JPH07193822A - 動き予測プロセッサ及び動き予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像圧縮で動きベクトル検出を行う動き予測プ
ロセッサにおいて、並列配置して容易に動きベクトル検
出範囲を広げることが可能な構成の提供。 【構成】フレーム間予測符号化又はフレーム内符号化を
指定する符号化タイプと、フレーム間予測符号化の行な
う場合の動きベクトルを出力する動き予測プロセッサに
おいて、現在処理中のブロックの座標を出力し、参照フ
レームメモリから参照領域を読み出すアドレスにオフセ
ットを加え、フレーム間予測符号化を行った場合の符号
量を推定する評価データとを出力する。この動き予測プ
ロセッサをｎ個配置し各々に参照フレームメモリを接続
し、ｎ個の動き予測プロセッサに同一のブロックと異な
る参照領域を供給し、参照領域が画面内に入る動き予測
プロセッサの中から評価データが最小のものを選択しこ
れが出力する動きベクトルを補正して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像のデータ量の圧
縮を行う画像処理装置で用いる動き予測を行うプロセッ
サに関し、特に、並列配置して動作させることが可能な
動き予測プロセッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像はデータ量が非常に多いため、し
ばしば圧縮して伝送あるいは記録し、受信あるいは再生
側で伸長するという処理が行なわれる。このような圧縮
／伸長は符号化／復号化とも呼ばれ、例えばテレビ電
話、テレビ会議システム等で用いるＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．
２６１方式、蓄積媒体への記録等に用いる蓄積用動画像
符号化国際標準方式（ＭＰＥＧ；Ｍotion Ｐicture Ｉm
age Ｃoding Ｅxperts Ｇroup、以下「ＭＰＥＧ方式」
という）が知られている。

【０００３】このような圧縮方式では、動き補償フレー
ム間予測符号化方式が採用されている。これは、動画像
を構成する各フレームの相関が高いため、過去に符号化
したフレームから予測フレームを作成し、現在符号化し
ているフレーム（以下「現フレーム」という）と予測フ
レームの差分すなわち予測誤差を符号化することにより
圧縮率を上げる方式である。

【０００４】また、動いている物体は、フレーム内で少
しずつ位置を変えるので、予測フレームを物体の動きに
従って移動させた後に予測誤差をとれば予測誤差が小さ
くなり、圧縮率をさらに上げることができる。この動き
を表す情報は動きベクトルと呼ばれ、予測誤差とともに
伝送あるいは記録される。

【０００５】予測フレームは、過去に伝送あるいは記録
したフレームから作成されるが、ＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２
６１方式では、１フレーム前（過去）のフレームを予測
フレームとしている。

【０００６】また、ＭＰＥＧ方式では、数フレーム前の
過去のフレームの他に数フレーム後の未来のフレーム、
及びこの過去のフレームと未来のフレームを時間軸方向
で内挿して得られる架空のフレームを予測フレームとす
ることができる。

【０００７】但し、未来のフレームから予測フレームを
作成する場合、フレームの順番を入れ替えて、現フレー
ムはそれが参照する未来のフレームの後に符号化され
る。

【０００８】また、動画像の場面が変わった場合など予
測フレームとの相関が低い場合には、予測誤差を符号化
するよりも、現フレームをそのまま独立して符号化する
方が圧縮率が高くなる。従って予測誤差を符号化する場
合と現フレームをそのまま符号化する場合を適応的に切
り替えて圧縮する。

【０００９】以下では、過去のフレームを予測フレーム
とする場合を順方向予測符号化、未来のフレームを予測
フレームとする場合を逆方向予測符号化、過去及び未来
のフレームを時間軸方向で内挿して得られる架空のフレ
ームを予測フレームとする場合を両方向予測符号化とい
う。そしてこれら３つをフレーム間予測符号化（inter-
frame coding）という。

【００１０】現フレームをそのまま符号化する場合をフ
レーム内符号化（intra-frame coding）という。

【００１１】ＭＰＥＧ方式では順方向予測符号化、逆方
向予測符号化、両方向予測符号化及びフレーム内符号化
が可能であり、またＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１方式では
順方向予測符号化とフレーム内符号化が可能である。

【００１２】図１０にＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１方式に
従う動画像符号化方式、図１３にＭＰＥＧ方式に従う動
画像符号化方式の具体的な処理手順をそれぞれ示す。

【００１３】本発明は、図１０の動き予測111及び図１
３の動き予測121の処理を行う動き予測プロセッサに関
するものであるが、始めに、これらの符号化方式全体に
ついて図を参照しながら説明する。

【００１４】まず、図１０を参照して、ＣＣＩＴＴ勧告
Ｈ．２６１方式に沿った動画像符号化方式について説明
する。

【００１５】現フレームは、図１１に示すように正方形
のブロックに分割され、順に図１０の端子100に与えら
れて符号化される。ブロックの大きさとして、水平方向
16画素×垂直方向16画素が用いられるが、以下では簡単
に表わすため、これよりも小さな大きさで説明する。

【００１６】現フレームの中で、現在処理中のブロック
を現ブロックという。

【００１７】参照フレームメモリ112には、動きベクト
ルを求める際に参照する参照フレームが格納されてい
る。ＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１方式では、順方向予測で
参照する１フレーム前の輝度成分が格納されている。

【００１８】動き予測111には、この現ブロックと参照
フレームメモリ112から読み出された参照領域が供給さ
れる。参照領域は、通常、参照フレーム内で現ブロック
と同じ位置のブロックを含む、現ブロックより大きな領
域とされる。そして動きベクトルはこの参照領域内で検
出される。

【００１９】動き予測111内部の動きベクトル検出114で
は、参照領域内で、現ブロックと最も類似しているブロ
ック（以下「類似ブロック」という）を探索し、動きベ
クトルを局所復号フレームメモリ110に出力する。

【００２０】図１１にこれらの画像上の関係を示す。参
照領域４内で探索した類似ブロック５を現フレーム１に
投影した位置６と現ブロック３の位置との差が、現ブロ
ックの動きベクトル７となる。

【００２１】このとき、動き予測111内部の動きベクト
ル検出114から、現ブロックと類似ブロックの類似性を
評価するデータを算出し、動き予測111内部の符号化タ
イプ判定115において、順方向予測符号化とフレーム内
符号化のうちどちらが圧縮率が高くなるかを推定する。
そしてその判定結果である符号化タイプをセレクタ102
に出力する。

【００２２】セレクタ102には、局所復号フレームメモ
リ110から出力される予測ブロックと値が全て０のブロ
ックが接続されている。ここで、予測ブロックは局所復
号フレームメモリ110に格納されているフレームの類似
ブロックの位置にあるブロックであり、現ブロックの位
置と入力される動きベクトルからフレーム上の位置が定
まり出力される。

【００２３】セレクタ102は、符号化タイプが順方向予
測符号化の場合には予測ブロックを選択し、フレーム内
符号化の場合には値が全て０のブロックを選択して、減
算器101及び加算器109に出力する。従って減算器101か
らは、符号化タイプが順方向予測符号化の場合には、現
ブロックと予測ブロックの差分すなわち予測誤差ブロッ
クが出力され、フレーム内符号化の場合には、現ブロッ
クと値が全て０のブロックの差分すなわち現ブロックが
そのまま出力される。

【００２４】予測誤差ブロックあるいは現ブロックは、
ＤＣＴ103において２次元離散コサイン変換（Discrete
Cosine Transform）により周波数成分に変換され、量子
化104に出力される。量子化104ではこの周波数成分を量
子化しきい値というパラメータで除算する。

【００２５】量子化しきい値は、一般に高周波成分が大
きく、低周波成分が小さくなっており、この結果、高周
波成分を粗く、低周波成分を細かく量子化する。これに
より、高周波成分の情報が多少失われるが、この影響は
人の目につきにくいため画質を落とさずに圧縮すること
が可能になる。

【００２６】量子化された周波数成分は、ハフマン符号
化105で統計的な性質を利用してさらに圧縮され、端子1
06から出力される。また動き予測111から出力された符
号化タイプは、それが順方向予測符号化の場合には動き
ベクトルと共に端子106から出力される。

【００２７】一方、現フレームを後続のフレームの予測
フレームとして用いるため、量子化した周波数成分は逆
量子化107にも出力され、逆量子化107では量子化しきい
値との乗算を行い、周波数成分を復元する。

【００２８】そして、復元された周波数成分を逆ＤＣＴ
108で２次元逆離散コサイン変換し、予測誤差ブロック
あるいは現ブロックを復元して加算器109に出力する。
但し、これらは周波数成分を一度量子化していること、
及びＤＣＴと逆ＤＣＴの演算誤差により、ＤＣＴ103に
入力した予測誤差ブロックあるいは現ブロックとは一致
しないが、十分に近い値をとることができる。

【００２９】加算器109では、符号化タイプが順方向予
測符号化の場合には復元された予測誤差ブロックとセレ
クタ102から出力される予測ブロックとを加算し、現ブ
ロックを復号する。また符号化タイプがフレーム内符号
化の場合には復元された現ブロックと値が全て０のブロ
ックとを加算し、同様に現ブロックを復号する。

【００３０】このように復号された現ブロックは局所復
号フレームメモリ110に格納され、後続のフレームの予
測フレームとして用いられる。また参照フレームメモリ
112の更新も行なう。参照フレームメモリ112に格納する
参照フレームは、局所復号フレームメモリ110に格納す
る復号ブロックのうち動き予測で用いる輝度成分のブロ
ックを格納する。

【００３１】以上説明したように、現フレームをブロッ
ク毎に順方向予測符号化あるいはフレーム内符号化して
圧縮する。

【００３２】図１０の動き予測111の処理は、参照領域
の中から類似ブロックを探索し、動きベクトルを検出す
ること及び符号化タイプを決定することであるが、この
うち動きベクトル検出は、参照領域内で現ブロックと同
じ大きさのブロックを切り出し、通常、これらのブロッ
クを構成する画素の絶対誤差の和（以下「予測誤差絶対
値和」という）を計算し、絶対誤差の和が最小となるブ
ロックを類似ブロックとする方法が採られている。

【００３３】すなわち、ブロックの大きさを水平方向Ｍ
画素×垂直方向Ｍ画素として、現ブロックをf(ix,iy)、
参照領域内から切り出したブロックをg(ix+vx,iy+vy)
（ix,iyはそれぞれ水平方向、垂直方向の座標で0≦ix,i
y≦M-1，vx，vyはそれぞれ現ブロックとの位置の差を示
す水平方向、垂直方向成分）とすると、類似ブロックは
次式(1)で表される予測誤差絶対値和が最も小さいブロ
ックとなり、また動きベクトルはこのときの(vx,xy)で
与えられる。

【００３４】

【数１】

【００３５】参照領域内で現ブロックと同じ大きさのブ
ロックを切り出し、これらのブロックの予測誤差絶対値
和を計算することを、以下ではブロックマッチングを行
うという。

【００３６】また、符号化タイプは、本来、順方向予測
符号化を行った場合とフレーム内符号化を行った場合の
符号量を直接比較して小さい方を選択するのが望まし
い。

【００３７】しかし、この場合２回符号化を行うことに
なり、処理時間が長くなるため一般に行われていない。
その代わり上記したように、どちらが符号量が小さくな
るかを推定して符号化タイプを判定する方法が採られて
いる。

【００３８】これは、例えば次式(2)で表される現ブロ
ックの平均値からの偏差の絶対値和（以下「ＡＣ成分絶
対値和」という）と動きベクトル検出の際に求められる
予測誤差絶対値和の最小値との比較により行う。

【００３９】一例として、（予測誤差絶対値和の最小
値）＜（ＡＣ成分絶対値和）の場合には順方向予測符号
化を、（予測誤差絶対値和の最小値）≧（ＡＣ成分絶対
値和）の場合にはフレーム内符号化を行なうものと判定
することができる。

【００４０】

【数２】

【００４１】ここに、平均値favrは次式(2)´で与えら
れる。

【００４２】

【数３】

【００４３】次に、図１３のＭＰＥＧ方式に従う動画像
符号化方式について説明する。ＭＰＥＧ方式では、順方
向予測符号化、逆方向予測符号化、両方向予測符号化の
３種類のフレーム間予測符号化が可能とされ、これらの
符号化タイプの判定の際に予測符号化方式の選択が必要
になる。

【００４４】そこで図１３の動画像符号化方式には、図
１０の構成に更に、両方向予測ブロック作成116、セレ
クタ118が付加されており、動き予測121には３種類の予
測ブロック候補の中から最も圧縮率が高くなるブロック
を選択するための予測誤差評価126が加えられている。

【００４５】また、局所復号フレームメモリ110、参照
フレームメモリ112には、順方向予測のための過去のフ
レームと逆方向予測のための未来のフレームの２枚が格
納されている。その他の処理は図１０で説明したものと
同様であり、以下では図１０の方式との相違点を説明す
る。

【００４６】動き予測121には、現ブロックと参照フレ
ームメモリ112から読み出された参照領域が供給され
る。ＭＰＥＧ方式では、過去と未来の２つのフレームか
ら動きベクトルを求めるため、１個の現ブロックの処理
で両方のフレームから別々に参照領域を読み込み、２回
の動きベクトル検出を行う。そしてそれぞれの動きベク
トルを局所復号フレームメモリ110に出力し、ここに格
納されている過去のフレームから順方向予測符号化で用
いる予測ブロック候補、未来のフレームから逆方向予測
符号化で用いる予測ブロック候補を出力する。

【００４７】さらに、これら順方向及び逆方向の予測ブ
ロック候補を両方向予測ブロック作成116において平均
し、両方向予測符号化で用いる予測ブロック候補を生成
する。このようして得られた３種類の予測ブロック候補
をセレクタ118及び動き予測121の予測誤差評価126に出
力する。

【００４８】予測誤差評価126では、３種類の予測ブロ
ック候補から最も圧縮率が高くなると推定される１つの
予測ブロック候補を選択する。選択方法としては、例え
ば上式(1)のg(ix+vx,iy+vy）の替わりに、各予測ブロッ
ク候補を当てはめて計算した予測誤差絶対値和が最小に
なる候補を選ぶという方法が採られる。そして、選択さ
れたフレーム間予測方式とその予測誤差絶対値和を符号
化タイプ判定125に出力する。

【００４９】符号化タイプ判定125では、図１０の符号
化タイプ判定115と同様に現ブロックのＡＣ成分絶対値
和と予測誤差評価126から入力した予測誤差絶対値和を
比較して、フレーム間予測符号化又はフレーム内符号化
を判定する。そして、判定結果である符号化タイプをセ
レクタ102，118に出力する。

【００５０】ＭＰＥＧ方式の符号化タイプとしては、前
記の通り、順方向予測符号化、逆方向予測符号化、両方
向予測符号化、フレーム内符号化のいずれかであり、セ
レクタ118は、順方向予測符号化、逆方向予測符号化、
両方向予測符号化の判定に応じてそれぞれの予測ブロッ
ク候補をセレクタ102に出力する。またセレクタ102は符
号化タイプがフレーム内符号化の場合には値が全て０の
ブロックを選択し、それ以外の場合にはセレクタ118の
出力を選択する。

【００５１】これにより、符号化タイプに応じて３種類
の予測ブロック候補と値が全て０のブロックのうちいず
れか１つがセレクタ102から出力される。そして、図１
０の動画像符号化方式と同様に減算器101から予測誤差
ブロックあるいは現ブロックが出力され、後段で符号化
される。

【００５２】一方、現フレームを後続のフレームの予測
フレームとして用いる場合には、加算器109で復号した
現ブロックを局所復号フレームメモリ110の古い方のフ
レームと入れ替える。また参照フレームメモリ112の更
新も同様に行う。

【００５３】ところで、参照領域の大きさを水平方向Ｎ
画素×垂直方向Ｎ画素（Ｎ＞Ｍ）とすると、動きベクト
ル検出では（Ｎ−Ｍ＋１）²回のブロックマッチングを
行い、（Ｎ−Ｍ＋１）²個の予測誤差絶対値和から最小
値を求めなければならない。さらに、１回のブロックマ
ッチングにはＭ²回絶対誤差の和を求める必要がある。
そして、参照領域が広く、且つ画面内に入っていれば、
その分、画質を維持したまま圧縮率が上がる可能性があ
る。

【００５４】このように動きベクトル検出は非常に多く
の計算を要するため、従来から処理時間を短くする工夫
がなされている。

【００５５】なお、上式(2)で表されるＡＣ成分絶対値
和は、上式(1)のg(ix+vx,iy+vy)をfavrとして同様に計
算することができる。また、favrも上式(1)のg(ix+vx,i
y+vy)を０として同様に計算し、（Ｍ×Ｍ）で除算する
ことにより求めることができる。通常Ｍは２のべき乗と
する場合が多いため、除算は下位ビットの切り捨てで実
行できる。従って、一般に予測誤差絶対値和を計算する
装置で、符号化タイプの決定に必要な評価データを求め
ることは可能である。

【００５６】動きベクトル検出を行う装置の従来例とし
て、例えば特開平３−１０６２８３号公報、あるいは特
開平５−１２９１６号公報に開示された動ベクトル検出
装置がある。前者にはブロックマッチングを行う手段を
複数備えた演算モジュールにより動きベクトルを検出す
る装置が提案されており、後者にはこのような演算モジ
ュールを複数個多段接続してより高速に動きベクトルを
検出する構成が提案されている。

【００５７】図４に、特開平５−１２９１６号公報の動
きベクトル検出装置を用いた動き予測プロセッサのブロ
ック図を示す。この動き予測プロセッサは、水平方向±
１画素、垂直方向±４画素の範囲の動きベクトルを検出
可能な演算モジュールが３個接続し、水平方向±４画
素、垂直方向±４画素の範囲の動きベクトルを検出す
る。

【００５８】ここでは現ブロックを水平方向３画素×垂
直方向３画素、参照領域を水平方向11画素×垂直方向11
画素とし、この参照領域のフレーム上の位置は、現ブロ
ック位置を中心とするようにとっている。この場合、参
照領域は現ブロックの位置を中心として水平方向±４画
素、垂直方向±４画素拡大した領域となるため、この範
囲の動きベクトルを検出できる。

【００５９】この例では、（11−３＋１）²＝９²回のブ
ロックマッチングにより得られる９²個の予測誤差絶対
値和から最小値を求めなければならない。

【００６０】参照領域を図５に示すようにg(kx,ky)（k
x,kyはそれぞれ水平方向、垂直方向の座標で、0≦kx,ky
≦10）とすると、図４の演算モジュール75が担当する領
域は図５で斜線を付した0≦kx≦4,0≦ky≦10、演算モジ
ュール76が担当する領域は3≦kx≦7,0≦ky≦10、演算モ
ジュール77が担当する領域は6≦kx≦10,0≦ky≦10とな
り、それぞれの領域は水平方向５画素×垂直方向11画素
である。

【００６１】この領域の中で、各演算モジュールはブロ
ックマッチングをそれぞれ水平方向３回×垂直方向９回
繰り返す。ここで、各演算モジュールが担当する参照領
域が水平方向５画素×垂直方向11画素であるため、これ
を現ブロック位置を中心とするようにとれば、水平方向
±１画素、垂直方向±４画素の範囲の動きベクトルを検
出できることがわかる。

【００６２】図４に示すように、各演算モジュールは内
部に３個のブロックマッチング手段を備えている。そし
て、割り当てられた動きベクトル検出範囲を３分割し、
それぞれを３個のブロックマッチング手段により処理す
る。

【００６３】例えば、演算モジュール75の中の１番目の
ブロックマッチング手段161は、0≦kx≦2,0≦ky≦10内
でブロックマッチングを垂直方向に９回繰り返す。２番
目のブロックマッチング手段162は、1≦kx≦3,0≦ky≦1
0内でブロックマッチングを垂直方向に９回繰り返す。
３番目のブロックマッチング手段163は、2≦kx≦4,0≦k
y≦10内でブロックマッチングを垂直方向に９回繰り返
し、演算モジュール75として、0≦kx≦4,0≦ky≦10の範
囲の水平方向３回×垂直方向９回のブロックマッチング
を行う。

【００６４】また、これらの演算モジュールに参照領域
の画素を供給するために、参照領域を演算モジュールの
数より１つ多い４個の領域に分割して、並列に画素を供
給する。

【００６５】次に、処理タイミングについて説明する。
各演算モジュールは、水平方向３回のブロックマッチン
グを１サイクルとして、担当領域を９サイクルで処理す
る。１サイクル中に演算モジュール内の３個のブロック
マッチング手段がそれぞれ１回ずつブロックマッチング
を行うことになる。

【００６６】まず、第１サイクルにおいて、図４の端子
70には、現ブロックf(ix,iy)（ix,iyはそれぞれ水平方
向、垂直方向の座標で、0≦ix,iy≦2）が、水平方向に
１画素ずつスキャンする順序、すなわちf(0,0),f(1,0),
f(2,0),f(0,1),…,f(2,2)の順に入力される。

【００６７】これらは、３画素分の遅延の後、信号線17
1から１画素ずつ演算モジュール76へ供給される。すな
わち、端子70にf(1,1)が供給される時には信号線171にf
(0,0)が現れる。さらに同様にして、３画素分の遅延の
後、信号線172から演算モジュール77へ供給される。

【００６８】また、端子71からは、図５のＢ１で示され
るg(kx,ky)（0≦kx≦2,0≦ky≦10）の上部９画素が、水
平方向に１画素ずつスキャンする順序、すなわちg(0,
0),g(1,0),g(2,0),g(0,1),…,g(2,2)の順に入力され
る。これらは、端子70にf(0,0)が供給されるときに端子
71にg(0,0)が供給されるようなタイミングで入力され
る。

【００６９】そして、g(0,0)から３画素分の遅延の後、
端子72から図５のＢ２で示されるg(kx,ky)（3≦kx≦5,0
≦ky≦10）の上部９画素が、水平方向に１画素ずつスキ
ャンする順序、すなわちg(3,0),g(4,0),g(5,0),g(3,1),
…,g(5,2)の順に入力される。

【００７０】また、g(3,0)から３画素分の遅延の後、端
子73から図５のＢ３で示されるg(kx,ky)（6≦kx≦8,0≦
ky≦10）の上部９画素が、前記と同様にしてg(6,0),g
(7,0),g(8,0),g(6,1),…,g(8,2)の順に入力される。

【００７１】さらに、g(6,0)から３画素分の遅延の後、
端子74から図５のＢ４で示されるg(kx,ky)（9≦kx≦10,
0≦ky≦10）の上部６画素が、右端にもう１列加えて９
画素あるようにみなされ、水平方向に１画素ずつスキャ
ンする順序、すなわちg(9,0),g(10,0),Ｘ,g(9,1),…,g
(10,2)の順に入力される。ここでＸは無効なデータが入
力されることを示す。このように演算モジュール75には
次の順で画素が供給される。

【００７２】

【数４】

【００７３】演算モジュール76には、演算モジュール75
から３画素遅れて次の順で画素が供給される。

【００７４】

【数５】

【００７５】演算モジュール77には、演算モジュール76
から３画素遅れて次の順で画素が供給される。

【００７６】

【数６】

【００７７】このように現ブロックの画素を供給し、同
時に供給される参照領域の画素の一方を以下のように適
切に選択することにより、演算モジュール75の３個のブ
ロックマッチング手段は上式(1)の予測誤差絶対値和計
算を行い、第１サイクルを実行することができる。演算
モジュール75の１番目のブロックマッチング手段161が
選択するg(kx,ky)を次に示す。

【００７８】

【数７】

【００７９】演算モジュール75の２番目のブロックマッ
チング手段162が選択するg(kx,ky)を次に示す。端子7
1，72の選択はセレクタ166が行う。

【００８０】

【数８】

【００８１】演算モジュール75の３番目のブロックマッ
チング手段163が選択するg(kx,ky)を次に示す。端子7
1，72の選択はセレクタ167が行う。

【００８２】

【数９】

【００８３】これらと端子70に加えられる現ブロックの
絶対誤差を求めて累算することにより、第１サイクルで
実行する水平方向３回のブロックマッチングが行なわれ
る。

【００７４】同様にして演算モジュール76の３個のブロ
ックマッチング手段は、演算モジュール75から３画素分
の遅延の後、参照領域の画素の一方を以下のように適切
に選択することにより、第１サイクルを実行することが
できる。演算モジュール76の１番目のブロックマッチン
グが選択するg(kx,ky)を次に示す。

【００８４】

【数１０】

【００８５】演算モジュール76の２番目のブロックマッ
チング手段が選択するg(kx,ky)を次に示す。

【００８６】

【数１１】

【００８７】演算モジュール76の３番目のブロックマッ
チング手段が選択するg(kx,ky)を次に示す。

【００８８】

【数１２】

【００８９】これらと端子171に加えられる現ブロック
の絶対誤差を求めて累算することにより、第１サイクル
で実行する水平方向３回のブロックマッチングが行なわ
れる。

【００９０】さらに同様にして、演算モジュール77の３
個のブロックマッチング手段は演算モジュール76から３
画素分の遅延の後、参照領域の画素の一方を以下のよう
に適切に選択することにより、第１サイクルを実行する
ことができる。演算モジュール77の１番目のブロックマ
ッチングが選択するg(kx,ky)を次に示す。

【００９１】

【数１３】

【００９２】演算モジュール77の２番目のブロックマッ
チング手段が選択するg(kx,ky)を次に示す。

【００９３】

【数１４】

【００９４】演算モジュール77の３番目のブロックマッ
チング手段が選択するg(kx,ky)を次に示す。

【００９５】

【数１５】

【００９６】これらと端子172に加えられる現ブロック
の絶対誤差を求めて累算することにより、第１サイクル
で実行する水平方向３回のブロックマッチングが行なわ
れる。

【００９７】以上のようにして３個の演算モジュール75
〜77は第１サイクルのブロックマッチングを行う。そし
て、第１サイクルの終わりに第１比較サイクルを実行す
る。まず、演算モジュール76内で求められた３個の予測
誤差絶対値和は転送手段164により順に比較手段165に出
力される。

【００９８】演算モジュール76でも同様にして、３個の
予測誤差絶対値和を順に信号線174を介して演算モジュ
ール75に転送する。これらは演算モジュール75内の転送
手段を介して演算モジュール75内の比較手段165に転送
される。

【００９９】また、演算モジュール77でも同様にして、
３個の予測誤差絶対値和を順に信号線173を介して演算
モジュール76に転送する。これらは演算モジュール76内
の転送手段を介して演算モジュール75に転送される。

【０１００】従って、演算モジュール75内の比較手段16
5は、演算モジュール75の３個の予測誤差絶対値和に続
いて演算モジュール76で求められた３個の予測誤差絶対
値和を入力し、さらに続いて演算モジュール77で求めら
れた３個の予測誤差絶対値和を入力する。

【０１０１】演算モジュール75内の比較手段165では、
転送されてくる第１サイクルの予測誤差絶対値和９個を
１つずつ調べ、それまでの最小値と比較し、最小値及び
それらが得られた箇所を更新していく。この結果、第１
サイクルでの予測誤差絶対値和の最小値と、最小値が得
られた参照領域中のブロックの位置がわかる。

【０１０２】なお、現ブロックが画面の端例えば左上角
にある場合には、参照領域の現ブロック位置より左側の
0≦kx≦3、あるいは上側の0≦ky≦3の範囲は画面内に収
まらない。従ってこの範囲の参照領域には通常、無効な
データが読み込まれ、出力される予測誤差絶対値和は無
効な値となる。

【０１０３】そこで、参照領域監視手段78が現ブロック
のフレーム上の座標を監視し、動きベクトル検出範囲と
照らし合わせて、参照領域が画面外になる場合の予測誤
差絶対値和は無視するよう演算モジュール75内の比較手
段165を制御する。

【０１０４】次に第２サイクルを実行する。第２サイク
ルでは、第１サイクルと同様に図４の端子70には現ブロ
ックf(ix,iy)を、水平方向に１画素ずつスキャンする順
序、すなわちf(0,0),f(1,0),f(2,0),f(0,1),…f(2,2)の
順に入力する。また端子71から、図５のＢ１で示される
g(kx,ky)（3≦kx≦2,0≦ky≦10）のky=1から下の９画素
をg(0,1),g(1,1),g(2,1),g(0,2),…g(2,3)の順に入力す
る。これらは第１サイクルと同様に、端子70にf(0,0)、
端子71にg(0,1)が同時に現れるよう供給する。

【０１０５】また、g(0,1)から３画素分の遅延の後、端
子72から図５のＢ２で示されるg(kx,ky)（3≦kx≦5,0≦
ky≦10）のky=1から下の９画素を同様にg(3,1),g(4,1),
g(5,1),g(3,2),…g(5,3)の順に入力する。さらにg(3,1)
から３画素分の遅延の後、端子73から図５のＢ３で示さ
れるg(kx,ky)（6≦kx≦8,0≦ky≦10）のky=1から下の９
画素をg(6,1),g(7,1),g(8,1),g(6,2),…g(8,3)の順に入
力する。

【０１０６】さらに、g(6,1)から３画素分の遅延の後、
端子74から図５のＢ４で示されるg(kx,ky)（9≦kx≦10,
0≦ky≦10）のky=1から下の６画素を、右端にもう１列
加えて９画素あるようにみなして、g(9,1),g(10,1),Ｘ,
g(9,2),…g(10,3)の順に入力する。ここで、Ｘは無効な
データが入力されることを示す。

【０１０７】以上のように、第１サイクルで読み出した
参照領域の画素から垂直方向に１画素下がった位置の画
素を供給することにより、第１サイクルと同様に、各演
算モジュールでそれぞれ３回のブロックマッチングを行
う。

【０１０８】続いて第２比較サイクルを行う。ここでは
求められた９個の予測誤差絶対値和を１つずつ、第１比
較サイクルと同様に演算モジュール75の比較手段165に
転送し、これを第１サイクルでの最小値と比較し、最小
値とそれが得られた位置を更新する。この結果、第２サ
イクルまでの予測誤差絶対値和の最小値とそれが得られ
た参照領域中のブロックの位置が求められる。

【０１０９】以上のサイクルをさらに７回繰り返すこと
により、水平方向11画素×垂直方向11画素の参照領域内
で予測誤差絶対値和が最小のブロック、すなわち類似ブ
ロックを求めることができる。この結果、予測誤差絶対
値和の最小値と動きベクトルが得られる。そして予測誤
差絶対値和の最小値を符号化タイプ選択器160に、動き
ベクトルを端子176に出力する。

【０１１０】また、ＡＣ成分絶対値和をＡＣ成分絶対値
和計算手段79で求めておく。これは例えば演算モジュー
ルと同じブロックマッチング手段を１個備えた構成で、
第１サイクルで入力の一方に現ブロック、他方に０を供
給しながら、上式(2)´のfavrを計算し、第２サイクル
に入力の一方に現ブロック、他方にfavrを供給して算出
することができる。

【０１１１】符号化タイプ選択器160は、ＡＣ成分絶対
値和と予測誤差絶対値和の最小値を入力し、（予測誤差
絶対値和の最小値）＜（ＡＣ成分絶対値和）の場合には
順方向予測符号化を選択し、（予測誤差絶対値和の最小
値）≧（ＡＣの成分絶対値和）の場合にはフレーム内符
号化を選択して端子175に出力する。

【０１１２】このようにして、図１０に示す動画像符号
化方式の動き予測111が出力する符号化タイプを端子175
に、動きベクトルを端子176に出力することができる。

【０１１３】この従来例の処理の様子を図６に示す。図
６では、演算モジュール75が実行するサイクルをPj(j=1
〜9)、演算モジュール76が実行するサイクルをQj(j=1〜
9)、演算モジュール77が実行するサイクルをRj(j=1〜9)
で示している。また、各サイクルの終わりに実行する比
較サイクルをCj(j=1〜9)で示している。Pj，Qj，Rjの処
理タイミングの間には３画素分の遅延がある。

【０１１４】以上の例は現ブロックが水平方向３画素×
垂直方向３画素、参照領域が水平方向11画素×垂直方向
11画素の場合の例であったが、一般に水平方向Ｍ画素×
垂直方向Ｍ画素の現ブロックの動きベクトル検出をｐ個
のブロックマッチング手段をもつ演算モジュールをｍ段
接続することにより、水平方向Ｎ′画素×垂直方向Ｎ′
画素の参照領域内で行うことができる。ここでＮ′は次
式(3)で表される。なお、ｐはＭと同じ程度の値にする
のが効率がよい。

【０１１５】 Ｎ′＝Ｍ＋ｐ−１＋（ｍ−１）ｐ＝Ｍ＋ｍｐ−１ …(3)

【０１１６】これを実行するには、参照領域をｍ＋１個
の領域（ｍ＝３の場合には図５に示すＢ１，Ｂ２，Ｂ
３，Ｂ４の４つの領域）に分割して、そこからｍ個の演
算モジュールに画素を同時に供給しなければならない。

【０１１７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
図４に示す従来の動き予測プロセッサは、複数の演算モ
ジュールを用いてブロックマッチングを並列に行い、１
個の演算モジュールを用いる場合より広い範囲の動きベ
クトルを検出できる。

【０１１８】しかし、動きベクトル検出範囲をさらに広
げて画質を維持したまま圧縮率を上げる場合を考える
と、従来の予測プロセッサでは対応困難な問題点があ
る。すなわち、ｐ個のブロックマッチング手段をもつ演
算モジュールを用意し、これをｍ段接続する場合を考え
ると、図６に示すように、演算モジュール間にはｐ画素
分の処理遅延があるため、段数が増えればそれだけ全体
の処理時間が長くなる。従って、演算モジュールの段数
が増えると実時間処理が困難になる。

【０１１９】また、参照領域をｍ＋１の領域に分割し、
分割した領域から所定のタイミングで並列に画素を読み
出さなければならないため、参照領域を格納するメモリ
構成及びアドレス生成器が複雑になる。このため、従来
の動き予測プロセッサで演算モジュールの数をさらに増
やして動きベクトル検出範囲を広げることは容易ではな
いという問題がある。

【０１２０】従って、本発明は前記問題点を解消し、並
列配置することにより、従来より容易に動きベクトル検
出範囲を広げることが可能な動き予測プロセッサを提供
することを目的とする。

【０１２１】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するため、以下の特徴を有する動き予測プロセッサを
提供する。

【０１２２】すなわち、本発明の動き予測プロセッサ
は、第１の視点において、フレームをブロックに分割し
て読み込む第１の手段と、前記ブロック毎にフレーム間
予測符号化の種別又はフレーム内符号化を表す符号化タ
イプデータを決定する第２の手段と、前記フレーム間予
測符号化を行う場合の動きベクトルを検出する第３の手
段と、前記動きベクトルを検出する際に参照する参照領
域を参照フレームメモリから読み出すためのアドレスを
生成する第４の手段と、を備え、前記第１の手段は、現
在処理中のブロックの座標を算出し、前記第４の手段
は、前記アドレスに前記参照領域の位置を変更するため
のオフセットを加えて出力し、前記第３の手段は、前記
フレーム間予測符号化を行った場合の符号量を推定する
評価データを算出し、更に、前記ブロックの座標、前記
評価データ、前記動きベクトル、及び前記符号化タイプ
データを所定のタイミングで出力する手段を、具備して
成ることを特徴とする。

【０１２３】また、本発明は、第２の視点において、前
記第１の視点の動き予測プロセッサをｎ個配置し、これ
らｎ個の動き予測プロセッサのそれぞれに参照フレーム
メモリを接続した動き予測装置であって、前記ｎ個の動
き予測プロセッサのうち第１の動き予測プロセッサが入
力するブロックを他のｎ−１個の動き予測プロセッサに
供給し、前記第１の動き予測プロセッサには、オフセッ
トを０として与え、前記他のｎ−１個の動き予測プロセ
ッサには、それぞれが入力する参照領域が前記第１の動
き予測プロセッサが入力する参照領域と位置が異なるよ
うにオフセットを与え、前記ｎ個の動き予測プロセッサ
から、それぞれが入力する参照領域が画面内に入るもの
を選択し、さらにこれらの動き予測プロセッサの中で評
価データが最小となる動き予測プロセッサを選択する選
択手段と、前記選択手段により選択される動き予測プロ
セッサが出力する動きベクトルを、該動き予測プロセッ
サに与えられたオフセットに合わせて補正して出力する
手段と、を具備して成る動き予測装置を提供する。

【０１２４】

【発明の概要】本発明は、フレーム間予測符号化あるい
はフレーム内符号化を指定する符号化タイプと、フレー
ム間予測符号化を行う場合の動きベクトルとを出力する
動き予測プロセッサにおいて、所定のタイミングで現在
処理中のブロックの座標を出力し、参照フレームメモリ
から参照領域を読み出すアドレスにオフセットを加え、
フレーム間予測符号化を行った場合の符号量を推定する
評価データを出力する。

【０１２５】さらに、この動き予測プロセッサをｎ個配
置し各々に参照フレームメモリを接続し、ｎ個の動き予
測プロセッサに同一のブロックと異なる参照領域を供給
し、参照領域が画面内に入る動き予測プロセッサの中か
ら、最も評価データが小さいものを選択し、これが出力
する動きベクトルを補正して出力する。

【０１２６】本発明に係る動き予測プロセッサは、後に
詳述されるように、並列配置することにより動きベクト
ル検出範囲を広げることが可能とされ、しかも並列配置
した構成でも全体の処理時間が単体で用いた場合とほと
んど変わらないという特徴がある。すなわち、本発明に
係る動き予測プロセッサを並列配置した構成では、すべ
ての動き予測プロセッサが同時に処理を完了するため、
処理時間が短くできる。従って、並列配置する動き予測
プロセッサを増やして、動きベクトル範囲をさらに広げ
る場合でも実時間処理が可能となり、例えばテレビ会議
／電話符号化標準Ｈ．２６１、及び蓄積用動画像符号化
標準ＭＰＥＧ等に準拠するいずれの動き補償にも適用可
能である。

【０１２７】

【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。

【０１２８】

【実施例１】図１に本発明の第１の実施例に係る動き予
測プロセッサのブロック図を示す。これは図１０に示し
た動き予測111に対応する処理を行うものである。図２
には本発明の動き予測プロセッサを５個並列配置して参
照領域を拡大する応用例を示す。この応用例も図１０に
示した動き予測111に対応する処理を行う。以下では、
まず図１の動き予測プロセッサの動作を説明し、次に図
２の応用例について説明する。

【０１２９】以下では、現ブロックは水平方向４画素×
垂直方向４画素の大きさとし、現フレーム及び参照フレ
ームの大きさは水平方向NX画素×垂直方向NY画素の大き
さとして説明を行なう。ここでNXは現ブロックの水平方
向の画素数４の倍数であり、NYは現ブロックの垂直方向
の画素数４の倍数とする。但し、これを満たさない場合
には、現ブロックの水平方向、垂直方向の画素数の倍数
となるよう画面の右端、下端に適当が画素を補ってフレ
ームを構成すればよい。

【０１３０】また、参照フレームメモリのアドレスは、
図１２に示すように１つのアドレスに１画素が格納され
ているものとする。すなわち、参照フレームをh(jx,jy)
（jx,jyはそれぞれ水平方向、垂直方向の座標で、0≦jx
＜NX,0≦jy＜NY）とすると、jy=0となる水平方向第１ラ
インをアドレス０番地からNX-1番地まで順に格納し、以
下同様に１ライン毎に画素を格納し、jy=NY-1となる第N
YラインをアドレスNX(NY-1)番地からNX*NY-1番地となる
よう格納する。従って、h(jx,jy)のアドレスはjx*NX+jx
となる。

【０１３１】さらに、参照領域は水平方向８画素×垂直
方向８画素の大きさとする。そして、参照領域のフレー
ム上の位置は、現ブロックのフレーム上の位置を中心に
上下左右に２画素ずつ広げた領域とする。従って、検出
可能な動きベクトルを(vx,vy)とすると、-2≦vx≦2,-2
≦vy≦2となる。

【０１３２】図１に示すように、本実施例の動き予測プ
ロセッサ30は、演算手段31、アドレス発生器33及び35、
符号化タイプ選択器32、パケットアドレス発生器34、パ
ケットアドレス線37、パケットデータ線36からなる。こ
のうち演算手段31とアドレス発生器33，35は、図１０の
動きベクトル検出114に相当し、符号化タイプ選択器3
2、パケットアドレス発生器34は図１０の符号化タイプ
判定115に相当する。以下この実施例の動作を説明す
る。

【０１３３】現フレームメモリ11に格納された現フレー
ムの中からアドレス発生器35が出力するアドレスに従っ
て読み出された現ブロックは、端子12から演算手段31に
供給される。一方、参照フレームメモリ21に格納された
参照フレームの中からアドレス発生器33が出力するアド
レスに従って読み出された参照領域も端子15から演算手
段31に供給される。

【０１３４】演算手段31は、従来例と同様に上式(1)で
表されるブロックマッチングを行い、現ブロックの動き
ベクトルと、予測誤差絶対値和の最小値と、上式(2)で
与えられる現ブロックのＡＣ成分絶対値和を計算して出
力する。

【０１３５】このとき、アドレス発生器33が出力する現
ブロックのフレーム上の座標と動きベクトル検出範囲か
ら参照領域を監視し、参照領域が画面外になる場合の予
測誤差絶対値は無視する。この場合では、-2≦vx≦2,-2
≦vy≦2であるため、現ブロックが現フレームの上端、
下端、左端あるいは右端に位置する場合に、参照領域の
一部が画面外となる。これは、例えば図４の従来例で示
される演算モジュールの構成では、３個のブロックマッ
チング手段を備える１個の演算モジュールと、ＡＣ線分
絶対値和計算手段79、参照領域監視手段78により実現で
きる。このとき、１個の現ブロックの動きベクトル検出
に25回のブロックマッチングが必要になる。

【０１３６】演算手段31は、パケットアドレス線37上の
アドレス信号をデコードし、パケットアドレスが３のと
き動きベクトルをパケットデータ線36に出力する。演算
手段31は、予測誤差絶対値和を符号化タイプ選択器32
と、パケットアドレス線37上のパケットアドレスが１の
場合にパケットデータ線36へ出力する。また、演算手段
31はＡＣ成分絶対値和を符号化タイプ選択器32に出力す
る。

【０１３７】符号化タイプ選択器32は、前記従来例と同
様な判定を行う。すなわち、（予測誤差絶対値和の最小
値）＜（ＡＣ成分絶対値和）の場合に、順方向予測符号
化を判定し、（予測誤差絶対値和の最小値）≧（ＡＣ成
分絶対値和）の場合にフレーム内符号化を判定する。符
号化タイプ選択器32は、パケットアドレス線37上のパケ
ットアドレス信号をデコードし、パケットアドレスが２
の場合にこの符号化タイプをパケットデータ線36に出力
する。

【０１３８】アドレス発生器35は、現ブロックを構成す
る画素のアドレスを端子13から現フレームメモリ11に出
力するほか、パケットアドレス線37上のパケットアドレ
ス信号をデコードし、パケットアドレスが０の場合に、
現ブロックのフレーム上の座標を示す、ブロックの左上
角の画素の座標をパケットデータ線36に出力する。

【０１３９】アドレス発生器33は、端子17から供給され
るオフセットを加えたアドレスを端子16から参照フレー
ムメモリ21に出力する。

【０１４０】ここで、現ブロックの左上角の画素の座標
が(ix,iy)（0≦ix＜NX,0≦iy＜NY）の場合、参照領域を
構成する画素の座標(jx,jy)（0≦jx＜NX,0≦jy＜NY）
は、ix-2≦jx≦ix+5,iy-2≦jy≦iy+5となる。参照フレ
ームメモリのアドレスは図１２に示すように割り付けら
れているので、参照領域を読み出すためにアドレス発生
器33が出力するアドレスは、参照領域を上端から第１ラ
イン、第２ラインと数えると以下のようになる。

【０１４１】

【数１６】

【０１４２】動き予測プロセッサ30は、パケットデータ
線36が接続された端子14から、外部に現ブロックのフレ
ーム上の座標、予測誤差絶対値和の最小値、符号化タイ
プ、動きベクトルを出力する。この出力のタイミングを
制御するため、パケットアドレス発生器34が設けられて
おり、パケットアドレス発生器34は、端子19にパルス信
号が入力されるとパケットアドレスを０から３まで順に
発生し、パケットアドレス線37に出力する。パケットア
ドレス線37は、アドレス発生器35、演算手段31、符号化
タイプ選択器32に接続されており、パケットデータ線36
及び端子14に下記(5)に示す順番でパケットデータが出
力される。

【０１４３】

【数１７】

【０１４４】図１４に、動き予測プロセッサ30における
１ブロック処理のタイミング関係の一例を示す。図中に
おいて、タイミング発生器61は次の応用例で説明される
タイミング発生器であり、また図示複数のタイミング信
号（パルス信号）を供給する信号線は１本あるいは複数
本であってもよい。タイミング発生器61の出力パルス信
号は端子19に入力され、パケットアドレス発生器34は図
１４に示すように、０〜３のパケットアドレスをパケッ
トアドレス線37上に巡回的に出力し、例えばパケットア
ドレスが０に変化したときアドレス発生器33及び35は動
作を開始し、且つ演算手段31は処理を開始する。そし
て、演算手段31は、パケットアドレスが１のとき上記
(5)に従い予測誤差絶対値和の最小値を、またパケット
アドレスが２のとき動きベクトルをそれぞれパケットデ
ータ線36上に出力する。なお、図１４のタイミング図は
説明の便宜のためのものであり、本実施例における各タ
イミング幅等は図１４に限定されるものでない。

【０１４５】次に、図１に示す本実施例の動き予測プロ
セッサ30単体を図１０に示す動画像符号化方式の動き予
測111に応用する場合の動作を説明する。ここでは端子1
7に０を与えておく。この場合、アドレス発生器33はオ
フセットが０であるため、上式(4)から図１２に示す参
照フレームメモリアドレスをそのまま出力する。従って
参照領域を動き予測111に供給することができる。

【０１４６】そして、現ブロックの処理が完了するタイ
ミングで、図１０には示していないタイミング発生器か
ら端子19にパルス信号を与え、端子14から上記(5)で示
すパケットデータを出力する。図１０のセレクタ102に
出力する符号化タイプ115及び局所復号フレームメモリ1
10に出力する動きベクトルは、パケットアドレス２と３
に対応するパケットデータを取り込むことにより得られ
る。このようして図１に示す動き予測プロセッサは図１
０の動画像符号化方式の動き予測111が出力するデータ
を供給する。すなわち、図１に示す本実施例のは図１０
の動画像符号化方式の動き予測111に適用できる。

【０１４７】なお、図１の参照フレームメモリ21には、
動き予測プロセッサ30の外で復号された現ブロックの輝
度成分が端子20から格納されるが、このときの書き込み
アドレスは外部から与える。

【０１４８】

【応用例１】次に、図２を参照して、前記本実施例の動
き予測プロセッサの応用例について説明する。図２は図
１の動き予測プロセッサを５個並列形態に配置し、図１
の動き予測プロセッサ30より動きベクトルを広い範囲で
検出することにより、圧縮率を高めることが可能な応用
例である。

【０１４９】図２に示すように、本応用例は、図１と同
じ現フレームメモリ11と、動き予測プロセッサ51，52，
53，54，55及びそれぞれに接続された参照フレームメモ
リ56，57，58，59，60、タイミング発生器61、参照位置
指示器64、予測結果選択器62、動きベクトル補正器63か
らなる。ここで動き予測プロセッサ51〜55はいずれも図
１に示す動き予測プロセッサ30と同一のものが用いられ
ており、参照フレームメモリ56〜60は図１に示す参照フ
レームメモリ21と同一である。

【０１５０】次に、この応用例の動作について説明す
る。５個の動き予測プロセッサは同時に処理を開始し、
同期して動作する。但し、図１に示す端子17について
は、参照位置指示器64からそれぞれの動き予測プロセッ
サに以下の値を与える。

【０１５１】

【数１８】

【０１５２】図１の端子17には、参照フレームメモリ21
から参照領域の画素を読み出すときに出力されるアドレ
スに加えるオフセットを与えるので、動き予測プロセッ
サ51が出力するアドレスをjy*NX+jx、読み出す参照領域
の画素をh(jx,jy)とすると、各プロセッサが同時に出力
するアドレスは次のようになる。

【０１５３】

【数１９】

【０１５４】これらは、各動き予測プロセッサそれぞれ
に接続された参照フレームメモリ56〜59に出力される。
各参照フレームメモリには、図１０と同様に、復号され
た現ブロックの輝度成分を端子20から同時に格納、更新
する。

【０１５５】このとき、書き込みアドレスは外部から同
じアドレスを指定する、従って、動き予測プロセッサ51
の参照領域を図３（Ａ）に斜線を付して示す水平方向８
画素×垂直方向８画素の領域151とすると、次式(6)か
ら、動き予測プロセッサ52の参照領域は、動き予測プロ
セッサ51の参照領域より水平方向に４画素左、垂直方向
に４画素上の水平方向８画素×垂直方向８画素の領域15
2となり、同様にして、動き予測プロセッサ53の参照領
域は図３（Ａ）の領域153、動き予測プロセッサ54の参
照領域は図３（Ａ）の領域154、動き予測プロセッサ55
の参照領域は図３（Ａ）の領域155となる。

【０１５６】現フレームメモリ11からは動き予測プロセ
ッサ51が出力するアドレスに従って現ブロックが読み出
され、動き予測プロセッサ51〜55に出力される。各動き
予測プロセッサは同期して動作するので、５個の動き予
測プロセッサは同じ現ブロックを同時に入力し、図３
（Ａ）に示す異なる参照領域を入力することができる。
従って、５個の動き予測プロセッサは、各々に割り当て
られた異なる参照領域内で類似ブロックを並列に探索す
る。

【０１５７】１個の現ブロックの処理が終了すると、タ
イミング発生器61から各動き予測プロセッサにパルス信
号が出力され、各動き予測プロセッサはパケットデータ
を同時に予測結果選択器62に出力する。

【０１５８】予測結果選択器62は、５個の動き予測プロ
セッサが出力するパケットデータから１つを選択し、符
号化タイプを端子22に、動きベクトルと選択した動き予
測プロセッサ番号を動きベクトル補正器63に出力する。
動きベクトル補正器63は、入力した動きベクトルと選択
した動き予測プロセッサ番号から動きベクトルを補正
し、端子23に出力する。

【０１５９】予測結果選択器62の動作は以下のようにな
る。まずタイミング発生器61からパケットアドレス０に
相当するタイミング信号を受取り、動き予測プロセッサ
51の出力から現ブロックのフレーム上の座標を入力す
る。そして参照領域が画面外となる動き予測プロセッサ
の出力を除外する。

【０１６０】すなわち、現ブロックのフレーム上の座標
として現ブロックの左上角の画素の座標が出力されるの
で、これを(ix,iy)（0≦ix＜NX,0≦iy＜NY）と表すと、
ix=0及びix=4の場合、図３の左側の参照領域152，154の
一部は画面外となる。ix=NX-8及びix=NX-4の場合、図３
の右側の参照領域153，155の一部が画面外となる。

【０１６１】同様にして、iy=0及びiy=4の場合には、図
３の上側の参照領域152，153の一部が画面外となり、iy
=NY-8及びiy=NY-4の場合には、図３の下側の参照領域15
4，155の一部が画面外となる。

【０１６２】但し、動き予測プロセッサ51〜55は現ブロ
ックのフレーム上の座標から参照領域が画面外かどうか
判断するので、参照フレームメモリのアドレスに加える
オフセットが０の動き予測プロセッサ51以外は画面の端
付近でその判断が誤りとなる。従って、これらの場合に
出力される動きベクトル等は無効な参照領域を探索した
結果である可能性がある。このため、予測結果選択器62
により改めて参照領域が画面内かどうかを判断し直し、
参照領域が画面外となる動き予測プロセッサの出力を除
外する。

【０１６３】なお、判断が誤りとなるのは、上で説明し
た参照領域が画面外となる場合だけではない。すなわ
ち、動き予測プロセッサ52は、ix=NY-8及びix=NX-4、iy
=NY-8及びjy=NY-4の場合に、参照領域が画面内であるの
にその一部を画面外とみなし、その部分の予測誤差絶対
値和を無視する。

【０１６４】同様に動き予測プロセッサ53は、ix=0，ix
=4，iy=NY-8及びiy=NY-4の場合に、動き予測プロセッサ
54は、ix=NX-8，ix=NX-4，iy=0及びiy=4の場合に、動き
予測プロセッサ55は、ix=0，ix=4，iy=0及びiy=4の場合
に、参照領域が画面内であるのにその一部を画面外とみ
なし、その部分の予測誤差絶対値和を無視する。

【０１６５】但し、画面内とみなした参照領域のなかで
最も現ブロックと類似しているブロックを探索した結果
を出力している。従って結果は多少異なっている可能性
があるが、仮にそれが５個の動き予測プロセッサの出力
のなかから選択されても、無効な参照領域を探索したわ
けではないので誤りにはならない。

【０１６６】次に、予測結果選択器62は、タイミング発
生器61からパケットアドレス１に相当するタイミング信
号を受取り、上で除外されなかった動き予測プロセッサ
の出力から予測誤差絶対値和を入力する。そしてそのな
かの最小値を出力した動き予測プロセッサを選択し、そ
の番号（ここでは便宜上図２と同じ51〜55とする）を取
り込んでおく。この最小値は、各動き予測プロセッサが
担当する参照領域を合わせた領域の中で最も現ブロック
と類似したブロックの予測誤差絶対値和となる。

【０１６７】次に、予測結果選択器62は、タイミング発
生器61からパケットアドレス２に相当するタイミング信
号を受取り、上で選択した動き予測プロセッサの出力か
ら符号化タイプを入力する。ここで、この符号化タイプ
は、各動き予測プロセッサに供給される同じ現ブロック
のＡＣ成分絶対値和と参照領域が画面内に収まる動き予
測プロセッサの中で最も小さい予測誤差絶対値和とを用
いて判定した符号化タイプとなる。そして、この符号化
タイプを端子22に出力する。

【０１６８】次に、予測結果選択器62は、タイミング発
生器61からパケットアドレス３に相当するタイミング信
号を受取り、上で選択した動き予測プロセッサの出力か
ら動きベクトルを入力する。そして、入力した動きベク
トルを動きベクトル補正器63に、動き予測プロセッサの
番号とともに出力する。

【０１６９】動きベクトル補正器63は、入力した動き予
測プロセッサの番号に応じて動きベクトルを補正する。
入力した動きベクトルを(vx,xy)（-2≦vx≦2,-2≦vy≦
2）とすると、以下のように補正した動きベクトルを端
子23に出力する。

【０１７０】

【数２０】

【０１７１】この補正は、各動き予測プロセッサの参照
領域の位置の違いを反映したもので、例えば動き予測プ
ロセッサ52の参照領域は、動き予測プロセッサ51の参照
領域より水平方向に４画素左、垂直方向に４画素上の図
３の領域152であるため、実際の動きベクトルは次式(7)
の補正を加えて正しい値となる。動き予測プロセッサ53
〜55についても同様であり、次式(7)の補正により正し
い値となる。

【０１７２】従って５個の動き予測プロセッサを用い
て、画面内に収まる参照領域の中で並列に動きベクトル
を検出した結果、最も予測誤差絶対値和が小さい動き予
測プロセッサの出力する符号化タイプと正しい動きベク
トルが端子22，23に出力される。

【０１７３】この場合に各動き予測プロセッサが担当す
る正しい動きベクトル検出範囲は以下のようになる。

【０１７４】

【数２１】

【０１７５】以上説明したように、図２に示す本発明の
動き予測プロセッサの応用例は、水平方向±２画素、垂
直方向±２画素の動きベクトルを検出可能な動き予測プ
ロセッサを５個用いて、画面の端付近を除けば、１個の
動き予測プロセッサを用いた場合の５倍の動きベクトル
検出範囲を実現できる。

【０１７６】また各動き予測プロセッサは、同時に処理
を開始、終了するので、この例の処理タイミングは図３
（Ｂ）に示すように、１個の動き予測プロセッサの処理
に予測結果選択器62と動きベクトル補正器63の処理時間
が加わるだけである。そして、後者の処理時間はブロッ
クマッチングを25回行う各動き予測プロセッサの処理時
間に比べて小さくできる。

【０１７７】さらに、図２に示す応用例は、動き予測プ
ロセッサのを５個並列に配置した例であるが、同様な手
法でさらに多くの動き予測プロセッサを並列配置し、動
きベクトル検出範囲を広げることができることは明らか
である。そして、動き予測プロセッサを並列配置場合で
も処理時間は１個の動き予測プロセッサの場合とほとん
ど変わらないという特徴がある。また、並列配置の際に
付加する回路は予測結果選択器62、動きベクトル補正器
63といった比較的簡単な構成の回路で済む。

【０１７８】

【実施例２】図７に、本発明に係る動き予測プロセッサ
の別の実施例を示す。本実施例は図１３に示す動画像符
号化方式の動き予測121の処理を行うものである。また
図８には、図７の動き予測プロセッサを３個並列に配置
して参照領域を拡大する応用例を示す。この応用例も図
１３の動き予測121の処理を行う。

【０１７９】本実施例と図１の実施例との主な違いは、
本実施例が、順方向予測符号化、逆方向予測符号化、両
方向予測符号化及びフレーム内符号化の４つの方式が可
能なＭＰＥＧ方式に従う動画像符号化方式の動き予測を
行うこと、及び図１の実施例が動き予測プロセッサ内部
にパケットアドレス発生器を備え、出力をパケットデー
タとして出力していたのに対し、図７の実施例は出力デ
ータを外部からアドレスを指定して読み出す構成になっ
ていることである。

【０１８０】まず、図７の動き予測プロセッサの動作を
説明してから図８の応用例について説明する。

【０１８１】図７に示す動き予測プロセッサ40は、演算
手段31、アドレス発生器33及び35、符号化タイプ選択器
45、予測誤差評価手段46、オフセットレジスタ42からな
る。また図１の実施例と同様に現フレームメモリ11、参
照フレームメモリ21が設けられている。

【０１８２】このうち、演算手段31、アドレス発生器3
3，35、オフセットレジスタ42は、図１３の動きベクト
ル検出124に相当し、符号化タイプ選択器45は図１３の
符号化タイプ判定125に相当し、予測誤差評価手段46は
図１３の予測誤差評価126に相当する。この他に現フレ
ームメモリ11、参照フレームメモリ21があり、それぞれ
アドレス発生器35，33から発生するアドレスに従って水
平方向４画素×垂直方向４画素の現ブロックと水平方向
８画素×垂直方向８画素の参照領域を演算手段31に供給
する。

【０１８３】ＭＰＥＧ方式では、順方向予測と逆方向予
測で参照する２枚のフレームが参照フレームメモリ21に
格納されている。参照フレームメモリ21のアドレスは、
１枚目のフレームを図１２に示すフレームと同じアドレ
スに格納し、２枚目を１枚目の最後のアドレスNX*NYか
ら2*NX*NY-1まで１枚目と同様な画素順で格納するよう
割り付ける。

【０１８４】演算手段31は、図１の前記実施例の演算手
段31と同一であり、参照領域が画面内に収まる範囲で、
水平方向±２画素、垂直方向±２画素の範囲の動きベク
トルを検出する。また現ブロックのＡＣ成分絶対値和も
求まる。

【０１８５】演算手段31から出力される動きベクトルに
対応して端子47，48，49には、それぞれ順方向予測符号
化、逆方向予測符号化、両方向予測符号化のための予測
ブロック候補が入力される。予測誤差評価手段46は、予
測ブロック候補と現ブロックの予測誤差絶対値和を算出
する。

【０１８６】これは、上式(1)のg(ix+vx,iy+vy)を各予
測ブロック候補に置き換えたもので、図４のＡＣ成分絶
対値和計算手段79と同様に、例えば図４に示す従来例の
演算モジュールのブロックマッチング手段を用いて実現
できる。予測誤差評価手段46は、３つの予測誤差絶対値
和の中の最小値と、最小値が得られたフレーム間予測方
式、すなわち順方向予測符号化、逆方向予測符号化、両
方向予測符号化を識別する信号を符号化タイプ選択器45
に出力する。

【０１８７】符号化タイプ選択器45は、前記実施例と同
様に、（予測誤差絶対値和の最小値）＜（ＡＣ成分絶対
値和）の場合に、予測誤差評価手段46から入力した識別
信号に従い、順方向予測符号化、逆方向予測符号化ある
いは両方向予測符号化と判定し、（予測誤差絶対値和の
最小値）≧（ＡＣ成分絶対値和）の場合にフレーム内符
号化と判定する。

【０１８８】アドレス発生器33は、図１に示した前記実
施例と同様に、オフセットを加えたアドレスを端子16か
ら出力するが、オフセットは、図７に示すようにオフセ
ットレジスタ42から入力される。ここで、現ブロックの
左上角の画素の座標が(ix,iy)（0≦ix＜NX,0≦iy＜NY）
の場合、参照領域を構成する画素の座標(jx,jy)（0≦jx
＜NX,0≦jy＜NY）はix-2≦jx≦ix+5,iy-2≦jy≦iy+5と
なる。

【０１８９】参照フレームメモリには、０番地から１
枚、NX*NY番地からもう１枚のフレームが格納されてい
るため、baseをフレームの最初の画素のアドレス（１枚
目は０、２枚目はNX*NY）とすると、参照領域を読み込
むためにアドレス発生器33が出力するアドレスは以下の
ようになる。

【０１９０】

【数２２】

【０１９１】図７の動き予測プロセッサは、図１の実施
例と同様に上記(5)と同じデータを端子43に出力する。
但し、これらのデータは外部から端子44を通してアドレ
スを指定して読み出す。ここでは、下記(9)に示すよう
にアドレスとデータが対応しているとする。またオフセ
ットレジスタ42もアドレスを持ち、端子44，43からアド
レスとデータを指定し、端子41に書き込みパルス信号を
加えて書き込む。

【０１９２】

【数２３】

【０１９３】次に、図７に示す動き予測プロセッサ単体
40を図１３の動画像符号化方式の動き予測121に応用す
る場合の動作を説明する。まず、処理を開始前に、端子
44に４、端子43に０を設定し、端子41に書き込みパルス
を加えてオフセットレジスタ42に０を書き込む。これに
より、参照フレームメモリ21に出力するアドレスに加え
られるオフセットは０となり、２枚のフレームとも式
(8)に示すオフセットを０としたアドレスが出力され
て、参照領域を読み込むことができる。

【０１９４】まず、最初に現フレームメモリ11から現ブ
ロック、過去のフレームから参照領域を読み込み、過去
の参照フレームに対する動きベクトルを検出する。そし
て、外部から端子44に３を設定して端子43の値を読み出
すことにより過去の参照フレームに対する動きベクトル
を図１３の局所復号フレームメモリ110に出力できる。

【０１９５】次に、現フレームメモリ11から現ブロッ
ク、未来のフレームから参照領域を読み込み、未来の参
照フレームに対する動きベクトルを検出する。そして外
部から端子44に３を設定して端子43の値を読み出すこと
により未来の参照フレームに対する動きベクトルを図１
３の局所復号フレームメモリ110に出力できる。

【０１９６】この後、出力した動きベクトルに対応した
３種類の予測ブロック候補が、端子47，48，49から入力
される。このとき、現フレームメモリ11から現ブロック
を読み込み、これらとの予測誤差絶対値和を計算し、そ
の最小値と最小値が得られたフレーム間予測方式を識別
する信号を符号化タイプ選択器45に出力する。

【０１９７】その後、端子44に２を設定して端子43の値
を読み出すことにより符号化タイプを図１３のセレクタ
102，118に出力できる。

【０１９８】以上から、図７に示す動き予測プロセッサ
を図１３の動画像符号化方式の動き予測121に適用でき
ることがわかる。

【０１９９】

【応用例２】次に図８を参照して、前記実施例２で説明
した本発明の動き予測プロセッサの応用例について説明
する。これは図７の動き予測プロセッサを３個並列配置
して、動きベクトルの検出範囲を広くすることにより圧
縮率を上げることが可能な応用例である。これも図１３
の動き予測121の処理を行う。

【０２００】図８は、図７と同一の現フレームメモリ11
と、動き予測プロセッサ81，82，83及びそれぞれに接続
された参照フレームメモリ84，85，86、アドレスデコー
ダ87，88，89、コントローラ90、タイミング発生器94か
らなる。ここで動き予測プロセッサ81，82，83はいずれ
も図７に示す動き予測プロセッサ40と同一であり、参照
フレームメモリ81，82，83は図７に示す参照フレームメ
モリ21と同一である。

【０２０１】順方向予測符号化、逆方向予測符号化、両
方向予測符号化のための予測ブロック候補は、動き予測
プロセッサ81のみに入力される。

【０２０２】コントローラ90は、アドレスバス91、及び
データバス92を介して動き予測プロセッサ81〜83のデー
タを読み書きする。書き込みパルス信号は信号線93から
供給する。このため上記(9)に示した各動き予測プロセ
ッサのデータは、すべて異なるアドレスが割り当てられ
ており、アドレスデコーダ87〜89がアドレスバス91上に
出力されるアドレスを解釈して、それぞれ動き予測プロ
セッサ81〜83のデータを読み書きする。

【０２０３】ここでは、アドレスを２桁で表し、10の位
が１の場合に動き予測プロセッサ81、10の位が２の場合
に動き予測プロセッサ82、10の位が３の場合に動き予測
プロセッサ83のデータを指すものとする。例えば12番地
は動き予測プロセッサ81の符号化タイプを指す。

【０２０４】次に、この応用例の動作について説明す
る。３個の動き予測プロセッサは、図２の応用例と同様
に同時に処理を開始し、同期して動作する。但し、各動
き予測プロセッサのオフセットレジスタ42（図７参照）
には、コントローラ90があらかじめ下記記載の値を書き
込んでおく。例えば動き予測プロセッサ81のオフセット
レジスタ42への書き込みは、アドレスバス91上に14、デ
ータバス上に０を出力し、信号線93に書き込みパルス信
号を出力して実現する。

【０２０５】

【数２４】

【０２０６】図７のオフセットレジスタ42には、参照領
域の画素を読み出すときに出力するアドレスに加えるオ
フセットを与えるので、動き予測プロセッサ81が出力す
るアドレスをbase+jy*NX+jx、読み込む参照領域の画素
をh(jx,jy)とすると、各プロセッサが同時に出力するア
ドレスは次のようになる。

【０２０７】

【数２５】

【０２０８】これらは、各動き予測プロセッサに接続さ
れた参照フレームメモリ84〜86に出力される。各参照フ
レームメモリには、図１３と同様に復号された現ブロッ
クの輝度成分を端子20から同時に格納、更新する。

【０２０９】このとき、書き込みアドレスは外部から同
じアドレスを指定する、従って、動き予測プロセッサ81
の参照領域を図９に斜線を付して示す水平方向８画素×
垂直方向８画素の領域181とすると、動き予測プロセッ
サ82の参照領域は、動き予測プロセッサ81の参照領域よ
り水平方向に４画素左の水平方向８画素×垂直方向８画
素の領域182となり、同様に、動き予測プロセッサ83の
参照領域は図９の領域183となる。これらは過去、未来
の参照フレームとも同じ関係になる。

【０２１０】現フレームメモリ11からは動き予測プロセ
ッサ81が出力するアドレスに従って現ブロックが読み出
され、動き予測プロセッサ81〜83に出力される。各動き
予測プロセッサは同期して動作するため、３個の動き予
測プロセッサは同じ現ブロックを入力し、図９に示す異
なる参照領域を入力することができる。従ってそれぞれ
に割り当てられた異なる参照領域内で類似ブロックを並
列に探索する。

【０２１１】そして、過去の参照フレームに対する動き
ベクトルが求められたタイミングで、タイミング発生器
94からコントローラ90に信号が送られ、コントローラ90
は、各プロセッサのデータを順次読み出す。

【０２１２】まず、アドレスバス91に10を出力して、動
き予測プロセッサ81が出力する現ブロックのフレーム上
の座標を入力する。そして、図２に示す応用例と同様に
コントローラ90が、参照領域が画面内に収まる動き予測
プロセッサを判定する。

【０２１３】次に、参照領域が画面内に収まる動き予測
プロセッサの予測誤差絶対値和の最小値を読み出す。例
えば動き予測プロセッサ81，82の参照領域が画面内に収
まる場合、コントローラ90はアドレスバス91に11，21を
出力してそれぞれの予測誤差絶対値和の最小値を読み出
し、その中の最小値を選択する。

【０２１４】次に、予測誤差絶対値和が最小となった動
き予測プロセッサの出力する、過去の参照フレームに対
する動きベクトルをコントローラ90が同様な手段で読み
出し、それを図２に示す応用例と同様に補正する。この
場合、各動き予測プロセッサが出力する動きベクトルを
(vx,xy)（-2≦vx≦2,-2≦vy≦2）とすると、以下のよう
に補正する。

【０２１５】

【数２６】

【０２１６】そして、補正した過去の参照フレームに対
する動きベクトルを端子23に出力する。この補正は、各
動き予測プロセッサの参照領域の位置の違いを反映した
ものであり、例えば動き予測プロセッサ82の参照領域
は、動き予測プロセッサ81の参照領域より水平方向に４
画素左の図９の領域182であるため、実際の動きベクト
ルは上式(10)の補正を加えて正しい値となる。動き予測
プロセッサ83についても同様である。

【０２１７】次に、未来の参照フレームに対する動きベ
クトルが求められたタイミングで、タイミング発生器94
からコントローラ90に信号が送られ、コントローラ90は
過去のフレームに対する動きベクトルと同様に補正し
た、未来の参照フレームに対する動きベクトルを端子23
に出力する。

【０２１８】さらに、動き予測プロセッサ81の符号化タ
イプ選択器が符号化タイプを決定したタイミングで、タ
イミング発生器94からコントローラ90に信号が送られ
る。コントローラ90は、この符号化タイプを同様な手段
で読み出し、端子22に出力する。

【０２１９】このような手順で各動き予測プロセッサか
ら予測結果を読み出すことにより、図８に示す本発明の
応用例は、図１３の動き予測121の処理ができる。

【０２２０】この場合の各動き予測プロセッサが担当す
る動きベクトル検出範囲は、式(10)から以下のようにな
っている。

【０２２１】

【数２７】

【０２２２】従って、全体の動きベクトル検出範囲は、
過去、未来のフレームに対する動きベクトルとも、水平
方向±６画素、垂直方向±２画素となる。

【０２２３】以上説明したように、図８に示す応用例で
は、水平方向±２画素、垂直方向±２画素の動きベクト
ルを検出可能な動き予測プロセッサを３個用いて、画面
の端付近を除けば、１個の動き予測プロセッサを用いた
場合の３倍の動きベクトル検出範囲を実現できる。

【０２２４】また、各動き予測プロセッサは、同時に処
理を開始、終了するので、この例の処理タイミングは図
２の応用例と同様に、１個の動き予測プロセッサの処理
にコントローラの処理時間が加わるだけである。そし
て、後者の処理時間は、１回の動きベクトル検出に、25
回のブロックマッチングを行う各動き予測プロセッサの
処理時間に比べて小さくできる。

【０２２５】さらに、図８では３個を並列に用いた例で
あるが、同様な手法でさらに多くの動き予測プロセッサ
を並列配置し、動きベクトル検出範囲を広げることがで
きるのは明らかである。そしてその場合でも処理時間は
１個の動き予測プロセッサの場合とほとんど変わらない
という特徴がある。

【０２２６】以上、本発明を上記各種実施例について説
明したが、本発明の動き予測プロセッサは、複数並列配
置することにより動きベクトル検出範囲を広げることが
可能であり、しかも複数並列配置した構成でも、全体の
処理時間が、単体で用いた場合とほとんど変わらない。
具体的に説明すると、例えば現ブロックの大きさを一般
的に用いられる水平方向16画素×垂直方向16画素として
比較すると、15個程度のブロックマッチング手段をもつ
演算モジュールで処理する従来の動き予測プロセッサに
おいて、演算モジュールを図４のように３段接続する構
成とした場合、１段目の演算モジュールの演算サイクル
が完了してから３段目の演算モジュールの演算サイクル
が完了するまで30画素分の遅延があり、さらに比較サイ
クルの遅延が生じる。

【０２２７】これに対して、本発明に係る動き予測プロ
セッサを複数並列配置した構成では、すべての動き予測
プロセッサが同時に処理を完了し、従来例のような画素
の遅延が生じることがなく、処理時間を縮減する。

【０２２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の動き予測
プロセッサによれば、これを複数並列配置することによ
り動きベクトル検出範囲を広げることが可能であると共
に、複数並列配置した構成でも、従来例のような画素の
遅延が生ぜず、全体の処理時間が、単体で用いた場合と
ほとんど変わらないという効果を有する。

【０２２９】本発明の効果をより具体的に説明すると、
例えば現ブロックの大きさを一般的に用いられる水平方
向16画素×垂直方向16画素として、15個程度のブロック
マッチング手段をもつ演算モジュールで処理する従来の
動き予測プロセッサでは、演算モジュールを図４のよう
に３段接続すると、１段目の演算モジュールの演算サイ
クルが完了してから３段目の演算モジュールの演算サイ
クルが完了するまで30画素分の遅延が生じ、さらに比較
サイクルの遅延が生じることになる。これに対し、本発
明に係る動き予測プロセッサを並列配置した構成では、
すべての動き予測プロセッサが同時に処理を完了し、そ
の分、処理時間が縮減され、並列配置する動き予測プロ
セッサの個数を増やし動きベクトル範囲をさらに広げる
場合でも、実時間処理が可能となる。

【０２３０】また、本発明においては、並列配置した動
き予測プロセッサはそれぞれの参照フレームメモリを持
ち、各々同時に書き込み、読みだしを行う。このため、
従来の構成よりメモリ容量が増える可能性があるもの
の、メモリ構成、アドレス発生器は、単体で用いる場合
となんら変更の必要はない。従って本発明は従来例より
も遥かに柔軟に構成を変更することができる。

【０２３１】本発明の動き予測プロセッサは、従来より
容易に動きベクトル検出範囲を広げることが可能とさ
れ、その分、画質を保ったまま圧縮率を上げることがで
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の動き予測プロセッサのブロ
ック図である。

【図２】図１の動き予測プロセッサを並列配置した応用
例を示すブロック図である。

【図３】（Ａ）は図２の応用例の参照領域を説明する図
である。（Ｂ）は図２の応用例の処理タイミングを説明
する図である。

【図４】従来の動き予測プロセッサのブロック図であ
る。

【図５】従来例の参照領域を説明する図である。

【図６】従来例の処理タイミングを説明する図である。

【図７】本発明の第２の実施例の動き予測プロセッサの
ブロック図である。

【図８】図７の実施例を並列配置した応用例のブロック
図である。

【図９】図８の応用例の参照領域を説明する図である。

【図１０】動画像符号化方式のブロック図である。

【図１１】動きベクトルの説明図である。

【図１２】参照フレームメモリアドレスを説明する図で
ある。

【図１３】動画像符号化方式を説明する図である。

【図１４】本発明のタイミング関係を説明するための説
明図である。

【符号の説明】

１ 現フレーム ２ 参照フレーム ３ 現ブロック ５ 類似ブロック ６ 現フレームにおける類似ブロックの位置 ７ 動きベクトル 11 現フレームメモリ 21，56〜60，84〜86，112 参照フレームメモリ 30，40，51〜55，81〜83 動き予測プロセッサ 31 演算手段 33，35 アドレス発生器 32，45，160 符号化タイプ選択器 34 パケットアドレス発生器 42 オフセットレジスタ 46 予測誤差評価手段 61，94 タイミング発生器 62 予測結果選択器 63 動きベクトル補正器 64 参照位置指示器 75〜77 演算モジュール 78 参照領域監視手段 79 ＡＣ成分絶対値和計算手段 87〜89 アドレスデコーダ 90 コントローラ 101 減算器 102，113，118，166，167 セレクタ 103 ＤＣＴ 104 量子化 105 ハフマン符号化 107 逆量子化 108 逆ＤＣＴ 109 加算器 110 局所復号フレームメモリ 111 動き予測 114，124 動きベクトル検出 115，125 符号化タイプ判定 116 両方向予測ブロック作成 126 予測誤差評価 ４，151〜155，181〜183 参照領域 161〜163 ブロックマッチング手段 164 転送手段 165 比較手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｂ Ｇ０６Ｆ 15/66 7459−5Ｌ 15/70

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームをブロックに分割して読み込む第
   １の手段と、 前記ブロック毎にフレーム間予測符号化の種別又はフレ
   ーム内符号化を表す符号化タイプデータを決定する第２
   の手段と、 前記フレーム間予測符号化を行う場合の動きベクトルを
   検出する第３の手段と、 前記動きベクトルを検出する際に参照する参照領域を参
   照フレームメモリから読み出すためのアドレスを生成す
   る第４の手段と、を備え、 前記第１の手段は現在処理中のブロックの座標を算出
   し、 前記第４の手段は前記アドレスに前記参照領域の位置を
   変更するためのオフセットを加えて出力し、 前記第３の手段は前記フレーム間予測符号化を行った場
   合の符号量を推定する評価データを算出し、 更に、前記ブロックの座標、前記評価データ、前記動き
   ベクトル、及び前記符号化タイプデータを所定のタイミ
   ングで出力する手段を、具備して成る動き予測プロセッ
   サ。
2. 【請求項２】前記所定のタイミングでパケットアドレス
   を発生する手段を備え、該パケットアドレスの値に対応
   して前記第１の手段は前記ブロックの座標を、前記第３
   の手段は前記評価データ及び前記動きベクトル、前記第
   ２の手段は前記符号化タイプデータをそれぞれ出力する
   請求項１記載の動き予測プロセッサ。
3. 【請求項３】外部から前記所定のタイミングでパケット
   アドレスが供給され、該パケットアドレスの値に対応し
   て、前記ブロックの座標、前記評価データ、前記動きベ
   クトル、前記符号化タイプデータの読み出し、及び前記
   第４の手段へのオフセットの設定をそれぞれ行なう構成
   とした請求項１記載の動き予測プロセッサ。
4. 【請求項４】請求項１記載の動き予測プロセッサをｎ個
   （ｎ＞１）配置し、これらｎ個の動き予測プロセッサの
   それぞれに参照フレームメモリを接続した動き予測装置
   であって、 前記ｎ個の動き予測プロセッサのうち第１の動き予測プ
   ロセッサが入力するブロックを他のｎ−１個の動き予測
   プロセッサに供給し、 前記第１の動き予測プロセッサには、オフセットを０と
   して与え、 前記他のｎ−１個の動き予測プロセッサには、それぞれ
   が入力する参照領域が前記第１の動き予測プロセッサが
   入力する参照領域と位置が異なるようにオフセットを与
   え、 前記ｎ個の動き予測プロセッサから、それぞれが入力す
   る参照領域が画面内に入るものを選択し、さらにこれら
   の動き予測プロセッサの中で評価データが最小となる動
   き予測プロセッサを選択する選択手段と、 前記選択手段により選択される動き予測プロセッサが出
   力する動きベクトルを、該動き予測プロセッサに与えら
   れたオフセットに合わせて補正して出力する手段と、を
   具備して成る動き予測装置。