JPH03129984A - 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 - Google Patents

動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法

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JPH03129984A
JPH03129984A JP1267045A JP26704589A JPH03129984A JP H03129984 A JPH03129984 A JP H03129984A JP 1267045 A JP1267045 A JP 1267045A JP 26704589 A JP26704589 A JP 26704589A JP H03129984 A JPH03129984 A JP H03129984A
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frame
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frame data
motion vector
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陽一 矢ケ崎
Katsuji Igarashi
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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】 以下の順序で本発明を説明する。
A産業上の利用分野 B発明の概要 C従来の技術 り発明が解決しようとする問題点(第12図及び第13
図) E問題点を解決するための手段(第8図)1作用(第8
図) G実施例(第1図〜第11図) (G1)映像信伝送の原理(第1図及び第2図)(G2
)実施例の構成 (G2−1)送信装置の構成(第3図)(G2−2)動
きベクトル検出回路(第4図〜第9図〉(G2−3)受
信装置の構成(第10図及び第11図)(G3)実施例
の動作 (G4)実施例の効果 (G5)他の実施例 H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明は動きベクトル検出回路に関し、特に動画映像信
号を高能率符号化処理して伝送する場合に適用して好適
なものである。
B発明の概要 本発明は、動きベクトル検出回路において、基準フレー
ムから複数フレーム離れた所定フレームの動きベクトル
を検出する際に、当該所定フレームの前フレームまでの
動きベクトル検出結果に基づいて動きベクトル検出範囲
を設定することにより、簡易な構成で確実に動きベクト
ルを検出することができる。
C従来の技術 従来、例えばテレビ会議システム、テレビ電話システム
などのように動画映像でなる映像信号を遠隔地に伝送す
るいわゆる映像通信伝送システムにおいては、伝送路の
伝送容量を効率良く利用するため、映像信号のフレーム
間相関を利用するようになされ、これにより有意情報の
伝送効率を高めるようになされている。
すなわち送信装置側においては、フレーム間で動きベク
トルを検出し、当該動きベクトルで再現されるフレーム
画像と元フレーム画像の偏差データを動きベクトルと共
に伝送する。
受信装置においては、動きベクトル検出の基準となった
フレーム画像(以下基準フレームと呼ぶ)を動きベクト
ルの分だけ変位させた後、伝送された偏差データを加算
することにより元フレーム画像を再現する。
このようにすれば、映像信号においては、フレーム間で
相関があることから、元フレーム画像を直接伝送する場
合に比して、伝送効率を格段的に向上し得る。
D発明が解決しようとする問題点 ところでこのようにして動きベクトルを検出して映像信
号を伝送する場合、動きベクトル検出の基準となったフ
レーム画像を伝送する必要があることから、この場合例
えば第12図に示すような伝送手順でフレーム画像を伝
送する方法が考えられる。
すなわち1つの基準となるフレーム画像FMを例えばフ
レーム内符号化処理して伝送する。
これに対してフレーム画像FMから連続するフレーム画
像F1、F2、F3・・・・・・においては、その直前
のフレーム画像FM、Fl、F2・・・・・・を基準フ
レームに設定して動きベクトルV、 、V、、■、・・
・・・・及び偏差データを伝送する。
このようにすれば、フレーム画像FMからフレーム画像
F1を再現した後、その再現されたフレーム画像を基準
にして続くフレーム画像F2を再現し得、順次連続する
フレーム画像を効率良く伝送し得る。
ことろがこの方法の場合、直前のフレーム画像を基準に
して続くフレーム画像を再現することから、−旦伝送エ
ラーが発生すると、そのエラーが続くフレーム画像に伝
搬する。
このため例えば第13図に示すような伝送手順が考えら
れる。
すなわち所定フレーム毎に、フレーム画像FMをフレー
ム内符号化処理して伝送する。
さらにフレーム画像FM及び続いてフレーム内符号化処
理して伝送するフレーム画像間のフレーム画像Fl、F
2、F3・・・・・・においては、フレーム画像FMを
基準にして動きベクトル及び偏差データを伝送する。
このようにすれば、エラー伝搬を防止し得、画質劣化を
有効に回避し得る。
ところがこの方法の場合、例えばフレーム画像FM及び
11間で、±7画素の範囲で動きベクトルV、を検出す
ると、フレーム画像FM及び続くフレーム画像F2間で
は、±14画素の範囲で動きベクトルvtを検出する必
要がある。
さらにフレーム画像FM及び13間では、±21画素の
範囲で動きベクトルV、を検出する必要があり、結局動
きベクトル検出範囲が拡大し、動きベクトル検出が煩雑
になる問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、複数フレ
ーム離れたフレーム間でも、簡易に動きベクトルを検出
することができる動きベクトル検出回路を提案しようと
するものである。
E問題点を解決するためを手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、映像信
号VvNについて、所定の基準フレームAOを基準にし
て、所定フレームB3の動きベクトルMV3Pを検出す
る動きベクトル検出回路6において、MlフレームAO
から所定フレーム83間のフレームCI(C2)につい
て、動きベクトルMVIP、MVIN、(MV 2 P
、 MV 2 N)を検出し、検出された動きベクトル
MV I P、 MVIN、(MV2P、MV2N) 
に基づいて、所定フレームB3の動きベクトル検出範囲
を変位させ、変位させた動きベクトル検出範囲で、基準
フレームAOから所定フレームB3までの動きベクトル
MV3Pを検出する。
1作用 基準フレームAOから所定フレーム83間のフレームC
I  (C2)について、動きベクトルMVIP、MV
IN、(MV 2 P、 MV 2 N)を検出し、検
出された動きベクトルMVIP、MVIN。
(MV2P、MV2N) に基づイテ、所定フレームB
3の動きベクトル検出範囲を変位させて動きベクトルM
V3Pを検出すれば、狭い範囲の動きベクトル検出範囲
で確実に動きベクトルMV3Pを検出することができる
G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
(G1)映像信号伝送の原理 本発明による映像信号符号化方法を映像信号伝送システ
ムに適用した場合、第1図に示すような手法で、映像信
号を伝送する。
すなわち送信装置は、順次フレームデータFO1Fl、
F2、F3・・・・・・の連続する映像信号VD(第1
図(A))を所定フレーム群に分割して処理する。
すなわちこの実施例において、送信装置は、フレームデ
ータFO,Fl、F2、F3・・・・・・を6フレ一ム
単位のフレーム群に分割し、各フレーム群の先頭フレー
ムデータFO1F6をフレーム内符号化処理して伝送す
る。
ここでフレーム内符号化処理は、画像を例えば走査線方
向に沿って1次元的又は2次元的に隣合う画素データ間
の差分を求めるような圧縮処理を実行し、これにより各
画像についてデータ量を圧縮した伝送フレームデータを
形成する処理でなる。
従って受信装置においては、フレーム内符号化処理され
た伝送フレームデータについては、当該1フレ一ム分の
伝送フレームデータを順次加算処理することにより、l
フレーム分のフレームデータを再現することができる。
これに対して送信装置は、各フレーム群の先頭フレーム
データFO1F6以外のフレームデータF1、F2、F
3・・・・・・をフレーム間符号化処理して伝送する。
ここでフレーム間符号化処理は、始めに基準となる予測
フレームのフレームデータと符号化処理するフレームデ
ータとの間で動きベクトルを検出した後、動きベクトル
の分だけ当該予測フレームのフレームデータを変位させ
たフレームデータ(以下予測結果のフレームデータと呼
ぶ)を形威し、当該予測結果のフレームデータと符号化
処理するフレームデータとの偏差データを、動きベクト
ルと共に符号化処理して伝送フレームデータを形成する
処理でなる。
従って送信装置においては、各フレーム群の先頭フレー
ムデータFO1F6以外のフレームデータFl、F2、
F3・・・・・・について、所定の予測フレームに対し
てそれぞれ動きベクトルを検出し、フレーム間符号化処
理するようになされている。
さらにこのとき送信装置においては、各フレームデータ
F1、F2、F3・・・・・・について、それぞれ2つ
の予測フレームが割り当てられるようになされ、各予測
フレームについて動きベクトルを検出する。
さらに送信装置においては、検出された2つの動きベク
トルに基づいてそれぞれ予測フレームのフレームデータ
から予測結果のフレームデータを形成した後、その結果
得られる2つの予測結果のフレームデータを補間して補
間予測結果のフレームデータを形成し、予測結果のフレ
ームデータ及び補間予測結果のフレームデータから偏差
データが最も小さくなるフレームデータを選択してフレ
ーム間符号化処理するようになされている(すなわち選
択予測化処理でなり、以下符号化処理するフレームデー
タに対して先行して入力されたフレームデータを予測フ
レームとするものを前予測、符号化処理するフレームデ
ータに対して後行して人力されたフレームデータを予測
フレームとするものを後予測、補間予測結果のフレーム
データを用いるものを補間予測と呼ぶ)。
これにより送信装置は、伝送フレームデータのデータ量
が最も小さくなるように、選択的にフレーム間符号化処
理するようになされ、かくして伝送効率を向上して映像
信号を伝送するようになされている。
さらに送信装置においては、フレーム間符号化処理する
際に、始めに各フレーム群の第4番目のフレームデータ
F3、F9について、その前後のフレームデータFO及
びF6、F6及びF12を予測フレームに設定してフレ
ーム間符号化処理した後(以下レベル1の処理と呼ぶ)
、続いて残りのフレームデータF1、F2、F4、F5
・・・・・・をその前後のフレームデータFO及びF3
、F3及びF6・・・・・・を予測フレームに設定し、
フレーム間符号化処理する(以下レベル2の処理と呼ぶ
)。
すなわちフレーム間符号化処理においては、フレーム内
符号化処理に比して伝送に供するデータ量を低減し得る
特徴があることから、映像信号を伝送する場合、フレー
ム間符号化処理するフレームデータを多くすれば、その
分映像信号全体として少ないデータ量で伝送することが
できる。
ところがフレーム間符号化処理するフレームデータが増
加すると、その分基準となる予測フレームから、遠く離
れたフレームのフレームデータをフレーム間符号化処理
しなければならない。
従って、その分遠く離れたフレームデータ間で動きベク
トルを検出しなければならず、動きベクトルの検出処理
等が煩雑になり、特に選択予測化処理する場合、検出す
る動きベクトルが増加することから、送信装置の構成が
複雑化する。
ところがこの実施例のように、フレームデータFO及び
F6を予測フレームに設定してフレームデータF3を始
めにフレーム間符号化処理した後、当該フレームデータ
F3及びフレームデータFO。
F6を予測フレームに設定して、その間のフレームデー
タFl、F2、F4、F5・・・・・・をフレーム間符
号化処理すれば、比較的近接したフレームデータ間で動
きベクトルを検出すればよく、その分簡易な構成で効率
良く映像信号を伝送することができる。
かくしてレベルlのフレーム間符号化処理において、送
信装置は、当該フレーム群の先頭フレームデータFO及
び続くフレーム群の先頭フレームデータF6を、動きベ
クトル検出用の基準となる予測フレームに設定し、それ
ぞれ前予測及び後予測する。
すなわち送信装置は、当該フレームデータFO及びF6
と、第4番目のフレームデータF3との間でそれぞれ前
予測、後予測用の動きベクトルMV3P及びMV3Nを
検出した後(第1図(B))、動きベクトルMV3P及
びMV3Nの分だけ予測フレームのフレームデータFO
及びF6を変位させて前予測及び後予測用の予測結果の
フレームデータFP及びFNを形成する。
続いて伝信装置は、フレームデータFP及びFNを直線
補間して補間予測用の予測結果のフレームデータFPN
を形成する。
さらに送信装置は、フレームデータFP、FN及びFP
Nと、フレームデータF3の偏差データΔFP、ΔFN
及びΔFPNを得た後、当該偏差データΔFP、ΔFN
及びΔFPNから、データ量が最も小さい偏差データΔ
FP、ΔFN又はΔFPNを選択して、動きベクトルM
V3P及びMV3Nと共に、伝送フレームデータF3X
に変換する(第1図(D))。
かくして受信装置においては、フレーム内符号化処理し
て形成された伝送フレームデータFOX、F6Xから元
のフレームデータFO及びF6を再現した後、再現され
たフレームデータFO,F6及び伝送フレームデータF
3Xに基づいて、元のフレームデータF3を再現するこ
とができる。
これに対して送信装置は、レベル2の処理において、各
フレーム群の第1番目及び第2番目のフレームデータF
l及びF2、F7及びF8、・・・・・・について、先
頭フレームデータFO5F6及び第4番目のフレームデ
ータF3、F9を予測フレームに設定し、それぞれ前予
測及び後予測する。
従って送信装置においては、フレームデータFO及びF
3に基づいて、動きベクトルMVIP及びMVIN、M
V2P及びMV2Nを検出した後(第1図(C)) 、
当該動きベクトルMVIP及びMVINSMV2P及び
MV2Nに基づイテ、それぞれ予測結果のフレームデー
タFP及びFNを形成すると共に、補間予測結果のフレ
ームデータFPNを形成する。
さらにフレームデータFP、FN及びFPNに基づいて
、それぞれ偏差データΔFP、ΔFN及びΔFPNを得
た後、当該偏差データΔFP、ΔFN及びΔFPNから
、データ量が最も小さい偏差データΔFP、ΔFN又は
ΔFPNを選択して、動きベクトルMVIP及びMVI
N、MV2P及びMV2Nと共に、伝送フレームデータ
FIX及びF2Xに変換する。
同様に、第5番目及び第6番目のフレームデータF4及
びF5、FIO及びFll、・・・・・・については、
第4番目のフレームデータF3及び続くフレーム群の先
頭フレームデータF6を予Nフレームに設定し、それぞ
れ前予測及び後予測する。
ここで、それぞれ動きベクトルMV4P及びMV4N、
MV5P及びMV5Nが検出されると、送信装置は動き
ベクトルMV4P及びMV4N、MV5P及びMV5N
に基づいて、それぞれ予測結果のフレームデータFP、
FN及びFPNを形成して偏差データΔFP、ΔFN及
びΔFPNを得た後、当該偏差データΔFP、ΔFN及
びΔFPNから、データ量が最も小さい偏差データΔF
P、ΔFN又はΔFPNを選択して、動きベクトルMV
4P及びMV4N、MV5P及びMV5Nと共に、伝送
フレームデータF4X及びF5Xに変換する。
かくして、フレームデータを6フレ一ム単位に区切り、
フレーム内符号化処理及びフレーム間符号化処理を組み
合わせて伝送したことにより、フレーム内符号化処理し
て伝送したフレームデータFO1F6・・・・・・を再
現して、残りのフレームデータを順次再現し得、かくし
てエラーが発生しても、他のフレーム群へのエラー伝搬
を防止することができ、その分コンパクトディスク等に
適用して、高画質の映像信号を高い能率で伝送すること
ができる。
さらに逆転再生、ランダムアクセスしても、確実にフレ
ームデータを再現し得、その分画質実化を有効に回避し
て、映像信号を高い能率で伝送することができる。
さらにこの実施例においては、伝送フレームデータFO
X−F5Xを、各フレーム群の中でフレーム内符号化処
理及びフレーム間符号化処理した順序で並べ替えて伝送
するようになされ(第1図(E)) 、このとき各伝送
フレームデータFOX〜FSXに、その予測フレームデ
ータ及びフレーム内符号化処理された伝送フレームデー
タを表す識別データを付加して伝送するようになされて
いる。
すなわちフレームデータFl、F2及びF4、F5にお
いては、符号化及び復号化のためにそれぞれ予測フレー
ムのフレームデータFO,F3及びF3、F6が必要に
なる。
これに対してフレームデータF3においては、符号化及
び復号化のために予測フレームのフレームデータFO,
F6が必要になる。
従って第2図に示すように、送信装置においては、フレ
ーム内符号化処理するフレームデータを記号Aで、レベ
ルl及び2で処理するフレームデータを記号B及びCで
表すと、伝送フレームデータDATA (第2図(A)
)を、フレームデータAO,B3、C1C2、C4、C
5、A6、B9の順序で伝送する。
このとき送信装置は、伝送フレームデータと共に、前予
測、後予測、補間予測識別用の予測インデックスPIN
DEX、それぞれ前予測側及び後予測の予測フレームを
表す前予測基準インデックスPID (第2図(B))
及び後予測基準インデックスNID (第2図(C))
を伝送するようになされ、これにより受信装置において
簡易に伝送フレームデータを復号し得るようになされて
いる。
(G2)実施例の構成 (G2−1)送信装置の構成 第3図において、1は上述の映像信号伝送方法を適用し
てなる映像信号伝送システムの送信装置を示し、入力映
像信号VDINを高能率符号化して伝送フレームデータ
DATAに変換した後、コンパクトディスクに記録する
送信装置lは、入力映像信号VDINを画像データ入力
部2に与え、当該入力映像信号VD、、lを構成する輝
度信号及び色差信号をディジタル信号に変換した後、デ
ータ量を174に低減する。
すなわち画像データ入力部2は、ディジタル信号に変換
された輝度信号を片フィールド落し回路(図示せず)に
与えてlフール1分削除した後、残り1フイ一ルド分の
輝度信号を1ラインおきに間引きする。
さらに画像データ入力部2は、ディジタル信号に変換さ
れた2つの色差信号をlフール1分削除した後、1ライ
ン毎に交互に出力する。
さらに画像データ入力部2は、間引きされた輝度信号及
び選択出力される色差信号を時間軸変換回路を介して所
定の伝送レートのデータに変換する。
これにより画像データ入力部2を介して、入力映像信号
VD、、に予備的処理を施し、上述の順次フレームデー
タの連続する画像データDvを生成するようになされて
いる。
並べ替回路4は、スタートパルス信号STが入力される
と、順次フレームデータAO1C1、C2、B3、C4
、C5、A6、C7、・・・・・・の順序で入力される
画像データDvを、6フレ一ム単位でフレーム群に分割
した後、符号化処理する順序AO5A6、B3、C1、
C2、C4、C5、A12、B9、C7、・・・・・・
に並べ替えて出力する。
このように符号化処理する順序でフレームデータを並べ
替えて処理すれば、その分続くフレーム内符号化処理及
びフレーム間符号化処理を簡略化することができる。
さらに並べ替回路4は、エンドパルス信号ENDが立ち
上がると、その直前まで入力されたフレームデータまで
並べ替えした後、フレームデータの出力を停止する。
さらに並べ替回路4は、各フレーム群の先頭で信号レベ
ルが立ち上がるフレーム群インデックスC;OF、前予
測基準インデックスPID、後予測基準インデックスN
ID及びフレーム群中のにおけるフレームデータの順序
を表すテンポラリインデックスTRを出力する。
動きベクトル検出回路6は、並べ替えられた画像データ
DVNを受け、各フレームデータを所定のマクロ単位ブ
ロックに分割して処理する。
このとき動きベクトル検出回路6は、フレーム内符号化
処理するフレームデータAO,A6・・・・・・につい
ては、所定時間だけ遅延させてマクロ単位ブロックごと
に続く減算回路8に出力するのに対し、フレーム間符号
化処理するフレームデータB3、C1、C2、C4・・
・・・・については、各マクロ単位ブロック毎に所定の
予測フレームを基準にして動きベクトルMVP及びMV
Nを検出する。
さらにこのとき動きベクトル検出回路6は、絶対値和回
路において、予測結果のフレームデータと、フレーム間
符号化処理するフレームデータとの偏差データを得、当
該偏差データの絶対値和でなる誤差データERを得るよ
うになされている。
かくしてこの実施例においては、当該誤差データERを
用いて、量子化ステップサイズ等を切り換えるようにな
され、これにより画質の劣化を有効に回避して映像信号
を効率良く伝送し得るようになされている。
さらに動きベクトル検出回路6は、並べ替えられた画像
データDVNと共に、フレーム群インデックスGOF、
前予測基準インデックスP I D、後予測基準インデ
ックスNID及びテンポラリインデックスTRを、動き
ベクトル検出処理時間の分だけ遅延させて続く処理回路
にマクロ単位ブロックごとに出力する。
減算回路8は、適応予測回路10から出力される予測デ
ータDP□及び画像データDVNの差データを得ること
により、偏差データD2を作成してディスクリートコサ
イン変換回路12に出力する。
ここで適応予測回路10は、フレーム内符号化処理にお
いては、各マクロ単位ブロック毎に各画素の画像データ
の平均値を予測データD p * + として出力する
これに対してフレーム間符号化処理において、適応予測
回路lOは、選択予測化処理を実行して前予測、後予測
及び補間予測を選択した後、選択された予測結果のフレ
ームデータを予測フレームデータDr□としてマクロ単
位ブロック毎に出力する。
これにより減算回路8を介して、フレーム間符号化処理
するフレームデータについて、偏差データDz  (第
1図においてデータ量が最も小さな偏差データΔFP、
ΔFPN、ΔFNに相当する)を得ることができるのに
対し、フレーム内符号化処理するフレームデータについ
て、平均値からの偏差データD2を得ることができる。
ディスクリートコサイン変換回路12は、DCT (d
iscrete cosine transform)
の手法を用いて、マクロ単位ブロック毎に偏差データD
2を変換する。
乗算回路14は、重み付は制御回路16から出力される
制御データに基づいてディスクリートコサイン変換回路
12の出力データを重み付は処理し、これにより画質劣
化を有効に回避して効率良く映像信号を伝送するように
なされている。
これに対して再量子化回路18は、乗算回路14の出力
データを再量子化し、このときデータ量制御回路20か
ら出力される制御データに基づいて量子化ステップサイ
ズを切り換えるようになされ、これによりディスクリー
トコサイン変換回路12の出力データ量、バッファ回路
21の入力データ量及び誤差データERに応じて量子化
ステップサイズを切り換えるようになされ、画質劣化を
有効に回避して各フレームデータを一定のデータ量で伝
送するようになされている。
逆回量子化回路22は、再量子化回路18の出力データ
を受け、再量子化回路18と逆の再量子化処理を実行し
、これにより再量子化回路18の入力データを再現する
逆梁算回路24は、乗算回路14とは逆に逆回量子化回
路22の出力データを乗算処理し、これにより乗算回路
14の入力データを再現する。
ディスクリートコサイン逆変換回路26は、ディスクリ
ートコサイン変換回路12とは逆に逆梁算回路24の出
力データを変換し、これによりディスクリートコサイン
変換回路12の入力データを再現する。
加算回路28は、適応予測回路10から出力される予測
データD□1を、ディスクリートコサイン逆変換回路2
6の出力データと加算した後、適応予測回路10に出力
する。
従って適応予測回路lOにおいては、加算回路28を介
して減算回路8の入力データを再現してなるフレームデ
ータDFを得ることができ、これにより当該フレームデ
ータDFを選択的に取り込んで予測フレームを設定し、
続いて減算回路8に入力されるフレームデータについて
選択予測結果を得るようになされている。
かくして、処理する順序でフレームデータを並び替えて
入力したことにより、適応予測回路10においては、フ
レームデータDFを順次選択的に取り込んで選択予測結
果を検出すればよく、その分簡易な構成で映像信号を伝
送することができる。
ランレングスハフマン符号化回路30は、再量子化回路
18の出力データを、可変長符号化処理でなるハフマン
符号化処理した後、伝送データ合成回路32に出力する
同様にランレングスハフマン符号化回路34は、動きベ
クトルMVN及びMVPを、ハフマン符号化処理して伝
送データ合成回路32に出力する。
伝送データ合成回路32は、フレームパルス信号SFP
に同期して、ランレングスハフマン符号化回路30及び
34の出力データ、予測インデックスP I NDEX
、前予測基準インデックスPID後予測基準インデック
スNID及びテンポラリインデックスTRを、重み付は
制御回路16及びデータ量制御回路20の制御情報等と
共に、所定の順次で出力する。
このとき伝送データ合成回路32は、マクロ単位ブロッ
ク毎、ブロック単位グループ毎、各フレームデータ毎、
フレーム群毎にヘッダを配置し、当該ヘッダに予測イン
デックスPINDEX等のデータを付加するようになさ
れ、これにより受信装置側において、ヘッダに付加され
たデータに基づいて伝送データを復号し得るようになさ
れている。
並べ替回路33は、伝送データ合成回路32の出力デー
タを、各フレーム群毎に71号野花理した順序に並べ替
えてバッファ回路21に出力し、これによりバッファ回
路21を介して、伝送フレームデータDATAを出力す
る。
かくして入力映像信号VD、、を高能率符号化した伝送
フレームデータDATAを得ることができ、同期信号等
と共に当該伝送フレームデータDATAをコンパクトデ
ィスクに記録することにより、画質劣化を有効に回避し
て映像信号を高密度記録することができる。
(G2−2)動きベクトル検出回路 第4図及び第5図に示すように、動きベクトル検出回路
6は、前予測基準インデックスPID。
後予測基準インデックスNID、テンポラリインデック
スTR(第5図(A)、(B)及び(C))を基準にし
て、並べ替回路4から出力される画像データI)vsを
処理する。
すなわち動きベクトル検出回路6において、リードオン
リメモリ回路72及び73は、それぞれ前予測基準イン
デックスPID、後予測基準インデックスNIDを受け
、当該前予測基準インデツツクスPID及び後予測基準
インデックスNIDが値3のとき論理レベルが立ち下が
る切り換え制御データSWI及びSW2 (第5図(D
)及び(E))を作成する。
リードオンリメモリ回路74は、テンポラリインデック
スTRを受け、当富亥テンポラリインデックスTRが値
Oのとき(すなわちフレーム丙符号化処理するフレーム
データに対応する)、論理レベルが立ち上がるフレーム
内符号化処理制御データPrNTRA(第5図(F))
を作成する。
同様にリードオンリメモリ回路75.76.77.78
.79は、それぞれテンポラリインデックスTRが4i
rL3.1.2.4.5のとき(すなわちフレーム間符
号化処理のフレームデータB3、CI、C2、C4、C
5に対応する)、論理レベルが立ち上がるフレーム間符
号化処理制御データWB3、WCI、WO2、WO2、
WO2を作成する。
これに対して遅延回路80は、フレーム間符号化処理制
御データWC5を遅延させて、第2番目のフレーム群か
ら、順次基プーム群の先頭で論理レベルが立ち上がる切
り換え制御データBON (第5図(G))を作成する
オア回路82は、フレーム間符号化処理制御データWC
5及びフレーム内符号化処理制御データPTNTRAを
受け、これによりフレームメモリ制御データWAP(第
5図(H))を作成する。
かくして当該動きベクトル検出回路6は、り一ドオンリ
メモリ回路73〜79、遅延回路80、オア回路82で
作成されたこれらの制御データに基づいて動作する。
ブロック化回路84は、フレームパルス信号S4.(第
5図(I))に同期して順次入力される画像データDV
  (IN)(第5図(J))を受け、各フレームデー
タを所定のマクロ単位ブロックに分割する。
ここで第6図に示すように、各フレームデータ(第6図
(A))は、表示画面の垂直及び水平方向に5×2分割
されて10のブロック単位グループに区分される(第6
図(B))。
さらに各ブロック単位グループは、垂直及び水平方向に
3×11分割されて33のマクロ単位グループ(第6図
(C))に分割され、当該伝送装置1においては、当該
マクロ単位グループ単位でフレームデータを順次処理す
るようになされている。
因に1つのマクロ単位グループは、縦横にそれぞれ8画
素分の画像データを1つのブロックに割り当て、全体で
6ブロツク分の画像データを割り当てるようになされて
いる。
さらに当該6フ゛ロツクに対して、4つのブロックに縦
横2×2ブロック分の輝度信号Yr 、Yz、Y、 、
Y、が割り当てられ、残りの2ブロツクにそれぞれ輝度
信号Y2、Y2、Y3、Y4に対応する色差信号C11
1C,が割り当てられるようになされている。
かくしてブロック化回路84を介して、15×22のマ
クロ単位ブロックに分割されたフレームデータを得るこ
とができる。
遅延回路85は、ブロック化回路84から出力されるフ
レームデータを、動きベクトル検出処理に要する5フレ
一ム周期だけ遅延させて出力する。
かくして当該動きベクトル検出回路6においては、画像
データDv (OUT)(第5図(K))をマクロ単位
ブロックに分割して、動きベクトルの検出に同期して出
力する。
遅延回路86は、フレーム群インデックスG。
F(IN)(第5図(L)〉を5フレ一ム周期だけ遅延
させ、これにより当l亥動きベクトル検出回路6から出
力される画像データD v  (OU T )に対して
、タイミングの一致したフレーム群インデックスGOF
 (OUT)(第5図(M))を出力する。
後予測フレームメモリ回路88、前予測フレームメモリ
回路89及びインタフレームメモリ回路90は、それぞ
れ動きベクトル検出用の基準となるフレームデータを格
納する。
すなわち後予測フレームメモリ回路88は、フレーム内
符号化処理制御データPINTRAが立ち上がると画像
データDvを取り込むように制御され、これにより当該
後予測フレームメモリ回路88を介して、1フレ一ム周
期の期間だけフレームデータAOが出力された後、続く
6フレ一ム周期の期間フレームデータA6が連続し、続
く6フレ一ム周期の期間フレームデータA12が連続す
る画像データDNVを得ることができる(第5図(N)
)。
これに対して前予測フレームメモリ回路89は、フレー
ムメモリ制御データWAPが立ち上がると、後予測フレ
ームメモリ回路88から出力されるフレームデータを取
り込むように制御される。
これにより前予測フレームメモリ回路89を介して、後
予測フレームメモリ回路88からフレームデータA6が
出力される6フレ一ム周期の内、始めの5フレ一ム周期
の期間フレームデータAOが連続した後、続く6フレ一
ム周期の期間フレームデータA6が連続し、続く6フレ
一ム周期の期間フレームデータA12が連続する画像デ
ータDrvを得ることができる(第5図(0))。
これに対してインタフレームメモリ回路90は、フレー
ム間符号化処理制御データWB3が立ち上がると画像デ
ータDVNを取り込む。
これによりインタフレームメモリ回路90を介して、第
4のフレームデータB3、B9、B15がそれぞれ6フ
レ一ム周期の期間連続する画像データD1.(第5図(
P))を得るようになされている。
選択回路92及び93は、それぞれ画像データDNV及
びD41、画像データI)rv及びDI)lを受け、切
り換制御データSWI及びSW2に基づいて接点を切り
換える。
これにより選択回路92及び93は、続く可変リードメ
モリ回路94及び95に、動きベクトル検出の基準とな
るフレームデータAO1A6、B3・・・・・・を順次
切り換えて出力する。
すなわちフレームデータB3の動きベクトルMV3N及
びMV3Pを検出する場合は、可変リードメモリ回路9
4及び95にそれぞれフレームデータA6及びAOを出
力する。
これに対してレベル2の処理の内、フレームデ−タC1
及びC2の動きベクトルMVIN、MVIP及びMV2
N、MV2Pを検出する場合は、可変リードメモリ回路
94及び95にそれぞれフレームデータB3及びAOを
出力し、フレームデータC4及びC5の動きベクトルM
V4NSMV4P及びMV5N、MV5Pを検出する場
合は、可変リードメモリ回路94及び95にそれぞれフ
レームデータA6及びB3を出力する。
ところでこの実施例においては、始めにレベル2の動き
ベクトルを検出した後、当該検出結果を参考して予めフ
レームデータB3の動きベクトルを予測することにより
、狭い範囲で動きベクトルを検出するようになされ、そ
の分動きベクトル検出回路6全体の構成を簡略化するよ
うになされている。
すなわち第7図及び第8図に示すように、フレームデー
タAOからフレームデータB3までの各フレームデータ
CLC2について順次動きベクトルV、 、V、 、V
、を検出し、動きベクトル■1、■8、■、の和ペクト
/L/V、+V、+V3を検出する。
さらに和ベクトルV、 十V、+V、だけオフセットし
た位置を中心にして、フレームデータB3の動きベクト
ル検出範囲を設定し、当該動きベクトル検出範囲で動き
ベクトルMV3Pを検出する。
このようにすれば、狭い動きベクトル検出範囲で、動き
ベクトルMV3Pを検出することができる。
この実施例の場合、レベル2の動きベクトル検出処理に
おいて、前予測及び後予測用の動きベクトルを検出する
ことから、フレームデータC1の動きベクトルMVIP
及びMVINを検出し、これにより動きベクトルMVI
P、MVINの分だけオフセットした位置を中心にして
動きベクトル検出範囲を設定することにより、狭い動き
ベクトル検出範囲で、動きベクトルMV3Pを検出する
ことができる。
このため選択回路96は、初めにレベル2の処理対象で
なるフレームデータC1、C2、C4及びC5を減算回
路K No 〜K Ntss及びKPa〜)(pzss
に与える。
これに対してレベル1の処理においては、選択回路96
は、接点を切り換えインタフレームメモリ回路90に一
旦格納されたフレームデータB3を、ブロック北回lR
97を介して減算回IIrK N a〜KNtss及び
KPO〜KPgssに与える。
ここでブロック化回路97は、ブロック化回路84と同
様にフレームデータB3をマクロ単位ブロックに分割し
て出力し、これにより減算回路KNo 〜KNtss及
びK P o〜KPzssにマクロ単位ブロック毎にフ
レームデータB3を与える。
これにより順次フレームデータC1、C2、C4及びC
5について動きベクトルを検出した後、フレームデータ
B3について動きベクトルを検出するようになされてい
る。
選択回路92及び93は、当該動きベクトル検出順序に
応じて接点を切り換え、当該動きベクトル検出回路6に
フレームデータC1、C2、C4及びC5が人力されタ
イミングで、可変リードメモリ回路94及び95にそれ
ぞれフレームデータB3及びAO1B3及びAO5A6
及びB3、A6及びB3を順次出力した後、続く1フレ
一ム周期の期間、フレームデータA6及びAOを出力す
る。
減算回路KN、〜KN□s、KPo〜KPzssは、2
56X2個の減算回路が並列接続され、各マクロ単位ブ
ロックを構成する輝度信号の画像データを順次人力する
これに対して可変リードメモリ回路94及び95は、ベ
クトル発生回路98から出力される制御データDにに基
づいて、選択回路92及び93を介して人力されるフレ
ームデータを並列的に減算回路KN0〜KNtss及び
K P o〜KPtS%に出力する。
すなわち可変リードメモリ回路94及び95は、レベル
2の処理において、第1のマクロ単位ブロックの第1の
画像データが減算回路K N o〜KNzss及びKP
0〜KPtsSに人力されると、当該画像データを中心
にした上下左右16画素の範囲の画像データ(すなわち
動きベクトル検出範囲の画像データ)を、減算回路KN
O〜KNtss及びK P o 〜K P zssに出
力する。
同様に可変リードメモリ回Wi94及び95は、第1の
マクロ単位ブロックの第2の画像データが減算回路KN
@ 〜KNtss及びKP++〜KPt*sに人力され
ると、予測フレームのフレームデータから、当該第2の
画像データを中心にした上下左右16M素の範囲の画像
データを減算回路KN。
〜KN*ss及びKP、〜KPzssに出力する。
かくして可変リードメモリ回路94及び95は、レベル
2の処理において、減算回路KN、〜K N zss及
びKP、〜KP□5に入力される画像データに対して、
順次動きベクトル検出範囲の画像データを出力する。
これによりレベル2の処理においては、減算回路K N
 o〜KN□5及びKP、〜KPtssを介して、動き
ベクトルを検出するフレームデータの画像データごとに
、動きベクトル検出範囲で予測フレームのフレームデー
タを移動させた際の偏差データを得ることができる。
これに対して、レベルlの処理において、可変リードメ
モリ回路94及び95は、フレームデータC1及びC2
、C4及びC5の動きベクトル検出結果に基づいて減算
回路KN、〜KN□9.及びK P a〜Kp!ssに
人力された画像データに対して、当該画像データから予
測動きベクトルMV3NY、MY3PYの分だけ変位し
た画像データを中心にして、上下左右16画素の範囲の
画像データを減算回路K No 〜K Nz5s及びK
P0〜KP□5に出力する。
これによりレベルlの処理においては、減算回路K N
 o 〜K N zss及びKPo〜KPzssを介し
て、フレームデータB3の画像データごとに、予測動き
ベクトルMV3NY、MY3PYの分だけ変位させた動
きベクトル検出範囲で、予測フレームを移動させた際の
偏差データを得ることができる。
絶対値総和回路100及び101は、それぞれ減算回路
K N o 〜K N ass及びKPtr−KPzs
sの減算データを受け、各減算回路KN、〜KNtss
及びK P a〜KPtss毎に減算データの絶対値和
を検出した後、マクロ単位ブロック毎に当該絶対値和を
出力する。
これにより絶対値総和回路100及び101を介して、
レベル2の処理においては、マクロ単位ブロック毎に、
当該マクロ単位ブロックを中心にした動きベクトル検出
範囲で、予測フレームを順次移動させた際の、256個
(すなわち16X16でなる)の偏差データを得ること
ができる。
これに対して、レベル1の処理においては、マクロ単位
ブロック毎に、当該マクロ単位ブロックを基準ににして
、予測動きベクトルMV3NY、M Y 31) Yの
分だけ変位させた動きベクトル検出範囲で、予測フレー
ムを順次移動させた際の256個の偏差データを得るこ
とができる。
比較回路102及び103は、絶対(!!総和回路10
0及び101から出力される256個の偏差データを受
け、その内予測フレームの画像データを上下左右に0画
素分移動させた際(すなわち予測フレームを移動させな
い状態でなる〉の偏差データD0゜8及びDo。7を比
較回路105及び1゜6に出力する。
さらに比較回路102及び103は、残りの偏差データ
から最小値を検出し、誤差データER(ERN及びER
P)として出力すると共に、当該最小値の偏差データの
位置情報を検出する。
かくして比較回路102及び103を介して、偏差デー
タのデータ量が最小になるように予測フレームを移動さ
せる位置情報を検出することができ、これにより各マク
ロ単位ブロックについて、順次動きベクトルを検出する
ことができる。
さらに誤差データER(ERN及びER,)に基づいて
、再量子化回路18の量子化ステップサイズ、乗算回路
14の重み付は処理を切り換えることにより、画質劣化
を有効に回避して動画映像信号を伝送し得る。
比較回路105及び106は、誤差データERH及びE
R,と偏差データD、。、及びD OOFの比較結果を
得る。
このとき第9図に示すように、比較回路105及び10
6は、誤差データER,及びE RPと偏差データD。
9及びり、IIFを、次式で表されるように、1画素当
たりの誤差及び偏差量に変換した際に、当該誤差及び偏
差量が小さい範囲においては、動きベクトルとしてOベ
クトルを優先的に選択する。
すなわち誤差及び偏差量が小さい範囲においては、比較
回路102及び103で検出された動きベクトルに基づ
いて偏差データΔEN、ΔEP(第1図)を生成しても
、0ベクトルで偏差データΔEN、ΔEPを生成した場
合に比して、偏差データΔEN、ΔEPのデータ量とし
てはそれ程低減し得す、却って有意情報でなる動きベク
トルを伝送する分、全体としてデータ量が増大する。
従ってこの実施例においては、比較回路105及び10
6で動きベクトルとして0ベクトルを優先的に選択する
ことにより、映像信号を全体として効率良く伝送するよ
うになされている。
かくして比較回路105及び106は、切り換え信号を
出力して選択回路107及び108の接点を切り換え、
第9図の優先度に従ってOベクトルデータMVO及び比
較回路102及び103から出力される動きベクトルを
選択出力し、これにより選択回路107及び108を介
して、動きベクトルMviN及びMViP(第5図(Q
)及び(R))を得ることができる。
動きベクトルメモリ回路110−113及び114〜1
17は、フレーム間符号化処理制御データWCI、WO
2、WO2、WO5に応じて、動きベクトルMViN及
びMViPを取り込み、これによりそれぞれレベル2で
処理するフレームデータC1,C2、C4、C5につい
て、後予測及び前予測用の動きベクトルMVIN、MV
2N、MV4N、MV5N及びMVIP、MV2P、M
V4P、MV5Pを取り込む。
これに対して加算回路120〜122及び123〜12
5は、動きベクトルメモリ回路110〜113及び11
4〜117に格納された動きベク)ルMVIN、MV2
N、MV4N、MV5N及びMVIP、MV2P、MV
4P、MV5Pを受け、動きベクトルMVIN、MVI
P、MV2N及びMV2r’の加算結果と、動きベクト
ルMV4N、MV4))、MV5N及びMV5Pの加算
結果とを、それぞれ1/2割算回路127及び12Bに
出力する。
すなわち上述のように、この実施例においては、始めに
レベル2の動きベクトルを検出した後、当該検出結果を
参考して予めフレームデータB3の動きベクトル検出範
囲を設定することにより、最大で上下左右166画素範
囲で動きベクトルを検出するようになされ、その分動き
ベクトル検出回路6全体のm戒を簡略化するようになさ
れている。
このため加算回路120〜125及び1/2割算回路1
27.128は、動きヘクト/l、MVIN〜MV5P
について値1/2の加算結果を得ることにより、 次式 %式% (3) (4) で表されるような予測動きベクトルMV3NY及びMV
3PYを作成した後、選択回路130及び131を介し
て、当該予測動きベクトルMV3NY及びMV3PYを
加算回路132及び133に出力する。
ここで選択回路130及び131は、切り換え制御デー
タBONに応じて接点を切り換えることにより、レベル
2の処理対象でなるフレームデータClSC2、C4、
C5については、値0のデータD6N及びDayを選択
出力するのに対し、レベル1の処理対象でなるフレーム
データB3については、予測動きベクトルMV3N’l
びMV3PYを選択出力する。
これに対して加算回路132及び133は、選択回路1
30及び131(7)出力データMV 3 NYDII
N及びMV 3 P Y、 D6Fを、ベクトル発生回
路98から出力される制御データD、に加算する。
これによりフレームデータC1、C2、C4、C5につ
いては、各マクロ単位ブロックを中心にした動きベクト
ル検出範囲で、動きベクトルを検出するのに対し、フレ
ームデータB3については各マクロ単位ブロックから、
予測動きベクトルMV3NY及びMV3PYの分だけ変
位した動きベクトル検出範囲で、動きベクトルを検出す
る。
従ってその分、複数フレーム離間したフレームデータA
O及びB3、B3及びA6間の動きベクトルを、狭い動
きベクトル検出範囲で確実に検出し得、かくして簡易な
構成で動きベクトルを検出することができる。
さらに、フレームデータC1、C2の前予測及び後予測
用の動きベクトルを加算平均して、前予測用動きベクト
ルMV3Pの動きベクトル検出範囲を設定すると共に、
フレームデータC4、C5の前予測及び後予測用の動き
ベクトルを加算平均して、後予測用動きベクトルMV3
Nの動きベクトル検出範囲を設定することにより、動き
ベクトルを確実に検出することができる。
加算回路135及び136は、レベル1の処理において
、選択図!107及び108から出力される動きベクト
ルに予測動きベクトルMV3NY及びMV3PYに加算
して出力し、これにより動きベクトルMV3P及びMV
3Nを得るようになされ、かくして全体として簡易な構
成で、遠くはなれたフレームデータ間の動きベクトルM
V3N及びMV3Pを検出することができる。
カウンタ回路138は、フレーム間符号化処理制御デー
タWC5でクリヤされた後、フレームパルス信号S、を
順次カウントするようになされた5進のカウンタ回路で
構成され、値Oから値4まで順次循環する動きベクトル
選択データMVSEL(第5図(S))を出力する。
選択回路139及び140は、動きベクトル選択データ
MVSELに応じて順次接点を切り換え、これにより加
算回路135及び136から出力される動きベクトルM
V3N及びMV 3 P、動きベクトルメモリ回路11
0〜117に格納された動きベクトルMVIN−MV5
Pを順次選択出力し、かくして当該動きベクトル検出回
路6を介して順次動きベクトルMVN及びMVP (第
5図(T)及び(U))を得ることができる。
(G2−3)受信装置の構成 第10図において、200は全体として受信装置を示し
、コンパクトディスクを再生して得られる再生データD
v□を受信回路201に受ける。
受信回路201は、伝送データに付加されたデータに基
づ゛いて、各フレーム群の先頭を検出した後、画像デー
タDv□と共に当該検出結果を出力する。
これにより第11図に示すように、並べ替え回路203
は、順次フレーム内符号化処理及びフレーム間符号化処
理したフレームデータPAO,PB3、PCl、PO2
・・・・・・の連続する画像データDVPI  (第1
1図(A))を得ることができる。
並べ替え回路203は、フレーム間符号化処理した伝送
フレームデータPB3、pci、PO2・・・・・・を
7フレ一ム周期だけ遅延して出力し、これにより送信装
置1側でフレーム内符号化処理及びフレーム間符号化処
理した順序(すなわち復号化処理する順序と一致する)
にフレームデータPAO1PB3、Pct、PO2・・
・・・・を並べ替えて出力する(第11図(B))。
バッファ回路204は、並べ替え回路203から出力さ
れる画像データDvr+sを一旦格納した後、所定の伝
送レートで続く分離回路206に出力する。
分離回路206は、伝送データに付加されたデータに基
づいて、フレーム群インデックスGOF、前予測基準イ
ンデックスPID、後予測基準インデックスN T D
、テンポラリインデックスTR。
予測インデックスPINDEX、データDC(DCM−
Y、DCM−U、DCM−V) 、QUANT、動きベ
クトルデータMVD−P及びMVD−Nを再現して所定
の回路に出力する。
これにより制御回路207は、コンパクトディスク駆動
再生系を制御するようになされ、第11図について上述
したように、コンパクトディスクに順次記録されたデー
タを再生して、画像データDv□8を得るようになされ
ている。
さらに分離回路206は、画像データD□、からヘッダ
を除去した後、ランレングスハフマン逆符号化回路21
0に出力する。
ランレングスハフマン逆符号化回路210は、ランレン
グスハフマン符号化回路30((第3図)の逆処理を実
行し、これにより受信装置F200側において、ランレ
ングスハフマン符号化回路30の入力データを再現する
逆回量子化回路211は、ランレングスハフマン逆符号
化回路210の出力データ及びマクロ単位ブロックに付
加さて伝送された量子化ステップサイズを表すデータQ
UANTと受け、逆回量子化回路22(第3図)と同様
に再量子化回路18と逆の再量子化処理を実行し、これ
により受信装置200側において、再量子化回路18の
入力データを再現する。
逆梁算回路212は、逆回量子化回路211の出力デー
タを受け、各マクロ単位ブロックに付加されたデータに
基づいて、乗算回路14(第3図)の逆梁算処理を実行
し、これにより受信装置200側において、乗算回路1
4の入力データを再現する。
ディスクリートコサイン逆変換回路213は、逆梁算回
路212の出力データをディスクリートコサイン変換回
路12(第3図〉と逆変換し、これによりディスクリー
トコサイン変換回路12の入力データを再現する。
加算回路218は、適応予測回路214から出力される
予測データD□口を、ディスクリートコサイン逆変換回
路213の出力データと加算して、適応予測回路214
に出力する。
これに対してランレングスハフマン逆符号化回路220
は、送信装置1のランレングスハフマン符号化回路34
で可変長符号化処理された前予測及び後予測の動きベク
トルMVP、MVNを復号して、適応予測回路214に
出力する。
適応予測回路214は、加算回路218の出力データ[
)y+n及び動きベクトルMVP、MVN等に基づいて
、送信装置1の適応予測回路10から出力される予測デ
ータDP□を再現する。
すなわち適応予測回路214は、フレーム内符号化処理
されたフレームデータAO1A6については、予測デー
タDPII+ として直流レベルのデータDCを、加算
回路218に出力する。
これにより、加算回路218を介して、フレーム内符号
化処理されたフレームデータAO1A6を再現すること
ができる。
さらに適応予測回路214は、送信側の適応予測回路l
Oと同様に、前予測フレームメモリ回路、後予測フレー
ムメモリ回路及びインタフレームメモリ回路を有し、前
予測フレームメモリ回路、後予測フレームメモリ回路に
再現されたフレームデータAO1八6を格納して(第1
1図(C)及び(D)) 、フレームデータB3の予測
データD2□を作成する。
これにより加算回路218を介して、レベル1のフレー
ム間符号化処理されたフレームデータB3を再現するこ
とができる。
さらに適応予測回路214は、再現されたフレームデー
タB3をインタフレームメモリ回路に格納して(第11
図(E)’) 、フレームデータC1、C2、C4、C
5の予測データDP□を作威し、かくして加算回路21
8を介して、レベル2のフレーム間符号化処理されたフ
レームデータC1、C2、C4、C5を再現することが
できる。
さらに適応予測回路214は、再現されたフレームデー
タAO1A6、B3・・・・・・を、元の配列順序に戻
して出力するようになされ(第11図(F))、かくし
て動画映像信号Dvを再生することができる。
受信装置200は、補間回路(図示せず)を有し、再生
されたフレームデータに基づいて、送信装置1側で間引
かれたライン、フレームを補間した後出力するようにな
され、これにより元の入力映像信号VD、Nを再現する
ようになされている。
かくしてコンパクトディスクに高能率符号化処理して記
録された映像信号を再生することができる。
(G3)実施例の動作 以上の構成において、入力映像信号VD+、lは、画像
データ入力部2で、ディジタル信号に変換された後、デ
ータ量が174に低減されて、順次フレームデータAO
2C1、C2、B3・・・・・・の連続する映像信号V
D(第1図(A))に変換される。
映像信号VDは、並べ替回路4で、フレームデータAO
1CI、C2、B3・・・・・・が6フレ一ム単位のフ
レーム群に分割された後、符号化処理する順序AO1A
6、B3、C1、C2、C4、C5・・・・・・(すな
わちフレーム内符号化処理するフレームデータAO1A
6、レベルlのフレーム間符号化処理するフレームデー
タB3、レベル2のフレーム間符号化処理するフレーム
データC1、C2、C4、C5の順序でなる)に並べ替
えられた後、所定の識別データGOF、P ID、N 
ID、、TRと共に出力される。
かくして符号化処理する順序AO1A6、B3、C1,
、C2、C4、C5、B9、・・・・・・に並べ替えた
後、所定の識別データGOF、PID、NID。
TRを付加して出力したことにより、続くフレーム内符
号化処理及びフレーム間符号化処理を簡略化することが
できる。
並べ替えられた画像データI)vsは、動きベクトル検
出回路6のブロック化回路84で、マクロ単位ブロック
に分割された後、所定のタイミングで、適応予測回路1
0に出力される。
さらに並べ替えられた画像データDVHの内、各フレー
ム群の先頭でなるフレーム内符号化処理するフレームデ
ータAO1A6、A12は、直接減算回路8に出力され
る。
これに対して、フレームデータAO1A6、B3は、そ
れぞれ前予測フレームメモリ回路89、後予測フレーム
メモリ回路88及びインクフレームメモリ回路90に格
納され、後予測及び前予測の動きベクトル検出用の基準
とされる。
すなわち前予測フレームメモリ回路89及びインクフレ
ームメモリ回路90に格納されたフレームデータAO1
B3は、可変リードメモリ回路94及び95に出力され
、フレームデータC1、C2が減算回路KN0〜KN□
、及びKP、〜KPtssに入力されるタイミングで、
当該フレームデータC1、C2の画像データに対して、
所定の動きベクトル検出範囲の画像データが並列的に減
算回路KNo 〜KNtss及びK P a 〜K P
 tssに出力される。
減算回路KNo 〜KNzss 、 KPo 〜KPz
ssの減算結果は、絶対値総和回路100及び101で
、マクロ単位ブロック毎にその絶対値が累積加算され、
これによりフレームデータC1,C2の各マクロ単位ブ
ロックを中心にした動きベクトル検出範囲で、予測フレ
ームを順次移動させた際の偏差データが得られる。
同様に、インタフレームメモリ回路90及び後予測フレ
ームメモリ回路88に格納されたフレームデータB3、
A6は、可変リードメモリ回路94及び95に出力され
、フレームデータC4、C5が減算回路KN、〜KN□
、及びKP、〜KP□、に入力されるタイミングで、当
轟亥フレームデータC4、C5の画像データに対して、
所定の動きベクトル検出範囲の画像データが並列的に減
算回路KN、〜KN□、及びKP、〜KP□。
に出力される。
これにより絶対値総和回路100及び101を介して、
フレームデータC4、C5の各マクロ単位ブロックを中
心にした動きベクトル検出範囲で、予測フレームを順次
移動させた際の偏差データが得られる。
フレームデータC1、C2、C4、C5の偏差データは
、比較回路102及び103で最小値が検出され、これ
によりそれぞれ前予測及び後予測の動きベクトルが検出
される。
このとき予測フレームを移動させない状態で得られる偏
差データは、比較回路105及び106で、比較回路1
02及び103を介して得られる最小値の偏差データと
の間で、優先比較結果が得られ、これにより第9図の優
先度に従って0ベクトルデ一タMV0及び比較回路10
2及び103から出力される検出された動きベクトルを
選択出力し、全体として効率良く動画映像信号を伝送し
得るように動きベクトルが選択される。
フレームデータC1、C2、C4、C5についての動き
ベクトルは、選択回路139及び140を介して出力さ
れると共に、加算回路120〜125及び1/2割り算
回路128に与えられ、これにより(3)及び(4〉式
の演算処理が実行されて、フレームデータB3の動きベ
クトルの予測値が検出される。
かくしてフレームデータB3については、当該予測値を
基準にした動きベクトル検出範囲で、その動きベクトル
が検出され、狭い動きベクトル検出範囲で確実に動きベ
クトルが検出される。
すなわちフレームデータB3については、前予測フレー
ムメモリ回路89及び後予測フレームメモリ回路88に
格納されたフレームデータAO1A6が、可変リードメ
モリ回路94及び95に出力され、可変リードメモリ回
路94及び95から、フレームデータB3の画像データ
に対して、予測値の分だけ変位した動きベクトル検出範
囲の画像データが並列的に減算回路KN、〜KNtss
及びKPo〜KPzssに出力される。
これにより絶対値総和回路100及び101を介して、
予測値を基準にした偏差データが得られ、加算回路13
5及び136で、選択回路107及び108の選択出力
に予測値を加算出力することにより、フレームデータB
3の動きベクトルが検出される。
これに対して適応予測回路10に出力された画像データ
[)vsは、平均値メモリ回路150を介して、マクロ
単位ブロック毎に輝度信号、色差信号の画像データの平
均値が得られ、当該平均値データが直流データDCとし
て伝送データ合成回路32及び選択回路152に出力さ
れる。
さらに適応予測回路lOに出力された画像データDvs
は、フレームデータAO1A6、B3(加算回路28で
再現されたフレームデータでなる)を基準にして、選択
予測化処理される。
すなわちフレームデータB3について選択予測する際に
は、再現されたフレームデータAO,A6が動きベクト
ルの分だけ変位されて後予測及び前予測したフレームデ
ータFN及びFPが作成される。
これに対してフレームデータB3は、後予測及び前予測
したフレームデータFN及びFP、当該フレームデータ
FN及びFPから作成される補間予測のフレームデータ
FNPとの間でそれぞれ後予測、前予測、補間予測の偏
差データΔFN、ΔFP、ΔFNP C第1図〉が得ら
れる。
偏差データΔFN、ΔFP、ΔFNPは、最小値が検出
され、これより後予測、前予測、補間予測、フレーム内
符号化処理の予測選択結果が、マクロ単位ブロック毎に
検出される。
これに対してフレームデータC1、C2について選択予
測する際には、再現されたフレームデータAO1B3が
動きベクトルの分だけ変位されて後予測及び前予測した
フレームデータFN及びFPが作成される。
かくしてフレームデータB3と同様に、フレームデータ
C1,C2は、後予測、前予測、補間予測の偏差データ
ΔFN、ΔFP、ΔFNPが得られ、これにより予測選
択結果がマクロ単位ブロック毎に検出される。
これに対してフレームデータC4、C5について選択予
測する際には、再現されたフレームデータB3、AOに
基づいて、フレームデータC4、C5の予測選択結果が
マクロ単位ブロック毎に検出される。
後予測、前予測、補間予測したフレームデータFN、F
P、PNPは、予測選択結果に応じて選択出力され、こ
れにより予測データD、□が作成されて減算回路8に出
力される。
これに対して、予測選択結果は、識別データPINDE
Xとして伝送データ合成回路32に出力される。
予測データD、□は、減算回路8において、画像データ
DVNと減算され、これにより偏差データD2が作成さ
れる。
偏差データD2は、ディスクリートコサイン変換回路1
2で、DCTの手法を用いて、マクロ単位ブロック毎に
変換される。
ディスクリートコサイン変換回路12の出力データは、
乗算回路14で、動きベクトル検出回路6から出力され
る誤差データERに応じて、重み付は処理された後、再
量子化回路18で、当該誤差データER、ディスクリー
トコサイン変換回路12の出力データ量、バッファ回路
21の入力データ量に応じた量子化ステップサイズで再
量子化される。
かくして、重み付は処理すると共に、誤差データER、
ディスクリートコサイン変換回路12の出力データ量、
バッファ回路21の入力データ量に応じた量子化ステッ
プサイズで再量子化することにより、動画映像信号を高
品質で、かつ各フレームデータを所定のデータ量で伝送
することができる。
再量子化された画像データは、ランレングスハフマン符
号化回路30で可変化長符号化処理された後、伝送デー
タ合成回路32で、所定のフォーマットに従って、可変
化長符号化処理された動きベクトルMVN及びMVPの
データ、予測インデックスPINDEX、前予測基準イ
ンデックスPID、後予測基準インデックスN I D
、テンポラリインデックスTR等が付加されて伝送デー
タDATAに変換され、コンパクトディスクに記録され
る。
さらに再量子化された画像データは、逆回量子化回路2
2、逆梁算回路24、ディスクリートコサイン逆変換回
路26を介して、ディスクリートコサイン変換回路12
の人力データに逆変換された後、加算回路28で適応予
測回路10から出力される予測データD、□と加算処理
されることにより、減算回路8の人力データを再現して
なるフレームデータDFに変換される。
かくして当該フレームデータDrは、適応予測回路10
に格納され、それぞれ前予測、後予測の予測フレームの
フレームデータとして用いられる。
これにより続いて減算回路8に人力されるフレームデー
タについて予測データDPI□が作成され、順次伝送フ
レームデータDATAを得ることができる。
これに対して受信装置200において、コンパクトディ
スクを再生して得られる再生データDPIは、受信回路
201に入力され、各フレーム群の先頭が検出された後
、当該検出結果と共に並べ替回路203に出力され、順
次フレーム内符号化処理及びフレーム間符号化処理した
フレームデータPAO,PB3、Pct、PO2・・・
・・・の連続する画像データDVPINに並べ替えられ
る。
並べ替えられたフレームデータは、バッファ回路204
を介して分離回路206に出力され、ここでフレームデ
ータに付加されて伝送されたフレーム群インデックスG
OF、前予測基準インデックスPID、後予測基準イン
デックスNID等が再現される。
分離回路206から出力されるフレームデータは、ラン
レングスハフマン逆符号化回路210、逆回量子化回路
211、逆梁算回路212、ディスクリートコサイン逆
変換回路213を介して逆変換され、これによりディス
クリートコサイン変換回路12の人力データが再現され
る。
ディスクリートコサイン逆変換回路213の出力データ
は、加算回路218で、適応予測回路214から出力さ
れる予測データDr□と加算され、その結果得られる加
算データDINが適応予測回路214に出力される。
適応予測回路214において、フレーム内符号化処理さ
れた伝送フレームデータについては、伝送された直流レ
ベルのデータDCが予測データDP□として出力され、
これにより加算回路218を介して、フレームデータA
O1A6、AI2を順次再現してなる出力データI)y
+、4を得ることができる。
加算回路218の出力データD?INの内、フレームデ
ータAO1A6は、適応予測回路214において、続く
フレームデータB3、C1,C2、C4・・・・・・の
復号に用いられる。
すなわち、再現されたフレームデータAO,,A6は、
動きベクトルMVN及びMVPの分だけ変位されて後予
測、前予測、補間予測結果のフレームデータが作成され
、フレームデータに付加されて伝送されたデータに応じ
て選択出力され、これによりフレームデータB3につい
て、予測データDP□が作成される。
かくして当該予測データD2□が加算回路218に出力
されて、フレームデータB3が復号される。
これに対して、復号されたフレームデータB3は、復号
されたフレームデータA6、AOと共に、フレームデー
タCL C2、C4・・・・・・復号用の予測フレーム
データに用いられる。
すなわちフレームデータB3を復号する場合と同様に、
フレームデータA6及びB3に基づいて、それぞれ後予
測、前予測及び補間予測結果のフレームデータが作成さ
れ、フレームデータC1,C2、C4・・・・・・の予
測データDP□が作成される。
かくしてフレームデータC1、C2、C4・・・・・・
の予測データDp□は、加算回路218に出力され、こ
れによりフレームデータC1,、C2、C4・・・・・
・が復号される。
復号されたフレームデータAO1A6、B3、C1,C
2、C4・・・・・・は、選択予測四R214で、元の
順序に配列されて出力され、かくして高能率符号化して
伝送した動画映像信号を再生することができる。
(G4)実施例の効果 以上の構成によれば、フレームデータを6つのフレーム
単位のフレーム群に分割し、連続する各フレーム群の先
頭のフレームデータAO1A6から、その中間位置のフ
レームデータB3の動きベクトルを検出する際に、フレ
ームデータAOからフレームデータB3までの各フレー
ムデータC1,02間、フレームデータB3からフレー
ムデータA6までの各フレームデータC4,05間で動
きベクトルを検出し、その検出結果に基づいて動きベク
トル検出範囲を設定したことにより、狭い動きベクトル
検出範囲でフレームデータB3の動きベクトルを検出す
ることができ、その分全体として簡易な構成で動きベク
トルを検出することができる。
(G5)他の実施例 (11なお上述の実施例においては、(3)及び(4)
式の演算処理を実行してフレームデータB3の動きベク
トルを検出する場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、例えば動きベクトルV。
及びVs  (第7図〉を検出し、次式%式%) (5) の演算処理を実行して、 PYを検出してもよい。
又、動きベクトルV。
)を検出し、次式 予測動きベク ■= 及びV。
トルMV3 (第7図 MV3PY=V、  +V、+V。
・・・・・・ (6) の演算処理を実行して、予測動きベクトルMV3PYを
検出してもよい。
(2))さらに上述の実施例においては、フレームデー
タを6フレ一ム単位のフレーム群に分割シ、その中間の
フレームデータについて動きベクトルを検出する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて
種々のフレームデータの動きベクトル検出に適用するこ
とができる。
(3)  さらに上述の実施例においては、コンパクト
ディスクに映像信号を記録する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、磁気テープ等、種々の記録媒体
に映像信号を記録する場合、さらには直接受信装置に伝
送する場合に広く適応することができる。
H発明の効果 上述のように本発明によれば、複数フレーム離れたフレ
ーム間で動きベクトルを検出する際に、当該フレーム間
のフレームについて動きベクトルを検出し、当該検出結
果に基づいて動きベクトル検出範囲を設定することによ
り、狭い動きベクトル検出範囲で、確実に動きベクトル
を検出し得、かくして簡易な構成で確実に動きベクトル
を検出することができる動きベクトル検出回路を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による映像信号伝送方式の説
明に供する路線図、第2図はその動作の説明に供する路
線図、第3図は伝送装置の全体構成を示すブロック図、
第4図(1)及び(2)は動きベクトル検出回路を示す
ブロック図、第5図(1)及び(2)はその動作の説明
に供する路線図、第6図はフレームデータの説明に供す
る路線図、第7図及び第8図は動きベクトルの検出原理
の説明に供する路線図、第9図は動きベクトルの優先検
出の説明に供する特性曲線図、第1O図は受信装置を示
すブロック図、第11図はその動作の説明に供する路線
図、第12図及び第13図は問題点の説明に供する路線
図である。 l・・・・・・送信装置、4.33.203・・・・・
・並べ替回路、6・・・・・・動きベクトル検出回路、
1O1214・・・・・・適応予測回路、18・・・・
・・再量子化回路、22.211・・・・・・逆回量子
化回路、200・・・・・・受信装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 映像信号について、所定の基準フレームを基準にして、
    所定フレームの動きベクトルを検出する動きベクトル検
    出回路において、 上記基準フレームから上記所定フレーム間のフレームに
    ついて、動きベクトルを検出し、上記検出された動きベ
    クトルに基づいて、上記所定フレームの動きベクトル検
    出範囲を変位させ、上記変位させた動きベクトル検出範
    囲で、上記基準フレームから上記所定フレームまでの動
    きベクトルを検出する ことを特徴とする動きベクトル検出回路。
JP26704589A 1989-10-14 1989-10-14 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 Expired - Lifetime JP2830183B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09271028A (ja) * 1996-04-03 1997-10-14 Nec Corp 動きベクトル検出回路
US6380986B1 (en) 1998-05-19 2002-04-30 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Motion vector search method and apparatus
US8451898B2 (en) 2005-11-02 2013-05-28 Panasonic Corporation Motion vector estimation apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09271028A (ja) * 1996-04-03 1997-10-14 Nec Corp 動きベクトル検出回路
US6380986B1 (en) 1998-05-19 2002-04-30 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Motion vector search method and apparatus
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