JP2853553B2 - 動画像符号化方式 - Google Patents
動画像符号化方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動画像符号化方式に関
し、特にディジタル動画像信号の高能率符号化を行う動
画像符号化方式に関する。
し、特にディジタル動画像信号の高能率符号化を行う動
画像符号化方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像信号の高能率符号化技術として、
入力画像を小ブロックに分割し、入力画像と参照画像と
の間で分割されたブロック毎に動きベクトルの検出を行
ない、その動きベクトルとブロックの位置に従って参照
画像から参照ブロックを切り出し、その参照ブロックか
ら入力画像に対する予測画像を作成する動き補償方式が
知られている。
入力画像を小ブロックに分割し、入力画像と参照画像と
の間で分割されたブロック毎に動きベクトルの検出を行
ない、その動きベクトルとブロックの位置に従って参照
画像から参照ブロックを切り出し、その参照ブロックか
ら入力画像に対する予測画像を作成する動き補償方式が
知られている。
【０００３】従来の動画像符号化方式では、前記参照ブ
ロックをそのまま用いて予測画像の作成が行なわれる
が、その一例として、特願平３−３１５０４号に示され
ている方式では、図２に示すように、動きベクトルによ
って切り出される参照ブロックに対して窓関数を乗じ、
その窓関数を乗じたブロックを加え合わせることによっ
て予測画像の作成が行なわれる。この従来の方式はオー
バーラップ動き補償と呼ばれ、参照ブロックの境界部に
生じる不連続な領域を平滑化すると共に、窓関数を用い
ない従来の動き補償方式に対して予測誤差の低減効果が
あることが知られている。さらに、参考文献（１）シ・
オイエユンク，ジエ・コスマッハ，エム・オーチャード
アンド ティ・カラファティス：“オーバーラップッ
ド ブロック モーション コンペンシェーション”，
プロシーディング オブ ビジュアル コミュニケーシ
ョン．アンド イメージ プロセッシング（Ｃ．Ａｕｙ
ｅｕｎｇ，Ｊ．Ｋｏｓｍａｃｈ，Ｍ．Ｏｒｃｈａｒｄ
ａｎｄ Ｔ．Ｋａｌａｆａｔｉｓ：“Ｏｖｅｒｌａｐｐ
ｅｄｂｌｏｃｋ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉ
ｏｎ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｍｍｕ
ｎ． ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）’
９２，ｐｐ．５６１−５７２，Ｎｏｖ．１９９２、およ
び参考文献（２）ジェ・カトウ，エス・ナガキ アンド
エム・オータ：“オーバーラップッド モーション
コンペンセーション フォア ロー ビットレート ビ
デオ コーディング，インタナショナル ワークショッ
プ オンマルチメディア モービル コミュニケーショ
ンズ（Ｊ．Ｋａｔｔｏ，Ｓ．Ｎｏｇａｋｉ ａｎｄ
Ｍ．Ｏｈｔａ：“Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ Ｍｏｔｉｏｎ
Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｂｉｔ
−Ｒａｔｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ”，Ｉｎｔ．Ｗ
ｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｏｂ
ｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，）Ｂ．１．
３，Ｄｅｃ．１９９３では、前記オーバーラップ動き補
償の窓関数の最適化に関する検討が行なわれている。
ロックをそのまま用いて予測画像の作成が行なわれる
が、その一例として、特願平３−３１５０４号に示され
ている方式では、図２に示すように、動きベクトルによ
って切り出される参照ブロックに対して窓関数を乗じ、
その窓関数を乗じたブロックを加え合わせることによっ
て予測画像の作成が行なわれる。この従来の方式はオー
バーラップ動き補償と呼ばれ、参照ブロックの境界部に
生じる不連続な領域を平滑化すると共に、窓関数を用い
ない従来の動き補償方式に対して予測誤差の低減効果が
あることが知られている。さらに、参考文献（１）シ・
オイエユンク，ジエ・コスマッハ，エム・オーチャード
アンド ティ・カラファティス：“オーバーラップッ
ド ブロック モーション コンペンシェーション”，
プロシーディング オブ ビジュアル コミュニケーシ
ョン．アンド イメージ プロセッシング（Ｃ．Ａｕｙ
ｅｕｎｇ，Ｊ．Ｋｏｓｍａｃｈ，Ｍ．Ｏｒｃｈａｒｄ
ａｎｄ Ｔ．Ｋａｌａｆａｔｉｓ：“Ｏｖｅｒｌａｐｐ
ｅｄｂｌｏｃｋ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉ
ｏｎ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｍｍｕ
ｎ． ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）’
９２，ｐｐ．５６１−５７２，Ｎｏｖ．１９９２、およ
び参考文献（２）ジェ・カトウ，エス・ナガキ アンド
エム・オータ：“オーバーラップッド モーション
コンペンセーション フォア ロー ビットレート ビ
デオ コーディング，インタナショナル ワークショッ
プ オンマルチメディア モービル コミュニケーショ
ンズ（Ｊ．Ｋａｔｔｏ，Ｓ．Ｎｏｇａｋｉ ａｎｄ
Ｍ．Ｏｈｔａ：“Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ Ｍｏｔｉｏｎ
Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｂｉｔ
−Ｒａｔｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ”，Ｉｎｔ．Ｗ
ｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｏｂ
ｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，）Ｂ．１．
３，Ｄｅｃ．１９９３では、前記オーバーラップ動き補
償の窓関数の最適化に関する検討が行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の動画像符号
化方式では、窓関数は入力画像の特徴を陽に反映したも
のではなく、また、その予測効率の改善効果は十分なも
のでなく、さらに、窓関数を入力画像の特徴に応じて適
応的に切替える方式が確立されていないので、オーバー
ラップ動き補償の窓関数を入力画像の特徴に応じて与え
て予測誤差の低減を計ることができないという問題点が
あった。
化方式では、窓関数は入力画像の特徴を陽に反映したも
のではなく、また、その予測効率の改善効果は十分なも
のでなく、さらに、窓関数を入力画像の特徴に応じて適
応的に切替える方式が確立されていないので、オーバー
ラップ動き補償の窓関数を入力画像の特徴に応じて与え
て予測誤差の低減を計ることができないという問題点が
あった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の動画像符号化方
式は、入力画像信号のフレームまたはフィールドに対す
る動き補償ブロック毎に動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出手段と、前記動き補償ブロックの位置と前記
動きベクトルとに従って参照ブロックが切り出すべく前
記フレームを記憶するフレーム記憶手段と、前記入力動
画像信号から算出された画素間相関を基に窓関数を決定
する窓関数更新手段と、前記窓関数を前記参照ブロック
に乗じ前記動き補償ブロックの位置に従って加え合わせ
る動き補償予測画像生成手段と、前記フレーム記憶手段
と前記窓関数更新手段と前記動き補償予測画像生成手段
とを制御する制御手段とを備える動画像符号化方式にお
いて、前記窓関数更新手段は前記動きベクトル検出手段
が前記動きベクトルを検出した結果副次的に発生する動
き検出の予測誤差と前記画素間相関とを用いて動き的中
度を求め、前記動き的中度と前記画素間相関とから前記
窓関数を決定することを特徴とする。
式は、入力画像信号のフレームまたはフィールドに対す
る動き補償ブロック毎に動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出手段と、前記動き補償ブロックの位置と前記
動きベクトルとに従って参照ブロックが切り出すべく前
記フレームを記憶するフレーム記憶手段と、前記入力動
画像信号から算出された画素間相関を基に窓関数を決定
する窓関数更新手段と、前記窓関数を前記参照ブロック
に乗じ前記動き補償ブロックの位置に従って加え合わせ
る動き補償予測画像生成手段と、前記フレーム記憶手段
と前記窓関数更新手段と前記動き補償予測画像生成手段
とを制御する制御手段とを備える動画像符号化方式にお
いて、前記窓関数更新手段は前記動きベクトル検出手段
が前記動きベクトルを検出した結果副次的に発生する動
き検出の予測誤差と前記画素間相関とを用いて動き的中
度を求め、前記動き的中度と前記画素間相関とから前記
窓関数を決定することを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明の動画像符号化方式の作用について以下
に説明する。
に説明する。
【０００７】オーバーラップ動き補償の予測誤差を最小
にする窓関数は、
にする窓関数は、
【０００８】
【０００９】によって与えられる。このとき、ｗ（ｌ）
は動き補償ブロックの中心からベクトルｌで示される位
置にある画素に対して乗じられる窓関数の値であり、ρ
は入力画像信号の画素間の相関係数であり、ａ（ｌ）は
動き補償ブロックの中心からベクトルｌで示される位置
にある画素における動きベクトルの的中精度であり、Ｌ
は隣接する動き補償ブロックの中心を結ぶベクトルであ
る。
は動き補償ブロックの中心からベクトルｌで示される位
置にある画素に対して乗じられる窓関数の値であり、ρ
は入力画像信号の画素間の相関係数であり、ａ（ｌ）は
動き補償ブロックの中心からベクトルｌで示される位置
にある画素における動きベクトルの的中精度であり、Ｌ
は隣接する動き補償ブロックの中心を結ぶベクトルであ
る。
【００１０】尚、この窓関数ｗ（ｌ）は、本発明の一実
施例では、図２の中の窓関数決定回路２３にて算出され
る。
施例では、図２の中の窓関数決定回路２３にて算出され
る。
【００１１】画素間の相関係数ρは、各画素値から画像
全体の画素値の平均値を引き、その画素値ｘ0 の自乗
和、および画素値とその隣接画素値ｘ0 ｘ1 を計算し、
それぞれの平均値を計算し、
全体の画素値の平均値を引き、その画素値ｘ0 の自乗
和、および画素値とその隣接画素値ｘ0 ｘ1 を計算し、
それぞれの平均値を計算し、
【００１２】
【００１３】によって求めることが可能である。このと
き、Ｅ［…］は平均値を求めるオペレータである。
き、Ｅ［…］は平均値を求めるオペレータである。
【００１４】この画素間の相関係数ρは、本発明の一実
施例では図２の中の画素間相関測定回路２１にて算出さ
れる。
施例では図２の中の画素間相関測定回路２１にて算出さ
れる。
【００１５】動きベクトルの各画素における的中精度ａ
（ｌ）は、動き検出を行ない、その結果として与えられ
る動き補償ブロックの中心からベクトルｌで示される位
置にある画素における動き検出の予測誤差ｅ（ｌ）を求
め、さらに別に求めた前記画素間の相関係数ρと、前記
画素値ｘ0 の自乗和の平均値Ｅ［ｘ0 2］を用いて、
（ｌ）は、動き検出を行ない、その結果として与えられ
る動き補償ブロックの中心からベクトルｌで示される位
置にある画素における動き検出の予測誤差ｅ（ｌ）を求
め、さらに別に求めた前記画素間の相関係数ρと、前記
画素値ｘ0 の自乗和の平均値Ｅ［ｘ0 2］を用いて、
【００１６】
【００１７】によって求めることが可能である。
【００１８】この的中精度ａ（ｌ）は、本発明の一実施
例では図２の中の動き的中度測定回路２２にて算出され
る。
例では図２の中の動き的中度測定回路２２にて算出され
る。
【００１９】そこで、これらの特徴情報を計算し、それ
に従って窓関数を決定することにより、オーバーラップ
動き補償の予測効率を改善できる。
に従って窓関数を決定することにより、オーバーラップ
動き補償の予測効率を改善できる。
【００２０】また、画素間の相関係数、および動きベク
トルの的中精度を求めるにあたり、それぞれを忠実に計
算することなく、一方を既知のものとして与えることが
可能である。画素間の相関係数に関しては、過去の検討
結果として与えられている静止画像に対する測定結果を
そのまま流用することが可能である。動きベクトルの的
中精度に関しては、あらかじめいくつかの画像に対して
行なった測定結果を活用できる。これによって、窓関数
の算出にあたっての演算量を抑えられる。
トルの的中精度を求めるにあたり、それぞれを忠実に計
算することなく、一方を既知のものとして与えることが
可能である。画素間の相関係数に関しては、過去の検討
結果として与えられている静止画像に対する測定結果を
そのまま流用することが可能である。動きベクトルの的
中精度に関しては、あらかじめいくつかの画像に対して
行なった測定結果を活用できる。これによって、窓関数
の算出にあたっての演算量を抑えられる。
【００２１】また、画素間の相関係数、および動きベク
トルの的中精度を求めるにあたり、それぞれを忠実に計
算することなく、それぞれに関係付けられる別のパラメ
ータから近似的に与えることが可能である。画素間の相
関係数に関しては隣接画素間の差分値の絶対値和、動き
ベクトルの的中精度に関しては動き検出の予測誤差の絶
対値和などが考えられる。これによって、窓関数の算出
にあたっての演算量を抑えられる。
トルの的中精度を求めるにあたり、それぞれを忠実に計
算することなく、それぞれに関係付けられる別のパラメ
ータから近似的に与えることが可能である。画素間の相
関係数に関しては隣接画素間の差分値の絶対値和、動き
ベクトルの的中精度に関しては動き検出の予測誤差の絶
対値和などが考えられる。これによって、窓関数の算出
にあたっての演算量を抑えられる。
【００２２】また、画素間の相関係数、および動きベク
トルの各画素における的中精度を求め、窓関数の決定す
るにあたり、その時間的な単位としては、（１）動き補
償ブロック、（２）フレーム、もしくはフィールド、
（３）複数のフレーム、もしくは複数のフィールド、等
が考えられる。この時間単位を基準として、入力画像の
特徴に応じた窓関数の適応的な切替えが実現できる。こ
れによって、さらにオーバーラップ動き補償の予測効率
を改善できる。
トルの各画素における的中精度を求め、窓関数の決定す
るにあたり、その時間的な単位としては、（１）動き補
償ブロック、（２）フレーム、もしくはフィールド、
（３）複数のフレーム、もしくは複数のフィールド、等
が考えられる。この時間単位を基準として、入力画像の
特徴に応じた窓関数の適応的な切替えが実現できる。こ
れによって、さらにオーバーラップ動き補償の予測効率
を改善できる。
【００２３】ただし、窓関数を適応的に切替えるにあた
り、窓関数を特定するための付加情報を受信側に伝送す
る必要がある。このとき、あらかじめいくつかの窓関数
を準備しておき、上記の手段によって求められた窓関数
との比較を行ない、それに最も近い窓関数を選択し、そ
の窓関数を特定するインデクス情報を符号化、伝送する
ことが可能である。これによって、付加情報の増加を抑
えられ、より効率的な符号化が実現できる。
り、窓関数を特定するための付加情報を受信側に伝送す
る必要がある。このとき、あらかじめいくつかの窓関数
を準備しておき、上記の手段によって求められた窓関数
との比較を行ない、それに最も近い窓関数を選択し、そ
の窓関数を特定するインデクス情報を符号化、伝送する
ことが可能である。これによって、付加情報の増加を抑
えられ、より効率的な符号化が実現できる。
【００２４】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００２５】図１は本発明の一実施例の動画像符号化方
式を示すブロック図である。
式を示すブロック図である。
【００２６】図１において、本実施例の動画像符号化方
式における減算器３０は、入力画像と動き補償回路（Ｍ
Ｃ）３９の出力である動き補償予測画像との差分を出力
とする。変換回路３１は、減算器３０の出力に対して変
換を行う。量子化回路３２は、変換回路３１の出力に対
して量子化を行う。可変長符号化回路（ＶＬＣ）３３
は、量子化回路３２の出力である変換係数の量子化結
果、動き検出回路（ＭＥ）３７の出力である動きベクト
ル、および窓関数更新回路４０の出力である窓関数を特
定するインデクスに対して可変長符号化を行う。逆量子
化回路３４は、量子化回路３２の出力に対して逆量子化
を行う。逆変換回路３５は、逆量子化回路３４の出力に
対して逆変換を行う。加算器３６は、逆変換回路３５の
出力と動き補償回路（ＭＣ）３９の出力との和を出力と
する。動き検出回路（ＭＥ）３７は、入力画像、ならび
に参照画像としてのフレームメモリ（ＦＭ）３８に収容
された前フレームの局所復号画像との間で動きの検出を
行ない、その際にフレームメモリ（ＦＭ）３８に対して
参照ブロックを指定するベクトル情報を出力すると共
に、動きの検出の結果として与えられる動きベクトル
を、ＦＭ３８、およびＶＬＣ３３への出力とし、動き検
出による予測誤差を窓関数更新回路４０に対する出力と
する。
式における減算器３０は、入力画像と動き補償回路（Ｍ
Ｃ）３９の出力である動き補償予測画像との差分を出力
とする。変換回路３１は、減算器３０の出力に対して変
換を行う。量子化回路３２は、変換回路３１の出力に対
して量子化を行う。可変長符号化回路（ＶＬＣ）３３
は、量子化回路３２の出力である変換係数の量子化結
果、動き検出回路（ＭＥ）３７の出力である動きベクト
ル、および窓関数更新回路４０の出力である窓関数を特
定するインデクスに対して可変長符号化を行う。逆量子
化回路３４は、量子化回路３２の出力に対して逆量子化
を行う。逆変換回路３５は、逆量子化回路３４の出力に
対して逆変換を行う。加算器３６は、逆変換回路３５の
出力と動き補償回路（ＭＣ）３９の出力との和を出力と
する。動き検出回路（ＭＥ）３７は、入力画像、ならび
に参照画像としてのフレームメモリ（ＦＭ）３８に収容
された前フレームの局所復号画像との間で動きの検出を
行ない、その際にフレームメモリ（ＦＭ）３８に対して
参照ブロックを指定するベクトル情報を出力すると共
に、動きの検出の結果として与えられる動きベクトル
を、ＦＭ３８、およびＶＬＣ３３への出力とし、動き検
出による予測誤差を窓関数更新回路４０に対する出力と
する。
【００２７】ＦＭ３８は、加算器３６の出力を局所復号
画像として収容し、ＭＥ３７から与えられるベクトル情
報に従って参照ブロックを切り出し、ＭＥ３７への出力
とする。また、ＭＥ３７から与えられる動きベクトルに
従って参照ブロックを切り出し、ＭＣ３９に対する出力
とする。ＭＣ３９は、窓関数更新回路４０から与えられ
る窓関数をＦＭ３８から与えられる参照ブロックの画素
値に乗じ、それらを加え合わせることによって動き補償
予測画像を作成し、減算器３０への出力とする。窓関数
更新回路４０は、入力画像、およびＭＥ３７の出力であ
る動き検出の予測誤差を入力とし、窓関数をＭＣ３９に
対する出力とすると共に、窓関数を特定するインデクス
をＶＬＣ３３に対する出力とする。制御回路４２は、窓
関数の算出方法、および窓関数の更新方法を規定するモ
ード情報、ならびに入力画像に従って、窓関数の算出方
法、窓関数の更新のタイミング、切り出される参照ブロ
ックの位置情報、ブロック内の画素の位置情報、といっ
た制御情報を送出する。
画像として収容し、ＭＥ３７から与えられるベクトル情
報に従って参照ブロックを切り出し、ＭＥ３７への出力
とする。また、ＭＥ３７から与えられる動きベクトルに
従って参照ブロックを切り出し、ＭＣ３９に対する出力
とする。ＭＣ３９は、窓関数更新回路４０から与えられ
る窓関数をＦＭ３８から与えられる参照ブロックの画素
値に乗じ、それらを加え合わせることによって動き補償
予測画像を作成し、減算器３０への出力とする。窓関数
更新回路４０は、入力画像、およびＭＥ３７の出力であ
る動き検出の予測誤差を入力とし、窓関数をＭＣ３９に
対する出力とすると共に、窓関数を特定するインデクス
をＶＬＣ３３に対する出力とする。制御回路４２は、窓
関数の算出方法、および窓関数の更新方法を規定するモ
ード情報、ならびに入力画像に従って、窓関数の算出方
法、窓関数の更新のタイミング、切り出される参照ブロ
ックの位置情報、ブロック内の画素の位置情報、といっ
た制御情報を送出する。
【００２８】図３は、図１において点線で囲まれた窓関
数適応更新回路４１によって実現される窓関数の適応更
新方式を詳細に示したブロック図である。
数適応更新回路４１によって実現される窓関数の適応更
新方式を詳細に示したブロック図である。
【００２９】図３において、点線で囲んだ３つの領域
は、それぞれ図１に示したフレームメモリ（ＦＭ）３
８、動き補償回路（ＭＣ）３９、窓関数更新回路４０に
対応している。アドレス生成回路１０は、ブロック番
号、およびブロック内画素位置に従い、参照ブロック内
の画素値に乗じられる窓関数の値に対応する重み係数格
納メモリ（メモリ）１３上のアドレスを生成する。アド
レス生成回路１１は、ブロック番号、ブロック内画素位
置、およびＭＥ３７の出力であるベクトル情報に従い、
参照ブロック内の画素値に対応するフレームメモリ１４
上のアドレスを生成する。アドレスを生成回路１２は、
ブロック番号、およびブロック内画素位置に従い、参照
ブロックに対応する動き補償予測画像内の各画素値に対
応するフレームメモリ１５上のアドレスを生成する。メ
モリ１３は、窓関数更新回路４０から与えられる窓関数
を収容し、アドレス回路１０の指定するアドレスの窓関
数の値を乗算器１６への出力とする。フレームメモリ１
４は、加算器３６から与えられる局所復号画像を収容
し、アドレス生成回路１１の指定するアドレスの画素値
を乗算器１６、もしくはＭＥ３７への出力とする。
は、それぞれ図１に示したフレームメモリ（ＦＭ）３
８、動き補償回路（ＭＣ）３９、窓関数更新回路４０に
対応している。アドレス生成回路１０は、ブロック番
号、およびブロック内画素位置に従い、参照ブロック内
の画素値に乗じられる窓関数の値に対応する重み係数格
納メモリ（メモリ）１３上のアドレスを生成する。アド
レス生成回路１１は、ブロック番号、ブロック内画素位
置、およびＭＥ３７の出力であるベクトル情報に従い、
参照ブロック内の画素値に対応するフレームメモリ１４
上のアドレスを生成する。アドレスを生成回路１２は、
ブロック番号、およびブロック内画素位置に従い、参照
ブロックに対応する動き補償予測画像内の各画素値に対
応するフレームメモリ１５上のアドレスを生成する。メ
モリ１３は、窓関数更新回路４０から与えられる窓関数
を収容し、アドレス回路１０の指定するアドレスの窓関
数の値を乗算器１６への出力とする。フレームメモリ１
４は、加算器３６から与えられる局所復号画像を収容
し、アドレス生成回路１１の指定するアドレスの画素値
を乗算器１６、もしくはＭＥ３７への出力とする。
【００３０】フレームメモリ１５は、動き補償予測画像
を収容し、アドレス生成回路１１の指定するアドレスの
画素値を加算器１７へ出力し、加算器１７の演算結果を
アドレス生成回路１１の指定するアドレスに書込み、そ
して最終的な動き補償予測画像を減算器３０に対する出
力とする。このとき、各フレーム、もしくはフィールド
の処理が終了する度に、フレームメモリ１５の内容はゼ
ロ値にクリアされる。減算器１６は、メモリ１３から与
えられる窓関数の値とフレームメモリ１４から与えられ
る参照ブロックの画素値との積を出力とする。加算器１
７は、乗算器１６の出力とフレームメモリ１５から与え
られる動き補償予測画像の画素値との和を出力とする。
画素間相関測定回路２１は、入力画像信号を入力とし
て、入力画像の画素間相関を出力する。動き的中度測定
回路２２は、ブロック内画素位置、動き検出回路３７か
ら与えられる動き検出の予測誤差、ならびに画素間相関
測定回路２１から与えられる画素間相関を入力として、
動き検出の適中度を出力する。窓関数決定回路２３は、
画素間相関測定回路２１の出力である画素間相関、なら
びに動き的中度測定回路２２の出力である動き検出の的
中度を入力として、メモリ１３に対して窓関数を出力す
ると共に、可変長符号化回路３３に対して窓関数を特定
するインデクスを送出する。
を収容し、アドレス生成回路１１の指定するアドレスの
画素値を加算器１７へ出力し、加算器１７の演算結果を
アドレス生成回路１１の指定するアドレスに書込み、そ
して最終的な動き補償予測画像を減算器３０に対する出
力とする。このとき、各フレーム、もしくはフィールド
の処理が終了する度に、フレームメモリ１５の内容はゼ
ロ値にクリアされる。減算器１６は、メモリ１３から与
えられる窓関数の値とフレームメモリ１４から与えられ
る参照ブロックの画素値との積を出力とする。加算器１
７は、乗算器１６の出力とフレームメモリ１５から与え
られる動き補償予測画像の画素値との和を出力とする。
画素間相関測定回路２１は、入力画像信号を入力とし
て、入力画像の画素間相関を出力する。動き的中度測定
回路２２は、ブロック内画素位置、動き検出回路３７か
ら与えられる動き検出の予測誤差、ならびに画素間相関
測定回路２１から与えられる画素間相関を入力として、
動き検出の適中度を出力する。窓関数決定回路２３は、
画素間相関測定回路２１の出力である画素間相関、なら
びに動き的中度測定回路２２の出力である動き検出の的
中度を入力として、メモリ１３に対して窓関数を出力す
ると共に、可変長符号化回路３３に対して窓関数を特定
するインデクスを送出する。
【００３１】次に、本実施例の動作について図１を参照
して説明する。
して説明する。
【００３２】フレーム、もしくはフィールドを単位とす
る入力画像は、まずＭＥ３７に送られる。そこで、ＦＭ
３８から与えられる前フレーム、もしくは前フィールド
画像との間で動き検出が行われ、その結果として動き補
償ブロック毎の動きベクトル情報が与えられ、この動き
ベクトル情報はＦＭ３８、およびＶＬＣ３３に送られ
る。同時に、動き検出の予測誤差情報が与えられ、これ
は窓関数更新回路４０に送られる。
る入力画像は、まずＭＥ３７に送られる。そこで、ＦＭ
３８から与えられる前フレーム、もしくは前フィールド
画像との間で動き検出が行われ、その結果として動き補
償ブロック毎の動きベクトル情報が与えられ、この動き
ベクトル情報はＦＭ３８、およびＶＬＣ３３に送られ
る。同時に、動き検出の予測誤差情報が与えられ、これ
は窓関数更新回路４０に送られる。
【００３３】次に、ＦＭ３８は、制御回路４２によって
規定される動き補償ブロック位置情報、ならびに動き検
出回路３７から与えられる動きベクトル情報に従って参
照ブロックを切り出し、これをＭＣ３９に送出する。次
に、ＭＣ３９では、窓関数更新回路４０から与えられる
窓関数を参照ブロックに乗じ、さらに制御回路４２によ
って規定される動き補償ブロック位置情報に従って動き
補償予測画像を重ね合わせることによって、最終的な動
き補償予測画像の生成を行う。
規定される動き補償ブロック位置情報、ならびに動き検
出回路３７から与えられる動きベクトル情報に従って参
照ブロックを切り出し、これをＭＣ３９に送出する。次
に、ＭＣ３９では、窓関数更新回路４０から与えられる
窓関数を参照ブロックに乗じ、さらに制御回路４２によ
って規定される動き補償ブロック位置情報に従って動き
補償予測画像を重ね合わせることによって、最終的な動
き補償予測画像の生成を行う。
【００３４】一方、窓関数更新回路４０は、入力画像、
およびＭＥ３７から与えられる動き検出の予測誤差情報
を用いて、制御回路４２から与えられる制御情報に従っ
た窓関数の更新を行い、同時に窓関数の形状を示すイン
デクス情報をＶＬＣ３３に送出する。また、制御回路４
２は、窓関数の算出方法、および窓関数の更新方法を規
定するモード情報、ならびに入力画像に従って、窓関数
の算出方法、窓関数の更新のタイミング、切り出される
参照ブロックの位置情報、ブロック内の画素の位置情
報、といった制御情報を送出する。
およびＭＥ３７から与えられる動き検出の予測誤差情報
を用いて、制御回路４２から与えられる制御情報に従っ
た窓関数の更新を行い、同時に窓関数の形状を示すイン
デクス情報をＶＬＣ３３に送出する。また、制御回路４
２は、窓関数の算出方法、および窓関数の更新方法を規
定するモード情報、ならびに入力画像に従って、窓関数
の算出方法、窓関数の更新のタイミング、切り出される
参照ブロックの位置情報、ブロック内の画素の位置情
報、といった制御情報を送出する。
【００３５】次に、動き補償予測画像は減算器３０に送
られ、ここで入力画像との差分が取られる。この差分画
像は変換回路３１で変換が行われ、その変換出力は量子
化回路３２で量子化が行われる。この量子化結果は、Ｖ
ＬＣ３３、ならびに逆量子化回路３４に送出される。次
に、ＶＬＣ３３は、量子化回路３２から与えられる量子
化結果、ＭＥ３７から与えられる動きベクトル情報、お
よび窓関数更新回路４０から与えられる窓関数の形状情
報に対して可変長符号化を行い、外部出力とする。
られ、ここで入力画像との差分が取られる。この差分画
像は変換回路３１で変換が行われ、その変換出力は量子
化回路３２で量子化が行われる。この量子化結果は、Ｖ
ＬＣ３３、ならびに逆量子化回路３４に送出される。次
に、ＶＬＣ３３は、量子化回路３２から与えられる量子
化結果、ＭＥ３７から与えられる動きベクトル情報、お
よび窓関数更新回路４０から与えられる窓関数の形状情
報に対して可変長符号化を行い、外部出力とする。
【００３６】一方、量子化結果はまた逆量子化回路３４
において逆量子化が行われ、その逆量子化出力はさらに
逆変換回路３５において逆変換が行われる。次に、逆変
換出力は加算器３６に送られ、ここでＭＣ３９によって
与えられる動き補償予測画像との和が取られて、局所復
号画像が生成される。この局所復号画像はＦＭ３８に蓄
積され、これによって１フレーム、もしくは１フィール
ドの符号化が終了する。
において逆量子化が行われ、その逆量子化出力はさらに
逆変換回路３５において逆変換が行われる。次に、逆変
換出力は加算器３６に送られ、ここでＭＣ３９によって
与えられる動き補償予測画像との和が取られて、局所復
号画像が生成される。この局所復号画像はＦＭ３８に蓄
積され、これによって１フレーム、もしくは１フィール
ドの符号化が終了する。
【００３７】次に、図１の中に示す窓関数適応更新回路
の動作について図３を参照して説明する。
の動作について図３を参照して説明する。
【００３８】まず、画素間相関測定回路２１では、入力
画像、および制御回路４２から与えられる窓関数モード
情報に従って、画素間相関の計算を行う。ここで、窓関
数モード情報が窓関数の計算に動き的中度のみを用いる
ことを指定している場合には、画素間相関測定回路２１
は画素間相関の計算を行わずに、あらかじめ定められた
画素間相関を出力とする。
画像、および制御回路４２から与えられる窓関数モード
情報に従って、画素間相関の計算を行う。ここで、窓関
数モード情報が窓関数の計算に動き的中度のみを用いる
ことを指定している場合には、画素間相関測定回路２１
は画素間相関の計算を行わずに、あらかじめ定められた
画素間相関を出力とする。
【００３９】次に、動き的中度測定回路２２では、画素
間相関測定回路２１から与えられる画素間相関、ＭＥ３
７から与えられる動き検出の予測誤差、制御回路４２か
ら与えられるブロック内の画素の位置情報、および窓関
数モード情報に従って、動き的中度の計算を行う。
間相関測定回路２１から与えられる画素間相関、ＭＥ３
７から与えられる動き検出の予測誤差、制御回路４２か
ら与えられるブロック内の画素の位置情報、および窓関
数モード情報に従って、動き的中度の計算を行う。
【００４０】ここで、窓関数のモード情報が窓関数の計
算に画素間相関のみを用いることを指定している場合に
は、動き的中度測定回路２２は動き的中度の計算を行わ
ずに、あらかじめ定められた動き的中度を出力とする。
算に画素間相関のみを用いることを指定している場合に
は、動き的中度測定回路２２は動き的中度の計算を行わ
ずに、あらかじめ定められた動き的中度を出力とする。
【００４１】次に、窓関数決定回路２３では、画素間相
関測定回路２１から与えられる画素間相関、動き的中度
測定回路２２から与えられる動き的中度、制御回路４２
から与えられるブロック内の画素の位置情報、および窓
関数の更新のタイミング情報に従って、窓関数を計算
し、その結果をＭＣ３９に含まれるメモリ１３に書き込
むと共に、窓関数の形状を示すインデクス情報をＶＬＣ
３３に送出する。ここで、窓関数の更新のタイミング情
報は、窓関数の更新を動き補償ブロック単位に行うか、
フレーム、もしくはフィールド単位に行うか、複数のフ
レーム、もしくは複数のフィールド単位に行うかを規定
するものであり、この情報に従って窓関数の更新のタイ
ミングが決定される。
関測定回路２１から与えられる画素間相関、動き的中度
測定回路２２から与えられる動き的中度、制御回路４２
から与えられるブロック内の画素の位置情報、および窓
関数の更新のタイミング情報に従って、窓関数を計算
し、その結果をＭＣ３９に含まれるメモリ１３に書き込
むと共に、窓関数の形状を示すインデクス情報をＶＬＣ
３３に送出する。ここで、窓関数の更新のタイミング情
報は、窓関数の更新を動き補償ブロック単位に行うか、
フレーム、もしくはフィールド単位に行うか、複数のフ
レーム、もしくは複数のフィールド単位に行うかを規定
するものであり、この情報に従って窓関数の更新のタイ
ミングが決定される。
【００４２】次に、ＦＭ３８では、まず制御回路４２か
ら与えられる動き補償ブロックの位置を特定するブロッ
ク番号、ブロック内の画素の位置情報、およびＭＥ３７
から与えられる動きベクトル情報に従って、アドレス生
成回路１１によって局所復号画像を蓄積するフレームメ
モリ１４上のアドレスが生成され、続いてフレームメモ
リ１４から参照ブロックが切り出される。
ら与えられる動き補償ブロックの位置を特定するブロッ
ク番号、ブロック内の画素の位置情報、およびＭＥ３７
から与えられる動きベクトル情報に従って、アドレス生
成回路１１によって局所復号画像を蓄積するフレームメ
モリ１４上のアドレスが生成され、続いてフレームメモ
リ１４から参照ブロックが切り出される。
【００４３】次に、ＭＣ３９では、まず制御回路４２か
ら与えられる動き補償ブロックの位置を特定するブロッ
ク番号、ブロック内の画素の位置情報に従って、アドレ
ス生成回路１０によって窓関数を蓄積するメモリ１３上
のアドレスが生成され、続いてメモリ１３から窓関数が
出力される。そして、乗算器１６において、この窓関数
と、フレームメモリ１４から与えられる参照ブロックと
の積が取られる。ＭＣ３９ではまた、制御回路４２から
与えられる動き補償ブロックの位置を特定するブロック
番号、ブロック内の画素の位置情報に従って、アドレス
生成回路１２によって動き補償予測画像を蓄積するフレ
ームメモリ１５上のアドレスが生成され、続いてフレー
ムメモリ１５から参照ブロックの位置に対応する動き補
償予測画像が切り出される。そして、加算器１７で、こ
の動き補償予測画像と、乗算器１６の結果である窓関数
を乗じた参照ブロックとの和が取られ、その結果は再び
フレームメモリ１５に書き出される。
ら与えられる動き補償ブロックの位置を特定するブロッ
ク番号、ブロック内の画素の位置情報に従って、アドレ
ス生成回路１０によって窓関数を蓄積するメモリ１３上
のアドレスが生成され、続いてメモリ１３から窓関数が
出力される。そして、乗算器１６において、この窓関数
と、フレームメモリ１４から与えられる参照ブロックと
の積が取られる。ＭＣ３９ではまた、制御回路４２から
与えられる動き補償ブロックの位置を特定するブロック
番号、ブロック内の画素の位置情報に従って、アドレス
生成回路１２によって動き補償予測画像を蓄積するフレ
ームメモリ１５上のアドレスが生成され、続いてフレー
ムメモリ１５から参照ブロックの位置に対応する動き補
償予測画像が切り出される。そして、加算器１７で、こ
の動き補償予測画像と、乗算器１６の結果である窓関数
を乗じた参照ブロックとの和が取られ、その結果は再び
フレームメモリ１５に書き出される。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、オーバ
ーラップ動き補償における予測誤差の最小化問題の解を
背景として、入力画像の空間方向の特徴情報としての画
素間相関、および時間方向の特徴情報としてのベクトル
のずれの平均値、もしくはそれらに関連付けられるパラ
メータを用いて、参照画像からの入力画像の画素の予測
が統計的な意味において最適になるように、オーバーラ
ップ動き補償のための窓関数を最適予測係数として与え
ることにより、従来方式に比して予測誤差の低減された
動き補償予測を実現できるという効果が得られる。ま
た、画像の局所的な特徴に応じて最適な予測係数の値が
変化することを考慮し、これらの変化に適応して予測係
数としての窓関数を切替えることによって、さらに予測
誤差の低減された動き補償予測を実現できるという効果
が得られる。この場合、動き補償ブロック毎に窓関数を
切替えることによってその低減効果は最大となるが、そ
の一方において、フレーム、フィールド単位、もしくは
複数のフレーム、複数のフィールド単位に窓関数を切替
えることによって、窓関数の形状の特定に付随するオー
バーヘッド情報の増加を抑えることができるという効果
が得られる。
ーラップ動き補償における予測誤差の最小化問題の解を
背景として、入力画像の空間方向の特徴情報としての画
素間相関、および時間方向の特徴情報としてのベクトル
のずれの平均値、もしくはそれらに関連付けられるパラ
メータを用いて、参照画像からの入力画像の画素の予測
が統計的な意味において最適になるように、オーバーラ
ップ動き補償のための窓関数を最適予測係数として与え
ることにより、従来方式に比して予測誤差の低減された
動き補償予測を実現できるという効果が得られる。ま
た、画像の局所的な特徴に応じて最適な予測係数の値が
変化することを考慮し、これらの変化に適応して予測係
数としての窓関数を切替えることによって、さらに予測
誤差の低減された動き補償予測を実現できるという効果
が得られる。この場合、動き補償ブロック毎に窓関数を
切替えることによってその低減効果は最大となるが、そ
の一方において、フレーム、フィールド単位、もしくは
複数のフレーム、複数のフィールド単位に窓関数を切替
えることによって、窓関数の形状の特定に付随するオー
バーヘッド情報の増加を抑えることができるという効果
が得られる。
【図１】本発明の一実施例の動画像符号化方式を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１に示す窓関数適応更新回路の詳細を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】従来例におけるオーバーラップ動き補償の概要
を示す図である。
を示す図である。
１０ アドレス生成回路 １１ アドレス生成回路 １２ アドレス生成回路 １３ 重み係数格納メモリ（メモリ） １４ フレームメモリ １５ フレームメモリ １６ 乗算器 １７ 加算器 ２１ 画素間相関測定回路 ２２ 動き的中度測定回路 ２３ 窓関数決定回路 ３０ 減算器 ３１ 変換回路 ３２ 量子化回路 ３３ 可変長符号化回路（ＶＬＣ） ３４ 逆量子化回路 ３５ 逆変換回路 ３６ 加算器 ３７ 動き検出回路（ＭＥ） ３８ フレーム記憶回路（ＦＭ） ３９ 動き補償回路（ＭＣ） ４０ 窓関数更新回路 ４１ 窓関数適応更新回路 ４２ 制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】 入力画像信号のフレームまたはフィール
ドに対する動き補償ブロック毎に動きベクトルを検出す
る動きベクトル検出手段と、前記動き補償ブロックの位
置と前記動きベクトルとに従って参照ブロックが切り出
すべく前記フレームを記憶するフレーム記憶手段と、前
記入力動画像信号から算出された画素間相関を基に窓関
数を決定する窓関数更新手段と、前記窓関数を前記参照
ブロックに乗じ前記動き補償ブロックの位置に従って加
え合わせる動き補償予測画像生成手段と、前記フレーム
記憶手段と前記窓関数更新手段と前記動き補償予測画像
生成手段とを制御する制御手段とを備える動画像符号化
方式において、 前記窓関数更新手段は前記動きベクトル検出手段が前記
動きベクトルを検出した結果副次的に発生する動き検出
の予測誤差と前記画素間相関とを用いて動き的中度を求
め、前記動き的中度と前記画素間相関とから前記窓関数
を決定することを特徴とする 動画像符号化方式。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記動き補償ブロック
毎に、前記窓関数更新手段に前記窓関数を決定させるこ
とを特徴とする請求項１記載の動画像符号化方式。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記フレーム又は前記
フィールド毎に、前記窓関数更新手段に前記窓関数を決
定させることを特徴とする請求項１記載の動画像符号化
方式。 - 【請求項４】 前記制御手段は、複数の前記フレーム又
は複数の前記フィールド毎に、前記窓関数更新手段に前
記窓関数を決定させることを特徴とする請求項１記載の
動画像符号化方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2385694A JP2853553B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 動画像符号化方式 |
| US08/394,162 US5602593A (en) | 1994-02-22 | 1995-02-22 | Overlapped motion compensation using a window function which varies in response to an input picture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2385694A JP2853553B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 動画像符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07236144A JPH07236144A (ja) | 1995-09-05 |
| JP2853553B2 true JP2853553B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=12122082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2385694A Expired - Fee Related JP2853553B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 動画像符号化方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5602593A (ja) |
| JP (1) | JP2853553B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2301971B (en) * | 1995-06-06 | 1999-10-06 | Sony Uk Ltd | Video compression |
| JP2853616B2 (ja) * | 1995-07-07 | 1999-02-03 | 日本電気株式会社 | 動き検出方式 |
| JPH0955941A (ja) * | 1995-08-16 | 1997-02-25 | Sony Corp | 画像符号化方法、画像符号化装置、及び画像符号化データの記録装置 |
| US6023298A (en) * | 1996-03-22 | 2000-02-08 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Video signal encoding system using a current frame prediction apparatus |
| JP5032730B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2012-09-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ２つの互いに関連したデータ列を符号化する方法 |
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| EP1273176A2 (en) * | 2000-04-07 | 2003-01-08 | SNELL & WILCOX LIMITED | Block based video processing |
| US20030043172A1 (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-06 | Huiping Li | Extraction of textual and graphic overlays from video |
| JP4015934B2 (ja) * | 2002-04-18 | 2007-11-28 | 株式会社東芝 | 動画像符号化方法及び装置 |
| US8406301B2 (en) | 2002-07-15 | 2013-03-26 | Thomson Licensing | Adaptive weighting of reference pictures in video encoding |
| US7903742B2 (en) * | 2002-07-15 | 2011-03-08 | Thomson Licensing | Adaptive weighting of reference pictures in video decoding |
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| KR101356734B1 (ko) * | 2007-01-03 | 2014-02-05 | 삼성전자주식회사 | 움직임 벡터 트랙킹을 이용한 영상의 부호화, 복호화 방법및 장치 |
| KR101253185B1 (ko) | 2007-03-26 | 2013-04-10 | 엘지전자 주식회사 | 디지털 방송 시스템 및 데이터 처리 방법 |
| KR101285887B1 (ko) | 2007-03-26 | 2013-07-11 | 엘지전자 주식회사 | 디지털 방송 시스템 및 데이터 처리 방법 |
| KR101285888B1 (ko) | 2007-03-30 | 2013-07-11 | 엘지전자 주식회사 | 디지털 방송 시스템 및 데이터 처리 방법 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-02-22 JP JP2385694A patent/JP2853553B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-22 US US08/394,162 patent/US5602593A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5602593A (en) | 1997-02-11 |
| JPH07236144A (ja) | 1995-09-05 |
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