JPH0622291A

JPH0622291A - 解像度変換可能な復号方法と装置

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Publication number: JPH0622291A
Application number: JP20036292A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Iwahashi; 政宏岩橋
Original assignee: G C TECHNOL KK
Current assignee: G C TECHNOL KK
Priority date: 1992-07-04
Filing date: 1992-07-04
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】動画像信号を、任意の倍率で拡大または縮小
して表示する。【構成】入力端子５１からの動画像をバッファ２０に
貯え、逆ハフマン復号器２１でＤＣＴ（離散コサイン変
換）係数と逆量子化テーブルと動きベクトルを復号す
る。ＤＣＴ係数は逆量子化テーブルを用いて逆量子化
し、ブロック生成器群２３にて縮小または拡大されたブ
ロックを生成する。逆離散コサイン変換器２４にてＩＤ
ＣＴ（逆離散コサイン変換）処理し、必要に応じてフィ
ールド合成器２５を通して、加算器４０にて予測信号と
加算して出力端子５２より再生画像を出力する。フレー
ム・メモリ２６−１，２６−２に貯えられた信号を動き
補償器２７−１，２７−２で、動きベクトル変換器３０
で変換された動きベクトルにより動き補償し、直接また
は補間器２８で補間してから加算器４０へ入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル動画像信号に
おける解像度変換可能な復号方法と装置に関する。具体
的には、予測符号化と離散コサイン変換（ＤＣＴ）によ
り符号化されたディジタル動画像のビット・ストリーム
を入力されて、任意の解像度（画素数）の画像を再生す
ることのできる動画像復号方法と装置を提供せんとする
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル動画像信号は文書や音声に比
べて膨大なデータ量で表現されるので、通信網や蓄積装
置を経済的に利用するには、この画像データの量を圧縮
してから伝送または蓄積することが必要である。

【０００３】図５には画像データを伝送または蓄積する
ためのシステム全体の概念構成図を示している。入力端
子５０から入力されたディジタル動画像は、符号化器６
１により符号化され、圧縮される。その出力であるビッ
ト・ストリームは、用途に応じて通信され、または蓄積
される（通信・蓄積部６２）。データの受信側では復号
装置６３により画像データが再生され、出力端子５２よ
り出力される。

【０００４】はじめに符号化器６１における信号処理方
法を説明する。従来から知られている圧縮方法のほとん
どは、画像信号の持つ相関を利用しており、たとえば予
測符号化と離散コサイン変換（ＤＣＴ）を組合せたハイ
ブリッド符号化方式が広く研究開発されている。この技
術は国際標準化委員会（ＩＳＯ）が進めているディジタ
ル画像符号化方式の国際標準化方式として、その技術的
中核をなしている。またハードウェア面においても多く
の開発が行われている。

【０００５】この予測符号化とＤＣＴを組合せたハイブ
リッド符号化方式では、動画像データはまず、予測符号
化により時間方向の相関が利用されて圧縮される。具体
的には、各フレーム（ある時刻における画像データ）を
いくつかの小ブロックに領域分割し、各ブロックについ
て近隣するフレームからの動いた距離を検出する。この
距離を以下、“動きベクトル”と呼ぶ。つぎにこの動き
ベクトルを用いて、各ブロックの動きを補償した後、フ
レーム間の差をとる。この処理は“動き補償”と呼ば
れ、これにより差分データの振幅値が小さくなり、一画
素あたりの通信・蓄積に必要なビット数が少なくなる。

【０００６】予測符号化されたデータは、つぎにＤＣＴ
処理され、さらに空間方向の相関が利用されて圧縮され
る。ＤＣＴは各ブロック毎に行われ、前記の国際標準化
方式では、サイズ８×８（縦８画素、横８画素）のブロ
ック・サイズが一般的に使われる。ＤＣＴで得られた
“係数値”は、画像信号が相関を持つために低周波数領
域に遍在する。その結果、エントロピー（画素あたりの
情報量）が下がり、ハフマン符号化による圧縮が可能と
なる。

【０００７】ＤＣＴの係数値はデータ量を圧縮するため
に、まず量子化され、つぎにハフマン符号化され、符号
化器６１から出力される。符号化器６１で圧縮されたデ
ータは、つぎに通信・蓄積部６２に入力され、用途に応
じて通信または蓄積される。

【０００８】復号装置６３では、入力されたビット・ス
トリームは、符号化器６１での処理と逆の手順で処理さ
れ、符号化器６１への入力画像が再生復元されて、出力
端子５２から出力される。

【０００９】図６に従来の復号装置６３の回路構成が示
されている。ここにおける復号処理は、基本的には符号
化処理と逆の手順で実施される。たとえば符号化処理の
一例として、ＩＳＯ（International Organisation for
Standardisation ）の勧告案であるＩＳＯ−ＩＥＣ／
ＪＴＣ１／ＳＣ２／ＷＧ１１，ＭＰＥＧ９０／１７６，
Ｒｅｖ．２（Ｄｅｃ．１９９０）に記載の符号化方式が
利用される。この符号化方式は、８×８点のＤＣＴと予
測符号化とハフマン符号化により構成されているので、
以下においては、符号化側にて８×８サイズのＤＣＴが
使われると仮定する。

【００１０】入力端子５１において受信された画像デー
タは、バッファ２０に一時的に蓄積され、一定量ずつ取
り出されて、逆ハフマン復号器２１Ｂに入力され復号さ
れて、ＤＣＴ係数と逆量子化テーブルと、動きベクトル
が得られる。その手続きは符号化処理と逆の手順で行わ
れる。処理の結果、得られたＤＣＴ係数と量子化テーブ
ルは逆量子化器２２へ、また、逆ハフマン復号器２１Ｂ
で得られた動きベクトルは動きベクトル変換器３０Ｂ
へ、それぞれ入力される。

【００１１】逆量子化器２２では、量子化テーブルを用
いてＤＣＴ係数が定数倍される。このときの乗数は、符
号化器６１（図５）における値の逆数である。

【００１２】逆量子化器２２において、逆量子化された
ＤＣＴ係数は、切替スイッチ３１の端子ａ，ｂ，ｃのい
ずれかを介して、ブロック生成器群２３Ｂに含まれた縮
小ブロック生成器２３１，８×８ブロック生成器２３
２，拡大ブロック生成器２３３のいずれかに処理目的に
応じて入力される。

【００１３】画像の拡大または縮小をしない場合は、逆
量子化器２２からの出力である逆量子化されたＤＣＴ係
数は、切替スイッチ３１の端子ｂを介して、８×８ブロ
ック生成器２３２に入力され、符号化器６１（図５）に
おけるＤＣＴ出力と同一のブロック状態に配置される。
このときのブロック・サイズは８×８画素である。

【００１４】ブロック・サイズの縮小変換を行う場合
は、逆量子化器２２の出力であるＤＣＴ係数は、切替ス
イッチ３１の端子ａを介して縮小ブロック生成器２３１
に入力される。

【００１５】図７には縮小ブロック生成器２３１の出力
を説明するためのＤＣＴ係数値の存在位置を示してい
る。縮小ブロック生成器２３１の出力信号は、Ｎ₁とＮ
₂を８より小さい正数として、１ブロックあたり８×８
個のＤＣＴ係数の内、図７に示す低周波数側（原点０に
近いほど低周波を表わす）のＮ₁×Ｎ₂個の係数であ
る。このときの縮小比率は、縦Ｎ₁／８倍、横Ｎ₂／８
倍になる。

【００１６】一方、サイズの拡大変換を行う場合は、Ｄ
ＣＴ係数は、切替スイッチ３１の端子ｃを介して、拡大
ブロック生成器２３３に入力される。

【００１７】この拡大ブロック生成器２３３では、逆量
子化器２２において逆量子化された、１ブロックあたり
８×８個のＤＣＴ係数の、より高周波数側にゼロを付加
して、サイズＮ₁×Ｎ₂個のブロックを生成する。ただ
し、Ｎ₁とＮ₂を８より大きい正数とする。また、この
ときの拡大比率は、縦Ｎ₁／８倍、横Ｎ₂／８倍であ
る。

【００１８】ブロック生成器群２３Ｂにおける処理で生
成されたブロックは、逆離散コサイン変換器２４におい
てブロック毎に逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）され
る。このときのブロック・サイズはＮ₁×Ｎ₂である。
逆離散コサイン変換の結果得られた逆離散コサイン変換
器２４からの出力信号は、切替スイッチ３５からの動き
補償された信号と、加算器４０により加算されて、出力
端子５２から再生画像として出力される。

【００１９】この加算器４０による動き補償処理は、加
算器４０からの出力画像の符号化処理に応じてＩピクチ
ャ（Intra Picture ），Ｐピクチャ（Predictive Pictu
re）およびＢピクチャ（Bidirectional Picture ）の３
通りの画像のタイプのうちのいずれかが用いられる。Ｉ
ピクチャではそのピクチャに含まれたすべてのブロック
でピクチャ内符号化が行われて予測符号化は行われず、
Ｐピクチャではピクチャ間予測符号化とピクチャ内符号
化のうちの予測誤差データの小となる方がブロック毎に
選択され、Ｂピクチャでは、前方（過去）または後方
（未来）のＩ，Ｐピクチャを予測に使用する。

【００２０】加算器４０からの出力画像がＩピクチャの
場合は、切替スイッチ３５は端子ｄに接続され、加算器
４０では何も加算されない。

【００２１】加算器４０からの出力画像がＰピクチャの
場合は、逆離散コサイン変換器２４の出力信号は加算器
４０により、切替スイッチ３５の出力である、予測に使
われた過去の画像と加算されて出力端子５２から出力さ
れる。

【００２２】過去の画像を切替スイッチ３３の端子ａを
介してフレーム・メモリ２６−１に蓄積した場合は、こ
の蓄積された画像信号は、動き補償器２７Ｂ−１により
動き補償され、切替スイッチ３５の端子ａを介して加算
器４０に入力される。このときの動き補償には、動きベ
クトル変換器３０Ｂの出力である動きベクトルが使わ
れ、これは切替スイッチ３４の端子ａを介して動き補償
器２７Ｂ−１に入力される。

【００２３】一方、過去の画像を切替スイッチ３３の端
子ｃを介してフレーム・メモリ２６−２に蓄積した場合
は、この蓄積された画像信号は、動き補償器２７Ｂ−２
により動き補償され、切替スイッチ３５の端子ｃを介し
て加算器４０に入力される。このときの動き補償には、
動きベクトル変換器３０Ｂの出力である動きベクトルが
使われ、これは切替スイッチ３４の端子ｂを介して動き
補償器２７Ｂ−２に入力される。

【００２４】加算器４０からの出力画像がＢピクチャの
場合、過去と未来の画像がそれぞれ、フレーム・メモリ
２６−１，２６−２に蓄積され、それぞれ動き補償器２
７Ｂ−１，２７Ｂ−２により動き補償される。その後、
両者は補間器２８に入力され、両者の相加平均またはど
ちらか一方が切替スイッチ３５の端子ｂに出力される。
スイッチ３５の出力信号は加算器４０により、逆離散コ
サイン変換器２４の出力と加算されて出力端子５２から
再生画像が出力される。

【００２５】また、動きベクトル変換器３０Ｂでは、動
き補償に使われる動きベクトルの値を、縦方向はＮ₁／
８倍、横方向はＮ₂／８倍して、再生画像に必要な変換
比（画像の拡大または縮小比）に応じて適切な値が生成
されている。

【００２６】ここで、拡大または縮小された再生画の画
質を向上させるために、動き補償を半画素精度で実施す
ることも可能である。このとき、動きベクトル変換器３
０Ｂにおいて、縮小または拡大した結果として得られ
た、動きベクトル値の絶対値の小数第１位の値は、小数
第２位の値が４捨５入または切り捨てられて０または５
になる。この値が０のときは整数画素精度で、５のとき
は半画素精度で、符号化と逆の手順により動き補償され
る。

【００２７】拡大や縮小を行った場合には、時間方向へ
の誤差が蓄積されることがある。それは復号装置６３側
にて、画像の縮小や拡大をしたときには、局部復号処理
による誤差が蓄積され誤差蓄積への対策がなされていな
いからである。従って、画像の拡大縮小の変換比が１に
近いほど、この誤差蓄積は少なくなるが、変換比が１か
ら遠くなるほど、誤差蓄積が多くなる。これに対し、符
号化器６１側にて、予測符号化を行わない画像（Ｉピク
チャ）の挿入枚数を増やし周期的にリフレッシュするこ
とで、誤差蓄積への対策をとる。また、動きの激しい領
域ほど、このリフレッシュの回数を増やし、画質劣化を
制御している。ここで、動きの激しさは動きベクトルの
大きさで見積もることもできる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】

【００２９】i ）飛び越し走査への対応ビデオ・カメラでは飛び越し走査されている（偶数ライ
ンと奇数ラインでサンプリング時間が異なる）ため、カ
メラ出力であるディジタル動画像がフィールド構造を持
ってしまう。この現象は動きの激しい映像では特に顕著
となる。したがって、従来の技術では、動きの激しい画
像の画質が劣化するという解決されるべき課題があっ
た。

【００３０】ii ）ジグザグ・スキャンへの対応受信側の復号装置６３で、ジグザグ・スキャンを採用し
ている送信側の符号化器６１（図５）よりも低い解像度
の画像を再生する場合、復号装置６３は受信したビット
・ストリームの全てを復号する必要はない。従来法では
不必要なＤＣＴ係数までも逆ハフマン符号化して復号す
るという処理上の無駄があるという課題が残されてい
た。

【００３１】iii ）画像拡大時の歪み飛び越し走査により、動きの激しい映像では課題が偶，
奇の各フィールドがそれぞれフィールド構造をもつこと
に起因する弊害は、画像を拡大したときに更に顕著にな
る。また、ＤＣＴ係数の高域周波数側に単にゼロを付加
して拡大したのでは映像が若干、歪んでしまうという未
解決の課題があった。

【００３２】iv ）高詳細動き補償動きベクトルを拡大または縮小することにより、動き補
償時に誤差が発生して予測画像（ＰピクチャやＢピクチ
ャ）の画質が劣化してしまうという解決されねばならな
い課題が残されていた。

【００３３】

【課題を解決するための手段】送信側の符号化器６１
（図５）においてＤＣＴ係数がジグザグ・スキャンされ
た後にハフマン符号化された場合、低周波領域にあるＤ
ＣＴ係数を復号し終わった時点で、次のブロックの処理
へスキップする機能を備えた逆ハフマン復号器と、ブロ
ック生成器群に含まれた拡大ブロック生成器においてＤ
ＣＴ係数ブロツクの拡大を行った後に、拡大変換に伴っ
て発生する変換歪みを制御するために拡大ブロック生成
器の出力であるＤＣＴ係数に窓関数を乗算する窓関数乗
算器と、符号化器６１がフィールド分離してからＤＣＴ
を行った場合には、逆離散コサイン変換器においてＩＤ
ＣＴ（逆離散コサイン変換）処理後にフィールドを合成
する、フィールド合成器と、画像の拡大または縮小にと
もなって、復号された動きベクトルの値を拡大または縮
小するための、動きベクトル変換器と、拡大または縮小
された画像に対して拡大または縮小された動きベクトル
を用いて高精度で動き補償できる動き補償器とを、具備
するように構成した。

【００３４】

【作用】ブロック生成器群において、逆量子化された係
数が、フィールド分離しない１つの、または、奇数フィ
ールドと偶数フィールドにフィールド分離された２つ
の、Ｎ₁×Ｎ₂サイズのブロックに再配置される。

【００３５】ここで、受信側の復号装置６３で画像サイ
ズを縮小する場合には、図７に示すＤＣＴ係数値の低域
周波数側のＮ₁×Ｎ₂点の係数を用いるか、または図３
に示すジグザグ・スキャンにおける低域周波数側の係数
を用いて逆離散コサイン変換器への入力とする。

【００３６】一方、受信側の復号装置６３で画像サイズ
を拡大する場合には、復号された８×８サイズの係数の
高域側にゼロを付加してサイズをＮ₁×Ｎ₂点として、
逆離散コサイン変換器への入力とする。また、拡大ブロ
ック生成器の出力に、窓関数乗算器を設けて窓関数を乗
算することにより、ブロック内での不連続点（ゼロ領域
とＤＣＴ係数領域の境界）を連続に近づけて、拡大変換
に伴う画質劣化を抑制する処理を行う。この処理はＤＣ
Ｔ係数を定数倍することにより実施される。

【００３７】生成されたブロックは、逆離散コサイン変
換器にてブロック毎に逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）
され、フィールド分離されていれば、ＩＤＣＴ後に各フ
ィールドを合成する。こうして得られた信号は動き補償
された信号と加算される。

【００３８】縮小または拡大された画像を動き補償する
ために、動きベクトル変換器にて、動きベクトルの値を
解像度変換の比率に応じて拡大または縮小している。動
き補償処理は、拡大または縮小された画像に対して、１
／２画素以下の高精度で実施して高詳細画像を得てい
る。

【００３９】

【実施例】本発明による復号装置の一実施例を図１に示
し、これを用いて説明する。従来例を示す図６の構成と
異なる構成上の点について述べると、図６の逆ハフマン
復号器２１Ｂとは異なる動作をする逆ハフマン復号器２
１を用い、図６の動きベクトル変換器３０Ｂに代えて、
それとは異なる動作をする動きベクトル変換器３０を用
い、図６のブロック生成器群２３Ｂに含まれた拡大ブロ
ック生成器２３３の後に、図１においては窓関数乗算器
２３４を設けたブロック生成器群２３を用い、逆離散コ
サイン変換器２４の出力を切替スイッチ３２により直接
に、またはフィールド合成器２５を介して、切替スイッ
チ３３に印加するようにし、図６の動き補償器２７Ｂ−
１，２７Ｂ−２に代えて、動きベクトル変換器３０から
の動きベクトルを受けて動き補償された高詳細画像を得
るための動きベクトル補償器２７−１，２７−２を用い
ている。その他の構成は図６と同じである。これら図６
の構成と異なる構成によりもたらされる作用について
は、以下の各実施例において詳細に説明する。

【００４０】実施例１フィールド分離本発明では、図６に示した従来技術に、図１に示す切替
スイッチ３２とフィールド合成器２５を付加して、再生
画上の歪みを低減している。

【００４１】これは画像の拡大時に動きの激しい動画像
に対して、とくに効果的である。なぜなら、飛び越し走
査によりカメラからのディジタル化された動画像は、奇
数ラインの画像と偶数ラインの画像とでは、サンプルさ
れた時間が異なる。したがって、奇数フィールドと偶数
フィールドでは、とくに動きの速い画像では空間的に大
きくずれている。これをそのまま拡大すると、偶奇両フ
ィールド間での“ずれ”そのものが拡大され、視覚上、
目立つ歪みになってしまうからである。

【００４２】そこで本発明では、符号化器６１側（図
５）にてフィールド分離された後にＤＣＴされた場合
は、その情報を受信したデータから読み取って、逆離散
コサイン変換器２４の出力信号を、切替スイッチ３２の
端子ｂを介してフィールド合成器２５に入力する。これ
により、符号化器６１側においてフィールド分離してか
らＤＣＴを行った場合は、復号装置６３側においてもフ
ィールド分離したままでブロックを作成する。

【００４３】切替スイッチ３２では、もしも符号化器６
１側でＤＣＴ処理前にフィールド分離されていれば、Ｉ
ＤＣＴ後のデータは切替スイッチ３２の端子ｂを介して
フィールド合成器２５に入力され、符号化器６１側でフ
ィールド分離されていない場合は、切替スイッチ３２の
端子ａが選択されてフィールド合成器２５には通されな
い。

【００４４】実施例２窓関数の乗算画像の拡大変換において、拡大比率が大きくなると変換
に伴う画像歪みが無視できなくなってしまう。本発明で
は、図６に示した従来例に、図１に示す窓関数乗算器２
３４を付加し、この歪みの発生を抑制している。

【００４５】拡大ブロック生成器２３３の出力において
発生する変換歪みは、各ブロックの内部に、ＤＣＴ係数
の存在する領域と存在しないゼロ領域の間で不連続点を
有することに起因する。そこで、本発明では、各ブロッ
クのＤＣＴ係数に窓関数を乗算することにより、この不
連続性を是正し、画像劣化を抑制している。

【００４６】窓関数乗算器２３４の動作を説明する。Ｎ
₁×Ｎ₂サイズに拡大されたブロックから、横一列の数
列を取り出す。このサイズはＮ₂であり、Ｎ₁種類あ
る。個々の数列は８個のＤＣＴ係数値と、Ｎ₂−８個の
ゼロ値から構成されている。図２（ａ）には、Ｎ₁＝Ｎ
₂＝１１の場合を示す。同図中、ＤＣＴ係数値ｙ（７）
とｙ（８）の間が前記の不連続点である。そこで、この
ＤＣＴ係数値ｙ（ｎ）の不連続性を是正するために、ｙ
（ｎ）に図２（ｂ）に示すようにｎに対して直線的に変
化する窓関数ｗ（ｎ）を乗算し、ｙ（ｎ）・ｗ（ｎ）を
新たなる数列の値とする。この処理をＮ₁種類の数列に
適用し、横方向の処理を終える。つぎに、Ｎ₁サイズの
縦一列の数列に窓関数を乗算する処理をＮ₂ 回繰り返し
窓関数乗算器２３４での処理を終える。

【００４７】本発明で利用できる窓関数にはいくつかの
種類が考えられる。一例としては、ｎが０から７未満で
ｗ（ｎ）＝１、ｗ（７）＝０．５である窓関数、他の例
としては、ｗ（ｎ）＝｛ａ＋（１−ａ）・cos （２πｎ
／８）｝である窓関数（ａ＝０．５で Hanning 窓、ａ
＝０．５４は Hamming 窓と呼ばれる。）、またさらに
他の例としては、３角窓と呼ばれる、ｗ（ｎ）＝（８−
ｎ）／８が、利用できる。また、画質劣化の程度によっ
ては、窓関数の乗算処理は行わないことも可能である。

【００４８】実施例３逆ハフマン処理の簡易化符号化器６１側で、ＤＣＴ係数がジグザグ・スキャンに
よりハフマン符号化されている場合、図６の逆ハフマン
復号器２１Ｂを、スキップ機能を有する図１の逆ハフマ
ン復号器２１に置き換えることにより、逆ハフマン処理
が簡易化できる。

【００４９】再生画を縮小する場合、必要な個数の低域
側ＤＣＴ係数を逆ハフマン符号化した時点で、それより
高域のＤＣＴ係数は復号する必要はないから、その高域
のＤＣＴ係数はスキップする。このスキップ操作により
無駄な逆ハフマン符号化処理が削除され、処理の高速化
やハードウェアの簡略化ができる。

【００５０】このとき、８×８個のＤＣＴ係数は図３の
矢印に示す順序でジグザグにスキャンされ、この順序で
ハフマン符号化されている。そこで逆ハフマン符号化器
２１においては、図３の丸印で示す低域周波数側の３角
形領域にあるＤＣＴ係数を読み込んだ時点で逆ハフマン
処理を止め、従来例（図６の逆ハフマン復号器）におい
てさらに逆ハフマン処理を継続していた残りの×印の高
域の周波数側にはゼロ値を置くことにより、ブロック・
サイズＮ₁ ×Ｎ₂ のブロックを生成する。

【００５１】実施例４高詳細動き補償の実施図１の動きベクトル変換器３０と、２つの動き補償器２
７−１，２７−２を用いて、再生画像の拡大または縮小
時の動き補償処理の精度を上げ、再生画の画質を向上さ
せている。

【００５２】再生画像を拡大または縮小しない場合に
は、動きベクトルの値は１画素単位または１／２画素単
位である。しかし、この値を拡大または縮小すると、画
素単位がさらに細かくなる。たとえば、１／２画素単位
を１／２に縮小すると、１／４画素単位の値になる。こ
うした細かい値を、従来方法を利用するために１または
１／２画素単位に量子化すると、再生画の動きが所望の
値からずれるので画質が劣化してしまう。そこでこの動
き補償時の最小画素単位を細かくとり、動き補償の精度
を上げるようにして再生画の画質を向上させている。

【００５３】はじめに、符号化器６１（図５）側から送
られた動きベクトルの値を、水平方向がＭＶ_x、垂直方
向がＭＶ_yとする。また動きが１画素単位のときは値が
整数値、１／２画素単位のときは小数第１位が５になる
とする。いま、これらの値を図１の動きベクトル変換器
３０にて拡大または縮小した結果、小数点以下の値が、
水平方向はｓ、垂直方向はｔになったとする。ここでｓ
およびｔは１未満の実数である。このときの動き補償器
２７−１，２７−２の動作を図４を用いて説明すると、
水平方向にｓ、垂直方向にｔだけ動いた点の画素値（図
４のＱ）を、 Q(x+s,y+t)={(1-s)P(x,y)+sP(x+1,y)}(1-t)+{(1-s)P)(x,y+1)+sP(x+1,y+1)}t により計算し、図４の点Ｑの位置の画素値を求めてい
る。この式の表わすＱの位置の画素値は、目的のＱの周
辺の４つの点Ｐ（ｘ，ｙ），Ｐ（ｘ＋１，ｙ），Ｐ
（ｘ，ｙ＋１），Ｐ（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素値の内分
点を表わしている。この値を動き補償に用いることによ
り、高詳細な動き補償を実施する。

【００５４】また、処理を簡略化するために、ｓおよび
ｔの値をｉ／４（ただし、ｉ＝０，１，２，３）のいず
れか近い値に量子化することもできる。なお、ｓおよび
ｔの値をｉ／２（ただし、ｉ＝０，１）のいずれか近い
値に量子化すれば、従来の１／２画素精度の動き補償処
理と同一の方式になる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるならば、

【００５６】i ）動きの激しい画像が、少ない画像劣
化で再生できる。

【００５７】ii）低域側の３角形領域（図３）にある
ＤＣＴ係数のみを処理して他の部分はスキップするので
信号処理の冗長性が削減でき、処理が高速化され、復号
装置の簡略化が可能となる。

【００５８】iii ）再生画像の拡大時に、逆離散コサ
イン変換器への入力信号に窓関数を乗算してから印加し
て画像歪みを低減し、高品質の再生画像を得ている。

【００５９】iv ）高精度の動き補償を行うことによ
り、動き補償時の誤差が低減され、予測画像（Ｐピクチ
ャおよびＢピクチャ）の画質劣化を抑制できる。したが
って本発明の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による復号装置の一実施例を示す回路構
成図である。

【図２】図１の構成要素である窓関数乗算器における乗
算処理を示す乗算処理図である。

【図３】図１の構成において逆離散コサイン変換に使用
する低域周波数側ＤＣＴ係数値の存在位置を示すＤＣＴ
係数位置図である。

【図４】図１の構成要素である動き補償器における動作
を示す動き補償動作図である。

【図５】従来の画像信号の符号化および復号システムの
概念構成図である。

【図６】図５の構成要素である従来の復号装置の回路構
成図である。

【図７】図５の構成において逆離散コサイン変換に使用
する低域周波数側ＤＣＴ係数値の存在位置を示すＤＣＴ
係数位置図である。

【符号の説明】

２０バッファ２１，２１Ｂ逆ハフマン復号器２２逆量子化器２３，２３Ｂブロック生成器群２４逆離散コサイン変換器２５フィールド合成器２６−１，２６−２フレーム・メモリ２７−１，２７−２，２７Ｂ−１，２７Ｂ−２動き補
償器２８補間器３１〜３５切替スイッチ４０加算器５０，５１入力端子５２出力端子６１符号化器６２通信・蓄積部６３復号装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル動画像信号を、８×８点の画
素からなる複数のブロックに領域分割し、前記各ブロックごとに動き補償して未来および過去の画
像のうちの一方との差分信号を得る場合および前記差分
信号を得ない場合に、前記各ブロックを離散コサイン変
換により変換して離散コサイン変換出力を得て、前記離散コサイン変換出力を量子化して量子化出力を得
て、前記量子化出力をハフマン符号化することによりビット
・ストリームを得て（６１）、前記ビット・ストリームを入力信号として受けて逆ハフ
マン復号化して逆ハフマン復号化出力を得て（２１）、前記逆ハフマン復号化出力を逆量子化して逆量子化出力
を得て（２２）、前記逆量子化出力から、Ｎ₁およびＮ₂を８より小さな
正の整数としたときには前記ビット・ストリーム中の前
記８×８点の画素に対応した離散コサイン変換係数の所
定の低域周波数側を用いてＮ₁×Ｎ₂点の画像縮小用の
ブロック生成出力をつくり、Ｎ₁およびＮ₂を８より大
きな正の整数としたときには前記ビット・ストリーム中
の前記８×８点の画素に対応した離散コサイン係数の高
域周波数側にゼロを付加してＮ₁×Ｎ₂点の画像拡大用
のブロック生成出力をつくり（２３）、前記画像縮小用および拡大用のすくなくとも一方のブロ
ック生成出力をＮ₁×Ｎ₂点のサイズで逆離散コサイン
変換して縮小および拡大した再生画像のうちのすくなく
とも一方の逆変換出力を得て（２４）、前記各ブロックごとに対応する前記逆変換出力に動き補
償して未来および過去の画像のうちのすくなくとも一方
または両方の平均の画像信号との和の信号を得る場合お
よび前記和の信号を得ないで前記逆変換出力をそのまま
ディジタル動画像出力信号とする（２６〜２８，３０，
３２〜３５，４０）、解像度変換可能な復号方法において、前記ビット・ストリームにおいて画像信号が偶数フィー
ルドと奇数フィールドとに分離されている場合には分離
されたまま逆離散コサイン変換して前記偶数フィールド
と奇数フィールドとを合成する（２５）解像度変換可能な復号方法。
【請求項２】前記離散コサイン変換係数をジグザグ・
スキャンにより得ている場合に、前記ビット・ストリー
ム中の前記８×８点の画素に対応した離散コサイン変換
係数のうち、所定の低域周波数側にある離散コサイン変
換係数のみを逆ハフマン復号化し、残余の離散コサイン
変換係数に対しては逆ハフマン復号化せずにスキップす
るように前記逆ハフマン復号化出力を得る（２１）、請
求項１の解像度変換可能な復号方法。
【請求項３】拡大した画像を得るために前記ブロック
生成出力を前記逆離散コサイン変換する場合には、前記
ブロック生成出力に窓関数を乗算する、請求項１の解像
度変換可能な復号方法。
【請求項４】前記縮小および拡大した再生画像のうち
のすくなくとも一方を得る場合に、周辺の４つの点の画
素値を内分して得られる画素値を用いて前記逆変換出力
に動き補償する、請求項１の解像度変換可能な復号方
法。
【請求項５】ディジタル動画像信号を、８×８点の画
素からなる複数のブロックに領域分割し、前記各ブロックごとに動き補償して未来および過去の画
像のうちの一方または両方の平均との差分信号を得る場
合および前記差分信号を得ない場合に、前記各ブロック
を離散コサイン変換により変換して離散コサイン変換出
力を得て、前記離散コサイン変換出力を量子化して量子化出力を得
て、前記量子化出力をハフマン符号化することによりビット
・ストリームを送出するための符号化手段（６１）から
の、前記ビット・ストリームを入力信号として受けて逆ハフ
マン復号化して逆ハフマン復号化出力を得るための逆ハ
フマン復号複合手段（２１）と、前記逆ハフマン復号化出力を逆量子化して逆量子化出力
を得るための逆量子化手段（２２）と、前記逆量子化出力から、Ｎ₁およびＮ₂を８より小さな
正の整数としたときには前記ビット・ストリーム中の前
記８×８点の画素に対応した離散コサイン変換係数の所
定の低域周波数側を用いてＮ₁×Ｎ₂点の画像縮小用のブ
ロック生成出力をつくるための縮小ブロック生成器（２
３１）と、前記Ｎ₁およびＮ₂を８より大きな整数とし
たときには前記ビット・ストリーム中の前記８×８点の
画素に対応した離散コサイン係数の高域周波数側にゼロ
を付加してＮ₁×Ｎ₂点の画像拡大用のブロック生成出
力をつくるための拡大ブロック生成器（２３３）とを含
むブロック生成手段（２３）と、前記画像縮小および拡大用のすくなくとも一方のブロッ
ク生成出力を逆離散コサイン変換して縮小および拡大し
た再生画像のうちのすくなくとも一方の逆変換出力を得
るための逆離散コサイン変換手段（２４）と、前記逆変換出力を受けて動き補償して未来および過去の
画像のうちのすくなくとも一方または両者の平均の画像
信号との和の信号を得るための、および前記和の信号を
得ないで前記逆変換出力をそのままディジタル動画像出
力信号とするための動き補償画像出力手段（２６〜２
８，３０，３２〜３５，４０）とを含む解像度変換可能
な復号装置において、前記逆離散コサイン変換手段が、前記ビット・ストリー
ムにおいて画像信号が偶数フィールドと奇数フィールド
とに分離されている場合には分離されたまま逆離散コサ
イン変換して分離された逆変換出力を受けて前記偶数フ
ィールドと奇数フィールドとを合成して合成された逆変
換出力を得るためのフィールド合成器２５）を含む解像
度変換可能な復号装置。
【請求項６】前記逆ハフマン復号手段が、ジグザグ・スキャンにより得た離散コサイン変換係数を
含む前記ビット・ストリームを入力信号として受けたと
きに、前記ビット・ストリーム中の前記８×８点の画素
に対応した離散コサイン変換係数のうち、所定の低域周
波数側にある離散コサイン変換係数のみを逆ハフマン復
号化し、残余の離散コサイン変換係数に対しては逆ハフ
マン復号化せずにスキップするように前記逆ハフマン復
号化出力を得るものである請求項５の解像度変換可能な
復号装置。
【請求項７】前記ブロック生成手段が、そこに含まれた前記拡大ブロック生成器の出力に窓関数
を乗算して画像拡大用のブロック生成出力を得るための
窓関数乗算器（２３４）を含むものである請求項５の解
像度変換可能な復号装置。
【請求項８】前記動き補償画像出力手段が、前記縮小および拡大した再生画像のうちのすくなくとも
一方を得る場合に、周辺の４つの点の画素値を内分して
得られる画素値を用いて前記逆変換出力に動き補償する
ものである請求項５の解像度変換可能な復号装置。