JP3950211B2 - 動きベクトル符号化装置 - Google Patents
動きベクトル符号化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3950211B2 JP3950211B2 JP30565797A JP30565797A JP3950211B2 JP 3950211 B2 JP3950211 B2 JP 3950211B2 JP 30565797 A JP30565797 A JP 30565797A JP 30565797 A JP30565797 A JP 30565797A JP 3950211 B2 JP3950211 B2 JP 3950211B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motion vector
- cmv
- rmv
- difference
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
- H04N5/144—Movement detection
- H04N5/145—Movement estimation
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動きベクトル符号化装置に関し、特に、探索ブロックの動きベクトルをより一層効率的に符号化して、全体的な符号化効率を向上させ得る動きベクトル符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビ電話、電子会議及び高精細度テレビジョンシステムのようなディジタルテレビジョンシステムにおいて、映像フレーム信号のビデオライン信号が「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータよりなっているため、各映像フレーム信号を定義するには大量のディジタルデータを必要とする。しかしながら、従来の伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているため、取分け、テレビ電話及び電子会議のシステムのような低ビットレートの映像信号エンコーダの場合、そのような伝送チャネルを介して多量のディジタルデータを伝送するためには、多様なデータ圧縮技法を用いて伝送すべきデータの量を圧縮するかまたは減らす必要がある。多様な圧縮技法のうち、確率的符号化技法と時間的、空間的圧縮技法とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド符号化（hybrid coding ）技法が最も効率的な圧縮技法として知られている。
【０００３】
殆どのハイブリッド符号化技法は、動き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣＴ（離散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化、及びＶＬＣ（可変長符号化）などの技法を用いている。動き補償ＤＰＣＭは、現フレームとその前フレームとの間の物体（オブジェクト：object）の動きを推定し、推定された物体の動きから現フレームを予測すると共に、現フレームとその予測値との間の差を表す差分信号を発生する方法である。
【０００４】
詳述すると、動き補償ＤＰＣＭでは、現フレームと前フレームとの間で推定された物体の動きに基づいて、現フレームのデータを対応する前フレームのデータから予測する。そのように推定された動きは、前フレームと現フレームとの間の画素の変位を表す２次元動きベクトルによって表される。
【０００５】
ある物体の画素の変位を推定する方法には、２つの基本的な方法がある。一方はブロック単位の動き推定、他方は画素単位の動き推定である。
【０００６】
画素単位の動き推定の場合、変位は全ての画素に対して求められる。この方法は画素値をより正確に推定することができると共に、物体のスケール変更及び非並進移動も容易に扱うことができる。しかし、画素単位の方法では、動きベクトルが全ての画素の各々に対して決定されるので、全ての動きベクトルのデータを受信機に伝送することは実際には不可能である。
【０００７】
一方、ブロック単位の推定方法の場合には、現フレームは複数の探索ブロックに分けられ、現フレームの探索ブロックと基準探索ブロックにおいて一般により大きい探索領域内に含まれた同一大きさの複数の候補ブロック各々との間の類似度を計算することによって、現フレーム内の探索ブロックの動きベクトルを決定する。平均絶対エラーまたは平均二乗エラー等のエラー関数を用いて、現フレームの探索ブロックと前フレームの探索領域内の候補ブロックのうちのいずれか一つとの間の類似度を求める。また、動きベクトルとは、探索ブロックと最小のエラー関数をもたらす候補ブロックとの間の変位を表す。
【０００８】
図１を参照すると、隣接する探索ブロックの動きベクトルの方向性メジアン（median）値に基づいて、探索ブロックの動きベクトルを符号化する通常の動きベクトル符号化装置の概略的なブロック図が示されている。
【０００９】
現フレームの各探索ブロックに対する動きベクトル情報は、メモリ２、基準探索ブロック選択部４及び差分値符号化部８に順に入力される。探索ブロックに対する動きベクトルの情報はフレーム内の探索ブロックの位置データ及び動きベクトルを有し、その動きベクトルは水平成分及び垂直成分によって表現される。
【００１０】
メモリ２は位置データをアドレスとして用いて、受け取った動きベクトルを格納する。
【００１１】
基準探索ブロック選択部４は位置データに基づいて、現探索ブロックの基準探索ブロックを決定し、メモリ２から各基準探索ブロックの動きベクトルを取り出す。この基準探索ブロックは現探索ブロックと予め決められた位置関係を有する。例えば、「MPEG-4,Video Verification Model Version 7.0,ISO/TEC JTC1/SC29/WG11,MPEG97/1642」に開示されているように、現探索ブロックの左側、上側、上部右側に位置した三つのブロックが基準探索ブロックとして決定される。各基準探索ブロックの動きベクトルは、現探索ブロックの動きベクトル（現動きベクトル）に対する基準動きベクトルとして予測値決定部６に供給される。基準動きベクトルに応じて、予測値決定部６は現動きベクトルの予測値を決定し、該予測値を差分値符号化部８に供給する。ここで、予測値の水平成分は基準動きベクトルの水平成分のメジアン値、予測値の垂直成分は基準動きベクトルの垂直成分のメジアン値を各々表す。
【００１２】
差分値符号化部８は差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ）技法を用いて、現動きベクトルとその予測値との間の方向性差分値を求め、該差分値を例えば、可変長符号化( ＶＬＣ) 技法を用いて符号化する。その後、符号化差分値は受信端のデコーダに現探索ブロックの符号化動きベクトルとして伝送される。
【００１３】
大部分の場合に、動きベクトルとその予測値との間の差分値は通常、動きベクトル自体より小さいため、探索ブロックの動きベクトルをその予測値を用いて符号化することによって、該当動きベクトルを表すデータ量を効果的に減らし得る。
【００１４】
しかしながら、例えば、基準動きベクトルが相当な偏差を有するような場合には、前述したメジアンフィルタリングに基づく通常の予測値決定方法では動きベクトルの最適予測値を求めることが困難で、符号化効率が低下されるという不都合がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、動きベクトルの最適予測値を求めて、動きベクトルの符号化効率をより一層向上させ得る動きベクトル符号化装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、各々が第１及び第２成分を有し、探索ブロックの基準探索ブロックの動きベクトルを表す複数の基準動きベクトルRMV に基づいて、前記探索ブロックの現動きベクトルCMV を符号化する動きベクトル符号化装置であって、
ｊが１及び２であり、FCP＿jが前記 RMV＿j のメジアン値である時、第１及び第２成分FCP＿1及びFCP＿2を有する第１予測値FCP を決定する第１予測値決定手段と、
SCP＿jが前記CMV のｊ番目の成分 CMV＿j に対して最小の差をもたらす RMV＿j のうちのいずれか一つに対応する時、第１及び第２成分SCP＿1及びSCP＿2を有する第２予測値SCP を決定する第２予測値決定手段と、
前記 RMV の第１成分 RMV＿1 の前記 FCP＿1に対する分散値及び前記 RMV の第２成分 RMV＿2 の前記 FCP＿2に対する分散値を計算して、該当分散値が既に定められた値より小さければ第１選択信号を、そうでないと、第２選択信号を発生する分散値計算手段と、
TCP＿jは前記 FCP＿j及び前記 SCP＿jのうちの一つであり、前記 FCP＿jと前記 SCP＿jが同一である場合、前記 FCP＿j又は前記 SCP＿jのうちのいずれか一つを前記 TCP＿Jとし、前記 FCP＿jと前記 SCP＿jが同一ではない場合、前記 FCP＿j及び前記 SCP＿jの各々と前記CMV＿jとの差分に対応する符号化ビットの数を計算して、最も少ないビット数を有する FCP＿j又は SCP＿jを TCP＿Jとし、第１及び第２成分 TCP＿1及び TCP＿2を有する第３予測値 TCP を決定する第３予測値決定手段と、
前記第１または第２選択信号に応答して、最適予測値OPとして前記第１選択信号に応答して前記 FCP を選択し、前記第２選択信号に応答して前記 TCP を選択する最適予測値選択手段と、
前記OPの第１成分と前記 CMV の第１成分の差分を符号化し、前記 OP の第２成分と前記 CMV の第２成分の差分を符号化して、符号化動きベクトルデータを発生する符号化手段とを含み、
DIS が前記分散値を表し、RMV(i)＿1 及びRMV(i)＿2 が第ｉ番目の基準動きベクトル RMV(i) のRMV＿１びRMV＿２を表し、ｉが１からＮまでの範囲を有し、Ｎが前記基準動きベクトル RMV(i) の数を表す時、前記分散値計算手段が、
【数２】
のように定義される前記分散値を計算する手段を備えることを特徴とする動きベクトル符号化装置が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２には、本発明による動きベクトル符号化装置100 のブロック図が示されている。ここで、動きベクトルは、現フレームの探索ブロックと最小エラー関数をもたらす前フレームにおける該当探索領域内の候補ブロックとの間の変位を表す。現フレーム内の各探索ブロックに対する動きベクトルの情報はメモリ10、基準動きベクトル選択部15、偏差計算部30、予測値決定部50及び差分値符号化部55にラインＬ10を介して入力される。動きベクトルの情報は現探索ブロックの位置データ及びその動きベクトルを表し、動きベクトルは水平及び垂直成分によって表される。
【００１８】
メモリ10は、位置情報を用いて、各探索ブロックに対する動きベクトルを格納する。
【００１９】
基準動きベクトル選択部15は位置情報に基づいて、現探索ブロックの基準探索ブロックを決定し、メモリ10から基準探索ブロックの動きベクトルを取り出す。本発明の好適実施例において、前述したMPEG-4 verification model 7.0 と同様の方法で、現探索ブロックの左側、上側、右側の上（上部右側）に位置する３個の探索ブロックが基準探索ブロックとして選択される。本発明の他の例として、例えば、現探索ブロックの左側、上側、左側の上（上部左側）に位置する探索ブロックの組が基準探索ブロックとして選択されてもよい。どの場合であっても、動きベクトルを容易にメジアンフィルタリングするためには、基準探索ブロックの数を奇数に設定することが望ましい。
【００２０】
各基準探索ブロックの動きベクトルは水平成分及び垂直成分よりなり、現探索ブロック（“現動きベクトル”）に対する動きベクトルの基準動きベクトルとして分散量計算部20、メジアンフィルタ25及び偏差計算部30に各々供給される。
【００２１】
メジアンフィルタ25は基準動きベクトルに基づいて、現動きベクトルの第１候補予測値を決定する。第１候補予測値の水平成分 FCP＿x 、垂直成分 FCP＿y は次のように計算される。
【００２２】
【数３】
ここで、RMV(i)＿x は第ｉ番目の基準動きベクトルRMV(i)の水平成分、RMV(i)＿y は第ｉ番目の基準動きベクトルRMV(i)の垂直成分であり、ｉは１〜Ｎ、Ｎは基準動きベクトルの総数である。例えば、Ｎ＝３、RMV(1)＝（-2、3 ）、RMV(2)＝（1 、5 ）、RMV(3)＝（−1 、7 ）であると、 FCP＿x は−１あり、 FCP＿yは５である。計算された第１候補予測値の水平、垂直成分はラインＬ20を介して分散量計算部20、スイッチ45、予測値決定部50及び比較部60に供給される。
【００２３】
分散量計算部20は、第１候補予測値の周囲の基準動きベクトルの水平、垂直成分の分散量を計算して、該分散量を選択信号発生部35に供給する。言い換えれば、基準動きベクトルの水平成分の分散量ＤＩＳ＿x と、垂直成分の分散量ＤＩＳ＿y とは次のように計算される。
【００２４】
【数４】
【００２５】
選択信号発生部35は、水平分散量ＤＩＳ＿x と垂直分散量ＤＩＳ＿y との和をしきい値と比較して、第１または第２選択信号をラインＬ30を介してスイッチ45及びスイッチ75に各々発生する。もし、分散量の和がしきい値より小さい場合は、第１選択信号をスイッチ45に発生し、そうでない場合には、第２選択信号をスイッチ75に発生する。
【００２６】
一方、偏差計算部30は、基準探索ブロック選択部15からの各基準動きベクトルとラインＬ10上の現動きベクトルとの間の水平、垂直成分の差分を次のように計算する。
【００２７】
【数５】
ここで、ＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿x は第ｉ番目の基準動きベクトルの水平成分と現動きベクトルとの間の差分、ＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿ｙは第ｉ番目の基準動きベクトルの垂直成分と現動きベクトルとの間の差分を表し、ＣＭＶ＿x はＣＭＶの水平成分、ＣＭＶ＿y はＣＭＶの垂直成分を表す。偏差計算部30は、基準動きベクトルＲＭＶ(i) に対する偏差データ（ＲＭＶ(i) ＿x ，ＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿x ）及び（ＲＭＶ(i) ＿y ，ＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿y ）の組を最小偏差選択部40に供給する。
【００２８】
偏差計算部30からの偏差データの組に応じて、最小偏差選択部40はＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿x 及びＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿y のうち最小の水平差分及び最小の垂直差分を各々決定すると共に、現動きベクトルの第２候補予測値としてラインＬ25を介して予測値決定部50に供給する。ここで、第２候補予測値ＳＣＰは最小の水平差分をもたらす基準動きベクトルの水平成分に対応する最小水平成分と、最小の垂直成分をもたらす基準動きベクトルの最小垂直成分とから構成される。例えば、Ｎ＝３、ＲＭＶ(1) ＝（-2、3 ）、ＲＭＶ(2) ＝（1 、5 ）、ＲＭＶ(3) ＝（-1、7 ）、現動きベクトルＣＭＶ＝（5 、1 ）である場合、第２候補予測値ＳＣＰは（1 、3 ）となる。
【００２９】
予測値決定部50はラインＬ20上の第１候補予測値、ラインＬ25上の第２候補予測値及びラインＬ10上の現動きベクトルＣＭＶに基づいて、第３候補予測値ＴＣＰを決定する。
【００３０】
図３は、比較部52、ビットカウンタ54、スイッチ56及びビット比較部58から構成された予測値決定部50の詳細なブロック図である。
【００３１】
比較部52は、ラインＬ20を介して供給された第１候補予測値ＦＣＰの水平成分及び垂直成分と、ラインＬ25を介して供給された第２候補予測値ＳＣＰの水平成分及び垂直成分とを各々比較する。第１候補予測値ＦＣＰ＿x の水平成分が第２候補予測値ＳＣＰ＿x の水平成分と同一であれば、ＦＣＰ＿x またはＳＣＰ＿x がラインＬ40上に第３候補予測値ＴＣＰの水平成分ＴＣＰ＿x として供給される。ＦＣＰ＿x とＳＣＰ＿x とが異なる場合には、ＦＣＰ＿x 及びＳＣＰ＿x はラインＬ20−1 、Ｌ25−1 を介してビットカウンタ54に各々供給される。
【００３２】
比較部52からの FCP＿x 及び SCP＿x 、及びラインＬ10上の現動きベクトルの水平成分 CMV＿x に応じて、ビットカウンタ54はＦＣＰ＿x とＣＭＶ＿x との間の差分 DIF＿FC＿x に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿FC＿x と、ＳＣＰ＿x とＣＭＶ＿x との間の差分 DIF＿SC＿x に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿SC＿x とを計算することによって、ラインＬ54−1 、Ｌ54−2 を介して BIT＿ DIF＿FC＿x 及び BIT＿ DIF＿SC＿x をビット比較部58に供給する。このビット比較部58は BIT＿ DIF＿FC＿x と BIT＿ DIF＿SC＿x とを比較して、 BIT＿ DIF＿FC＿x が BIT＿ DIF＿SC＿x 以下である場合は第１スイッチ制御信号FIR ＿SW＿x を、そうでない場合には、第２スイッチ制御信号 SEC＿SW＿y をスイッチ56に供給する。
【００３３】
スイッチ56では、 FIR＿SW＿x が入力されると、ラインＬ20上の FCP＿x が選択され、または SEC＿SW＿x に応じて、ラインＬ25上の SCP＿x が選択される。その後、選択された FCP＿x 及び SCP＿x はラインＬ40を介してスイッチ45にTCP の水平成分 TCP＿x として入力される。
【００３４】
第３候補予測値TCP の垂直成分 TCP＿y の決定は、 TCP＿x の決定と同一手法で行われる。即ち、 FCP＿y が SCP＿y と等しい場合、 FCP＿y または SCP＿y のうちのいずれか一つがラインＬ40上に第3 候補予測値TCP の垂直成分 TCP＿y として入力される。そうでない場合には、 FCP＿y 及び SCP＿y 共にビットカウンタ54に入力される。その後、水平成分と同様に、ビットカウンタ54は、FCP ＿y と CMV＿y との間の差分 DIF＿FC＿y に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿FC＿y と、 SCP＿y と CMV＿y との間の差分 DIF＿SC＿y に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿SC＿y とを計算することによって、 BIT＿ DIF＿FC＿y 及び BIT＿ DIF＿SC＿y をビット比較部58に供給する。
【００３５】
ビット比較部58は、 FIR＿SW＿x 及び SEC＿SW＿x の発生の際に用いられた同一のしきい値に基づいて、第１スイッチ制御信号 SEC＿SW＿x 、または第２スイッチ制御信号 SEC＿SW＿y をスイッチ56に供給する。その後、スイッチ56はラインＬ40上の FCP＿y 及び SCP＿y を第３候補予測値TCP の垂直成分 TCP＿x として供給する。
【００３６】
図４を参照すると、図３中のビットカウンタ54の詳細なブロック図が示されている。ビットカウンタ54は、第１候補予測値FCP に関連する符号化ビットの個数を計算する、第１組になる差分計算部541 、統計的符号化部543 及びビット計算回路545 と、第２候補予測値SCP に関連する符号化ビットの個数を計算する、第２組になる差分計算部542 、統計的符号化部544 及びビット計算回路546 とを備える。
【００３７】
図３に示したビットカウンタ54に対して説明すると、比較部52における比較結果に関わらずラインＬ10がビットカウンタ54に接続されており、 FCP＿x 及び FCP＿ｙが SCP＿x 及び SCP＿y と各々同一である場合、 FCP＿x 及び SCP＿x の組と FCP＿y 及び SCP＿y の組とはラインＬ20−1 、Ｌ25−1 を各々介してビットカウンタ54に入力される。従って、 FCP＿x または FCP＿y がラインＬ20−1 に印加される場合、 SCP＿x または SCP＿y はラインＬ25−1 上に同時に印加される。差分計算部541 にはラインＬ10及びラインＬ20−1 が接続され、差分計算部542 にはラインＬ10、Ｌ20−1 及びＬ25−1 が接続されている。
【００３８】
ラインＬ20−1 上の FCP＿x （または FCP＿y ）に応答して、差分計算器541 は FCP＿x （またはFCP ＿y ）から CMV＿x （または CMV＿y ）を減算して差分（または、オフセット）を計算する。
【００３９】
統計的符号化器543 においては、オフセットが可変長符号化方法を用いて統計的に符号化されてオフセットの符号語を供給する。また、統計的符号化器543 は、現動きベクトルCMV の基準動きベクトルRMV の水平（または、垂直）成分のメジアン値 FCP＿x （または、 FCP＿y ）に対して計算されたオフセットを表す統計的符号化フラグ信号を出力する。統計的符号化器545 は、オフセットの符号語及びフラグ信号をビットカウンタ回路545 に CMV＿x （または CMV＿y ）の符号化ビットとして供給する。ビットカウンタ回路545 は CMV＿x （または CMV＿y ）の符号化ビット数を計算してラインＬ54−1 上に BIT＿ DIF＿FC＿x （または、 BIT＿ DIF＿SC＿y ）として供給する。
【００４０】
一方、ラインＬ20−1 上の FCP＿x （または FCP＿y ）及びラインＬ25−1 上の SCP＿x （または SCP＿y ）に応答して、差分計算器542 は差分計算器541 と同様にして、 SCP＿x （または SCP＿y ）から CMV＿x （または CMV＿y ）を減算してオフセットを計算し、差分計算器541 とは反対に、 SCP＿x （または SCP＿y ）が FCP＿x （または FCP＿y ）より大きいかまたは小さいかを表す識別信号を両者を比較して求める。
【００４１】
本発明の好適実施例によれば、基準動きベクトルまたは探索ブロックの数が３であり、受信端におけるデコーダが基準動きベクトルの情報を有するので、識別信号は SCP＿x （または SCP＿y ）に対応する基準探索ブロックまたは基準動きベクトルを識別するのに充分な情報を供給する。基準探索ブロックの数が３より大きければ、 SCP＿x （または SCP＿y ）に対応する基準探索ブロックの数は、図２に示すように、偏差計算部30において偏差を計算する段階において基準動きベクトルに対応する基準探索ブロックのインデックスを付けることによって区別することができる。図２において、識別信号は SCP＿x （または SCP＿y ）に対応する基準探索ブロックのインデックスを表す。
【００４２】
オフセット及び識別信号は差分計算器542 から統計的符号化器544 へ供給され、この統計的符号化器544 では統計的符号化器543 と同様な方法で、受け取ったオフセット及び識別信号を符号化してオフセットの符号語と統計的符号化識別信号を CMV＿x （または CMV＿y ）に対する符号化ビットとしてビットカウンタ回路546 に供給する。ビットカウンタ回路546 においては、 CMV＿x （または CMV＿y ）に対する符号化ビット数がラインＬ54−2 上に供給される。
【００４３】
図２を参考して、スイッチ45はラインＬ30に供給された信号が第１選択信号であれば、ラインＬ20に供給された第１候補予測値FCP を、第２選択信号であれば、ラインＬ40に供給された第３候補予測値TCP を選択して、最適候補予測値として差分符号化器55に供給する。
【００４４】
一方、比較器60は、ラインＬ20に供給された FCP＿x （または FCP＿y ）をラインＬ40に供給された TCP＿x と TCP＿y とを各々比較して、その比較結果をヘッダ（header) 符号化器65に供給する。ヘッダ符号化器65は各比較結果に対してフラグ信号または識別信号を生成する。例えば、 FCP＿x が TCP＿x と同じ値を有すると、フラグ信号「０」が生成され、小さい値を有すると「１０」、大きい値を有すると「１１」が生成される。同様に、 FCP＿x が TCP＿y と同じ値を有するとフラグ信号「０」が生成され、小さい値を有すると「１０」、大きい値を有すると「１１」が生成される。上記例において、第１候補予測値FCP は(-1,5)であり、候補予測値TCP は(-1,3)であるのでフラグ信号「０」と「１１」とが生成される。
【００４５】
TCP に対するフラグ信号の対はスイッチ75に供給される。ヘッダ符号化器65におけるフラグ信号の符号化は、統計的符号化器543 、544 で用いられたものと同一のルックアップ(lookup)表を用いて行われる。
【００４６】
差分符号化器55は、従来のDPCM方法に基づいて最適予測値の水平成分OP＿x と現動きベクトルの水平成分 CMV＿x との間の差分、最適予測値の垂直成分OP＿y と現動きベクトルの垂直成分 CMV＿y との間の差分を各々計算し、統計的符号化器543 、544 において用いられた同一のルックアップ表を用いてVLC などに基づいて符号化される。符号化差分は現探索ブロックに対する符号化動きベクトルとしてマルチプレクサ(MUX)70 に供給される。
【００４７】
スイッチ75はラインＬ30を通じて第２選択信号が入る時のみヘッダ符号化器65からMUX70 にフラグ信号を供給する。MUX70 は差分符号化器55から供給された符号化動きベクトル及びフラグ信号（スイッチ75から供給される場合）を現探索ブロックに対する動きベクトルデータとして多重化して伝送器（図示せず）に伝送する。
【００４８】
受信段のデコーダにおいては基準動きベクトルの分散の和が分散計算部20と同様な方法で計算される。和が閾値より小さければ、現探索ブロックに対する動きベクトルは基準動きベクトルのメジアンベクトル、即ち、第１候補予測値FCP 及び伝送された符号化動きベクトルに基づいて再構成され、そうでないと現探索ブロックの動きベクトルはフラグ信号及び符号化動きベクトルに基づいて再構成される。
【００４９】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００５０】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、動きベクトルの最適予測値を求めて、動きベクトルの符号化効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による動きベクトル符号化装置の概略的なブロック図である。
【図２】本発明による動きベクトル符号化装置の概略的なブロック図である。
【図３】図２中の予測値決定部の詳細なブロック図である。
【図４】図３中のビットカウンタの詳細なブロック図である。
【符号の説明】
２、10 メモリ
４、15 基準探索ブロック選択部
６ 予測値決定部
８、55 差分値符号化部
20 分散値計算部
25 メジアンフィルタ
30 偏差計算部
35 選択信号発生部
40 最小偏差選択部
45、75 スイッチ
52、60 比較部
54 ビットカウンタ
58 ビット比較器
65 ヘッダ符号化部
70 マルチプレクサ(MUX)
541 、542 差分計算部
543 、544 統計的符号化部
545 、546 ビット計算回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、動きベクトル符号化装置に関し、特に、探索ブロックの動きベクトルをより一層効率的に符号化して、全体的な符号化効率を向上させ得る動きベクトル符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビ電話、電子会議及び高精細度テレビジョンシステムのようなディジタルテレビジョンシステムにおいて、映像フレーム信号のビデオライン信号が「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータよりなっているため、各映像フレーム信号を定義するには大量のディジタルデータを必要とする。しかしながら、従来の伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているため、取分け、テレビ電話及び電子会議のシステムのような低ビットレートの映像信号エンコーダの場合、そのような伝送チャネルを介して多量のディジタルデータを伝送するためには、多様なデータ圧縮技法を用いて伝送すべきデータの量を圧縮するかまたは減らす必要がある。多様な圧縮技法のうち、確率的符号化技法と時間的、空間的圧縮技法とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド符号化（hybrid coding ）技法が最も効率的な圧縮技法として知られている。
【０００３】
殆どのハイブリッド符号化技法は、動き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣＴ（離散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化、及びＶＬＣ（可変長符号化）などの技法を用いている。動き補償ＤＰＣＭは、現フレームとその前フレームとの間の物体（オブジェクト：object）の動きを推定し、推定された物体の動きから現フレームを予測すると共に、現フレームとその予測値との間の差を表す差分信号を発生する方法である。
【０００４】
詳述すると、動き補償ＤＰＣＭでは、現フレームと前フレームとの間で推定された物体の動きに基づいて、現フレームのデータを対応する前フレームのデータから予測する。そのように推定された動きは、前フレームと現フレームとの間の画素の変位を表す２次元動きベクトルによって表される。
【０００５】
ある物体の画素の変位を推定する方法には、２つの基本的な方法がある。一方はブロック単位の動き推定、他方は画素単位の動き推定である。
【０００６】
画素単位の動き推定の場合、変位は全ての画素に対して求められる。この方法は画素値をより正確に推定することができると共に、物体のスケール変更及び非並進移動も容易に扱うことができる。しかし、画素単位の方法では、動きベクトルが全ての画素の各々に対して決定されるので、全ての動きベクトルのデータを受信機に伝送することは実際には不可能である。
【０００７】
一方、ブロック単位の推定方法の場合には、現フレームは複数の探索ブロックに分けられ、現フレームの探索ブロックと基準探索ブロックにおいて一般により大きい探索領域内に含まれた同一大きさの複数の候補ブロック各々との間の類似度を計算することによって、現フレーム内の探索ブロックの動きベクトルを決定する。平均絶対エラーまたは平均二乗エラー等のエラー関数を用いて、現フレームの探索ブロックと前フレームの探索領域内の候補ブロックのうちのいずれか一つとの間の類似度を求める。また、動きベクトルとは、探索ブロックと最小のエラー関数をもたらす候補ブロックとの間の変位を表す。
【０００８】
図１を参照すると、隣接する探索ブロックの動きベクトルの方向性メジアン（median）値に基づいて、探索ブロックの動きベクトルを符号化する通常の動きベクトル符号化装置の概略的なブロック図が示されている。
【０００９】
現フレームの各探索ブロックに対する動きベクトル情報は、メモリ２、基準探索ブロック選択部４及び差分値符号化部８に順に入力される。探索ブロックに対する動きベクトルの情報はフレーム内の探索ブロックの位置データ及び動きベクトルを有し、その動きベクトルは水平成分及び垂直成分によって表現される。
【００１０】
メモリ２は位置データをアドレスとして用いて、受け取った動きベクトルを格納する。
【００１１】
基準探索ブロック選択部４は位置データに基づいて、現探索ブロックの基準探索ブロックを決定し、メモリ２から各基準探索ブロックの動きベクトルを取り出す。この基準探索ブロックは現探索ブロックと予め決められた位置関係を有する。例えば、「MPEG-4,Video Verification Model Version 7.0,ISO/TEC JTC1/SC29/WG11,MPEG97/1642」に開示されているように、現探索ブロックの左側、上側、上部右側に位置した三つのブロックが基準探索ブロックとして決定される。各基準探索ブロックの動きベクトルは、現探索ブロックの動きベクトル（現動きベクトル）に対する基準動きベクトルとして予測値決定部６に供給される。基準動きベクトルに応じて、予測値決定部６は現動きベクトルの予測値を決定し、該予測値を差分値符号化部８に供給する。ここで、予測値の水平成分は基準動きベクトルの水平成分のメジアン値、予測値の垂直成分は基準動きベクトルの垂直成分のメジアン値を各々表す。
【００１２】
差分値符号化部８は差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ）技法を用いて、現動きベクトルとその予測値との間の方向性差分値を求め、該差分値を例えば、可変長符号化( ＶＬＣ) 技法を用いて符号化する。その後、符号化差分値は受信端のデコーダに現探索ブロックの符号化動きベクトルとして伝送される。
【００１３】
大部分の場合に、動きベクトルとその予測値との間の差分値は通常、動きベクトル自体より小さいため、探索ブロックの動きベクトルをその予測値を用いて符号化することによって、該当動きベクトルを表すデータ量を効果的に減らし得る。
【００１４】
しかしながら、例えば、基準動きベクトルが相当な偏差を有するような場合には、前述したメジアンフィルタリングに基づく通常の予測値決定方法では動きベクトルの最適予測値を求めることが困難で、符号化効率が低下されるという不都合がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、動きベクトルの最適予測値を求めて、動きベクトルの符号化効率をより一層向上させ得る動きベクトル符号化装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、各々が第１及び第２成分を有し、探索ブロックの基準探索ブロックの動きベクトルを表す複数の基準動きベクトルRMV に基づいて、前記探索ブロックの現動きベクトルCMV を符号化する動きベクトル符号化装置であって、
ｊが１及び２であり、FCP＿jが前記 RMV＿j のメジアン値である時、第１及び第２成分FCP＿1及びFCP＿2を有する第１予測値FCP を決定する第１予測値決定手段と、
SCP＿jが前記CMV のｊ番目の成分 CMV＿j に対して最小の差をもたらす RMV＿j のうちのいずれか一つに対応する時、第１及び第２成分SCP＿1及びSCP＿2を有する第２予測値SCP を決定する第２予測値決定手段と、
前記 RMV の第１成分 RMV＿1 の前記 FCP＿1に対する分散値及び前記 RMV の第２成分 RMV＿2 の前記 FCP＿2に対する分散値を計算して、該当分散値が既に定められた値より小さければ第１選択信号を、そうでないと、第２選択信号を発生する分散値計算手段と、
TCP＿jは前記 FCP＿j及び前記 SCP＿jのうちの一つであり、前記 FCP＿jと前記 SCP＿jが同一である場合、前記 FCP＿j又は前記 SCP＿jのうちのいずれか一つを前記 TCP＿Jとし、前記 FCP＿jと前記 SCP＿jが同一ではない場合、前記 FCP＿j及び前記 SCP＿jの各々と前記CMV＿jとの差分に対応する符号化ビットの数を計算して、最も少ないビット数を有する FCP＿j又は SCP＿jを TCP＿Jとし、第１及び第２成分 TCP＿1及び TCP＿2を有する第３予測値 TCP を決定する第３予測値決定手段と、
前記第１または第２選択信号に応答して、最適予測値OPとして前記第１選択信号に応答して前記 FCP を選択し、前記第２選択信号に応答して前記 TCP を選択する最適予測値選択手段と、
前記OPの第１成分と前記 CMV の第１成分の差分を符号化し、前記 OP の第２成分と前記 CMV の第２成分の差分を符号化して、符号化動きベクトルデータを発生する符号化手段とを含み、
DIS が前記分散値を表し、RMV(i)＿1 及びRMV(i)＿2 が第ｉ番目の基準動きベクトル RMV(i) のRMV＿１びRMV＿２を表し、ｉが１からＮまでの範囲を有し、Ｎが前記基準動きベクトル RMV(i) の数を表す時、前記分散値計算手段が、
【数２】
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２には、本発明による動きベクトル符号化装置100 のブロック図が示されている。ここで、動きベクトルは、現フレームの探索ブロックと最小エラー関数をもたらす前フレームにおける該当探索領域内の候補ブロックとの間の変位を表す。現フレーム内の各探索ブロックに対する動きベクトルの情報はメモリ10、基準動きベクトル選択部15、偏差計算部30、予測値決定部50及び差分値符号化部55にラインＬ10を介して入力される。動きベクトルの情報は現探索ブロックの位置データ及びその動きベクトルを表し、動きベクトルは水平及び垂直成分によって表される。
【００１８】
メモリ10は、位置情報を用いて、各探索ブロックに対する動きベクトルを格納する。
【００１９】
基準動きベクトル選択部15は位置情報に基づいて、現探索ブロックの基準探索ブロックを決定し、メモリ10から基準探索ブロックの動きベクトルを取り出す。本発明の好適実施例において、前述したMPEG-4 verification model 7.0 と同様の方法で、現探索ブロックの左側、上側、右側の上（上部右側）に位置する３個の探索ブロックが基準探索ブロックとして選択される。本発明の他の例として、例えば、現探索ブロックの左側、上側、左側の上（上部左側）に位置する探索ブロックの組が基準探索ブロックとして選択されてもよい。どの場合であっても、動きベクトルを容易にメジアンフィルタリングするためには、基準探索ブロックの数を奇数に設定することが望ましい。
【００２０】
各基準探索ブロックの動きベクトルは水平成分及び垂直成分よりなり、現探索ブロック（“現動きベクトル”）に対する動きベクトルの基準動きベクトルとして分散量計算部20、メジアンフィルタ25及び偏差計算部30に各々供給される。
【００２１】
メジアンフィルタ25は基準動きベクトルに基づいて、現動きベクトルの第１候補予測値を決定する。第１候補予測値の水平成分 FCP＿x 、垂直成分 FCP＿y は次のように計算される。
【００２２】
【数３】
【００２３】
分散量計算部20は、第１候補予測値の周囲の基準動きベクトルの水平、垂直成分の分散量を計算して、該分散量を選択信号発生部35に供給する。言い換えれば、基準動きベクトルの水平成分の分散量ＤＩＳ＿x と、垂直成分の分散量ＤＩＳ＿y とは次のように計算される。
【００２４】
【数４】
選択信号発生部35は、水平分散量ＤＩＳ＿x と垂直分散量ＤＩＳ＿y との和をしきい値と比較して、第１または第２選択信号をラインＬ30を介してスイッチ45及びスイッチ75に各々発生する。もし、分散量の和がしきい値より小さい場合は、第１選択信号をスイッチ45に発生し、そうでない場合には、第２選択信号をスイッチ75に発生する。
【００２６】
一方、偏差計算部30は、基準探索ブロック選択部15からの各基準動きベクトルとラインＬ10上の現動きベクトルとの間の水平、垂直成分の差分を次のように計算する。
【００２７】
【数５】
【００２８】
偏差計算部30からの偏差データの組に応じて、最小偏差選択部40はＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿x 及びＤＩＲ＿ＤＩＦ(i) ＿y のうち最小の水平差分及び最小の垂直差分を各々決定すると共に、現動きベクトルの第２候補予測値としてラインＬ25を介して予測値決定部50に供給する。ここで、第２候補予測値ＳＣＰは最小の水平差分をもたらす基準動きベクトルの水平成分に対応する最小水平成分と、最小の垂直成分をもたらす基準動きベクトルの最小垂直成分とから構成される。例えば、Ｎ＝３、ＲＭＶ(1) ＝（-2、3 ）、ＲＭＶ(2) ＝（1 、5 ）、ＲＭＶ(3) ＝（-1、7 ）、現動きベクトルＣＭＶ＝（5 、1 ）である場合、第２候補予測値ＳＣＰは（1 、3 ）となる。
【００２９】
予測値決定部50はラインＬ20上の第１候補予測値、ラインＬ25上の第２候補予測値及びラインＬ10上の現動きベクトルＣＭＶに基づいて、第３候補予測値ＴＣＰを決定する。
【００３０】
図３は、比較部52、ビットカウンタ54、スイッチ56及びビット比較部58から構成された予測値決定部50の詳細なブロック図である。
【００３１】
比較部52は、ラインＬ20を介して供給された第１候補予測値ＦＣＰの水平成分及び垂直成分と、ラインＬ25を介して供給された第２候補予測値ＳＣＰの水平成分及び垂直成分とを各々比較する。第１候補予測値ＦＣＰ＿x の水平成分が第２候補予測値ＳＣＰ＿x の水平成分と同一であれば、ＦＣＰ＿x またはＳＣＰ＿x がラインＬ40上に第３候補予測値ＴＣＰの水平成分ＴＣＰ＿x として供給される。ＦＣＰ＿x とＳＣＰ＿x とが異なる場合には、ＦＣＰ＿x 及びＳＣＰ＿x はラインＬ20−1 、Ｌ25−1 を介してビットカウンタ54に各々供給される。
【００３２】
比較部52からの FCP＿x 及び SCP＿x 、及びラインＬ10上の現動きベクトルの水平成分 CMV＿x に応じて、ビットカウンタ54はＦＣＰ＿x とＣＭＶ＿x との間の差分 DIF＿FC＿x に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿FC＿x と、ＳＣＰ＿x とＣＭＶ＿x との間の差分 DIF＿SC＿x に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿SC＿x とを計算することによって、ラインＬ54−1 、Ｌ54−2 を介して BIT＿ DIF＿FC＿x 及び BIT＿ DIF＿SC＿x をビット比較部58に供給する。このビット比較部58は BIT＿ DIF＿FC＿x と BIT＿ DIF＿SC＿x とを比較して、 BIT＿ DIF＿FC＿x が BIT＿ DIF＿SC＿x 以下である場合は第１スイッチ制御信号FIR ＿SW＿x を、そうでない場合には、第２スイッチ制御信号 SEC＿SW＿y をスイッチ56に供給する。
【００３３】
スイッチ56では、 FIR＿SW＿x が入力されると、ラインＬ20上の FCP＿x が選択され、または SEC＿SW＿x に応じて、ラインＬ25上の SCP＿x が選択される。その後、選択された FCP＿x 及び SCP＿x はラインＬ40を介してスイッチ45にTCP の水平成分 TCP＿x として入力される。
【００３４】
第３候補予測値TCP の垂直成分 TCP＿y の決定は、 TCP＿x の決定と同一手法で行われる。即ち、 FCP＿y が SCP＿y と等しい場合、 FCP＿y または SCP＿y のうちのいずれか一つがラインＬ40上に第3 候補予測値TCP の垂直成分 TCP＿y として入力される。そうでない場合には、 FCP＿y 及び SCP＿y 共にビットカウンタ54に入力される。その後、水平成分と同様に、ビットカウンタ54は、FCP ＿y と CMV＿y との間の差分 DIF＿FC＿y に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿FC＿y と、 SCP＿y と CMV＿y との間の差分 DIF＿SC＿y に対応する符号化ビットの数 BIT＿ DIF＿SC＿y とを計算することによって、 BIT＿ DIF＿FC＿y 及び BIT＿ DIF＿SC＿y をビット比較部58に供給する。
【００３５】
ビット比較部58は、 FIR＿SW＿x 及び SEC＿SW＿x の発生の際に用いられた同一のしきい値に基づいて、第１スイッチ制御信号 SEC＿SW＿x 、または第２スイッチ制御信号 SEC＿SW＿y をスイッチ56に供給する。その後、スイッチ56はラインＬ40上の FCP＿y 及び SCP＿y を第３候補予測値TCP の垂直成分 TCP＿x として供給する。
【００３６】
図４を参照すると、図３中のビットカウンタ54の詳細なブロック図が示されている。ビットカウンタ54は、第１候補予測値FCP に関連する符号化ビットの個数を計算する、第１組になる差分計算部541 、統計的符号化部543 及びビット計算回路545 と、第２候補予測値SCP に関連する符号化ビットの個数を計算する、第２組になる差分計算部542 、統計的符号化部544 及びビット計算回路546 とを備える。
【００３７】
図３に示したビットカウンタ54に対して説明すると、比較部52における比較結果に関わらずラインＬ10がビットカウンタ54に接続されており、 FCP＿x 及び FCP＿ｙが SCP＿x 及び SCP＿y と各々同一である場合、 FCP＿x 及び SCP＿x の組と FCP＿y 及び SCP＿y の組とはラインＬ20−1 、Ｌ25−1 を各々介してビットカウンタ54に入力される。従って、 FCP＿x または FCP＿y がラインＬ20−1 に印加される場合、 SCP＿x または SCP＿y はラインＬ25−1 上に同時に印加される。差分計算部541 にはラインＬ10及びラインＬ20−1 が接続され、差分計算部542 にはラインＬ10、Ｌ20−1 及びＬ25−1 が接続されている。
【００３８】
ラインＬ20−1 上の FCP＿x （または FCP＿y ）に応答して、差分計算器541 は FCP＿x （またはFCP ＿y ）から CMV＿x （または CMV＿y ）を減算して差分（または、オフセット）を計算する。
【００３９】
統計的符号化器543 においては、オフセットが可変長符号化方法を用いて統計的に符号化されてオフセットの符号語を供給する。また、統計的符号化器543 は、現動きベクトルCMV の基準動きベクトルRMV の水平（または、垂直）成分のメジアン値 FCP＿x （または、 FCP＿y ）に対して計算されたオフセットを表す統計的符号化フラグ信号を出力する。統計的符号化器545 は、オフセットの符号語及びフラグ信号をビットカウンタ回路545 に CMV＿x （または CMV＿y ）の符号化ビットとして供給する。ビットカウンタ回路545 は CMV＿x （または CMV＿y ）の符号化ビット数を計算してラインＬ54−1 上に BIT＿ DIF＿FC＿x （または、 BIT＿ DIF＿SC＿y ）として供給する。
【００４０】
一方、ラインＬ20−1 上の FCP＿x （または FCP＿y ）及びラインＬ25−1 上の SCP＿x （または SCP＿y ）に応答して、差分計算器542 は差分計算器541 と同様にして、 SCP＿x （または SCP＿y ）から CMV＿x （または CMV＿y ）を減算してオフセットを計算し、差分計算器541 とは反対に、 SCP＿x （または SCP＿y ）が FCP＿x （または FCP＿y ）より大きいかまたは小さいかを表す識別信号を両者を比較して求める。
【００４１】
本発明の好適実施例によれば、基準動きベクトルまたは探索ブロックの数が３であり、受信端におけるデコーダが基準動きベクトルの情報を有するので、識別信号は SCP＿x （または SCP＿y ）に対応する基準探索ブロックまたは基準動きベクトルを識別するのに充分な情報を供給する。基準探索ブロックの数が３より大きければ、 SCP＿x （または SCP＿y ）に対応する基準探索ブロックの数は、図２に示すように、偏差計算部30において偏差を計算する段階において基準動きベクトルに対応する基準探索ブロックのインデックスを付けることによって区別することができる。図２において、識別信号は SCP＿x （または SCP＿y ）に対応する基準探索ブロックのインデックスを表す。
【００４２】
オフセット及び識別信号は差分計算器542 から統計的符号化器544 へ供給され、この統計的符号化器544 では統計的符号化器543 と同様な方法で、受け取ったオフセット及び識別信号を符号化してオフセットの符号語と統計的符号化識別信号を CMV＿x （または CMV＿y ）に対する符号化ビットとしてビットカウンタ回路546 に供給する。ビットカウンタ回路546 においては、 CMV＿x （または CMV＿y ）に対する符号化ビット数がラインＬ54−2 上に供給される。
【００４３】
図２を参考して、スイッチ45はラインＬ30に供給された信号が第１選択信号であれば、ラインＬ20に供給された第１候補予測値FCP を、第２選択信号であれば、ラインＬ40に供給された第３候補予測値TCP を選択して、最適候補予測値として差分符号化器55に供給する。
【００４４】
一方、比較器60は、ラインＬ20に供給された FCP＿x （または FCP＿y ）をラインＬ40に供給された TCP＿x と TCP＿y とを各々比較して、その比較結果をヘッダ（header) 符号化器65に供給する。ヘッダ符号化器65は各比較結果に対してフラグ信号または識別信号を生成する。例えば、 FCP＿x が TCP＿x と同じ値を有すると、フラグ信号「０」が生成され、小さい値を有すると「１０」、大きい値を有すると「１１」が生成される。同様に、 FCP＿x が TCP＿y と同じ値を有するとフラグ信号「０」が生成され、小さい値を有すると「１０」、大きい値を有すると「１１」が生成される。上記例において、第１候補予測値FCP は(-1,5)であり、候補予測値TCP は(-1,3)であるのでフラグ信号「０」と「１１」とが生成される。
【００４５】
TCP に対するフラグ信号の対はスイッチ75に供給される。ヘッダ符号化器65におけるフラグ信号の符号化は、統計的符号化器543 、544 で用いられたものと同一のルックアップ(lookup)表を用いて行われる。
【００４６】
差分符号化器55は、従来のDPCM方法に基づいて最適予測値の水平成分OP＿x と現動きベクトルの水平成分 CMV＿x との間の差分、最適予測値の垂直成分OP＿y と現動きベクトルの垂直成分 CMV＿y との間の差分を各々計算し、統計的符号化器543 、544 において用いられた同一のルックアップ表を用いてVLC などに基づいて符号化される。符号化差分は現探索ブロックに対する符号化動きベクトルとしてマルチプレクサ(MUX)70 に供給される。
【００４７】
スイッチ75はラインＬ30を通じて第２選択信号が入る時のみヘッダ符号化器65からMUX70 にフラグ信号を供給する。MUX70 は差分符号化器55から供給された符号化動きベクトル及びフラグ信号（スイッチ75から供給される場合）を現探索ブロックに対する動きベクトルデータとして多重化して伝送器（図示せず）に伝送する。
【００４８】
受信段のデコーダにおいては基準動きベクトルの分散の和が分散計算部20と同様な方法で計算される。和が閾値より小さければ、現探索ブロックに対する動きベクトルは基準動きベクトルのメジアンベクトル、即ち、第１候補予測値FCP 及び伝送された符号化動きベクトルに基づいて再構成され、そうでないと現探索ブロックの動きベクトルはフラグ信号及び符号化動きベクトルに基づいて再構成される。
【００４９】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００５０】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、動きベクトルの最適予測値を求めて、動きベクトルの符号化効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による動きベクトル符号化装置の概略的なブロック図である。
【図２】本発明による動きベクトル符号化装置の概略的なブロック図である。
【図３】図２中の予測値決定部の詳細なブロック図である。
【図４】図３中のビットカウンタの詳細なブロック図である。
【符号の説明】
２、10 メモリ
４、15 基準探索ブロック選択部
６ 予測値決定部
８、55 差分値符号化部
20 分散値計算部
25 メジアンフィルタ
30 偏差計算部
35 選択信号発生部
40 最小偏差選択部
45、75 スイッチ
52、60 比較部
54 ビットカウンタ
58 ビット比較器
65 ヘッダ符号化部
70 マルチプレクサ(MUX)
541 、542 差分計算部
543 、544 統計的符号化部
545 、546 ビット計算回路
Claims (8)
- 各々が第１及び第２成分を有し、探索ブロックの基準探索ブロックの動きベクトルを表す複数の基準動きベクトルRMV に基づいて、前記探索ブロックの現動きベクトルCMV を符号化する動きベクトル符号化装置であって、
ｊが１及び２であり、FCP＿jが前記 RMV＿j のメジアン値である時、第１及び第２成分FCP＿1及びFCP＿2を有する第１予測値FCP を決定する第１予測値決定手段と、
SCP＿jが前記CMV のｊ番目の成分 CMV＿j に対して最小の差をもたらす RMV＿j のうちのいずれか一つに対応する時、第１及び第２成分SCP＿1及びSCP＿2を有する第２予測値SCP を決定する第２予測値決定手段と、
前記 RMV の第１成分 RMV＿1 の前記 FCP＿1に対する分散値及び前記 RMV の第２成分 RMV＿2 の前記 FCP＿2に対する分散値を計算して、該当分散値が既に定められた値より小さければ第１選択信号を、そうでないと、第２選択信号を発生する分散値計算手段と、
TCP＿jは前記 FCP＿j及び前記 SCP＿jのうちの一つであり、前記 FCP＿jと前記 SCP＿jが同一である場合、前記 FCP＿j又は前記 SCP＿jのうちのいずれか一つを前記 TCP＿Jとし、前記 FCP＿jと前記 SCP＿jが同一ではない場合、前記 FCP＿j及び前記 SCP＿jの各々と前記CMV＿jとの差分に対応する符号化ビットの数を計算して、最も少ないビット数を有する FCP＿j又は SCP＿jを TCP＿Jとし、第１及び第２成分 TCP＿1及び TCP＿2を有する第３予測値 TCP を決定する第３予測値決定手段と、
前記第１または第２選択信号に応答して、最適予測値OPとして前記第１選択信号に応答して前記 FCP を選択し、前記第２選択信号に応答して前記 TCP を選択する最適予測値選択手段と、
前記OPの第１成分と前記 CMV の第１成分の差分を符号化し、前記 OP の第２成分と前記 CMV の第２成分の差分を符号化して、符号化動きベクトルデータを発生する符号化手段とを含み、
DIS が前記分散値を表し、RMV(i)＿1 及びRMV(i)＿2 が第ｉ番目の基準動きベクトル RMV(i) のRMV＿１びRMV＿２を表し、ｉが１からＮまでの範囲を有し、Ｎが前記基準動きベクトル RMV(i) の数を表す時、前記分散値計算手段が、
- 前記第3 予測値決定手段が、
前記FCP＿jと前記SCP＿jとを比較して、前記FCP＿jが前記SCP＿jと同一であれば前記FCP＿jまたは前記SCP＿jのうちのいずれか一つを前記TCP＿jとして発生し、そうでないと、前記FCP＿j及び前記SCP＿jを共に発生する比較手段と、
前記比較手段からの前記FCP＿j及び前記SCP＿jとCMV＿jとに応答して、前記 FCP＿jの第１成分と前記CMV＿jの第１成分の差分、前記 FCP＿jの第２成分と前記CMV＿jの第２成分の差分、前記 SCP＿jの第１成分と前記CMV＿jの第１成分の差分、前記 SCP＿jの第２成分と前記CMV＿jの第２成分の差分を符合化する時に発生される符号化ビット数を求める符号化ビット数計算手段と、
選択された前記FCP＿j及び前記SCP＿jのうちの一つに対応する前記符号化ビットの数が選択されない前記 FCP＿j及び前記 SCP＿jのうちの一つに対応する前記符号化ビットの数以下である時、前記FCP＿jまたは前記SCP＿jのうちのいずれか一つを選択する選択手段
とを備えることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル符号化装置。 - 前記符号化ビット数計算手段が、
前記 CMV＿j 及びFCP＿jに応答して、前記 CMV＿j 及び前記FCP＿jに対応する第１符号化ビット数を供給する第１ビット計数手段と、
前記SCP＿j及びFCP＿jに応答して、前記 CMV＿j 及び前記SCP＿jに対応する第２符号化ビット数を供給する第２ビット計数手段
とを備えることを特徴とする請求項２に記載の動きベクトル符号化装置。 - 前記第１ビット計数手段が、
前記 CMV＿j と前記FCP＿jとの間の第１差分を計算する第１差分計算手段と、
予め定められた統計的符号化技法に基づいて、前記第１差分を符号化し、前記FCP＿jを表す統計的符号化フラグ信号を供給して、第１符号化データを発生する第２手段と、
前記第１符号化データのビット数を計数して、前記第１符号化ビット数を発生する第１符号化ビット計数手段
とを備えることを特徴とする請求項３に記載の動きベクトル符号化装置。 - Ｎが３であることを特徴とする請求項４に記載の動きベクトル符号化装置。
- 前記第２ビット計数手段が、
前記 CMV＿j と前記SCP＿jとの間の第２の差分を計算すると共に、前記FCP＿jと前記SCP＿jとを比較して、前記SCP＿jが前記FCP＿jより大きいかまたは小さいかを表す識別信号を供給することによって、第２符号化データを発生する第２差分計算手段と、
前記第２符号化データのビット数を計算して、前記第２符号化ビット数を発生する第２符号化ビット計数手段
とを備えることを特徴とする請求項５に記載の動きベクトル符号化装置。 - 前記選択手段が、
前記第１符号化ビット数と前記第２符号化ビット数とを比較して、前記第１符号化ビット数が前記第２符号化ビット数より小さいかどうかを表すスイッチ制御信号を発生する比較手段と、
前記スイッチ制御信号が前記第１符号化ビット数が前記第２符号化ビット数より小さいことを表す場合、前記FCP＿jを前記TCP＿jとして選択し、そうでない場合には、前記 SCP＿j を前記TCP＿jとして選択する選択手段
とを備えることを特徴とする請求項６に記載の動きベクトル符号化装置。 - 前記符号化動きベクトルデータが、前記TCP＿jが前記OPとして選択された場合、前記TCP＿jが前記FCP＿j以上であるか、等しいか、以下であるかを表すフラグ信号をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の動きベクトル符号化装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970049949A KR100243865B1 (ko) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 움직임 벡터 부호화 방법 및 그 장치 |
| KR97-49949 | 1997-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122620A JPH11122620A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3950211B2 true JP3950211B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=19521962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30565797A Expired - Fee Related JP3950211B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-11-07 | 動きベクトル符号化装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6020933A (ja) |
| JP (1) | JP3950211B2 (ja) |
| KR (1) | KR100243865B1 (ja) |
| CN (1) | CN1122370C (ja) |
| DE (1) | DE19749655B4 (ja) |
| FR (1) | FR2769163B1 (ja) |
| GB (1) | GB2329784B (ja) |
| IN (1) | IN192444B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6463164B1 (en) * | 1998-08-20 | 2002-10-08 | Lucent Technologies Inc. | Motion vector estimation based on statistical features of an image frame |
| KR101383540B1 (ko) | 2007-01-03 | 2014-04-09 | 삼성전자주식회사 | 복수의 움직임 벡터 프리딕터들을 사용하여 움직임 벡터를추정하는 방법, 장치, 인코더, 디코더 및 복호화 방법 |
| JP5099776B2 (ja) * | 2008-07-30 | 2012-12-19 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 動画像符号化装置および復号装置 |
| JP5422168B2 (ja) | 2008-09-29 | 2014-02-19 | 株式会社日立製作所 | 動画像符号化方法および動画像復号化方法 |
| EP2559243B1 (en) * | 2010-04-13 | 2014-08-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | A video decoder and a video encoder using motion-compensated prediction |
| EP2675167B1 (en) | 2011-02-10 | 2018-06-20 | Sun Patent Trust | Moving picture encoding method, moving picture encoding device, moving picture decoding method, moving picture decoding device, and moving picture encoding decoding device |
| JP5638581B2 (ja) * | 2012-09-19 | 2014-12-10 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | 動画像符号化装置、方法及びプログラム、並びに動画像復号装置、方法及びプログラム |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0466981B1 (en) * | 1990-07-20 | 1997-02-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Motion vector processing device |
| US5371539A (en) * | 1991-10-18 | 1994-12-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Video camera with electronic picture stabilizer |
| JP3263960B2 (ja) * | 1991-10-22 | 2002-03-11 | ソニー株式会社 | 動きベクトル符号器および復号器 |
| US5398078A (en) * | 1991-10-31 | 1995-03-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of detecting a motion vector in an image coding apparatus |
| JPH0795584A (ja) * | 1993-07-30 | 1995-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像符号化装置 |
| JP3846642B2 (ja) * | 1994-01-31 | 2006-11-15 | ソニー株式会社 | 動き量検出方法及び動き量検出装置 |
| US5802211A (en) * | 1994-12-30 | 1998-09-01 | Harris Corporation | Method and apparatus for transmitting and utilizing analog encoded information |
-
1997
- 1997-09-30 KR KR1019970049949A patent/KR100243865B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-10-27 US US08/958,652 patent/US6020933A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-28 IN IN2027CA1997 patent/IN192444B/en unknown
- 1997-10-29 GB GB9722851A patent/GB2329784B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-31 FR FR9713729A patent/FR2769163B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-06 CN CN97120217A patent/CN1122370C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-07 JP JP30565797A patent/JP3950211B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-10 DE DE1997149655 patent/DE19749655B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2769163B1 (fr) | 2001-04-06 |
| US6020933A (en) | 2000-02-01 |
| FR2769163A1 (fr) | 1999-04-02 |
| DE19749655B4 (de) | 2009-04-09 |
| CN1122370C (zh) | 2003-09-24 |
| JPH11122620A (ja) | 1999-04-30 |
| IN192444B (ja) | 2004-04-24 |
| GB9722851D0 (en) | 1997-12-24 |
| GB2329784A (en) | 1999-03-31 |
| GB2329784B (en) | 2001-12-05 |
| DE19749655A1 (de) | 1999-04-01 |
| KR100243865B1 (ko) | 2000-02-01 |
| CN1213231A (zh) | 1999-04-07 |
| KR19990027484A (ko) | 1999-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0734165B1 (en) | Image processing system using pixel-by-pixel motion estimation and frame decimation | |
| US6414992B1 (en) | Optimal encoding of motion compensated video | |
| JP4001400B2 (ja) | 動きベクトル検出方法及び動きベクトル検出装置 | |
| CA2142150C (en) | Motion compensation for interlaced digital video signals | |
| US6466620B1 (en) | Method and apparatus for adaptively coding video signals | |
| US8259805B2 (en) | Method and apparatus for generating coded picture data and for decoding coded picture data | |
| US5847776A (en) | Method for entropy constrained motion estimation and coding of motion vectors with increased search range | |
| KR100209793B1 (ko) | 특징점 기반 움직임 추정을 이용하여 비디오 신호를 부호화 및 복호화하는 장치 | |
| JP4573366B2 (ja) | 動きベクトル符号化方法及び符号化装置 | |
| KR100252342B1 (ko) | 움직임 벡터 부호화 방법 및 그 장치 | |
| JP3938972B2 (ja) | 現フレーム予測装置 | |
| KR100238893B1 (ko) | 참조 움직임 벡터수에 기초한 움직임 벡터 부호화 방법 및 그 장치 | |
| EP0937367B1 (en) | Real-time mobile video communication with low power terminals | |
| JP3950211B2 (ja) | 動きベクトル符号化装置 | |
| US5790207A (en) | Motion compensation method for use in an image encoding system | |
| EP0577418A2 (en) | Apparatus for motion compensation coding of digital video signal | |
| Tzovaras et al. | Motion and disparity estimation using rate-distortion theory for very low bit rate and multiview image sequence coding | |
| KR100240344B1 (ko) | 적응적인 윤곽선 부호화 장치 및 방법 | |
| KR100397133B1 (ko) | 영상 데이터 압축 전송 시스템 및 그 방법 | |
| KR100238890B1 (ko) | 개선된 텍스쳐 움직임 벡터 추정 장치 및 그 추정 방법 | |
| KR100207388B1 (ko) | 적응적인 벡터 양자화를 이용한 영상 부호화 시스템 | |
| KR0174444B1 (ko) | 초저속 전송을 위한 움직임 보상장치 | |
| KR0174959B1 (ko) | 초저속 전송을 위한 동영상부호화 장치 | |
| KR100242649B1 (ko) | 그물구조를 이용한 움직임추정방법 | |
| KR100657714B1 (ko) | 3차원 스캐닝을 이용한 영상데이터 부호화 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060704 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20061004 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20061010 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070104 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070104 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070222 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070403 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070420 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120427 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120427 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140427 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |