JP2921755B2 - インタレース画像信号の予測符号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄積系のメディ
アに好適な画像信号のインタレース画像信号の予測符号
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】予測符号化された画像情報を蓄積系のメ
ディアに記録・再生する場合は、ランダムアクセスやサ
ーチ等を有効に機能させるために、所定の間隔で基準と
なる画像信号を設けておく必要がある。インタレース画
像信号に関しては蓄積系のメディア用のフレーム間予測
符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２
／ＷＧ８で標準化検討がされたＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ
Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）におけ
る規格案が知られている。

【０００３】図７はＭＰＥＧ規格案の符号化シンタック
スを示す説明図である。このＭＰＥＧ規格案は、所定の
フレーム間隔毎に基準となるフレームＩを設定し、この
基準フレームＩを基にＭフレーム（Ｍは自然数）おきに
副基準フレームＰを設定している。基準フレームＩはフ
レーム内符号化を行なう。副基準フレームＰは直前の基
準フレームＩまたは直前の副基準フレームＰからの前・
片方向フレーム間予測を行なう。他のフレームＢは、そ
の両側にあるＩフレームまたはＰフレームからの前後・
両方向フレーム間予測を行なう。

【０００４】図８はＭＰＥＧ規格案の符号化装置のブロ
ック構成図である。この符号化装置１０１は、入力端子
１０２に供給されるノンインタレースのデジタル画像信
号１０２ａを記憶するフレームメモリ１０３と、予測誤
差信号１０４ａを生成する減算手段１０４と、予測誤差
信号１０４ａに対して直交変換系の離散コサイン変換を
施して変換係数１０５ａを出力する離散コサイン変換回
路１０５と、変換係数１０５ａを所定の重み付け係数を
用いて量子化する量子化器１０６と、量子化出力１０６
ａならびに動きベクトルとその算出条件に係る情報１０
９ａを符号化する可変長符号化器１０７と、局部復号手
段１０８と、フレーム間動き補償回路１０９、動きベク
トル検出回路１１０、及び、前方向ならびに後方向フレ
ームメモリ１１１，１１２からなる。局部復号手段１０
８は、予測誤差信号１０４ａを復号するための逆量子化
器１１３及び逆離散コサイン変換回路１１４と、加算手
段１１５とを備える。

【０００５】入力されたデジタル画像信号１０２ａは、
フレームメモリ１０３に蓄えられる。基準フレームＩの
画像信号は、そのままの状態で離散コサイン変換回路１
０５へ入力され、直交変換系の離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）がなされ、変換されたそれぞれの係数１０５ａは、
量子化器１０６で量子化され、可変長符号化器１０７で
符号化が行なわれ、符号化データ１０７ａが出力され
る。

【０００６】量子化出力１０６ａは、局部復号手段１０
８で復号される。この復号画像信号１０８ａは、前方向
フレームメモリ１１１もしくは後方向フレームメモリ１
１２に蓄えられる。一方、副基準フレームＰ及び他のフ
レームＢの画像信号に対しては、動きベクトル検出回路
１１０で前方向フレームメモリ１１１もしくは後方向フ
レームメモリ１１２に蓄えられた復号画像信号１１１
ａ，１１２ａとの動きベクトル１１０ａが求められる。
動きベクトル１１０ａは、例えば、ブロックマッチング
の手法を用いて検出されるが、他の手法を用いてもよ
い。

【０００７】動きベクトル１１０ａが求められたフレー
ム画像は、フレーム間動き補償予測回路１０９でフレー
ム間の動き補償予測が行なわれ、動き補償予測画像信号
１０９ｂが生成される。副基準フレームＰの場合には、
前方向フレームメモリ１１１に格納されているフレーム
Ｉ（またはＰ）の画像信号に基づいて、前方向の動き補
償予測が行なわれる。他のフレームＢの場合には、前方
向フレームメモリ１１１ならびに後方向フレームメモリ
１１２に格納されている２種類のフレーム画像信号に基
づいて、前方向・後方向・前後方向補間予測の３種類の
予測方式について動き補償予測がなされ、最適な予測方
式が選択される。

【０００８】フレーム間動き補償回路１０９から出力さ
れる動き補償予測画像信号１０９ｂと、入力各フレーム
Ｐ，Ｉの画像信号との差分である予測誤差信号１０４ａ
が、前述の基準フレームＩと同様に離散コサイン変換回
路１０５，量子化器１０６，可変長符号化器１０７で処
理されて符号化データ１０７ａが出力される。なお、副
基準フレームＰに対しては、予測画像１０９ｂと逆離散
コサイン変換回路１１４の出力信号を加算手段１１５で
加算して得た復号画像信号１０８ａを前方向フレームメ
モリ１１１もしくは後方向フレームメモリ１１２に蓄え
るよう構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のＭＰＥ
Ｇ規格案はノンインタレース画像信号を対象とするもの
であるため、このような符号化手法でインタレース画像
信号を処理する場合、次の課題がある。まず、インタレ
ース画像の各フィールドを重ね合わせてフレームとして
扱った場合には、２つのフィールド間での時間差の影響
により、フレーム垂直方向の高周波成分が増大して、フ
レーム内符号化での符号化効率が減少する。また、フレ
ーム間予測符号化においても、同様に垂直方向の相関が
少くなるとともに、動き補償を行なった際でも、ズーミ
ングなどの動きに対して２つのフィールドのフレーム間
の動き量が異なることにより、予測効率が大幅に劣化
し、画像にも悪影響を与える。

【００１０】予測効率を向上させるために、２つのフィ
ールドよりノンインタレース化されたフレームを生成し
て、そのフレームに対してフレーム間予測符号化を行な
う事が考えられる。ノンインタレース化されたフレーム
画像の生成装置として、ひとつは単純に片フィールドを
間引くことによりフレームを生成する装置が、もう一つ
は、両フィールドより動領域と静領域とを判別して、静
領域では両フィールドをそのままはめ込み、動領域では
片フィールドを内挿することにより、適応的にフレーム
を生成する装置が考えられるが、最初の装置では、生成
したフレームの垂直方向の解像度が半分に劣化して画像
の品質が落ち、後の装置では、両フィールド間での静・
動を正確に摘出できないと、不適切な画素をはめ込むこ
とによりフレームの垂直方向の相関が減少し、予測効率
はさらに悪化することになる。

【００１１】また、このようなインタレース画像におけ
る弊害を避けるために、図９に示すように奇数フィール
ドと偶数フィールドを全く別に取り扱う装置が考えられ
る。フレーム間予測に関しては、奇数フィールド同士・
偶数フィールド同士の間でフレーム間の予測値を符号化
し、フレーム内符号化を行なうフレーム画像においては
２つのフィールドを、それぞれ別個にフィールド内符号
化を行なう装置である。この場合にフレームの垂直方向
の解像度の劣化はなく、フレーム間の予測精度も劣化し
ないのであるが、フィールド別に処理するために、それ
ぞれのフィールド間の相関を利用できなくなり、特にフ
レーム内符号化において情報量が増加する欠点がある。

【００１２】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的はインタレース画像を効率よ
く符号化するインタレース画像信号の予測符号化装置を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るインタレース画像信号の予測符号化装置
は、２フィールドで１フレームを形成するインタレース
画像信号の予測符号化装置において、所定のフレーム間
隔毎に基準フレームを設定する手段と、前記基準フレー
ムの画像信号のうち一方のフィールドの画像信号に対し
てフィールド内で完結するフィールド内符号化を行なう
手段と、前記基準フレームの一方のフィールドと他方の
フィールドの間の動きベクトルを算出する手段と、前記
他方のフィールドの画像信号に対して、前記一方のフィ
ールドの画像信号もしくはその画像信号を符号化処理し
た信号に、前記動きベクトルに基づいて動き補償を施し
てフィールド間予測符号化を行なう手段と、前記基準フ
レーム以外の少なくとも１つのフレームの画像信号に対
して時間的に前及び／または後の基準フレームのフィー
ルドの画像信号もしくはその符号化処理した信号に基づ
いてフレーム間予測符号化を行なう手段とを有すること
を特徴とする。

【００１４】この発明に係るインタレース画像信号の予
測符号化装置によれば、所定のフレーム間隔毎に基準フ
レームを設定し、基準フレームの一方のフィールド画像
の信号をフィールド内符号化し、他方のフィールド画像
の信号を前記一方のフィールド画像の信号を基にしてフ
ィールド間予測符号化し、他のフレームの画像信号は基
準フレームのフィールドの画像信号に基づいてフレーム
間予測符号化を行なうことによって、符号化誤差の累積
をなくし、基準フレームの画像信号の符号量を削減する
ことができる。

【００１５】なお、基準フレームの他方のフィールド画
像をフィールド内符号化するか、または、前記フィール
ド間予測符号化するかを、フィールド間符号化における
予測誤差の大小に応じて適応的に切替えてもよい。これ
によれば、フィールド間の相関が少ない時には、他方の
フィールド画像の信号についてもフィールド内符号化を
行なって、画質の向上を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を添付図
面に基づいて説明する。図１はこの発明に係るインタレ
ース画像信号の予測符号化装置の概念を示す説明図であ
る。この発明に係るインタレース画像信号の予測符号化
装置は、奇数フィールドと偶数フィールドとで１つのフ
レームを形成するインタレース画像信号に対して、奇数
フィールドの画像信号は奇数フィールド同士で、偶数フ
ィールドの画像信号は偶数フィールド同士でそれぞれフ
レーム間予測符号化を行なうのを基本とし、所定のフレ
ーム間隔毎に設定した基準フレームについては、一方の
フィールド（例えば奇数フィールド）の画像信号はフィ
ールド内符号化を行ない、他方のフィールド（偶数フィ
ールド）の画像信号はフィールド間予測を行なうことを
特徴とする。

【００１７】図２はこの発明に係るインタレース画像信
号の予測符号化装置をＭＰＥＧ方式の規格案に適用した
場合の符号化シンタックスを示す説明図である。図にお
いて、ＩＳは基準フレームの基準フィールドであり、こ
の基準フィールドＩＳの画像信号はフィールド内でその
符号化が完結するフィールド内符号化を行なう。ＰＳは
基準フレームの他方のフィールドであり、このフィール
ドＰＳの画像信号は基準フィールドＩＳとのフィールド
間予測によって符号化する。Ｐは副基準フィールドであ
り、この副基準フィールドＰの画像信号は直前の基準フ
レームの対応するフィールドＩＳ，ＰＳとのフレーム間
予測で符号化する。他のフィールドＢは、そのフィール
ドＢよりも時間的に前または後にある基準フィールドＩ
Ｓ，ＰＳまたは副基準フィールドＰの対応するフィール
ドとの間で、前方向、後方向及び前後両方向補間の３種
類の予測方式の中から最適な方向でのフレーム間予測を
適応して符号化する。

【００１８】図３はこの発明に係るインタレース画像信
号の予測符号化装置をＭＰＥＧ方式に適用した符号化装
置のブロック構成図である。この符号化装置１は、入力
端子２に供給されるインタレースデジタル画像信号２ａ
を一時記憶する奇数フィールドメモリ３ａ及び偶数フィ
ールドメモリ３ｂと、各フィールドメモリ３ａ，３ｂの
読出し出力のうちいずれか一方を選択するフィールド画
像信号選択手段４と、この選択手段４で選択されたフィ
ールド画像信号４ａと予測画像信号５ａとを入力としそ
の差分である予測誤差信号５ｂを出力する減算手段５
と、予測誤差信号５ｂに対して直交変換系の離散コサイ
ン変換を施して変換係数６ａを出力する離散コサイン変
換器６と、変換係数６ａを所定の重み付け係数を用いて
量子化する量子化器７と、量子化出力７ａならびに動き
ベクトルとその算出条件に係る情報１３ａを符号化して
符号化データ８ａを出力する可変長符号化器８と、局部
復号手段９と、３種類の動き検出回路１０，１１，１２
と、フィールド／フレーム間動き補償回路１３と、局部
復号手段９を介して復号した復号画像信号９ａを一時記
憶する４種類のフィールドメモリ１４，１５，１６，１
７と、局部復号信号９ａの供給先を切替える復号信号切
替え手段１８と、減算手段５へフィールド／フレーム間
動き補償回路１３で生成した動き補償予測画像１３ｂを
供給するか零情報を供給するかの切替えを行なう予測画
像情報切替え手段１９、及び、各メモリ３ａ，３ｂ，１
４，１５，１６，１７への書込み・読出し、ならびに、
各選択・切替え手段４，１８，１９の切替え制御を行な
うメモリ制御部２０とからなる。局部復号手段９は、予
測誤差信号５ｂを復号するための逆量子化器２１及び逆
離散コサイン変換器２２と、加算手段２３とを備える。

【００１９】フィールド画像信号選択手段４、復号信号
切替え手段１８及び予測画像情報切替え手段１９は、バ
スセレクタ回路等の電子的スイッチ素子を用い、メモリ
制御部２０から出力される切替え制御信号（図示しな
い）に基づいてそれらの切替えがなされるよう構成して
いる。メモリ制御部２０は、入力されるインタレース画
像信号２ａを監視し、現在入力されている信号が偶数・
奇数フィールドのいずれの信号であるかを判定して、対
応するフィールドメモリ３ａ，３ｂへの書込みを行なう
とともに、その書込み領域の管理、ならびに、どのフレ
ームを基準フレームとするかの管理を行なう。各フィー
ルドメモリ３ａ，３ｂは、図２に示した前方及び後方か
らのフレーム間予測を行なうのに必要なフィールド数の
画像信号２ａを記憶する容量を少なくとも有する。

【００２０】メモリ制御部２０は、基準フレームの基準
フィールドＩＳの画像信号を処理する際には、フィール
ド画像信号選択手段４を奇数フィールドメモリ３ａ側へ
切替えるとともに、予測画像情報切替え手段１９を零信
号側へ切替えた後に基準フィールドＩＳの画像信号を読
出す。これにより、基準フィールドＩＳの画像信号がそ
のまま予測誤差信号５ｂとして離散コサイン変換回路６
へ供給され、量子化器７，可変長符号化器８で量子化・
符号化がなされる。なお、この時は、フィールド／フレ
ーム間動き補償回路１３から基準フィールドＩＳの符号
化である旨の情報１３ａが出力される。また、メモリ制
御部２０は、局部復号手段９で復号された基準フィール
ドＩＳの復号信号９ａを、復号信号切替え手段１８を介
して前方向奇数フィールドメモリ１４または後方向奇数
フィールドメモリ１６へ書込む。

【００２１】基準フレームの他方のフィールドＰＳの画
像信号を処理する際に、メモリ制御部２０は奇数フィー
ルドメモリ３ａから基準フィールドＩＳの画像信号を読
出すとともに、偶数フィールドメモリ３ｂから他方のフ
ィールドＰＳの画像信号を読出し、各画像信号を偶奇フ
ィールド間動き検出回路１１へ供給する。偶奇フィール
ド間動き検出回路１１は、与えられた２種類の画像信号
に基づいて、その動きベクトル１１ａを算出し、フィー
ルド／フレーム間動き補償回路１３へ出力する。

【００２２】メモリ制御部２０は、偶数フィールドメモ
リ３ｂの読出し出力が減算手段５へ供給されるよう、フ
ィールド画像信号選択手段４を図示とは反対の方向を切
替えており、また、フィールド／フレーム間動き補償回
路１３の出力が減算手段５へ供給されるよう制御してい
る。また、メモリ制御部２０は、前または後方向の奇数
フィールドメモリ１４，１６に先に記憶させた基準フィ
ールドＩＳの復号された画像信号を読出して、その読出
し信号１４ａ，１６ａをフィールド／フレーム間動き補
償回路１３へ供給する。

【００２３】フィールド／フレーム間動き補償回路１３
は、復号された基準フィールドの画像信号１４ａ，１６
ａに、動きベクトル１１ａに基づいて動き補償を施し
て、動き補償した動き補償予測画像信号１３ｂを出力す
る。減算手段５は、フィールド画像信号選択手段４を介
して供給される基準フレームの他方のフィールドＰＳの
画像信号と動き補償予測画像信号１３ｂとの予測誤差を
出力し、この予測誤差信号５ｂを変換・量子化・符号化
することでフィールド間予測符号化された符号化データ
８ａが出力される。また、メモリ制御部２０は、復号信
号切替え手段１８を制御して、局部復号手段９で復号さ
れたこのフィールドＰＳの画像信号を、前または後方向
の偶数フィールドメモリ１５，１７へ記憶する。なお、
この時、フィールド／フレーム間動き補償回路１３はフ
ィールド間予測符号化である旨の情報及び動きベクトル
に係る情報を出力するよう構成しており、これらの情報
１３ａは可変長符号化器８で符号化される。

【００２４】基準フレームの２つのフィールドＩＳ，Ｐ
Ｓの処理が完了すると、メモリ制御部２０は、副基準フ
ィールドＰの符号化処理を行なう。メモリ制御部２０
は、まず奇数フィールドメモリ３ａから副基準フィール
ドＰの画像信号を読出すとともに、前または後方向の奇
数フィールドメモリ１４，１６から基準フィールドＩの
復号信号１４ａ，１５ａを読出して、奇数フィールド間
動き検出回路１０へ供給する。奇数フィールド間動き検
出回路１０は、与えられた各画像信号に基づいて動きベ
クトル１０ａを出力し、フィールド／フレーム間動き補
償回路１３は、この動きベクトル１０ａに基づいて基準
フィールドＩの画像信号に対して動き補償を行なった予
測画像信号１３ｂを出力する。

【００２５】減算手段５は、この予測画像信号１３ｂと
フィールド画像信号選択手段４を介して与えられる奇数
の副基準フィールドＰに係る画像信号との予測誤差信号
５ｂを生成し、これが符号化されることで奇数フィール
ド間の予測符号化がなされるとともに、その復号信号９
ａが後方向または前方向の奇数フィールドメモリ１６，
１４へ記憶される。

【００２６】同様に、偶数フィールドの副基準フィール
ドについてフレーム間予測符号化がなされ、その復号信
号９ａが後方向または前方向の偶数フィールドメモリ１
７，１５へ記憶される。

【００２７】次に他のフィールドＢの符号化装置を奇数
フィールドを例に説明する。メモリ制御部２０は、まず
符号化するフィールドＢの画像信号を奇数フィールドメ
モリ３ａから読出すとともに、前方向奇数フィールドメ
モリ１４から前方の基準フィールドＩまたは副基準フィ
ールドＰの復号信号を読出す。奇数フィールド間動き検
出回路１０は、与えられた画像信号を比較して、前方画
像に対する動きベクトル１０ａを出力し、フィールド／
フレーム間動き補償回路１３は前方向からの動きベクト
ルを一時記憶する。

【００２８】次に、メモリ制御部２０は、後方向奇数メ
モリ１６から後方の基準フィールドＩまたは副基準フィ
ールドＰの復号信号を読出す。奇数フィールド間動き検
出回路１０は、後方画像に対する動きベクトル１０ａを
出力し、フィールド／フレーム間動き補償回路１３は後
方向からの動きベクトルを一時記憶する。そして、フィ
ールド／フレーム間動き補償回路１３は、前方向奇数フ
ィールドメモリ１４から読出した画像信号１４ａに対し
て、前方向からの動きベクトルに基づいて動き補償を行
なった前方向予測画像信号を生成し、これを一時記憶す
る。

【００２９】また、フィールド／フレーム間動き補償回
路１３は、後方向フィールドメモリ１６から読出した画
像信号１６ａに対して、後方向からの動きベクトルに基
づいて動き補償を行なった後方向予測画像信号を生成
し、これを一時記憶する。さらに、フィールド／フレー
ム間動き補償回路１３は、前方向及び後方向の２つの予
測画像信号から、その各画素毎の例えば平均レベルを取
った前後両方向予測画像を生成し、この両方向予測画像
信号を記憶する。

【００３０】そして、フィールド／フレーム間動き補償
回路１３は、原画像入力端子１３ｃから取込んだ符号化
対象画像信号と、前方向，後方向，両方向の３種類の予
測画像信号との比較を行なって、相関の最も高い予測画
像信号を選択して出力するとともに、選択した予測画像
の種類に係る情報及び対応する動きベクトルに係る情報
を出力する。偶数の他のフィールドＢについても、同様
の符号化処理がなされる。

【００３１】以上の構成であるからこの符号化装置１
は、奇数フィールド同士、偶数フィールド同士でフレー
ム間予測符号化を行なうのを基本とし、所定のフレーム
間隔毎に設定した基準フレームに対しては一方のフィー
ルドを基準フィールドＩＳとし、この基準フィールドＩ
Ｓについてはそのフィールド内で符号化が完結するフィ
ールド内符号化を行ない、他方のフィールドＰＳは基準
フィールドＩＳとのフィールド間予測符号化を行なうの
で、基準フレームの符号量を減少させることができる。

【００３２】図４はこの発明の他の適用例に係る符号化
シンタックスの説明図、図５は他の適用例に係るインタ
レース画像信号の予測符号化装置の要部ブロック構成図
である。図４に示す符号化方法は、２×Ｍ（Ｍは自然
数）フレーム間隔で基準フレームを設定するとともに、
基準フレーム間に１つの副基準フレームを設定し、この
副基準フレームの各フィールドＳ１，Ｓ２は、その前後
の基準フレームの各フィールドＩＳ，ＰＳからの前後・
両方向フレーム間予測を行なうものである。

【００３３】図５に示す予測符号化装置５１は、図３に
示した符号化装置１に副基準フレームＳ１，Ｓ２の復号
信号を記憶するＳフレーム奇数フィールドメモリ５２、
Ｓフレーム偶数フィールドメモリ５３を追加したもので
ある。なお、図５ではインタレースデジタル画像信号の
入力部及びメモリ制御部は図示を省略している。

【００３４】図示しない入力端子から供給されたインタ
レース画像信号は、奇数フィールドメモリ３ａ及び偶数
フィールドメモリ３ｂへそれぞれ記憶される。図４に示
すＢフィールドに対して基準画像となる基準フレームな
いの２つのフィールドＩＳ，ＰＳは、それぞれ前方向奇
数フィールドメモリ１４，前方向偶数フィールドメモリ
１５もしくは後方向奇数フィールドメモリ１６，後方向
偶数フィールドメモリに蓄えられ、副基準フレーム内の
２つのフィールドＳ１，Ｓ２は、それぞれＳフレーム奇
数フィールドメモリ５２，Ｓフレーム偶数フィールドメ
モリ５３に蓄えられ、奇数フィールド間動き検出回路５
４，偶数フィールド間動き検出回路５５で、それぞれの
フィールド別に、基準となるフレーム（フィールドＩ
Ｓ，ＰＳ，Ｓ１，Ｓ２）内の同一フィールドの前方向フ
ィールドメモリ１４，１５・後方向フィールドメモリ１
６，１７・Ｓ方向フィールドメモリ５２，５３に蓄えら
れた復号画像信号とのフレーム間の動きベクトルが求め
られる。

【００３５】動きベクトルを求められたフィールドは、
フィールド／フレーム間動き補償回路５７において、フ
レーム間での動き補償が行なわれる。各フィールドに対
しては、前方向・後方向・前後両方向補間予測の３つの
予測方式の適応動き補償予測を行なう。

【００３６】フィールド／フレーム間動き補償回路５７
で予測された予測画像信号５７ｂと、入力フィールド画
像信号との予測誤差信号５ｂが、図３に示す離散コサイ
ン変換回路６、量子化器７、可変長符号化器８を備えた
変換・量子化・符号化手段５８において、各処理がなさ
れ符号化データ８ａが出力される。

【００３７】副基準フレーム内の２つのフィールドＳ
１，Ｓ２に対しても、他のフィールドＢと同様に奇数フ
ィールド間動き検出回路５４・偶数フィールド間動き検
出回路５５で、各々のフィールド別に、基準となるフレ
ーム内の同一フィールドＩＳ，ＰＳの前方向フィールド
メモリ１４，１５・後方向フィールドメモリ１６，１７
に蓄えられた復号画像信号とのフレーム間の動きベクト
ルが求められ、フィールド／フレーム間動き補償回路５
７において、フレーム間での前方向・後方向・前後両方
向補間予測の３つの予測方式の適応動き補償予測が行な
われ、その予測誤差信号５ｂが、変換・量子化・符号化
手段５８で処理され、符号化データ８ａが出力される。

【００３８】一方、基準フレーム内の２つのフィールド
ＩＳ，ＰＳに対しては、前例と全く同様に、一方のフィ
ールド（ここでは奇数フィールド）は動き補償予測を行
なわずに、変換・量子化・符号化手段５８で符号化処理
を行なう。そして、量子化出力７ａが局部復号手段９で
逆変換・復号され、復号画像信号が前方向奇数フィール
ドメモリ１４もしくは後方向奇数フィールドメモリ１６
に蓄えられる。

【００３９】他方のフィールドでも、偶奇フィールド間
動き検出回路５６で、前方向フィールドメモリ１４，１
５もしくは後方向フィールドメモリ１６．１７に蓄えら
れた、同一フレーム内の別フィールド（奇数フィール
ド）からの動きベクトルを検出され、フィールド／フレ
ーム間動き補償回路５７で、フィールド間の動き補償予
測が行なわれ、片側方向の動き補償予測を行ない、予測
された画像と入力フィールド画像との予測誤差信号５ｂ
が、変換・量子化・符号化手段５８において符号化され
る。

【００４０】また、量子化された係数７ａは、局部復号
手段９で逆変換・復号され、フィールド／フレーム間動
き補償回路５７で予測された画像信号５７ｂと足し合わ
された復号信号が、それぞれ前方向偶数フィールドメモ
リ１５もしくは後方向偶数フィールドメモリ１７に蓄え
られる。

【００４１】図６は請求項２に係るインタレース画像信
号の予測符号化装置の要部ブロック構成図である。偶奇
フィールド間動き検出回路１１，５６は、動き検出部６
１と、しきい値設定部６２と、比較部６３とを備える。
動き検出部６１は、奇数フィールドメモリ及び偶数フィ
ールドメモリからの読出し出力に基づいて動きベクトル
を検出し、動き量に係る値６１ａを出力する。しきい値
設定部６２には、フィールド間予測符号化を許容する動
き量に係るしきい値６２ａを予め設定している。比較部
６３は、動き検出部６１で検出された動き量６１ａがし
きい値６２ａを超えている場合は、フィールド間符号化
が適切でない旨の比較出力６３ａを発生する。メモリ制
御部２０は、比較部６３の比較出力６３ａに基づいて切
替え信号２０ａを生成し、フィールド間の動き量がしき
い値６２ａを超えている場合は、フィールド／フレーム
間動き補償回路１３，５７から出力される予測画像信号
１３ｂを選択せずに、零情報を選択するよう予測画像情
報切替え手段１９を制御する。

【００４２】これにより、基準フレーム内の各フィール
ド間の相関が少ない場合には、フィールド間符号化を行
なわずに、フィールド内符号化を行なうことができる。
なお、メモリ制御部２０から出力された切替え信号２０
ａは、フィールド／フレーム間動き補償回路１３，５７
へ供給しており、フィールド／フレーム間動き補償回路
１３，５７は、この切替え信号２０ａに基づいてフィー
ルド内符号化を行なった場合はその旨の情報を動きベク
トルに係る情報１３ａ，５７ａとして出力する。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るイン
タレース画像信号の予測符号化装置は、所定のフレーム
間隔毎に設定した基準フレームの一方のフィールドの画
像信号をフィールド内符号化し、他方のフィールドの画
像信号を動きベクトルに基づいて動き補償を施してフィ
ールド間符号化するので、基準フレームの画像信号の符
号化量を削減することができる。さらに、基準フレーム
以外の他のフレームの画像信号に対しては時間的に前ま
たは後の基準フレームのフィールドの画像信号に基づい
てフレーム間符号化するので、符号化誤差の累積も起こ
さずに、全体の符号化効率をより高めることができる。

【００４４】なお、基準フレームの他方のフィールドの
画像信号をフィールド内符号化するか、または、フィー
ルド間符号化するかを、フィールド間の相関の度合の多
少に応じて適応的に切替えることで、フィールド間の相
関が少ない時には、他方のフィールドについてもフィー
ルド内符号化を行なって、画質の向上を図ることができ
る。また、２フィールド構成の基準フレームが所定のフ
レーム間隔毎に設定されているので、基準フレームの一
部または全部を再生することで、サーチが、フレーム単
位の高画質で、瞬時に再生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置の概念を示す説明図

【図２】この発明に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置をＭＰＥＧ方式の規格案に適用した場合の符号
化シンタックスを示す説明図

【図３】この発明に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置をＭＰＥＧ方式に適用した符号化装置のブロッ
ク構成図

【図４】この発明の他の適用例に係る符号化シンタック
スの説明図

【図５】他の適用例に係るインタレース画像信号の予測
符号化装置の要部ブロック構成図

【図６】請求項２に係るインタレース画像信号の予測符
号化装置の要部ブロック構成図

【図７】従来（ＭＰＥＧ規格案）の符号化シンタックス
の説明図

【図８】従来（ＭＰＥＧ規格案）の符号化装置のブロッ
ク構成図

【図９】従来のフィールド分離の予測符号化装置の概念
を示す説明図

【符号の説明】

１，５１…符号化装置、２ａ…インタレースデジタル画
像信号、３ａ…奇数フィールドメモリ、３ｂ…偶数フィ
ールドメモリ、５ａ…予測誤差信号、５ｂ…予測画像信
号、９…局部復号手段、１０，５４…奇数フィールド間
動き検出回路、１１，５６…偶奇フィールド間動き検出
回路、１２，５５…偶数フィールド間動き検出回路、１
３，５７…フィールド／フレーム間動き補償回路、１３
ａ，５７ａ…動きベクトルに係る情報、１３ｂ…動き補
償予測画像信号、１４…前方向奇数フィールドメモリ、
１５…前方向偶数フィールドメモリ、１６…後方向奇数
フィールドメモリ、１７…後方向偶数フィールドメモ
リ、１８…復号信号切替え手段、１９…予測画像情報切
替え手段、２０…メモリ制御部、５２…Ｓフレーム奇数
フィールドメモリ、５３…Ｓフレーム偶数フィールドメ
モリ、６１…動き検出部、６１ａ…動き量、６２…しき
い値設定部、６３…比較部，６３ａ…比較出力、Ｂ…他
のフィールド、ＩＳ…基準フレームの一方のフィール
ド、ＰＳ…基準フレームの他方のフィールド、Ｐ，Ｓ
１，Ｓ２…副基準フィールド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 5/91 - 5/956

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２フィールドで１フレームを形成するイ
   ンタレース画像信号の予測符号化装置において、 所定のフレーム間隔毎に基準フレームを設定する手段
   と、前記 基準フレームの画像信号のうち一方のフィールドの
   画像信号に対してフィールド内で完結するフィールド内
   符号化を行なう手段と、前記基準フレームの一方のフィールドと他方のフィール
   ドの間の動きベクトルを算出する手段と 、前記 他方のフィールドの画像信号に対して、前記一方の
   フィールドの画像信号もしくはその画像信号を符号化処
   理した信号に、前記動きベクトルに基づいて動き補償を
   施してフィールド間予測符号化を行なう手段と、前記 基準フレーム以外の少なくとも１つのフレームの画
   像信号に対して時間的に前及び／または後の基準フレー
   ムのフィールドの画像信号もしくはその符号化処理した
   信号に基づいてフレーム間予測符号化を行なう手段とを
   有することを特徴とするインタレース画像信号の予測符
   号化装置。
2. 【請求項２】 ２フィールドで１フレームを形成するイ
   ンタレース画像信号の予測符号化装置において、 所定のフレーム間隔毎に基準フレームを設定する手段
   と、前記 基準フレームの画像信号のうち一方のフィールドの
   画像信号に対してフィールド内で完結するフィールド内
   符号化を行なう手段と、前記基準フレームの一方のフィールドと他方のフィール
   ドの間の動きベクトルを算出する手段と 、前記 他方のフィールドの画像信号に対して、前記一方の
   フィールドと他方のフィールドとの間の相関が多い場合
   に前記一方のフィールドの画像信号もしくはその画像信
   号を符号化処理した信号に、前記動きベクトルに基づい
   て動き補償を施してフィールド間予測符号化を行ない、
   相関が少ない場合にフィールド内符号化を行なう手段
   と、前記 基準フレーム以外の少なくとも１つのフレームの画
   像信号に対して時間的に前及び／または後の基準フレー
   ムのフィールドの画像信号もしくはその符号化処理した
   信号に基づいてフレーム間予測符号化を行なう手段とを
   有することを特徴とするインタレース画像信号の予測符
   号化装置。