JPH07288818A

JPH07288818A - 動きベクトル検出装置

Info

Publication number: JPH07288818A
Application number: JP10470694A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Takashima; 昌利高嶋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-10-31
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP3513214B2

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の動きベクトル検出ユニットを並べてよ
り大きいサーチエリアを確保するようにした場合に、回
路規模の削減が図れるようにする。【構成】所定のサーチエリアの動きベクトル検出ユニ
ットを複数用いてサーチエリアを拡大するようにした場
合に、サーチエリアＳｗ１〜Ｓｗ４のデータを固定的に
与え、基準ブロックＲＢのデータをずらすようにして与
えることで、回路規模の削減を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に、画像の予測符
号化装置に用いて好適な動きベクトル検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ(Moving Picture Coding Exper
ts Group) 方式のように、他のフレームとの相関を利用
して画像を符号化する予測符号化方式が知られている。
図７は、このような予測符号化装置の一例である。

【０００３】図７において、入力端子２０１に画像デー
タが供給される。この画像データは動きベクトル検出回
路２０２に供給されると共に、減算回路２０３に供給さ
れる。動きベクトル検出回路２０２で、フレーム間の動
きベトクルが求められる。この動きベクトルが動き補償
回路２０４に供給される。

【０００４】一方、参照フレームの画像データは、フレ
ームメモリ２０５に蓄えられる。フレームメモリ２０５
の出力は、動き補償回路２０４に供給される。動き補償
回路２０４で、フレームメモリ２０５からの画像データ
が、動きベクトル検出回路２０２で求められた動きベク
トルに基づいて、動き補償される。この動き補償された
画像データは、減算回路２０３に供給されると共に、加
算回路２０６に供給される。

【０００５】減算回路２０３には、入力端子２０１から
現フレームの画像テータが供給されると共に、動き補償
回路２０４で動き補償された参照フレームの画像データ
が供給される。減算回路２０３で、現フレームの画像デ
ータと、動き補償された参照フレームの画像データとが
減算され、連続するフレーム間の差分データが求められ
る。この差分データが、ＤＣＴ回路２０７に供給され
る。ＤＣＴ回路２０７でこの差分データがＤＣＴ変換さ
れる。ＤＣＴ回路２０７の出力が量子化器２０８に供給
される。量子化器２０８で、ＤＣＴ回路２０７の出力が
量子化される。この量子化器２０８の出力が出力端子２
０９から出力される。

【０００６】また、このＤＣＴ変換され、量子化された
差分データは、逆量子化器２１０及び逆ＤＣＴ回路２１
１に供給され、元の差分データに戻され、加算器２０６
に供給される。加算器２０６には、動き補償回路２０４
から参照フレームの画像データが供給される。加算器２
０６で、この参照フレームの画像データに、参照フレー
ムと現フレームとの差分データが加算され、現フレーム
の画像データが求められる。求められた現フレームの画
像データは、次の参照フレームとして、フレームメモリ
２０５に蓄えらる。

【０００７】このように、フレーム間予測符号化処理で
は、動きベクトルに基づいて動き補償された参照フレー
ムと、現フレームとの差分データが符号化される。この
ようなフレーム間予測符号化処理において用いられる動
きベクトル検出方法として、ブロックマッチング法が知
られている。

【０００８】図８は、このようなブロックマッチング法
を説明するためのものである。図８において、２２１は
基準フレームを示し、２２２は検索フレームを示してい
る。基準フレーム２２１には基準ブロック２２３が設定
され、検索フレーム２２２に候補ブロック２２４が設定
される。検索フレーム２２２の候補ブロック２２４は、
所定のサーチエリア内を移動される。そして、基準フレ
ーム２２１の基準ブロック２２３と、検索フレーム２２
２の候補ブロック２２４とがどの程度合致しているかが
判断される。基準ブロックに最も合致している候補ブロ
ック２２４がマッチングブロックとされる。このマッチ
ングブロックから動きベクトルが求められる。

【０００９】このようなＭＰＥＧ方式の符号化装置に用
いて好適な動きベクトル検出ユニットの開発が進められ
ている。動きベクトル検出ユニットは、動きベクトル検
出回路が集積回路化又はモジュール化されてものであ
る。

【００１０】ＭＰＥＧ方式のような予画像の予測符号化
では、より広いサーチ範囲が要求されている。特に、Ｍ
ＰＥＧ方式では、フレーム又はフィールド内で符号化が
完結するＩピクチャーと、前方向予測符号化を行うＰピ
クチャーと、両方向予測符号化を行うＢピクチャーとが
順に送られる。Ｐピクチャー、Ｂピクチャーでは、参照
するピクチャー間の距離がにより、必要とされるサーチ
エリアの大きさが変わってくる。参照するピクチャーと
の間の距離が大きい場合には、より大きいサーチエリア
を確保しなければならない。

【００１１】そこで、ＭＰＥＧ方式のような画像の予測
符号化を行うための動きベクトル検出装置では、複数の
動きベクトル検出ユニットが並べて配置され、サーチエ
リアが広げられている。つまり、図９において、Ｓｗ１
１、Ｓｗ１２、Ｓｗ１３、Ｓｗ１４は、夫々、サーチエ
リアである。このサーチエリアＳｗ１１、Ｓｗ１２、Ｓ
ｗ１３、Ｓｗ１４が並べられ、４倍のサーチエリアＴＳ
ｗが確保される。

【００１２】図９Ａ〜図９Ｄに示すように、基準ブロッ
クＲＢ１が固定され、サーチエリアＳｗ１１、Ｓｗ１
２、Ｓｗ１３、Ｓｗ１４がずらされる。すなわち、図９
Ａ〜図９Ｄに示すように、基準ブロックＲＢ１の位置に
対応してサーチエリアＳｗ１１が置かれ、サーチエリア
Ｓｗ１１とのマッチング演算が行なわれ、基準ブロック
ＲＢ１の位置に対応してサーチエリアＳｗ１２が置か
れ、サーチエリアＳｗ１２とのマッチング演算が行わ
れ、基準ブロックＲＢ１１の位置に対応してサーチエリ
アＳｗ１３が置かれ、サーチエリアＳｗ１３とのマッチ
ング演算が行われ、基準ブロックＲＢ１の位置に対応し
てサーチエリアＳｗ１４が置かれ、サーチエリアＳｗ１
４とのマッチング演算が行われる。

【００１３】図１０は、従来のＭＰＥＧエンコーダの動
きベクトル検出装置の動きベクトル検出回路の一例であ
る。この動きベクトル検出回路では、上述のようにした
サーチエリアが広げられている。図１０において、１０
１及び１０２は入力ディジタルビデオ信号を蓄えるフレ
ームメモリ、１０３〜１０７はモードに応じて切り替え
られる２：１のセレクタ、１０８〜１１１は１６Ｈ（Ｈ
は水平周期）遅延回路、１２１〜１３５は２５６サンプ
ル遅延回路、１４０〜１５１は動きベクトル検出ユニッ
トである。

【００１４】入力端子１６１にディジタルビデオ信号が
供給される。Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームの場
合とで、夫々、セレクタ１０３〜１０７が切り替えられ
る。各動きベクトル検出ユニット１４０〜１５１は、ブ
ロックの大きさが（１６×１６）画素、サーチエリアが
（３２×３２）画素とされている。各動きベクトル検出
ユニット１４０〜１５１は、サーチエリアのデータの入
力ポートＰ１と、１６Ｈ遅延されたサーチエリアのデー
タの入力ポートＰ２と、基準ブロックの入力ポートＰ３
を有している。

【００１５】サーチエリアを広くとる場合には、フレー
ムメモリ１０１から、検索フレームのサーチエリアの画
像データが読み出される。フレームメモリ１０１からの
サーチエリアの画像データは、セレクタ１０３、１６Ｈ
遅延回路１０８、１０９を介される。

【００１６】１６Ｈ遅延回路１０９の出力は、２５６サ
ンプル遅延回路１２１〜１２４、セレクタ１０５、２５
６サンプル遅延回路１３３を介され、これらの各段間の
出力が動きベクトル検出ユニット１５０、１４８、１４
６、１４４、１４２、１４０のポートＰ２に供給され
る。

【００１７】１６Ｈ遅延回路１０８の出力は、２５６サ
ンプル遅延回路１２５〜１２８、セレクタ１０６、２５
６サンプル遅延回路１３４を介され、これらの各段間の
出力が動きベクトル検出ユニット１５０、１４８、１４
６、１４４、１４２、１４０のポートＰ１に供給される
と共に、動きベクトル検出ユニット１５１、１４９、１
４７、１４５、１４３、１４１のポートＰ２に供給され
る。

【００１８】セレクタ１０３の出力は、２５６サンプル
遅延回路１２９〜１３２、セレクタ１０７、２５６サン
プル遅延回路１３５を介され、これらの各段間の出力が
動きベクトル検出ユニット１５１、１４９、１４７、１
４５、１４３、１４１のポートＰ１に供給される。

【００１９】入力端子１６１からの基準ブロックの画像
データは、動きベクトル検出ユニット１４０〜１５１の
ポートＰ３に供給される。

【００２０】この場合には、１２個分の動きベクトル検
出ユニットに相当するサーチエリアが確保される。サー
チエリアを動かすために、２５６サンプル遅延回路１２
１〜１３５が設けられている。基準ブロックは固定され
ている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来で
は、複数の動きベクトル検出ユニットを並べてより大き
いサーチエリアを確保する場合に、基準ブロックを固定
し、サーチエリアをずらしていくようにしている。とこ
ろが、このようにした場合には、サーチエリアを動かす
ための多数の遅延回路（２５６サンプル遅延回路１２１
〜１３５）が必要になり、回路規模が増大する。

【００２２】したがって、この発明の目的は、複数の動
きベクトル検出ユニットを並べてより大きいサーチエリ
アを確保するようにした場合に、回路規模の削減が図れ
る動きベクトル検出装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明は、所定のサー
チエリアの動きベクトル検出ユニットを複数用いてサー
チエリアを拡大するようにした動きベクトル検出装置に
おいて、動きベクトル検出ユニットは、基準ブロックの
データを入力する基準ブロックデータ入力ポートと、サ
ーチエリアのデータを入力するサーチエリアデータ入力
ポートを有しており、各動きベクトル検出ユニットのサ
ーチエリアデータ入力ポートにサーチエリアのデータを
固定的に与え、基準ブロックデータ入力ポートに基準ブ
ロックのデータをずらすようにして与えるようにしたこ
とを特徴とする動きベクトル検出装置である。

【００２４】

【作用】所定のサーチエリアの動きベクトル検出ユニッ
トを複数配置してサーチエリアを拡大するようにした場
合に、サーチエリアの方を固定て、基準ブロックの方を
動かすようにすることで、回路規模が削減できる。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は、この発明の基本構成を説明す
るためのものである。図１において、サーチエリアＳｗ
１、Ｓｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４が並べられ、４倍のサーチ
エリアが確保される。この場合、従来、基準ブロックＲ
Ｂを固定して、サーチエリアをずらしていたのに対し
て、この発明では、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、サー
チエリアＳｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４は固定してお
き、基準ブロックＲＢの方をずらしている。

【００２６】すなわち、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、
基準ブロックＲＢをサーチエリアＳｗ１に置いてサーチ
エリアＳｗ１とのマッチング演算が行なわれ、基準ブロ
ックＲＢをサーチエリアＳｗ２に置いてサーチエリアＳ
ｗ２とのマッチング演算が行われ、基準ブロックＲＢを
サーチエリアＳｗ３に置いてサーチエリアＳｗ３とのマ
ッチング演算が行われ、基準ブロックＲＢをサーチエリ
アＳｗ４に置いてサーチエリアＳｗ４とのマッチング演
算が行われる。

【００２７】このようなマッチング演算を行うために
は、４つの動きベクトル検出ユニットを用意し、この４
つの動きベクトル検出ユニットに４つのエリアＳｗ１、
Ｓｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４の画像データを夫々供給すると
共に、基準ブロックの画像データを、各サーチエリアに
対応する分だけ遅延させて、供給すれば良いことにな
る。

【００２８】図２は、この発明がＭＰＥＧ方式の符号化
装置の動きベクトル検出回路に適用された一実施例であ
る。図２において、１及び２は入力ディジタルビデオ信
号を蓄えるフレームメモリ、３〜７はモードに応じて切
り替えられる２：１のセレクタ、１１〜１４は１６Ｈ
（Ｈは水平周期）遅延回路、２１〜２５は２５６サンプ
ル遅延回路、３０〜４１は動きベクトル検出ユニットで
ある。

【００２９】入力端子４２にディジタルビデオ信号が供
給される。Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームの場合
とで、夫々、セレクタ３〜７が切り替えられる。各動き
ベクトル検出ユニット２０〜３１は、ブロックの大きさ
が例えば（１６×１６）画素、サーチエリアが（３２×
３２）画素とされている。各動きベクトル検出ユニット
２０〜３１は、サーチエリアのデータの入力ポートＰ１
と、１６Ｈ遅延されたサーチエリアのデータの入力ポー
トＰ２と、基準ブロックの入力ポートＰ３を有してい
る。

【００３０】Ｐフレームでは、図３Ａに示すように、動
きベクトル検出ユニット３０〜４１を（６×２）個分並
べたのに相当するサーチエリアが確保される。また、Ｂ
フレームでは、ピクチャー間の距離により、図３Ｂに示
すように動きベクトル検出ユニット３０〜３３を（２×
２）個分並べたのに相当するサーチエリア、又は図３Ｃ
に示すように動きベクトル検出ユニット３０〜３３を
（４×２）個分並べたのに相当するサーチエリアが確保
される。

【００３１】Ｐフレームの場合には、フレームメモリ１
から、検索フレームのサーチエリアの画像データが読み
出される。フレームメモリ１からのサーチエリアの画像
データは、セレクタ３、１６Ｈ遅延回路１１、１２、セ
レクタ５を介され、各段間から検索ブロックの画像デー
タが得られる。

【００３２】１６Ｈ遅延回路１２の出力は、動きベクト
ル検出ユニット４０、３８、３６、３４のポートＰ２に
供給されると共に、セレクタ５を介して、動きベクトル
検出ユニット３２、３０のポートＰ２に供給される。

【００３３】１６Ｈ遅延回路１１の出力は、動きベクト
ル検出ユニット４０、３８、３６、３４のポートＰ１に
供給されると共に動きベクトル検出ユニット４１、３
９、３７、３５のポートＰ２に供給される。これと共
に、１６Ｈ遅延回路１１の出力は、セレクタ６を介し
て、動きベクトル検出ユニット３０、３２のポートＰ１
に供給されると共に、動きベクトル検出ユニット３３、
３１のポートＰ２に供給される。

【００３４】セレクタ３の出力は、動きベクトル検出ユ
ニット４１、３９、３７、３５のポートＰ１に供給され
ると共に、セレクタ７を介して、動きベクトル検出ユニ
ット３３、３１のポートＰ１に供給される。

【００３５】入力端子４２からは、基準フレームの基準
ブロックの画像データが供給される。この入力端子４２
からの画像データは、２５６サンプル遅延回路２１、２
２、２３、２４、２５を介される。その段間から基準ブ
ロックの画像データが得られる。２５６サンプル遅延回
路２５の出力が動きベクトル検出ユニット３０及び３１
のポートＰ３に供給される。２５６サンプル遅延回路２
４の出力が動きベクトル検出ユニット３２及び３３のポ
ートＰ３に供給される。２５６サンプル遅延回路２３の
出力が動きベクトル検出ユニット３４及び３５のポート
Ｐ３に供給される。２５６サンプル遅延回路２２の出力
が動きベクトル検出ユニット３６及び３７のポートＰ３
に供給される。２５６サンプル遅延回路２１の出力が動
きベクトル検出ユニット３８及び３９のポートＰ３に供
給される。入力端子３１からのデータが動きベクトル検
出ユニット４０及び４１のポートＰ３に供給される。

【００３６】図４Ａに示すようなサーチエリアは、図４
Ｂに示すように、１２個分の動きベクトル検出ユニット
で確保され、図４Ｃに示すように、エリアＡ１〜Ａ１２
に分けて処理がなされる。このような処理を実現してい
るのが、１６Ｈ遅延回路１１〜１４である。１６Ｈとい
うのは、１つの動きベクトル検出ユニットの水平方向の
サーチエリアに対応する。基準ブロックを動かすため
に、２５６サンプル遅延回路２１〜２５が設けられてい
る。入力端子４２からの基準ブロックのデータは、２５
６サンプル遅延回路２１〜２５の縦続接続を介され、そ
の段間から各動きベクトル検出ユニット３０〜４１に供
給されているので、サーチエリアに対して、基準ブロッ
クＲＢの方がずらされたことになる。

【００３７】図５は、この発明の他の実施例を示すもの
である。この実施例では、図６に示すように、動きベク
トル検出ユニット５０〜６１に、２５６サンプル遅延回
路７２を設けた構成とされている。また、図６に示すよ
うに、動きベクトル検出ユニット５０〜６１の出力を制
御するバッファ７３及び７４が設けられている。このよ
うな遅延回路７２付きの動きベクトル検出ユニット５０
〜６１を用いて、図３で示した動きベクトル検出回路と
同様な回路を構成したのが、図５である。このように、
２５６サンプル遅延回路７２を動きベクトル検出ユニッ
ト５０〜６１に設けることで、全体の回路構成が非常に
簡単化され、回路規模の小型化が図れる。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、複数の動きベクトル
検出ユニットを配置してサーチエリアを拡大するように
した場合に、サーチエリアに対して、基準ブロックの方
をずらすようにしたことにより、必要とされる遅延回路
の個数が削減され、回路規模の削減が図れる。すなわ
ち、ＭＰＥＧの符号化装置を構成する場合、従来では１
５個の２５６サンプル遅延回路１２１〜１３５が必要で
あったのに対して、本願発明では、５個の２５６サンプ
ル遅延回路２１〜２５で良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本構成を説明するための略線図で
ある。

【図２】この発明の一実施例のブロック図である。

【図３】この発明の一実施例の説明に用いる略線図であ
る。

【図４】この発明の一実施例の説明に用いる略線図であ
る。

【図５】この発明の他の実施例のブロック図である。

【図６】この発明の他の実施例の説明に用いるブロック
図である。

【図７】従来の符号化装置の一例のブロック図である。

【図８】従来の動きベクトル検出回路の説明に用いる略
線線図である。

【図９】従来の動きベクトル検出回路においてサーチ範
囲を広げた場合の説明に用いる略線線図である。

【図１０】従来の動きベクトル検出回路の一例のブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１１〜１４１６Ｈ遅延回路２１〜２５２５６サンプル遅延回路３０〜４１動きベクトル検出ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のサーチエリアの動きベクトル検出
ユニットを複数用いてサーチエリアを拡大するようにし
た動きベクトル検出装置において、上記動きベクトル検出ユニットは、基準ブロックのデー
タを入力する基準ブロックデータ入力ポートと、サーチ
エリアのデータを入力するサーチエリアデータ入力ポー
トを有しており、上記各動きベクトル検出ユニットのサーチエリアデータ
入力ポートに上記サーチエリアのデータを固定的に与
え、上記基準ブロックデータ入力ポートに上記基準ブロ
ックのデータをずらすようにして与えるようにしたこと
を特徴とする動きベクトル検出装置。