JP3171249B2 - 動画像符号化の動きベクトル探索方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ方式の動
画像符号化のための画像の動きベクトル探索方法に関
し、特に、画面内の動きを推定して次に符号化する画像
の探索範囲を適正化するための画像の動きベクトル探索
方法及びその探索システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像伝送・蓄積技術では、伝送し又は蓄
積するデータ量の削減が強く求められている。データ量
を圧縮する方法として、ＭＰＥＧ方式動画像符号化方法
が知られ、この方式に沿った動きベクトル探索方法の一
例が信学技法ＩＣＤ９７−１６３に述べられている。こ
れは、図１４に示されるように、同図（ｂ）の符号化画
像１０２を水平１６画素・垂直１６画素からなるブロッ
クに分割し、順番に符号化していく技術である。例え
ば、ＮＴＳＣ方式では、通常、水平７２０・垂直４８０
画素の画像を符号化するために、１画面は、水平４５・
垂直３０の１３５０個のブロックに分割される。現画像
上の符号化ブロック１０２Ｎの位置に対応する参照画像
上の位置を取り囲む探索領域１０３Ｎを設定する。そし
て、その領域中で符号化ブロック１０２Ｎと類似ブロッ
クを見つけることで、ブロック中画像の動きを判断す
る。同図（ｂ）のＮ番目の符号化ブロック１０２Ｎ（Ｎ
＝１〜１３５０）と、過去に符号化した画像である参照
画像１０１上に設けた動きベクトル探索範囲（以下探索
領域ともいう）１０３Ｎの中の同じ大きさの複数の参照
ブロックのそれぞれとの間で、画素どうしの値の違い、
例えば、差分絶対値を計算する。次に、ブロック当たり
の差分絶対値合計（以下、評価値という）が最小になる
最小値ブロックを符号化ブロックの映像にもっとも似た
映像のブロックとして決定し、その符号化ブロックの位
置を示すベクトル（以下、前画像である参照画像から現
画像がどれ位動いたかを示す動きベクトル）１０５Ｎを
求める。更に、次の符号化ブロック（Ｎ＝Ｎ＋１）につ
いても同様に最小値ブロック１０４Ｎ（＝Ｎ＋１）の動
きベクトル１０５Ｎ（＝Ｎ＋１）を求めることを繰り返
す。そして、同図（ｃ）に示されるように、このように
求めた１３５０個の動きベクトルの集合であるヒストグ
ラムを作成し、そのヒストグラムのベクトル端点の集合
密度が高い（発生頻度が高い）位置に向かう方向とその
大きさを同図（ｃ），（ｄ）の大域的動きベクトル分１
０６として、その分を参照画像から現画像全体が動いた
と判断する。そして、その動いた分だけ、次の符号化画
像の各符号化ブロックの探索範囲をシフトすることによ
り、次に探索する領域を画像の動きに合わせて決めるこ
とができる。更には、同図（ｅ）に示されるように、そ
の探索領域の形状を変更する。

【０００３】このように画像の動く方向とその大きさを
探索して、その動きベクトル分だけ探索範囲のシフトを
行うことにより、比較的に小さい探索範囲を探索するだ
けで、それより広い範囲の動きベクトルを探索すること
と同等の探索を行うことが可能であり、動きが大きい画
像についてその画質を向上させることができる。また、
探索範囲の形状を変化させることにより、無駄な探索を
減少させることが可能であり、例えば、装置の消費電力
を削減することができる。

【０００４】このような公知の動きベクトル探索方法
は、符号化画面に「空（そら）」のような平坦な部分が
多い場合には、それを含む符号化ブロックで広い範囲の
ベクトル候補に対してほぼ同程度の評価値になる。検出
した動きベクトルは、その中で最小の評価値を与える
が、その周囲のベクトル候補を採用しても、同程度の画
質及び圧縮率が得られる。このような画面では、雑音に
より更には評価値が同じベクトル候補が複数ある場合に
は、その探索順序により、動きベクトルが乱れて発生す
る可能性が高く、各符号化ブロックで採用した１個の動
きベクトルの平均値やヒストグラムを取って大域的動き
ベクトルを決定した場合には、それらが正確ではなくな
る。このため、次の符号化画像に対する動きベクトル探
索範囲のシフトが適正でなく、動きベクトル探索範囲の
設定が最適にならない可能性があり、画質が劣化した
り、消費電力を十分に削減できない可能性がある。

【０００５】探索範囲のシフトが好適であることが望ま
れる。その結果として、画質の劣化を防ぎ、動きベクト
ル探索回路の縮小が可能であり、消費電力を削減するこ
とができることが望まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、探索
範囲のシフトが最適である動画像符号化の動きベクトル
探索方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応
の技術的事項と実施の複数・形態のうちの少なくとも１
つの形態の技術的事項との一致・対応関係を明白にして
いるが、その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技
術的事項に限定されることを示すためのものではない。

【０００８】本発明による動画像符号化の動きベクトル
探索方法は、符号化画像から選択される符号化ブロック
（Ｂｎ）と符号化ブロック（Ｂｎ）に対応するＭ個の参
照ブロック（Ｒｎｍ）を参照画像上の参照領域から選択
するためのステップと、符号化ブロック（Ｂｎ）の画素
値と個々の参照ブロック（Ｒｎｍ）の画素値との類似性
を評価するＭ個の評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）（ｖｘ，ｖ
ｙは探索点の座標を示す）を作成するためのステップ
と、更に、評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）をｎについて累算
して評価値マップΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）を求めるための
ステップが付加される。これにより、画面全体の動きが
適正に評価される。更に、評価値マップΣｄｎの最小値
を示す座標位置に基づくベクトル量だけ次の符号化画像
の各符号化ブロックに対する参照領域を大域的にシフト
させる。これにより、次の符号化画像に対して探索領域
が適正化される。更に、評価値マップΣｄｎの値が小さ
い領域を示す座標位置に基づくベクトル量に基づいて次
の符号化画像の各符号化ブロックに対する参照領域の形
状を変更するためのステップが付加されることは、特
に、好ましい。無駄な探索が削減される。

【０００９】なお、評価値マップΣｄｎは、全画面の一
部について作成され得る。必ず全画面について、単一の
評価値マップを作成する必要はない。例えば、画面を分
割して、分割画面毎に評価値を作成し、分割画面ごとに
別々に探索領域をシフトすることにより、より細かく既
述の適正化が可能である。従って、大域的にシフトさせ
るステップは、符号化ブロックが属する分割画像ごとに
評価値マップΣｄｎの最小値を示す座標位置に基づくベ
クトル量だけ参照領域をシフトさせることにより、シフ
ト量、形状変更が分割画面ごとにより細かく適正化され
る。

【００１０】また、評価値マップΣｄｎは、必ずしも全
探索領域について作成する必要はない。たとえば、間引
きした探索点についてのみ作成することもできる。画面
によっては、間引きによって画質の劣化なしに、既述の
適正化を実現することができる。

【００１１】Ｍ個の参照ブロックＲｎｍは、互いに隣り
合うことがない要素ブロックを含む。このことは、間引
きを行うことを意味している。画面によっては、間引き
によって画質の劣化なしに、既述の適正化を実現するこ
とができる。参照ブロックＲｎｍの参照領域は、過去及
び未来の参照画面から選択され得る。参照ブロックＲｎ
ｍの参照領域が画面全体の中央領域であることは好まし
い。

【００１２】評価値マップΣｄｎは、各探索点（ｖｘ，
ｖｙ）で各符号化ブロックの評価値を積算するので、
「空」のように平坦な部分の符号化ブロックでは、広い
範囲の探索点に対し、同程度の評価値が積算されてい
く。したがって、評価値マップ内で最小値を与える探索
点の決定にあまり影響を及ぼさない。すなわち、従来の
ように雑音等により発生するさまざまな動きベクトルが
画面全体の動きを示す大域的動きベクトルに誤差を与え
るということは起こらない。従って、本発明の動きベク
トル探索方法及び動きベクトル探索システムは、従来よ
り正確に大域的動きベクトルを求めることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
動画像符号化の動きベクトル探索システムの実施の形態
は、ＭＰＥＧ方式の慣用の動画像符号化回路の中で実現
される。そのＭＰＥＧ方式の動画像符号化回路１０は、
１画面の入力画像がメモリ１に取込まれ、更に、その画
像がブロック化されて、符号化ブロックメモリ２に符号
化画像ブロックとして取り込まれる。その符号化画像ブ
ロックは、離散コサイン変換器（ＤＣＴ）３によりＤＣ
Ｔ係数に変換され、量子化器４により量子化される。離
散コサイン変換器３により量子化されたＤＣＴ係数は、
符号化ブロックの符号化タイプ、及び、符号化タイプが
フレーム間符号化の場合には、予測ブロックの位置を示
す動きベクトル等とともに可変長符号化器９で可変長符
号に変換され、圧縮データとして出力される。量子化さ
れたＤＣＴ係数は、逆量子化器５、逆離散コサイン変換
器６により復元されてから、加算器８で予測ブロックと
加算され、参照画像メモリ１７に格納される。

【００１４】予測ブロックは、動きベクトル探索器１２
と符号化タイプ選択器１４とから形成されている。動き
ベクトル探索器１２は、各符号化ブロックに対して参照
領域メモリ１３に格納された探索領域の中から探索する
ベクトル候補に対応する参照ブロックを読出し、符号化
ブロックメモリ２から読み出した符号化ブロックとの間
で、その評価値を算出する。評価値が最小であるベクト
ル候補を選んで、それに対応する参照ブロックＲＢを符
号化タイプ選択器１４に出力する。

【００１５】符号化タイプ選択器１４は、その参照ブロ
ックと符号化ブロックとの差分を符号化するフレーム間
予測で符号化するか、又は、フレーム間予測を行わずに
フレーム内で符号化するかを判定し、予測ブロックを選
択するセレクタ１５を制御する。セレクタ１５は、フレ
ーム間予測の場合には、参照ブロックＲＢを減算器７に
出力し、フレーム内符号化の場合には、０を減算器７に
出力する。参照領域メモリ１３の中の内容は、符号化ブ
ロックの画面上の位置から、読出アドレス発生回路１６
がアドレスを生成し、予め参照画像メモリ１７から読み
込んでおく。

【００１６】本発明は、動きベクトル探索器１２の動き
ベクトル探索の改良である。図２は、改良された動きベ
クトル探索器１２の実施の形態を示している。画面全体
の動きベクトル（大域的動きベクトル）は、画面内の各
符号化ブロックの動きベクトルの加算的量として表現さ
れ得る。その加算のための方法としては、多くの公知の
数学的処理方法の中から適正に選択される。

【００１７】動きベクトル探索器１２は、評価値算出器
２１を備えている。評価値算出器２１には、符号化ブロ
ックＢｎの画素値２３、及び、探索領域に含まれる参照
ブロックＲｎの画素値２２が入力される。評価値算出器
２１は、後述する算出処方により、Ｍ個の参照ブロック
Ｒｎｍ（ｍ＝１〜Ｍ）が符号化ブロックＢｎに似通って
いる類似度をそれぞれに算出する。

【００１８】評価値算出器２１により計算された符号化
ブロックに対する評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）の一例が、
図８，９，１０に示されている。図８，９，１０は、１
つの符号化ブロックに対する評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）
を３分割して図示化したものである。図８の右端は図９
の左端に接続する。図９の右端は図１０の左端に接続す
る。図８，９，１０は、評価値の１／２５６を１６進表
示で表示している。評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）は、最小
評価値検出器２４及び評価値マップ作成器２５に入力さ
れる。最小評価値検出器２４は、各符号化ブロックＢｎ
ごとに評価値が最小になる参照ブロックの位置座標（ｖ
ｘ，ｖｙ）を検出する。図８に示される実施例では、
（１０，０）である。最小評価値検出器２４には、ベク
トル候補発生器３１が発生させるベクトル候補が入力さ
れる。一方、評価値マップ作成器２５は、ｄｎ（ｖｘ，
ｖｙ）をベクトル候補ごとに積算し、１枚の符号化画像
の処理が終わると、積算評価値マップΣｄｎが計算され
る。積算評価値マップΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）の一例が、
図１１，１２，１３に示されている。図１１，１２，１
３は、１つの符号化ブロックに対する評価値マップΣｄ
ｎ（ｖｘ，ｖｙ）を３分割して図示化したものである。
図１１の右端は図１２の左端に接続する。図１２の右端
は図１３の左端に接続する。図１１，１２，１３は、積
算評価値の１／６５５３６を１６進表示で表示してい
る。

【００１９】積算評価値マップΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）
は、評価値マップ解析器２６に入力される。評価値マッ
プ解析器２６は、１枚の符号化画像の処理が終わると、
積算評価値マップΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）を解析して、そ
の中から、積算評価値がもっとも小さい探索点の位置を
検出する。この探索点の位置は、全ての探索領域内参照
ブロックＲｎｍに共通に設定される座標系の２次元座標
（ｖｘ、ｖｙ）として表現されている。図８，９，１０
の座系では、（＋４，０）である。

【００２０】積算評価値マップΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）の
中心の探索点が原点（０，０）に選ばれており、積算評
価値がもっとも小さい探索点の座標が（ｖｘ０，ｖｙ
０）であれば、次の符号化画像の各符号化ブロックの探
索領域の中心は、（ｖｘ０＋０，ｖｙ０＋０）である大
域的動きベクトル（ｇｖｘ，ｇｖｙ）となる。これが、
評価値マップ解析器２６から読出アドレス発生器１６に
出力される。次の符号化画像の各符号化ブロックに対す
る探索領域の読込みの際には、この大域的動きベクトル
に合わせてシフトした参照領域が参照画像メモリ１７か
ら読み込まれる。

【００２１】例えば、積算評価値マップΣｄｎ（ｖｘ，
ｖｙ）の中心の探索点が、これまでの符号化によりすで
にシフトされていて、原点ではない場合、この中心点の
探索点を（ｖｘ１，ｖｙ１）とすると、次の符号化画像
の各符号化ブロックの探索領域は、（ｖｘ０＋ｖｘ１，
ｖｙ０＋ｖｙ１）である大域的動きベクトル（ｇｖｘ，
ｇｖｙ）に合わせてシフトして読み込む。なお、各符号
化ブロックの動きベクトルは、最小評価値検出器２４か
ら出力される局所的動きベクトル２９に、この符号化画
像に対して設定された大域的動きベクトルを加えて得ら
れる。

【００２２】図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、
既述の２種の動きベクトル探索範囲設定概念が可視化さ
れた概念形成図である。図４，５は、本発明による符号
化動画像の動きベクトル探索方法のステップスを示して
いる。１画面の符号化画像１０２の符号化が開始される
（ステップＳ１）。評価値マップΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）
の初期化が行われる（ステップＳ２）。符号化ブロック
Ｂｎが順番に選定されることになる。ここで、ＮＴＳＣ
方式で通常用いられる（水平７２０・垂直４８０）画素
の画像の場合、（水平４５・垂直３０）個の符号化ブロ
ックからなり、ｎ＝１〜１３５０で表されるブロックで
ある。後の説明のため、符号化ブロックＢｎの水平位置
をｎｘブロック、垂直位置をｎｙブロックとする。（水
平７２０・垂直４８０）画素の画像では、ｎｘ＝ｎ％４
５（％はモジュロ演算）、ｎｙ＝ｎ／４５（小数点以下
は切り捨て）である。

【００２３】最初に、例えば、現画像上の符号化ブロッ
クＢｎの位置に対して、参照画像１０１上の同じ位置を
中心としてこれを取り囲むように探索領域Ｓｎが設定さ
れる。図３（ａ）は、特定符号化ブロックＢｎについて
設定される探索領域Ｓｎの詳細を示している。探索領域
Ｓｎは、全てのｎについて同形（例示：水平１１２画素
・垂直４８画素の長方形）であるものとする。これは、
−４８＜＝ｖｘ＜＝４８、−１６＜＝ｖｙ＜＝１６（例
えば、Ｓｎの真中にブロックを置いて＋１６画素Ｙ方向
に移動すると、Ｓｎの上辺に迫る）に相当する探索範囲
である。

【００２４】符号化ブロックＢｎの各画素値をＣｉｊで
表す。ｉ，ｊは、ブロック中心を原点とする直交座標で
あり、１６・ｎｘ＜＝ｉ＜＝１６・（ｎｘ＋１）、１６
・ｎｙ＜＝ｊ＜＝１６・（ｎｙ＋１）である。符号化ブ
ロックＢｎの画素値Ｃｉｊが、評価値算出器２１に読み
込まれる（ステップＳ３）。後述されるｄｍｉｎが初期
化される（ステップＳ４）。

【００２５】参照ブロックＲｎｍの画素値は、Ｒｉ＋ｖ
ｘ，ｊ＋ｖｙで表される。（ｉ＋ｖｘ，ｊ＋ｖｙ）は、
参照ブロックＲｎｍの各画素の座標である。参照ブロッ
クＲｎｍの画素値Ｒｉ＋ｖｘ，ｊ＋ｖｙが、評価値算出
器２１に読み込まれる（ステップＳ５）。符号化ブロッ
クＢｎの画素値と参照ブロックＲｎｍの画素値の違いで
ある評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）は、差分絶対値和、差分
２乗値和のような数学的差分として表現され得る。ここ
では、評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）が、次のように差分絶
対値和として定義される。 ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）＝Σ（ｉ，ｊ）［Ｃｉｊ−Ｒｉ＋ｖ
ｘ，ｊ＋ｖｙ］． ここで、［］は絶対値を示す。評価値ｄｎが、評価値算
出器２１により算出される（ステップＳ６）。

【００２６】各参照ブロックＲｎｍの評価値ｄｎ（ｖ
ｘ，ｖｙ）が、初期設定値ｄｍｉｎより大きいか小さい
かの判断が、最小評価値検出器２４により実行される
（ステップＳ７）。ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）が初期設定値ｄ
ｍｉｎより小さい場合には、その値がｄｍｉｎとして再
設定される。また、その時の（ｖｘ，ｖｙ）が、（ｖｘ
ｍｉｎ，ｖｙｍｉｎ）として設定される（ステップＳ
８）。一方、各参照ブロックＲｎｍの評価値ｄｎ（ｖ
ｘ，ｖｙ）が、設定値ｄｍｉｎより大きいか小さいかに
係わらず、評価値の累算が実行され、その累積値は評価
値マップｍａｐΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）として定義される
（ステップＳ９）。 Σ（ｋ＝１〜ｎ＋１）ｄｋ（ｖｘ，ｖｙ）＝Σ（ｋ＝１
〜ｎ）ｄｋ（ｖｘ，ｖｙ）＋ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）． ここで、Σの後の（）の中の記載は、ｋについて１から
ｎまで足し加えることを意味する。次のベクトル候補が
残っている場合は、（ｖｘ，ｖｙ）を更新し、ステップ
Ｓ５〜Ｓ９を繰り返す。

【００２７】図３（ｃ）の１つ目のマップは、符号化ブ
ロックＢｎに対するマップであり、（ｖｘ，ｖｙ）上
（先の例では、−４８＜＝ｖｘ＜＝４８、−１６＜＝ｖ
ｙ＜＝１６）で、その評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）の大小
を楕円形状で表現したものを等高線のように描いてい
る。符号化ブロックＢｎの動きベクトルは、局所的動き
ベクトル（ｖｘｍｉｎ，ｖｙｍｉｎ）に、現符号化画像
に対して設定された大域的動きベクトル（ｇｖｘ，ｇｖ
ｙ）を加算して得られる（ステップＳ１０）。符号化ブ
ロックＢｎの図５で示されるこれ以降の処理が、ステッ
プ１１で実行されるが、その説明は省略する。

【００２８】ｎ＝ｎ＋１、で表現される次の符号化ブロ
ックＢｎ＋１に移行し、同様に、ステップスＳ３〜Ｓ９
が繰り返される。（ｎ＋１）番目の評価値ｄｎ＋１（ｖ
ｘ，ｖｙ）が算出される。図３（ｃ）の２つ目のマップ
は、Ｂｎ＋１の評価値ｄｎ＋１（ｖｘ，ｖｙ）を示して
いる。このｄｎ＋１が、前回分ｄｎまでの積算値に更に
累算される（ｄ１＋ｄ２・・・・＋ｄｎ＋ｄｎ＋１）。
このようなステップスが１３５０回繰り返され、符号化
画像の全符号化ブロックの評価値ｍａｐΣｄｎ（ｖｘ，
ｖｙ）が最終的に算出される。

【００２９】評価値ｍａｐΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）のマッ
プ上で、積算評価値がもっとも小さい探索点の座標（ｖ
ｘ０，ｖｙ０）が、評価値マップ解析器２６により求め
られる（ステップＳ１３）。このシフト量は、画面全体
のシフトであると推定される。次の符号化画像の符号化
ブロックに対する探索領域Ｓｎは、各符号化ブロックに
ついて、前回よりもベクトル（ｖｘ０，ｖｙ０）だけ平
行移動してシフトする。このベクトルが、符号化画像ご
とに積算される。シフト量（ｇｖｘ，ｇｖｙ）は、下記
式で表現される。 （ｇｖｘ，ｇｖｙ）＝（ｇｖｘ，ｇｖｙ）＋（ｖｘ０，
ｖｙ０）．

【００３０】このようなシフトを用いて、動きベクトル
探索範囲の設定が適切に行われることにより、比較的に
小さな探索範囲で、その範囲を越える動きベクトルの探
索をすることが可能であり、画像の劣化を抑止した画像
の圧縮が行われ得る。

【００３１】図６，７は、本発明による動画像符号化の
動きベクトル探索方法のステップスの他の実施の形態を
示している。ステップスＳ１〜１２は、図４のそれらに
全く同じである。ステップＳ１３’は、ステップＳ１３
と異なっている。ステップ１５が、ステップＳ１３’と
ステップＳ１との間に付加されている。ステップＳ０
で、ｖｅｃｍａｐ（ｖｘ，ｖｙ）が全て１に設定されて
本実施の形態が動作を開始する。更に付加されているス
テップＳ１６の次に、ステップＳ５〜Ｓ９の１３５０回
の繰り返しが行われる点は、先の実施の形態で述べられ
た通りである。

【００３２】ステップＳ１３’では、評価値ｍａｐΣｄ
ｎ（ｖｘ，ｖｙ）の値が小さい範囲が抽出され、抽出さ
れた範囲の形状が定められる。その形状範囲を含むよう
に次の符号化画像の探索範囲の形状を決定する。図７中
に示されるように、評価値ｍａｐΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）
の値が小さい範囲が縦方向に長い場合は、横方向に狭い
探索範囲が次の符号化画像に対して定められ、評価値ｍ
ａｐΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）の値が小さい範囲が横方向に
長い場合は、縦方向に狭い探索範囲が次の符号化画像に
対して定められ、評価値ｍａｐΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）の
値が小さい範囲が円形状であれば、その円形を含む形状
の探索範囲が次の符号化画像に対して定められる。探索
範囲の形状は、ｖｅｃｍａｐ（ｖｘ，ｖｙ）の値により
決定され、それが１であれば探索点（ｖｘ，ｖｙ）が探
索され、それが零であれば探索されない（ステップＳ１
６）。このような探索方法は、無駄な探索を有効に省略
することができる。

【００３３】図４，５及び図６，７に示される実施の形
態は、説明の簡略化のために例示事項が簡略化されてい
るが、探索範囲全体のシフトと探索範囲の形状の決定と
を組み合わせて実行することが望ましい。また、符号化
ブロックが画面の端部位にある場合には、探索領域の一
部が参照画像の外側に位置対応することがあり、その探
索点（ｖｘ，ｖｙ）に対する探索は行わない。この場合
には従って、評価値マップには積算が行われないので、
探索点（ｖｘ，ｖｙ）の積算回数が探索点ごとに異なる
ことになる。このことは、符号化ブロック数は例えば１
３５０であって多いので、通常、シフト量の適正化に大
きな影響を与えないが、より平等に積算するには、全探
索範囲が参照画像上にある中央よりの位置の符号化ブロ
ックに対してのみ評価マップを積算することができる。
例えば、探索範囲が−４８＜＝ｖｘ＜＝４８、−１６＜
＝ｖｙ＜＝１６の場合には、画面中央の水平３３・垂直
２６（＝８５８）個の符号化ブロックに対して評価値を
積算すれば、各探索点に対する積算回数は等しくなる。
中央付近の符号化ブロックしか積算しなくても、画面全
体の動きは適切に捉えることができる。

【００３４】更に、既述の実施の形態では、画面内の全
符号化ブロックに対して一様に探索範囲をシフトすると
仮定しているが、装置構成によっては、参照領域メモリ
の容量を大きくとることができて、その中の一部を探索
する場合もあり得る。この場合には、画面を例えば、上
下左右に４分割し、１／４画面ごとに別々の評価値マッ
プを作成したり、各１／４画面の探索範囲を別々に変更
することができて、画面の一部が静止している場合に
は、静止している部分が多い１／４画面の探索範囲の形
状を変更して狭くすることにより、画質を劣化させずに
消費電力を下げることができる。

【００３５】更にまた、既述の実施の形態では、全探索
点に対して評価値マップを作成しているが、画面全体の
動きの様子を知るためには、評価値マップを作成する探
索点を間引いて少なくしても、問題にならない場合が多
い。例えば、探索範囲のシフトが水平、垂直ともに８画
素単位に制限されている場合には、（４ｋ，４ｌ）
（ｋ，ｌは整数）の探索点について評価値マップを作成
して行う探索領域シフトと、全探索点についての評価値
マップを作成して行う探索領域シフトはほとんど変わら
ない。従って、このような場合には、評価値マップを作
成する探索点を間引いて評価値マップを格納するメモリ
容量を小さくしたり、評価値マップ解析の処理量を減ら
すことができる。

【００３６】ＭＰＥＧ符号化方式には、通常の過去の画
像を参照する予測の他に、既に符号化した未来の画像を
参照する予測と、過去及び未来の両方の画像を参照する
予測が可能なＢピクチャを使用することが可能である。
過去と未来の２枚の参照画像を用いる場合にも、本発明
はそれぞれの参照画像に対してその適用が可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明による動画像符号化の動きベクト
ル探索方法は、探索点における評価値を各探索点で積算
することにより、画像の広範囲にわたって生じている一
様な動きを探知する精度が高い。その高い精度のシフト
量を用いれば、小さな探索範囲をシフトさせることによ
り実質的に大きい探索範囲を探索したことに同等である
効果があり、符号化器の中でもっとも大きなユニットで
ある動きベクトル探索回路を縮小することができ、その
消費電力を削減することができる効果がある。このよう
な効果は、付加的には、無駄な探索範囲の探索を省略す
ることにより、更に、促進される。逆にみれば、同じ探
索面積であれば、画質が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による動画像符号化の動きベク
トル探索システムが適用される全体回路のブロック図で
ある。

【図２】図２は、本発明による動画像符号化の動きベク
トル探索システムを示す回路ブロック図である。

【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）
は、本発明による動画像符号化の動きベクトル探索方法
を視覚化した概念形成図である。

【図４】図４は、本発明による動画像符号化の動きベク
トル探索方法の実施の形態を示すフローチャートであ
る。

【図５】図５は、図４の続きを示すフローチャートであ
る。

【図６】図６は、本発明による動画像符号化の動きベク
トル探索方法の実施の他の形態を示すフローチャートで
ある。

【図７】図７は、図６の続きを示すフローチャートであ
る。

【図８】図８は、評価値のマップを例示する図表であ
る。

【図９】図９は、図８の続きを示す図表である。

【図１０】図１０は、図９の続きを示す図表である。

【図１１】図１１は、積算評価値のマップを例示する図
表である。

【図１２】図１２は、図１１の続きを示す図表である。

【図１３】図１３は、図１２の続きを示す図表である。

【図１４】図１４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）は、公知の動画像符号化の動きベクトル探索方法
を視覚化した概念形成図である。

【符号の説明】

２１…評価値算出器（計算器） ２４…最小評価値検出器 ２５…積算器（評価値マップ作成器） ２６…評価値マップ解析器 ３１…画面全体 Ｂｎ…符号化ブロック Ｓｎ…探索領域 ｖｘ，ｖｙ…座標 ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）…評価値（評価値関数） Σｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）…評価値マップ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−166684（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5689（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−118888（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−171093（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−150284（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−328333（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−165164（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−70460（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−98730（ＪＰ，Ａ) 特開2000−59786（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】符号化画面から選択される符号化ブロック
   Ｂｎと前記符号化ブロックＢｎに対応するＭ個の参照ブ
   ロックＲｎｍを参照領域から選択するためのステップ
   と、 前記符号化ブロックＢｎの画素値と前記Ｍ個の参照ブロ
   ックＲｎｍの個々の画素値との類似性を表すＭ個の評価
   値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）を作成するためのステップと、 前記評価値ｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）をｎについて累算して評
   価値マップΣｄｎ（ｖｘ，ｖｙ）を求めるためのステッ
   プと、 前記評価値マップΣｄｎの最小値を示す座標位置に基づ
   くベクトル量だけ次の参照ブロックＲｎｍの参照領域を
   大域的にシフトさせるためのステップとからなることを
   特徴とする動画像符号化の動きベクトル探索方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記評価値マップΣｄｎは、全画面の一部の符号化ブロ
   ックについて作成されることを特徴とする動画像符号化
   の動きベクトル探索方法。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記大域的にシフトさせるステップは、前記評価値マッ
   プΣｄｎの最小値を示す座標位置に基づくベクトル量だ
   け次の参照ブロックＲｎｍの参照領域を前記一部につい
   てシフトさせるためのステップであることを特徴とする
   動画像符号化の動きベクトル探索方法。
4. 【請求項４】請求項２において、 更に、前記評価値マップΣｄｎの最小値を示す座標位置
   に基づくベクトル量に基づいて次の符号化画像の符号化
   ブロックに対する参照領域の形状を変更するためのステ
   ップからなることを特徴とする動画像符号化の動きベク
   トル探索方法。
5. 【請求項５】請求項１において、 更に、前記評価値（ｖｘ，ｖｙ）の最小値を示す座標位
   置に基づくベクトル量だけ次の参照ブロックＲｎｍの参
   照領域を局所的にシフトさせるためのステップからなる
   ことを特徴とする動画像符号化の動きベクトル探索方
   法。
6. 【請求項６】請求項１において、 前記評価値マップΣｄｎは、全探索点の一部について作
   成されることを特徴とする符号化動画像の動きベクトル
   探索方法。