JPH02296478A - 動き補償フレーム間符号化装置 - 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］ この発明は、画像信号を符号化して伝送する動き補償フ
レーム間符号化装置に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は例えば時開ＩＩＩ’１５８−１０７７８５号公
報に示された従来の動き補償フレーム間符号化装置を示
すブロック図であり、図において、（１）は局部復号信
号（１０１）を蓄積して１フレーム前の画像情報を発生
するループ内フレームメモリ、（２）は現フレームの画
像情報と前フレームの画像情報とを比較して動きベクト
ル（１０３）を検出する動きベクトル検出部である。

そして、（３）は動きベクトル（１０３）に応じて変化
する遅延を前記ループ内フレームメモリ（１）の出力に
付与することによって予測信号（１０４）を発生する可
変遅延部、（４）は入力画像信号（１０２）から予Ｍ１
信号（１０４）を減算して差分値の予４−１誤差信号（
１０５）を発生する減算器である。

また、（５）は差分値の予測誤差信号（１０５）を量子
化して一符号化する符号化部、（６）は符号化された予
測誤差信号（以下符号化データという）（１０６）を復
号する復号化部である。

さらに、（７）は復号された予測誤差信号（１０７）と
前記予測信号（１０４）とを加算して局部復号信号（１
０８）を発生する加算器、（８）は符号化データ（１０
６）と動きベクトル（１０３）とを多重化して伝送路（
１０９）へ送出するマルチプレクサである。

次に、動作について説明する。

入力画像信号（１０２）は動きベクトル検出部（２）と
減算器（４）へ入力され、動きベクトル検出部（２）は
ループ内フレームメモリ（１）から１フレーム前の画像
情報すなわち局部復号信号（１０１）を入力し、現フレ
ームの画像情報と前フレームの画像情報とを比較して動
きベクトル（１０３）を出力する。

そして、動きベクトル（１０３）及び局部復号信号（１
０１）を入ノｊする可変遅延部（３）は、動きベクトル
（１０３）に応じて変化する遅延を局部復号信号（１０
１）に付与することにより予測信号（１，０４）として
出力する。

それから、予測信号（１０４）を人力する減算器（４）
は、人力画像信号（１０２）から予測信号（１０４）を
減算して差分値の予測誤差信号（１０５）を符号化部（
５）へ出力し、該符号化部（５）は該差分値の予測誤差
信号（１０５）を符号化して符号化データ（１０６）を
出力する。

さらに、符号化データ（１０６）と動きベクトル（１０
３）はマルチプレクサ（８）によって多重化されて伝送
路（１０９）へ送出される。

一方、符号化部（５）から出力される符号化データ（１
０６）は復号化部（６）へも出力され、復号化部（６）
は符号化データ（１０６）を復号して復号誤差信号（１
０７）を出力する。

そして、加算器（７）は復号誤差信号（１０７）に予測
信号（１０４）を加算して局部復号信号（１０８）を発
生し、該局部復号信号（１０８）はループ内フレームメ
モリ　（１）に書き込まれる。

ここで、動きベクトル（１０３）及びその検出方法につ
いて第６図を用いて説明する。なお、第６図（ａ）は前
フレームを示し、（ｂ）は現フレームを示している。

図において、前フレーム中の点Ｂ′にあった物体が現フ
レームでは点Ａに移動したとする。すると、動き補償フ
レーム間符号化においては、現フレームにおける点Ａに
対して前フレームの同一位置にある点Ａ′と点Ｂ′との
変位量（以下動きベクトルという）Ｖを求め、現フレー
ムの点Ａの信号値Ｙ　（ｒ）の予測誤差信号として単純
フレーム間符号化の場合の予測信号である点Ａ′の信号
値Ｙ（７）の代りに点Ｂ′の信号値ｙ（”’ｉ”＋ｖ）
を用いる。なお、７はテレビ画面上の位置を示す位置ベ
クトルである。

この動きベクトル（Ｖ）の検出方法は、テレビ画面を複
数のブロックに分割し、各々の現フレームのブロックに
対して同一位置を基準として種々の変位量だけずれた位
置にある前フレームのブロック内の信号と現フレームの
ブロック内の信号との類似度を示す評価値を求め、最も
類似度の高い前フレームのブロックに対する変位量を動
きベクトルとして検出する。

ついで、第７図により動き補償フレーム間符号化装置の
各信号のタイミングについて説明する。

なお、図中の斜線部はそれぞれの信号線に釘効な画像信
号またはデータがあることを示している。

入力画像信号（１０２）と１フレーム前の局部復号信号
（１０１）とが動きベクトル検出部（２）によって動き
ベクトル（１０３）を検出されて可変遅延部（３）によ
って予ｌｐｊ信号（１０４）が出力されるが、動きベク
Ｉ・小検出のだめの処理時間が必要なため８時間だけ遅
れて出力される。

同様に、減算器（４）では５時間、符号化部（５）では
Ｃ時間、復号化部（６）では６時間、加算器（７）では
８時間が処理時間として必要である。

従って、動き補償フレーム間符号化において、入力画像
信号（１０２）が入力されて局部復号信号（１０ｇ）が
出力されるまでの１回の符号化処理ループに要する時間
はａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅとなる。

そして、１フレ一ム分の人力画像信号（１０２）の人力
が終了すると、そのフレームの局部復号信号（１０ｇ）
が次フレームの符号化に必要なため、局部復号信号（１
０Ｂ）の生成が終了するまでコマ落し等の処理により次
フレームの入力を待機させ、局部復号信号（１０８）の
生成が終了した時点で次フレームの処理を開始する。

［発明が解決しようとする課題〕 従来の動き補償フレーム間符号化装置は以上のように構
成されているので、符号化ループ内に動きベクトル検出
処理が入っているために動きベクトルの検出に要する処
理時間だけ次フレームの符号化開始を遅らせなければな
らず、処理時間が長くなるという問題点があった。また
、情報発生量を減少させるためには動きベクトルの検出
範囲の拡大と、探索点数の増加が必要であり、動きベク
トルの検出に要する時間がさらに増加してコマ落し数が
増えて時間解像度が低くなるという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、動きベクトル検出を１フレームの符号化処理と
分離して行うようにして、コマ落し数が少なく時間解像
度の高い動き補償フレーム間符号化装置を得ることを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る動き補償フレーム間符号化装置は、復号
化された復号信号を蓄積して１フレーム前の画像情報を
発生する第１のフレームメモリと、現フレームの画像情
報と前フレームの画像情報とを比較して動きベクトルを
検出する動きベクトル検出部と、１フレーム前の画像情
報を蓄積する第２のフレームメモリとを備えている。そ
して、第２のフレームメモリから動きベクトル検出部へ
１フレーム前の画像情報を出力するように構成されてい
る。

［作用］ この発明における動き補償フレーム間符号化装置は、入
力画像信号を符号化すると共に第２のフレームメモリに
蓄積する。そして、第２のフレームメモリから１フレー
ム前の画像情報を得る動きベクトル検出部は動きベクト
ルを検出し、該動きベクトルと符号化された画像信号は
多重化されて伝送される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

なお、第１図において、第５図と同一部分には同一符号
化して説明を省略する。

第１図において、（９）は局部復号信号（１０８）を蓄
積して動ぎベクトル（１０３）によって予測信号（１０
４）を発生する第１のフレームメモリとしてのループ内
フレームメモリ、（１０）は入力画像信号（１０２）を
１フレ一ム分蓄積して１フレーム前の入力画像信号（１
１０）を発生する第２のフレームメモリとしての人力フ
レームメモリである。

ついで、本実施例の作用について説明する。

動きベクトル検出部（２）は、現フレームの人力画像信
号（１０２）と人力フレームメモリ（１０）から得られ
る１フレーム前の入力画像信号とを比較して動きベクト
ル（１０３）を検出・出力する。

そして、入力フレームメモリ（１０）は、次フレームの
符号化のための現フレームの人力画像信号（１０２）を
メモリする。

それから、動きベクトル（１０３）が１フレーム前の局
部復号信号（１０８）を蓄積したループ内メモリ　（９
）に与えられると、その動きベクトル（１０３）の変位
量の位置に対応した局部復号信号が予測信号（１０４）
として出力される。

さらに、予測信号（１０４）を入力する減算器（４）（
は入力画像信号（１０２）から予測信号（１０４）を減
算して差分値の予測誤差信号（１０５）を符号化部（５
）へ出力し、該符号化部（５）は該差分値の予測誤差信
号（１０５）を符号化して符号化データ（１０６）を出
力する。

そして、符号化データ（１０Ｂ）と動きベクトル（１０
３）はマルチプレクサ（８）によって多重化されて伝送
路（１０９）へ送出される。

一方、符号化部（５）から出力される符号化データ（１
０６）は復号化部（６）へも出力され、復号化部（６）
は符号化データ（１０６）を復号して復号誤差信号（１
０７）を出力する。

そして、加算器（７）は復号誤差信号（１０７）に予測
信号（１０４）を加算して局部復号信号（１０Ｂ）を発
生し、該局部復号信号（１０ｇ）はループ内フレームメ
モリ（９）に書き込まれる。

ここで、各信号゛のタイミングを第２図により説明する
。

図において、ａ゛は入力画像信号（１０２）と１フレー
ム前の入力画像信号（１１０）とを比較して動きベクト
ル（１０３）を検出するのに要する時間であり、ｂは減
算器（４）の処理時間、Ｃは符号化部（５）の処理時間
、ｄは復号化部（６）の処理時間、ｅ（よ加算器（７）
の処理時間である。

本発明によると、動きベクトル検出にループ内フレーム
メモリ（９）の１フレーム前の局部復号信号（１０８）
を用いずに入力フレームメモリ（ｌＯ）の１フレーム前
の入力画像信号（１１０）を用いるため、局部復号信号
（１０ｇ）の生成完了に動きベクトル検出開始のタイミ
ングに合せる必要がなく、予測信号（１０４）の生成開
始のタイミングに合せれば良いことになる。

従って、入力画像信号（１０２）が入力されて局部復号
信号（１０８）が出力されるまでの１回の符号化処理ル
ープに要する時間はｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅとなる。

ついで、本発明の他の実施例を第３図を用いて説明する
。なお、前述した部分と同じ部分には同一符号を付して
説明を省略する。

本例の動き補償フレーム間符号化装置は、入力画像信号
（１０２）の入力フレームメモリ（ｌＯ）への経路中に
ローパスフィルタ（１１）を供えており、該ローパスフ
ィルタ（１１）は動きベクトル検出部（１０）から出力
される動きベクトル（１０３）を入力してオン・オフ信
号を発生するフィルタ制御部（１２）により制御される
ようになっている。

そして、フィルタ制御部（１２）は、動きベクトル（１
０３）の大きさに応じて、すなわち動きベクトル（１０
３）が大きい動領域ではフィルタオン信号（１１２）を
出力してローパスフィルタ（１１）を挿入し、動きベク
トル（１０３）が小さい静領域ではローパスフィルタ（
１１）を挿入しないようにフィルタオフ信号（１１２）
を出力する。

第４図のフィルタ特性例に示すように、フィルタオン時
には中央における目的画素の重みを１／４、その上下左
右の画素を１／８、左上、左下、右上、右下の画素を１
／１６とすることによってローパスフィルタ特性が付加
され（第４図（ａ）参照）、フィルタオフ時には中央に
おける目的画素の重みを１、周辺の画素の重みをＯとす
る（第４図（ｂ）参照）。

そして、フィルタ制御部（１２）の動きベクトル（１０
３）による制御は、例えば、動きベクトルが０、すなわ
ち動きがない場合はフィルタオフ、それ以外はフィルタ
オンする方法が考えられる。

以上のようにすると、静領域での解仕度を損うことなく
、動領域において高域成分を除去することによって、次
フレームの動き検出精度を向上させることができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、１フレーム前の人力
画像情報を蓄積する第２のフレームメモリを備え、該第
２のフレームメモリから１フレーム前の画像情報を出力
するように構成したので、入力画像信号の符号化処理と
動きベクトル検出とを別々に行って、符号化ループの処
理時間を短くでき、これにより時間解像度を高くでき、
また動きベクトル検出時間の制限を緩くして、精度の高
い動きベクトル検出を行うこきができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による動き補償フレーム間
符号化装置を示すブロック図、第２図は一実施例の動作
タイミングを示す図、第３図はこの発明の他の実施例を
示すブロック図、第４図はローパスフィルタの特性例を
示す図、第５図は従来の動き補償フレーム間符号化装置
を示すブロック図、第６図は動きベクトルの説明図、第
７図は従来装置の動作タイミングを示した図である。 図において、（１）、（９）は第１のフレームメモリ、
（２）は動きベクトル検出部、（１０）は第２のフレー
ムメモリである。 なお、 図中、 同一符号は同一、 又は相当部分を 示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （外 ２名） （ａ）フィルタオソ峙 （ｂ）フィルタオフθ手 ０−／ぐスフィルタｖｎ性 第 図 動き〜クトルのまえ萌団 第 図 手 続 補 正 書（自発） 、事件の表示 特願平 １＝１１７９２９ 号 発明の名称 動き補償フレーム間符号化装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志　岐　
守　哉 ４、代理人 ｆ主　戸斤 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６゜ 補正の内容 以 上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 復号化された復号信号を蓄積して１フレーム前の画像情
   報を発生する第１のフレームメモリと、現フレームの画
   像情報と前フレームの画像情報とを比較して動きベクト
   ルを検出する動きベクトル検出部とを口える動き補償フ
   レーム間符号化装置において、１フレーム前の画像情報
   を蓄積する第２のフレームメモリを配設し、該第２のフ
   レームメモリから前記動きベクトル検出部へ１フレーム
   前の画像情報を出力するように構成したことを特徴とす
   る動き補償フレーム間符号化装置。