JPH07123411A - 動きベクトル検出および伝送方法 - Google Patents
動きベクトル検出および伝送方法Info
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- JPH07123411A JPH07123411A JP7234894A JP7234894A JPH07123411A JP H07123411 A JPH07123411 A JP H07123411A JP 7234894 A JP7234894 A JP 7234894A JP 7234894 A JP7234894 A JP 7234894A JP H07123411 A JPH07123411 A JP H07123411A
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- motion vector
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- search
- motion
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、全体圧縮効率を改善するた
めの多段階階層的動き推定方法を採用して、動きベクト
ルなどを提供する改善された方法を提供することであ
る。 【構成】 動きベクトル決定方法は、(a)探索ブロッ
クを動き推定して動きベクトルおよびエラー関数を提供
するステップと、(b)前記エラー関数を臨界値と比較
するステップと、(c)前記エラー関数が前記臨界値よ
り小さいとき動きベクトルに対応する前記探索ブロック
を表す前記動きベクトルおよび選択信号を伝送するステ
ップからなり、前記エラー関数が前記既設定された値よ
り小さいと、前記動きベクトルを伝送し、前記エラー関
数が前記既設定された値より小さくなければ前記探索ブ
ロックを二つ以上のサブブロック(sub−searc
hblock)に分割して、前記サブ探索ブロックにな
る時までステップ(a),(b)および(c)を繰り返
すステップとを含む。
めの多段階階層的動き推定方法を採用して、動きベクト
ルなどを提供する改善された方法を提供することであ
る。 【構成】 動きベクトル決定方法は、(a)探索ブロッ
クを動き推定して動きベクトルおよびエラー関数を提供
するステップと、(b)前記エラー関数を臨界値と比較
するステップと、(c)前記エラー関数が前記臨界値よ
り小さいとき動きベクトルに対応する前記探索ブロック
を表す前記動きベクトルおよび選択信号を伝送するステ
ップからなり、前記エラー関数が前記既設定された値よ
り小さいと、前記動きベクトルを伝送し、前記エラー関
数が前記既設定された値より小さくなければ前記探索ブ
ロックを二つ以上のサブブロック(sub−searc
hblock)に分割して、前記サブ探索ブロックにな
る時までステップ(a),(b)および(c)を繰り返
すステップとを含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動きベクトルを検出す
る方法に関し、特に、階層的動き推定方法を用いて、伝
送されるデータ量を減少させ得る動きベクトルを発生さ
せ、二つの連続するビデオフレームから動きベクトルを
決定する改善された方法に関する。
る方法に関し、特に、階層的動き推定方法を用いて、伝
送されるデータ量を減少させ得る動きベクトルを発生さ
せ、二つの連続するビデオフレームから動きベクトルを
決定する改善された方法に関する。
【0002】
【従来の技術】映像“フレーム”のシーケンス(sequen
ce)を含む映像信号がデジタル形態で表現される時、特
に、高鮮明度テレビジョン(HDTV)シルテムの場合には
伝送のために相当量のデータが発生する。しかし、通常
の伝送チャンネルの利用可能な周波数帯域は限定されて
いるので、限定されたチャンネル帯域幅を通じて、相当
量のデジタルデータを伝送するためには、伝送データ量
を圧縮するか減らさなければならない。多様なビデオ信
号圧縮技法の中で、隣接した二つのフレーム間のビデオ
信号の時間的重複性(temporal redundancy )を用い
て、信号を圧縮する動き補償されたフレーム間(interf
rame)符号化技法が効率的な圧縮技法の一つとして知ら
れている。
ce)を含む映像信号がデジタル形態で表現される時、特
に、高鮮明度テレビジョン(HDTV)シルテムの場合には
伝送のために相当量のデータが発生する。しかし、通常
の伝送チャンネルの利用可能な周波数帯域は限定されて
いるので、限定されたチャンネル帯域幅を通じて、相当
量のデジタルデータを伝送するためには、伝送データ量
を圧縮するか減らさなければならない。多様なビデオ信
号圧縮技法の中で、隣接した二つのフレーム間のビデオ
信号の時間的重複性(temporal redundancy )を用い
て、信号を圧縮する動き補償されたフレーム間(interf
rame)符号化技法が効率的な圧縮技法の一つとして知ら
れている。
【0003】動き補償されたフレーム間符号化方法にお
いて、現在フレームデータは現在フレームと以前フレー
ムとの間の動き推定によって以前フレームデータから推
定される。かかる推定された動きは、以前フレームと現
在フレームとの間の画素の変位を表す2次元動きベクト
ルで表すことができる。
いて、現在フレームデータは現在フレームと以前フレー
ムとの間の動き推定によって以前フレームデータから推
定される。かかる推定された動きは、以前フレームと現
在フレームとの間の画素の変位を表す2次元動きベクト
ルで表すことができる。
【0004】本技術分野で提案された動き推定体系の一
つは、ブロック整合アルゴリズムである。ブロック整合
アルゴリズムによると、現在フレームは同一大きさの多
数の探索ブロックに分割される。探索ブロックの大きさ
は、典型的に8×8から32×32画素間の範囲であ
る。現在フレームで探索ブロックに対する動きベクトル
を決定するために、現在フレームの探索ブロックと一般
に、以前フレーム内のさらに大きい探索領域に含まれて
いる探索ブロックと同一の大きさの複数の候補ブロック
との各々の間で類似性計算が行われる。平均絶対エラー
または平均二乗エラーのようなエラー関数が、現在フレ
ームの探索ブロックと探索領域における各候補ブロック
との間の類似性測定を行うのに用いられる。動きベクト
ルは最小エラー関数を発生させる候補ブロックと探索ブ
ロックとの間の変位を表す。
つは、ブロック整合アルゴリズムである。ブロック整合
アルゴリズムによると、現在フレームは同一大きさの多
数の探索ブロックに分割される。探索ブロックの大きさ
は、典型的に8×8から32×32画素間の範囲であ
る。現在フレームで探索ブロックに対する動きベクトル
を決定するために、現在フレームの探索ブロックと一般
に、以前フレーム内のさらに大きい探索領域に含まれて
いる探索ブロックと同一の大きさの複数の候補ブロック
との各々の間で類似性計算が行われる。平均絶対エラー
または平均二乗エラーのようなエラー関数が、現在フレ
ームの探索ブロックと探索領域における各候補ブロック
との間の類似性測定を行うのに用いられる。動きベクト
ルは最小エラー関数を発生させる候補ブロックと探索ブ
ロックとの間の変位を表す。
【0005】前述したブロック整合アルゴリズムにおい
て、探索ブロックの大きさは、ある値、例えば、16×
16画素に固定され、全ての探索ブロックは他の動きベ
クトルと同一であるかどうかに関係なく動きベクトルを
発生する。
て、探索ブロックの大きさは、ある値、例えば、16×
16画素に固定され、全ての探索ブロックは他の動きベ
クトルと同一であるかどうかに関係なく動きベクトルを
発生する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際ビデオ映
像において隣接する探索ブロック群は、動くオブジェク
ト(moving object )で構成され、同一であるかまたは
類似な動きベクトルを有するので、固定された大きさの
探索ブロックを有するブロック整合アルゴリズムは、か
かる場合、最適のフレーム間符号化方法ではない。
像において隣接する探索ブロック群は、動くオブジェク
ト(moving object )で構成され、同一であるかまたは
類似な動きベクトルを有するので、固定された大きさの
探索ブロックを有するブロック整合アルゴリズムは、か
かる場合、最適のフレーム間符号化方法ではない。
【0007】したがって、本発明の目的は、多様な大き
さの探索ブロックを用いて多段階階層動き推定方法(mu
lti-tier hierarchical motion estlmation approach)
を採用することによって動きベクトルを提供するための
方法を提供し、全体圧縮効果を改善することである。
さの探索ブロックを用いて多段階階層動き推定方法(mu
lti-tier hierarchical motion estlmation approach)
を採用することによって動きベクトルを提供するための
方法を提供し、全体圧縮効果を改善することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、多段階階層動き推定方法を採用したビデ
オ信号の現在フレームと以前フレームとの間の動きベク
トルを検出および伝送するための方法であって、現在フ
レームが同一の大きさの複数の探索ブロックに分割さ
れ、以前フレームは相当する数の探索領域に分割され、
さらには探索領域は複数の同一の大きさの候補ブロック
に分割されている動きベクトル決定方法において、
(a)探索ブロックを動き推定し、最小エラー関数を発
生させる候補ブロックと前記探索ブロックとの間の変位
を表す動きベクトルおよびそれに対応するエラー関数を
提供するステップと、(b)前記エラー関数を既設定さ
れた値と比較するステップと、(c)前記エラー関数が
前記既設定された値より小さければ、前記動きベクトル
を伝送し、前記エラー関数が前記既設定された値より小
さくなければ前記探索ブロックを二つ以上の下位階層の
サブ探索ブロック(sub-search block)に分割して、前
記サブ探索ブロックの階層が既設定された最下位階層に
なる時まで前記サブ探索ブロック各々が前記ステップ
(a),(b)および(c)を行うステップとを含む動
きベクトル検出および伝送方法からなる。
に、本発明は、多段階階層動き推定方法を採用したビデ
オ信号の現在フレームと以前フレームとの間の動きベク
トルを検出および伝送するための方法であって、現在フ
レームが同一の大きさの複数の探索ブロックに分割さ
れ、以前フレームは相当する数の探索領域に分割され、
さらには探索領域は複数の同一の大きさの候補ブロック
に分割されている動きベクトル決定方法において、
(a)探索ブロックを動き推定し、最小エラー関数を発
生させる候補ブロックと前記探索ブロックとの間の変位
を表す動きベクトルおよびそれに対応するエラー関数を
提供するステップと、(b)前記エラー関数を既設定さ
れた値と比較するステップと、(c)前記エラー関数が
前記既設定された値より小さければ、前記動きベクトル
を伝送し、前記エラー関数が前記既設定された値より小
さくなければ前記探索ブロックを二つ以上の下位階層の
サブ探索ブロック(sub-search block)に分割して、前
記サブ探索ブロックの階層が既設定された最下位階層に
なる時まで前記サブ探索ブロック各々が前記ステップ
(a),(b)および(c)を行うステップとを含む動
きベクトル検出および伝送方法からなる。
【0009】
【実施例】図1を参照すればデジタルビデオ信号を圧縮
するための符号化システム(encoding system )が示さ
れており、これは本発明による動き推定器50を含んで
いる。
するための符号化システム(encoding system )が示さ
れており、これは本発明による動き推定器50を含んで
いる。
【0010】現在フレーム信号は減算器35および動き
推定器50に入力される。実際には、現在フレーム信号
はブロック単位で入力メモリ(図示せず)から読み出さ
れ、その入力メモリにはブロック単位で処理するための
連続的な画素データのブロックとしてビデオ信号の各フ
レームが貯蔵されている。現在フレーム信号のブロック
大きさは通常、8×8ないし32×32画素の範囲を有
する。
推定器50に入力される。実際には、現在フレーム信号
はブロック単位で入力メモリ(図示せず)から読み出さ
れ、その入力メモリにはブロック単位で処理するための
連続的な画素データのブロックとしてビデオ信号の各フ
レームが貯蔵されている。現在フレーム信号のブロック
大きさは通常、8×8ないし32×32画素の範囲を有
する。
【0011】フレームメモリ30からの再構成された以
前フレーム信号130と現在フレーム信号131は動き
推定器50で処理されて、以前フレームの相応する探索
領域に含まれ、最小エラー関数を有する候補ブロックと
現在フレームの探索ブロックとの間の変位を表す動きベ
クトルが推定される。本発明によって、動き推定器50
は階層的に分割された区域で動き推定を行い動きベクト
ルを発生する。言い替えれば、ある大きいブロックの内
に類似な動きがある場合、そのブロックから一つの動き
ベクトルが生成され、もしあるブロック内に複雑な動き
がある場合には、そのブロックは小さいブロックに分割
され、各々の分割されたブロック全てが動きベクトルを
発生する。動きベクトル150および選択信号151は
動き補償器40および動きベクトル符号化器60へ伝送
される。選択信号151は図3を参照して詳しく説明さ
れる動きベクトルのレベルまたは階層を表す。動きベク
トル150および選択信号151は、動きベクトル符号
化器60で共に符号化されて、例えば、可変長さ符号化
される。
前フレーム信号130と現在フレーム信号131は動き
推定器50で処理されて、以前フレームの相応する探索
領域に含まれ、最小エラー関数を有する候補ブロックと
現在フレームの探索ブロックとの間の変位を表す動きベ
クトルが推定される。本発明によって、動き推定器50
は階層的に分割された区域で動き推定を行い動きベクト
ルを発生する。言い替えれば、ある大きいブロックの内
に類似な動きがある場合、そのブロックから一つの動き
ベクトルが生成され、もしあるブロック内に複雑な動き
がある場合には、そのブロックは小さいブロックに分割
され、各々の分割されたブロック全てが動きベクトルを
発生する。動きベクトル150および選択信号151は
動き補償器40および動きベクトル符号化器60へ伝送
される。選択信号151は図3を参照して詳しく説明さ
れる動きベクトルのレベルまたは階層を表す。動きベク
トル150および選択信号151は、動きベクトル符号
化器60で共に符号化されて、例えば、可変長さ符号化
される。
【0012】動きベクトル150および選択信号151
に応答して、推定信号、即ち動きベクトル150および
選択信号151に相応する候補ブロックの画素データが
動き補償器40によりフレームメモリ30から抽出され
て減算器35および加算器45へ提供される。
に応答して、推定信号、即ち動きベクトル150および
選択信号151に相応する候補ブロックの画素データが
動き補償器40によりフレームメモリ30から抽出され
て減算器35および加算器45へ提供される。
【0013】動き推定器40からの推定信号は、減算器
35で現在フレーム信号の探索ブロックから減算され、
その結果値、即ちエラー信号は映像信号符号化器10へ
伝送されて、離散コサイン変換(DCT )および周知の量
子化法により符号化される。エラー信号が符号化された
後、その符号化された信号は二つの信号経路へ伝達され
る。そのうちの一つの信号は可変長さ符号化器に導れそ
の後伝送路を通じて受信機へ伝送され、他の一つは映像
信号復号化器20で逆量子化および逆DCT により復号化
されて、再構成されたエラー信号を生じる。エラー信号
の再構成は符号化器が受信機内の復号化器のようなプロ
セスを経るようにするため必要であり、それにより復号
化器の再構成された信号が現在フレーム信号から分技さ
れるのを防止する。
35で現在フレーム信号の探索ブロックから減算され、
その結果値、即ちエラー信号は映像信号符号化器10へ
伝送されて、離散コサイン変換(DCT )および周知の量
子化法により符号化される。エラー信号が符号化された
後、その符号化された信号は二つの信号経路へ伝達され
る。そのうちの一つの信号は可変長さ符号化器に導れそ
の後伝送路を通じて受信機へ伝送され、他の一つは映像
信号復号化器20で逆量子化および逆DCT により復号化
されて、再構成されたエラー信号を生じる。エラー信号
の再構成は符号化器が受信機内の復号化器のようなプロ
セスを経るようにするため必要であり、それにより復号
化器の再構成された信号が現在フレーム信号から分技さ
れるのを防止する。
【0014】映像信号復号化器20からの再構成された
エラー信号は、加算器45で動き補償器40からの推定
信号に加算されて、現在フレームの探索ブロック信号を
再構成し、この再構成された信号はフレームメモリ30
に記録される。
エラー信号は、加算器45で動き補償器40からの推定
信号に加算されて、現在フレームの探索ブロック信号を
再構成し、この再構成された信号はフレームメモリ30
に記録される。
【0015】図2は、本発明の望ましい実施例で用いら
れた探索ブロックの階層的構造の例を示す。3レベルま
たは3階層のブロックがある。先ず、フレームは多数の
BX1×BY1画素の大きさを有するレベル−1ブロッ
クに分割される。レベル2で各レベル1ブロックは、B
X2×BY2画素の大きさを有する、例えば、四つのブ
ロックに分割され、各レベル2ブロックはさらにBX3
×BY3画素の大きさを有する、例えば、四つのレベル
3ブロックに分割される。したがって、各レベル1ブロ
ックには、四つのレベル−2ブロックと16個の1レベ
ル−3ブロックがある。動きベクトルは動きの複雑度に
したがってレベル−1,レベル−2,レベル−3から検
出される。
れた探索ブロックの階層的構造の例を示す。3レベルま
たは3階層のブロックがある。先ず、フレームは多数の
BX1×BY1画素の大きさを有するレベル−1ブロッ
クに分割される。レベル2で各レベル1ブロックは、B
X2×BY2画素の大きさを有する、例えば、四つのブ
ロックに分割され、各レベル2ブロックはさらにBX3
×BY3画素の大きさを有する、例えば、四つのレベル
3ブロックに分割される。したがって、各レベル1ブロ
ックには、四つのレベル−2ブロックと16個の1レベ
ル−3ブロックがある。動きベクトルは動きの複雑度に
したがってレベル−1,レベル−2,レベル−3から検
出される。
【0016】図3は、図1に示された動き推定器50の
詳細ブロック図を表す。図1のフレームメモリ30から
の以前フレーム信号130および現在フレーム信号13
1がレベル−1動きベクトル検出器350,レベル−2
動きベクトル検出器352およびレベル−3動きベクト
ル検出器354に入力される。レベル−1動きベクトル
検出器350において、現在フレームはBX1×BY1
画素の大きさを有するレベル−1ブロックに分割され、
レベル−2動きベクトル検出器352およびレベル−3
動きベクトル検出器354においては現在フレームが各
々BX2×BY2およびBX3×BY3画素がその大き
さを有するレベル−2およびレベル−3ブロックに分割
される。動きベクトル検出器350,352,354は
各探索ブロックを以前フレームの相応する探索領域に含
まれた各候補ブロックと比較し、この比較は探索ブロッ
クの画素と候補ブロック内の画素など間の差の絶対値の
平均値である平均絶対エラーなどのようなエラー関数を
計算して行われる。
詳細ブロック図を表す。図1のフレームメモリ30から
の以前フレーム信号130および現在フレーム信号13
1がレベル−1動きベクトル検出器350,レベル−2
動きベクトル検出器352およびレベル−3動きベクト
ル検出器354に入力される。レベル−1動きベクトル
検出器350において、現在フレームはBX1×BY1
画素の大きさを有するレベル−1ブロックに分割され、
レベル−2動きベクトル検出器352およびレベル−3
動きベクトル検出器354においては現在フレームが各
々BX2×BY2およびBX3×BY3画素がその大き
さを有するレベル−2およびレベル−3ブロックに分割
される。動きベクトル検出器350,352,354は
各探索ブロックを以前フレームの相応する探索領域に含
まれた各候補ブロックと比較し、この比較は探索ブロッ
クの画素と候補ブロック内の画素など間の差の絶対値の
平均値である平均絶対エラーなどのようなエラー関数を
計算して行われる。
【0017】その後、動きベクトル検出器350,35
2,354は各レベルの各々の探索ブロックに対するエ
ラー関数などの中、各レベルの各々の探索ブロックに対
する最小エラー関数を求め、その最小エラー関数に相応
する変位ベクトルはその探索ブロックの動きベクトルと
して選択される。各レベルの各々の探索ブロックに対す
る各々の最小エラー関数は、各々レベル−1、レベル−
2およびレベル−3エラー関数110,111,112
として比較器356,368,368へ伝送され、各レ
ベルの各々の探索ブロックに対する動きベクトルは各々
レベル−1、レベル−2、レベル−3動きベクトル12
0,121,122として選択器360,366および
372へ伝達される。
2,354は各レベルの各々の探索ブロックに対するエ
ラー関数などの中、各レベルの各々の探索ブロックに対
する最小エラー関数を求め、その最小エラー関数に相応
する変位ベクトルはその探索ブロックの動きベクトルと
して選択される。各レベルの各々の探索ブロックに対す
る各々の最小エラー関数は、各々レベル−1、レベル−
2およびレベル−3エラー関数110,111,112
として比較器356,368,368へ伝送され、各レ
ベルの各々の探索ブロックに対する動きベクトルは各々
レベル−1、レベル−2、レベル−3動きベクトル12
0,121,122として選択器360,366および
372へ伝達される。
【0018】レベル−1比較器356において、レベル
−1エラー関数110は、既設定されたレベル−1臨界
値と比較される。レベル−1エラー関数110がレベル
−1臨界値より小さい場合、これはレベル−1探索ブロ
ック内の映像が相応する候補ブロック内の映像と相当に
類似であることを意味し、そのブロックの動きを表すに
は一つの動きベクトルだけが必要である。この場合、レ
ベル−1比較器356は活性化する。比較器356,3
62,368が活性化された場合は、ロジックハイとな
り、したがって、“1”が逆変換器358へ伝送され
る。
−1エラー関数110は、既設定されたレベル−1臨界
値と比較される。レベル−1エラー関数110がレベル
−1臨界値より小さい場合、これはレベル−1探索ブロ
ック内の映像が相応する候補ブロック内の映像と相当に
類似であることを意味し、そのブロックの動きを表すに
は一つの動きベクトルだけが必要である。この場合、レ
ベル−1比較器356は活性化する。比較器356,3
62,368が活性化された場合は、ロジックハイとな
り、したがって、“1”が逆変換器358へ伝送され
る。
【0019】これと類似な方式で、レベル−2比較器3
62およびレベル−3比較器368は各々レベル−2お
よびレベル−3動きベクトル検出器352,354から
のレベル−2およびレベル−3エラー関数111,11
2を既設定されたレベル−2およびレベル−3臨界値と
比較する。もし、エラー関数が相応する臨界値より小さ
ければ、“1”が各々NANDゲート364,370へ提供
され、臨界値より小さくない場合、“0”が提供され
る。
62およびレベル−3比較器368は各々レベル−2お
よびレベル−3動きベクトル検出器352,354から
のレベル−2およびレベル−3エラー関数111,11
2を既設定されたレベル−2およびレベル−3臨界値と
比較する。もし、エラー関数が相応する臨界値より小さ
ければ、“1”が各々NANDゲート364,370へ提供
され、臨界値より小さくない場合、“0”が提供され
る。
【0020】レベル−1選択器360は、逆変換器35
8からのレベル1制御信号158に応答して、レベル−
1動きベクトル検出器350からのレベル−1動きベク
トル120が伝送されるか否かを決定する。選択器36
0,366,372は“0”が入力される場合、活性化
される。したがって、もしレベル−1比較器356が
“1”を逆変換358に出力すれば、“0”がレベル−
1選択器360へ提供され、レベル1選択器360は動
きベクトル選択器374にレベル−1動きベクトル16
0を伝送する。
8からのレベル1制御信号158に応答して、レベル−
1動きベクトル検出器350からのレベル−1動きベク
トル120が伝送されるか否かを決定する。選択器36
0,366,372は“0”が入力される場合、活性化
される。したがって、もしレベル−1比較器356が
“1”を逆変換358に出力すれば、“0”がレベル−
1選択器360へ提供され、レベル1選択器360は動
きベクトル選択器374にレベル−1動きベクトル16
0を伝送する。
【0021】NANDゲート364,370はAND ゲートと
反対に動作する。即ち、二つの入力が全て“1”である
場合だけ“0”を出力し、他の場合には全て“1”を出
力する。したがって、レベル−2選択器366が活性化
されれば、即ち、NANDゲート364の出力が“0”の値
を有するためには、レベル−2比較器362からの出力
および逆変換器358からのレベル−1制御信号は全て
“1”出なければならない。したがって、レベル−1比
較器356の出力が“1”であり、それによってレベル
−1動きベクトルが選択されて伝送されるようになる
と、逆変換器358は“0”をNANDゲート364へ提供
することになり、NANDゲート364は“1”をレベル−
2選択器366へ出力する。したがって、レベル−2選
択器366はディセーブルされ、レベル−2比較器36
2の出力値に関係なくディセーブルされ、レベル−2動
きベクトルはレベル−2選択器366から出力されな
い。反面、レベル−1比較器356の出力が“0”であ
れば、レベル−1選択器360はディセーブルされ、
“1”がNANDゲート364へ提供される。この場合、レ
ベル−2比較器362がNANDゲート364に“1”を出
力することになると、レベル−2選択器366はレベル
−2動きベクトル166を出力する。
反対に動作する。即ち、二つの入力が全て“1”である
場合だけ“0”を出力し、他の場合には全て“1”を出
力する。したがって、レベル−2選択器366が活性化
されれば、即ち、NANDゲート364の出力が“0”の値
を有するためには、レベル−2比較器362からの出力
および逆変換器358からのレベル−1制御信号は全て
“1”出なければならない。したがって、レベル−1比
較器356の出力が“1”であり、それによってレベル
−1動きベクトルが選択されて伝送されるようになる
と、逆変換器358は“0”をNANDゲート364へ提供
することになり、NANDゲート364は“1”をレベル−
2選択器366へ出力する。したがって、レベル−2選
択器366はディセーブルされ、レベル−2比較器36
2の出力値に関係なくディセーブルされ、レベル−2動
きベクトルはレベル−2選択器366から出力されな
い。反面、レベル−1比較器356の出力が“0”であ
れば、レベル−1選択器360はディセーブルされ、
“1”がNANDゲート364へ提供される。この場合、レ
ベル−2比較器362がNANDゲート364に“1”を出
力することになると、レベル−2選択器366はレベル
−2動きベクトル166を出力する。
【0022】レベル−3動きベクトル172は、これと
類似な方法で発生される。レベル−3臨界値はレベル−
3エラー関数112の値に関係なくレベル−3比較器が
活性化され得るように十分に大きくなければならない。
同一な作用を行うために、レベル−3比較器368およ
びNANDゲート370の代りに逆変換器を用いることもで
きる。
類似な方法で発生される。レベル−3臨界値はレベル−
3エラー関数112の値に関係なくレベル−3比較器が
活性化され得るように十分に大きくなければならない。
同一な作用を行うために、レベル−3比較器368およ
びNANDゲート370の代りに逆変換器を用いることもで
きる。
【0023】動きベクトル選択器374はレベル−1お
よびレベル−2制御信号158,164およびレベル−
1,レベル−2,レベル−3動きベクトル160,16
6,172を入力として、選択信号150および選択さ
れた動きベクトル151を出力する。レベル−1または
レベル−2動きベクトルの中、いずれか一つも選択され
なかったらレベル−3動きベクトルが出力されなければ
ならないのでNANDゲート370からのレベル−3制
御信号は必要でない。したがって、レベル−1およびレ
ベル−2制御信号158,164だけが、あるレベルの
動きベクトルを出力するかどうかを決定するに用いられ
る。
よびレベル−2制御信号158,164およびレベル−
1,レベル−2,レベル−3動きベクトル160,16
6,172を入力として、選択信号150および選択さ
れた動きベクトル151を出力する。レベル−1または
レベル−2動きベクトルの中、いずれか一つも選択され
なかったらレベル−3動きベクトルが出力されなければ
ならないのでNANDゲート370からのレベル−3制
御信号は必要でない。したがって、レベル−1およびレ
ベル−2制御信号158,164だけが、あるレベルの
動きベクトルを出力するかどうかを決定するに用いられ
る。
【0024】もしレベル−1制御信号158が“0”で
あれば、動きベクトル選択器374はレベル−1動きベ
クトル160を動きベクトル150として選択する。レ
ベル−1制御信号158が“1”の場合、動きベクトル
選択器374はレベル−2制御信号164を検索する。
レベル−2制御信号164が“0”であれば、レベル−
2動きベクトル166が出力動きベクトル150として
選択され、“1”であれば、レベル−3動きベクトル1
72が図1の動きベクトル符号化器60および動き補償
器40へ出力される。選択信号151は探索ブロックの
レベルを表し、これも動きベクトル符号化器60および
動き補償器40へ出力される。
あれば、動きベクトル選択器374はレベル−1動きベ
クトル160を動きベクトル150として選択する。レ
ベル−1制御信号158が“1”の場合、動きベクトル
選択器374はレベル−2制御信号164を検索する。
レベル−2制御信号164が“0”であれば、レベル−
2動きベクトル166が出力動きベクトル150として
選択され、“1”であれば、レベル−3動きベクトル1
72が図1の動きベクトル符号化器60および動き補償
器40へ出力される。選択信号151は探索ブロックの
レベルを表し、これも動きベクトル符号化器60および
動き補償器40へ出力される。
【0025】要約すれば、もしレベル−1ブロック内の
動きが類似であれば、レベル−1動きベクトルだけが出
力され低位レベルの動きベクトルはいらなくなる。レベ
ル−1ブロック内の動きがあまり類似でなければ、レベ
ル−1ブロックはレベル−2ブロックに分割され、その
うちで、内部の動きが類似なレベル−2ブロックに対し
てだけレベル−2動きベクトルが出力される。一方、複
雑な動きを有するレベル−2ブロックはレベル−3ブロ
ックに分割され各レベル−3ブロックに対するレベル−
3動きベクトルが出力される。
動きが類似であれば、レベル−1動きベクトルだけが出
力され低位レベルの動きベクトルはいらなくなる。レベ
ル−1ブロック内の動きがあまり類似でなければ、レベ
ル−1ブロックはレベル−2ブロックに分割され、その
うちで、内部の動きが類似なレベル−2ブロックに対し
てだけレベル−2動きベクトルが出力される。一方、複
雑な動きを有するレベル−2ブロックはレベル−3ブロ
ックに分割され各レベル−3ブロックに対するレベル−
3動きベクトルが出力される。
【0026】図4は、各レベルのブロックに対して発生
された動きベクトルの例を示す。各ブロックに記録され
た数字は図3の選択器360,366,372に対する
入力を表す。その数字が“0”であれば選択器はイネー
ブルされそのブロックの動きベクトルが出力される。そ
の数字が“1”であれば選択器はディセーブルされ、そ
のブロックはさらに小さいブロックに分割される。
された動きベクトルの例を示す。各ブロックに記録され
た数字は図3の選択器360,366,372に対する
入力を表す。その数字が“0”であれば選択器はイネー
ブルされそのブロックの動きベクトルが出力される。そ
の数字が“1”であれば選択器はディセーブルされ、そ
のブロックはさらに小さいブロックに分割される。
【0027】レベル1でBX1xBY1画素大きさの四
つのレベル−1ブロックが示されており、そのうち、二
つのレベル−1ブロックはブロック内に類似な動きを有
すると決定され、右上部ブロックおよび左下部ブロック
に当たるレベル−1動きベクトルが出力される。
つのレベル−1ブロックが示されており、そのうち、二
つのレベル−1ブロックはブロック内に類似な動きを有
すると決定され、右上部ブロックおよび左下部ブロック
に当たるレベル−1動きベクトルが出力される。
【0028】レベル2において、レベル−1で選択され
なかった各ブロックは、四つのレベル−2ブロックに分
割される。右上部および左下部の動きベクトルがレベル
−1ですでに選択されているので、これらのブロックは
さらに以上分割されない。図4に示す通り、三つのレベ
ル−2ブロックが類似動きを有し、よって、これら三つ
のブロックに相応する三つのレベル−2動きベクトルが
出力される。
なかった各ブロックは、四つのレベル−2ブロックに分
割される。右上部および左下部の動きベクトルがレベル
−1ですでに選択されているので、これらのブロックは
さらに以上分割されない。図4に示す通り、三つのレベ
ル−2ブロックが類似動きを有し、よって、これら三つ
のブロックに相応する三つのレベル−2動きベクトルが
出力される。
【0029】レベル3において、残りの五つのレベル−
2ブロック各々が四つのレベル−3ブロックに分割さ
れ、各々レベル−3ブロックに該当するレベル−3動き
ベクトルが出力される。レベル−3動きベクトルの数は
20である。
2ブロック各々が四つのレベル−3ブロックに分割さ
れ、各々レベル−3ブロックに該当するレベル−3動き
ベクトルが出力される。レベル−3動きベクトルの数は
20である。
【0030】したがって、この場合、二つのレベル−1
動きベクトル、三つのレベル−2動きベクトル、20個
のレベル−3動きベクトル、即ち、総25個の動きベク
トルが出力される。
動きベクトル、三つのレベル−2動きベクトル、20個
のレベル−3動きベクトル、即ち、総25個の動きベク
トルが出力される。
【0031】本発明の新しい動きベクトル検出方法によ
って、精密な動きベクトルは動きがある程度複雑な区域
だけで必要であり、動きが単純な領域は動きベクトルの
数は少ないので、映像の品質を保持し、伝送されるでた
の量を減少させ得る。
って、精密な動きベクトルは動きがある程度複雑な区域
だけで必要であり、動きが単純な領域は動きベクトルの
数は少ないので、映像の品質を保持し、伝送されるでた
の量を減少させ得る。
【0032】図5においては、図3に示したレベル−1
動きベクトル350の詳細なブロック図が示されてい
る。レベル−2またはレベル−3動きベクトル検出器3
52,354の動作はブロックの大きさを除くと、レベ
ル−1動きベクトル検出器350の動作と類似である。
動きベクトル350の詳細なブロック図が示されてい
る。レベル−2またはレベル−3動きベクトル検出器3
52,354の動作はブロックの大きさを除くと、レベ
ル−1動きベクトル検出器350の動作と類似である。
【0033】現在フレーム信号131は、現在フレーム
ブロック形成部550へ提供される。現在フレームブロ
ック形成部550で現在フレームは既設定された位置お
よびBX1xBY1の画素大きさを有する探索ブロック
に分割される。
ブロック形成部550へ提供される。現在フレームブロ
ック形成部550で現在フレームは既設定された位置お
よびBX1xBY1の画素大きさを有する探索ブロック
に分割される。
【0034】図1に示したフレームメモリ30に貯蔵さ
れた以前フレームは信号130は、探索領域形成部55
2へ提供される。探索領域形成部552は以前フレーム
の探索領域がある大きさと形状で探索または比較が行わ
れる探索パターンを持つように規定する。
れた以前フレームは信号130は、探索領域形成部55
2へ提供される。探索領域形成部552は以前フレーム
の探索領域がある大きさと形状で探索または比較が行わ
れる探索パターンを持つように規定する。
【0035】探索領域形成部552で探索領域が決定さ
れれば、この探索領域データはレベルー1ブロック形成
部554,556,558に提供される。多数のレベル
−1ブロック形成部があるが、図示の便宜上、三つの部
だけ示している。各レベル−1ブロック形成部におい
て、BX1xBY1画素の候補ブロックが探索領域から
発生され、現在フレームの探索ブロックの位置からの相
対的変位は、候補ブロックの変位ベクトル180,18
1,182として出力される。BX1xBY1画素の大
きさを有する全ての可能なレベル−1候補ブロックは決
定された探索領域内に位置し、各レベル−候補ブロック
に相応する変位ベクトルが得られる。
れれば、この探索領域データはレベルー1ブロック形成
部554,556,558に提供される。多数のレベル
−1ブロック形成部があるが、図示の便宜上、三つの部
だけ示している。各レベル−1ブロック形成部におい
て、BX1xBY1画素の候補ブロックが探索領域から
発生され、現在フレームの探索ブロックの位置からの相
対的変位は、候補ブロックの変位ベクトル180,18
1,182として出力される。BX1xBY1画素の大
きさを有する全ての可能なレベル−1候補ブロックは決
定された探索領域内に位置し、各レベル−候補ブロック
に相応する変位ベクトルが得られる。
【0036】各レベル−1候補ブロックの画素データも
各レベル−1ブロック形成部554,556,558か
ら各々のブロック整合部560,562,564へ出力
される。各ブロック整合部において、現在フレームブロ
ック形成部550からの探索ブロックおよび各レベル−
1ブロック形成部554,556,558からの候補ベ
クトルからエラー関数が計算される。探索ブロックおよ
び候補ブロック内の対応する画素間に、例えば、光の強
さ(light intansity)または輝度の比
較が行われて、その候補ブロックに対するエラー関数が
得られる。このエラー関数は探索ブロックが選択された
候補ブロックにある程度類似であるかを表す。
各レベル−1ブロック形成部554,556,558か
ら各々のブロック整合部560,562,564へ出力
される。各ブロック整合部において、現在フレームブロ
ック形成部550からの探索ブロックおよび各レベル−
1ブロック形成部554,556,558からの候補ベ
クトルからエラー関数が計算される。探索ブロックおよ
び候補ブロック内の対応する画素間に、例えば、光の強
さ(light intansity)または輝度の比
較が行われて、その候補ブロックに対するエラー関数が
得られる。このエラー関数は探索ブロックが選択された
候補ブロックにある程度類似であるかを表す。
【0037】ブロック整合部560,562,564か
らの全てのエラー関数は、最小値検出器566に提供さ
れる。最小値検出器566はエラー関数などを比較して
最も小さい値を有するエラー関数を選択する。
らの全てのエラー関数は、最小値検出器566に提供さ
れる。最小値検出器566はエラー関数などを比較して
最も小さい値を有するエラー関数を選択する。
【0038】最小値検出器566は、最少エラー関数に
対応するブロックを表す信号をマルチプレクサ568へ
出力する。レベル−1ブロック形成部554,556,
558から得られた変位ベクトル180,181,18
2もマルチプレクサ568へ伝送される。マルチプレク
サ568は最少エラー関数に対応する候補ブロックの変
位ベクトルをレベル−1動きベクトル120として選択
する。前述のように、もしある候補ブロックが最小エラ
ー関数を有すると、それはその候補ブロックが探索ブロ
ックに最も類似であることを意味し、したがって、その
候補ブロックの変位ベクトルがレベル−1動きベクトル
として選択される。決定されたレベル−1動きベクトル
120は図3に示されたレベル−1選択器360へ出力
され、最小値検出器566により選択された最小エラー
関数はレベル−1エラー関数110として図3に示した
レベル−1比較器356へ出力される。
対応するブロックを表す信号をマルチプレクサ568へ
出力する。レベル−1ブロック形成部554,556,
558から得られた変位ベクトル180,181,18
2もマルチプレクサ568へ伝送される。マルチプレク
サ568は最少エラー関数に対応する候補ブロックの変
位ベクトルをレベル−1動きベクトル120として選択
する。前述のように、もしある候補ブロックが最小エラ
ー関数を有すると、それはその候補ブロックが探索ブロ
ックに最も類似であることを意味し、したがって、その
候補ブロックの変位ベクトルがレベル−1動きベクトル
として選択される。決定されたレベル−1動きベクトル
120は図3に示されたレベル−1選択器360へ出力
され、最小値検出器566により選択された最小エラー
関数はレベル−1エラー関数110として図3に示した
レベル−1比較器356へ出力される。
【0039】
【発明の効果】前述した通り、本発明によれば、多様な
大きさの探索ブロックを用いて、多段階階層動き推定方
法を採用することによって、動きベクトルを提供し、全
体圧縮効率が改善される。
大きさの探索ブロックを用いて、多段階階層動き推定方
法を採用することによって、動きベクトルを提供し、全
体圧縮効率が改善される。
【図1】本発明の動き推定器を含むデジタル映像符号化
装置を概略的に示すブロック図である。
装置を概略的に示すブロック図である。
【図2】探索ブロックの階層的構造の例を示す図面であ
る。
る。
【図3】図1に示した動き推定器の詳細ブロック図であ
る。
る。
【図4】制御信号と伝送される各動きベクトルとの間の
関係を例示的に示す図面である。
関係を例示的に示す図面である。
【図5】図3に示したレベル−1動きベクトル検出器の
詳細ブロック図である。
詳細ブロック図である。
10 映像信号符号化器 20 映像信号復号化器 30 フレームメモリ 35 減算器 40 動き補償器 45 加算器 50 動き推定器 60 動きベクトル符号化器 130 以前フレーム信号 131 現在フレーム信号 110,111,112 エラー関数 120,121,122,150,160,166,1
72 動きベクトル 151 選択信号 158,164 制御信号 180,181,182 変位ベクトル 350,352,354 動きベクトル検出器 356,362,368 比較器 358 逆変換器 360,362,366 選択器 364,370 NANDゲート 374 動きベクトル選択器 550,554,556,558 ブロック形成部 552 探索領域形成部 560,562,564 ブロック整合部 566 最小値検出器 568 マルチプレクサ
72 動きベクトル 151 選択信号 158,164 制御信号 180,181,182 変位ベクトル 350,352,354 動きベクトル検出器 356,362,368 比較器 358 逆変換器 360,362,366 選択器 364,370 NANDゲート 374 動きベクトル選択器 550,554,556,558 ブロック形成部 552 探索領域形成部 560,562,564 ブロック整合部 566 最小値検出器 568 マルチプレクサ
Claims (4)
- 【請求項1】 多段階階層動き推定法を採用した、ビデ
オ信号の現在フレームと以前フレームとの間の動きベク
トルを検出および伝送するための方法であって、現在フ
レームが同一の大きさの複数の探索ブロックに分割さ
れ、以前フレームは相当する数の探索領域に分割され、
さらに探索領域は複数の同一の大きさの候補ブロックに
分割されている動きベクトル決定方法において、 (a)探索ブロックを動き推定し、最小エラー関数を発
生させる候補ブロックと前記探索ブロックとの間の変位
を表す動きベクトルおよびそれに対応するエラー関数を
提供するステップと、 (b)前記エラー関数を既設定された値と比較するステ
ップと、 (c)前記エラー関数が前記既設定された値より小さけ
れば、前記動きベクトルを伝送し、前記エラー関数が前
記既設定された値より小さくなければ前記探索ブロック
を二つ以上の下位階層のサブ探索ブロック(sub-search
block)に分割して、前記サブ探索ブロックの階層が既
設定された最下位階層になる時まで前記サブ探索ブロッ
ク各々が前記ステップ(a),(b)および(c)を行
うステップとを含む動きベクトル検出および伝送方法。 - 【請求項2】 前記ステップ(c)が前記探索ブロック
の階層を表す選択信号を伝送することを含む請求項1記
載の動きベクトル検出および伝送方法。 - 【請求項3】 前記既設定された値が前記サブ探索ブロ
ックの階層に対応する既選択された値に更新される請求
項2記載の動きベクトル検出および伝送方法。 - 【請求項4】 前記ステップ(c)で前記探索ブロック
が四つの同一な大きさのサブ探索ブロックに分割される
請求項3記載の動きベクトル検出および伝送方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019930005970A KR970003107B1 (ko) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 단계적인 영역분할을 통한 움직임벡터 검출방법 및 장치 |
KR1993-5970 | 1993-04-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07123411A true JPH07123411A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=19353711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7234894A Pending JPH07123411A (ja) | 1993-04-09 | 1994-04-11 | 動きベクトル検出および伝送方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07123411A (ja) |
KR (1) | KR970003107B1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007148428A1 (ja) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Nikon Corporation | 画像処理方法、画像処理装置、及び画像処理プログラム |
US7676101B2 (en) | 2002-12-02 | 2010-03-09 | Sony Corporation | Method and apparatus for compensating for motion prediction |
CN108141607A (zh) * | 2015-07-03 | 2018-06-08 | 华为技术有限公司 | 视频编码和解码方法、视频编码和解码装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101974076B1 (ko) * | 2012-11-15 | 2019-08-23 | 한화디펜스 주식회사 | 사격 위치 검출 시스템 및 방법 |
-
1993
- 1993-04-09 KR KR1019930005970A patent/KR970003107B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-04-11 JP JP7234894A patent/JPH07123411A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7676101B2 (en) | 2002-12-02 | 2010-03-09 | Sony Corporation | Method and apparatus for compensating for motion prediction |
WO2007148428A1 (ja) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Nikon Corporation | 画像処理方法、画像処理装置、及び画像処理プログラム |
JP5018775B2 (ja) * | 2006-06-20 | 2012-09-05 | 株式会社ニコン | 画像処理方法、画像処理装置、及び画像処理プログラム |
US8379996B2 (en) | 2006-06-20 | 2013-02-19 | Nikon Corporation | Image processing method using motion vectors, image processing device using motion vectors, and image processing program using motion vectors |
CN108141607A (zh) * | 2015-07-03 | 2018-06-08 | 华为技术有限公司 | 视频编码和解码方法、视频编码和解码装置 |
US10523965B2 (en) | 2015-07-03 | 2019-12-31 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Video coding method, video decoding method, video coding apparatus, and video decoding apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970003107B1 (ko) | 1997-03-14 |
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