JPH05276502A - 映像データ圧縮システムにおいてフィールド群を処理する装置及び方法 - Google Patents

映像データ圧縮システムにおいてフィールド群を処理する装置及び方法

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JPH05276502A
JPH05276502A JP5002107A JP210793A JPH05276502A JP H05276502 A JPH05276502 A JP H05276502A JP 5002107 A JP5002107 A JP 5002107A JP 210793 A JP210793 A JP 210793A JP H05276502 A JPH05276502 A JP H05276502A
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JP
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odd
video
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JP5002107A
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English (en)
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Reon Iu Shiu
レオン イウ シウ
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/577—Motion compensation with bidirectional frame interpolation, i.e. using B-pictures
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    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Abstract

(57)【要約】 【構成】 Motion Picture Experts Group (MPEG)によ
って開発された画像データ圧縮システムに基づく映像圧
縮システムは、様々なフィールド群構成を用いて、映像
情報の奇数及び偶数フィールドから成る画像を表すため
に用いられる２値ビット数を低減させる。ここで、奇数
及び偶数フィールドの各対が１フレームを構成する。第
１の方法によれば、フィールド群の各フィールドは、以
前に予測された最も近いフィールドをアンカーフィール
ドとして用いて予測される。第２の方法によれば、イン
トラフィールド（Ｉ−フィールド）及び前フィールド
（Ｐ−フィールド）は、２個のＩ−フィールド及び／又
は２個のＰ−フィールドがシーケンスにおいて隣接する
位置とならないようにシーケンス中に分配される。 【効果】 予測時間間隔及び予測リフレッシュ時間を低
減することができ、画像を送るために用いられるビット
数を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像データ圧縮に関
し、特に、高レベルのデータ圧縮を行うように映像情報
の連続フィールド群を処理する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】国際標準化機構（ＩＳＯ）の委員会であ
るMoving Pictures Experts Group （ＭＰＥＧ）によっ
て提案されるような画像シーケンスデータ圧縮システム
は、ＮＴＳＣ標準に基づく映像信号や高精細テレビ（Ｈ
ＤＴＶ）ソースのための画像シーケンスを符号化するの
に非常に有効である。ＭＰＥＧシステムは、シミュレー
ションモデル編集者グループ（Simulation Model Edito
rial Group）による「MPEG Video Simulation Model Th
ree (SM3)」と題する論文に説明されている。この論文
はＩＳＯからISO-IEC/JTC1/SC2/WG11/N0010 MPEG 90/04
1, 1990として入手可能であり、ＭＰＥＧ映像信号符号
化方法に関する教示のために参考として本願に組み込ま
れている。
【０００３】ＭＰＥＧシステムは、多数の公知のデータ
圧縮技術を単一のシステムに統合している。これらのデ
ータ圧縮技術には、モーション補償予測符号化、離散コ
サイン変換（ＤＣＴ）、適応型量子化、及び可変長符号
化（ＶＬＣ）が含まれる。
【０００４】ＨＤＴＶシステムにおいて用いられるモー
ション補償予測符号化方式は、過度の誤差伝搬によって
システムの性能がデグレードすることを許さずに比較的
高いレベルの圧縮を達成するように、フレーム群中の映
像データを処理する。これらのフレーム群処理方式にお
いて、画像フレームは３つのタイプ、すなわち、イント
ラフレーム（Ｉ−フレーム）、予測フレーム（Ｐ−フレ
ーム）、及び双方向フレーム（Ｂ−フレーム）のうち１
つに分類される。
【０００５】２次元ＤＣＴは、Ｉ−フレームのそれぞれ
を符号化するために、８×８個の画素からなるブロック
などの小さな領域に適用される。その結果得られるデー
タストリームは量子化され、振幅ランレングスハフマン
符号などの可変長符号を用いて符号化されて、圧縮され
た出力信号を生成する。Ｐ−フレーム及びＢ−フレーム
は、２次元ＤＣＴを用いて符号化、量子化及び可変長符
号化された対応するＩ及びＰ−フレームの残余として、
それぞれ処理される。フレームの典型的なシーケンス
は、Ｉ、Ｂ、Ｂ、Ｐ、Ｂ、Ｂ、Ｉ、Ｂなどのシーケンス
によって示され得る。
【０００６】フレーム間モーションがある場合に有効に
動作するために、Ｉ−フレーム又はＰ−フレームからの
いくつかの対応する重ね合わせブロックがＰ又はＢ−フ
レームの各ブロックと比較されて、最も小さい残余を有
する１個のブロックが見つけ出される。その後、その残
余ブロックは２次元ＤＣＴ、適応型量子化、及び可変長
符号化を用いて符号化される。残余を得るために用いら
れた基準ブロックは、符号化されるべきブロックの前の
ブロック（predecessor）と呼ばれ、符号化された残余
ブロックと共に伝送されるモーションベクトルによって
規定される。このベクトルは、その基準ブロックを新し
いフレームにおける目標位置に配置するために必要とさ
れる画像平面における変位を示す。
【０００７】複数のグループにおいてフレームを処理す
ることは、従来の映像における連続フレーム間の強い時
間的相関関係によって、高レベルのデータ圧縮を達成す
る。その映像における冗長な情報は、Ｐ及びＢ−フレー
ムに対して用いられる予測符号化方法によって大きく低
減される。この方法では、再構成されたＩ及びＰ−フレ
ームからのデータの小さなブロックは、Ｐ及びＢ−フレ
ームとして符号化されるべき各フレームからのデータの
対応ブロックから減算される。この演算の結果は、Ｉ−
フレームに基づいてＰ−フレームを、さらに、Ｉ及び／
又はＰ−フレームに基づいてＢ−フレームを表現する残
余データ値である。Ｐ及びＢ−フレームに対しては、こ
の残余データのみが符号化され伝送される。
【０００８】この符号化は、再構成された画像データを
得るための各ステップを逆の順序で実行する受信器側で
は行われない。他のフレームを予測するために用いられ
るフレーム中の誤差は予測されたフレームに伝搬し得
る。加えて、１つのフレームが、それの前のＩ又はＰ−
フレーム（predecessor）に依存していることは、任意
に選択されたフレームを表示するための受信器の能力、
及びグループ内場面変化やチャンネル切り換えなどの標
準テレビ機能に適応するための受信器の能力を制限す
る。これらの制限はＩ−フレームとして各フレームを符
号化することによって取り除かれ得る。しかし、その結
果得られる符号化映像信号は、１フレームに対してかな
り多くのビットを必要とする。なぜなら、その符号化映
像信号は、たいていの映像情報に固有である時間的冗長
性を活用しないからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＭＰＥＧ符号化標準
は、フレーム指向画像シーケンスのために設計されてい
る。しかしながら、たいていの映像ソースは、１フィー
ルド間隔だけ時間的に隔てられている２個の飛び越し走
査されたフィールドとして情報の１フレームを提供す
る。その標準は、フィールド指向画像シーケンスに適応
するための２つの方法で適合されてきた。第１の方法
は、飛び越し走査されたソースの連続する偶数及び奇数
フィールドを組み合わせることにより、フレーム画像の
シーケンスを形成して、ＭＰＥＧ符号化をそのフレーム
のシーケンスに適用する。連続するフィールド間の時間
的な隔たりのため、この方法が不満足な結果をもたらし
得ることは公知である。第２の方法は、フレームのシー
ケンスに適用された方法と同じ方法でＭＰＥＧ符号化を
フィールドのシーケンスに適用することによってこれら
の問題を避ける。
【００１０】モーション予測符号化はＭＰＥＧ符号化方
法の全てに付随する問題である。上述のように、予測フ
レーム内のブロックをアンカーフレーム内の変位された
ブロックにマッチングするプロセスは、予測残余、及び
ＭＰＥＧ符号化信号のためのビットレートを低減する際
に重要な役割を果たす。最も一般的に用いられるブロッ
クマッチング法は、画素のブロックが画像平面において
単純な平行移動によって（つまり、垂直に、及び／又は
水平に）、フレームからフレームへ、又はフィールドか
らフィールドへ移動すると仮定する。例えば、ブロック
が画像平面において軸の周りを回転される対象の一部で
ある場合、又はブロックが画像ズームの結果起こるよう
なフレームの中へ、又はフレームの外へのモーションに
よるサイズの変化を受ける対象の一部である場合には、
この方法はあまりよい方法とは言えない。加えて、予測
されるべきフレームとその基準又はアンカーフレームと
の間に比較的大きな時間的な隔たりがある場合に、この
符号化方法はうまく作用しないことがある。
【００１１】本発明の目的は、フィールド指向ＭＰＥＧ
システムを利用して、予測時間間隔及び予測リフレッシ
ュ時間を低減すること、及び画像を送るために用いられ
るビット数を低減することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の連続する映像フ
ィールドを自動的に符号化する方法は、該映像フィール
ドのシーケンス中の各フィールドを所定の順序で符号化
して、符号化されたフィールドのシーケンスを生成する
ステップと、該符号化されたフィールドのシーケンス中
の各フィールドを復号化して、復号化されたフィールド
のシーケンスを生成するステップと、該復号化されたフ
ィールドのシーケンス中の各フィールドを格納するステ
ップとを包含しており、該映像フィールドのシーケンス
中の各フィールドは、該格納されたフィールドのうち、
符号化されているフィールドに対して該映像フィールド
のシーケンス中で最も近い１個のフィールドからのデー
タを用いて予測的に符号化されており、このことにより
上記目的が達成される。
【００１３】前記映像情報の連続するフィールドを自動
的に符号化する方法は、該連続するフィールドのうち第
１のフィールドを、該第１のフィールド中の映像情報の
みを用いて符号化して、Ｉ−フィールドを生成するステ
ップと、該連続するフィールドのうち、複数のフィール
ド間隔だけ該第１のフィールドから離れている第２のフ
ィールドを、該第１及び第２のフィールド中の映像情報
を用いて予測的に符号化して、Ｐ−フィールドを生成す
るステップと、該連続するフィールドのうち、シーケン
スにおいて該第１のフィールドと該第２のフィールドと
の間の位置を占める第３のフィールドを、該第３のフィ
ールド中の映像情報並びに該第１及び第２のフィールド
のうち一方のフィールド中の映像情報を用いて予測的に
符号化して、第１のＢ−フィールドを生成するステップ
と、該連続するフィールドのうち、シーケンスにおいて
該第１のフィールドと第３のフィールドとの間の位置を
占める第４のフィールドを、該第４のフィールド中の映
像情報並びに該第１及び第３のフィールドのうち一方の
フィールド中の映像情報を用いて予測的に符号化して、
第２のＢ−フィールドを生成するステップとを包含する
こともできる。
【００１４】前記映像情報の連続するフィールドは飛び
越し走査される偶数及び奇数フィールドであって、該偶
数及び奇数フィールドの各対が１フレームを形成するよ
うに配置されており、前記方法は、１フレーム中の奇数
及び偶数フィールドのうち一方がＰ−フィールドとして
すでに符号化されている場合には、該１フレーム中の奇
数及び偶数フィールドのうち他方をＢ−フィールドとし
て符号化するステップをさらに包含することもできる。
【００１５】前記符号化されたフィールドが、前記連続
するフィールドと同じシーケンスで配置されており、各
Ｐ−フィールドが次のＰ−フィールドとは少なくとも１
個のＢ−フィールドだけ離れているようにすることもで
きる。
【００１６】前記符号化されたフィールドが、前記連続
するフィールドと同じシーケンスで配置されており、各
Ｉ−フィールドが次のＩ−フィールドとは少なくとも１
個のＢ−フィールドだけ離れているようにすることもで
きる。
【００１７】前記映像情報の連続するフィールドは飛び
越し走査される偶数及び奇数フィールドであって、該偶
数及び奇数フィールドの各対が１フレームを形成するよ
うに配置されており、前記方法は、１フレーム中の奇数
及び偶数フィールドのうち一方がＩ−フィールドとして
すでに符号化されている場合には、該１フレーム中の奇
数及び偶数フィールドのうち他方をＰ−フィールドとし
て符号化するステップをさらに包含することもできる。
【００１８】前記映像情報の連続するフィールドは飛び
越し走査される偶数及び奇数フィールドであって、該偶
数及び奇数フィールドの各対が１フレームを形成するよ
うに配置されており、前記方法は、１フレーム中の奇数
及ぶ偶数フィールドのうち一方がＩ−フィールドとして
すでに符号化されている場合には、該１フレーム中の奇
数及び偶数フィールドのうち他方をＢ−フィールドとし
て符号化するステップをさらに包含することもできる。
【００１９】本発明の他の局面によれば、映像情報の連
続する飛び越し走査される偶数及び奇数フィールドを自
動的に符号化する方法においては、該偶数及び奇数フィ
ールドの各対が映像情報の１フレームを形成し、該方法
は、該映像情報の偶数フィールドのうち１個のフィール
ドを、該１個の偶数フィールド中の情報及びシーケンス
において以前に発生する前のフィールド中の情報のみを
用いて予測的に符号化するステップと、該１個の偶数フ
ィールドと同じフレームの奇数フィールドを、該奇数フ
ィールド中の情報、該１個の偶数フィールド中の情報、
及びシーケンスにおいて該奇数フィールドよりも後に発
生する後のフィールド中の情報を用いて、双方向的及び
予測的に符号化するステップとを包含しており、これに
より上記目的が達成される。
【００２０】前記方法は、前記シーケンスにおいて前記
１個の偶数フィールド及び前記奇数フィールドの直後に
続く偶数フィールドを、該奇数フィールド中の情報、該
１個の偶数フィールド中の情報及び前記後のフィールド
中の情報を用いて、双方向的及び予測的に符号化するス
テップをさらに包含することもできる。
【００２１】本発明の他の局面によれば、映像情報の連
続するフィールドを符号化する映像データ圧縮システム
は、該連続するフィールドのうち第１のフィールドを、
該第１のフィールド中の映像情報のみを用いて符号化し
て、Ｉ−フィールドを生成する手段と、該連続するフィ
ールドのうち、複数のフィールド間隔だけ該第１のフィ
ールドから離れている第２のフィールドを、該第１及び
第２のフィールド中の映像情報を用いて予測的に符号化
して、Ｐ−フィールドを生成する手段と、該連続するフ
ィールドのうち、シーケンスにおいて該第１のフィール
ドと該第２のフィールドとの間の位置を占める第３のフ
ィールドを、該第３のフィールド中の映像情報並びに該
第１及び第２のフィールドのうち一方のフィールド中の
映像情報を用いて予測的に符号化して、第１のＢ−フィ
ールドを生成する手段と、該連続するフィールドのう
ち、シーケンスにおいて該第１のフィールドと第３のフ
ィールドとの間の位置を占める第４のフィールドを、該
第４のフィールド中の映像情報並びに該第１及び第３の
フィールドのうち一方のフィールド中の映像情報を用い
て予測的に符号化して、第２のＢ−フィールドを生成す
る手段とを備えており、これにより上記目的が達成され
る。
【００２２】本発明の他の局面によれば、映像情報の連
続する飛び越し走査される偶数及び奇数フィールドを符
号化する映像データ圧縮システムにおいて、該偶数及び
奇数フィールドの各対が映像情報の１フレームを形成
し、該システムは、該映像情報の偶数フィールドのうち
１個のフィールドを、該１個のフィールド中の情報及び
シーケンスにおいて以前に発生する前のフィールド中の
情報のみを用いて予測的に符号化する手段と、該１個の
偶数フィールドと同じフレームの奇数フィールドを、該
奇数フィールド中の情報、該１個の偶数フィールド中の
情報及び該奇数フィールドよりも該シーケンスにおいて
後に発生する後のフィールド中の情報を用いて、双方向
的及び予測的に符号化する手段とを備えており、これに
より上記目的が達成される。
【００２３】本発明の他の局面によれば、連続する映像
フィールドを自動的に符号化する装置は、該映像フィー
ルドのシーケンス中の各フィールドを所定の順序で符号
化して、符号化されたフィールドのシーケンスを生成す
る手段と、該符号化されたフィールドのシーケンス中の
各フィールドを復号化して、復号化されたフィールドの
シーケンスを生成する手段と、該復号化されたフィール
ドのシーケンス中の各フィールドを格納する手段とを備
えており、該映像フィールドのシーケンス中の各フィー
ルドは、該格納されたフィールドのうち、符号化されて
いるフィールドに対して該映像フィールドのシーケンス
中で最も近い１個のフィールドからのデータを用いて予
測的に符号化されており、これにより上記目的が達成さ
れる。
【００２４】本発明は、映像データを圧縮するために、
１個又はそれ以上のアンカーフィールドにおけるデータ
に基づくフィールド指向モーション予測符号化を用いる
映像符号化システムにおいて実現される。このシステム
は、予測フィールドが、以前に符号化された少なくとも
１個のアンカーフィールド、及び、以前に符号化された
他のどのフィールドよりも時間的に予測フィールドに近
い少なくとも１個のアンカーフィールドを用いて符号化
されるように、映像データのフィールド群を処理する装
置を備えている。
【００２５】本発明の他の局面によれば、モーション予
測符号化方法はＩ、Ｐ及びＢ−フィールドタイプを用い
ている。入力された映像フィールドは、Ｂ−フィールド
のシーケンスが、各Ｉ又はＰ−フィールドと次に連続す
るＩ又はＰ−フィールドとを隔てるように符号化され
る。
【００２６】本発明の他の局面によれば、その方法は、
ＭＰＥＧフレーム群によって規定されるＩ、Ｐ及びＢ−
フィールドからなるシーケンスを修正し、そのシーケン
スの選択された位置においてＩ−フィールドをＰ又はＢ
−フィールドに置換し、Ｐ−フィールドをＢ−フィール
ドに置換する。
【００２７】
【実施例】図１は、フレームの代わりに連続する映像フ
ィールドを用いるＭＰＥＧ映像信号符号化方法の修正版
を実行するように適合された符号化器のブロック図であ
る。例えば高精細映像カメラで有り得るソース２０は、
入力マルチプレクサ２２及びマルチフィールドメモリ２
４の入力ポートへデジタル映像信号を供給する。マルチ
フィールドメモリ２４は、ソース２０によって供給され
るＮ個の画像フィールドを保持するために十分な数の記
憶位置を有している。本発明の実施例において、Ｎは６
から９までの整数であり、実施例に応じて決定される。
その処理が、現在又は将来の符号化演算のために必要な
実際のデータのみを記憶するように最適化されている場
合には、用いられるメモリの数をより少なくすることが
できる。このメモリは、ソース２０によって提供される
連続映像フィールドが開示の符号化方法を用いて符号化
されている間、それらのフィールドを保持する。例示さ
れる方法のそれぞれにおいて用いられるフィールドの数
は、各種方法を説明する図２〜図９を参照して後述され
る。
【００２８】マルチフィールドメモリ２４は、マルチプ
レクサ２２の入力ポートへ信号を送る。この信号は、Ｂ
−フィールドを処理するために用いられる。マルチプレ
クサ２２は、ソース２０からの信号又はマルチフィール
ドメモリ２４によって供給される信号のうち１つのいず
れかを選択するように信号ＭＸ１によって制御され、選
択した信号を減算器２６のプラス入力ポートへ送る。減
算器２６のマイナス入力ポートはマルチプレクサ３４と
結合されている。マルチプレクサ３４は、後述するよう
に、ゼロ値又はモーション補償回路３６からの出力信号
Ａのいずれかを供給するように信号ＭＸ６によって制御
されることができる。典型的な減算器２６は、実際には
２５６個の８ビット減算器であり、モーション補償回路
３６によって供給される４個の８×８画素ブロックをマ
ルチプレクサ２２によって供給される４個の対応する８
×８画素ブロックから同時に減算するように構成されて
いる。１個の１６×１６画素ブロックとしての４個の８
×８ブロックの配置は、ＭＰＥＧ標準においてはマクロ
ブロックとして規定されている。本発明の一実施例にお
いて、全てのモーション補償はマクロブロックを基礎と
して行われる。
【００２９】モーション補償器３６は５つの入力信号を
受け取る。すなわち、モーション推定器３２からの後方
モーションベクトル（ＢＭｖ）及び前方モーションベク
トル（ＦＭｖ）、マルチプレクサ２２からの出力信号、
並びに第２のマルチフィールドメモリ４８に保持されて
いる１個又は２個の再構成されたフィールドからの画素
データのマクロブロックである。これらのマクロブロッ
クはマルチプレクサ５０及び５２を介して供給される。
【００３０】符号化されているフィールドがＢ−フィー
ルドである場合、モーション補償器３６は、マルチフィ
ールドメモリ４８によって供給される２個のマクロブロ
ックのうち一方から、又は、２個のマクロブロックの平
均値から、信号ＦＭｖ及びＢＭｖの一方又は両方によっ
て示される画素値を選択する。符号化されているフィー
ルドがＰ−フィールドである場合、モーション補償器
は、マルチフィールドメモリ４８によって供給される前
方マクロブロックから、信号ＦＭｖによって示される画
素値を選択する。
【００３１】これらの画素値は減算器２６のマイナス入
力ポートに与えられ、一方、符号化されるべきフィール
ドからの対応する画素値はプラス入力ポートに与えられ
る。減算器２６によって供給される信号はマルチプレク
サ２２によって供給される入力マクロブロックの予測符
号残余である。つまり、入力マクロブロックからマルチ
プレクサ３４によって供給されるマクロブロックを減算
したものである。
【００３２】モーションベクトルＢＭｖ及びＦＭｖは、
モーション推定器回路３２によって供給される。モーシ
ョン推定器回路３２は、マルチプレクサ２２、マルチプ
レクサ２８及びマルチプレクサ３０から入力信号をそれ
ぞれ受け取る。各入力信号は少なくとも１個の画素マク
ロブロックを表す。また、これらのマルチプレクサは、
マルチフィールドメモリ２４からそれに格納された映像
データを表す信号を受け取るように結合されている。本
発明の本実施例において用いられるモーション推定器３
２は、マルチプレクサ２２によって供給されるデータの
マクロブロックと、マルチフィールドメモリ２４によっ
て保持される１個又は２個のフィールドからのデータの
対応する重ね合わせマクロブロックとの比較を同時に行
う。典型的なモーション推定器３２は、マルチプレクサ
２２によって供給される１６×１６画素の目標マクロブ
ロックと、単一のフィールドから供給される２５６個の
重ね合わせ１６×１６画素マクロブロックとの比較を同
時に行う高性能プロセッサである。モーション推定器３
２として用いるのに適したモーション推定器は、複数の
従来のモーション推定チップ、例えば、SGS Thomson se
miconductorsから入手可能なＳＴ−１３−２２０集積回
路から構成されることができる。モーション推定器３２
よって処理される画素の各マクロブロックは、前フィー
ルドにおける画素の目標マクロブロックの可能な変位を
表している。２５６個の重ね合わせ画素マクロブロック
は目標ブロックの位置を中心とし、基準マクロブロック
を見つけ出すために処理される領域を規定するアンカー
フィールドにおける１個の４８×４８画素ブロックを規
定する。例えば、目標マクロブロックに対して最小の差
を有するサーチ領域内のマクロブロックが、目標マクロ
ブロックを予測するために用いられるべき基準として選
択される。
【００３３】減算器２６の出力信号は、Ｉ−フィールド
からの画素マクロブロック又は残余画素マクロブロック
のいずれかであり、残余画素マクロブロックはＰ−フィ
ールドとそのアンカーＩ−フィールドとの差又はＢ−フ
ィールドとそのアンカーＩ及びＰ−フィールドの一方又
は両方との差のいずれかを示している。
【００３４】その処理における次のステップは、マクロ
ブロックの範囲内の４個のブロックのそれぞれを斜めに
（つまり、ジグザグに）走査し、斜めに走査されたデー
タを離散コサイン変換プロセッサ３８を用いてＤＣＴ係
数に変換することである。本発明の一実施例において、
ＤＣＴプロセッサ３８は、減算器２６によって供給され
るマクロブロックを構成するデータの４個のブロックを
同時に処理して、ＤＣＴデータの４個のセットを生成す
ることができる。いったん変換されると、ＤＣＴ係数は
量子化器４０によって並行して量子化される。
【００３５】量子化器４０は、ＤＣＴ係数によって示さ
れる周波数での映像情報が人々にはどのように見えるか
に部分的に基づいて、ＤＣＴ係数のそれぞれの大きさを
示すために異なる数のビットを割り当てる（つまり、異
なる量子化分解能を用いる）。高い空間周波数でのデー
タの量子化に対してよりも、低い空間周波数での画像デ
ータの量子化に対して人々は敏感であるので、高い空間
周波数を示す係数は、低い空間周波数を示す係数よりも
粗く量子化され得る。
【００３６】量子化器４０の出力信号は、可変長符号化
器（ＶＬＣ）５４及び逆量子化器４２に送られる。ＶＬ
Ｃ５４は、振幅によって量子化されたＤＣＴ係数、前方
及び後方モーションベクトル（ＦＭｖ及びＢＭｖ）の少
なくとも一方、並びに各ブロックに対してモーション補
償回路３６によって供給されるモード信号を符号化す
る。ＶＬＣ５４は、ランレングス符号化及びハフマン符
号などの可変長符号の両方をブロックデータへ与える。
ＶＬＣ５４によって供給されるデータは、その後、その
データをバッファする先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリ
装置５６に格納される。そのデータは信号コンベヤ５８
を介して受信器に可変レートで伝送されることができ
る。
【００３７】データ符号化の平均速度が伝送速度に一致
することを確実にするために、ＦＩＦＯ５６は、バッフ
ァ制御回路６０に結合される。回路６０は、量子化器４
０によって与えられる量子化ステップのサイズを変更す
るために、ＦＩＦＯ５６中のデータ量をモニタする。Ｆ
ＩＦＯ５６中のデータ量が比較的少ない場合には、量子
化ステップは比較的細かく行われ、復号化された映像信
号における量子化に関連する誤差を低減する。しかし、
ＦＩＦＯ５６の容量がほぼいっぱいである場合には、バ
ッファ制御回路６０は、ＤＣＴ係数を粗く量子化するよ
うに量子化器４０を調節する。これによって、画像を表
すために用いられるデータ量が低減される。
【００３８】上述したように、量子化器４０からの量子
化されたＤＣＴ係数は、逆量子化回路４２にも送られ
る。この回路は、量子化器によって行われる処理を逆に
行うことによって、割り当てられた量子化分解能の精度
でＤＣＴ係数を回復する。信号は、脱量子化された後、
要素４４によって表されるように、逆離散コサイン変換
演算（ＩＤＣＴ）を受ける。この要素は、ＤＣＴ要素３
８によって行われる処理を逆に行って、量子化されたデ
ータストリームから画像データのマクロブロックを回復
する。
【００３９】Ｉ−フィールドが符号化されている場合、
ＩＤＣＴ回路４４によって供給されるデータは、受信器
側で再構成されるであろう信号のマクロブロックを表
す。この信号は、マルチプレクサ３４によって供給され
るゼロ値の画素と加算器４６中で加算され、第２のマル
チフィールドメモリ４８に格納される。
【００４０】しかしながら、Ｐ又はＢ−フィールドが符
号化されている場合には、ＩＤＣＴ回路４４によって供
給される出力信号が、加算器４６によってアンカーフィ
ールドからの選択された画素マクロブロック（マルチプ
レクサ３４によって供給される）に加算されて、再構成
された画素マクロブロックを生成する。このマクロブロ
ックは、符号化されているＰ又はＢ−フィールドの再構
成バ−ジョンの一部としてマルチフィールドメモリ４８
に格納される。後述されるように、マルチフィールドメ
モリ４８に格納された再構成画素フィールドは、モーシ
ョン補償器３６及び減算器２６によって用いられること
ができ、それによって、他のＰ及びＢ−フィールドを予
測的に符号化するための残余データを発生する。
【００４１】フィールド処理の方法を説明する。図２〜
図９は、フィールド指向ＭＰＥＧシステムのためのフィ
ールド群構成の例を示している。これらの構成を説明す
る前に、これらの図において用いられる記法を説明す
る。これらの図中の縦線は、映像信号の連続するフィー
ルドを示している。実線は偶数フィールドを示し、破線
は奇数フィールドを示す。各線の上部にある文字はフィ
ールドのタイプを示し（つまり、Ｉ、Ｐ又はＢのいずれ
か）、その下付き数字は図示されているシーケンス中で
のフィールドの番号を示している。Ｉ及びＰ−フィール
ドを示すものを、それぞれ、四角及び丸で囲んでいる。
【００４２】四角でマークされたフィールドは、イント
ラ符号化される。すなわち、これらのフィールドは、そ
のフィールド内のデータのみを用いて符号化される。矢
印の指すフィールド、つまり、目標フィールドは、予測
的に符号化される。フィールドが符号化される順序は、
矢印又は四角の縦方向の位置によって示されている。黒
点は、フィールドと交差する矢印上に置かれる。このこ
とは、黒点を有するフィールドが目標フィールドを予測
的に符号化するために用いられ得ることを示す。２個の
フィールド上に黒点を有する矢印は、黒点を有するフィ
ールドのうちいずれかをアンカーフィールドとして用い
て、目的フィールドが予測的に符号化され得ることを示
す。しかしながら、アンカーフィールドと目標フィール
ドとの間の差の何らかの尺度に基づいて、１個のフィー
ルドのみが予測のために選択される。典型的な差の尺度
には、アンカーフィールドと目標フィールドとの間の差
の絶対的大きさ、及びアンカーフィールドと目標フィー
ルドとの間の差の平均平方された大きさが含まれる。
【００４３】２個の矢印によって指される１個のフィー
ルドは、双方向的に符号化されるフィールドである。標
準ＭＰＥＧシステムでは、Ｂ−フィールドは、前のフィ
ールド、後のフィールド、又は前後のフィールドの平均
をアンカーフィールドとして用いて符号化される。各矢
印上に２個の黒点を有するフィールドを有するＢ−フィ
ールドは、２個の前のフィールド及び２個の後のフィー
ルドが比較されて、どの前フィールドが目標フィールド
との差の尺度が最も小さいか、及びどの後フィールドが
目標フィールドとの差の尺度が最も小さいかが決定され
ることを示す。この決定は、モーション推定器３２によ
ってマクロブロックを基礎として行われ、モーション推
定器３２はモーションベクトル出力信号ＦＭｖ及びＢＭ
ｖを生成する。決定された前後のフィールドは、その
後、ＭＰＥＧ法によって処理されて目標フィールドを予
測的に符号化する。
【００４４】図２及び図３は、フィールド指向ＭＰＥＧ
システムに共通して用いられる２つのフィールド群構成
を示している。これらの構成において、２個のＩ−フィ
ールド、８個のＰ−フィールド及び２０個のＢ−フィー
ルドが１／２秒間隔中にある。これらの構成を用いて、
予測符号化は、１／２秒間隔でリフレッシュされる。
【００４５】図２は、Ｉ−フレームの偶数及び奇数フィ
ールドであるフィールドＩ0及びＩ1を予測することなし
に生成することを示している。これらのフィールドが符
号化されると、ソース２０からの画素値はマルチフィー
ルドメモリ２４中の各フィールド格納部に格納され、一
方、画像データの再構成バージョンを示す画素値は、マ
ルチフィールドメモリ４８に格納される。
【００４６】次に、フィールドＢ2〜Ｂ5として符号化さ
れるべきソース２０からの画像データが、マルチフィー
ルドメモリ２４のそれぞれ異なるフィールド格納部に格
納される。その後、黒点及び矢印によって示されるよう
に、フィールドＩ0及びＩ1は、ソース２０によって供給
されてマルチフィールドメモリ２４に格納される際に、
偶数のＰ−フィールドＰ6及びＰ7を連続して予測するた
めに用いられる。例えば、フィールドＰ6に対するモー
ションベクトルを計算するために、制御回路２１は、フ
ィールドＩ0からの画素ブロックを供給するためにマル
チプレクサ２８及び３０を調節する。
【００４７】本発明の一実施例は、アンカーから１フレ
ーム分（つまり、２フィールド間隔分）だけ変位された
フィールドのための可能な基準マクロブロックを位置付
けるために、アンカーフィールドからの３２×３２個の
画素からなるサーチ領域を用いる。そのサーチ領域はマ
クロブロックの中央の画素を基準としているので、残余
を計算するために用いられ得る基準フィールドからの画
素及びモーションベクトルは、４８×４８画素ブロック
によって規定される（つまり（８＋３２＋８）×（８＋
３２＋８））。
【００４８】図２に示されるシーケンスの例では、各Ｐ
−フィールドは、そのアンカーＩ−フィールドから３個
のフレーム間隔分だけ離れている。従って、モーション
ベクトルに対するサーチ領域は、９６×９６画素ブロッ
クを規定し、単一のフレームベクトルによってカバーさ
れるモーションの同一範囲を含むこのシーケンスに対す
るモーションベクトルを計算するために、アンカーフィ
ールドから１２５４４個の画素のブロック（８＋９６＋
８（＝１１２）×１１２）が必要とされる。この構造
は、比較的大きなデータ及び、非常に多数の組み合わせ
を同時に処理することができるモーション推定器３２を
用いており、それによって単一フレームモーション推定
と同等の性能が達成される。
【００４９】或いは、モーションベクトルは、テレスコ
ーピングとしてひとまとめにして知られている多くの方
法を用いて複数のステップで計算されることもできる。
これらの方法によって、マルチフィールドメモリ２４の
介在フィールドデータを用いて、Ｉ0からＰ6へのモーシ
ョンベクトルが複数のステップで計算される。典型的な
テレスコーピングの方法では、Ｂ4からＰ6へのモーショ
ンベクトルが計算されて記録され、次に、Ｂ2からＢ4へ
のモーションベクトルが計算されて記録され、最後に、
Ｉ0からＢ2へのモーションベクトルが計算される。全て
のモーションベクトルが３２×３２画素サーチ領域に基
づいて、計算される。Ｉ0からＰ6への同等のモーション
ベクトルは、最終的なベクトルに記録された中間ベクト
ルを加算することによって決定され得る。この方法は、
マルチフィールドメモリ２４からモーション推定器３２
へのより小さいデータパスを用いるが、モーションベク
トルを計算するのに、より多くの時間がかかる。なぜな
ら、その計算は複数のステップからなるシーケンスを含
むからである。この時間のいくらかは、モーションベク
トルを計算するパイプライン処理を用いることによっ
て、及び／又は、Ｂ−フィールドに対するモーションベ
クトルが計算される際に用いられる中間モーションベク
トルを節約することによって回復されることができる。
【００５０】Ｐ−フィールドのそれぞれが符号化される
際に、そのフィールドの再構成されたバージョンがマル
チフィールドメモリ４８に格納される。再構成された偶
数及び奇数のＩ−フィールド並びに偶数及び奇数のＰ−
フィールドがマルチフィールドメモリ４８に記憶される
と、中間の偶数及び奇数Ｂ−フィールド（つまり、マル
チフィールドメモリ２４に保持されているＢ2、Ｂ3、Ｂ
4及びＢ5）は、フィールドＩ0，Ｉ1、Ｐ6及びＰ7をアン
カーフィールドとして用いて予測されることができる。
図２に示されるフィールド群シーケンスの一例では、Ｂ
2及びＢ4はＩ0及びＰ6から予測され、Ｂ3及びＢ5はＩ1
及びＰ7から予測される。
【００５１】図１に示される回路では、これらのフィー
ルドを以下に示すように符号化する。制御回路２１は、
信号Ｍ１Ｃを介して、フィールドメモリ２４を調節し
て、フィールドＢ2のために格納されたデータを一度に
１マクロブロックだけマルチプレクサ２２へ供給する。
同時に、回路２１は、信号ＭＸ２及びＭＸ３を用いてフ
ィールドＩ0及びＰ6のそれぞれから対応する４８×４８
画素ブロックをマルチプレクサを介してモーション推定
器３２へ供給する。Ｉ0からＢ2へのモーションベクトル
は、１ステップでモーション推定器３２によって計算さ
れることができる。一方、Ｂ2からＰ6へのモーションベ
クトルは、少なくとも２つの方法によって計算されるこ
とができる。第１には、８０×８０画素ブロックがマル
チフィールドメモリ２４によってモーション推定器へ供
給されることができ、モーションベクトルが、より大き
いこのブロックにわたって、従来の方法を用いて計算さ
れることができる。第２には、モーションベクトルは公
知の多くのテレスコーピング技術のいずれか１つを用い
て計算されることができる。
【００５２】回路２１は、信号ＭＸ１を用いてマルチプ
レクサ２２を調節して、Ｂ2マクロブロックを減算器２
２、モーション推定器３２及びモーション補償器３６へ
送る。モーション推定器３２は、フィールドＩ0及びＰ6
からのデータを用いて、フィールドＢ2から現在処理さ
れているマクロブロックに対して最適の後方及び前方モ
ーションベクトル（ＢＭｖ及びＦＭｖ）を計算する。
【００５３】モーションベクトルＢＭｖ及びＦＭｖは、
モーション補償器３６及び制御回路２１へ送られる。こ
れらのベクトルに基づいて、回路２１は、マルチフィー
ルドメモリ４８並びにマルチプレクサ５０及び５２を調
節して、指示されるマクロブロックをモーション補償器
３６へ送る。モーション補償器３６は、３つの残余値を
算出する。すなわち、１つの値はＩ0をアンカーフィー
ルドとして用いる前方モーションに対する値であり、も
う１つの値はＰ6をアンカーフィールドとして用いる後
方モーションに対する値であり、他の１つの値はＩ0及
びＰ6からのアンカーマクロブロックの平均をアンカフ
ィールドとする値である。
【００５４】これら３つの残余のうち、残余のエントロ
ピーの尺度に基づいて、最適なものが１つ選択される。
典型的な尺度には、アンカーマクロブロックと目標マク
ロブロックとの間の差の絶対値及びアンカーマクロブロ
ックと目標マクロブロックとの間の差の平均平方が含ま
れる。最適な残余を生成するマクロブロックが、モーシ
ョン補償器３６によって、マルチプレクサ３４を介して
減算器２６へ送られる。上述したように、減算器２６は
残余を生成し、その残余を、ＤＣＴ回路３８及びそれを
符号化する量子化回路４０へ送る。符号化されたデータ
はその後、可変長符号化器５４において、モーション推
定器３２によって供給されるモーションベクトルＢＭｖ
及びＦＭｖと組み合わせられる。符号化器５４によって
供給される信号は、信号コンベヤ５８によって遠隔目的
地へ伝送される。
【００５５】図２に示されるシーケンスにおいて、Ｂ2
〜Ｂ5フィールドは、他のフィールドを生成するために
は用いられない。従って、それらは復号化されず、マル
チフィールドメモリ４８に格納もされない。
【００５６】図３は、対応する奇数及び偶数のＩ及びＰ
−フィールドが他の奇数及び偶数フィールドを予測する
ために用いられる代わりに、奇数のＩ及びＰ−フィール
ド又は偶数のＩ及びＰ−フィールドのいずれかがアンカ
ーフィールドとして用いられて個々の奇数又は偶数の予
測フィールドを予測することを除けば、図２に示される
方法と同じ方法を示している。図３のフィールドシーケ
ンスにおいて、Ｉ0及びＩ1が図２と同じ方法で生成され
る。しかし、Ｐ6は、Ｉ0又はＩ1をアンカーフィールド
として用いて得られる最小の差の値（又は他の何らかの
基準）に基づいて、予測される。Ｐ7に対しても同じで
あり、Ｉフレームの奇数及び偶数のフィールドＩ0及び
Ｉ1の両方が奇数フィールドＰ7を予測するために用いら
れる。最後に、奇数又は偶数の個々のＢ−フィールド
は、Ｉ及びＰ−フレームのそれぞれの両方のフィールド
を用いて予測される。つまり、全てのＢ2、Ｂ3、Ｂ4及
びＢ5は、Ｉ0、Ｉ1、Ｐ6及びＰ7から得られる最良のマ
ッチを用いて、又はＩ−フィールドの１つとＰ−フィー
ルドの１つとの組み合わせから得られる最良のマッチを
用いて予測される。
【００５７】上記構成は、フレーム指向ＭＰＥＧシステ
ムから直接得られる。後述されるフィールド群の構成に
よって説明されるように、本発明は、フィールド指向Ｍ
ＰＥＧシステムを利用して予測時間間隔及び予測リフレ
ッシュ時間を低減することによって、これらの方式とは
異なっている。加えて、これらの方式は、適切に、Ｉ−
フィールドをＰ−フィールドに置き換え、及びＰ−フィ
ールドをＢ−フィールドに置き換えることによって画像
を送るために用いられるビット数を低減する。図４〜図
９は、フィールド処理の従来の方法から進歩して、画像
処理のための新規で、かつ、よりよいフィールド群構成
を示している。
【００５８】図４は、予測を行うために利用可能なより
近くのフィールドを用いることを特徴とする構成を示し
ている。図２及び図３に示される構成と同様に、Ｉ0及
びＩ1がフィールド内処理を用いて符号化される。次
に、これらは、次のアンカーフレームの偶数フィールド
Ｐ6を予測するためのアンカーフレームとして用いられ
る。しかしながら、次のアンカーフレームの奇数フィー
ルドＰ7を予測するために、Ｉ0及びＩ1ではなく、Ｉ1及
びＰ6が用いられる。フィールドＩ0の代わりにフィール
ドＰ6を用いてフィールドＰ7を予測することによって、
予測時間スパンを７フィールド間隔から１フィールド間
隔へ短縮する。従って、Ｉ1及びＰ6に基づくＰ7の予測
は、Ｉ0及びＩ1に基づくＰ7の予測よりも少ないビット
数で符号化され得る残余信号を生成するようである。
【００５９】同様に、この方法は双方向性のＢ−フィー
ルド予測に対しても適用される。フィールドＢ2は、図
３に示されるように、Ｉ0、Ｉ1、Ｐ6及びＰ7の最小残余
として、又は残余がより小さい場合にはＩ−フィールド
のうち１つとＰ−フィールドのうち１つの平均の残余と
して予測される。しかしながら、フィールドＢ5は、フ
ィールドＩ1、Ｂ2、Ｐ6及びＰ7の最小残余として算出さ
れる。同様に、Ｂ3は、フィールドＩ1、Ｂ2、Ｂ5及びＰ
6から算出され、Ｂ4は、フィールドＢ2、Ｂ3、Ｂ5及び
Ｐ6から算出される。Ｂ−フィールド間の誤差伝搬を防
ぐために、他のＢ−フィールドを予測するためのＢ−フ
ィールドの使用は、Ｂ−フィールドの両側のアンカーフ
レームの境界の範囲内に限定される。
【００６０】Ｉ0、Ｉ1、Ｐ6及びＰ7フィールドの処理
は、図２及び図３を参照して上述された方法と実質的に
同じ方法で行われる。しかしながら、フィールドＢ2に
対する処理は異なっている。このフィールドはフィール
ドＢ3、Ｂ4及びＢ5を予測するために後に用いられるの
で、Ｂ2は再構成されてマルチフィールドメモリ４８に
格納される。加えて、フィールドＢ3、Ｂ4及びＢ5の処
理が異なっている。なぜなら、これらのフィールドは再
構成されたＢ−フィールドを参照して符号化されるから
である。これらのフィールドはまた、異なる順序で符号
化される。すなわち、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4及びＢ5の順序では
なくＢ2、Ｂ5、Ｂ3及びＢ4の順序となる。アンカーＢ−
フィールドは符号化されているフィールドと時間的に最
も近くなることがよくあるので、他のアンカーフィール
ドよりも良いモーション補償を提供するようである。本
発明の発明者は、図２及び図３を参照して説明された方
法と比較して、この方法が画像フィールドのシーケンス
を符号化するために必要なビット数を大幅に低減するこ
とを決定した。
【００６１】図４に示されるシステムにおいて、フィー
ルドＢ2、Ｂ3及びＢ5は、メモリ４８に格納される。一
方、図２及び図３に示されるフィールド群構成が用いら
れる場合には、Ｂ−フィールドは全く格納されない。し
かしながら、図５に示される構成においては、フィール
ドＢ2は、フィールドＩ0を上書きすることができ、フィ
ールドＢ3は、フィールドＩ1を上書きすることができ
る。その結果、図２及び図３に示される構成に比べて、
図５に示される構成に対しては、１つの追加のフィール
ドの格納が用いられるのみである。
【００６２】図２及び図３に示される方法に関する他の
変形例は、Ｂ−フィールド中にＩ−フィールド及びＰ−
フィールドを分配することである。その変形例は、映像
データ圧縮の大きな増大を引き起こした。図５は、フィ
ールド群構成の一例を示している。Ｐ−フィールドは、
図２、図３及び図４に示されるように、Ｐ−フレームに
おいてグループ分けされず、介在するＢ−フィールドに
よって分離される単一フィールドとして発生する。
【００６３】この構成を用いて達成されるデータ圧縮の
増大は、図２及び図３に示される構成に関連する予測時
間スパンの短縮に起因するものである。図５のフィール
ド群構成において、第１の予測フィールドはＰ4であ
り、第６フィールドよりはむしろ第４フィールドであ
る。従って、予測のための時間スパンは、図３に示され
る構成のように、５又は６フィールド間隔よりもむしろ
３又は４フィールド間隔である。さらに、第２の予測フ
ィールドＰ7は、どちらのフィールドがより小さい残余
を有するかに依存して、フィールドＩ1又はフィールド
Ｐ4のいずれかから生成される。上述したように、動く
対象の画像に対して、特に、その対象が単純な平行移動
で動かない場合には、Ｐ4に基づくＰ7の予測は、Ｉ0に
基づく予測よりも小さい残余を一般に生成する。
【００６４】Ｐ−フィールドが予測される時間スパンを
短縮することに加えて、図５に示される構成はまた、Ｂ
−フィールドが予測される時間スパンをも短縮する。図
５に示されるように、フィールドＢ2及びＢ3は、フィー
ルドＩ0、Ｉ1、Ｐ4及びＰ7から予測されるが、フィール
ドＢ5及びＢ6は、フィールドＩ1、Ｐ4、Ｐ7及びＰ10か
ら予測される。
【００６５】図６は、Ｐ−フィールド及びＩ−フィール
ドがＢ−フィールド中に分配される構成を示している。
Ｐ−フィールド及びＢ−フィールドが予測される時間ス
パンを短縮することに加えて、この構成は、より頻繁に
予測をリフレッシュして、予測プロセスにおいて発生し
得る誤りの可視性を低減する。
【００６６】図６において、フィールドＰ3は、フィー
ルドＩ0から予測され、フィールドＰ6は、Ｉ0及びＰ3か
ら予測され、フィールドＰ9は、Ｐ3及びＰ6から予測さ
れる。フィールドＢ1及びＢ2は、フィールドＩ0、Ｐ3及
びＰ6から予測される。一方、フィールドＢ4及びＢ
5は、フィールドＩ0、Ｐ3、Ｐ6及びＰ9から予測され
る。Ｂ−フィールドのそれぞれは、１フィールド間隔の
時間スパンにわたって予測され得るが、Ｐ−フィールド
のそれぞれは、３フィールド間隔の時間スパンにわたっ
て予測され得る。
【００６７】予測リフレッシュ時間が、図２及び図３に
示されるシーケンスと同様に保たれる場合には、Ｉ−フ
ィールドの数は半分に減らすことができる。これによっ
て、フィールド群を符号化するために用いられる平均に
関するビット数が低減する。図７は、フィールド群構成
を示している。Ｐ−フィールド及びＩ−フィールドは、
Ｂ−フィールド中に分配され、より近くの使用可能なフ
ィールドがＢ−フィールドを予測するために用いられ
る。このフィールド群に対する最初の６フィールドの処
理は、フィールドＢ5を除けば、図６に示される構成の
場合と同じである。図６に示される構成では、このフィ
ールドは、フィールドＩ0、Ｐ3、Ｐ6及びＰ9から予測さ
れていた。これに対し、図７に示される構成では、この
フィールドは、フィールドＰ3、Ｂ4、Ｐ6及びＰ9から予
測される。このように、アンカーフィールドの１つに対
する予測時間スパンを３フィールド間隔から１フィール
ド間隔に減らすことによって、比較的小さい平均の大き
さを有する予測残余を生成する確率が増す。
【００６８】図８に示されるフィールド群構成は、画像
を示すために用いられるＩ−フィールド及びＰ−フィー
ルドの数を低減し、同時に、各Ｂ−フィールドを予測す
るために、Ｉ、Ｐ又はＢ−フィールドのうちより近く使
用可能なフィールドを用いる。この構成は、画像を符号
化するために必要な総ビット数を低減する。なぜなら一
般に、Ｐ−フィールドは、Ｉ−フィールドよりも少ない
ビット数を用い、Ｂ−フィールドはＰ−フィールドより
も少ないビット数を用いるからである。
【００６９】図８に示す構成において、フィールドＰ1
は、フィールドＩ0から予測され、フィールドＰ7はＩ0
及びＰ1から予測される。フィールドＢ6は、３個のフィ
ールドＩ0、Ｐ1及びＰ7から予測され、Ｂ2は、４個のフ
ィールドＩ0、Ｐ1、Ｂ6及びＰ7から予測される。フィー
ルドＢ5は、フィールドＰ1、Ｂ2、Ｂ6及びＰ7を用いて
予測される。その後、フィールドＢ5は、フィールドＢ3
を予測するために、フィールドＢ6、Ｐ1、Ｂ2と共に用
いられる。最後にフィールドＢ4は、Ｂ−フィールド、
つまりＢ2、Ｂ3、Ｂ5及びＢ6から全体的に予測される。
【００７０】この構成において、予測フィールドＰ
1は、イントラフィールドＩ1が図４に示される構成にお
いて用いられていたように用いられる。一方、フィール
ドＢ6は、図４におけるフィールドＰ6と同じように用い
られる。
【００７１】最後のフィールド群構成が図９に示されて
いる。この構成は、図８に示される構成の拡張である。
Ｉ−フィールドの代わりにＰ−フィールドを用いること
に代えて、図９に示される構成では、Ｉ−フィールドに
代えてＢフィールドを用いている。この構成は、図８に
示される構成よりも低い平均ビットレートを達成する。
なぜなら、平均すると、Ｐ−フィールドを符号化するた
めに用いられるよりも、Ｂ−フィールドを符号化するた
めに用いられるビット数の方が少ないからである。
【００７２】図４〜図９に示されるフィールド群構成に
加えて、所望の技術の他の組み合わせに基づく他の構成
が用いられて効率的に画像を符号化し得ることも予期さ
れる。さらに、これらのフィールド群構成が受信器への
フィールド群構成を規定するためのシーケンスの最初に
符号を加えることによって単一画像シーケンスを符号化
するために用いられ得ることも予期される。特定のフィ
ールド群構成が、例えば、画像におけるモーションの量
及びタイプに基づいて、又は、画像の細部レベルに基づ
いて、画像信号前処理プロセッサによって自動的に選択
されることも可能である。
【００７３】
【発明の効果】前述したように、本発明によれば、フィ
ールド指向ＭＰＥＧシステムを利用して、予測時間間隔
及び予測リフレッシュ時間を低減することができる。加
えて、Ｉ−フィールドをＰ−フィールドに置き換え、及
びＰ−フィールドをＢ−フィールドに置き換えることに
よって画像を送るために用いられるビット数を低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を包含する映像符号化システム
の一例を示すブロック図である。
【図２】先行技術を示す図であって、本発明が動作する
環境を説明するために有用なフィールドシーケンス図で
ある。
【図３】先行技術を示す図であって、本発明が動作する
環境を説明するために有用なフィールドシーケンス図で
ある。
【図４】図１に示されるシステムにおいて具体化される
本発明を説明するために有用なフィールドシーケンス図
である。
【図５】図１に示されるシステムにおいて具体化される
本発明を説明するために有用なフィールドシーケンス図
である。
【図６】図１に示されるシステムにおいて具体化される
本発明を説明するために有用なフィールドシーケンス図
である。
【図７】図１に示されるシステムにおいて具体化される
本発明を説明するために有用なフィールドシーケンス図
である。
【図８】図１に示されるシステムにおいて具体化される
本発明を説明するために有用なフィールドシーケンス図
である。
【図９】図１に示されるシステムにおいて具体化される
本発明を説明するために有用なフィールドシーケンス図
である。
【符号の説明】
２４ マルチフィールドメモリ ２６ 減算器 ３２ モーション推定器 ３６ モーション補償回路 ４８ 第２のマルチフィールドメモリ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連続する映像フィールドを自動的に符号
    化する方法であって、該方法は、 該映像フィールドのシーケンス中の各フィールドを所定
    の順序で符号化して、符号化されたフィールドのシーケ
    ンスを生成するステップと、 該符号化されたフィールドのシーケンス中の各フィール
    ドを復号化して、復号化されたフィールドのシーケンス
    を生成するステップと、 該復号化されたフィールドのシーケンス中の各フィール
    ドを格納するステップと、 を包含しており、 該映像フィールドのシーケンス中の各フィールドは、該
    格納されたフィールドのうち、符号化されているフィー
    ルドに対して該映像フィールドのシーケンス中で最も近
    い１個のフィールドからのデータを用いて予測的に符号
    化される、方法。
  2. 【請求項２】 映像情報の連続するフィールドを自動的
    に符号化する方法であって、 該連続するフィールドのうち第１のフィールドを、該第
    １のフィールド中の映像情報のみを用いて符号化して、
    Ｉ−フィールドを生成するステップと、 該連続するフィールドのうち、複数のフィールド間隔だ
    け該第１のフィールドから離れている第２のフィールド
    を、該第１及び第２のフィールド中の映像情報を用いて
    予測的に符号化して、Ｐ−フィールドを生成するステッ
    プと、 該連続するフィールドのうち、シーケンスにおいて該第
    １のフィールドと該第２のフィールドとの間の位置を占
    める第３のフィールドを、該第３のフィールド中の映像
    情報並びに該第１及び第２のフィールドのうち一方のフ
    ィールド中の映像情報を用いて予測的に符号化して、第
    １のＢ−フィールドを生成するステップと、 該連続するフィールドのうち、シーケンスにおいて該第
    １のフィールドと第３のフィールドとの間の位置を占め
    る第４のフィールドを、該第４のフィールド中の映像情
    報並びに該第１及び第３のフィールドのうち一方のフィ
    ールド中の映像情報を用いて予測的に符号化して、第２
    のＢ−フィールドを生成するステップと、を包含する方
    法。
  3. 【請求項３】 前記映像情報の連続するフィールドは飛
    び越し走査される偶数及び奇数フィールドであって、該
    偶数及び奇数フィールドの各対が１フレームを形成する
    ように配置されており、前記方法は、１フレーム中の奇
    数及び偶数フィールドのうち一方がＰ−フィールドとし
    てすでに符号化されている場合には、該１フレーム中の
    奇数及び偶数フィールドのうち他方をＢ−フィールドと
    して符号化するステップをさらに包含する請求項２に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 前記符号化されたフィールドが、前記連
    続するフィールドと同じシーケンスで配置されており、
    各Ｐ−フィールドが次のＰ−フィールドとは少なくとも
    １個のＢ−フィールドだけ離れている請求項３に記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 前記符号化されたフィールドが、前記連
    続するフィールドと同じシーケンスで配置されており、
    各Ｉ−フィールドが次のＩ−フィールドとは少なくとも
    １個のＢ−フィールドだけ離れている請求項３に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 前記映像情報の連続するフィールドは飛
    び越し走査される偶数及び奇数フィールドであって、該
    偶数及び奇数フィールドの各対が１フレームを形成する
    ように配置されており、前記方法は、１フレーム中の奇
    数及び偶数フィールドのうち一方がＩ−フィールドとし
    てすでに符号化されている場合には、該１フレーム中の
    奇数及び偶数フィールドのうち他方をＰ−フィールドと
    して符号化するステップをさらに包含する請求項２に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 前記映像情報の連続するフィールドは飛
    び越し走査される偶数及び奇数フィールドであって、該
    偶数及び奇数フィールドの各対が１フレームを形成する
    ように配置されており、前記方法は、１フレーム中の奇
    数及ぶ偶数フィールドのうち一方がＩ−フィールドとし
    てすでに符号化されている場合には、該１フレーム中の
    奇数及び偶数フィールドのうち他方をＢ−フィールドと
    して符号化するステップをさらに包含する請求項２に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 映像情報の連続する飛び越し走査される
    偶数及び奇数フィールドを自動的に符号化する方法であ
    って、該偶数及び奇数フィールドの各対が映像情報の１
    フレームを形成し、該方法は、 該映像情報の偶数フィールドのうち１個のフィールド
    を、該１個の偶数フィールド中の情報及びシーケンスに
    おいて以前に発生する前のフィールド中の情報のみを用
    いて予測的に符号化するステップと、 該１個の偶数フィールドと同じフレームの奇数フィール
    ドを、該奇数フィールド中の情報、該１個の偶数フィー
    ルド中の情報、及びシーケンスにおいて該奇数フィール
    ドよりも後に発生する後のフィールド中の情報を用い
    て、双方向的及び予測的に符号化するステップとを包含
    する方法。
  9. 【請求項９】 前記シーケンスにおいて前記１個の偶数
    フィールド及び前記奇数フィールドの直後に続く偶数フ
    ィールドを、該奇数フィールド中の情報、該１個の偶数
    フィールド中の情報及び前記後のフィールド中の情報を
    用いて、双方向的及び予測的に符号化するステップをさ
    らに包含する請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 映像情報の連続するフィールドを符号
    化する映像データ圧縮システムであって、 該連続するフィールドのうち第１のフィールドを、該第
    １のフィールド中の映像情報のみを用いて符号化して、
    Ｉ−フィールドを生成する手段と、 該連続するフィールドのうち、複数のフィールド間隔だ
    け該第１のフィールドから離れている第２のフィールド
    を、該第１及び第２のフィールド中の映像情報を用いて
    予測的に符号化して、Ｐ−フィールドを生成する手段
    と、 該連続するフィールドのうち、シーケンスにおいて該第
    １のフィールドと該第２のフィールドとの間の位置を占
    める第３のフィールドを、該第３のフィールド中の映像
    情報並びに該第１及び第２のフィールドのうち一方のフ
    ィールド中の映像情報を用いて予測的に符号化して、第
    １のＢ−フィールドを生成する手段と、 該連続するフィールドのうち、シーケンスにおいて該第
    １のフィールドと第３のフィールドとの間の位置を占め
    る第４のフィールドを、該第４のフィールド中の映像情
    報並びに該第１及び第３のフィールドのうち一方のフィ
    ールド中の映像情報を用いて予測的に符号化して、第２
    のＢ−フィールドを生成する手段と、 を備えているシステム。
  11. 【請求項１１】 映像情報の連続する飛び越し走査され
    る偶数及び奇数フィールドを符号化する映像データ圧縮
    システムであって、該偶数及び奇数フィールドの各対が
    映像情報の１フレームを形成し、該システムは、 該映像情報の偶数フィールドのうち１個のフィールド
    を、該１個のフィールド中の情報及びシーケンスにおい
    て以前に発生する前のフィールド中の情報のみを用いて
    予測的に符号化する手段と、 該１個の偶数フィールドと同じフレームの奇数フィール
    ドを、該奇数フィールド中の情報、該１個の偶数フィー
    ルド中の情報及び該奇数フィールドよりも該シーケンス
    において後に発生する後のフィールド中の情報を用い
    て、双方向的及び予測的に符号化する手段とを備えてい
    るシステム。
  12. 【請求項１２】 連続する映像フィールドを自動的に符
    号化する装置であって、該装置は、 該映像フィールドのシーケンス中の各フィールドを所定
    の順序で符号化して、符号化されたフィールドのシーケ
    ンスを生成する手段と、 該符号化されたフィールドのシーケンス中の各フィール
    ドを復号化して、復号化されたフィールドのシーケンス
    を生成する手段と、 該復号化されたフィールドのシーケンス中の各フィール
    ドを格納する手段と、を備えており、 該映像フィールドのシーケンス中の各フィールドは、該
    格納されたフィールドのうち、符号化されているフィー
    ルドに対して該映像フィールドのシーケンス中で最も近
    い１個のフィールドからのデータを用いて予測的に符号
    化される、装置。
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