JPH04368086A

JPH04368086A - フレーム列画像圧縮方法及びシステム並びにフレーム再構成方法及びシステム

Info

Publication number: JPH04368086A
Application number: JP3156214A
Authority: JP
Inventors: Junichi Takahashi; 淳一高橋; Hideharu Hashihara; 橋原　秀晴
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1992-12-21
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: EP0517383A3; JP2664817B2; EP0517383A2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレーム間圧縮して動
画像データを蓄積する手法及び蓄積された動画像データ
から任意のフレームを高速に再構成する手法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大容量の動画像をデータベースとして蓄
積するには、画像データの圧縮によって記憶装置たとえ
ばディスクの格納スペースを小さくすることが必須とな
る。動画像データに対しては、動画を構成する各フレー
ム（静止画像）内での圧縮と同時に、連続するフレーム
の時間的変化に注目し、フレーム間での冗長度を除去す
ることが可能である。Ｈａｓｈｉｈａｒａ，　”Ｂｌｏ
ｃｋｅｄＥｒｒｏｒ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏ
ｄ　ｆｏｒ　ＩｍａｇｅＳｅｑｕｅｎｃｅｓ，”　ＩＢ
Ｍ　ＴＤＢ　Ｖｏｌ．３３，　Ｎｏ．１０Ａ，　ｐｐ．
９４−９５，　Ｍａｒｃｈ　１９９１　は、フレーム間
圧縮の一態様として、フレームを複数のブロックに分割
し、直前フレームと比較して一定基準以上の変化が認め
られたブロックのみを格納する方法を開示する。変化基
準の設定の仕方により格納される全ブロック数（したが
って圧縮率）が変わってくるが、同時に、各フレームで
格納されるブロックの数も可変となる。

【０００３】図１は、上記文献に代表される方法にした
がってｎ個のフレームｆ０，ｆ１，．．．，ｆｎ−１の
系列で構成された動画をフレーム間圧縮したときに、画
像データが格納される様子を示している。各フレームを
Ｄ個のブロックに分割し、各ブロックに対しては、左上
をブロック０として、右下に向かって順にブロック番号
ｂがふられている（例ではＤ＝１６）。フレームｆｉの
ブロックｊの画像データｂ（ｉ，ｊ）を前フレームｆｉ
−１のブロックｊと比較し、変化したブロックについて
、ブロック番号ｊをタグとして付け、そのブロックの画
像データをフレーム番号ｆｉとブロック番号ｊの昇順で
ディスクの論理ページに格納することを繰り返す。図１
の例では、フレームｆｉを構成するブロックのうち、番
号０、２、５、６、１１、１５のものの画像データが格
納されている。ブロック単位で格納される画像データは
、ブロック内で圧縮されていてもよいし、全く圧縮され
ていなくてもよい。

【０００４】図１に示すようにしてフレーム間圧縮して
蓄積された動画像データに対しては、その先頭論理ペー
ジからの順次アクセスで動画を再生できるが、任意のフ
レーム、あるいは動画のうちの任意の区間のランダムな
検索に対しても同様の順次アクセスが必要になり、処理
効率が悪い。すなわち、目的フレーム（再構成したいフ
レーム）に達するまでに、そのフレームを再構成するの
には必要でない余分なブロックの画像データを含む余分
なページのアクセスが発生する。特に、フレーム列の後
半のフレームほどその処理効率が劣化していくという問
題がある。圧縮がフレーム内だけの場合ならば、フレー
ム番号から論理ページへのインデクス（例えば、各フレ
ームの先頭格納ページを葉ノードとするＢ＋木）を作る
ことによって、ランダムアクセスに対する効率を上げる
ことができる。しかし、フレーム間でも圧縮されている
場合、直前フレームから変化のなかったブロックはその
インデクスを使ってアクセスすることはできない、とい
う欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フレ
ームを複数のブロックに分割し、直前フレームの対応ブ
ロックと比較して変化が認められたブロックの画像デー
タのみを格納する方法において、任意のフレームを迅速
に再構成するためのデータも同時に発生する新規な方法
を提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、フレーム間圧縮され
て蓄積された動画像データから任意のフレームを再構成
する際に、記憶装置の入出力の単位である論理ページの
アクセス回数を最小にし、もってフレーム単位のランダ
ムなアクセスを高速化することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、各々のフレー
ムが複数のブロックからなるフレーム列の画像データを
圧縮して記憶装置に格納する方法であって、先頭フレー
ムを除くフレームの各々について、当該フレームに含ま
れるブロックの各々ごとに、当該ブロックが直前のフレ
ームの対応するブロックと比較して変化したか否かを判
断し、該ブロックが変化したと判断されたならば、該ブ
ロックの画像データを上記記憶装置に格納するとともに
、該フレームの該ブロックに変化が生じたことを示すデ
ータをテーブルに記憶し、該ブロックが変化しなかった
と判断されたならば、該フレームの該ブロックに変化が
生じなかったことを示すデータを上記テーブルに記憶す
るステップを含む。

【０００８】好ましくは、上記テーブル手段は、フレー
ム列内で定義されたフレーム番号とフレーム内で定義さ
れたブロック番号で決まる位置に、１ビットで表わし得
る二進数の何れか一方を記述するビットマップ手段であ
り、あるフレームのあるブロックが変化したことは、対
応する位置に上記二進数の一方が記述されることによっ
て表わされ、変化しなかったことは、対応する位置に上
記二進数の他方が記述されることによって表わされる。また、変化が生じたブロックには、上記記憶装置への画
像データの格納順序を表わす一続きの番号が与えられる
。

【０００９】本発明によるフレーム再構成方法は、（ａ
）入力された目的フレームの番号に応答して、上記テー
ブル手段にアクセスし、目的フレームに含まれるブロッ
クの各々について、先頭フレームから目的フレームまで
の範囲で当該ブロックに関して最後に変化が生じたフレ
ームの番号を獲得し、（ｂ）獲得されたフレーム番号に
基づいて、上記記憶手段のアクセスすべき範囲を決定し
、（ｃ）上記決定された範囲で上記記憶手段にアクセス
して画像データを獲得し、上記獲得された画像データの
うち、上記目的フレームを構成するための画像データを
選択するステップを含む。

【００１０】好ましくは、上記ステップ（ａ）では、上
記ビットマップの１つのフレームに対応するビット列を
走査するサブステップを、上記目的フレームに対応する
ビット列から先頭フレームに対応するビット列に向って
、すべてのブロックについて上記二進数の一方が見つか
るまで繰り返す。

【００１１】そして、上記ステップ（ｂ）では、ブロッ
ク番号ごとに、当該ブロック番号と獲得されたフレーム
番号を使って、目的フレームの該ブロック番号部分の画
像を内容とするブロックの格納番号を計算し、算出され
た格納番号を使って上記記憶手段のアクセスすべきペー
ジを計算するサブステップが実行される。

【００１２】最後に、上記ステップ（ｃ）では、アクセ
スされたページに含まれるブロックの格納番号を、上記
ステップ（ｂ）で算出された格納番号の組と比較するサ
ブステップが実行される。

【００１３】

【実施例】以下、フレームを再生する処理の一部として
フレーム再構成を行う実施例について、図面に基づいて
説明する。しかしながら、フレームを再構成する目的は
、フレームの再生に限られず、例えば、フレーム画像か
ら統計量を抽出する処理の前提として、フレームが再構
成される場合もあることに注意されたい。

【００１４】図２に、実施例のシステム構成図を示す。システムの要部をなすのは、インデクサー１２、アクセ
ス・フィルタ１４、およびフレーム再生器１６である。インデクサー１２は、フレーム間圧縮を行う動画圧縮装
置１０の圧縮結果をもとに、フレームごとに直前のフレ
ームと比較した変化の有無をブロックごとに記述したフ
レーム列ディスクリプタ２２を作成し、ディスク２０に
格納する。アクセス・フィルタ１４は、インデクサー１
２が作成したフレーム列ディスクリプタ２２をディスク
２０からメモリに読みこみ、目的フレームを構成するの
に必要な画像を内容とするブロックに与えられた、一連
の論理ページ内での格納順序を示すブロック格納番号の
リストを作成し、該リストに基づいてそれらブロックが
格納されているディスク２０の論理ページを計算する。フレーム再生器１６は、アクセス・フィルタ１４が計算
した論理ページをページ単位でメモリ（図示せず）に読
みこみ、ブロック格納番号のリストをもとにして、目的
フレームの構成に必要な画像データをページ内から選択
し、表示装置（図示せず）に転送して表示する。なお、
論理ページから実際の物理アドレスへの変換は、ストレ
ージマネジャ１８が行う。物理アドレスへの変換方法と
しては周知のものを使いうるので、ここでは説明を省略
する。以下、圧縮装置１０、インデクサー１２、インデ
クサー１２が作成するフレーム列ディスクリプタ２２の
形式、画像データの格納形式、アクセス・フィルタ１４
の処理、およびフレーム再生器１６の表示処理について
詳細に述べる。

【００１５】（１）圧縮装置とインデクサー図３は、図
２の圧縮装置１０とインデクサー１２を示す。このうち
、圧縮装置１０は、従来の技術の欄で言及した文献のも
のと同様の構成である。入力画像バッファ５０と参照画
像バッファ５２は、それぞれ１フレーム分の画像データ
を蓄えるものである。参照画像バッファ５２には、入力
画像バッファ５０に蓄積されたフレームの１つ前のフレ
ームの画像データが蓄積される。そして、同じブロック
番号を持つブロックの画像データがバッファ５０、５２
から読み出され、差分計算器５４によってそれら画像デ
ータの差分が計算される。差分計算器５４の出力は比較
器５６に送られ、所定の閾値と比較される。比較器５６
の出力は、差分が閾値を超えるか否かによって決まる２
値信号である。差分が閾値を超えたときは、ゲート５８
が開き、当該ブロックの画像データが出力バッファ６０
へ送られる。ゲート５８と出力バッファ６０の間に、ブ
ロック内圧縮装置を設けてもよい。すべてのブロックに
ついてバッファ５０、５２の内容の比較が行われたなら
、バッファ５０の内容はバッファ５２に複写され、しか
る後、次のフレームの画像データがバッファ５０に蓄積
される。フレームを分割するブロックの数やサイズ、そ
の分割のしかた、ブロックの画像データとして格納する
情報内容、及びブロックの変化の判断基準は動画圧縮装
置１０のフレーム間圧縮の仕様により具体的に決まるけ
れども、以下の説明から理解されるように、本発明はそ
のような具体的仕様に拘わりなく実施可能である。

【００１６】インデクサ１２は、図４に示すビットマッ
プを作成する装置であり、比較器５６の出力を、出力バ
ッファ６２に作られるビットマップの、バッファ５０に
蓄積されているフレームの番号と現在指示されているブ
ロックの番号で決まるビット位置に書き込む。ビットマ
ップの作成技術自体は公知であるので、インデクサ１２
の詳細な構造の説明は省略する。

【００１７】（２）フレーム列ディスクリプタの形式イ
ンデクサ１２によって作成されたフレーム列ディスクリ
プタは、図４に示すように、ｎ個のフレームｆ０，ｆ１
，．．．，ｆｎ−１からなるフレーム列中のフレームｆ
ｉ（ｉは０以上ｎ−１以下の整数）に含まれるブロック
の各々に１ビットを割り当ててなるビットマップであり
、当該ブロックが直前フレームｆｉ−１の対応するブロ
ックと比較して変化したか否かを記述する。この例では
、ブロックが変化したことは１で表わし、変化しなかっ
たことは０で表わされるものとする。フレーム列ディス
クリプタ２２において、１つのフレームに対応するビッ
ト列は、１つのフレームに含まれる全ブロック数Ｄに等
しいビット長をもつ。これをフレーム列ディスクリプタ
の長さと呼ぶ。フレーム列ディスクリプタのサイズは、
デスクリプタの長さに、圧縮される動画のフレーム数を
乗じたものである。以下、フレームｆのブロックｂに対
応するフレーム列ディスクリプタのビットをＦＳＤ（ｆ
，ｂ）で表す。

【００１８】（３）画像データの格納形式変化のあった
ブロックの画像データは、図５に示すように、ディスク
の論理ページ０から順に格納する。１つのブロックの画
像データのサイズがＳバイト、ページサイズがＰバイト
のとき、１ページに格納できる最大ブロック数Ｎは、Ｎ　　＝　　［Ｐ／Ｓ］である（［ｘ］はｘを越えない最大の整数）。

【００１９】実施例では、ディスクに画像データが格納
されている各ブロックに対して、ディスクへの格納順を
表わす番号が与えられる。これを当該ブロックの格納番
号と呼ぶ。変化のあったすべてのブロックの画像データ
の格納に要する総ページ数をｑとすると、ブロック格納
番号ｎは、１≦ｎ≦Ｎ＊ｑ＋Ｎを満たす。そのうち、ペ
ージｐには、格納番号Ｎ＊ｐ＋１からＮ＊ｐ＋Ｎまでの
Ｎブロックの画像データが格納される。

【００２０】（４）アクセス・フィルタアクセス・フィ
ルタは、再構成する目的フレームのフレーム番号を入力
し、図６及び図７に示すように、手順［１］〜［６］に
従って、１）目的フレームを構成するブロックｂについ
て（ｂは図１の例と同じく１つのフレームの中で定義さ
れたブロック番号である。つまり、０≦ｂ＜Ｄ）、ディ
スクに格納されたブロックの中から、当該ブロックｂと
同じ画像を内容とするブロックのブロック格納番号ｎを
求め、これをブロック番号ｂと組み合わせた組＜ｎ，ｂ
＞からなるリストを作成し、２）これらのブロックの画
像データが格納されているディスクの論理ページの計算
を行う。

【００２１】［１］　　再構成する目的フレームのフレ
ーム番号ｆｉを入力する。また、ディスクリプタ２２を
ディスク２０から読みこむ。このとき、各フレームｆｉ
（１≦ｉ≦ｎ−１）に関し、先頭フレームから直前のフ
レームまでの範囲に対応するディスクリプタのビット列
に含まれるビット値の総和ｃ（ｆｉ）を計算する。これ
は、先頭フレームｆ０から直前フレームｆｉ−１までの
範囲でディスク２０に格納されているブロックの総数を
示す。図４の例では、ｃ　（ｆ２）　＝２４である。な
お、先頭フレームｆ０のために、ｃ（ｆ０）は０に設定
される。

【００２２】［２］　　１つのフレームに含まれるブロ
ック数Ｄに等しいビット長をもつマスクＭを用意し、初
期値として全ビットを１とする。後述するように、以後
の処理ステップで目的フレームｆｉに含まれる１つのブ
ロックの画像データの論理格納ページが計算される度に
、マスクＭの対応するビット位置を０でクリアしていく
ことになる。また、ステップ［２］では、目的フレーム
を構成するブロックの画像データが格納されているディ
スクの論理ページの集合Ａが空集合に初期化される。さ
らに、目的フレームに含まれるブロックごとに求まった
ブロック格納番号ｎとブロック番号ｂの組＜ｎ，ｂ＞か
らなるリストＬが空リストに初期化される。最後に、現
行フレーム番号ｆがｆｉに初期化され、ページが未発見
であるブロック数Ｒが全ブロック数Ｄに初期化される。

【００２３】［３］　　未発見ブロック数Ｒが０ならば
終了。そうでなければ、ビットが１でまだ格納ページが
見つかっていないブロックについて、現行フレームでの
変化の有無を、現行フレームに対応するディスクリプタ
のビット列で調べる。そのために、次式で示すように、
各ブロックｂ（０≦ｂ＜Ｄ）について、現在のマスクと
現行フレームのビット列のビットごとの論理積をとる。つまり、ブロックｂに対応するマスクＭのｂ番目のビッ
トＭ（ｂ）と現行フレームｆのブロックｂに対応するデ
ィスクリプタのビットＦＳＤ（ｆ、ｂ）を使って次の演
算を行う。Ｍ（ｂ）　　ＡＮＤ　　ＦＳＤ（ｆ，ｂ）

【００２４】
［４］　　演算結果１を与えるブロックがなければ、現
行フレーム番号を１だけ減らして［３］へ戻る。演算結
果が１となるブロックｂは、現行フレームにおいて変化
したものである。そのようなブロックｂについて、現行
フレーム内における画像データの格納順ｓ（ｆ，ｂ）を
、次式で計算する。

【００２５】手順［１］で求めたｃ（ｆ）は、現行フレ
ームｆの直前のフレームまでの範囲でディスクに格納さ
れているブロックの総数を示しているので、ブロックｂ
のブロック格納番号ｎ（ｆ，ｂ）は、ｎ（ｆ，ｂ）　　＝　　ｃ（ｆ）＋ｓ（ｆ，ｂ）となる
。このブロック格納番号ｎ（ｆ，ｂ）と、フレーム内で
のブロック番号ｂとの組＜ｎ（ｆ，ｂ），ｂ＞をリスト
Ｌに追加する。

【００２６】［５］　　手順［３］で現行フレームｆで
の変化が確認されたブロックｂについて、ブロック格納
番号ｎ（ｆ，ｂ）から、そのブロックデータが格納され
ているディスクのページ番号ｐ（ｆ，ｂ）を次式によっ
て計算し、これを論理ページ集合Ａの要素として加える
。ｐ（ｆ，ｂ）　　＝　　［ｎ（ｆ，ｂ）／Ｎ］ただし、
同一のページ番号を重複して集合Ａに加えることはしな
い。

【００２７】［６］　　現行フレームで格納ページが計
算されたブロックに対応するマスクビットを０にクリア
する。そのためには、次式にしたがって、現在のマスク
ビットＭ（ｂ）とディスクリプタビットＦＳＤ（ｆ、ｂ
）の１の補数との論理積を新たなマスクビットとすれば
よい。　　　　Ｍ（ｂ）　　＝　　Ｍ（ｂ）　　ＡＮＤ　　（
　　ＮＯＴ　　ＦＳＤ（ｆ，ｂ））

【００２８】［７］　　現行フレームに関する以上の処
理により、マスクビットが１となったブロックの数を未
発見ブロック数Ｒから減じる。現行フレーム番号ｆを１
減らして［３］へ戻る。

【００２９】なお、フレームの連続検索などにおいて、
すでにあるフレームが再構成されているときにさらに別
のフレームを再構成する場合には、両フレームの間で変
化していないブロックについては画像データを得るため
に新たにディスクにアクセスする必要はない。このとき
ディスクへのアクセスが必要となるブロックは、再構成
済みのフレームｆｉと目的フレームｆｊの間のフレーム
でディスクリプタのビットが１になっているブロックだ
けである。そこで、上述の手順［２］を次に示す［２’
］に修正した改良手順により、さらに少ないページアク
セスで、再構成済みのフレームに基づいて目的フレーム
を再構成できる。［２’］　　まず、現行フレームｆの
初期値を目的フレームｆｊとする。そして、目的フレー
ムｆｊが再構成済みフレームｆｉを基準にして前方にあ
る場合（ｆｉ＞ｆｊ）は、マスクＭを、目的フレームｆ
ｊから現行フレームｆｉまでの範囲のディスクリプタの
全ビット列の論理和とする。すなわち、とする。反対に
、目的フレームｆｊが後方にある場合（ｆｉ＜ｆｊ）は
、マスクＭを、現行フレームｆｉの直後のフレームから
目的フレームｆｊまでの範囲のディスクリプタの全ビッ
ト列の論理和とする。すなわち、とする。何れの場合も
、未発見ブロック数Ｒは、このマスクＭに含まれるビッ
ト１のカウント数とする。

【００３０】（５）フレーム再生器の表示処理アクセス
・フィルタが計算した論理ページの集合Ａを昇順にソー
トし、各ページｐについて以下の処理を行う。

【００３１】［１１］　　論理ページｐのデータをメモ
リ内のバッファに読みこむ。［１２］　　バッファに読みこまれた画像データは、ブ
ロック格納番号がＮ＊ｐ＋１番目からＮ＊ｐ＋Ｎ番目ま
でのＮブロックのものである。フレーム再構成のため必
要な画像を内容とするブロックの格納番号は、アクセス
・フィルタが作成したリストＬにブロック番号と組にな
って含まれている。そこで、バッファ内のｉ番目のブロ
ック（１≦ｉ≦Ｎ）について、Ｎ＊ｐ＋ｉ＝ｊとなる組
＜ｊ，ｂ＞がリストＬに存在するなら、その格納番号Ｎ
＊ｐ＋ｉに対応するバッファ内のデータを表示装置に表
示する。このとき、ブロックｉの画像データを表示する
ための起点となるスクリーン座標（ｘ，ｙ）は、フレー
ム全体の起点座標を（ｘ０，ｙ０）、ｘ，ｙ方向のそれ
ぞれのブロックの数をＤｘ，Ｄｙ（Ｄｘ＊Ｄｙ＝Ｄ）、
１ブロックのｘ，ｙ方向の画素数をそれぞれＫｘ，Ｋｙ
、として、ブロック番号ｂからｘ　　＝　　ｘ０　　＋（ｂ％Ｄｘ）＊　Ｋｘｙ　　＝
　　ｙ０　　＋（ｂ／Ｄｙ）＊　Ｋｙにより計算する。ここで、％は剰余を求める演算子である。

【００３２】図８の例で、ブロック６の起点座標を（ｘ
６，ｙ６）とすると、ｘ６　　＝　　ｘ０　　＋　１００ｙ６　　＝　　ｙ０　　＋　５０となる。

【００３３】［実験］本発明の利点は、フレーム間圧縮
された動画のどのフレームについても、そのフレーム列
中の位置に大きく左右されることなく、比較的短時間で
再構成できることである。図９は、サンプル動画につい
て、フレーム番号とそのフレームを再構成するためにア
クセスされる論理ページ数の関係を示している。サンプ
ル動画は８０フレームからなり、フレームサイズは４８
ＫＢ（２５６ｘ１９２画素）である。論理ページのサイ
ズは４ＫＢ、また、ブロックサイズは６４Ｂ（８ｘ８画
素）で、圧縮率は３５．８％になっている。フレーム列
ディスクリプタはディスクスペースに格納されるが、画
像データと比べればそのサイズは小さい。上記サンプル
画像の場合、圧縮画像データに対してディスクリプタの
サイズは０．５％程度である。

【００３４】再構成のための方式１では、先頭フレーム
から目的フレームまで順にアクセスしている。また方式
２では、目的フレーム以前のフレームであって目的フレ
ームと比較して全てのブロックが変化している最も最近
のフレームからスタートして、目的フレームまで順にア
クセスしている。方式３は、アクセスフィルタを使った
本発明の方式である。方式３と方式１，２をフレーム番
号に対するアクセスページ数の増加割合に関して比較し
てみると、方式３は方式１，２より増加割合が低く、特
にフレーム列の後半においてアクセスフィルタの効果が
大きいことがわかる。また、サンプルとした動画では第
３６フレームでシーンが変わっており、方式３では、そ
れ以後のフレームについて、再構成のためのアクセスペ
ージ数が大きく減少していることがわかる。これは、シ
ーンチェンジ以降のフレームは、シーンチェンジを含む
フレームの画像及びシーンチェンジ後の変化ブロックの
画像だけを使って高速に再構成できるからである。

【００３５】［変形例１］本発明の要点は、任意の番号
のフレームの任意の番号のブロックに対して、先頭フレ
ームから当該フレームまでの範囲で当該ブロックに関し
て最後に変化が生じたフレームの番号を出力するテーブ
ル手段を設けることにある。そのようなテーブル手段は
、図４に示すようなビットマップに限られない。例えば
、フレーム列ディスクリプタの形式として、図１０に示
す形式を採用してもよい。図１０の形式では、任意のフ
レーム番号に対応する列において、該フレームに含まれ
る各ブロックの、先頭フレームから当該フレームまでの
範囲で当該ブロックに関して最後に変化が生じたフレー
ムの番号が示されている。１つのフレーム番号は、複数
ビットの２進数によって記述される。図１０のフレーム
列ディスクリプタを作成するには、図３のインデクサ１
２は次のように動作すればよい。

【００３６】［２１］　　出力バッファ６２の、フレー
ム番号０の各ブロックに対応する位置に、番号０を書込
む。さらに、フレーム０のフレーム列ディスクリプタの
内容を、出力バッファ６２とは別のバッファ（前フレー
ムバッファと呼ぶ）に、一時的に記憶する。

【００３７】［２２］　　フレームｆｉ（１≦ｆｉ）の
ブロックｂ（０≦ｂ＜Ｄ）については、次のような動作
を行う。比較器５６の出力が、フレームｆｉのブロック
ｂがフレームｆｉ−１のブロックｂと比較して変化がし
たことを示しているなら、出力バッファ６２の、番号ｆ
ｉと番号ｂで決まる場所に、番号ｆｉを書込む。比較器
５６の出力が、かかる変化のなかったことを示している
なら、前フレームバッファの、ブロックｂに対応する記
憶内容を、出力バッファ６２の、番号ｆｉと番号ｂで決
まる場所に書込む。

【００３８】図１０のディスクリプタを使うアクセスフ
ィルタは、図１１の手順に従って、アクセスすべき論理
ページを計算する。図６及び図７に示した手順と異なり
、マスクＭ及び変数Ｒは使わない。

【００３９】［３１］　　上記手順［１］と同じ処理を
行う。ただ、図１０のディスクリプタの場合は、各ブロ
ックの変化の有無が陽には記載されていない。そこで、
相連続するフレーム番号に対応する番号列を異なるバッ
ファに記憶しておき、２つのバッファの内容を比較して
、図４のビット１に相当する情報を獲得し、これに基づ
いてｃ（ｆｉ）を計算する。

【００４０】［３２］　　集合ＡとリストＬのみが初期
化される点を除き、上記手順［２］と同じである。［３３］　　ディスクリプタの、目的フレーム番号ｆｉ
に対応する番号列にアクセスする。これにより、各ブロ
ックｂについて、フレームｆｉを含めて最も最近に変化
のあったフレーム番号ｆが獲得される。

【００４１】［３４］　　まず、フレームｆ及びその直
前のフレームに対応する番号列を異なるバッファに記憶
する。そして、ブロックｂまでの範囲で、２つのバッフ
ァの内容が異なるブロック数をカウントする。このよう
にして、フレームｆ内におけるブロックｂの格納順ｓ（
ｆ，ｂ）を計算する。ｎ（ｆ，ｂ）の計算及び＜ｎ（ｆ
，ｂ），ｂ＞のリストＬへの追加は、上記手順［４］と
同じである。［３５］　　上記手順［５］と同じである。

【００４２】［変形例２］これまでの説明は、１つの論
理ページに格納されるブロックの数が一定である場合に
関するものであった。しかしながら、圧縮装置１０がブ
ロック内圧縮を行う場合には、１ブロック当たりの画像
データ量が一定ではなくなり、したがって論理ページ当
たりのブロック数が可変になる可能性があり、上記手順
［５］で示した式にしたがってページ番号を求めること
はできない。そのような場合には、圧縮装置１０によっ
て画像データを格納するときに、各論理ページの先頭ブ
ロックのブロック格納番号を記述したテーブルを作成す
る必要がある。そのようなテーブルを使えば、上記手順
［５］において、ｎ（ｆ，ｂ）を各ページの先頭ブロッ
クのブロック格納番号と比較することにより、アクセス
すべきページの番号を知ることができる。

【００４３】［応用例］フレーム列ディスクリプタに基
づくフレーム再構成法は、動画像データベースにおいて
、圧縮された動画像データのフレーム単位での高速アク
セスを可能にする。したがって、次のような動画の柔軟
な検索操作を高速に実現するために有効である。

【００４４】・区間再生：複数のフレームを含む任意区
間のブラウジング操作・フレーム移動：フレームの静止表示時に、前後両方向
の何れかへランダムにフレームを移動する操作

【００４
５】前者の場合、まず、区間の先頭フレームを、アクセ
スフィルタを通して再構成する。以後は、必要なだけ論
理ページを順次アクセスし、直前のフレームの対応する
ブロックと比較して変化したブロックについてだけ画像
を更新すれば、後続のフレームを順次再構成することが
できる。後者の場合、アクセスフィルタの処理手順［２
］の代わりに、フレームの連続検索のために修正した手
順［２’］を用いて目的フレームを再構成すればよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、フレームを複数のブロ
ックに分割し、直前フレームの対応ブロックと比較して
変化が認められたブロックの画像データのみを格納する
方式により圧縮された画像から、任意のフレームを迅速
に再生するためのデータも同時に発生することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のブロックデータの格納形式を示す図であ
る。

【図２】実施例のシステム構成を示す図である。

【図３】圧縮装置とインデクサの構成を示すブロック図
である。

【図４】フレーム列ディスクリプタの形式を示す図であ
る。

【図５】実施例における画像データの格納形式を示す図
である。

【図６】アクセスフィルタの処理手順を示す流れ図であ
る。

【図７】アクセスフィルタの処理手順を示す流れ図であ
る。

【図８】スクリーンの表示座標を説明する図である。

【図９】実験結果を示すグラフである。

【図１０】フレーム列ディスクリプタの他の形式を示す
図である。

【図１１】図１０のフレーム列ディスクリプタを用いる
場合の、アクセスフィルタの処理手順を示す流れ図であ
る。

【符号の説明】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々のフレームが複数のブロックからなる
フレーム列の画像データを圧縮して記憶装置に格納する
方法であって、先頭フレームを除くフレームの各々につ
いて、当該フレームに含まれるブロックの各々ごとに、
当該ブロックが直前のフレームの対応するブロックと比
較して変化したか否かを判断し、該ブロックが変化した
と判断されたならば、該ブロックの画像データを上記記
憶装置に格納するとともに、該フレームの該ブロックに
変化が生じたことを示すデータをテーブルに記憶し、該
ブロックが変化しなかったと判断されたならば、該フレ
ームの該ブロックに変化が生じなかったことを示すデー
タを上記テーブルに記憶するステップを含む、圧縮方法
。
【請求項２】上記テーブル手段は、フレーム列内で定義
されたフレーム番号とフレーム内で定義されたブロック
番号で決まる位置に、１ビットで表わし得る二進数の何
れか一方を記述するビットマップ手段であり、あるフレ
ームのあるブロックが変化したことは、対応する位置に
上記二進数の一方が記述されることによって表わされ、
変化しなかったことは、対応する位置に上記二進数の他
方が記述されることによって表わされる請求項１記載の
方法。
【請求項３】上記テーブル手段は、フレーム列内で定義
されたフレーム番号とフレーム内で定義されたブロック
番号で決まる位置に、該フレーム番号またはそれより手
前のフレームを示すフレーム番号を記述するものであり
、あるフレームのあるブロックが変化したことは、対応
する位置に該フレームのフレーム番号が記述されること
によって表わされ、変化しなかったことは、対応する位
置に該フレームより手前のフレームを示す番号が記述さ
れることによって表わされる請求項１記載の方法。
【請求項４】変化が生じたブロックには、上記記憶装置
への画像データの格納順序を表わす一続きの番号が与え
られる請求項１記載の方法。
【請求項５】各々のフレームが複数のブロックからなる
フレーム列の画像データを圧縮して記憶装置に格納する
ためのシステムであって、先頭フレームを除くフレーム
の各々について、当該フレームに含まれるブロックの各
々ごとに、当該ブロックが直前のフレームの対応するブ
ロックと比較して変化したか否かを判断する手段と、該
ブロックが変化したことに応答して、該ブロックの画像
データを上記記憶装置に格納するとともに、該フレーム
の該ブロックに変化が生じたことを示すデータをテーブ
ルに記憶する手段と、該ブロックが変化しなかったこと
に応答して、該フレームの該ブロックに変化が生じなか
ったことを示すデータを上記テーブルに記憶する手段を
含む、圧縮システム。
【請求項６】フレーム列内で定義された番号を与えられ
たフレームの各々がフレーム内で定義された番号を与え
られた複数のブロックからなるフレーム列の画像データ
を記憶し、先頭フレームを除くフレームについては、直
前のフレームの対応するブロックと比較して変化が生じ
たブロックについてのみ画像データを記憶する手段と、
任意の番号のフレームの任意の番号のブロックについて
、先頭フレームから該フレームまでの範囲で該ブロック
に関して最後に変化が生じたフレームの番号を探すため
のテーブル手段を具備する画像システムにおいて、（ａ
）入力された目的フレームの番号に応答して、上記テー
ブル手段にアクセスし、目的フレームに含まれるブロッ
クの各々について、先頭フレームから目的フレームまで
の範囲で当該ブロックに関して最後に変化が生じたフレ
ームの番号を獲得し、（ｂ）獲得されたフレーム番号に
基づいて、上記記憶手段のアクセスすべき範囲を決定し
、（ｃ）上記決定された範囲で上記記憶手段にアクセス
して画像データを獲得し、上記獲得された画像データの
うち、上記目的フレームを構成するための画像データを
選択するステップを含む、フレーム再構成方法。
【請求項７】上記テーブル手段は、フレーム番号とブロ
ック番号で決まる位置に、１ビットで表わし得る二進数
の何れか一方を記述するビットマップであり、あるフレ
ームのあるブロックが変化したことは、対応する位置に
上記二進数の一方が記述されることによって表わされ、
変化しなかったことは、対応する位置に上記二進数の他
方が記述されることによって表わされる請求項６記載の
方法。
【請求項８】上記ステップ（ａ）では、上記ビットマッ
プの１つのフレームに対応するビット列を走査するサブ
ステップを、上記目的フレームに対応するビット列から
先頭フレームに対応するビット列に向って、すべてのブ
ロックについて上記二進数の一方が見つかるまで繰り返
す請求項７記載の方法。
【請求項９】上記画像システムにおいて、上記記憶手段
へのアクセスはページ単位で行われ、変化が生じたブロ
ックには、上記記憶手段への画像データの格納順序を表
わす一続きの番号が与えられており、上記ステップ（ｂ
）は、ブロック番号ごとに、当該ブロック番号と獲得さ
れたフレーム番号を使って、目的フレームの該ブロック
番号部分の画像を内容とするブロックの格納番号を計算
し、算出された格納番号を使って上記記憶手段のアクセ
スすべきページを計算するサブステップを含む、請求項
６記載の方法。
【請求項１０】上記ステップ（ｃ）は、アクセスされた
ページに含まれるブロックの格納番号を、上記ステップ
（ｂ）で算出された格納番号の組と比較するサブステッ
プを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】フレーム列内で定義された番号を与えら
れたフレームの各々がフレーム内で定義された番号を与
えられた複数のブロックからなるフレーム列の画像デー
タを記憶し、先頭フレームを除くフレームついては、直
前のフレームの対応するブロックと比較して変化が生じ
たブロックについてのみ画像データを記憶する手段と、
任意の番号のフレームの任意の番号のブロックについて
、先頭フレームから該フレームまでの範囲で該ブロック
に関して最後に変化が生じたフレームの番号を探すため
のテーブル手段と、入力された目的フレームの番号に応
答して、上記テーブル手段にアクセスし、目的フレーム
に含まれるブロックの各々について、先頭フレームから
目的フレームまでの範囲で当該ブロックに関して最後に
変化が生じたフレームの番号を獲得する手段と、獲得さ
れたフレーム番号に基づいて、上記記憶手段のアクセス
すべき範囲を決定する手段と、上記決定された範囲で上
記記憶手段にアクセスして画像データを獲得し、上記獲
得された画像データのうち、上記目的フレームを構成す
るための画像データを選択する手段を含む、画像システ
ム。
【請求項１２】表示手段と、上記選択された画像データ
を該表示手段に送る手段を具備する、請求項１１記載の
画像システム。
【請求項１３】フレーム列内で定義された番号を与えら
れたフレームの各々がフレーム内で定義された番号を与
えられた複数のブロックからなるフレーム列の画像デー
タを記憶し、先頭フレームを除くフレームについては、
直前のフレームの対応するブロックと比較して変化が生
じたブロックについてのみ画像データを記憶する手段と
、任意の番号のフレームの任意の番号のブロックについ
て、先頭フレームから該フレームまでの範囲で該ブロッ
クに関して最後に変化が生じたフレームの番号を探すた
めのテーブル手段を具備する、画像記憶装置。