JP3085289B2 - Moving picture coding method and moving picture coding apparatus - Google Patents
Moving picture coding method and moving picture coding apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はディジタル動画像データ
のデータ圧縮を行う動画像符号化方式に係り、特に動き
補償技術を用いた動画像符号化方法、及び、動画像符号
化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture coding method for compressing digital moving picture data, and more particularly to a moving picture coding method and a moving picture coding apparatus using a motion compensation technique.
【0002】[0002]
【従来の技術】データ通信回線により動画像を伝送する
ため、または、データ記録メディアに動画像を記録し再
生するためには、膨大な情報量を持つディジタル動画像
データをデータ圧縮する必要がある。動画像は、1秒あ
たり所定枚数の画面が順次送られてくるものなので、静
止画の場合と同様に画面内のデータ相関を利用してデー
タ圧縮する方法と、時間軸方向で考えて画面間のデータ
相関を利用してデータ圧縮する方法とを併用した、動画
像符号化方式が用いられる。2. Description of the Related Art In order to transmit a moving image over a data communication line, or to record and reproduce a moving image on a data recording medium, it is necessary to compress digital moving image data having an enormous amount of information. . Since a predetermined number of screens are sequentially sent per second for a moving image, a method of compressing data using data correlation within a screen as in the case of a still image and a method of compressing data between screens in the time axis direction are considered. The moving picture coding method is used in combination with the method of compressing data using the data correlation.
【0003】静止画の場合と同様に画面内のデータ相関
を利用する方法としては、予測符号化方式と変換符号化
方式とがある。予測符号化方式とは、符号化する画素の
データ値を、符号化済みの近傍の画素のデータ値から予
測し、実際のデータ値との差分値である予測誤差を量子
化する方式である。これは符号化済みの近傍の画素との
データ相関を利用するものである。また、変換符号化方
式とは、画面を所定サイズのブロックに分割し、そのブ
ロック単位で画像データを直交変換して周波数成分に変
換した後に、その周波数成分を量子化する方式である。
これは、ブロック内の画素のデータ相関を利用する方式
である。直交変換としては、アダマール変換やディスク
リートコサイン変換などがある。[0003] As in the case of a still image, methods for utilizing data correlation within a screen include a predictive coding method and a transform coding method. The predictive coding method is a method of predicting a data value of a pixel to be coded from data values of coded neighboring pixels and quantizing a prediction error which is a difference value from an actual data value. This utilizes data correlation with encoded neighboring pixels. The transform coding method is a method in which a screen is divided into blocks of a predetermined size, and image data is orthogonally transformed into frequency components in block units, and then the frequency components are quantized.
This is a method using data correlation of pixels in a block. The orthogonal transform includes a Hadamard transform and a discrete cosine transform.
【0004】時間軸方向で考えて画面間のデータ相関を
利用してデータ圧縮する方法としては、画面間予測符号
化方式と変化領域符号化方式などがある。画面間予測符
号化方式とは、符号化する画素のデータ値を、符号化済
みの前画面の画素のデータ値から予測して、その予測誤
差を符号化する方式である。これは、前画面との差分デ
ータを符号化するものである。また、変化領域符号化方
とは、前画面と比べて変化のあった領域の画像データの
みを符号化する方式である。これは、前画面からの変化
領域のみを符号化するものである。As a method of compressing data using data correlation between screens in the time axis direction, there are an inter-picture predictive coding method, a change area coding method, and the like. The inter-screen prediction coding method is a method of predicting a data value of a pixel to be coded from a data value of a coded previous screen pixel and coding a prediction error thereof. This encodes difference data from the previous screen. Further, the change area encoding method is a method of encoding only image data of an area that has changed compared to the previous screen. This encodes only the change area from the previous screen.
【0005】前記の画面間予測符号化方式の一つとし
て、動き補償予測符号化方式が広く用いられている。こ
の動き補償予測符号化方式とは、画面を所定サイズのブ
ロックに分割し、そのブロック単位で、前画面の中で最
もデータ値のパターンが近い、すなわちブロック間の差
分値が最も小さくなるブロックを捜し出し、そのブロッ
クのデータ値との予測誤差、すなわち動き補償予測誤差
を符号化する方式である。もちろん、ブロックのずれ量
である動きベクトルも符号化する必要がある。例えば、
全探索により動きベクトルを検出する場合、検出範囲を
水平と垂直のそれぞれについて±7画素とすると、全部
で(2×7+1)2=225回もブロック間の差分値を
計算する必要がある。しかし、前画面との差分データの
振幅を大幅に低減でき、データ圧縮率の向上が実現でき
る。隣接する画面間で画素の空間的位置がそろっている
場合、すなわちノンインターレース走査の動画像に対し
ては、この動き補償予測符号化方式が効率良く適用でき
る。しかし、隣接する画面間で画素の空間的位置がずれ
ている場合、すなわちインターレース走査の動画像に対
しては、効率良く動き補償予測を行うために多少の工夫
が必要である。[0005] As one of the inter-picture prediction coding methods, a motion compensation prediction coding method is widely used. This motion-compensated predictive coding method divides a screen into blocks of a predetermined size, and, for each block, a block having the closest data value pattern in the previous screen, that is, a block having the smallest difference value between blocks. In this method, a prediction error with the data value of the block is searched for, that is, a motion compensation prediction error is encoded. Of course, it is also necessary to encode a motion vector, which is a block shift amount. For example,
When detecting a motion vector by full search, if the detection range is ± 7 pixels for each of the horizontal and vertical directions, it is necessary to calculate the difference value between blocks a total of (2 × 7 + 1) 2 = 225 times. However, the amplitude of the difference data from the previous screen can be greatly reduced, and the data compression ratio can be improved. This motion-compensated predictive coding method can be efficiently applied to a case where the spatial positions of pixels are aligned between adjacent screens, that is, to a non-interlaced moving image. However, when the spatial positions of the pixels are shifted between adjacent screens, that is, for a moving image of interlaced scanning, some contrivance is required for efficiently performing motion compensation prediction.
【0006】通常のテレビ信号はインターレース走査の
動画像であり、フィールドと呼ばれる画面が1秒あたり
60枚伝送され、隣合ったフィールド間で垂直方向の画
素位置が0.5ラインだけずれている。そのため、2フ
ィールドから構成されるフレームと呼ばれる画面が、1
秒あたり30枚伝送されるものとも考えられる。したが
って、前フィールドからの動き補償予測(フィールド間
動き補償予測)を用いた場合には、フィールド間の0.
5ラインの画素位置のズレの影響で、動画像における静
止領域においても動き補償予測誤差がゼロにならないと
いう問題点が生じる。また、2フィールド前のフィール
ドからの動き補償予測(フレーム間動き補償予測)を用
いた場合には、時間間隔がフィールド間と比べ2倍と長
いために、動画像における動領域においては物体の速い
動きに対する十分な動き補償ができず、動き補償予測誤
差が大きくなるという問題点が生じる。A normal television signal is a moving image of interlaced scanning. A screen called a field is transmitted 60 frames per second, and the vertical pixel position is shifted by 0.5 lines between adjacent fields. Therefore, a screen called a frame composed of two fields is
It is also considered that 30 frames are transmitted per second. Therefore, when the motion compensation prediction from the previous field (inter-field motion compensation prediction) is used, the inter-field 0.
There is a problem that the motion compensation prediction error does not become zero even in a still region in a moving image due to the influence of the displacement of the pixel positions of the five lines. In addition, when motion compensation prediction (inter-frame motion compensation prediction) from a field two fields before is used, since the time interval is twice as long as that between fields, the speed of the object in the moving region in the moving image is high. There is a problem that sufficient motion compensation for the motion cannot be performed, and the motion compensation prediction error increases.
【0007】これらの問題点を解決した、インターレー
ス画像に対する従来の動き補償予測符号化方式として
は、例えば特開昭59−128881号公報に記載され
た動き補償フレーム間フィールド間符号化装置に用いら
れている方式が知られている。これは、フィールド間の
動きベクトルとフレーム間の動きベクトルの両方を検出
し、ブロック単位でどちらか適したほうの動きベクトル
を使用して、動き補償予測符号化を行う方式である。As a conventional motion-compensated predictive coding method for interlaced images, which solves these problems, for example, a motion-compensated inter-frame inter-field coding apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-128881 is used. Are known. It detects both motion vector between the motion vector and the frame between the fields, using motion vectors of better suitable either in blocks, a method of performing motion compensation predictive coding.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、フィールド間とフレーム間の両方の動きベクトルを
検出し、どちらかの動きベクトルを選択して動き補償を
行っているが、動き補償予測誤差の低減を実現する上で
十分なものではなかった。そこで、本発明の目的は、動
画像における動き補償予測誤差の低減を実現することに
ある。 In THE INVENTION to be solved INVENTION The above prior art, to detect both motion vectors between fields and between frames, but by selecting one of the motion vectors is carried out motion compensation, motion compensation predictive error In realizing the reduction of
It was not enough. Therefore, the purpose of the present invention is to
To reduce motion compensation prediction error in images
is there.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]
上記目的を達成するためTo achieve the above purpose
に、本発明は、インターレース走査された動画像信号のIn addition, the present invention provides a method of
フィールドに対して、動き補償を用いてブロック単位でField-by-block using motion compensation
の予測信号を生成し、該予測信号と現フィールドの動画Of the current field and the predicted signal of the current field.
像信号との予測誤差を符号化する動画像符号化においIn video coding to encode prediction error with image signal
て、符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復The local recovery of the field one field before
号化画像信号から予測信号を生成する処理と、符号化済Processing to generate a prediction signal from an encoded image signal, and encoding
みの2フィールド前のフィールドの局部復号化画像信号Locally decoded image signal of the field two fields before
から予測信号を生成する処理と、符号化済みの1フィーTo generate a prediction signal from the
ルド前のフィールドの局部復号化画像信号と符号化済みLocally decoded image signal of field before field and encoded
の2フィールド前のフィールドの局部復号化画像信号のOf the locally decoded image signal of the field two fields before
両方を用いて両信号が混合された予測信号を生成する処A process for generating a prediction signal in which both signals are mixed using both.
理と、のいずれかを選択的に用いて、前記予測信号を生The prediction signal is generated by selectively using either
成する構成とする。Configuration.
【0010】なお、その具体的な手段の例としては、前
フィールドと現フィールドとの間で動きベクトルを検出
すると同時に、動き量に応じて、1フィールド前 、 また
は、2フィールド前の画素値から動き適応ライン補間処
理で生成した補間フィールドと現フィールドとの間でも
動きベクトルを検出し、両方の動きベクトルの中で動き
補償予測誤差が小さくなる方を選択して、動き補償予測
符号化を行うようにした。 [0010] Incidentally, at the same time as the examples of specific means, previous field and upon detecting a motion vector between the current field, depending on the motion amount, one field before, also
Detects a motion vector even between an interpolated field generated by a motion adaptive line interpolation process from a pixel value two fields before and a current field, and selects a motion compensation prediction error which is smaller in both motion vectors. Thus, motion compensation prediction coding is performed .
【0011】動き適応ライン補間処理では、まず当該フ
ィールドの補間すべき画素の位置における動き量を検出
する。例えば、実際に存在する0.5ライン下の画素に
対して、2フィールド前のフィールドとの差分、すなわ
ちフレーム差分を求めて動き量とする。動き量は、動き
がほとんどないときは0、動きがある程度以上大きいと
きは1、その中間のときは0から1の間の値をとる。次
に、その動き量に応じて静止領域用の第1の補間値と動
領域用の第2の補間値との重み付け平均値を、補間すべ
き当該画素の動き適応補間値として出力する。第1の補
間値は、静止領域用であり、補間すべき当該画素と対応
する位置にある直前のフィールドの画素値そのものであ
る。また第2の補間値は、動領域用であり、補間すべき
当該画素の近傍に存在する同一フィールド内の複数個の
画素値の重み付け平均値である。In the motion adaptive line interpolation process, first, the amount of motion at the position of the pixel to be interpolated in the field is detected. For example, the difference between the actually existing pixel on the line 0.5 line below and the field two fields before, that is, the frame difference is determined as the motion amount. The motion amount takes a value of 0 when there is almost no motion, 1 when the motion is larger than a certain level, and takes a value between 0 and 1 when the motion is intermediate. Next, a weighted average value of the first interpolation value for the still area and the second interpolation value for the moving area is output as a motion adaptive interpolation value of the pixel to be interpolated according to the amount of motion. The first interpolation value is for a still area, and is the pixel value of the immediately preceding field at a position corresponding to the pixel to be interpolated. The second interpolation value is for a moving area, and is a weighted average value of a plurality of pixel values in the same field existing in the vicinity of the pixel to be interpolated.
【0012】例えば、0.5ラインだけ上と下にある2
つの画素値の平均値である。For example, two lines 0.5 lines above and below
It is the average of two pixel values.
【0013】動きベクトル検出処理では、前フィールド
と現フィールドとの間の第1の動きベクトル検出処理
と、動き適応ライン補間により生成された補間フィール
ドと現フィールドとの間における第2の動きベクトル検
出処理が行われる。第1の動きベクトル検出処理によ
り、従来例と同様に第1のフィールド間動き補償が実現
される。ただし、インターレース走査のため、動きベク
トルの垂直成分は±0.5,±1.5,……といった値
となる。In the motion vector detecting process, a first motion vector detecting process between a previous field and a current field, and a second motion vector detecting process between an interpolated field generated by motion adaptive line interpolation and a current field are performed. Processing is performed. By the first motion vector detection processing, the first inter-field motion compensation is realized as in the conventional example. However, because of the interlaced scanning, the vertical component of the motion vector has a value of ± 0.5, ± 1.5,....
【0014】静止領域では動き量が0であり、補間フィ
ールドの画素値は実際には2フィールド前の画素値とな
っているので、第2の動きベクトル検出処理により、従
来例と同様にフレーム間動き補償が実現される。また、
動領域では動き量が1であり、補間フィールドの画素値
は実際には前フィールドにおける近傍の画素値の重み付
け平均値となっているので、第2の動きベクトル検出処
理により、従来例とは異なり第2のフィールド間動き補
償が実現される。ただし、動きベクトルの垂直成分は
0,±1,±2,……といった値をとる。なお、動き量
が0と1との間の値をとる場合には、上記の2つの動き
補償を混合した特殊な動き補償処理となる。In the stationary area, the motion amount is 0, and the pixel value of the interpolation field is actually the pixel value of two fields before. Motion compensation is realized. Also,
In the moving area, the motion amount is 1, and the pixel value of the interpolation field is actually the weighted average value of the neighboring pixel values in the previous field. A second inter-field motion compensation is realized. However, the vertical component of the motion vector takes a value such as 0, ± 1, ± 2,. When the motion amount takes a value between 0 and 1, a special motion compensation process is performed in which the above two motion compensations are mixed.
【0015】このように、動領域、静止領域、および、
その中間領域で、フィールド間動き補償とフレーム間動
き補償、および、2フィールドが混合された予測信号に
よる動き補償を適応的に切替えて行うことができる。し
たがって、動き補償予測誤差を低減し、動き補償予測の
性能を向上させることができる。Thus, the moving area, the stationary area, and
Inter-field motion compensation and inter-frame motion
Compensation, and a prediction signal in which two fields are mixed
Can be adaptively switched. I
Therefore, to reduce the motion compensated prediction error, thereby improving the performance of motion compensated prediction.
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳しく
説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0017】図1は、本発明による動き補償予測符号化
方式を適用した動画像符号化システムにおける、データ
圧縮を実現する動画像符号化装置の第1の実施例のブロ
ック図である。また、図2は、図1に示した動画像符号
化装置と共に動画像符号化システムを構成するもので、
データ伸長を実現する動画像復号化装置のブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a moving picture coding apparatus for realizing data compression in a moving picture coding system to which a motion compensated prediction coding method according to the present invention is applied. FIG. 2 shows a configuration of a video coding system together with the video coding device shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a video decoding device that realizes data decompression.
【0018】図1の動画像符号化装置において、1は画
像データの入力端子、2はスキャン変換回路、3はデー
タ遅延回路、4はデータ減算回路、5は直交変換回路、
6は量子化回路、7は可変長符号化回路、8はデータ多
重回路、9はバッファメモリ、10は符号化データの出
力端子、11は逆量子化回路、12は逆直交変換回路、
13はデータ加算回路、14aと14bはフィールドメ
モリ、15は動き補償回路、16は動きベクトル検出回
路、17は動きベクトル符号化回路、32は動き適応ラ
イン補間回路である。In the moving picture coding apparatus shown in FIG. 1, 1 is an input terminal for image data, 2 is a scan conversion circuit, 3 is a data delay circuit, 4 is a data subtraction circuit, 5 is an orthogonal conversion circuit,
6 is a quantization circuit, 7 is a variable length coding circuit, 8 is a data multiplexing circuit, 9 is a buffer memory, 10 is an output terminal for coded data, 11 is an inverse quantization circuit, 12 is an inverse orthogonal transform circuit,
13 is a data addition circuit, 14a and 14b are field memories, 15 is a motion compensation circuit, 16 is a motion vector detection circuit, 17 is a motion vector encoding circuit, and 32 is a motion adaptive line interpolation circuit.
【0019】図2の動画像復号化装置において、18は
符号化データの入力端子、19はバッファメモリ、20
はデータ分離回路、21は可変長復号化回路、22は逆
量子化回路、23は逆直交変換回路、25はデータ加算
回路、26はスキャン逆変換回路、27は画像データの
出力端子、28aと28bはフィールドメモリ、29は
動き補償回路、30は動きベクトル復号化回路、33は
動き適応ライン補間回路である。In the moving picture decoding apparatus shown in FIG. 2, reference numeral 18 denotes an input terminal for encoded data, 19 denotes a buffer memory, and 20 denotes a buffer memory.
Is a data separation circuit, 21 is a variable length decoding circuit, 22 is an inverse quantization circuit, 23 is an inverse orthogonal transformation circuit, 25 is a data addition circuit, 26 is a scan inverse transformation circuit, 27 is an image data output terminal, and 28a 28b is a field memory, 29 is a motion compensation circuit, 30 is a motion vector decoding circuit, and 33 is a motion adaptive line interpolation circuit.
【0020】まず、図1の動画像符号化装置の動作を説
明する。映像信号がディジタル化された原画像データが
入力端子1から入力され、スキャン変換回路2でその原
画像データの順番がラスタスキャンからブロックスキャ
ンに変換される。この様子を図6に示す。(a)に示す
ように、表示走査通りに左から右の画素へ、そして上か
ら下の画素へ順番にスキャンされるラスタスキャンで、
原画像データは入力端子1から入力される。そして、以
降の符号化の処理単位が8×8画素のブロックであるた
めに、スキャン変換回路2では、(a)のラスタスキャ
ンから(b)のブロックスキャンへ、原画像データの順
番が並び変えられる。(b)に示すように、ブロックス
キャンとは、ブロック内は上から下の画素へ、そして左
から右の画素へ順番にスキャンされ、かつブロック間は
左から右のブロックへ、そして上から下のブロックへ順
番にスキャンされるものである。First, the operation of the moving picture coding apparatus shown in FIG. 1 will be described. Original image data obtained by digitizing a video signal is input from an input terminal 1, and the scan conversion circuit 2 converts the order of the original image data from raster scan to block scan. This is shown in FIG. As shown in (a), a raster scan is performed in order from the left to the right pixel and then from the top to the bottom pixel according to the display scan.
Original image data is input from an input terminal 1. Then, since the subsequent encoding processing unit is a block of 8 × 8 pixels, the scan conversion circuit 2 rearranges the order of the original image data from the raster scan (a) to the block scan (b). Can be As shown in (b), the block scan means that the inside of a block is scanned in order from top to bottom pixels, and then from left to right, in order, and between blocks, from left to right, and from top to bottom. Are sequentially scanned.
【0021】ブロックスキャンに順番が変換された原画
像データは、データ遅延回路3で所定時間だけ遅延され
た後に、データ減算回路4で動き補償予測画像データが
減算され、動き補償予測誤差データが生成される。デー
タ遅延回路3における遅延時間は後述する動きベクトル
検出回路16の処理時間を補償するためのものである。
動き補償予測画像データは、既に符号化処理済みの過去
のフィールドの画像データから動き補償により予測され
た画像データであり、動き補償回路15から出力される
ものである。The original image data, the order of which has been converted into a block scan, is delayed by a predetermined time in a data delay circuit 3 and then the motion compensated prediction image data is subtracted in a data subtraction circuit 4 to generate motion compensated prediction error data. Is done. The delay time in the data delay circuit 3 is for compensating a processing time of a motion vector detection circuit 16 described later.
The motion-compensated predicted image data is image data predicted by motion compensation from image data of a past field that has already been subjected to encoding processing, and is output from the motion compensation circuit 15.
【0022】動き補償予測誤差データに対して、8×8
画素をブロックとする2次元ディスクリートコサイン変
換の処理が直交変換回路5で行われ、周波数成分に相当
する直交変換後の変換係数は、量子化回路6で所定の量
子化ステップ幅で量子化される。そして、量子化後の変
換係数には、発生頻度が高いデータには短い符号を、逆
に発生頻度が低いデータには長い符号を割り当てるよう
に、可変長符号化回路7で符号割り当てが行われる。For the motion compensation prediction error data, 8 × 8
The orthogonal transform circuit 5 performs a two-dimensional discrete cosine transform process using pixels as blocks, and transform coefficients after orthogonal transform corresponding to frequency components are quantized by a quantization circuit 6 at a predetermined quantization step width. . Then, the variable-length coding circuit 7 assigns codes to the quantized transform coefficients such that a short code is assigned to data having a high frequency of occurrence and a long code is assigned to data having a low frequency of occurrence. .
【0023】この画像符号化データは、付加情報の動き
ベクトル符号化データ、および量子化ステップ幅の情報
により、データ多重回路8で多重され、一旦バッファメ
モリ9に保持された後に、出力端子10から符号化デー
タとして出力される。ここで、動きベクトル符号化デー
タは、動き補償に用いられる動きベクトルの情報であ
り、動きベクトル符号化回路17から出力されるもので
ある。また、バッファメモリ9に蓄えられているデータ
量、すなわちバッファメモリ占有率に応じて、バッファ
メモリ9は量子化ステップ幅を決定してその情報を出力
する。バッファメモリ占有率が高くなった場合は量子化
ステップ幅を大きく、逆にバッファメモリ占有率が低く
なった場合は量子化ステップ幅を小さく制御する。The coded image data is multiplexed by the data multiplexing circuit 8 based on the motion vector coded data of the additional information and the information of the quantization step width. Output as encoded data. Here, the coded motion vector data is information on a motion vector used for motion compensation, and is output from the motion vector coding circuit 17. Further, the buffer memory 9 determines the quantization step width according to the amount of data stored in the buffer memory 9, that is, the buffer memory occupancy, and outputs the information. If the buffer memory occupancy is high, the quantization step width is controlled to be large, and if the buffer memory occupancy is low, the quantization step width is controlled to be small.
【0024】さて、量子化回路6から出力された量子化
後の変換係数は、逆量子化回路11で変換係数に戻され
た後に、逆直交変換回路12で逆ディスクリートコサイ
ン変換により予測誤差データに戻される。データ加算回
路13では、データ減算回路4で減算に使用された動き
補償予測画像データが、この局部復号化された予測誤差
データに加算され、局部復号化画像データが生成され
る。この局部復号化画像データは、動画像符号化装置と
対になる動画像復号化装置でデータ伸長により再生され
る画像データで、以降の動き補償予測画像データを生成
するために用いられる。The quantized transform coefficient output from the quantization circuit 6 is returned to a transform coefficient by the inverse quantization circuit 11, and then transformed into prediction error data by the inverse orthogonal cosine transform by the inverse orthogonal transform circuit 12. Will be returned. In the data addition circuit 13, the motion compensated prediction image data used for the subtraction in the data subtraction circuit 4 is added to the locally decoded prediction error data to generate locally decoded image data. The locally decoded image data is image data reproduced by data expansion in a moving image decoding device that is paired with the moving image encoding device, and is used to generate subsequent motion compensated prediction image data.
【0025】局部復号化画像データに対しては、動き適
応ライン補間回路32でライン間の画像データが補間生
成され、第1のフィールドメモリ14aには実際に存在
する実画像データが、第2のフィールドメモリ14bに
は補間により生成された補間画像データが順次書き込ま
れる。この現フィールドの局部復号化された実画像デー
タと補間画像データは、次フィールドの原画像データの
符号化の際に必要な動き補償予測画像データを生成する
ために用いられる。For the locally decoded image data, image data between lines is interpolated and generated by the motion adaptive line interpolation circuit 32, and the actual image data actually existing in the first field memory 14a is replaced with the second image data. Interpolated image data generated by interpolation is sequentially written to the field memory 14b. The locally decoded real image data and the interpolated image data of the current field are used to generate motion-compensated predicted image data necessary for encoding of the original image data of the next field.
【0026】動き補償回路15は、動きベクトル検出回
路16で検出された動きベクトルに従って、フィールド
メモリ14aに保持された前フィールドの局部復号化後
の実画像データか、またはフィールドメモリ14bに保
持された前フィールドの局部復号化後の補間画像データ
を、ブロック単位でずらして動き補償予測画像データと
して出力する。動きベクトル検出回路16は、現フィー
ルドの現ブロックの原画像データを、フィールドメモリ
14aまたは14bに保持された前フィールドの局部復
号化された画像データと画素単位でずらしながら比較
し、最もブロック間のブロック差分値が小さくなるブロ
ックのずれ量を、動きベクトルとして検出して出力す
る。なお、この動きベクトルは、動きベクトル符号化回
路17において、前ブロックとの各成分を可変長符号化
される。According to the motion vector detected by the motion vector detecting circuit 16, the motion compensating circuit 15 stores the actual image data of the previous field after local decoding stored in the field memory 14a or the real image data stored in the field memory 14b. The interpolated image data of the previous field after the local decoding is shifted in units of blocks and output as motion compensated prediction image data. The motion vector detection circuit 16 compares the original image data of the current block of the current field with the locally decoded image data of the previous field held in the field memory 14a or 14b while shifting the image data on a pixel-by-pixel basis. The shift amount of the block in which the block difference value becomes small is detected and output as a motion vector. In this motion vector, the motion vector coding circuit 17 performs variable length coding on each component of the previous block.
【0027】次に、図2の動画像復号化装置の動作を説
明する。入力端子18から入力された符号化データは、
一旦バッファメモリ19に保持された後に、データ分離
回路20で画像符号化データと、付加情報である動きベ
クトル符号化データ、量子化ステップ幅の情報が分離さ
れる。量子化後の変換係数の符号化データである画像符
号化データは、まず可変長復号化回路21で復号化さ
れ、逆量子化回路22で変換係数に戻された後に、逆直
交変換回路23で逆ディスクリートコサイン変換により
予測誤差データに戻される。Next, the operation of the moving picture decoding apparatus shown in FIG. 2 will be described. The encoded data input from the input terminal 18 is
After being temporarily stored in the buffer memory 19, the encoded image data, the encoded motion vector data as additional information, and the information of the quantization step width are separated by the data separation circuit 20. Image coded data, which is coded data of a transform coefficient after quantization, is first decoded by a variable length decoding circuit 21, returned to a transform coefficient by an inverse quantization circuit 22, and then decoded by an inverse orthogonal transform circuit 23. The data is returned to the prediction error data by the inverse discrete cosine transform.
【0028】そして、この復号化された予測誤差データ
には、データ加算回路25で動き補償予測画像データが
加算され、再生画像データが生成される。復号化により
再生された画像データは、スキャン逆変換回路26でブ
ロックスキャンからラスタスキャンに順番が変換され、
出力端子27から再生画像データとして出力される。Then, the motion-compensated predicted image data is added to the decoded prediction error data by the data addition circuit 25 to generate reproduced image data. The image data reproduced by decoding is converted in order from block scan to raster scan by the scan reverse conversion circuit 26,
It is output from the output terminal 27 as reproduced image data.
【0029】なお、再生画像データに対しては、動き適
応ライン補間回路33でライン間の画像データが補間生
成され、第1のフィールドメモリ28aには実際に存在
する実画像データが、第2のフィールドメモリ28bに
は補間により生成された補間画像データが順次書き込ま
れる。この現フィールドの復号化により再生され実画像
データと補間画像データは、次フィールドの再生画像デ
ータを復号化により再生する際に必要な動き補償予測画
像データを生成するために用いられる。For the reproduced image data, the inter-line image data is interpolated and generated by the motion adaptive line interpolation circuit 33, and the actual image data actually existing in the first field memory 28a is replaced with the second image data. Interpolated image data generated by interpolation is sequentially written in the field memory 28b. The actual image data and the interpolated image data reproduced by decoding the current field are used to generate motion compensation predicted image data required when reproducing the reproduced image data of the next field by decoding.
【0030】次に、図1の動画像符号化装置における動
き適応ライン補間回路32の構成と動作について詳しく
説明する。図3は動き適応ライン補間回路32の詳細な
ブロック図、図4は動き適応ライン補間回路32の処理
内容を示す概念図である。Next, the configuration and operation of the motion adaptive line interpolation circuit 32 in the moving picture coding apparatus of FIG. 1 will be described in detail. FIG. 3 is a detailed block diagram of the motion adaptive line interpolation circuit 32, and FIG.
【0031】図3に示す動き適応ライン補間回路32に
おいて、38はスキャン逆変換回路、39は263ライ
ン遅延回路、40は262ライン遅延回路、41はエッ
ジ検出回路、42は動き検出回路、43は混合比生成回
路、45はライン遅延回路、46はデータ加算回路、4
7は1/2乗算回路、49と50はデータ乗算回路、5
1はデータ加算回路、44、48、および52はデータ
遅延回路である。In the motion adaptive line interpolation circuit 32 shown in FIG. 3, 38 is a scan inverse conversion circuit, 39 is a 263 line delay circuit, 40 is a 262 line delay circuit, 41 is an edge detection circuit, 42 is a motion detection circuit, and 43 is a motion detection circuit. A mixing ratio generation circuit, 45 is a line delay circuit, 46 is a data addition circuit,
7 is a 1/2 multiplication circuit, 49 and 50 are data multiplication circuits, 5
1 is a data addition circuit, and 44, 48 and 52 are data delay circuits.
【0032】まず、スキャン逆変換回路38で、入力さ
れた現フィールドの画像データは、ブロックスキャンか
ら表示走査と同じラスタスキャンの順番に並び換えられ
る。First, in the scan reverse conversion circuit 38, the input image data of the current field is rearranged in the same raster scan order as block scan to display scan.
【0033】そして、現フィールドの画像データは26
3ライン遅延回路39に与えられ、263ライン遅延回
路39の出力の画像データはさらに262ライン遅延回
路40に与えられる。インターレース走査の画像データ
の1フィールドは262.5ラインからなっているの
で、263ライン遅延回路39からは、現フィールドよ
りも1フィールド前で、現ラインよりも0.5ライン上
の位置の画像データが出力される。また、262ライン
遅延回路40からは現フィールドよりもちょうど2フィ
ールド前で、現ラインと同一の位置の画像データが出力
される。The image data of the current field is 26
The image data output from the 3-line delay circuit 39 and output from the 263-line delay circuit 39 is further applied to a 262-line delay circuit 40. Since one field of the interlaced scan image data is composed of 262.5 lines, the 263 line delay circuit 39 outputs the image data at a position one field before the current field and 0.5 line above the current line. Is output. The 262 line delay circuit 40 outputs the image data at the same position as the current line just two fields before the current field.
【0034】動き検出回路42では、現フィールドの現
ラインの画像データと、現フィールドのちょうど2フィ
ールド前で、現ラインと同一位置の画像データとの差
分、すなわちフレーム差分が計算され、その差分値から
0と1の間の値をとる動き量が生成される。所定の第1
のしきい値よりもフレーム差分が大きい場合には、動き
量は動画モードを示す1の値を、所定の第2のしきい値
よりもフレーム差分が小さい場合には、動き量は静止画
モードを示す0の値をとる。当然、第1のしきい値は第
2のしきい値よりも大きな値であり、フレーム差分が両
方のしきい値の間の値である場合には、動き量は0と1
との間の値をとる。The motion detecting circuit 42 calculates a difference between the image data of the current line of the current field and the image data at the same position as the current line just two fields before the current field, that is, a frame difference, and calculates the difference value. A motion amount having a value between 0 and 1 is generated. Predetermined first
When the frame difference is larger than the threshold value, the motion amount is 1 indicating the moving image mode. When the frame difference is smaller than the second predetermined threshold value, the motion amount is the still image mode. 0. Naturally, the first threshold value is larger than the second threshold value, and when the frame difference is a value between both threshold values, the motion amount is 0 or 1.
Take a value between and.
【0035】エッジ検出回路41では、現フィールドの
画像データに対して空間内でのハイパスフィルタがかけ
られ、その出力値から0と1の間の値をとるエッジ量が
生成される。このエッジ量は、画面内のエッジの強さに
対応した値であり、エッジがないと考えられる平坦な部
分では0の値を、エッジがあると考えられる急峻な部分
では1の値を、その中間の場合には、0と1との間の値
をとる。このエッジ量は動き検出回路42に入力され、
エッジ量に従って動き検出回路で用いられる2つのしき
い値が可変制御される。すなわち、エッジ量が小さい場
合には、2つのしきい値は小さく、エッジ量が大きい場
合には、2つのしきい値は大きくなる。The edge detecting circuit 41 applies a high-pass filter in the space to the image data of the current field, and generates an edge amount having a value between 0 and 1 from the output value. The edge amount is a value corresponding to the strength of the edge in the screen, and a value of 0 is given to a flat portion where there is no edge, and a value of 1 is given to a steep portion where there is an edge. In the intermediate case, the value takes a value between 0 and 1. This edge amount is input to the motion detection circuit 42,
Two thresholds used in the motion detection circuit are variably controlled according to the edge amount. That is, when the edge amount is small, the two threshold values are small, and when the edge amount is large, the two threshold values are large.
【0036】これは、エッジの強い部分では動き検出の
感度を弱めることに相当する。This corresponds to weakening the sensitivity of motion detection in a portion having a strong edge.
【0037】混合比生成回路43では、動き検出回路4
2で生成された動き量から、2種類のライン補間値を重
み付け混合する際の混合比kmが生成される。混合比k
mは0と1との間をとる離散値であり、0,1/8,2
/8,……1という9つの値をとりうる。動き量が小さ
いときは混合比は小さな値をとり、逆に動き量が大きい
とき混合比は大きな値をとる。この混合比kmが0のと
きは静止画モードのライン補間値が用いられ、この混合
比kmが1のときは動画モードのライン補間値が用いら
れる。In the mixing ratio generation circuit 43, the motion detection circuit 4
From the motion amount generated in step 2, a mixture ratio km for weighting and mixing two types of line interpolation values is generated. Mixing ratio k
m is a discrete value between 0 and 1, 0, 1/8, 2
/ 8,..., 1 When the movement amount is small, the mixture ratio takes a small value, and when the movement amount is large, the mixture ratio takes a large value. When the mixture ratio km is 0, the line interpolation value in the still image mode is used, and when the mixture ratio km is 1, the line interpolation value in the moving image mode is used.
【0038】さて、現フィールドにおける現ラインの
0.5ライン上に位置する補間ラインの画像データとし
ては、次に示す2種類のライン補間値が混合されて生成
される。静止画モードのライン補間値は1フィールド前
値であり、263ライン遅延回路39の出力、すなわち
補間ラインの1フィールド前で補間ラインと同一の位置
にある画像データの値が用いられる。また、動画モード
のライン補間値は上下ライン平均値であり、現ラインの
画像データとライン遅延回路45の出力である1ライン
前の画像データがデータ加算回路46で加算された後に
1/2乗算回路47で1/2との値に変換され、生成さ
れた平均値が用いられる。ここで、データ遅延回路44
と48は、エッジ検出回路41、動き検出回路42、お
よび混合比生成回路43における処理時間を補償するた
めのものである。The image data of the interpolation line located on the 0.5 line of the current line in the current field is generated by mixing the following two types of line interpolation values. The line interpolation value in the still image mode is the value one field before, and the output of the 263 line delay circuit 39, that is, the value of the image data at the same position as the interpolation line one field before the interpolation line is used. The line interpolation value in the moving image mode is an average value of the upper and lower lines, and is multiplied by 後 に after the image data of the current line and the image data of the previous line which is the output of the line delay circuit 45 are added by the data addition circuit. The circuit 47 converts the value into a value of 1/2 and uses the generated average value. Here, the data delay circuit 44
And 48 are for compensating the processing time in the edge detection circuit 41, the motion detection circuit 42, and the mixture ratio generation circuit 43.
【0039】混合比生成回路43の出力である混合比k
mの値に応じて、まず、静止画モードのライン補間値で
ある1フィールド前値には、データ乗算回路49で(1
−km)という値が掛けられ、また、動画モードのライ
ン補間値である上下ライン平均値には、データ乗算回路
50でkmという値が掛けられる。そして、49と50
の両方のデータ乗算回路の出力がデータ加算回路51で
加算され、補間画像データとして出力される。一方、現
フィールドの現ラインの画像データが、データ遅延回路
52で上記の補間画像データ生成の処理時間が補償され
た後に、補間画像データと併せて実画像データとして出
力される。The mixing ratio k which is the output of the mixing ratio generating circuit 43
In accordance with the value of m, first, the data multiplication circuit 49 adds (1) to the previous field value which is the line interpolation value in the still image mode.
−km), and the data multiplication circuit 50 multiplies the upper and lower line averages, which are line interpolation values in the moving image mode, by a value of km. And 49 and 50
The outputs of the two data multiplying circuits are added by the data adding circuit 51 and output as interpolated image data. On the other hand, the image data of the current line of the current field is output as real image data together with the interpolated image data after the data delay circuit 52 compensates for the processing time for generating the interpolated image data.
【0040】図4は、以上説明した動き適応ライン補間
回路32の処理内容、すなわち補間ラインの画像データ
の生成方法の概念を示している。〇印はインターレース
走査される動画像の各ラインを示しており、×印は動き
適応ライン補間の処理により生成される補間ラインを示
している。現ラインの画像データと、525ライン前の
画像データの両者から動き検出が行われて混合比kmが
生成され、263ライン前の画像データ、および現ライ
ンの画像データと、1ライン前の画像データの平均値
が、その混合比kmに応じて重み付け混合される。FIG. 4 shows the processing contents of the motion adaptive line interpolation circuit 32 described above, that is, the concept of a method of generating image data of an interpolation line. A mark indicates each line of the moving image to be interlaced, and a mark indicates an interpolation line generated by the motion adaptive line interpolation process. Motion detection is performed from both the current line image data and the 525 line previous image data to generate a mixture ratio km, and the 263 line previous image data, the current line image data, and the 1 line previous image data Are weighted and mixed according to the mixing ratio km.
【0041】なお、動画像復号化装置における動き適応
ライン補間回路33の構成と動作も、以上説明した動画
像符号化装置における動き適応ライン補間回路32の場
合と全く同じである。The configuration and operation of the motion adaptive line interpolation circuit 33 in the video decoding device are exactly the same as those of the motion adaptive line interpolation circuit 32 in the video coding device described above.
【0042】次に、図1の動画像符号化装置における動
き補償回路15の構成と動作について詳しく説明する。
図8は動き補償回路15の詳細なブロック図、図5は動
き補償回路15の処理内容を示す概念図である。Next, the configuration and operation of the motion compensation circuit 15 in the moving picture coding apparatus of FIG. 1 will be described in detail.
FIG. 8 is a detailed block diagram of the motion compensation circuit 15, and FIG.
【0043】図8に示す動き補償回路15において、5
3と55は拡張ブロックデータ生成回路、54と56は
シフトブロック出力回路、57は動きベクトル垂直成分
判定回路、58はデータ切り換え回路である。In the motion compensation circuit 15 shown in FIG.
Reference numerals 3 and 55 denote extended block data generation circuits, 54 and 56 denote shift block output circuits, 57 denotes a motion vector vertical component determination circuit, and 58 denotes a data switching circuit.
【0044】まず、図1のフィールドメモリ14aに保
持されていた前フィールドの実画像データが、図3の拡
張ブロックデータ生成回路53に入力され、現ブロック
に対応する拡張ブロックの画像データが出力される。同
様に、フィールドメモリ14bに保持されていた前フィ
ールドの動き適応ライン補間による補間画像データが、
拡張ブロックデータ生成回路55に入力され、現ブロッ
クに対応する拡張ブロックの画像データが出力される。
図7に示す通り、拡張ブロックとは8×8画素の現ブロ
ックを含む近傍の9ブロックが統合されたものであり、
現ブロックを中心として24×24画素の大きさを持
つ。First, the real image data of the previous field held in the field memory 14a of FIG. 1 is input to the extended block data generating circuit 53 of FIG. 3, and the image data of the extended block corresponding to the current block is output. You. Similarly, the interpolation image data by the motion adaptive line interpolation of the previous field held in the field memory 14b is
The image data is input to the extended block data generation circuit 55, and the image data of the extended block corresponding to the current block is output.
As shown in FIG. 7, the extended block is obtained by integrating nine neighboring blocks including the current block of 8 × 8 pixels.
It has a size of 24 × 24 pixels around the current block.
【0045】図9に、拡張ブロックデータ生成回路53
のさらに詳細なブロック図を示す。FIG. 9 shows an extended block data generation circuit 53.
FIG. 4 shows a more detailed block diagram of FIG.
【0046】この拡張ブロックデータ生成回路53にお
いて、59と60はブロックライン遅延回路、61〜6
6はブロック遅延回路である。ブロックライン遅延回路
59と60は、8×8画素のブロックの水平一列分であ
る1ブロックライン分だけ、すなわち8ライン分だけ入
力のブロックデータを遅延させるもので、ブロック遅延
回路61〜66は、8×8画素のブロックの1ブロック
分だけ入力のブロックデータを遅延させるものである。In the extended block data generation circuit 53, reference numerals 59 and 60 denote block line delay circuits, 61 to 6
6 is a block delay circuit. The block line delay circuits 59 and 60 delay the input block data by one block line, that is, one horizontal line of a block of 8 × 8 pixels, that is, by eight lines. The input block data is delayed by one block of the 8 × 8 pixel block.
【0047】ブロックライン遅延回路59とブロックラ
イン遅延回路60とは縦続接続され、かつブロック遅延
回路61と62,63と64、および65と66は、そ
れぞれ縦続接続されている。まず、図8の拡張ブロック
データ生成回路53に入力されたブロックデータは、図
9のブロックライン遅延回路59とブロック遅延回路6
1に与えられる。また、ブロックライン遅延回路59の
出力のブロックデータはブロック遅延回路63に渡さ
れ、ブロックライン遅延回路60の出力のブロックデー
タはブロック遅延回路65に渡される。The block line delay circuit 59 and the block line delay circuit 60 are cascade-connected, and the block delay circuits 61 and 62, 63 and 64, and 65 and 66 are cascade-connected. First, the block data input to the extended block data generation circuit 53 of FIG.
Given to one. The block data output from the block line delay circuit 59 is passed to the block delay circuit 63, and the block data output from the block line delay circuit 60 is passed to the block delay circuit 65.
【0048】そして、図9の中にa〜iの記号で示し
た、ブロック遅延回路61〜66の入力や出力である9
種類のブロックデータがまとめられ、拡張ブロックデー
タとして出力される。各ブロックデータは、図7の中に
a〜iの記号で示した9個のブロックのブロックデータ
に相当する。拡張ブロックの中心である現ブロックはブ
ロックaで、動き補償回路15に入力されているブロッ
クiに対して、1ブロックラインと1ブロック分だけ遅
延している。なお、図8の拡張ブロックデータ生成回路
55の構成と動作も全く同様である。The inputs and outputs 9 of the block delay circuits 61 to 66 indicated by the symbols a to i in FIG.
The types of block data are put together and output as extended block data. Each block data corresponds to the block data of nine blocks indicated by the symbols a to i in FIG. The current block, which is the center of the extended block, is a block a, which is delayed by one block line and one block from the block i input to the motion compensation circuit 15. The configuration and operation of the extended block data generation circuit 55 in FIG. 8 are completely the same.
【0049】さて、図8のシフトブロック出力回路54
では、拡張ブロックデータ生成回路53から与えられ
た、前フィールドの実画像データにおける現ブロックを
中心とする拡張ブロックの画像データから、その一部分
であるシフトブロックの画像データが抜き出される。同
様に、シフトブロック出力回路56では、拡張ブロック
データ生成回路55から与えられた、前フィールドの補
間画像データにおける現ブロックを中心とする拡張ブロ
ックの画像データから、その一部分であるシフトブロッ
クの画像データが抜き出される。[0049] Now, the shift block output circuits 54 of FIG. 8
Then, the image data of the shift block, which is a part of the extended block, is extracted from the image data of the extended block centered on the current block in the actual image data of the previous field given from the extended block data generating circuit 53. Similarly, in the shift block output circuit 56, given from the extension block data generation circuits 5 5 from the extended block image data centered on the current block in the interpolation image data of the previous field, is the shift block at a portion thereof Image data is extracted.
【0050】図7に示す通り、シフトブロックとは拡張
ブロックの一部分を成す8×8画素のブロックであり、
中心の現ブロックの位置から所定のシフトベクトル分だ
けずれた位置から抜き出されたものである。後述するよ
うに、シフトベクトルの値の範囲は、水平方向も垂直方
向も±7画素であり、シフトブロックは必ず拡張ブロッ
クの内部に存在する。As shown in FIG. 7, the shift block is a block of 8 × 8 pixels which forms a part of the extended block.
This is extracted from a position shifted from the center current block position by a predetermined shift vector. As described later, the range of the value of the shift vector is ± 7 pixels in both the horizontal direction and the vertical direction, and the shift block always exists inside the extended block.
【0051】動きベクトル値の範囲は、水平方向が1画
素単位で±7画素、垂直方向は0.5画素単位で±7画
素である。そして、図1の動き補償回路15に入力され
た動きベクトルから、図8の動きベクトル垂直成分判定
回路57において、シフトブロック出力回路54と56
に共通に与えられるシフトベクトルと、データ切り換え
回路58に与えられるシフトブロック選択信号とが生成
される。シフトベクトルは、動きベクトルの垂直成分の
小数部を切り捨てることにより生成されるので、その値
の範囲は、水平方向も垂直方向も1画素単位で±7画素
である。また、シフトブロック選択信号は、動きベクト
ルの垂直成分の小数部が0のときは、“0”、小数部が
0.5のときは“1”となるように生成される。The range of the motion vector value is ± 7 pixels in one pixel unit in the horizontal direction, and ± 7 pixels in 0.5 pixel units in the vertical direction. Then, based on the motion vector input to the motion compensation circuit 15 of FIG. 1, the motion vector vertical component determination circuit 57 of FIG.
, And a shift block selection signal applied to the data switching circuit 58 are generated. Since the shift vector is generated by truncating the decimal part of the vertical component of the motion vector, the range of the value is ± 7 pixels in one pixel unit in both the horizontal and vertical directions. Further, the shift block selection signal is generated such that when the decimal part of the vertical component of the motion vector is 0, it is “0”, and when the decimal part is 0.5, it is “1”.
【0052】シフトブロック出力回路54の出力である
前フィールドの実画像データにおけるシフトブロック
と、シフトブロック出力回路56の出力である前フィー
ルドの補間画像データにおけるシフトブロックのどちら
かが、データ切り換え回路58で選択され、動き補償予
測画像データとして出力される。このデータ切り換え回
路58は、垂直成分判定回路57から与えられるシフト
ブロック選択信号が“0”のときは補間画像データのシ
フトブロックを、“1”のときは実画像データのシフト
ブロックを選択する。Either the shift block in the real image data of the previous field which is the output of the shift block output circuit 54 or the shift block in the interpolation image data of the previous field which is the output of the shift block output circuit 56 is a data switching circuit 58. And output as motion compensated prediction image data. The data switching circuit 58 selects the shift block of the interpolation image data when the shift block selection signal supplied from the vertical component determination circuit 57 is “0”, and selects the shift block of the real image data when the shift block selection signal is “1”.
【0053】後述する図1の動きベクトル検出回路16
では、その処理に1ブロックラインと1ブロック分の処
理時間がかかり、動き補償回路15に入力されているブ
ロックiに対する、現ブロックとして扱われるブロック
aの遅延時間と等しい。したがって、シフトブロック出
力回路54や56では、現ブロックaを中心とする拡張
ブロックに対し、タイミングの合ったシフトベクトルが
与えられ、正しいシフトブロックが抜き出されることに
なる。The motion vector detecting circuit 16 shown in FIG.
In this case, the processing takes one block line and one block of processing time, and is equal to the delay time of the block a treated as the current block with respect to the block i input to the motion compensation circuit 15. Therefore, in the shift block output circuits 54 and 56, a shift vector with the correct timing is given to the extended block centering on the current block a, and a correct shift block is extracted.
【0054】図5は、以上説明した動き補償回路15の
処理内容、および動き補償の方法の概念を示している。
太い黒枠は現フィールドの現ブロックで、〇印がブロッ
ク内の画素を示している。また、細い黒枠は動き適応ラ
イン補間回路32により生成された前フィールドの動き
補償予測ブロックで、●印がブロック内の実画像データ
の画素を、×印がブロック内の補間画像データの画素を
示している。ただし、ここでは図の簡易化のために、ブ
ロックのサイズを水平8画素×垂直4画素として図示し
ている。FIG. 5 shows the processing contents of the motion compensation circuit 15 described above and the concept of the motion compensation method.
A bold black frame indicates the current block of the current field, and a white square indicates a pixel in the block. Further, a thin black frame is a motion compensation prediction block of the previous field generated by the motion adaptive line interpolation circuit 32, and a black mark indicates a pixel of actual image data in the block, and a cross indicates a pixel of interpolated image data in the block. ing. However, here, for simplification of the drawing, the block size is shown as eight horizontal pixels × four vertical pixels.
【0055】動きベクトルの垂直成分が整数、すなわち
小数部が0の場合は、(a)に示すように動き補償予測
ブロックの×印で示された補間画像データの画素が、現
ブロックの〇印で示された画素と対応する形となる。そ
れに対して、動きベクトルの垂直成分が整数と0.5と
の和、すなわち小数部が0.5の場合は、(b)に示す
ように動き補償予測ブロックの●印で示された実画像デ
ータの画素が、現ブロックの〇印で示された画素と対応
する形となる。そして、データ減算回路4において、太
い黒枠で示された現フィールドの現ブロックの画像デー
タから、細い黒枠で示された動き適応ライン補間回路3
2により生成された前フィールドの動き補償予測ブロッ
クの画像データが減算されて、動き補償の処理が行われ
ることになる。When the vertical component of the motion vector is an integer, that is, the fractional part is 0, the pixel of the interpolated image data indicated by the cross mark of the motion compensation prediction block is replaced by the triangle mark of the current block as shown in FIG. It has a shape corresponding to the pixel indicated by. On the other hand, when the vertical component of the motion vector is the sum of an integer and 0.5, that is, the fractional part is 0.5, the real image indicated by the black circle of the motion compensation prediction block as shown in FIG. The pixel of the data has a shape corresponding to the pixel indicated by the triangle in the current block. Then, in the data subtraction circuit 4, the motion adaptive line interpolation circuit 3 indicated by a thin black frame is converted from the image data of the current block of the current field indicated by a thick black frame.
2, the image data of the motion compensation prediction block of the previous field generated by step 2 is subtracted, and the motion compensation processing is performed.
【0056】なお、動画像復号化装置における動き補償
回路29の構成と動作も、以上説明した動画像符号化装
置における動き補償回路15の場合と全く同じである。The configuration and operation of the motion compensation circuit 29 in the video decoding device are exactly the same as those in the motion compensation circuit 15 in the video coding device described above.
【0057】最後に、図1の動きベクトル検出回路16
の構成と動作について詳しく説明する。図10が動きベ
クトル検出回路16の詳細なブロック図である。Finally, the motion vector detection circuit 16 shown in FIG.
The configuration and operation of will be described in detail. FIG. 10 is a detailed block diagram of the motion vector detection circuit 16.
【0058】図10に示す動きベクトル検出回路16に
おいて、67はデータ遅延回路、68と69は拡張ブロ
ックデータ生成回路、70a〜70z、および73a〜
73zはシフトブロック出力回路、71a〜71z、お
よび74a〜74zはブロック差分値生成回路、75は
最小値検出・動きベクトル生成回路である。In the motion vector detecting circuit 16 shown in FIG. 10, 67 is a data delay circuit, 68 and 69 are extended block data generating circuits, 70a to 70z, and 73a to 73a.
73z is a shift block output circuit, 71a to 71z and 74a to 74z are block difference value generation circuits, and 75 is a minimum value detection / motion vector generation circuit.
【0059】まず、拡張ブロックデータ生成回路68に
おいて、図1のフィールドメモリ14aに保持されてい
た前フィールドの実画像データから、拡張ブロックの画
像データが生成される。同様に、拡張ブロックデータ生
成回路69において、フィールドメモリ14bに保持さ
れていた前フィールドの動き適応ライン補間による補間
画像データから、拡張ブロックの画像データが生成され
る。なお、拡張ブロックデータ生成回路68と69の構
成と動作は、図9と図7を用いて既に説明した、動き補
償回路15における拡張ブロックデータ生成回路53の
場合と同じである。First, in the extended block data generation circuit 68, the image data of the extended block is generated from the actual image data of the previous field held in the field memory 14a of FIG. Similarly, in the extended block data generating circuit 69, the image data of the extended block is generated from the interpolated image data by the motion adaptive line interpolation of the previous field held in the field memory 14b. The configuration and operation of the extended block data generation circuits 68 and 69 are the same as those of the extended block data generation circuit 53 in the motion compensation circuit 15 already described with reference to FIGS.
【0060】シフトブロック出力回路70a〜70z
は、動きベクトル検出範囲内で存在しうる全シフトベク
トルの個数分だけあり、各シフトブロック出力回路70
a〜70zには全て異なるシフトベクトルが与えられて
いる。動きベクトル検出範囲は、水平方向も垂直方向も
±7画素であり、シフトベクトルは水平方向も垂直方向
も1画素単位で存在しうるので、シフトブロック出力回
路70a〜70zの個数は、全部で(2×7+1)2=
225個である。Shift block output circuits 70a to 70z
Are the number of all shift vectors that can exist within the motion vector detection range, and each shift block output circuit 70
Different shift vectors are given to all of a to 70z. The motion vector detection range is ± 7 pixels in both the horizontal direction and the vertical direction, and the shift vector can exist in a unit of one pixel in both the horizontal direction and the vertical direction. Therefore, the total number of the shift block output circuits 70a to 70z is (( 2 × 7 + 1) 2 =
There are 225.
【0061】これにより、シフトブロック出力回路70
a〜70zからは、拡張ブロックの中で抜き出しが可能
な、全種類のシフトブロックの画像データが出力される
ことになる。なお、シフトブロックデータ出力回路70
a〜70zの構成と動作も、前述した動き補償回路15
におけるシフトブロック出力回路54の場合と同じであ
る。Thus, the shift block output circuit 70
From a to 70z, image data of all types of shift blocks that can be extracted from the extended block is output. The shift block data output circuit 70
The configuration and operation of a to z are the same as those of the motion compensation circuit 15 described above.
Is the same as that of the shift block output circuit 54 in FIG.
【0062】ブロック差分値生成回路71a〜71zも
シフトブロック出力回路70a〜70zと同様に225
個ある。ブロック差分値生成回路71aには、シフトブ
ロック出力回路70aの出力である前フィールドにおけ
る第1のシフトブロックの画像データと、データ遅延回
路67で所定時間だけ遅延された現フィールドにおける
現ブロックの現画像データとが入力される。このデータ
遅延回路67は、拡張ブロックデータ生成回路68と6
9での処理時間を補償するものであり、1ブロックライ
ンと1ブロック分だけのデータ遅延を実現するものであ
る。そして、2つのブロックに対して、対応する位置の
画素間で画像データの差分がとられた後に、8×8=6
4個の差分値が合計されてブロック差分値が生成され
る。また、ブロック差分値生成回路71b〜71zの動
作も同様である。The block difference value generating circuits 71a to 71z are also 225 like the shift block output circuits 70a to 70z.
There are pieces. The block difference value generation circuit 71a outputs the image data of the first shift block in the previous field, which is the output of the shift block output circuit 70a, and the current image of the current block in the current field, which is delayed by the data delay circuit 67 by a predetermined time. The data is input. The data delay circuit 67 includes extended block data generation circuits 68 and 6
9 is to compensate for the processing time, and to realize a data delay of only one block line and one block. Then, after the difference of the image data between the pixels at the corresponding positions is obtained for the two blocks, 8 × 8 = 6
The four difference values are summed to generate a block difference value. The same applies to the operation of the block difference value generation circuits 71b to 71z.
【0063】次に、シフトブロック出力回路73a〜7
3zも225個あり、各シフトブロック出力回路73a
〜73zには全て異なるシフトベクトルが与えられてい
る。そのため、シフトブロック出力回路73a〜73z
からは、前フィールドにおける補間画像データの拡張ブ
ロックの中で抜き出しが可能な、全種類のシフトブロッ
クの画像データが出力されることになる。なお、シフト
ブロック出力回路73a〜73zの構成と動作も、前述
した動き補償回路15におけるシフトブロック出力回路
54の場合と同様である。Next, shift block output circuits 73a to 73a
There are also 225 3z, and each shift block output circuit 73a
7373z are all given different shift vectors. Therefore, the shift block output circuits 73a to 73z
From this, image data of all types of shift blocks that can be extracted from the extended block of the interpolated image data in the previous field is output. The configuration and operation of the shift block output circuits 73a to 73z are the same as those of the shift block output circuit 54 in the motion compensation circuit 15 described above.
【0064】ブロック差分値生成回路74a〜74zも
225個あり、各シフトブロック出力回路73a〜73
zの出力である前フィールドの各シフトブロックの画像
データと、データ遅延回路67で所定時間だけ遅延され
た現フィールドにおける現ブロックの現画像データとが
入力される。そして、各ブロック差分値生成回路74a
〜74zでは、2つのブロックに対して、対応する位置
の画素間で画像データの差分がとられた後に、64個の
差分値が合計されてブロック差分値が生成される。There are also 225 block difference value generation circuits 74a to 74z, and each of the shift block output circuits 73a to 73z.
The image data of each shift block in the previous field, which is the output of z, and the current image data of the current block in the current field delayed by the data delay circuit 67 by a predetermined time are input. Then, each block difference value generation circuit 74a
In the case of .about.74z, for the two blocks, after the difference of the image data is obtained between the pixels at the corresponding positions, the 64 difference values are summed to generate a block difference value.
【0065】すなわち、拡張ブロックデータ生成回路6
8、シフトブロック出力回路70a〜70z、およびブ
ロック差分値生成回路71a〜71zでは、前フィール
ドの実画像データにおいて存在しうる全シフトブロック
と、現フィールドにおける現ブロックとのブロック差分
値が生成される。That is, the extended block data generation circuit 6
8. The shift block output circuits 70a to 70z and the block difference value generation circuits 71a to 71z generate block difference values between all the shift blocks that may exist in the actual image data of the previous field and the current block in the current field. .
【0066】また、拡張ブロックデータ生成回路69、
シフトブロック出力回路73a〜73z、およびブロッ
ク差分値生成回路74a〜74zでは、前フィールドの
補間画像データにおいて現在しうる全シフトブロック
と、現フィールドにおける現ブロックとのブロック差分
値が生成される。The extended block data generation circuit 69
The shift block output circuits 73a to 73z and the block difference value generation circuits 74a to 74z generate block difference values between all possible shift blocks in the interpolation image data of the previous field and the current block in the current field.
【0067】そして、最小値検出・動きベクトル生成回
路75では、生成された全てのブロック差分値が比較さ
れて最小値が検出され、最小値をとるブロック差分値の
番号から動きベクトルが生成されて出力される。すなわ
ち、最小値をとるブロック差分値がブロック差分値生成
回路74a〜74zのいずれかの出力である場合には、
対応するシフトブロック出力回路73a〜73zに設定
されているシフトベクトルがそのまま動きベクトルとし
て用いられる。また、最小値をとるブロック差分値がブ
ロック差分値生成回路71a〜71zのいずれかの出力
である場合には、対応するシフトブロック出力回路70
a〜70zに設定されているシフトベクトルの垂直成分
の値が0.5だけ減らされ、動きベクトルとして用いら
れる。The minimum value detection / motion vector generation circuit 75 compares all the generated block difference values to detect the minimum value, and generates a motion vector from the number of the block difference value having the minimum value. Is output. That is, when the block difference value having the minimum value is one of the outputs of the block difference value generation circuits 74a to 74z,
The shift vectors set in the corresponding shift block output circuits 73a to 73z are used as they are as the motion vectors. If the block difference value having the minimum value is an output of any of the block difference value generation circuits 71a to 71z, the corresponding shift block output circuit 70
The value of the vertical component of the shift vector set to a to 70z is reduced by 0.5 and used as a motion vector.
【0068】図11は、本発明に係る動き補償動画像符
号化方式を適用した動画像符号化システムにおける、デ
ータ圧縮を実現する動画像符号化装置の第2の実施例の
ブロック図である。また、図12は、図11に示した動
画像符号化装置と共に動画像符号化システムを構成する
もので、データ伸長を実現する動画像復号化装置のブロ
ック図である。FIG. 11 is a block diagram of a second embodiment of a moving picture coding apparatus for realizing data compression in a moving picture coding system to which the motion compensated moving picture coding method according to the present invention is applied. FIG. 12 is a block diagram of a moving picture decoding apparatus which constitutes a moving picture coding system together with the moving picture coding apparatus shown in FIG. 11, and realizes data decompression.
【0069】図11の動画像符号化装置において、1は
画像データの入力端子、2はスキャン変換回路、3はデ
ータ遅延回路、4はデータ減算回路、5は直交変換回
路、6は量子化回路、7は可変長符号化回路、8はデー
タ多重回路、9はバッファメモリ、10は符号化データ
の出力端子、11は逆量子化回路、12は逆直交変換回
路、12はデータ加算回路、14aと14bはフィール
ドメモリ、15は動き補償回路、16は動きベクトル検
出回路、17は動きベクトル符号化回路、32と34は
動き適応ライン補間回路、35aと35bはフィールド
メモリである。In the moving picture coding apparatus shown in FIG. 11, 1 is an image data input terminal, 2 is a scan conversion circuit, 3 is a data delay circuit, 4 is a data subtraction circuit, 5 is an orthogonal transformation circuit, and 6 is a quantization circuit. , 7 is a variable length coding circuit, 8 is a data multiplexing circuit, 9 is a buffer memory, 10 is an output terminal for coded data, 11 is an inverse quantization circuit, 12 is an inverse orthogonal transform circuit, 12 is a data addition circuit, 14a And 14b are field memories, 15 is a motion compensation circuit, 16 is a motion vector detection circuit, 17 is a motion vector encoding circuit, 32 and 34 are motion adaptive line interpolation circuits, and 35a and 35b are field memories.
【0070】図12の動画像復号化装置において、18
は符号化データの入力端子、19はバッファメモリ、2
0はデータ分離回路、21は可変長復号化回路、22は
逆量子化回路、23は逆直交変換回路、25はデータ加
算回路、27は画像データの出力端子、28aと28b
はフィールドメモリ、29は動き補償回路、30は動き
ベクトル復号化回路、33は動き適応ライン補間回路、
37は倍速変換回路である。In the moving picture decoding apparatus shown in FIG.
Is an input terminal for encoded data, 19 is a buffer memory, 2
0 is a data separation circuit, 21 is a variable length decoding circuit, 22 is an inverse quantization circuit, 23 is an inverse orthogonal transform circuit, 25 is a data addition circuit, 27 is an image data output terminal, and 28a and 28b.
Is a field memory, 29 is a motion compensation circuit, 30 is a motion vector decoding circuit, 33 is a motion adaptive line interpolation circuit,
37 is a double speed conversion circuit.
【0071】まず、図11の動画像符号化装置の動作を
説明する。入力端子1から入力された原画像データは、
スキャン変換回路2でラスタスキャンからブロックスキ
ャンに順番が変更され、データ遅延回路3で所定時間だ
け遅延された後に、データ減算回路4で動き補償予測画
像データが減算され、動き補償予測誤差データが生成さ
れる。動き補償予測画像データは、動き補償回路15か
ら出力されるものである。First, the operation of the moving picture coding apparatus shown in FIG. 11 will be described. The original image data input from the input terminal 1 is
After the order is changed from raster scan to block scan by the scan conversion circuit 2 and delayed by a predetermined time by the data delay circuit 3, the motion compensation prediction image data is subtracted by the data subtraction circuit 4 to generate motion compensation prediction error data. Is done. The motion compensation predicted image data is output from the motion compensation circuit 15.
【0072】そして、直交変換回路5、量子化回路6、
および可変長符号化回路7により、動き補償予測誤差デ
ータに対してディスクリートコサイン変換による符号化
が行われ、画像符号化データが生成される。この画像符
号化データは、付加情報の動きベクトル符号化データお
よび量子化ステップ幅の情報とデータ多重回路8で多重
され、一旦バッファメモリ9に保持された後に、出力端
子10から符号化データとして出力される。ここで、動
きベクトル符号化データは、動きベクトル符号化回路1
7から出力されるものである。Then, the orthogonal transformation circuit 5, the quantization circuit 6,
The variable-length coding circuit 7 performs coding on the motion-compensated prediction error data by discrete cosine transform to generate coded image data. The coded image data is multiplexed with the motion vector coded data of the additional information and the information of the quantization step width by the data multiplexing circuit 8, temporarily stored in the buffer memory 9, and then output from the output terminal 10 as coded data. Is done. Here, the motion vector encoded data is stored in the motion vector encoding circuit 1
7 is output.
【0073】量子化回路6の出力である量子化後の変換
係数は、逆量子化回路11と逆直交変換回路12で局部
復号化され、動き補償予測誤差データに戻される。そし
て、データ加算回路13で、動き補償予測画像データが
加算され、局部復号化画像データが生成される。この局
部復号化画像データに対しては、動き適応ライン補間回
路32でライン間の画像データが補間生成され、第1の
フィールドメモリには実際に存在する実画像データが、
第2のフィールドメモリには補間により生成された補間
画像データが順次書き込まれる。The quantized transform coefficient output from the quantization circuit 6 is locally decoded by the inverse quantization circuit 11 and the inverse orthogonal transform circuit 12, and is returned to motion compensation prediction error data. Then, the data addition circuit 13 adds the motion-compensated predicted image data to generate locally decoded image data. For this locally decoded image data, image data between lines is interpolated and generated by the motion adaptive line interpolation circuit 32, and actual image data actually existing in the first field memory is
Interpolated image data generated by interpolation is sequentially written to the second field memory.
【0074】動き補償回路15は、動きベクトル検出回
路16で検出された動きベクトルに従って、フィールド
メモリ14aと14bに保持された前フィールドの局部
復号化後の実画像データ、または補間画像データを、ブ
ロック単位でずらして動き補償予測画像データとして出
力する。以上の符号化処理に関しては、前述した図1の
動画像符号化装置の場合と全く同じである。The motion compensating circuit 15 converts the real image data or the interpolated image data of the previous field, which has been stored in the field memories 14a and 14b, after the local decoding or the interpolated image data into blocks according to the motion vector detected by the motion vector detecting circuit 16. It is shifted as a unit and output as motion compensated prediction image data. The above encoding processing is exactly the same as that of the moving picture encoding apparatus of FIG. 1 described above.
【0075】ただし、動きベクトル検出の処理が、図1
の動画像符号化装置の場合とは異なる。現フィールドの
画像データは、動き適応ライン補間回路34でライン間
の画像データが補間生成された後に、フィールドメモリ
35aには実画像データが、フィールドメモリ35bに
は補間画像データが順次書き込まれる。動きベクトル検
出回路16は、現フィールドの現ブロックの原画像デー
タを、フィールドメモリ35aまたは35bに保持され
た前フィールドの原画像データと画素単位でずらしなが
ら比較し、最もブロック間のブロック差分値の小さくな
るブロックのずれ量を、動きベクトルとして検出して出
力する。However, the processing of motion vector detection is the same as that of FIG.
Is different from the case of the moving picture coding apparatus of FIG. As for the image data of the current field, after the inter-line image data is interpolated and generated by the motion adaptive line interpolation circuit 34, the actual image data is written into the field memory 35a and the interpolated image data is sequentially written into the field memory 35b. The motion vector detection circuit 16 compares the original image data of the current block of the current field with the original image data of the previous field held in the field memory 35a or 35b while shifting it by a pixel unit. The shift amount of the smaller block is detected and output as a motion vector.
【0076】前述した図1の動画像符号化装置では、符
号化後に局部復号化された再生画像の過去のフィールド
から、現フィールドにおける現ブロックの動きベクトル
が検出されるが、この図11に示す動画像符号化装置で
は、原画像の過去のフィールドから、現フィールドにお
ける現ブロックの動きベクトルが検出される。このよう
に、符号化歪が混入していない原画像を用いて動きベク
トルを検出しているので、より正確な動きベクトルの検
出が可能となり、動画像復号化装置においては符号化歪
の目立たない再生画像が得られ、画質向上が実現でき
る。In the moving picture coding apparatus of FIG. 1 described above, the motion vector of the current block in the current field is detected from the past field of the reproduced picture which has been locally decoded after coding. In the moving picture coding apparatus, a motion vector of a current block in a current field is detected from a past field of an original picture. As described above, since the motion vector is detected using the original image in which the encoding distortion is not mixed, more accurate detection of the motion vector becomes possible, and the encoding distortion is not conspicuous in the video decoding device. A reproduced image is obtained, and the image quality can be improved.
【0077】なお、動き適応ライン補間回路32と34
の詳細な構成と動作は、前述した図1の動画像符号化装
置における動き適応ライン補間回路32の場合と全く同
じである。また、動き補償回路15と動きベクトル検出
回路16の詳細な構成と動作は、それぞれ前述した図1
の動画像符号化装置における動き補償回路15と動きベ
クトル検出回路16の場合と全く同じである。The motion adaptive line interpolation circuits 32 and 34
The detailed configuration and operation are exactly the same as those of the motion adaptive line interpolation circuit 32 in the moving picture coding apparatus of FIG. 1 described above. The detailed configurations and operations of the motion compensation circuit 15 and the motion vector detection circuit 16 are described in FIG.
Is exactly the same as the case of the motion compensation circuit 15 and the motion vector detection circuit 16 in the moving picture coding apparatus of FIG.
【0078】次に、図12の動画像復号化装置の動作を
説明する。入力端子18から入力された符号化データ
は、一旦バッファメモリ19に保持された後に、データ
分離回路20で画像符号化データと、付加情報の動きベ
クトル符号化データ、量子化ステップ幅の情報が分離さ
れる。画像符号化データは、可変長復号化回路21、逆
量子化回路22、および逆直交変換回路23により復号
化され、動き補償予測誤差データに戻される。そして、
この復号化された動き補償予測誤差データには、データ
加算回路25で動き補償予測画像データが加算され、再
生画像データが生成される。この再生画像データに対し
ては、動き対応ライン補間回路33でライン間の画像デ
ータが補間され、実画像データと補間画像データが生成
されると同時に、ブロックスキャンからラスタスキャン
に画像データの順番が変換される。倍速変換回路37で
は、これらの実画像データと補間画像データとを対応す
るライン単位で多重することにより、1フィールドが通
常の2倍のライン数であり、かつノンインターレース走
査の倍速再生画像データが生成され出力される。Next, the operation of the moving picture decoding apparatus shown in FIG. 12 will be described. The encoded data input from the input terminal 18 is temporarily stored in the buffer memory 19, and then the image separation data, the motion vector encoded data of the additional information, and the information of the quantization step width are separated by the data separation circuit 20. Is done. The encoded image data is decoded by the variable length decoding circuit 21, the inverse quantization circuit 22, and the inverse orthogonal transform circuit 23, and is returned to the motion compensation prediction error data. And
The data addition circuit 25 adds the motion-compensated predicted image data to the decoded motion-compensated predicted error data to generate reproduced image data. With respect to the reproduced image data, the image data between lines is interpolated by the motion corresponding line interpolation circuit 33 to generate the actual image data and the interpolated image data, and at the same time, the order of the image data is changed from the block scan to the raster scan. Is converted. The double-speed conversion circuit 37 multiplexes the actual image data and the interpolated image data on a line-by-line basis, so that one field has twice the number of lines as usual and double-speed reproduced image data of non-interlace scanning is used. Generated and output.
【0079】さらに、動き適応ライン補間回路33の出
力である実画像データと補間画像データは、それぞれフ
ィールドメモリ28aと28bとに順次書き込まれる。
そして、動き補償回路29は、動きベクトル復号化回路
30で復号化された動きベクトルに従って、フィールド
メモリ28aと28bに保持された前フィールドの復号
化後の実画像データ、または補間画像データを、ブロッ
ク単位でずらして動き補償予測画像データとして出力す
る。Further, the actual image data and the interpolated image data output from the motion adaptive line interpolation circuit 33 are sequentially written to the field memories 28a and 28b, respectively.
Then, the motion compensation circuit 29 converts the decoded real image data or interpolation image data of the previous field held in the field memories 28a and 28b into blocks according to the motion vector decoded by the motion vector decoding circuit 30. It is shifted as a unit and output as motion compensated prediction image data.
【0080】前述した図2の動画像復号化装置では、デ
ータ加算回路25の出力がスキャン逆変換回路26を通
過した後に、そのまま再生画像データとして出力される
が、この図12に示す動画像復号化装置では、データ加
算回路25の出力が動き適応ライン補間回路33でその
ライン数が2倍に増やされ、倍速変換回路37でノンイ
ンターレース走査の倍速再生画像となって出力される。
このように、ノンインターレース走査の動き適応ライン
補間された倍速再生画像が出力されるので、動きがなめ
らかでチラツキがない再生画像が得られ、画質向上が実
現できる。In the moving picture decoding apparatus shown in FIG. 2, the output of the data adding circuit 25 is output as it is as reproduced picture data after passing through the scan inverse conversion circuit 26. In the multiplexing device, the output of the data addition circuit 25 is doubled by the motion adaptive line interpolation circuit 33, and is output as a double-speed reproduced image of non-interlace scanning by the double-speed conversion circuit 37.
As described above, since the double-speed reproduced image obtained by performing the non-interlaced scanning motion adaptive line interpolation is output, a reproduced image with smooth motion and no flicker can be obtained, and the image quality can be improved.
【0081】なお、動き適応ライン補間回路33、動き
補償回路29の詳細な構成と動作は、前述した図1の動
画像符号化装置における動き適応ライン補間回路32、
動き補償回路15の場合と全く同じである。The detailed configuration and operation of the motion adaptive line interpolation circuit 33 and the motion compensation circuit 29 are the same as those of the motion adaptive line interpolation circuit 32 in the moving picture coding apparatus shown in FIG.
This is exactly the same as the case of the motion compensation circuit 15.
【0082】以上、本発明に係る動き補償動画像符号化
方式を適用した動画像符号化システムを構成する、動画
像符号化装置と動画像復号化装置に関して、2種類の実
施例を示した。当然のことながら、動画像符号化装置の
第1の実施例と、動画像復号化装置の第2の実施例を組
み合わせることは可能であり、逆に、動画像符号化装置
の第2の実施例と動画像復号化装置の第1の実施例を組
み合わせることも可能である。As described above, two embodiments have been described with respect to the moving picture coding apparatus and the moving picture decoding apparatus which constitute the moving picture coding system to which the motion compensated moving picture coding method according to the present invention is applied. Of course, it is possible to combine the first embodiment of the moving picture coding apparatus with the second embodiment of the moving picture decoding apparatus, and conversely, the second embodiment of the moving picture coding apparatus. It is also possible to combine the example with the first embodiment of the video decoding device.
【0083】さて、図13は、本発明による動き補償動
画像符号化方式を適用した動画像符号化システムにおけ
る、データ圧縮を実現する動画像符号化装置の第3の実
施例のブロック図である。また、図14は、図13に示
した動画像符号化装置と共に動画像符号化システムを構
成するもので、データ伸長を実現する動画像復号化装置
のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of a third embodiment of a moving picture coding apparatus for realizing data compression in a moving picture coding system to which the motion compensated moving picture coding method according to the present invention is applied. . FIG. 14 is a block diagram of a moving picture decoding apparatus which constitutes a moving picture coding system together with the moving picture coding apparatus shown in FIG. 13, and realizes data decompression.
【0084】図13の動画像符号化装置において、1は
画像データの入力端子、2はスキャン変換回路、3はデ
ータ遅延回路、4はデータ減算回路、5は直交変換回
路、6は量子化回路、7は可変長符号化回路、8はデー
タ多重回路、9はバッファメモリ、10は符号化データ
の出力端子、11は逆量子化回路、12は逆直交変換回
路、13はデータ加算回路、14aと14bはフィール
ドメモリ、15は動き補償回路、16は動きベクトル検
出回路、76は動き適応ライン補間回路、77はデータ
選択回路、78は符号化モード決定回路、79は付加情
報符号化回路である。In the moving picture coding apparatus shown in FIG. 13, 1 is an image data input terminal, 2 is a scan conversion circuit, 3 is a data delay circuit, 4 is a data subtraction circuit, 5 is an orthogonal transformation circuit, and 6 is a quantization circuit. , 7 is a variable length coding circuit, 8 is a data multiplexing circuit, 9 is a buffer memory, 10 is an output terminal of coded data, 11 is an inverse quantization circuit, 12 is an inverse orthogonal transform circuit, 13 is a data addition circuit, 14a And 14b are field memories, 15 is a motion compensation circuit, 16 is a motion vector detection circuit, 76 is a motion adaptive line interpolation circuit, 77 is a data selection circuit, 78 is a coding mode determination circuit, and 79 is an additional information coding circuit. .
【0085】図14の動画像復号化装置において、18
は符号化データの入力端子、19はバッファメモリ、2
0はデータ分離回路、21は可変長復号化回路、22は
逆量子化回路、23は逆直交変換回路、25はデータ加
算回路、27は画像データの出力端子、28aと28b
はフィールドメモリ、29は動き補償回路、80は動き
適応ライン補間回路、81と86はデータ選択回路、8
2は出力画像決定回路、83は再生モードの入力端子、
84は付加情報の復号化回路である。In the moving picture decoding apparatus shown in FIG.
Is an input terminal for encoded data, 19 is a buffer memory, 2
0 is a data separation circuit, 21 is a variable length decoding circuit, 22 is an inverse quantization circuit, 23 is an inverse orthogonal transform circuit, 25 is a data addition circuit, 27 is an image data output terminal, and 28a and 28b.
Is a field memory, 29 is a motion compensation circuit, 80 is a motion adaptive line interpolation circuit, 81 and 86 are data selection circuits, 8
2 is an output image determination circuit, 83 is an input terminal of a reproduction mode,
84 is a decoding circuit for additional information.
【0086】まず、図13の動画像符号化装置の動作を
説明する。この動画像符号化装置は、データ圧縮後の符
号化データを、光ディスク等の大容量データ記録メディ
アに記録するために用いられる。対応する図14の動画
像復号化装置において、記録された動画像の途中のシー
ンから再生可能とするために、所定フィールド数ごとに
周期的にフィールド内符号化するフィールドを設ける。First, the operation of the moving picture coding apparatus shown in FIG. 13 will be described. This moving image encoding apparatus is used to record encoded data after data compression on a large-capacity data recording medium such as an optical disk. In the corresponding moving picture decoding apparatus of FIG. 14, in order to enable reproduction from a scene in the middle of a recorded moving picture, a field for intra-field encoding is provided periodically every predetermined number of fields.
【0087】入力端子1から入力された原画像データ
は、スキャン変換回路2でラスタスキャンからブロック
スキャンに順番が変更され、データ遅延回路3で所定時
間だけ遅延された後に、データ減算回路4で予測画像デ
ータが減算され、予測誤差画像データが生成される。予
測画像データは、動き補間回路15の出力である動き補
償予測画像データと、フィールド内符号化のための固定
値“0”とが、データ選択回路77で切り換えられて出
力される。The order of the original image data input from the input terminal 1 is changed from raster scan to block scan by the scan conversion circuit 2, delayed by the data delay circuit 3 for a predetermined time, and then predicted by the data subtraction circuit 4. The image data is subtracted to generate prediction error image data. As the prediction image data, the motion compensation prediction image data output from the motion interpolation circuit 15 and the fixed value “0” for intra-field encoding are switched by the data selection circuit 77 and output.
【0088】そして、直交変換回路5、量子化回路6、
および可変長符号化回路7により、予測誤差データに対
してディスクリートコサイン変換による符号化が行わ
れ、画像符号化データが生成される。この画像符号化デ
ータは、付加情報の動きベクトル符号化データ、符号化
モード符号化データ、および量子化ステップ幅の情報と
データ多重回路8で多重され、一旦バッファメモリ9に
保持された後に、出力端子10から符号化データとして
出力される。ここで、動きベクトル符号化データと符号
化モード符号化データは付加情報符号化回路79から出
力される。Then, the orthogonal transformation circuit 5, the quantization circuit 6,
The variable length coding circuit 7 performs coding on the prediction error data by discrete cosine transform to generate coded image data. The image coded data is multiplexed with the motion vector coded data of the additional information, the coding mode coded data, and the information of the quantization step width by the data multiplexing circuit 8, and is temporarily stored in the buffer memory 9 before being output. The data is output from the terminal 10 as encoded data. Here, the motion vector encoded data and the encoding mode encoded data are output from the additional information encoding circuit 79.
【0089】量子化回路6の出力である量子化後の変換
係数は、逆量子化回路11と逆直交変換回路12で局部
復号化され、予測誤差画像データに戻される。そして、
データ加算回路13で、予測画像データが加算され、局
部復号化画像データが生成される。この局部復号化画像
データに対しては、動き適応ライン補間回路76でライ
ン間の画像データが補間生成され、第1のフィールドメ
モリには実際に存在する実画像データが、第2のフィー
ルドメモリには補間により生成された補間画像データが
順次書き込まれる。The transform coefficient after quantization, which is the output of the quantization circuit 6, is locally decoded by the inverse quantization circuit 11 and the inverse orthogonal transform circuit 12, and is returned to the prediction error image data. And
The data addition circuit 13 adds the predicted image data to generate locally decoded image data. For this locally decoded image data, image data between lines is interpolated and generated by a motion adaptive line interpolation circuit 76, and actual image data actually present in the first field memory is stored in the second field memory. Are sequentially written with interpolated image data generated by interpolation.
【0090】動き補償回路15は、動きベクトル検出回
路16で検出された動きベクトルに従って、フィールド
メモリ14aと14bに保持された前フィールドの局部
復号化後の実画像データ、または補間画像データを、ブ
ロック単位でずらして動き補償予測画像データとして出
力する。動きベクトル検出回路16は、現フィールドの
現ブロックの画像データを、フィールドメモリ14aま
たは14bに保持された画像データと画素単位でずらし
ながら比較し、最もブロック間のブロック差分値が小さ
くなるブロックのずれ量を、動きベクトルとして検出出
力する。The motion compensating circuit 15 converts the real image data or the interpolated image data of the previous field, which has been stored in the field memories 14a and 14b, after the local decoding, into the block according to the motion vector detected by the motion vector detecting circuit 16. It is shifted as a unit and output as motion compensated prediction image data. The motion vector detection circuit 16 compares the image data of the current block of the current field with the image data held in the field memory 14a or 14b while shifting the image data on a pixel-by-pixel basis. The amount is detected and output as a motion vector.
【0091】ただし、図1の動画像符号化装置の場合と
異なり、所定フィールド数ごとに周期的にフィールド内
符号化を行うように、符号化モード決定回路78におい
て符号化モード指示信号が出力される。すなわち、符号
化モード指示信号は、まず2フィールドの間はフィール
ド内符号化モードを示す“1”、続く28フィールドの
間は動き補償フィールド間符号化モードを示す“0”と
なる。これにより、データ選択回路77は、符号化モー
ド指示信号が“1”のフィールド内符号化モードの場合
には、固定値“0”を選択し、符号化モード指示信号が
“0”の動き補償フィールド間符号化モードの場合に
は、動き補償回路15の出力である動き補償予測画像デ
ータを選択し、予測画像データとして出力する。符号化
モードは動きベクトルと共に、付加情報符号化回路79
で符号化され、データ多重回路8に出力される。However, unlike the case of the moving picture coding apparatus of FIG. 1, a coding mode instruction signal is output from the coding mode determining circuit 78 so that intra-field coding is performed periodically every predetermined number of fields. You. That is, the coding mode instruction signal is "1" indicating the intra-field coding mode during two fields, and "0" indicating the motion compensation inter-field coding mode during the subsequent 28 fields. Thereby, when the encoding mode instruction signal is the intra-field encoding mode of “1”, the data selection circuit 77 selects the fixed value “0”, and the motion compensation of the encoding mode instruction signal of “0”. In the case of the inter-field coding mode, the motion-compensated predicted image data output from the motion compensation circuit 15 is selected and output as predicted image data. The encoding mode includes the additional information encoding circuit 79 together with the motion vector.
And output to the data multiplexing circuit 8.
【0092】なお、符号化モード指示信号は動き適応ラ
イン補間回路76にも与えられる。動き適応ライン補間
回路76では、符号化モード指示信号が“0”の動き補
償フィールド間符号化モードの場合には、通常の動き適
応ライン補間が行われるが、符号化モード指示信号が
“1”のフィールド内符号化モードの場合には、完全動
画モードの上下ライン平均値による補間に強制的に固定
される。これは、フィールド内符号化のフィールド、お
よびそれに続いて動き補償フィールド間符号化されるフ
ィールドが、過去のフィールドに関係なく符号化および
復号化できるようにするためである。The encoding mode instruction signal is also supplied to the motion adaptive line interpolation circuit 76. In the motion adaptive line interpolation circuit 76, in the case of the motion compensation inter-field coding mode in which the encoding mode instruction signal is "0", normal motion adaptive line interpolation is performed, but the encoding mode instruction signal is "1". In the case of the intra-field encoding mode, the interpolation using the average value of the upper and lower lines in the complete moving image mode is forcibly fixed. This is so that a field for intra-field coding and a field to be subsequently coded between motion compensation fields can be coded and decoded regardless of past fields.
【0093】図15は動き適応ライン補間回路76の詳
細なブロック図である。38はスキャン逆変換回路、3
9は263ライン遅延回路、40は262ライン遅延回
路、41はエッジ検出回路、42は動き検出回路、43
は混合比生成回路、45はライン遅延回路、46はデー
タ加算回路、47は1/2乗算回路、49と50はデー
タ乗算回路、51はデータ加算回路、44,48および
52はデータ遅延回路、85はデータ選択回路である。FIG. 15 is a detailed block diagram of the motion adaptive line interpolation circuit 76. 38 is a scan inverse conversion circuit, 3
9 is a 263 line delay circuit, 40 is a 262 line delay circuit, 41 is an edge detection circuit, 42 is a motion detection circuit, 43
Is a mixing ratio generation circuit, 45 is a line delay circuit, 46 is a data addition circuit, 47 is a 乗 算 multiplication circuit, 49 and 50 are data multiplication circuits, 51 is a data addition circuit, 44, 48 and 52 are data delay circuits, 85 is a data selection circuit.
【0094】この動き適応ライン補間回路76の構成と
動作は、前述した図1の動き適応ライン補間回路32と
ほとんど同じである。異なるのは、符号化モードに応じ
て混合比を切り換えるデータ選択回路85が存在し、符
号化モード指示信号が“0”の動き補償フィールド間符
号化モードの場合には、動き適応ライン補間を行うため
混合比出力回路43の出力である混合比が選択される
が、符号化モード指示信号が“1”のフィールド内符号
化モードの場合には、完全動画モードの補間を行うため
固定値“1”が選択される点である。他の部分の動作に
関しては、前述の動き適応ライン補間回路32の場合と
同じなので、その説明は省略する。The configuration and operation of the motion adaptive line interpolation circuit 76 are almost the same as those of the motion adaptive line interpolation circuit 32 shown in FIG. The difference is that there is a data selection circuit 85 that switches the mixing ratio according to the coding mode, and performs motion adaptive line interpolation in the case of the motion compensation inter-field coding mode in which the coding mode instruction signal is “0”. Therefore, the mixture ratio which is the output of the mixture ratio output circuit 43 is selected. However, in the case of the intra-field encoding mode in which the encoding mode instruction signal is “1”, the fixed value “1” is used to perform the interpolation in the complete moving image mode. "Is selected. The operation of the other parts is the same as in the case of the above-described motion adaptive line interpolation circuit 32, and a description thereof will be omitted.
【0095】前述した図1の動画像符号化装置では、前
フィールドから動き補償予測を行う動き補償フィールド
間符号化モードのみであったが、この図13に示す動画
像符号化装置では、その動き補償フィールド間符号化モ
ードだけでなく、30フィールドごとに2フィールドだ
け周期的にフィールド内符号化モードが存在する。フィ
ールド内符号化の場合には過去のフィールドに関係なく
符号化されているので、動画像復号化装置においては、
任意のフィールド内符号化されたフィールドの符号化デ
ータから復号化を開始することにより、そのフィールド
からの動画像の再生が実現できる。In the moving picture coding apparatus shown in FIG. 1 described above, only the motion compensation inter-field coding mode for performing motion compensation prediction from the previous field is used. In the moving picture coding apparatus shown in FIG. In addition to the compensated inter-field coding mode, there is an intra-field coding mode periodically every 2 fields for every 30 fields. In the case of intra-field encoding, encoding is performed regardless of past fields.
By starting decoding from encoded data of an arbitrary intra-coded field, reproduction of a moving image from that field can be realized.
【0096】なお、動き補償回路15と動きベクトル検
出回路16の詳細な構成と動作は、それぞれ前述した図
1の動画像符号化装置における動き補償回路15と動き
ベクトル検出回路16の場合と全く同じである。The detailed configuration and operation of the motion compensating circuit 15 and the motion vector detecting circuit 16 are exactly the same as those of the motion compensating circuit 15 and the motion vector detecting circuit 16 in the moving picture coding apparatus shown in FIG. It is.
【0097】次に、図14の動画像復号化装置の動作を
説明する。この動画像復号化装置は、光ディスク等の大
容量データ記録メディアに記録された符号化データを、
復号化により再生するために用いられる。所定フィール
ド数こどに周期的に設けられたフィールド内符号化の任
意のフィールドから、すなわち動画像の途中のシーンか
ら再生を行うことができる。また、通常再生モードだけ
でなく、通常の1/2の速度で符号化データを復号化し
再生するスロー再生モードを持つ。Next, the operation of the moving picture decoding apparatus shown in FIG. 14 will be described. This moving picture decoding apparatus converts encoded data recorded on a large-capacity data recording medium such as an optical disc into
Used for reproduction by decoding. Reproduction can be performed from an arbitrary field of intra-field encoding periodically provided for a predetermined number of fields, that is, from a scene in the middle of a moving image. In addition to the normal playback mode, the camera has a slow playback mode for decoding and playing back encoded data at half the normal speed.
【0098】入力端子18から入力された符号化データ
は、一旦バッファメモリ19に保持された後に、データ
分離回路20で画像符号化データと、付加情報の動きベ
クトル符号化データ、符号化モード符号化データ、およ
び量子化ステップ幅の情報が分離される。画像符号化デ
ータは、可変長復号化回路21、逆量子化回路22、逆
直交変換回路23により復号化され、予測誤差データに
戻される。The coded data input from the input terminal 18 is temporarily stored in the buffer memory 19, and then, in the data separation circuit 20, the image coded data, the motion vector coded data of the additional information, and the coding mode coding Data and quantization step width information are separated. The encoded image data is decoded by the variable length decoding circuit 21, the inverse quantization circuit 22, and the inverse orthogonal transform circuit 23, and is returned to the prediction error data.
【0099】そして、この復号化された予測誤差データ
には、データ加算回路25で予測画像データが加算さ
れ、再生画像データが生成される。この再生画像データ
に対しては、動き適応ライン補間回路80でライン間の
画像データが補間され、実画像データと補間画像データ
が生成される。動き適応ライン補間回路80の出力であ
る実画像データと補間画像データは、それぞれフィール
ドメモリ28aと28bとに順次書き込まれる。Then, the predicted image data is added to the decoded prediction error data by the data addition circuit 25 to generate reproduced image data. With respect to the reproduced image data, the image data between lines is interpolated by the motion adaptive line interpolation circuit 80 to generate actual image data and interpolated image data. The actual image data and the interpolated image data output from the motion adaptive line interpolation circuit 80 are sequentially written to the field memories 28a and 28b, respectively.
【0100】動き補償回路29は、付加情報復号化回路
84で復号化された動きベクトルに従って、フィールド
メモリ28aと28bに保持された前フィールドの復号
化後の実画像データ、または補間画像データを、ブロッ
ク単位でずらして動き補償予測画像データとして出力す
る。そして、付加情報復号化回路84で復号化された符
号化モードに従って、フィールド内符号化モードの場合
には固定値“0”が、動き補償フィールド間符号化モー
ドの場合には動き補償回路29の出力である動き補償予
測画像データが、データ選択回路86で選択され予測画
像データとして出力される。According to the motion vector decoded by the additional information decoding circuit 84, the motion compensation circuit 29 converts the decoded real image data or interpolation image data of the previous field held in the field memories 28a and 28b into The data is output as motion-compensated predicted image data shifted in units of blocks. Then, according to the coding mode decoded by the additional information decoding circuit 84, the fixed value “0” is set in the case of the intra-field coding mode, and the fixed value “0” is set in the case of the motion compensation inter-field coding mode. The motion-compensated predicted image data that is output is selected by the data selection circuit 86 and output as predicted image data.
【0101】さて、通常再生を行う場合には、入力端子
83から入力されるスロー再生指示信号は“0”であ
り、出力画像決定回路82は常に“0”を出力する。そ
のため、動き適応ライン補間回路80の出力である実画
像データ、すなわちデータ加算回路25の出力がブロッ
クスキャンからラスタスキャンに順番が変換され再生画
像データとして出力される。When performing normal reproduction, the slow reproduction instruction signal input from the input terminal 83 is "0", and the output image determination circuit 82 always outputs "0". Therefore, the actual image data output from the motion adaptive line interpolation circuit 80, that is, the output of the data addition circuit 25 is converted from block scan to raster scan and output as reproduced image data.
【0102】それに対して、1/2の速度のスロー再生
を行う場合には、入力端子83から入力されるスロー再
生指示信号は“1”であり、符号化データは1/2の速
度で入力端子18から入力され復号化される。その場合
には、2フィールドの時間でもともとの1フィールドの
画像データが復号化されるので、動き適応ライン補間回
路80の出力である1フィールド分の実画像データと補
間画像データが、データ選択回路81で1フィールドご
とに交互に切り換えられ、再生画像データとして出力さ
れる。On the other hand, when performing slow playback at 1/2 speed, the slow playback instruction signal input from the input terminal 83 is "1", and the encoded data is input at 1/2 speed. The data is input from the terminal 18 and decoded. In this case, since the original image data of one field is decoded in the time of two fields, the actual image data and the interpolated image data for one field, which are the outputs of the motion adaptive line interpolation circuit 80, are output to the data selection circuit. At 81, the data is alternately switched for each field and output as reproduced image data.
【0103】すなわち、スロー再生指示信号が“1”の
スロー再生モードの場合には、出力画像決定回路82の
出力は、もともとの符号化されたフィールドが奇数フィ
ールドである場合には、実画像データを先に選択するた
めにまず“0”となり、補間画像データを後に出力する
ために次に“1”となる。また、逆に、出力画像決定回
路82の出力は、もともとの符号化されたフィールドが
偶数フィールドである場合には、補間フィールドを先に
選択するためにまず“1”となり、実画像データを後に
出力するために次に“0”となる。That is, in the slow playback mode in which the slow playback instruction signal is “1”, the output of the output image determination circuit 82 is the output of the real image data if the originally coded field is an odd field. Is first set to "0" in order to select the first, and then set to "1" in order to output the interpolated image data later. Conversely, when the originally coded field is an even field, the output of the output image determination circuit 82 becomes "1" first to select an interpolation field first, and the real image data is later output. Next, it becomes "0" for output.
【0104】このように、1/2倍速のスロー再生モー
ドの際に、符号化データを復号化した後にそのフィール
ドを2回繰り返して再生するのではなく、動き適応ライ
ン補間された倍のライン数を持つフィールドの実画像デ
ータと補間画像データを1回ずつ再生するので、動きが
なめらかで、かつ解像度の高いスロー再生画像が得ら
れ、画質向上が実現できる。As described above, in the slow reproduction mode of 1/2 speed, instead of reproducing the field twice after decoding the coded data, the number of double lines obtained by the motion adaptive line interpolation is used. Since the real image data and the interpolated image data of the field having are reproduced once each, a slow reproduction image with smooth motion and high resolution can be obtained, and the image quality can be improved.
【0105】なお、動き適応ライン補間回路80の詳細
な構成と動作は、前述した図13の動画像符号化装置に
おける動き適応ライン補間回路76の場合と全く同じで
ある。また、動き補償回路28の詳細な構成と動作は、
前述した図1の動画像符号化装置における動き補償回路
15の場合と全く同じである。The detailed configuration and operation of the motion adaptive line interpolation circuit 80 are exactly the same as those of the motion adaptive line interpolation circuit 76 in the moving picture coding apparatus shown in FIG. The detailed configuration and operation of the motion compensation circuit 28 are as follows.
This is exactly the same as the case of the motion compensation circuit 15 in the moving picture coding apparatus of FIG. 1 described above.
【0106】以上、本発明による動き補償動画像符号化
方式を適用した動画像符号化システムを構成する、動画
像符号化装置と動画像復号化装置に関して、第3の実施
例を示した。当然のことながら、動画像符号化装置にお
いては、第2の実施例のように、原画像の前フィールド
と現フィールドから動きベクトルを検出する方法を用い
てもよい。また、動画像復号化装置においても、第2の
実施例のように、1フィールドが通常の2倍のライン数
でノンインターレース走査の倍速再生画像を出力するよ
うにしてもよい。As described above, the third embodiment has been described with respect to the moving picture coding apparatus and the moving picture decoding apparatus constituting the moving picture coding system to which the motion compensation moving picture coding method according to the present invention is applied. As a matter of course, the moving picture coding apparatus may use a method of detecting a motion vector from the previous field and the current field of the original picture as in the second embodiment. Also in the moving picture decoding apparatus, as in the second embodiment, a double-speed playback image of non-interlaced scanning may be output with twice the number of lines in one field.
【0107】さて、以上説明した動画像符号化装置と動
画像復号化装置の実施例は、動き適応ライン補間により
生成した2倍のライン数を持つ参照画像を利用した動き
補償、および動きベクトル検出を、ハードウェア処理で
実現しているものであったが、もちろんディジタルシグ
ナルプロセッサ(DSP)等によるソフトウェア処理で
実現してもよい。このとき、複数個のDSPの並列処理
により1個の処理を実現することもできるし、1個のD
SPの直列処理により複数個の処理を実現することもで
きる。The above-described embodiments of the moving picture coding apparatus and the moving picture decoding apparatus perform motion compensation and motion vector detection using a reference picture having twice the number of lines generated by motion adaptive line interpolation. Is realized by hardware processing, but may be realized by software processing by a digital signal processor (DSP) or the like. At this time, one process can be realized by parallel processing of a plurality of DSPs, and one D
A plurality of processes can be realized by serial processing of SPs.
【0108】このようにソフトウェア処理で動き補償、
および動き検出を実現する場合、ハードウェア処理の場
合のように各ブロックにおける処理量を一定にしておく
必要はなく、できるだけ余分な処理量を削減してその分
で他の種類の処理を行うことが望ましい。そこで、動き
補償の性能を落とさずに、無駄な動きベクトル検出処理
を削って処理量の削減を行うとよい。例えば、動き適応
ライン補間により前フィールドの実画像データと補間画
像データを生成し、それらと原画像の現フィールドとの
間で、最もブロック間のブロック差分値が小さくなる動
きベクトルを検出し、動き補償を行うが、動き適応ライ
ン補間を行う際に検出する各画素の動き量から、動きベ
クトル検出の際の動きベクトル検出範囲を可変制御する
ことができる。As described above, motion compensation is performed by software processing,
When realizing motion detection, it is not necessary to keep the amount of processing in each block constant as in the case of hardware processing, and it is necessary to reduce excess processing as much as possible and perform other types of processing with that amount Is desirable. Therefore, it is preferable to reduce unnecessary processing by detecting unnecessary motion vector detection processing without deteriorating the performance of motion compensation. For example, the real image data and the interpolated image data of the previous field are generated by motion adaptive line interpolation, and a motion vector in which the block difference value between the blocks is the smallest between them and the current field of the original image is detected. Although compensation is performed, the motion vector detection range for detecting a motion vector can be variably controlled based on the amount of motion of each pixel detected when performing motion adaptive line interpolation.
【0109】すなわち、動き適応ライン補間の際に検出
している、前フィールドにおける補間すべき各画素の位
置の動き量から、現フィールドの各ブロックに対する動
きベクトル検出の際の動きベクトル検出範囲を決定す
る。ここで、動きベクトルを検出すべき現フィールドの
ブロックと同一空間位置にある前フィールドのブロック
において、各画素の動き量の総和が所定のしきい値より
も大きい場合には、通常の第1の検出範囲を用い、逆
に、各画素の動き量の総和が所定のしきい値よりも小さ
い場合には、第1の検出範囲よりも狭い第2の検出範囲
を用いる。第1の検出範囲は、水平±7画素(1画素単
位)で垂直±7画素(0.5画素単位)であり、第2の
検出範囲は、水平±3画素(1画素単位)で垂直±3画
素(0.5画素単位)である。That is, the motion vector detection range for detecting the motion vector for each block of the current field is determined from the motion amount of the position of each pixel to be interpolated in the previous field detected at the time of motion adaptive line interpolation. I do. Here, in the block of the previous field in the block and the same spatial position of the current field to be detected motion vector, if the sum of the motion amount of each pixel is larger than a predetermined threshold, the normal first Conversely, when the detection range is used, and when the sum of the motion amounts of the pixels is smaller than a predetermined threshold value, the second detection range smaller than the first detection range is used. The first detection range is a horizontal ± 7 pixel (1 pixel unit) and a vertical ± 7 pixel (0.5 pixel unit), and the second detection range is a horizontal ± 3 pixel (1 pixel unit) and a vertical ± 7 pixel (1 pixel unit). There are three pixels (0.5 pixel unit).
【0110】前フィールドにおけるブロックの各画素の
動き量の合計が小さい場合には、現フィールドにおける
ブロックの動きベクトルは小さいと推定されるので、上
記の通りに動きベクトル検出範囲を可変制御することに
より、動き補償の性能を落とさずに、無駄な動きベクト
ル検出処理を削って処理量の削減を行うことができる。When the sum of the motion amounts of the respective pixels of the block in the previous field is small, the motion vector of the block in the current field is estimated to be small, so that the motion vector detection range is variably controlled as described above. In addition, the useless motion vector detection processing can be reduced and the processing amount can be reduced without lowering the performance of the motion compensation.
【0111】なお、以上説明した動画像符号化装置と動
画像復号化装置の実施例は、フィールド間のデータ相関
を利用する動き補償予測符号化方式に、フィールド内の
データ相関を利用するディスクリートコサイン変換によ
る変換符号化方式を組み合わせたものであるが、もちろ
んアダール変換などの他の直交変換を用いてもよい。ま
た、変換符号化方式の代わりに、予測符号化方式やベク
トル量子化などの他の方式を用いてもよい。The embodiments of the moving picture coding apparatus and the moving picture decoding apparatus described above use the discrete cosine method using the data correlation in the field instead of the motion compensation prediction coding method using the data correlation between the fields. Although a combination of transform coding methods by transform is used, other orthogonal transform such as Adar transform may of course be used. Further, instead of the transform coding method, another method such as a predictive coding method or vector quantization may be used.
【0112】また、動き補償、動きベクトル検出、動き
適応ライン補間の処理としては、実施例の回路の動作で
説明した以外にも様々な処理方法が考えられ、いずれの
方法でも問題はない。もちろん、ブロックサイズ、動き
ベクトル検出範囲などは他の値を用いてもよい。第3の
実施例のように、フィールド単位で符号化モードを変え
ることができるが、さらに細かくブロック単位で符号化
モードを変更することも可能である。As the processing of motion compensation, motion vector detection, and motion adaptive line interpolation, various processing methods are conceivable other than those described in the operation of the circuit of the embodiment, and there is no problem in any method. Of course, other values may be used for the block size, the motion vector detection range, and the like. As in the third embodiment, the coding mode can be changed on a field basis, but the coding mode can be further finely changed on a block basis.
【0113】[0113]
【発明の効果】本発明によれば、符号化済みの直前の2
フィールドの動画像信号から現フィールドの予測信号を
生成して動き補償の処理を行うため、動き補償予測の性
能を向上させることができる。According to the present invention, the immediately preceding 2
Since the motion compensation processing is performed by generating the prediction signal of the current field from the video signal of the field, the performance of motion compensation prediction can be improved.
【図1】本発明による動き補償予測符号化方式を用いる
動画像符号化装置の第1の実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a moving picture coding apparatus using a motion compensated prediction coding method according to the present invention.
【図2】図1の動画像符号化装置と対になる動画像復号
化装置の第1の実施例のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a first embodiment of a video decoding device that is paired with the video encoding device of FIG. 1;
【図3】動画像符号化装置の第1の実施例における動き
適応ライン補間回路の詳細なブロック図。FIG. 3 is a detailed block diagram of a motion adaptive line interpolation circuit in the first embodiment of the video encoding device.
【図4】動き適応ライン補間回路の処理内容を示す概念
図。FIG. 4 is a conceptual diagram showing processing contents of a motion adaptive line interpolation circuit.
【図5】動き補償回路の処理内容を示す概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram showing processing contents of a motion compensation circuit.
【図6】動画像符号化装置の第1の実施例におけるスキ
ャン変換回路の処理内容を示す概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram showing processing contents of a scan conversion circuit in the first embodiment of the moving picture encoding device.
【図7】拡張ブロック生成回路の処理内容を示す概念
図。FIG. 7 is a conceptual diagram showing processing contents of an extended block generation circuit.
【図8】動画像符号化装置の第1の実施例における動き
補償回路の詳細なブロック図。FIG. 8 is a detailed block diagram of a motion compensation circuit in the first embodiment of the video encoding device.
【図9】動き補償回路における拡張ブロック生成回路の
さらに詳細なブロック図。FIG. 9 is a more detailed block diagram of an extended block generation circuit in the motion compensation circuit.
【図10】動画像符号化装置の第1の実施例における動
きベクトル検出回路の詳細なブロック図。FIG. 10 is a detailed block diagram of a motion vector detection circuit in the first embodiment of the video encoding device.
【図11】本発明による動き補償予測符号化方式を用い
る動画像符号化装置の第2の実施例のブロック図。FIG. 11 is a block diagram of a second embodiment of the moving picture coding apparatus using the motion compensation prediction coding method according to the present invention.
【図12】図11の動画像符号化装置と対になる動画像
復号化装置の第2の実施例のブロック図。FIG. 12 is a block diagram of a second embodiment of a video decoding device that is paired with the video encoding device of FIG. 11;
【図13】本発明による動き補償予測符号化方式を用い
る動画像符号化装置の第3の実施例のブロック図。FIG. 13 is a block diagram of a third embodiment of the moving picture coding apparatus using the motion compensated prediction coding method according to the present invention.
【図14】図13の動画像符号化装置と対になる動画像
復号化装置の第3の実施例のブロック図。FIG. 14 is a block diagram of a third embodiment of the moving picture decoding device that is paired with the moving picture encoding device of FIG. 13;
【図15】動画像符号化装置の第3の実施例における動
き適応ライン補間回路の詳細なブロック図。FIG. 15 is a detailed block diagram of a motion adaptive line interpolation circuit in a third embodiment of the video encoding device.
2…スキャン変換回路、4…データ減算回路、5…直交
変換回路、6…量子化回路、7…可変長符号化回路、8
…データ多重回路、9・19…バッファメモリ、21…
可変長復号化回路、11・22…逆量子化回路、12・
23…逆直交変換回路、13・25…データ加算回路、
26…スキャン逆変換回路、15・29…動き補償回
路、16…動きベクトル検出回路、32・33・34・
76・80…動き適応ライン補間回路。2 scan conversion circuit, 4 data subtraction circuit, 5 orthogonal transformation circuit, 6 quantization circuit, 7 variable length encoding circuit, 8
... Data multiplexing circuit, 9/19 ... Buffer memory, 21 ...
Variable length decoding circuit, 11 ・ 22 ... inverse quantization circuit, 12 ・
23: inverse orthogonal transform circuit, 13/25: data adder circuit,
26: scan inverse conversion circuit, 15/29: motion compensation circuit, 16: motion vector detection circuit, 32/33/34
76, 80: Motion adaptive line interpolation circuit.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−117487(JP,A) 昭和59年度電子通信学会総合全国大会 講演論文集分冊5、p.48 1990年電子情報通信学会春季全国大会 講演論文集分冊7、p.31 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 Continuation of the front page (56) References JP-A-56-117487 (JP, A) Proceedings of the 1979 IEEJ General Conference, Volume 5, p. 48 1990 IEICE Spring National Convention Lecture Paper Volume 7, p. 31 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68
Claims (4)
ィールドに対して、動き補償を用いてブロック単位での
予測信号を生成し、該予測信号と現フィールドの動画像
信号との予測誤差を符号化する動画像符号化方法であっ
て、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号から予測信号を生成する第1の処理と、 符号化済みの2フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号から予測信号を生成する第2の処理と、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号と符号化済みの2フィールド前のフィールドの
局部復号化画像信号の両方を用いて両信号が混合された
予測信号を生成する第3の処理と、を有し、動領域では第1の処理、静止領域では第2の処理、静止
領域と動領域の中間領域において第3の処理 を選択的に
用いて、前記予測信号を生成することを特徴とする動画
像符号化方法。1. A method for generating a prediction signal in units of blocks for a field of a moving image signal scanned by interlacing using motion compensation, and encoding a prediction error between the prediction signal and a moving image signal of a current field. A first process of generating a prediction signal from a locally decoded image signal of a field one field before the encoded field, and a local decoding of a field two fields before the encoded field. A second process of generating a prediction signal from the image signal, and using both the encoded local decoded image signal of the field one field before and the encoded local decoded image signal of the field two fields before A third process for generating a prediction signal in which both signals are mixed, a first process in a moving region, a second process in a still region,
A moving image encoding method, wherein the prediction signal is generated by selectively using a third process in an intermediate region between the region and the moving region .
ィールドに対して、動き補償を用いてブロック単位での
予測信号を生成する予測信号生成回路と、 前記予測信号と現フィールドの動画像信号との予測誤差
を符号化する予測符号化回路とを備えた動画像符号化装
置であって、 前記予測信号生成回路は、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号から予測信号を生成する第1の処理と、 符号化済みの2フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号から予測信号を生成する第2の処理と、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号と符号化済みの2フィールド前のフィールドの
局部復号化画像信号の両方を用いて両信号が混合された
予測信号を生成する第3の処理と、を有し、動領域では第1の処理、静止領域では第2の処理、静止
領域と動領域の中間領 域において第3の処理 を選択的に
用いて、前記予測信号を生成することを特徴とする動画
像符号化装置。2. A prediction signal generation circuit for generating a prediction signal in units of blocks using motion compensation with respect to a field of a moving image signal which has been interlaced and scanned, and A prediction encoding circuit that encodes a prediction error, wherein the prediction signal generation circuit generates a prediction signal from an encoded local decoding image signal of a field one field before. a first processing for a second process of generating a prediction signal from the local decoded image signal two fields prior to the field of coded, and the local decoded image signal of one field before the field coded a third process of generating a prediction signal both signals are mixed with both the local decoded image signal two fields prior to the field encoded, and in moving areas 1 process, the second process in the still region, still
A third processing by selectively using the intermediate area of the region and the dynamic region, the moving picture coding apparatus and generates the prediction signal.
ィールドに対して、動き補償を用いてブロック単位での
予測信号を生成し、該予測信号と現フィールドの動画像
信号との予測誤差を符号化する動画像符号化方法であっ
て、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号から第1のブロック画像信号を生成する第1の
生成処理と、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号と符号化済みの2フィールド前のフィールドの
局部復号化画像信号の両方を用いて混合処理により第2
のブロック画像信号を生成する第2の生成処理と、 前記第1のブロック画像信号と前記第2のブロック画像
信号をブロック単位で切り換えて前記予測信号を出力す
る選択処理と、 を有することを特徴とする動画像符号化方法。 3. A prediction signal is generated in units of blocks for a field of an interlaced scanned video signal using motion compensation, and a prediction error between the prediction signal and a video signal of a current field is encoded. A first generation process of generating a first block image signal from a locally decoded image signal of a field one field before the encoded field, The second processing is performed by a mixing process using both the locally decoded image signal of the field and the locally decoded image signal of the field two fields before the encoded field.
And a selection process of switching the first block image signal and the second block image signal on a block basis and outputting the prediction signal. Moving image encoding method.
ィールドに対して、動き補償を用いてブロック単位での
予測信号を生成する予測信号生成回路と、 前記予測信号と現フィールドの動画像信号との予測誤差
を符号化する予測符号化回路とを備えた動画像符号化装
置であって、 前記予測信号生成回路は、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号から第1のブロック画像信号を生成する第1の
生成処理と、 符号化済みの1フィールド前のフィールドの局部復号化
画像信号と符号化済みの2フィールド前のフィールドの
局部復号化画像信号の両方を用いて混合処理により第2
のブロック画像信号を生成する第2の生成処理と、 前記第1のブロック画像信号と前記第2のブロック画像
信号をブロック単位で切り換えて前記予測信号を出力す
る選択処理と、 を有することを特徴とする動画像符号化装置。 4. A prediction signal generation circuit for generating a prediction signal in units of blocks using a motion compensation for a field of a video signal interlaced and scanned, and A prediction encoding circuit that encodes a prediction error, wherein the prediction signal generation circuit is configured to perform a first block from a locally decoded image signal of an encoded field one field before. A first generation process of generating an image signal; and a mixing process using both the encoded local decoded image signal of the previous field and the encoded local decoded image signal of the previous two fields Second by
And a selection process of switching the first block image signal and the second block image signal on a block basis and outputting the prediction signal. Moving image encoding apparatus.
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