JP3209260B2

JP3209260B2 - 画像符号化方法および装置

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Publication number: JP3209260B2
Application number: JP16984495A
Authority: JP
Inventors: 由幸八島; 尚紀小野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 2001-09-17
Anticipated expiration: 2015-07-05
Also published as: JPH0923433A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像符号化方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放送素材や医療などのように、原画像を
完全に復元可能なロスレス符号化がある。一方、動画像
の高能率符号化に欠かせない技術として動き補償予測が
ある。動き補償予測は、符号化対象フレームと時間的に
近接する他のフレームとの類似性を利用したものであ
り、ロスレス符号化に対しても、符号化効率を向上させ
るための有効な手段である。

【０００３】図３は従来の動き補償を用いて構成された
ロスレス符号化装置のブロック図である。まず、入力端
子１０１から入力された符号化対象画像１０２は、小ブ
ロック分割部１０３にてＮ×Ｎの符号化対象小ブロック
１０４に分割される。分割された小ブロック１０４ごと
に、動きベクトル検出部１０５では、フレームメモリ１
０６に蓄えられた参照画像１０７、すなわち符号化対象
画像１０２の時間的に近接した画像中から、定められた
評価基準にて動きベクトル１０８が選択される。動き補
償部１０９では、選択された動きベクトル１０８に対応
する参照小ブロック１１０が求められ、減算器１１１に
おいて、符号化対象小ブロック１０４との差が計算さ
れ、動き補償フレーム間差分値１１２が得られた後、符
号割り当て部１１３にて符号が割り当てられ、多重化部
１１４において、動きベクトル情報１０８と多重された
後、符号化データ１１５として出力端子１１６に出力さ
れる。

【０００４】ここで、動きベクトルの選択にあたって
は、通常以下のような方法が用いられる。符号化対象小
ブロック１０４の画像データをＮ×ＮのサイズとしＢ
（ｉ，ｊ）とおく。Ｂ（ｉ，ｊ）に対して、フレームメ
モリ１０６中の参照画像１０７上でＢ（ｉ，ｊ）を空間
的に水平・垂直方向に（ｕ，ｖ）だけずらした小ブロッ
クＢ'(ｉ＋ｕ，ｊ＋ｖ）との類似度を表す評価値Ｄ
（ｕ，ｖ）を計算する。評価値には差分絶対値和や差分
自乗和がよく用いられ、たとえば差分絶対値和の場合に
は、計算は以下のようになる。

【０００５】

【数１】（ｕ，ｖ）を定められた探索領域で変化させ、Ｄ（ｕ，
ｖ）の最小値を与えるような（ｕ，ｖ）を最終的な動き
ベクトル（Ｕ，Ｖ）とし、動きベクトル（Ｕ，Ｖ）によ
って定められる参照画像１０７中の小ブロックが参照小
ブロック１１０とされる。

【０００６】以上の動きベクトル検出部１０５Ｃの構成
を詳細に示す。候補ベクトル設定部２０５は、定められ
た探索範囲中のベクトルを発生させるとともにベクトル
メモリ２０６に送出する機能を持つ。シフト部２０７
は、フレームメモリ１０６に蓄えられている参照画像１
０７を候補ベクトル設定部２０５で設定された候補ベク
トルによってその分だけ空間的にシフトする。減算器２
０１においては、シフトされた小ブロックと符号化対象
小ブロック１０４の差分が計算され、演算結果が絶対値
和計算部２１４に入力される。絶対値和計算部２１４で
は小ブロック内での差分絶対値の総和が計算され、計算
された絶対値和は最小値メモリ２０４に送られ、その時
点でメモリ２０４に蓄えられている最小値との比較が行
なわれる。絶対値和が最小値よりも小さい場合には最小
値が更新されるとともに、ベクトルメモリ２０６に対し
て更新指示命令が送られ、記憶されているベクトルがそ
の時点で入力されている候補ベクトルに置換される。候
補ベクトル設定部２０５にて定められた探索範囲のすべ
てのベクトルの発生が終了した時点で、ベクトルメモリ
２０６に蓄えられているベクトルが符号化対象小ブロッ
ク１０４の動きベクトル１０８として出力されるととも
に、最小値メモリ２０４、ベクトルメモリ２０６がリセ
ットされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法に
よれば、符号化対象小ブロックと類似度の高い参照小ブ
ロックが選択でき、動き補償フレーム間差分値が小さく
なるので、その信号分布に適した可変長符号を設計して
おき、その符号を割り当てることによって効率の良い符
号化が可能となる。可変長符号は一般的に、発生確率の
高い動き補償フレーム間差分値に対しては短い符号を割
り当て、確率の低いものに対しては長い符号を割り当て
るようにして、符号長の合計を短くするように設定され
る。

【０００８】しかしながら、従来の参照小ブロック選択
方法では、評価値として符号化対象小ブロックと参照画
像の小ブロックとの関係のみを利用しており、後段にど
のような符号が割り当てられるかは全く意識していな
い。従って、入力画像の性質や圧縮率などが変化した場
合には、必ずしも最終的な符号量が最小になるような参
照小ブロックになっているという保証はない。

【０００９】たとえば、動き補償フレーム間差分値に、
表１のような可変長符号が適用される場合を想定する。

【００１０】

【表１】この場合、動き補償フレーム間差分値が図４（ａ）の小
ブロックと、図４（ｂ）の小ブロックを比較すると、従
来の差分絶対値和による選択方法では、図４（ｂ）のほ
うが小さくなり選択されるが、この場合に動き補償フレ
ーム間差分値に実際に可変長符号を割り当てた場合の長
さは図４（ｂ）の方が長くなってしまう。このように、
従来のような方法では、動き補償フレーム間差分値に対
して適用される符号の長さを考慮しないで動き補償のた
めの参照小ブロックを決定していたために、最終的に得
られる符号長が最短なものにならないという問題点があ
った。

【００１１】本発明の目的は、最終的に符号を割り当て
て得られる符号長の総和を最短にすることができる画像
符号化方法及び装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化方法
は、ディジタル画像信号に対して、現フレームの画像デ
ータを小ブロックに分割し、分割された符号化対象小ブ
ロックに対して、フレームメモリに蓄えられている過去
または未来の参照フレームから動きベクトルを求め、該
動きベクトルにより定まる参照ブロックと現フレームの
符号化対象小ブロックとの動き補償フレーム間差分値を
算出した後、動き補償フレーム間差分値に符号を割り当
てることにより符号化して伝送・記録する画像符号化方
法において、動き補償フレーム間差分信号に対して割り
当てるべき複数のテーブルをあらかじめ用意し、参照フ
レーム中の複数個の候補ベクトルの各々に対して、動き
補償フレーム間差分値に対する符号の長さを符号テーブ
ルごとにブロック内の各画素で合計し、符号の長さの合
計が最小となるものを動きベクトルとするとともに、該
動きベクトルにて求められる動き補償フレーム間差分値
に対して、前記最小符号長を与えるような符号テーブル
にて符号割り当てを行なう。

【００１３】本発明は、動きベクトルを探索して参照小
ブロックを選択する時に、動き補償フレーム間差分値に
対して割り当てられる符号の長さを考慮することを特徴
とするものである。

【００１４】具体的には、動きベクトルを求める際の評
価値として、符号化対象小ブロックと参照画像の小ブロ
ックとの差分値を、後段に用いられる符号の符号長で置
き換え、小ブロック内のすべての画素に対する符号長の
総和が最小となるものを最終的な動きベクトルとし、そ
の動きベクトルに対応する小ブロックを参照小ブロック
とするものである。

【００１５】まず、Ｎ×Ｎの符号化対象小ブロックＢ
（ｉ，ｊ）に対して、フレームメモリ中の参照画像上で
空間的にＢ（ｉ，ｊ）を水平・垂直方向に（ｕ，ｖ）だ
けずらした小ブロックＢ'(ｉ＋ｕ，ｊ＋ｖ）との動き補
償フレーム間差分値Ｅ^u,v(ｉ，ｊ）を次式に基づき計算
する。

【００１６】

【数２】差分値Ｅ^u,v(ｉ，ｊ）に対して割り当てられるべき符号
の長さをＴ［Ｅ^u,v(ｉ，ｊ）］とし、各ベクトル（ｕ，
ｖ）に対して、次式のＬ（ｕ，ｖ）を計算する。Ｔは差
分値と符号長の変換テーブルを意味する。

【００１７】

【数３】（ｕ，ｖ）を設定された探索領域内で変化させて、上記
Ｌ（ｕ，ｖ）の最小値を与えるような（ｕ，ｖ）を最終
的な動きベクトル（Ｕ，Ｖ）とし、動きベクトル（Ｕ，
Ｖ）によって定められる参照画像中の小ブロックを参照
小ブロックとする。

【００１８】以上の構成は、後段に用いる符号が１種類
の場合であるが、複数の符号を切替えて用いるような場
合にも同様の手法を用いることができる。ｋ個の符号を
切替えて用いる場合には、符号割り当て部がｋ種類にな
りこのうち一つを選択して符号化することになる。この
場合、符号長テーブルはｋ種類になるので、符号長変換
部においては、一つの候補ベクトルに対する符号長総和
をｋ通り計算し、その最も小さいものを最小値メモリに
記録することになる。なお、この場合には、最小値を与
えるベクトルとともに、それがｋ種類のうちのどの符号
を用いた場合かを符号割り当て部に知らせ、符号割り当
て部では知らされた符号にて符号化を行なう。

【００１９】本発明の他の画像符号化方法は、Ｎ段の木
探索にて動きベクトルの探索を行なう場合、初段からＫ
−１段の探索について、参照フレーム中の複数個の候補
ベクトルの各々に対して、動き補償フレーム間差分値の
絶対値をブロック内の各画素で合計し、絶対値和の合計
が最小となるものを次段の動きベクトル探索の中心と
し、Ｋ段からＮ段の探索については前記した画像符号化
方法に従う探索を行なう。

【００２０】この画像符号化方法は、動きベクトル探索
を木探索によって行なう場合の処理である。木探索は図
２に示すように、まず初段では、探索範囲に含まれるベ
クトルを粗くサンプリングして探索し、次段では初段で
求められたベクトルを中心としてその近傍のベクトルを
探索する。同様の処理をＮ段繰り返すことにより最終的
なベクトルを得るものである。このような木探索におい
ては、最初の方の段の探索においては、用いる符号の特
性の影響は小さいと思われるので、初段からＫ−１段の
探索については、参照フレーム中の複数個の候補ベクト
ルの各々に対して、動き補償フレーム間差分値の絶対値
をブロック内の各画素で合計し、絶対値和の合計が最小
となるものを次段の動きベクトル探索の中心とする図４
のような従来の方法を採用し、実際に割り当てる符号長
の影響が大きくなってくるＫ段からＮ段の探索について
は前記した画像符号化方法に従う探索を行なうようにす
る。このようにすることにより、最初の方の段の探索で
はテーブルのマッピングという演算が不要になるので、
処理時間の高速化につながる。さらに、図２に即して説
明すると、まず１５×１５のドットで表わされるベクト
ルの探索範囲が示されている。第１段目の探索ベクトル
として９つの○印のベクトルを候補に選ぶ。次に、各々
の候補ベクトルについて評価演算を行い、この結果右上
隅のベクトル○が選ばれたとする。次に、右上すみの○
印のベクトルを中心に８個の△印の候補ベクトルを選択
し同様評価演算を行ない、今度は右下隅の△印のベクト
ルが選ばれる。以下合計３回探索を繰返している。

【００２１】以上述べたような方法によれば、動きベク
トルを求める際の評価値として、符号化対象小ブロック
と参照画像の小ブロックとの差分値を、後段に用いられ
る符号の符号長で置き換え、小ブロック内のすべての画
素に対する符号長の総和が最小となるものが最終的な動
きベクトルとなり、その動きベクトルに対応する小ブロ
ックが参照小ブロックとなる。結果として、最終的に符
号を割り当てて得られる符号長の総和が最短なものにな
るように動作する。

【００２２】本発明の画像符号化装置は、入力された符
号化対象画像を符号化対象小ブロックに分割する小ブロ
ック分割部と、参照画像を蓄えるフレームメモリと、該
フレームメモリに蓄えられている過去または未来の参照
画像から動きベクトルを求める動きベクトル検出部と、
求められた動きベクトルに対応する参照小ブロックを求
める動き補償部と、前記参照小ブロックと前記符号化対
象小ブロックとの差である動き補償フレーム間差分値を
算出する減算器と、前記動き補償フレーム間差分値に符
号を割り当てる第１、第２、・・・、第ｎ（ｎ≧２）の
符号割り当て部と、符号を割り当てられた動き補償フレ
ーム間差分値を前記動きベクトルと多重化し、符号化デ
ータとして出力する多重化部と、前記動き補償フレーム
間差分値と前記第１、第２、・・・、第ｎの符号割り当
て部にて用いられる符号の符号長との関係を示す第１、
第２、・・・、第ｎの符号長テーブルを作成し、前記動
きベクトル検出部に出力する第１、第２、・・・、第ｎ
の符号長テーブル作成部と、前記減算器の出力を前記第
１〜第ｎの符号割り当て部の入力のいずれかに接続する
第１の符号選択スイッチと、前記第１〜第ｎの符号割り
当て部のいずれかの出力を前記多重化部に出力する第２
の符号選択スイッチを有し、前記動きベクトル検出部
は、ベクトルメモリと、動きベクトルの定められた探索
範囲中のベクトルを発生し、前記ベクトルメモリに格納
する候補ベクトル設定部と、前記フレームメモリに蓄え
られている参照画像を前記候補ベクトル設定部で発生さ
れた候補ベクトルによってその分だけシフトするシフト
部と、シフトされた小ブロックと前記符号化対象小ブロ
ックの動き補償フレーム間差分値を計算する減算器と、
前記第１、第２、・・・、第ｎの符号長テーブルに基づ
いて該各動き補償フレーム間差分値に対して割り当てら
れるべき第１、第２、・・・、第ｎの符号長を求める第
１、第２、・・・、第ｎの符号長変換部と、小ブロック
内での前記第１、第２、・・・、第ｎの符号長の総和を
計算する第１、第２、・・・、第ｎの総和計算部と、前
記第１の符号長の総和、前記第２の符号長の総和、・・
・、第ｎの符号長の総和を比較し、最も小さい総和およ
び該総和を与える符号フラグを出力する比較部と、前記
最小の総和を、現在蓄えられている最小値と比較し、該
総和が前記最小値よりも小さい場合には、該総和で最小
値を更新し、前記ベクトルメモリに更新指示命令を送る
最小値メモリと、前記符号フラグを記憶し、該符号フラ
グに対応する符号割り当て部を選択するように、前記第
１および第２の符号選択スイッチを切り換える符号選択
フラグメモリを含み、前記ベクトルメモリは前記更新指
示命令により、記憶されているベクトルがその時点で入
力されている候補ベクトルと置換し、前記候補ベクトル
設定部にて定められた探索範囲のすべてのベクトルの発
生が終了した時点で、蓄えられているベクトルを符号化
対象小ブロックの動きベクトルとして動き補償部と多重
化部に出力する。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２４】図１は本発明の一実施例の画像符号化装置
のブロック図である。図３中と同符号は同じものを示
す。

【００２５】本実施例は可変長符号が２種類の場合の例
である。したがって、２種類の符号割り当て部、すなわ
ち第１の符号割り当て部１１３Ａ、第２の符号割り当て
部１１３Ｂと、２種類の符号長テーブル作成部、すなわ
ち動き補償フレーム間差分値と第１の符号割り当て部１
１３Ａにて用いられる符号の符号長との関係を示すテー
ブル１１８Ａを作成する第１の符号長テーブル作成部１
１７Ａと、動き補償フレーム間差分値と第２の符号割り
当て部１１３Ｂにて用いられる符号の符号長との関係を
示すテーブル１１８Ｂを作成する第２の符号長テーブル
作成部１１７Ｂが設けられている。さらに、動きベクト
ル検出部１０５Ｂでは、それぞれ第１の符号長テーブル
１１８Ａ、第２の符号長テーブル１１８Ｂに基づいて各
動き補償フレーム間差分値に対して割り当てられるべき
符号長を求める第１の符号長変換部２０２Ａ、第２の符
号長変換部２０２Ｂと、それぞれ第１の符号長変換部２
０２Ａ、第２の符号長変換部２０２Ｂで求められた符号
長を入力し、符号長の総和２０８Ａ，２０８Ｂを求める
第１の総和計算部２０３Ａ、第２の総和計算部２０３Ｂ
と、符号選択フラグメモリ２１２と、符号長の総和２０
８Ａ，２０８Ｂを入力、比較し、小さい方の総和２１１
を最小値メモリ２０４に記憶し、選択された方の総和２
１１を与える符号フラグ２１０を符号選択フラグメモリ
２１２に書き込む比較部２０９を備えている。

【００２６】符号選択スイッチ１１９，１２０は符号選
択フラグメモリ２１２に蓄えられている符号フラグ２１
３に応じて切り換わる。

【００２７】次に、本実施例の動作を説明する。

【００２８】まず、入力端子１０１から入力された符号
化対象画像１０２は、小ブロック分割部１０３にて１６
×１６の符号化対象小ブロック１０４に分割される。分
割された小ブロック１０４ごとに、動きベクトル検出部
１０５Ｂでは、フレームメモリ１０６に蓄えられた参照
画像１０７、すなわち符号化対象画像１０２の時間的に
近接した画像中から、定められた評価基準にて動きベク
トル１０８が選択される。動き補償部１０９では、選択
された動きベクトル１０８に対応する参照小ブロック１
１０が求められ、減算器１１１において、符号化対象小
ブロック１０４との差が計算され、動き補償フレーム間
差分値１１２が得られた後、第１の符号割り当て部１１
３Ａまたは第２の符号割り当て部１１３Ｂにて符号が割
り当てられ、多重化部１１４において、動きベクトル情
報１０８と多重された後、符号化データ１１５として出
力端子１１６に出力される。

【００２９】一方、第１の符号長テーブル作成部１１７
Ａでは、動き補償フレーム間差分値と第１の符号割り当
て部１１３Ａにて用いられる符号の符号長との関係を示
すテーブル１１８Ａが作成され、第２の符号長テーブル
作成部１１７Ｂでは、動き補償フレーム間差分値と第２
の符号割り当て部１１３Ｂにて用いられる符号の符号長
との関係を示すテーブル１１８Ｂが作成され、それぞれ
動きベクトル検出部１０５Ｂに送られる。

【００３０】さらに、動きベクトル検出部１０５Ｂの動
作の詳細は以下の通りである。候補ベクトル設定部２０
５は、定められた探索範囲中のベクトルを発生させると
ともにベクトルメモリ２０６に送出する。シフト部２０
７では、フレームメモリ１０６に蓄えられている参照画
像１０７が候補ベクトル設定部２０５で設定された候補
ベクトルによってその分だけ空間的にシフトされる。減
算器２０１においては、シフトされた小ブロックと符号
化対象小ブロック１０４の動き補償フレーム間差分値が
計算され、第１の符号長変換部２０２Ａおよび第２の符
号長変換部２０２Ｂへ入力される。第１の符号長変換部
２０２Ａでは、第１の符号長テーブル１１８Ａに基づい
て各動き補償フレーム間差分値に対して割り当てられる
べき符号長が求められた後、第１の総和計算部２０３Ａ
に入力される。第１の総和計算部２０３Ａでは小ブロッ
ク内での符号長の総和２０８Ａが計算される。同様にし
て、第２の符号長変換部２０２Ｂでは、第２の符号長テ
ーブル１１８Ｂに基づいて各動き補償フレーム間差分値
に対して割り当てられるべき符号長が求められた後、第
２の総和計算部２０３Ｂに入力される。第２の総和計算
部２０３Ｂでは小ブロック内での符号長の画素２０８Ｂ
が計算される。計算された２種類の総和２０８Ａおよび
２０８Ｂは比較部２０９に送られ、小さい方の総和２１
１が最小値メモリ２０４に送られ、その時点でメモリに
蓄えられている最小値との比較が行なわれる。選択され
た方の総和２１１が最小値メモリ２０４に蓄えられてい
る最小値よりも小さい場合には、最小値が更新されると
ともに、ベクトルメモリ２０６に対して更新指示命令が
送られ、記憶されているベクトルがその時点で入力され
ている候補ベクトルに置換される。さらに、比較器２０
９から、選択された方の総和２１１を与える符号フラグ
２１０を符号選択フラグメモリ２１２に書き込む。

【００３１】候補ベクトル設定部２０５にて定められた
探索範囲のすべてのベクトルの発生が終了した時点で、
ベクトルメモリ２０６に蓄えられているベクトルが符号
化対象小ブロックの動きベクトル１０８として出力さ
れ、また符号選択フラグメモリ２１２に蓄えられている
符号フラグが符号選択フラグ２１３として符号選択スイ
ッチ１１９，１２０に出力されるとともに、最小値メモ
リ２０４、ベクトルメモリ２０６、符号選択フラグメモ
リ２１２がリセットされる。符号選択スイッチ１１９，
１２０は符号選択フラグ２１３に基づいてスイッチを切
替える。

【００３２】本実施例においては以下のような演算がな
されていることになる。１６×１６の符号化対象小ブロ
ックＢ（ｉ，ｊ）に対して、フレームメモリ１０６中の
参照画像１０７上で空間的にＢ（ｉ，ｊ）を水平・垂直
方向に（ｕ，ｖ）だけずらした小ブロックＢ'(ｉ＋ｕ，
ｊ＋ｖ）との動き補償フレーム間差分値Ｅ^u,v(ｉ，ｊ）
を以下に基づき計算する。

【００３３】

【数４】差分値Ｅ^u,v(ｉ，ｊ）に対して割り当てられるべき２種
類の符号の長さをそれぞれＷ¹ ［Ｅ^u,v(ｉ，ｊ）］，Ｗ
² ［Ｅ^u,v(ｉ，ｊ）］とし、各ベクトル（ｕ，ｖ）に対
して、次式のＬ¹(ｕ，ｖ），Ｌ²(ｕ，ｖ）を計算する。

【００３４】

【数５】（ｕ，ｖ）を設定された探索領域内で変化させて、上記
Ｌ¹(ｕ，ｖ），Ｌ²(ｕ，ｖ）の最小値を与えるような
（ｕ，ｖ）を最終的な動きベクトル（Ｕ，Ｖ）とし、動
きベクトル（Ｕ，Ｖ）によって定められる参照画像１０
７中の小ブロックを参照小ブロックとする。また、最小
値を与えるのがＷ¹ を用いた場合かＷ² を用いた場合か
により、符号割り当て部１１３Ａ，１１３Ｂで使用する
符号を決定する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、参照フレ
ーム中の複数個の候補ベクトルの各々に対して、動き補
償フレーム間差分値に対する符号の長さを符号テーブル
ごとにブロック内の各画素で合計し、符号の長さの合計
が最小となるものを動きベクトルとするとともに、該動
きベクトルにて求められる動き補償フレーム間差分値に
対して、前記最小符号長を与えるような符号テーブルに
て符号割り当てを行なうことによりその動きベクトルに
対応する小ブロックが参照小ブロックとなり、結果とし
て、動き補償フレーム間予測差分値に符号を割り当てて
伝送・記録するようなロスレス符号化方法において、最
終的に符号を割り当てて得られる符号長の総和が最短な
ものにすることが可能となる。また、用いる符号の符号
長をテーブルにしておくことで、処理も容易であるの
で、非常に実現性の高い方法であるといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の符号化装置のブロック図で
ある。

【図２】本探索による動きベクトル検出方法を示す図で
ある。

【図３】符号化装置の従来例のブロック図である。

【図４】従来の符号化方法の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１０１入力端子１０２符号化対象画像１０３小ブロック分割部１０４符号化対象小ブロック１０５Ａ，１０５Ｂ動きベクトル検出部１０６フレームメモリ１０７参照画像１０８動きベクトル１０９動き補償部１１０参照小ブロック１１１減算器１１２動き補償フレーム間差分値１１３符号割り当て部１１４多重化部１１５符号化データ１１６出力端子１１７Ａ第１の符号長テーブル作成部１１７Ｂ第２の符号長テーブル作成部１１８Ａ第１の符号長テーブル１１８Ｂ第２の符号長テーブル１１９，１２０符号選択スイッチ２０１減算器２０２Ａ第１の符号長変換部２０２Ｂ第２の符号長変換部２０３Ａ第１の総和計算部２０３Ｂ第２の総和計算部２０４最小値メモリ２０５候補ベクトル設定部２０６ベクトルメモリ２０７シフト部２０８Ａ第１の符号長の総和２０８Ｂ第２の符号長の総和２０９比較部２１０符号フラグ２１１選択された総和２１２符号選択フラグメモリ２１３符号選択フラグ

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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル画像信号に対して現フレーム
の画像データを小ブロックに分割し、分割された符号化
対象小ブロックに対して、フレームメモリに蓄えられて
いる過去または未来の参照フレームから動きベクトルを
求め、該動きベクトルにより定まる参照ブロックと現フ
レームの符号化対象小ブロックとの動き補償フレーム間
差分値を算出した後、動き補償フレーム間差分値に符号
を割り当てることにより符号化して伝送・記録する画像
符号化方法において、動き補償フレーム間差分信号に対して割り当てるべき複
数のテーブルをあらかじめ用意し、参照フレーム中の複数個の候補ベクトルの各々に対し
て、動き補償フレーム間差分値に対する符号の長さを符
号テーブルごとにブロック内の各画素で合計し、符号の
長さの合計が最小となるものを動きベクトルとするとと
もに、該動きベクトルにて求められる動き補償フレーム
間差分値に対して、前記最小符号長を与えるような符号
テーブルにて符号割り当てを行なうことを特徴とする画
像符号化方法。
【請求項２】Ｎ段の木探索にて動きベクトルの探索を
行なう場合、初段からＫ−１段の探索について、参照フ
レーム中の複数個の候補ベクトルの各々に対して、動き
補償フレーム間差分値の絶対値をブロック内の各画素で
合計し、絶対値和の合計が最小となるものを次段の動き
ベクトル探索の中心とし、Ｋ段からＮ段の探索について
は請求項１に従う探索を行なうことを特徴とする画像符
号化方法。
【請求項３】入力された符号化対象画像を符号化対象
小ブロックに分割する小ブロック分割部と、参照画像を
蓄えるフレームメモリと、該フレームメモリに蓄えられ
ている過去または未来の参照画像から動きベクトルを求
める動きベクトル検出部と、求められた動きベクトルに
対応する参照小ブロックを求める動き補償部と、前記参
照小ブロックと前記符号化対象小ブロックとの差である
動き補償フレーム間差分値を算出する減算器と、前記動
き補償フレーム間差分値に符号を割り当てる第１、第
２、・・・、第ｎ（ｎ≧２）の符号割り当て部と、符号
を割り当てられた動き補償フレーム間差分値を前記動き
ベクトルと多重化し、符号化データとして出力する多重
化部と、前記動き補償フレーム間差分値と前記第１、第
２、・・・、第ｎの符号割り当て部にて用いられる符号
の符号長との関係を示す第１、第２、・・・、第ｎの符
号長テーブルを作成し、前記動きベクトル検出部に出力
する第１、第２、・・・、第ｎの符号長テーブル作成部
と、前記減算器の出力を前記第１〜第ｎの符号割り当て
部の入力のいずれかに接続する第１の符号選択スイッチ
と、前記第１〜第ｎの符号割り当て部のいずれかの出力
を前記多重化部に出力する第２の符号選択スイッチを有
し、前記動きベクトル検出部は、ベクトルメモリと、動きベ
クトルの定められた探索範囲中のベクトルを発生し、前
記ベクトルメモリに格納する候補ベクトル設定部と、前
記フレームメモリに蓄えられている参照画像を前記候補
ベクトル設定部で発生された候補ベクトルによってその
分だけシフトするシフト部と、シフトされた小ブロック
と前記符号化対象小ブロックの動き補償フレーム間差分
値を計算する減算器と、前記第１、第２、・・・、第ｎ
の符号長テーブルに基づいて該動き補償フレーム間差分
値に対して割り当てられるべき第１、第２、・・・、第
ｎの符号長を求める第１、第２、・・・、第ｎの符号長
変換部と、小ブロック内での前記第１、第２、・・・、
第ｎの符号長の総和を計算する第１、第２、・・・、第
ｎの総和計算部と、前記第１の符号長の総和、前記第２
の符号長の総和、・・・、第ｎの符号長の総和を比較
し、最も小さい総和および該総和を与える符号フラグを
出力する比較部と、前記最小の総和を、現在蓄えられて
いる最小値と比較し、該総和が前記最小値よりも小さい
場合には、該総和で最小値を更新し、前記ベクトルメモ
リに更新指示命令を送る最小値メモリと、前記符号フラ
グを記憶し、該符号フラグに対応する符号割り当て部を
選択するように、前記第１および第２の符号選択スイッ
チを切り換える符号選択フラグメモリを含み、前記ベク
トルメモリは前記更新指示命令により、記憶されている
ベクトルをその時点で入力されている候補ベクトルと置
換し、前記候補ベクトル設定部にて定められた探索範囲
のすべてのベクトルの発生が終了した時点で、蓄えられ
ているベクトルを符号化対象小ブロックの動きベクトル
として前記動き補償部と前記多重化部に出力する画像符
号化装置。