JPH02131690A - 動き補償回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、フレーム間符号化装置において画像の動きに
適応して正確なフレーム間予測信号を発生させる動き補
償回路に関する。

（従来の技術） 最初に、従来の動きベクトル探索法について説明する． 入力画像信号ブロックに対して、フレームメモリに記憶
されているｌ画面前の画像信号の中から同じ位置及びそ
の周囲に数画素シフトした位置にある同じサイズのブロ
ックを所定数選んで差分をとり、これらのブロックの中
から最小差分であるブロックを一つ選択し、入力画像ブ
ロックからこのブロックまでの動きの量と方向を動きベ
クトルと定義する．通常、動きベクトルの探索は回路規
模等の理由からベクトルを探索範囲のすべての位置に配
置することはできないので、適当に間引きながら何段階
かに分けて行なう。

第６図は入力画像信号ブロックの位置を原点としたとき
、１画面前の画像内に所定数とられている参照ブロソク
までの動き量と方向を示すベクトルの配置の一例を示す
。同図では、探索範囲を垂直（ｙ）方向に±１２ライン
、水平（ｘ）方向に±１２画素とし、探索段階を３段階
としている。

探索はまず、図中Ｏ印で示される一様な密度の１段目ベ
クトルに対応するＩＷｉ面前のブロックと人力画像信号
ブロックとの間で差分がとられ、これらの中で最小差分
であったベクトルを１段目最適ベクトル（仮りに図中の
ａ）とする。次に１段目最適ベクトルの周囲近傍の図中
の口印で示される２段目ベクトルの差分が求められ、１
段目最適ベクトルを含めて最小差分であるベクトルを２
段目最適ベクトル（仮りに図中のｂ）とする。同様に、
２段目最適ベクトルの周囲近傍の図中Δ段で示される３
段目ベクトルの差分が求められ、２段目最適ベクトルを
含めて差小差分であるベクトルを動きベクトル（仮りに
図中のＣ）とする。

次に、従来の動き補償回路の構成例を第５図に示す。同
図において、１は画像信号ブロック入力端子、２は最適
ベク斗ル検出回路、３はｌ画面遅延画像信号入力端子、
４は可変遅延回路、５は参照ブロック発生回路、６はタ
イミングクロック入力端子、７はカウンタ、８は一様ベ
クトル発生回路、９は加算器、１０はバソファメモリ、
１１はフレーム間予測信号出力端子である。

入力端子１から画像信号ブロックが最適ベクトル検出回
路２に入力し、入力端子３から１画面遅延画像信号が可
変遅延回路４及びバツファメモリ１０に書き込まれる。

入力端子６からは、参照ベクトルを発生するタイミング
クロックがカウンタ７に入力し、この出力として参照ベ
クトルを指定する信号が一様ベクトル発生回路８に供給
され、現探索ブロソクのアドレスが加算器９に加えられ
る。一様ベクトル発生回路８は、１段目の探索において
ベクトル指定信号に対応したベクトル（第２図○印）を
所定の順番に発生させ、最適ベクトル検出回路２と加算
器９に供給する。加算器９からは、ベクトルに対応した
ブロックアドレスが生成され、バッファメモリに入力す
るので、バツファメモリ１０に一時記憶されていた１画
面遅延信号は、ベクトルの動き量と方向に対応した参照
信号ブロックとして読み出され最適ベクトル検出回路２
に人力する。最適ベクトル検出回路２は、入力画像信号
ブロソクと次々に入力れる参照信号ブロソクとの差分を
求めながら、現時点までの最小差分とそのときのベクト
ルを記憶する機能を持ち、１段目の全ベクトル入力後最
小差分を得たベクトルを１段目最適ベクトルとして一様
ベクトル発生回路８に出力する。２段目探索も１段目と
同様に、一様ベクトル発生回路８において１段目最適ベ
クトルとベクトル指定信号とから１段目最適ベクトルの
周囲近傍のベクトル（第２図口印）を発生させ、最適ベ
クトル検出回路２で最小差分を得たベクトルを求め、こ
れを２段目最適ベクトルとする．３段目探索も２段目と
同様に、一様ベクトル発生回路８において２段目最適ベ
クトルとベクトル指定信号とから２段目最適ベクトルの
周囲近傍のベクトル（第２図△印）を発生させ、最適ベ
クトル検出回路２で最小差分を得たベクトルを求めこれ
を動きベクトルとして可変遅延回路４に出力する。

可変遅延回路４では、１画面遅延信号を動きベクトルの
動き量だけ遅延して読み出し、フレーム間予測信号とし
て出力端子１１に出力する。

（発明が解決しようとする課題） しかしこのような従来の方式では第６図に示すように、
ベクトルを探索範囲全体に渡って一様な密度で配置して
いたため、１段目ではベクトル間隔が広《なり、間にあ
る多数のベクトルを無視することになるので、正確なベ
クトルを選択する確率が低下し、正確なフレー．ム間予
測信号を発生させることができないという欠点があった
。特に、極小差分領域が多数点在したりあるいは最小差
分を含む領域が狭いブロック等では、１段目で大きく誤
る確立が高く、２段，，３段目のベクトル配置は誤った
１、段目最小ベクトルの周囲近傍しかとることができな
いので、動きベクトルを太き《誤るという欠点があった
。

（課題を解決するための手段） 本発明は、このような欠点を除去するため、現探索ブロ
ックに隣接する直前探索ブロソクのベクトル精度を判定
する回路、及び正確なベクトルが選択されたと判断され
たとき、現探索ブロソクにおいて、前記ベクトル周囲近
傍のベクトル配置密度が高く、前記ベクトルから離れた
領域のベクトル配置密度が低い特性の粗密ベクトル発生
回路を設けることにより、小規模の回路追加で高精度に
動きベクトルを求め、より正確なフレーム間予測信号を
発生させるようにしたものである。以下実施例につき図
面により詳細に説明する。

（実施例） 第２図に、任意の１画面を細分化したブロック構成を示
す．これから動きベクトルを求めようとする現ブロック
をＸに示し、この直前のＢ１及び２つ前のＡにそれぞれ
示すブロックの動きベクトルと最小差分が求められてい
るとする。これらの動きベクトルと最小差分は現ブロッ
クの動きベクトルの探索において予測及び制御信号とし
て使用される。

次に、本発明の一構成例を第１図に示す。同図において
、２０は粗密ベクトル発生回路、２１は選択器、２２．
２３はラッチ、２４は減算器、２５はランチ、２６はベ
クトル精度判定回路であり、その他は第５図と同じであ
る。

直前ブロックのベクトル探索において、最適ヘクトル検
出回路２から動きベクトルが出力されたとき、ラソチ２
２に記憶されている２つ前のブロックの動きベクトルを
ラソチ２３に転送すると同時に、直前ブｎソクの動きベ
クトルをラッチ２２に記憶させ、減算器２４でこれら２
つの動きベクトルの差を求めベクトル精度判定回路２６
に入力する。これと同時に、直前ブロックの動きベクト
ルに対応する最小差分もラッチ２５に記憶させベクトル
精度判定回路２６に入力する。

現ブロックのベクトル探索おいて、ベクトル精度判定回
路２６では前記２つの動きベクトルの差が所定の閾値以
下で、かつ前記直前ブロックの最小差分が所定の閾値以
下の条件を満足するとき、直前ブロックのベクトル精度
が高かったと判断し、選択器２１により粗密ベクトル発
生回路２０を選択する．逆に前記条件を満足しないとき
は、ベクトル精度が低かったと判断し、選択器２１によ
り一様ベクトル発生回路８を選択する。

粗密ベクトル発生回路２０が選択されたときは、ランチ
２２に記憶されている直前ブロックの動きベクトルをも
とに、粗密ベクトル発生回路２０から第３図及び第４図
に示す配置のベクトルを発生させて、第５図に示した従
来方式と同様に動きベクトルを３段階に探索し、フレー
ム間予測信号を出力する。

第３図は直前会ブロックの動きベクトルが座標（０．０
）であったとき現探索に用いるベクトル配置例であり、
第４図は座標（６．　　６）であったときの現探索に用
いるベクトル配置例を示す。第３図及び第４において、
Ｏ印を１段目ベクトル、ａを仮りに１段目最適ベクトル
、口印を２段目ベクトル、ｂを仮りに２段目最適ベクト
ル、Δ印を３段目ベクトル、Ｃを仮りに動きベクトルと
する．これらのベクトル配置は、多くの画像で隣接ブロ
ソク間のベクトル差を求めこの結果をもとに定められて
いる。

上記のような動きベクトル探索を行うことにより、一度
精度の高い動きベクトルが得られると、この動きベクト
ルをもとに粗密ベクトル発生回路２０が選択され、その
結果精度の高いベクトルが発生選択されるという循環に
入り、正確なフレーム間予測信号が出力され続けるとい
う最適な状態になる。

本説明において、直前ブロックの動きベクトルを予測値
としたが、直上や直前フレームの同し位置にある隣接す
るブロックの動きベクトル等も、もちろん利用すること
ができる。

さらに、直前の探索ブロックで得られた動きベクトルの
精度を求める手段は、本説明で示した方法に限られたも
のでなく画像の統計的性質に基づいて種々の方法が考え
られる． 万一、シーンチェンジ時など画像によって正確なベクト
ルを求めることができない状態のときは一様ベクトル発
生回路８が選択され、従来のベクトル配置（第６図）に
より動きベクトルを求めフレーム間予測信号を出力する
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、現探索ブロソ
クに隣接する直前ブロックの動きベクトル精度を求め、
精度が高いと判断された場合、現探索ブロックにおいて
直前動きベクトルを予測値としてその周囲近傍の正確な
ベクトルを持続して探索することにより常に正確なフレ
ーム間予測信号が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は任意の一
画面を細分化したブロック構成例、第３図，第４図はそ
れぞれ直前ブロックの動きベクトルが座標（０，Ｏ），
　　（６．６）のとき現探索に用いるベクトル配置例、
第５図は従来の動き補償回路の構成図、第６図は第５図
に示す回路のベクトル配置例を示す。 １・・・画像信号ブロック入力端子、２・・・最適ベク
トル検出回路、３・・・ｌ画面遅延画像信号入力端子、
４・・・可変遅延回路、５・・・参照ブロック発生回路
、６・・・タイミングク゛ロック入力端子、７・・・カ
ウンタ、８・・・一様ベクトル発生回路、９・・・加算
器、１０・・・バッファメモリ、１１・・・フレーム間
予測信号出力端子、２０・・・粗密ベクトル発生回路、
２ｌ・・・選択器、２２，２３．２５・・・ランチ、２
４・・・減算器、２６・・・ベクトル精度判定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フレーム間符号化に用いられるパターンマッチング法に
   よる動き補償回路において、現探索ブロックに隣接する
   直前に探索したブロックで得られた動きベクトルの精度
   を求める手段を設け、該手段により前記精度が高いと判
   断されたときは現探索ブロックにおいて、前記動きベク
   トルの周囲近傍の探索密度を上げると同時に前記動きベ
   クトルから離れた領域の探索密度を下げて多段階に動き
   ベクトルを探索し、逆に前記精度が低いと判断されたと
   きは、一様な探索密度により多段階に動きベクトルを探
   索することを特徴とする動き補償回路。