JP2002305749A - 移動探知方法、ビデオ圧縮方法、並びに移動予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＳＰの性能を向上させる必要がある。 【解決手段】 移動予測の計算を減らすビデオ圧縮技術
が提供される。デジタル信号処理システム（処理装置４
００）が外部メモリ（外部メモリ装置４２２）を利用し
ている。オンチップ内にロードされる改善されたサーチ
ウィンドウの連続をロードすることによって、検知速度
が向上される。それにより、サーチが、外部メモリ（４
２２）へのアクセスをもっと少なくするので、もっと短
い時間で終了される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオの処理に関
し、特に、運動ベクトルを評価するウィンドウサーチ
（検索）技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮ビデオ技術は重要であり、実用的に
なっている。アナログ又はデジタルの「ＮＴＳＣ型」の
ビデオ送信は、およそ毎秒１００メガビットのビット伝
送速度を必要としている。今日、圧縮技術は、必要とさ
れるビット伝送速度を毎秒５メガビット以下まで低下さ
せることができる。これは、一般に、デジタル信号処理
又はＶＬＳＩ集積回路を使って達成される。

【０００３】圧縮における異なるタイプ及びレベルは、
所望画像の最終ビット伝送速度と特質とに依存して利用
され得る。一般的に、圧縮は、異なるタイプの冗長を圧
縮されたビデオ画像から除去する。それにより、画像は
一般的に画素群にバラバラにされ、通常はおよそ１６画
素×１６画素のブロックにバラバラにされる。異なるブ
ロックを比較し、ブロック間の相違に関する情報だけを
伝送することによって、ビット伝送速度上での重要な減
少が達成される。

【０００４】加えて、１ブロックの範囲内のある情報が
視聴者（ビューアー）に感知できないから、ベクトル量
子化又は不連続コサイン変換を使って感知できない又は
重要でない項目に対応するビットを除去できる。これに
より、必要とされるビット伝送速度を更に減少するが、
その結果生じた画質内に、ある劣化をもたらすことがあ
る。ビット伝送速度を減少させる第３の技術は、ここで
の主要な関心であり、静止画像又は移動対象が必ずしも
全ての項目の再伝送を必要としていないことである。移
動圧縮技術を使ってフレーム間での冗長を削除できる。
これは、通常、２つのフレーム間で「移動後」と考えら
れる１ブロックの画素を確認することによって達成され
る。それから、全ての画素データの代わりに運動ベクト
ル情報だけの伝送が、分解者（decomposer）で再構成す
るためのブロックの新しい場所を効果的に送る。

【０００５】多くのビデオシーンでは、一つの対象が、
本質的に無変化の背景に対して移動する。そのような状
況では、必要とされるように前景の対象を移動修正した
状態で、背景データの大部分は、ビデオデータにおける
フレームの次から次に対して相変わらず同じままにする
ことが可能である。そのような一つの例は、テレビ会議
を行うことであり、その中では、テレビ会議用の全部屋
又は環境が本質的に依然として無変化のままである。し
かしながら、前景では、個々人が話したり、又は身振り
することができる。そのような適用に対して、移動予測
として公知である手続きを実施することが望まれる。移
動予測では、一つのビデオフレームの内容を別のビデオ
フレームの内容に関係させるベクトルが決定される。例
えば、ベクトルは、もっと初期のビデオフレームの内容
の一部分における移動方向を示すことができる。そのよ
うな移動予測の利用によって、ビデオレコーディングが
もっと少ないビットを使用可能となる。その理由は、シ
ーンの背景部分が先行フレームと同じ又は殆ど同じデー
タを有すると見なされることがあり、そして一方、前景
内の対象がもっと初期のフレームと本質的に同じである
と見なされることがあるが、新しい場所に移動されるこ
とがあるからである。

【０００６】図３Ａ及び図３Ｂは、移動予測プロセスを
示している。図３Ｂでは最新フレーム（画面）が示さ
れ、そして一方、図３Ａは基準フレームを示している。
最新画面の内容を、基準画面の内容と同一であると見な
すことは望ましいが、最新画面の変更部分を使って、運
動ベクトル（ｕ，ｖ）と共に基準画面内のブロック（区
画）を指定することは望ましい。ブロックの場所は通
常、そのサイズに関する何らかの情報と共に、その上方
左角の座標によって与えられる。

【０００７】基準ベクトルを決定する一つの計算上の集
中的な解決策は、最も適合する全てのフレームをサーチ
（探索）することである。そのような手続きを使って、
そのブロックに対して全ての可能な場所が決定され、結
果として運動ベクトルが計算される。選択された運動ベ
クトルは、予測画像と最新画像との間で最適合になるベ
クトルである。しかしながら、そのような解決策は、計
算上極度に費用がかかり、そして通常使用にとって本質
的に使い物にならならい。

【０００８】しかしながら、移動予測のための様々な速
いサーチ方法がある。これらの方法は、サーチの計算コ
ストを著しく低減するが、制約を課している。これらの
解決策の本質は、ブロックサーチ動作の数を低減するこ
とである。これらの解決策は、２つの異なったグルー
プ、即ち、グローバルサーチとステップバイステップサ
ーチとで特徴づけられている。これらの技術の各々は、
個々に良く知られている。

【０００９】基準ブロック用の運動ベクトルを決定する
ためのグローバルサーチの解決策では、システムは、多
くの広範囲に及ぶポイントでフレームの回りに移動し、
且つ、それらの場所でのブロックと基準のフレーム内の
ブロックとを比較することによって、ビデオ情報のフレ
ーム内で最高に適合するブロックを見付けようとする。
そのシステムは最初に微細領域に適合しようとし、次に
その領域内でサーチを改善する。一つの例がスリーステ
ップサーチである。そのシステムは、最初に微細ポイン
ト（最も誤差の少ないポイント）を発見するようにサー
チし、次にその微細ポイントから２画素離れたブロック
をサーチする。最後に、そのシステムは、新しい微細ポ
イントの隣のブロックをサーチする。もちろん、特別な
値は、異なったアプリケーションソフト用に調節可能で
ある。このようなグローバルサーチのタイプにおける動
作の平均数は、およそ４０である。この方法では、サー
チエリア内で全ての可能な運動ベクトルがチェックさ
れ、そして比較される。２つの比較される画像ブロック
のうち、最小の絶対誤差合計（Sum of Absolute Differ
ence、ＳＡＤ）の値を備えた運動ベクトルが選択され、
そしてコード化される。その結果、高い圧縮率が達成さ
れる。

【００１０】このような解決策の利点は、微細領域に迅
速に接近する能力である。これは、速く移動しているビ
デオ画像にとって重要である。なぜならば、適合したブ
ロックが、以前のポイントから比較的長い距離、例え
ば、１０画素離れているかもしれないからである。グロ
ーバルな解決策もまたサーチ時間をもっと予測可能にし
ている。なぜならば、たとえ適合が第１の試みで発見さ
れたとしても、グローバルサーチが常に同じ動作数を実
行するからである。

【００１１】第２の速いサーチ技術が、ステップバイス
テップサーチである。多くのタイプのビデオ、例えば、
テレビ会議では、背景は移動せず、そして話し手は驚く
ほど移動しない。もしエンコーダ（符号器）が十分な計
算リソース（手段）を有し、そして十分な速度、例え
ば、毎秒１０フレーム以上の速度で符号化するならば、
適合したブロックが、２又は３画素離れておそらく発見
されるだろう。こうして、中心からのステップバイステ
ップサーチがグローバルサーチよりも良好な結果を提供
できる。ステップバイステップサーチにおける典型的な
１例は、ダイヤモンドサーチである。それは、ウィンド
ウの中心からサーチし始め、４つの近くの場所（上、
下、左、及び右）を比較し、それから新しい中心として
最適合（ベストマッチ）を選択する。中心が更に変化し
なくなるまで、サーチすることが続く。

【００１２】テレビ会議の環境では、対象は通常、フレ
ームからフレームへ少し移動する。一般的には、もしエ
ンコーダ上のフレーム速度が毎秒１０フレームより速い
ならば、大抵の移動はＣＩＦ画像上で４画素よりも少な
いだろう。このステップバイステップサーチの方法は、
このような条件で、多くの他の速いサーチ方法よりもっ
と良好な結果をもたらす。その方法はまた背景画像ブロ
ックを処理するための最高の方法である。なぜならば、
そのようなブロックはビデオ会議中に移動しないであろ
うと考えられるからである。

【００１３】ＭＰＥＧ（動画像専門組織）Ｈ．２６Ｘな
どを含めてビデオ圧縮規格の大部分の中で移動予測が利
用されて映像の流れを圧縮する。理解されるように、上
述されたサーチプロセスは、時間を浪費する計算上集中
的なタスクである。そのプロセスは、ＣＰＵ（中央処理
装置）における処理能力の大部分を浪費する。更に、メ
モリアクセスの多くの回数が、計算の性質から必要とさ
れている。

【００１４】そのようなビデオ圧縮及び探知方法を利用
したシステムは、ナンバクランチ装置（number-crunchi
ng workhorse）としてデジタル信号処理プロセッサ（Ｄ
ＳＰ）を一般的に使用している。ＤＳＰは、一般的に、
ＤＲＡＭ（記憶保持動作が必要な随時読み出し書き込み
メモリ）及びＳＤＲＡＭ（同期式のＤＲＡＭ）メモリを
使用している。ＳＤＲＡＭメモリは、システムコストを
低減するため、及び、低電力消費のために好適である。
読み出し及び書き込み用のこのメモリにアクセスするの
に必要とされる特別なクロック周波数を排除するため
に、このメモリを備えたキャッシュが利用されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キャッ
シュメモリはＤＳＰの中の制限されたリソースである。
その結果、プログラムセグメント及びデータ用に非常に
多くの余裕だけが存在する。もしキャッシュがプログラ
ムコードを含み、そして１ブロックのデータが必要とさ
れるならば、キャッシュされたプログラムコードがフラ
ッシュされて入ってくるデータを受け入れる。その逆
に、コードのセグメントが必要とされる時に、キャッシ
ュ内に既に常駐している何らかのデータがフラッシュさ
れそうになる。一般的に、ＤＳＰはキャッシュ動作の制
御を持たないので、プログラム及びデータにおける一定
のキャッシング及び再キャッシングのため、ビデオデー
タを処理する時に、性能を激しく下げることができる。

【００１６】従って、ＤＳＰの性能を向上させる必要が
ある。あるメモリ構成の中でキャッシングスキームの使
用から生じた性能ヒットを補う必要がある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、方法及
び装置がビデオ圧縮用に提供される。デジタル信号処理
プロセッサ（ＤＳＰ）はプログラムコードを与えられて
ビデオ情報の最新フレームを圧縮する。最新フレーム上
におけるサーチウィンドウの部分が、ＤＳＰの中に含ま
れたオンチップメモリ内にロードされる。オンチップメ
モリ内に含まれたサーチウィンドウの部分内で、サーチ
ポイントに対して基準ブロックを比較することにより、
第１レベルのサーチポイントのためサーチがなされる。
サーチウィンドウの第２部分は、第１レベルのサーチポ
イントの場所に依存してロードできる。改善されたサー
チが第２部分の上でなされる。

【００１８】本発明は、初期のロードステップによって
実質上ビデオ圧縮プロセスを増加させる。その結果、ビ
デオ圧縮時間が本発明によって向上される。

【００１９】本発明の教示することは、添付図面と共同
して、発明の実施の形態における説明に役立つ実例に関
して以下の詳細な記載を検討することによって、容易に
理解されるだろう。

【００２０】

【発明の実施の形態】Ｈ．２６３は、テレビ会議規格
Ｈ．３２３及びＨ．３２４を満たす使用のために命じら
れるビデオコード化アルゴリズムである。これらの規格
は、国際電気通信連合（ＩＴＵ）によって公表されてい
る。Ｈ．２６３を使ってビデオ（映像）の流れを圧縮す
ると、圧縮されたビデオ信号を伝送するための帯域幅要
件が実質的に減らされる。一般的な圧縮率は１００：１
から２００：１である。このような高い圧縮率を達成す
るために、エンコーダ上のコンピュータによるロードが
高くなる。

【００２１】Ｈ．２６３アルゴリズムは二つの部分：コ
ード化と移動予測／補正とからなる。コンピュータによ
る能力のもっと大きな要求は、移動予測／補正から得ら
れる。コンピュータによるタスクの約７０〜８０％は、
一般的なエンコーダ内のこの部分に由来する。コンピュ
ータによるタスクを低減するために、後述される新しい
サーチプロセスが利用される。

【００２２】１００：１以上の圧縮率を達成するため
に、Ｈ．２６３は、二つのフレーム、即ち、先行フレー
ム及び最新フレームを構成するデータブロックを比較し
て差を決定する。その差だけがコード化され、そして送
られる；先行フレームが受像器（レシーバー）に既に存
在すると仮定されている。更に、そのアルゴリズムは、
画像が移動しているのか、どのくらい画像が移動した
か、そして、どの方向かを決定しようとする。その手続
きは移動予測と呼ばれている。もしこの方法がグローバ
ル的に適用されたならば、比較される二つの画像の全体
に渡って詳細に比較することにより、計算コストがばか
高くなる。全ての１６×１６の画像ブロックに対して、
４８×４８のウィンドウ内でサーチすると、９６１個の
絶対誤差合計の比較が必要になる。エンコード時間の９
５％以上がこの単一動作のために使われる。

【００２３】一つの例はスリーステップサーチである。
そのシステムは、最初にサーチして微小ポイント（最も
少ない誤差をもつポイント）を見付け、それから、その
微小ポイントから２画素離れたブロックをサーチする。
最後に、システムは、新しい微小ポイントの隣に存在す
るブロックをサーチする。もちろん、特別な値を、異な
るアプリケーションソフト用に調節できる。この種のグ
ローバルサーチ内での動作平均回数はおよそ４０回であ
る。

【００２４】発明における一つの実施の形態では、全て
のサーチエリアを構成するフレームのデータブロック
は、ＤＳＰのオンチップメモリ内にロードされる。例え
ば、Ｈ．２６３に従って、９ブロックの画像（４８×４
８）はＤＳＰメモリ内にロードされる。平均的なサーチ
は３０〜４０ブロックにアクセスするだろう。ＤＳＰの
オンチップメモリの上に９ブロックのウィンドウデータ
をロードすることによって、必要とされる多くの外部メ
モリアクセスの回避により実質的な時間が節約される。
ユーザは、サーチオンチップの実行によって、サーチ速
度の点で７０％以上の改善を期待することが可能とな
る。

【００２５】低いシステムコストの要件と、もっと小さ
なパッケージサイズに対してますます高まる要求とによ
って、もっと小さなオンチップメモリを備えたＤＳＰが
導入されている。例えば、ＤＳＰがそのＸ又はＹスペー
ス内にオンチップメモリの２Ｋを有することは珍しいこ
とではない。しかしながら、４８×４８のサーチウィン
ドウがメモリ（１Ｋ＝１０２４）の２．２５Ｋワードを
必要としている。その結果、幾つかのＤＳＰ内では、全
てのサーチウィンドウをホストすることは実現不可能で
ある。そのようなＤＳＰのオンチップメモリ内にロード
された単純な部分的ウィンドウは働かないだろう。なぜ
ならば、以前知られていなかった微小ポイントが、オン
チップメモリ内にロードされなかったウィンドウの部分
内に、ロードされ得るからである。

【００２６】こうして、発明における別の面に従って、
ウィンドウサーチの技術は第１パスを含んでいる。その
第１パス内では、画像フレームの第１部分を構成するデ
ータブロックが、外部メモリからオンチップメモリ内
に、例えば、Ｘスペース内又はＹスペース内の何れかに
ロードされている。第１部分は、サーチウィンドウの一
部分に対応している。サーチポイントの運動ベクトル
（例えば、ＳＡＤ）を計算することを含めて、第１サー
チが、第１部分内に含まれたサーチポイント上でなされ
る。外部メモリ内に常駐しているサーチポイントの運動
ベクトルを計算することによって、サーチが、オンチッ
プメモリ内にロードされなかったウィンドウのうち残っ
ているサーチポイントで続けられる。次のステップで
は、サーチが、もっと小さなエリア内で改善される。こ
の一般的なアウトラインが、速い移動サーチ用の発明の
一面を記述し、そこではＤＳＰのオンチップメモリが完
全なウィンドウサーチを提供できない。次に、もっと詳
細な説明をする。

【００２７】図１及び図２は、発明の実施の形態におけ
る説明に役立つ実例を示している。フローチャート１０
０は、ビデオ画像（ビデオ信号など）の最新フレーム２
００をサーチするための発明に従って、処理ステップを
示している。ステップ１０２で、基準フレームの基準ブ
ロック（例えば、図３Ａの符号３０２）がＤＳＰ内にロ
ードされる。基準ブロックは、ビデオにおけるもっと初
期のフレームに一般的になろうとするが、このことは必
ずしもそうなる必要がない。ビデオ圧縮内には二つの基
本的な移動予測方法が存在する。Ｐフレーム方法は、基
準フレームとして先行フレームを使う。その時間の大部
分では、これは最終フレームになろうとする。しかしな
がら、もし誤差が最終フレーム内に発生したならば、そ
れはもっと初期フレームになる可能性がある。

【００２８】基準ブロック３０２に関して運動ベクトル
（例えば、図３Ｂの符号３０４）は、最新フレーム内で
適切なブロック３０６のために計算される。これらの適
切なブロックは、最新フレーム内の座標と相互に関係す
るサーチポイント（例えば、図２の符号２３０）のパタ
ーンから成るサーチウィンドウに従って選択される。

【００２９】ステップ１０４では、最新フレームから３
２×３２の画像データを備えた第１部分２１２は、ＤＳ
Ｐのオンチップメモリ内にロードされる。図２で理解さ
れるように、従来のサーチウィンドウ２０２は、サーチ
ポイント２３０の全てを包み込めるほど十分に大きい最
新フレームのエリアから成る。しかしながら、第１部分
２１２は、サーチポイントの全てより少なく、第１部分
の外側に置かれているサーチポイントの幾つかを、例え
ばサーチポイント２３２及び２３４を含んでいる。好ま
しくは、第１部分は、サーチポイントの大部分が第１部
分の内側に置かれるようなサイズを有することである。
しかしながら、３２×３２のウィンドウを選択すること
は、発明の実施にとって重要ではない。そのサイズは、
オンチップメモリの利用可能なサイズに主に依存するの
で、もっと大きいかもしれないし、又はもっと小さいか
もしれない。もっと大きなウィンドウを持つことは好ま
しく、そして一方、もっと小さなウィンドウサイズを備
えて改善された性能を今でも発明が達成できることが示
されるだろう。

【００３０】次に、運動ベクトルの計算（例えば、ＳＡ
Ｄ）が、ステップ１０６のグローバルサーチの間に行わ
れる。ここでは、初期の中心点２２２とサーチポイント
２３０の各点との間での運動ベクトルが計算される。第
１部分２１２内に含まれたこれらのサーチポイントに対
して、データがＤＳＰのオンチップメモリ内に常駐して
いるので、計算が外部メモリのアクセス遅延を持たずに
続くだろう。その結果、その処理の一部分の間に、外部
メモリのアクセス動作が存在しない。終了するのに非常
に多くのクロックサイクルを外部メモリのアクセスが一
般的に必要とするのに対し、内部メモリのアクセスは１
クロックサイクルを消費する。これは、時間の点で、重
要な節約を示している。

【００３１】サーチステップ１０６は、第１部分２１２
の外側に存在するサーチポイントのために継続する。最
後に、サーチポイント２３０の全てのうちから（第１部
分に対して外部及び内部の）微小ベクトルが決定され
る。微小運動ベクトルに関係されるサーチポイントは第
１レベルのサーチポイントと呼ばれる。外部サーチポイ
ント（例えば、符号２３２及び２３４）に対して運動ベ
クトルの計算を実行すると、ＤＳＰのオンチップメモリ
内にロードされなかったそれらのサーチポイントのため
に、ある遅延（例えば、メモリのアクセス遅延）が存在
するだろう。しかしながら、第１部分の内側のサーチポ
イントを処理している間に達成された時間節約で、遅延
が補われ、そこでは外部メモリのアクセスが必要とされ
なかった。

【００３２】異なったサーチアルゴリズムは、サーチポ
イントの異なったパターンを有している。図２のサーチ
ポイントは、説明に役立つ目的のために単に示され、そ
して、好適なサーチパターンを示すように意図されてい
ない。利用可能なＤＳＰのオンチップメモリ内で第１部
分が適合するように、任意の与えられたサーチパターン
に対して第１部分のサイズ２１２を選択しなければなら
ないことが理解できる。オンチップメモリ内にサーチウ
ィンドウの何らかの部分をロードし、そしてサーチを実
行することによって、データが格納されたオンチップを
使用することは、処理時間を改善することになるだろ
う。

【００３３】図２に続いて、第１レベルのサーチポイン
トは、即ち、関連の最も少ない運動ベクトルを備えたサ
ーチポイントは、次の改善されたサーチウィンドウに対
して新しい中心点になる。改善されたウィンドウサーチ
は、もっと小さなウィンドウを使って次ぎのレベルサー
チを実施する。考慮されるべき三つの結果が存在する。
第１の場合には、第１レベルのサーチポイントが、第１
部分２１２のエリアの範囲内に完全に置かれている。こ
の場合には、改善されたサーチのために利用されるもっ
と小さなウィンドウが第１部分の範囲内に完全に置かれ
るように、第１レベルのサーチポイントが置かれてい
る。例えば、もし第１レベルのサーチポイントがサーチ
ポイント２２４Ａであるならば、改善されたサーチのた
めにもっと小さなウィンドウ２１４Ａがそれを中心とし
て置かれる。理解されるように、もっと小さなウィンド
ウが第１部分２１２の範囲内にすっかり置かれている。
こうして、改善されたサーチの間に必要とされる全ての
データポイントは、第１部分内に含まれる。第１部分が
オンチップメモリ内に既にロードされたならば、データ
がＤＳＰの範囲内で既に利用可能となって改善されたサ
ーチを実行する。

【００３４】第２の場合には、第１レベルのサーチポイ
ントが第１部分２１２の境界近くに置かれている。例え
ば、第１部分の境界近くに置かれているサーチポイント
２２４Ｂを考えてみる。改善されたサーチに対し、サー
チポイント２２４Ｂを中心としてもっと小さなウィンド
ウ２１４Ｂを置くことは、第１部分の外側に置かれてい
るデータポイントを必要とする。このデータポイントは
外部メモリ内に存在するので、改善されたサーチは外部
メモリにアクセスすることを必要とするだろう。

【００３５】第３の場合には、第１レベルのサーチポイ
ントが第１部分２１２の外側に置かれている。サーチポ
イント２２４Ｃはこのような場合を例示している。第２
の場合と異ならずに、改善されたサーチに対してもっと
小さなウィンドウ２１４Ｃが、ＤＳＰのオンチップメモ
リ内にまだ格納されていない幾らかのデータを必要とす
る。

【００３６】それから、図１に戻って、第２及び第３の
場合に記載されたように第１レベルのサーチポイントが
置かれている時には、ステップ１０８が与えられる。こ
のステップ内では、もっと小さなサーチウィンドウを備
えた最新フレームにおける部分が、外部メモリから内部
にロードされている。図３で示された例では、今現在新
しい中心点である第１レベルのサーチポイントを中心と
して置かれた２４×２４のウィンドウ２１４Ａ（２１４
Ｂ、又は２１４Ｃ）用のデータが、外部メモリから内部
にロードされている。オンチップメモリ内に存在する第
１部分２１２から成るデータは、もっと小さなウィンド
ウのデータによってオーバーライトされ得るが、これは
必要ではない。３２×３２のウィンドウを使って、２４
×２４サイズのもっと小さなウィンドウを選択すること
は特に重要ではない。しかしながら、もっと小さなウィ
ンドウ用のウィンドウサイズは、使用時に特別のサーチ
アルゴリズムによって要求された範囲を覆うのに十分で
あるべきである。

【００３７】最後に、ステップ１１０では、改善された
サーチが実行される。例えば、従来のスリーステップサ
ーチでは、新しい中心点を中心として置かれた四つの羅
針盤の方位目盛と同一の空間を占める四つのデータポイ
ントがサーチされて第２レベルのサーチポイントを確認
する。一般的に、新しい中心点から２画素離れたデータ
ポイントがサーチされる。次に、第２レベルのサーチポ
イントを中心として置かれた３画素×３画素の正方形を
構成する８ポイントがサーチされる。これにより、本発
明における完全な画素移動サーチを終了する。

【００３８】図４に関して、ブロック図が、発明に従っ
て処理装置４００の一つの実施の形態における説明に役
立つ実例を示している。ＤＳＰユニット４０２又は類似
の処理装置が外部メモリ装置４２２に接続されている。
ＤＳＰと外部メモリとの間でのデータ通信は、データバ
ス４３２の上で生じる。ＤＳＰは算術処理ユニット４１
２を備えている。算術処理ユニット４１２は、ＤＳＰに
一般に関係される算術及びそれに類する演算を実行する
ための１ブロックの論理回路から成る。ＤＳＰは更に、
ＤＳＰを作動するためのファームウェア（プログラムコ
ード）を含めて、オンチップ読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）４１８を備えることも可能である。従来、Ｘスペー
スメモリ４１４とＹスペースメモリ４１６とがＤＳＰの
オンチップ内に設けられている；しかしながら、他のメ
モリ構成が可能である。一組の内部バス４０１は様々な
構成要素を互いに連結している。

【００３９】ビデオにおける最新フレーム２００は、外
部メモリ４２２内に格納されている。発明に従って、最
新フレームの部分２１２又は２１４は、ＤＳＰのオンチ
ップメモリ内にロードされる。図４における説明に役立
つブロック図では、フレーム部分を提供するためにＹス
ペースメモリ４１６が利用され得るけれども、Ｘスペー
スメモリ４１４内にロードされたフレーム部分が示され
ている。

【００４０】ＲＯＭ内に一般的に含まれたＤＳＰはファ
ームウェア等を備え、ファームウェア等は、図１及び図
２に共同して記述された先行処理を実行するためにプロ
グラムコードを有している。開示された処理によって、
プログラミング及びビデオ処理技術を含めて関連分野に
おける通常技術の一つが、発明に従って利用するための
ＤＳＰを構成するのに適切なコード化を十分に提供でき
るようにしている。特定のコード化の従来例及びデータ
構造は、動作環境、開発環境、及び、ここで記載された
発明的な面を利用するであろう対象装置のような要因に
依存している。そのような詳細は、発明と密接な関係が
ないので、省略して説明を単純化している。

【００４１】発明における特定の実施の形態が記述され
たけれども、様々な変形例、交替、代替の構造、及び、
等価物もまた発明の範囲内に包含される。例えば、発明
における開示された実施の形態はＤＳＰ技術に基づかれ
ている。ＤＳＰは、多くの消費製品の中のプロセッサか
ら好適に選んだ物である。ＤＳＰは、一般的に、ビデオ
処理のようなナンバークランチ・アプリケーションソフ
トに合うように作られている。しかしながら、開示され
た発明は、何らかの特定なデータ処理環境の範囲内での
動作に限定されないが、複数のデータ処理体制の範囲内
で自由に動作できる。本発明は、特定な実施の形態によ
って記述されたけれども、本発明の範囲が、記述された
特定な実施の形態に制限されないように、関連分野にお
ける当業者にとって明きらかであろう。

【００４２】従って、明細書及び図面は、限定的な意味
よりもむしろ説明的な意味で考えられるべきである。し
かしながら、付加、削除、代用、及び、他の変形例が、
請求項の中で説明されたように、発明のもっと広い趣旨
及び範囲から逸脱することなくなされ得ることは明白で
あろう。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、初期のロードステップによっ
て実質上ビデオ圧縮プロセスを増加させる。その結果、
ビデオ圧縮時間が本発明によって向上される。

【００４４】ＤＳＰのオンチップメモリの上に９ブロッ
クのウィンドウデータをロードすることによって、必要
とされる多くの外部メモリアクセスの回避により実質的
な時間が節約される。ユーザは、サーチオンチップの実
行によって、サーチ速度の点で７０％以上の改善を期待
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法における好適な実施の形態を示す
フローチャートである。

【図２】本発明の方法の好適な実施の形態における一方
法の例を示す図である。

【図３Ａ】従来の移動予測プロセスを示す図である。

【図３Ｂ】従来の移動予測プロセスを示す図である。

【図４】本発明に従ってＤＳＰ構成の説明に役立つ実例
を示す図である。

【符号の説明】

１００ フローチャート ２００ 最新フレーム ２０２ 従来のサーチポイント ２１２ 第１部分 ２１４Ａ ウィンドウ ２１４Ｂ ウィンドウ ２１４Ｃ ウィンドウ ２２２ 初期の中心点 ２２４Ａ サーチポイント ２２４Ｂ サーチポイント ２２４Ｃ サーチポイント ２３０ サーチポイント ２３２ サーチポイント ２３４ サーチポイント ３０２ 基準ブロック ３０４ 運動ベクトル ３０６ 適切なブロック ４００ 処理装置 ４０１ 内部バス ４０２ ＤＳＰユニット ４１２ 算術処理ユニット ４１４ Ｘスペースメモリ ４１６ Ｙスペースメモリ ４１８ オンチップ読み出し専用メモリ ４２２ 外部メモリ装置 ４３２ データバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK17 KK50 MA00 MA05 NN03 NN24 PP04 SS07 TA63 TB08 TC00 TC12 TD05 TD06 TD11 UA02 UA33 5J064 AA01 BB03 BC01 BC14

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）
   の中で、ビデオ情報における最新フレーム内の移動探知
   方法であって、 前記最新フレームにおけるデータポイントのサーチエリ
   アを規定し、前記最新フレーム内に配置されたサーチポ
   イントのパターンを規定するサーチウィンドウを提供す
   るステップと、 前記ＤＳＰの第１メモリ部分内に基準ブロックをロード
   するステップと、 前記サーチポイントのうち少なくとも幾らかを含んだ前
   記サーチエリアの第１フレーム部分を、前記ＤＳＰの第
   ２メモリ部分内に少なくともロードするステップと、 前記基準ブロックと前記第１フレーム部分のサーチポイ
   ントとの比較実行を含めて第１レベルのサーチポイント
   を決定するステップと、 前記第１レベルのサーチポイントの場所に基づいて前記
   ＤＳＰの第３メモリ部分内に、前記サーチエリアの第２
   フレーム部分を選択的にロードするステップと、 前記第１レベルのサーチポイントに関してローカルサー
   チを実行するステップとを有することを特徴とする移動
   探知方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、 前記決定するステップが更に、前記ＤＳＰに対して外部
   であるメモリ内に格納された少なくとも１つのサーチポ
   イントと前記基準ブロックとの比較実行を含むことを特
   徴とする移動探知方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、 前記ローカルサーチを実行するステップが、前記第１レ
   ベルのサーチポイントを中心として置かれた第２サーチ
   ウィンドウを含み、第２サーチウィンドウが、前記最新
   フレームにおける前記サーチエリアの範囲内に含まれる
   改善されたサーチエリアを規定することを特徴とする移
   動探知方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、 もし前記改善されたサーチフレームが、前記第１フレー
   ム部分内に含まれないデータポイントを含む場合に、前
   記第２フレーム部分のロードが実行されることを特徴と
   する移動探知方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、 前記第１、第２、及び第３メモリ部分が、前記ＤＳＰに
   おけるオンチップメモリの一部分であることを特徴とす
   る移動探知方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、 前記第３メモリ部分が、前記第２メモリ部分の範囲内に
   含まれることを特徴とする移動探知方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、 前記比較実行のステップが、運動ベクトルの生成を含む
   ことを特徴とする移動探知方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の方法において、 前記第１レベルのサーチポイントが、前記運動ベクトル
   に基づいて決定されることを特徴とする移動探知方法。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法において、 前記比較実行のステップが、絶対誤差合計の値の計算を
   含むことを特徴とする移動探知方法。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の方法において、 前記サーチエリアの全てが前記第２メモリ部分内にロー
    ドされることを特徴とする移動探知方法。
11. 【請求項１１】 ビデオ情報の第２フレームに対してビ
    デオ情報の第１フレームを比較することによってビデオ
    圧縮する方法であって、 前記第１フレーム内に含まれる基準フレームを確認する
    ステップと、 第１メモリ内に前記第２フレームを格納するステップ
    と、 前記第２フレーム内のデータポイントから成り、複数の
    サーチポイントを含んだサーチエリアを、前記第２フレ
    ーム内で規定するステップと、 前記サーチポイントの１つ又は複数を含めて前記サーチ
    エリアの少なくとも一部分を、第２メモリ内に格納する
    ステップと、 前記第２メモリ内に含まれるサーチポイントと前記基準
    ブロックとを比較するステップと、 比較する前記ステップに基づいて第１レベルのサーチポ
    イントを決定するステップと、 前記第１レベルのサーチポイントを中心として置かれ、
    前記サーチエリア内に含まれる改善されたサーチエリア
    を決定するステップと、 前記改善されたサーチエリア上でローカルサーチを実行
    するステップとを有することを特徴とするビデオ圧縮方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法において、 前記ローカルサーチを実行するステップが、前記改善さ
    れたサーチエリアから成るデータを、前記第２メモリ内
    に選択的にロードすることを含むことを特徴とするビデ
    オ圧縮方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法において、 前記改善されたサーチエリアが、前記第１フレーム部分
    内に含まれない場所を含む場合には、データを選択的に
    ロードする前記ステップが実行されることを特徴とする
    ビデオ圧縮方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１に記載の方法において、 前記第１メモリ内に含まれ、かつ前記第２メモリ内に含
    まれないサーチポイントと、前記基準ブロックとを比較
    する追加的なステップを更に含み、前記サーチポイント
    を決定するステップが、比較する前記追加的なステップ
    に更に基づくことを特徴とするビデオ圧縮方法。
15. 【請求項１５】 請求項１１に記載の方法において、 前記ステップが、デジタル信号処理プロセッサ内で実行
    されることを特徴とするビデオ圧縮方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法において、 前記第１メモリが前記デジタル信号処理プロセッサに対
    して外部であり、前記第２メモリが前記デジタル信号処
    理プロセッサ内に含まれたオンチップメモリであること
    を特徴とするビデオ圧縮方法。
17. 【請求項１７】 請求項１１に記載の方法において、 前記比較するステップが運動ベクトルの生成を含み、前
    記第１レベルのサーチポイントが前記運動ベクトルに基
    づいて決定されることを特徴とするビデオ圧縮方法。
18. 【請求項１８】 請求項１１に記載の方法において、 前記比較するステップが、絶対誤差合計の値の計算を含
    むことを特徴とするビデオ圧縮方法。
19. 【請求項１９】 請求項１１に記載の方法において、 前記サーチエリアの全てが、前記第２メモリ内に格納さ
    れることを特徴とするビデオ圧縮方法。
20. 【請求項２０】 デジタルビデオ画像圧縮システム内
    で、移動を予測する装置であって、 プロセッサ（ＤＳＰ）と、 最新フレームを格納するために前記プロセッサに結合さ
    れた第１メモリと、 前記プロセッサに結合された第２メモリとを備え、 前記第２メモリによって格納された一連の命令が、前記
    プロセッサにより実行されると、前記プロセッサが、 （１）前記最新フレーム内でサーチエリアを規定し、前
    記最新フレーム内でサーチポイントのパターンを規定す
    るサーチウィンドウにアクセスするステップと、 （２）前記ＤＳＰの第１メモリ部分内に基準ブロックを
    ロードするステップと、 （３）前記サーチポイントの少なくとも幾らかを含んだ
    前記サーチエリアの第１フレーム部分を、前記ＤＳＰの
    第２メモリ部分内に少なくともロードするステップと、 （４）前記第１フレーム部分内のサーチポイントと前記
    基準ブロックとの比較実行を含めて第１レベルのサーチ
    ポイントを決定するステップと、 （５）前記第１レベルのサーチポイントの場所に基づい
    て前記ＤＳＰの第３メモリ部分内に、前記サーチエリア
    の第２フレーム部分を選択的にロードするステップと、 （６）前記第１レベルのサーチポイントの回りでローカ
    ルサーチを実行するステップとを実行することを特徴と
    する移動予測装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の装置において、 前記第１メモリが、前記ＤＳＰに対し外部であることを
    特徴とする移動予測装置。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の装置において、 前記第２メモリが、前記ＤＳＰ内に含まれたオンチップ
    メモリであることを特徴とする移動予測装置。
23. 【請求項２３】 請求項２０に記載の装置において、 前記ステップ（４）が更に、前記第１メモリ内に格納さ
    れた少なくとも１つのサーチポイントと前記基準ブロッ
    クとの比較実行を含んでいることを特徴とする移動予測
    装置。
24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の装置において、 前記第１メモリが、前記ＤＳＰに対して外部であること
    を特徴とする移動予測装置。
25. 【請求項２５】 請求項２０に記載の装置において、 前記比較実行のステップが運動ベクトルの生成を含み、
    前記第１レベルのサーチポイントが前記運動ベクトルに
    基づいて決定されていることを特徴とする移動予測装
    置。