JP2008054341A - Method for compensating motion of moving picture - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in which when an evaluation is performed by subtracting a fixed amount from a basic evaluation value used for a motion estimation only in the case of specific motion vector so that a motion vector with a small amount of information at the time of coding is easily detected, an adverse effect of deterioration in predictive characteristics by a reduction of an amount of coding information of the motion vector when its value is always constant, can not be considered. <P>SOLUTION: A deterioration in predictive characteristics is prevented by performing setting so that a differential value to be subtracted from an evaluation value becomes smaller when a quantization step width becomes smaller by a quantization parameter for determining the quantization step width in quantizing a transform coefficient. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディジタル動画像符号化技術に属するものである。   The present invention belongs to a digital video encoding technique.

ディジタル動画像の高能率符号化において、時間的に隣接するフレーム間の相関を利用
する動き補償方法は大きな圧縮効果を生むことが知られている。このため、動画像符号化
方式の国際標準MPEG1とMPEG2でも半画素精度のブロックマッチングの技術が用いられてい
る。この方式では、符号化しようとする画像を多数のブロックに分割し、ブロック毎にそ
の動きベクトルを水平・垂直方向に隣接画素間距離の半分の長さを最小単位として求めて
いる。この処理を数式を用いて表現すると以下のようになる。符号化しようとするフレー
ム(現フレーム)の予測画像をP(x, y)、参照画像(Pと時間的に近接しており、既に符号
化が完了しているフレームの復号画像)をR(x, y)とする。またx、yは整数であるとして
、PとRでは座標値が整数である点に画素が存在すると仮定する。このとき、PとRの関係は
In high-efficiency coding of digital moving images, it is known that a motion compensation method using a correlation between temporally adjacent frames produces a large compression effect. For this reason, the half-pixel precision block matching technique is also used in the international standards MPEG1 and MPEG2 of the moving picture coding system. In this method, an image to be encoded is divided into a large number of blocks, and the motion vector for each block is obtained in the horizontal and vertical directions as a minimum unit, which is half the distance between adjacent pixels. This process is expressed as follows using mathematical formulas. The prediction image of the frame to be encoded (current frame) is P (x, y), and the reference image (the decoded image of the frame that is temporally close to P and already encoded) is R ( x, y). Further, assuming that x and y are integers, it is assumed that a pixel exists at a point where the coordinate value is an integer in P and R. At this time, the relationship between P and R is

Figure 2008054341
Figure 2008054341

で表される。ただし、画像はa個のブロックに分割されるとして、Biは画像のi番目のブ
ロックに含まれる画素、(ui,vi)はi番目のブロックの動きベクトルを表している。
It is represented by However, assuming that the image is divided into a blocks, Bi represents a pixel included in the i-th block of the image, and (ui, vi) represents a motion vector of the i-th block.

半画素精度のブロックマッチングでは、uiとviはそれぞれ画素間距離の半分、つまりこ
の場合は1/2を最小単位として求められることになる。従って、座標値が整数ではなく
、参照画像において実際には画像が存在しない点(以後、このような点を内挿点とよぶ)
の輝度値を求めることが必要となる。この際の処理としては、周辺4画素を用いた共1次
内挿が使われることが多い。この内挿方式を数式で記述すると、座標値の少数部分をαと
β(0≦α, β<1)として、参照画像の内挿点(x+α, y+β)における輝度値R(x+α, y+
β)は
In block matching with half-pixel accuracy, ui and vi are each determined as a minimum unit of half of the inter-pixel distance, that is, 1/2 in this case. Therefore, the coordinate value is not an integer, and there is no actual image in the reference image (hereinafter, such a point is called an interpolation point)
It is necessary to obtain the luminance value of In this case, bilinear interpolation using four peripheral pixels is often used. When this interpolation method is described by a mathematical expression, the minority part of the coordinate value is α and β (0 ≦ α, β <1), and the luminance value R (at the interpolation point (x + α, y + β) of the reference image is set. x + α, y +
β) is

Figure 2008054341
Figure 2008054341

で表される。 It is represented by

なお、ブロックマッチングのようにブロック毎にを行う動き補償方法を局所的な動きを
検出するという意味から、以後ローカル動き補償と呼ぶことにする。
Note that a motion compensation method for each block such as block matching is hereinafter referred to as local motion compensation in the sense of detecting local motion.

国際標準方式H.263においても、このブロックマッチングが用いられている。またH.263
では、16画素×16画素のマクロブロックを8画素×8画素の4個の小ブロックに分割
し、各小ブロック毎にブロックマッチングを行うことも可能となっている。H.263の詳細
なアルゴリズムは「DRAFT ITU-T Recommendation H.263, 1995.12.5」に述べられている
が、ここでは時間的に正方向の既符号化フレームのみを参照画像として動き補償が行われ
るPピクチャを対象として、符号化アルゴリズムを説明する。
This block matching is also used in the international standard system H.263. Also H.263
Then, a macro block of 16 pixels × 16 pixels can be divided into four small blocks of 8 pixels × 8 pixels, and block matching can be performed for each small block. The detailed algorithm of H.263 is described in “DRAFT ITU-T Recommendation H.263, Dec. 5, 1995”. Here, motion compensation is performed using only the pre-coded frame in the positive direction as a reference image. An encoding algorithm will be described for a P picture.

図2はマクロブロックの構造を示している。マクロブロックは16画素×16画素のY
信号ブロック100とそれと空間的に対応する8画素×8画素の2個の色差信号ブロック
5と6で構成される。更にY信号ブロック100は4個の8画素×8画素ブロック1、2
、3、4から構成されている。 H.263では、予測誤差信号に離散コサイン変換(DCT)
をかけた後、その結果として生じる変換係数を量子化して符号化を行うが、このDCTは
1〜6の8画素×8画素ブロック単位で行われる。また、 H.263には3種類の予測タイプ
があり、マクロブロック単位で選択される。具体的な予測タイプは以下の通りである。
FIG. 2 shows the structure of the macroblock. Macroblock is 16 pixels x 16 pixels Y
The signal block 100 and two color difference signal blocks 5 and 6 of 8 pixels × 8 pixels corresponding to the signal block 100 are formed. Further, the Y signal block 100 includes four 8-pixel × 8-pixel blocks 1, 2.
3 and 4. In H.263, discrete cosine transform (DCT) is applied to the prediction error signal.
Then, the resulting transform coefficient is quantized and encoded, and this DCT is performed in units of 8 to 8 pixel blocks of 1 to 6. H.263 has three types of predictions, which are selected in units of macroblocks. Specific prediction types are as follows.

P−1. 動き補償を行わずブロック内の画素に直接DCTを施すINTRAモード。 P-1. INTRA mode in which DCT is directly applied to pixels in a block without performing motion compensation.

P−2. 16画素×16画素のブロックで動き補償を行い、1個の動きベクトルの符号化
を伴うINTERモード。
P-2. INTER mode in which motion compensation is performed in a block of 16 pixels × 16 pixels and one motion vector is encoded.

P−3. 16画素×16画素のブロックを8画素×8画素の小ブロックに4分割し、小ブ
ロック毎に動き補償を行い、4個の動きベクトルの符号化を伴うINTER4Vモード。
P-3. INTER4V mode in which a block of 16 pixels × 16 pixels is divided into 4 small blocks of 8 pixels × 8 pixels, motion compensation is performed for each small block, and 4 motion vectors are encoded.

図3はH.263における符号化ブロックダイヤグラムを示している。ここでは、時間的に
正の方向で動きの予測を行うPピクチャを例に取って説明する。まず、入力画像がローカ
ル動き補償処理部31に入力され、フレームメモリ32から取り出される参照画像との間
で各Y信号マクロブロックのローカル動き補償が行われる。 その結果、各マクロブロッ
クの予測に伴うローカル動きベクトルが符号化器38へ出力され、動き補償画像がINTRA/
INTERスイッチ39−1へ出力される。この動き補償処理部31の詳細については、図4
において説明する。次に符号化ブロック、予測方法、量子化方法等を取り決める制御装置
33より送られる制御信号によって制御されるINTRA/INTERスイッチ39−1と39−2
に従って、動き補償画像と入力画像から生成される符号化対象画像が変換器34に入力さ
れ、DCTが行われる。そこで生成される各マクロブロックの変換係数は、制御装置33
で要求条件(符号化レート、再生画質等)から選択された量子化パラメータQP(H.263のd
escriptionではQUANTと記述されているが本明細書ではQPと記述する)に従って、量子化
器35により量子化される。このQPは1から31までの正の整数である。変換係数COF
FIG. 3 shows an encoded block diagram in H.263. Here, a P picture that predicts motion in a positive direction in time will be described as an example. First, an input image is input to the local motion compensation processing unit 31, and local motion compensation of each Y signal macroblock is performed between the input image and a reference image extracted from the frame memory 32. As a result, the local motion vector accompanying the prediction of each macroblock is output to the encoder 38, and the motion compensated image is converted to INTRA /
It is output to the INTER switch 39-1. The details of the motion compensation processing unit 31 are shown in FIG.
Will be described. Next, INTRA / INTER switches 39-1 and 39-2 controlled by a control signal sent from a control device 33 that determines a coding block, a prediction method, a quantization method, and the like.
Accordingly, the encoding target image generated from the motion compensated image and the input image is input to the converter 34, and DCT is performed. The conversion coefficient of each macro block generated there is the control device 33.
Quantization parameter QP selected from requirements (encoding rate, playback image quality, etc.)
According to escription, it is described as QUANT but is described as QP in this specification). This QP is a positive integer from 1 to 31. Conversion factor COF
Is

Figure 2008054341
Figure 2008054341

により量子化される。ここでLEVELは量子化値、DCは変換係数の直流成分、ACは
交流成分を表す。演算子‘/’は小数点以下切り捨てを表し、演算子‘//’は小数点以
下四捨五入を表す。
It is quantized by. Here, LEVEL represents a quantized value, DC represents a direct current component of a conversion coefficient, and AC represents an alternating current component. The operator '/' represents rounding down after the decimal point, and the operator '//' represents rounding off after the decimal point.

ここで算出された量子化値は符号化器38に送られる、また逆量子化器36で逆量子化
される。量子化値LEVELのうちINTRAモードの直流分は
The quantized value calculated here is sent to the encoder 38 and is inversely quantized by the inverse quantizer 36. Of the quantized value LEVEL, the direct current component of the INTRA mode is

Figure 2008054341
Figure 2008054341

により逆量子化される。その他の量子化値は Is dequantized. Other quantization values are

Figure 2008054341
Figure 2008054341

により絶対値として逆量子化され、 Is dequantized as an absolute value by

Figure 2008054341
Figure 2008054341

により正負の符号がつけられる。ここでDCOFは逆量子化値を表す。算出された逆量子
化値は逆変換器37により逆DCTがかけられる。この逆変換値は、制御装置33によっ
て制御されているINTRA/INTERスイッチ39−3の選択結果に従って動き補償画像と合成
された後、フレームメモリ32に入力される。符号化器38では、制御装置33により決
められたマクロブロック毎の符号化ブロックの情報(図2の1〜6のうち、どのブロック
に符号化すべき情報があるかを示す)、予測タイプ情報、量子化パラメータに加えて、各
DCT係数の量子化値やローカル動きベクトルが入力された上で多重符号化される。
A positive or negative sign is given by. Here, DCOF represents an inverse quantization value. The calculated inverse quantization value is subjected to inverse DCT by an inverse transformer 37. The inverse transformation value is combined with the motion compensated image according to the selection result of the INTRA / INTER switch 39-3 controlled by the control device 33, and then input to the frame memory 32. In the encoder 38, information of the encoded block for each macroblock determined by the control device 33 (indicating which block has information to be encoded among 1 to 6 in FIG. 2), prediction type information, In addition to the quantization parameter, each
Multiplex coding is performed after a quantized value of a DCT coefficient and a local motion vector are input.

図4は、図3のローカル動き補償処理部31の詳細を示した図である。入力画像(現フ
レーム)はまず、INTERローカル動き推定装置311とINTER4Vローカル動き推定装置31
2に入力される。この311と312では、フレームメモリ32から取り出される参照画
像との間で、INTERモードのローカル動き推定とINTER4Vモードのローカル動き推定(16
×16ブロックを図2の1〜4の小ブロックに分割して、それぞれ動き推定を行う)が行
われる。ここで入力画像がa個のマクロブロック(1≦i≦a)に分割されるものと仮定
すると、INTERローカル動き推定装置では
FIG. 4 is a diagram showing details of the local motion compensation processing unit 31 of FIG. The input image (current frame) is first divided into an INTER local motion estimation device 311 and an INTER4V local motion estimation device 31.
2 is input. In 311 and 312, local motion estimation in the INTER mode and local motion estimation in the INTER4V mode (16
The × 16 block is divided into small blocks 1 to 4 in FIG. Assuming that the input image is divided into a macroblocks (1 ≦ i ≦ a), the INTER local motion estimation device

Figure 2008054341
Figure 2008054341

、INTER4Vローカル動き推定装置では In INTER4V local motion estimation device

Figure 2008054341
Figure 2008054341

の演算が各マクロブロック毎に探索範囲内の候補ローカル動きベクトルに対して行われ、
Ei(u,v)および4Ei,j(uj,vj|1≦j≦4)を最小とするローカル動きベクトルがそれぞれ検出
される。この数7および数8で使用している記号の意味は次の通りである。
For each macroblock is performed on the candidate local motion vectors within the search range,
Local motion vectors that minimize Ei (u, v) and 4Ei, j (uj, vj | 1 ≦ j ≦ 4) are detected, respectively. The meanings of the symbols used in Equations 7 and 8 are as follows.

F(x,y):符号化しようとするフレーム(現フレーム)の原画像のY信号。x、yは整数。 F (x, y): Y signal of the original image of the frame to be encoded (current frame). x and y are integers.

R(x,y):フレームメモリから取り出される参照画像(Fと時間的に近接しており、既に符
号化が完了しているフレームの復号画像)のY信号。 x、yは整数。ローカル動きベクトル
が実数の内挿方式は数2に従う。
R (x, y): Y signal of a reference image (decoded image of a frame that is temporally close to F and has already been encoded) extracted from the frame memory. x and y are integers. The interpolation method in which the local motion vector is a real number follows Formula 2.

Ei(u,v):画像Fをa個の16×16ブロックに分割したとき、i番目のブロックのロー
カル動きベクトル(u,v)に対する評価値。
Ei (u, v): An evaluation value for the local motion vector (u, v) of the i-th block when the image F is divided into a 16 × 16 blocks.

4Ei,j(uj,vj|1≦j≦4):画像Fをa個の16×16ブロックに分割したとき、i番目のブ
ロックにおける4個の8×8ブロックのローカル動きベクトル(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),
(u4,v4)に対する評価値。
4Ei, j (uj, vj | 1 ≦ j ≦ 4): When the image F is divided into a 16 × 16 blocks, four 8 × 8 block local motion vectors (u1, v1) in the i-th block ), (u2, v2), (u3, v3),
Evaluation value for (u4, v4).

Bi:画像Fをa個の16×16ブロックに分割したとき、i番目のブロックに含まれる画
素。各画素は Xi≦x<Xi+16、Yi≦y<Yi+16の範囲に属する(x、yは整数)。(Xi, Yi
)はブロックiの左上端の画素。
Bi: Pixels included in the i-th block when the image F is divided into a 16 × 16 blocks. Each pixel belongs to the range of Xi ≦ x <Xi + 16 and Yi ≦ y <Yi + 16 (x and y are integers). (Xi, Yi
) Is the upper left pixel of block i.

Bi,j:ブロックiを、4個の8×8ブロックに分割したとき、j番目のブロックに含まれ
る画素。jの値は1〜4の整数であり、図2のY信号ブロックの1〜4に相当する。各画
素は Xi,j≦x<Xi,j+8、Yi,j≦y<Yi,j+8の範囲に属する(x、yは整数)。(Xi,j, Y
i,j)はブロックi内のj番目の8×8ブロックの左上端の画素。
Bi, j: Pixels included in the j-th block when the block i is divided into four 8 × 8 blocks. The value of j is an integer of 1 to 4, and corresponds to 1 to 4 of the Y signal block in FIG. Each pixel belongs to the range of Xi, j ≦ x <Xi, j + 8, Yi, j ≦ y <Yi, j + 8 (x and y are integers). (Xi, j, Y
i, j) is the upper left pixel of the jth 8 × 8 block in block i.

Ai:i番目の16×16ブロックの動き探索範囲内のローカル動きベクトル。画素精度は
半画素。水平・垂直方向の各成分u、vは0.5刻みの値に制限された実数。
Ai: Local motion vector within the motion search range of the i-th 16 × 16 block. Pixel accuracy is half pixel. The horizontal and vertical components u and v are real numbers limited to 0.5 increments.

Ai,j:i番目の16×16ブロックのうち、j番目の8×8ブロックの動き探索範囲内の
ローカル動きベクトル。jの値は1〜4の整数であり、図2のY信号ブロックの1〜4に
相当する。水平・垂直方向の各成分uj、vjは0.5刻みの値に制限された実数。
Ai, j: Local motion vector within the motion search range of the j-th 8 × 8 block out of the i-th 16 × 16 block. The value of j is an integer of 1 to 4, and corresponds to 1 to 4 of the Y signal block in FIG. The horizontal and vertical components uj and vj are real numbers limited to 0.5 increments.

次に、INTERモードのローカル動き推定の評価値Eiの最小値とINTER4Vモードのローカル
動き推定の評価値4Ei,jの最小値が制御装置33に伝達される。制御装置は、その2値を
比較して、Eiの最小値が4Ei,jの最小値より小さいまたはEiの最小値と4Ei,jの最小値が同
値の場合にはINTERモードをマクロブロックiの動き予測タイプとして選択し、4Ei,jの最
小値がEiの最小値より小さい場合にはINTER4Vモードをマクロブロックiの動き予測タイ
プとして選択する。さらに、入力画像のアクティビティーと上記の評価値からINTRA/INTE
Rの判定を行う。
Next, the minimum value of the evaluation value Ei for local motion estimation in the INTER mode and the minimum value of the evaluation value 4Ei, j for local motion estimation in the INTER4V mode are transmitted to the control device 33. The control unit compares the two values, and if the minimum value of Ei is smaller than the minimum value of 4Ei, j or if the minimum value of Ei and the minimum value of 4Ei, j are the same value, the control unit sets the INTER mode to the value of macroblock i. When the minimum value of 4Ei, j is smaller than the minimum value of Ei, the INTER4V mode is selected as the motion prediction type of macroblock i. Furthermore, from the input image activity and the above evaluation values, INTRA / INTE
R is determined.

この評価結果を受けて、制御装置33が予測タイプスイッチを313制御し、選択され
た予測タイプに従ってローカル動きベクトルがローカル動き補償装置314に出力される
。ローカル動き補償装置314では、フレームメモリ32より取り出される参照画像を対
象として各マクロブロックのローカル動きベクトルを補償し、動き予測画像を生成する。
そして、動き予測画像がINTER/INTRAスイッチ39−1に、各マクロブロックのローカル
動きベクトルが符号化器38に出力される。
In response to this evaluation result, the control device 33 controls the prediction type switch 313, and a local motion vector is output to the local motion compensation device 314 according to the selected prediction type. The local motion compensation device 314 compensates the local motion vector of each macroblock for the reference image extracted from the frame memory 32, and generates a motion prediction image.
Then, the motion prediction image is output to the INTER / INTRA switch 39-1, and the local motion vector of each macroblock is output to the encoder 38.

この図4の動き推定では、数7に示すように、予測誤差信号の絶対値和を動き推定時の
基本的な評価値としている。そして、動きベクトルの符号化情報量の少ない特定の動きが
優先的に検出されるように、その動きについてのみその基本的な評価値から一定値を引く
という手段を用いている(この場合は、動きベクトルが水平・垂直方向とも0の場合には
258、動きベクトルが0でない場合には129を引いている)。これは、予測誤差信号
における符号化情報量の多少の増加を許容することにより、動きベクトルの符号化情報量
を抑制するという方法である。このような技術は、動きベクトルの符号化に要する情報量
の割合が全体の符号化情報に対して大きい場合には有効である。数7の場合には、0ベク
トルの符号化に要する符号化ビット数がその他の動きベクトルの符号化に要する符号化ビ
ット数よりも少ないという点と、INTERモードで符号化される動きベクトルが1本である
のに対して、INTER4Vでは4本の動きベクトルを符号化しなければならないという点に注
目している。
In the motion estimation of FIG. 4, the absolute value sum of the prediction error signals is used as a basic evaluation value at the time of motion estimation, as shown in Equation 7. And, in order to detect a specific motion with a small amount of encoded information of the motion vector preferentially, means for subtracting a constant value from the basic evaluation value only for the motion is used (in this case, 258 is subtracted when the motion vector is 0 in both the horizontal and vertical directions, and 129 is subtracted when the motion vector is not 0). This is a method of suppressing the encoded information amount of the motion vector by allowing a slight increase in the encoded information amount in the prediction error signal. Such a technique is effective when the ratio of the amount of information required for encoding motion vectors is large with respect to the entire encoded information. In the case of Equation 7, the number of encoding bits required for encoding the 0 vector is smaller than the number of encoding bits required for encoding the other motion vectors, and the motion vector encoded in the INTER mode is 1. In contrast to the book, INTER4V pays attention to the fact that four motion vectors must be encoded.

国際標準方式H.261、H.263、MPEG1、MPEG2(H.261、MPEG1、MPEG2に関しては、例えば
、藤原 洋監修「最新MPEG教科書」(1994.8)などに解説されている)で用いられている動
き補償は、すべてローカル動き補償の技術を用いた予測方法である。このローカル動き補
償に対して、スポーツ放送のようにカメラのパンやズーム操作を伴う画像シーケンスでは
、画像全体の総体的な動きを補償する方法が効果的であることが報告されている(例えば
、上倉他、「動画像符号化におけるグローバル動き補償法」、電子情報通信学会論文誌、
Vol.J76-B-1、No.12、pp944-952、平5-12参照)。この動き補償方法はグローバル動き補
償方法と呼ばれている。グローバルな動きを補償する方法はいくつか存在するが、ここで
は、共1次変換を用いる方法を例として挙げる。この変換では隣接する画素が異なる動き
ベクトルを持つことが許容されるため、平行移動の他に回転、拡大縮小、変形等の動きに
も対応できる。ここで、グローバル動き補償によって作成される動き補償画像をグローバ
ル動き補償予測画像と呼ぶことにし、このグローバル動き補償予測画像上の画素(x,y)を
算出する方法を共1次変換を用いた例で説明する。
Used in international standard formats H.261, H.263, MPEG1, MPEG2 (for example, H.261, MPEG1, MPEG2 is described in “Latest MPEG Textbook” (1994.8) supervised by Hiroshi Fujiwara). Motion compensation is a prediction method that uses all local motion compensation techniques. In contrast to this local motion compensation, it has been reported that a method of compensating for the overall motion of the entire image is effective in an image sequence that involves panning or zooming a camera like sports broadcasting (for example, Uekura et al., "Global Motion Compensation Method for Video Coding", IEICE Transactions,
Vol.J76-B-1, No. 12, pp944-952, Hira 5-12). This motion compensation method is called a global motion compensation method. There are several methods for compensating for global motion. Here, a method using bilinear transformation is taken as an example. In this conversion, it is allowed that adjacent pixels have different motion vectors. Therefore, in addition to translation, motion such as rotation, enlargement / reduction, and deformation can be handled. Here, a motion compensated image created by global motion compensation is called a global motion compensated predicted image, and a method for calculating a pixel (x, y) on the global motion compensated predicted image uses bilinear transformation. This will be explained with an example.

まず、現フレーム上の画素(x,y)が、参照画像との間の時間的な経過により、空間的に(
tx(x,y), ty(x,y))で表される画素位置から移動したものと仮定する。この時、現フレー
ムの予測画像であるグローバル動き補償予測画像上の画素(x,y)の動きベクトルは、(x-tx
(x,y), y-ty(x,y)) で表わされる。共1次変換を用いる場合、空間的な対応点(tx(x,y),
ty(x,y))は、
First, the pixel (x, y) on the current frame is spatially ((
Assume that the pixel position is represented by tx (x, y), ty (x, y)). At this time, the motion vector of the pixel (x, y) on the global motion compensated prediction image which is the prediction image of the current frame is (x-tx
(x, y), y-ty (x, y)) When bilinear transformation is used, spatial corresponding points (tx (x, y),
ty (x, y)) is

Figure 2008054341
Figure 2008054341

を用いて算出される。従って、参照画像からグローバル動き補償予測画像を作成するため
には、動き推定パラメータb1からb8を求めなければならないが、これらのパラメータ
は4個の画素に対する動きベクトルから一意に算出できる。また、動き推定パラメータの
符号化においても、b1からb8を直接符号化、伝送するのではなく、その算出に利用さ
れた4個の動きベクトルを符号化、伝送すれば、グローバル動き補償予測画像の再生は可
能である。なお、グローバル動き補償により発生する動き推定パラメータをグローバル動
き推定パラメータと定義する。
Is calculated using Therefore, in order to create a global motion compensated prediction image from the reference image, the motion estimation parameters b1 to b8 must be obtained. These parameters can be uniquely calculated from the motion vectors for the four pixels. Also, in encoding the motion estimation parameter, instead of directly encoding and transmitting b1 to b8, if the four motion vectors used for the calculation are encoded and transmitted, the global motion compensated prediction image Regeneration is possible. A motion estimation parameter generated by global motion compensation is defined as a global motion estimation parameter.

この4個の動きベクトルは、符号化側と復号化側での取り決めが成されていれば、その
画素位置に規定される必要はない。但し、グローバル動き補償予測画像の端に存在する画
素の動きベクトルが探索の範囲を超えてしまう場合には、グローバル動き補償予測画像を
復号側で完全に再生することができない。そこで、一般的には、画像の4隅の画素に対す
る動きベクトルを伝送することが多い。
These four motion vectors do not need to be defined at their pixel positions as long as an agreement is made between the encoding side and the decoding side. However, when the motion vector of the pixel existing at the end of the global motion compensation prediction image exceeds the search range, the global motion compensation prediction image cannot be completely reproduced on the decoding side. Therefore, generally, motion vectors for pixels at the four corners of an image are often transmitted.

図5はグローバル動き補償方法の例を示している。501は現フレームの原画像、50
2はその参照画像を示している。503は原画像全体を1つの領域(パッチ)と見た場合
のパッチを示しており、504、505、506、507がその格子点の配置を示してい
る。ここで、パッチ503を用いて、501から502への動き・変形分を補償すると、
参照画像502は508のように変形する。また、この動き補償により格子点504、5
05、506、507はそれぞれ509、510、511、512に移動し、各格子点は
その動き量に伴う動きベクトルをそれぞれ保持することになる。従って、この4個の動き
ベクトルを復号化側に伝送すれば、数9を用いて符号化側と復号化側で共通のグローバル
動き補償予測画像が作成できる。なお、このグローバル動き補償予測画像の作成方法には
、「特願平 8−60572」に参照されるような、高速アルゴリズムも存在する。
FIG. 5 shows an example of the global motion compensation method. 501 is the original image of the current frame, 50
Reference numeral 2 denotes the reference image. Reference numeral 503 denotes a patch when the entire original image is viewed as one area (patch), and reference numerals 504, 505, 506, and 507 denote the arrangement of the lattice points. Here, when the movement / deformation from 501 to 502 is compensated using the patch 503,
The reference image 502 is deformed like 508. In addition, the lattice points 504, 5 and 5 are obtained by this motion compensation.
05, 506, and 507 move to 509, 510, 511, and 512, respectively, and each lattice point holds a motion vector according to the amount of motion. Therefore, if these four motion vectors are transmitted to the decoding side, a global motion compensated prediction image common to the encoding side and the decoding side can be created using Equation 9. Note that a high-speed algorithm such as that referred to in Japanese Patent Application No. 8-60572 also exists in the method for creating the global motion compensation predicted image.

このグローバル動き補償は、画像全体が統一的に同じ動きをしている場合には有効的で
あるが、画像内に異なる動きをする領域が存在する場合には、そのうちの1パターンの動
きにしか対応できない。そこで、原画像とグローバル動き補償予測画像との間に存在する
空間的な動き量を補償するため、グローバル動き補償予測画像を参照画像としてローカル
動き補償を行う方法も用いられている。更に、静止領域や従来の単純な平行移動にも対応
するため、グローバル動き補償を行っていない画像とグローバル動き補償を行った画像に
対してそれぞれローカル動き補償を行い、ブロック単位で適応化する方法もある。
This global motion compensation is effective when the entire image moves uniformly in the same way, but when there is a region that moves differently in the image, only one pattern of these motions is detected. I can not cope. Therefore, in order to compensate for the spatial motion amount existing between the original image and the global motion compensated predicted image, a method of performing local motion compensation using the global motion compensated predicted image as a reference image is also used. Furthermore, in order to cope with still regions and conventional simple parallel movements, a method of performing local motion compensation on an image not subjected to global motion compensation and an image subjected to global motion compensation, respectively, and adapting in units of blocks. There is also.

符号化時の情報量が少ない動きベクトルが検出されやすくなるように、動き推定に用い
る基本評価値から特定の動きベクトルの場合のみ一定量を引いて評価を行う場合、その値
が常に一定では、動きベクトルの符号化情報量の削減に伴う予測特性の劣化の影響が考慮
できない。
When performing evaluation by subtracting a certain amount only for a specific motion vector from the basic evaluation value used for motion estimation so that a motion vector with a small amount of information at the time of encoding is easily detected, the value is always constant, The influence of deterioration in prediction characteristics due to reduction in the amount of motion vector encoded information cannot be considered.

変換係数を量子化する際の量子化ステップ幅を決める量子化パラメータによって、量子
化ステップ幅が小さいほど評価値より引く差分値が小さくなるように設定することで、予
測特性の劣化を防ぐ。
By setting the quantization parameter that determines the quantization step width when quantizing the transform coefficient so that the difference value to be subtracted from the evaluation value is smaller as the quantization step width is smaller, deterioration of the prediction characteristics is prevented.

本発明により、動き補償方法に伴う動きベクトルの符号化情報量を全体の符号化情報を
考慮に入れて制御することができる。
According to the present invention, it is possible to control the amount of motion vector encoded information associated with the motion compensation method in consideration of the entire encoded information.

「従来の技術」の数7と数8に示したような動き推定の評価値の制御方法は、動きベク
トルの符号化情報量の割合が全体の符号化情報量に対して大きい場合には有効に機能する
。しかし、この動き推定の基本評価値から一定量を差し引くという動きベクトルの情報量
の削減技術は動き補償の性能劣化も伴っている。そのため、動きベクトルの符号化情報量
の割合が予測誤差信号の符号化情報量に対して小さい場合にこの方法を用いると、動きベ
クトルの符号化情報の削減量より、予測誤差信号の符号化情報の増加量の方が多くなるこ
ともあり、結果的に符号化効率が劣化する場合も考えられる。そこで、本発明ではDCT係
数を量子化する際の量子化パラメータQP(QPについては「従来の技術」の項目にH.263の
例を記載)が予測誤差信号の符号化情報量に関与しているという事実(QPが小さければ、
量子化ステップ幅が小さくなるため符号量は増大する)に着目した。数3で示されている
通りH.263のQPは値が小さいほど量子化ステップ幅が小さくなる仕組みとなっている。従
って、QPが大きいほどDCT係数の符号化に要する情報量が少なくなることは明らかであ
る。これに伴い、QPが大きくなるほど全符号量に対する動きベクトルの符号化情報量が増
加することも明らかである。本発明では、数7のような動き推定時の0ベクトルやINTER4
Vモードに対するINTERモードの評価値等への差分値を、QPが小さいときには小さく、QPが
大きいときには大きくすることでDCT係数の符号化情報量の変動に対応する。
The motion estimation evaluation value control method as shown in Equations 7 and 8 of “Prior Art” is effective when the ratio of the encoded information amount of motion vectors is larger than the total encoded information amount. To work. However, the motion vector information amount reduction technique of subtracting a certain amount from the basic evaluation value of motion estimation is accompanied by performance degradation of motion compensation. Therefore, when this method is used when the ratio of the encoded information amount of the motion vector is smaller than the encoded information amount of the prediction error signal, the encoding information of the prediction error signal is calculated from the reduction amount of the encoded information of the motion vector. In some cases, the amount of increase increases, and as a result, the coding efficiency deteriorates. Therefore, in the present invention, the quantization parameter QP (quantization parameter QP for QP is described as an example of H.263 in the “Prior Art” section) is involved in the encoded information amount of the prediction error signal in the present invention. The fact that (if QP is small,
The amount of code increases because the quantization step width becomes smaller. As shown in Equation 3, the H.263 QP has a mechanism in which the smaller the value, the smaller the quantization step width. Therefore, it is clear that the larger the QP, the smaller the amount of information required to encode the DCT coefficient. Along with this, it is clear that the amount of motion vector encoded information increases with respect to the total amount of code as QP increases. In the present invention, 0 vector or INTER4 at the time of motion estimation as shown in Equation 7 is used.
The difference value to the evaluation value of the INTER mode with respect to the V mode is small when QP is small, and large when QP is large, to cope with fluctuations in the encoded information amount of the DCT coefficient.

図6に本発明をH.263の符号化方式に適用する場合の符号化ブロックダイヤグラムを示
している。この図がH.263の基本ダイヤグラム図3と異なるのはローカル動き補償処理部
61と制御装置63のみである。これは、即ち制御装置63により決定される量子化パラ
メータをローカル動き補償処理部61が必要とするかどうかの違いだけである。つまり、
本発明を実現させるための装置上の付加およびアルゴリズム上の付加は非常に少ない。6
1と63以外の図6の説明は図3の説明と重なるためここでは割愛する。
FIG. 6 shows a coding block diagram when the present invention is applied to the H.263 coding method. This diagram differs from the H.263 basic diagram FIG. 3 only in the local motion compensation processing unit 61 and the control device 63. This is only a difference in whether or not the local motion compensation processing unit 61 requires the quantization parameter determined by the control device 63. That means
There are very few additions and algorithmic additions to implement the present invention. 6
The description of FIG. 6 other than 1 and 63 overlaps with the description of FIG.

次にローカル動き補償処理部61の内部構成を図7で説明する。この図7は「従来の技
術」では図4に相当する。図7が図4と異なるのはINTERローカル動き推定装置611が
量子化パラメータによる制御を必要としている点のみである。
Next, the internal configuration of the local motion compensation processing unit 61 will be described with reference to FIG. FIG. 7 corresponds to FIG. 4 in the “prior art”. FIG. 7 differs from FIG. 4 only in that the INTER local motion estimation device 611 needs to be controlled by a quantization parameter.

ここで入力画像がa個のマクロブロック(1≦i≦a)に分割されると仮定すると、IN
TERローカル動き推定装置611では
Assuming that the input image is divided into a macroblocks (1 ≦ i ≦ a), IN
In the TER local motion estimation device 611

Figure 2008054341
Figure 2008054341

の演算が各マクロブロック毎に探索範囲内の候補ローカル動きベクトルに対して行われ、
Ei(u,v) を最小とするローカル動きベクトルが検出される。数10で使用している記号の
意味はn、m以外は数7と同じである。nはローカル動きベクトルが水平・垂直方向とも
0である場合に、ブロック内の予測誤差信号の絶対値和から引く差分値であり、mは水平
・垂直方向のローカル動きベクトルのうち少なくとも一方が0でない場合にブロック内の
予測誤差信号の絶対値和から引く差分値である。この2値は量子化パラメータQPにより制
御されるが、通常全てのQPに対してmはnより大きく設定してはならない。もし、mがn
より大きい場合には、動きベクトルの符号化情報量の多い動きベクトルが優先的に検出さ
れてしまうため、動きベクトルの符号化情報量が増加し、かつDCT係数の符号化情報量
も増大することになる。同様な理由からmは全てのQPに対して0以上の値でなければなら
ない。この2点さえ注意すれば、nとmの制御方法はいろいろと考えられる。ここでは簡
単のためmは129固定(数7と同様)とし、nを効果的に制御する方法を
For each macroblock is performed on the candidate local motion vectors within the search range,
A local motion vector that minimizes Ei (u, v) is detected. The meanings of symbols used in Equation 10 are the same as those in Equation 7, except for n and m. n is a difference value subtracted from the sum of absolute values of prediction error signals in the block when the local motion vector is 0 in both the horizontal and vertical directions, and m is at least one of the local motion vectors in the horizontal and vertical directions is 0. If not, the difference value is subtracted from the absolute value sum of the prediction error signals in the block. This binary value is controlled by the quantization parameter QP. Normally, m should not be set larger than n for all QPs. If m is n
If it is larger, a motion vector with a large amount of encoded information of the motion vector is preferentially detected, so that the encoded information amount of the motion vector increases and the encoded information amount of the DCT coefficient also increases. become. For similar reasons, m must be a value greater than or equal to 0 for all QPs. As long as these two points are noted, various control methods of n and m can be considered. Here, for simplicity, m is fixed to 129 (similar to Equation 7), and a method for effectively controlling n

Figure 2008054341
Figure 2008054341

として例に挙げる。この場合、QP=1でn=201、QP=20でn=258、QP=31で
n=291となる。つまり、n固定の場合と比較すると、QPが20より大きい場合には、
更に0ベクトルが選ばれやすくなっており、QPが20より小さい場合には、0ベクトルが
選ばれにくくなっている。これは、QPが小さい場合には細かな量子化が行われるため、動
きベクトル情報量の削減効果はDCT係数の符号化情報の増加分に相殺されるという傾向
に合致している。またQPが大きい場合には量子化が大ざっぱにしか行われないため、多少
の誤差信号の増加によるDCT係数の符号化情報の増加は量子化により許容され 、動き
ベクトル情報量の削減効果が期待できる。
As an example. In this case, n = 201 when QP = 1, n = 258 when QP = 20, and n = 291 when QP = 31. In other words, when QP is larger than 20, compared with the case where n is fixed,
Further, the 0 vector is easily selected, and when the QP is smaller than 20, the 0 vector is difficult to select. This is consistent with the tendency that when the QP is small, fine quantization is performed, so that the effect of reducing the amount of motion vector information is offset by the increase in coding information of DCT coefficients. In addition, when QP is large, quantization is only roughly performed. Therefore, an increase in the coding information of the DCT coefficient due to a slight increase in the error signal is allowed by the quantization, and an effect of reducing the amount of motion vector information can be expected. .

INTERローカル動き推定装置611以外の処理過程は図4と同様である。つまり、INTER
モードのローカル動き推定の評価値Eiの最小値とINTER4Vモードのローカル動き推定の評
価値4Ei,jの最小値がまず制御装置63に伝達される。制御装置63では、この2値を比
較して、Eiの最小値が4Ei,jの最小値より小さいまたはEiの最小値と4Ei,jの最小値が同値
の場合にはINTERモードをマクロブロックiの動き予測タイプとして選択し、4Ei,jの最小
値がEiの最小値より小さい場合にはINTER4Vモードをマクロブロックiの動き予測タイプ
として選択する。さらに、入力画像のアクティビティーと上記の評価値からINTRA/INTER
の判定を行う。その評価結果を受けて、制御装置63は予測タイプスイッチを313制御
し、選択された予測タイプ従ってローカル動きベクトルがローカル動き補償装置314に
出力される。ローカル動き補償装置314では、フレームメモリ32より取り出される参
照画像に各マクロブロックのローカル動きベクトルを補償して、動き予測画像を生成する
。そして、動き予測画像がINTRA/INTERスイッチ39−1に、各マクロブロックのローカ
ル動きベクトルが符号化器38に出力される。
The processing steps other than the INTER local motion estimation device 611 are the same as those in FIG. That is, INTER
The minimum value of the mode local motion estimation evaluation value Ei and the minimum value of the INTER4V mode local motion estimation evaluation value 4Ei, j are first transmitted to the controller 63. The control device 63 compares these two values, and if the minimum value of Ei is smaller than the minimum value of 4Ei, j or the minimum value of Ei and the minimum value of 4Ei, j are the same value, the INTER mode is changed to macroblock i. When the minimum value of 4Ei, j is smaller than the minimum value of Ei, the INTER4V mode is selected as the motion prediction type of macroblock i. Furthermore, from the input image activity and the above evaluation value, INTRA / INTER
Judgment is made. In response to the evaluation result, the control device 63 controls the prediction type switch 313, and the local motion vector according to the selected prediction type is output to the local motion compensation device 314. The local motion compensator 314 compensates the local motion vector of each macroblock for the reference image extracted from the frame memory 32 to generate a motion prediction image. The motion prediction image is output to the INTRA / INTER switch 39-1, and the local motion vector of each macroblock is output to the encoder 38.

次にH.263の符号化方式にグローバル動き補償を組み入れた場合の例について説明する
。図8はその符号化ダイヤグラムである。ここでは、時間的に正の方向で動きの予測を行
うPピクチャを例に取って説明する。まず、入力画像がローカル動き補償処理部61とグ
ローバル動き補償処理部81に入力される。ローカル動き補償処理部61は図6と同様の
動作をするものであるため、その内容は上記で説明した図7の通りである。ここでは説明
を割愛する。グローバル動き補償処理部81はまず入力画像とフレームメモリ32から取
り出される参照画像との間でグローバル動き補償を行い、その結果生じる画像を参照画像
として新たにローカル動き推定および動き補償を行うという仕組みになっている。詳細は
後で説明するが、このローカル動き推定時に本発明による量子化パラメータを用いた評価
値の制御を行っている。ローカル動き補償処理部61およびグローバル動き補償処理部8
1により生成された予測画像はGMCオンオフスイッチ82−1へ、検出されたローカル動
きベクトルはGMCオンオフスイッチ82−2へそれぞれ出力される(GMCはGlobal Motion
Compensationすなわちグローバル動き補償の略)。この2個のスイッチは制御装置83に
よって制御されている。その制御は、61より制御装置に伝達されるINTERモードとINTER
4Vモードの最小評価値と、81より制御装置に伝達される最小評価値と、入力画像より算
出されるINTRAモードの評価値を比較して、最小のものを選択するという方法によって行
われる。つまり、81より伝達された最小評価値が選択された場合にはグローバル動き補
償オン、その他の場合にはオフとなる。その選択結果はGMC on/off情報として、制御装置
83から符号化器88へ出力される。この評価結果を受けて、制御装置83はスイッチ8
2−1、82−2を制御し、スイッチ82−1からは合成予測画像がINTRA/INTERスイッ
チ39−1に出力され、スイッチ82−2からは各マクロブロックのローカル動きベクト
ルが符号化器88に出力される。また、グローバル動き補償処理部81からグローバル動
きベクトルが88に出力される。その他のDCT、量子化の方法については図3および図
6と同様であるためここでは割愛する。
Next, an example in which global motion compensation is incorporated in the H.263 encoding method will be described. FIG. 8 is an encoding diagram thereof. Here, a P picture that predicts motion in a positive direction in time will be described as an example. First, an input image is input to the local motion compensation processing unit 61 and the global motion compensation processing unit 81. Since the local motion compensation processing unit 61 operates in the same manner as in FIG. 6, the contents are as shown in FIG. 7 described above. I will omit the explanation here. The global motion compensation processing unit 81 first performs global motion compensation between the input image and the reference image extracted from the frame memory 32, and performs a new local motion estimation and motion compensation using the resulting image as a reference image. It has become. Although details will be described later, the evaluation value is controlled using the quantization parameter according to the present invention at the time of local motion estimation. Local motion compensation processing unit 61 and global motion compensation processing unit 8
1 is output to the GMC on / off switch 82-1, and the detected local motion vector is output to the GMC on / off switch 82-2 (GMC is a global motion).
Compensation (global motion compensation). These two switches are controlled by the control device 83. The control is controlled by INTER mode and INTER transmitted from 61 to the controller.
The minimum evaluation value in the 4V mode, the minimum evaluation value transmitted to the control device from 81, and the evaluation value in the INTRA mode calculated from the input image are compared, and the minimum value is selected. That is, global motion compensation is turned on when the minimum evaluation value transmitted from 81 is selected, and is turned off in other cases. The selection result is output from the control device 83 to the encoder 88 as GMC on / off information. In response to this evaluation result, the control device 83 switches to the switch 8.
2-1, 82-2 are controlled, the synthesized prediction image is output from the switch 82-1 to the INTRA / INTER switch 39-1, and the local motion vector of each macroblock is encoded from the switch 82-2 to the encoder 88. Is output. The global motion vector is output to 88 from the global motion compensation processing unit 81. Since other DCT and quantization methods are the same as those in FIGS. 3 and 6, they are omitted here.

図9は、図8のグローバル動き補償処理部81の詳細を示した図である。入力画像(現
フレーム)はまず、グローバル動き推定装置811に入力され、フレームメモリ32から
取り出される参照画像との間でグローバル動き推定が行われる。具体的には図5に示した
4個のグローバル動きベクトルGMV1,GMV2,GMV3,GMV4が推定され、符号化器88に出力さ
れる。その方法は数多く存在するが、例えば、ブロック単位のローカル動きベクトルから
グローバルな動きに相当するものを予測した後、その最適値を算出するという手段がある
。4個の動きベクトルが推定できれば、数9のb1〜b8は一意に算出できるため、数9
を用いてグローバル動き補償装置812により、グローバル動き補償画像が生成できる。
次にINTERローカル動き推定装置813では、このグローバル動き補償画像と入力画像と
の間でINTERモードのローカル動き推定が行われる。ここで入力画像がa個のマクロブロ
ック(1≦i≦a)に分割されているものと仮定すると、INTERローカル動き推定装置8
13では
FIG. 9 is a diagram showing details of the global motion compensation processing unit 81 in FIG. First, the input image (current frame) is input to the global motion estimation device 811, and global motion estimation is performed between the input image and the reference image extracted from the frame memory 32. Specifically, the four global motion vectors GMV1, GMV2, GMV3, and GMV4 shown in FIG. 5 are estimated and output to the encoder 88. There are many methods, for example, there is means for calculating an optimum value after predicting a global motion from a local motion vector in units of blocks. If four motion vectors can be estimated, b1 to b8 in Equation 9 can be uniquely calculated.
The global motion compensation image 812 can be used to generate a global motion compensation image.
Next, the INTER local motion estimation device 813 performs local motion estimation in the INTER mode between the global motion compensated image and the input image. Here, assuming that the input image is divided into a macroblocks (1 ≦ i ≦ a), the INTER local motion estimation device 8
13

Figure 2008054341
Figure 2008054341

の演算が各マクロブロック毎に探索範囲内の候補ローカル動きベクトルに対して行われ、
GEi(u,v)を最小とするローカル動きベクトルが検出される。この数12で使用している記
号の意味は次の通りである。
For each macroblock is performed on the candidate local motion vectors within the search range,
A local motion vector that minimizes GEi (u, v) is detected. The meanings of the symbols used in Equation 12 are as follows.

F(x,y):符号化しようとするフレーム(現フレーム)の原画像のY信号。x、yは整数。 F (x, y): Y signal of the original image of the frame to be encoded (current frame). x and y are integers.

G(x,y):グローバル動き補償画像のY信号。 x、yは整数。ローカル動きベクトルが実数の
内挿方式は数2に従う。
G (x, y): Y signal of global motion compensation image. x and y are integers. The interpolation method in which the local motion vector is a real number follows Formula 2.

GEi(u,v):画像Fをa個の16×16ブロックに分割したとき、i番目のブロックのロー
カル動きベクトル(u,v)に対する評価値。
GEi (u, v): an evaluation value for the local motion vector (u, v) of the i-th block when the image F is divided into a 16 × 16 blocks.

GBi:画像Fをa個の16×16ブロックに分割したとき、i番目のブロックに含まれる画
素。各画素は Xi≦x<Xi+16、Yi≦y<Yi+16の範囲に属する(x、yは整数)。(Xi, Yi
)はブロックiの左上端の画素。
GBi: Pixels included in the i-th block when the image F is divided into a 16 × 16 blocks. Each pixel belongs to the range of Xi ≦ x <Xi + 16 and Yi ≦ y <Yi + 16 (x and y are integers). (Xi, Yi
) Is the upper left pixel of block i.

GAi:i番目の16×16ブロックの動き探索範囲内のローカル動きベクトル。画素精度
は半画素。水平・垂直方向の各成分u、vは0.5刻みの値に制限された実数。
GAi: Local motion vector within the motion search range of the i-th 16 × 16 block. Pixel accuracy is half pixel. The horizontal and vertical components u and v are real numbers limited to 0.5 increments.

kはローカル動きベクトルが水平・垂直方向とも0である場合にブロック内の予測誤差
信号の絶対値和から引く差分値であり、hは水平・垂直方向ローカル動きベクトルのうち
少なくとも一方が0でない場合にブロック内の予測誤差信号の絶対値和から引く差分値で
ある。この2値は量子化パラメータQPにより制御されるが、数10のn、mと同様に、通
常全てのQPに対してhはkより大きく設定してはならない。一般的には
k is a difference value subtracted from the sum of absolute values of prediction error signals in the block when the local motion vector is 0 in both the horizontal and vertical directions, and h is a case where at least one of the horizontal and vertical local motion vectors is not 0. The difference value subtracted from the absolute value sum of the prediction error signals in the block. This binary value is controlled by the quantization parameter QP. However, like n and m in Equation 10, normally, h should not be set larger than k for all QPs. In general

Figure 2008054341
Figure 2008054341

のようにkはn、hはmと同様のQP制御を行う。ここで検出された動きベクトルはGMCオ
ンオフスイッチ82−2に出力され、また最小評価値は制御装置83に出力される。また
、ローカル動き補償画像はGMCオンオフスイッチ82−1に出力される。
As shown, k is n, and h is the same QP control as m. The detected motion vector is output to the GMC on / off switch 82-2, and the minimum evaluation value is output to the control device 83. The local motion compensated image is output to the GMC on / off switch 82-1.

グローバル動き補償画像に対するローカル動きベクトルは全体的に小さい値、特に0ベ
クトルを多く持つという特徴がある。そのため、グローバル動き補償画像に対するローカ
ル動き推定はローカル動きベクトルが水平・垂直方向とも0である場合のみ行う方法が考
えられる。図1にその符号化ダイヤグラムを示す。図8との変更点はグローバル動き補償
処理部11(図8では81)からGMCオンオフスイッチ82−2へのローカル動きベクト
ルの出力がないという点である。従って82−2でグローバル動き補償をオンとする場合
にはそのマクロブロックのローカル動きベクトルは符号化されない。図10はグローバル
動き補償処理部11の内部構成を示したものである。図9と同様にグローバル動き推定装
置811とグローバル動き補償装置812によりグローバル動きベクトルの検出およびグ
ローバル動き補償画像の生成が行われ、それぞれ符号化器18、GMCオンオフスイッチ8
2−1に出力される。次に、量子化バラメータQPの制御の基にグローバル動き補償評価装
置113により、0ベクトルに対する評価値が数12により算出される。その情報は制御
装置83に伝達される。この数12におけるkは数11で設定されるnよりも大きく設定
しておくと有効的である。これは、GMCオンオフスイッチでグローバル動き補償がオンと
なるときには、ローカル動きベクトルを符号化する必要がないことから明らかである。こ
こでは、kをn、hに対して効果的に制御する方法を
The local motion vector for the global motion compensated image has a characteristic that it has many small values, in particular, many zero vectors. Therefore, it is conceivable to perform local motion estimation for the global motion compensated image only when the local motion vector is 0 in both the horizontal and vertical directions. FIG. 1 shows the encoding diagram. 8 is that there is no output of a local motion vector from the global motion compensation processing unit 11 (81 in FIG. 8) to the GMC on / off switch 82-2. Therefore, when global motion compensation is turned on in 82-2, the local motion vector of the macroblock is not encoded. FIG. 10 shows the internal configuration of the global motion compensation processing unit 11. As in FIG. 9, the global motion estimation device 811 and the global motion compensation device 812 detect a global motion vector and generate a global motion compensated image. The encoder 18 and the GMC on / off switch 8 respectively.
2-1. Next, based on the control of the quantization parameter QP, the global motion compensation evaluation device 113 calculates an evaluation value for the zero vector by Equation 12. The information is transmitted to the control device 83. It is effective to set k in Equation 12 larger than n set in Equation 11. This is clear from the fact that local motion vectors do not need to be encoded when global motion compensation is turned on with the GMC on / off switch. Here, a method for effectively controlling k with respect to n and h

Figure 2008054341
Figure 2008054341

として例に挙げる。この場合、QP=1でk=216、QP=15でk=258、QP=31で
k=306となる。つまり、k固定の場合と比較すると、QPが15より大きい場合には、
更に0ベクトルが選ばれやすくなっており、QPが15より小さい場合には、0ベクトルが
選ばれにくくなっている。また、kは全てのQPに対してnよりも大きくなっており、グロ
ーバル動き補償がオンである時の0動きベクトルはグローバル動き補償がオフの時の0動
きベクトルよりも選ばれやすくなっている。これにより、QPが大きい場合には、ローカル
動きベクトルの情報量が効果的に削減され、QPが小さい場合には、特定動きベクトルを優
先する制御に伴うDCT係数量子化値の符号化情報量の増大も抑制される。
As an example. In this case, k = 216 when QP = 1, k = 258 when QP = 15, and k = 306 when QP = 31. In other words, when QP is greater than 15, compared to the case of fixed k,
Furthermore, the 0 vector is easily selected, and when the QP is smaller than 15, the 0 vector is difficult to select. Also, k is larger than n for all QPs, and the 0 motion vector when global motion compensation is on is more easily selected than the 0 motion vector when global motion compensation is off. . Thereby, when the QP is large, the information amount of the local motion vector is effectively reduced, and when the QP is small, the encoded information amount of the DCT coefficient quantization value accompanying the control giving priority to the specific motion vector is reduced. The increase is also suppressed.

これまではH. 263符号化方式を例にとって説明してきたが、本発明は動き補償とそ
の結果として生成される予測誤差信号に直交変換係数を行った後、その係数を量子化する
という技術を用いる場合には全て適用できる。従って、本発明の量子化パラメータQPには
H. 263のQUANTばかりでなく、 H.261、MPQG1、MPEG2(H.261、MPEG1、MPEG2に関して
は、例えば、藤原 洋監修「最新MPEG教科書」(1994.8)などに解説されている)で用いら
れているMQUANTも当然含まれる。また、異なる量子化ステップ幅のパターンを2個以上持
つ符号化方式であれば、パターンそのものや特定量子化ステップ幅を量子化パラメータQP
として利用することも可能である。更に、INTER4Vのように1個のマクロブロックに2個
以上の動きベクトルが必要となるモードがない符号化方式やMPEG1やMPEG2などの標準動
画像符号化方式において用いられている2つの方向(正方向と逆方向)から予測した画像
を平均化する操作を行う両方向予測を含む符号化方式等、様々な動き予測方式を含む動画
像符号化方式にも適用できる。例えば、両方向予測に適用する場合には、正方向と逆方向
のそれぞれの動き補償において本発明を用いることも可能である。
Up to this point, the H.263 coding method has been described as an example. However, the present invention provides a technique for performing an orthogonal transform coefficient on a prediction error signal generated as a result of motion compensation and then quantizing the coefficient. All are applicable when used. Therefore, the quantization parameter QP of the present invention includes not only QUANT of H.263 but also H.261, MPQG1, and MPEG2 (for example, with regard to H.261, MPEG1, and MPEG2, for example, “Latest MPEG Textbook” supervised by Hiroshi Fujiwara (1994.8 MQUANT used in) is also included. In addition, if the encoding method has two or more patterns with different quantization step widths, the pattern itself or the specific quantization step width is set to the quantization parameter QP.
It is also possible to use as. Furthermore, there are two directions used in standard encoding schemes such as MPEG1 and MPEG2 that do not have a mode that requires two or more motion vectors in one macroblock such as INTER4V (normal The present invention can also be applied to a moving picture coding scheme including various motion prediction schemes, such as a coding scheme including bi-directional prediction that performs an operation of averaging images predicted in the opposite direction. For example, when applied to bi-directional prediction, the present invention can be used in motion compensation in the forward direction and in the reverse direction.

本発明は特定動きベクトル評価時の基本評価関数からの差分値をQPの値によって2個以
上設けることが主眼であるため、そのQPの制御方法は本発明では規定しない。従って、制
御の方法としては、数11、数12、数13のようにQPを関数変数のように扱う方法のほ
かに、QPを数個に場合分けする方法等も考えられる。例えば、基本評価関数からの差分値
をQPが1〜5では161とし、6〜10では193とし、11〜20では257とし、2
1〜25では321とし、26〜31では387とするような場合も本発明に含まれる。
数11のmと数12のhは上記では固定値(129)としていたが、これらをQPで制御す
る方法も本発明に含まれる。この場合も、全てのQPに対してm、hは0より大きく、かつ
mはnより大きくはならず、hはkより大きくはならないことが前提となる。そして、2
個の差分値を比較したとき、QPが小さい時の差分値が大きい時の差分値よりも大きくなら
ないように設定する。このようにmまたはhを制御すると、QPが大きい場合にはINTER4V
モードで必要になる4個の動きベクトルをINTERの1個に減らす効果があり、QPが小さい
場合には動きベクトルを1個に限定することによる予測誤差電力の増大が削減できる。
Since the present invention is mainly intended to provide two or more difference values from the basic evaluation function at the time of evaluating a specific motion vector depending on the value of QP, the control method of QP is not defined in the present invention. Therefore, as a control method, in addition to a method of handling QP like a function variable as shown in Equations 11, 12, and 13, a method of dividing QP into several cases may be considered. For example, the difference value from the basic evaluation function is 161 when QP is 1 to 5, 193 when 6 to 10, 257 when 11 to 20, and 2
The case where 1 to 25 is set to 321 and 26 to 31 is set to 387 is also included in the present invention.
In the above, m in Equation 11 and h in Equation 12 are fixed values (129), but a method of controlling them with QP is also included in the present invention. In this case, it is also assumed that m and h are larger than 0, m is not larger than n, and h is not larger than k for all QPs. And 2
When comparing the difference values, the difference value when the QP is small is set not to be larger than the difference value when the QP is large. When m or h is controlled in this way, if QP is large, INTER4V
There is an effect of reducing the four motion vectors required in the mode to one of INTER, and when QP is small, an increase in prediction error power by limiting the number of motion vectors to one can be reduced.

これまでは、正方形ブロックでの動き補償について述べてきたが、長方形ブロックや任
意形状ブロックを含むフレームにおいても、本発明は実現可能である。従ってその場合も
本発明に含まれる。
So far, motion compensation in a square block has been described, but the present invention can also be realized in a frame including a rectangular block or an arbitrarily shaped block. Therefore, such a case is also included in the present invention.

本発明におけるグローバル動き補償を含む符号化ブロックダイヤグラムの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the encoding block diagram containing the global motion compensation in this invention. マクロブロックの構造を示した図である。It is the figure which showed the structure of the macroblock. H. 263符号化方式の符号化ブロックダイヤグラムを示した図である。It is the figure which showed the encoding block diagram of H.263 encoding system. H. 263符号化方式の符号化ブロックダイヤグラムにおけるローカル動き補償処理部の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the local motion compensation process part in the encoding block diagram of a H.263 encoding system. グローバル動き補償方法の原理を示した図である。It is the figure which showed the principle of the global motion compensation method. 本発明をH. 263符号化方式に適用する場合の符号化ブロックダイヤグラムの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the encoding block diagram in the case of applying this invention to a H.263 encoding system. 本発明をH. 263符号化方式に適用する場合の符号化ブロックダイヤグラムの例におけるローカル動き補償処理部の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the local motion compensation process part in the example of an encoding block diagram in the case of applying this invention to a H.263 encoding system. 本発明におけるグローバル動き補償とそのグローバル動き補償画像へのローカル動き補償を含む符号化ブロックダイヤグラムの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the encoding block diagram containing the global motion compensation in this invention, and the local motion compensation to the global motion compensation image. 本発明におけるグローバル動き補償とそのグローバル動き補償画像へのローカル動き補償を含む符号化ブロックダイヤグラムの例におけるグローバル動き補償処理部の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the global motion compensation process part in the example of the encoding block diagram containing the global motion compensation in this invention, and the local motion compensation to the global motion compensation image. 本発明におけるグローバル動き補償を含む符号化ブロックダイヤグラムの例におけるグローバル動き補償処理部の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the global motion compensation process part in the example of the encoding block diagram containing the global motion compensation in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11、81…グローバル動き補償処理部、31、61…ローカル動き補償処理部、32
…フレームメモリ、33、63、83…制御装置、82−1、82−2…GMCオンオフス
イッチ、113…グローバル動き補償評価装置、311、611…INTERローカル動き推
定装置、312…INTER4Vローカル動き推定装置、313…INTER/INTER4Vスイッチ、31
4…ローカル動き補償装置、504〜507…現フレームの原画像の格子点、509〜5
12…グローバル動き推定後の格子点、313…INTER/INTER4Vスイッチ、314…ロー
カル動き補償装置、811…グローバル動き推定装置、812…グローバル動き補償装置
11, 81... Global motion compensation processing unit 31, 61... Local motion compensation processing unit, 32
... Frame memory, 33, 63, 83 ... Control device, 82-1, 82-2 ... GMC on / off switch, 113 ... Global motion compensation evaluation device, 311, 611 ... INTER local motion estimation device, 312 ... INTER4V local motion estimation device 313 ... INTER / INTER4V switch, 31
4 ... local motion compensation device, 504 to 507 ... grid point of original image of current frame, 509 to 5
12 ... Grid points after global motion estimation, 313 ... INTER / INTER4V switch, 314 ... Local motion compensation device, 811 ... Global motion estimation device, 812 ... Global motion compensation device.

Claims (10)

画像をa個(aは正の整数)の任意形状ブロックに分割して行う動き補償と、その結果
発生するブロック内の予測誤差信号に直交変換を施した後の変換係数を、値が小さいほど
量子化ステップ幅の平均値が小さくなるように設定されている量子化パラメータQP(QPは
正の整数)を用いて量子化する手順を含む動画像符号化方法において、
水平・垂直方向の動きベクトルが共に0となるときにはブロック内の予測誤差信号の絶
対値和あるいは自乗和からn(nは整数)を引いた値を評価値とし、水平・垂直方向の動
きベクトルのうち少なくとも一方が0でないときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値
和あるいは自乗和を評価値とし、予測に用いる全ての動き補償方法について探索の対象と
なっている全ての候補動きベクトルに対する評価値を比較して、その値が最小となるとき
の動きベクトルを当該ブロックの動きベクトルとする場合、
上記nの値がQPの値によってr個(rは2以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するnの値を比較した際に、QPの小さい方のnの値がQPの大きい方のn
の値より大きくなることがないことを特徴とする動き補償方法。
The smaller the value of the motion compensation performed by dividing an image into a (a is a positive integer) arbitrary shape block and the transform coefficient after orthogonal transformation is performed on the prediction error signal in the resulting block. In a video encoding method including a procedure of performing quantization using a quantization parameter QP (QP is a positive integer) that is set so that an average value of quantization step widths is small.
When both the horizontal and vertical motion vectors are 0, the evaluation value is a value obtained by subtracting n (n is an integer) from the sum of absolute values or sum of squares of the prediction error signals in the block. When at least one of them is not 0, an absolute value sum or a square sum of prediction error signals in the block is used as an evaluation value, and evaluation values for all candidate motion vectors to be searched for all motion compensation methods used for prediction are obtained. In comparison, when the motion vector when the value is the minimum is the motion vector of the block,
The value of n is divided into r (r is a positive integer of 2 or more) according to the value of QP, and 2
When comparing the values of n for two different QPs, the smaller n value of QP is the larger n value of QP.
A motion compensation method characterized in that the motion compensation method does not exceed the value of.
画像をa個(aは正の整数)の任意形状ブロックに分割し、ブロックに1本の動きベク
トルを設ける動き補償と、ブロックを2個以上の小ブロック分割し、その小ブロック毎に
動きベクトルを設ける動き補償と、上記2種類を含む予測に用いる全ての動き補償方法の
中からブロック毎に1個を選択する手段と、
その結果発生するブロック内の予測誤差信号に直交変換を施した後の変換係数を、値が
小さいほど量子化ステップ幅の平均値が小さくなるように設定されている量子化パラメー
タQP(QPは正の整数)を用いて量子化する手順を含む動画像符号化方法において、
ブロックの動きベクトルが1本であり、水平・垂直方向の動きベクトルが共に0となる
ときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からn(nは整数)を引い
た値を評価値とし、ブロックの動きベクトルが1本であり、水平・垂直方向の動きベクト
ルのうち少なくとも一方が0でないときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるい
は自乗和からm(mは整数)を引いた値を評価値とし、ブロックの動きベクトルが2本以
上であるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和を評価値とし、
予測に用いる全ての動き補償方法について探索の対象となっている全ての候補動きベク
トルに対する評価値を比較して、その値が最小となるときの動きベクトルを当該ブロック
の動きベクトルとする場合、
上記nの値がQPの値によってr個(rは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するnの値を比較した際に、QPの小さい方のnの値がQPの大きい方のn
の値より大きくなることはなく、
上記mの値がQPの値によってs個(sは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するmの値を比較した際に、QPの小さい方のmの値がQPの大きい方のm
の値より大きくなることはなく、
上記rとsのうちいずれか一方は2以上の値であることを特徴とする動き補償方法。
The image is divided into a (a is a positive integer) arbitrary shape block, motion compensation for providing one motion vector in the block, and the block is divided into two or more small blocks, and the motion vector is divided for each small block. And a means for selecting one for each block from all motion compensation methods used for prediction including the above two types,
The quantization parameter QP (QP is a positive value), which is set so that the smaller the value, the smaller the average quantization step width is, after the orthogonal transformation is performed on the prediction error signal in the resulting block. In a moving image encoding method including a procedure of quantization using an integer of
When the block has one motion vector and both the horizontal and vertical motion vectors are 0, the evaluation value is a value obtained by subtracting n (n is an integer) from the absolute value sum or square sum of the prediction error signals in the block. When a block has one motion vector and at least one of the horizontal and vertical motion vectors is not 0, m (m is an integer) is subtracted from the sum of absolute values or sum of squares of prediction error signals in the block. When the value is an evaluation value and the motion vector of the block is two or more, the absolute value sum or square sum of the prediction error signals in the block is the evaluation value,
When comparing the evaluation values for all candidate motion vectors to be searched for all motion compensation methods used for prediction, and setting the motion vector at the minimum value as the motion vector of the block,
The value of n is divided into r (r is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of n for two different QPs, the smaller n value of QP is the larger n value of QP.
Will never be greater than
The value of m is divided into s (s is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of m for two different QPs, the value of m with the smaller QP is the value of m with the larger QP.
Will never be greater than
Any one of the above r and s is a value of 2 or more.
画像をa個(aは正の整数)の任意形状ブロックに分割し、参照画像を画像全体の動き
を補償するグローバル動き補償を行った画像として行う動き補償と、参照画像をグローバ
ル動き補償を行っていない画像として行う動き補償と、上記2種類を含む予測に用いる全
ての動き補償方法の中からブロック毎に1個を選択する手段と、
その結果発生するブロック内の予測誤差信号に直交変換を施した後の変換係数を、値が
小さいほど量子化ステップ幅の平均値が小さくなるように設定されている量子化パラメー
タQP(QPは正の整数)を用いて量子化する手順を含む動画像符号化方法において、
グローバル動き補償を行った画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベクトルが
共に0となるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からk(kは
整数)を引いた値を評価値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベク
トルが共に0となるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からn
(nは整数)を引いた値を評価値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベク
トルのうち少なくとも一方が0でないときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和ある
いは自乗和を評価値とし、
予測に用いる全ての動き補償方法について探索の対象となっている全ての候補動きベク
トルに対する評価値を比較して、その値が最小となるときの動きベクトルおよび参照画像
を当該ブロックの動きベクトルおよび参照画像とする場合、
上記nの値がQPの値によってr個(rは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するnの値を比較した際に、QPの小さい方のnの値がQPの大きい方のn
の値より大きくなることはなく、
上記kの値がQPの値によってt個(tは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するkの値を比較した際に、QPの小さい方のkの値がQPの大きい方のk
の値より大きくなることはなく、
上記rとtのうちいずれか一方は2以上の正の整数値であることを特徴とする動き補償
方法。
The image is divided into a (a is a positive integer) arbitrarily shaped block, and the reference image is subjected to global motion compensation that compensates for the motion of the entire image, and the reference image is subjected to global motion compensation. Motion compensation performed as a non-image and means for selecting one for each block from all motion compensation methods used for prediction including the above two types;
The quantization parameter QP (QP is a positive value), which is set so that the smaller the value, the smaller the average quantization step width is, after the orthogonal transformation is performed on the prediction error signal in the resulting block. In a moving image encoding method including a procedure of quantization using an integer of
An image that has undergone global motion compensation is a reference image, and when both the horizontal and vertical motion vectors are 0, a value obtained by subtracting k (k is an integer) from the sum of absolute values or sum of squares of prediction error signals in the block Is the evaluation value,
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and when the horizontal and vertical motion vectors are both 0, the absolute value sum or square sum of the prediction error signals in the block
The value obtained by subtracting (n is an integer) is the evaluation value,
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and when at least one of the horizontal and vertical motion vectors is not 0, an absolute value sum or a square sum of prediction error signals in the block is used as an evaluation value.
For all motion compensation methods used for prediction, evaluation values for all candidate motion vectors to be searched are compared, and the motion vector and reference image when the value is the minimum are compared with the motion vector and reference of the block. When making an image,
The value of n is divided into r (r is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of n for two different QPs, the smaller n value of QP is the larger n value of QP.
Will never be greater than
The k value is divided into t (t is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of k for two different QPs, the value of k with the smaller QP is the value of k with the larger QP.
Will never be greater than
Any one of the above r and t is a positive integer value of 2 or more.
画像をa個(aは正の整数)の任意形状ブロックに分割し、参照画像を画像全体の動き
を補償するグローバル動き補償を行った画像として行う動き補償と、参照画像をグローバ
ル動き補償を行っていない画像として行う動き補償と、上記2種類を含む予測に用いる全
ての動き補償方法の中からブロック毎に1個を選択する手段と、
その結果発生するブロック内の予測誤差信号に直交変換を施した後の変換係数を、値が
小さいほど量子化ステップ幅の平均値が小さくなるように設定されている量子化パラメー
タQP(QPは正の整数)を用いて量子化する手順を含む動画像符号化方法において、
グローバル動き補償を行った画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベクトルが
共に0となるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からk(kは
整数)を引いた値を評価値とし、
グローバル動き補償を行った画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベクトルの
うち少なくとも一方が0でないときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自
乗和からh(hは整数)を引いた値を評価値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベク
トルが共に0となるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からn
(nは整数)を引いた値を評価値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベク
トルのうち少なくとも一方が0でないときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和ある
いは自乗和を評価値とし、
予測に用いる全ての動き補償方法について探索の対象となっている全ての候補動きベク
トルに対する評価値を比較して、その値が最小となるときの動きベクトルおよび参照画像
を当該ブロックの動きベクトルおよび参照画像とする場合、
上記nの値がQPの値によってr個(rは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するnの値を比較した際に、QPの小さい方のnの値がQPの大きい方のn
の値より大きくなることはなく、
上記hの値がQPの値によってu個(uは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するhの値を比較した際に、QPの小さい方のhの値がQPの大きい方のh
の値より大きくなることはなく、
上記kの値がQPの値によってt個(tは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するkの値を比較した際に、QPの小さい方のkの値がQPの大きい方のk
の値より大きくなることはなく、
上記r、u、tのうちいずれか1つは2以上の正の整数であることを特徴とする動き補
償方法。
The image is divided into a (a is a positive integer) arbitrarily shaped block, and the reference image is subjected to global motion compensation that compensates for the motion of the entire image, and the reference image is subjected to global motion compensation. Motion compensation performed as a non-image and means for selecting one for each block from all motion compensation methods used for prediction including the above two types;
The quantization parameter QP (QP is a positive value), which is set so that the smaller the value, the smaller the average quantization step width is, after the orthogonal transformation is performed on the prediction error signal in the resulting block. In a moving image encoding method including a procedure of quantization using an integer of
An image that has undergone global motion compensation is a reference image, and when both the horizontal and vertical motion vectors are 0, a value obtained by subtracting k (k is an integer) from the sum of absolute values or sum of squares of prediction error signals in the block Is the evaluation value,
When the image subjected to global motion compensation is a reference image, and at least one of the horizontal and vertical motion vectors is not 0, h (h is an integer) is subtracted from the absolute value sum or square sum of the prediction error signals in the block. The obtained value as the evaluation value,
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and when the horizontal and vertical motion vectors are both 0, the absolute value sum or square sum of the prediction error signals in the block
The value obtained by subtracting (n is an integer) is the evaluation value,
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and when at least one of the horizontal and vertical motion vectors is not 0, an absolute value sum or a square sum of prediction error signals in the block is used as an evaluation value.
For all motion compensation methods used for prediction, evaluation values for all candidate motion vectors to be searched are compared, and the motion vector and reference image when the value is the minimum are compared with the motion vector and reference of the block. When making an image,
The value of n is divided into r (r is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of n for two different QPs, the smaller n value of QP is the larger n value of QP.
Will never be greater than
The value of h is divided into u cases (u is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP, and 2
When comparing the values of h for two different QPs, the value of h with the smaller QP is the value of h with the larger QP.
Will never be greater than
The k value is divided into t (t is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of k for two different QPs, the value of k with the smaller QP is the value of k with the larger QP.
Will never be greater than
Any one of the r, u, and t is a positive integer of 2 or more.
画像をa個(aは正の整数)の任意形状ブロックに分割し、参照画像を画像全体の動き
を補償するグローバル動き補償を行った画像として行う動き補償と、参照画像をグローバ
ル動き補償を行っていない画像とし、ブロックに1本の動きベクトルを設ける動き補償と
、参照画像をグローバル動き補償を行っていない画像とし、ブロックを2個以上の小ブロ
ック分割し、その小ブロック毎に動きベクトルを設ける動き補償と、上記3種類を含む予
測に用いる全ての動き補償方法の中からブロック毎に1個を選択する手段と、
その結果発生するブロック内の予測誤差信号に直交変換を施した後の変換係数を、値が
小さいほど量子化ステップ幅の平均値が小さくなるように設定されている量子化パラメー
タQP(QPは正の整数)を用いて量子化する手順を含む動画像符号化方法において、
グローバル動き補償を行った画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベクトルが
共に0となるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からk(kは
整数)を引いた値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、ブロックの動きベクトルが
1本であり、水平・垂直方向の動きベクトルが共に0となるときにはブロック内の予測誤
差信号の絶対値和あるいは自乗和からn(nは整数)を引いた値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、ブロックの動きベクトルが
1本であり、水平・垂直方向の動きベクトルのうち少なくとも一方が0でないときにはブ
ロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からm(mは整数)を引いた値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、ブロックの動きベクトルが
2本以上であるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和を評価値と
し、
予測に用いる全ての動き補償方法について探索の対象となっている全ての候補動きベク
トルに対する評価値を比較して、その値が最小となるときの動きベクトルおよび参照画像
を当該ブロックの動きベクトルおよび参照画像とする場合、
上記nの値がQPの値によってr個(rは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するnの値を比較した際に、QPの小さい方のnの値がQPの大きい方のn
の値より大きくなることはなく、
上記mの値がQPの値によってs個(sは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するmの値を比較した際に、QPの小さい方のmの値がQPの大きい方のm
の値より大きくなることはなく、
上記kの値がQPの値によってt個(tは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するkの値を比較した際に、QPの小さい方のkの値がQPの大きい方のk
の値より大きくなることはなく、
上記r、s、tのうちいずれか1つは2以上の正の整数であることを特徴とする動き補
償方法。
The image is divided into a (a is a positive integer) arbitrarily shaped block, and the reference image is subjected to global motion compensation that compensates for the motion of the entire image, and the reference image is subjected to global motion compensation. A motion compensation in which one motion vector is provided in a block, and a reference image in which a global motion compensation is not performed, a block is divided into two or more small blocks, and a motion vector is assigned to each small block. Motion compensation to be provided, and means for selecting one for each block from all motion compensation methods used for prediction including the above three types;
The quantization parameter QP (QP is a positive value), which is set so that the smaller the value, the smaller the average quantization step width is, after the orthogonal transformation is performed on the prediction error signal in the resulting block. In a moving image encoding method including a procedure of quantization using an integer of
An image that has undergone global motion compensation is a reference image, and when both the horizontal and vertical motion vectors are 0, a value obtained by subtracting k (k is an integer) from the sum of absolute values or sum of squares of prediction error signals in the block age,
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and there is one block motion vector. When both horizontal and vertical motion vectors are 0, the sum of absolute values or square sums of prediction error signals in the block Subtracting n (n is an integer) from
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and there is one block motion vector. When at least one of the horizontal and vertical motion vectors is not 0, the sum of absolute values of prediction error signals in the block or Subtract m (m is an integer) from the sum of squares,
An image that has not been subjected to global motion compensation is a reference image, and when the motion vector of the block is two or more, the absolute value sum or square sum of the prediction error signals in the block is used as the evaluation value,
For all motion compensation methods used for prediction, evaluation values for all candidate motion vectors to be searched are compared, and the motion vector and reference image when the value is the minimum are compared with the motion vector and reference of the block. When making an image,
The value of n is divided into r (r is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of n for two different QPs, the smaller n value of QP is the larger n value of QP.
Will never be greater than
The value of m is divided into s (s is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of m for two different QPs, the value of m with the smaller QP is the value of m with the larger QP.
Will never be greater than
The k value is divided into t (t is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of k for two different QPs, the value of k with the smaller QP is the value of k with the larger QP.
Will never be greater than
Any one of said r, s, and t is a positive integer greater than or equal to 2, The motion compensation method characterized by the above-mentioned.
画像をa個(aは正の整数)の任意形状ブロックに分割し、参照画像を画像全体の動き
を補償するグローバル動き補償を行った画像として行う動き補償と、参照画像をグローバ
ル動き補償を行っていない画像とし、ブロックに1本の動きベクトルを設ける動き補償と
、参照画像をグローバル動き補償を行っていない画像とし、ブロックを2個以上の小ブロ
ック分割し、その小ブロック毎に動きベクトルを設ける動き補償と、上記3種類を含む予
測に用いる全ての動き補償方法の中からブロック毎に1個を選択する手段と、
その結果発生するブロック内の予測誤差信号に直交変換を施した後の変換係数を、値が
小さいほど量子化ステップ幅の平均値が小さくなるように設定されている量子化パラメー
タQP(QPは正の整数)を用いて量子化する手順を含む動画像符号化方法において、
グローバル動き補償を行った画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベクトルが
共に0となるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からk(kは
整数)を引いた値とし、
グローバル動き補償を行った画像が参照画像であり、水平・垂直方向の動きベクトルう
ち少なくとも一方は0でないときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗
和からh(hは整数)を引いた値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、ブロックの動きベクトルが
1本であり、水平・垂直方向の動きベクトルが共に0となるときにはブロック内の予測誤
差信号の絶対値和あるいは自乗和からn(nは整数)を引いた値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、ブロックの動きベクトルが
1本であり、水平・垂直方向の動きベクトルのうち少なくとも一方は0でないときにはブ
ロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和からm(mは整数)を引いた値とし、
グローバル動き補償を行っていない画像が参照画像であり、ブロックの動きベクトルが
2本以上であるときにはブロック内の予測誤差信号の絶対値和あるいは自乗和を評価値と
し、
予測に用いる全ての動き補償方法について探索の対象となっている全ての候補動きベク
トルに対する評価値を比較して、その値が最小となるときの動きベクトルおよび参照画像
を当該ブロックの動きベクトルおよび参照画像とする場合、
上記nの値がQPの値によってr個(rは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するnの値を比較した際に、QPの小さい方のnの値がQPの大きい方のn
の値より大きくなることはなく、
上記mの値がQPの値によってs個(sは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するmの値を比較した際に、QPの小さい方のmの値がQPの大きい方のm
の値より大きくなることはなく、
上記kの値がQPの値によってt個(tは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するkの値を比較した際に、QPの小さい方のkの値がQPの大きい方のk
の値より大きくなることはなく、
上記hの値がQPの値によってu個(uは1以上の正の整数)に場合分けされており、2
つの異なるQPに対するhの値を比較した際に、QPの小さい方のhの値がQPの大きい方のh
の値より大きくなることはなく、
上記r、s、t、uのうちいずれか1つは2以上の正の整数であることを特徴とする動
き補償方法。
The image is divided into a (a is a positive integer) arbitrarily shaped block, and the reference image is subjected to global motion compensation that compensates for the motion of the entire image, and the reference image is subjected to global motion compensation. A motion compensation in which one motion vector is provided in a block, and a reference image in which a global motion compensation is not performed, a block is divided into two or more small blocks, and a motion vector is assigned to each small block. Motion compensation to be provided, and means for selecting one for each block from all motion compensation methods used for prediction including the above three types;
The quantization parameter QP (QP is a positive value), which is set so that the smaller the value, the smaller the average quantization step width is, after the orthogonal transformation is performed on the prediction error signal in the resulting block. In a moving image encoding method including a procedure of quantization using an integer of
An image that has undergone global motion compensation is a reference image, and when both the horizontal and vertical motion vectors are 0, a value obtained by subtracting k (k is an integer) from the sum of absolute values or sum of squares of prediction error signals in the block age,
When the image subjected to global motion compensation is a reference image, and at least one of the horizontal and vertical motion vectors is not 0, h (h is an integer) is subtracted from the sum of absolute values or sum of squares of prediction error signals in the block. Value and
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and there is one block motion vector. When both horizontal and vertical motion vectors are 0, the sum of absolute values or square sums of prediction error signals in the block Subtracting n (n is an integer) from
An image that is not subjected to global motion compensation is a reference image, and a block has a single motion vector. When at least one of the horizontal and vertical motion vectors is not 0, the sum of absolute values of prediction error signals in the block or Subtract m (m is an integer) from the sum of squares,
An image that has not been subjected to global motion compensation is a reference image, and when the motion vector of the block is two or more, the absolute value sum or square sum of the prediction error signals in the block is used as the evaluation value,
For all motion compensation methods used for prediction, evaluation values for all candidate motion vectors to be searched are compared, and the motion vector and reference image when the value is the minimum are compared with the motion vector and reference of the block. When making an image,
The value of n is divided into r (r is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of n for two different QPs, the smaller n value of QP is the larger n value of QP.
Will never be greater than
The value of m is divided into s (s is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of m for two different QPs, the value of m with the smaller QP is the value of m with the larger QP.
Will never be greater than
The k value is divided into t (t is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP.
When comparing the values of k for two different QPs, the value of k with the smaller QP is the value of k with the larger QP.
Will never be greater than
The value of h is divided into u cases (u is a positive integer of 1 or more) according to the value of QP, and 2
When comparing the values of h for two different QPs, the value of h with the smaller QP is the value of h with the larger QP.
Will never be greater than
Any one of the above r, s, t, and u is a positive integer of 2 or more.
請求項1乃至6に記載の動き補償方法において、rの値を5以上とすることを特徴とす
る動き補償方法。
7. The motion compensation method according to claim 1, wherein the value of r is 5 or more.
請求項1乃至6に記載の動き補償方法において、rの値を3以上とすることを特徴とす
る動き補償方法。
7. The motion compensation method according to claim 1, wherein the value of r is 3 or more.
請求項1乃至8に記載の動き補償方法を含む動画像符号化方法。   A moving picture encoding method including the motion compensation method according to claim 1. 請求項1乃至8に記載の動き補償方法を含む動画像符号化方法を用いた動画像符号化装
置。
A video encoding apparatus using a video encoding method including the motion compensation method according to claim 1.
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JPH0442772A (en) * 1990-06-05 1992-02-13 Sanken Electric Co Ltd Switching power unit

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