JPH0870456A - 動きベクトル探索方法 - Google Patents

動きベクトル探索方法

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JPH0870456A
JPH0870456A JP6203658A JP20365894A JPH0870456A JP H0870456 A JPH0870456 A JP H0870456A JP 6203658 A JP6203658 A JP 6203658A JP 20365894 A JP20365894 A JP 20365894A JP H0870456 A JPH0870456 A JP H0870456A
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JP
Japan
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motion vector
difference value
vector
motion
diff
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JP6203658A
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English (en)
Inventor
Toshibumi Sakaguchi
俊文 坂口
Tomoyuki Shindo
朋行 進藤
Yoshizumi Wataya
由純 綿谷
Hideo Arai
英雄 新井
Ryozo Abe
良三 阿部
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GRAPHICS COMMUN LAB KK
Original Assignee
GRAPHICS COMMUN LAB KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より適切な動きベクトルの検出を可能とす
る。 【構成】 従来の最小差分値検出器10の前段に比較器
21,除算器22,セレクタ23からなる差分値変更部
20を置く。除算器22には、差分値Diffと重みW
とが入力され、差分値がWに応じて実際の値より小さく
なってW・Diffとして出力される。比較器21にお
いて、動きベクトルの探索中に、毎回探索中の動きベク
トルMVとディフォルト動きベクトルMVdef とが比較
され、一致すると出力Qが出て、セレクタ23によりD
iffではなくW・Diffの方が選ばれて出力され
る。すなわち、MVdef 以外のところでは差分値がその
まま最小差分値検出器10へ出ていき、MVdef に一致
すると、Wに応じて実際の値より小さくなった差分値が
出ていく。つまり、評価関数がMVdef のところで小さ
くなったのと等価となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像データのディジ
タル圧縮で利用される動きベクトルの効果的な探索方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】動画像の圧縮方式に関する標準化が進
み、ディジタル方式による高品位のテレビや大量に記録
できるディジタルVTR,CD等が現実のものとなりつ
つある。
【0003】動画像の高能率ディジタル圧縮符号化で
は、冗長な部分を取り除き発生する符号量を小さく押さ
えるための様々な工夫がなされている。動画像に含まれ
る冗長度には空間的な冗長度や、発生頻度に関する冗長
度の他に、時間的な冗長度がある。標準案では、この時
間的な冗長度を取り除くため、前後のフレームで予測を
行い、そこからの差分値のみを符号化するという方式を
用いている。このとき、参照画像をある適当な方向に適
当な量だけずらすことにより、差分値をさらに小さくで
きるときがある。これは動画像に現れる対象物が時間的
に平行移動しているときに特に有効である。標準案で
は、この移動量を動きベクトル(水平および垂直方向の
2成分をもつベクトル)として符号化しており、従来の
技術では、このように差分値が最小になる動きベクトル
を探索して符号化していた。
【0004】以下、図面によって従来の動きベクトル探
索方法について説明する。
【0005】図3は、従来技術を説明するためのブロッ
ク図であって、1は比較器、2,3はそれぞれ最小差分
値およびそのときの動きベクトルMVを記憶しておくた
めのレジスタである。10は最小差分値検出器を示す。
【0006】各動きベクトルMVについて、対応する差
分値Diffが最小差分値と比較器1で比較され、Di
ffが最小差分値より小さいと、最小差分値およびその
ときの動きベクトルMVを記憶しておくための各レジス
タ2,3の内容が更新され、最終的に最も小さい差分値
を与える動きベクトルMVmin が残り、これを探索結果
として出力する。
【0007】これをグラフで示すと、図4のようにな
る。図4で、縦軸は差分値Diff、横軸は動きベクト
ルMVを示す。各動きベクトルMVについて、対応する
差分値Diffが曲線Fで示されている。実際は動きベ
クトルは2成分であり、また、評価関数Fを示す曲線は
正確には各動きベクトルMVにおけるとびとびの点でし
か値をもたないが、簡単のためこのように書くことにす
る。従来の技術では、評価関数Fを最小にする点MVmi
n が最適な動きベクトルとして選ばれていた。ところ
が、図4のような場合、このMVmin における差分値D
iffmin は、他の点MV1 やMV2 における差分値D
iff1 やDiff2 とあまり変わらない。差分値Di
ffだけでなく、動きベクトルMVも符号化の対象にな
っていることを考えると、MVmin を採るのが最適とは
限らない。つまり、差分値は少々大きくても、そこから
くるデメリットを上まわるメリットがあれば別のMVを
採用したほうが有利な場合がある。例えば、差分値と動
きベクトルの両方の符号量を考えると、MVmin よりM
V1 を選んだ方が全体としての発生符号量が小さくなる
場合もある。また、これらの動きベクトルが実際の動き
を反映していないときは、ある適当なディフォルトの動
きベクトルを採用した方が良い場合もある。実際、従来
技術では、動きがほとんどないのに近くの模様の変化に
だまされて不適切な動きベクトルが選ばれ、不自然に見
えるときがあった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法において
は、差分に割り当てることのできる符号量が限られてい
るとき、動きベクトルMVが実際の動きを反映しておら
ず、不自然に見えるときがあった。また、従来の動きベ
クトル検出では、動きベクトルMV自身の符号量は考慮
されておらず、少しでも差分値を小さくするところが選
ばれるようになっていた。つまり、差分値Diffを送
るのに必要な符号量と動きベクトルMVを送るのに必要
な符号量との総和、すなわち実際に発生する符号量を小
さくするようにはなっていなかった。
【0009】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、評価関数として差分値だけでなくベク
トル自身を含めることにより、より適切な動きベクトル
の検出を可能とする動きベクトル探索方法を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項1
に記載の動きベクトル探索方法は、評価関数として差分
値だけでなくベクトル自身を含め、特定ベクトルが選ば
れ易くなるようにしたものである。
【0011】また、請求項2に記載の発明は、特定のベ
クトルとして、ベクトル長ゼロの動きベクトル、前のフ
レーム画像の動きベクトルの平均値、近傍のブロックに
おける動きベクトルのいずれかを設定するようにしたも
のである。
【0012】
【作用】請求項1に記載の発明においては、差分値のみ
に頼って少しでも小さな差分を与える動きベクトルだけ
が常に選ばれてしまうのを防ぎ、差分値が少しくらい大
きくても、全体としての符号化を考えたとき有利になる
ベクトルがあればそちらが選ばれるようになる。
【0013】請求項2に記載の発明においては、請求項
1記載の特定のベクトルとして、ベクトル長ゼロの動き
ベクトル、前のフレーム画像の動きベクトルの平均値、
近傍のブロックにおける動きベクトルのいずれかを設定
することにより、それぞれつぎのような作用が期待でき
る。
【0014】請求項1記載の特定のベクトルとして、ベ
クトル長ゼロのベクトルを設定すると、実際の動きはほ
とんどないにもかかわらず、近くの模様の変化にだまさ
れて不適切な動きベクトルが選ばれてしまうのを防ぐ。
【0015】請求項1記載の特定のベクトルとして、前
のフレーム画像の動きベクトルの平均値を設定すると、
レースのシーンのように、画面全体が一定の方向に動き
続けているときに有効である。つまり、最小差分値とこ
の動きベクトルの平均値における差分値があまり違わな
いときにはこの平均値の方が選ばれ、実際の動きを反映
した自然な動きが再現される。
【0016】請求項1記載の特定のベクトルとして、近
傍のブロックにおける動きベクトルを設定すると、符号
化するのに必要な符号量と、動きベクトルを符号化する
のに必要な符号量とのトレードオフで動きベクトルの値
が決定されるため、差分を符号化するのに必要な符号量
がたいして減らないにもかかわらず大きなベクトルを選
んでしまうことがなくなり、全体としての符号量がかえ
って小さくなる。
【0017】
【実施例】図1に本発明の動きベクトル探索方法を実施
する装置の構成例のブロック図を示す。
【0018】図1において、20は本発明による差分値
変更部であり、10は図3と同じ構成の最小差分値検出
器である。差分値変更部20は、比較器21、除算器
(または減算器)22、セレクタ23からなる。除算器
22には、差分値Diffと重みWとが入力され、差分
値がWに応じて実際の値より小さくなってW・Diff
として出力される。
【0019】比較器21において、動きベクトルMVの
探索中に、毎回探索中の動きベクトルMVとこのディフ
ォルト動きベクトルMVdef とが比較され、一致すると
出力Qが出て、セレクタ23によりDiffではなくW
・Diffの方が選ばれて出力される。
【0020】すなわち、ディフォルト動きベクトルMV
def 以外のところでは差分値がそのままの最小差分値検
出器10へ出ていき、ディフォルト動きベクトルMVde
f に一致すると、重みWに応じて実際の値より小さくな
った差分値W・Diffが出ていく。これは、図2に示
すように、評価関数Fがディフォルト動きベクトルMV
def のところで小さくなったのと等価であり、従来の最
小差分値検出器10を変更せず、その入力部に本発明に
よる差分変更部20の装置を置くだけで実現できる。
【0021】このようにして、本発明では、差分値Di
ffだけでなく動きベクトル自体をも考慮した適切な動
きベクトルの探索が可能になる。
【0022】上記のディフォルト動きベクトルMVdef
としてはいろんなものが考えられるが、以下に、ベクト
ル長ゼロの動きベクトル、前フレーム画像の動きベクト
ルの平均値、近傍のブロックにおける動きベクトルを設
定した場合を説明する。
【0023】ディフォルト動きベクトルMVdef にゼロ
を設定すると、実際の動きはほとんどないにもかかわら
ず、近くの模様の変化にだまされて不適切な動きベクト
ルが選ばれてしまうのを防ぐことができる。
【0024】前のフレーム画像の動きベクトルの平均値
を利用するときは、前フレームの動きベクトルの検出結
果を加算しておいて、その平均値をディフォルト動きベ
クトルMVdef に設定すればよい。このベクトルが選ば
れ易くなると、レースのシーンのように、画面全体が一
定の方向に動き続けているときに有効である。つまり、
最小差分値とこの動きベクトルの平均値における差分値
があまり違わないときにはこの平均値の方が選ばれ、実
際の動きを反映した自然な動きが再現されるようにな
る。
【0025】ディフォルト動きベクトルMVdef に近傍
のブロックにおける動きベクトルの検出結果を設定する
と、動きベクトル自身ではなく、近傍の動きベクトルと
の差分を符号化しているときに特に有効となる。つま
り、符号化するのに必要な符号量と、動きベクトルを符
号化するのに必要な符号量とのトレードオフで動きベク
トルの値が決定されるため、差分を符号化するのに必要
な符号量がたいして減らないにもかかわらず大きなベク
トルを選んでしまうことがなくなり、全体としての符号
量が小さくなる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、1フレーム
を複数のブロックに分割し、時間的に前と後とのフレー
ムにおける各ブロック間の差分値を用いて動画像情報を
符号化するに際し、前記ブロック間の差分値が最小にな
る位置を探索する動きベクトル探索方法において、ある
特定のベクトルが選ばれ易くなるように、動きベクトル
の評価関数として差分値の他に動きベクトル自身をも含
めることにより、差分値だけでなく動きベクトル自体を
も考慮した適切なベクトルの探索が可能になる。
【0027】この特定のベクトルとして、ベクトル長ゼ
ロの動きベクトル、前のフレーム画像の動きベクトルの
平均値、近傍のブロックにおける動きベクトルのいずれ
かを設定することにより、それぞれ次のような効果が期
待できる。
【0028】この特定のベクトルとして、ベクトル長ゼ
ロの動きベクトルを設定すると、実際の動きはほとんど
ないにもかかわらず、近くの模様の変化にだまされて不
適切な動きベクトルが選ばれてしまうのを防ぐという効
果がある。
【0029】この特定のベクトルとして前のフレーム画
像の動きベクトルの平均値を設定すると、レースのシー
ンのように、画面全体が一定の方向に動き続けていると
きに有効である。つまり、最小差分値とこの動きベクト
ルの平均値に置ける差分値があまり違わないときにはこ
の平均値の方が選ばれ、実際の動きを反映した自然な動
きが再現される。
【0030】この特定のベクトルとして近傍のブロック
における動きベクトルを設定すると、符号化するのに必
要な符号量と、動きベクトルを符号化するのに必要な符
号量とのトレードオフで動きベクトルの値が決定される
ため、差分を符号化するのに必要な符号量がたいして減
らないにもかかわらず大きなベクトルを選んでしまうこ
とがなくなり、全体としての符号量が小さくなるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を実施するための回路の構成
例を示すブロック図である。
【図2】本発明の作用を説明するための図である。
【図3】従来の動きベクトル探索方法を実施するための
回路の構成例を示すブロック図である。
【図4】従来例の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
1 比較器 2 最小差分値用レジスタ 3 動きベクトル用レジスタ 10 最小差分値検出器 20 差分値変更部 21 比較器 22 除算器 23 セレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綿谷 由純 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 (72)発明者 新井 英雄 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 (72)発明者 阿部 良三 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1フレームを複数のブロックに分割し、
    時間的に前と後のフレームにおける各ブロック間の差分
    値を用いて動画像情報を伝送するに際し、前記ブロック
    間の差分値が最小になる位置を探索する動きベクトル探
    索方法において、 ある特定のベクトルが選ばれ易くなるように、動きベク
    トルの評価関数として差分値の他に動きベクトル自身を
    も含めることを特徴とする動きベクトル探索方法。
  2. 【請求項2】 特定ベクトルとして、ベクトル長ゼロの
    動きベクトル、前のフレーム画像の動きベクトルの平均
    値、近傍のブロックにおける動きベクトルのいずれかを
    設定することを特徴とする請求項1記載の動きベクトル
    探索方法。
JP6203658A 1994-08-29 1994-08-29 動きベクトル探索方法 Pending JPH0870456A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH099268A (ja) * 1995-06-23 1997-01-10 Nec Corp 動き検出回路
US6606414B1 (en) 1997-05-07 2003-08-12 Siemens Aktiegesellschaft Method and device for coding a digitized image

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH099268A (ja) * 1995-06-23 1997-01-10 Nec Corp 動き検出回路
US6606414B1 (en) 1997-05-07 2003-08-12 Siemens Aktiegesellschaft Method and device for coding a digitized image

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