JPH08307872A - ビデオ信号符号化方法 - Google Patents
ビデオ信号符号化方法Info
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- JPH08307872A JPH08307872A JP20286495A JP20286495A JPH08307872A JP H08307872 A JPH08307872 A JP H08307872A JP 20286495 A JP20286495 A JP 20286495A JP 20286495 A JP20286495 A JP 20286495A JP H08307872 A JPH08307872 A JP H08307872A
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- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/537—Motion estimation other than block-based
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 物体の動きに従って適応的に特徴点を選択
し、ビデオ信号を効果的に符号化し得る方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明のビデオ信号符号化方法は、画
素単位で現フレームの画素値から前フレームの画素値を
減算し、同一の位置に存在する画素間の差分画素値を提
供し、差分画素値と第１閾値ＴＨ１とを比較し、１つ以
上の処理領域を選択し、前フレームにおける処理領域内
に存在する各画素の動きベクトルを、現フレームと前フ
レームとの間で検知し、処理領域内に存在する各画素の
動きベクトルに基づいて、現フレームの画素値を提供
し、現フレームの画素値から前フレームの処理領域内に
存在する各画素の画素値を減算し、誤差画素値を提供
し、誤差画素値と第２閾値ＴＨ２とを比較し、１つ以上
のグリッド領域を選択し、第１グリッド及び第２グリッ
ドを形成し、前フレームからエッジ点を検知し、第１及
び第２グリッド、及びエッジ点に基づいて、前フレーム
の複数の画素を特徴点として選択する。
し、ビデオ信号を効果的に符号化し得る方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明のビデオ信号符号化方法は、画
素単位で現フレームの画素値から前フレームの画素値を
減算し、同一の位置に存在する画素間の差分画素値を提
供し、差分画素値と第１閾値ＴＨ１とを比較し、１つ以
上の処理領域を選択し、前フレームにおける処理領域内
に存在する各画素の動きベクトルを、現フレームと前フ
レームとの間で検知し、処理領域内に存在する各画素の
動きベクトルに基づいて、現フレームの画素値を提供
し、現フレームの画素値から前フレームの処理領域内に
存在する各画素の画素値を減算し、誤差画素値を提供
し、誤差画素値と第２閾値ＴＨ２とを比較し、１つ以上
のグリッド領域を選択し、第１グリッド及び第２グリッ
ドを形成し、前フレームからエッジ点を検知し、第１及
び第２グリッド、及びエッジ点に基づいて、前フレーム
の複数の画素を特徴点として選択する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号を符号
化する方法に関し、とくに、物体の動きに従って適応的
に特徴点を選択することによってビデオ信号を効果的に
符号化し得る方法に関する。
化する方法に関し、とくに、物体の動きに従って適応的
に特徴点を選択することによってビデオ信号を効果的に
符号化し得る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、ディジタル化された映像
信号の伝送は、アナログ信号の伝送より良好な画質を維
持することができる。一連のイメージ“フレーム”から
なるイメージ信号がディジタル形態で表現される時、と
くに、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）の場合、大量のデー
タが伝送されなければならない。しかし、従来の伝送チ
ャンネルの使用可能な周波数帯域は限定されているた
め、その大量のディジタルデータを伝送するためには、
伝送すべきデータを圧縮するか、またはその量を減らす
必要がある。多様な圧縮技法のうち、統計的符号化技法
と時間的／空間的圧縮技法とを組み合わせた、いわゆる
ハイブリッド符号化（ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｄｉｎｇ）技
法が最も効率的な圧縮技法として知られている。
信号の伝送は、アナログ信号の伝送より良好な画質を維
持することができる。一連のイメージ“フレーム”から
なるイメージ信号がディジタル形態で表現される時、と
くに、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）の場合、大量のデー
タが伝送されなければならない。しかし、従来の伝送チ
ャンネルの使用可能な周波数帯域は限定されているた
め、その大量のディジタルデータを伝送するためには、
伝送すべきデータを圧縮するか、またはその量を減らす
必要がある。多様な圧縮技法のうち、統計的符号化技法
と時間的／空間的圧縮技法とを組み合わせた、いわゆる
ハイブリッド符号化（ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｄｉｎｇ）技
法が最も効率的な圧縮技法として知られている。
【０００３】殆ど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）法、２次元ＤＣＴ
（離散的コサイン変換）法、ＤＣＴ係数の量子化法、及
びＶＬＣ（可変長符号化）法を用いている。動き補償Ｄ
ＰＣＭ法は、現フレームとその前フレームとの間の物体
の動きを推定し、推定された物体の動きから現フレーム
を予測すると共に、現フレームとその予測値との間の差
を表す誤差信号を生成する方法である。この方法は、例
えばＳｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓｓｏｎによる、「Ｆｉ
ｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｏ
ｒｓ ｆｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ／
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄｉｎｇ」、ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎｓ，ＣＯＭ−３３，ＮＯ．１２，（１９８５年１２
月）、またはＮｉｎｏｍｉｙａとＯｈｔｓｕｋａとによ
る「Ａ Ｍｏｔｉｏｎ− Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｉ
ｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ ｆ
ｏｒ ＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＰｉｃｔｕｒｅｓ」、ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３０，ＮＯ．１，（１９８
２年１月）に記載されている。
償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）法、２次元ＤＣＴ
（離散的コサイン変換）法、ＤＣＴ係数の量子化法、及
びＶＬＣ（可変長符号化）法を用いている。動き補償Ｄ
ＰＣＭ法は、現フレームとその前フレームとの間の物体
の動きを推定し、推定された物体の動きから現フレーム
を予測すると共に、現フレームとその予測値との間の差
を表す誤差信号を生成する方法である。この方法は、例
えばＳｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓｓｏｎによる、「Ｆｉ
ｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｏ
ｒｓ ｆｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ／
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄｉｎｇ」、ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎｓ，ＣＯＭ−３３，ＮＯ．１２，（１９８５年１２
月）、またはＮｉｎｏｍｉｙａとＯｈｔｓｕｋａとによ
る「Ａ Ｍｏｔｉｏｎ− Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｉ
ｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ ｆ
ｏｒ ＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＰｉｃｔｕｒｅｓ」、ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３０，ＮＯ．１，（１９８
２年１月）に記載されている。
【０００４】映像データ間の空間的冗長度を除去する２
次元ＤＣＴ法においては、例えば、８×８画素のディジ
タル映像データのブロックを一組の変換係数のデータに
変換する。この技法は、例えばＣｈｅｎ及びＰｒａｔｔ
の「Ｓｃｅｎｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｄｅｒ」、Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３２，Ｎｏ．３（１９８
４年３月）に開示されている。そのような変換係数のデ
ータを量子化器、ジグザグスキャナ及びＶＬＣにて処理
することによって、伝送されるべきデータの量を効果的
に圧縮することができる。
次元ＤＣＴ法においては、例えば、８×８画素のディジ
タル映像データのブロックを一組の変換係数のデータに
変換する。この技法は、例えばＣｈｅｎ及びＰｒａｔｔ
の「Ｓｃｅｎｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｄｅｒ」、Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３２，Ｎｏ．３（１９８
４年３月）に開示されている。そのような変換係数のデ
ータを量子化器、ジグザグスキャナ及びＶＬＣにて処理
することによって、伝送されるべきデータの量を効果的
に圧縮することができる。
【０００５】詳述すると、動き補償ＤＰＣＭでは、現フ
レームと前フレームとの間で推定された物体の動きに基
づいて、現フレームのデータを対応する前フレームのデ
ータから予測する。このような推定された動きは、前フ
レームと現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される。
レームと前フレームとの間で推定された物体の動きに基
づいて、現フレームのデータを対応する前フレームのデ
ータから予測する。このような推定された動きは、前フ
レームと現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される。
【０００６】ある物体の画素の変位を推定する方法は、
２つの基本的なタイプに分類される。一方はブロック単
位の動き推定であり、他方は画素単位の動き推定であ
る。
２つの基本的なタイプに分類される。一方はブロック単
位の動き推定であり、他方は画素単位の動き推定であ
る。
【０００７】ブロック単位の推定においては、現フレー
ムの各ブロックは、最も良好な一致が得られるまでその
前ブロックにおけるブロックと比較される。かくして、
現フレームの全ブロックに対する（ブロックがフレーム
間でどの位移動したかを表す）フレーム間の変位ベクト
ルが推定される。
ムの各ブロックは、最も良好な一致が得られるまでその
前ブロックにおけるブロックと比較される。かくして、
現フレームの全ブロックに対する（ブロックがフレーム
間でどの位移動したかを表す）フレーム間の変位ベクト
ルが推定される。
【０００８】しかし、ブロック単位の動き推定に於いて
は、ブロック内における全ての画素が一方向へ移動しな
い場合には、不良な推定が行われ、その結果、全体的な
画質が低下する。
は、ブロック内における全ての画素が一方向へ移動しな
い場合には、不良な推定が行われ、その結果、全体的な
画質が低下する。
【０００９】一方、画素単位の動き推定を用いると、変
位は全ての画素に対して求められる。この方法は画素値
をより正確に推定することができると共に、スケール変
更（例えば、ズーミングのような映像面に対しする垂直
な動き）も容易に扱うことができる。しかし、画素単位
の方法では、動きベクトルが全ての画素の各々に対して
決定されるので、全ての動きベクトルデータを受信機に
伝送することは実際には不可能である。
位は全ての画素に対して求められる。この方法は画素値
をより正確に推定することができると共に、スケール変
更（例えば、ズーミングのような映像面に対しする垂直
な動き）も容易に扱うことができる。しかし、画素単位
の方法では、動きベクトルが全ての画素の各々に対して
決定されるので、全ての動きベクトルデータを受信機に
伝送することは実際には不可能である。
【００１０】画素単位の動き推定の結果生じる伝送デー
タ量が過剰となる問題を解決するために導入された技法
の１つが、特徴点に基づく動き推定方法がある。
タ量が過剰となる問題を解決するために導入された技法
の１つが、特徴点に基づく動き推定方法がある。
【００１１】特徴点に基づく動き推定法においては、１
組の選択された画素（即ち、特徴点）に対する動きベク
トルが受信機へ伝送される。ここで、特徴点とは物体の
動きを表し得る現フレームまたはその前フレームの画素
として定義され、受信端では、特徴点の動きベクトルか
ら現フレームにおける画素に対する全体の動きベクトル
を復元または推定できる。特徴点に基づく動き推定法を
用いた符号化器においては、本特許出願と出願人を同じ
くする係属中の米国特許出願第０８／３６７，５２０号
「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａ Ｖｉｄｅｏ Ｓｉｇｎａｌ
Ｕｓｉｎｇ Ｐｉｘｅｌ−ｂｙ−Ｐｉｘｅｌ Ｍｏｔｉ
ｏｎ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」明細書に開示されてお
り、複数の特徴点が現フレームに含まれる全ての画素か
ら最初選択される。その後、その選択された特徴点に対
する動きベクトルを通常のブロック整合法を用いて特定
するが、ここで各々の動きベクトルは、前フレームにお
ける１つの特徴点と現フレームにおける対応する整合点
（即ち、最も準な画素）との間の空間的変位を表す。よ
り詳しくは、特徴点の各々に対する整合点は、現フレー
ム内の探索領域内で検知されるが、ここで探索領域は対
応する特徴点の位置を取り囲む予め定められた領域とし
て定義される。しかる後、現フレームにおける全画素に
対する全体の動きベクトルが、特徴点の動きベクトルに
基づいて特定される。
組の選択された画素（即ち、特徴点）に対する動きベク
トルが受信機へ伝送される。ここで、特徴点とは物体の
動きを表し得る現フレームまたはその前フレームの画素
として定義され、受信端では、特徴点の動きベクトルか
ら現フレームにおける画素に対する全体の動きベクトル
を復元または推定できる。特徴点に基づく動き推定法を
用いた符号化器においては、本特許出願と出願人を同じ
くする係属中の米国特許出願第０８／３６７，５２０号
「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ
Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａ Ｖｉｄｅｏ Ｓｉｇｎａｌ
Ｕｓｉｎｇ Ｐｉｘｅｌ−ｂｙ−Ｐｉｘｅｌ Ｍｏｔｉ
ｏｎ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」明細書に開示されてお
り、複数の特徴点が現フレームに含まれる全ての画素か
ら最初選択される。その後、その選択された特徴点に対
する動きベクトルを通常のブロック整合法を用いて特定
するが、ここで各々の動きベクトルは、前フレームにお
ける１つの特徴点と現フレームにおける対応する整合点
（即ち、最も準な画素）との間の空間的変位を表す。よ
り詳しくは、特徴点の各々に対する整合点は、現フレー
ム内の探索領域内で検知されるが、ここで探索領域は対
応する特徴点の位置を取り囲む予め定められた領域とし
て定義される。しかる後、現フレームにおける全画素に
対する全体の動きベクトルが、特徴点の動きベクトルに
基づいて特定される。
【００１２】しかしながら、上述した特徴点に基づく動
き推定法においては、特徴点が物体間の多様な動きを考
えずに特定されるため、適正な動き推定または正確な映
像の復元が必ずしも可能ではないという欠点があった。
き推定法においては、特徴点が物体間の多様な動きを考
えずに特定されるため、適正な動き推定または正確な映
像の復元が必ずしも可能ではないという欠点があった。
【００１３】
【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、物体の動きによって適応的に特徴点を選択する
ことによって、ビデオ信号を効率的に符号化できる改善
されたビデオ信号符号化方法を提供することである。
目的は、物体の動きによって適応的に特徴点を選択する
ことによって、ビデオ信号を効率的に符号化できる改善
されたビデオ信号符号化方法を提供することである。
【００１４】
【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、特徴点に基づく動き推定法に基
づいて、現フレームとその前フレームとを有する複数の
フレームからなるディジタルビデオ信号を符号化するビ
デオ信号符号化装置に用いられ、前記現フレームとその
前フレームとの間における物体の動きに従って適応的に
特徴点を選択するビデオ信号符号化方法であって、
（ａ）画素単位で現フレームの画素値から前フレームの
画素値を減算することによって、現フレームと前フレー
ムとで同一の位置に存在する画素間の差分画素値を提供
する過程と、（ｂ）前記差分画素値と第１閾値ＴＨ１と
を画素単位で比較すると共に、前記第１閾値ＴＨ１より
大きい差分画素値を有する画素からなる、１つまたはそ
れ以上の処理領域を選択する過程と、（ｃ）前記前フレ
ームにおける処理領域内に存在する各画素の動きベクト
ルを、前記現フレームと前記前フレームとの間で検知す
る過程と、（ｄ）前記前フレームにおける処理領域内に
存在する各画素の動きベクトルに基づいて、前記現フレ
ームの画素値を提供する過程と、（ｅ）前記現フレーム
の画素値から、前記前フレームにおける処理領域内に存
在する各画素の画素値を画素単位で減算することによっ
て、誤差画素値を提供する過程と、（ｆ）前記誤差画素
値と前記第２閾値ＴＨ２とを比較すると共に、前記第２
閾値ＴＨ２より大きい誤差画素値を有する画素からな
る、１つまたはそれ以上のグリッド領域を選択する過程
と、（ｇ）前記前フレームにおける各処理領域に第１グ
リッドを形成し、かつ前記各グリッド領域に第２グリッ
ドを形成する過程であって、該第２グリッドは第１グリ
ッドのグリッド点の一部と、前記第１グリッドにおいて
垂直及び水平方向に隣接する一対のグリッド点の間の中
央に位置した、新たに追加されたグリッド点とによって
形成される、該過程と、（ｈ）前記前フレームからエッ
ジ点を検知する過程と、（ｉ）前記第１及び第２グリッ
ド、及びエッジ点に基づいて、前記前フレームにおける
複数の画素を特徴点として選択する過程とを有すること
を特徴とする。
めに、本発明によれば、特徴点に基づく動き推定法に基
づいて、現フレームとその前フレームとを有する複数の
フレームからなるディジタルビデオ信号を符号化するビ
デオ信号符号化装置に用いられ、前記現フレームとその
前フレームとの間における物体の動きに従って適応的に
特徴点を選択するビデオ信号符号化方法であって、
（ａ）画素単位で現フレームの画素値から前フレームの
画素値を減算することによって、現フレームと前フレー
ムとで同一の位置に存在する画素間の差分画素値を提供
する過程と、（ｂ）前記差分画素値と第１閾値ＴＨ１と
を画素単位で比較すると共に、前記第１閾値ＴＨ１より
大きい差分画素値を有する画素からなる、１つまたはそ
れ以上の処理領域を選択する過程と、（ｃ）前記前フレ
ームにおける処理領域内に存在する各画素の動きベクト
ルを、前記現フレームと前記前フレームとの間で検知す
る過程と、（ｄ）前記前フレームにおける処理領域内に
存在する各画素の動きベクトルに基づいて、前記現フレ
ームの画素値を提供する過程と、（ｅ）前記現フレーム
の画素値から、前記前フレームにおける処理領域内に存
在する各画素の画素値を画素単位で減算することによっ
て、誤差画素値を提供する過程と、（ｆ）前記誤差画素
値と前記第２閾値ＴＨ２とを比較すると共に、前記第２
閾値ＴＨ２より大きい誤差画素値を有する画素からな
る、１つまたはそれ以上のグリッド領域を選択する過程
と、（ｇ）前記前フレームにおける各処理領域に第１グ
リッドを形成し、かつ前記各グリッド領域に第２グリッ
ドを形成する過程であって、該第２グリッドは第１グリ
ッドのグリッド点の一部と、前記第１グリッドにおいて
垂直及び水平方向に隣接する一対のグリッド点の間の中
央に位置した、新たに追加されたグリッド点とによって
形成される、該過程と、（ｈ）前記前フレームからエッ
ジ点を検知する過程と、（ｉ）前記第１及び第２グリッ
ド、及びエッジ点に基づいて、前記前フレームにおける
複数の画素を特徴点として選択する過程とを有すること
を特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図面を参照しながらより詳しく説明する。
いて図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１６】図１を参照すると、本発明によるビデオ信
号符号化装置１０のブロック図が示されている。入力デ
ィジタルビデオ信号は、ラインＬ１１及びＬ１０を介し
て減算器１０２及び現フレーム予測ブロック１５０に接
続されている第１フレームメモリ１００内に、現フレー
ム信号として格納されている。
号符号化装置１０のブロック図が示されている。入力デ
ィジタルビデオ信号は、ラインＬ１１及びＬ１０を介し
て減算器１０２及び現フレーム予測ブロック１５０に接
続されている第１フレームメモリ１００内に、現フレー
ム信号として格納されている。
【００１７】この第１フレーム予測ブロック１５０にお
いては、第１フレームメモリ１００から取り出されたラ
インＬ１０上の現フレーム信号と、第２フレームメモリ
１２４からのラインＬ１２上の再構成された前フレーム
信号または参照フレーム信号とを処理して、画素単位で
現フレームを予測する。その後、予測された現フレーム
信号をラインＬ１６上に、物体の動きを有する領域の位
置を表す処理領域情報をラインＬ１７上に、物体の散発
的かつ局所的な動きが現れる領域において、詳細な動き
補償を要する、領域の位置を表すグリッド情報をライン
Ｌ１８上に、そして特徴点に対する一セットの動きベク
トルをラインＬ１９上に、各々発生する。現フレーム予
測ブロック１５０の詳細については、以下で図２及び図
９を参照して説明する。
いては、第１フレームメモリ１００から取り出されたラ
インＬ１０上の現フレーム信号と、第２フレームメモリ
１２４からのラインＬ１２上の再構成された前フレーム
信号または参照フレーム信号とを処理して、画素単位で
現フレームを予測する。その後、予測された現フレーム
信号をラインＬ１６上に、物体の動きを有する領域の位
置を表す処理領域情報をラインＬ１７上に、物体の散発
的かつ局所的な動きが現れる領域において、詳細な動き
補償を要する、領域の位置を表すグリッド情報をライン
Ｌ１８上に、そして特徴点に対する一セットの動きベク
トルをラインＬ１９上に、各々発生する。現フレーム予
測ブロック１５０の詳細については、以下で図２及び図
９を参照して説明する。
【００１８】減算器１０２においては、ラインＬ１６上
の予測された現フレーム信号がラインＬ１１上の現フレ
ーム信号から減算されて、その結果として得られたデー
タ、即ち、現フレームと予測された現フレームとの間の
差分画素値を表す誤差信号が映像信号符号化器１０５へ
入力される。ここで、誤差信号は例えば、ＤＣＴ法及び
公知の量子化法のうちの何れかを用いて複数の量子化さ
れた変換係数に符号化される。
の予測された現フレーム信号がラインＬ１１上の現フレ
ーム信号から減算されて、その結果として得られたデー
タ、即ち、現フレームと予測された現フレームとの間の
差分画素値を表す誤差信号が映像信号符号化器１０５へ
入力される。ここで、誤差信号は例えば、ＤＣＴ法及び
公知の量子化法のうちの何れかを用いて複数の量子化さ
れた変換係数に符号化される。
【００１９】続いて、その量子化された変換係数は、エ
ントロピー符号化器１０７及び映像信号復号化器１１３
へ伝送される。エントロピー符号化器１０７において、
映像信号符号化器１０５からの量子化された変換係数、
ラインＬ１７を介して送られた処理領域情報ライン、Ｌ
１８を介して送られたグリッド情報及びラインＬ１９を
介して送られた動きベクトルは、例えば可変長さ符号化
法を用いて共に符号化されると共に、バッファ１０９を
通じて一定の伝送率で伝送機（図示せず）へ送られて伝
送される。
ントロピー符号化器１０７及び映像信号復号化器１１３
へ伝送される。エントロピー符号化器１０７において、
映像信号符号化器１０５からの量子化された変換係数、
ラインＬ１７を介して送られた処理領域情報ライン、Ｌ
１８を介して送られたグリッド情報及びラインＬ１９を
介して送られた動きベクトルは、例えば可変長さ符号化
法を用いて共に符号化されると共に、バッファ１０９を
通じて一定の伝送率で伝送機（図示せず）へ送られて伝
送される。
【００２０】一方、映像信号復号化器１１３は、映像信
号符号化器１０５からの量子化された変換係数を、逆量
子化及び逆離散的コサイン変換技法を用いて再構成され
た誤差信号に再度変換する。
号符号化器１０５からの量子化された変換係数を、逆量
子化及び逆離散的コサイン変換技法を用いて再構成され
た誤差信号に再度変換する。
【００２１】映像信号復号化器１１３からの再構成され
た誤差信号、及び現フレーム予測ブロック１５０からの
ラインＬ１６上の予測された現フレーム信号が、加算器
１１５にて加算れることによって、第２フレームメモリ
１２４に書き込まれるべき再構成された現フレーム信号
が、次のフレームに対する前フレームとして供給され
る。ビテオ信号符号化装置において、受信器におけるビ
デオ信号復号化装置の動作をモニターして、ビデオ信号
復号化装置における再構成された現フレーム信号と、ビ
デウ信号符号化装置における現フレーム信号との間のず
れを防止するために、誤差信号の再構成が必要である。
た誤差信号、及び現フレーム予測ブロック１５０からの
ラインＬ１６上の予測された現フレーム信号が、加算器
１１５にて加算れることによって、第２フレームメモリ
１２４に書き込まれるべき再構成された現フレーム信号
が、次のフレームに対する前フレームとして供給され
る。ビテオ信号符号化装置において、受信器におけるビ
デオ信号復号化装置の動作をモニターして、ビデオ信号
復号化装置における再構成された現フレーム信号と、ビ
デウ信号符号化装置における現フレーム信号との間のず
れを防止するために、誤差信号の再構成が必要である。
【００２２】図２を参照すると、図１に示した現フレー
ム予測ブロック１５０の動作が詳細に記述されている。
図示したように、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処理領域選択ブロック２
１０、特徴点選択ブロック２１１、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。
ム予測ブロック１５０の動作が詳細に記述されている。
図示したように、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処理領域選択ブロック２
１０、特徴点選択ブロック２１１、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。
【００２３】処理領域選択ブロック２１０においては、
物体の動きが存在する複数の領域が処理領域として選択
される。
物体の動きが存在する複数の領域が処理領域として選択
される。
【００２４】図３を参照すると、図２に示されている処
理領域選択ブロック２１０の詳細なブロック図が示され
ている。減算器３０１にて、図１に示した第１フレーム
メモリ１００からのラインＬ１０上の現フレーム信号か
ら、第２フレームメモリ１２４からのラインＬ１２上の
前フレーム信号が減算される。その結果として得られた
データ、即ち、現フレームと前フレームとの間で同一の
位置に存在する画素間の差分画素値を表すフレーム差分
データは、第１比較ブロック３１２へ供給される。この
第１比較ブロック３１２は、フレーム差分データに含ま
れた各々の差分画素値を予め定められた第１閾値ＴＨ１
と画素単位で比較する。もし、差分画素値が第１閾値Ｔ
Ｈ１より小さい場合は、転換値０にセットされる。そう
でない場合は、転換値１にセットされる。これらの転換
値は、第３フレームメモリ３１４へ供給され格納され
る。
理領域選択ブロック２１０の詳細なブロック図が示され
ている。減算器３０１にて、図１に示した第１フレーム
メモリ１００からのラインＬ１０上の現フレーム信号か
ら、第２フレームメモリ１２４からのラインＬ１２上の
前フレーム信号が減算される。その結果として得られた
データ、即ち、現フレームと前フレームとの間で同一の
位置に存在する画素間の差分画素値を表すフレーム差分
データは、第１比較ブロック３１２へ供給される。この
第１比較ブロック３１２は、フレーム差分データに含ま
れた各々の差分画素値を予め定められた第１閾値ＴＨ１
と画素単位で比較する。もし、差分画素値が第１閾値Ｔ
Ｈ１より小さい場合は、転換値０にセットされる。そう
でない場合は、転換値１にセットされる。これらの転換
値は、第３フレームメモリ３１４へ供給され格納され
る。
【００２５】第１領域選択ブロック３１６は、第３フレ
ームメモリ３１４から各画素の転換値を取出し、転換値
１を有する領域を第１領域として選択すると共に、各々
の第１領域に対する処理領域を特定するが、ここで処理
領域とは各第１領域を適正にカバーし得る最小の四角形
領域を言い、その寸法は図５に示したブロックに基づく
動き推定ブロック５１０における動き推定過程が、例え
ばマクロブロック（即ち、１６×１６画素）単位で扱わ
れば、（１６×Ｍ）×（１６×Ｎ）画素であり、ここで
Ｍ及びＮは正の整数である。図４を参照すると、転換値
１の第１領域Ａ及びＢを取り囲む処理領域５１及び５３
が、図示されている。
ームメモリ３１４から各画素の転換値を取出し、転換値
１を有する領域を第１領域として選択すると共に、各々
の第１領域に対する処理領域を特定するが、ここで処理
領域とは各第１領域を適正にカバーし得る最小の四角形
領域を言い、その寸法は図５に示したブロックに基づく
動き推定ブロック５１０における動き推定過程が、例え
ばマクロブロック（即ち、１６×１６画素）単位で扱わ
れば、（１６×Ｍ）×（１６×Ｎ）画素であり、ここで
Ｍ及びＮは正の整数である。図４を参照すると、転換値
１の第１領域Ａ及びＢを取り囲む処理領域５１及び５３
が、図示されている。
【００２６】各々の処理領域に対する位置データ、例え
ば各四角形領域の左上の画素位置及び寸法を表す処理領
域情報は、エントロピー符号化器１０７及び特徴点選択
ロック２１１へ提供される。特徴点選択ブロック２１１
においては、複数の特徴点が前フレームに含まれた画素
から選択される。ここで、特徴点とはフレームにおいて
物体の動きを代表し得る画素を意味する。
ば各四角形領域の左上の画素位置及び寸法を表す処理領
域情報は、エントロピー符号化器１０７及び特徴点選択
ロック２１１へ提供される。特徴点選択ブロック２１１
においては、複数の特徴点が前フレームに含まれた画素
から選択される。ここで、特徴点とはフレームにおいて
物体の動きを代表し得る画素を意味する。
【００２７】図５を参照すると、図２に示した特徴点選
択ブロック２１１の詳細なブロック図が示されている。
図１に示した第１フレームメモリ１００からのラインＬ
１０上の現フレーム信号は、ブロックに基づく動き推定
ブロック５１０及びブロックに基づく動き補償ブロック
５１１へ入力される。一方、図１に示した第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、ブロックに基づく動きベクトル推定ブロック５１
０、減算器５１２及びエッジ検知ブロック５１７へ入力
される。
択ブロック２１１の詳細なブロック図が示されている。
図１に示した第１フレームメモリ１００からのラインＬ
１０上の現フレーム信号は、ブロックに基づく動き推定
ブロック５１０及びブロックに基づく動き補償ブロック
５１１へ入力される。一方、図１に示した第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、ブロックに基づく動きベクトル推定ブロック５１
０、減算器５１２及びエッジ検知ブロック５１７へ入力
される。
【００２８】処理領域情報に応答して、ブロックに基づ
く動きベクトル推定ブロック５１０は公知のブロック整
合法を用いて、前フレームにおける処理領域の各探索ブ
ロックと各探索ブロックと最も類似な現フレームにおけ
るブロックとの間の空間的変位を表す動きベクトルを検
知する。前フレームにおける処理領域の各探索ブロック
に対する動きベクトルは、その探索ブロック内に存在す
る各々の画素に対する動きベクトルと定められ、そして
いかなる処理領域にも属しない画素に対する動きベクト
ルはゼロと定められる。その後、ブロックに基づく動き
推定ブロック５１０は、この動きベクトルをブロックに
基づく動き補償ブロック５１１へ提供する。このブロッ
クに基づく動き補償ブロック５１１は、前フレームにお
ける全ての画素に対する動きベクトルを用いて、図１に
示した第１フレームメモリ１００から画素値を取出する
ことによって、予測信号を減算器５１２へ供給する。
く動きベクトル推定ブロック５１０は公知のブロック整
合法を用いて、前フレームにおける処理領域の各探索ブ
ロックと各探索ブロックと最も類似な現フレームにおけ
るブロックとの間の空間的変位を表す動きベクトルを検
知する。前フレームにおける処理領域の各探索ブロック
に対する動きベクトルは、その探索ブロック内に存在す
る各々の画素に対する動きベクトルと定められ、そして
いかなる処理領域にも属しない画素に対する動きベクト
ルはゼロと定められる。その後、ブロックに基づく動き
推定ブロック５１０は、この動きベクトルをブロックに
基づく動き補償ブロック５１１へ提供する。このブロッ
クに基づく動き補償ブロック５１１は、前フレームにお
ける全ての画素に対する動きベクトルを用いて、図１に
示した第１フレームメモリ１００から画素値を取出する
ことによって、予測信号を減算器５１２へ供給する。
【００２９】減算器５１２にて、前フレーム信号は予測
信号から減算され、その結果として得られたデータ、即
ち、前フレーム信号と予測信号との間の差分画素値を表
す差分信号が第２比較ブロック５１３へ供給される。第
２比較ブロック５１３は、差分信号内の各差分画素値と
第２閾値ＴＨ２とを画素単位で比較する。この第２閾値
ＴＨ２は予め定められるか、または図１に示したバッフ
ァ１０９に格納されたデータの量（即ち、バッファの占
有度）によって適応的に特定される。差分画素値が第２
閾値ＴＨ２より小さい場合は、転換値は０にセットされ
る。そうでない場合は、転換値は１にセットされる。こ
れらの転換値は、第４フレームメモリ５１４へ供給され
格納される。
信号から減算され、その結果として得られたデータ、即
ち、前フレーム信号と予測信号との間の差分画素値を表
す差分信号が第２比較ブロック５１３へ供給される。第
２比較ブロック５１３は、差分信号内の各差分画素値と
第２閾値ＴＨ２とを画素単位で比較する。この第２閾値
ＴＨ２は予め定められるか、または図１に示したバッフ
ァ１０９に格納されたデータの量（即ち、バッファの占
有度）によって適応的に特定される。差分画素値が第２
閾値ＴＨ２より小さい場合は、転換値は０にセットされ
る。そうでない場合は、転換値は１にセットされる。こ
れらの転換値は、第４フレームメモリ５１４へ供給され
格納される。
【００３０】第２領域選択ブロック５１５は、第４フレ
ームメモリ５１４から転換値を取出すと共に、転換値１
が存在する領域を物体の散発的かつ局所的な動きが存在
する第２領域として選択する。そして、第２領域の画素
位置を表す第２領域情報は、グリッド形成ブロック５１
６へ送られる。
ームメモリ５１４から転換値を取出すと共に、転換値１
が存在する領域を物体の散発的かつ局所的な動きが存在
する第２領域として選択する。そして、第２領域の画素
位置を表す第２領域情報は、グリッド形成ブロック５１
６へ送られる。
【００３１】第１領域選択ブロック３１６からのライン
Ｌ１７上の処理領域情報に応答して、グリッド形成ブロ
ック５１６は、前フレームの処理領域上に第１グリッド
を、また第２領域上に第２グリッドを各々形成するが、
ここで、第２グリッドにおけるグリッド点の密度は第１
グリッドの密度より高い。本発明の好ましい実施例によ
ると、最初、六角グリッドが前フレームにおける全処理
領域上に形成され、各々の第２領域に対して三角グリッ
ドが形成されるが、ここで、三角グリッドは第２領域を
適正にカバーする最小の寸法を有し、六角グリッドのグ
リッド点の一部と、六角グリッドにおいて垂直及び水平
方向へ隣接する一対のグリッド点の間の中央に新たに追
加された付加グリッド点とにより形成される。例えば、
図６に示したように、細かいグリッド（即ち、三角グリ
ッド６１）が第２領域Ａ′上に形成される。その後、各
々の三角グリッドに対する位置データ、例えば各三角グ
リッドの左上の画素位置及び大きさを表すグリッド情報
は、ラインＬ１８を通じてエントロピー符号化器１０７
及び特徴点定義ブロック５１８へ供給される。
Ｌ１７上の処理領域情報に応答して、グリッド形成ブロ
ック５１６は、前フレームの処理領域上に第１グリッド
を、また第２領域上に第２グリッドを各々形成するが、
ここで、第２グリッドにおけるグリッド点の密度は第１
グリッドの密度より高い。本発明の好ましい実施例によ
ると、最初、六角グリッドが前フレームにおける全処理
領域上に形成され、各々の第２領域に対して三角グリッ
ドが形成されるが、ここで、三角グリッドは第２領域を
適正にカバーする最小の寸法を有し、六角グリッドのグ
リッド点の一部と、六角グリッドにおいて垂直及び水平
方向へ隣接する一対のグリッド点の間の中央に新たに追
加された付加グリッド点とにより形成される。例えば、
図６に示したように、細かいグリッド（即ち、三角グリ
ッド６１）が第２領域Ａ′上に形成される。その後、各
々の三角グリッドに対する位置データ、例えば各三角グ
リッドの左上の画素位置及び大きさを表すグリッド情報
は、ラインＬ１８を通じてエントロピー符号化器１０７
及び特徴点定義ブロック５１８へ供給される。
【００３２】一方、公知のように、エッジ検知ブロック
５１７は通常のグラディエントオペレータ（例えば、ソ
ベルオペレータ）を用いて、前フレームにおけるエッジ
点を検知する。例えば、方向性グラディエント（例え
ば、水平及び垂直グラディエントＧｘ（ｘ，ｙ）及びＧ
ｙ（ｘ，ｙ）を水平及び垂直ソベルオペレータを用いて
計算し、画素位置（ｘ，ｙ）におけるグラディエントの
大きさｇ（ｘ，ｙ）が下記のように得られる。
５１７は通常のグラディエントオペレータ（例えば、ソ
ベルオペレータ）を用いて、前フレームにおけるエッジ
点を検知する。例えば、方向性グラディエント（例え
ば、水平及び垂直グラディエントＧｘ（ｘ，ｙ）及びＧ
ｙ（ｘ，ｙ）を水平及び垂直ソベルオペレータを用いて
計算し、画素位置（ｘ，ｙ）におけるグラディエントの
大きさｇ（ｘ，ｙ）が下記のように得られる。
【００３３】ｇ（ｘ，ｙ）＝｜Ｇｘ（ｘ，ｙ）｜ ＋
｜Ｇｙ（ｘ，ｙ）｜
｜Ｇｙ（ｘ，ｙ）｜
【００３４】しかる後、前フレームの各画素に対するグ
ラディエントの大きさｇ（ｘ，ｙ）と予め定められた閾
値Ｔｅとを比較することによって、前フレームにおける
エッジ点が検知される。即ち、ｇ（ｘ，ｙ）がＴｅより
大きければ、画素位置（ｘ，ｙ）はエッジ点となる。
ラディエントの大きさｇ（ｘ，ｙ）と予め定められた閾
値Ｔｅとを比較することによって、前フレームにおける
エッジ点が検知される。即ち、ｇ（ｘ，ｙ）がＴｅより
大きければ、画素位置（ｘ，ｙ）はエッジ点となる。
【００３５】続いて、エッジ点の位置を表すエッジ信号
ｅｇ（ｘ，ｙ）と共に、エッジ点に対するグラディエン
トの大きさｇ（ｘ，ｙ）が特徴点定義ブロック５１８へ
供給される。特徴点定義ブロック５１８において、複数
の特徴点が前フレームに含まれた画素から選択される。
ｅｇ（ｘ，ｙ）と共に、エッジ点に対するグラディエン
トの大きさｇ（ｘ，ｙ）が特徴点定義ブロック５１８へ
供給される。特徴点定義ブロック５１８において、複数
の特徴点が前フレームに含まれた画素から選択される。
【００３６】図７を参照すると、本発明による特徴点定
義ブロック５１８にて行われる、特徴点選択過程の説明
図が示されている。第１領域選択ブロック３１６からの
処理領域情報、及びグリッド形成ブロック５１６からの
グリッド情報に応答して、各々のグリッド点（例えば、
Ｇ１〜Ｇ４）に対して最大面積を有し、かつ互い重複し
ない円形探索領域（例えば、ＳＲ１〜ＳＲ４）を設定す
る。その後、エッジ検知ブロック５１７からのエッジ点
に対するグラディエント大きさとエッジ点の位置を表す
エッジ信号とに基づいて、探索領域と重なり合う各エッ
ジ点（例えば、Ｅ１〜Ｅ９）をその中心とする５×５画
素のブロックを設定する。その後、各ブロック内に含ま
れる画素のグラディエントの大きさを合計して、得られ
た合計値を各ブロックの中心に位置するエッジ点に対す
るエッジ値として定め、探索領域内において最大エッジ
値を有するエッジ点をその探索領域の特徴点として選択
する。もし、最大エッジ値を有するエッジ点が２個以上
存在する場合、グリッド点に最も近位のエッジ点を特徴
点として選択する。また、探索領域内において、エッジ
点が存在しない場合（例えば、ＳＲ１またはＳＲ３）に
は、グリッド点（例えば、Ｇ１またはＧ３）自体が特徴
点として選択される。
義ブロック５１８にて行われる、特徴点選択過程の説明
図が示されている。第１領域選択ブロック３１６からの
処理領域情報、及びグリッド形成ブロック５１６からの
グリッド情報に応答して、各々のグリッド点（例えば、
Ｇ１〜Ｇ４）に対して最大面積を有し、かつ互い重複し
ない円形探索領域（例えば、ＳＲ１〜ＳＲ４）を設定す
る。その後、エッジ検知ブロック５１７からのエッジ点
に対するグラディエント大きさとエッジ点の位置を表す
エッジ信号とに基づいて、探索領域と重なり合う各エッ
ジ点（例えば、Ｅ１〜Ｅ９）をその中心とする５×５画
素のブロックを設定する。その後、各ブロック内に含ま
れる画素のグラディエントの大きさを合計して、得られ
た合計値を各ブロックの中心に位置するエッジ点に対す
るエッジ値として定め、探索領域内において最大エッジ
値を有するエッジ点をその探索領域の特徴点として選択
する。もし、最大エッジ値を有するエッジ点が２個以上
存在する場合、グリッド点に最も近位のエッジ点を特徴
点として選択する。また、探索領域内において、エッジ
点が存在しない場合（例えば、ＳＲ１またはＳＲ３）に
は、グリッド点（例えば、Ｇ１またはＧ３）自体が特徴
点として選択される。
【００３７】図２及び図３を再度参照すると、特徴点定
義ブロック５１８からの選択された特徴点の位置を表す
特徴点の情報が、ラインＬ２０を介して特徴点動きベク
トル検知ブロック２１２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。ラインＬ１０上の現フ
レーム信号及びラインＬ１２上の前フレーム信号は、共
に特徴点動きベクトル検知ブロック２１２へ提供され
る。
義ブロック５１８からの選択された特徴点の位置を表す
特徴点の情報が、ラインＬ２０を介して特徴点動きベク
トル検知ブロック２１２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。ラインＬ１０上の現フ
レーム信号及びラインＬ１２上の前フレーム信号は、共
に特徴点動きベクトル検知ブロック２１２へ提供され
る。
【００３８】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に対する第１セット
の動きベクトルが検知される。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、特徴点と最
も類似な現フレームにおける画素との間の空間的変位を
表す。全ての特徴点に対する動きベクトルを検知した
後、第１セットの動きベクトルは、ラインＬ１９を通じ
て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１０７（図１参照）へ提供される。
おいては、選択された各々の特徴点に対する第１セット
の動きベクトルが検知される。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、特徴点と最
も類似な現フレームにおける画素との間の空間的変位を
表す。全ての特徴点に対する動きベクトルを検知した
後、第１セットの動きベクトルは、ラインＬ１９を通じ
て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１０７（図１参照）へ提供される。
【００３９】現フレーム動きベクトル検知ブロック２１
４においては、ラインＬ１９上の第１セットの動きベク
トル及び特徴点検知ブロック２１１からの特徴点情報を
用いて、現フレームにおける全ての画素に対する第２セ
ットの動きベクトルが特定される。この第２セットの動
きベクトルを特定するために、まず前フレームの特徴点
から第１セットの動きベクトルだけシフトされた、現フ
レームの画素点を表す準特徴点に対する一セットの動き
ベクトルが特定される。準特徴点に対する動きベクトル
の大きさは、それに対応する特徴点の動きベクトルの大
きさと同じであるが、これらの２つのベクトルの方向は
互いに反対である。全ての準特徴点に対する動きベクト
ルを決定した後、現フレーム上に残っている非準特徴点
に対する動きベクトルは、下記のように特定される。
４においては、ラインＬ１９上の第１セットの動きベク
トル及び特徴点検知ブロック２１１からの特徴点情報を
用いて、現フレームにおける全ての画素に対する第２セ
ットの動きベクトルが特定される。この第２セットの動
きベクトルを特定するために、まず前フレームの特徴点
から第１セットの動きベクトルだけシフトされた、現フ
レームの画素点を表す準特徴点に対する一セットの動き
ベクトルが特定される。準特徴点に対する動きベクトル
の大きさは、それに対応する特徴点の動きベクトルの大
きさと同じであるが、これらの２つのベクトルの方向は
互いに反対である。全ての準特徴点に対する動きベクト
ルを決定した後、現フレーム上に残っている非準特徴点
に対する動きベクトルは、下記のように特定される。
【００４０】最初に、各処理領域において、準特徴点を
互いに連結するラインセグメントによって、互いに重複
しない多角形、例えば、複数の三角形が画定される。し
かる後、各々の多角形を形成する準特徴点とそれらに対
応する特徴点との間の位置関係に基づいて、現フレーム
上の各々の多角形に含まれる各画素に対する前フレーム
上の予測位置が決定される。その後、現フレームの各多
角形内に含まれる各画素に対する動きベクトルが、各画
素の位置とその予測との間の変位から決定される。この
際、いかなる多角形にも含まれない画素に対する動きベ
クトルはゼロと定める。このような手法は、本特許出願
と出願人を同じくする係属中の米国特許出願第０８／４
３４，８０８号「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡ
ＴＵＳＦＯＲ ＥＮＣＯＤＩＮＧ／ＤＥＣＯＩＮＧ Ａ
ＶＩＤＥＯ ＳＩＧＮＡＬ」明細書に記載されてお
り、この明細書は本出願に引用例として加えられる。
互いに連結するラインセグメントによって、互いに重複
しない多角形、例えば、複数の三角形が画定される。し
かる後、各々の多角形を形成する準特徴点とそれらに対
応する特徴点との間の位置関係に基づいて、現フレーム
上の各々の多角形に含まれる各画素に対する前フレーム
上の予測位置が決定される。その後、現フレームの各多
角形内に含まれる各画素に対する動きベクトルが、各画
素の位置とその予測との間の変位から決定される。この
際、いかなる多角形にも含まれない画素に対する動きベ
クトルはゼロと定める。このような手法は、本特許出願
と出願人を同じくする係属中の米国特許出願第０８／４
３４，８０８号「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡ
ＴＵＳＦＯＲ ＥＮＣＯＤＩＮＧ／ＤＥＣＯＩＮＧ Ａ
ＶＩＤＥＯ ＳＩＧＮＡＬ」明細書に記載されてお
り、この明細書は本出願に引用例として加えられる。
【００４１】動き補償ブロック２１６は、第２セットに
含まれた各々の動きベクトルを用いて、第２フレームメ
モリ１２４からの予測された現フレームにおける各画素
値を取出すことによって、予測された現フレーム信号を
ラインＬ１６を介して減算器１０２及び加算器１１５
（図１）へ供給する。
含まれた各々の動きベクトルを用いて、第２フレームメ
モリ１２４からの予測された現フレームにおける各画素
値を取出すことによって、予測された現フレーム信号を
ラインＬ１６を介して減算器１０２及び加算器１１５
（図１）へ供給する。
【００４２】図８を参照すると、図１に示した本発明に
よるビデオ信号符号化装置１０に対応するビデオ信号復
号化装置８００が示されている。ビデオ信号符号化装置
１０から伝送された符号化されたビデオ信号は、バッフ
ァ８１０を通じてエントロピー復号化器８２０へ供給さ
れる。次いで、エントロピー復号化器８２０はその符号
化されたビデオ信号を復号化して、特徴点の動きベクト
ル、処理領域情報及びグリッド情報を現フレーム予測ブ
ロック８５０へ、そして量子化された変換係数を映像信
号復号化器８３０へ提供する。この映像信号復号化器８
３０は、ビデオ信号符号化装置１０における映像信号復
号化器１１３と同一の機能を行うことによって、再構成
された誤差信号を加算器８４０へ提供する。現フレーム
予測ブロック８５０は、ビデオ信号符号化装置１０から
の処理領域情報、グリッド情報及び特徴点動きベクトル
がエントロピー復号化器８２０から現フレーム予測ブロ
ック８５０に提供されているので、図２に示された処理
領域選択ブロック２１０のような領域選択器及び特徴点
動きベクトル検知ブロック２１２のような動き推定器を
含んでいないという点を除いては、図２に示された現フ
レーム予測ブロック１５０と同一の構成を有する。現フ
レーム予測ブロック８５０は、現フレーム予測ブロック
１５０に関して説明された機能と同一の機能を行う特徴
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。
よるビデオ信号符号化装置１０に対応するビデオ信号復
号化装置８００が示されている。ビデオ信号符号化装置
１０から伝送された符号化されたビデオ信号は、バッフ
ァ８１０を通じてエントロピー復号化器８２０へ供給さ
れる。次いで、エントロピー復号化器８２０はその符号
化されたビデオ信号を復号化して、特徴点の動きベクト
ル、処理領域情報及びグリッド情報を現フレーム予測ブ
ロック８５０へ、そして量子化された変換係数を映像信
号復号化器８３０へ提供する。この映像信号復号化器８
３０は、ビデオ信号符号化装置１０における映像信号復
号化器１１３と同一の機能を行うことによって、再構成
された誤差信号を加算器８４０へ提供する。現フレーム
予測ブロック８５０は、ビデオ信号符号化装置１０から
の処理領域情報、グリッド情報及び特徴点動きベクトル
がエントロピー復号化器８２０から現フレーム予測ブロ
ック８５０に提供されているので、図２に示された処理
領域選択ブロック２１０のような領域選択器及び特徴点
動きベクトル検知ブロック２１２のような動き推定器を
含んでいないという点を除いては、図２に示された現フ
レーム予測ブロック１５０と同一の構成を有する。現フ
レーム予測ブロック８５０は、現フレーム予測ブロック
１５０に関して説明された機能と同一の機能を行う特徴
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。
【００４３】図９を参照すると、現フレーム予測ブロッ
ク８５０が示されている。エントロピー復号化器８２０
からの処理領域情報及びグリッド情報、及びフレームメ
モリ８６０からの前フレーム信号は、特徴点選択ブロッ
ク９５２へ入力され複数の特徴点が選択される。ここ
で、特徴点選択ブロック９５２は、ビデオ信号符号化装
置１０の特徴点選択ブロック２１１を構成するエッジ検
知ブロック及び特徴点定義ブロックと等しいエッジ検知
ブロック及び特徴点定義ブロックを含み、図２に示され
た特徴点選択ブロック２１０で選択された複数の特徴点
と同一の複数の特徴点を選択する。特徴点選択ブロック
９５２からの選択された特徴点及びエントロピー復号化
器８２０からの特徴点動きベクトルに応答して、現フレ
ーム動きベクトル検知ブロック９５４は、図２に示され
た現フレーム動きベクトル検知ブロック２１４と同様の
方法で、現フレームにおける全ての画素に対する動きベ
クトルを特定する。動き補償ブロック９５６は、図２に
示された動き補償ブロック２１６と同様の方法で予測さ
れた現フレーム信号を提供する。
ク８５０が示されている。エントロピー復号化器８２０
からの処理領域情報及びグリッド情報、及びフレームメ
モリ８６０からの前フレーム信号は、特徴点選択ブロッ
ク９５２へ入力され複数の特徴点が選択される。ここ
で、特徴点選択ブロック９５２は、ビデオ信号符号化装
置１０の特徴点選択ブロック２１１を構成するエッジ検
知ブロック及び特徴点定義ブロックと等しいエッジ検知
ブロック及び特徴点定義ブロックを含み、図２に示され
た特徴点選択ブロック２１０で選択された複数の特徴点
と同一の複数の特徴点を選択する。特徴点選択ブロック
９５２からの選択された特徴点及びエントロピー復号化
器８２０からの特徴点動きベクトルに応答して、現フレ
ーム動きベクトル検知ブロック９５４は、図２に示され
た現フレーム動きベクトル検知ブロック２１４と同様の
方法で、現フレームにおける全ての画素に対する動きベ
クトルを特定する。動き補償ブロック９５６は、図２に
示された動き補償ブロック２１６と同様の方法で予測さ
れた現フレーム信号を提供する。
【００４４】図８を更に参照すると、現フレーム予測ブ
ロック８５０からの予測された現フレーム信号と、映像
信号復号化器８３０からの再構成された誤差信号とが加
算器８４０で加算されて、再構成された現フレーム信号
が表示装置（図示せず）及びフレームメモリ８６０へ供
給される。再構成された現フレーム信号は、復号化され
るべき次フレームに対する前フレームとして、フレーム
メモリ８６０に格納される。
ロック８５０からの予測された現フレーム信号と、映像
信号復号化器８３０からの再構成された誤差信号とが加
算器８４０で加算されて、再構成された現フレーム信号
が表示装置（図示せず）及びフレームメモリ８６０へ供
給される。再構成された現フレーム信号は、復号化され
るべき次フレームに対する前フレームとして、フレーム
メモリ８６０に格納される。
【００４５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、物体の動きに
よって適応的に特徴点を選択することによって、より効
果的にビデオ信号を符号化し得るのみならず、より正確
にビデオ信号を復元することができる。
よって適応的に特徴点を選択することによって、より効
果的にビデオ信号を符号化し得るのみならず、より正確
にビデオ信号を復元することができる。
【図１】本発明によるビデオ信号符号化装置を示したブ
ロック図である。
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】図２の処理領域選択ブロックの詳細なブロック
図である。
図である。
【図４】前フレームにおいてより大きい差分画素値を有
する各領域を取り囲む処理領域を示した図である。
する各領域を取り囲む処理領域を示した図である。
【図５】図２の特徴点選択ブロックの詳細なブロック図
である。
である。
【図６】処理領域において適応的なグリッド形成過程を
示した図である。
示した図である。
【図７】本発明による特徴点選択過程を示した図であ
る。
る。
【図８】本発明によるビデオ信号復号化装置のブロック
図である。
図である。
【図９】図８に示した現フレーム予測ブロックの詳細な
ブロック図である。
ブロック図である。
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 １０９ バッファ 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 処理領域選択ブロック ２１１ 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 ３１０ 減算器 ３１２ 第１比較ブロック ３１４ 第３フレームメモリ ３１６ 第１領域選択ブロック ５１０ ブロックに基づく動き推定ブロック ５１１ ブロックに基づく動き補償ブロック ５１２ 減算器 ５１３ 第２比較プロック ５１４ 第４フレームメモリ ５１５ 第２領域選択ブロック ５１６ グリッド形成ブロック ５１７ エッジ検知ブロック ５１８ 特徴点定義ブロック ８１０ バッファ ８２０ エントロピー復号化器 ８３０ 映像信号復号化器 ８５０ 現フレーム予測ブロック ８６０ フレームメモリ ９５２ 特徴点選択ブロック ９５４ 現フレーム動きベクトル検知ブロック ９５６ 動き補償ブロック
Claims (3)
- 【請求項１】 特徴点に基づく動き推定法に基づい
て、現フレームとその前フレームとを有する複数のフレ
ームからなるディジタルビデオ信号を符号化するビデオ
信号符号化装置に用いられ、前記現フレームとその前フ
レームとの間における物体の動きに従って適応的に特徴
点を選択するビデオ信号符号化方法であって、 （ａ）画素単位で現フレームの画素値から前フレームの
画素値を減算することによって、現フレームと前フレー
ムとで同一の位置に存在する画素間の差分画素値を提供
する過程と、 （ｂ）前記差分画素値と第１閾値ＴＨ１とを画素単位で
比較すると共に、前記第１閾値ＴＨ１より大きい差分画
素値を有する画素からなる、１つまたはそれ以上の処理
領域を選択する過程と、 （ｃ）前記前フレームにおける処理領域内に存在する各
画素の動きベクトルを、前記現フレームと前記前フレー
ムとの間で検知する過程と、 （ｄ）前記前フレームにおける処理領域内に存在する各
画素の動きベクトルに基づいて、前記現フレームの画素
値を提供する過程と、 （ｅ）前記現フレームの画素値から、前記前フレームに
おける処理領域内に存在する各画素の画素値を画素単位
で減算することによって、誤差画素値を提供する過程
と、 （ｆ）前記誤差画素値と前記第２閾値ＴＨ２とを比較す
ると共に、前記第２閾値ＴＨ２より大きい誤差画素値を
有する画素からなる、１つまたはそれ以上のグリッド領
域を選択する過程と、 （ｇ）前記前フレームにおける各処理領域に第１グリッ
ドを形成し、かつ前記各グリッド領域に第２グリッドを
形成する過程であって、該第２グリッドは第１グリッド
のグリッド点の一部と、前記第１グリッドにおいて垂直
及び水平方向に隣接する一対のグリッド点の間の中央に
位置した、新たに追加されたグリッド点とによって形成
される、該過程と、 （ｈ）前記前フレームからエッジ点を検知する過程と、 （ｉ）前記第１及び第２グリッド、及びエッジ点に基づ
いて、前記前フレームにおける複数の画素を特徴点とし
て選択する過程とを有することを特徴とするビデオ信号
符号化方法。 - 【請求項２】 前記エッジ点検知過程（ｈ）が、前記
前フレームにおける各画素に対するグラディエントの大
きさを算出する過程を含み、 前記特徴点選択過程（ｉ）が、 （ｉ１）前記第１及び第２グリッドの各々のグリッド点
に対して、互いに重複しない探索領域を設定する過程
と、 （ｉ２）前記エッジ点の各々を含む画素のブロック内に
存在する画素のグラディエントの大きさを合計すること
によって得られた合計値を、各々のエッジ点に対するエ
ッジ値として提供する過程と、 （ｉ３）前記探索領域内においてエッジ点が存在しない
場合、前記探索領域のグリッド点を特徴点として特定
し、前記探索領域内において１つまたはそれ以上のエッ
ジ点が存在する場合、前記エッジ点のうち、より大きい
エッジ値を有する前記エッジ点を特徴点として特定し
て、前記特徴点を提供する過程とを有することを特徴と
する請求項１に記載のビデオ信号符号化方法。 - 【請求項３】 前記第１及び第２グリッドが、各々六
角及び三角グリッドからなることを特徴とする請求項２
に記載のビデオ信号符号化方法。
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| KR (1) | KR0181063B1 (ja) |
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