JP3824359B2

JP3824359B2 - 動きベクトル検出方法および装置

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Publication number: JP3824359B2
Application number: JP27902196A
Authority: JP
Inventors: 正尊茂木; 義治上谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JPH10108193A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の記録・通信・伝送および放送等における動き補償予測符号化方式の動画像符号化装置に係り、特に動きベクトル検出対象画面の部分領域が符号化済みの参照画面のどの部分領域から動いたものかを表す動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法およびその方法を用いた動きベクトル検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動画像信号は情報量が膨大であるため、単にディジタル化して伝送や記録を行おうとすると、極めて広帯域の伝送路や、大容量の記録媒体を必要とする。そこで、テレビ電話、テレビ会議、ＣＡＴＶおよび画像ファイル装置等では、動画像信号を少ないデータ量に圧縮符号化する技術が用いられる。
【０００３】
動画像信号の圧縮符号化技術の一つとして、動き補償予測符号化方式が知られている。この動き補償予測符号化方式では、符号化済みの画面を参照画面とし、入力画面の部分領域に対して参照画面の最も相関の高い部分領域を検出することにより、入力画面の部分領域が参照画面のどの部分領域から動いたものかを表す動きベクトルを求め、入力画面の部分領域と動きベクトルにより示される参照画面の部分領域との差分である予測誤差信号を符号化する。
【０００４】
一般に、動画像信号を得るための画面の走査方法としては、１ラインずつ順々に走査する順次走査（ノンインタレーススキャンニング−non-interlaced scanning −）と、１ラインずつ間を空けて走査する飛び越し走査（インタレーススキャンニング−interlaced scanning −）がある。１回の飛び越し走査によって得られる１ラインずつ間引かれた画面をフィールドと呼び、１回の順次走査または２回の飛び越し走査によって得られる完全な画面をフレームと呼ぶ。
【０００５】
順次走査によって得られるノンインタレース画像のように、同一フレーム内のフィールド間では動きが存在しない場合には、フレーム構成によって検出した動きベクトル（以下、フレーム動きベクトルという）を用いる動き補償予測方法が有効となることが多い。
【０００６】
これに対して、飛び越し走査によって得られるインタレース画像においては、一般に同一フレーム内であってもフィールド間に動きが存在するので、フィールド構成によって検出した動きベクトル（以下、フィールド動きベクトルという）を用いる動き補償予測方法が有効となる場合が多い。
【０００７】
そこで従来では、同一フレーム内のフィールド間に動きが存在する場合と、動きがしない場合の双方に対応できるように、入力画面のフレーム構成の部分領域と、その部分領域を形成するフィールド構成の各部分領域について、それぞれ個別に動きベクトルを検出していた。
【０００８】
例えば、ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11/N0400に示される手法では、以下の手順によって、フレームで構成される部分領域およびフィールドで構成される部分領域についての動きベクトルをそれぞれ検出していた。
【０００９】
まず、図４に示すように入力画面（入力フレーム）３０２中のフレーム構成の部分領域３０５の白丸で示す奇数ラインと黒丸で示す偶数ライン、つまりフィールド構成の各部分領域と、参照画面（参照フレーム）３０１中のフレーム構成の部分領域３０６のフィールド構成の部分領域との間の誤差量である予測誤差量を算出する。
【００１０】
そして、入力フレーム３０２中のフィールド構成の各部分領域についてこの予測誤差量の値を評価し、その値が最も小さくなる動きベクトルをフィールド動きベクトルとして検出する。次に、入力フレーム３０２中のフィールド構成の各部分領域に対して算出した予測誤差量の和を求める。そして、この予測誤差量の和を評価し、その値が最も小さくなる動きベクトルをフレーム動きベクトルとして検出する。
【００１１】
ここで、図４に示されるように、入力フレーム３０２中のフィールド構成の各部分領域に対応する参照フレーム３０１中のフィールド構成の部分領域は、参照フレーム３０１中のフレーム構成の部分領域を形成するように組み合わされている。すなわち、参照フレーム３０１中のフィールド構成の各部分領域は、それぞれ参照フレーム３０１中のフレーム構成の部分領域の奇数ラインと偶数ラインになっている。
【００１２】
このような手順によりフレーム動きベクトルとフィールド動きベクトルの双方を検出した後、フレーム構成の部分領域に対して検出した１つのフレーム動きベクトルを用いた場合の予測誤差量と、同一フレームを構成する２つのフィールドの部分領域に対して検出した２つのフィールド動きベクトルを用いた場合の予測誤差量の和とを比較して、その値が最も小さくなる予測方法における動きベクトルを動き補償に使用していた。
【００１３】
しかし、このようにフレーム動きベクトルとフィールド動きベクトルの両方を検出する方法は、一つの入力画面についての動きベクトル検出のために必要な演算量が増大するという問題がある。
【００１４】
一方、ＭＰＥＧのように、参照画面と入力画面が必ずしも隣接していない場合もあり、このような場合は参照画面と入力画面が時間的に離れ、その間隔が大きくなることがある。参照画面と入力画面との間隔が大きくなると、それだけ参照画面からの動きの量も大きくなる。従って、画面間隔が離れた参照画面から画像の動きに追随させて動きベクトル検出を行うためには、動きベクトル検出の探索範囲を広げなくてはならず、動きベクトルの検出に要する演算量が膨大となってしまう。
【００１５】
このよう問題に対し、テレスコピック探索と呼ばれる手法を用いて、演算量を削減させつつ、離れた参照画面からの動きベクトルの検出を行う方法が考えられている。テレスコピック探索では、１画面前の画面上で同じ位置の部分領域に対して検出した動きベクトルを基準として、設定位置をシフトさせた探索範囲で動きベクトル検出を行う。
【００１６】
テレスコピック探索で前述のフレーム動きベクトルとフィールド動きベクトルの両方を検出する場合には、図５に示すように動きベクトルを検出しようとする入力フレーム（入力フレーム２）４０３より１フレーム前の入力フレーム（入力フレーム１）４０２のうち、入力フレーム４０３中の部分領域４０５と同じ位置の部分領域４０４に対して検出したフレーム動きベクトルを探索範囲の設定の基準として、探索範囲４０６を矢印４０８のようにシフトさせた探索範囲４０７を参照フレーム４０１内に設定し、この探索範囲４０７についてフレーム単位のテレスコピック探索を行う方法がとられている。
【００１７】
しかし、このようにフレーム単位のテレスコピック探索を行う方法は、動きの大きいインタレース画像に対して追随させようとすると、探索範囲を大きくしなくてはならないため、動きベクトル検出に要する演算量が増加し、ひいては回路規模の増加を招いてしまい、演算量を削減するというテレスコピック探索の本来の目的を果たせなくなるという問題点があった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、フィールド動きベクトルとフレーム動きベクトルの両方を検出する従来の動きベクトル検出方法では、一つの入力画面についての動きベクトル検出に要する演算量が多いという問題点があった。
【００１９】
また、フレーム単位のテレスコピック探索を行う方法は、動きの大きいインタレース画像に対しても追随するには探索範囲を大きくとらなれけばならず、動きベクトル検出に要する演算量が増加し、ひいては回路規模の増加を招くという問題点があった。
【００２０】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、少ない演算量で大きい動きに追随することができ、かつフレーム動きベクトルの検出精度を高めて動きの小さな画像に対する動きベクトルの検出性能を向上させることができる動きベクトル検出方法および動きベクトル検出装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明はフィールド単位のテレスコピック探索を行うことにより、少ない演算量で大きい動きに追随することができるようにし、さらに入力画面の両フィールドの各々の部分領域に対する探索範囲が重なる領域については、入力画面の両フィールドの各々の部分領域に対して算出した誤差量を足し合わせ、その足し合わされた値を評価量に使用することにより、演算量の増加を招くことなくフレーム動きベクトルの検出精度を高めるようにしたことを骨子とするものである。
【００２２】
すなわち、本発明は第１および第２のフィールドで構成される入力フレーム上の部分領域が参照フィールドで構成される参照フレーム上のどの部分領域から動いたかを示す動きベクトル情報を検出する際、第１の動きベクトル探索範囲を参照フィールド上に設定し、該第１の動きベクトル探索範囲内の第１の動きベクトル候補に対する第１の予測誤差を算出して第１の予測誤差が最小となる第１の動きベクトルをフィールド動きベクトルとして検出し、この第１の動きベクトルに基づいて、入力フレームの第２のフィールド中の部分領域に対する第２の動きベクトル探索範囲を参照フィールド上に設定し、該第２の動きベクトル探索範囲内の第２の動きベクトル候補に対する第２の予測誤差を算出して第２の予測誤差が最小となる第２の動きベクトルをフィールド動きベクトルとして検出し、第１の動きベクトル探索範囲と第２の動きベクトル探索範囲とが重なる領域に相当する参照フレーム上の領域である第３の動きベクトル探索範囲内の第３の動きベクトル侯補に対する第３の予測誤差を該第３の動きベクトル探索範囲内について前記第１および第２の予測誤差を加算することで算出して第３の予測誤差が最小となる第３の動きベクトルをフレーム動きベクトルとして検出し、第１、第２および第３の動きベクトルから最適な動きベクトルを選択することを特徴とする。
【００２３】
また、第３の動きベクトルを検出するために、第１の動きベクトルを検出する際に用いた第１の予測誤差を記憶しておき、この記憶した第１の予測誤差を第２の予測誤差と加算して第３の予測誤差を求めるようにする。
【００２４】
このように本発明によると、フィールド単位のテレスコピック探索を行って第１および第２の動きベクトルを検出することにより、動きベクトルの探索に様子演算量を増加させることなく、大きい動きに追従できる。しかも、フレーム動きベクトルである第３の動きベクトルの探索精度を高めることができるので、探索に用する演算量を増やすことなく、動きの小さい画像に対する動きベクトルの検出性能も向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る動きベクトル検出方法の検出手順を説明する。
【００２６】
まず、入力フィールドの部分領域、すなわちフィールド構成の入力画面の部分領域を設定する（ステップＳ０１）。
次に、参照フィールド、すなわちフィールド構成の複数の参照画面上に、動きベクトルの探索範囲を設定する（ステップＳ０２）。この探索範囲の設定に際しては、テレスコピック探索による動きベクトルの検出順で１フィールド前の入力フィールド上で同じ位置の部分領域に対して検出したフィールド動きベクトルが指し示す位置を基準とする。
【００２７】
次に、フィールド構成およびフレーム構成の入力部分領域（入力画面の部分領域）との誤差量が最小となる参照部分領域（参照画面の部分領域）の位置を検出する（ステップＳ０３〜Ｓ０９）。
【００２８】
すなわち、まずステップＳ０３において入力フィールドの部分領域と参照フィールドの部分領域との間の誤差量を算出する。
ステップＳ０４においては、これら入力フィールドおよび参照フィールドの部分領域間の誤差量を評価量として、以前の誤差量と同じかそれよりも小さい場合には、動きベクトルおよび誤差量を更新することにより、各フィールド毎のフィールド動きベクトルを検出する。
【００２９】
ステップＳ０５では、現在動きベクトル検出を行っている入力フィールドがテレスコピック探索による動きベクトルの検出順で１フィールド前の入力フィールドと同一フレームを構成するか否かを判断する。この判断の結果、現在動きベクトル検出を行っている入力フィールドが１フィールド前の入力フィールドと同一フレームを構成しない場合には、ステップＳ０７において誤差量を予測誤差記憶部に記憶する。
【００３０】
また、ステップＳ０５において現在動きベクトル検出を行っている入力フィールドが１フィールド前の入力フィールドと同一フレームを構成している場合には、次のステップＳ０６において誤差量の加算を行い、加算した誤差量を評価量として、以前の加算された誤差量と同じかそれよりも小さい場合には、動きベクトルおよび加算された誤差量を更新することによって、フレーム動きベクトルを検出する。
【００３１】
その際、同一フレームを構成する、前入力フィールドと現入力フィールドの２つの入力フィールドの各入力部分領域に対する探索範囲が重なる領域については、現入力部分領域に対する誤差量と予測誤差記憶部に記憶された前入力部分領域に対する誤差量を加算し、探率範囲が重ならない領域については、例えばデフォルトで設定した大きい値を加算することによって、誤差量の評価の際に選択されないようにしたりする。
【００３２】
ステップＳ０８において、探索範囲内の探索が終了したか否かが判断され、終了していない場合には、ステップＳ０９において参照フィールドの部分領域を更新して、ステップＳ０３ないしＳ０８の動作を繰り返すことになる。
【００３３】
一方、ステップＳ０８において探索範囲内の探索が終了したと判断された場合には、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０では、現在動きベクトル検出を行っている入力フィールドがテレスコピック探索による動きベクトルの検出順で１フィールド前の入力フィールドと同一フレームを構成するか否かを判断する。この判断の結果、現在動きベクトル検出を行っている入力フィールドが１フィールド前の入力フィールドと同ーフレームを構成しない場合には、ステップＳ１１で入力フィールドを切り替えて、ステップＳ０１からステップＳ０９までの処理を繰り返す。また、同一フレームを構成する場合には、ステップＳ１２に進みフィールド動きベクトルおよびフレーム動きベクトルの検出が完了する。
【００３４】
ステップＳ１３では、最適な動きベクトルの検出を行う。例えば、フィールド動きベクトルとフレーム動きベクトルのうち、動き補償予測に適する方を選択する。また、必要に応じて、１／２画素精度の動きベクトル検出を行う。
【００３５】
次に、図２を用いて上述した動きベクトル検出手順を用いる本発明の一実施形態に係る動きベクトル検出装置を含む動画像符号化装置について説明する。
この動画像符号化装置は、動画像信号が入力される入力端子１０１、第１の画像メモリ１０２、第１の動きベクトル検出部１０３、第２の動きベクトル検出／予測部１０４、第２の画像メモリ１０５、フレーム遅延器１０６、減算器１０７、直交変換器１０８、量子化器１０９、逆量子化器１１０、逆直交変換器１１１、遅延器１１２、加算器１１３、可変長符号化器１１４、符号化データを出力する出力端子１１５、予測誤差記憶部１１６、加算器１１７、および予測誤差評価部１１８からなる。
【００３６】
以下、各部の構成について説明すると、まず第１の画像メモリ１０２は、入力画面の画像信号、すなわち入力端子１０１から入力される画像信号を１画面分記憶する。
【００３７】
第１の動きベクトル検出部１０３は、第１に、入力端子１０１から入力される画像信号の複数画素で構成されるフィールド構成の部分領域に対して、第１の画像メモリ１０２に記憶されている過去に入力された画面からのフィールド動きベクトル侯補を検出し、そのフィールド動きベクトル候補を第２の動きベクトル検出／予測部１０４に出力する。
【００３８】
第１の動きべクトル検出部１０３は、第２に、算出した部分領域間の誤差量を予測誤差記憶部１１６と加算器１１７に出力する。
第１の動きベクトル検出部１０３は、第３に、算出した誤差量を予測誤差記憶部１１６に書き込む際の書き込みアドレス情報と、テレスコピック探索によって探索中心位置が移動した分だけ書き込みアドレスからシフトさせた読み出しアドレス情報と、前入力フィールドと同一フレームを構成するか否かを示す情報とを予測誤差記憶部１１６および予測誤差評価部１１８とに出力する。
【００３９】
予測誤差記憶部１１６は、第１に、前入力フィールドと同一フレームを構成しない場合には、第１の動きベクトル検出部１０３から入力される書き込みアドレス情報で示される位置に、第１の動きベクトル検出部１０３から入力される誤差量を記憶する。
【００４０】
予測誤差記憶部１１６は、第２に、前入力フィールドと同一フレームを構成する場合で同一フレームを構成する各入力部分領域に対して順定した探索範囲が重なっている領域内の場合には、第１の動きベクトル検出部１０３から入力される読み出しアドレス情報で示される位置に記憶されている誤差量を加算器１１７に出力する。
【００４１】
予測誤差記憶部１１６は、第３に、前入力フィールドと同一フレームを構成する場合で同一フレームを構成する各入力部分領域に対して設定した探索範囲が重なり合っていない領域内の場合、または前入力フィールドと同一フレームを構成しない場合には、デフォルトで設定した大きい値を加算器１１７に出力する。
【００４２】
加算器１１７は、第１の動きベクトル検出部１０３から入力される誤差量と、予測誤差記憶部１１６から入力される誤差量とを加算して予測誤差評価部１１８に出力する。
【００４３】
予測誤差評価部１１８は、加算器１１７から入力される加算された誤差量を評価して第１の画像メモリ１０２に記憶されている過去に入力された画面からのフレーム動きベクトル侯補を検出し、そのフレーム動きベクトル侯補を第２の動きベクトル検出／予測部１０４に出力する。
【００４４】
第２の動きベクトル検出／予測部１０４は、第１に、局部再生されかつ第２の画像メモリ１０５に記憶された過去の画面を参照して、１／２画素精度の動きベクトルを検出する。その際、第１の動きベクトル検出部１０３から入力されるフィールド動きベクトル侯補の近傍を高精度で再探索して、１／２画素精度のフィールド動きベクトルを検出する。
【００４５】
第２の動きベクトル検出／予測部１０４は、第２に、予測誤差評価部１１８から入力されるフレーム動きベクトル候補の近傍を高精度で再探索して１／２画素精度のフレーム動きベクトルを検出する。そして、これら１／２画素精度の動きベクトルを検出すると共に、その中から入力画面の部分領域の動き補償予測符号化を行うのにより適した動きベクトルを選択して、その動きベクトルに従った予測信号を生成し、その予測信号と予測モードと動きベクトル情報を出力する。
【００４６】
減算器１０７は、第２の動きベクトル検出／予測部１０４から出力される予測信号と、遅延器１０６を介して入力される画像信号との差分信号を算出して出力する。減算器１０７から出力される差分信号は、複数の差分信号毎に直交変換器１０８により周波数成分に変換され、量子化器１０９により再量子化処理が施される。
【００４７】
可変長符号化器１１４は、量子化器１０９から出力される再量子化信号を第２の動きベクトル検出部１０４から出力される予測モードと動きベクトル情報と共に可変長符号化して出力端子１１５に出力する。
【００４８】
また、量子化器１０９から出力される再量子化信号は、逆量子化器１１０により逆量子化処理が施され、さらに逆直交変換器１１１により差分信号に逆変換される。
【００４９】
加算器１１３は、逆直交変換器１１１から出力される差分信号と遅延器１１２を介して入力される予測信号との加算により局部再生信号を生成する。この局部再生信号は、次の入力画面に対する予測信号生成に使用するために、第２の画像メモリ１０５に記憶される。
【００５０】
次に、図３を用いて本実施形態における部分領域間の予測誤差量の算出方法の一例について説明する。ここでは、前方予測の例について述べる。
まず、入力トップフィールド２０５上の入力部分領域２１３に対して、参照トップフィールド２０３および参照ボトムフィールド２０４のそれぞれに探索範囲２１７および２１８を設定する。
【００５１】
次に、それぞれの探索範囲２１７および２１８内の参照部分領域と入力部分領域２１３との間の誤差量を算出し、予測誤差記憶部１１６に記憶する。探索範囲内の全ての参照部分領域について、誤差量算出と予測誤差記憶部１１６への記憶を行う。また、部分領域間誤差量を評価量として、この評価量が最小値をとる参照部分領域の位置情報を入力部分領域２１３に対するフィールド動ベクトルとする。ここで、フィールド動きベクトルとしては、参照トップフィールド２０３および参照ボトムフィールド２０４のそれぞれにおいて評価量が最小となる動きベクルからさらに一方を選択する。
【００５２】
次に、検出したフィールド動きベクトルを基準として、入力トップフィールド２０５と同一入力フレーム２０２を構成する入力ボトムフィールド２０６上の入力部分領域２１４に対して、参照トップフィールド２０３および参照ボトムフィールド２０４のそれぞれに、探索範囲２１９および２２０を設定する。
【００５３】
次に、それぞれの探索範囲内の参照部分領域と入力部分領域２１４との間の誤差量を算出する。
次に、入力トップフィールド２０５上の入力部分領域２１３に対して２つの参照フィールド２０３，２０４上に設定した探索範囲２１７，２１８と、入力ボトムフィールド２０６上の入力部分領域２１４に対して２つの参照フィールド２０３，２０４上に設定した探索範囲２１９，２２０とが重なる領域で、予測誤差記憶部１１６に記憶されている入力トップフィールド２０５上の入力部分領域２１３に対して算出した誤差量と、入力ボトムフィールド２０６上の入力部分領域２１４に対して算出した誤差量とを加算器１１７で加算する。
【００５４】
ここで、誤差量の加算は次のようにして行う。例えば、探索範囲が重なる領域内について、入力トップフィールド２０５上の入力部分領域２１３と参照トップフィールド２０３上の参照部分領域２１０との間の誤差量と、入力ボトムフィールド２０６上の入力部分領域２１４と参照ボトムフィールド２０４上の参照部分領域２１２との間の誤差量とを加算する。入力部分領域２１３と入力部分領域２１４とは、入力フレーム２０２上の入力部分領域２０９のそれぞれトップフィールドラインとボトムフィールドラインに相当し、参照部分領域２１０と参照部分領域２１２とは、参照フレーム２０１上の参照部分領域２０７のそれぞれトップフィールドラインとボトムフィールドラインに相当する。従って、この加算された誤差量は、入力フレーム２０２上の入力部分領域２０９と参照フレーム２０１上の参照部分領域２０７との間の誤差量に相当する。
【００５５】
また例えば、参照トップフィールド２０３上で参照部分領域２１０と垂直位置が１フィールドライン異なる参照部分領域２１１と入力ボトムフィールド２０６上の入力部分領域２１４との間の誤差量と、参照ボトムフィールド２０４上の参照部分領域２１２と入力トップフィールド２０５上の入力部分領域２１３との間の誤差量とを加算する。
【００５６】
参照部分領域２１１と参照部分領域２１２とは、参照フレーム２０１上の、参照部分領域２０７と垂直位置が１フレームライン異なる参照部分領域２０８のそれぞれトップフィールドラインとボトムフィールドラインとに相当する。従って、この加算された誤差量は、入力フレーム２０２上の入力部分領域２０９と参照フレーム２０１上の参照部分領域２０８との間の誤差量に相当する。
【００５７】
これらの例に示すように、参照フレーム２０１上で参照部分領域が１画素／１フレームラインずつシフトしてゆく組み合わせとなるように、フィールド部分領域間の誤差量を加算する。この加算された誤差量を評価量として、該評価量が最小値となる部分領域の位置を入力部分領域２０９に対するフレーム動きベクトルとする。
【００５８】
また、入力部分領域２１４に対して、加算されないフィールド部分領域間誤差量評価量として、この評価量が最小値をとる参照部分領域の位置情報を入力ボトムフィールド２０６上の入力部分領域２１４に対するフィールド動きベクトルとする。ここで、フィールド動きベクトルは、参照トップフィールド２０３および参照ボトムフィールド２０４のそれぞれにおいて評価量が最小となる動きベクトルからさらに一方を選択する。
【００５９】
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、これらはあくまで実施の一例を示したものであり、ここに示したもの以外にも本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な形態を取り得ることはもちろんである。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では第１の入力フィールド中の部分領域に対する動きベクトル探索範囲を参照画面上に設定して第１の動きベクトルを検出した後、第１の動きベクトルに基づき第２の入力フィールド中の部分領域に対する動きベクトル探索範囲を参照画面上に設定して第２の動きベクトルを検出し、２つの参照フィールドを合わせたフレームで構成される領域を探索範囲としたときの予測誤差を第１、第２の動きベクトルの検出時に求めた予測誤差の和で算出して第３の動きベクトルを検出し、これら３種類の動きベクトルから最適な動きベクトルを検出している。
【００６１】
従って、本発明によればフィールド単位のテレスコピック探索により第１および第２の動きベクトル検出を行うことにより、少ない探索演算量で大きい動きに追随できる上に、フレーム動きベクトルである第３の動きベクトルの探索精度を高めることができるため、探索演算量を増やすことなく、動きの小さい画像に対する動きベクトルの検出性能も向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る動きベクトル検出方法を説明するためのフローチャート
【図２】同実施形態に係る動きベクトル検出装置を含む動画像符号化装置の構成を示すブロック図
【図３】同実施形態における部分領域間の予測誤差量算出方法を説明するための図
【図４】従来技術に基づく部分領域間の予測誤差量算出方法を説明するための図
【図５】従来技術に基づくフレーム単位のテレスコピック探索の概念を表す図
【符号の説明】
１０１…動画像信号入力端子
１０２…第１の画像メモリ
１０３…第１の動きベクトル検出部
１０４…第２の動きベクトル検出／予測部
１０５…第２の画像メモリ
１０６…フレーム遅延器
１０７…減算器
１０８…直交変換器
１０９…量子化器
１１０…逆量子化器
１１１…逆直交変換器
１１２…遅延器
１１３…加算器
１１４…可変長符号化器
１１５…符号化データ出力端子
１１６…予測誤差記憶部
１１７…加算器
１１８…予測誤差評価部

Claims

第１および第２フィールドで構成される入力フレーム上の部分領域が参照フィールドで構成される参照フレーム上のどの部分領域から動いたかを示す動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出方法において、
前記入力フレームの第１のフィールド中の部分領域に対する第１の動きベクトル探索範囲を前記参照フィールド上に設定し、該第１の動きベクトル探索範囲内の第１の動きベクトル候補に対する第１の予測誤差を算出して第１の予測誤差が最小となる第１の動きベクトルをフィールド動きベクトルとして検出するステップと、
前記第１の動きベクトルに基づいて、前記入力フレームの第２のフィールド中の部分領域に対する第２の動きベクトル探索範囲を前記参照フィールド上に設定し、該第２の動きベクトル探索範囲内の第２の動きベクトル候補に対する第２の予測誤差を算出して第２の予測誤差が最小となる第２の動きベクトルをフィールド動きベクトルとして検出するステップと、
前記第１の動きベクトル探索範囲と第２の動きベクトル探索範囲とが重なる領域に相当する前記参照フレーム上の領域である第３の動きベクトル探索範囲内の第３の動きベクトル侯補に対する第３の予測誤差を該第３の動きベクトル探索範囲内について前記第１および第２の予測誤差を加算することで算出して第３の予測誤差が最小となる第３の動きベクトルをフレーム動きベクトルとして検出するステップと、
前記第１、第２および第３の動きベクトルから最適な動きベクトルを選択するステップと、
を有することを特徴とする動きベクトル検出方法。
前記第１の予測誤差を記憶しておき、前記第３の動きベクトル探索範囲については記憶した第１の予測誤差と前記第２の予測誤差を加算して前記第３の予測誤差を求めることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル検出方法。
第１および第２フィールドで構成される入力フレーム上の部分領域が参照フィールドで構成される参照フレーム上のどの部分領域から動いたかを示す動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出装置において、
前記入力フレームの第１のフィールド中の部分領域に対する第１の動きベクトル探索範囲を前記参照フィールド上に設定し、該第１の動きベクトル探索範囲内の第１の動きベクトル候補に対する第１の予測誤差を算出して第１の予測誤差が最小となる第１の動きベクトルをフィールド動きベクトルとして検出する手段と、
前記第１の動きベクトルに基づいて、前記入力フレームの第２のフィールド中の部分領域に対する第２の動きベクトル探索範囲を前記参照フィールド上に設定し、該第２の動きベクトル探索範囲内の第２の動きベクトル候補に対する第２の予測誤差を算出して第２の予測誤差が最小となる第２の動きベクトルをフィールド動きベクトルとして検出する手段と、
前記第１の動きベクトル探索範囲と第２の動きベクトル探索範囲とが重なる領域に相当する前記参照フレーム上の領域である第３の動きベクトル探索範囲内の第３の動きベクトル侯補に対する第３の予測誤差を該第３の動きベクトル探索範囲内について前記第１および第２の予測誤差を加算することで算出して第３の予測誤差が最小となる第３の動きベクトルをフレーム動きベクトルとして検出する手段と、
を有することを特徴とする動きベクトル検出装置。
前記第３の動きベクトルをフレーム動きベクトルとして検出する手段は、
前記第１の予測誤差を記憶する記憶手段と、
前記第３の動きベクトル探索範囲については前記記憶手段に記憶された第１の予測誤差と前記第２の予測誤差を加算して前記第３の予測誤差を求める加算手段と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の動きベクトル検出装置。