JPH08205176A - 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法 - Google Patents
映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法Info
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- JPH08205176A JPH08205176A JP2462395A JP2462395A JPH08205176A JP H08205176 A JPH08205176 A JP H08205176A JP 2462395 A JP2462395 A JP 2462395A JP 2462395 A JP2462395 A JP 2462395A JP H08205176 A JPH08205176 A JP H08205176A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画素単位の動き予測技法を用いて、ビデオ信
号を符号化する装置及びその方法を提供する。 【構成】 動き補償映像信号符号器で用いるものであっ
て、ディジタル映像信号の現フレーム及び前フレームに
基づいて、予測された現フレームを特定する映像信号符
号化装置であって、前フレームに含まれた画素から複数
の画素を選択する手段と、現フレームと前フレームとの
選択された画素の間の動きを表す第１セットの動きベク
トルを検知する手段と、第１セットの動きベクトルを用
いて、現フレームに含まれた全ての画素への第２セット
の動きベクトルを発生する手段と、第２セットの動きベ
クトルの一つを通じて、現フレームにおける画素の一つ
に対応する、前フレームの各々の画素値を、現フレーム
の一つの画素値として割り当てることによって、予測さ
れた現フレームを特定する手段とを含む。
号を符号化する装置及びその方法を提供する。 【構成】 動き補償映像信号符号器で用いるものであっ
て、ディジタル映像信号の現フレーム及び前フレームに
基づいて、予測された現フレームを特定する映像信号符
号化装置であって、前フレームに含まれた画素から複数
の画素を選択する手段と、現フレームと前フレームとの
選択された画素の間の動きを表す第１セットの動きベク
トルを検知する手段と、第１セットの動きベクトルを用
いて、現フレームに含まれた全ての画素への第２セット
の動きベクトルを発生する手段と、第２セットの動きベ
クトルの一つを通じて、現フレームにおける画素の一つ
に対応する、前フレームの各々の画素値を、現フレーム
の一つの画素値として割り当てることによって、予測さ
れた現フレームを特定する手段とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はビデオ信号を符号化する
装置及びその方法に関し、特に、画素単位の動き予測技
法を用いて、ビデオ信号を符号化する装置及びその方法
に関する。
装置及びその方法に関し、特に、画素単位の動き予測技
法を用いて、ビデオ信号を符号化する装置及びその方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】既知のように、離散化された画像信号の
伝送は、アナログ信号より良好な画質を保持しうる。一
連のイメージ「フレーム」から成るイメージ信号がディ
ジタル形態で表現される場合、特に高精細度テレビジョ
ンの場合、相当量のデータが伝送されなければならな
い。しかし、通常の伝送チャネルの使用可能な周波数帯
域は制限されているので、多量のディジタルデータを制
限されたチャネル帯域を通じて伝送するためには、その
伝送データの量を圧縮して、かつ減らすことが必要であ
る。多様なビデオの圧縮技法中のいわゆるハイブリッド
符号化技法が最も効率的であると知られている。この技
法は、確率的符号化技法と時間的、空間的圧縮技法とを
組み合わせたものである。
伝送は、アナログ信号より良好な画質を保持しうる。一
連のイメージ「フレーム」から成るイメージ信号がディ
ジタル形態で表現される場合、特に高精細度テレビジョ
ンの場合、相当量のデータが伝送されなければならな
い。しかし、通常の伝送チャネルの使用可能な周波数帯
域は制限されているので、多量のディジタルデータを制
限されたチャネル帯域を通じて伝送するためには、その
伝送データの量を圧縮して、かつ減らすことが必要であ
る。多様なビデオの圧縮技法中のいわゆるハイブリッド
符号化技法が最も効率的であると知られている。この技
法は、確率的符号化技法と時間的、空間的圧縮技法とを
組み合わせたものである。
【０００３】大部分のこのハイブリッド符号化技法は、
動き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣ
Ｔ（離散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化及びＶ
ＬＣ（可変長さ符号化）などを用いる。この動き補償Ｄ
ＰＣＭは現フレームと前フレームとの間の物体の動きを
推定すると共に、物体の動き流れによって現フレームを
予測して、現フレームとその予測値との差を表す差分信
号を生成する方法である。この方法は、例えば、ステフ
ァン・エリクソン（Ｓｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓｓｏ
ｎ）の「Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐｒ
ｅｄｉｃｔｏｒｓｆｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄｉｎｇ」，ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３３，Ｎｏ．１２（１９８
５年１２月）、または二宮（Ｎｉｎｏｍｉｙａ）と大塚
（Ｏｈｔｓｕｋａ）の「Ａ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ
Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｐｉｃ
ｔｕｒｅｓ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３０，
Ｎｏ．１（１９８２年１月）に記載されている。
動き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣ
Ｔ（離散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化及びＶ
ＬＣ（可変長さ符号化）などを用いる。この動き補償Ｄ
ＰＣＭは現フレームと前フレームとの間の物体の動きを
推定すると共に、物体の動き流れによって現フレームを
予測して、現フレームとその予測値との差を表す差分信
号を生成する方法である。この方法は、例えば、ステフ
ァン・エリクソン（Ｓｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓｓｏ
ｎ）の「Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐｒ
ｅｄｉｃｔｏｒｓｆｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄｉｎｇ」，ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３３，Ｎｏ．１２（１９８
５年１２月）、または二宮（Ｎｉｎｏｍｉｙａ）と大塚
（Ｏｈｔｓｕｋａ）の「Ａ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ
Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｐｉｃ
ｔｕｒｅｓ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３０，
Ｎｏ．１（１９８２年１月）に記載されている。
【０００４】２次元ＤＣＴは映像データ間の空間的冗長
性を減らすものであって、ディジタル映像データ例え
ば、８×８画素ブロックを一セットの変換係数データに
変換する。この技法はチェン（Ｃｈｅｎ）及びプラット
（Ｐｒａｔｔ）の論文、「Ｓｃｅｎｅ Ａｄａｐｔｉｖ
ｅ Ｃｏｄｅｒ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＣＯＭ−３
２，Ｎｏ−３（１９８４年３月）に開示されている。か
かる変換係数データを量子化器、ジグザグ走査及びＶＬ
Ｃで処理することによって、伝送するべきデータ量を有
効に圧縮できる。
性を減らすものであって、ディジタル映像データ例え
ば、８×８画素ブロックを一セットの変換係数データに
変換する。この技法はチェン（Ｃｈｅｎ）及びプラット
（Ｐｒａｔｔ）の論文、「Ｓｃｅｎｅ Ａｄａｐｔｉｖ
ｅ Ｃｏｄｅｒ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＣＯＭ−３
２，Ｎｏ−３（１９８４年３月）に開示されている。か
かる変換係数データを量子化器、ジグザグ走査及びＶＬ
Ｃで処理することによって、伝送するべきデータ量を有
効に圧縮できる。
【０００５】詳しく述べれば、この動き補償ＤＰＣＭに
おいて、現フレームと前フレームとの間の動き推定に基
づいて現フレームデータはその対応する前フレームデー
タから予測される。このように推定された動きは、現フ
レームと前フレームとの間の画素の変位を表す２次元動
きベクトルによって表現される。
おいて、現フレームと前フレームとの間の動き推定に基
づいて現フレームデータはその対応する前フレームデー
タから予測される。このように推定された動きは、現フ
レームと前フレームとの間の画素の変位を表す２次元動
きベクトルによって表現される。
【０００６】物体の画素の変位を推定するには多様なア
プローチがあるが、一般に、二つのタイプに分類しう
る。その中の一つはブロック単位の方法で、もう一つは
画素単位の動き推定である。
プローチがあるが、一般に、二つのタイプに分類しう
る。その中の一つはブロック単位の方法で、もう一つは
画素単位の動き推定である。
【０００７】ブロック単位の動き推定方法においては、
現フレームにおけるブロックを、前フレームのブロック
と比較して最適整合ブロックを特定する。これから伝送
される現フレームに対して、全ブロックに対する（フレ
ーム間のブロックの移動の様子を表す）フレーム間の変
位ベクトルが推定される。しかし、ブロック単位の動き
推定方法においては、動き補償過程でブロックの仕切り
でブロック化効果（ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）
が発生し、ブロック内の全ての画素が一方向へ移動しな
い場合には、推定値が正しくなく、その結果全般的に画
質が粗くなる。
現フレームにおけるブロックを、前フレームのブロック
と比較して最適整合ブロックを特定する。これから伝送
される現フレームに対して、全ブロックに対する（フレ
ーム間のブロックの移動の様子を表す）フレーム間の変
位ベクトルが推定される。しかし、ブロック単位の動き
推定方法においては、動き補償過程でブロックの仕切り
でブロック化効果（ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）
が発生し、ブロック内の全ての画素が一方向へ移動しな
い場合には、推定値が正しくなく、その結果全般的に画
質が粗くなる。
【０００８】一方、画素単位の動き推定方法を用いる
と、変位は各々の画素に対して求められる。この方法は
画素値をより正確に推定し得ると共に、スケール変化
（例えば、映像面に垂直した動きであるズーム化（ｚｏ
ｏｍｉｎｇ））も容易に行える。しかし、画素単位の方
法においては、動きベクトルが全ての画素の各々に対し
て特定されるので、実際に、全ての動きベクトルを受信
機へ伝送することは不可能である。
と、変位は各々の画素に対して求められる。この方法は
画素値をより正確に推定し得ると共に、スケール変化
（例えば、映像面に垂直した動きであるズーム化（ｚｏ
ｏｍｉｎｇ））も容易に行える。しかし、画素単位の方
法においては、動きベクトルが全ての画素の各々に対し
て特定されるので、実際に、全ての動きベクトルを受信
機へ伝送することは不可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は画素単位で本発明の特徴点を用いる向上の動き推
定及び補償技法を提供することである。
目的は画素単位で本発明の特徴点を用いる向上の動き推
定及び補償技法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、動き補償映像信号符号器で用い
るものであって、ディジタル映像信号の現フレーム及び
前フレームに基づいて、予測された現フレームを特定す
る映像信号符号化装置であって、前記前フレームに含ま
れた画素から複数の画素を選択する手段と、前記現フレ
ームと前記前フレームとの間に前記選択された画素の各
々への動きを表す第１セットの動きベクトルを検知する
手段と、前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記
現フレームに含まれた全ての画素への第２セットの動き
ベクトルを発生する手段と、前記第２セットの動きベク
トルの一つを通じて、前記現フレームにおける画素の一
つに相応する、前記前フレームにおける各々の画素値を
前記現フレームにおける前記一つの画素値として割り当
てることによって、予測された現フレームを特定する手
段とを含む。
めに、本発明によれば、動き補償映像信号符号器で用い
るものであって、ディジタル映像信号の現フレーム及び
前フレームに基づいて、予測された現フレームを特定す
る映像信号符号化装置であって、前記前フレームに含ま
れた画素から複数の画素を選択する手段と、前記現フレ
ームと前記前フレームとの間に前記選択された画素の各
々への動きを表す第１セットの動きベクトルを検知する
手段と、前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記
現フレームに含まれた全ての画素への第２セットの動き
ベクトルを発生する手段と、前記第２セットの動きベク
トルの一つを通じて、前記現フレームにおける画素の一
つに相応する、前記前フレームにおける各々の画素値を
前記現フレームにおける前記一つの画素値として割り当
てることによって、予測された現フレームを特定する手
段とを含む。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の映像信号符号化装置及びその
方法について図面を参照しながらより詳しく説明する。
方法について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１２】図１には、本発明による現フレーム予測ブ
ロックを有する映像信号符号化装置の好ましい実施例が
示されている。図１に示されたように、現フレーム信号
が第１フレームメモリ１００に記憶されている。この現
フレームメモリはラインＬ９を通じて減算器１０２と連
結されると共に、ラインＬ１０を通じて現フレーム予測
ブロック１５０に連結される。
ロックを有する映像信号符号化装置の好ましい実施例が
示されている。図１に示されたように、現フレーム信号
が第１フレームメモリ１００に記憶されている。この現
フレームメモリはラインＬ９を通じて減算器１０２と連
結されると共に、ラインＬ１０を通じて現フレーム予測
ブロック１５０に連結される。
【００１３】現フレーム予測ブロック１５０では、第１
フレームメモリ１００から検索されたラインＬ１０上の
現フレームと、第２フレームメモリ１２４からラインＬ
１２上の再構成された前フレーム信号とを処理して画素
単位で現フレームを予測し、その予測された現フレーム
信号をラインＬ３０上へ、特徴点への動きベクトルをラ
インＬ２０上へ発生する。現フレーム予測ブロック１５
０は図２及び図３を参照して詳細に説明される。
フレームメモリ１００から検索されたラインＬ１０上の
現フレームと、第２フレームメモリ１２４からラインＬ
１２上の再構成された前フレーム信号とを処理して画素
単位で現フレームを予測し、その予測された現フレーム
信号をラインＬ３０上へ、特徴点への動きベクトルをラ
インＬ２０上へ発生する。現フレーム予測ブロック１５
０は図２及び図３を参照して詳細に説明される。
【００１４】減算器１０２にて、ラインＬ３０上の予測
された現フレーム信号がラインＬ９上の現フレーム信号
から減算され、その結果、データ、即ち差分画素値を表
すエラー信号が映像信号符号化器１０５へ入力される。
ここで、このエラー信号は離散的コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）と公知の量子化方法を用いて一連の量子化された変
換係数に符号化されている。しかるのち、量子化済みの
変換係数はエントロピー符号化器１０７と映像信号復号
化器１１３へ伝送される。エントロピー符号化器１０７
においては、映像信号符号化器１０５からの量子化済み
の変換係数と現フレーム予測ブロック１５０からのライ
ンＬ２０を通じて入力された動きベクトルが、例えば、
可変長符号化技法を用いて符号されるとともに、伝送器
（図示せず）へ送られる。一方、映像信号復号化器１１
３は、映像信号符号化器１０５から入力された量子化済
みの変換係数を、逆量子化及び逆離散的コサイン変換を
用いて復元されたエラー信号に再び変換する。
された現フレーム信号がラインＬ９上の現フレーム信号
から減算され、その結果、データ、即ち差分画素値を表
すエラー信号が映像信号符号化器１０５へ入力される。
ここで、このエラー信号は離散的コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）と公知の量子化方法を用いて一連の量子化された変
換係数に符号化されている。しかるのち、量子化済みの
変換係数はエントロピー符号化器１０７と映像信号復号
化器１１３へ伝送される。エントロピー符号化器１０７
においては、映像信号符号化器１０５からの量子化済み
の変換係数と現フレーム予測ブロック１５０からのライ
ンＬ２０を通じて入力された動きベクトルが、例えば、
可変長符号化技法を用いて符号されるとともに、伝送器
（図示せず）へ送られる。一方、映像信号復号化器１１
３は、映像信号符号化器１０５から入力された量子化済
みの変換係数を、逆量子化及び逆離散的コサイン変換を
用いて復元されたエラー信号に再び変換する。
【００１５】映像信号復号化器１１３からのその復元済
みのエラー信号と、現フレーム予測ブロック１５０から
ラインＬ３０上の予測された現フレーム信号とは加算器
１１５で加え合わせられて、復元済みの現フレーム信号
となって第２フレームメモリ１２４内に前フレームとし
て格納される。
みのエラー信号と、現フレーム予測ブロック１５０から
ラインＬ３０上の予測された現フレーム信号とは加算器
１１５で加え合わせられて、復元済みの現フレーム信号
となって第２フレームメモリ１２４内に前フレームとし
て格納される。
【００１６】図２には、図１の現フレーム予測ブロック
１５０の詳細な図面が示されている。同図に示されたよ
うに、第２フレームメモリ１２４からのラインＬ１２上
の前フレーム信号は特徴点選択ブロック２１０、特徴点
動きベクトル検知ブロック２１２及び動き補償ブロック
２１６へ入力される。
１５０の詳細な図面が示されている。同図に示されたよ
うに、第２フレームメモリ１２４からのラインＬ１２上
の前フレーム信号は特徴点選択ブロック２１０、特徴点
動きベクトル検知ブロック２１２及び動き補償ブロック
２１６へ入力される。
【００１７】特徴点選択ブロック２１０においては、前
フレーム内に含まれた画素のうち複数の特徴点が選択さ
れる。この各々の特徴点はフレーム内の物体の動きを代
表しうる画素の位置として定義される。図３には、１０
×７画素のフレームが示されている。ここで、動く物体
が該フレームの中央を中心としてその近位に存在する動
く物体が、一セットの画素即ち、「Ａ」から「Ｉ」まで
の画素だけでよく表現されうるとすれば、これらの画素
は該フレームの特徴点として取り出される。
フレーム内に含まれた画素のうち複数の特徴点が選択さ
れる。この各々の特徴点はフレーム内の物体の動きを代
表しうる画素の位置として定義される。図３には、１０
×７画素のフレームが示されている。ここで、動く物体
が該フレームの中央を中心としてその近位に存在する動
く物体が、一セットの画素即ち、「Ａ」から「Ｉ」まで
の画素だけでよく表現されうるとすれば、これらの画素
は該フレームの特徴点として取り出される。
【００１８】本発明の好ましい実施例においては、図４
Ａ及び図４Ｂに示した四角グリッドまたは六角グリッド
のような種々の形態のグリッドを用いるグリッド技法を
用いて、特徴点が特定される。図４Ａ及び図４Ｂには、
特徴点はグリッドのノードに位置する。
Ａ及び図４Ｂに示した四角グリッドまたは六角グリッド
のような種々の形態のグリッドを用いるグリッド技法を
用いて、特徴点が特定される。図４Ａ及び図４Ｂには、
特徴点はグリッドのノードに位置する。
【００１９】本発明の他の好ましい実施例として、図５
Ａ及び図５Ｂに示されたように、エッジ検知技法が上述
したグリッド技法と共に用いられる。この技法において
は、グリッドと動く物体のエッジとの交差点が特徴点と
して選択される。
Ａ及び図５Ｂに示されたように、エッジ検知技法が上述
したグリッド技法と共に用いられる。この技法において
は、グリッドと動く物体のエッジとの交差点が特徴点と
して選択される。
【００２０】図２には、特徴点選択ブロック２１０から
のその選択された特徴点動きベクトル検知ブロック２１
２及び現フレーム動きベクトル検知ブロック２１４へ入
力される。また、ラインＬ１０上の現フレーム信号が特
徴点動きベクトル検知ブロック２１２へ供給される。
のその選択された特徴点動きベクトル検知ブロック２１
２及び現フレーム動きベクトル検知ブロック２１４へ入
力される。また、ラインＬ１０上の現フレーム信号が特
徴点動きベクトル検知ブロック２１２へ供給される。
【００２１】特徴点動きベクトル検知ブロック２１２に
おいては、選択された各々の特徴点への第１セットの動
きベクトルが検知される。この第１セットの動きベクト
ルの各々は、前フレームにおける特徴点と現フレームに
おける最も類似な画素との間の空間的変位である。
おいては、選択された各々の特徴点への第１セットの動
きベクトルが検知される。この第１セットの動きベクト
ルの各々は、前フレームにおける特徴点と現フレームに
おける最も類似な画素との間の空間的変位である。
【００２２】画素単位で動きベクトルを検知する取扱い
アルゴリズムには色々のものがある。本発明の好ましい
実施例においては、ブロック整合アルゴリズムが用いら
れる。即ち、一つの特徴点が特徴点選択ブロック２１０
から受信される際、特徴点ブロックの中央に特徴点を有
する特徴点ブロック、例えば、５×５画素の前フレーム
を第２メモリ124（図１参照）からラインＬ１２を通じ
て検索する。しかるのち、特徴点ブロックへの特徴点動
きベクトルは第１フレームメモリ１００（図１参照）か
ら探索領域、例えば、１０×１０画素の現フレームデー
タに含まれた同一の大きさの複数の候補ブロックと特徴
点ブロックとの類似度を算出した後、特定される。
アルゴリズムには色々のものがある。本発明の好ましい
実施例においては、ブロック整合アルゴリズムが用いら
れる。即ち、一つの特徴点が特徴点選択ブロック２１０
から受信される際、特徴点ブロックの中央に特徴点を有
する特徴点ブロック、例えば、５×５画素の前フレーム
を第２メモリ124（図１参照）からラインＬ１２を通じ
て検索する。しかるのち、特徴点ブロックへの特徴点動
きベクトルは第１フレームメモリ１００（図１参照）か
ら探索領域、例えば、１０×１０画素の現フレームデー
タに含まれた同一の大きさの複数の候補ブロックと特徴
点ブロックとの類似度を算出した後、特定される。
【００２３】全ての特徴点への動きベクトルを検知した
のち、第１セットの動きベクトルは、現フレーム動きベ
クトル検知ブロック２１４及びエントロピー符号化器１
０７（図１参照）にラインＬ２０を通じて入力される。
現フレーム動きベクトル検知ブロック２１４にて、現フ
レームに含まれた全ての画素への第２セットの動きベク
トルが、第１セットの動きベクトル及び特徴点選択ブロ
ックからの特徴点情報を用いて特定する。第２セットの
動きベクトルを特定するためには、最初に「準特徴点」
への一セットの動きベクトルを特定するが、各々の準特
徴点は前フレームの各特徴点からその対応する第１セッ
トの動きベクトルの各々だけ移動した現フレームの画素
点を表す。準特徴点への動きベクトルの大きさは、その
対応する特徴点への動きベクトルと同じであり、その二
つの動きベクトルの方向は反対である。全ての準特徴点
への動きベクトルを特定した後、現フレームにおける残
りの画素である非準特徴点への動きベクトルを次のよう
に特定する。
のち、第１セットの動きベクトルは、現フレーム動きベ
クトル検知ブロック２１４及びエントロピー符号化器１
０７（図１参照）にラインＬ２０を通じて入力される。
現フレーム動きベクトル検知ブロック２１４にて、現フ
レームに含まれた全ての画素への第２セットの動きベク
トルが、第１セットの動きベクトル及び特徴点選択ブロ
ックからの特徴点情報を用いて特定する。第２セットの
動きベクトルを特定するためには、最初に「準特徴点」
への一セットの動きベクトルを特定するが、各々の準特
徴点は前フレームの各特徴点からその対応する第１セッ
トの動きベクトルの各々だけ移動した現フレームの画素
点を表す。準特徴点への動きベクトルの大きさは、その
対応する特徴点への動きベクトルと同じであり、その二
つの動きベクトルの方向は反対である。全ての準特徴点
への動きベクトルを特定した後、現フレームにおける残
りの画素である非準特徴点への動きベクトルを次のよう
に特定する。
【００２４】図６に示されたように、複数の準特徴点が
全ての現フレームで不規則的に分布されている。星で表
示した非準特徴点への動きベクトルは、半径（ｄｒ＋ｄ
ａ）の円周内に位置した準特徴点の動きベクトルを平均
することによって求める。ここで、ｄａは、最も近位の
準特徴点と星表示の位置との距離であり、ｄｒは動きベ
クトル計算で用いられる他の準特徴点を含むように拡張
された予め定められた半径である。例えば、もっとも近
位の準特徴点が「Ｙ」で、準特徴点「Ｘ」が（ｄｒ＋ｄ
ａ）の境界に含まれば、星表示の画素への動きベクトル
（ＭＶｘ，ＭＶｙ）は次式のように計算される。
全ての現フレームで不規則的に分布されている。星で表
示した非準特徴点への動きベクトルは、半径（ｄｒ＋ｄ
ａ）の円周内に位置した準特徴点の動きベクトルを平均
することによって求める。ここで、ｄａは、最も近位の
準特徴点と星表示の位置との距離であり、ｄｒは動きベ
クトル計算で用いられる他の準特徴点を含むように拡張
された予め定められた半径である。例えば、もっとも近
位の準特徴点が「Ｙ」で、準特徴点「Ｘ」が（ｄｒ＋ｄ
ａ）の境界に含まれば、星表示の画素への動きベクトル
（ＭＶｘ，ＭＶｙ）は次式のように計算される。
【００２５】
【数１】
【００２６】ここで、ｄｘとｄｙは各々星で表示された
画素位置から準特徴点Ｘ及びＹにおける距離を表し、
（ＭＶｘ，ＭＶｙ）Ｘ及び（ＭＶｘ，ＭＶｙ）Ｙは各々
準特徴点への動きベクトルである。
画素位置から準特徴点Ｘ及びＹにおける距離を表し、
（ＭＶｘ，ＭＶｙ）Ｘ及び（ＭＶｘ，ＭＶｙ）Ｙは各々
準特徴点への動きベクトルである。
【００２７】図２を再び参照すれば、準特徴点と非準特
徴点への第２セットの動きベクトルは、動き補償ブロッ
ク２１６へ提供される。この動き補償ブロック２１６に
て、予測された現フレームに含まれる画素の各値を、第
２セットの動きベクトルの各々を用いて、第２フレーム
メモリ１２４（図１参照）から取り出す。
徴点への第２セットの動きベクトルは、動き補償ブロッ
ク２１６へ提供される。この動き補償ブロック２１６に
て、予測された現フレームに含まれる画素の各値を、第
２セットの動きベクトルの各々を用いて、第２フレーム
メモリ１２４（図１参照）から取り出す。
【００２８】本発明の符号化器に対応する復号化器にお
いては、動き予測ブロックは図２と類似な構造である
が、図２の特徴点動きベクトル検知ブロック２１２のよ
うな動き推定器はない。これは特徴点動きベクトルが符
号化器から伝送されて提供されるためである。したがっ
て、予測ブロックは上記の符号器に対して説明されたよ
うな特徴点選択ブロック、現フレーム動きベクトル検知
ブロック及び動き補償ブロックを含む。
いては、動き予測ブロックは図２と類似な構造である
が、図２の特徴点動きベクトル検知ブロック２１２のよ
うな動き推定器はない。これは特徴点動きベクトルが符
号化器から伝送されて提供されるためである。したがっ
て、予測ブロックは上記の符号器に対して説明されたよ
うな特徴点選択ブロック、現フレーム動きベクトル検知
ブロック及び動き補償ブロックを含む。
【００２９】さらに、復号器のフレームメモリからの前
フレーム信号が、特徴点選択ブロックへ入力されて複数
の特徴点が選択される。現フレーム動き検知ブロック
は、図２で説明した符号器から伝送された選択された特
徴点及びその動きベクトルに応答して、その予測された
現フレームに含まれる全ての画素の動きベクトルが特定
される。動き補償ブロックは符号器でのように予測され
た現フレームを提供する。予測された現フレームは復号
器で更に処理されて、もとのビデオ信号と同一の現フレ
ームに復元される。
フレーム信号が、特徴点選択ブロックへ入力されて複数
の特徴点が選択される。現フレーム動き検知ブロック
は、図２で説明した符号器から伝送された選択された特
徴点及びその動きベクトルに応答して、その予測された
現フレームに含まれる全ての画素の動きベクトルが特定
される。動き補償ブロックは符号器でのように予測され
た現フレームを提供する。予測された現フレームは復号
器で更に処理されて、もとのビデオ信号と同一の現フレ
ームに復元される。
【００３０】
【発明の効果】従って、本発明によれば、特徴点を用い
る改良された画素単位動き推定技法を用いることによっ
て、画素単位で動きを処理して映像信号の符号化の際、
特定画面の画質を改善できる。
る改良された画素単位動き推定技法を用いることによっ
て、画素単位で動きを処理して映像信号の符号化の際、
特定画面の画質を改善できる。
【図１】本発明の現フレーム予測ブロックを有する映像
信号符号化装置のブロック図である。
信号符号化装置のブロック図である。
【図２】図１の現フレーム予測ブロックの詳細なブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】特徴点を規定するためのフレームを説明する図
である。
である。
【図４】Ａ及びＢからなり、Ａ及びＢは、各々特徴点を
選択するための別個の形態のグリッドを示す図である。
選択するための別個の形態のグリッドを示す図である。
【図５】Ａ及びＢからなり、Ａ及びＢは、各々グリッド
及びエッジを用いて特徴点を選択する技法を示す図であ
る。
及びエッジを用いて特徴点を選択する技法を示す図であ
る。
【図６】非準特徴点への動きベクトルを検知する方法を
示す図である。
示す図である。
【符号の説明】 １００ 第１フレームメモリ １０２ 減算器 １０５ 映像信号符号化器 １０７ エントロピー符号化器 １１３ 映像信号復号化器 １１５ 加算器 １２４ 第２フレームメモリ １５０ 現フレーム予測ブロック ２１０ 特徴点選択ブロック ２１２ 特徴点動きベクトル検知ブロック ２１４ 現フレーム動きベクトル検知ブロック ２１６ 動き補償ブロック
Claims (8)
- 【請求項１】 動き補償映像信号符号器で用いるもの
であって、ディジタル映像信号の現フレーム及び前フレ
ームに基づいて、予測された現フレームを特定する映像
信号符号化装置であって、 前記前フレームに含まれた画素から複数の画素を選択す
る手段と、 前記現フレームと前記前フレームとの間で前記選択され
た画素の各々への動きを表す第１セットの動きベクトル
を検知する手段と、 前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記現フレー
ムに含まれた全ての画素への第２セットの動きベクトル
を発生する発生手段と、 前記第２セットの動きベクトルの一つを通じて、前記現
フレームにおける画素の一つに対応する、前記前フレー
ムにおける各々の画素値を前記現フレームにおける前記
一つの画素値として割り当てることによって、予測され
た現フレームを特定する手段とを有することを特徴とす
る映像信号符号化装置。 - 【請求項２】 前記発生手段が、 前記第１セットの動きベクトルを、前記前フレームの選
択された画素に対応して、前記現フレームの画素への前
記第２セットの動きベクトルの一部分として割り当てる
手段と、 前記第２セットの動きベクトルの一部分に含まれた少な
くとも一つの動きベクトルを平均して、前記第２セット
の動きベクトルの残りの部分の動きベクトルを特定する
手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の映像
信号符号化装置。 - 【請求項３】 動き補償映像信号符号器で用いるもので
あって、ディジタル映像信号の現フレームと前フレーム
とに基づいて、予測された現フレームを特定する映像信
号符号化方法であって、 （ａ）前記前フレームに含まれた画素から複数の画素を
選択する過程と、 （ｂ）前記現フレームと前記前フレームとの間で、前記
選択された各々への動きを表す第１セットの動きベクト
ルを検知する過程と、 （ｃ）前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記現
フレームに含まれた全ての画素への第２セットの動きベ
クトルを発生する過程と、 （ｄ）前記第２セットの動きベクトルの一つを通じて、
前記現フレームにおける画素の一つに対応する、前記前
フレームにおける各々の画素値を前記現フレームにおけ
る前記一つの画素値として割り当てることによって、予
測された現フレームを特定する過程とを有することを特
徴とする映像信号符号化方法。 - 【請求項４】 前記過程（ｃ）が、 （ｃ１）前記第１セットの動きベクトルを、前記前フレ
ームの選択された画素に対応する、前記現フレームにお
ける画素への前記第２セットの動きベクトルの一部分と
して割り当てる過程と、 （ｃ２）前記第２セットの動きベクトルの一部分に含ま
れた少なくとも一つの動きベクトルを平均して、前記第
２セットの動きベクトルの残りの部分の動きベクトルを
特定する過程とを含むことを特徴とする請求項３に記載
の映像信号符号化方法。 - 【請求項５】 動き補償映像信号復号器で用いられ、デ
ィジタルビデオ信号の前フレームと符号器から伝送され
る第１セットの動きベクトルに基づいて、予測された現
フレームを特定するものであって、該符号器は前記前フ
レームに含まれた画素から複数の画素を選択する手段
と、前記現フレームと前記前フレームとの間の前記選択
された画素の各々の動きを表す映像信号符号化におい
て、前記第１セットの動きベクトルを検知する手段とを
備える映像信号符号化装置であって、 前記前フレームに含まれた画素から複数の画素を選択す
る手段と、 前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記現フレー
ムに含まれた全ての画素への第２セットの動きベクトル
を発生する手段と、 前記第２セットの動きベクトルの一つを通じて、前記現
フレームにおける画素の一つに対応する、前記前フレー
ムにおける各々の画素値を、前記現フレームにおける前
記一つの画素値として割り当てることによって、予測さ
れた現フレームを特定する手段とを有することを特徴と
する映像信号符号化装置。 - 【請求項６】 前記発生手段が、 前記第１セットの動きベクトルを、前記前フレームの選
択された画素に対応して、前記現フレームの画素への前
記第２セットの動きベクトルの一部分として割り当てる
手段と、 前記第２セットの動きベクトルの一部分に含まれた少な
くとも一つの動きベクトルを平均して、前記第２セット
の動きベクトルの残りの部分の動きベクトルを特定する
手段とを備えることを特徴とする請求項５に記載の映像
信号符号化装置。 - 【請求項７】 動き補償映像信号復号器で用いられ、デ
ィジタルビデオ信号の前フレームと符号器から伝送され
る第１セットの動きベクトルとに基づいて、予測された
現フレームを特定するものであって、該符号器は前記前
フレームに含まれた画素から複数の画素を選択する手段
と、前記現フレームと前記前フレームとの間で、前記選
択された画素の各々の動きを表す前記第１セットの動き
ベクトルを検知する手段とを備える映像信号符号化方法
であって、 前記前フレームに含まれた画素から複数の画素を選択す
る過程と、 前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記現フレー
ムに含まれた全ての画素への第２セットの動きベクトル
を発生する発生過程と、 前記第２セットの動きベクトルの一つを通じて、前記現
フレームにおける画素の一つに対応する、前記前フレー
ムにおける各々の画素値を前記現フレームにおける前記
一つの画素値として割り当てることによって、予測され
た現フレームを特定する過程とを有することを特徴とす
る映像信号符号化方法。 - 【請求項８】 前記発生過程が、 前記第１セットの動きベクトルを、前記前フレームの選
択された画素に対応して、前記現フレームの画素への前
記第２セットの動きベクトルの一部分に割り当てる過程
と、 前記第２セットの動きベクトルの一部分に含まれた少な
くとも一つの動きベクトルを平均して、前記第２セット
の動きベクトルの残りの部分の動きベクトルを特定する
過程とを備えることを特徴とする請求項７に記載の映像
信号符号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2462395A JPH08205176A (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2462395A JPH08205176A (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08205176A true JPH08205176A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=12143279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2462395A Pending JPH08205176A (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08205176A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009509418A (ja) * | 2005-09-16 | 2009-03-05 | ソニー エレクトロニクス インク | 時間予測のための分類フィルタリング |
-
1995
- 1995-01-19 JP JP2462395A patent/JPH08205176A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009509418A (ja) * | 2005-09-16 | 2009-03-05 | ソニー エレクトロニクス インク | 時間予測のための分類フィルタリング |
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