JP2596352B2 - 小数精度動きベクトル探索装置 - Google Patents
小数精度動きベクトル探索装置Info
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Description
関する。特に、動きベクトル探索に関する。
高い時間相関、空間相関、および人間の視覚特性を利用
して、膨大な情報量を大幅に圧縮する技術である。この
動画像符号化技術は幾つもの要素技術から成り立ってい
る。
の時間方向の相関を利用する技術であり、フレーム間予
測符号化方式は、符号化処理済の先行フレームから現フ
レームの予測を行い、予測誤差信号を伝送する方式であ
る。このフレーム間予測符号化方式を改良した方式とし
て、画像の動きを考慮した動き補償フレ−ム間予測符号
化方式や、フレーム間予測をフィールド間予測に置き換
えたフィールド間予測符号化方式、未来のフレームを先
行して符号化しておくことで、過去と未来から内挿を行
う内挿予測符号化方式がある。更に、これらの複数の予
測符号化方式を適応的に切り替える適応予測符号化方式
がある。
することで情報量を圧縮する技術であり、前記適応予測
符号化方式に対しては、予測誤差信号に対して空間方向
(水平、垂直方向)に適用されるのが普通である。この
変換によって、画像信号の空間方向の冗長性が顕現す
る。変換符号化方式にも、前述の適応予測符号化方式と
同様に、フレームでの変換符号化や、フィールドでの変
換符号化や、水平方向だけの変換符号化など複数の変換
方式を適応的に切り替える適応変換符号化方式がある。
布の偏りを用いて情報量を圧縮する技術であり、前記適
応予測符号化方式の動きベクトルや、前記適応変換符号
化方式の変換係数に適用されるのが普通である。
術は、これらの技術を用いることで、非常に高い圧縮率
を実現している。
動画像符号化装置において、動き補償予測符号化に不可
欠な動きベクトル探索の実装が問題となる。例えば、I
SOIS11172方式(MPEG−1方式)等では半
画素精度での動き補償予測符号化が可能である。一般
に、動きベクトル探索は高精度になるほど計算量が多
く、回路規模が大きくなる。従来、探索を多段で行うこ
とによりこれらを縮小している。
いた動き補償予測符号化装置の例を図3に示す。同図に
おいて、動画像は、Inputから符号化処理順に入力
され、16画素x16ラインのブロック単位で、第一の
動きベクトル探索部10と、第二の動きベクトル探索部
11と、符号化部12に供給される。
ク毎に、探索範囲(±14,±7)の各1画素精度候補
ベクトルについて、メモリ13に保持された符号化済み
画像を用いて、1画素精度動き補償予測画像を生成し、
入力ブロックと比較して予測誤差評価値を計算する。最
小の予測誤差評価値(図ではMAE)およびこれに対応
する1画素精度動きベクトル(図ではMV)を第二の動
きベクトル探索部11に供給する。
ク毎に、第一のベクトル探索部10で得られた1画素精
度動きベクトルの8近傍(±0.5,±0.5)の各半
画素精度候補ベクトルについて、メモリ13に保持され
た符号化済み画像を用いて、半画素精度動き補償予測画
像を生成し、入力ブロックと比較して予測誤差評価値を
計算する。ここで得られた8つの半画素精度候補ベクト
ルの予測誤差評価値と、第一の動きベクトル探索部10
で得られた1画素精度動きベクトルの予測誤差評価値か
ら、最小となる予測誤差評価値に対応する候補ベクトル
を、半画素精度動きベクトル(図ではMV)として符号
化部12に供給する。
度動きベクトルを用いて、入力ブロックを動き補償予測
符号化し、得られたローカルデコード画像を、メモリ1
3に供給するとともに、得られた符号列を出力する。
償予測の参照画像として読み出せるように、ローカルデ
コード画像を保持する。
クトル探索を多段で行うことで計算量や回路規模を縮小
しているが、巳然として動きベクトル探索の実装は問題
である。
能をほとんど低下させることなく、計算量や回路規模を
縮小した小数動きベクトル探索装置を提供することにあ
る。
用いて1画素精度までの動きベクトル探索を行う第一の
動きベクトル探索部と、第一の動きベクトル探索部で得
られた情報を用いて小数精度の動きベクトル探索を行う
第二の動きベクトル探索部から構成されることを特徴と
する。
の動きベクトル探索部が、探索対象の各1画素精度候補
ベクトルに対して、動き補償予測画像を生成し、原画像
との差分計算することで予測誤差評価値を求め、第二の
動きベクトル探索部が、探索対象の各小数精度候補ベク
トルに対して、前記1画素精度候補ベクトルの予測誤差
評価値から推定により予測誤差評価値を求めることを特
徴とする。
の動きベクトル探索部が、探索対象の各1画素精度候補
ベクトルに対して、動き補償予測画像を生成し、原画像
との差分計算することで予測誤差評価値を求め、最小の
予測誤差評価値となる1画素精度候補ベクトルを1画素
精度動きベクトルとして選択し、第二の動きベクトル探
索部が、前記1画素精度動きベクトルの近傍を探索対象
とし、前記探索対象の各小数精度候補ベクトルに対し
て、前記1画素精度候補ベクトルの予測誤差評価値から
推定により予測誤差評価値を求めることを特徴とする。
の動きベクトル探索部が、第一の動きベクトル探索部で
得られた1画素精度動きベクトルから水平および垂直が
半画素の範囲内となる8近傍の小数精度候補ベクトルを
探索対象とすることを特徴とする。
の動きベクトル探索部が、第一の動きベクトル探索部で
得られた1画素精度動きベクトルから水平または垂直が
半画素の範囲内となる4近傍の小数精度候補ベクトルを
探索対象とすることを特徴とする。
の動きベクトル探索部が、小数精度候補ベクトルの近傍
となる複数の1画素精度候補ベクトルの予測誤差評価値
の和に、所定の係数を乗じた値を、前記小数精度候補ベ
クトルの予測誤差評価値とすることを特徴とする。
考える。動き補償予測は、現フレームの位置(x,y)
の画素値を、符号化済みフレームpp a s t (x,y)
から動きベクトル(vx,vy)を使って予測する。例
えば、動きベクトルが(+2.5,+1)の場合、動き
補償予測による予測値
で得られる予測値は、整数精度動き補償予測で得られる
予測値の平均値であり、半画素精度動き補償予測は、単
純な平均予測である。
いられた2つの予測の予測誤差との関係を考える。例え
ば、平均予測の予測値
y)とすれば、予測誤差e1 (x,y)とe2 (x,
y)を用いて次のように表せる。
誤差(MSE)または平均絶対誤差(MAE)が用いら
れる。予測値
誤差の相関関係ρに依存していることがわかる。また、
幾何平均は算術平均を越えないので、
=e2 (x,y)である。
いても、平均予測の予測誤差評価値は、これに用いられ
た2つの予測の予測誤差評価値を合計した値の0.5倍
以下になることがわかる。
ることで、平均側の予測誤差評価値を推定できることを
確認している。
やビットレート、符号化対象画像に依存する。
画素精度までの動きベクトル探索を行う2段探索方式の
場合、1段目で得られた1画素精度動きベクトルのMA
Eに、β=0.375として上式を適用することで、2
段目で求めるべき半画素精度動きベクトルMAEを推定
できる。これにより、探索対象の各半画素精度動きベク
トルの予測誤差評価値が得られるので、動き補償予測画
像を生成することなく、半画素精度動きベクトル探索す
ること可能になる。
いて、動画像は、Inputから符号化処理順に入力さ
れ、16画素x16ラインのブロック単位で、第一の動
きベクトル探索部14と、第二の動きベクトル探索部1
5と、符号化部12に供給される。
ク毎に、探索範囲(±14,±7)の各1画素精度候補
ベクトルについて、メモリ13に保持された符号化済み
画像を用いて、1画素精度動き補償予測画像を生成し、
入力ブロックと比較して予測誤差評価値を計算する。得
られた全予測誤差評価値(図ではMAE)を第二の動き
ベクトル探索部15に供給する。
ク毎に、探索範囲(±14,±7)の各半画素精度候補
ベクトルについて、第一の動きベクトル探索部14で得
られた予測誤差評価値を用いて推定を行う。水平成分の
み半画素となる候補ベクトルは、水平方向に隣接する2
つの1画素精度候補ベクトルの予測誤差評価値の和に
0.4375を乗じた値を予測誤差評価値とし、垂直成
分のみ半画素となる候補ベクトルは、垂直方向に隣接す
る2つの1画素精度候補ベクトルの予測誤差評価値の和
に0.375を乗じた値を予測誤差評価値とし、水平成
分垂直成分ともに半画素となる候補ベクトルは、近傍の
4つの1画素精度候補ベクトルの予測誤差評価値の和に
0.171875を乗じた値を予測誤差評価値する。最
小の予測誤差評価値となる候補ベクトルを選択し、半画
素精度動きベクトル(図ではMV)として符号化部12
に供給する。
じである。
おいて、動画像は、Inputから符号化処理順に入力
され、16画素x16ラインのブロック単位で、第一の
動きベクトル探索部16と、第二の動きベクトル探索部
17と、符号化部12に供給される。
ク毎に、探索範囲(±14,±7)の各1画素精度候補
ベクトルについて、メモリ13に保持された符号化済み
画像を用いて、1画素精度候補ベクトルを生成し、入力
ブロックと比較して予測誤差評価値を計算する。最小の
予測誤差評価値となる1画素精度動きベクトルを、1画
素精度動きベクトル(図ではMV)として第二の動きベ
クトル探索部17に供給するとともに、前記1画素精度
動きベクトルの1画素範囲内(±1,±1)の1画素精
度候補ベクトルに対応する9つの予測誤差評価値(図で
はMAE)を第二の動きベクトル探索部17に供給す
る。
ク毎に、第一の動きベクトル探索部16で得られた1画
素精度動きベクトルの8近傍(±0.5,±0.5)と
なる各半画素精度候補ベクトルについて、第一の動きベ
クトル探索部16で得られた予測誤差評価値を用いて推
定を行う。水平成分のみ半画素となる候補ベクトルは、
水平方向に隣接する2つの1画素精度候補ベクトルの予
測誤差評価値の和に0.375を乗じた値を予測誤差評
価値とし、垂直成分のみ半画素となる候補ベクトルは、
垂直方向に隣接する2つの1画素精度候補ベクトルの予
測誤差評価値の和に0.375を乗じた値を予測誤差評
価値とし、水平成分垂直成分ともに半画素となる候補ベ
クトルは、近傍の4つの1画素制度候補ベクトルの予測
誤差評価値の和に0.171875を乗じた値を予測誤
差評価値する。最小の予測誤差評価値となる候補ベクト
ルを選択し、半画素制度動きベクトル(図ではMV)と
して符号化部12に供給する。
じである。
下させることなく、小数精度動きベクトル探索方式の計
算量や回路規模を縮小できる。
用いた動画像符号化装置を示すブロック図
Claims (1)
- 【請求項1】 現フレームと先行フレームを用いて1画
素精度までの動きベクトル探索を行う第一の動きベクト
ル探索部と、第一の動きベクトル探索部で得られた情報
を用いて小数精度の動きベクトル探索を行う第二の動き
ベクトル探索部から構成される小数精度動きベクトル探
索装置において、 前記第二の動きベクトル探索部が、小数精度候補ベクト
ルの近傍となる複数の1画素精度候補ベクトルの予測誤
差評価値の和に、所定の係数を乗じた値を、前記小数精
度候補ベクトルの予測誤差評価値とすることを特徴とす
る小数精度動きベクトル探索装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31051993A JP2596352B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 小数精度動きベクトル探索装置 |
US08/351,514 US5719630A (en) | 1993-12-10 | 1994-12-07 | Apparatus for compressive coding in moving picture coding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31051993A JP2596352B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 小数精度動きベクトル探索装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07162868A JPH07162868A (ja) | 1995-06-23 |
JP2596352B2 true JP2596352B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=18006212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31051993A Expired - Lifetime JP2596352B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 小数精度動きベクトル探索装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2596352B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8306121B2 (en) | 2008-03-17 | 2012-11-06 | Ati Technologies Ulc | Method and apparatus for super-resolution of images |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2861462B2 (ja) * | 1991-04-12 | 1999-02-24 | ソニー株式会社 | 動きベクトル検出装置 |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP31051993A patent/JP2596352B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07162868A (ja) | 1995-06-23 |
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