JPH0779474B2 - 動ベクトル演算装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は動画像信号を高能率符号
化して伝送するテレビ電話及びテレビ会議において用い
られる動ベクトル演算装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像信号が伝送されるテレビ電話及び
テレビ会議等においては、膨大な情報量を持つ動画像信
号を高能率で符号化する必要があるが、その方法の一つ
として、フレーム間予測符号化方法がある。この方法
は、現在伝送しようとしているフレーム（現フレーム）
の各画素デ−タと、１回前に伝送したフレーム（前フレ
ーム）の現フレームの各画素と同位置の画素デ−タとの
差分（以下、予測誤差デ−タという）をとり、この予測
誤差デ−タを現フレームの各画素デ−タに代えて符号化
して伝送するものである（動き補償なしのフレーム間予
測符号化方法という）。この方法は、動きのないあるい
は動きの少ない画像についてはフレーム間の相関が大き
いので、高能率で符号化できるが、動きの大きい画像に
ついてはフレーム間の相関が小さいため、伝送されるデ
−タが増加してしまうという欠点がある。これを解決す
るための手段として、動き補償フレーム間予測符号化方
法がある。この方法は、予測誤差デ−タを求める前に、
まず、現フレームと前フレームから動ベクトルを検出す
る。そして、この動ベクトルに従って前フレームを移動
させ、この移動させた前フレームと現フレームとの予測
誤差デ−タをとり、この予測誤差デ−タと動ベクトルと
を伝送するものである。

【０００３】ここで、動ベクトルについて説明する。例
えば、図２に示すように、現フレームＮＦにおいて位置
Ａにある物体が前フレームＬＦにおいては位置Ｃにあっ
た場合の動ベクトルはＶにる。この動ベクトルを検出す
るには、例えば、３５２ドット、２８８ラインの現フレ
ームを例にとると、まず、この現フレームを（１６×１
６）の画素を１ブロックとするブロック毎に分割する。
そして、このブロックを動ベクトルを検出するブロック
（以下、単に、検出ブロックという）として前フレーム
内のこの検出ブロックと同位置のブロックＢ（以下、同
位置ブロックという）より水平方向及び垂直方向とも−
方向に８、＋方向に７画素大きいブロック、即ち、同位
置ブロックを中心とした（３１×３１）の画素によるブ
ロックを探索ブロックとする。

【０００４】そして、検出ブロックをこの探索ブロック
内において水平方向及び垂直方向に１画素ずつ順次移動
させて対応する各画素デ−タ毎に差分デ−タをとり、こ
の差分デ−タより評価デ−タ（例えば、差分デ−タの絶
対値の和、または、差分デ−タの自乗の和）を求め、こ
の評価デ−タが最小となる検出ブロックに対応する小ブ
ロックを探索する。これにより、同位置ブロックの中心
から評価デ−タが最小となる小ブロックに向かうベクト
ルをもってその探索ブロックにおける動ベクトルとす
る。

【０００５】ところで、現フレームで画面が切り替わ
り、前フレームと全く異なった画面になった時等は、フ
レーム間符号化方法を行うと、予測誤差デ−タが現フレ
ームのみのデ−タよりも多くなってしまう恐れがあり、
この様な時は、現フレームのみのデ−タで符号化を行う
ことが望ましい。これをフレーム内符号化方法という。
また、フレーム間符号化方法を行う場合、画面のノイズ
の影響で、実際には動いていないのに動ベクトルができ
てしまうことがあり、この様な時は、動き補償なしのフ
レーム間符号化方法を行うことが望ましい。

【０００６】よって、より効率的な符号化を行うために
は、符号化を行う単位ブロック毎に、フレーム内符号化
／フレーム間符号化（以下、ＩＮＴＲＡ／ＩＮＴＥＲ）
判定、及び、動き補償フレーム間符号化／非動き補償フ
レーム間符号化（以下、ＭＣ／ｎｏＭＣという）判定を
行う必要がある。そこで、ＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮
問委員会）では、動ベクトルより得られた小ブロック
（以下、ＭＣブロックという）と検出ブロックの差分デ
−タの自乗の１画素当たりの平均値と検出ブロックの各
デ−タの差分値の自乗の１画素当たりの平均値（以下、
ＶＡＲＯＲという）、の２つをパラメータとしてＩＮＴ
ＲＡ／ＩＮＴＥＲ判定を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の方法によれば動
ベクトルの検出は可能であるが、図３に示すように検出
ブロックが画面の上下左右の周縁部に位置する場合、点
線で示すように探索ブロックが有効画面からはみ出てし
まう。この時、有効画面の周辺部へのデ−タの書き込み
を行わない場合、周辺部を含んだブロックと検出ブロッ
クとの差分デ−タが小さな値となり、無効な（有効画面
の外を指す）動ベクトルが発生する可能性がある。

【０００８】本発明は周縁部の検出ブロックに対する無
効動ベクトル発生の可能性を低減する動ベクトル演算装
置を提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、現フレームの画面と前フレーム
の中の動ベクトル算出用に有効な画面（即ち有効画面）
とをブロック単位に比較して、現フレーム用の動ベクト
ルを算出する動ベクトル演算装置において、前フレーム
の中で、有効画面外の無効画面領域に、有効画面中の画
像データの最大値及び最小値を市松模様に配置し、この
市松模様化した領域と上記有効画面領域とより成る前フ
レームの画面と現フレームの画面とをブロック単位に比
較して、動ベクトルを算出する動ベクトル演算装置を開
示する。

【００１０】本発明は、現フレームの画面と前フレーム
の中の動ベクトル算出用に有効な画面（即ち有効画面）
とをブロック単位に比較して、現フレーム用の動ベクト
ルを算出する動ベクトル演算装置において、前フレーム
の中で、有効画面外の無効画面領域に、有効画面中の画
像データの最大値の近傍値及び最小値の近傍値を市松模
様に配置し、この市松模様化した領域と上記有効画面領
域とより成る前フレームの画面と現フレームの画面とを
ブロック単位に比較して、動ベクトルを算出する動ベク
トル演算装置を開示する。

【００１１】

【作用】本発明によれば、有効画面外の無効画面領域に
有効画面中の画像デ−タの最大値（又はその近傍値）及
び最小値（又はその近傍値）を市松模様に配置し、かく
して得た全領域を検索対象として動ベクトルを算出する
故に、この算出動ベクトルは有効領域の周縁部外の悪影
響を受けることがなくなり、無効動ベクトルの発生を抑
制できる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の動ベクトル演算装置の実施例
図である。本実施例は、前フレームメモリ１、アドレス
発生器２、現フレームメモリ３、動ベクトル算出器４、
セレクタ５より成る。前フレームメモリ１は、前フレー
ムの有効画面上の画像デ−タと拡張デ−タとを格納する
メモリであり、拡張データを格納する拡張部分の大きさ
ｌ×ｍは、検出ブロックの大きさｘ×ｙと、検索ブロッ
ク（図３）の大きさｐ×ｑとから定まり、ｌ＝（ｐ−
ｘ）／２、ｍ＝（ｑ−ｙ）／２である。従って、図４に
示したように、有効画面の大きさをａ×ｂとした場合、
前フレームメモリ１の大きさは（ａ＋ｐ−ｘ）×（ｂ＋
ｑ−ｙ）となる。ここで有効画面とは、動ベクトル算出
用に有効な画面である。またこの有効画面の外のｌ×ｍ
の幅を持つ領域は前フレーム中の、有効画面の外の領
域、即ち、無効画面領域である。この無効画面領域は、
有効画面領域に比して拡張領域とも呼びうる。

【００１３】前フレームメモリ１のアドレス発生を行う
のがアドレス発生器２である。読み出し指令信号、書き
込み指令信号もこのアドレス発生器２が行うものとす
る。アドレス発生器２は、最初に前フレームメモリ１に
書き込むための書き込み制御を行い、書き込み終了後、
読み出し制御を行う。

【００１４】セレクタ５は、書き込みデ−タを送るため
の選別を行うものであり、選別対象は有効画面内のアド
レスに対しては、有効画面画像デ−タであり、拡張領域
に対しては有効画面内の画像デ−タの最大値Ｗ、最小値
Ｂである。

【００１５】現フレームメモリ３は、現フレームの画像
デ−タを格納する。動ベクトル算出器４は前フレームメ
モリから読み出された画像デ−タと現フレームメモリ３
から読み出された画像デ−タとを検出ブロック単位に比
較し、従来例で述べた如き各種の方法にて動ベクトルを
算出する。この算出した動ベクトルは、符号化のために
使用する。

【００１６】動作を説明する。先ず、アドレス発生器２
は、前フレームメモリのアドレスを発生する。このアド
レスの中で拡張部分のアドレスに対しては、セレクタ５
を制御してデ−タＢとＷとを交互に選択して、前フレー
ムメモリ１の該当アドレスに書き込む。一方、有効画面
内のアドレスに対しては、セレクタ５を制御してその時
の有効画面画像デ−タを、前フレームメモリ１の該当ア
ドレスに書き込む。

【００１７】前フレームメモリ１の全アドレスへの書き
込みが終了した後でアドレス発生器２は読み出し制御に
移し、アドレスを発生し、前フレームメモリ１のデ−タ
を動ベクトル算出器４に送り動ベクトル算出に供せしめ
る。

【００１８】図５には、前フレームメモリ１の拡張部分
（ｌ＝ｍ＝８）でのデ−タＷ、Ｂの書き込み後の様子を
示す。縦横１アドレス毎にデ−タＷとＢとが交互に書き
込まれ、いわゆる市松模様化させている（ＷとＢとは逆
の位置でもよい）。この結果、動ベクトル算出に際して
は、検出ブロックの大きさを８×８とした場合、丁度こ
の拡張部分に検出ブロックの大きさがそのまま入ること
ができる。従ってこの拡張部分での探索の場合、拡張部
分そのもののブロックと現フレームの検出ブロックとの
間の差分デ−タは大となり、無効な動ベクトルの発生は
ほとんどない。また、拡張部分にまたがるようなブロッ
クと現フレームの検出ブロックとの間にあってもその差
分は、またがる方向に対しては大となり、やはり、無効
な動ベクトルの発生は少なくなる。

【００１９】尚、画像デ−タがＣＣＩＲ（国際無線通信
諮問委員会）勧告６０１に基づくものであるとすると、
８ビットで表される輝度の最小値（黒）は１６、最大値
（白）は２３５である。そこで、Ｂ＝０（あるいは１、
２等これに近い値）、Ｗ＝２５５（あるいは２５４、２
５３等これに近い値）とする。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、周縁部の
検出ブロックに対する無効動ベクトル発生の可能性が低
減し、より正確な動ベクトルの検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動ベクトル演算装置の実施例図であ
る。

【図２】本発明の動ベクトルの説明図である。

【図３】従来の検索範囲を説明するための図である。

【図４】本発明の前フレームメモリ１の大きさを示す図
である。

【図５】本発明の拡張部分への市松模様の書き込み例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 前フレームメモリ ２ アドレス発生器 ３ 現フレームメモリ ４ 動ベクトル算出器 ５ セレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 洋 東京都港区南青山７丁目１番５号 株式会 社グラフィックス・コミュニケーション・ テクノロジーズ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現フレームの画面と前フレームの中の動
   ベクトル算出用に有効な画面（即ち有効画面）とをブロ
   ック単位に比較して、現フレーム用の動ベクトルを算出
   する動ベクトル演算装置において、前フレームの中で、
   有効画面外の無効画面領域に、有効画面中の画像データ
   の最大値及び最小値を市松模様に配置し、この市松模様
   化した領域と上記有効画面領域とより成る前フレームの
   画面と現フレームの画面とをブロック単位に比較して、
   動ベクトルを算出する動ベクトル演算装置。
2. 【請求項２】 現フレームの画面と前フレームの中の動
   ベクトル算出用に有効な画面（即ち有効画面）とをブロ
   ック単位に比較して、現フレーム用の動ベクトルを算出
   する動ベクトル演算装置において、前フレームの中で、
   有効画面外の無効画面領域に、有効画面中の画像データ
   の最大値の近傍値及び最小値の近傍値を市松模様に配置
   し、この市松模様化した領域と上記有効画面領域とより
   成る前フレームの画面と現フレームの画面とをブロック
   単位に比較して、動ベクトルを算出する動ベクトル演算
   装置。