JPH07322242A - 動き補償高能率符号化方式並びに動き補償高能率符号化装置並びに動き補償高能率復号化方式並びに動き補償高能率復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝送データの圧縮率を向上する。 【構成】 ＤＣＴ，量子化回路７，９により入力画像デ
ータを量子化する。逆量子化，逆ＤＣＴ回路15，17で量
子化したデータを復号化し、動き補償された前フレーム
のデータと加算する。フレームメモリ21は加算器19の出
力を遅延し、次段の置換回路31で有効画像範囲外の部分
を一定値Ｋに置換して、前記遅延されたデータに付加す
る。入力データをフレームメモリ27で遅延し、次段の置
換回路33で前記回路31と同様に一定値を前記遅延された
データに付加する。動きベクトル検出回路29は、入力デ
ータと置換回路33の出力から動きベクトルを検出し、こ
れによって動き補償回路23は置換回路31の出力を動き補
償する。この補償されたデータと入力データを減算器３
で差分し、前述の量子化をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動き補償高能率符号化
方式並びにこの方式を実施する動き補償高能率符号化装
置、更に前記方式で符号化されたデータの動き補償高能
率復号化方式並びにこの方式を実施する動き補償高能率
復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像のディジタル圧縮において、
ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform：離散コサイン変
換）を用いた高能率符号化が検討されている。ＤＣＴ
は、１フレームを複数のブロック（ｍ画素×ｎ水平走査
線）に分割し、このブロック単位で映像信号を周波数成
分に変換することにより、空間軸方向の冗長度を削減す
るものである。例えば、ＴＶ会議／ＴＶ電話用低レート
動画像符号化方式に関するＣＣＩＴＴ（Comite Consult
afif Inter Telegraphique Telephonique ：国際電信電
話諮問委員会）の標準勧告Ｈ.261や、ＭＰＥＧ（Moving
Picture Experts Group）による動画像蓄積メディアに
関する符号化方式などＤＣＴベースの高能率符号化方式
が標準化されている。

【０００３】また、これらの方式では、１フレーム内で
ＤＣＴによる圧縮（フレーム内圧縮）を行うほかに、フ
レーム間の相関を利用して時間軸方向の冗長度を削減す
るフレーム間圧縮も採用している。フレーム間圧縮は、
一般の動画像が前後のフレームでよく似ているという性
質を利用して、前後のフレームの差分を求め、この差分
値を符号化することによって、ビットレートを一層低減
させるものである。また、更にビットレートを低減する
方法として、画像の動きを予測してフレーム間差を求め
ることにより予測誤差を低減する動き補償フレーム間予
測符号化がある。

【０００４】この動き補償フレーム間予測符号化につい
ては、例えば、「テレビディジタル符号化技術の動向」
（放送技術（1992年５月号70頁以降）等に記述されてい
る。すなわち、この符号化においては、現フレームの画
像データＤ(n) ）と１フレーム前の画像データＤ(n-1)
との間で動きベクトルを求める。前フレームの符号化デ
ータを復号して得た画像データを動きベクトルによって
動き補償して、動き補償した前フレームの画像データ
Ｄ′(n-1) を得る。この画像データＤ′(n-1) と現フレ
ームの画像データＤ(n) との間で差分をとり、この差分
値（動き予測による誤差成分）を符号化して出力する。

【０００５】図５は、このような従来の動き補償回路を
組み込んだ高能率符号化装置を示すブロック図である。

【０００６】入力端子１には例えば８（水平）×８（垂
直）画素のブロック単位の画像データを入力する。この
画像データは、スイッチ５の端子ａを介してＤＣＴ回路
７に供給されると共に、減算器３に与えられる。フレー
ム内圧縮を行う場合には、後述するように、スイッチ５
の端子ａを選択しており、画像データはそのままＤＣＴ
回路７に入力される。

【０００７】ＤＣＴ回路７は、例えば８×８画素の２次
元ＤＣＴ処理によって、空間座標成分を周波数成分に変
換する。これにより、入力画像が有する空間冗長性によ
って、エネルギーのほとんどは直流成分と交流成分の周
波数低域成分に集中し、相関成分を削減可能となる。即
ち、ＤＣＴ回路７の出力は量子化回路９に供給され、こ
の量子化回路９はＤＣＴ出力を可変長符号化回路11から
の量子化係数で量子化することによって、１ブロックの
信号の冗長度を低減する。

【０００８】量子化回路９からの量子化データは、可変
長符号化回路11に供給され、量子化出力の統計的符号化
量から算出した結果に基づき、例えばハフマン符号化さ
れる。これにより、出現確率が高いデータは短いビット
が割り当てられ、出現確率が低いデータは長いビットが
割り当てられ、伝送量が一層削減される。可変長符号化
回路11は、更に動きベクトル検出回路29からの動きベク
トル情報を符号化し、上記符号化されたデータに多重し
て出力端子13に出力する。

【０００９】尚、可変長符号化回路11は、図示しないバ
ッファメモリを介して符号化出力を出力している。符号
化出力のデータ量は、入力画像に依存して大きく変化す
る。そこで、可変長符号化回路11は、前記バッファメモ
リのデータ占有量を監視し、この占有量に基づいた量子
化係数を量子化回路９に与えることにより、出力データ
量を調整して定レートを図っている。

【００１０】一方、スイッチ５が端子ｂを選択している
場合には、減算器３において、入力端子１からの現フレ
ームの信号と、後述する動き補償された前フレームのデ
ータとを引算して、差分値（予測誤差）をＤＣＴ回路７
に供給する。即ち、この場合には、フレーム間の画像の
冗長性を利用して差分データを高能率符号化するフレー
ム間圧縮符号化が行われる。

【００１１】フレーム間圧縮において、単に前フレーム
と現フレームとの差分を求めると、画像に動きがある場
合には差分が大きなものとなる。そこで、現フレームの
所定位置に対応する前フレームの位置を求めて動きベク
トルを検出し、この動きベクトルに応じた画素位置にお
いて差分を求めることによって動き補償を行い差分値を
小さくしている。

【００１２】量子化回路９の出力は、逆量子化回路15に
供給されて逆量子化される。この逆量子化されたデータ
は、逆ＤＣＴ回路17に供給されて逆ＤＣＴ処理が行わ
れ、周波数成分を空間座標成分に戻す。この場合には、
減算器３の出力が差分情報であるので、逆ＤＣＴ回路17
の出力も差分情報である。

【００１３】逆ＤＣＴ回路17の出力は、加算器19に供給
される。加算器19の出力は、約１フレーム期間信号を遅
延させるフレームメモリ21，動き補償回路23及びスイッ
チ25を介して帰還されている。そして、加算器19は、動
き補償された前フレームのデータに差分データを加算し
て現フレームのデータを再生し、フレームメモリ21に出
力する。フレームメモリ21は、入力されたデータを１フ
レーム期間遅延して、動き補償回路23に出力する。

【００１４】一方、入力端子１からの現フレームの画像
データＤ(n) とフレームメモリ27によって１フレーム期
間遅延させて得た前フレームの画像データＤ(n-1) を動
きベクトル検出回路29に与える。動きベクトル検出回路
29は、例えばマッチング計算によって動きベクトルを求
める。続いて動き補償回路23にて復号化した１フレーム
前の画像データを動きベクトルに応じて補正を行い、減
算器３に出力すると共に、スイッチ25を介して加算器19
に出力する。こうして、動き補償された前フレームのデ
ータが動き補償回路23から減算器３に供給されることに
なり、スイッチ５が端子ｂを選択時にはフレーム間圧縮
モードとなり、スイッチ５が端子ａを選択時にはフレー
ム内圧縮となる。

【００１５】図６は図５中の動きベクトル検出回路29の
動作を説明するための説明図である。図６の動きベクト
ル検出方法については、例えば、「動き検出専用ＬＳＩ
ＳＴＩ3220の機能とその活用法」（映像情報（1991年
６月号83頁以降））等に記述されている。即ち、動きベ
クトル検出においては、まず現フレームを水平ｘ画素×
垂直ｙ画素のブロックに分割して参照ブロックとし、現
フレームの参照ブロックに対して相対的な位置関係が同
一である前フレームのブロックを中心とした水平ｕ画素
×垂直ｖ画素の探索ブロックを設定する。参照ブロック
を探索ブロック内で水平，垂直１画素単位に移動させ、
各位置毎に参照ブロックの全画素と前フレームの対応す
る各画素との間でマッチング計算を行ってパターン間の
近似を求める。そして、探索ブロック範囲内で最少誤差
を与えるブロック位置を算出し、参照ブロックとの位置
関係を動きベクトルとして求めるのである。

【００１６】例えば、図６（ａ）に示す半径８画素の円
（第(n-1) フレーム）が次のフレーム（第ｎフレーム）
において図６（ｂ）に示す位置に水平移動するものとす
る。なお、図６の破線は動きベクトル算出の単位となる
ブロックを示し、図６（ａ）から（ｅ）は画面上の同一
位置を示すものとする。各ブロックの大きさは16画素×
16画素であり、探索ブロックの大きさは31画素×31画素
である。

【００１７】現フレーム（第ｎフレーム）（図６
（ｂ））の参照ブロックの画像データＤ(n) を図６
（ｃ）に示すように、画面上の同一位置の前フレームの
探索ブロック範囲内において１画素単位で移動させる。
そして、参照ブロックの各ブロック位置において、参照
ブロックの各画素とこれらの各画素に対応する位置の前
フレームの各画素とのマッチング計算、すなわち、各画
素同士の差分の累積値を求める。求めた累積値が最少と
なるブロックがブロックマッチングがとれているブロッ
ク（図６（ｄ））であり、このブロックの位置と参照ブ
ロックの位置との位置関係を示すベクトルは、図６
（ｄ）に示される。第ｎフレームから第（ｎ−１）フレ
ームに対する動きベクトルは、図６（ｄ）に示すベクト
ルの向きと逆の向きのベクトルであり、図６（ｅ）に示
される。図６の例では、図６（ｂ）の参照ブロックを水
平方向に−８画素、垂直方向に０画素ずらした位置にお
いてブロックマッチングがとれており、この動きベクト
ル（ｘ，ｙ）は（＋８，０）となる。

【００１８】このように、動きベクトル検出回路29によ
って動きベクトルを検出し、動き補償回路においてその
動きベクトルを用いて前フレームのデータを動き補償
し、その後予測誤差を求めているため、予測誤差の符号
量を低減させることができる。例えば、図６の例のよう
に、動きベクトル検出回路29が画像の正確な動きを示す
動きベクトルを求めることができた場合には、減算器３
の出力、即ち予測誤差は０となり、このフレームについ
ては伝送符号量を０にすることができる。

【００１９】しかしながら、図６の例では、画像の動き
が画面内に納まっている場合について動きベクトルを求
めたものであり、画面外（有効画像範囲外）への動きに
対しては正しい動きベクトルを求めることができない。

【００２０】図７及び図８は、上記問題点を説明するた
めの図である。

【００２１】図７（ａ）に示すように１フレームを、境
界線２により有効画像範囲内（画面内）と範囲外（画面
外）に分けることができる。更に境界線２に対しての、
参照ブロック１の上下左右の辺の隣接の違いにより、図
７（ｂ）のように画面内に９種類の領域に分割できる。

【００２２】いま、図７（ａ）のＡ１にある参照ブロッ
クについて考える。図８（ａ）に示す第（ｎ−１）フレ
ームのその１部が画面外にある小さい円が、図８（ｂ）
に示す次のフレームにおいて円全体が画面内に納まった
とする。従来の動きベクトルの探索条件では画面外への
探索、つまり、この場合、図８（ｃ）のように垂直負方
向（上方向）への探索が行われないため、最良の動きベ
クトルを求めることができない。マッチング計算により
仮に求められてもこの動きベクトルによって動き補償す
れば、予測誤差が大きくなる。このため時間軸方向の圧
縮率が低下してしまうという問題があった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の動
き補償高能率符号化装置では、動きベクトルを検出する
際、前フレームの最良の位置が画面外にあった場合、画
像データの圧縮率が低下してしまうという問題があっ
た。

【００２４】そこで本発明の第１の目的は、従来動き検
出範囲外であった部分に対しても動きベクトルの探索を
可能にし、予測誤差が大きくなることを抑制する動き補
償高能率符号化方式を提供することである。本発明の第
２の目的は、第１の目的の方式を実施する動き補償高能
率符号化装置を提供することである。本発明の第３の目
的は、第１の目的の方式で符号化されたデータを復号化
する動き補償高能率復号化方式を提供することである。
本発明の第４の目的は、第３の目的の方式を実施する動
き補償高能率復号化装置を提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】 （動き補償高能率符号化方式）符号化する対象となる有
効画像データとそれ以外の無効データを入力し、時間の
異なるフレーム或いはフィールド間で動きベクトルを求
め、この動きベクトルを符号化し、この動きベクトルに
よって時間的に前のフレーム或いはフィールドの画像デ
ータの動きを補償し、前記有効画像データと前記動き補
償後の画像データとを差分し、この差分後の画像データ
を符号化し、この符号後の画像データを復号化し、この
復号化後の画像データと前記動き補償後の画像データを
加算し、前記符号化されたデータと前記動きベクトルを
出力する動き補償高能率符号化方式において、前記動き
ベクトルの検出と前記動き補償の前に、前記有効画像デ
ータ以外のデータの一部或いは全部を一定値Ｋに置換
し、前記動きベクトルの検出を、前記有効画像データに
前記一定値Ｋに置換した部分を含めて動きベクトルを求
め、前記動き補償を行なう際に、前記有効画像データに
前記一定値Ｋに置換した部分を含めて動き補償する。

【００２６】（動き補償高能率符号化装置）符号化する
対象となる有効画像データとそれ以外の無効データが入
力される入力手段と、時間の異なるフレーム或いはフィ
ールド間で動きベクトルを求める動きベクトル検出手段
と、この動きベクトル検出手段の出力を符号化する第１
の符号化手段と、前記動きベクトルによって時間的に前
のフレーム或いはフィールドの画像データの動きを補償
する動き補償手段と、前記有効画像データと前記動き補
償手段の出力の差分を行う差分手段と、この差分手段の
出力を符号化する第２の符号化手段と、この第２の符号
化手段の出力を復号化する復号化手段と、この復号化手
段の出力と前記動き補償手段の出力を加算する加算手段
と、前記第１と第２の符号化手段の出力を出力する出力
手段とを具備する動き補償高能率符号化装置において、
前記動きベクトル検出手段及び前記動き補償手段の前
に、前記有効画像データ以外のデータの一部或いは全部
を一定値Ｋに置換する置換手段を有し、前記動きベクト
ル検出手段は、前記有効画像データに前記一定値Ｋに置
換した部分を含めて動きベクトルを求め、前記動き補償
手段は、前記有効画像データに前記一定値Ｋに置換した
部分を含めて動き補償をする。

【００２７】（動き補償高能率復号化方式）符号化され
た有効画像データと動きベクトルを復号化し、この復号
化された有効画像データを遅延し、この遅延の前或いは
後ろで前記有効画像データ以外の一部或いは全部を一定
値Ｋに置換し、復号化された前記動きベクトルに従っ
て、遅延された前記有効画像データに前記一定値Ｋに置
換した部分を含めて動き補償し、この動き補償されたデ
ータと前記復号化された有効画像データを加算して出力
する。

【００２８】（動き補償高能率復号化装置）符号化され
た有効画像データと動きベクトルを復号化する復号化手
段と、この復号化された有効画像データを遅延する遅延
手段と、この遅延手段の前或いは後ろに配置され、前記
有効画像データ以外の一部或いは全部を一定値Ｋに置換
する置換手段と、復号化された前記動きベクトルに従っ
て、遅延された前記有効画像データに前記一定値Ｋに置
換した部分を含めて動き補償する動き補償手段と、この
動き補償手段により動き補償されたデータと前記復号化
された画像データを加算して出力する加算手段とを具備
する。

【００２９】

【作用】

（動き補償高能率符号化方式並びに動き補償高能率符号
化装置）動きベクトルの検出と動き補償の前に、有効画
像データ以外のデータの一部或いは全部を一定値Ｋに置
換し、前記有効画像データに前記一定値Ｋに置換した部
分を含めて前記動きベクトルを求め、前記有効画像デー
タに前記一定値Ｋに置換した部分を含めて動き補償する
ために、圧縮率が向上する。

【００３０】（動き補償高能率復号化方式並びに動き補
償高能率復号化装置）動き補償は、復号化された動きベ
クトルによって、復号化されそして遅延された有効画像
データと一定値Ｋに置換した部分を含めて行う。これに
より、有効画像範囲を越えて動き補償を行うことができ
る。

【００３１】

【実施例】図１（ａ）は、本発明の動き補償高能率符号
化装置を、図１（ｂ）は図１（ａ）の装置に対応した動
き補償高能率復号化装置を示すブロック図である。図１
（ａ）において、図５と同じ構成要素は同一の参照符号
を付している。

【００３２】入力端子１には、ブロック単位の画像デー
タを入力する。この入力画像データは、スイッチ５の端
子ａ，減算器３，フレームメモリ27及び動きベクトル検
出回路29に供給する。減算器３には、更に後述する動き
補償回路23から動き補償された前フレームのデータが供
給される。この減算器３は、２入力の差分を取り予測誤
差としてスイッチ５の端子ｂに出力する。スイッチ５
は、フレーム内圧縮モード時には端子ａを選択し、フレ
ーム間圧縮モード時には端子ｂを選択して、入力画像デ
ータ又は前フレームとの予測誤差をＤＣＴ（Discrete C
osine Transform：離散コサイン変換）回路７に供給す
る。

【００３３】ＤＣＴ回路７は、スイッチ５からのデータ
を２次元ＤＣＴ処理して量子化回路９に出力する。量子
化回路９は、ＤＣＴ回路７の出力を可変長符号化回路11
からの量子化係数を用いて量子化してビットレートを低
減し、量子化データとして可変長符号化回路11に出力す
る。可変長符号化回路11は、量子化データを可変長符号
に変換してビットレートを更に低減する。可変長符号化
回路11は、更に動きベクトル検出回路29からの動きベク
トル情報を符号化して、上記可変長符号に変換されたデ
ータに多重して出力端子13に出力する。

【００３４】量子化回路９の出力は、逆量子化回路15に
も供給される。この逆量子化回路15は、量子化出力を逆
量子化して逆ＤＣＴ回路17に出力する。逆ＤＣＴ回路17
は、逆量子化回路15の出力を逆ＤＣＴ処理してＤＣＴ処
理以前の元のデータに戻して、加算器19に出力する。

【００３５】加算器19は、スイッチ25を介して動き補償
された前フレームのデータが入力されており、現フレー
ムの差分データと前フレームのデータとを加算して、減
算器３による差分処理以前の元のデータに戻し、フレー
ムメモリ21に出力する。本実施例においては、フレーム
メモリ21は、入力されたデータを１フレーム期間遅延し
て一定値置換回路31に供給する。

【００３６】図２は、図１（ａ）（ｂ）中の一定値置換
回路31を説明するための説明図である。図２（ａ）は入
力された画像を示し、図２（ｂ）は一定値置換画像を示
している。一定値置換回路31は、有効画像範囲をその上
下左右の縁外の一定範囲に一定値Ｋを付加することで拡
大する。この拡大された画像を動き補償回路23に供給す
る。即ち、前フレームの有効画像範囲を拡大すること
で、前フレームの動き補償の範囲が広がる。

【００３７】よって、前フレームの有効画像範囲外へも
動きベクトルを求めることができる。そこで、フレーム
メモリ27は、入力画像データを１フレーム期間遅延し
て、一定値置換回路33に出力する。この一定値置換回路
33は、一定値置換回路31と同一範囲だけフレームメモリ
27の出力を拡大し、動きベクトル検出回路29に出力す
る。動きベクトル検出回路29は、拡大された前フレーム
の画像データと現フレームの画像データとのマッチング
計算によって動きベクトルを求め、動き補償回路23に出
力する。

【００３８】動き補償回路23は、一定値置換回路31から
の前フレームのデータを、動きベクトル検出回路29から
の動きベクトルによって動き補償して、減算器３に出力
すると共に、スイッチ25を介して加算器19に帰還する。

【００３９】次に、上述のように構成された実施例の動
作を、図３の説明図を参照して説明する。図３（ａ）及
び図３（ｂ）は、それぞれ前フレームの画像、現フレー
ムの画像を示す。図３（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれフ
レームメモリ27の出力画像、一定値置換回路33の出力画
像を示す。図３（ｅ）から（ｇ）は、動きベクトル検出
回路29における探索方向，マッチング位置，検出された
動きベクトルをそれぞれ示している。尚、図３の破線
は、動きベクトル算出の単位となる参照ブロックを示
し、図３（ａ）から（ｇ）は画面上の同一位置を示すも
のとする。参照ブロックの大きさは、水平16画素×垂直
16画素であり、探索ブロックの大きさは水平31画素×垂
直31画素である。

【００４０】今、前フレームの画像が、図３（ａ）に示
すその一部が有効画像範囲外にある円であり、現フレー
ムにおいて図３（ｂ）に示すように円全体が有効画面内
に平行移動したものとする。図３（ｂ）の現フレームの
画像データは動きベクトル検出回路29に供給される。ま
た、フレームメモリ27は入力された画像データを１フレ
ーム期間遅延して、図３（ｃ）に示す前フレームの画像
データを一定値置換回路33に供給する。一定値置換回路
33は、入力した画像データが有効画像の上下左右の縁に
隣接していれば、その縁外の一定範囲に一定値Ｋの画像
データを付加し、図３（ｄ）に示す画像を動きベクトル
検出回路29に与える。尚、縁外に拡大する範囲は、本実
施例では上下左右８画素分とした。

【００４１】動きベクトル検出回路29は、図３（ｅ）の
ｕ１，ｕ２，ｖ１，ｖ２の方向にマッチング計算を行
い、予測誤差最少ブロックを求める。図３（ｆ）に示す
前フレームの位置でマッチングが行われれば、Ａ領域で
予測誤差は０にできないが、Ｂ領域では予測誤差を０に
できる。図３（ｇ）に示す画像の動きに合った動きベク
トルを得ることができる。

【００４２】次に、動き補償高能率復号化装置の構成と
その動作を、図１（ｂ）を参照して説明する。入力端子
51には、図１（ａ）の可変長符号化回路11からの符号化
出力データが伝送路を通り入力される。この符号化デー
タは、復号化回路53に供給される。復号化回路53は、可
変長符号化回路11と逆の動作をして、量子化データ並び
に動きベクトルを復元し、前者は逆量子化回路55に、後
者は動き補償回路69にそれぞれ供給する。量子化データ
は、逆量子化回路55において逆量子化され、更に次段の
逆ＤＣＴ回路57において周波数成分を空間座標成分に戻
す。逆ＤＣＴ回路57の出力は、スイッチ59に与えられ
る。

【００４３】フレーム内圧縮であればスイッチ59は端子
Ｃを、フレーム間圧縮であればスイッチ59は端子ｄを選
択する。

【００４４】フレーム内圧縮においては、逆ＤＣＴ回路
57の出力は現フレームのデータであり、出力端子63に供
給されると共にフレームメモリ65に与えられる。

【００４５】フレーム間圧縮においては、逆ＤＣＴ回路
57の出力は前フレームと現フレームとの差分値であるた
め、スイッチ59の端子ｄを介して加算器61に供給され
る。加算器61は、前記差分値と動き補償回路69からのデ
ータを加算し、出力端子63に供給すると共にフレームメ
モリ65に与える。

【００４６】フレームメモリ65は、入力データを約１フ
レーム期間遅延し、一定値置換回路67に供給する。一定
値置換回路67は、前フレームのデータを有効画像の縁上
下左右８画素分拡大する。

【００４７】動き補償回路69は、符号化回路53からの動
きベクトルによって一定値置換回路67からの拡大された
前フレームのデータを動き補償し、加算器61に供給す
る。

【００４８】以上のように、有効画像の縁の上下左右に
一定値置換する回路を、符号化装置と復号化装置に設け
ることで動きベクトル検出の際の最良のマッチング位置
が求められ、一定値置換に対する付加情報を伝送しない
ことにより符号量を低減することができる。

【００４９】尚、本実施例では一定値置換範囲を上下左
右８画素としたが、これに限定されずそれより小さく或
いは有効画像範囲以外全てを一定値に置き換えてもよ
い。

【００５０】図１（ａ）の符号化装置において、一定値
置換回路31，33は、それぞれフレームメモリ21，27の前
段に配置してもよく、図１（ｂ）の復号化装置におい
て、一定値置換回路67は、フレームメモリ65の前段に配
置してもよい。また図１（ａ）の符号化装置は、ＤＣＴ
回路７，量子化回路９及び可変長符号化回路11を用いて
符号化しているが、これらに代えて例えばアダマール変
換とを用いた別の符号化方式でもよく、本発明はこれら
に限定されるものではない。

【００５１】本実施例では、フレーム単位で処理されて
いるが、これに代えフィールド単位で処理してもよい。
この場合、フレームメモリ21，27及び65はフィールドメ
モリとなる。

【００５２】次に、図４に動き補償高能率符号化装置の
第２の実施例を示す。図４が図１（ａ）と異なる点は、
動きベクトル検出回路29の入力データの取り出し位置の
みである。つまり、フレームメモリ71と一定値置換回路
73を、動き補償されるデータの生成だけでなく、動きベ
クトル検出回路29における探索信号の生成用として共用
する。この実施例でも、第１の実施例と同様な効果が得
られると共に回路規模を縮小することができる。

【００５３】尚、本実施例においても、一定値置換回路
73は、フレームメモリ71の前段に配置してもよい。ま
た、フレーム単位の処理に代えてフィールド単位で処理
してもよい。この場合、フレームメモリはフィールドメ
モリとなる。

【００５４】

【発明の効果】以上、本発明によれば、簡単な一定値置
換回路を付加することで、従来動き補償範囲外であった
有効画像範囲の境界から外への動き補償を行い、動き補
償誤差を小さくすることができ、これにより予測符号量
を低減して圧縮率を向上させることができる。

【００５５】また、本発明によれば、同様に簡単な一定
値置換回路を付加するだけで、圧縮率を向上させて符号
化されたデータを復号化す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】本発明の動き補償高能率符号化装置並びに動き
補償高能率復号化装置を示すブロック図である。

【図２】本発明で使用される一定値置換回路を説明する
ための図である。

【図３】本発明の動き補償高能率符号化装置の動作を説
明するためのブロック図である。

【図４】本発明の動き補償高能率符号化装置の第２の実
施例を示すブロック図である。

【図５】従来の動き補償高能率符号化装置を示すブロッ
ク図である。

【図６】従来の動き補償高能率符号化装置の動作を説明
するための図である。

【図７】動きベクトル検出範囲を示す図である。

【図８】従来の動き補償高能率符号化装置の問題点を説
明するための図である。

【符号の説明】

３…減算器、５…スイッチ、７…ＤＣＴ（Discrete Cos
ine Transform ：離散コサイン変換）回路、９…量子化
回路、11…可変長符号化回路、15…逆量子化回路、17…
逆ＤＣＴ回路、19…加算器、21…フレームメモリ、23…
動き補償回路、25…スイッチ、27…フレームメモリ、29
…動きベクトル検出回路、31，33…一定値置換回路、53
…復号化回路、55…逆量子化回路、57…逆ＤＣＴ回路、
59…スイッチ、61…加算器、65…フレームメモリ、67…
一定値置換回路、69…動き補償回路、71…フレームメモ
リ、73…一定値置換回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益山 大志 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号化する対象となる有効画像データと
   それ以外の無効データを入力し、 時間の異なるフレーム或いはフィールド間で動きベクト
   ルを求め、 この動きベクトルを符号化し、 この動きベクトルによって時間的に前のフレーム或いは
   フィールドの画像データの動きを補償し、 前記有効画像データと前記動き補償後の画像データとを
   差分し、 この差分後の画像データを符号化し、 この符号後の画像データを復号化し、 この復号化後の画像データと前記動き補償後の画像デー
   タを加算し、 前記符号化されたデータと前記動きベクトルを出力する
   動き補償高能率符号化方式において、 前記動きベクトルの検出と前記動き補償の前に、前記有
   効画像データ以外のデータの一部或いは全部を一定値Ｋ
   に置換し、 前記動きベクトルの検出を、前記有効画像データに前記
   一定値Ｋに置換した部分を含めて動きベクトルを求め、 前記動き補償を行なう際に、前記有効画像データに前記
   一定値Ｋに置換した部分を含めて動き補償することを特
   徴とする動き補償高能率符号化方式。
2. 【請求項２】 符号化する対象となる有効画像データと
   それ以外の無効データが入力される入力手段と、 時間の異なるフレーム或いはフィールド間で動きベクト
   ルを求める動きベクトル検出手段と、 この動きベクトル検出手段の出力を符号化する第１の符
   号化手段と、 前記動きベクトルによって時間的に前のフレーム或いは
   フィールドの画像データの動きを補償する動き補償手段
   と、 前記有効画像データと前記動き補償手段の出力の差分を
   行なう差分手段と、 この差分手段の出力を符号化する第２の符号化手段と、 この第２の符号化手段の出力を復号化する復号化手段
   と、 この復号化手段の出力と前記動き補償手段の出力を加算
   する加算手段と、 前記第１と第２の符号化手段の出力を出力する出力手段
   とを具備する動き補償高能率符号化装置において、 前記動きベクトル検出手段及び前記動き補償手段の前
   に、前記有効画像データ以外のデータの一部或いは全部
   を一定値Ｋに置換する置換手段を有し、 前記動きベクトル検出手段は、前記有効画像データに前
   記一定値Ｋに置換した部分を含めて動きベクトルを求
   め、 前記動き補償手段は、前記有効画像データに前記一定値
   Ｋに置換した部分を含めて動き補償をすることを特徴と
   する動き補償高能率符号化装置。
3. 【請求項３】 符号化する対象となる有効画像データと
   それ以外の無効データが入力される入力手段と、 時間の異なるフレームあるいはフィールド間で動きベク
   トルを求める動きベクトル検出手段と、 この動きベクトル検出手段の出力を符号化する第１の符
   号化手段と、 前記動きベクトルによって時間的に前のフレーム或いは
   フィールドの画像データの動きを補償する動き補償手段
   と、 前記有効画像データと前記動き補償手段の出力の差分を
   行なう差分手段と、 この差分手段の出力を符号化する第２の符号化手段と、 この第２の符号化手段の出力を復号化する復号化手段
   と、 この復号化手段の出力と前記動き補償手段の出力を加算
   する加算手段と、 前記第１と第２の符号化手段の出力を出力する出力手段
   とを具備する動き補償高能率符号化装置において、 前記加算手段の出力を遅延させる遅延手段と、 この遅延手段の前或いは後ろに、前記有効画像データ以
   外の一部或いは全部を一定値Ｋに置換する置換手段とを
   有し、 前記動きベクトル検出手段は、前記遅延及び置換を施し
   たデータと前記加算手段の出力の間で動きベクトルを求
   め、 前記動き補償手段は、前記動きベクトル検出手段からの
   前記動きベクトルに従って、前記遅延及び置換を施した
   データを動き補償することを特徴とする動き補償高能率
   符号化装置。
4. 【請求項４】 符号化する対象となる有効画像データと
   それ以外の無効データが入力される入力手段と、 時間の異なるフレームあるいはフィールド間で動きベク
   トルを求める動きベクトル検出手段と、 この動きベクトル検出手段の出力を符号化する第１の符
   号化手段と、 前記動きベクトルによって時間的に前のフレーム或いは
   フィールドの画像データの動きを補償する動き補償手段
   と、 前記有効画像データと前記動き補償手段の出力の差分を
   行なう差分手段と、 この差分手段の出力を符号化する第２の符号化手段と、 この第２の符号化手段の出力を復号化する復号化手段
   と、 この復号化手段の出力と前記動き補償手段の出力を加算
   する加算手段と、 前記第１と第２の符号化手段の出力を出力する出力手段
   とを具備する動き補償高能率符号化装置において、 前記入力データを遅延させる第１の遅延手段と、 この第１の遅延手段の前或いは後に前記有効画像データ
   以外の一部或いは全部を一定値Ｋに置換する第１の置換
   手段と、 前記加算手段の出力を遅延させる第２の遅延手段と、 前記第２の遅延手段の前或いは後ろに前記有効画像デー
   タ以外の一部或いは全部を前記一定値Ｋに置換する第２
   の置換手段とを有し、 前記動きベクトル検出手段は、前記第１の遅延手段及び
   前記第１の置換手段により遅延及び置換を施したデータ
   と前記入力有効画像データの間で動きベクトルを求め、 前記動き補償手段は、前記動きベクトル検出手段からの
   前記動きベクトルに従って、前記第２の遅延手段及び第
   ２の置換手段により遅延及び置換を施したデータを動き
   補償することを特徴とする動き補償高能率符号化装置。
5. 【請求項５】 符号化された有効画像データと動きベク
   トルを復号化し、 この復号化された有効画像データを遅延し、 この遅延の前或いは後ろで前記有効画像データ以外の一
   部或いは全部を一定値Ｋに置換し、 復号化された前記動きベクトルに従って、遅延された前
   記有効画像データに前記一定値Ｋに置換した部分を含め
   て動き補償し、 この動き補償されたデータと前記復号化された有効画像
   データを加算して出力することを特徴とする動き補償高
   能率復号化方式。
6. 【請求項６】 符号化された有効画像データと動きベク
   トルを復号化する復号化手段と、 この復号化された有効画像データを遅延する遅延手段
   と、 この遅延手段の前或いは後ろに配置され、前記有効画像
   データ以外の一部或いは全部を一定値Ｋに置換する置換
   手段と、 復号化された前記動きベクトルに従って、遅延された前
   記有効画像データに前記一定値Ｋに置換した部分を含め
   て動き補償する動き補償手段と、 この動き補償手段により動き補償されたデータと前記復
   号化された画像データを加算して出力する加算手段とを
   具備したことを特徴とする動き補償高能率復号化装置。
7. 【請求項７】 前記入力手段に、１フレーム或いは１フ
   ィールドの有効画像部分を１つ以上のブロックに分割す
   る分割手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３又
   は４記載の動き補償高能率符号化装置。