JPH0522718A - 動き補償予測方法 - Google Patents
動き補償予測方法Info
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- JPH0522718A JPH0522718A JP20012391A JP20012391A JPH0522718A JP H0522718 A JPH0522718 A JP H0522718A JP 20012391 A JP20012391 A JP 20012391A JP 20012391 A JP20012391 A JP 20012391A JP H0522718 A JPH0522718 A JP H0522718A
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- motion
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- motion compensation
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- Signal Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インタレース画像符号化のための動き補償予
測において、予測効率を低下させることなく、演算量、
動ベクトルの種類の軽減を可能にする。 【構成】 入力端子１のインタレース画像信号は、減算
器２において、スイッチ１４で選択された動き補償予測
器１１又は１２の予測値を減ぜられる。その差分信号は
変換器、量子化器４、符号化器５を通り、符号化されて
出力端子１５から送出されると共に、逆量子化器６、逆
変換器７、加算器８により再生値となる。この再生値は
メモリ９、１０に１フィールド前、２フィールド前のデ
ータとして蓄えられる。動き補償予測器１１はメモリ９
のデータを利用し、水平垂直両方向について予測を求
め、１２はメモリ１０のデータを利用し、水平方向のみ
について予測値を求める。比較値１３は、１１と１２の
予測誤差値をもとにスイッチ１４を制御する。
測において、予測効率を低下させることなく、演算量、
動ベクトルの種類の軽減を可能にする。 【構成】 入力端子１のインタレース画像信号は、減算
器２において、スイッチ１４で選択された動き補償予測
器１１又は１２の予測値を減ぜられる。その差分信号は
変換器、量子化器４、符号化器５を通り、符号化されて
出力端子１５から送出されると共に、逆量子化器６、逆
変換器７、加算器８により再生値となる。この再生値は
メモリ９、１０に１フィールド前、２フィールド前のデ
ータとして蓄えられる。動き補償予測器１１はメモリ９
のデータを利用し、水平垂直両方向について予測を求
め、１２はメモリ１０のデータを利用し、水平方向のみ
について予測値を求める。比較値１３は、１１と１２の
予測誤差値をもとにスイッチ１４を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動き補償予測方法に係
り、詳しくはテレビジョン（ＴＶ）信号のようにインタ
レース走査された画像信号を効率よく符号化するために
用いられる動き補償予測方法の改良に関する。
り、詳しくはテレビジョン（ＴＶ）信号のようにインタ
レース走査された画像信号を効率よく符号化するために
用いられる動き補償予測方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像を効率的に符号化するための技術
の１つとして、ブロックマッチングによる動き補償予測
方法がある。これは、画像の動き量をブロックと呼ばれ
る小領域毎に求め、その動き量だけずらした過去の画像
データの値を現在の画像データの予測値とするものであ
る。
の１つとして、ブロックマッチングによる動き補償予測
方法がある。これは、画像の動き量をブロックと呼ばれ
る小領域毎に求め、その動き量だけずらした過去の画像
データの値を現在の画像データの予測値とするものであ
る。
【０００３】インタレース走査された画像信号に対し
て、このような動き補償予測方法を利用する従来技術と
しては、 （ａ）時間的に１つ前のフィールドのみを利用して、水
平垂直両方向の動きを補償する方法 （ｂ）時間的に２つの前のフィールドのみを利用して、
水平垂直両方向の動きを補償する方法 （ｃ）上記（ａ）の方法と上記（ｂ）の方法を単純に組
合せ（例えば（ａ）の後に（ｂ）を行う等）、ブロック
毎に切替えて利用する方法などが知られている。
て、このような動き補償予測方法を利用する従来技術と
しては、 （ａ）時間的に１つ前のフィールドのみを利用して、水
平垂直両方向の動きを補償する方法 （ｂ）時間的に２つの前のフィールドのみを利用して、
水平垂直両方向の動きを補償する方法 （ｃ）上記（ａ）の方法と上記（ｂ）の方法を単純に組
合せ（例えば（ａ）の後に（ｂ）を行う等）、ブロック
毎に切替えて利用する方法などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術において、
（ｂ）の２つ前のフィールドを用いる動き補償予測で
は、予測に用いられるブロックにおける画素と現在のブ
ロックにおける画素とのサンプリング時刻の差が、
（ａ）の１つ前のフィールドを用いる動き補償予測に比
べて約２倍になる。したがって、（ｂ）は（ａ）より動
きに対する追随性が劣っており、動領域において予測効
率が低下する。
（ｂ）の２つ前のフィールドを用いる動き補償予測で
は、予測に用いられるブロックにおける画素と現在のブ
ロックにおける画素とのサンプリング時刻の差が、
（ａ）の１つ前のフィールドを用いる動き補償予測に比
べて約２倍になる。したがって、（ｂ）は（ａ）より動
きに対する追随性が劣っており、動領域において予測効
率が低下する。
【０００５】一方、インタレース走査による隣接する２
つのフィールドでは、互いのフィールドにおけるライン
の位置が２次元空間的に一致していない。したがって、
１つ前のフィールドでは現フィールドの画素と同じ位置
に画素が存在しないのに対し、２つ前のフィールドでは
全く同じ位置に画素が存在するため、静止領域および水
平移動領域では、（ａ）は（ｂ）より予測効率が低下す
る。
つのフィールドでは、互いのフィールドにおけるライン
の位置が２次元空間的に一致していない。したがって、
１つ前のフィールドでは現フィールドの画素と同じ位置
に画素が存在しないのに対し、２つ前のフィールドでは
全く同じ位置に画素が存在するため、静止領域および水
平移動領域では、（ａ）は（ｂ）より予測効率が低下す
る。
【０００６】これらに対し、（ｃ）の（ａ）と（ｂ）を
組合わせた動き補償予測では、（ａ）と（ｂ）の予測効
率の低下を互いに補うため、常に効率的な予測が行える
が、動き量を表す動ベクトルの種類、および動き量を求
めるための演算量が、（ａ）や（ｂ）の各々の場合に比
べ２倍必要となる。
組合わせた動き補償予測では、（ａ）と（ｂ）の予測効
率の低下を互いに補うため、常に効率的な予測が行える
が、動き量を表す動ベクトルの種類、および動き量を求
めるための演算量が、（ａ）や（ｂ）の各々の場合に比
べ２倍必要となる。
【０００７】本発明の目的は、従来の各動き補償予測方
法における上記問題点を解決し、（ａ）、（ｂ）と同程
度の動ベクトルの種類、演算量で、（ｃ）と同程度の予
測効率が実現できる動き補償予測方法を提供することに
ある。
法における上記問題点を解決し、（ａ）、（ｂ）と同程
度の動ベクトルの種類、演算量で、（ｃ）と同程度の予
測効率が実現できる動き補償予測方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、１つ前のフィールドを予測のために用い
る場合には、従来通り水平垂直両方向について動き補償
を行うが、２つ前のフィールドを予測のために用いる場
合には、水平方向のみについて動き補償を行うようにし
たものである。
に、本発明は、１つ前のフィールドを予測のために用い
る場合には、従来通り水平垂直両方向について動き補償
を行うが、２つ前のフィールドを予測のために用いる場
合には、水平方向のみについて動き補償を行うようにし
たものである。
【０００９】
【作用】本発明にあっては、垂直方向の動きを含む領域
では主に１つ前のフィールドを用いた動き補償予測が用
いられ、静止領域および水平移動領域では主に２つ前の
フィールドを用いた動き補償予測が用いられるため、従
来の（ｃ）の方法とほぼ同程度の予測効率が得られる。
更に、２つ前のフィールドを用いる場合の動き補償は水
平方向のみに限定されているため、動ベクトル種類およ
び動べクトル決定のための演算量は、従来の（ａ）、
（ｂ）の方法に比べ若干増加するに過ぎない。
では主に１つ前のフィールドを用いた動き補償予測が用
いられ、静止領域および水平移動領域では主に２つ前の
フィールドを用いた動き補償予測が用いられるため、従
来の（ｃ）の方法とほぼ同程度の予測効率が得られる。
更に、２つ前のフィールドを用いる場合の動き補償は水
平方向のみに限定されているため、動ベクトル種類およ
び動べクトル決定のための演算量は、従来の（ａ）、
（ｂ）の方法に比べ若干増加するに過ぎない。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面により
詳述する。
詳述する。
【００１１】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、動き補償予測器１１は時間的に１つ前
のフィールドを利用して水平垂直両方向について動き補
償予測値を求めるものであり、動き補償予測器１２は２
つ前のフィールドを利用して水平方向のみについて動き
補償予測値を求めるものである。比較器１３は入力端子
１の現画像フィール及び動き補償予測器１１、１２の予
測値を入力し、ブロック毎に予測誤差の絶対値和の小さ
い方の予測値が選択されるようにスイッチ１４を切替え
るものである。これ以外の構成は基本的に従来の（ｃ）
の場合と同様である。
る。図において、動き補償予測器１１は時間的に１つ前
のフィールドを利用して水平垂直両方向について動き補
償予測値を求めるものであり、動き補償予測器１２は２
つ前のフィールドを利用して水平方向のみについて動き
補償予測値を求めるものである。比較器１３は入力端子
１の現画像フィール及び動き補償予測器１１、１２の予
測値を入力し、ブロック毎に予測誤差の絶対値和の小さ
い方の予測値が選択されるようにスイッチ１４を切替え
るものである。これ以外の構成は基本的に従来の（ｃ）
の場合と同様である。
【００１２】画像信号は入力端子１に入力され、減算器
２において、スイッチ４で選択された動き補償予測器１
１あるいは１２の予測値を減ぜられる。減算器２の出力
差分信号は離散コサイン変換器３で離散コサイン変換さ
れ、変換係数が量子化器４で量子化される。この量子化
後の係数は可変長符号化器５で可変長符号化されて出力
端子１５から出力されるとともに、逆量子化器６、逆離
散コサイン変換器７を通って、加算器８により、スイッ
チ１４で選択された動き補償予測器１１あるいは１２の
予測値が加えられて再生値となる。再生値はフィールド
メモリ９に蓄えられ、動き補償予測器１１において１フ
ィールド前のデータとして動き補償予測に利用される。
同時に、更に１フィールド前の再生値フィールドメモリ
１０に蓄えられ、動き補償予測器１２において２フィー
ルド前のデータとして動き補償予測に利用される。動き
補償予測器１１による予測値と動き補償予測器１２によ
る予測値は比較器１３に入力される。比較器１３では、
動き補償の単位となるブロック毎に、予測誤差の絶対値
和の小さい方が選択されるようスイッチ１４を切替え
る。
２において、スイッチ４で選択された動き補償予測器１
１あるいは１２の予測値を減ぜられる。減算器２の出力
差分信号は離散コサイン変換器３で離散コサイン変換さ
れ、変換係数が量子化器４で量子化される。この量子化
後の係数は可変長符号化器５で可変長符号化されて出力
端子１５から出力されるとともに、逆量子化器６、逆離
散コサイン変換器７を通って、加算器８により、スイッ
チ１４で選択された動き補償予測器１１あるいは１２の
予測値が加えられて再生値となる。再生値はフィールド
メモリ９に蓄えられ、動き補償予測器１１において１フ
ィールド前のデータとして動き補償予測に利用される。
同時に、更に１フィールド前の再生値フィールドメモリ
１０に蓄えられ、動き補償予測器１２において２フィー
ルド前のデータとして動き補償予測に利用される。動き
補償予測器１１による予測値と動き補償予測器１２によ
る予測値は比較器１３に入力される。比較器１３では、
動き補償の単位となるブロック毎に、予測誤差の絶対値
和の小さい方が選択されるようスイッチ１４を切替え
る。
【００１３】図２および図３は、動き補償予測器１１お
よび動き補償予測器１２における動ベクトル探索法をそ
れぞれ示したものである。
よび動き補償予測器１２における動ベクトル探索法をそ
れぞれ示したものである。
【００１４】動き補償予測器１１では１つ前のフィール
ドを動き補償予測に用いており、探索範囲（１ブロッ
ク）は図２に示すとおり、水平方向±１４.５pel、垂直
方向±１４.５lineである。動き補償予測器１１での動
ベクトル探索方法は以下の通りである。まず第１段目と
して（０，０）を中心に「●」で示された３５点につい
て行い、その結果、（１２，８）が選択されたものとす
る。次に第２段目として（１２，８）を中心に「○」で
示された２４点について行い、（１４，１０）が選択さ
れたものとする。最後に第３段目として画素と画素の間
の値を線形内挿によって求め、（１４，１０）を中心に
「×」で示された８点について行い、最後的に選ばれた
点の座標が動ベクトルとなる。したがって、動き補償予
測器１１における動ベクトル探索回数は、 ３５＋２４＋８＝６７ （1) 動ベクトルの種類は、 （１４.５×２×２＋１）×（１０.５×２×２＋１）＝２５３７ （2) である。
ドを動き補償予測に用いており、探索範囲（１ブロッ
ク）は図２に示すとおり、水平方向±１４.５pel、垂直
方向±１４.５lineである。動き補償予測器１１での動
ベクトル探索方法は以下の通りである。まず第１段目と
して（０，０）を中心に「●」で示された３５点につい
て行い、その結果、（１２，８）が選択されたものとす
る。次に第２段目として（１２，８）を中心に「○」で
示された２４点について行い、（１４，１０）が選択さ
れたものとする。最後に第３段目として画素と画素の間
の値を線形内挿によって求め、（１４，１０）を中心に
「×」で示された８点について行い、最後的に選ばれた
点の座標が動ベクトルとなる。したがって、動き補償予
測器１１における動ベクトル探索回数は、 ３５＋２４＋８＝６７ （1) 動ベクトルの種類は、 （１４.５×２×２＋１）×（１０.５×２×２＋１）＝２５３７ （2) である。
【００１５】一方、動き補償予測器１２では２つ前のフ
ィールドを動き補償予測に用いており、探索範囲は図３
に示すとおり水平方向のみ±１４.５pelである。動ベク
トル探索回数は、 ７＋４＋２＝１３ （3) 動ベクトルの種類は、 １４.５×２×２＋１＝５９ （4) である。したがって、全体でのベクトル探索回数は８
０、動ベクトルの種類は２５９６である。
ィールドを動き補償予測に用いており、探索範囲は図３
に示すとおり水平方向のみ±１４.５pelである。動ベク
トル探索回数は、 ７＋４＋２＝１３ （3) 動ベクトルの種類は、 １４.５×２×２＋１＝５９ （4) である。したがって、全体でのベクトル探索回数は８
０、動ベクトルの種類は２５９６である。
【００１６】本発明の一実施例である上記の動き補償予
測方法の符号化特性を計算機シミュレーションにより求
めてみた。用いた画像は“画像１”と“画像２”の２種
類である。“画像１”は林の中の風景（多数の木の枝）
に対してカメラをチルト（垂直方向へ移動）させている
場面である。“画像２”は卓球をしている場面であり、
カメラのズームアウト（ＳＣ１）、カメラ静止（ＳＣ
２）、カメラのパン（水平方向への動き）（ＳＣ３）、
の３シーンから構成されている。符号化レートは９.６
Ｍbit／ｓである。
測方法の符号化特性を計算機シミュレーションにより求
めてみた。用いた画像は“画像１”と“画像２”の２種
類である。“画像１”は林の中の風景（多数の木の枝）
に対してカメラをチルト（垂直方向へ移動）させている
場面である。“画像２”は卓球をしている場面であり、
カメラのズームアウト（ＳＣ１）、カメラ静止（ＳＣ
２）、カメラのパン（水平方向への動き）（ＳＣ３）、
の３シーンから構成されている。符号化レートは９.６
Ｍbit／ｓである。
【００１７】また、比較のため、従来の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に対応する次の実験も行ってみた。 （ａ’) 時間的に１つ前のフィールドのみを利用して、
水平方向±１４.５pel、垂直方向±１０.５lineの動き
補償を行う予測 （ｂ’) 時間的に２つ前のフィールドのみを利用して、
水平方向±１４.５pel、垂直方向±１０.５lineの動き
補償を行う予測 （ｃ’) 上記（ａ’）の方法と上記（ｂ’）の方法を組
合せて、ともに水平方向±１４.５pel、垂直方向±１
０.５lineの動き補償を行い、ブロック毎に適応的に切
替える予測
（ｂ）、（ｃ）に対応する次の実験も行ってみた。 （ａ’) 時間的に１つ前のフィールドのみを利用して、
水平方向±１４.５pel、垂直方向±１０.５lineの動き
補償を行う予測 （ｂ’) 時間的に２つ前のフィールドのみを利用して、
水平方向±１４.５pel、垂直方向±１０.５lineの動き
補償を行う予測 （ｃ’) 上記（ａ’）の方法と上記（ｂ’）の方法を組
合せて、ともに水平方向±１４.５pel、垂直方向±１
０.５lineの動き補償を行い、ブロック毎に適応的に切
替える予測
【００１８】各々の動き補償予測方法における動ベクト
ルの種類、および動ベクトル探索回数は、図４に示す通
りである。すなわち、（ａ’）、（ｂ’）の動ベクトル
の種類および探索回数は、各々、式(1)および(2)のとお
りであり、（ｃ’）ではその２倍となる。
ルの種類、および動ベクトル探索回数は、図４に示す通
りである。すなわち、（ａ’）、（ｂ’）の動ベクトル
の種類および探索回数は、各々、式(1)および(2)のとお
りであり、（ｃ’）ではその２倍となる。
【００１９】図５は各動き補償予測法の実験結果を示し
たもので、（ａ）は“画像１”、（ｂ）は“画像２”に
それぞれ対応する。図５から明らかであるように、“画
像１”および“画像２”のＳＣ１では、（ａ’）が
（ｂ’）に比べてＳＮ比が０．５〜１ｄＢ向上している
のに対し、“画像２”のＳＣ２、ＳＣ３では逆にＳＮ比
が２〜４ｄＢ低下している。一方、本発明による方法で
は、常に（ａ’）、（ｂ’で優れている方の特性と同程
度の性能が得られており、（ｃ’）と比較して常に同程
度の性能が得られている。
たもので、（ａ）は“画像１”、（ｂ）は“画像２”に
それぞれ対応する。図５から明らかであるように、“画
像１”および“画像２”のＳＣ１では、（ａ’）が
（ｂ’）に比べてＳＮ比が０．５〜１ｄＢ向上している
のに対し、“画像２”のＳＣ２、ＳＣ３では逆にＳＮ比
が２〜４ｄＢ低下している。一方、本発明による方法で
は、常に（ａ’）、（ｂ’で優れている方の特性と同程
度の性能が得られており、（ｃ’）と比較して常に同程
度の性能が得られている。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インタレース画像符号化のための動き補償予測におい
て、特に従来の（ｃ）の予測方法に比較して、半分程度
の演算量、動ベクトルの種類で、同程度の予測効率を得
ることが出来る。
インタレース画像符号化のための動き補償予測におい
て、特に従来の（ｃ）の予測方法に比較して、半分程度
の演算量、動ベクトルの種類で、同程度の予測効率を得
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の動き補償予測器１１における動ベクトル
探索法を示す図である。
探索法を示す図である。
【図３】図１の動き補償予測器１２における動ベクトル
探索法を示す図である。
探索法を示す図である。
【図４】本発明及び従来方法で実験を行った各動き補償
予測における動ベクトルの種類、および動ベクトル探索
回数をまとめて示した図である。
予測における動ベクトルの種類、および動ベクトル探索
回数をまとめて示した図である。
【図５】実験結果を示す図である。
１ 入力端子 ２ 減算器 ３ 離散コサイン変換器 ４ 量子化器 ５ 可変長符号化器 ６ 逆量子化器 ７ 逆離散コサイン変換器 ８ 加算器 ９、１０ フィールドメモリ １１、１２ 動き補償予測器 １３ 比較器 １４ スイッチ １５ 出力端子
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 インタレース走査によって１つのフレー
ムが２つのフィールドから構成されている画像信号を符
号化する場合、画像を複数のブロックに分け、画像の動
き量をブロック毎に求め、その動き量だけずらした過去
の画像データの値を現在の画像データの予測値とする動
き補償予測方法であって、 第Ｎ番目のフィールドの画素値を予測するために、第
（Ｎ−１）番目のフィールドと第（Ｎ−２）番目のフィ
ールドとを利用し、これらをブロック毎の予測誤差値を
もとに選択的に切替えるとともに、第（Ｎ−１）番目の
フィールドを予測のために利用する場合には水平垂直両
方向について動き補償を行い、第（Ｎ−２）番目のフィ
ールドを予測のために用いる場合には水平方向のみにつ
いて動き補償を行うことを特徴とする動き補償予測方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20012391A JP2863026B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 動き補償予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20012391A JP2863026B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 動き補償予測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522718A true JPH0522718A (ja) | 1993-01-29 |
| JP2863026B2 JP2863026B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=16419208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20012391A Expired - Fee Related JP2863026B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 動き補償予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863026B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0538834A2 (en) * | 1991-10-22 | 1993-04-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image signal coding system |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP20012391A patent/JP2863026B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0538834A2 (en) * | 1991-10-22 | 1993-04-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image signal coding system |
| EP0538834A3 (ja) * | 1991-10-22 | 1994-04-20 | Mitsubishi Electric Corp | |
| US5416523A (en) * | 1991-10-22 | 1995-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Adaptive block image signal coding system |
| US5638127A (en) * | 1991-10-22 | 1997-06-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Adaptive blocking image signal coding system |
| US5867220A (en) * | 1991-10-22 | 1999-02-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image signal coding system |
| US5949489A (en) * | 1991-10-22 | 1999-09-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image signal coding system |
| US5963258A (en) * | 1991-10-22 | 1999-10-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image signal coding system |
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