JPH01202083A - 動き補償付符号器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 連続するフレーム間における画像の動きを検出して該動
きに応じた補正を加えた後に符号化を行う動き補償付符
号器に関し、 発生するデータの情ｆｌｆｆｌの大小に応じて該発生デ
ータの情報量を抑制することを目的とし、連続する前後
２つのフレーム間におけるフレーム内の各部分の画像の
動きを検出して先のフレームの画像に該検出した動きに
応じた補正を加え、後のフレームの画像データと該補正
された先のフレームの画像データとの差分をとる動き補
償付符号器において、前記フレーム内の各部分における
前記差分をとったデータの振幅を前記の検出した各部分
の動きの大きさに応じて抑圧するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は動き補償付符号器に関し、特に、連続するフレ
ーム間における画像の動きを検出して該動きに応じた補
正を加えた後に符号化を行う動き補償付符号器に関する
。

動画像の伝送の際には、連続するフレームのデ−２夕の
間に高い相関があることにより、このフレーム間の相関
を利用して符号化を行い、冗長度を抑圧することが行わ
れている。このフレーム間の相関を利用した符号化を行
うものとして、連続する２つのフレーム間における画像
の動きを検出して先のフレームの画像に該検出した動き
に応じた補正を加え、後のフレームの画像データと該補
正された先のフレームの画像データとの差分をとる動き
補償付符号器が用いられている。ところが、このような
動き補償付符号器により得られる差分データの振幅（絶
対値）は変動するため、動き補償付符号器から出力され
るデータの情報量も変動して割り当てられた通信回線の
送信データ容量の上限値を超えて画像データの送信が停
止する等の問題が生ずることがある。そのため、動き補
償付符号器が出力するデータの情報量を抑制する技術が
要望されていた。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕

従来、連続する２つのフレーム間における画像の動きを
検出して先のフレームの画像に該検出した動きに応じた
補正を加え、後のフレームの画像データと該補正された
先のフレームの画像データとの差分をとる動き補償付符
号器においては、差分データ出力の振幅（絶対値）が変
動するため、出力されるデータの情１１ｆｆｉが割り当
てられた通信回線の送信データ容量の上限値を超え、画
像データの送信が停止して送信すべき画像が送信されな
くなる事が起こるという問題があった。また、このよう
な事態を避けるため、上記のような動き補償付符号器の
出力データに一律に荒い量子化を施す等して出力データ
の情報量を抑圧すると、振幅の大きくない部分の差分デ
ータの振幅をも更に抑圧して画像全体の画質を必要以上
に悪化させてしまうという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑み、なされたもので、発生す
るデータの情報量の大小に応じて該発生データの情報量
を抑制する動き補償付符号器を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図である。本図において、１
は差分検出手段、２は動き補正手段、３は動き検出手段
、４は前フレーム記憶手段、そして、５はデータ圧縮制
御手段である。

前フレーム記憶手段４は直前のフレームのデータを記憶
するもの、動き検出手段３は、入力信号が示す新しいフ
レームのデータと上記前フレーム記憶手段４が記憶する
直前のフレームのデータとから両フレーム間におけるフ
レームの各部分の画像の動きを検出するもの、動き補正
手段２は上記の直前のフレームの画像に上記の検出した
動きに応じた補正を加えるもの、差分検出手段１は、上
記の新しいフレームの画像データと上記の補正された直
前のフレームの画像データとの差分をとるもの、そして
、データ圧縮制御手段５は、フレームの各部分における
上記差分をとったデータの振幅を上記の検出した各部分
の画像の動きの大きさに応じて抑圧するものである。

〔作　用〕

動き補正手段２において、直前のフレームの画像データ
に画像の各部分の動きに応じた補正を加え、差分検出手
段１においては、新しいフレームの画像データと上記の
補正された直前のフレームの画像データとの差分をとる
ものであるが、一般に、連続するフレーム間における画
像の動きの大きい部分では、上記の画像の各部分の動き
による補正の誤差が大きくなり、上記の差分値の振幅が
大きくなる傾向にある。したがって、データ圧縮制御手
段５において、フレームの各部分における該差分をとっ
たデータの振幅を、上記の検出した各部分の画像の動き
の大きさに応じて抑圧することにより、差分値の振幅が
大きいデータが連続して、送信すべきデータ量が増大す
る部分において、有効に、発生するデータ量を抑制する
ことができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例の構成図である。第２図におい
て、１０は、前述の第１図の差分検出手段ｌに対応する
差分検出部、２ｏは、第１図の動き補正手段２に対応す
る最適ブロック生成部、３０は、第１図の動き検出手段
３に対応する動きベクトル検出部、４０は、第１図の前
フレーム記憶手段４に対応するフレーム・メモリ、４１
は、該フレーム・メモリ４０に入力するデータを生成す
る加算部、５１は量子化部、そして、５ｏは、第１図の
データ圧縮制御手段５に対応するデータ圧縮部である。

動きベクトル検出部３０には、新しいフレームのデータ
を示す入力信号、およびフレーム・メモリ４０の出力が
入力され、後述するようにして、新しいフレームと直前
のフレームとの間におけるフレームの各部分の画像の動
きベクトルを検出する。最適ブロック生成部２ｏは、同
じく後述するようにして、動きベクトル検出部３ｏにて
検出された動きベクトルによって、フレーム・メモリ４
０に記憶された、直前に当該動き補償付符号器より出力
されたフレームに対応するデータに補正を加える。差分
検出部１０は、上記新しいフレームのデータと該最適ブ
ロック生成部２０の出力との差分を演算する。該差分検
出部１０から出力されるフレームの各部分における差分
値は、データ圧縮部５０にて、それぞれ、該フレームの
対応する部分の画像の動きベクトルの大きさに応じた圧
縮を受ける。そして、この圧縮されたデータは、量子化
部５１において量子化されて出力信号として出力される
。

以下においては、上記の第２図の構成の各部分の動作に
ついて、より詳細に説明する。

第３図は、本実施例における動きベクトル検出の動作説
明図である。第３図において、Ｆｉで示されるのは、上
記フレーム・メモリ４０に記憶される直前に当該動き補
償付符号器より出力されたフレームに対応するデータ、
そして、Ｆ　ｉ＊＋　で示されるのは、以下に述べるよ
うにして該直前に当該動き補償付符号器より出力された
フレームに対応するデータを小区分に分割し、さらに該
小区分を最適なブロック配列に動かした（置き換えた）
フレームのデータである。

動きベクトルの検出方法としては、種々のものが知られ
ているが、本実施例においては、第３図に示されるよう
に、各フレームＦ　ｉ　＋　　Ｆ　ｉ＊１のデータを、
それぞれ、例えば、８画素×８画素からなる小区分に分
割し、直前に当該動き補償付符号器より出力されたフレ
ームに対応するデータにおいて該小区分をどのように動
かせば（置き換えれば）、該小区分を動かした（置き換
えた）直前に当該動き補償付符号器より出力されたフレ
ームに対応するデータと、前記入力信号が示す新しいフ
レームのデータとの差分の絶対値の全ての画素について
の和が最小になるかを、あらゆる動かし方（置き換え方
）について演算することにより求め、該最小になるよう
に動かした、直前に当該動き補償付符号器より出力され
たフレームに対応するデータを、前述の最適のブロック
配列に動かしたデータＦｉ、、とする。

上記第２図の動きベクトル検出部３０は、このような直
前のフレームの各小区分の最適な動かし方を、該名手区
分の位置の変化量、すなわち、動きベクトルとして求め
るものである。第３図においては、フレームＦ、におけ
る小区分Ａが、フレームＦ、。、においては、Ａ′の位
置に移動している。この移動量（ΔＸ、ΔＹ）が該小区
分Ａ′の動きベクトルとなる。また、上記第２図の最適
ブロック生成部２０は、前記フレーム・メモリ４０が出
力する、直前に当該動き補償付符号器より出力されたフ
レームに対応するデータＦ、を、上記動きベクトル検出
部３０において求めた動きベクトルによって上記の最適
ブロック配列に動かしたフレームのデータＦ　ｉ＋１を
出力するものである。

第２図の差分検出部１０においては、前記入力信号と上
記最適ブロック配列のフレームのデータＦｉ、ｌとの差
分をとるので、該差分は、全ての画素についての°差分
の絶対値の和が最小になるようなものとなる。

データ圧縮部５０においては、該差分検出部１０から出
力される、フレームの各区分の画素に対応する差分デー
タに、該各画素が属する区分の動きベクトルの大きさに
反比例する１以下の係数、例えば、１／〔（ΔＸ）”　
＋　（Δｙ）　２　）　Ｉ／２を乗する。前述のように
、一般に、連続するフレーム間における画像の動きの大
きい部分では、上記のようなフレームの各部分の動きに
よる補正の誤差が大きくなり、上記の差分値の振幅が大
きくなる傾向にある。すなわち、動きベクトルの大きさ
の大きい区分に属する画素に対応する差分データの振幅
は大きくなる傾向にある。したがって、データ圧縮部５
０において、差分検出部１０から出力される−、フレー
ムの各区分の画素に対応する差分データに、該各画素が
属する区分の動きベクトルの大きさに反比例する係数を
乗することにより、絶対値の大きい差分データが連続し
て、送信すべきデータ量が増大する部分において、有効
に、発生するデータ量を抑制することができる。

また、第２図の量子化部５１は、データ圧縮部５０から
出力された、圧縮された差分データを、例えば、データ
Ｏ〜２をＯに、３〜５を４に、６〜８を７に、・・・と
いうように、少数の代表的な値に対応させて出力する。

この出力が本実施例の動き補償付符号器の出力となる。

前記加算部４１は、該量子化部５１の出力、および前記
最適ブロック生成部２０の出力を加算して前記フレーム
・メモリ４０に入力する。こうして、該フレーム・メモ
リ４０には、当該動き補償付符号器より出力された直後
のフレームのデータ（差分データ）に、該出力された直
後のフレームのデータの直前のフレームのデータを最適
ブロック配列に動かしたデータを加えたものが保持され
、これが、次に新しく入力されるフレームのデータに対
しては、前記の、直前に当該動き補償付符号器より出力
されたフレームに対応するデータとなる。

なお、第２図の構成のうち、フレーム・メモリ４０を除
く各部分１０，２０，３０，４１，５０゜および５１は
、それぞれ、所定の四則演算を行うか、あるいは、デー
タの並べ替えを行うための通常のハードウェア・ロジッ
ク回路を構成することによって実現する。

〔発明の効果〕

本発明の動き補償付符号器によれば、発生するデータの
情報量の大小に応じて該発生データの情報量を抑制する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、 第２図は本発明の実施例の構成図、そして第３図は動き
ベクトル検出の説明図である。 〔符号の説明〕 １・・・差分検出手段、　２・・・動き補正手段、３・
・・動き検出手段、　　４・・・前フレーム記憶手段、
５・・・データ圧縮制御手段、 １０・・・差分検出部、 ２０・・・最適ブロック生成部、 ３０・・・動きベクトル検出部、 ４０・・・フレーム・メモリ、 ４１・・・加算部、　　　５０・・・データ圧縮部、５
１・・・量子化部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続する前後２つのフレーム間におけるフレーム内
   の各部分の画像の動きを検出して先のフレームの画像に
   該検出した動きに応じた補正を加え、後のフレームの画
   像データと該補正された先のフレームの画像データとの
   差分をとる動き補償付符号器において、 前記フレーム内の各部分における前記差分をとったデー
   タの振幅を前記の検出した各部分の動きの大きさに応じ
   て抑圧することを特徴とする動き補償付符号器。 ２、前記抑圧は、前記差分をとったデータに１以下の係
   数を乗ずることによる請求項１記載の動き補償付符号器
   。