになる。
When 1 is substituted for a in the equation (3), the vertical component of the motion vector is as shown in the following equation (5).

【0041】[0041]

【数5】垂直成分:MV′=2×(MVbottom+1)## EQU5 ## Vertical component: MV '= 2.times. (MVbottom + 1)

【0042】数4の式のaに1を代入すると、動きベク
トルの垂直成分は次に示す数6の式のようになる。
When 1 is substituted for a in equation (4), the vertical component of the motion vector is as shown in equation (6).

【0043】[0043]

【数6】 垂直成分:MV′=2×(MVbottom+1)−1## EQU00006 ## Vertical component: MV '= 2.times. (MVbottom + 1) -1

【0044】その結果、変換前の動きベクトルMVbott
omに0、1、2、‥‥‥‥を代入すると、数5の式によ
る値は2、4、6、‥‥‥‥のような偶数になる。すな
わち、変換前の動きベクトルは整数画素の位置に示して
も、半画素の位置に示しても、空間・時間補正を行う
と、変換後はすべて整数画素の位置に示すようになる。
As a result, the motion vector MVbott before conversion
When 0, 1, 2, and om are substituted for om, the value according to the equation of Equation 5 becomes an even number such as 2, 4, 6, and ‥‥‥‥. That is, regardless of whether the motion vector before the conversion is shown at the position of an integer pixel or at the position of a half pixel, if the space / time correction is performed, the motion vector after conversion is shown at the position of the integer pixel.

【0045】また、数6の式による値は、1、3、5、
‥‥‥‥のような奇数になる。すなわち、変換前の動き
ベクトルは整数画素の位置に示しても半画素の位置に示
しても、時間・空間補正を行うと、変換後はすべて半画
素の位置に示す。従って、変換前整数画素の位置に示し
ている動きベクトルは、変換後も整数画素の位置に示す
ようにする場合は、空間・時間補正を行う。また、変換
前半画素の位置に示している動きベクトルは、変換後も
半画素の位置に示すようにする場合、時間・空間補正を
行う。すなわち、変換前の動きベクトルに対し、空間補
正及び時間補正を交互に行って、解像度変換後の動きベ
クトルに変換し、または、変換前の動きベクトルに対し
て、全て時間・空間補正を行い、または、全て空間・時
間補正を行う。
Further, the values obtained by the equation (6) are 1, 3, 5,
It becomes an odd number like ‥‥‥‥. That is, regardless of whether the motion vector before the conversion is shown at the position of an integer pixel or at the position of a half pixel, if the time / space correction is performed, the motion vector after conversion is shown at the position of a half pixel. Therefore, when the motion vector indicated at the position of the integer pixel before the conversion is indicated at the position of the integer pixel even after the conversion, the space / time correction is performed. In addition, when the motion vector indicated at the position of the half-pixel before the conversion is indicated at the position of the half-pixel after the conversion, time / space correction is performed. That is, the motion vector before conversion is alternately subjected to space correction and time correction to convert to a motion vector after resolution conversion, or to the motion vector before conversion, all time and space correction, Alternatively, space and time corrections are all performed.

【0046】また、aが1でない場合、すなわち、3、
5、7、‥‥‥の場合は、時間・空間補正と空間・時間
補正の差である1/aは0に近似することができる。こ
の場合は、空間・時間補正を行うか、もしくは時間・空
間補正を行ってもよい。
When a is not 1, ie, 3,
In the cases of 5, 7, and ‥‥‥, 1 / a, which is the difference between the time / space correction and the space / time correction, can be approximated to 0. In this case, space / time correction may be performed, or time / space correction may be performed.

【0047】ボトムフィールド参照の動きベクトル変換
処理が終了した後、動きベクトルを図10Bの表に従っ
て、さらに2分の1に変換し、変換後の動きベクトルと
する。
After the motion vector conversion processing with reference to the bottom field is completed, the motion vector is further reduced to one half according to the table of FIG. 10B to obtain a converted motion vector.

【0048】以上で補正前のMPEG4の正規化動きベ
クトルが出力される。図7に示すように、出力された正
規化動きベクトルは、画像サイズ調整フラグによる動き
ベクトル調整器9に送られ、外部より入力された画像サ
イズ調整フラグにより、画像サイズに適した動きベクト
ルを出力する。
As described above, the MPEG4 normalized motion vector before the correction is output. As shown in FIG. 7, the output normalized motion vector is sent to a motion vector adjuster 9 based on an image size adjustment flag, and a motion vector suitable for the image size is output according to an image size adjustment flag input from the outside. I do.

【0049】図7における画像サイズ調整フラグによる
動きベクトル調整器9の動作を図14のフローチャート
に示す。ステップST−11で、入力画像サイズm画素
×n画素に対して、m/4、n/4が共に16の倍数で
あるか否を判別し、YESであれば、動きベクトル変換
機から出力されたMPEG4の正規化動きベクトルは処
理されずに、そのまま出力される。ステップST−11
の判別で、m/4、n/4のいずれかが16の倍数でな
いときは、外部から入力された画像サイズ調整フラグが
作動し、ステップST−12で画素除去か否かが判別さ
れ、画素除去の場合は、除去された余剰画素の正規化動
きベクトルを出力しないで、それ以外の正規化動きベク
トルを出力する。ステップST−12の判別で画素除去
でない場合は、ステップST−13で画素補填か否かが
判別され、画素補填の場合は、補填された画素の正規化
動きベクトルを0に設定し、他の入力された正規化動き
ベクトルと合わせて出力される。
The operation of the motion vector adjuster 9 based on the image size adjustment flag in FIG. 7 is shown in the flowchart of FIG. In step ST-11, it is determined whether or not m / 4 and n / 4 are both multiples of 16 with respect to the input image size of m pixels × n pixels. The MPEG4 normalized motion vector is output as it is without processing. Step ST-11
If any of m / 4 and n / 4 is not a multiple of 16, the image size adjustment flag input from outside is activated, and it is determined in step ST-12 whether or not pixel removal is to be performed. In the case of removal, the normalized motion vector of the removed surplus pixel is not output, and other normalized motion vectors are output. If pixel removal is not determined in step ST-12, whether or not pixel replacement is performed is determined in step ST-13. In the case of pixel replacement, the normalized motion vector of the filled pixel is set to 0, and other pixels are replaced. It is output together with the input normalized motion vector.

【0050】図7に戻って説明するに、画像サイズ調整
フラグによる動きベクトル調整器9より出力された画像
サイズに適した正規化動きベクトルは、演算回路10に
よって、次の数7の式に示す演算を行ことによって、M
PEG4のマクロブロックを構成する4つのMPEG2
のマクロブロックの中、イントラでないマクロブロック
から変換された正規化動きベクトルの和を、イントラで
ないマクロブロック数で割った平均を8×8MVとして
出力する。
Returning to FIG. 7, the normalized motion vector suitable for the image size output from the motion vector adjuster 9 based on the image size adjustment flag is calculated by the arithmetic circuit 10 into the following equation (7). By performing the operation, M
Four MPEG2s that make up a PEG4 macroblock
Among the macroblocks, a sum of normalized motion vectors converted from non-intra macroblocks divided by the number of non-intra macroblocks is output as 8 × 8 MV.

【0051】[0051]

【数7】 (Equation 7)

【0052】この場合、変換前のMPEG2のマクロブ
ロックのDCT係数がゼロであるマクロブロックから変
換された正規化動きベクトルが含まれる場合は、その正
規化動きベクトルを符号化効率の高い動きベクトルとし
て8×8MVを選択する。平均の8×8MVを求める場
合には、MPEG2のマクロブロックのDCT係数など
における重みづけ平均の処理により決定してもよい。
In this case, when a normalized motion vector converted from a macroblock in which the DCT coefficient of an MPEG2 macroblock before conversion is zero is included, the normalized motion vector is used as a motion vector having high coding efficiency. Select 8x8MV. When calculating the average 8 × 8 MV, the average may be determined by performing a weighted average process on the DCT coefficients of macroblocks of MPEG2.

【0053】一方、演算回路11によって、次の数8の
式に示す演算を行うことによって、MPEG4のマクロ
ブロックを構成する16のMPEG2のマクロブロック
の中、イントラでないマクロブロックから変換された正
規化動きベクトルの和を、イントラでないマクロブロッ
クの数で割った平均を16×16MVとして出力する。
On the other hand, the arithmetic circuit 11 performs the operation shown in the following equation (8), whereby the normalization converted from the non-intra macroblock among the 16 MPEG2 macroblocks constituting the MPEG4 macroblock is performed. An average obtained by dividing the sum of the motion vectors by the number of non-intra macroblocks is output as 16 × 16 MV.

【0054】[0054]

【数8】 (Equation 8)

【0055】この場合、変換前のMPEG2のマクロブ
ロックのDCT係数がゼロであるマクロブロックから変
換された正規化動きベクトルが含まれる場合は、その正
規化動きベクトルを符号化効率の高い動きベクトルとし
て8×8MVを選択する。平均の16×16MVを求め
る場合には、MPEG2のマクロブロックのDCT係数
などにおける重みづけ平均の処理により決定してもよ
い。数7の式の演算で求めた8×8MVと、数8の式で
求めた16×16MVを合わせて、MPEG4の動きベ
クトルとして出力する。
In this case, when a normalized motion vector converted from a macroblock in which the DCT coefficient of an MPEG2 macroblock before conversion is zero is included, the normalized motion vector is regarded as a motion vector having high encoding efficiency. Select 8x8MV. When an average of 16 × 16 MV is obtained, the average may be determined by performing a weighted average process on DCT coefficients of macroblocks of MPEG2. The 8 × 8 MV obtained by the operation of Expression 7 and the 16 × 16 MV obtained by Expression 8 are combined and output as a motion vector of MPEG4.

【0056】図16に、図7に示したMPEG4の8×
8の動きベクトルの変換装置における変換処理を改良し
た変換装置(筆者等の発明に係る先行例で、本願出願時
未公知)を示す。図16では、マクロブロック情報バッ
ファ13における、MPEG2のマクロブロックの予測
残差を参照し、MPEG4のブロックを構成する4つの
MPEG2のマクロブロックのうち最も予測残差が少な
いものを代表マクロブロックとし、その当該マクロブロ
ックの動きベクトルより空間・時間補整によるスケーリ
ングを行った正規化動くベクトルをMPEG4の8×8
の動きベクトルとして出力する。その他の構成が図7と
同様である。
FIG. 16 shows the MPEG4 8 × format shown in FIG.
8 shows a conversion device (an earlier example according to the invention of the present author, etc., which is unknown at the time of filing of the present application) in which the conversion processing in the motion vector conversion device of FIG. 8 is improved. In FIG. 16, the prediction residual of the MPEG2 macroblock in the macroblock information buffer 13 is referred to, and among the four MPEG2 macroblocks constituting the MPEG4 block, the one having the smallest prediction residual is set as the representative macroblock. A normalized motion vector obtained by performing scaling by space / time compensation from the motion vector of the macroblock is defined as 8 × 8 of MPEG4.
Is output as a motion vector. Other configurations are the same as those in FIG.

【0057】図17に、動きベクトルの再検索装置の構
成図を示す。図16に示したMPEG4の8×8の動き
ベクトルの変換装置の全体を、動きベクトル空間・時間
補整部171として一纏めにして示している。動きベク
トル空間・時間補整部171より出力されたMPEG4
の動きベクトルを、動きベクトル整数画素検索装置17
2の入力とし、この検索装置172において、動きベク
トル補整方向フラグに基づいて、再検索用の検索範囲を
指定し、整数画素値のみ検索を行う。次に最も予測残差
が少ない整数画素値の動きベクトルを出力し、動きベク
トル半画素検索装置173の入力とする。検索装置17
3においては整数画素値動きベクトルの周辺の9つの半
画素値を検索し、最も予測残差の少ない動きベクトルを
出力する。これは8×8及び16×16の動きベクトル
の両方において同様に計算して求める。動きベクトル補
整方向フラグは任意の値とし、例えば横2整数画素、縦
1整数画素等とする。MPEG2の動きベクトルの情報
により対応した非対称の検索サーチウィンドウを指定し
てもよい。
FIG. 17 shows a configuration diagram of a motion vector re-search apparatus. The entirety of the MPEG4 8 × 8 motion vector conversion apparatus shown in FIG. 16 is collectively shown as a motion vector space / time correction unit 171. MPEG4 output from the motion vector space / time compensator 171
The motion vector of the motion vector
The search device 172 specifies a search range for re-search based on the motion vector correction direction flag, and searches only integer pixel values. Next, a motion vector having an integer pixel value with the smallest prediction residual is output and input to the motion vector half-pixel search device 173. Search device 17
In step 3, nine half-pixel values around the integer pixel value motion vector are searched, and a motion vector with the smallest prediction residual is output. This is similarly calculated for both 8 × 8 and 16 × 16 motion vectors. The motion vector compensation direction flag has an arbitrary value, for example, two horizontal integer pixels, one vertical integer pixel, or the like. A corresponding asymmetric search search window may be specified according to the motion vector information of MPEG2.

【0058】図1におけるMPEG4の画像符号化装置
3では、解像度フレームレート変換装置2からの出力画
像を受け取り、動きベクトル変換装置2から出力された
MPEG4の動きベクトルを用いて、MPEG4の画像
符号化方式により符号化を行い、MPEG4の画像符号
化ビットストリームを出力する。
The MPEG4 image encoding device 3 shown in FIG. 1 receives the output image from the resolution frame rate conversion device 2 and uses the MPEG4 motion vector output from the motion vector conversion device 2 to encode the MPEG4 image. Encoding is performed according to the method, and an MPEG4 image encoded bit stream is output.

【0059】[0059]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、MPEG2
の入力画像符号化ビットストリームを、そのMPEG2
の入力画像符号化ビットストリームとは異なる画像符号
化フォーマットのMPEG4の出力画像符号化ビットス
トリームに変換する画像符号化フォーマット変換方法に
おける動きベクトル変換方法において、画像符号化フォ
ーマット変換方法におけるMPEG4の画像符号化の符
号化効率を高くすることのできるものを提案しようとす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to MPEG2
Of the input image encoded bit stream of the MPEG2
A motion vector conversion method in an image coding format conversion method for converting an output image coding bit stream of MPEG4 having a different image coding format from the input image coding bit stream of It is an object of the present invention to propose a technique that can increase the coding efficiency of the coding.

【0060】又、本発明は、MPEG2の入力画像符号
化ビットストリームを、そのMPEG2の入力画像符号
化ビットストリームとは異なる画像符号化フォーマット
のMPEG4の出力画像符号化ビットストリームに変換
する画像符号化フォーマット変換装置における動きベク
トル変換装置において、画像符号化フォーマット変換方
法におけるMPEG4の画像符号化の符号化効率を高く
することのできるものを提案しようとするものである。
The present invention also relates to an image encoding method for converting an MPEG2 input image encoded bit stream into an MPEG4 output image encoded bit stream having an image encoding format different from that of the MPEG2 input image encoded bit stream. An object of the present invention is to propose a motion vector conversion device in a format conversion device that can increase the coding efficiency of MPEG4 image coding in an image coding format conversion method.

【0061】[0061]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、MPEG
2の入力画像符号化ビットストリームを、そのMPEG
2の入力画像符号化ビットストリームとは異なる画像符
号化フォーマットのMPEG4の出力画像符号化ビット
ストリームに変換する画像符号化フォーマット変換方法
における動きベクトル変換方法において、MPEG2の
入力画像符号化ビットストリームより、Iフレーム及び
Pフレームを抽出し、その後にそのIフレーム又はその
Pフレームを1枚置きに破棄することによって、その入
力画像符号化ビットストリームの縦・横の解像度のそれ
ぞれ1/4の縦・横の解像度を有するMPEG4の出力
画像符号化ビットストリームを得るようにした画像符号
化フォーマット変換方法における動きベクトル変換方法
であって、MPEG2の入力画像符号化ビットストリー
ム内の動きベクトル情報及びマクロブロック情報を利用
して、破棄するIフレーム又はPフレームの直後に符号
化された、MPEG4の出力画像符号化ビットストリー
ムのPフレームの動きベクトル対し、時間方向に2倍に
伸長する時間補整処理を行うことによって、MPEG4
の出力画像符号化ビットストリームの8×8の動きベク
トルを得るようにした動きベクトル変換方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION A first aspect of the present invention is an MPEG system.
2 of the input image encoded bit stream
In the motion vector conversion method in the image encoding format conversion method for converting the input image encoding bit stream into an MPEG4 output image encoding bit stream having a different image encoding format from the input image encoding bit stream from the MPEG-2 input image encoding bit stream, By extracting the I frame and the P frame, and thereafter discarding the I frame or the P frame every other frame, the vertical and horizontal resolution of each of the vertical and horizontal resolutions of the input image encoded bit stream is 1/4. A motion vector conversion method in an image coding format conversion method for obtaining an MPEG4 output image coded bit stream having a resolution of: Use and destroy I Encoded immediately after the frame or P-frame, against the motion vector of the P-frame of the output image encoded bit stream of MPEG4, by performing a time correction processing for expanding twice in the time direction, MPEG4
Is a motion vector conversion method for obtaining an 8 × 8 motion vector of an output image encoded bit stream.

【0062】第1の発明によれば、MPEG2の入力画
像符号化ビットストリームより、Iフレーム及びPフレ
ームを抽出し、その後にそのIフレーム又はそのPフレ
ームを1枚置きに破棄することによって、その入力画像
符号化ビットストリームの縦・横の解像度のそれぞれ1
/4の縦・横の解像度を有するMPEG4の出力画像符
号化ビットストリームを得るようにする。そして、MP
EG2の入力画像符号化ビットストリーム内の動きベク
トル情報及びマクロブロック情報を利用して、破棄する
Iフレーム又はPフレームの直後に符号化された、MP
EG4の出力画像符号化ビットストリームのPフレーム
の動きベクトル対し、時間方向に2倍に伸長する時間補
整処理を行うことによって、MPEG4の出力画像符号
化ビットストリームの8×8の動きベクトルを得るよう
にする。
According to the first aspect of the invention, an I frame and a P frame are extracted from an input image coded bit stream of MPEG2, and thereafter, the I frame or the P frame is discarded every other frame. 1 for each of the vertical and horizontal resolution of the input image encoded bit stream
An output image encoded bit stream of MPEG4 having a vertical and horizontal resolution of / 4 is obtained. And MP
Using the motion vector information and the macroblock information in the EG2 input image encoded bit stream, the MP encoded immediately after the I frame or the P frame to be discarded.
An 8 × 8 motion vector of an MPEG4 output image encoded bit stream is obtained by performing a time compensation process of extending the motion vector of the P frame of the output image encoded bit stream of EG4 by a factor of 2 in the time direction. To

【0063】第2の発明は、第1の発明の動きベクトル
変換方法において、時間補整処理されて得られたMPE
G4の8×8の動きベクトルを入力とし、その入力動き
ベクトル値を中心とした動きベクトルの再検索を行って
動きベクトル補整を行うことにより、1つのマクロブロ
ックを構成する4つの8×8の動きベクトルのうち、最
も予測誤差の少ないMPEG4の8×8の動きベクトル
を16×16の動きベクトルに割り当てて、MPEG4
の16×16の動きベクトルを得るようにした動きベク
トル変換方法である。
According to a second aspect, in the motion vector conversion method according to the first aspect, an MPE obtained by performing time correction processing
G4 8 × 8 motion vector is input, and motion vector compensation is performed by re-searching the motion vector centered on the input motion vector value to perform four 8 × 8 motion vectors forming one macro block. Among the motion vectors, an MPEG4 8 × 8 motion vector having the least prediction error is assigned to a 16 × 16 motion vector, and the MPEG4
This is a motion vector conversion method for obtaining a 16 × 16 motion vector.

【0064】第3の発明、MPEG2の入力画像符号化
ビットストリームを、そのMPEG2の入力画像符号化
ビットストリームとは異なる画像符号化フォーマットの
MPEG4の出力画像符号化ビットストリームに変換す
る画像符号化フォーマット変換装置における動きベクト
ル変換装置において、MPEG2の入力画像符号化ビッ
トストリームより、Iフレーム及びPフレームを抽出
し、その後にそのIフレーム又はそのPフレームを1枚
置きに破棄する破棄手段を設け、その破棄手段によっ
て、そのMPEG2の入力画像符号化ビットストリーム
の縦・横の解像度のそれぞれ1/4の縦・横の解像度を
有するMPEG4の出力画像符号化ビットストリームを
得るようにした画像符号化フォーマット変換装置におけ
る動きベクトル変換装置であって、MPEG2の入力画
像符号化ビットストリーム内の動きベクトル情報及びマ
クロブロック情報を利用して、破棄するIフレーム又は
Pフレームの直後に符号化された、MPEG4の出力画
像符号化ビットストリームのPフレームの動きベクトル
対し、時間方向に2倍に伸長する時間補整処理を行っ
て、MPEG4の出力画像符号化ビットストリームの8
×8の動きベクトルを得る時間補整処理手段を設けた動
きベクトル変換装置である。
A third invention, an image encoding format for converting an MPEG2 input image encoded bit stream into an MPEG4 output image encoded bit stream having a different image encoding format from the MPEG2 input image encoded bit stream. In the motion vector converter in the converter, an I frame and a P frame are extracted from the MPEG2 input image coded bit stream, and thereafter, a discarding unit is provided for discarding the I frame or the P frame every other frame. Image encoding format conversion by means of discarding means to obtain an MPEG4 output image encoded bit stream having a vertical and horizontal resolution of 1 / each of the vertical and horizontal resolution of the MPEG2 input image encoded bit stream. Motion vector conversion device And using the motion vector information and macroblock information in the MPEG2 input image encoded bit stream, the MPEG-4 output image encoded bit stream encoded immediately after the I frame or P frame to be discarded. The motion vector of the P frame is subjected to a time compensation process of expanding the motion vector twice in the time direction, and the 8
This is a motion vector conversion device provided with time compensation processing means for obtaining a × 8 motion vector.

【0065】第4の発明、第3の発明の動きベクトル変
換装置において、時間補整処理手段によって、時間補整
処理されて得られたMPEG4の8×8の動きベクトル
を入力とし、その入力動きベクトル値を中心とした動き
ベクトルの再検索を行って動きベクトル補整を行うこと
により、1つのマクロブロックを構成する4つの8×8
の動きベクトルのうち、最も予測誤差の少ないMPEG
4の8×8の動きベクトルを16×16の動きベクトル
に割り当てて、MPEG4の16×16の動きベクトル
を得る動きベクトル補整手段を設けた動きベクトル変換
装置である。
In the motion vector conversion apparatus according to the fourth and third aspects of the present invention, an 8 × 8 MPEG4 motion vector obtained by time correction processing by the time correction processing means is input, and the input motion vector value , The motion vector is re-searched and the motion vector is compensated to obtain four 8 × 8 pixels constituting one macro block.
MPEG with the least prediction error among the motion vectors
This is a motion vector conversion device provided with a motion vector compensating means for allocating an 8 × 8 motion vector of 4 to a 16 × 16 motion vector and obtaining a 16 × 16 motion vector of MPEG4.

【0066】[0066]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態の動きベクトル変換方法及び変換装置の例につ
いて説明する。図18にMPEG2ストリームからMP
EG4ストリームへのピクチャタイプとVOP(Video
Object Plane)タイプの対応概念図を示す。GOP(画
面グルーブ)構造がN15M3である毎秒30フレーム
のMPEG2ストリームを、GOV構造がN5M1であ
る毎秒5フレームのMPEG4ストリームに変換する場
合、I及びPフレーム(I−frame,P−frame )を一枚
置きにMPEG4に変換する。図18に示すようMPE
G2ストリームのN15M1の2GOPにMPEG4ス
トリームのN5M1の1GOVが対応するため、MPE
G2からMPEG4への変換の際にPフレームを破棄す
る場合とIフレームを破棄する場合とがある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of a motion vector conversion method and a conversion apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 18 shows an MP2 stream from an MPEG2 stream.
Picture type and VOP (Video
FIG. 3 shows a conceptual diagram of correspondence of the object plane type. When converting an MPEG2 stream of 30 frames per second having a GOP (screen groove) structure of N15M3 into an MPEG4 stream of 5 frames per second having a GOV structure of N5M1, I and P frames (I-frame, P-frame) are converted into one. Convert to MPEG4 every other sheet. MPE as shown in FIG.
Since 1 GOV of N5M1 of MPEG4 stream corresponds to 2GOP of N15M1 of G2 stream, MPE
When converting from G2 to MPEG4, there are a case where the P frame is discarded and a case where the I frame is discarded.

【0067】図19に動きベクトル変換の概念図を示
す。当該マクロブロックは当該フレームの網掛けのある
マクロブロックとする。当該マクロブロックにおいて
は、従来の技術で説明した方式に基づき、一つのMPE
G4のブロックを構成する4つのMPEG2のマクロブ
ロックのうち、最も予測残差の少ないマクロブロックの
動きベクトルを代表動きベクトルとし、その当該マクロ
ブロックの動きベクトルをスケーリングにより空間・時
間補整を施す。次に捨てられたフレームの前のIまたは
Pフレームより変換されたMPEG4のVOPを参照す
るように時間方向の動きベクトルの長さを2倍に伸張す
る。これにより、当該P−VOPの動きベクトルが捨て
られたフレームの直前のIまたはPフレームより変換さ
れたVOPを参照する。このようにして、空間・時間補
整によるスケーリングを行った後に時間方向に2倍に伸
張された動きベクトルを生成し、8×8の動きベクトル
として出力する。
FIG. 19 shows a conceptual diagram of the motion vector conversion. The macro block is a shaded macro block of the frame. In the macroblock, one MPE is used based on the method described in the related art.
Of the four MPEG2 macroblocks constituting the G4 block, the motion vector of the macroblock with the smallest prediction residual is set as the representative motion vector, and the motion vector of the macroblock is subjected to space / time correction by scaling. Next, the length of the motion vector in the time direction is doubled so as to refer to the MPEG4 VOP converted from the I or P frame preceding the discarded frame. Thereby, the VOP converted from the I or P frame immediately before the frame in which the motion vector of the P-VOP is discarded is referred to. In this way, after performing scaling by space / time compensation, a motion vector expanded twice in the time direction is generated and output as an 8 × 8 motion vector.

【0068】図20に動きベクトル変換装置の構成ブロ
ック図を示す。動きベクトル変換装置は、図2の動きベ
クトル変換装置6と同様のものである。まず、MPEG
2→MPEG4の8×8の動きベクトル変換装置201
では、上述と同様の動きベクトルの空間・時間補整を行
って、8×8の動きベクトル(MV)を生成する。次に
動きベクトル整数画素検索装置202において、8×8
の動きベクトルに先行技術で説明したように、8×8の
動きベクトルの再検索処理を行う。例えば、生成された
8×8の動きベクトルの参照先を中心に、検索サーチウ
ィンドウを整数画素で縦横2画素ずつで検索を行う。こ
れにより8×8の動きベクトルの予測精度を向上させる
ことが可能である。次に一つのマクロブロックを構成す
る4つの8×8の動きベクトルそれぞれに対して再検索
された予測誤差及び、再検索処理を施した8×8の動き
ベクトルを、8×8MV→16×16MV変換装置20
3へ入力する。
FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the motion vector converter. The motion vector conversion device is the same as the motion vector conversion device 6 in FIG. First, MPEG
2 → MPEG4 8 × 8 motion vector converter 201
Then, the same motion vector space / time compensation as described above is performed to generate an 8 × 8 motion vector (MV). Next, in the motion vector integer pixel search device 202, 8 × 8
As described in the related art, an 8 × 8 motion vector re-search process is performed on the motion vector. For example, a search is performed using an integer pixel in the search search window with two pixels each vertically and horizontally, centering on the reference destination of the generated 8 × 8 motion vector. This makes it possible to improve the prediction accuracy of an 8 × 8 motion vector. Next, the prediction error re-searched for each of the four 8 × 8 motion vectors constituting one macroblock and the 8 × 8 motion vector subjected to the re-search processing are converted to 8 × 8 MV → 16 × 16 MV. Conversion device 20
Enter 3

【0069】8×8MV→16×16MV変換装置20
3では、4つの8×8の動きベクトルのうち、8×8の
動きベクトル再検索時にもとめられた予測残差のうち、
最も予測誤差が少ない動きベクトルを判定し、16×1
6の動きベクトルに割り当てる。次に生成された16×
16の動きベクトルを先行技術で述べたのと同様に、動
きベクトル整数画素検索装置204において再検索処理
を行い、16×16の動きベクトルの予測精度を向上す
る。これによりMPEG4の8×8の動きベクトル及び
16×16の動きベクトルを生成して出力する。
8 × 8 MV → 16 × 16 MV converter 20
3, among the prediction residuals obtained at the time of re-searching the 8 × 8 motion vector among the four 8 × 8 motion vectors,
A motion vector having the least prediction error is determined, and a 16 × 1
6 motion vectors. Next 16x generated
In the same manner as described in the prior art, 16 motion vectors are subjected to re-search processing in the motion vector integer pixel search device 204 to improve the prediction accuracy of 16 × 16 motion vectors. As a result, an 8 × 8 motion vector and a 16 × 16 motion vector of MPEG4 are generated and output.

【0070】出力された8×8の動きベクトル及び16
×16の動きベクトルをそれぞれ動きベクトル半画素検
索装置205に入力され、半画素精度で8×8及び16
×16の動きベクトルが出力される。
The output 8 × 8 motion vector and 16
Each of the × 16 motion vectors is input to the motion vector half-pixel search device 205, and the half-pixel accuracy of 8 × 8 and 16
A × 16 motion vector is output.

【0071】このように、MPEG2の画像情報圧縮情
報を入力とし、MPEG4の8×8及び16×16の動
きベクトルを求める手順において、動きベクトル変換装
置により、動きベクトルを伸張または足し合わせ、さら
にスケーリングされた動きベクトル情報を、動きベクト
ルを中心とした、再検索による動きベクトル補整を行う
ことにより、MPEG4画像符号化装置における符号化
効率の低減を最小にすることが可能である。
As described above, in the procedure of inputting the image information compression information of MPEG2 and obtaining the motion vector of 8 × 8 and 16 × 16 of MPEG4, the motion vector converter expands or adds the motion vector, and further scales the motion vector. By performing the motion vector correction by re-searching the obtained motion vector information around the motion vector, it is possible to minimize the reduction in the coding efficiency in the MPEG4 image coding apparatus.

【0072】以上、入力としてMPEG2の画像圧縮情
報(ビットストリーム)を、出力としてMPEG4の画
像圧縮情報(ビットストリーム)を対象としてきたが、
入力、出力ともこれに限らず、例えばMPEG−1や
H.263などの画像圧縮情報(ビットストリーム)で
も良い。
As described above, the image compression information (bit stream) of MPEG2 has been targeted for input and the image compression information (bit stream) of MPEG4 has been targeted for output.
Both input and output are not limited to this, and for example, MPEG-1 or H.264. H.263 or other image compression information (bit stream).

【0073】[0073]

【発明の効果】第1の発明は、MPEG2の入力画像符
号化ビットストリームを、そのMPEG2の入力画像符
号化ビットストリームとは異なる画像符号化フォーマッ
トのMPEG4の出力画像符号化ビットストリームに変
換する画像符号化フォーマット変換方法における動きベ
クトル変換方法において、MPEG2の入力画像符号化
ビットストリームより、Iフレーム及びPフレームを抽
出し、その後にそのIフレーム又はそのPフレームを1
枚置きに破棄することによって、その入力画像符号化ビ
ットストリームの縦・横の解像度のそれぞれ1/4の縦
・横の解像度を有するMPEG4の出力画像符号化ビッ
トストリームを得るようにした画像符号化フォーマット
変換方法における動きベクトル変換方法であって、MP
EG2の入力画像符号化ビットストリーム内の動きベク
トル情報及びマクロブロック情報を利用して、破棄する
Iフレーム又はPフレームの直後に符号化された、MP
EG4の出力画像符号化ビットストリームのPフレーム
の動きベクトル対し、時間方向に2倍に伸長する時間補
整処理を行うことによって、MPEG4の出力画像符号
化ビットストリームの8×8の動きベクトルを得るよう
にした動きベクトル変換方法である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an image for converting an MPEG2 input image encoded bit stream into an MPEG4 output image encoded bit stream having an image encoding format different from the MPEG2 input image encoded bit stream. In the motion vector conversion method in the encoding format conversion method, an I frame and a P frame are extracted from an input image coded bit stream of MPEG2, and then the I frame or the P frame is set to 1
Image coding in which an MPEG4 output image coded bit stream having a vertical and horizontal resolution of 1/4 of the vertical and horizontal resolution of the input image coded bit stream is obtained by discarding every other image. A motion vector conversion method in a format conversion method, wherein MP
Using the motion vector information and the macroblock information in the EG2 input image encoded bit stream, the MP encoded immediately after the I frame or the P frame to be discarded.
An 8 × 8 motion vector of an MPEG4 output image encoded bit stream is obtained by performing a time compensation process of extending the motion vector of the P frame of the output image encoded bit stream of EG4 by a factor of 2 in the time direction. This is a motion vector conversion method.

【0074】第2の発明は、第1の発明の動きベクトル
変換方法において、時間補整処理されて得られたMPE
G4の8×8の動きベクトルを入力とし、その入力動き
ベクトル値を中心とした動きベクトルの再検索を行って
動きベクトル補整を行うことにより、1つのマクロブロ
ックを構成する4つの8×8の動きベクトルのうち、最
も予測誤差の少ないMPEG4の8×8の動きベクトル
を16×16の動きベクトルに割り当てて、MPEG4
の16×16の動きベクトルを得るようにした動きベク
トル変換方法である。
According to a second aspect, in the motion vector conversion method according to the first aspect, an MPE obtained by performing time compensation processing is provided.
G4 8 × 8 motion vector is input, and motion vector compensation is performed by re-searching the motion vector centered on the input motion vector value to perform four 8 × 8 motion vectors forming one macro block. Among the motion vectors, an MPEG4 8 × 8 motion vector having the least prediction error is assigned to a 16 × 16 motion vector, and the MPEG4
This is a motion vector conversion method for obtaining a 16 × 16 motion vector.

【0075】第1及び第2の発明によれば、画像符号化
フォーマット変換方法におけるMPEG4の画像符号化
の符号化効率を高くすることのできる動きベクトル変換
方法を得ることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to obtain a motion vector conversion method that can increase the coding efficiency of MPEG4 image coding in the image coding format conversion method.

【0076】第3の発明、MPEG2の入力画像符号化
ビットストリームを、そのMPEG2の入力画像符号化
ビットストリームとは異なる画像符号化フォーマットの
MPEG4の出力画像符号化ビットストリームに変換す
る画像符号化フォーマット変換装置における動きベクト
ル変換装置において、MPEG2の入力画像符号化ビッ
トストリームより、Iフレーム及びPフレームを抽出
し、その後にそのIフレーム又はそのPフレームを1枚
置きに破棄する破棄手段を設け、その破棄手段によっ
て、そのMPEG2の入力画像符号化ビットストリーム
の縦・横の解像度のそれぞれ1/4の縦・横の解像度を
有するMPEG4の出力画像符号化ビットストリームを
得るようにした画像符号化フォーマット変換装置におけ
る動きベクトル変換装置であって、MPEG2の入力画
像符号化ビットストリーム内の動きベクトル情報及びマ
クロブロック情報を利用して、破棄するIフレーム又は
Pフレームの直後に符号化された、MPEG4の出力画
像符号化ビットストリームのPフレームの動きベクトル
対し、時間方向に2倍に伸長する時間補整処理を行っ
て、MPEG4の出力画像符号化ビットストリームの8
×8の動きベクトルを得る時間補整処理手段を設けた動
きベクトル変換装置である。
A third invention, an image encoding format for converting an MPEG2 input image encoded bitstream into an MPEG4 output image encoded bitstream having a different image encoding format from the MPEG2 input image encoded bitstream. In the motion vector converter in the converter, an I frame and a P frame are extracted from the MPEG2 input image coded bit stream, and thereafter, a discarding unit is provided for discarding the I frame or the P frame every other frame. Image encoding format conversion by means of discarding means to obtain an MPEG4 output image encoded bit stream having a vertical and horizontal resolution of 1 / each of the vertical and horizontal resolution of the MPEG2 input image encoded bit stream. Motion vector conversion device And using the motion vector information and macroblock information in the MPEG2 input image encoded bit stream, the MPEG-4 output image encoded bit stream encoded immediately after the I frame or P frame to be discarded. The motion vector of the P frame is subjected to a time compensation process of expanding the motion vector twice in the time direction, and the 8
This is a motion vector conversion device provided with time compensation processing means for obtaining a × 8 motion vector.

【0077】第4の発明、第3の発明の動きベクトル変
換装置において、時間補整処理手段によって、時間補整
処理されて得られたMPEG4の8×8の動きベクトル
を入力とし、その入力動きベクトル値を中心とした動き
ベクトルの再検索を行って動きベクトル補整を行うこと
により、1つのマクロブロックを構成する4つの8×8
の動きベクトルのうち、最も予測誤差の少ないMPEG
4の8×8の動きベクトルを16×16の動きベクトル
に割り当てて、MPEG4の16×16の動きベクトル
を得る動きベクトル補整手段を設けた動きベクトル変換
装置である。
In the motion vector conversion apparatus according to the fourth and third aspects of the present invention, an 8 × 8 motion vector of MPEG4 obtained by time correction processing by the time correction processing means is input, and the input motion vector value , The motion vector is re-searched and the motion vector is compensated to obtain four 8 × 8 pixels constituting one macro block.
MPEG with the least prediction error among the motion vectors
This is a motion vector conversion device provided with a motion vector compensating means for allocating an 8 × 8 motion vector of 4 to a 16 × 16 motion vector and obtaining a 16 × 16 motion vector of MPEG4.

【0078】第3及び第4の発明によれば、画像符号化
フォーマット変換方法におけるMPEG4の画像符号化
の符号化効率を高くすることのできる動きベクトル変換
装置を得ることができる。
According to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to obtain a motion vector conversion device capable of increasing the coding efficiency of MPEG4 image coding in the image coding format conversion method.

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

【図1】MPEG2の画像圧縮情報を示すビットストリ
ームからMPEG4の画像圧縮情報を示すビットストリ
ームへの変換を実現する画像情報変換装置の従来例を示
すブロック線図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional example of an image information conversion apparatus that realizes conversion from a bit stream indicating MPEG2 image compression information to a bit stream indicating MPEG4 image compression information.

【図2】筆者らの発明によるMPEG2画像圧縮情報を
示すビットストリームからMPEG4の画像情報圧縮情
報を示すビットストリームへの変換を実現する画像情報
変換装置(先行例)の構成を示すブロック線図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an image information conversion apparatus (preceding example) for realizing conversion from a bit stream indicating MPEG2 image compression information to a bit stream indicating MPEG4 image information compression information according to the present invention; is there.

【図3】MPEG2の画像圧縮情報を示すビットストリ
ーム中の動きベクトルと、MPEG4の画像圧縮情報を
示すビットストリーム中の動きベクトルとの相関を示し
た説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a correlation between a motion vector in a bit stream indicating MPEG2 image compression information and a motion vector in a bit stream indicating MPEG4 image compression information.

【図4】図2の画像情報変換装置における、解像度フレ
ームレート変換装置5の動作原理を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation principle of a resolution frame rate conversion device 5 in the image information conversion device of FIG.

【図5】図2の画像情報変換装置における、画枠サイズ
調整フラグに応じた解像度フレームレート変換装置5に
おける画素の補填或いは除去の動作原理を示した説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation principle of pixel supplementation or removal in the resolution frame rate conversion device 5 according to an image frame size adjustment flag in the image information conversion device of FIG.

【図6】図2の画像情報変換装置における、動きベクト
ル変換装置6の動きベクトル変換方法を示した説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a motion vector conversion method of the motion vector conversion device 6 in the image information conversion device of FIG. 2;

【図7】図2の画像情報変換装置における、動きベクト
ル変換装置6の具体構成を示すブロック線図である。
7 is a block diagram showing a specific configuration of a motion vector conversion device 6 in the image information conversion device of FIG.

【図8】図7の動きベクトル変換装置における、MPE
G2の16×16の動きベクトル→MPEG4の正規化
動きベクトル変換装置8の動作を示すフローチャートで
ある。
8 shows an MPE in the motion vector converter of FIG.
16 is a flowchart showing the operation of the 16 × 16 motion vector G2 → MPEG4 normalized motion vector converter 8.

【図9】図7の動きベクトル変換装置における、MPE
G2の16×16の動きベクトル→MPEG4の正規化
動きベクトル変換装置8でのフレーム構造、フレーム予
測の場合の動きベクトル変換の概念を示した説明図であ
る。
9 shows an MPE in the motion vector converter of FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a frame structure in a 16 × 16 motion vector of G2 → Normalized motion vector converter 8 of MPEG4 and a concept of motion vector conversion in the case of frame prediction.

【図10】A 変換前の動きベクトルを8で割った余り
と、変換後の動きベクトルとを対照して示す表図であ
る。 B 変換前の動きベクトルを4で割った余りと、変換後
の動きベクトルとを対照して示す表図である。
FIG. 10 is a table showing, in contrast, a remainder obtained by dividing a motion vector before A conversion by 8 and a motion vector after conversion. B is a table showing the remainder obtained by dividing the motion vector before conversion by 4 and the motion vector after conversion.

【図11】図9において、画像がフレーム構造で、第一
フィールド予測である時の動きベクトル変換の概念を示
した説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a concept of motion vector conversion when an image has a frame structure and is a first field prediction in FIG. 9;

【図12】図9において、画像がフレーム構造で、第二
フィールド予測である時の動きベクトル変換の概念を示
した説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a concept of motion vector conversion when an image has a frame structure and is a second field prediction in FIG. 9;

【図13】図9において、画像がフレーム構造で、第二
フィールド予測である時の動きベクトルの時間補整の説
明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of time adjustment of a motion vector when an image has a frame structure and is a second field prediction in FIG. 9;

【図14】図7の動きベクトル変換装置の画像サイズ調
整フラグによる動きベクトル調整器9の動作を説明する
ためのフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the motion vector adjuster 9 based on the image size adjustment flag of the motion vector conversion device in FIG. 7;

【図15】図7の動きベクトル変換装置のMPEG2の
イントラマクロブロックに対する動きベクトル補正器1
2の動作原理を示すブロック線図である。
FIG. 15 shows a motion vector corrector 1 for an MPEG2 intra macroblock in the motion vector converter of FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the operation principle of No. 2;

【図16】筆者らの発明によるMPEG2の動きベクト
ル情報からMPEG4の動きベクトルへの変換を実現す
る動きベクトル変換装置(先行例)を示すブロック線図
である。
FIG. 16 is a block diagram showing a motion vector conversion apparatus (preceding example) for realizing conversion from MPEG2 motion vector information to MPEG4 motion vectors according to the present invention.

【図17】動きベクトルの再検索装置を示すブロック線
図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a motion vector re-search apparatus.

【図18】本発明の実施の形態のフレーム破棄の説明図
である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of frame discarding according to the embodiment of this invention.

【図19】本発明の実施の形態のIフレーム破棄の説明
図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of discarding an I frame according to the embodiment of this invention.

【図20】本発明の実施の形態の動きベクトル変換装置
の例を示すブロック線図である。
FIG. 20 is a block diagram illustrating an example of a motion vector conversion device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201 MPEG2→MPEG4の8×8の動きベクト
ル変換装置、202動きベクトル整数画素検索装置、2
03 8×8の動きベクトル→16×16の動きベクト
ル変換装置、204 動きベクトル整数画素検索装置、
205 動きベクトル半画素検索装置。
201 MPEG2 → MPEG4 8 × 8 motion vector converter, 202 motion vector integer pixel searcher, 2
03 8 × 8 motion vector → 16 × 16 motion vector converter, 204 motion vector integer pixel searcher,
205 Motion vector half-pixel search device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 輝彦 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C059 KK41 MA00 MA05 NN03 NN21 PP06 SS10 TA65 TB04 TC12 TD05 UA02 UA23 UA32  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Teruhiko Suzuki 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) 5C059 KK41 MA00 MA05 NN03 NN21 PP06 SS10 TA65 TB04 TC12 TD05 UA02 UA23 UA32

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MPEG2の入力画像符号化ビットスト
リームを、該MPEG2の入力画像符号化ビットストリ
ームとは異なる画像符号化フォーマットのMPEG4の
出力画像符号化ビットストリームに変換する画像符号化
フォーマット変換方法における動きベクトル変換方法に
おいて、 上記MPEG2の入力画像符号化ビットストリームよ
り、Iフレーム及びPフレームを抽出し、その後に該I
フレーム又は該Pフレームを1枚置きに破棄することに
よって、該入力画像符号化ビットストリームの縦・横の
解像度のそれぞれ1/4の縦・横の解像度を有する上記
MPEG4の出力画像符号化ビットストリームを得るよ
うにした画像符号化フォーマット変換方法における動き
ベクトル変換方法であって、 上記MPEG2の入力画像符号化ビットストリーム内の
動きベクトル情報及びマクロブロック情報を利用して、
上記破棄するIフレーム又はPフレームの直後に符号化
された、上記MPEG4の出力画像符号化ビットストリ
ームのPフレームの動きベクトル対し、時間方向に2倍
に伸長する時間補整処理を行うことによって、上記MP
EG4の出力画像符号化ビットストリームの8×8の動
きベクトルを得るようにしたことを特徴とする動きベク
トル変換方法。
1. An image encoding format conversion method for converting an MPEG2 input image encoded bitstream into an MPEG4 output image encoded bitstream having a different image encoding format from the MPEG2 input image encoded bitstream. In the motion vector conversion method, an I frame and a P frame are extracted from the MPEG2 input image encoded bit stream, and then the I frame and the P frame are extracted.
The MPEG4 output image encoded bit stream having a vertical and horizontal resolution of 1/4 of the vertical and horizontal resolution of the input image encoded bit stream by discarding every other frame or the P frame. A motion vector conversion method in an image coding format conversion method that obtains a motion vector information and a macro block information using a motion vector information and a macro block information in the MPEG2 input image coding bit stream.
By performing a time correction process of extending the motion vector of the P frame of the output image encoded bit stream of MPEG4 immediately after the I frame or the P frame to be discarded in the time direction by twice in the time direction, MP
A motion vector conversion method characterized by obtaining an 8 × 8 motion vector of an output image encoded bit stream of EG4.
【請求項2】 請求項1に記載の動きベクトル変換方法
において、 上記時間補整処理されて得られたMPEG4の8×8の
動きベクトルを入力とし、該入力動きベクトル値を中心
とした動きベクトルの再検索を行って動きベクトル補整
を行うことにより、1つのマクロブロックを構成する4
つの8×8の動きベクトルのうち、最も予測誤差の少な
いMPEG4の8×8の動きベクトルを16×16の動
きベクトルに割り当てて、MPEG4の16×16の動
きベクトルを得るようにしたことを特徴とする動きベク
トル変換方法。
2. The motion vector conversion method according to claim 1, wherein an 8 × 8 MPEG4 motion vector obtained by performing the time compensation processing is input, and a motion vector centered on the input motion vector value is calculated. A single macro block is formed by performing a search again and performing motion vector correction.
Among the 8 × 8 motion vectors, an MPEG4 8 × 8 motion vector with the least prediction error is allocated to a 16 × 16 motion vector to obtain an MPEG4 16 × 16 motion vector. Motion vector conversion method.
【請求項3】 MPEG2の入力画像符号化ビットスト
リームを、該MPEG2の入力画像符号化ビットストリ
ームとは異なる画像符号化フォーマットのMPEG4の
出力画像符号化ビットストリームに変換する画像符号化
フォーマット変換装置における動きベクトル変換装置に
おいて、 上記MPEG2の入力画像符号化ビットストリームよ
り、Iフレーム及びPフレームを抽出し、その後に該I
フレーム又は該Pフレームを1枚置きに破棄する破棄手
段を設け、該破棄手段によって、該MPEG2の入力画
像符号化ビットストリームの縦・横の解像度のそれぞれ
1/4の縦・横の解像度を有する上記MPEG4の出力
画像符号化ビットストリームを得るようにした画像符号
化フォーマット変換装置における動きベクトル変換装置
であって、 上記MPEG2の入力画像符号化ビットストリーム内の
動きベクトル情報及びマクロブロック情報を利用して、
上記破棄するIフレーム又はPフレームの直後に符号化
された、上記MPEG4の出力画像符号化ビットストリ
ームのPフレームの動きベクトル対し、時間方向に2倍
に伸長する時間補整処理を行って、上記MPEG4の出
力画像符号化ビットストリームの8×8の動きベクトル
を得る時間補整処理手段を設けたことを特徴とする動き
ベクトル変換装置。
3. An image encoding format conversion apparatus for converting an MPEG2 input image encoded bit stream into an MPEG4 output image encoded bit stream having an image encoding format different from that of the MPEG2 input image encoded bit stream. In the motion vector converter, an I frame and a P frame are extracted from the MPEG2 input image encoded bit stream, and then the I frame and the P frame are extracted.
A discarding means for discarding every other frame or the P frame is provided, and the discarding means has a vertical and horizontal resolution of 1 / each of the vertical and horizontal resolution of the MPEG2 input image encoded bit stream. What is claimed is: 1. A motion vector conversion device in an image coding format conversion device for obtaining said MPEG4 output image coding bit stream, wherein the motion vector information and the macroblock information in said MPEG2 input image coding bit stream are used. hand,
The motion vector of the P frame of the output image coded bit stream of the MPEG4, which is coded immediately after the I frame or the P frame to be discarded, is subjected to time compensation processing for expanding the motion vector twice in the time direction, and the MPEG4 A motion vector conversion device comprising a time compensation processing means for obtaining an 8 × 8 motion vector of an output image coded bit stream.
【請求項4】 請求項3に記載の動きベクトル変換装置
において、 上記時間補整処理手段によって、時間補整処理されて得
られたMPEG4の8×8の動きベクトルを入力とし、
該入力動きベクトル値を中心とした動きベクトルの再検
索を行って動きベクトル補整を行うことにより、1つの
マクロブロックを構成する4つの8×8の動きベクトル
のうち、最も予測誤差の少ないMPEG4の8×8の動
きベクトルを16×16の動きベクトルに割り当てて、
MPEG4の16×16の動きベクトルを得る動きベク
トル補整手段を設けたことを特徴とする動きベクトル変
換装置。
4. The motion vector conversion device according to claim 3, wherein an 8 × 8 MPEG4 motion vector obtained by performing time correction processing by the time correction processing means is input,
By re-searching for a motion vector centered on the input motion vector value and performing motion vector compensation, of the four 8 × 8 motion vectors that constitute one macroblock, the MPEG4 of the least prediction error is used. Assigning 8 × 8 motion vectors to 16 × 16 motion vectors,
A motion vector conversion device comprising a motion vector compensating means for obtaining a 16 × 16 MPEG-4 motion vector.
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