JPH03276988A - フィールド間予測符号化装置及び復号化装置 - 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） 本発明はディジタル信号の信号処理を行なう記録、伝送
機器、その他の表示装置などの各種機器において、動画
像信号をより少ない符号量で効率的に符号化する高能率
符号化装置及び復号化装置のうち、特にインターレース
走査した動画像信号のフィールド間予測符号化装置及び
復号化装置に関する。

（従来の技術） 動画像信号をより少ない符号量で符号化する高能率符号
化方式のうち、画像信号のフレーム間の相関を利用する
符号化方式としてフレーム間予測符号化がある。

このフレーム間予測符号化は、通常の動画像が各フレー
ム間でかなり似ているので、符号化の済んだ前のフレー
ムの信号から符号化しようとするフレームの信号を予測
して、予測誤差（残差）のみを符号化するものである。

しかし、上記のフレーム間予測符号化は、被写体の動き
やシーンチェンジ（画面転換）で画像が大きく変化する
と、適切な予測ができなくなるので、フレーム間予測を
しないでフレーム（フィールド）内で符号化した方が良
い場合がある。

そこで、フレーム間予測が適当な場合にはフレーム間予
測を行ない、そうでない場合にはフレーム（フィールド
）内予測を行なう適応予測符号化が検討され、近年は、
画像の動きに合わせて予測方法を変更させて予測する動
き補償フレーム間予測符号化が一般的になっている。

その−例として、テレビジョン学会ｕＶｏ１．３９゜Ｎ
Ｏ，１０，８６１（１１）〜８６８（１８）ページ；　
ｒ１５／３０Ｍ　ｂ／ｓ動き補償フレーム間・フィール
ド間・フレーム内適応予測符号化方式Ｊ　（１９８５年
１０月）などで発表されているものがある。

この例は比較的高レートでテレビ中継信号を符号化する
もので、インターレース走査した動画像信号に対して動
き補償フレーム間予測とフィールド内予測の他に、フィ
ールド間（フレーム内）の予測も用いている。

通信系で検討されているこのような方式は、あるフレー
ムを復号しようとした場合、データが過去の積み重ねと
なっているために、過去の全てのデータが必要となる。

従って、蓄積系メディアにおいてランダムアクセスや高
速サーチなどで任意の場所から復号する必要がある場合
には、細かな単位（４〜８フレーム）でフレーム門予測
をリセットしなければならない。

しかし、細かな単位でフレーム間予測をリセットすると
、そこでは原画像信号がそのままフレーム内符号化され
ることになり、符号化効率の低下を招くことになる。一
方、通常の再生に対して時間的に道順で再生する逆転再
生の場合、従来の前フレームによる予測では、復号のた
めの予測値が得られず復号ができないといった問題があ
った。

そこで、この様な従来の巡回型のフレーム間予測符号化
の問題を解決する手段として、ランダムアクセスや高速
サーチのために独立フレームが定期的に存在することを
積極的に利用し、その門のフレームについては前後（新
旧）両方の独立フレームより２次線形予測などで予測し
て符号化効率を上げる方法が先に本発明人により発明さ
れ、これが本出願人により特許出願されている（特願平
１−１１５８７号：発明の名称「フレーム間予測符号化
方式」）。

この本出願人の先の特許出願による「フレーム間予測符
号化方式」　（以下、「先願」という）は、独立フレー
ムを予め一定間隔おきに設定し、その間のフレームにつ
いては前後（新旧）の独立フレームにより予測して符号
化するため、蓄積系メディアにおいて独立フレームの間
隔の単位でランダムアクセスでき、高速サーチをデータ
の無駄がなくでき、画像の変化に適合した予測が可能と
なり、予測信号のＳ／Ｎも向上するので、より高い予測
信号が得られる。また、このようにして得られた符号化
データは時間軸上で対称の構造となるので、逆転再生も
容易に実現できるといった特長を持っている。更に、従
来例のように巡回型の予測ではないため、符号化器側で
の復号処理を省くこともできる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記したこれまでの予測符号化方式では、前
記した問題点以外にも、インターレース信号の符号化と
して次のような問題点がある。

即ち、従来例として示したｒ１５／３０　Ｍｂ／ｓ　＊
き補償フレーム間・フィールド間・フレーム内適応予測
符号化方式ｊにおける予測のうち、まず、フィールド間
予測は動きが１／２ライン分程度の場合にのみ有効で、
静止画の場合や動きがそれ以上の場合にはあまり効果が
ない。また、動き補償フレーム間予測もフィールド毎に
行なわれることになるが、各々のフィールドはインター
レース信号のライン間引きによる折返し歪を含んでおり
、必ずしも適切に予測できない。

一方、本出願人による先願（特願平１−１１５８７号）
の符号化を、インターレース信号にそのまま適用しても
次のような問題を生じる。

第７図は先願における独立フレームの間隔（Ｎ）が５フ
レームの場合のフィールド構成を示す図である。

同図中、黒丸は独立に符号化されるフィールドの各ライ
ンを、白丸はフィールド間予測され符号化されるフィー
ルドの各ラインをそれぞれ示す。

また、「０」は奇数（ｏｄｄ　）フィールドを、ｒｅＪ
は偶数（ｅｖｅｎ　）フィールドをそれぞれ示す。

フレーム内で独立に符号化する際、フィールド間で時間
変化があるので、画像の絵柄が動いていると二重像とな
り符号化効率が大幅に低下する。

また、独立フレームのみを再生して高速サーチを行なっ
た場合に、第７図ではａ−＋ｂ→ｃ−＋ｄの順で各フィ
ールドが再生されるので、１フイ一ルド間の画像の動き
と独立フレーム間の画像の動きが等間隔で再生され、画
像の動きが不自然になる。

片方のフィールドのみ（即ち、奇数フィールドのみ、あ
るいは偶数フィールドのみ）再生すれば、画像の動きが
自然になるが、垂直解像度が半分になってしまう。

そこで、本発明は上記した従来の技術の課題を解決し、
インターレース走査した動画像信号による画像の速い動
きや画像の変化にも対応し易く、予測効率をより改善し
、更に、予測効率を改善することで予測誤差（残差）を
少なくでき、結果として符号化データ聞をより少なくで
きるフィールド間予測符号化装置及び復号化装置を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、第１の発明とし
て、 連続して入力される画像信号の連続フィールドの中から
一定間隔おきで、かつ奇数フィールドと偶数フィールド
とが交互に存在する独立フィールドを設定し、この独立
フィールドをフィールド内で独立に符号化する第１の符
号化手段と、前記独立フィールドの間の非独立フィール
ドの予測信号を、前後の独立フィールドの信号をもとに
形成する予測信号形成手段と、前記非独立フィールドの
信号を、それに対応する予測信号をもとに予測し、その
予測誤差について符号化する第２の符号化手段とを備え
たことを特徴とするフィールド間予測符号化装置を提供
し、 更に、第２の発明として、 連続して入力される画像信号の連続フィールドの中から
一定間隔おきで、かつ奇数フィールドと偶数フィールド
とが交互に存在する独立フィールドを設定し、この独立
フィールドをフィールド内で独立に符号化する第１の符
号化手段と、前記独立フィールドの間の非独立フィール
ドの予測信号を、前後の独立フィールドの信号をもとに
形成する予測信号形成手段と、この予測信号形成手段で
形成された前後の両独立フィールドの信号による予測信
号を、各非独立フィールドでのブロック単位の信号の変
化に応じて最も予測効率の高い予測信号を得る混合比で
適応的に混合し、この混合した予測信号をもとに前記非
独立フィールドのブロック単位の信号を予測し、その予
測誤差について符号化する第２の符号化手段とを備えた
ことを特徴とするフィールド間予測符号化装置を提供し
、更に、第３の発明として、 上記第１の発明、第２の発明のいずれかに記載のフィー
ルド間予測符号化装置によって符号化された符号化デー
タからこの符号化処理に対応した復号処理を行なうこと
により、連続フィールドの画像信号を復号化することを
特徴とする復号化装置を提供するものである。

（作　用） 上記した構成のフィールド門予測符号化装置及び復号化
装置においては、連続して入力される画像信号の連続フ
ィールドの中からフィールド間予測を用いないでフィー
ルド内で独立に符号化する独立フィールドを予め一定間
隔（数フィールド）おきに設定する。更に、独立フィー
ルドは奇数フィールドと偶数フィールドとが交互に存在
する。

この場合、独立フィールドの間隔Ｎは奇数（３゜５．７
．・・・）になる。

独立フィールドの間の非独立フィールドについては、０
前後（新旧）の両独立フィールドによる予測信号をもと
に予測し、その予測誤差について符号化、あるいは０前
後（新旧）の両独立フィールドによる予測信号（２次線
形予測値）を、各非独立フィールドでのブロック単位の
信号の変化に応じて最も予測効率の高い予測信号を得る
混合比で適応的に混合し、ブロック単位の信号を予測し
、その予測誤差について符号化する。

第６図は独立フィールドの間隔ＮをＮ＝５とした場合の
フィールド構成を示す図である。

同図中、第７図と同様で黒丸は独立に符号化されるフィ
ールドの各ラインを、白丸はフィールド間予測され符号
化されるフィールドの各ラインをそれぞれ示す。また、
「ＯＪは奇数フィールドを、ｒｅＪは偶数（ｅｖｅｎ）
フィールドをそれぞれ示す。

独立フィールドは奇数フィールドと偶数フィールドとが
交互に存在するので、画像が静止している場合、奇数フ
ィールド（０）は奇数フィールドから、偶数フィールド
（ｅ）は偶数フィールドから予測される。

例えば、第６図のＮ０１４フレーム、　Ｎｏ。５フレー
ムにおいては、奇数フィールド（０）は後（新）独立フ
ィールドであるＮ０１６フレームの奇数フィールド（６
０）から、偶数フィールド（ｅ）は前（旧）独立フィー
ルドであるＮｏ、　３フレームの偶数フィールド（３ｅ
）からそれぞれ予測される。

画像が動いている場合には、前後（新旧）両方の独立フ
ィールドから予測されるが、二つのフィールドから適応
的に予測されるので、動き補償の適合したフィールドの
方が選ばれ、動き補償の精度の問題や折返し歪の影響を
軽減できる。

また、第７図に示す先願のフレーム単位の独立符号化に
対して、独立のフィールドが時間的に半分の単位で存在
しているので、予測のＦＲ間的距離が短く、速い動きや
画像の変化にも対応し易い。

更に、独立フィールドが奇数／偶数交互に一定間隔で存
在するので、高速サーチでは独立フィールドをそのまま
再生すれば自然な動きで解像度の高いサーチ画像が得ら
れる。

（実　施　例） 本発明になるフィールド間予測符号化装置及び復号化装
置の一実施例について以下に図面と共に説明する。

く符号化装置の一実施例の構成〉 第１図は本発明になるフィールド間予測符号化装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。

同図において、画像信号入力端子１は切換スイッチ２の
入力端子に接続される。切換スイッチ２のａ側出力端子
は切換スイッチ５のａ個入力端子及びフィールドメモリ
（新）７の入力端子にそれぞれ接続される。また、切換
スイッチ２のｂ側出力端は（Ｎ−１）フィールドメモリ
３及び適応予測器４をそれぞれ介して切換スイッチ５の
ｂ側入力端子に接続される。

切換スイッチ２は、画像信号入力端子１からの入力信号
を切換スイッチ５のａ個入力端子及びフィールドメモリ
（新）７と（Ｎ−１）フィールドメモリ３とに切換えて
供給するもので、独立フィールドの時点ではａ側に切換
えられ、非独立フィールドの時点ではｂ側に切換えられ
る。

フィールドメモリ（新）７の出力端子はフィールドメモ
リ（旧）８の入力端子及び適応予測器４の一方の入力端
子にそれぞれ接続される。フィールドメモリ（旧）８の
出力端子は適応予測器４の他方の入力端子に接続される
。

切換スイッチ５は、切換スイッチ２のａ側出力端子から
の信号と適応予測器４の出力信号とを切換えるもので、
切換スイッチ２と同様に独立フィールドの時点ではａ側
に切換えられ、非独立フィールドの時点ではｂ側に切換
えられる。

切換スイッチ５の出力端子は、フィールド内符号化器６
を介してデータ出力端子９に接続される。

（Ｎ−１）フィールドメモリ３［Ｎは３以上の奇数］は
、予測に使われる独立フィールドの符号化が済んでから
非独立フィールドを符号化するためのものである。

フィールド内符号化器６は、直交変換器、量子化器及び
可変長符号化器などより構成される。

二つのフィールドメモリ（新）７及びフィールドメモリ
（旧）８は、予測信号（予測値）を前後二つのフィール
ドをもとに形成するためのものである。

〈符号化装置の一実施例の動作〉 第１図に示した符号化装置の一実施例の構成において、
画像信号入力端子１より入力された動画像信号（連続フ
ィールド〉は、切換スイッチ２でＮフィールドに１フイ
ールドだけ、フィールド内で独立に符号化処理されるた
めにａ＠に切換えられて切換スイッチ５のａ側入力端子
に供給される。

ここで、独立フィールドが交互に奇数フィールドと偶数
フィールドとになるようにするため、独立フィールドの
間隔Ｎは奇数にする。

ランダムアクセスや高速サーチを行なうという点からは
独立フィールドの間隔Ｎが小さい方が望ましいが、フィ
ールド内で独立に符号化すると大量のデータが発生し効
率が悪くなるので、Ｎは５から９ぐらいが適当である。

一方、切換スイッチ５は切換スイッチ２と連動しており
、これらがａ側に接続される独立フィールドでは信号は
フィールド内符号化器６に直接入力され、そこで符号化
される。

フィールド内符号化器６でのフィールド内処理は、まず
、より高い符号化効率を得るために直交変換器により８
×８画素ブロック程度の単位で離散コサイン変換（Ｄ　
ＣＴ　：　０ｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅＴｒａｎＳ
ｒＯｒ１１）などの直交変換手法により係数成分に変換
され、次に、変換された信号は、量子化器で係数成分毎
に適当なステップで量子化され、更に、量子化された信
号は、その分布が０（ゼＯ）近辺に集中するので可変長
符号化器により八ツマン符号等の可変長符号に変換され
て空間的に冗長が除かれ、可変長ディジタルデータとし
てデータ出力端子９より出力され、記録あるいは伝送さ
れる。

一方、予測処理のために必要な符号化器での予測信号は
、復号器側と同一の信号とするため、量子化された信号
より作られる必要がある。但し、本発明の場合のように
予測されたフィールドが再度予測に使われない場合には
誤差の蓄積が起こらないので、原信号から予測信号を得
てもあまり問題にならない。

従って、第１図の実施例では、画像信号入力端子１より
入力された動画像信号が直接フィールドメモリ（新）７
とフィールドメモリ（旧）８とに２フイ一ルド分蓄えら
れ、新たな独立フィールドの信号が入力された時に１フ
イールドずつメモリ内容が更新される。

次に、予測フィールドにおける処理であるが、切換スイ
ッチ２，５はｂ側に接続され、入力された信号は、まず
（Ｎ−１）フィールドメモリ３に導かれる。ここで、予
測フィールドは、その予測に必要な独立フィールドを先
に符号化するために、（Ｎ−１＞フィールド分だけ遅延
させられる。遅延された信号は、後で詳述する適応予測
器４で独立フィールドにより適応的に作られた予測信号
が減粋され、予測誤差（残差）となる。この予測誤差（
残差）は独立フィールドと同様にフィールド内符号化器
６で符号化され、ディジタルデータとしてデータ出力端
子９より出力され、記録あるいは伝送される。

〈適応予測器４の説明〉 第１図中の適応予測器４は、先に本発明人により発明さ
れ、これが本出願人により特許出［Ｉされている（特願
平１−１０８４１９号：発明の名称［適応型フレーム間
予測符号化方式」）で使われているものと同様である。

第２図は適応予測器４の構成を示すブロック図である。

これは４種類の予測器とその４種の中から最適な予測を
選ぶ信号処理部とで構成されている。

この適応予測器４では、前後（新旧）の両独立フィール
ドの信号による予測信号を、独立フィールドの間の各非
独立フィールドでのブロック単位の信号の変化に応じて
最も予測効率の高い予測信号を得る混合比で適応的に混
合した予測信号を得ている。

そして、実際には、 ０前後（新旧）の両独立フィールドからの予測信号の混
合による２次線形予測 ■前（旧）の独立フィールドからの予測信号による予測
（後（新）の独立フィールドからの予測信号の混合なし
） ■後（新）の独立フィールドからの予測信号による予測
（前（旧）の独立フィールドからの予測信号の混合なし
） ■固定値からの予測（予測なし） の各予測モードがある。

ここで、■、■のモードの場合は入力される値をそのま
ま使え、■のモードの場合は予測器内部で簡単に処理で
きる。

まず、■のモードの処理であるが、現フイールド信号入
力端子４２から入力された被予測信号は、前（旧）フィ
ールド信号入力端子４０から入力された信号を予測信号
減算器２０で減算し、前（旧）フィールド予測誤差（残
差）を得る。■のモードの処理も同様に後（新）フィー
ルド信号入力端子４１から入力された信号を予測信号減
算器２２で減算し、後（新）フィールド予測誤差（残差
）を得る。

一方、■のモードの２次線形予測信号は、予測されるフ
ィールドと予測に使われる独立フィールドの時間関係に
より、次式で決まる。

Ｘ＝αＶｍｑ＋（１−α＞　ｖｍｐ α＝　（ｍ−ｍｐ　）／Ｎ　　　［０≦α≦１］但し、
Ｘは予測信号、Ｖｍｑは後（新）フィールド値、■ｍｐ
は前（旧）フィールド値、ｍは予測されるフィールドの
番号、ｍｑは後（新）フィールド番号、ｍｐは前（旧）
フィールド番号である。

第２図で、前（旧）フィールドと後（新）フィールドの
値に係数層は算器３３．３５でそれぞれ重み付は係数α
および（１−α）を乗じ、これらを加算器３４で加算し
、予測信号Ｘを得る。この予測信号Ｘを予測信号減算器
２１で現フイールド信号から減算し、前後フィールド予
測誤差（残差）信号を得る。

最後に、■のモードの固定値からの予測（予測なし）は
、現フイールド信号から予測信号減算器２３で固定値（
輝度は５０％レベル、色差は０レベルなど）を減算する
。この固定値は空間隣接ブロック（例えば、上ブロック
）の直流（ＤＣ）分などを使うことも考えられるが、い
ずれにせよフィールド間予測をしないで、フィールド内
で処理する。

次に、最適予測を選ぶための処理であるが、実際的手洗
として予測誤差（残差）のブロック二乗誤差で評価する
。正確には後の符号化処理で発生するデータを評価する
のが最適であるが、そのためには直交変換以降の処理を
４系統持つ必要があり、装置実現の上で問題となる。二
乗誤差評価で問題となるのが固定値からの予測（予測な
し）で、そのまま値を求めると、誤差（残差）のＤＣ分
により、実際の符号化データ量と無関係に大きな値とな
る。

そこで、ＤＣ検出器３８でブロックの平均値を求め、減
算器３９でその分を減算してから二乗誤差（分散）を求
める。しかし、このままではＤＣの符号化データ分が無
視され、逆にや）甘い誤差評価となるので、二乗誤差検
出後にオフセットＢ（正の値）を加算する。

一方、■のモードの前後予測には二乗誤差検出後にオフ
セットＡ（正の値）を減算する。これは最も発生確率の
高い■のモードをや）優先し、フィールド間変化が少な
く■、■、■のモードの予測誤差にあまり差がない場合
に、不必要に予測モードが切換ねることを防ぐものであ
る。オフセットにより■のモードの発生確率が高まり、
予測モ−ドをハフマン符号などでエントロピー符号化し
た場合に、より少ないデータで予測モード情報の伝送が
できる。ここでオフセットＡ、Ｂの値はデータ量と画質
との関係から実験的に選ばれる。

更に、第２図における処理は、予測信号減算器２０〜２
３の出力で与えられる各予測誤差（残差）が二乗器２４
〜２７で二乗の値に変換され、１ブロツク累積加算器２
８〜３１で１ブロツクの間累積加算される。その後、■
のモードにあたる１ブロツク累積加算器２９の出力から
オフセットＡの値を減算器３６で減算し、■のモードに
あたる１ブロツク累積加算器３１の出力にオフセットＢ
の値を加算器３７で加算する。

以上の処理で、■のモードと■のモードの誤差評価値が
１ブロツク累積加算器２８と３０の出力として、■のモ
ードの誤差評価値が減算器３６の出力として、■のモー
ドの誤差評価値が加算器３７の出力として得られ、最小
値選択器３２に入力される。

最小値選択器３２ではこの４種の誤差評価値のうち最小
のものが選ばれ、それが■〜■のモードのどれであるか
が出力される。その予測モード情報は切換えスイッチ４
５に送られると共に予測モード出力端子４４より出力さ
れ、復号側に伝送される。

一方、各予測誤差（残差）は、１ブロツク遅延器４３で
誤差評価の済むまでの１ブロツク間だけ遅延され、切換
スイッチ４５に入力される。この切換スイッチ４５では
予測モード情報により最適とされる予測誤差（残差）が
選択され、予測出力端子４６より出力される。

なお、復号系での適応予測処理は、４種の予測を同時に
行なう必要もなく、誤差評価も必要ないので、符号化系
に対して極簡単なものとなる。■。

■、■の各モードの各予測値は基本的に■のモードを用
意しておけばよく、■、■のモードでは重み付は係数値
αをＯ（ゼロ）または１にすればよい。■のモードの場
合も固定値に切換えるだけなので、信号系における適応
化による装置規模の増加は僅かである。

この様な適応処理により、画像が動いていない場合、予
測されるフィールドと同じフィールド（奇数と奇数、あ
るいは偶数と偶数）が前（旧）又は後（新）フィールド
に存在するので、前（旧）フィールドと同じフィールド
が選択され、完全な予測ができる。

一方、画像が動いていた場合、動きが水平方向のみなら
ば、静止（即ち、画像が動いていない場合）と同じ予測
が選択される。また、垂直方向に動きがある場合は、動
きの程度に応じて適切となる予測方法が変わる。

例えば、独立フレームの間隔Ｎ＝５として第２フイール
ド目（第６図中のＮｏ、　４フレームの偶数フィールド
（４ｅ）など）の場合、動きの価が１フレーム当り１．
０．　２．０．　３．０．・・・ライン（画素）だとす
ると、前（旧）フィールド、即ちＮｏ、　３フレームの
偶数フィールド（３ｅ）からの予測で１画素精度の動き
補償をすれば、ライン（画素）の位置が一致し、適切な
予測となる。これは従来例と同じである。

一方、後（新）フィールドからの予測では、フィールド
間距離が３フイールドであり、フィールドが異なる（奇
数と偶数、あるいは偶数と奇数）ので、動きの量が３フ
ィールド当り０．５．　１．５゜２．５．・・・ライン
（画素）、即ち１フレーム当り０．３３　、　１．０．
　１．６６　、　２．３３　、・・・ライン（画素）と
すれば、動き補償と適合する。

この様に、予測方向によって適合する動きの拳が異なる
。これにより、従来片側だけの動き補償では適合しなか
った動きの吊でも適合し易くなる。

く符号化装置の他の実施例■の説明〉 第３図は本発明になるフィールド間予測符号化装置の他
の実施例の構成を示すブロック図である。

同図中、前出の第１図中の同一構成部分には同一番号を
付す。

この実施例は局部復号を行なう場合の実施例であり、フ
ィールド内符号化器６でフィールド内符号化された信号
を、フィールド内復号器１０で復号し再生された画像信
号を得ている。この独立フィールド再生画像信号は、フ
ィールドメモリ（新）７とフィールドメモリ（旧）８と
に２フイ一ルド分蓄えられ、新たな独立フィールドの再
生画像信号が入力された時に１フイールドずつメモリ内
容が更新される。この場合、符号化器側と復号器側とで
ミスマツチは起こらない。予測動作等は第１図の場合と
変わらない。

〈符号化装置の他の実施例■の説明〉 第４図は本発明になるフィールド間予測符号化装置の更
に他の実施例の構成を示すブロック図である。同図中、
前出の第１図中の同一構成部分には同一番号を付す。

この実施例は、予測に使う独立フィールドを４フイール
ドにした場合の実施例であり、第６図中のａ、ｂ、ｃ、
ｄの４つの独立フィールドを全て予測に使うことになる
。第１図や第３図の実施例のような２つの独立フレーム
を予測に使うものは奇数／偶数の各フィールドで予測に
使う独立フィールドが一つしかないので、フェードチェ
ンジの様なレベル変化に弱い。また、両方向予測の使わ
れる頻度が下がるので、その点では符号化効率がやや悪
くなる。

これに対して、４つの独立フィールドから予測するもの
は、同一フィールド（奇数と奇数、あるいは偶数と偶数
）が前後二つ存在するので、静止の場合でも前後のフィ
ールドから線形予測が行なわれる。

これにより、レベル変動にも強く、予測信号のＳ／Ｎも
改善される。また、予測に使うフィールドを遅延させる
ための第１図中の（Ｎ−１）フィールドメモリ３は、（
２Ｎ−１＞フィールドメモリ１１に変わる。更に、新た
なフィールドメモリ１２゜１３を追加し、適応予測器４
は４つのフィールドメモリ７、８．１２．１３からの信
号ａ、ｂ、ｃ、ｄｋ−より予測処理を行なう。

適応予測器４における予測のモードは、前後両方の線形
予測が３種類になり、２フイールドのものと同じｂとＣ
の他に、ａとｃｌｂとｄの組合せが増え、合計６モード
になる。なお、他にａあるいはｄだけのモードも考えら
れるが、フィールド藺距離が離れているので、選択され
る可能性は少なく、あまり有効でない。また、ａヤｄを
使うモードは垂直方向に動きの少ない場合のみ有効と考
えられ、垂直方向の動き補償は必ずしも必要でない。

く復号化装置の一実施例の構成〉 第５図は本発明になる復号化装置の一実施例の構成を示
すブロック図である。この復号化装置は第１図及び第３
図に示す実施例の符号化装置によって符号化された符号
化データを復号処理するものである。なお、第４図に示
す実施例の符号化装置に対する復号化装置としては４つ
のフィールドメモリが必要になるが、基本的な構成は同
じである。この場合、フィールドメモリはフレームメモ
リの半分の容量で済むので、容量的には先願と同じであ
る。

第５図において、データ入力端子５１は、フィールド内
復号器５２を介して切換スイッチ５３の入力端子に接続
される。

フィールド内復号器５２は、可変長復号器、逆量子化器
及び直交逆変換器などより構成される。

切換スイッチ５３のａ側出力端子はフィールドメモリ５
６の入力端子に接続され、切換スイッチ５３のｂ側出力
端子は逆子側器５４の入力端子に接続される。

切換スイッチ５３は、入力信号（フィールド内復号器５
２の出力信号）を逆子側器５４とフィールドメモリ５６
とに切換えて供給するもので、独立フィールドの時点で
はａ側に切換えられ、非独立フィールドの時点ではｂ側
に切換えられる。

逆子側器５４の出力端子は、切換スイッチ５５のｂ側入
力端子に接続される。フィールドメモリ５６の出力端子
は、逆子側器５４及びフィールドメモリ５１の各入力端
子にそれぞれ接続される一方、切換スイッチ５５のａｌ
ｌ入力端子に接続される。フィールドメモリ５７の出力
端子は逆子側器５４の入力端子に接続される。

二つのフィールドメモリ５６．５７は、予測信号（予測
値）を前後の二つの独立フィールドをもとに形成するた
めのものである。

切換スイッチ５５は、逆子側器５４の出力信号とフィー
ルドメモリ５６の出力信号とを切換えるもので、切換ス
イッチ５３と同様に、独立フィールドの時点ではａ側に
切換えられ、非独立フィールドの時点ではｂ側に切換え
られる。

そして、切換スイッチ５５の出力端子は、再生画像信号
出力端子５８に接続される。

上記した復号化装置の構成は、その基本的動作は先願と
同じである。

〈復号化装置の一実施例の動作〉 第５図に示した復号化装置の一実施例の構成において、
データ入力端子５１より入力された可変長ディジタルデ
ータは、フィールド内復号化器５２によりフィールド内
復号化され、独立フィールドは、再生画像信号となり、
この信号は、この独立フィールドの時点では切換スイッ
チ５３がａ側に切換えられているので、この切換スイッ
チ５３を通ってフィールドメモリ５６に入力され、そこ
に記憶される。

同時に、フィールドメモリ５６にそれまで記憶されてい
た画像信号は、フィールドメモリ５７に移り、書換えら
れ、更に、このフィールドメモリ５６にそれまで記憶さ
れていた画像信号が、この独立フィールドの時点では切
換スイッチ５５がａ側に切換えられているので、この切
換スイッチ５５を通って再生画像信号出力端子５８より
出力される。

また、フィールド間で予測処理される非独立フィールド
は、フィールド内復号器５２からの出力が予測誤差なの
で、この予測誤差は、この非独立フィールドの時点では
切換スイッチ５３がｂ側に切換えられているので、この
切換スイッチ５３を通って逆子側器５４に入力される。

逆子側器５４で符号化装置側と同じ予測信号が加算され
、再生画像信号となり、この再生画像信号が、この非独
立フィールドの時点では切換スイッチ５５がｂ側に切換
えられているので、この切換スイッチ５５を通って再生
画像信号出力端子５８より出力される。

なお、符号化装置側より伝送されるデータは、独立フィ
ールドのものが先行して送られてくるので、復号化装置
側ではそれを補正するため、独立フィールドの再生画像
信号はＮフィールドの間遅延された後にフィールドメモ
リ５６より出力される。

即ち、フィールドメモリ５６は、時間補正にも使われて
いる。

また、本発明においては、適応予測器に限らず、各非独
立フィールドに対応する予測信号を、前後（新旧）の両
独立フィールドをもとに適応的ではなく、所定の混合比
で混合し、信号を予測する予測器でも良い。

（発明の効果） 以上の如く、本発明のフィールド間予測符号化装置及び
復号化装置では、連続して入力される画像信号の連続フ
ィールドの中からフィールド間予楓すを用いないでフィ
ールド内で独立に符号化する独立フィールドを予め一定
間隔（数フィールド）おきに設定し、更に、独立フィー
ルドは奇数フィールドと偶数フィールドとが交互に存在
し、独立フィールドの間の非独立フィールドについては
、■前後（新旧）の両独立フィールドによる予測信号を
もとに予測し、その予測誤差について符号化、あるいは
０前後（新旧）の両独立フィールドによる予測信号（２
次線形予測値）を、各非独立フィールドでのブロック単
位の信号の変化に応じて最も予測効率の高い予測信号を
得る混合比で適応的に混合し、ブロック単位の信号を予
測し、その予測誤差について符号化するので、ランダム
アクセスや高速サーチなど蓄積系メディアで必要な機能
に対応しながら、画像が静止している場合には、同じフ
ィールド（奇数と奇数、あるいは偶数と偶数）から適切
に予測され、画像が動いている場合には、予測の時間的
距離が短くなついるため、インターレース走査した動画
像信号による画像の速い動きや画像の変化にも対応し易
く、予測効率をより改善し、更に、予測効率を改善する
ことで予測誤差（残差）を少なくでき、結果として符号
化データ量をより少なくできる。

また、本発明装置は、独立フィールドが奇数／偶数交互
に一定間隔で存在するので、高速サーチでは独立フィー
ルドをそのまま再生すれば、自然な動きで解像度の高い
サーチ画像が得られる。

更に、本発明装置は、画像メモリの容量はフレーム単位
の処理に対して半分で済み、装置化も容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図及び第４図は本発明になるフィールド間
予測符号化装置の各実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図における適応予測器の構成を示すブロック
図、第５図は本発明になる復号化装置の一実施例の構成
を示すブロック図、第６図は本発明装置におけるフィー
ルド構成を示す図、第７図は本出願人の先順におけるフ
ィールド構成を示す図である。 １・・・両縁信号入力端子、 ２、５．４５．５３．５５・・・切換スイッチ、３・・
・（Ｎ−１）フィールドメモリ、４・・・適応予測器、
６・・・フィールド内符号化器、７、８．１２．１３．
５６．５７・・・フィールトメ干り、９・・・データ出
力端子、１０・・・フィールド内復号器、１１・・・（
２Ｎ−１）フィールドメモリ、２０、２１．２２．２３
・・・予測信号減算器、２４、２５．２６．２７・・・
二乗器、２８、２９．３０．３１・・・１ブロツク累積
加算器、３２・・・最小値選択器、３３．３５・・・係
数掛は算器、３４、３７・・・加算器、３６．３９・・
・減算器、３８・・・ＤＣ検出器、４０・・・前フイー
ルド信号入力端子、４１・・・後フィールド信号入力端
子、４２・・・現フイールド信号入力端子、４３・・・
１ブロツク遅延器、４４・・・予測モード出力端子、４
６・・・予測出力端子、５１・・・データ入力端子、５
２・・・フィールド内復号器、５４・・・逆子側型、５
８・・・再生画像信号出力端子。 特　許　出願人　日本ビクター株式会社代表者　垣木　
邦夫 ・　　　　Ｏ○　　　○　　　　Ｏ Ｏ○　　　・　　　ＯＯ ・　　　ｏｏｏ。 ○　　　○　　　・　　　ＯＯ ・　　　ｏｏｏ。 垂　　　○　　　Ｏ・　　　Ｏ。 直・　　ｏｏｏ。 第６図 ・　　　０　　　０　　０　　０ ・　　　Ｏｏ　　　○　　　０ ・　　　ｏｏｏ。 ・　　　ｏｏｏ。 ・　　　ｏ　　　　ｏｏ。 垂　　・　　　ｏｏｏ。 直　・　　　０　０００ ・　　　ＯＱ ・　　　　Ｑ　　　○ ・　　　○　　　○ ・　　　Ｏ。 ・　　　　ＯＯ ・　　　Ｏ○ ・　　　ｏ　　　。 ・　　　○　　　Ｏ ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続して入力される画像信号の連続フィールドの
   中から一定間隔おきで、かつ奇数フィールドと偶数フィ
   ールドとが交互に存在する独立フィールドを設定し、こ
   の独立フィールドをフィールド内で独立に符号化する第
   １の符号化手段と、前記独立フィールドの間の非独立フ
   ィールドの予測信号を、前後の独立フィールドの信号を
   もとに形成する予測信号形成手段と、 前記非独立フィールドの信号を、それに対応する予測信
   号をもとに予測し、その予測誤差について符号化する第
   ２の符号化手段と を備えたことを特徴とするフィールド間予測符号化装置
   。
2. （２）連続して入力される画像信号の連続フィールドの
   中から一定間隔おきで、かつ奇数フィールドと偶数フィ
   ールドとが交互に存在する独立フィールドを設定し、こ
   の独立フィールドをフィールド内で独立に符号化する第
   １の符号化手段と、前記独立フィールドの間の非独立フ
   ィールドの予測信号を、前後の独立フィールドの信号を
   もとに形成する予測信号形成手段と、 この予測信号形成手段で形成された前後の両独立フィー
   ルドの信号による予測信号を、各非独立フィールドでの
   ブロック単位の信号の変化に応じて最も予測効率の高い
   予測信号を得る混合比で適応的に混合し、この混合した
   予測信号をもとに前記非独立フィールドのブロック単位
   の信号を予測し、その予測誤差について符号化する第２
   の符号化手段と を備えたことを特徴とするフィールド間予測符号化装置
   。
3. （３）請求項第１項、第２項のいずれかに記載のフィー
   ルド間予測符号化装置によつて符号化された符号化デー
   タからこの符号化処理に対応した復号処理を行なうこと
   により、連続フィールドの画像信号を復号化することを
   特徴とする復号化装置。