JPH06334993A - 動画像符号化又は復号化装置、並びに動きベクトルの可変長符号化及び復号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ハイブリッド符号化器１２で得た差分化動き
ベクトルの１成分の絶対値を２進数表示したビット長の
サイズに１を加えた数を２で割算したときの商が０でな
いときにはこの商の値に対応する個数分の”０”の連続
の後に”１”を付加すると共にこの付加した”１”の後
に差分化動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示し
たビット長のサイズに１を加えた数を２で割算したとき
の剰余を付加した符号を、また、商が０のときには”
１”を、差分化動きベクトルの可変長符号として送る動
きベクトル可変長符号化器１２を有してなる。 【効果】 効率良く動きベクトルの可変長符号化を行う
ことができ、これにより効率の良い復号化も可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動き補償予測を用いた
動画像の符号化又は復号化装置、並びにこれら動画像符
号化と復号化の際の動きベクトルの可変長符号化及び復
号化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】動画像の信号をディジタル化してそのデ
ィジタルデータを記録および伝送する場合、そのデータ
量が膨大となるために当該データに対して符号化（圧
縮）が行なわれる。代表的な符号化方式としては、動き
補償予測符号化がある。

【０００３】図７に動き補償予測の原理を示す。この図
７に示すように、動き補償予測符号化は、画像信号の時
間軸方向の相関を利用した方法であり、すでに復号再生
されてわかっている画像信号から、現在入力された画像
を予測し、当該復号再生されてわかっている画像信号を
信号の動きに合わせ移動し、その時の動き情報（動きベ
クトルＭＶ）とその時の予測誤差情報だけを伝送するこ
とで、符号化に必要な情報量を圧縮する方法である。

【０００４】上述した動き補償予測符号化およびその復
号化方法について、その代表的なものには、いわゆるＭ
ＰＥＧ（Moving Picture Expert Group)１の方式があ
る。このＭＰＥＧ１とは、いわゆるＩＳＯ（国際標準化
機構）とＩＥＣ（国際電気標準会議）のＪＴＣ（Joint
Technical Committee)１のＳＣ（Sub Committee)２９の
ＷＧ（Working Group)１１において進行してきた動画像
符号化方式の通称である。

【０００５】ＭＰＥＧ１は、画像内（イントラ，Intra)
および画像間（インター，Inter)符号化処理を有してい
るが、上記動き補償予測符号化は上記画像間符号化処理
の場合に用いられる。図８に、この時の動き補償予測の
例を示す。この図８に示すように、画像間符号化処理で
は、１画像（ピクチャ）を小ブロック（マクロブロッ
ク，ＭＢと呼ばれ、例えば１６ライン×１６画素で構成
される）に分割し、その小ブロック単位で動き補償予測
符号化を行なう。なお、この図８の例では、この画像間
符号化処理の場合の動き補償予測として、例えば過去フ
レームと現フレームとの間の前方向予測と、例えば時間
的に未来にある未来フレームと現フレームとの間の後方
予測とについて図示している。

【０００６】ここで、動きベクトルを（Ｘ，Ｙ）で表し
た場合、Ｘ成分が水平方向の動きを表し、Ｙ成分が垂直
方向の動きを表す。そして、この動きベクトルの（Ｘ，
Ｙ）において、空間的に右方向および下方向の動きには
正の値を与え、また左方向および上方向の動きには負の
値を与える。

【０００７】また、マクロブロック単位で与えられる動
きベクトルを伝送する際には、そのままの値が伝送され
るのではなく、一つ前（左隣り）マクロブロックの動き
ベクトルとの差分値が伝送される。これは、動きベクト
ルのもつ空間的な相関性が高いことを利用している。

【０００８】上記動きベクトルの差分値すなわち差分化
動きベクトルは、表１に示す動きベクトルの可変長符号
（ＶＬＣ：Variable Length Code) テーブルに基づいて
符号化される。

【０００９】

【表１】

【００１０】この表１において、上記可変長符号（ＶＬ
Ｃ）の表す値が０以外の時には、指定されたビット数の
固定長符号（ＦＬＣ：Fixed Length Code)が付く。

【００１１】この固定長符号（ＦＬＣ）が何ビットであ
るかの情報は、"forward＿f ＿code","backward ＿f ＿
code" と呼ばれる３ビット情報で与えられ、それらは、
１から７の値を取る。そして、動きベクトルの可変長符
号（ＶＬＣ）が０以外の時には、その可変長符号（ＶＬ
Ｃ）の後に、(forward＿f ＿code-1) 又は(backward＿f
＿code-1) のビット長の固定長符号（ＦＬＣ）が付く
ことになっているので、そのビット長は、０〜６ビット
となる。

【００１２】動きベクトルの可変長符号コード（ＶＬＣ
コード）と、それに続く、固定長符号（ＦＬＣ）のビッ
トパターンの符号化方法と復号化方法については、ＭＰ
ＥＧ１の規格書（ISO/IEC 11172-2 ）にその詳細が述べ
られているので、ここではその説明を省略するが、簡単
に言えば、動きベクトルを（２＾forward ＿f ＿code)
で割り算したときの商が動きベクトルの可変長符号部分
（ＶＬＣ部分）となり、その時の剰余が動きベクトルの
固定長符号部分（ＦＬＣ部分）となる。

【００１３】また、"forward＿f ＿code", "backward＿
f ＿code" を変えることにより、動きベクトルの可変長
符号（ＶＬＣ）で表現できる値の範囲は、適応的に変化
させることができる。その時の差分化動きベクトルの値
の取りうる範囲は、その垂直，水平成分共に、 −１６×（２＾forward ＿f ＿code) ＋１ 〜 ＋１６
×（２＾forward ＿f＿code) −１ が許される（backward＿f ＿codeも同様）。

【００１４】したがって、ＭＰＥＧ１では、表現可能な
ベクトル値は、最大−２０４７〜＋２０４７の範囲が許
されることになる。

【００１５】ところで、近年、ＭＰＥＧ１の後を受けた
ＭＰＥＧ２においては、動きベクトルの可変長符号（Ｖ
ＬＣ）の表現できる値の範囲を更に拡張しようとしてい
る。この場合、次の２つの方法が提案されている。

【００１６】１番目の提案は、ＭＰＥＧ１との互換性を
考えた上での方法であり、それは、forward ＿f ＿cod
e, backward＿f ＿codeの取りうる範囲を１０まで拡張
するものである。これにより、ベクトルの値の取りうる
範囲は、その垂直，水平成分共に、最大−１６３８３〜
＋１６３８３の範囲が許されることになる。

【００１７】次に、２番目の提案は、ＭＰＥＧ１との互
換性を考えない上での方法であり、それは、表２におけ
る”従来テーブルＴＢ２”に示す動きベクトルの可変長
符号テーブル（ＶＬＣテーブル）に基づいて、符号化す
る方法である。この表２では、動きベクトルの成分値は
そのサイズ(Size)を可変長符号（ＶＬＣ）で表現し、そ
のサイズに等しいビット長の固定長符号（ＦＬＣ）が後
に続いて値を表す。

【００１８】

【表２】

【００１９】ここで、上記２番目の提案における動きベ
クトルの１成分の可変長符号化アルゴリズムのフローチ
ャートを図９に示す。

【００２０】この図９において、ステップＳＴ１で動き
ベクトルの１成分の絶対値化を行った後、次のステップ
ＳＴ２において上記動きベクトルの１成分の絶対値を２
進数表示したときのビット長がサイズとなる。例えば、
絶対値が４，５，６，７のときこれらの２進数は、順番
に、"100", "101", "110", "111"であるので、これらの
値はサイズが３となる。

【００２１】次に、ステップＳＴ３では、上記サイズの
可変長符号（ＶＬＣ）を前記表２の”従来テーブルＴＢ
２”を参照して求め、その可変長符号（ＶＬＣ）を出力
する。

【００２２】続いて、ステップＳＴ４では、動きベクト
ルの１成分値をサイズに等しいビット幅のいわゆるＵＩ
ＭＳＢＦ (Unsigned Integer Most Significant Bit Fi
rst)形式コードで出力する。なおこのコードは、表３に
示すようなコードである。

【００２３】

【表３】

【００２４】また、図１０に上述の符号化方法に対応す
る復号化方法のフローチャートを示す。

【００２５】この図１０において、ステップＳＴ１１で
は、上記サイズの可変長符号（ＶＬＣ）を前記表２の”
従来テーブルＴＢ２”を参照して復号する。また、復号
されたサイズ値をＸ＿sizeとする。

【００２６】次のステップＳＴ１２では、変数Ｘ＿size
が零か否かの判断を行う。上記変数Ｘ＿sizeが零と判断
された場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＴ１３に進む。こ
のステップＳＴ１３において求める動きベクトルの成分
値は零である。また、上記ステップＳＴ１２で変数Ｘ＿
sizeが零でないと判断された場合（Ｎｏ）は、ステップ
ＳＴ１４に進む。このステップＳＴ１４では、変数Ｘ＿
sizeに等しいビット幅の数を上記ＵＩＭＳＢＦ形式で変
数Ａへ読み込む。

【００２７】上記ステップＳＴ１４の次のステップＳＴ
１５では、変数Ａの最上位ビットが１であるか否かの判
断を行う。このステップＳＴ１４において、変数Ａの最
上位ビットが１であると判断された場合（Ｙｅｓ）は、
ステップＳＴ１６に進む。このステップＳＴ１６におい
て変数Ａの値が求める動きベクトルの成分値である。ま
た、ステップＳＴ１５において、変数Ａの最上位ビット
が１でない（すなわち零である）と判断された場合（Ｎ
ｏ）には、ステップＳＴ１７に進む。このステップＳＴ
１７において、変数Ａの値から（２のＸ＿size乗−１）
なる数を差し引いた数が求める動きベクトルの成分値で
ある。

【００２８】上述した２番目の提案の方法は、forward
＿f ＿code, backward＿f ＿codeと無関係であり、動き
ベクトルの値の取りうる範囲は、自然な形で拡張され
る。

【００２９】一方、上述の１番目の提案は、ＭＰＥＧ１
と互換性があるという利点をもつ。

【００３０】しかしながら、例えば、forward ＿f ＿co
de, backward＿f ＿codeが１０というように大きな値の
ときには、差分化動きベクトルの符号化効率が非常に低
下するという問題点がある。すなわち、forward ＿f ＿
codeが、１０の場合、差分化動きベクトルの値０は、"
1" という１ビットのコードで表されるが、差分化動き
ベクトルの値１を符号化するためには、可変長符号（Ｖ
ＬＣ）の"010" と固定長符号（ＦＬＣ）の"0 0000 000
0" という組合せで、１２ビットもの長いコードを使用
しなければならない。一般的には、差分化動きベクトル
の値の統計分布は、値０を中心に集中するので、一般的
な画像に対しては、この場合、符号化効率はかなり低下
する。

【００３１】また、別の問題点として、ＭＰＥＧ１の動
きベクトルの符号化および復号化方法はハードウェア構
成が複雑であるという欠点がある。

【００３２】さらに、上述の２番目の提案は、一般的な
動画像であり、差分化動きベクトルの値の分布が、値０
を中心に集中している場合には、符号化効率は若干良く
なる。それは、この２番目の提案は forward＿f ＿cod
e, backward＿f ＿codeと無関係であるために、値１や
２といった小さなベクトル値を符号化する際に、必ず短
いビット長のコードを使用できるからである。また、そ
のハードウェア構成が簡単であるという利点もある。

【００３３】しかしながら、この２番目の提案は、動画
像の動きが非常に速い場合や動きが不規則な場合に、差
分化動きベクトルの符号化効率が非常に低下するという
問題点をもつ。上述したような動画像の場合において
は、差分化動きベクトルの統計分布は、値０を中心には
集中しないで比較的大きな値の差分化動きベクトルが多
く発生する。例えば、値６４という値を符号化する場
合、この２番目の提案では、サイズの可変長符号（ＶＬ
Ｃ）"11111110"と固定長符号（ＦＬＣ）"100 0000"とい
う組合せで、１５ビット必要である。

【００３４】一方、これがＭＰＥＧ１の方法では、例え
ば forward＿f ＿codeが３である時、値６４は可変長符
号（ＶＬＣ）"0000 0011 001" と固定長符号（ＦＬ
Ｃ）"11"の組合せで、１３ビットと上記２番目の提案に
比べ２ビット短い。このように、大きな値の差分化動き
ベクトルが多く発生する画像では、上記２番目の提案
は、ＭＰＥＧ１の方法に比べ符号化効率は低下する。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、動き補償予測
を用いた動画像の符号化及び復号化装置における、動き
ベクトルの可変長符号化を効率良く行なうために以下の
項目を満たす必要がある。

【００３６】第１の条件として、一般的な動画像におい
ては、差分化動きベクトル値の統計分布は、値０を中心
に集中するので、小さな値の動きベクトルを効率良く符
号化できなければならない。

【００３７】第２の条件として、動画像の動きが非常に
速い場合や動きが不規則な場合には、差分化動きベクト
ル値の統計分布は、値０を中心には集中しないで比較的
大きな値の差分化動きベクトルが多く発生するので、こ
の場合の符号化効率をあまり低下させないようにしなけ
ればならない。なお、上述の第１の条件を優先し過ぎる
と、大きな値の差分化動きベクトルを符号化する際に、
符号化効率が非常に低下するという問題を生む。そのた
め、上記第１の条件と第２の条件のバランスをよく考え
る必要がある。

【００３８】第３の条件として、動きベクトルの可変長
符号化装置およびその復号化装置のハードウェア構成は
簡単であるほうが望ましい。

【００３９】第４の条件として、できるだけ広い値の範
囲の動きベクトルを表現できるようにしなければならな
い。

【００４０】そこで、本発明は、上述のような各条件を
満足し、動きベクトルの可変長符号化，復号化を効率良
く行うことを可能とする動画像符号化又は復号化装置、
並びにこれらの場合の動きベクトルの可変長符号化及び
復号化方法を提供することを目的とするものである。

【００４１】

【課題を解決するための手段】本発明の動画像符号化又
は復号化装置並びに動きベクトルの可変長符号化及び復
号化方法は、上述の目的を達成するために提案されたも
のである。

【００４２】ここで、先ず、前記第１の条件と第４の条
件を満たすためには、従来例でも説明したが、もはやＭ
ＰＥＧ１での方法（前記１番目の提案方法）は不適であ
る。また、従来例で説明した２番目の提案方法がどちら
かと言えば適しているが、この方法は、動画像の動きが
非常に速い場合や動きが不規則な場合に、差分化動きベ
クトルの符号化効率が非常に低下するという問題点をも
つ。

【００４３】そのため、本発明では、前記表２の従来テ
ーブルＴＢ２と同時に示している”NEW table.1 ”また
は”NEW table.2 ”に示すように上記サイズに対応する
可変長符号テーブル（ＶＬＣテーブル）を変更する。差
分化動きベクトルの可変長符号化およびその復号化方法
は、それぞれ図９，図１０に示した通りである。したが
って、本発明のＶＬＣテーブルは、上述の第１の条件〜
第４の条件の課題を解決できる特徴をもつ。

【００４４】以上の方法により、本発明では、差分動き
ベクトルの可変長符号化およびその復号化を行なうこと
を特徴とする動画像符号化および復号化装置並びに方法
を提供する。

【００４５】すなわち、本発明の動画像符号化装置は、
入力動画像信号のマクロブロック毎の動き補償予測誤差
信号と動きベクトルを求める演算手段と、上記動き補償
予測誤差信号を可変長符号化する動き補償予測誤差信号
可変長符号化手段と、現在求められた動きベクトルと過
去に求めた動きベクトルとの差分を演算する動きベクト
ル差分化手段と、上記動きベクトル差分化手段からの差
分化動きベクトルを可変長符号化する差分化動きベクト
ル可変長符号化手段と、上記動き補償予測誤差信号可変
長符号化手段の出力と上記差分化動きベクトル可変長符
号化手段の出力を多重化する多重化手段とを有し、上記
差分化動きベクトル可変長符号化手段は、差分化動きベ
クトルの１成分の絶対値を２進数表示したビット長のサ
イズに１を加えた数を２で割算したときの商が０でない
ときには当該商の値に対応する個数分の”０”の連続の
後に”１”を付加すると共に当該付加した”１”の後に
差分化動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示した
ビット長のサイズに１を加えた数を２で割算したときの
剰余を付加した符号を、上記商が０のときには”１”
を、差分化動きベクトルの可変長符号として送るように
したものである。

【００４６】ここで、上記差分化動きベクトル可変長符
号化手段は、”０”と”１”の反転した差分化動きベク
トルの可変長符号を送るものとすることもできる。ま
た、上記差分化動きベクトル可変長符号化手段は、上記
２進数表示したビット長のサイズが１以降のときの最下
位ビットの反転した差分化動きベクトルの可変長符号を
送るものとしたり、さらにこのときの”０”と”１”の
反転した差分化動きベクトルの可変長符号を送るものと
することができる。

【００４７】また、本発明の動画像符号化装置の差分化
動きベクトル可変長符号化手段は、差分化動きベクトル
の１成分の絶対値を２進数表示したビット長のサイズに
２を加えた数を２で割算したときの商が０及び１でない
ときには当該商の値に対応する個数分の”０”の連続の
後に”１”を付加すると共に当該付加した”１”の後に
差分化動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示した
ビット長のサイズに２を加えた数を２で割算したときの
剰余を反転させた値を付加した符号を、上記商が０のと
きには”１”を、上記商が１のときには”０１”を、差
分化動きベクトルの可変長符号として送るものとするこ
ともできる。

【００４８】この場合の上記差分化動きベクトル可変長
符号化手段は、”０”と”１”の反転した差分化動きベ
クトルの可変長符号を送るものとすることができる。ま
た、上記２進数表示したビット長のサイズが２以降のと
きの最下位ビットの反転した差分化動きベクトルの可変
長符号を送るものとしたり、さらにこのときの”０”
と”１”の反転した差分化動きベクトルの可変長符号を
送るものとすることができる。

【００４９】次に、本発明の動画像復号化装置は、可変
長符号化された動き補償予測誤差信号及び差分化動きベ
クトルが多重化された入力信号から当該可変長符号化さ
れた動き補償予測誤差信号と差分化動きベクトルを分離
する分離手段と、上記分離された可変長符号化された動
き補償予測誤差信号を逆可変長符号化する動き補償予測
誤差信号逆可変長符号化手段と、上記分離された可変長
符号化された差分化動きベクトルを逆可変長符号化する
差分化動きベクトル逆可変長符号化手段と、現在求めら
れた逆可変長符号化された差分化動きベクトルと過去に
求めた逆可変長符号化された差分化動きベクトルとを加
算して動きベクトルを得る動きベクトル逆差分化手段
と、上記動き補償予測誤差信号逆可変長符号化手段の出
力と上記動きベクトル逆差分化手段の出力とから動画像
信号を求める演算手段とを有し、上記差分化動きベクト
ル逆可変長符号化手段は、上記可変長符号化された差分
化動きベクトルの符号の先頭から”０”の連続する個数
が０でないときには当該先頭から”０”の連続する個数
に２を掛算した値から最後の１ビットを反転させた値を
減算した値を、先頭から”０”の連続する個数が０のと
きにはその値を、逆可変長符号化された差分化動きベク
トルの上記サイズとするようにしたものである。

【００５０】また、本発明の動画像復号化装置の差分化
動きベクトル逆可変長符号化手段は、上記先頭から”
０”の連続する個数が０及び１でないときには当該先頭
から”０”の連続する個数に２を掛算した値から２を減
算すると共に最後の１ビットを反転させた値を加算した
値を、先頭から”０”の連続する個数が０のときには０
の値を、先頭から”０”の連続する個数が１のときには
１の値を、逆可変長符号化された差分化動きベクトルの
上記サイズとすることもできる。

【００５１】さらに、本発明の動きベクトルの可変長符
号化及び復号化方法は、動画像信号のマクロブロック毎
の現在の動きベクトルと過去の動きベクトルとの差分の
差分化動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示した
ビット長のサイズと、差分化動きベクトルの可変長符号
との関係として、上記サイズの０に対しては”１”を、
上記サイズの１に対しては”０１０”を、上記サイズの
２対してには”０１１”を、上記サイズの３に対して
は”００１０”を、上記サイズの４に対しては”００１
１”を、上記サイズの５に対しては”０００１０”を、
上記サイズの６に対しては”０００１１”を、上記サイ
ズの７に対しては”００００１０”を、上記サイズの８
に対しては”００００１１”を、上記サイズの９に対し
ては”０００００１０”を、上記サイズの１０に対して
は”０００００１１”を、上記サイズの１１に対して
は”００００００１０”を、上記サイズの１２に対して
は”００００００１１”を、上記サイズの１３に対して
は”０００００００１０”を、上記サイズの１４に対し
ては”０００００００１１”を対応付ける変換テーブル
を有するものである。

【００５２】このとき、”０”と”１”を反転して差分
化動きベクトルの可変長符号としたり、上記サイズが１
以降のときの最下位ビットを反転して差分化動きベクト
ルの可変長符号としたりすることができる。

【００５３】また、本発明の動きベクトルの可変長符号
化及び復号化方法は、動画像信号のマクロブロック毎の
現在の動きベクトルと過去の動きベクトルとの差分の差
分化動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示したビ
ット長のサイズと、差分化動きベクトルの可変長符号と
の関係として、上記サイズの０に対しては”１”を、上
記サイズの１に対しては”０１”を、上記サイズの２に
対しては”００１１”を、上記サイズの３に対しては”
００１０”を、上記サイズの４に対しては”０００１
１”を、上記サイズの５に対しては”０００１０”を、
上記サイズの６に対しては”００００１１”を、上記サ
イズの７に対しては”００００１０”を、上記サイズの
８に対しては”０００００１１”を、上記サイズの９に
対しては”０００００１０”を、上記サイズの１０に対
しては”００００００１１”を、上記サイズの１１に対
しては”００００００１０”を、上記サイズの１２に対
しては”０００００００１１”を、上記サイズの１３に
対しては”０００００００１０”を、上記サイズの１４
に対しては”００００００００１１”を対応付ける変換
テーブルを有するものとすることもできる。

【００５４】このとき、”０”と”１”を反転して差分
化動きベクトルの可変長符号としたり、上記サイズ２以
降のときの最下位ビットを反転して差分化動きベクトル
の可変長符号としたりすることができる。

【００５５】

【作用】本発明によれば、値の小さな差分化動きベクト
ルには短い符号が割り当てられているので、一般的な動
画像のように、差分化動きベクトル値の統計分布が、値
０を中心に集中する場合には、動きベクトルを効率良く
符号化できるようになる。また、動画像の動きが非常に
速い場合や動きが不規則な場合のように、差分化動きベ
クトル値の統計分布が値０を中心には集中しないで比較
的大きな値の差分化動きベクトルが多く発生する場合で
も同様となる。

【００５６】

【実施例】本発明の実施例について以下に述べる。

【００５７】本発明の動きベクトル（差分化動きベクト
ル）の可変長符号化方法が適用される本発明実施例の動
画像符号化装置（エンコーダ）について図１に基づいて
説明する。この図１に示す本実施例の動画像符号化装置
は、主要構成要素として、入力動画像信号のマクロブロ
ック毎の動き補償予測誤差信号と動きベクトルを求める
演算手段である後述するハイブリッド符号化器１２と、
上記動き補償予測誤差信号を可変長符号化する動き補償
予測誤差信号可変長符号化手段である後述するＶＬＣ器
（可変長符号化器）１３と、現在求められた動きベクト
ルと過去に求めた動きベクトルとの差分を演算する後述
する動きベクトル差分化器２０と、上記動きベクトル差
分化器２０からの差分化動きベクトルを後述する本実施
例の変換テーブルに基づいて可変長符号化する差分化動
きベクトル可変長符号化手段である後述する動きベクト
ル可変長符号化器２１と、上記ＶＬＣ器１３と上記動き
ベクトル可変長符号化器２１の出力を多重化する多重化
手段であるＶＬＣ多重化器１６とを有してなるものであ
る。

【００５８】ここで、本実施例符号化装置では、入力さ
れた画像を図２に示すようなＭＰＥＧ１におけるのデー
タ構造に基づいて符号化する。

【００５９】先ず、図１の構成の説明に先立ち、本実施
例における図２に示すそれぞれのデータ層について以下
に簡単に説明する。

【００６０】１．ブロック層 ブロック層のブロックは、輝度または色差の隣あった例
えば８ライン×８画素から構成される。例えば離散コサ
イン変換(DCT：Discrete Cosine Transform)は、この単
位で実行される。

【００６１】２．ＭＢ（マクロブロック）層 マクロブロック層のマクロブロック（ＭＢ）は、例えば
画像のフォーマットが４：２：０（輝度と２つの色差信
号の情報量の比が４：２：０）である場合、左右及び上
下に隣あった４つの輝度ブロックと、画像上では同じ位
置にあたるＣb，Ｃr それぞれの色差ブロックの全部で
６つのブロックで構成される。伝送の順はＹ0,Ｙ1,Ｙ2,
Ｙ3,Ｃb,Ｃr である。動き補償モードに何を用いるか、
予測誤差を送らなくても良いかなどは、この単位で判断
される。

【００６２】３．スライス層 スライス層は、画像の走査順に連なる１つまたは複数の
マクロブロックで構成される。スライスの頭では、最初
のマクロブロックは画像内での位置を示すデータを持っ
ており、エラーが起こった場合でも復帰できるように考
えられている。そのためスライスの長さ、始まる位置は
任意で、伝送路のエラー状態によって変えられるように
なっている。

【００６３】４．ピクチャ層 ピクチャすなわち１枚１枚の画像は、少なくとも１つ又
は複数のスライスから構成される。そして符号化される
方式にしたがって、Ｉピクチャ (Intra-codedpicture,
イントラ符号化画像）、Ｐピクチャ(Predictive-coded
picture ，前方向予測符号化画像) 、Ｂピクチャ(Bidir
ectionally Predictive-coded picture、両方向予測符
号化画像）に分類される。

【００６４】５．ＧＯＰ層 ＧＯＰ（グループオブピクチャ）は、１又は複数枚のＩ
ピクチャと０又は複数枚の非Ｉピクチャから構成され
る。

【００６５】６．ビデオシーケンス層 ビデオシーケンスは、画像サイズ、画像レート等が同じ
１または複数のＧＯＰから構成される。

【００６６】図１に戻って、本実施例の符号化装置の基
本的な動作を制御するための情報は、画像符号化制御情
報入力部３０から与えられ、メモリ１８に記憶されてい
る。これらの情報は、画像符号化制御信号Ｓ２５として
出力される。これらは、画枠サイズ，符号化情報の出力
ビットレート，ピクチャ構造信号（ピクチャがフレーム
構造であるかフィールド構造であるかプログレッシブで
あるかの識別信号），ピクチャ符号化タイプ信号（Ｉ画
像かＰ画像かＢ画像かの識別信号）などである。

【００６７】符号化される動画像は、画像入力端子１０
より入力される。入力された画像信号はフィールドメモ
リ群１１へ供給される。フイールドメモリー群１１から
は、現在の符号化対象のマクロブロック信号Ｓ１が出力
され、これがハイブリッド符号化器１２に供給される。

【００６８】上記ハイブリッド符号化器１２では、動画
像の高能率符号化方式として代表的なものである動き補
償予測符号化とＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)等
の変換符号化を組み合わせたハイブリッド(hybrid)符号
化を行なう。その構成については、本発明の主眼とする
ところに影響を与えないので、ここでは説明を省略す
る。

【００６９】ハイブリッド符号化器１２から出力される
マクロブロック層（ＭＢ層）の動き補償予測誤差信号Ｓ
２は、ＶＬＣ器（可変長符号化器）１３にてハフマン符
号などに可変長符号化され、ＶＬＣの多重化器(Multipl
exer）１６へ入力される。

【００７０】また、ハイブリッド符号化器１２から出力
されるマクロブロック層の動きベクトル信号Ｓ３は、動
きベクトルの差分化器２０へ入力される。当該差分化器
２０の構成は、従来あるものと同じ構成である。現在入
力された動きベクトル信号Ｓ３は、上記画像符号化制御
信号Ｓ２５により、レジスタ群２０１の中から指定され
たレジスタから読み出された動きベクトル信号Ｓ２０１
を相手にして、差分器２０２で差分化され、差分化動き
ベクトル信号Ｓ４となって出力される。

【００７１】また、現在入力された動きベクトル信号Ｓ
３は画像符号化制御信号Ｓ２５により、レジスタ群２０
１の中から指定されたレジスタに上書きされ、新たに記
憶される。

【００７２】上記差分化動きベクトル信号Ｓ４は、動き
ベクトルのＶＬＣ器２１にて可変長符号化（信号Ｓ５）
され、ＶＬＣの多重化器１６へ入力される。ここでは、
前述した表２に同時に示している各サイズに対応する”
NEW table.1 ”または”NEWtable.2 ”のＶＬＣテーブ
ルに基づいて、前記図８で示した可変長符号化方法によ
り、上記差分化動きベクトル信号Ｓ４を符号化する。

【００７３】ここで、上記サイズのＶＬＣについて、表
２の"NEW table.1" ，"NEW table.2" は規則的にそのビ
ット・パターンが拡張されるので、ＶＬＣテーブルをメ
モリに持つ必要がない。

【００７４】すなわち、"NEW table.1" では、サイズと
ＶＬＣは次のような関係にある。 Ｎｚ＝（ＳＩＺＥ＋１）／２ （記号／は、切り捨てで
ある。） Ｓ ＝（ＳＩＺＥ＋１）％２ （記号％は、剰余であ
る。） 言い換えれば、ＶＬＣは、Ｎｚが０以外である場合、Ｎ
ｚ個の”０”の連続の後、”１”を送り、その後”Ｓ”
（０か１）を送れば良い。なお、Ｎｚが０である場合
は、サイズのＶＬＣは、”１”である。

【００７５】したがって、例えば、ＳＩＺＥ＝３のとき
は、Ｎｚ＝２，Ｓ＝０であり、ＶＬＣは”００１０”と
なり、ＳＩＺＥ＝４のときは、Ｎｚ＝２，Ｓ＝１であ
り、ＶＬＣは”００１１”となる。

【００７６】また、"NEW table.2" では、サイズとＶＬ
Ｃは次のような関係にある。 Ｎｚ＝（ＳＩＺＥ＋２）／２ （記号／は、切り捨てで
ある。） Ｓ ＝（ＳＩＺＥ＋２）％２ （記号％は、剰余であ
る。） すなわち、ＶＬＣは、Ｎｚが０または１以外である場
合、Ｎｚ個の”０”の連続の後、”１”を送り、その
後”Ｓ”を反転させた値を送れば良い。なお、Ｎｚが０
である場合は、サイズのＶＬＣは”１”であり、Ｎｚが
１である場合は、サイズのＶＬＣは”０１”である。

【００７７】したがって、例えば、ＳＩＺＥ＝２のとき
は、Ｎｚ＝２，Ｓ＝０であり、ＶＬＣは”００１１”と
なり、ＳＩＺＥ＝３のときは、Ｎｚ＝２，Ｓ＝１であ
り、ＶＬＣは”００１０”となる。

【００７８】上述のような動きベクトル可変長符号化器
２１から出力されたＶＬＣコードＳ５は、ＶＬＣ多重化
器１６へ供給される。

【００７９】当該ＶＬＣ多重化器１６から出力される動
画像符号化信号（ビット・ストリーム）は、バッファメ
モリ１４に蓄積された後、出力端子１５から一定の伝送
レートで送出される。

【００８０】次に、上述した本実施例の動画像符号化装
置に対応する本発明の動きベクトル符号化方法が適用さ
れる動画像復号化装置（デコーダ）について図３に基づ
いて説明する。すなわち、この図３に示す本実施例の動
画像復号化装置は、主要構成要素として、共に可変長符
号化された動き補償予測誤差信号及び差分化動きベクト
ルが多重化された入力信号から当該可変長符号化された
動き補償予測誤差信号と差分化動きベクトルを分離する
分離手段であるＶＬＣ多重分離器５６と、上記分離され
た可変長符号化された動き補償予測誤差信号を逆可変長
符号化（逆ＶＬＣ）する動き補償予測誤差信号逆可変長
符号化手段である逆ＶＬＣ器５２と、上記分離された可
変長符号化された差分化動きベクトルを逆可変長符号化
する差分化動きベクトル逆可変長符号化手段である動き
ベクトル用逆ＶＬＣ器６０と、現在求められた逆可変長
符号化された差分化動きベクトルと過去に求めた逆可変
長符号化された差分化動きベクトルとを加算して動きベ
クトルを得る動きベクトル逆差分化器６１と、上記逆Ｖ
ＬＣ器５２の出力と上記動きベクトル逆差分化器６１の
出力とから動画像信号を求める演算手段であるハイブリ
ッド復号化器５３とを有してなるものである。

【００８１】この図３において、入力端子５０より入力
されたビットストリーム信号は、バッファメモリ５１に
蓄積された後、ＶＬＣの多重化分離器(De-Multiplexer)
５６に供給され、さらにその出力が、動きベクトル用逆
ＶＬＣ器６０とそれ意外のＶＬＣコードのための逆ＶＬ
Ｃ器５２に供給される。

【００８２】なお、符号化装置の説明で述べたようにビ
ットストリームは、６つの層（レイヤ）、すなわちビデ
オシーケンス，ＧＯＰ，ピクチャ，スライス，マクロブ
ロック，ブロックの各層から構成される。ビデオシーケ
ンス，ＧＯＰ，ピクチャ，スライスの層では、それぞれ
の層の先頭にそれらが始まることを示すスタートコード
が受信され、その後に画像の復号化を制御するヘッダ情
報が受信される。逆ＶＬＣ器５２は、それぞれのスター
トコードを受信すると、それぞれの層のヘッダ情報を復
号化し、得られた画像復号化のための制御情報Ｓ１０５
をメモリ２１０に記憶する。これらの情報は、ヘッダ復
号化信号Ｓ１０４として出力される。

【００８３】多重化分離器５６から出力される差分化動
きベクトルのＶＬＣコードＳ４０は、動きベクトル用逆
ＶＬＣ器６０へ入力される。ここでは、前記表２におけ
る各サイズに対応する”NEW table.1 ”または”NEW ta
ble.2 ”のＶＬＣテーブルに基づいて、前記図９で説明
した復号化方法により、上記ＶＬＣコードＳ４０を復号
化し、差分化動きベクトル信号Ｓ４１を出力する。

【００８４】図３の構成でも、サイズのＶＬＣについ
て、"NEW table.1" ，"NEW table.2"は規則的にそのビ
ット・パターンが拡張されるので、ＶＬＣテーブルをメ
モリに持つ必要がない。

【００８５】ここで、復号化における"NEW table.1" で
は、ＶＬＣとサイズの値は次のような関係にある。 ＳＩＺＥ ＝ ２×Ｎｚ−Ｓ Ｎｚ：先頭から０の連続する個数。 Ｓ ：Ｎｚが０でない時、最後の１ビットについて、そ
れを反転させた値。

【００８６】なお、Ｎｚが０であるときは、ＳＩＺＥ
＝０である。したがって、例えば、”００１０”のとき
は、Ｎｚ＝２，Ｓ＝１であり、ＳＩＺＥ＝３となり、”
００１１”のときは、Ｎｚ＝２，Ｓ＝０であり、ＳＩＺ
Ｅ＝４となる。

【００８７】また、"NEW table.2" では、ＶＬＣとサイ
ズの値は次のような関係にある。 ＳＩＺＥ ＝ ２×Ｎｚ−２＋Ｓ Ｎｚ：先頭から０の連続する個数。 Ｓ ：Ｎｚが０または１でない時、最後の１ビットにつ
いて、それを反転させた値。

【００８８】なお、Ｎｚが０であるときは、ＳＩＺＥ＝
０である。また、Ｎｚが１であるときは、ＳＩＺＥ＝１
である。したがって、例えば、”００１１”のときは、
Ｎｚ＝２，Ｓ＝０であり、ＳＩＺＥ＝２となり、”００
１０”のときは、Ｎｚ＝２，Ｓ＝１であり、ＳＩＺＥ＝
３となる。

【００８９】上述のようにして得られた差分動きベクト
ル信号Ｓ４１は、逆差分化器６１へ入力される。逆差分
化器６１の構成は、従来あるものと同じ構成である。ヘ
ッダ復号化信号１０４により、レジスタ群６２から読み
出された動きベクトル信号Ｓ４２と、現在入力された差
分化動きベクトル信号Ｓ４１は、加算器６３で加算さ
れ、再構成ベクトル信号Ｓ４３となって出力される。ま
た、当該再構成動きベクトル信号Ｓ４３は、上記信号１
０４により、レジスタ群６２から指定されたレジスタに
上書きされ、新たに記憶される。再構成ベクトル信号Ｓ
４３は、ハイブリッド復号化器５３へ供給される。

【００９０】また、逆ＶＬＣ器５２から供給されるマク
ロブロック層の動き補償予測誤差信号Ｓ８０は、上記ハ
イブリッド復号化器５３に供給される。このハイブリッ
ド復号化器５３では、動画像の能率符号化方式として代
表的なものである動き補償と逆ＤＣＴ（Invers Discret
e Cosine Transform）等の変換符号化を組み合わせたハ
イブリッド(hybrid)復号化を行なう。その構成について
は、本発明の主眼とするところに影響を与えないので、
ここでは説明を省略する。

【００９１】復号されたマクロブロック層のデータＳ８
１は、端子５５から出力される。以上のようにして、ビ
ットストリームデータから画像データを復元する。

【００９２】次に、各種画像を例に挙げ、これら各種画
像に対して本実施例における動きベクトルの符号化処理
を行った場合の符号化ビット量の１フレーム当たりの平
均値を、表４及び表５に示す。

【００９３】

【表４】

【００９４】

【表５】

【００９５】これら表４及び表５は、動きベクトルの符
号化ビット量について、ＭＰＥＧ１での方法と、前記表
２における３通りのＶＬＣテーブルに基づいて符号化す
る方法の、計４通りの符号化方法のパフォーマンスを比
較した結果である。なお、表４にはＰ画像での動きベク
トルの符号化ビット量の１フレーム当たりの平均値（単
位はbits/frame) を、表５にはＢ画像での動きベクトル
の符号化ビット量の１フレーム当たりの平均値を示す。

【００９６】ここでの動き補償予測は図４に示すように
行なっている。なお、図中の矢印は予測の方向を表して
いる。

【００９７】この図４において、まず第１段目の処理と
して、２フレームのＢ画像を飛び越して図中の”Ｐ”で
示される画像を巡回型に予測符号化を行う。次に第２段
目の処理として、Ｐ画像またはＩ画像の間に挟まれた図
中の”Ｂ”で示される画像を前後のＰ画像またはＩ画像
から予測する。

【００９８】なお、図中の”Ｉ”で示される画像は、画
像内符号化画像であり、動き補償を使用しないで作られ
る。また、マクロブロックでの動き予測補償は、フレー
ム単位のマクロブロックで行なうか、フィールド単位の
マクロブロックで行なうかを適応的に切替えるという方
法であり、現在のＭＰＥＧ２ Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ
４に基づく。

【００９９】さらに、動き予測は、フレーム間で±３０
画素であり、精度は２分の１画素である。したがって、
ＭＰＥＧ１の場合には、Ｐ画像ではforward ＿f ＿code
=5，図４のＢ₁ 画像ではforward ＿f ＿code=3, backwa
rd＿f ＿code=4, Ｂ₂ 画像ではforward ＿f ＿code=4,b
ackward ＿f ＿code=3である。

【０１００】また、ハイブリッド符号化の条件を同じく
するために、ハイブリッド符号化においてはＤＣＴ係数
の量子化ステップを、Ｉ，Ｐ画像では１０，Ｂ画像では
１４に固定している。

【０１０１】なお、動画像のシーケンスとしては、Mobi
le & Calendar , Flower Garden ,Football , Cheer Le
aders , Bus , Marbles , Bicycle , Ftball , Carouse
l,Confettiと呼ばれる１０シーケンスを選んでいる。画
枠は、水平７０４画素、垂直４８０ラインである。ここ
で、Mobile & Calendar, Flower Gardenは比較的動きが
穏やかな動画像である。また、Marbles, Carousel, Con
fetti は、動きが速く、不規則な動きをする動画像であ
る。

【０１０２】上記表４，表５の結果からわかるように、
動きが穏やかな動画像では" 従来テーブルＴＢ２", "NE
W table.1", "NEW table.2" は"MPEG1" に比べ、符号化
効率が良い。このような動画像では、動きベクトルの符
号化に用いるビット量は比較的少ない。また、動きが速
く、不規則な動きをする動画像では、" 従来テーブルＴ
Ｂ２"は"MPEG1" に比べ、約１０％の符号化効率の低下
である。このような動画像では、動きベクトルの符号化
に非常に多くのビット量を使用するので、上記約１０％
であっても、その量は数ｋビットにもなり、効率の点で
重大な影響がある。一方、"NEW table.1" では、"MPEG
1" に比較しても、符号化効率の低下は小さい。

【０１０３】その他のシーケンスでは、"NEW table.1"
が若干符号化効率が良い。

【０１０４】上記表４，表５の結果では、ＭＰＥＧ１の
方法が平均的には優れているが、これは画枠がそれほど
大きなものではなく、動き予測の探索範囲もそれほど巨
大なものでないからである。また従来例でも述べたよう
に、いわゆるハイビジョンのように画枠が大きくなり、
動きベクトルの表現範囲をＭＰＥＧ１以上に拡張する必
要がある場面ではＭＰＥＧ１の方法は適さない。

【０１０５】次に、動きベクトルの値の表現可能範囲に
ついて本発明実施例の手法の利点を説明する。

【０１０６】符号化情報（ビット・ストリーム）の中に
は、エラー復帰やランダム・アクセス（途中からの再
生）のために同期コード（シンク・コード）が入れられ
る。ＭＰＥＧでは、そのコードは、２４ビットの"0000
0000 0000 0000 0001"というコードである。そのため、
ビット・ストリームでは、シンタクス上で同期コードが
伝送（受信）される位置以外では２３ビット以上の０が
連続することを禁止している。

【０１０７】ＭＰＥＧのビットストリーム・シンタクス
では、動きベクトルを伝送した後に、それに続いて"000
0 00000 1"というコードを伝送する場合がある。よっ
て、動きベクトルのＶＬＣは、その最後に１５個の０が
続いてはいけない（１５個の０と、"0000 00000 1"の先
頭の８個の０が組合わさり、２３個の連続した０パター
ンが発生するため）。

【０１０８】また、表２に示すように、”従来テーブル
ＴＢ２”はサイズが１４の場合は禁止される。それは次
の様な場合があるからである。すなわち、 １．サイズのＶＬＣは、必ず最後のビットが０である。 ２．サイズ１４の時、そのＶＬＣに続く１４ビットのＦ
ＬＣが１４個の０である場合。 この時、１５個の０が連続する。

【０１０９】一方、"NEW table.1", "NEW table.2"で
は、サイズが１４の場合に、サイズのＶＬＣは最後のビ
ットが１であるので、サイズの１４を使用可能となって
いる。よって、"NEW table.1", "NEW table.2"では、”
従来テーブルＴＢ２”に比べ、２倍の範囲の動きベクト
ルの値が表現可能である。

【０１１０】最後に、本実施例の変形例を幾つか紹介す
る。

【０１１１】１番目の変形例として、本実施例では動き
ベクトルの成分のサイズのＶＬＣテーブルを固定して使
用したが、これをピクチャ毎に切り替えるようにする。
例えば、表２の"NEW table.1" と" 従来テーブルＴＢ
２" の２種類のＶＬＣテーブルをピクチャ単位で切り替
えることを行なう。符号化装置側でのその切替えアルゴ
リズムの一例を図５及び図６に示すフローチャートに基
づいて、以下に説明する。

【０１１２】まず、図５のステップＳＴ２１でピクチャ
の符号化をスタートした後、ステップＳＴ２２では動き
ベクトルの成分のサイズのＶＬＣとして使用するテーブ
ルを決定する。このとき、このステップＳＴ２２では、
図６のフローチャートのようにしてテーブルを決定す
る。

【０１１３】この図６のステップＳＴ３１では、現在符
号化するピクチャについて、試験的なピクチャのエンコ
ードを行う処理に入る。ビットストリームの出力は行わ
ない。次のステップＳＴ３２では、差分化動きベクトル
を計算し、ステップＳＴ３３ ₁ 〜ＳＴ３３_n に進む。

【０１１４】各ステップＳＴ３３₁ 〜ＳＴ３３_n では、
当該ピクチャ中で発生した全ての差分化動きベクトルを
ｎ種類のＶＬＣテーブルを用いて符号化し、その符号化
ビット量をカウントする。なお、本実施例の場合には、
前述した２種類のＶＬＣテーブルを用いた場合の、当該
ピクチャ中で発生したすべての差分化動きベクトルの符
号化ビット量をそれぞれに計算する。

【０１１５】次のステップＳＴ３４では、当該ピクチャ
が最後のマクロブロック（ＭＢ）かを判断し、最後でな
い場合（Ｎｏ）にはステップＳＴ３２に戻り、最後の場
合（Ｙｅｓ）にはステップＳＴ３５に進む。

【０１１６】ステップＳＴ３５では、上記各符号化ビッ
ト量の計算結果から、発生ビット量が少ない方（最小と
なる）のＶＬＣテーブルを選択する。この選択したＶＬ
ＣテーブルをステップＳＴ３６で決定したＶＬＣテーブ
ルとし、図５のステップＳＴ２２の次のステップＳＴ２
３に進む。

【０１１７】図５のステップＳＴ２３では、ピクチャ・
ヘッダの中で使用するＶＬＣテーブルの識別情報を出力
する。ここで、どちらのＶＬＣテーブルを使用するかの
指示は、ピクチャ・ヘッダの中でその旨を示す１ビット
のフラグを伝送することで行なう。

【０１１８】なお、この指示フラグは、前記符号化装置
側では、図１でのピクチャスタートフラグＳ１０が立っ
た時に伝送される。このピクチャスタートフラグＳ１０
は、フィールドメモリ群１１から読み出されるピクチャ
の先頭を検出して出力される。

【０１１９】また、復号化装置側では、逆ＶＬＣ器５２
が、ピクチャスタートコードを検出するとそれに続い
て、上述の１ビットのＶＬＣテーブル指示フラグが得ら
れる。それは、メモリ２１０に記憶され、制御情報（ヘ
ッダ復号化信号Ｓ１０４）として動きベクトルの可変長
符号復号化器６０を制御する。

【０１２０】図５においてステップＳＴ２３の次のステ
ップＳＴ２４では、上記選択されて決定されたＶＬＣテ
ーブルを用いて、正式に現在符号化するピクチャを符号
化して、ビットストリームを出力する。

【０１２１】次に、２番目の変形例として、上述の１番
目の変形例で説明した動きベクトルの成分のサイズのＶ
ＬＣテーブルの切り替えをスライス単位で行う。

【０１２２】この場合の符号化および復号化方法は、上
述の１番目の変形例での説明における”ピクチャ”を”
スライス”に置き換えることで実行可能である。

【０１２３】３番目の変形例として、前述の表２のサイ
ズのＶＬＣテーブルの NEW table.1と NEW table.2の変
形例を表６、表７、及び表８にそれぞれ示す。

【０１２４】

【表６】

【０１２５】

【表７】

【０１２６】

【表８】

【０１２７】ここで、上記表６には前記表２の NEW tab
le.1と NEW table.2のＶＬＣの”０”と”１”を反転し
た NEW table.1-1と NEW table.2-1を、上記表７には前
記表２の NEW table.1のサイズ１以降のＶＬＣの最下位
ビット（ＬＳＢ）を反転したNEW table.1-2と表２の NE
W table.2のサイズ２以降のＶＬＣのＬＳＢを反転した
NEW table.2-2を、表８には上記表７の NEW table.1-
2， NEW table.2-2のＶＬＣの”０”と”１”を反転し
た NEW table.1-3と NEW table.2-3を表している。

【０１２８】それぞれの表におけるＶＬＣテーブルは、
NEW table.1 と NEW table.2と符号化効率という点では
同じである。

【０１２９】

【発明の効果】上述したようなことから、動き補償予測
を用いた動画像の符号化及び復号化装置における動きベ
クトルの可変長符号化および復号化方法に本発明による
方法を用いることにより、以下のことが可能となる。第
１に、forward ＿f ＿code, backward＿f ＿codeに関係
なく、値の小さな差分化動きベクトルには短いコードが
割り当てられているので、一般的な動画像のように、差
分化動きベクトル値の統計分布が、値０を中心に集中す
る場合には、動きベクトルを効率良く符号化できる。

【０１３０】第２に、動画像の動きが非常に速い場合や
動きが不規則な場合であって、差分化動きベクトル値の
統計分布が値０を中心には集中しないで比較的大きな値
の差分化動きベクトルが多く発生する場合でも、動きベ
クトルの符号化効率を従来の変換テーブルに比べ低下さ
せないようにできる。第３に、動きベクトルの可変長符
号化装置およびその復号化装置のハードウエア構成がＭ
ＰＥＧ１での方法に比べ非常に簡単である。

【０１３１】第４に、従来の変換テーブルに比べ、２倍
の範囲の動きベクトル値を表現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の動画像符号化装置のブロック回路図で
ある。

【図２】ＭＰＥＧのデータ構造を示した図である。

【図３】実施例の動画像復号化装置のブロック図であ
る。

【図４】表４，表５の場合の符号化について説明するた
めの図である。

【図５】１番目の変形例の符号化アルゴリズムを説明す
るフローチャートである。

【図６】１番目の変形例の符号化アルゴリズム中のＶＬ
Ｃテーブル決定までを説明するフローチャートである。

【図７】動き補償予測の原理を説明するための図であ
る。

【図８】マクロブロック単位での動き補償予測を説明す
るための図である。

【図９】動きベクトルの１成分の符号化方法を説明する
ための図である。

【図１０】動きベクトルの１成分の復号化方法を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１１・・・・・・フィールドメモリ群 １２・・・・・・ハイブリッド符号化器 １３・・・・・・ＶＬＣ器 １４，５１・・・・・・バッファメモリ １６・・・・・・多重化器 １８・・・・・・画像符号化制御情報記憶用メモリ ２０・・・・・・動きベクトルの差分器 ２１・・・・・・動きベクトルのＶＬＣ器 ３０・・・・・・画像符号化制御情報入力部 ５２・・・・・・逆ＶＬＣ器 ５３・・・・・・ハイブリッド復号化器 ５６・・・・・・多重化分離器 ６０・・・・・・動きベクトル用逆ＶＬＣ器 ６１・・・・・・動きベクトル逆差分化器 ６２，２０１・・・・・レジスタ群 ６３・・・・・・加算器 ２０２・・・・・差分器 ２１０・・・・・復号化制御情報記憶用メモリ Ｓ１・・・・・・現在符号化対象のマクロブロック信号 Ｓ２，Ｓ８０・・・・・・動き補償予測誤差信号 Ｓ３，Ｓ４２，Ｓ４３・・・・・・動きベクトル信号 Ｓ４，Ｓ４１・・・・・・差分化動きベクトル信号 Ｓ５・・・・・・動きベクトルのＶＬＣ Ｓ２５・・・・・画像符号化制御信号 Ｓ４０・・・・・差分化動きベクトルのＶＬＣコード Ｓ８１・・・・・復号されたマクロブロック層のデータ Ｓ１０４・・・・ヘッダ復号化信号

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力動画像信号のマクロブロック毎の動
   き補償予測誤差信号と動きベクトルを求める演算手段
   と、 上記動き補償予測誤差信号を可変長符号化する動き補償
   予測誤差信号可変長符号化手段と、 現在求められた動きベクトルと過去に求めた動きベクト
   ルとの差分を演算する動きベクトル差分化手段と、 上記動きベクトル差分化手段からの差分化動きベクトル
   を可変長符号化する差分化動きベクトル可変長符号化手
   段と、 上記動き補償予測誤差信号可変長符号化手段の出力と上
   記差分化動きベクトル可変長符号化手段の出力を多重化
   する多重化手段とを有し、 上記差分化動きベクトル可変長符号化手段は、差分化動
   きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示したビット長
   のサイズに１を加えた数を２で割算したときの商が０で
   ないときには当該商の値に対応する個数分の”０”の連
   続の後に”１”を付加すると共に当該付加した”１”の
   後に差分化動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示
   したビット長のサイズに１を加えた数を２で割算したと
   きの剰余を付加した符号を、上記商が０のときには”
   １”を、差分化動きベクトルの可変長符号として送るこ
   とを特徴とする動画像符号化装置。
2. 【請求項２】 入力動画像信号のマクロブロック毎の動
   き補償予測誤差信号と動きベクトルを求める演算手段
   と、 上記動き補償予測誤差信号を可変長符号化する動き補償
   予測誤差信号可変長符号化手段と、 現在求められた動きベクトルと過去に求めた動きベクト
   ルとの差分を演算する動きベクトル差分化手段と、 上記動きベクトル差分化手段からの差分化動きベクトル
   を可変長符号化する差分化動きベクトル可変長符号化手
   段と、 上記動き補償予測誤差信号可変長符号化手段の出力と上
   記差分化動きベクトル可変長符号化手段の出力を多重化
   する多重化手段とを有し、 上記差分化動きベクトル可変長符号化手段は、差分化動
   きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示したビット長
   のサイズに２を加えた数を２で割算したときの商が０及
   び１でないときには当該商の値に対応する個数分の”
   ０”の連続の後に”１”を付加すると共に当該付加し
   た”１”の後に差分化動きベクトルの１成分の絶対値を
   ２進数表示したビット長のサイズに２を加えた数を２で
   割算したときの剰余を反転させた値を付加した符号を、
   上記商が０のときには”１”を、上記商が１のときに
   は”０１”を、差分化動きベクトルの可変長符号として
   送ることを特徴とする動画像符号化装置。
3. 【請求項３】 上記差分化動きベクトル可変長符号化手
   段は、”０”と”１”の反転した差分化動きベクトルの
   可変長符号を送ることを特徴とする請求項１記載の動画
   像符号化装置。
4. 【請求項４】 上記差分化動きベクトル可変長符号化手
   段は、”０”と”１”の反転した差分化動きベクトルの
   可変長符号を送ることを特徴とする請求項２記載の動画
   像符号化装置。
5. 【請求項５】 上記差分化動きベクトル可変長符号化手
   段は、上記２進数表示したビット長のサイズが１以降の
   ときの最下位ビットの反転した差分化動きベクトルの可
   変長符号を送ることを特徴とする請求項１記載の動画像
   符号化装置。
6. 【請求項６】 上記差分化動きベクトル可変長符号化手
   段は、上記２進数表示したビット長のサイズが２以降の
   ときの最下位ビットの反転した差分化動きベクトルの可
   変長符号を送ることを特徴とする請求項２記載の動画像
   符号化装置。
7. 【請求項７】 上記差分化動きベクトル可変長符号化手
   段は、”０”と”１”の反転した差分化動きベクトルの
   可変長符号を送ることを特徴とする請求項５記載の動画
   像符号化装置。
8. 【請求項８】 上記差分化動きベクトル可変長符号化手
   段は、”０”と”１”の反転した差分化動きベクトルの
   可変長符号を送ることを特徴とする請求項６記載の動画
   像符号化装置。
9. 【請求項９】 可変長符号化された動き補償予測誤差信
   号及び差分化動きベクトルが多重化された入力信号から
   当該可変長符号化された動き補償予測誤差信号と差分化
   動きベクトルを分離する分離手段と、 上記分離された可変長符号化された動き補償予測誤差信
   号を逆可変長符号化する動き補償予測誤差信号逆可変長
   符号化手段と、 上記分離された可変長符号化された差分化動きベクトル
   を逆可変長符号化する差分化動きベクトル逆可変長符号
   化手段と、 現在求められた逆可変長符号化された差分化動きベクト
   ルと過去に求めた逆可変長符号化された差分化動きベク
   トルとを加算して動きベクトルを得る動きベクトル逆差
   分化手段と、 上記動き補償予測誤差信号逆可変長符号化手段の出力と
   上記動きベクトル逆差分化手段の出力とから動画像信号
   を求める演算手段とを有し、 上記差分化動きベクトル逆可変長符号化手段は、上記可
   変長符号化された差分化動きベクトルの符号の先頭か
   ら”０”の連続する個数が０でないときには当該先頭か
   ら”０”の連続する個数に２を掛算した値から最後の１
   ビットを反転させた値を減算した値を、先頭から”０”
   の連続する個数が０のときには０の値を、逆可変長符号
   化された差分化動きベクトルの１成分の絶対値を２進数
   表示したビット長のサイズとすることを特徴とする動画
   像復号化装置。
10. 【請求項１０】 可変長符号化された動き補償予測誤差
    信号及び差分化動きベクトルが多重化された入力信号か
    ら当該可変長符号化された動き補償予測誤差信号と差分
    化動きベクトルを分離する分離手段と、 上記分離された可変長符号化された動き補償予測誤差信
    号を逆可変長符号化する動き補償予測誤差信号逆可変長
    符号化手段と、 上記分離された可変長符号化された差分化動きベクトル
    を逆可変長符号化する差分化動きベクトル逆可変長符号
    化手段と、 現在求められた逆可変長符号化された差分化動きベクト
    ルと過去に求めた逆可変長符号化された差分化動きベク
    トルとを加算して動きベクトルを得る動きベクトル逆差
    分化手段と、 上記動き補償予測誤差信号逆可変長符号化手段の出力と
    上記動きベクトル逆差分化手段の出力とから動画像信号
    を求める演算手段とを有し、 上記差分化動きベクトル逆可変長符号化手段は、上記可
    変長符号化された差分化動きベクトルの符号の先頭か
    ら”０”の連続する個数が０及び１でないときには当該
    先頭から”０”の連続する個数に２を掛算した値から２
    を減算すると共に最後の１ビットを反転させた値を加算
    した値を、先頭から”０”の連続する個数が０のときに
    は０の値を、先頭から”０”の連続する個数が１のとき
    には１の値を、逆可変長符号化された差分化動きベクト
    ルの１成分の絶対値を２進数表示したビット長のサイズ
    とすることを特徴とする動画像復号化装置。
11. 【請求項１１】 動画像信号のマクロブロック毎の現在
    の動きベクトルと過去の動きベクトルとの差分の差分化
    動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示したビット
    長のサイズと、差分化動きベクトルの可変長符号との関
    係として、 上記サイズの０に対しては”１”を、 上記サイズの１に対しては”０１０”を、 上記サイズの２に対しては”０１１”を、 上記サイズの３に対しては”００１０”を、 上記サイズの４に対しては”００１１”を、 上記サイズの５に対しては”０００１０”を、 上記サイズの６に対しては”０００１１”を、 上記サイズの７に対しては”００００１０”を、 上記サイズの８に対しては”００００１１”を、 上記サイズの９に対しては”０００００１０”を、 上記サイズの１０に対しては”０００００１１”を、 上記サイズの１１に対しては”００００００１０”を、 上記サイズの１２に対しては”００００００１１”を、 上記サイズの１３に対しては”０００００００１０”
    を、 上記サイズの１４に対しては”０００００００１１”を 対応付ける変換テーブルを有することを特徴とする動き
    ベクトルの可変長符号化及び復号化方法。
12. 【請求項１２】 動画像信号のマクロブロック毎の現在
    の動きベクトルと過去の動きベクトルとの差分の差分化
    動きベクトルの１成分の絶対値を２進数表示したビット
    長のサイズと、差分化動きベクトルの可変長符号との関
    係として、 上記サイズの０に対しては”１”を、 上記サイズの１に対しては”０１”を、 上記サイズの２に対しては”００１１”を、 上記サイズの３に対しては”００１０”を、 上記サイズの４に対しては”０００１１”を、 上記サイズの５に対しては”０００１０”を、 上記サイズの６に対しては”００００１１”を、 上記サイズの７に対しては”００００１０”を、 上記サイズの８に対しては”０００００１１”を、 上記サイズの９に対しては”０００００１０”を、 上記サイズの１０に対しては”００００００１１”を、 上記サイズの１１に対しては”００００００１０”を、 上記サイズの１２に対しては”０００００００１１”
    を、 上記サイズの１３に対しては”０００００００１０”
    を、 上記サイズの１４に対しては”００００００００１１”
    を 対応付ける変換テーブルを有することを特徴とする動き
    ベクトルの可変長符号化及び復号化方法。
13. 【請求項１３】 ”０”と”１”を反転して差分化動き
    ベクトルの可変長符号とすることを特徴とする請求項１
    １記載の動きベクトルの可変長符号化及び復号化方法。
14. 【請求項１４】 ”０”と”１”を反転して差分化動き
    ベクトルの可変長符号とすることを特徴とする請求項１
    ２記載の動きベクトルの可変長符号化及び復号化方法。
15. 【請求項１５】 上記サイズが１以降のときの最下位ビ
    ットを反転して差分化動きベクトルの可変長符号とする
    ことを特徴とする請求項１１記載の動きベクトルの可変
    長符号化及び復号化方法。
16. 【請求項１６】 上記サイズ２以降のときの最下位ビッ
    トを反転して差分化動きベクトルの可変長符号とするこ
    とを特徴とする請求項１２記載の動きベクトルの可変長
    符号化及び復号化方法。