JPH07336695A

JPH07336695A - 動画像の符号化及び復号化方法

Info

Publication number: JPH07336695A
Application number: JP12938294A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshida; 哲雄吉田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】低ビットレートで動画像伝送を行う。【構成】予測モード決定回路１２０の指示にによって
予測モード選択回路１１７を予測モードに対応した出力
を送出する。動き予測フレーム間符号化モードにおい
て、動き推定回路１１５が前フレームメモリ１１３及び
前々フレームメモリ１１４に格納されたデータから前フ
レームと前々フレーム間の動きを推定し、動き補償回路
１１６から動き推定結果に対応する前フレームのデータ
が減算器１０２に予測データＤｐとして供給される。減
算器１０２は現フレームと予測データの差分値を求め、
変換回路１０３は差分値から量子化データを生成して復
号側２００へ伝送する。復号側２００においても、符号
化側１００と独立に前フレームと前々フレームのデータ
から予測データを求めており、量子化データと予測デー
タから再生画像データを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を低ビットレ
ートで伝送し、動画像伝送を行うための動画像の符号化
及び復号化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあり、この文
献には、ＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１の動画像符号化の方
法が説明されている。文献；画像符号化標準と応用技術、［WS１３７］（１９
９２−５−２５）、株式会社トリケップス、大久保著、
“動画像符号化の概要（H.261 ）”P.45-55 図２（ｉ）（ii）は、従来の動画像符号化方法を実施す
るソース符号器と復号器をそれぞれ示すブロック図であ
る。ソース符号器には、動画像に対する入力画像データ
が減算器１を介して入力される構成である。このソース
符号器は、フレーム間符号化モードとフレーム内符号化
モードの切り替えを行う２個のスイッチ２，３を備えて
いる。減算器１の出力側のスイッチ２の出力側には、８
×８のブロックに対し直交変換の一種である離散コサイ
ン変換（以下、ＤＣＴ変換という）を行う変換回路（Ｄ
ＣＴ）４が接続され、その変換回路４の出力は、量子化
回路（Ｑ）５に接続されている。量子化回路５の出力は
図示しないビデオ多重化部へ送出されるとともに逆量子
化回路（Ｑ^-1）６に接続され、逆量子化回路６の出力
は、逆ＤＣＴ変換を行う逆変換回路（ＤＣＴ^-1）７に接
続されている。逆変換回路７の出力は加算器８に接続さ
れ、加算器８の出力は、動き補償フレームメモリ９に入
力されている。動き補償フレームメモリ９の出力は、ル
ープフィルタ１０を介して減算器１に入力されている。
ループフィルタ１０の出力はスイッチ３に入力され、ス
イッチ３の出力が加算器８に入力されている。スイッチ
２，３及び量子化回路５は、符号化制御部１１の制御を
受ける構成となっている。

【０００３】復号器は、図示しないビデオ分離部から画
像データを入力する逆量子化回路２１を有している。逆
量子化回路２１の出力側には逆ＤＣＴ変換を行う逆変換
回路２２が接続され、逆変換回路２２の出力は、加算器
２３を介して出力されると共に動き補償フレームメモリ
２４に入力されている。動き補償フレームメモリ２４の
出力側は、ループフィルタ２５に接続され、そのループ
フィルタ２５の出力がスイッチ２６を介して加算器２３
に入力される接続である。上記文献は告Ｈ．２６１の動
画像符号化の方法の例として、動き補償フレーム間予測
を行い、その予測誤差を直交変換した後量子化するハイ
ブリット方式を示している。図示しないビデオ入力端子
からソース入力（情報源）として、動画像の各フレーム
に対応するデータがマクロブロック単位で入力される。
マクロブロックは、輝度信号１６×１６画素と対応する
２種の色差信号各８×８画素とから構成されている。符
号化におけるデータ圧縮は、主に動画像データの時間軸
方向の相関と空間的相関とを利用して、動画像のデータ
から冗長を取り除いて実現される。例えば、動き補償フ
レーム間予測で時間軸方向の冗長度が取り除かれ、直交
変換による符号化で空間的冗長度が取り除かれる。動き
補償フレーム間予測は予測に用いる前フレームのデータ
の位置をその動いた分だけ補償する方法であり、前フレ
ームとの差分を符号化することによって時間軸方向の冗
長度を削減する場合に、動いた部分での相関の低下を救
済する。即ち、動き補償フレーム間予測ではマクロブロ
ック単位での動き推定が行われ、その推定結果で動き補
償が行われる。その動き推定量つまり動きベクトルｖ
は、動きベクトルフレームメモリ９から復号側の動き補
償フレームメモリ２４へ伝達される。

【０００４】図２におけるスイッチ２，３はフレーム間
符号化モードとフレーム内符号化モードの切り替えを行
う機能を有し、通常、スイッチ２はフレーム間の符号化
モードを選択してループフイルタ１０の出力と入力画像
データの差分データを変換回路４に伝達している。しか
し、動画像におけるシーンチェンジ等においては、入力
画像データが直接変換回路４に伝達される。このフレー
ム間符号化モードとフレーム内符号化モードの切り替え
決定は、例えば原信号と予測誤差値の分散値を用いてマ
クロブロック単位で行われ、そのモード識別フラグｐ
が、符号化制御部１１から復号側のスイッチ２６へ転送
される。図３は、ジグザグスキャンを示す図である。８
×８画素のブロックの画素領域のデータは、変換回路４
で周波数領域の表現に変換され、図３のようなジグザグ
スキャンの順序で量子化される。これにより画像データ
が２次元可変長符号化される。ループフィルタ１０はオ
ン、オフ制御され、フレーム間予測に用いる前フレーム
中のブロック画素データに対してローパスフィルタ処理
を施すものである。ループフィルタ１０に対するオン、
オフ制御の判定は、そのオン、オフに対応する予測誤差
電力の大小によってなされる。ループフィルタ１０のオ
ン、オフ情報は、復号側のルーフィルタ２５に転送され
る。

【０００５】図４は、画像データの階層構造を説明する
図であり、図５は図２の符号器からの出力符号化ビット
列を示す図である。画像データの階層は、図４に示すよ
うに、ピクチャーＰと、ＧＯＢ（Group ofBlock）と、
マクロブロックＭＢと、ブロックＢとからなっている。
ここで、ピクチャーＰは、フレーム毎の画像データに対
してを標準化されたフォーマットであるＣＩＦ（Common
Intermediate Format）或いはＱＣＩＦ（Quarter CIF
）とされる。復号側に転送されるべき各階層の情報
は、図５のような情報列であり、画像データが符号化し
て得られた変換係数情報TCOEFFと動きベクトル情報MVD
を含む他のサイド情報とが、図５のような符号化ビット
列されて出力される。このとき、１フレーム当りの情報
量に条件がかせられたうえで、符号化ビット列は出力さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
動画像符号化方法では、次のような課題があった。１フ
レーム当たりに許されるデータ発生量が制限されている
ので、より低いビットレートで伝送しようとすると、変
換係数情報TCOEFFとサイド情報を十分伝送できなくな
り、変換係数TCOEFFの量子化特性を制御するなどして発
生情報量を削減する必要がある。その結果変換係数情報
TCOEFFに割当て可能なビット数がサイド情報のデータ量
に比較して小さくなり、特に動きベクトル情報MVD が多
い場合にはほとんど変換係数情報TCOEFFを伝送できなく
なって、著しく再生画像の品質が劣化するという課題が
あった。しかも、動き補償の単位がマクロブロックの大
きさであるので局部的な動き補償ができず、動き補償の
単位を小さくして動き補償の効果を改善しようとする
と、さらに動きベクトルの情報に割当てるビット数が増
加するという問題もあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、動画像に対する符号化データを復号
して得られる復号データをフレーム間予測における予測
データとして用い、復号により再生画像データを生成す
る動画像符号化及び復号化方法において、次のような方
法を講じている。即ち、現フレームの前フレームの前記
復号データ及び前々フレームの前記復号データから動画
像の動き推定を行い、前記動き推定によって得られた動
き推定量で補償した位置の該前フレームの復号データを
前記予測データとしている。第２の発明は、それぞれ動
作モードの異なるフレーム内符号化モードと動き補償な
しフレーム間予測符号化モードと動き補償フレーム間予
測モードとを適応的に選択切り替えし、前記動画像に対
する再生画像データを生成する動画像符号化及び復号化
方法を、次のようにしている。即ち、前記動き補償フレ
ーム間予測モードを選択しているとき請求項１記載の動
画像符号化及び復号化方法を実施するようにしている。
第３の発明は、第１の発明の動画像符号化及び復号化方
法を実施する第１のモードと、前記動き推定量を初期偏
位とし現フレーム中の符号化対象データと前記前フレー
ムの符号化対象データまたは前フレームの復号データと
から動き推定を行い、該推定の結果得られた動き補正ベ
クトル分だけさらに補正した位置の前フレームの復号デ
ータを前記予測データとすると共に該動き補正ベクトル
の情報を前記再生画像データを生成する復号側へ伝送す
る第２のモードとを有し、前記第１のモードと第２のモ
ードとを適応選択するようにしている。

【０００８】

【作用】第１及び第２の発明によれば、以上のように動
画像符号化及び復号化方法を構成したので、前フレーム
の復号データ及び前々フレームの復号データから動画像
の動き推定が行われ、動き推定によって得られた動き推
定量で補償した位置の前フレームの復号データが予測デ
ータとされる。前フレームの復号データ及び前々フレー
ムの復号データは、例えば復号側でも使用可能であり、
符号化側と復号側は独立して予測データを用いることが
できる。その予測データが動画像のフレーム間予測にお
ける予測データとして用いられ、復号により再生画像デ
ータが生成される。第３の発明によれば、第１の発明の
動画像符号化及び復号化方法を実施する第１のモード
と、動き推定量を初期偏位とし現フレーム中の符号化対
象データと前フレームの符号化対象データまたは前フレ
ームの復号データとから動き推定を行い、動き補正ベク
トル分だけさらに補正した位置の前フレームの復号デー
タを予測データとすると共に動き補正ベクトルの情報を
再生画像データを生成する復号側へ伝送する第２のモー
ドとが、適応選択されて実行される。従って、前記課題
を解決できるのである。

【０００９】

【実施例】第１の実施例図１は、本発明の第１の実施例を示す情報源符号器と復
号器のブロック図である。本実施例は、動きベクトル情
報の伝送を不要とすることで、変換係数情報の伝送に割
当て可能なビット数を増大し、再生画像の品質改善をす
るものである。図１の情報源符号器１００中の入力端子
１０１は、情報源から動画像の画像データＤｓを入力す
るものであり、この入力端子１０１には減算器１０２が
接続されている。減算器１０２は画像データＤｓと予測
データＤｐの差分を出力するものであり、減算器１０２
の出力側には変換器（Ｔ）１０３が接続されている。変
換器１０３は従来と同様に水平８画素×垂直画素の２次
元ＤＣＴ変換を行い、さらにその変換結果の変換係数を
量子化した量子化結果Ｄｃを出力する機能を有してい
る。変換器１０３の出力側には、多重化回路１０４が接
続されている。多重化回路１０４は量子化結果Ｄｃと他
のサイド情報とを可変長符号化で多重化し、この多重化
された情報が出力端子１０５とネットワーク等を介して
復号器２００に伝送される構成である。

【００１０】符号器１００は、さらに局部復号部１１０
を備えている。ＤＣＴ変換係数を量子化して得られる量
子化結果Ｄｃは多重化回路１０４に伝えられると共に、
局部復号部１１０中の逆変換回路（ｉＴ）１１１にも入
力される。逆変換回路１１１は量子化結果Ｄｃに対して
逆量子化と逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ変換）を行う
回路であり、逆変換回路１１１の出力側には加算器１１
２が接続されている。加算器１１２の出力側には前フレ
ームにおける復号データ格納用の前フレームメモリ（Ｆ
Ｍ１）１１３が接続され、前フレームメモリ１１３の出
力側には前々フレームにおける復号データ格納用の前々
フレームメモリ（ＦＭ２）１１４と動き推定回路（Ｍ
Ｅ）１１５と動き補償回路（ＭＣ）１１６とが、接続さ
れている。動き推定回路１１５の入力側には前々フレー
ムメモリ１１４の出力も接続され、動き推定回路１１５
の出力も動き補償回路１１６に接続されている。動き補
償回路１１６の出力と前フレームメモリ１１３の出力が
予測モード選択回路（ＳＷ）１１７に接続され、予測モ
ード選択回路１１７の出力側は、減算器１０２と加算器
１１２と予測モード決定回路１２０に接続されている。
予測モード決定回路１２０にはさらに画像データＤｓが
入力され、予測モード決定回路１２０の出力は、予測モ
ード選択回路１１７と多重化回路１０４に入力される構
成である。一方、復号器２００は、入力端子２０１を介
して入力された符号化データを分離する分離回路２０２
を有している。分離回路２０２の出力は、復号部２１０
に入力される。復号部２１０は局部復号部１１０と同様
の構成で、逆変換回路２１１と、加算器２１２と、前フ
レームメモリ（ＦＭ１）２１３と、前々フレームメモリ
（ＦＭ２）２１４と、動き推定回路（ＭＥ）２１５と、
動き補償回路（ＭＣ）２１６と、予測モード決定回路２
１７とを、備えている。分離回路２１０は、ＤＣＴ変換
係数を量子化データとサイド情報を分離するものであ
り、復号部２１０は前フレームメモリ２１３に書き込ま
れたデータを出力端子２２０から出力する構成である。

【００１１】次に、図１の情報減符号器と復号器の動作
を説明する。予測データＤｐは、予測モード選択回路１
１７によって、０、動き補償回路１１６の出力、または
前フレームメモリ１１３の出力のうちいずれか一つから
選択される。減算器１０２は情報源から画素データＤｓ
と予測データＤｐの差分値、即ち予測誤差を求めて変換
回路１０３に転送する。変換回路１０３は予測誤差を変
換して量子化する。ここで、予測データＤｐの０を選択
した場合は、画像データＤｓがそのまま変換回路１０３
に与えられる、即ち、フレーム内符号化モードとなる。
動き補償回路１１６の出力が予測データＤｐとして選択
された場合は、前フレームのデータによる動き補償フレ
ーム間予測モードであり、前フレームメモリ１１３の出
力が選択された場合は、動き補償なしフレーム間予測モ
ードとなる。動き補償なしフレーム間予測モードでは前
フレームの復号データと現フレームの画素データＤｓの
差分値から量子化結果Ｄｃが生成される。動き補償フレ
ーム間予測モードにおいては動き補償のための動きベク
トル情報が必要である。従来例ではマクロブロック単位
の動きベクトルを現フレームのデータと前フレームの復
号データから検出し、動き補償予測に用いた動きベクト
ル情報を復号化側へ転送していた。そして、復号側で
も、符号化側と同様の動き補償された予測データを用い
て復号して再生画像を生成した。本実施例では前フレー
ムと前々フレームの復号データから現フレームの動きを
推定する。そのため、動きベクトル情報を復号側に伝送
しなくても、復号側で符号化側と同一の動き予測データ
を用いることが可能となる。

【００１２】図６は、図１における動き推定を説明する
図であり、前フレームと前々フレームのデータから現フ
レームの動きを推定する方法が示されている。図６にい
て、座標軸ｔは時間軸であり、ｘ軸及びｙ軸は画像の空
間的な水平方向と垂直方向を示す座標軸である。動画像
の各フレーム３０１〜３０４の一部が、時間軸に対して
並んで示されている。フレーム３０１をこれから符号化
する現画像、フレーム３０２を前フレーム、フレーム３
０３を前々フレームとする。例えば等速運動をする物体
の画像３０５の中心座標が、前々フレームにおいて座標
（３，１）、前フレームにおいて座標（２，２）である
とすると、現フレームにおいては画像３０５の中心座標
が座標（１，３）となることが推定される。図７は、図
１中の動き推定回路の例を示すブロック図である。この
動き推定回路１１５は、前フレームメモリ１１３からの
データＤ１と前々フレームからのデータＤ２を評価する
ブロックマッチング評価回路（ＢＭ）１１５−１と、ア
ドレス発生回路１１５−２と、を備えている。アドレス
発生回路１１５−２は、前フレームメモリ１１３及び前
々フレームメモリ１１４に対する読出しアドレスＡ１，
Ａ２を与えるものであり、走査アドレスを生成して２個
のアドレスシフタ（ＡＳ１及びＡＳ２）１１５−３，１
１５−４を介して前フレームメモリ１１３及び前々フレ
ームメモリ１１４にアドレスＡ１，Ａ２をそれぞれ与え
る構成である。ブロックマッチング評価回路１１５−１
の出力側は最小値検出回路（ＭＩＮ）１１５−５に接続
され、その最小値検出回路（ＭＩＮ）１１５−５の出力
側は、動きベクトルレジスタ（ＭＶＲ）１１５−６に接
続されている。さらに、この動き推定回路１１５は、試
行ベクトル発生回路（ＶＧ）１１５−７を設けている。
試行ベクトル発生回路（ＶＧ）１１５−７の出力側は、
動きベクトルレジスタ１１５−６と、アドレスシフタ１
１５−３と、乗算器１１５−８とに入力され、乗算器１
１５−８の出力はアドレスシフタ１１５−４に入力され
る接続である。即ち、アドレスシフタ１１５−３には、
水平方向にｈ、垂直方向にｖなるシフト量を制御する動
きベクトルMV(h,v) が試行ベクトル発生回路１１５−７
から与えられ、アドレスシフタ１１５−４には、動きベ
クトルMV(h,v) の大きさに係数ｐを乗じた動きベクトル
MV(ph,pv) が与えられる構成である。

【００１３】次に、図７の動き推定回路の動作を説明す
る。試行ベクトル発生回路１１５−７が第１の試行ベク
トルを発生する。アドレス発生回路１１５−２は動きを
推定しようとする水平８画素、垂直８画素のブロックの
各画素に対応するアドレスを順次発生する。ここで、各
前フレームメモリ１１３及び前々フレームメモリ１１４
のアドレスと画像の空間的な座標とは、予め対応させて
おく。アドレスシフタ１１５−３，１１５−４は動きベ
クトル情報に基き、アドレス発生回路１１５−２からの
アドレスを画像の空間的位置を移動したブロックに対応
するアドレスＡ１，Ａ２に、それぞれ変換する。ブロッ
クマッチング評価回路１１５−１は、前フレームメモリ
１１３及び前々フレームメモリ１１４から読み出された
ブロックの画像の類似度を、（１）式の評価関数を用い
て定量化する。即ち、対応する各画素の差分の絶対値の
累計値E(h,v)を評価値とする。

【数１】（１）式におけるｉ，ｊは、動きを推定しようとする８
画素×８画素のブロックの左上の画素の座標である。評
価値E(h,v)は最小値検出回路１１５−５に保持される。
これと同時に動きベクトルMV(h,v) が動きベクトルレジ
スタ１１５−６に記憶される。

【００１４】次に、試行ベクトル発生回路１１５−７が
第２の試行ベクトルを発生し、同様の評価が行われる。
その評価の結果の第２の評価値が最小値検出回路１１５
−５に保持されている評価値と比較され、第２の評価値
が小さい場合のみ、第２の評価値が最小値検出回路１１
５−５に保持されて更新される。また、動きベクトルレ
ジスタ１１５−６の記憶データも、第２の試行ベクトル
に更新される。同様の動作が、第３の試行ベクトル，第
４の試行ベクトル，…に対して繰り返され、最後の試行
ベクトルの評価が終了した時点で、動きベクトルレジス
タ１１５−６には、評価値を最小とする試行ベクトルが
動きベクトルレジスタ１１５−６に記憶され、この時に
動きベクトルレジスタ１１５−６の記憶しているデータ
が出力端子１１５−９から出力される。このようにし
て、前々フレームのブロックの前フレームのブロックに
対する動きベクトルが求められる。

【００１５】図８は、図７による動き推定の説明する図
である。図８は簡略化のため１次元的に表現され、垂直
方向のみの動きが示されている。時刻ｔ＝０のときのフ
レームが現フレームであり、時刻ｔ＝−ｒのフレームは
前フレーム、時刻ｔ＝−ｓのフレームは前々フレームで
あり、また、ｊは垂直方向の座標を示している。この例
は画像の動きが等速でかつ直線的である場合を想定して
いる。コマ落としの無い場合には、フレーム間隔が均等
すなわちｓ＝２ｒであり、前々フレームのための動きベ
クトルの変移量に対する係数ｐは２である。動的なコマ
落としがあってフレーム間隔が均一でない場合、係数ｐ
はｐ＝ｓ／ｒとする。図８によれば、前フレームに対し
ては動きベクトルの垂直成分ｖ、前々フレームに対して
はｐ×ｖの変移量を有する関係を維持した状態で、現フ
レームに対する前フレームと前々フレームからブロック
マッチングで求めた動きベクトルの垂直成分ｖは、前フ
レームからの予測に用いる動き推定量となる。図１にお
ける動き補償回路１１６はメモリ回路であり、こうして
動き推定した動きベクトル分だけ補償した位置の復元デ
ータを前フレームメモリ１１３から読み出す。そのた
め、動き補償フレーム間予測モードにおいて、動き推定
された前フレームのブロックの復元データと画像データ
Ｄｓの差分が減算器１０２で求められ、変換回路１０３
及び多重化回路１０４を介して復号器に伝送される。そ
のため、差分が減少し、送出データのビット数は少いも
のとなる。正確な動き推定結果が得られない場合も存在
し得るので、不正確な動き推定による悪影響を防ぐため
に、フレーム内符号化モードまたは動き補償なしフレー
ム間予測モードとの予測誤差電力が、予測モード決定回
路１２０で比較されて符号化モードが選択される。

【００１６】復号部２００においても、前フレーム及び
前々フレームのデータから同様に動き推定が行われ、こ
の動き推定の結果に対応する予測データと符号化側１０
０から伝送された量子化結果Ｄｃとから、復号により再
生画像データが生成される。復号側において、前フレー
ム及び前々フレームのデータを利用できない符号化開始
直後の第１フレーム及び第２フレームに関し、第１フレ
ームに対してフレーム内符号化モード、第２フレームに
対してフレーム内符号化モードまたは動き補償なしのフ
レーム間予測モードが強制的にそれぞれ選択される。以
上のように、本実施例では、動き補償フレーム間予測に
用いる動きベクトルを符号化側と復号側とでそれぞれ独
立して検出でき、動きベクトル情報を伝送する必要がな
くなる。そのため、動画像の伝送に対する符号化効率を
上げることができる。自然画像においては動き連続性が
保証された画像が多いと考えられるので、多くのブロッ
クに対する動き補償ができ、符号化効率が向上する。予
測が的中しないブロックやシーンチェンジ等のフレーム
には予測モードを適応的に選択することで、悪影響を除
去できる。また、動きベクトルを伝送する必要がないの
で、動き補償単位或るいはブロックサイズを小さくする
ことが可能であり、小面積の局部的な動きに対する動き
補償精度が向上する。そのため、符号化性能も向上す
る。

【００１７】第２の実施例図９は、本発明の第２の実施例を示す情報源符号器と復
号器のブロック図である。本実施例は、前フレームと前
々フレームの復元データから推定した動きベクトルが真
の動きと一致しない場合でも符号化性能を劣化させない
ようにするために、さらに、現フレームのデータを用い
てより正確な動き補償を行う。図９の情報源符号器と復
号器において、図１と共通の要素には共通の符号が付さ
れている。第１の実施例と異なる点は、図１の予測モー
ド決定回路１２０に機能を追加した詳細動き推定及び予
測モード決定回路（ＭＥ＆ＭＤ）４０１と、詳細動き補
償回路（ＭＣ２）４０２，５０２とを設けていることで
ある。詳細動き推定及び予測モード決定回路４０１は、
詳細動き推定の機能が予測モード決定回路１２０に追加
されたものであり、画像データＤs と予測モード選択回
路１１７の出力を入力している。詳細動き推定及び予測
モード決定回路４０１の出力は、多重化回路１０４と詳
細動き補償回路４０２と予測モード選択回路１１７に入
力される接続である。詳細動き補償回路４０２は動き補
償回路１１６の出力を入力し、詳細動き補償回路４０２
の出力側は予測モード選択回路１１７に接続されてい
る。詳細動き補償回路５０２は動き補償回路２１６の出
力を入力し、詳細動き補償回路５０２の出力側は予測モ
ード選択回路２１７に接続されている。

【００１８】次に、図９の情報源符号器と復号器の動作
を説明する。図９中の情報源符号器は、第１の実施例に
第２のモードの詳細動き補償付加モードを追加すること
ができる。そのため、第１の実施例と同様に、第１のモ
ードである動き補償フレーム間予測モードで、まず前フ
レームと前々フレームのデータにより動き推定を行い、
符号化側及び復号化側で独立に検出した同一の動きベク
トルを用いた補償フレーム間予測が可能である。さら
に、この符号器は動き補償の精度不足を補うために、前
フレームと前々フレームの復号データから推定したを動
きベクトルを初期偏位とし、微細な範囲の動きベクトル
を検出する。微細な範囲とは例えば半画素単位であり、
半画素単位で±２画素の領域を、従来と同様に現フレー
ムと前フレームを用いて検出する。半画素精度の動きベ
クトル検出及び動き補償に用いる場合の標本化点以外の
データは、空間的補間演算で算出する。詳細動き補償付
加モードでは、その検出結果で動きを補償する。詳細動
き補償付加モードについても予測誤差電力の評価がなさ
れる。詳細動き補償付加モード以外の予測モードが、詳
細動き推定及び予測モード決定回路４０１でその予測誤
差電力と比較され、予め設定された評価条件により詳細
動き補償付加モードが優れていると判定された場合、詳
細動き推定及び予測モード決定回路４０１によって詳細
動き補償付加モードが選択され、その補正分の動きベク
トルが、サイド情報として復号器に伝送される。よって
正確な動き補償が可能となる。以上のように、本実施例
では、詳細動き補償付加モードを追加しているので、第
１の実施よりもさらに、精度の高い動き補償が可能とな
る。詳細動き補償付加モードを選択するのは、その効果
が大きい場合だけであり、また、伝送する動きベクトル
は微細な範囲の動きを表現できればよいので、動きベク
トルの種類が少くてすむ。即ち、伝送すべき情報量の増
加を最低限に抑制することができる。なお、本発明は、
上記実施例に限定されず種々の変形が可能である。例え
ば、変換器１０３はＤＣＴ変換を施して量子化している
が、例えばＫＬ変換等を用いる構成としてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように第１及び第２
の発明によれば、前フレームと前々フレームの復号デー
タから動画像の動き推定し、その推定によって得られた
動き推定値で補償した位置の前フレームの復号データを
フレーム間予測における予測データとしている。そのた
め、復号側に対して動きベクトルの情報を伝送する必要
がなくなり、符号化効率を上げることができる。これに
より、動き補償単位或るいはブロック単位を小さくする
ことが可能となって、小面積の局部的な動き対する動き
補償精度が向上する。また、ビット数の制限が厳しい低
ビットレートでの動画像伝送に対し、変換係数に割り当
てるビット数を多くして画質品質を向上できる。第３の
発明では、第１の発明の動画像符号化及び復号化方法を
実施する第１のモードに、現フレーム中の符号化対象デ
ータと前フレームの符号化対象データまたは前フレーム
の復号データとから動き推定を行い、推定の結果得られ
た動き補正ベクトル分だけさらに補正した位置の前フレ
ームの復号データを予測データとする第２のモードを追
加し、それらを適応選択するので、サイド情報の増加を
最低限に抑制しつつ、精度の高い動き補償が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す情報源符号器と復
号器のブロック図である。

【図２】従来の動画像符号化方法を実施するソース符号
器と復号器をそれぞれ示すブロック図である。

【図３】ジグザグスキャンを示す図である。

【図４】画像データの階層構造を説明する図である。

【図５】図２の符号器からの出力符号化ビット列を示す
図である。

【図６】図１における動き推定を説明する図である。

【図７】図１中の動き推定回路の例を示すブロック図で
ある。

【図８】図７による動き推定を説明する図である。

【図９】本発明の第２の実施例を示す情報源符号器と復
号器のブロック図である。

【符号の説明】

１０２減算器１０３変換回路１０４多重化回路１１１，２１１逆変換回路１１２，２１２加算器１１３，２１３前フレームメモリ１１４，２１４前々フレームメモリ１１５，２１５動き推定回路１１６，２１６動き補償回路１１７，２１７予測モード選択回路１２０予測モード決定回路２０２分離回路４０１詳細動き推定及び予測モード決定
回路４０２，５０２詳細動き補償回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動画像に対する符号化データを復号して
得られる復号データをフレーム間予測における予測デー
タとして用い、復号により再生画像データを生成する動
画像符号化及び復号化方法において、現フレームの前フレームの前記復号データ及び前々フレ
ームの前記復号データから動画像の動き推定を行い、前
記動き推定によって得られた動き推定量で補償した位置
の該前フレームの復号データを前記予測データとするこ
とを特徴とする動画像符号化及び復号化方法。
【請求項２】それぞれ動作モードの異なるフレーム内
符号化モードと動き補償なしフレーム間予測符号化モー
ドと動き補償フレーム間予測モードとを適応的に選択切
り替えし、前記動画像に対する再生画像データを生成す
る動画像符号化及び復号化方法において、前記動き補償フレーム間予測モードを選択しているとき
請求項１記載の動画像符号化及び復号化方法を実施する
ことを特徴とする動画像符号化及び復号化方法。
【請求項３】請求項１記載の動画像符号化及び復号化
方法を実施する第１のモードと、前記動き推定量を初期偏位とし現フレーム中の符号化対
象データと前記前フレームの符号化対象データまたは前
フレームの復号データとから動き推定を行い、該推定の
結果得られた動き補正ベクトル分だけさらに補正した位
置の前フレームの復号データを前記予測データとすると
共に該動き補正ベクトルの情報を前記再生画像データを
生成する復号側へ伝送する第２のモードとを有し、前記第１のモードと第２のモードとを適応選択する、ことを特徴とする動画像符号化及び復号化方法。