JPH0662386A

JPH0662386A - 解像度変換復号方法と装置

Info

Publication number: JPH0662386A
Application number: JP22796692A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Iwahashi; 政宏岩橋; Yasuo Katayama; 泰男片山
Original assignee: G C TECHNOL KK
Current assignee: G C TECHNOL KK
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1994-03-04

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】入力された動画像をバッファに貯え、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。逆ハフマン
復号器２１からの動きベクトルを受けた動きベクトル変
換器３０では、符号化時の動き補償精度が検出され、精
度が１画素であるかあるいは半画素であるかを検出して
それをフラグ３０５として多重化器３０４へ加え、動き
ベクトルは乗算器３０１で定数倍され、量子化器３０２
で量子化されて多重化器３０４でフラグ３０５とともに
多重化されてスイッチ３４を介して動き補償器へ出力す
る。【効果】高精度の復号画像が得られる。

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
ることのできる新規な動きベクトル検出器および動き補
償器を採用した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４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５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２１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２１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４）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２３に含まれた縮小
ブロック生成器２３１，８×８ブロック生成器２３２，
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４）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６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６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２３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２
４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】ここで動きベクトル変換器３０Ｂと前記動
き補償器２７Ｂ−１または２７Ｂ−２における処理につ
いてさらに説明する。

【００２７】図７には動きベクトル変換器３０Ｂの内部
回路を示す。逆ハフマン復号器２１から入力された動き
ベクトル値は動きベクトル変換器３０Ｂに入力され、は
じめに乗算器３０１において定数倍される。このときの
定数値は復号画像の原画に対するサイズ変換比率であ
る。つぎに量子化器３０２において少数第１位の値が０
または５に量子化される。この値が０のときは１画素精
度で、５のときは半画素精度で動き補償される。ただ
し、この動き補償の精度は１ビットのフラグにより表わ
すこともできる。以上の処理で得られた動きベクトル値
は動き補償器２７Ｂ−１または２７Ｂ−２へ出力され
る。

【００２８】図８には動き補償器２７Ｂ−１（または同
じ回路構成の動き補償器２７Ｂ−２）の内部回路を示
す。この回路へは、動きベクトル変換器３０Ｂの出力で
ある動きベクトル値が切替スイッチ３４の端子ａを介し
て入力される。また、フレーム・メモリ２６−１（また
は２６−２）の出力である過去または未来の画像が入力
される。

【００２９】入力された動きベクトル値は、はじめに精
度検出器４０１において、動き補償の精度が１画素精度
であるか半画素精度であるかが検出される。検出された
結果は、フラグとして信号線４２０を介して切替スイッ
チ４０４に入力される。

【００３０】一方、フレーム・メモリ２６−１から入力
された過去または未来の画像は、はじめに１画素精度動
き補償器４０２で動き補償される。動き補償の精度が半
画素精度の場合には、さらにフィルタ４１１により半画
素精度で動き補償さる。一方、１画素精度の場合はフィ
ルタ４１１は介さない。この切替えは、信号線４２０を
介して入力されたフラグを参照することによって、スイ
ッチ４０４でその端子ａまたはｂを選択して行われる。

【００３１】たとえば水平方向への動きが６．５画素で
ある場合、はじめに１画素精度動き補償器４０２にて水
平方向へ６画素だけ動き補償される。さらに０．５画素
動かすためには、６画素動かせられた２つの画素値ｘ(n
+1,m) とｘ(n,m) とが、２タップの低域通過型のフィル
タ４１１でＨ(z)=0.5+0.5ｚ^-1と畳み込まれて、両者の
間の画素値ｘ(n+0.5,m) が計算される。この計算結果
は、ｘ(n+0.5,m)=0.5ｘ(n+1,m)+0.5ｘ(n,m) となる。尚、垂直方向や水平かつ垂直方向の場合には、
それぞれ、ｘ(n,m+0.5)=0.5ｘ(n,m+1)+0.5ｘ(n,m)、ｘ
(n+0.5,m+0.5)=0.5{0.5ｘ(n,m+1)+0.5ｘ(n,m)+0.5ｘ(n+
1,m)+0.5ｘ(n+1,m+1)}となる。このようにして動き補償
された画像は切替スイッチ４０４から出力される。

【００３２】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。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】符号化時の動き補償に
おいて、動きベクトルが半画素精度の場合、半画素位置
における画素値が新たに生成されることになる。この処
理は隣接画素値と偶数タップの低域通過型のフィルタと
の畳み込みにより得られる。具体的には、２つの画素値
ｘ(n+1,m)とｘ(n,m)とを、２タップの低域通過型のフィ
ルタＨ(z)=0.5＋0.5ｚ^-1 により畳み込むことで、両者の間の画素値ｘ(n+0.5, m)
が計算される。したがって、新たに生成された予測値は
高域成分が抑制されていることになる。一方、動きベク
トルが１画素精度の場合には、フィルタ処理は行われな
いので、高域成分は抑制されない。

【００３４】以上をまとめると、符号化時において、動
き補償が半画素精度の場合、予測画像は低域通過型のフ
ィルタを介して生成される。一方、１画素精度の場合
は、予測画像は何等フィルタを介さずに生成される。

【００３５】さて、そこで復号時の動き補償を考察する
と、このときも、やはり符号化時と同様のフィルタ処理
を介して予測画像が生成されることが望ましい。仮に復
号画像を等倍で出力するならばこの要求は満たされる。
しかし、縮小ないし拡大を行うと前記の要求が満たされ
ないことがある。

【００３６】たとえば、符号化時において、動き補償が
半画素精度の場合、予測画像は低域通過型のフィルタを
介して生成される。一方、動きベクトルを縮小ないし拡
大した結果、復号時の動き補償が１画素精度になった場
合、従来法では予測画像は何等フィルタを介さずに生成
される。しかし本来は低域通過型のフイルタを介して予
測画像が生成されるべきである。従来法で処理した結
果、予測信号の高域が強調され、復号画像の高域もまた
強調されてしまい高精度の復号画像を得ることができな
いという解決されねばならない課題が残されていた。

【００３７】またその逆の例として、符号化時におい
て、動き補償が１画素精度の場合、予測画像はフィルタ
を介さずに生成される。一方、動きベクトルを縮小ない
し拡大した結果、復号時の動き補償が半画素精度になっ
た場合、従来法では予測画像は低域通過フィルタを介し
て生成される。しかし本来は何等フィルタを介さずに予
測画像が生成されるべきである。その結果、予測信号の
高域が抑制され、復号画像の高域も抑制されてしまい、
高精度の復号画像を得ることができないという解決され
ねばならない課題が残されていた。

【００３８】

【課題を解決するための手段】復号装置において画像の
拡大または縮小に伴って、復号された動きベクトルの値
を拡大または縮小し、なおかつ符号化時の動き補償の精
度が１画素であるか半画素であるかを示すフラグを生成
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
と、符号化時の動き補償の精度を示すフラグを用いて、
適宜フィルタ処理を行いながら動き補償できる動き補償
器とを、具備するよう構成した。

【００３９】

【作用】予測信号の周波数特性を補正するために、動き
ベクトル変換器にて、画像の拡大または縮小に伴って、
復号された動きベクトルの値を拡大または縮小し、なお
かつ符号化時の動き補償の精度が１画素であるか半画素
であるかを示すフラグを生成している。また動き補償器
では、動きベクトル変換器で生成されたフラグを用い
て、使用するフィルタを適宜選択しながら予測画像を生
成して動き補償している。

【００４０】

【実施例】本発明による復合装置は、従来の復合装置を
示す図５において、動きベクトル変換器３０Ｂと動き補
償器２７Ｂ−１，２７Ｂ−２をそれぞれ動きベクトル変
換器３０と動き補償器２７−１，２７−２に置き代える
ことにより実現することができる。

【００４１】図１には動きベクトル変換器３０の回路構
成を示している。図７に示す従来の動きベクトル変換器
３０Ｂとの構成上の違いは、符号化時の動き補償の精度
が１画素精度か半画素精度かを示すフラグを信号線３０
５により出力する精度検出器３０３と、この信号線３０
５からのフラグを縮小あるいは拡大された量子化器３０
２からの動きベクトル・データに多重化する多重化器３
０４が付加されている点である。

【００４２】また本発明において使用される動き補償器
２７−１（同じ構造の動き補償器２７−２の説明は省略
する。）を図２に示す。図８に示す従来の動き補償器２
７Ｂ−１との構成上の違いは、多重化された補償精度フ
ラグと動きベクトル・データとを分離して信号線４２１
により補償精度フラグを出力し、動きベクトル・データ
は精度検出器４０１へ出力する多重分離器４０５と、再
生画像の画質を向上させるために、従来のフィルタ４１
１に加えて、さらにフィルタ（４１２）およびフィルタ
（４１３）が装備され、合計４通りの処理方法を適宜切
替えて選択する切替スイッチ４０３が付加されている点
である。

【００４３】その他の構成は従来法と同じである。これ
ら従来法と異なる構成によりもたらされる作用について
は、以下において詳細に説明する。

【００４４】図１の本発明による動きベクトル変換器３
０において、逆ハフマン復合器２１から入力された動き
ベクトル値は、はじめに精度検出器３０３により符号化
時の動き補償精度が検出される。その結果、精度が１画
素であるか半画素であるかを示すフラグが、信号線３０
５を介して多重化器３０４に入力される。一方、動きベ
クトルの値は、従来法と同じ処理により、乗算器３０１
において定数倍され、つぎに量子化器３０２において量
子化される。以上の処理で得られた量子化器３０２の出
力である動きベクトル値は、信号線３０５からの符号化
時の動き補償精度を示すフラグと、多重化器３０４にお
いて多重化されて、スイッチ３４を介して動き補償器２
７−１，２７−２へ出力される。

【００４５】図２の本発明による動き補償器２７−１
（２７−２においても同じ）において、動きベクトル変
換器３０の出力である動きベクトル値が、切替スイッチ
３４の端子ａを介して多重分離器４０５へ入力される。
また、フレーム・メモリ２６−１の出力である過去また
は未来の画像が、１画素精度動き補償器４０２へ入力さ
れる。

【００４６】入力された動きベクトル値は、はじめに多
重分離器４０５にて、動きベクトル値とフラグに分離さ
れる。フラグは信号線４２１を介して切替スイッチ４０
３に入力され、動きベクトル値は精度検出器４０１に入
力される。

【００４７】精度検出器４０１および１画素精度動き補
償器４０２までの動作は、図８の従来法と同じである。
すなわち、精度検出器４０１では縮小または拡大した後
の動き補償の精度が１画素精度であるか半画素精度であ
るかを示すフラグが、信号線４２０を介してスイッチ４
０３に入力される。一方、フレーム・メモリ２６−１か
ら入力された過去または未来の画像は、はじめに１画素
精度動き補償器４０２により整数精度分だけ動き補償さ
れる。さらに半画素動かす場合は、フィルタ４１１を介
して動き補償される。

【００４８】従来法と本方法との違いは、復号時の動き
補償に、復号時の動き補償精度を示すフラグのみではな
く、符号化時の動き補償精度を示すフラグをも利用して
いることである。これらのフラグは動き補償が１画素精
度か、あるいは半画素精度かのどちらかを示す。本発明
ではこれら２つのフラグにより、４つの場合に分類して
予測信号を生成するために使用するフィルタを適宜選択
する。このフィルタ選択の様子を図３に示し、これを用
いて動作を説明する。

【００４９】i)動き補償が符号化時に１画素精度、かつ
復号時に１画素精度で行われた場合（図３のフィルタな
しの場合）。従来法と同様、１画素で動き補償された信号を、切替ス
イッチ４０３の端子ａを介して補間器２８および切替ス
イッチ３５の端子ａへ出力する。

【００５０】ii) 動き補償が符号化時に半画素精度、か
つ復号時に半画素精度で行われた場合（図３のフィルタ
４１１の場合）。従来法と同様、１画素精度で動き補償した後、フィルタ
４１１を介して半画素だけ動き補償し、切替スイッチ４
０３の端子ｂを介して補間器２８および切替スイッチ３
５の端子ａへ出力する。

【００５１】iii)動き補償が符号化時に半画素精度、か
つ復合時に１画素精度で行われた場合（図３のフィルタ
４１２の場合）。１画素精度で動き補償した後、低域通過特性を持つフィ
ルタ４１２を介してフィルタリングを行い、切替スイッ
チ４０３の端子ｃを介して補間器２８および切替スイッ
チ３５の端子ａへ出力する。フィルタ４１２では当該画
素を、当該画素およびその近傍画素との相加平均値で置
き換える。

【００５２】これにより予測信号の高域強調を防止して
いる。たとえば伝達関数が、Ｈ(z)＝Σｈ(i)ｚ^-1 （Ｎは奇数であり、Σはｉを０からＮ−１まで１づつ増
やし、総和をとることを表わしている。）と表わされる
フィルタが利用できる。具体的には、Ｈ(z)＝(1+6ｚ^-1+ｚ^-2)／８および、Ｈ(z)＝(1+2ｚ^-1+ｚ^-2)／４などが利用できる。

【００５３】かりに、Ｈ(z)＝(1+6ｚ^-1+ｚ^-2)／８を使うとすると、その計算結果は、ｈｘ＝１，ｈｙ＝０
のとき、ｘ(n,m)＝｛ｘ(n-1,m)+6ｘ(n,m)+ｘ(n+1,m)｝／８ｈｘ＝０，ｈｙ＝１のとき、ｘ(n,m)＝｛ｘ(n,m-1)+6ｘ(n,m)+ｘ(n,m+1)｝／８ｈｘ＝１，ｈｙ＝１のときｘ(n,m)＝［ａ₁+ｂ₁+ｃ₁］／８ここで、ａ₁＝｛ｘ（n-1,m-1)+6ｘ(n-1,m)+ｘ（n-1,m+1）｝／８ｂ₁＝6｛ｘ(n,m-1)+6ｘ(n,m)+ｘ（n，m+1)｝／８ｃ₁＝｛ｘ(n+1,m-1)+6ｘ(n+1,m)+ｘ(n+1,m+1)｝／８となる。ここで、ｈｘおよびｈｙはそれぞれ水平および
垂直方向に対する符号化時の動き補償精度を示すフラグ
であり、ここでは１画素精度のとき０、半画素精度のと
き１としている。

【００５４】iv) 動き補償が符号化時に１画素精度、か
つ復号時に半画素精度で行われた場合（図３のフィルタ
４１３の場合）。１画素精度で動き補償した後、フィルタ４１３を介して
半画素だけ動き補償し、切替スイッチ４０３の端子ｄを
介して補間器２８および切替スイッチ３５の端子ａへ出
力する。

【００５５】これにより、従来法のように予測画像を低
域通過型のフィルタを介して生成するのではなく、何等
フィルタを介さずに予測画像を生成した場合に近づくよ
う、全域通過特性を良く近似するフィルタを介して予測
信号を生成し、高域が抑制されないようにする。そのた
めにフィルタ４１３では、半画素ずれた位置における画
素値を、近隣の画素の相加平均値で補間して得ている。
たとえば伝達関数が、Ｈ(z)＝Σｈ(i)ｚ^-1 （Ｎは偶数であり、Σはｉを０からＮ−１まで１づつ増
やし、総和をとることを表わしている。）と表わされる
フィルタが利用できる。具体的には、たとえばＨ(z)＝(-1+5ｚ^-1+5ｚ^-2-ｚ^-3)／８なる特性が利用できる。このときの計算結果は、ｈｘ＝１，ｈｙ＝０のときｘ(n＋0.5m)＝｛-ｘ(n-1,m)+5ｘ(n,m)+5ｘ(n+1,m)-ｘ(n+2,m)｝／８ｈｘ＝０，ｈｙ＝１のときｘ(n,m+0.5)＝｛-ｘ(n,m-1)+5ｘ(n,m)+5ｘ(n,m+1)-ｘ(n,m+2)｝／８ｈｘ＝１，ｈｙ＝１のときｘ(n+0.5,m+0.5)＝［−ａ₂＋ｂ₂＋ｃ₂−ｄ₂］／８ここで、ａ₂＝｛-ｘ(n-1,m-1)+5ｘ(n-1,m)+5ｘ(n-1,m+1)-ｘ(n-1,m+2)｝／８ｂ₂＝5｛-ｘ(n,m-1)+5ｘ(n,m)+5ｘ(n,m+1)-ｘ(n,m+2)｝／８ｃ₂＝5｛-ｘ(n+1,m-1)+5ｘ(n+1,m)+5ｘ(n+1,m+1)-ｘ(n+1,m+2)｝／８ｄ₂＝｛-ｘ(n+2,m-1)+5ｘ(n+2,m)+5ｘ(n+2,m+1)-ｘ(n+2,m+2)｝／８である。

【００５６】ここで、ｈｘおよびｈｙはそれぞれ水平お
よび垂直方向に対する符号化時の動き補償精度を示すフ
ラグであり、ここでは１画素精度のとき０、半画素精度
のとき１としている。

【００５７】ところで、上記 iii)または iv)に表わさ
れた式を簡易に実現したいときには、ｈｘ＝１，ｈｙ＝
１の場合を、ｈｘ＝１，ｈｙ＝０またはｈｘ＝０，ｈｙ
＝１の場合に置き換えてもよい。

【００５８】

【発明の効果】復号画像を拡大または縮小するときに、
予測信号の周波数特性を符号化時の動き補償精度に応じ
て適宜修正することにより、予測符号化された復号画像
の画質を向上させることができるので、本発明の効果は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による復合装置を特徴づける動きベクト
ル変換器の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】本発明による復号装置を特徴づける動き補償器
の一実施例を示す回路構成図である。

【図３】図２の構成においてフィルタを選択する条件を
示しているフィルタ選択図である。

【図４】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５】図４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６】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。

【図７】従来の動きベクトル変換器の回路構成図であ
る。

【図８】従来の動き補償器の回路構成図である。

【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２３１縮小ブロック生成器２３２８×８ブロック生成器２３３拡大ブロック生成器３０１乗算器３０２量子化器３０３精度検出器３０４多重化器３０５信号線４０１精度検出器４０２１画素精度動き補償器４０３，４０４切替スイッチ４０５多重分離器４１１〜４１３フィルタ４２０，４２１信号線

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、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および動きベクト
ル値を得て（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前記動
きベクトル値を用い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）、解像度変換復号方法において、前記逆変換出力に前記動きベクトル値を用いて動き補償
する際に、符号化時と復号時のそれぞれの時点での動き
補償の精度が半画素精度であるか１画素精度であるかを
調べて（３０）、符号化時に半画素精度であり符号時に１画素精度のとき
は、処理の対象となる画素値を、前記処理の対象となる
画素値およびその近隣の画素値からなる相加平均値で置
き換え、符号化時に１画素精度であり復号時に半画素精度のとき
は、半画素精度の位置における画素値を、その近傍に位
置する画素値の相加平均値を求めて補間して、前記ディ
ジタル動画像出力信号とする解像度変換復号方法。
【請求項２】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および動きベクト
ル値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、前記動きベクトル値を受けてこれを変換して変換された
動きベクトル値を得るための動きベクトル変換手段（３
０）と、前記逆変換出力と前記変換された動きベクトル値を受け
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
きて補償画像出力手段（２６〜２８，３２〜３５，４
０）とを含む解像度変換復号装置において、前記動きベクトル変換手段が、符号化時と復号時のそれ
ぞれの時点における前記動き補償の精度が半画素精度で
あるか１画素精度であるかを調べて画素精度を示すフラ
グを出力するための精度検出手段（３０３）を含み、前記補償画像出力手段が、前記フラグを受けて符号化時に半画素精度であり復号時
に１画素精度のときは、処理の対象となる画素値を、前
記処理の対象となる画素値およびその近隣の画素値から
なる相加平均値で置き換えるための第１のフィルタ手段
（４０５，４０１，４０２，４１２，４０３）と、前記
フラグを受けて符号化時に１画素精度であり復号時に半
画素精度のときは、半画素精度の位置における画素値
を、その近傍に位置する画素値の相加平均を求めて補間
するための第２のフィルタ手段（４０５，４０１，４０
２，４１３，４０３）と、を含んでいる解像度変換復号装置。