JPH0368597B2 - - Google Patents

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JPH0368597B2
JPH0368597B2 JP4666680A JP4666680A JPH0368597B2 JP H0368597 B2 JPH0368597 B2 JP H0368597B2 JP 4666680 A JP4666680 A JP 4666680A JP 4666680 A JP4666680 A JP 4666680A JP H0368597 B2 JPH0368597 B2 JP H0368597B2
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signal
motion vector
vector
shift
signal line
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JP4666680A
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Japanese (ja)
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JPS56143776A (en
Inventor
Akira Hirano
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテレビジヨン信号のフレーム間符号化
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for interframe encoding television signals.

テレビジヨン信号のデイジタル伝送においては
隣接するフレームの差分信号を符号化して伝送す
るというフレーム間符号化を用いることにより通
常のPCMを用いる場合にくらべて伝送ビツト数
を大幅に削減する(帯減圧縮と称する)ことがで
き、特に動きの小さな絵において、大きな圧縮率
(PCMに対して伝送ビツト数が削減される比率)
を得ることができる。しかし、動きの大きな絵に
ついては、隣接するフレーム間で差分信号が大き
くなるため上述の圧縮率が低下するという欠点が
ある。
In the digital transmission of television signals, the number of transmission bits is significantly reduced compared to when using normal PCM by using interframe coding, which encodes and transmits the differential signal of adjacent frames (bandwidth reduction compression). (referred to as ``PCM''), and a large compression ratio (ratio in which the number of transmitted bits is reduced compared to PCM), especially for pictures with small movements.
can be obtained. However, for pictures with large movements, there is a drawback that the compression ratio described above decreases because the difference signal between adjacent frames becomes large.

この対策として「動き補正フレーム間符号化」
(以下公知例1とする)というものが考えられて
いる。この方式は第1図に示すとおり、画像の動
ベクトルVを検出し前フレーム信号を動ベクトル
だけシフトさせ、現フレーム信号との差分をと
り、差分信号と動ベクトルとを符号化して伝送す
るものである。
As a countermeasure to this, "motion compensated interframe coding"
(hereinafter referred to as known example 1) is considered. As shown in Figure 1, this method detects the motion vector V of the image, shifts the previous frame signal by the motion vector, calculates the difference with the current frame signal, and encodes and transmits the difference signal and motion vector. It is.

この方式においては、画像の動き検出は次のよ
うに行われる。すなわち、TV画面を小さなブロ
ツクに分割し、各々のブロツクについて、前フレ
ームの同じ位置を基準としてシフトさせて(この
シフト量をシフトベクトルと称する)差分をと
り、この差分信号より求められる評価関数(差分
信号の2乗和、差分信号の絶対値の和、または差
分信号の絶対値が一定の関値を越えたものの個数
など種々の評価関数が考えられている。この値は
両者の類似度を示している。)の値を求め、評価
関数の値が最小となるシフトベクトルをもつてそ
のブロツクにおける動ベクトルとする。しかし、
テレビジヨン信号においてはかなり大きな動きも
発生しうるので、かなり多くのシフトベクトルに
ついて前述の評価関数を計算する必要があり、演
算量が膨大なものとなるため装置が大規模なもの
となる。例えば、左右8サンプル、上下8ライン
の範囲の動きについてまで検出を行うと、(2×
8+1)×(2×8+1)=289個のシフトベクトル
について前述の評価関数値を求めることとなる。
In this method, image motion detection is performed as follows. That is, the TV screen is divided into small blocks, each block is shifted with respect to the same position in the previous frame as a reference (this amount of shift is called a shift vector), the difference is calculated, and the evaluation function ( Various evaluation functions have been considered, such as the sum of the squares of the difference signals, the sum of the absolute values of the difference signals, or the number of cases where the absolute value of the difference signals exceeds a certain function value.This value measures the degree of similarity between the two. ) is determined, and the shift vector with the minimum value of the evaluation function is set as the motion vector for that block. but,
Since quite large movements can occur in television signals, it is necessary to calculate the above-mentioned evaluation function for quite a large number of shift vectors, and the amount of calculation becomes enormous, resulting in a large-scale apparatus. For example, if we detect movement in the range of 8 samples left and right and 8 lines above and below, (2×
The aforementioned evaluation function values are determined for 8+1)×(2×8+1)=289 shift vectors.

この欠点を克服する方法として1978年5月26日
電子通信学会画像工学研究会において「フレーム
間符号化における動き補正」(資料No.IE78−6、)
と題して発表された方法がある。この方法におい
ては前フイールド(又は前フレーム)のブロツク
において検出された動ベクトルを現フレームのブ
ロツクの動ベクトル検出の初期ベクトルとし、前
記初期ベクトルにもとづいて速度の検出範囲をせ
ばめることにより速度検出の簡易化を行つてい
る。例でもつて具体的に説明すれば、たとえば前
フレームのブロツクにおいて検出された動ベクト
ルが(Vxp、Vyp)であつたとすれば、その近傍
たとえば Vxp−2≦Vx≦Vxp+2、 Vyp−2≦Vy≦Vyp+2 …(1) の範囲にある25個のシフトベクトル(Vx、Vy
についてのみ前述の評価関数の値を求め、評価関
数値が最小となるシフトベクトルをもつてそのブ
ロツクにおける動ベクトルとする方法である。
As a method to overcome this drawback, "Motion compensation in interframe coding" (Material No. IE78-6,) was presented at the Institute of Electronics and Communication Engineers Image Engineering Study Group on May 26, 1978.
There is a method published under the title. In this method, the motion vector detected in the block of the previous field (or previous frame) is used as the initial vector for detecting the motion vector of the block of the current frame, and the velocity detection range is narrowed based on the initial vector to detect the velocity. is being simplified. To give a concrete example, if the motion vector detected in the block of the previous frame is (V xp , V yp ), then the neighborhood, for example, V xp -2≦V x ≦V xp +2, 25 shift vectors (V x , V y ) in the range of V yp −2≦V y ≦V yp +2 (1)
In this method, the value of the above-mentioned evaluation function is determined only for the block, and the shift vector with the minimum evaluation function value is set as the motion vector for that block.

(公知例 2) この公知例2によれば評価関数値を求めるシフ
トベクトルの数を少くできるため公知例1にくら
べて装置を簡易化できる。しかし公知例2は初期
ベクトルを中心とした狭い範囲のシフトベクトル
についてのみ速度検出の対象とするため、物体が
一定の速度で動いている場合には問題はないが、
静止していた物体が急に動き始めた場合(動いて
いた物体が急に静止した場合も同様)などには、
速度の急変に対して追随できなくなり正確な動ベ
クトル検出が行なえなくなるため予測能率が低下
するという欠点を有する。このような場合に対し
ても予測能率を低下させないようにするためには
前記シフトベクトルの数を増やす以外には方法は
なく、たとえば上下3水平走査線、左右3サンプ
ルまでの速度の変化に追随できるようにするには
49個のシフトベクトルについて評価関数値を求め
る必要があることとなり、公知例1ほどではない
が装置規模は大となる。
(Known Example 2) According to this Known Example 2, the number of shift vectors for determining the evaluation function value can be reduced, so that the apparatus can be simplified compared to the Known Example 1. However, in the known example 2, the speed is detected only for shift vectors in a narrow range around the initial vector, so there is no problem if the object is moving at a constant speed.
When a stationary object suddenly starts moving (the same applies when a moving object suddenly stops),
This method has the disadvantage that prediction efficiency decreases because it is no longer possible to follow sudden changes in speed and accurate motion vector detection is no longer possible. In order to prevent the prediction efficiency from decreasing even in such a case, there is no other way than to increase the number of shift vectors. To be able to
Since it is necessary to obtain evaluation function values for 49 shift vectors, the scale of the apparatus becomes large, although not as large as in the known example 1.

本発明の目的は上述の問題点を解決するため、
かなり広い範囲の動きに対しても装置規模をそれ
ほど増大させず、また動物体の動きが急変した場
合においても正確な動ベクトル検出が可能な動き
検出法を用いたフレーム間符号化装置を提供する
ことにある。
The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
To provide an interframe coding device using a motion detection method, which does not significantly increase the device scale even for a fairly wide range of motion, and can accurately detect a motion vector even when the motion of a moving object suddenly changes. There is a particular thing.

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
本発明においては、前フイールドのブロツクにお
いて検出された動ベクトルを初期ベクトルとし、
初期ベクトルに応じて、前述の評価関数値を求め
るシフトベクトルを決定し、そのシフトベクトル
の中の1個を動ベクトルとして検出するが、決定
されたシフトベクトルのすべてについては演算を
行なわず、前記動ベクトルの検出を多段階に分け
て行うことにより所要の演算量をさらに削減する
ことを特徴とする。
Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
In the present invention, the motion vector detected in the block of the previous field is used as the initial vector,
According to the initial vector, a shift vector for obtaining the above-mentioned evaluation function value is determined, and one of the shift vectors is detected as a motion vector, but no calculation is performed on all of the determined shift vectors, and the above-mentioned The present invention is characterized in that the amount of required calculations is further reduced by performing motion vector detection in multiple stages.

第2図1及び2を参照すると、2段階に分けて
動ベクトルの検出を行う様子が示されている。
1,1なるシフトベクトルは前フレーム信号を右
に1サンプル、上に1水平走査線(ライン)だけ
前フレーム信号をシフトすることを示す。
Referring to FIGS. 1 and 2, it is shown how motion vectors are detected in two stages.
A shift vector of 1,1 indicates that the previous frame signal is shifted one sample to the right and one horizontal scanning line (line) upward.

まず第2図1において1,1なるベクトル(図
中A)が前フイールドにおけるブロツクの動ベク
トルであつたとすると、まず第1段階においては
(第2図1)A,B,C,D,E,F,G,H,
I、で示された9個の第1のシフトベクトル群に
ついて上述の評価関数の値を求め、この中で評価
関数値が最小となるシフトベクトルを求める。た
とえばA〜Iの中でCが評価関数値最小となるシ
フトベクトルであるとすれば、第2段階において
は(第2図2)Cの近傍に配置された第2のシフ
トベクトル群C1〜C9について同様に評価関数値
が最小となるシフトベクトルを求める。仮にC4
が評価関数値最小となればC4をそのブロツクに
おける動ベクトルとする。この時前フレームの信
号をシフトベクトルC4だけずらしたものを現フ
レーム信号のブロツクに対する予測信号として、
この予測信号と現フレーム信号との差分信号およ
びシフトベクトルC4(又はC4と初期ベクトルAと
の差分ベクトル)を符号化して伝送する。
First, in Fig. 2 1, if the vector 1,1 (A in the figure) is the motion vector of the block in the previous field, then in the first stage (Fig. 2 1) A, B, C, D, E ,F,G,H,
The values of the above-mentioned evaluation function are determined for the nine first shift vector groups indicated by I, and among them, the shift vector with the minimum evaluation function value is determined. For example, if C is the shift vector with the minimum evaluation function value among A to I, then in the second stage (Fig. 2 2) the second shift vector group C 1 to C placed near C is Similarly, for C9 , find the shift vector that minimizes the evaluation function value. Temporarily C 4
If the evaluation function value is the minimum, let C4 be the motion vector in that block. At this time, the signal of the previous frame shifted by the shift vector C4 is used as the prediction signal for the block of the current frame signal.
The difference signal between this predicted signal and the current frame signal and the shift vector C 4 (or the difference vector between C 4 and the initial vector A) are encoded and transmitted.

以上の説明は前フイールドのブロツクの動ベク
トルが1,1でありまた第1段階においてCが評
価関数最小となつた場合であるが、前フイールド
のブロツクの動ベクトルが他の値である場合また
他のシフトベクトルが評価関数値最小となつた場
合でも全く同様に動ベクトル検出が行われる。ま
たここでは2段階検出の場合について説明した
が、さらに多段階になつても全く同様である。
The above explanation is for the case where the motion vector of the block in the previous field is 1,1 and C becomes the minimum evaluation function in the first stage, but if the motion vector of the block in the previous field is another value, Even when other shift vectors have the minimum evaluation function value, motion vector detection is performed in exactly the same way. Furthermore, although the case of two-stage detection has been described here, the same applies even if there are more stages.

したがつて本発明はテレビジヨン画面上で入力
テレビジヨン信号のブロツクからずれた位置にあ
る前フレーム信号(以下の説明では「シフトされ
た前フレーム信号」と略記する)と入力テレビジ
ヨン信号とから両者の類似度を示す評価関数値を
求める手段と、少くとも1フレーム以前までに動
ベクトル検出が行われたブロツクの動ベクトルを
初期ベクトルとし初期ベクトルにもとづいて多段
階検出により動ベクトルを検出する手段と、前記
動ベクトルにより予測信号を発生する手段と前記
入力テレビジヨン信号を前記予測信号を用いて予
測符号化する手段とから構成されている。
Therefore, the present invention provides a method for detecting signals from a previous frame signal (hereinafter abbreviated as "shifted previous frame signal") located at a position shifted from a block of the input television signal on the television screen and the input television signal. A means for obtaining an evaluation function value indicating the degree of similarity between the two, and a motion vector of a block for which motion vector detection has been performed at least one frame before is used as an initial vector, and a motion vector is detected by multi-step detection based on the initial vector. means for generating a predicted signal using the motion vector; and means for predictively encoding the input television signal using the predicted signal.

本発明によれば、前記初期ベクトルを中心とし
て従来の公知例2よりもさらに広い範囲のシフト
ベクトルを検出対象とすることができるすなわち
より大きな速度の変化に対しても追随できるため
より効率の良い符号化が行なえる。
According to the present invention, it is possible to detect shift vectors in a wider range around the initial vector than in the conventional known example 2, that is, it is possible to follow even larger changes in speed, which is more efficient. Can be encoded.

また本発明によれば従来知られた公知例1では
200個以上、公知例2では49個のシフトベクトル
について評価関数値を求める必要のある場合にお
いても、たとえば第2図のように行えば、第1段
階9個、第2段階9個の合計18個のシフトベクト
ルについて評価関数値を求めるのみでよく所要演
算量を大幅に削減でき、装置を簡易化できる。
According to the present invention, in the conventionally known example 1,
Even if it is necessary to calculate the evaluation function value for 200 or more shift vectors, 49 in the case of the known example 2, if the evaluation function value is calculated as shown in Fig. 2, the total of 18 shift vectors, 9 in the first stage and 9 in the second stage, can be calculated. It is only necessary to obtain the evaluation function value for each shift vector, and the amount of required calculations can be significantly reduced, and the device can be simplified.

次に本発明の実施例について説明する。第3図
は本発明の一実施例のフレーム間符号化装置の構
成を示すブロツク図であり、第4図は復号化装置
の構成を示すブロツク図である。
Next, examples of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an interframe encoding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a decoding device.

第3図において、予測信号発生部11、第2の
符号器18およびマルチプレクサー20を除いて
フレームメモリ14の出力を信号線16につなげ
ば従来のフレーム間符号化装置と全く同一の構成
となる。また、第4図において、デマルチプレク
サ26、第2の復号器37および可変遅延回路3
4を除いて信号線25と27および信号線33と
35を各々同一の信号線とすれば、従来のフレー
ム間復号化装置と全く同じ構成となる。従つて、
以下の説明では本発明に特有な構成部分について
詳しく述べる。
In FIG. 3, if the output of the frame memory 14 is connected to the signal line 16 except for the predicted signal generator 11, the second encoder 18, and the multiplexer 20, the configuration becomes exactly the same as that of the conventional interframe encoding device. . Further, in FIG. 4, the demultiplexer 26, the second decoder 37 and the variable delay circuit 3
If the signal lines 25 and 27 and the signal lines 33 and 35 are the same signal line except for the signal line 4, the configuration will be exactly the same as the conventional interframe decoding device. Therefore,
In the following description, components specific to the present invention will be described in detail.

第3図においては、A/D(アナログ−デジタ
ル)変換されたテレビジヨン信号(以下簡単のた
めTV信号と略記する)が端子1より入力される
ものとする。端子1から入力されたTV信号は遅
延回路3および予測信号発生部11に与えられ
る。遅延回路3は予測信号発生器11から信号線
16を介して出力される予測信号と、端子1から
入力されるTV信号とのタイミングを減算器5に
おいて合わせるために使用される。遅延回路3か
ら信号線4により出力された遅延されたTV信号
は減算器5において予測信号発生部11から信号
線16により出力された予測信号との差分がとら
れ、この差分信号(予測誤差信号と称する)は信
号線6により量子器7に入力され、量子化されて
信号線8を介して第1の符号器9および加算器1
7に入力される。ここで、第1の符号器9は従来
のフレーム間符号化装置で用いられるものと同様
に量子化された予測誤差信号を不等長符号化する
ものである。信号線8に入力された量子化された
予測誤差信号は符号化されて信号線10に出力さ
れる。一方、量子化された予測誤差信号は信号線
8を介して加算器17に与えられ、予測信号発生
部11から信号線16に出力された予測信号と加
算されて局部復号され信号線13を介してフレー
ムメモリ14に書き込まれ、次のフレームにおい
て、予測信号発生部11が予測信号を発生するた
めに用いられる。予測信号発生部11は信号線2
を介して入力される入力TV信号と、信号線15
を介して入力される1フレーム前の信号とから、
前述した動ベクトル検出を行い、予測信号を信号
線16に出力する。また、予測信号発生部11は
検出された動ベクトルを示す信号を信号線19を
介して第2の符号器18に与える。第2の符号器
18は入力された信号を符号化、例えば、不等長
符号化して信号線12に出力する。
In FIG. 3, it is assumed that an A/D (analog-digital) converted television signal (hereinafter abbreviated as TV signal for simplicity) is input from terminal 1. A TV signal input from terminal 1 is given to delay circuit 3 and predictive signal generator 11 . The delay circuit 3 is used to synchronize the timing of the prediction signal output from the prediction signal generator 11 via the signal line 16 and the TV signal input from the terminal 1 in the subtracter 5 . The delayed TV signal output from the delay circuit 3 through the signal line 4 is subtracted by a subtracter 5 from the prediction signal output from the prediction signal generator 11 through the signal line 16, and this difference signal (prediction error signal ) is input to a quantizer 7 via a signal line 6, quantized, and sent via a signal line 8 to a first encoder 9 and an adder 1.
7 is input. Here, the first encoder 9 performs unequal length encoding on the quantized prediction error signal, similar to that used in a conventional interframe encoding device. The quantized prediction error signal input to the signal line 8 is encoded and output to the signal line 10. On the other hand, the quantized prediction error signal is given to the adder 17 via the signal line 8, added to the prediction signal output from the prediction signal generator 11 to the signal line 16, locally decoded, and sent via the signal line 13. The predicted signal generator 11 is used to generate a predicted signal in the next frame. The predicted signal generator 11 is connected to the signal line 2
The input TV signal input via the signal line 15
From the signal from one frame ago inputted via
The motion vector detection described above is performed and a predicted signal is output to the signal line 16. Further, the predicted signal generating section 11 supplies a signal indicating the detected motion vector to the second encoder 18 via the signal line 19. The second encoder 18 encodes the input signal, for example, performs unequal length encoding, and outputs the encoded signal to the signal line 12 .

信号線12に出力された符号化された動ベクト
ルは、信号線10に出力されている符号化された
予測誤差信号とマルチプレクサ20において多量
化されて信号線21に送出される。信号線21の
多重化された信号は伝送路の伝送速度との速度整
合をとるための送信側バツフアメモリ22に書き
込まれ、送信側バツフアメモリ22に書き込まれ
た信号は伝送路の伝送速度で読み出され伝送路2
3に送出される。
The encoded motion vector outputted to the signal line 12 is multiplied by the encoded prediction error signal outputted to the signal line 10 in the multiplexer 20 and sent to the signal line 21. The multiplexed signal on the signal line 21 is written to a transmitting side buffer memory 22 for speed matching with the transmission speed of the transmission line, and the signal written to the transmitting side buffer memory 22 is read out at the transmission speed of the transmission line. Transmission line 2
Sent on 3rd.

次に第4図を参照して復号化装置について説明
する。
Next, the decoding device will be explained with reference to FIG.

符号化装置から伝送路23に出力された信号は
伝送路の伝送速度で受信側バツフアメモリ24に
書き込まれ、復号化装置のクロツクパルスで信号
線25に読み出され、デマルチプレクサ26で予
測誤差信号を示す符号と動ベクトルを示す符号と
が分離され、それぞれ信号線27および28に出
力される。
The signal output from the encoding device to the transmission path 23 is written to the receiving side buffer memory 24 at the transmission speed of the transmission path, is read out to the signal line 25 by the clock pulse of the decoding device, and is shown as a prediction error signal by the demultiplexer 26. The code and the code indicating the motion vector are separated and output to signal lines 27 and 28, respectively.

予測誤差信号を示す符号は第1の復号器36に
より復号され、予測誤差信号が信号線31を介し
て加算器29に入力される。一方、加算器29に
は信号線35を介して可変遅延回路34から出力
されたシフトされた前フレーム信号すなわち予測
信号が入力され、この結果、信号線31と信号線
35とを介して与えられた信号が加算され、TV
信号が復号され信号線30に出力される。また、
信号線30の信号はフレームメモリ32に書き込
まれ、次のフレームのTV信号の復号化に用いら
れる。さらに、フレームメモリ32より読み出さ
れた信号は可変遅延回路34(この構成について
は後述する)に入力され、前述のシフトされた前
フレーム信号が出力される。
The code indicating the prediction error signal is decoded by the first decoder 36, and the prediction error signal is input to the adder 29 via the signal line 31. On the other hand, the shifted previous frame signal, that is, the predicted signal output from the variable delay circuit 34 is inputted to the adder 29 via the signal line 35, and as a result, the signal is inputted via the signal line 31 and the signal line 35. signals are added and the TV
The signal is decoded and output to signal line 30. Also,
The signal on the signal line 30 is written into the frame memory 32 and used for decoding the TV signal of the next frame. Further, the signal read from the frame memory 32 is input to a variable delay circuit 34 (the configuration of which will be described later), and the shifted previous frame signal mentioned above is output.

一方、デマルチプレクサ26から信号線28に
出力された動ベクトルを示す符号は、第2の復号
器33により復号化され、信号線39にシフト制
御信号として出力され、可変遅延回路34に入力
される。可変遅延回路34は前記シフト制御信号
に応じて信号線33を介して与えられる信号をシ
フトし信号線を介して加算器29に出力する。こ
れによりTV信号が復号化される。
On the other hand, the code indicating the motion vector outputted from the demultiplexer 26 to the signal line 28 is decoded by the second decoder 33, outputted to the signal line 39 as a shift control signal, and inputted to the variable delay circuit 34. . The variable delay circuit 34 shifts the signal applied via the signal line 33 in accordance with the shift control signal and outputs it to the adder 29 via the signal line. This decodes the TV signal.

次に第5図を参照して予測信号発生部11につ
いて説明する。なお、以下においてはTV信号の
水平走査線を複数本パラレルに処理する例につい
て説明する。このパラレル処理の単位はブロツク
の縦方向のサイズ(本実施例においては、ブロツ
クサイズは8水平走査線×16画素として説明する
ので、8となる)と一致するが、特に走査線単位
に分割して説明する必要のある場合を除き、例え
ば、第5図の信号線45のように1本の太い線で
代表して表示する。予測信号発生部11は、入力
TV信号を一時格納し、現フレームのブロツクの
TV信号を、前述した動ベクトル検出の各段階で
出力する第1のメモリ40と、前フレームの局部
復号信号を一時格納し制御回路42から各段階の
シフトベクトル群に応じて現フレームのブロツク
とずれた位置にある前フレームのブロツクを出力
するメモリ部41を含む。またメモリ部41は、
制御部42から動ベクトルが供給されると、動ベ
クトルの分だけ現フレームのブロツクとずれた位
置の前フレームのブロツクを第2のメモリ44に
与える。第2のメモリからは、予測信号16が出
力される。検出器43には、第1のメモリからは
現フレームのブロツクが供給され、メモリ部41
からは各段階のシフトベクトル群に対応した前フ
レームのブロツクが供給され、また制御回路42
からはこのシフトベクトル群が供給される。そし
て、検出器43は、与えられた現フレームのブロ
ツクと、シフトベクトルの数だけ供給された前フ
レームのブロツクとから、前述した評価関数値を
求め、評価関数値が最小となつたシフトベクトル
を制御回路42に転送する。
Next, the predicted signal generating section 11 will be explained with reference to FIG. Note that an example in which a plurality of horizontal scanning lines of a TV signal are processed in parallel will be described below. The unit of this parallel processing matches the vertical size of the block (in this example, the block size is explained as 8 horizontal scanning lines x 16 pixels, so it is 8), but in particular, it is divided into scanning lines. Unless otherwise necessary for explanation, for example, a single thick line such as the signal line 45 in FIG. 5 will be used as a representative. The prediction signal generation unit 11 receives input
Temporarily stores the TV signal and blocks blocks of the current frame.
The first memory 40 outputs the TV signal at each stage of the motion vector detection described above, and the control circuit 42 temporarily stores the local decoded signal of the previous frame, and outputs the block of the current frame according to the shift vector group of each stage. It includes a memory section 41 that outputs a block of the previous frame at a shifted position. Furthermore, the memory section 41 is
When a motion vector is supplied from the control section 42, a block of the previous frame at a position shifted from the block of the current frame by the amount of the motion vector is provided to the second memory 44. A prediction signal 16 is output from the second memory. A block of the current frame is supplied to the detector 43 from the first memory, and the block of the current frame is supplied to the detector 43 from the first memory.
The block of the previous frame corresponding to the shift vector group of each stage is supplied from the control circuit 42.
This shift vector group is supplied from . Then, the detector 43 obtains the above-mentioned evaluation function value from the given current frame block and the blocks of the previous frame supplied by the number of shift vectors, and selects the shift vector with the minimum evaluation function value. It is transferred to the control circuit 42.

制御回路42は、ベクトルフイールドメモリ1
60より出力された前フイールドのブロツクで求
められた動ベクトルに応じて、第1段階のシフト
ベクトル群を生成し、信号線53〜55にシフト
制御信号として出力する。第2図で説明した例に
したがえば、前フイールドのブロツクで求められ
た動ベクトルすなわちベクトルフイールドメモリ
160の出力が1,1であるときは、第2図1に
A〜Fで示されたシフトベクトル群に対応するシ
フト制御信号が、信号線53〜55に出力され、
メモリ部41に与えられる。また、制御回路42
は、第1のシフトベクトル群に対する評価関数値
演算が終了した時点で、第1のシフトベクトル群
の中で最小の評価関数値を示したシフトベクトル
を中心として、第1のシフトベクトル群よりも密
に配置された第2のシフトベクトル群に対応する
シフト制御信号を信号線53〜55を介してメモ
リ部41に与える。第2図の例にしたがえば、第
1段階のシフトベクトル群A〜Fの中で、シフト
ベクトルCに対する評価関数値が最小であつた場
合には、制御回路42は第2段階のシフトベクト
ル群として、第2図2のシフトベクトルC1〜C9
に対応するシフト制御信号が信号線53〜55を
介して、メモリ部41に与える。すなわち、第1
のメモリ40、メモリ部41、及び後述する検出
部43は、各段階毎にくり返し使用される。
The control circuit 42 includes the vector field memory 1
A first stage shift vector group is generated in accordance with the motion vector obtained from the previous field block outputted from 60, and outputted to signal lines 53-55 as a shift control signal. According to the example explained in FIG. 2, when the motion vector determined in the block of the previous field, that is, the output of the vector field memory 160 is 1,1, the motion vectors shown by A to F in FIG. Shift control signals corresponding to the shift vector group are output to signal lines 53 to 55,
It is applied to the memory section 41. In addition, the control circuit 42
When the evaluation function value calculation for the first shift vector group is completed, the shift vector that shows the minimum evaluation function value among the first shift vector group is the center, and is smaller than the first shift vector group. Shift control signals corresponding to the densely arranged second shift vector group are applied to the memory section 41 via signal lines 53 to 55. According to the example in FIG. 2, if the evaluation function value for shift vector C is the smallest among the first stage shift vector groups A to F, the control circuit 42 controls the second stage shift vector group A to F. As a group, the shift vectors C 1 to C 9 of FIG.
A shift control signal corresponding to the shift control signal is applied to the memory section 41 via signal lines 53 to 55. That is, the first
The memory 40, the memory section 41, and the detecting section 43, which will be described later, are used repeatedly at each stage.

以上が予測信号発生部11の構成及び動作の概
略である。以下では、第5図の動作をより詳細に
説明するとともに、第6図〜第9図を参照して、
第5図の各構成要素の構成及び動作を説明する。
The above is an outline of the configuration and operation of the predicted signal generation section 11. Below, the operation in FIG. 5 will be explained in more detail, and with reference to FIGS. 6 to 9,
The configuration and operation of each component in FIG. 5 will be explained.

第3図の端子1から入力された入力TV信号は
第1のメモリ40に書き込まれ前述の各段階の検
出が行われる毎に、ブロツクの縦方向サイズ(す
なわち8ライン)だけ並列に読み出され信号線4
5に出力される。
The input TV signal input from terminal 1 in FIG. 3 is written into the first memory 40, and every time the aforementioned detection steps are performed, the vertical size of the block (i.e. 8 lines) is read out in parallel. signal line 4
5 is output.

メモリ部41には、フレームメモリ14から信
号線15を介して1フレーム前の信号が入力され
るとともに前述の各段階の検出が行われる毎に、
制御回路42から信号線53〜55を介して考え
られる前述の各段階におけるシフトベクトル群に
対応するシフト制御信号が入力される。メモリ部
41は、現フレームのブロツクに対応したTV画
面上の位置を基準として前記シフト制御信号に応
じてずれた位置の前フレームの信号を抜き出し
て、信号線46〜48に出力する。すなわち、信
号線53のシフト制御信号に応じてシフトされた
前フレーム信号は信号線46、信号線54のシフ
ト制御信号に応じてシフトされた前フレーム信号
は信号線47に出力される。信号線55と信号線
48についても同様である。
The memory section 41 receives the signal from the frame memory 14 via the signal line 15 from the previous frame, and each time the above-mentioned stages of detection are performed,
Shift control signals corresponding to shift vector groups at each of the above-mentioned stages are inputted from the control circuit 42 via signal lines 53 to 55. The memory section 41 extracts the signal of the previous frame at a position shifted according to the shift control signal with reference to the position on the TV screen corresponding to the block of the current frame, and outputs it to signal lines 46-48. That is, the previous frame signal shifted in response to the shift control signal on the signal line 53 is output to the signal line 46, and the previous frame signal shifted in response to the shift control signal on the signal line 54 is output to the signal line 47. The same applies to the signal line 55 and the signal line 48.

検出器43は信号線45を介して送られてくる
現フレームの信号と信号線46〜48を介して与
えられる動き検出の各段階におけるシフトベクト
ルに相当する量だけシフトされた信号群とから、
各段階において、前述の評価関数値を信号線53
〜55を介して入力されたシフトベクトルについ
て計算して、評価関数値が最小となるシフトベク
トルを求め、信号線51を介して制御回路42に
与えるとともに前記関数値の最小値を信号線98
を介して制御回路42に与える。但し、信号線5
1を介して入力されるシフト制御信号のみによつ
て制御回路42が次の段階のシフトベクトルを決
定する場合、最小値を制御回路42に入力する必
要はない。この場合の例について以下に説明す
る。制御回路42は、信号線51を介して与えら
れたシフトベクトルに属する次の段階のシフトベ
クトル群を示すシフト制御信号を信号線53〜5
5に出力しまた、第1のメモリ40およびメモリ
部41にそれぞれ信号線50および49を介して
メモリアドレスを供給し次の段階の検出を開始す
る。
The detector 43 uses the signal of the current frame sent via the signal line 45 and the signal group shifted by an amount corresponding to the shift vector at each stage of motion detection given via the signal lines 46 to 48.
At each stage, the aforementioned evaluation function value is transferred to the signal line 53.
55 to calculate the shift vector that minimizes the evaluation function value, and provides it to the control circuit 42 via the signal line 51 and the minimum value of the function value to the signal line 98.
The signal is applied to the control circuit 42 via the control circuit 42. However, signal line 5
If the control circuit 42 determines the shift vector of the next stage only by the shift control signal inputted through 1, it is not necessary to input the minimum value to the control circuit 42. An example of this case will be described below. The control circuit 42 sends a shift control signal indicating the next stage shift vector group belonging to the shift vector given via the signal line 51 to signal lines 53 to 5.
5 and supplies the memory address to the first memory 40 and memory section 41 via signal lines 50 and 49, respectively, to start the next stage of detection.

さらに、最終段階の動き検出が終了した時点に
おいて制御回路42は、検出器43から信号線5
1を介して与えられてくる評価関数値が最小とな
つたシフトベクトルをそのまま信号線19へ送出
し、また、信号線49を介してメモリ部41にア
ドレスを供給する。メモリー部41は信号線57
に動ベクトルに応じて前フレームの信号をシフト
させた信号を出力し、第2のメモリ44に入力す
る。また信号線19に出力された動ベクトル信号
はベクトルフイールドメモリー160に書込ま
れ、次のフイールドのブロツクの動ベクトル検出
における初期ベクトルとして用いられる。また、
制御回路42は信号線52を介してアドレスを第
3のメモリ44に供給し、第2のメモリ44に予
測信号が書き込まれる。第2のメモリ44からは
予測信号が読み出され、信号線16を介して第3
図の減算器5および加算器17に与えられる。
Further, at the time when the final stage of motion detection is completed, the control circuit 42 connects the signal line 5 from the detector 43 to the signal line 5.
The shift vector with the minimum evaluation function value given via 1 is sent as is to the signal line 19, and the address is also supplied to the memory section 41 via the signal line 49. The memory section 41 is connected to the signal line 57
A signal obtained by shifting the signal of the previous frame according to the motion vector is outputted and inputted to the second memory 44. Further, the motion vector signal outputted to the signal line 19 is written into the vector field memory 160, and is used as an initial vector in detecting the motion vector of a block in the next field. Also,
The control circuit 42 supplies the address to the third memory 44 via the signal line 52, and the prediction signal is written into the second memory 44. The prediction signal is read out from the second memory 44 and sent to the third memory 44 via the signal line 16.
It is applied to subtracter 5 and adder 17 in the figure.

以上の動作が終了したあとに制御回路42はベ
クトルフイールドメモリー160より前フイール
ドのブロツクにおける動ベクトルを信号線161
により読み出し信号線53〜55に第1段階のシ
フトベクトルに相当するシフト制御信号を出力
し、また、第1のメモリ40およびメモリ部42
に信号線49,50を介して次のブロツクのアド
レスを供給し、次のブロツクに対する動き検出お
よび予測信号発生が行われる。
After the above operations are completed, the control circuit 42 transfers the motion vector in the previous field block from the vector field memory 160 to the signal line 161.
outputs a shift control signal corresponding to the first stage shift vector to the read signal lines 53 to 55, and also outputs a shift control signal corresponding to the first stage shift vector to the read signal lines 53 to 55, and
The address of the next block is supplied to the block via signal lines 49 and 50, and motion detection and prediction signal generation for the next block are performed.

次に第6図を参照してメモリ部41の動作を説
明する。第3図のフレームメモリ14から信号線
15を介して与えられた前フレームの信号は第3
のメモリ60に書き込まれ、信号線49を介して
制御回路42からアドレス信号および読み出し信
号が入力される毎に信号線64に出力される。こ
こで、信号線64によりパラレルに出力される信
号の数は、ブロツクの縦方向のサイズを8ライン
とし、また、TV画面上で、垂直方向に上下8ラ
インまでの範囲まで動き検出を行うとすれば24と
なる。
Next, the operation of the memory section 41 will be explained with reference to FIG. The previous frame signal applied from the frame memory 14 in FIG. 3 via the signal line 15 is the third
, and is output to the signal line 64 every time an address signal and a read signal are input from the control circuit 42 via the signal line 49. Here, the number of signals output in parallel through the signal line 64 is based on the assumption that the vertical size of the block is 8 lines, and that motion detection is performed up to 8 lines above and below on the TV screen. Then it becomes 24.

信号線64上の信号は、可変遅延回路61〜6
3,164に与えられる。可変遅延回路の個数
は、もし1つの段階の検出を並列に一回の演算で
行うとすれば、動き検出の各段階におけるシフト
ベクトル数の中で最大のものと一致する(例え
ば、第2図で説明した例では第1段階9個、第2
段階9個であるので、9個となる)。1つの段階
の検出を複数回に分けて行うこともできるが、こ
の場合については後述する。
The signal on the signal line 64 is transmitted to variable delay circuits 61 to 6.
3,164. The number of variable delay circuits matches the maximum number of shift vectors in each stage of motion detection if one stage of detection is performed in parallel in one operation (for example, as shown in Figure 2). In the example explained in , there are 9 pieces in the first stage and 9 pieces in the second stage.
There are 9 stages, so there are 9). It is also possible to perform the detection of one stage in multiple steps, but this case will be described later.

可変遅延回路61〜63は信号線64を介して
入力された信号からそれぞれ信号線53〜55を
介して入力されたシフト制御信号に応じてシフト
された前フレーム信号を抜き出してそれぞれ信号
線46〜48を介して検出回路43に与える。
The variable delay circuits 61-63 extract the previous frame signals shifted according to the shift control signals inputted via the signal lines 53-55, respectively, from the signals inputted via the signal line 64, and output them to the signal lines 46-46, respectively. 48 to the detection circuit 43.

また速度検出の最終段階で動ベクトルが検出さ
れた時点においてメモリー部41には信号線19
により動ベクトル信号が、可変遅延回路164に
入力され、可変遅延回路164は、動ベクトルに
応じてシフトされた信号を信号線57を介して第
2のメモリー44に出力する。
Furthermore, at the time when the motion vector is detected in the final stage of speed detection, the signal line 19 is stored in the memory section 41.
The motion vector signal is input to the variable delay circuit 164, and the variable delay circuit 164 outputs a signal shifted according to the motion vector to the second memory 44 via the signal line 57.

可変遅延回路61〜63、164については第
7図を参照して説明する。但し、可変遅延回路6
1〜63、164の動作は相互に全く同様である
ので可変遅延回路61についてのみ説明する。ま
た、以上の説明では、図面上では信号線64は1
本の線で代表させていたが、ここでは12水平走査
線のデータがパラレルに可変遅延回路61に入力
される場合(例えば、ブロツクの縦方向サイズが
4水平走査線で上下に4水平走査線まで動き検出
を行う場合)について説明する。したがつて、信
号線64を641〜6412と分けて表示する。ま
た、以上の説明においては、信号線53〜55は
それぞれテレビジヨン画面上の縦方向と横方向の
各々について最大のシフト量を表現するのに必要
なビツト数に相当する数だけ線が必要であるが、
説明簡単化のため1本の線で代表させた。ここで
は、横方向のシフト制御信号が送られる線を53
、縦方向のシフト制御信号が送られる線を532
として示す。
The variable delay circuits 61-63, 164 will be explained with reference to FIG. However, variable delay circuit 6
Since the operations of circuits 1 to 63 and 164 are completely similar to each other, only the variable delay circuit 61 will be described. In addition, in the above explanation, the signal line 64 is 1 in the drawing.
In this case, the data of 12 horizontal scanning lines is input to the variable delay circuit 61 in parallel (for example, the vertical size of the block is 4 horizontal scanning lines, and 4 horizontal scanning lines above and below). The following describes the case where motion detection is performed up to Therefore, the signal lines 64 are displayed separately as 64 1 to 64 12 . In addition, in the above explanation, each of the signal lines 53 to 55 requires a number of lines corresponding to the number of bits necessary to express the maximum shift amount in each of the vertical and horizontal directions on the television screen. Yes, but
To simplify the explanation, it is represented by one line. Here, the line to which the horizontal shift control signal is sent is 53.
1. Connect the line to which the vertical shift control signal is sent to 53 2
Shown as

第7図において、入力信号線645〜648が現
フレームのブロツクに対応するものとする(すな
わち、縦方向の動きが0であつた場合に信号線6
5〜648上の信号が予測信号として選ばれる)。
また、便宜上64Nの添字Nが小さいほどTV画
面上では上にあるものと定義する。
In FIG. 7, it is assumed that the input signal lines 64 5 to 64 8 correspond to blocks of the current frame (i.e., if the vertical movement is 0, the input signal lines 64 5 to 64 8
The signals above 4 5 to 64 8 are selected as predicted signals).
Also, for convenience, it is defined that the smaller the subscript N of 64N is, the higher it is on the TV screen.

信号線532が縦方向1ライン上にシフトして
出力させる制御信号が送られて来る場合には、マ
ルチプレクサ70は信号線644の信号を信号線
82に出力し、マルチプレクサ71は信号線64
の信号を信号線83に出力し、同様にマルチプ
レクサ72,73はそれぞれ信号線646,647
の信号を信号線84,85に出力する。他の値の
縦方向シフト制御信号が入力された場合も同様に
して、信号線645〜648を基準としてその値だ
けずれた位置の信号線の信号が、信号線82〜8
5に出力される。
When a control signal is sent to shift the signal line 53 2 up one line in the vertical direction and output it, the multiplexer 70 outputs the signal on the signal line 64 4 to the signal line 82 , and the multiplexer 71 outputs the signal on the signal line 64 4 .
Similarly , the multiplexers 72 and 73 output the signals 64 6 and 64 7 to the signal lines 64 6 and 64 7 respectively.
The signals are output to signal lines 84 and 85. Similarly, when a vertical shift control signal with another value is input, the signal on the signal line at a position shifted by that value with respect to the signal lines 64 5 - 64 8 is transferred to the signal lines 82 - 8 .
5 is output.

以上説明したマルクプレクサ70〜73で構成
される回路の動作は、基本的にはPOSITION S
−CALER(例えば、シグネテツクス社により
1976年発行された“SIGNETICS DATA
MANUAL”の第267頁−第270頁の8−BIT
POSIT−ION SCALER N 8243)と全く同一
であるので第6図の第3のメモリ60のパラレル
出力ライン数が少ない場合には、上述の集積回路
を用いることもできる。
The operation of the circuit composed of the multiplexers 70 to 73 explained above is basically based on POSITION S
-CALER (e.g. by Signatex)
“SIGNETICS DATA” published in 1976
MANUAL” page 267-page 270-8-BIT
POSIT-ION SCALER N 8243), so if the number of parallel output lines of the third memory 60 in FIG. 6 is small, the above-mentioned integrated circuit can also be used.

第7図においては、参照数字86,87,88および
89で示される部分の動作は全く同一であるので参
照数字86で示す部分についての動作の説明をす
る。
In Figure 7, reference numerals 86, 87, 88 and
Since the operation of the part indicated by 89 is exactly the same, the operation of the part indicated by reference numeral 86 will be explained.

信号線82に出力された信号はタツプ付シフト
レジスタ74に入力される。ここで、このシフト
レジスタのタツプ数は、横方向の速度検出の最大
範囲により決定される。例えば、左右8サンプル
まで横方向の動きを検出する場合タツプ数は17と
なる。シフトレジスタ74の各タツプから出力さ
れた信号はパラレルにマルチプレクサ78に与え
られる。マルチプレクサ78は信号線531を介
して入力される横方向のシフト制御信号に応じて
各入力のうち1本を信号線461に出力する。こ
のようにして、現フレーム信号のブロツクに対し
て信号線531,532のシフト制御信号に応じて
シフトされた前フレームの信号を得ることができ
る。
The signal output to the signal line 82 is input to the shift register 74 with taps. Here, the number of taps of this shift register is determined by the maximum range of velocity detection in the lateral direction. For example, when detecting lateral movement up to 8 samples left and right, the number of taps is 17. The signals output from each tap of shift register 74 are applied in parallel to multiplexer 78. The multiplexer 78 outputs one of each input to the signal line 46 1 in response to the horizontal shift control signal input via the signal line 53 1 . In this way, it is possible to obtain the previous frame signal shifted in response to the shift control signals on the signal lines 53 1 and 53 2 with respect to the current frame signal block.

ここで、第4図の復号化装置の可変遅延回路3
4の構成についてつけ加えればこの可変遅延回路
34の出力は1水平走査線単位であるので、この
回路34は第7図に示す送信側の可変遅延回路6
1のうちの参照数字90の破線で囲まれた部分のみ
で構成すればよい(この場合、信号線945の位
置に相当する信号線の信号が、縦方向の動き0の
場合に出力される)。
Here, the variable delay circuit 3 of the decoding device shown in FIG.
In addition to configuration 4, since the output of this variable delay circuit 34 is in units of one horizontal scanning line, this circuit 34 is connected to the variable delay circuit 6 on the transmitting side shown in FIG.
It is sufficient to configure only the part surrounded by the broken line with reference numeral 90 in 1 (in this case, the signal of the signal line corresponding to the position of signal line 945 is output when the vertical movement is 0). ).

次に第8図を参照して検出器43の動作を説明
する。メモリ部41に関連して述べたとおり、本
発明においては、1つの段階の検出を並列の演算
1回で行うか、または数回に分けて行うかで2通
りの構成の採用が考えられるが、まず、1つの段
階の検出を並列の演算1回で行う場合について述
べる(この場合、レジスタ102およびレジスタ
103は不要となる。また、信号線98および9
9も不要となる。
Next, the operation of the detector 43 will be explained with reference to FIG. As described in relation to the memory section 41, in the present invention, two configurations can be considered, depending on whether the detection of one stage is performed in one parallel operation or in several times. , First, we will discuss the case where detection of one stage is performed by one parallel operation (in this case, register 102 and register 103 are unnecessary. Also, signal lines 98 and 9
9 is also unnecessary.

信号線46〜48上の信号はそれぞれ演算部9
2〜94に入力される。一方、演算部92〜94
には信号線45を介して現フレームのブロツクの
信号が入力され、前述の評価関数値が計算され
る。計算結果はそれぞれ信号線95〜97により
比較部100に与えられる。また、比較部100
には信号線53〜55を介してシフト制御信号
(それぞれ信号線46〜48を介して入力される
シフトされた前フレーム信号のシフト量に対応す
る)が入力されており、比較部100は、信号線
95〜97を介して入力される評価関数値を比較
し最も評価関数値が小さいものに対応するシフト
制御信号を信号線51に出力する(例えば、信号
線95を介して与えられる評価関数値が最小であ
れば信号線53のシフト制御信号を信号線51に
出力する)。
The signals on the signal lines 46 to 48 are respectively sent to the calculation unit 9.
2 to 94 are input. On the other hand, calculation units 92 to 94
The signal of the block of the current frame is input to the signal line 45, and the above-mentioned evaluation function value is calculated. The calculation results are provided to the comparator 100 via signal lines 95 to 97, respectively. In addition, the comparison section 100
A shift control signal (corresponding to the shift amount of the shifted previous frame signal input via signal lines 46 to 48, respectively) is inputted to via signal lines 53 to 55, and the comparator 100 The evaluation function values input via signal lines 95 to 97 are compared, and a shift control signal corresponding to the one with the smallest evaluation function value is output to the signal line 51 (for example, the evaluation function values input via signal line 95 If the value is the minimum, the shift control signal on the signal line 53 is output to the signal line 51).

次に1つの段階の検出を数回に分けて行う場合
について説明する。但し、演算部92〜94の動
作については全く同じであるので説明は省略す
る。この場合、第1回目信号線95〜97を介し
て入力された評価関数値の最小値が信号線101
を介してレジスタ102に与えられる。また、信
号線51を介して出力されたシフト制御信号はレ
ジスタ103に与えられる。第2回目において
は、次に評価関数値がもとめられるシフトベクト
ルに対応するシフト制御信号が与えられ、対応す
る評価関数値が演算部92〜94でもとめられ比
較部100に与えられる。比較部100は信号線
95〜97を介して与えられる第2回目の演算結
果(すなわち、第2回目に入力されたシフト制御
信号に対する演算結果)とレジスタ102から信
号線98により入力される第1回目の検出による
最小値との比較がなされる(第1回目の最小値を
示すシフトベクトルも信号線99を介してレジス
タ103から入力される)。したがつて、第2回
目以降からは信号線95〜97及び98を介して
入力される評価関数値について比較が行われ、そ
の段階の最終結果が出るまで続けられる。なお第
1回目においては信号線98から入力される信号
が存在しないが、第1回目にはレジスタ102を
強制的に評価関数が取りうる最大値にセツトして
おけば、第1回目で信号線98を介して入力され
る値が最小値となることはない。
Next, a case will be described in which one stage of detection is divided into several times. However, since the operations of the calculation units 92 to 94 are exactly the same, a description thereof will be omitted. In this case, the minimum value of the evaluation function values input via the first signal lines 95 to 97 is the signal line 101.
is applied to register 102 via. Further, a shift control signal outputted via the signal line 51 is given to the register 103. In the second time, a shift control signal corresponding to a shift vector for which an evaluation function value is to be obtained next is applied, and the corresponding evaluation function value is obtained by the calculation units 92 to 94 and applied to the comparison unit 100. The comparator 100 compares the second calculation result (that is, the calculation result for the second input shift control signal) provided via signal lines 95 to 97 with the first calculation result input from the register 102 via signal line 98. A comparison is made with the minimum value detected the first time (the shift vector indicating the first minimum value is also input from the register 103 via the signal line 99). Therefore, from the second time onwards, the evaluation function values input via the signal lines 95 to 97 and 98 are compared, and this is continued until the final result of that stage is obtained. Note that there is no signal input from the signal line 98 at the first time, but if the register 102 is forcibly set to the maximum value that the evaluation function can take, the signal line 98 will be input at the first time. The value input via 98 will never be the minimum value.

次に第9図を参照して演算部92〜94の動作
について説明する。ただし、演算部92〜94の
動作は全く同じであるので、演算部92について
のみ説明する。また、演算部92においては縦方
向のブロツクサイズに相当するライン数(ここで
は、4ラインとして図示している)だけパラレル
処理を行つているので、第9図の信号線461
ら加算器113に至る系統についてのみ説明す
る。
Next, the operations of the calculation units 92 to 94 will be explained with reference to FIG. However, since the operations of the calculation units 92 to 94 are exactly the same, only the calculation unit 92 will be described. In addition, in the arithmetic unit 92, parallel processing is performed by the number of lines corresponding to the vertical block size (here, 4 lines are shown), so that the signal line 461 in FIG. We will only explain the lineage leading to .

信号線451から入力される現フレームの信号
と信号線461を介して入力されるシフトされた
前フレームの信号は減算器1101において引算
され、差分信号が閾値判定回路1111に与えら
れる。閾値判定回路1111は入力された差分信
号の絶対値が一定の閾値を越えたか否かを判定
し、越えていればカウンタ1121を1だけカウ
ントアツプする。ただし、カウンタは各段階にお
ける動き検出の開始時(各段階の検出を複数回に
分けて行う場合には、各回の検出の開始時と読み
かえる)にクリアーされるものとする。各段階の
動き検出終了時にカウンタ1121〜1124の値
が読み出され加算器113に入力され、信号線4
1〜464に始まる4系統の演算結果が合計され
て、信号線95に出力される。
The current frame signal input from the signal line 45 1 and the shifted previous frame signal input via the signal line 46 1 are subtracted in the subtracter 110 1 , and the difference signal is provided to the threshold value determination circuit 111 1 . It will be done. The threshold determination circuit 111 1 determines whether the absolute value of the input difference signal exceeds a certain threshold, and if so, increments the counter 112 1 by one. However, the counter is cleared at the start of motion detection in each stage (if the detection in each stage is divided into multiple times, this can be read as the start of each detection). At the end of each stage of motion detection, the values of the counters 112 1 to 112 4 are read out and input to the adder 113, and the values are input to the signal line 4.
The calculation results of the four systems starting from 6 1 to 46 4 are summed and output to the signal line 95 .

なお、以上の説明は、動き検出の評価関数を、
「差分信号の絶対値が一定の閾値を越えたものの
個数」とした場合であるが、評価関数を「差分信
号の絶対値の和」とする場合には、前記判定回路
1111〜1114は絶対値回路、すなわち、入力
の絶対値を出力する回路に置き換え、カウンタ1
121〜1124はアキユムレータに置き換えれば
よい。また、評価関数を「差分信号の2乗和」と
する場合には前記判定回路1111〜1114を2
乗回路、すなわち、入力信号の2乗を出力する回
路に置き換え、カウンタ1121〜1124をアキ
ユムレータに置き換えればよい。
Note that in the above explanation, the motion detection evaluation function is
In the case where the evaluation function is "the number of signals whose absolute value exceeds a certain threshold", when the evaluation function is "the sum of the absolute values of the difference signals", the determination circuits 111 1 to 111 4 Replaced with an absolute value circuit, that is, a circuit that outputs the absolute value of the input, and counter 1
12 1 to 112 4 may be replaced with accumulators. In addition, when the evaluation function is "sum of squares of difference signals", the determination circuits 111 1 to 111 4 are
What is necessary is to replace it with a multiplication circuit, that is, a circuit that outputs the square of the input signal, and replace the counters 112 1 to 112 4 with accumulators.

次に第10図を参照して比較部100について
説明する。第10図は4個の演算部の出力信号及
び各々に対応するシフト制御信号が入力された場
合であるが入力信号数が、他の数の場合でも同様
のやり方で構成できる。
Next, the comparing section 100 will be explained with reference to FIG. Although FIG. 10 shows a case where the output signals of four arithmetic units and the shift control signals corresponding to each are input, the configuration can be made in the same manner even when the number of input signals is other.

まず、信号線95および96を介して入力され
た演算部の計算結果はそれぞれ比較器120およ
びマルチプレクサ(以下「XPX」と略記する)
122に与えられる。比較器120は信号線95
および信号線96上の信号値を比較し、もし信号
線95上の信号値の方が小さければMPX122
に信号線125を通して信号線95の値を信号線
135に出力させ、そうでない場合には信号線9
6の値を出力させる。一方、信号線125上の信
号MPX132にも接続されており信号線95の
値の方が小さければ、MPX132に信号線95
の値に対応する信号線53のシフト制御信号を信
号線137に出力させそうでなければ信号線96
の値に対応する信号線54のシフト制御信号を出
力させる。
First, the calculation results of the arithmetic unit input through signal lines 95 and 96 are sent to the comparator 120 and multiplexer (hereinafter abbreviated as "XPX"), respectively.
122. Comparator 120 is connected to signal line 95
and the signal value on the signal line 96, and if the signal value on the signal line 95 is smaller, the MPX122
output the value of the signal line 95 to the signal line 135 through the signal line 125; otherwise, the value of the signal line 95 is output to the signal line 135.
Output the value of 6. On the other hand, if it is also connected to the signal MPX132 on the signal line 125 and the value of the signal line 95 is smaller, then the signal line 95 is connected to the signal line 95 on the signal line 125.
The shift control signal of the signal line 53 corresponding to the value of is output to the signal line 137.
A shift control signal of the signal line 54 corresponding to the value of is output.

比較器121、MPX123およびMPX133
についても、信号線97および98の値の大小関
係に応じて全く同様のことが行われ、信号線97
および98のうち少い方の値が信号線136に出
力され、少い方の値に対応するシフト制御信号が
信号線138に出力される。
Comparator 121, MPX123 and MPX133
Exactly the same thing is done for signal lines 97 and 98 depending on the magnitude relationship between the values of signal lines 97 and 98.
and 98, the smaller value is output to the signal line 136, and the shift control signal corresponding to the smaller value is output to the signal line 138.

また、信号線135および136に出力された
値は比較器124およびMPX127に入力され、
もし信号線135の値の方が小さければMPX1
34に信号線137のシフト制御信号を信号線5
1に出力させ、そうでない場合には信号線138
のシフト制御信号を出力させる。また、MPX1
27に信号線135および136のうち小さい方
の値を信号線101に出力させる。
Further, the values output to signal lines 135 and 136 are input to comparator 124 and MPX 127,
If the value of signal line 135 is smaller, MPX1
34 to the shift control signal of signal line 137 to signal line 5
1, otherwise the signal line 138
output the shift control signal. Also, MPX1
27 outputs the smaller value of signal lines 135 and 136 to signal line 101.

以上説明した通り本発明によれば、従来の公知
例2よりもさらに大きな速度変化に対しても効率
の良い符号化が行なえ、また従来の公知例1,2
にくらべてより小さな装置規模で動き補正フレー
ム間符号化装置を実現できる。
As explained above, according to the present invention, efficient encoding can be performed even for larger speed changes than in conventional known examples 1 and 2.
A motion compensated interframe coding device can be realized with a smaller device scale than the previous method.

なお以上の説明においては、各々のブロツクの
動ベクトル検出における初期ベクトルとして、1
フイールド前のブロツクにおける動ベクトルを用
いるものとして説明したが、初期ベクトルとして
テレビジヨン画面上で1つ前のブロツク、あるい
は1つ上のブロツクにおける動ベクトル(原理的
には現ブロツクよりも過去において動ベクトル検
出が行われたブロツクにおける動ベクトルであれ
ばよい)を初期ベクトルとして用いることもでき
る。その場合ベクトルフイールドメモリ160の
記憶容量が変わるのみである。
In the above explanation, 1 is used as the initial vector for detecting the motion vector of each block.
Although we have explained that the motion vector in the block before the field is used, the motion vector in the previous block or the block one block above on the television screen is used as the initial vector (in principle, the motion vector in the previous block than the current block is used). It is also possible to use a motion vector in a block for which vector detection has been performed) as an initial vector. In that case, only the storage capacity of vector field memory 160 changes.

また以上の説明においては速度情報については
各々のブロツクにおいて検出された動ベクトル
(第2図の例ではC4)をそのまま符号化するもの
として説明したが、各々のブロツクにおける動ベ
クトルと初期ベクトルとの差分ベクトルを符号化
するように変形することも可能である。その場合
には第5図のベクトルフイールドメモリ160の
出力と制御回路42の出力を減算器に出力し、減
算器出力を第3図の第2の符号器18に入力すれ
ばよい。この構成によれば速度情報の符号化に必
要なビツト数を低減できるという利点がある。
In addition, in the above explanation, the speed information was explained as if the motion vector detected in each block (C 4 in the example in Fig. 2) is encoded as is, but the motion vector and initial vector in each block are It is also possible to transform the difference vector of In that case, the output of the vector field memory 160 in FIG. 5 and the output of the control circuit 42 may be output to a subtracter, and the subtracter output may be input to the second encoder 18 in FIG. 3. This configuration has the advantage that the number of bits required for encoding speed information can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は動き補正フレーム間符号化方式を説明
するための図である。第2図1〜2は本発明にお
ける画像の動き検出を説明する図ならびに第3図
および第4図は本発明の一実施例を示すフレーム
間符号化復号化装置のブロツク図、第5図から第
10図は本発明の実施例に用いる構成要素の一実
施例を示すブロツク図である。 図において、3……遅延回路、5……減算器、
7……量子化器、9,18……符号器、11……
予測信号発生部、14……フレームメモリ、17
……加算器、20……マルチプレクサ、22……
送信側バツフアメモリ、24……受信側バツフア
メモリ、26……デマルチプレクサ、29……加
算器、32……フレームメモリ、34……可変遅
延回路、36,37……復号器。
FIG. 1 is a diagram for explaining a motion compensation interframe coding method. 2. FIGS. 1 and 2 are diagrams for explaining image motion detection in the present invention, and FIGS. 3 and 4 are block diagrams of an interframe coding/decoding device showing an embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 10 is a block diagram showing one embodiment of the components used in the embodiment of the present invention. In the figure, 3...Delay circuit, 5...Subtractor,
7... Quantizer, 9, 18... Encoder, 11...
Prediction signal generation unit, 14...Frame memory, 17
...Adder, 20...Multiplexer, 22...
Transmitting side buffer memory, 24... Receiving side buffer memory, 26... Demultiplexer, 29... Adder, 32... Frame memory, 34... Variable delay circuit, 36, 37... Decoder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入力テレビジヨン信号の1フレーム(又は1
フイールド)を複数個のブロツクに分割し、個々
のブロツクについてテレビジヨン画像の動きであ
る動ベクトルを検出する動ベクトル検出手段と、
前記動ベクトルにもとづいて、前記テレビジヨン
画像の動きを補償した予測信号を発生する手段
と、前記予測信号を用いて前記入力テレビジヨン
信号を予測符号化する手段と、前記動ベクトルを
符号化する手段とをそなえたフレーム間符号化装
置において、前記動ベクトル検出手段が少なくと
も (a) 少なくとも1フレーム以前までに検出された
動ベクトルを記憶する動ベクトル記憶手段、 (b) テレビジヨン画面上で前記入力テレビジヨン
信号のブロツクからシフトベクトルだけずれた
位置にある前フレームのテレビジヨン信号と前
記入力テレビジヨン信号のブロツクとから両者
の類似度を示す評価関数の値を求め類似度最大
を示したシフトベクトルを出力する評価関数値
算出手段、 (c) 前記動ベクトル記憶手段より出力される少な
くとも1フレーム以前までに動ベクトル検出が
行われたブロツクの動ベクトルを初期ベクトル
として第1のシフトベクトル群を定め、この第
1のシフトベクトル群を前記評価関数値算出手
段に供給し、前記評価関数値算出手段が第n
(n=1,2,…,N−1;N≧2)のシフト
ベクトル群にもとづいて算出された評価関数値
群の中で類似度最大を示したシフトベクトルに
もとづいて第(n+1)のシフトベクトル群を
定め、この第(n+1)のシフトベクトル群を
前記評価関数値算出手段に供給し、前記評価関
数値算出手段が第Nのシフトベクトル群にもと
づいて算出された評価関数値群の中で類似度最
大を示したシフトベクトルを前記動ベクトルと
して前記予測信号を発生する手段及び前記動ベ
クトル記憶手段に供給する手段、 から構成されることを特徴とするフレーム間符号
化装置。
[Claims] 1 One frame (or one frame) of an input television signal
a motion vector detection means for dividing a field) into a plurality of blocks and detecting a motion vector representing a motion of a television image for each block;
means for generating a prediction signal that compensates for the motion of the television image based on the motion vector; means for predictively encoding the input television signal using the prediction signal; and encoding the motion vector. In the interframe encoding device, the motion vector detection means includes at least (a) motion vector storage means for storing motion vectors detected at least one frame before; (b) motion vector storage means for storing motion vectors detected at least one frame before; The value of the evaluation function indicating the degree of similarity between the television signal of the previous frame, which is located at a position shifted by the shift vector from the block of the input television signal, and the block of the input television signal is calculated, and the value of the evaluation function indicating the maximum degree of similarity is calculated. (c) creating a first shift vector group using a motion vector of a block for which motion vector detection has been performed at least one frame before output from the motion vector storage means as an initial vector; and supplies this first shift vector group to the evaluation function value calculation means, and the evaluation function value calculation means
The (n+1)-th A shift vector group is determined, the (n+1)th shift vector group is supplied to the evaluation function value calculation means, and the evaluation function value calculation means calculates the evaluation function value group calculated based on the Nth shift vector group. An interframe encoding device comprising: means for generating the predicted signal by using a shift vector showing a maximum degree of similarity as the motion vector; and means for supplying the predicted signal to the motion vector storage means.
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