JP3135692B2 - 階層的動画像信号符号化装置及び方法 - Google Patents
階層的動画像信号符号化装置及び方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は動画像信号の高能率符号
化装置及び方法において、特に解像度の異なる複数個の
符号化データを生成するのに適した階層的動画像信号符
号化装置及び方法に関するものである。
化装置及び方法において、特に解像度の異なる複数個の
符号化データを生成するのに適した階層的動画像信号符
号化装置及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】動画像信号の符号化方式としては、CC
ITTを中心にテレビ電話、テレビ会議用の符号化方式
の規格化が進められ、また、ISOが中心となりCD−
ROM等のディジタル蓄積媒体用の符号化方式の規格化
が進められている。図2に、このような符号化方式によ
る動画像信号符号化装置のブロック図を示し、以下簡単
に動作を説明する。端子1から入力された動画像信号
は、フレームメモリ3に書き込まれ、動きベクトル検出
回路4により、符号化する画像(以下、符号化画像と称
す。)と動き補償するために参照する画像(以下、参照
画像と称す。)との間の動きベクトルが検出され、動き
ベクトルメモリ5に書き込まれる。そして、符号化画像
と参照画像および動きベクトルが符号化回路18に入力
され、高能率符号化処理が行われる。符号化処理は、例
えばISOのMPEGや、他の方式等で符号化処理を行
うが、その詳細な説明は本発明の主旨には必ずしも必要
としないので省略する。符号化回路18の処理結果であ
る符号化データは一旦バッファ19に蓄積された後、出
力端子16から蓄積媒体に記録されたり、通信路に伝送
されたりする。符号化部18は、符号化データのデータ
レートを一定に保つためにバッファ19の蓄積量に応じ
て発生情報量を制御する。このような動画像信号符号化
方式では、定められた解像度の符号化データが一つ生成
される。しかし、対象とするディジタル蓄積媒体や通信
路等に対して、解像度の異なる複数個の符号化データを
同時に送り出す必要がある場合に、上記動画像信号符号
化方式で実現することは困難である。そこで、一つの動
画像信号符号化方式により、解像度の異なる複数個の符
号化データが生成可能な符号化方式が必要とされてい
る。
ITTを中心にテレビ電話、テレビ会議用の符号化方式
の規格化が進められ、また、ISOが中心となりCD−
ROM等のディジタル蓄積媒体用の符号化方式の規格化
が進められている。図2に、このような符号化方式によ
る動画像信号符号化装置のブロック図を示し、以下簡単
に動作を説明する。端子1から入力された動画像信号
は、フレームメモリ3に書き込まれ、動きベクトル検出
回路4により、符号化する画像(以下、符号化画像と称
す。)と動き補償するために参照する画像(以下、参照
画像と称す。)との間の動きベクトルが検出され、動き
ベクトルメモリ5に書き込まれる。そして、符号化画像
と参照画像および動きベクトルが符号化回路18に入力
され、高能率符号化処理が行われる。符号化処理は、例
えばISOのMPEGや、他の方式等で符号化処理を行
うが、その詳細な説明は本発明の主旨には必ずしも必要
としないので省略する。符号化回路18の処理結果であ
る符号化データは一旦バッファ19に蓄積された後、出
力端子16から蓄積媒体に記録されたり、通信路に伝送
されたりする。符号化部18は、符号化データのデータ
レートを一定に保つためにバッファ19の蓄積量に応じ
て発生情報量を制御する。このような動画像信号符号化
方式では、定められた解像度の符号化データが一つ生成
される。しかし、対象とするディジタル蓄積媒体や通信
路等に対して、解像度の異なる複数個の符号化データを
同時に送り出す必要がある場合に、上記動画像信号符号
化方式で実現することは困難である。そこで、一つの動
画像信号符号化方式により、解像度の異なる複数個の符
号化データが生成可能な符号化方式が必要とされてい
る。
【0003】図3に、解像度の異なる複数個の符号化デ
ータを生成する符号化方式による動画像信号符号化装置
のブロック図を示し、以下簡単に動作を説明する。まず
低解像度の画像に対して符号化(第1層目の符号化)を
行い、その後、高解像度の画像に対して符号化(第2層
目の符号化)を行う階層的な動画像信号符号化装置であ
る。
ータを生成する符号化方式による動画像信号符号化装置
のブロック図を示し、以下簡単に動作を説明する。まず
低解像度の画像に対して符号化(第1層目の符号化)を
行い、その後、高解像度の画像に対して符号化(第2層
目の符号化)を行う階層的な動画像信号符号化装置であ
る。
【0004】まず、端子1から入力された動画像信号は
縮小変換回路2に入力され、横方向および縦方向の画素
数がそれぞれ2分の1に削減された後、フレームメモリ
3に書き込まれる。そして、動きベクトル検出回路4に
より符号化画像と参照画像の動きベクトルが検出され、
動きベクトルメモリ5に書き込まれる。符号化画像と参
照画像および動きベクトルが第1の符号化回路6に入力
されて、低解像度の画像に対して高能率符号化処理が行
われる。第1の符号化回路6で局所的に復号化された画
像信号21(以下、ローカルデコード画像信号と称
す。)は、拡大変換回路8により横方向および縦方向の
画素数がそれぞれ2倍され、元の動画像信号と同じ画素
数に戻され、第2層目の符号化部へ出力される。この部
分が第1層目の符号化部である。
縮小変換回路2に入力され、横方向および縦方向の画素
数がそれぞれ2分の1に削減された後、フレームメモリ
3に書き込まれる。そして、動きベクトル検出回路4に
より符号化画像と参照画像の動きベクトルが検出され、
動きベクトルメモリ5に書き込まれる。符号化画像と参
照画像および動きベクトルが第1の符号化回路6に入力
されて、低解像度の画像に対して高能率符号化処理が行
われる。第1の符号化回路6で局所的に復号化された画
像信号21(以下、ローカルデコード画像信号と称
す。)は、拡大変換回路8により横方向および縦方向の
画素数がそれぞれ2倍され、元の動画像信号と同じ画素
数に戻され、第2層目の符号化部へ出力される。この部
分が第1層目の符号化部である。
【0005】次に、第2層目の符号化部について説明す
る。入力端子1から入力された動画像信号は、遅延回路
20により第1層目の符号化処理時間分遅延された後、
加算回路9により、拡大された第1層目の符号化部のロ
ーカルデコード画像信号22との差分が算出される。そ
して、算出された差分画像信号は、フレームメモリ10
に書き込まれた後、動きベクトル検出回路11により符
号化画像と参照画像の間の動きベクトルが検出され、動
きベクトルメモリ12に書き込まれる。符号化画像と参
照画像および動きベクトルが第2の符号化回路13に入
力されて、高解像度の差分画像に対して高能率符号化処
理が行われる。
る。入力端子1から入力された動画像信号は、遅延回路
20により第1層目の符号化処理時間分遅延された後、
加算回路9により、拡大された第1層目の符号化部のロ
ーカルデコード画像信号22との差分が算出される。そ
して、算出された差分画像信号は、フレームメモリ10
に書き込まれた後、動きベクトル検出回路11により符
号化画像と参照画像の間の動きベクトルが検出され、動
きベクトルメモリ12に書き込まれる。符号化画像と参
照画像および動きベクトルが第2の符号化回路13に入
力されて、高解像度の差分画像に対して高能率符号化処
理が行われる。
【0006】第1の符号化回路6、第2の符号化回路1
3の処理結果である符号化データは、一旦バッファ7、
14にそれぞれ蓄積された後、多重回路15により、第
1層目の符号化データと第2層目の符号化データとが多
重されて、出力端子16から蓄積媒体に記録されたり、
通信路に伝送されたりする。第1、第2の符号化回路
6、13は、各層のデータレートを一定に保つためにバ
ッファ7、14の蓄積量に応じて発生情報量を制御す
る。
3の処理結果である符号化データは、一旦バッファ7、
14にそれぞれ蓄積された後、多重回路15により、第
1層目の符号化データと第2層目の符号化データとが多
重されて、出力端子16から蓄積媒体に記録されたり、
通信路に伝送されたりする。第1、第2の符号化回路
6、13は、各層のデータレートを一定に保つためにバ
ッファ7、14の蓄積量に応じて発生情報量を制御す
る。
【0007】このような動画像信号符号化装置により出
力された符号化データから、低解像度の画像を復元する
には、第1層目の符号化部から出力された符号化データ
のみを用いて復号化することにより実現でき、また高解
像度の画像を復元するには、第1、第2の符号化部から
出力された符号化データ、すなわち多重化された符号化
データを復号化することにより実現できる。
力された符号化データから、低解像度の画像を復元する
には、第1層目の符号化部から出力された符号化データ
のみを用いて復号化することにより実現でき、また高解
像度の画像を復元するには、第1、第2の符号化部から
出力された符号化データ、すなわち多重化された符号化
データを復号化することにより実現できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は、
一つの動画像信号符号化方式により、解像度の異なる複
数個の符号化データを得ることができる優れた符号化方
式である。第2層目の符号化部では、入力された動画像
信号と第1層目のローカルデコード画像信号22との差
分画像信号を符号化するため、この差分画像信号から動
きベクトルを検出することになる。一般に動きベクトル
は、符号化画像と参照画像との絶対値誤差和の大小など
から検出される。そのため、差分画像信号のように信号
レベルの振幅、レベル値が元の動画像信号に比べて非常
に小さい場合には、絶対値誤差和の変化が小さくなり動
きベクトルを誤検出してしまう。それにより、動き補償
の性能が低下し画質の劣化を引き起こしてしまう。ま
た、各層毎に動きベクトルを検出しているため、演算量
が多く処理時間が長くなってしまう。
一つの動画像信号符号化方式により、解像度の異なる複
数個の符号化データを得ることができる優れた符号化方
式である。第2層目の符号化部では、入力された動画像
信号と第1層目のローカルデコード画像信号22との差
分画像信号を符号化するため、この差分画像信号から動
きベクトルを検出することになる。一般に動きベクトル
は、符号化画像と参照画像との絶対値誤差和の大小など
から検出される。そのため、差分画像信号のように信号
レベルの振幅、レベル値が元の動画像信号に比べて非常
に小さい場合には、絶対値誤差和の変化が小さくなり動
きベクトルを誤検出してしまう。それにより、動き補償
の性能が低下し画質の劣化を引き起こしてしまう。ま
た、各層毎に動きベクトルを検出しているため、演算量
が多く処理時間が長くなってしまう。
【0009】本発明の目的は、階層的な動画像信号符号
化装置及び方法において、上位層における動きベクトル
の誤検出を減らし、かつ、動きベクトルを検出するため
の演算量を大幅に減らすことが可能な階層的動画像信号
符号化装置及び方法を提供することにある。
化装置及び方法において、上位層における動きベクトル
の誤検出を減らし、かつ、動きベクトルを検出するため
の演算量を大幅に減らすことが可能な階層的動画像信号
符号化装置及び方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、各層におけ
る動きベクトルの誤検出の低減と検出演算時間を削減す
るために、上位層の動きベクトルを検出する際に、下位
層で検出された動きベクトルからオフセットベクトルを
生成して、その近傍から検出するようにしたものであ
る。
る動きベクトルの誤検出の低減と検出演算時間を削減す
るために、上位層の動きベクトルを検出する際に、下位
層で検出された動きベクトルからオフセットベクトルを
生成して、その近傍から検出するようにしたものであ
る。
【0011】
【作用】本発明では、原画像に対し、低解像度の画像に
動き補償を用いた符号化(下位層)を行い、そのローカ
ルデコード画像を利用して、より高解像度の画像に動き
補償を用いた符号化(上位層)を行っていくため、各層
ごとに符号化データが出力され、解像度の異なる複数個
の符号化データを生成することができる。また、下位層
すなわち低解像度の画像から検出した動きベクトルから
オフセットベクトルを生成して、その近傍の画素から上
位層すなわち高解像度の画像における動きベクトルを検
出することで、直接高解像度の符号化画像から動きベク
トルを検出するよりも、動きベクトルの誤検出を減らす
ことができ、かつ動きベクトルの探索範囲を小さくでき
るので検出演算量を削減することができる。
動き補償を用いた符号化(下位層)を行い、そのローカ
ルデコード画像を利用して、より高解像度の画像に動き
補償を用いた符号化(上位層)を行っていくため、各層
ごとに符号化データが出力され、解像度の異なる複数個
の符号化データを生成することができる。また、下位層
すなわち低解像度の画像から検出した動きベクトルから
オフセットベクトルを生成して、その近傍の画素から上
位層すなわち高解像度の画像における動きベクトルを検
出することで、直接高解像度の符号化画像から動きベク
トルを検出するよりも、動きベクトルの誤検出を減らす
ことができ、かつ動きベクトルの探索範囲を小さくでき
るので検出演算量を削減することができる。
【0012】
【実施例】図1に本発明による第1の実施例を示し、以
下図面に従って説明する。図中、図3と同一部分には同
じ番号を付し重複説明を省く。本発明では特に、第2層
目の符号化部における動きベクトルを検出する際に、第
1層目の符号化部の動きベクトルメモリ5に書き込まれ
ている動きベクトルからオフセットベクトルを生成する
ために、オフセットベクトル生成回路17を設けたこと
が、従来の階層的動画像信号符号化方式と異なる点であ
る。
下図面に従って説明する。図中、図3と同一部分には同
じ番号を付し重複説明を省く。本発明では特に、第2層
目の符号化部における動きベクトルを検出する際に、第
1層目の符号化部の動きベクトルメモリ5に書き込まれ
ている動きベクトルからオフセットベクトルを生成する
ために、オフセットベクトル生成回路17を設けたこと
が、従来の階層的動画像信号符号化方式と異なる点であ
る。
【0013】第1層目の符号化部は、図3の従来例と同
じ動作をするので説明は省略する。入力端子1から入力
された動画像信号は、遅延回路20により第1層目の符
号化処理時間分遅延された後、加算回路9により、第1
層目の符号化部のローカルデコード画像信号22との差
分が算出され、差分画像信号としてフレームメモリ10
に書き込まれる。そして、オフセットベクトル生成回路
17により、第1層目の符号化部で検出された低解像度
の画像における動きベクトルを動きベクトルメモリ5か
ら読み出し、第2層目の符号化部で動きベクトルを検出
する際のオフセットとするオフセットベクトルが生成さ
れ、第2層目の符号化部の動きベクトル検出回路23へ
出力される。動きベクトル検出回路23では、符号化画
像と参照画像との間の動きベクトルを、オフセットベク
トルの近傍数画素、例えば±2画素の範囲から検出し、
動きベクトルメモリ12に書き込む。符号化画像と参照
画像および動きベクトルが第2の符号化回路13に入力
されて、高解像度の差分画像に対して高能率符号化処理
が行われる。オフセットベクトル生成回路17は、第1
層目と、第2層目の符号化部における画像サイズの比率
や、符号化位置に応じて、オフセットベクトルを生成す
る。
じ動作をするので説明は省略する。入力端子1から入力
された動画像信号は、遅延回路20により第1層目の符
号化処理時間分遅延された後、加算回路9により、第1
層目の符号化部のローカルデコード画像信号22との差
分が算出され、差分画像信号としてフレームメモリ10
に書き込まれる。そして、オフセットベクトル生成回路
17により、第1層目の符号化部で検出された低解像度
の画像における動きベクトルを動きベクトルメモリ5か
ら読み出し、第2層目の符号化部で動きベクトルを検出
する際のオフセットとするオフセットベクトルが生成さ
れ、第2層目の符号化部の動きベクトル検出回路23へ
出力される。動きベクトル検出回路23では、符号化画
像と参照画像との間の動きベクトルを、オフセットベク
トルの近傍数画素、例えば±2画素の範囲から検出し、
動きベクトルメモリ12に書き込む。符号化画像と参照
画像および動きベクトルが第2の符号化回路13に入力
されて、高解像度の差分画像に対して高能率符号化処理
が行われる。オフセットベクトル生成回路17は、第1
層目と、第2層目の符号化部における画像サイズの比率
や、符号化位置に応じて、オフセットベクトルを生成す
る。
【0014】本発明に係るオフセットベクトル生成回路
17の動作について説明する。第1層目の画像サイズが
(xm/xN)画素×(ym/yN)ライン、第2層目
の画像サイズがxm画素×ymラインに対して、第1層
目の符号化処理ブロックで検出された動きベクトルの各
成分が水平方向mvx、垂直方向mvyの時、第1層目
の符号化処理ブロックと同一空間位置にある第2層目の
符号化処理ブロックのオフセットベクトルの各成分は、
水平方向がmvx×xN、垂直方向がmvy×yNとな
る。図4に本第1の実施例におけるオフセットベクトル
生成の際の符号化処理ブロックの位置関係を示す。本第
1の実施例では第1層目の画像サイズが第2層目に対し
て、水平、垂直方向共それぞれ2分の1であるので、x
N=2,yN=2となり、ブロックMB0で検出された
動きベクトルの各成分が水平方向mvx0、垂直方向m
vy0の時、第1層目のブロックMB0と同一空間位置
にある第2層目のブロックMB1、MB2、MB3、M
B4のオフセットベクトルの各成分は、水平方向がmv
x0×2、水平方向がmvy0×2となる。
17の動作について説明する。第1層目の画像サイズが
(xm/xN)画素×(ym/yN)ライン、第2層目
の画像サイズがxm画素×ymラインに対して、第1層
目の符号化処理ブロックで検出された動きベクトルの各
成分が水平方向mvx、垂直方向mvyの時、第1層目
の符号化処理ブロックと同一空間位置にある第2層目の
符号化処理ブロックのオフセットベクトルの各成分は、
水平方向がmvx×xN、垂直方向がmvy×yNとな
る。図4に本第1の実施例におけるオフセットベクトル
生成の際の符号化処理ブロックの位置関係を示す。本第
1の実施例では第1層目の画像サイズが第2層目に対し
て、水平、垂直方向共それぞれ2分の1であるので、x
N=2,yN=2となり、ブロックMB0で検出された
動きベクトルの各成分が水平方向mvx0、垂直方向m
vy0の時、第1層目のブロックMB0と同一空間位置
にある第2層目のブロックMB1、MB2、MB3、M
B4のオフセットベクトルの各成分は、水平方向がmv
x0×2、水平方向がmvy0×2となる。
【0015】ここで、本発明における符号化処理順序の
例を図5に示す。上側に示すのが第1層目の符号化処理
であり、下側に示すのが第2層目の符号化処理である。
第1、2層目共、1番目のフレームはIフレームと呼ば
れ、そのフレーム内のデータだけを用いて符号化され
る。その他のフレームはPフレームと呼ばれ、直前のフ
レームからの動き補償予測を用いて符号化される。この
ような符号化処理において本発明では、第1層目で検出
された動きベクトルを第2層目の動きベクトルを検出す
る際のオフセットベクトルとして用いる。例えば、第1
層目のフレームI1、P2間の動きベクトルMV1を、
前記した各層の画像サイズの比率から第2層目のフレー
ムI1’、P2’間の動きベクトルを検出する際のオフ
セットベクトルとして用いる。
例を図5に示す。上側に示すのが第1層目の符号化処理
であり、下側に示すのが第2層目の符号化処理である。
第1、2層目共、1番目のフレームはIフレームと呼ば
れ、そのフレーム内のデータだけを用いて符号化され
る。その他のフレームはPフレームと呼ばれ、直前のフ
レームからの動き補償予測を用いて符号化される。この
ような符号化処理において本発明では、第1層目で検出
された動きベクトルを第2層目の動きベクトルを検出す
る際のオフセットベクトルとして用いる。例えば、第1
層目のフレームI1、P2間の動きベクトルMV1を、
前記した各層の画像サイズの比率から第2層目のフレー
ムI1’、P2’間の動きベクトルを検出する際のオフ
セットベクトルとして用いる。
【0016】図6に本第1の実施例で圧縮された符号化
データを伸長する階層的動画像信号復号化装置のブロッ
ク図を示し、以下図面に従って説明する。圧縮された符
号化データは、入力端子50から入力され、逆多重回路
51により第1層目の低解像度の符号化データと、第2
層目の符号化データとに分離され、それぞれバッファメ
モリ52、54へ入力される。まず、第1層目の符号化
データは、第1の復号化回路53により、低解像度の画
像信号が復元され、拡大変換回路54により、元の画像
信号の解像度に戻される。第2層目の符号化データは、
第2の復号化回路55により、元の差分画像信号に復元
され、加算回路56で伸長拡大された第1層目の復号化
画像信号と加算され、全体の復号画像信号となり出力端
子58から出力される。また、出力端子58から出力さ
れる復号画像信号のほかに、第1の復号化回路53の復
号画像信号を出力することで、高解像度の画像と、水平
垂直2分の1の低解像度の画像の2種類が得られる。な
お、従来技術による動画像信号符号化装置で圧縮された
符号化データの伸長も同様に行える。
データを伸長する階層的動画像信号復号化装置のブロッ
ク図を示し、以下図面に従って説明する。圧縮された符
号化データは、入力端子50から入力され、逆多重回路
51により第1層目の低解像度の符号化データと、第2
層目の符号化データとに分離され、それぞれバッファメ
モリ52、54へ入力される。まず、第1層目の符号化
データは、第1の復号化回路53により、低解像度の画
像信号が復元され、拡大変換回路54により、元の画像
信号の解像度に戻される。第2層目の符号化データは、
第2の復号化回路55により、元の差分画像信号に復元
され、加算回路56で伸長拡大された第1層目の復号化
画像信号と加算され、全体の復号画像信号となり出力端
子58から出力される。また、出力端子58から出力さ
れる復号画像信号のほかに、第1の復号化回路53の復
号画像信号を出力することで、高解像度の画像と、水平
垂直2分の1の低解像度の画像の2種類が得られる。な
お、従来技術による動画像信号符号化装置で圧縮された
符号化データの伸長も同様に行える。
【0017】以上述べたように、本実施例によれば、第
1層目において検出された動きベクトルから第2層目の
動きベクトルを検出する際のオフセットベクトルを生成
し、その近傍画素に対して動きベクトルを検出すること
で、第2層目における動きベクトルの誤検出が低減で
き、また検出範囲が大幅に小さくできるので、動きベク
トル検出の演算処理時間を大幅に削減することができ
る。
1層目において検出された動きベクトルから第2層目の
動きベクトルを検出する際のオフセットベクトルを生成
し、その近傍画素に対して動きベクトルを検出すること
で、第2層目における動きベクトルの誤検出が低減で
き、また検出範囲が大幅に小さくできるので、動きベク
トル検出の演算処理時間を大幅に削減することができ
る。
【0018】図7に本発明による第2の実施例を示し、
以下図面に従って説明する。この実施例は、インタレー
ス走査された画像信号に本発明を適用させた場合の例で
ある。端子1から入力された動画像信号は、分配回路4
9によりインタレース走査された画像信号の奇数フィー
ルド信号と偶数フィールド信号にわけられる。奇数フィ
ールド信号に対しては、基本的には第1の実施例で説明
した2層構造の階層的な符号化を行う。異なるのは、縮
小変換回路2において水平方向の画素数のみが2分の1
に削減されることと、拡大変換回路8において水平方向
の画素数のみが2倍されることである。加算回路36で
は、第1層目の符号化部のローカルデコード画像信号2
2と、第2の符号化回路13のローカルデコード画像信
号24とが加算され、奇数フィールド信号のローカルデ
コード画像信号としてフレームメモリ37に書き込まれ
る。
以下図面に従って説明する。この実施例は、インタレー
ス走査された画像信号に本発明を適用させた場合の例で
ある。端子1から入力された動画像信号は、分配回路4
9によりインタレース走査された画像信号の奇数フィー
ルド信号と偶数フィールド信号にわけられる。奇数フィ
ールド信号に対しては、基本的には第1の実施例で説明
した2層構造の階層的な符号化を行う。異なるのは、縮
小変換回路2において水平方向の画素数のみが2分の1
に削減されることと、拡大変換回路8において水平方向
の画素数のみが2倍されることである。加算回路36で
は、第1層目の符号化部のローカルデコード画像信号2
2と、第2の符号化回路13のローカルデコード画像信
号24とが加算され、奇数フィールド信号のローカルデ
コード画像信号としてフレームメモリ37に書き込まれ
る。
【0019】分配回路49から出力された偶数フィール
ド信号は、遅延回路38により所定の符号化処理時間分
遅延された後、フレームメモリ39に書き込まれる。そ
して、オフセットベクトル生成回路40により、第1層
目の符号化部で検出された低解像度の画像における動き
ベクトルを動きベクトルメモリ5から読み出し、第3層
目の符号化部で動きベクトルを検出する際のオフセット
ベクトルが生成され、第3層目の符号化部の動きベクト
ル検出回路41へ出力される。動きベクトル検出回路4
1では、符号化画像と参照画像(奇数、偶数フィールド
両方)との動きベクトルを、オフセットベクトルの近傍
数画素、例えば±2画素の範囲から検出し、動きベクト
ルメモリ42に書き込む。符号化画像(偶数フィール
ド)、偶数、奇数フィールドの参照画像、および動きベ
クトルが第3の符号化回路43に入力されて、偶数フィ
ールド信号に対して高能率符号化処理が行われる。オフ
セットベクトル生成回路40は、第1層目と、第3層目
の符号化部における画像サイズの比率、符号化画像と参
照画像のフレーム距離と符号化位置に応じて、オフセッ
トベクトルを生成する。
ド信号は、遅延回路38により所定の符号化処理時間分
遅延された後、フレームメモリ39に書き込まれる。そ
して、オフセットベクトル生成回路40により、第1層
目の符号化部で検出された低解像度の画像における動き
ベクトルを動きベクトルメモリ5から読み出し、第3層
目の符号化部で動きベクトルを検出する際のオフセット
ベクトルが生成され、第3層目の符号化部の動きベクト
ル検出回路41へ出力される。動きベクトル検出回路4
1では、符号化画像と参照画像(奇数、偶数フィールド
両方)との動きベクトルを、オフセットベクトルの近傍
数画素、例えば±2画素の範囲から検出し、動きベクト
ルメモリ42に書き込む。符号化画像(偶数フィール
ド)、偶数、奇数フィールドの参照画像、および動きベ
クトルが第3の符号化回路43に入力されて、偶数フィ
ールド信号に対して高能率符号化処理が行われる。オフ
セットベクトル生成回路40は、第1層目と、第3層目
の符号化部における画像サイズの比率、符号化画像と参
照画像のフレーム距離と符号化位置に応じて、オフセッ
トベクトルを生成する。
【0020】第1の符号化回路6、第2の符号化回路1
3、第3の符号化回路43のそれぞれの処理結果である
符号化データは、一旦バッファ7、14、46にそれぞ
れ蓄積された後、多重回路47により、第1層目の符号
化データと第2層目の符号化データと第3層目の符号化
データが多重されて、出力端子16から蓄積媒体に記録
されたり、通信路に伝送されたりする。第1、第2、第
3の符号化回路6、13、43は、それぞれの符号化デ
ータのデータレートを一定に保つためにバッファ7、1
4、46の蓄積量に応じて発生情報量を制御する。
3、第3の符号化回路43のそれぞれの処理結果である
符号化データは、一旦バッファ7、14、46にそれぞ
れ蓄積された後、多重回路47により、第1層目の符号
化データと第2層目の符号化データと第3層目の符号化
データが多重されて、出力端子16から蓄積媒体に記録
されたり、通信路に伝送されたりする。第1、第2、第
3の符号化回路6、13、43は、それぞれの符号化デ
ータのデータレートを一定に保つためにバッファ7、1
4、46の蓄積量に応じて発生情報量を制御する。
【0021】本実施例のオフセットベクトル生成回路1
7、40の動作を図8を用いて説明する。図8は本第2
の実施例における符号化処理順序の一例を示す。同図で
上側に示すのが奇数フィールドであり、下側に示すのが
偶数フィールドである。1番目の奇数フィールドはIフ
ィールド(Iピクチャとも称する)と呼ばれ、そのフィ
ールド内のデータだけを用いて符号化される。それ以降
の奇数フィールドはPフィールド(Pピクチャとも称す
る)と呼ばれ、直前の奇数フィールドからの動き補償予
測を用いて符号化される。偶数フィールドは、全てBフ
ィールド(Bピクチャとも称する)と呼ばれ、既に符号
化された直前直後の奇数フィールド、および直前の偶数
フィールドからの動き補償予測を用いて符号化される。
このような符号化処理順序において、オフセットベクト
ル生成回路17は、第1、第2層目の符号化処理順序が
同一であるので、基本的に第1の実施例と同じ動作をす
る。しかし、符号化画像サイズが異なるので、水平方向
のみ2倍、すなわちxN=2,yN=1とし、第1層目
と同一空間位置にある第2層目の符号化処理ブロックは
水平方向に2個あるということに注意を要する。
7、40の動作を図8を用いて説明する。図8は本第2
の実施例における符号化処理順序の一例を示す。同図で
上側に示すのが奇数フィールドであり、下側に示すのが
偶数フィールドである。1番目の奇数フィールドはIフ
ィールド(Iピクチャとも称する)と呼ばれ、そのフィ
ールド内のデータだけを用いて符号化される。それ以降
の奇数フィールドはPフィールド(Pピクチャとも称す
る)と呼ばれ、直前の奇数フィールドからの動き補償予
測を用いて符号化される。偶数フィールドは、全てBフ
ィールド(Bピクチャとも称する)と呼ばれ、既に符号
化された直前直後の奇数フィールド、および直前の偶数
フィールドからの動き補償予測を用いて符号化される。
このような符号化処理順序において、オフセットベクト
ル生成回路17は、第1、第2層目の符号化処理順序が
同一であるので、基本的に第1の実施例と同じ動作をす
る。しかし、符号化画像サイズが異なるので、水平方向
のみ2倍、すなわちxN=2,yN=1とし、第1層目
と同一空間位置にある第2層目の符号化処理ブロックは
水平方向に2個あるということに注意を要する。
【0022】次に、第3層目のオフセットベクトル生成
回路40の動作について説明する。第3層目の動きベク
トルを検出する際のオフセットベクトルは、同一空間位
置にある第1層目で検出された動きベクトルMVに対
し、画像サイズの比率、およびフィールド距離の比率を
乗じることにより求める。
回路40の動作について説明する。第3層目の動きベク
トルを検出する際のオフセットベクトルは、同一空間位
置にある第1層目で検出された動きベクトルMVに対
し、画像サイズの比率、およびフィールド距離の比率を
乗じることにより求める。
【0023】例えば、図8に示すような符号化処理順序
の時、本実施例におけるオフセットベクトルは以下のよ
うに求められる。I1とB2フィールド間の動きベクト
ルMV1’を検出する際のオフセットベクトルは、I1
とP3のフィールドで同一空間位置にある動きベクトル
MV1を、まず符号化画像サイズの比率から水平方向成
分を2倍し、その後フィールド距離の比率、すなわちI
1とB2のフィールド距離は1、I1とP3のフィール
ド距離は2であるから、水平、垂直両方向成分とも2分
の1した値とする。P3とB2フィールド間の動きベク
トルMV2’を検出する際のオフセットベクトルは、I
1とP3のフィールドで同一空間位置にある動きベクト
ルMV1を、まず符号化画像サイズの比率から水平方向
成分を2倍し、その後フィールド距離の比率、すなわち
P3とB2のフィールド距離は−1、I1とP3のフィ
ールド距離は2であるから、水平、垂直両方向成分とも
−2分の1した値とする。B2とB4フィールド間の動
きベクトルMV3’を検出する際のオフセットベクトル
は、I1とP3のフィールドで同一空間位置にある動き
ベクトルMV1を、まず符号化画像サイズの比率から水
平方向成分を2倍した値をオフセットベクトルとする
(B2とB4のフィールド距離と、I1とP3のフィー
ルド距離が等しいため、フィールド距離の比率は1)。
その他の動きベクトルも上述したような手順により、オ
フセットベクトルが生成される。
の時、本実施例におけるオフセットベクトルは以下のよ
うに求められる。I1とB2フィールド間の動きベクト
ルMV1’を検出する際のオフセットベクトルは、I1
とP3のフィールドで同一空間位置にある動きベクトル
MV1を、まず符号化画像サイズの比率から水平方向成
分を2倍し、その後フィールド距離の比率、すなわちI
1とB2のフィールド距離は1、I1とP3のフィール
ド距離は2であるから、水平、垂直両方向成分とも2分
の1した値とする。P3とB2フィールド間の動きベク
トルMV2’を検出する際のオフセットベクトルは、I
1とP3のフィールドで同一空間位置にある動きベクト
ルMV1を、まず符号化画像サイズの比率から水平方向
成分を2倍し、その後フィールド距離の比率、すなわち
P3とB2のフィールド距離は−1、I1とP3のフィ
ールド距離は2であるから、水平、垂直両方向成分とも
−2分の1した値とする。B2とB4フィールド間の動
きベクトルMV3’を検出する際のオフセットベクトル
は、I1とP3のフィールドで同一空間位置にある動き
ベクトルMV1を、まず符号化画像サイズの比率から水
平方向成分を2倍した値をオフセットベクトルとする
(B2とB4のフィールド距離と、I1とP3のフィー
ルド距離が等しいため、フィールド距離の比率は1)。
その他の動きベクトルも上述したような手順により、オ
フセットベクトルが生成される。
【0024】図9に第2の実施例で圧縮された符号化デ
ータを伸長する階層的動画像信号復号化装置のブロック
図を示し、以下図面に従って説明する。圧縮された符号
化データは、入力端子50から入力され、逆多重回路5
9により第1層目の符号化データ、第2層目の符号化デ
ータ、および第3層目の符号化データに分離され、それ
ぞれバッファメモリ52、54、67へ入力される。第
1層目の符号化データは、第1の復号化回路53によ
り、低解像度の奇数フィールド信号が復元され、拡大変
換回路54で、元の奇数フィールド信号の解像度に戻さ
れる。第2層目の符号化データは、第2の復号化回路5
5により、元の差分画像信号に復元され、加算回路56
で伸長拡大された第1層目の復号化画像信号と加算さ
れ、奇数フィールドの復号画像信号となりフィールドメ
モリ66へ書き込まれる。第3層目の符号化データと、
既に復号化された奇数フィールドが第3の復号化回路6
8に入力され、偶数フィールドが復元される。それぞれ
復元された奇数フィールド信号と偶数フィールドは、合
成回路69によりインタレース走査され復号画像信号と
して出力端子58から出力される。また、出力端子58
から出力される復号画像信号のほかに、第1の復号化回
路53の復号画像信号と、フィールドメモリ66に書き
込まれている奇数フィールドの復号画像信号を出力する
ことで、高解像度の画像と、水平垂直2分の1の低解像
度の画像と、垂直のみ2分の1の低解像度の画像の3種
類が得られる。
ータを伸長する階層的動画像信号復号化装置のブロック
図を示し、以下図面に従って説明する。圧縮された符号
化データは、入力端子50から入力され、逆多重回路5
9により第1層目の符号化データ、第2層目の符号化デ
ータ、および第3層目の符号化データに分離され、それ
ぞれバッファメモリ52、54、67へ入力される。第
1層目の符号化データは、第1の復号化回路53によ
り、低解像度の奇数フィールド信号が復元され、拡大変
換回路54で、元の奇数フィールド信号の解像度に戻さ
れる。第2層目の符号化データは、第2の復号化回路5
5により、元の差分画像信号に復元され、加算回路56
で伸長拡大された第1層目の復号化画像信号と加算さ
れ、奇数フィールドの復号画像信号となりフィールドメ
モリ66へ書き込まれる。第3層目の符号化データと、
既に復号化された奇数フィールドが第3の復号化回路6
8に入力され、偶数フィールドが復元される。それぞれ
復元された奇数フィールド信号と偶数フィールドは、合
成回路69によりインタレース走査され復号画像信号と
して出力端子58から出力される。また、出力端子58
から出力される復号画像信号のほかに、第1の復号化回
路53の復号画像信号と、フィールドメモリ66に書き
込まれている奇数フィールドの復号画像信号を出力する
ことで、高解像度の画像と、水平垂直2分の1の低解像
度の画像と、垂直のみ2分の1の低解像度の画像の3種
類が得られる。
【0025】また、図10に示すような符号化処理順序
においても本実施例を適用することができる。同図で上
側に示すのが奇数フィールドであり、下側に示すのが偶
数フィールドである。奇数フィールドの処理のみが図8
と異なる。1番目の奇数フィールドはIフィールド(I
ピクチャとも称する)と呼ばれ、そのフィールド内のデ
ータだけを用いて符号化される。7番目と13番目のフ
ィールドはPフィールド(Pピクチャとも称する)と呼
ばれ、前向きの動き補償予測を用いて符号化される。I
またはPに挟まれたフィールドは、Bフィールド(Bピ
クチャとも称する)と呼ばれ、前向きの動き補償予測と
後向きの動き補償予測とその両方の補間を用いて符号化
される。なお、偶数フィールドは全て図8と同じBフィ
ールド(図10ではB’2のように示している)として
処理される。
においても本実施例を適用することができる。同図で上
側に示すのが奇数フィールドであり、下側に示すのが偶
数フィールドである。奇数フィールドの処理のみが図8
と異なる。1番目の奇数フィールドはIフィールド(I
ピクチャとも称する)と呼ばれ、そのフィールド内のデ
ータだけを用いて符号化される。7番目と13番目のフ
ィールドはPフィールド(Pピクチャとも称する)と呼
ばれ、前向きの動き補償予測を用いて符号化される。I
またはPに挟まれたフィールドは、Bフィールド(Bピ
クチャとも称する)と呼ばれ、前向きの動き補償予測と
後向きの動き補償予測とその両方の補間を用いて符号化
される。なお、偶数フィールドは全て図8と同じBフィ
ールド(図10ではB’2のように示している)として
処理される。
【0026】以上述べたように、本実施例によれば、第
1層目において検出された動きベクトルを第2層目、第
3層目の動きベクトルを検出する際のオフセットベクト
ルとし、その近傍画素、例えば±2画素の範囲に対して
動きベクトルを検出することで、検出範囲が大幅に削減
され第2層目における動きベクトルの誤検出が低減で
き、また第2層目、第3層目における動きベクトル検出
の演算処理時間を大幅に削減することができる。
1層目において検出された動きベクトルを第2層目、第
3層目の動きベクトルを検出する際のオフセットベクト
ルとし、その近傍画素、例えば±2画素の範囲に対して
動きベクトルを検出することで、検出範囲が大幅に削減
され第2層目における動きベクトルの誤検出が低減で
き、また第2層目、第3層目における動きベクトル検出
の演算処理時間を大幅に削減することができる。
【0027】
【発明の効果】上記のように本発明に係る階層的動画像
信号符号化装置及び方法によれば、解像度の異なる複数
個の符号化データを作成できる。また、下位層で検出さ
れた動きベクトルから、上位層の動きベクトル検出時の
オフセットベクトルを生成し、その近傍数画素から動き
ベクトルを検出することで、検出範囲が大幅に低減さ
れ、動きベクトルの誤検出を低減でき、かつ動きベクト
ル検出の演算処理時間を削減することができる。
信号符号化装置及び方法によれば、解像度の異なる複数
個の符号化データを作成できる。また、下位層で検出さ
れた動きベクトルから、上位層の動きベクトル検出時の
オフセットベクトルを生成し、その近傍数画素から動き
ベクトルを検出することで、検出範囲が大幅に低減さ
れ、動きベクトルの誤検出を低減でき、かつ動きベクト
ル検出の演算処理時間を削減することができる。
【図1】本発明の第1の実施例である階層的動画像信号
符号化装置のブロック図である。
符号化装置のブロック図である。
【図2】従来技術による動画像信号符号化装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3】従来技術による階層的動画像信号符号化装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施例である階層的動画像信号
符号化装置におけるオフセットベクトル生成回路の動作
を説明するための図である。
符号化装置におけるオフセットベクトル生成回路の動作
を説明するための図である。
【図5】本発明の第1の実施例である階層的動画像信号
符号化装置の符号化処理順序の一例を説明するための図
である。
符号化装置の符号化処理順序の一例を説明するための図
である。
【図6】本発明の第1の実施例である階層的動画像信号
符号化装置で圧縮された符号化データを伸長する階層的
動画像信号復号化装置のブロック図である。
符号化装置で圧縮された符号化データを伸長する階層的
動画像信号復号化装置のブロック図である。
【図7】本発明の第2の実施例である階層的動画像信号
符号化装置のブロック図である。
符号化装置のブロック図である。
【図8】本発明の第2の実施例である階層的動画像信号
符号化装置の符号化処理順序の一例を説明するための図
である。
符号化装置の符号化処理順序の一例を説明するための図
である。
【図9】本発明の第2の実施例である階層的動画像信号
符号化装置で圧縮された符号化データを伸長する階層的
動画像信号復号化装置のブロック図である。
符号化装置で圧縮された符号化データを伸長する階層的
動画像信号復号化装置のブロック図である。
【図10】本発明の第2の実施例である階層的動画像信
号符号化装置の符号化処理順序のその他の例を説明する
ための図である。
号符号化装置の符号化処理順序のその他の例を説明する
ための図である。
2…縮小変換回路、 3、10、37、39…フレームメモリ、 4、23、41…動きベクトル検出回路、 5、12、42…動きベクトルメモリ、 6、13、43…符号化回路、 7、14、46…バッファ、 8…拡大変換回路、 15、47…多重回路、 17、40…オフセットベクトル生成回路、 20、38…遅延回路、 49…分配回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝沢 正明 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 木村 淳一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松田 喜一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 此島 真喜子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 浜野 崇 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 森松 映史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−177992(JP,A) 特開 平3−66278(JP,A) 特開 平4−358485(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68
Claims (4)
- 【請求項1】動画像信号を低解像度の画像に変換し、変
換した低解像度の画像を動き補償予測を用いて符号化す
る第1層目の符号化手段と、該第1層目の符号化手段に
おける局所復号画像を変換して元の解像度に戻した画像
を利用し、動画像信号の高解像度の原画像を動き補償予
測を用いて符号化する第2層目の符号化手段とを備える
階層的動画像信号符号化装置であって、前記第1層目の
符号化手段で検出された動きベクトルから、前記第2層
目の符号化手段において動きベクトルを検出する際のオ
フセットベクトルを生成するオフセットベクトル生成手
段を有し、前記第2層目の符号化手段では、該オフセッ
トベクトルの近傍から動きベクトルを検出して動き補償
予測を行うことを特徴とする階層的動画像信号符号化装
置。 - 【請求項2】インタレース走査された動画像信号の奇数
(または偶数)フィールド信号の画像を動き補償予測を
用いて符号化する第一の符号化手段と、該第一の符号化
手段における局所復号画像を利用し、偶数(または奇
数)フィールド信号の画像を動き補償予測を用いて符号
化する第二の符号化手段とを備える階層的動画像信号符
号化装置であって、前記第一の符号化手段で検出された
動きベクトルから、前記第二の符号化手段において動き
ベクトルを検出する際のオフセットベクトルを生成する
オフセットベクトル生成手段を有し、前記第二の符号化
手段では、該オフセットベクトルの近傍から動きベクト
ルを検出して動き補償予測を行うことを特徴とする階層
的動画像信号符号化装置。 - 【請求項3】 動画像信号を低解像度の画像に変換し、変
換した低解像度の画像に対して動き補償予測を用いた第
1層目の符号化を行い、該第1層目の符号化における局
所復号画像を変換して元の解像度に戻した画像を利用
し、動画像信号の高解像度の原画像に対して動き補償予
測を用いた第2層目の符号化を行う階層的動画像信号符
号化方法であって、前記第1層目の符号化で検出された
動きベクトルから、前記第2層目の符号化において動き
ベクトルを検出する際のオフセットベクトルを生成し、
前記第2層目の符号化では、該オフセットベクトルの近
傍から動きベクトルを検出して動き補償予測を行うこと
を特徴とする階層的動画像信号符号化方法。 - 【請求項4】 インタレース走査された動画像信号の奇数
(または偶数)フィールド信号の画像に対して動き補償
予測を用いた第一の符号化を行い、該第一の符号化にお
ける局所復号画像を利用し、偶数(または奇数)フィー
ルド信号の画像に対して動き補償予測を用いた第二の符
号化を行う階層的動画像信号符号化方法であって、前記
第一の符号化で検出された動きベクトルから、前記第二
の符号化において動きベクトルを検出する際のオフセッ
トベクトルを生成し、前記第二の符号化では、該オフセ
ットベクトルの近傍から動きベクトルを検出して動き補
償予測を行うことを特徴とする階層的動画像信号符号化
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22971692A JP3135692B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 階層的動画像信号符号化装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22971692A JP3135692B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 階層的動画像信号符号化装置及び方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0678292A JPH0678292A (ja) | 1994-03-18 |
JP3135692B2 true JP3135692B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=16896587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22971692A Expired - Fee Related JP3135692B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 階層的動画像信号符号化装置及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6614846B1 (en) | 1996-12-06 | 2003-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for transmitting, encoding and decoding video signal and recording/reproducing method of optical disc |
CN1243635A (zh) | 1997-01-10 | 2000-02-02 | 松下电器产业株式会社 | 图像处理方法、图像处理装置及数据记录媒体 |
JP3560804B2 (ja) | 1998-03-11 | 2004-09-02 | 富士通株式会社 | 動画像符号化方法及び装置 |
KR20000014769A (ko) * | 1998-08-22 | 2000-03-15 | 구자홍 | 동영상 부호화기의 움직임 추정방법 |
US20030099294A1 (en) | 2001-11-27 | 2003-05-29 | Limin Wang | Picture level adaptive frame/field coding for digital video content |
WO2006001384A1 (ja) | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 画像符号化方法および画像復号化方法 |
WO2006038679A1 (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-13 | Nec Corporation | 動画像符号化の装置、方法及びプログラムと、動画像復号の装置方法及びプログラム |
KR100667806B1 (ko) * | 2005-07-07 | 2007-01-12 | 삼성전자주식회사 | 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치 |
FR2894424A1 (fr) | 2005-12-05 | 2007-06-08 | Thomson Licensing Sas | Procede de prediction de donnees mouvement et de texture |
FR2894423A1 (fr) | 2005-12-05 | 2007-06-08 | Thomson Licensing Sas | Procede de prediction de donnees mouvement et de texture |
RU2011120192A (ru) * | 2009-09-22 | 2013-10-27 | Панасоник Корпорэйшн | Устройство кодирования изображения, устройство декодирования изображения, способ кодирования изображения и способ декодирования изображения |
JP5588833B2 (ja) * | 2010-11-10 | 2014-09-10 | 富士フイルム株式会社 | 画像圧縮装置、画像伸長装置、方法、及びプログラム |
WO2016185598A1 (ja) | 2015-05-21 | 2016-11-24 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび記憶媒体 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP22971692A patent/JP3135692B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0678292A (ja) | 1994-03-18 |
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