JP2514121B2 - 動画像符号化装置 - Google Patents

動画像符号化装置

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JP2514121B2 JP11678291A JP11678291A JP2514121B2 JP 2514121 B2 JP2514121 B2 JP 2514121B2 JP 11678291 A JP11678291 A JP 11678291A JP 11678291 A JP11678291 A JP 11678291A JP 2514121 B2 JP2514121 B2 JP 2514121B2
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正志 田山
和由 正村
洋 藤原
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は動画像信号を高能率符号
化して伝送するテレビ電話およびテレビ会議において用
いられる動画像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】動画像信号が伝送されるテレビ電話及び
テレビ会議等においては、膨大な情報量を持つ動画像信
号を高能率で符号化する必要があるが、その方法の一つ
として、フレーム間予測符号化方法がある。この方法
は、現在伝送しようとしているフレーム(現フレーム)
の各画素デ−タと、1回前に伝送したフレーム(前フレ
ーム)の現フレームの各画素と同位置の画素デ−タとの
差分(以下、予測誤差デ−タという)をとり、この予測
誤差デ−タを現フレームの各画素デ−タに代えて符号化
して伝送するものである。この方法(動き補償無しフレ
ーム間符号化方式という)は、動きのないあるいは動き
の少ない画像についてはフレーム間の相関が大きいの
で、高能率で符号化できるが、動きの大きい画像につい
てはフレーム間の相関が小さいため、伝送されるデ−タ
が増加してしまうという欠点がある。これを解決するた
めの手段として、動き補償フレーム間予測符号化方法が
ある。この方法は、予測誤差デ−タを求める前に、ま
ず、現フレームと前フレームから動ベクトルを検出す
る。そして、この動ベクトルに従って前フレームを移動
させ、この移動させた前フレームと現フレームとの予測
誤差デ−タをとり、この予測誤差デ−タと動ベクトルと
を伝送するものである。
【0003】ここで、動ベクトルについて説明する。例
えば、図2に示すように、現フレームNFにおいて位置
Aにある物体が前フレームLFにおいては位置Cにあっ
た場合の動ベクトルはVになる。位置Bは位置Aと同位
置を示す。この動ベクトルを検出するには、例えば、3
52ドット、288ラインの現フレームを例にとると、
まず、この現フレームを(16×16)の画素を1ブロ
ックとするブロック毎に分割する。そして、このブロッ
クを動ベクトルを検出するブロック(以下、単に、検出
ブロックという)Aとして前フレーム内のこの検出ブロ
ックと同位置Bのブロック(以下、同位置ブロックとい
う)より水平方向及び垂直方向とも−方向に8、+方向
に7画素大きいブロック、即ち、同位置ブロックを中心
とした(31×31)の画素によるブロックを探索ブロ
ックとする。
【0004】そして、検出ブロックをこの探索ブロック
内において水平方向及び垂直方向に1画素ずつ順次移動
させて対応する各画素デ−タ毎に差分(以下、差分デ−
タという)をとり、この差分デ−タより評価デ−タ(例
えば、差分デ−タの絶対値の和、または、差分デ−タの
自乗の和)を求め、この評価デ−タが最小となる検出ブ
ロックに対応する小ブロックを探索する。これにより、
同位置ブロックの中心から評価デ−タが最小となる小ブ
ロックに向うベクトルをもってその探索ブロックにおけ
る動ベクトルとする。
【0005】ところで、現フレームで画面が切り替わ
り、前フレームと全く異なった画面になった時等は、フ
レーム間符号化方法を行うと、予測誤差デ−タが現フレ
ームのみのデ−タよりも多くなってしまう恐れがあり、
この様な時は、現フレームのみのデ−タで符号化を行う
ことが望ましい。これをフレーム内符号化方法という。
【0006】また、フレーム間符号化方法を行う場合、
画面のノイズの影響で、実際には動いていないのに動ベ
クトルができてしまうことがあり、この様な時は、動き
補償無しのフレーム間符号化方法を行うことが望まし
い。
【0007】よって、より効率的な符号化を行うために
は、符号化を行う単位ブロック毎に、フレーム内符号化
/フレーム間符号化(以下、INTRA/INTERと
いう)判定、及び、動き補償フレーム間符号化/非動き
補償フレーム間符号化(以下、MC/noMCという)
判定を行う必要がある。そこで、CCITT(国際電信
電話諮問委員会)では、動ベクトルより得られた小ブロ
ック(以下、MCブロックという)と検出ブロックの差
分デ−タの自乗の1画素当たりの平均値(以下、VAR
という)、及び、検出ブロックのデ−タの平均値と検出
ブロックの各デ−タの差分値の自乗の1画素当たりの平
均値(以下、VARORという)、の2つをパラメータ
としてINTRA/INTER判定を行っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上の方法によれば動
ベクトルの検出は可能であるが、図3に示すように検出
ブロックが画面の上下左右の周縁部に位置する場合、探
索ブロックが有効画面からはみ出るため、動ベクトルの
値によってはMCブロックが有効画面外のデ−タを含ん
でしまうことになる。このため従来は、この位置の検出
ブロックに対する動ベクトル検出は行わず、動ベクトル
の値は強制的に0とされ、符号化モードも強制的にIN
TRAとされていた。
【0009】本発明は周縁部の検出ブロックに対する動
ベクトルの検出を可能にする動画像符号化装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、画面の周縁部
において、算出した動ベクトルが外方向にあるか否かを
調べ、外方向にある場合は算出した動ベクトルをリセッ
トし、外方向でない場合は、算出した動ベクトルをその
まま正規の動ベクトルとして出力することにした(請求
項1)。
【0011】更に、本発明は、現フレームの検出ブロッ
ク対応の同位置ブロックを、有効画面上で動かし、各同
位置ブロックについてはその周囲の検索ブロックについ
ての動ベクトルを算出する第1の手段と、同位置ブロッ
クが有効画面上の周縁部に存在するか否かを検出する第
2の手段と、周縁部存在時にあってはその周縁部の検索
ブロックについての動ベクトルの方向が有効画面から外
部への方向か否かをチエックする第3の手段と、外部へ
の方向への動ベクトルであればその動ベクトルの代りに
0なる動ベクトルに置換して出力し、外部への方向への
動ベクトルでなければその動ベクトルをそのまま出力す
る第4の手段と、より成る(請求項2)。
【0012】更に、本発明は、現フレームの検出ブロッ
ク対応の同位置ブロックを有効画面上で動かし、各同位
置ブロックについてはその周囲の検索ブロックについて
の動ベクトルを算出する第1の手段と、同位置ブロック
が有効画面上の周縁部に存在するか否かを検出する第2
の手段と、周縁部存在時にあってはその周縁部の検索ブ
ロックについての動ベクトルの方向が有効画面から外部
への方向か否かをチエックする第3の手段と、外部への
方向への動ベクトルであればその動ベクトルの代りに0
なる動ベクトルに置換して出力し、外部への方向への動
ベクトルでなければその動ベクトルをそのまま出力する
第4の手段と、該動ベクトル及び検出ブロックのデ−タ
とを利用して、符号化方式がフレーム内符号化方式かフ
レーム間符号化方式かを判定する第4の手段と、フレー
ム内符号化方式判定時には、フレーム内符号化方式で現
フレームについての符号化を行い、フレーム間符号化方
式判定時には、上記第3の手段でのチエック結果が外部
への方向の動ベクトルであればフレーム内符号化方式で
現フレームについての符号化を行い、外部への方向の動
ベクトルでなければ該動ベクトルを使ってのフレーム間
符号化方式で現フレームについての符号化を行う第6の
手段と、より成る(請求項3)。
【0013】
【作用】本発明に係る符号化装置では、前画面メモリの
有効画面の周辺部をはみ出た場合にのみ動ベクトルを0
とする(請求項1、2)。更に本発明の符号化装置では
INTRA/INTER判定のためにVAROR等の動
ベクトルに起因する数値を用いている場合は、MCブロ
ックが有効画面をはみ出た場合のみ強制的にINTRA
とする(請求項3)。
【0014】
【実施例】図1は本発明の符号化装置の実施例図であ
る。本実施例の符号化装置は、動ベクトル発生回路1、
左縁ブロック検出回路2、右縁ブロック検出回路3、下
縁ブロック検出回路8、上縁ブロック検出回路9、アン
ドゲート4、6、10、12、オアゲート12、14、
18、インバータ5、11、動ベクトル非零検出回路
7、13、INTRA/INTER判定回路17、セレ
クタ15、16より成る。
【0015】動ベクトル発生回路1は、検出ブロック
と、同位置ブロックの周囲の検索ブロックとから動ベク
トルを検出する。この発生回路1は従前より公知であ
る。動ベクトルとしては、水平方向の動ベクトルMV
x、垂直方向の動ベクトルMVyより成る。動ベクトル
MVxは極性を持ち、右方向へは(+)、左方向へは
(−)とし、符号ビットが“0”で右方向、“1”で左
方向を示す。動ベクトルMVyも同じく、符号ビット
“0”で上方向(+)、符号ビット“1”で下方向
(−)を示す。
【0016】検出回路2、3、8、9、は、検出した動
ベクトルが図4に示す有効画面から外にはみ出す方向か
否かを検出する回路である。即ち、図4で位置aでは、
外方向としては、上方向と右方向との2つが考えられる
が、上方向は検出回路9で検出でき、左方向は検出回路
2で検出できる。また、位置bでは検出回路9で上方向
が検出でき、位置cでは検出回路3で右方向が検出で
き、位置dでは検出回路2で左方向が検出でき、位置e
では検出回路8で下方向が検出できる。
【0017】動ベクトル非零検出回路7、8は、動ベク
トルが零(0)の場合、符号ビットが零である故にイン
バータ5、11でアンドゲート6、12をONにするに
なるが、このONになるのを防止する(OFFのままに
する)ために、設置したものである。
【0018】INTRA/INTER判定回路17は、
従来例で述べたCCITTの勧告に従って作成された回
路であり、動ベクトルと検出ブロックのデ−タとから2
つの平均値パラメータをもとに、INTRAかINTE
Rかの符号化方式の判別をする。INTRAであれば
“1”出力し、INTERであれば“0”出力する。
【0019】セレクタ15、16は、動ベクトルを選択
するための回路であり、動ベクトルとしては、0又はM
Vx、MVyである。この選択は、オアゲート14の出
力によって行われ、ゲート14の出力が“1”で動ベク
トルは、MVx、MVyの存在のいかんを問わず0を選
択し、ゲート14の出力が“0”でMVx、MVyをそ
のまま選択して出力する。ここで、オアゲート14の出
力とは、検出ブロックが周縁部にあり且つその位置で算
出した動ベクトルが有効画面外の外方向に向っている時
に“1”を出力する回路である。
【0020】本実施例での動作は以下となる。動ベクト
ル発生回路1は、動ベクトルMVx、MVyを算出する
がこれは、符号ビットと動ベクトルそのものとに分かれ
て各回路に入力する。オアゲート14は4つの入力を持
つ。この4つの入力条件は以下となる。
【0021】(1)、アンドゲート4の出力…この出力
が“1”になるのは検出ブロックが画面の左縁部にある
場合で検出回路2の出力が“1”となり、且つその時の
動ベクトルMVxの符号ビットが“1”(動ベクトルの
方向が左方向)の時である。このゲート4出力“1”
は、いわゆる左はみ出し時を意味する。 (2)、アンドゲート6の出力…この出力が“1”にな
るのは、検出ブロックが画面の右縁部にある場合で検出
回路3の出力が“1”となり、且つその動ベクトルMV
xの符号ビットが“0”(動ベクトルの方向が右方向)
の時である。このゲート6出力“1”はいわゆる右はみ
出し時を意味する。 (3)、アンドゲート10出力…この出力が“1”にな
るのは、検出ブロックが画面の下縁部にある場合で検出
回路8の出力が“1”となり、且つその時の動ベクトル
MVyの符号ビットが“1”(動ベクトルの方向が下方
向)の時である。このゲート10出力“1”はいわゆる
下はみ出し時を意味する。 (4)、アンドゲート12の出力…この出力が“1”に
なるのは、検出ブロックが画面の上縁部にある場合で検
出回路8の出力が“1”となり、且つその時の動ベクト
ルMVyの符号ビットが“0”(動ベクトルの方向が上
方向)の時である。このゲート12出力“1”は、いわ
ゆる上はみ出し時を意味する。
【0022】以上の(1)〜(4)のいずれか1つの条
件が成立すればオアゲート14の出力は“1”となり、
セレクタ15、16は動ベクトルとして、MVx、MV
yの代りに“0”を選択(即ち、動ベクトルをMVx、
MVyから0に置換)して出力する。一方、4つの条件
すべて成立しなければ、セレクタ15、16はMVx、
MVyをそのまま動ベクトルとして出力する。かくし
て、周縁部にあってもその動ベクトルが外部にはみ出す
方向に向いていなければ、そのまま算出済みの動ベクト
ルとして利用し、外部にはみ出す方向に向いていれば、
従前と同じように動ベクトルをリセット(“0”)させ
ることにした。
【0023】更に、オアゲート18は、判定回路17の
出力と共にオアゲート14の出力を入力する。このゲー
ト18は、判定回路17の判定がINTRA“1”出力
の時には、オアゲート14の出力のいかんを問わずIN
TRA出力“1”を出し、判定回路17の判定がINT
ER“0”出力の時には、オアゲート14の出力がIN
TRA“1”である時のみこれを優先して出力する。か
くして判定回路17でINTERとの判定がなされた場
合にも、周縁部で且つ外方向動ベクトルとの検出時に
は、INTERに代ってINTRAによる符号化方式を
実現でき、符号化コードの短縮に寄与できる。尚、この
INTERに代ってINTRAによる符号化方式を実現
した場合、セレクタ15、16は動ベクトル“0”を出
力することになり、符号化には関与しない。また、判定
回路17でのINTRA“1”の判定時には、セレクタ
15、16はゲート14の出力が“0”の場合、MV
x、MVyを出力するがこれはINTRAには利用しな
い。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によればも、MCブ
ロックが有効画面の外にはみ出てしまう可能性を考慮せ
ずに周縁部の検出ブロックについても動ベクトルの検出
が行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例図である。
【図2】動ベクトルVの説明図である。
【図3】周縁部での検出ブロックと検索ブロックとを示
す図である。
【図4】本実施例での、周縁部での検出ブロックと検索
ブロックとを示す図である。
【符号の説明】
1 動ベクトル発生回路 2 左縁ブロック検出回路 3 右縁ブロック検出回路 7、13 動ベクトル非零検出回路 8 下縁ブロック検出回路 9 上縁ブロック検出回路 15、16 セレクタ 17 INTRA/INTER判定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 洋 東京都港区南青山7丁目1番5号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・テク ノロジーズ内

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画面の周縁部において、算出した動ベク
    トルが有効画面から外にはみ出す外方向にあるか否かを
    調べ、外方向にある場合は算出した動ベクトルをリセッ
    トし、外方向でない場合は、算出した動ベクトルをその
    まま正規の動ベクトルとして出力する動画像符号化装
    置。
  2. 【請求項2】 現フレームの検出ブロック対応の同位置
    ブロックを、有効画面上で動かし、各同位置ブロックに
    ついてはその周囲の検索ブロックについての動ベクトル
    を算出する第1の手段と、同位置ブロックが有効画面上
    の周縁部に存在するか否かを検出する第2の手段と、周
    縁部存在時にあってはその周縁部の検索ブロックについ
    ての動ベクトルの方向が有効画面から外にはみ出す外部
    への方向か否をチエックする第3の手段と、外部への方
    向への動ベクトルであればその動ベクトルの代りに0な
    る動ベクトルに置換して出力し、外部への方向への動ベ
    クトルでなければその動ベクトルをそのまま出力する第
    4の手段と、より成る動画像符号化装置。
  3. 【請求項3】 現フレームの検出ブロック対応の同位置
    ブロックを有効画面上で動かし、各同位置ブロックにつ
    いてはその周囲の検索ブロックについての動ベクトルを
    算出する第1の手段と、同位置ブロックが有効画面上の
    周縁部に存在するか否かを検出する第2の手段と、周縁
    部存在時にあってはその周縁部の検索ブロックについて
    の動ベクトルの方向が有効画面から外にはみ出す外部へ
    の方向か否かをチエックする第3の手段と、外部への方
    向への動ベクトルであればその動ベクトルの代りに0な
    る動ベクトルに置換して出力し、外部への方向への動ベ
    クトルでなければその動ベクトルをそのまま出力する第
    4の手段と、該動ベクトル及び検出ブロックのデ−タと
    を利用して、符号化方式がフレーム内符号化方式かフレ
    ーム間符号化方式かを判定する第5の手段と、フレーム
    内符号化方式判定時には、フレーム内符号化方式で現フ
    レームについての符号化を行い、フレーム間符号化方式
    判定時には、上記第3の手段でのチエック結果が外部へ
    の方向の動ベクトルであればフレーム内符号化方式で現
    フレームについての符号化を行い、外部への方向の動ベ
    クトルでなければ該動ベクトルを使ってのフレーム間符
    号化方式で現フレームについての符号化を行う第6の手
    段と、より成る動画像符号化装置。
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JP4507896B2 (ja) * 2005-01-27 2010-07-21 パナソニック株式会社 動画像圧縮装置と動画像圧縮処理方法
JP5095520B2 (ja) * 2008-06-24 2012-12-12 シャープ株式会社 動きベクトル割付装置、フレームレート変換装置、動画像符号化装置、動きベクトル割付方法、動きベクトル割付プログラム、および、記録媒体

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